JP3561319B2 - 鋼製橋脚の補強構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼製橋脚の補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２に示すように、鋼製橋脚５０の中空脚部５１の剛性を高めるため、その内部に、例えば、底部から同脚部の高さの１／３ 以上まで、コンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部５２を形成したものがある。
【０００３】
かかるコンクリート中込部５２は中空脚部５１と一体となって鋼製橋脚５０の中空脚部５１の強度を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した鋼製橋脚５０の中空脚部５１は、以下の解決すべき課題を有していた。
【０００５】
即ち、コンクリートの性質より、コンクリート中込部５２は、養生硬化の際に、又は、その後も経時的に収縮する傾向がある。これに対して、一般にコンクリートの鋼材への接着力は不十分なので、図３に示すように、コンクリート中込部５２が中空脚部５１から剥離する場合がある。その結果、同中込部５２の外面と鋼製の中空脚部５１の間に隙間５３が生じて両者の一体性が破壊され、鋼製橋脚５０の中空脚部５１の強度が著しく損なわれることになる。
【０００６】
また、鋼製橋脚５０の内面に結露を生じ、その結果、中空脚部５１を腐食したり、コンクリート中込部５２を腐食することになり、鋼製橋脚５０の中空脚部５１の強度の低下が促進されることになる。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決することができる鋼製橋脚の補強構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中空脚部の内部にコンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部を形成している鋼製橋脚において、コンクリート中込部の外面と中空脚部の周面及び底面とをポリマーセメント接着層によって接着し、さらに、前記中空脚部の外面にポリマーセメント耐食層を形成したことを特徴とする鋼製橋脚の補強構造に係るものである。
【０００９】
ここに、ポリマーセメント接着層の形成材料としては、酸化珪素、酸化カルシウム，酸化鉄を主成分とした主剤、具体的には、砂とセメントとからなる主剤に、カルボキシ変性スチレンブタジエン、メタクリル酸シクロヘキシルを主成分としてなる複合ポリマーエマルジョンを混和した生成した混合材料を好適に用いることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明に係る橋脚等補強構造の構成を詳細に説明する。
【００１３】
（実施例１）
本実施例において、図１に示すように、鋼製橋脚Ａは、従来の鋼製橋脚と同様に、基礎Ｆ上にアンカーボルトＢ等を用いて強固に立設した中空脚部１０の内部にコンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部１１を形成している。
【００１４】
なお、コンクリートの充填量は、例えば、中空脚部１０の全長の１／３ 以上とすることができる。
【００１５】
そして、コンクリート中込部１１と中空脚部１０との一体化によって、鋼製橋脚Ａは、中空脚部１０の剛性を高めることができる。
【００１６】
また、本実施例では、図１に示すように、鋼製橋脚Ａは、その中空脚部１０の内面とコンクリート中込部１１とを、コンクリートのみならず鋼材に対しても強力な接着力を有するとともに充分な弾性力を有するポリマーセメントないしポリマーセメントモルタルからなるポリマーセメント接着層１２を介して接着している。
【００１７】
このポリマーセメント接着層１２の存在によって、コンクリート中込部１１が養生硬化や、その後の経時変化によって収縮したとしても、ポリマーセメント接着層１２が、その強力な接着力と充分な弾性力によって、中空脚部１０とコンクリート中込部１１とを強力に接着することができる。従って、地震等の強力な破壊エネルギーを鋼製橋脚Ａが受けた場合であっても、上記した中空脚部１０とコンクリート中込部１１との間に隙間が生じるのを防止して両者の一体性を確実に維持することができ、鋼製橋脚Ａの安全性を充分に確保することができることになる。
【００１８】
また、中空脚部１０とコンクリート中込部１１との間に隙間が発生するのを確実に防止することができるので、結露等による中空脚部１０やコンクリート中込部１１の腐食も確実に防止することができ、この面からも鋼製橋脚Ａの安全性を確保することができる。
【００１９】
なお、本実施例では、中空脚部１０とコンクリート中込部１１との一体性を高めるため、コンクリート中込部１１の周面ａのみでなく、底面ｂも、ポリマーセメント接着層１２を介して中空脚部１０に接着している。
【００２０】
また、本実施例では、鋼製の中空脚部１０の腐食防止のため、その外面にも、ポリマーセメントないしポリマーセメントモルタルからなる耐食性のあるポリマーセメント耐食層１３を形成している。
【００２１】
ここで、ポリマーセメントないしポリマーセメントモルタルとしては、酸化珪素、酸化カルシウム，酸化鉄を主成分とした主剤に、カルボキシ変性スチレンブタジエン、メタクリル酸シクロヘキシルを主成分としてなる複合ポリマーエマルジョンを混和した生成した混合材料を用いることができる。
【００２２】
具体的には、複合ポリマーエマルジョンとは、例えば、特開昭５８−１４９９６１ 号や特開昭６０−２３８６５０３号において開示したものをいい、かかる複合ポリマーエマルジョンは、以下の成分構成を有する。
【００２３】
カルボキシ変性スチレンブタジエン ４５ ％
メタクリル酸シクロヘキシル ２４ ％
メタノール ５ ％
脂肪酸ソーダ石鹸 １ ％
水 ２５ ％
複合ポリマーエマルジョンが混入される主剤は、以下の成分構成を有するものとすることができる。
【００２４】
白色セメント ２８．０ ％
珪砂（ＳｉＯ_２ ） ７１．６ ％
鉄粉（Ｆｅ_３ Ｏ_４ ） ０．２ ％
亜鉛華（ＺｎＯ） ０．１ ％
チタン白（ＴｉＯ_２ ） ０．１ ％
ポリマーセメントは、上記した主剤と複合ポリマーエマルジョンとを、例えば３：１の比率で混合して生成したものであり、かかる組成からなるポリマーセメントモルタルは、強力な接着力を有するとともに充分な弾性力を有するものであり、特に、本発明に適したものである。
【００２５】
また、必要に応じて、主剤への充填材として、砂利等を混入してもよい。
【００２６】
（実施例２）
本実施例は、実施例１における中空脚部１０の内部にコンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部１１を形成している鋼製橋脚Ａにおいて、上記したポリマーセメント接着層１２に代えて、又は同時にコンクリート中込部１１自体をポリマーコンクリートから形成したことを特徴とする。
【００２７】
ここに、ポリマーコンクリートとしては、粗骨材、細骨材、セメント、水、及び、カルボキシ変性スチレンブタジエン及びメタクリル酸シクロヘキシルを主成分としてなる複合ポリマーエマルジョンを混和して生成したポリマーコンクリートを好適に用いることができる。なお、複合ポリマーエマルジョンは実施例１におけると同一のものを用いることができる。
【００２８】
但し、ポリマーコンクリートは中込材として用いるので、複合ポリマーエマルジョンとの混合比率は例えばセメント量の１０％とするのが好ましい。
【００２９】
本実施例では、コンクリート中込部１１自体が充分な接着力と弾性力を有するので、コンクリート中込部１１の外面は、何ら別途接着層を用いることなく、直接的に中空脚部１０の内面に強力に接着されることになる。
【００３０】
従って、この場合も、コンクリート中込部１１が、養生硬化やその後の経時変化によって収縮しようとしても、その内部に混入した複合ポリマーエマルジョンの強力な接着力と充分な弾性力によって、地震等の強力な破壊エネルギーを鋼製橋脚が受けた場合であっても、上記した中空脚部とコンクリート中込部との一体性を確実に維持することができ、鋼製橋脚の安全性を確保することができることになる。
【００３１】
また、中空脚部とコンクリート中込部との間に隙間が発生するのを確実に防止することができるので、結露等による中空脚部やコンクリート中込部の腐食も確実に防止することができ、この面からも鋼製橋脚の安全性を確保することができる。
【００３２】
さらに、本実施例によるコンクリートは靭性が付与されるので、過大な荷重がかかっても、構成橋脚の急激な倒壊を防止することができる。
【００３３】
以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明が適用できる中空脚部の断面形状は特定の形状に何ら限定されるものではなく、例えば、円形断面はもちろん、矩形断面や長矩形断面等とすることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明において、鋼製橋脚は、その中空脚部の内部にコンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部を形成している鋼製橋脚において、コンクリート中込部の外面と中空脚部の周面及び底面とをポリマーセメント接着層によって接着し、さらに、前記中空脚部の外面にポリマーセメント耐食層を形成している。
【００３６】
従って、コンクリート中込部が、養生硬化やその後の経時変化によって収縮したとしても、ポリマーセメント接着層や、コンクリート中込部に混入した複合ポリマーエマルジョンが、その強力な接着力と充分な弾性力によって、地震等の強力な破壊エネルギーを鋼製橋脚が受けた場合であっても、上記した中空脚部とコンクリート中込部との一体性を確実に維持することができ、鋼製橋脚の安全性を確保することができることになる。
【００３７】
また、中空脚部とコンクリート中込部との間に隙間が発生するのを確実に防止することができるので、結露等による中空脚部やコンクリート中込部の腐食も確実に防止することができ、この面からも鋼製橋脚の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼製橋脚の補強構造の断面正面図である。
【図２】従来の鋼製橋脚の断面正面図である。
【図３】コンクリート中込部が中空脚部から剥離した状態を示す鋼製橋脚の断面正面図である。
【符号の説明】
Ａ 鋼製橋脚
Ｆ 基礎
Ｂ アンカーボルト
１０ 中空脚部
１１ コンクリート中込部
１２ ポリマーセメント接着層

Claims (2)

1. 中空脚部(10)の内部にコンクリートを充填・硬化してコンクリート中込部(11)を形成している鋼製橋脚において、
   コンクリート中込部(11)の外面と中空脚部(10)の周面 (a) 及び底面 (b)とをポリマーセメント接着層(12)によって接着し、さらに、前記中空脚部 (10) の外面にポリマーセメント耐食層 (13) を形成したことを特徴とする鋼製橋脚の補強構造。
2. ポリマーセメント接着層(12)は、酸化珪素、酸化カルシウム及び酸化鉄を主成分とした主剤に、カルボキシ変性スチレンブタジエン及びメタクリル酸シクロヘキシルを主成分としてなる複合ポリマーエマルジョンを混和して生成したポリマーセメントからなることを特徴とする請求項１記載の鋼製橋脚の補強構造。

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