JP3764657B2

JP3764657B2 - Seismic reinforcement structure for reinforced concrete support columns

Info

Publication number: JP3764657B2
Application number: JP2001137355A
Authority: JP
Inventors: 晴人山本; 孝之小原; 顕彰鈴木; 徹也三島; 稔田畑
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP2002332750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造に関し、更に詳細には例えば壁式コンクリート橋脚のような既設の鉄筋コンクリート支持柱の耐震性能を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉄道橋又は道路橋などを支える鉄筋コンクリート橋脚は、その耐震性能を高めるために耐震補強工事が行われている。従来、この種の耐震補強工法としては、鉄筋コンクリート橋脚の周囲に鋼板や鉄筋コンクリート、或いはその両方を併用して耐震補強部を巻き付けるように配設する方法が一般的であった。
【０００３】
このような鉄筋コンクリート橋脚の耐震補強工法において、例えば壁式コンクリート橋脚、言い換えれば橋脚断面の短辺と長辺との長さの比が概ね１対３を越えるような鉄筋コンクリート橋脚等の場合には、既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体の一表面から当該躯体を貫通して対向する他表面に至る孔をあけ（削孔）、この孔に中間貫通ＰＣ鋼棒を通してその両端部を巻き立てた耐震補強部に定着する工法が一般的であった。
【０００４】
ここで、従来の鉄筋コンクリート巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法の一例を具体的に説明すると、最初に、図８及び図９に示されるように鉄筋コンクリートを既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１の周囲に所定の厚みで巻き立てて耐震補強部２を形成する。巻き立てた鉄筋コンクリートの耐震補強部２には既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１の長手方向に沿って延びる多数の曲げ補強鉄筋（軸方向鉄筋）３とこれらの軸方向鉄筋を束ねるように多数の帯鉄筋４が配筋されている。
【０００５】
そして、これらの曲げ補強鉄筋３や帯鉄筋４を配筋する前に、予め既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１の一表面から当該橋脚躯体１を貫通して反対側の他表面に至る複数の孔を軸方向に間隔をあけて削孔し、次いで、各孔にＰＣ鋼棒５を通し、その後に曲げ補強鉄筋３や帯鉄筋４を配筋し、最後にＰＣ鋼棒５の両端部にナットを螺合して曲げ補強鉄筋３や帯鉄筋４を拘束するように定着していた。
【０００６】
その際、曲げ補強鉄筋３や帯鉄筋４の拘束方法としては、縦方向に並んだ例えば３つのＰＣ鋼棒５に対して１つのみぞ型鋼６を拘束部材として、ＰＣ鋼棒の拘束効果が帯鉄筋４全体に及ぶようにその外側に隣接させて配置する。具体的には、みぞ型鋼６には３つのＰＣ鋼棒５の端部が挿通する穴が形成され、みぞ型鋼６の各穴に相対的にＰＣ鋼棒５の端部を挿通させて突出するように配置した後に各ＰＣ鋼棒５の端部に螺合したナットで締め付けて定着する。
【０００７】
これにより、みぞ型鋼６が帯鉄筋４のはらみだしを防止し、その結果軸方向鉄筋３の座屈も防止されて既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１の耐震性能を向上させている。なお、みぞ型鋼６は、最終的には耐震補強部２を形成する鉄筋コンクリートに埋め込まれる。
【０００８】
また、従来の鋼板巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法の場合には、既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体の周囲に間隔をあけて補強鋼板を巻き立て、その間隔部にモルタルを充填して橋脚躯体と一体化する。その際にも鉄筋コンクリート巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法と同様に予め既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１に複数の貫通孔を削孔して各孔にＰＣ鋼棒を通しておき、補強鋼板を巻き立てた後に当該補強鋼板に形成した挿通孔に各ＰＣ鋼棒の端部を通し、ナットを螺合して締め付けることで拘束効果を発揮させるというものであった。
【０００９】
更に、鉄筋コンクリートと鋼板の併用巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法の場合には、最終的に耐震補強された橋脚の断面が図１０に示されているように、最初に前述した鉄筋コンクリート巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強を行い、その後巻き立てた鉄筋コンクリートの周囲に補強鋼板７を配置し、巻き立てた鉄筋コンクリートと補強鋼板との間隔部にモルタルを充填して一体化させ、両者併用の耐震補強部８を形成する。
【００１０】
既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体１を貫通して取り付けられた各ＰＣ鋼棒５の端部は鉄筋コンクリート巻立て部とその外側に巻立てられた補強鋼板７を貫通して突出し、その突出端部にナット等を螺合して締め付けることで拘束効果を発揮させるというものであった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の壁式コンクリート橋脚耐震補強工法で行われる壁式橋脚断面に対する貫通孔の削孔は、一般に大がかりな工事となり工期及び施工コストとも増加するという問題があった。しかも、橋脚の断面が大きくなればなるほど削孔長も増加し、この問題点が顕著になる。
【００１２】
また、このような壁式コンクリート橋脚断面に対する貫通孔の削孔は、鉄筋コンクリート橋脚躯体内部にある既存の鉄筋を損傷する可能性が高いという問題もあった。すなわち、この種の貫通孔の削孔は、通常、片面から一方向に貫通するまで削孔する。その場合、削孔開始側では予め鉄筋コンクリート橋脚躯体内の配筋状況を探査し、既存の鉄筋の位置を避けて削孔することも可能ではあるが、それでも削孔終了側における鉄筋の損傷を避けることは難しい。
【００１３】
更に、壁式コンクリート橋脚躯体の両面側からそれぞれ当該橋脚躯体内の配筋状況を探査し、その両面側に位置する鉄筋を避けるように両側から削孔してほぼ中央部でそれらの孔を合体させて連通させることも考えられるが、両面側から削孔する２つの孔を中央部で一致させることは容易ではなく、削孔に関して極めて高い精度が要求され実用的ではなかった。
【００１４】
更にまた、壁式コンクリート橋脚が水中に設置されている場合には、このような削孔及び引き続く補強工事は地上で行う以上に困難であり、工期及び施工コストとも高くなるという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであり、工期及び施工コストの増加を招くことなく、簡単に橋脚の耐震補強工事を行うことのできる鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造であり、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造は、既設の鉄筋コンクリート支持柱躯体の周囲に巻立てた耐震補強部と、既設の前記鉄筋コンクリート支持柱躯体の表層部内に定着された複数のアンカーとを含み、このアンカーが備えるアンカー棒の頭部を耐震補強部に固定して少なくとも耐震補強部の構造要素を拘束するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
＜本発明における具体的構成＞
本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。その具体的構成要素とは、アンカーが拡底式アンカーであることを特徴とする。拡底式アンカーはコンクリート内での定着力が非常に高いことから、この種の耐震補強に特に有効である。
【００１８】
また、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造では、耐震補強部が、既設の鉄筋コンクリート支持柱躯体の周囲に設置された補強鋼板及び鉄筋コンクリートのいずれか一方で構成されているか、若しくは両方を併用して構成されていることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造では、耐震補強部を鉄筋コンクリートで形成する場合には、耐震補強部とされる鉄筋コンクリートをプレキャストコンクリート型枠で形成することができる。
【００２０】
耐震補強部としてプレキャストコンクリート型枠を使用する際に、このプレキャストコンクリート型枠と既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体との間にモルタル又はコンクリートを介在させて一体化する。更にまた、前述したような特徴を備える本発明に係る鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造を、特に壁式コンクリート橋脚に適用することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造を図に示される実施形態について更に詳細に説明する。図１には本発明に係る鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造における一実施形態として壁式コンクリート橋脚を鉄筋コンクリートで巻立てることで耐震補強した場合の耐震補強構造１０が概略的に示されている。
【００２２】
すなわち、この実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造１０は、図１に示されるように既設の壁式コンクリート橋脚躯体１１の周囲に鉄筋コンクリートからなる耐震補強部１２が巻き立てられている。この鉄筋コンクリートからなる耐震補強部１２には、従来の鉄筋コンクリーの耐震補強部と同様に多数の曲げ補強鉄筋４や帯鉄筋３が配筋されている。
【００２３】
このように鉄筋コンクリートの耐震補強部１２を外周囲に巻立てた壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造１０では、壁式コンクリート橋脚躯体１１の表層部に多数のアンカー１４が配置され、このアンカー１４の構成要素であるアンカーボルト１３が鉄筋コンクリートの耐震補強部１２を貫通して配置されている。ここで、用いられるアンカー１４は拡底式アンカーが特によいが、他のアンカーでも良い場合もある。
【００２４】
拡底式アンカー１４とは、コンクリートにアンダーカットし、定着部を形成（拡底）することにより機械的な定着機構を発揮する後施工アンカーであり、一般的な接着系アンカーや機械式拡張アンカーに比較して高い定着力を持ち、拡底部が機械的に噛み合うことによりアンカーの施工位置にひび割れが生じても高い定着力を発揮することを特徴するものであり、このような拡底式アンカーそれ自体は既によく知られている。
【００２５】
すなわち、このような拡底式アンカー１４は、予め壁式コンクリート橋脚躯体１１の表層部に孔を開けてその奥部を拡大削孔したところで圧入装着され、アンカーの金属拡張部を押し拡げて機械的に定着させられる。その後に壁式コンクリート橋脚躯体１１の周囲に、従来と同様に曲げ補強鉄筋４や帯鉄筋３が配筋され、それを囲むように型枠が配置される。
【００２６】
この拡底式アンカー１４のアンカーボルト１３は、その頭部が型枠に形成した挿通孔から突出させるように配置され、次いでこの型枠内にコンクリートが打設される。このようにして形成された鉄筋コンクリートの耐震補強部１２の表面から突出するアンカーボルト１３の突出ネジ部にナット１５が螺合されて当該耐震補強部１２の表面に定着される。
【００２７】
その際、縦方向に並んだ幾つかのアンカーボルト１３の頭部がそれぞれ挿通する穴をあけた短冊状の鋼板をあてがってベース板（図示せず）とし、このベース板の各穴からアンカーボルト１３の頭部を出し、突出した各アンカーボルト１３の頭部にナット１５を螺合してベース板を加締めるようにすると、拘束効果を広く及ぼさせることができる。
【００２８】
このような拡底式アンカー１４を用いる理由としては、壁式コンクリート橋脚躯体１１の特に基部は地震力の作用で容易に曲げひび割れや剪断ひび割れが生じやすい。一般的な接着系アンカーや金属拡張系アンカーでは、ひび割れが定着部を通過した時点でアンカーの定着力はほとんど無くなり、アンカーとしては機能しなくなる。従って、ひび割れの発生が予想される箇所では、拡底式アンカーや貫通鋼棒でなければ、帯鉄筋や鋼板で構成される横拘束筋の拘束効果を向上させることが出来ないからである。
【００２９】
また、拡底式アンカー１４の定着は、既設の壁式コンクリート橋脚の表層部に孔を開けるだけなので、表層部の配筋探査に基づいて既設鉄筋を避けるように削孔すればよく、アンカー施工に伴う既設鉄筋への損傷を確実に防ぐことができる。
【００３０】
ところで、このような鉄筋コンクリートの耐震補強部１２は、図２に示されるように、予め工場などで形成されたプレキャスト型枠１６を用いることができる。但し、鉄筋コンクリートの耐震補強部１２としてプレキャスト型枠１６を用いる場合には、既設の壁式コンクリート橋脚躯体１１の周囲に曲げ補強鉄筋３を配筋し、次いでその外側にプレキャスト型枠１６を設置し、壁式コンクリート橋脚躯体１１とプレキャスト型枠１６との間隔部にモルタル又はコンクリート１７が充填される。
【００３１】
なお、既設の壁式コンクリート橋脚の耐震補強箇所が水中にある場合には、鉄筋コンクリートの耐震補強部１２としてプレキャスト型枠１６の使用が必須であると共に既設橋脚躯体１１とプレキャスト型枠１６との間隔部には通常のモルタル又はコンクリート１７に代えて水中不分離性のモルタルが充填される。
【００３２】
拡底式アンカーの施工に必要なツールは、作業者が手に持って容易に操作することが出来る点で施工性に優れ、削孔に要する時間も短い。壁式コンクリート橋脚躯体に貫通孔を開ける場合には重量のある油圧式ボーリングマシンを使用しなければならないことを考えれば、本実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造が如何に容易に施工可能かが分かる。特に、水中で拡底式アンカーを施工する場合も作業者が手に持てるエアツールでよく、施工性に優れる。
【００３３】
このように本実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造１０では、壁式コンクリート橋脚の表層部に拡底式アンカーを配設すると共に壁式コンクリート橋脚躯体の周囲に鉄筋コンクリートの耐震補強部を巻き立て、拡底式アンカーを耐震補強部の構造要素に固定して横拘束筋の拘束効果を向上させるようにしたことから、内部の鉄筋に損傷を与えることなく容易に耐震補強工事を行うことができ、その結果工期の短縮化や施工コストの低減化を図ることができる。
【００３４】
ところで、従来の壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造と本発明の一実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造とについてそれぞれ模型（図３には従来の耐震補強構造による模型の試験体１及び図４には本発明に基づく耐震補強構造による模型の試験体２をそれぞれ示す）を製作し、模型橋脚の正負交番載荷実験により各模型についての強度の差について確認した。その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
この表１において、計算値（鉄道・道路）とは、鉄道構造物、道路構造物に関する既往の設計指針に則して計算したものである。一般に、部材の耐震性能は、荷重−変位関係の履歴曲線の囲む面積で評価される。図５は試験体１における荷重−変位関係を示す特性図で、図６は試験体２における荷重−変位関係を示す特性図である。図７の包絡線比較図から明らかなように両者の包絡線はほぼ一致していることが分かる。
【００３７】
この実験結果から明らかなように、本発明の一実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造と従来の壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造とではほとんど耐震性能に差がないことが分かる。
【００３８】
なお、前述した本発明の一実施形態は、既設の壁式コンクリート橋脚躯体の周囲に巻き立てた耐震補強部が鉄筋コンクリート（プレキャストコンクリートを含む）で形成される場合についてのものであったが、この耐震補強部として補強鋼板を使用した場合又は鉄筋コンクリートと補強鋼板を併用した場合にも同様に適用することができる。
【００３９】
例えば、鋼板巻立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強の場合には、前述したように既設の壁式コンクリート橋脚躯体の表層部の所定位置に予め拡底式アンカーを設置しておき、その周囲に間隔をあけて補強鋼板を配置し、既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体と補強鋼板との間の間隔部にモルタル又はコンクリートを充填して一体化させる。その際、各拡底式アンカーのアンカーボルト頭部は、補強鋼板に形成したそれぞれの挿通孔を通して外側に突出させておき、最終的にナットなどを螺合して締め付けることで拘束効果を発揮させるようにする。
【００４０】
本明細書では、壁式コンクリート橋脚についての耐震補強構造に係る実施形態を例にして本発明を説明したが、本発明はこのような特定の実施形態に限定されるものではなく、荷重を受ける鉄筋コンクリート製の柱状体即ち鉄筋コンクリート支持柱について広く適用することが出来ることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造によれば、鉄筋コンクリート支持柱の周囲に耐震補強部を巻き立て、その際当該支持柱の表層部にのみアンカーを配設してそのアンカー棒を耐震補強部に固定することで耐震補強部の構造要素を拘束するようにしたことから、内部の鉄筋に損傷を与えることなく容易に耐震補強工事を行うことができ、その結果工期の短縮化や施工コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造を一実施形態とする鉄筋コンクリート巻立て補強による壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明における他の実施形態としてプレキャストコンクリート型枠を用いて耐震補強部を構成した壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造を概略的に示す断面図である。
【図３】従来の耐震補強構造による模型の試験体１を示す断面図である。
【図４】本発明に基づく耐震補強構造による模型の試験体２を示す断面図である。
【図５】試験体１における荷重−変位関係を示す特性図である。
【図６】試験体２における荷重−変位関係を示す特性図である。
【図７】図５及び図６に示す特性曲線の包絡線比較図である。
【図８】従来の鉄筋コンクリート巻立て補強による壁式コンクリート橋脚における耐震補強構造を部分的に示す斜視図である。
【図９】図８に示される従来の壁式コンクリート橋脚耐震補強構造の断面図である。
【図１０】従来の鋼板巻立て補強による壁式コンクリート橋脚における耐震補強構造の断面図である。
【符号の説明】
３曲げ補強鉄筋
４帯鉄筋
１０壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造
１１既設の壁式コンクリート橋脚躯体
１２耐震補強部
１３アンカーボルト
１４拡底式アンカー
１５ナット
１６プレキャストコンクリート型枠
１７モルタル又はコンクリート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column, and more particularly to a technique for improving the seismic performance of an existing reinforced concrete support column such as a wall-type concrete pier.
[0002]
[Prior art]
In recent years, reinforced concrete piers that support railway bridges, road bridges, and the like have been subjected to seismic reinforcement work in order to increase their seismic performance. Conventionally, as this type of seismic reinforcement method, a method of arranging a seismic reinforcement part around a reinforced concrete pier by using a steel plate and / or reinforced concrete in combination is generally used.
[0003]
In such a seismic reinforcement method for reinforced concrete bridge piers, for example, in the case of reinforced concrete piers such as wall-type concrete piers, in other words, the ratio of the short side to the long side of the pier cross section generally exceeds 1: 3. A hole is drilled from one surface of an existing reinforced concrete bridge pier frame to the other surface that passes through the frame, and is fixed to the seismic reinforcement that winds up both ends of the hole through an intermediate penetration PC steel rod. The construction method was common.
[0004]
Here, an example of a conventional wall-type concrete pier seismic reinforcement method using reinforced concrete winding reinforcement will be described in detail. First, as shown in FIGS. 8 and 9, reinforced concrete is placed around the existing reinforced concrete pier frame 1. The seismic reinforcement part 2 is formed by winding up with a predetermined thickness. In the reinforced concrete seismic reinforcement section 2 which has been wound up, a large number of bending reinforcing bars (axial reinforcing bars) 3 extending along the longitudinal direction of the existing reinforced concrete pier frame 1 and a large number of strip reinforcing bars 4 are bundled so as to bundle these axial reinforcing bars. Is arranged.
[0005]
And before arranging these bending reinforcement reinforcing bars 3 and band reinforcing bars 4, a plurality of holes extending from one surface of the existing reinforced concrete pier body 1 through the pier body 1 to the other surface on the opposite side are pivoted. Drill holes at intervals in the direction, and then pass the PC steel bar 5 through each hole, then place the bending reinforcement bar 3 and the band bar 4 and finally screw nuts on both ends of the PC steel bar 5 In combination, the bending reinforcing bar 3 and the band reinforcing bar 4 are fixed.
[0006]
At that time, as a method for restraining the bending reinforcing bar 3 or the strip reinforcing bar 4, the restraining effect of the PC steel bar is obtained by using one grooved steel 6 as a restraining member for, for example, three PC steel bars 5 arranged in the vertical direction. It arrange | positions adjacent to the outer side so that the whole reinforcement 4 may be covered. Specifically, a hole through which the ends of the three PC steel bars 5 are inserted is formed in the grooved steel 6, and the ends of the PC steel bar 5 are relatively inserted into the holes of the grooved steel 6 to protrude. After being arranged in such a manner, it is fixed by tightening with a nut screwed into the end of each PC steel bar 5.
[0007]
As a result, the grooved steel 6 prevents the strip reinforcing bars 4 from protruding, and as a result, the buckling of the axial reinforcing bars 3 is also prevented, and the seismic performance of the existing reinforced concrete pier frame 1 is improved. The groove steel 6 is finally embedded in the reinforced concrete that forms the seismic reinforcement 2.
[0008]
In addition, in the case of the seismic reinforcement method for wall-type concrete piers with conventional steel plate winding reinforcement, reinforced steel plates are wound around the existing reinforced concrete pier frame, and the space is filled with mortar to fill the pier frame. And integrate. At that time, in the same way as the seismic reinforcement method for wall-type concrete piers by reinforced concrete winding reinforcement, a plurality of through holes are drilled in the existing reinforced concrete pier frame 1 in advance and PC holes are passed through each hole, and the reinforcing steel plate is wound up. After that, the end portion of each PC steel rod is passed through the insertion hole formed in the reinforcing steel plate, and the restraining effect is exhibited by screwing and tightening the nut.
[0009]
Furthermore, in the case of the wall-type concrete pier seismic reinforcement method using combined winding reinforcement of reinforced concrete and steel plate, as shown in FIG. Seismic reinforcement of wall-type concrete bridge piers by standing reinforcement, then reinforcing steel plate 7 is placed around the wound reinforced concrete, and mortar is filled in and integrated with the space between the rolled up reinforced concrete and reinforcing steel plate. The seismic reinforcement part 8 is formed.
[0010]
The end of each PC steel bar 5 attached through the existing reinforced concrete bridge pier housing 1 protrudes through the reinforced concrete winding part and the reinforcing steel plate 7 wound outside thereof, and a nut or the like is provided at the protruding end part. The restraint effect was exhibited by screwing and tightening.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that the drilling of the through hole for the wall type pier cross section performed by the conventional wall type concrete pier seismic reinforcement method as described above is generally a large-scale construction and increases the construction period and construction cost. Moreover, as the cross section of the pier becomes larger, the drilling length also increases, and this problem becomes remarkable.
[0012]
In addition, the drilling of the through hole for such a wall-type concrete pier cross section has a problem that there is a high possibility of damaging the existing rebar inside the reinforced concrete pier frame. That is, this type of through hole is usually drilled until it penetrates in one direction from one side. In that case, it is possible to drill in the reinforced concrete bridge pier body in advance in the drilling start side to avoid the position of the existing reinforcing bar, but still avoid damage to the reinforcing bar on the drilling end side. It ’s difficult.
[0013]
Furthermore, the reinforcement arrangement in the pier body is investigated from both sides of the wall-type concrete pier frame, and the holes are drilled from both sides so as to avoid the reinforcing bars located on both sides, and these holes are combined at the center. However, it is not easy to match the two holes drilled from both sides at the center, and extremely high accuracy is required for drilling, which is not practical.
[0014]
Furthermore, when the wall-type concrete pier is installed in the water, such drilling and subsequent reinforcement work is more difficult than on the ground, and there is a problem that the construction period and construction cost are high.
[0015]
The object of the present invention is to solve such a conventional problem, and the seismic resistance of the reinforced concrete support column that can easily perform the seismic reinforcement work of the bridge pier without increasing the construction period and construction cost. It is to provide a reinforcing structure.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column, and is configured as follows in order to solve the technical problems described above. That is, the seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column of the present invention comprises an earthquake proof reinforcement portion wound around an existing reinforced concrete support column frame and a plurality of anchors fixed in the surface layer of the existing reinforced concrete support column frame. In addition, the head of the anchor rod provided in the anchor is fixed to the seismic reinforcing part, and at least the structural elements of the seismic reinforcing part are restrained.
[0017]
<Specific Configuration in the Present Invention>
The seismic reinforcement structure for a reinforced concrete supporting column according to the present invention is composed of the above-described essential constituent elements, but it is established even when the constituent elements are specifically as follows. The specific component is characterized in that the anchor is an expanded bottom anchor. Expanded anchors are particularly effective for this type of seismic reinforcement because they have a very high anchorage in concrete.
[0018]
Further, in the seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column of the present invention, the seismic reinforcement part is composed of either one of a reinforced steel plate and a reinforced concrete installed around an existing reinforced concrete support column frame, or a combination of both. It is characterized by being configured.
[0019]
Furthermore, in the seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column of the present invention, when the seismic reinforcement part is formed of reinforced concrete, the reinforced concrete used as the seismic reinforcement part can be formed of a precast concrete formwork.
[0020]
When a precast concrete formwork is used as the seismic reinforcement, the mortar or concrete is integrated between the precast concrete formwork and the existing reinforced concrete pier frame. Furthermore, it is preferable to apply the seismic reinforcement structure for a reinforced concrete supporting column according to the present invention having the above-described features, particularly to a wall-type concrete pier.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the seismic reinforcement structure of a reinforced concrete support column of the present invention will be described in more detail with respect to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 schematically shows a seismic reinforcement structure 10 in a case where a wall-type concrete pier is reinforced by reinforced concrete by winding it up as a reinforced concrete support pillar seismic reinforcement structure according to the present invention.
[0022]
That is, in the seismic reinforcing structure 10 for a wall-type concrete pier according to this embodiment, an anti-seismic reinforcing part 12 made of reinforced concrete is wound around an existing wall-type concrete pier housing 11 as shown in FIG. A large number of bending reinforcing bars 4 and strip reinforcing bars 3 are arranged in the seismic reinforcing part 12 made of reinforced concrete in the same manner as the seismic reinforcing part of the conventional reinforced concrete.
[0023]
In the seismic reinforcement structure 10 of the wall-type concrete pier in which the seismic reinforcement part 12 of reinforced concrete is wound around the outer periphery in this way, a large number of anchors 14 are arranged on the surface layer portion of the wall-type concrete pier frame 11, and the structure of the anchor 14 An anchor bolt 13 as an element is disposed through the seismic reinforcing portion 12 of reinforced concrete. Here, the anchor 14 to be used is particularly preferably a bottom-up anchor, but may be another anchor.
[0024]
The bottom-up anchor 14 is a post-installed anchor that demonstrates a mechanical fixing mechanism by undercutting concrete and forming a fixing part (bottom-up). Compared to general adhesive anchors and mechanical expansion anchors It has a high fixing force, and it is characterized by exhibiting a high fixing force even if cracks occur at the anchor construction position by mechanically engaging the expanded bottom part. Already well known.
[0025]
That is, such an expanded bottom anchor 14 is press-fitted and installed when a hole is drilled in the surface layer portion of the wall-type concrete pier frame 11 in advance and an inner portion thereof is enlarged, and the metal expansion portion of the anchor is expanded and mechanically expanded. To be fixed. Then, around the wall-type concrete pier frame 11, the bending reinforcing bar 4 and the band reinforcing bar 3 are arranged in the same manner as in the prior art, and the formwork is arranged so as to surround it.
[0026]
The anchor bolt 13 of the bottomed anchor 14 is arranged so that its head protrudes from an insertion hole formed in the mold, and then concrete is placed in the mold. The nut 15 is screwed into the protruding threaded portion of the anchor bolt 13 protruding from the surface of the reinforced concrete seismic reinforcing portion 12 formed in this way, and is fixed to the surface of the seismic reinforcing portion 12.
[0027]
At that time, a strip-shaped steel plate with holes through which the heads of several anchor bolts 13 arranged in the vertical direction are respectively inserted is used as a base plate (not shown), and the anchor bolt is inserted into each hole of the base plate. When the heads of 13 are taken out and nuts 15 are screwed onto the heads of the protruding anchor bolts 13 to tighten the base plate, the restraining effect can be exerted widely.
[0028]
The reason for using such an expanded bottom anchor 14 is that the base of the wall-type concrete pier skeleton 11 is particularly susceptible to bending cracks and shear cracks due to the action of seismic force. In general adhesive anchors and metal expansion anchors, when the crack passes through the fixing portion, the anchor fixing force is almost lost, and the anchor does not function. Therefore, at the place where the occurrence of cracks is expected, the restraining effect of the lateral restraint bars composed of the strip reinforcing bars and steel plates cannot be improved unless the anchors are bottom-up type anchors or penetrating steel bars.
[0029]
In addition, anchoring the bottom-bottom anchor 14 is only to make a hole in the surface layer part of the existing wall-type concrete pier, so it is only necessary to drill a hole so as to avoid the existing reinforcing bar based on the bar arrangement investigation of the surface layer part. The damage to the existing reinforcing bar accompanying can be prevented reliably.
[0030]
By the way, such a reinforced concrete seismic reinforcement part 12 can use the precast formwork 16 previously formed in the factory etc., as FIG. 2 shows. However, when the precast formwork 16 is used as the reinforced concrete seismic reinforcement part 12, the bending reinforcement reinforcing bar 3 is arranged around the existing wall-type concrete pier frame 11, and then the precast formwork 16 is installed on the outside thereof. The space between the wall-type concrete pier frame 11 and the precast formwork 16 is filled with mortar or concrete 17.
[0031]
In addition, when the seismic reinforcement part of the existing wall-type concrete pier is in water, it is essential to use the precast form 16 as the seismic reinforcement part 12 of the reinforced concrete and the distance between the existing pier frame 11 and the precast form 16 The part is filled with water-inseparable mortar instead of ordinary mortar or concrete 17.
[0032]
The tools required for the construction of the bottomed anchor are excellent in workability because they can be easily operated by being held in the hand, and the time required for drilling is short. Considering that a heavy-duty hydraulic boring machine must be used when opening a through-hole in a wall-type concrete pier frame, it is easy to construct a seismic reinforcement structure for a wall-type concrete pier according to this embodiment. You can see if it is possible. In particular, an air tool that can be held by the operator in the case of constructing the bottom-expanded anchor in water is excellent in workability.
[0033]
As described above, in the seismic reinforcement structure 10 for a wall-type concrete pier according to this embodiment, a bottom-up anchor is disposed on the surface layer portion of the wall-type concrete pier, and a seismic reinforcement part of reinforced concrete is wound around the wall-type concrete pier frame. Because the bottom-fixed anchor is fixed to the structural element of the seismic reinforcement part to improve the restraining effect of the lateral restraint bars, the seismic reinforcement work can be easily performed without damaging the internal reinforcing bars. As a result, the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
[0034]
By the way, a conventional seismic reinforcement structure for a wall concrete pier and a seismic reinforcement structure for a wall concrete pier according to an embodiment of the present invention are shown in FIG. FIG. 4 shows a model specimen 2 having a seismic reinforcement structure according to the present invention), and the difference in strength between the models was confirmed by a positive and negative alternating loading test of the model pier. The results are shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]

[0036]
In Table 1, the calculated value (railway / road) is calculated in accordance with existing design guidelines for railway structures and road structures. In general, the seismic performance of a member is evaluated by the area surrounded by a history curve of a load-displacement relationship. FIG. 5 is a characteristic diagram showing a load-displacement relationship in the test body 1, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing a load-displacement relationship in the test body 2. As is apparent from the envelope comparison diagram of FIG. 7, it can be seen that the envelopes of the two are almost the same.
[0037]
As is apparent from the experimental results, it can be seen that there is almost no difference in seismic performance between the seismic reinforcing structure of a wall-type concrete pier according to an embodiment of the present invention and the seismic reinforcing structure of a conventional wall-type concrete pier.
[0038]
In addition, although one Embodiment of this invention mentioned above was a thing about the case where the earthquake-proof reinforcement part wound up around the existing wall-type concrete pier frame is formed with a reinforced concrete (a precast concrete is included), The present invention can be similarly applied when a reinforced steel plate is used as the seismic reinforcement portion or when reinforced concrete and a reinforced steel plate are used in combination.
[0039]
For example, in the case of seismic reinforcement of a wall-type concrete pier by means of steel plate winding reinforcement, as described above, an expanded bottom anchor is installed in advance at a predetermined position on the surface layer portion of the existing wall-type concrete pier frame, and a space around it is provided. A reinforcing steel plate is arranged with a gap, and mortar or concrete is filled and integrated in the space between the existing reinforced concrete pier frame and the reinforcing steel plate. At that time, the anchor bolt heads of the respective bottom-up anchors are projected to the outside through the respective insertion holes formed in the reinforcing steel plate, and finally the nuts and the like are screwed and tightened to exert the restraining effect. To.
[0040]
In the present specification, the present invention has been described by taking the embodiment of the seismic reinforcement structure for a wall-type concrete pier as an example, but the present invention is not limited to such a specific embodiment and receives a load. Needless to say, the present invention can be widely applied to reinforced concrete columns, ie, reinforced concrete support columns.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the seismic reinforcement structure of the reinforced concrete support column of the present invention, the earthquake proof reinforcement portion is wound around the reinforced concrete support column, and the anchor is disposed only on the surface layer portion of the support column. Since the anchor rod is fixed to the seismic reinforcement part, the structural elements of the seismic reinforcement part are restrained, so that the seismic reinforcement work can be easily performed without damaging the internal reinforcing bars. Shortening and construction cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a seismic reinforcement structure for a wall-type concrete bridge pier by reinforced concrete winding reinforcement with an embodiment of a seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a seismic reinforcement structure of a wall-type concrete pier in which a seismic reinforcement part is configured using a precast concrete formwork as another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a model test body 1 having a conventional seismic reinforcement structure.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a model specimen 2 having a seismic reinforcement structure according to the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a load-displacement relationship in the test body 1;
6 is a characteristic diagram showing a load-displacement relationship in the test body 2. FIG.
7 is an envelope comparison diagram of characteristic curves shown in FIGS. 5 and 6. FIG.
FIG. 8 is a perspective view partially showing a seismic reinforcing structure in a wall-type concrete pier by conventional reinforced concrete winding reinforcement.
9 is a cross-sectional view of the conventional wall-type concrete pier seismic reinforcement structure shown in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a seismic reinforcement structure in a wall-type concrete pier by conventional steel plate winding reinforcement.
[Explanation of symbols]
3 Bending reinforcement 4 Band reinforcement 10 Seismic reinforcement structure 11 for wall-type concrete piers 11 Existing wall-type concrete pier frame 12 Seismic reinforcement 13 Anchor bolt 14 Bottom-type anchor 15 Nut 16 Precast concrete formwork 17 Mortar or concrete

Claims

The seismic reinforcement part wound around the existing reinforced concrete supporting column frame and a plurality of anchors fixed in the surface layer of the existing reinforced concrete supporting column frame, and the head of the anchor rod provided in this anchor A seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column fixed to a reinforcement part and restraining at least the structural element of the earthquake resistance reinforcement part ,
The anchor is a bottom-up type anchor that has a hole in the surface layer portion of the reinforced concrete support pillar frame and is press-fitted and installed in a deeply drilled portion, and the metal expansion portion of the anchor is expanded and mechanically fixed. Yes,
The seismic reinforcement part is a reinforced concrete in which a plurality of bending reinforcing bars as the axial reinforcing bars and a plurality of band reinforcing bars that bundle the bending reinforcing reinforcing bars are arranged,
The head portion of each anchor bar is fixed to the band reinforcing bar, and the seismic reinforcing structure for the reinforced concrete supporting column.

A strip-shaped steel plate with holes through which the heads of several anchor bolts arranged in the vertical direction are respectively inserted is used as a base plate, and the heads of the anchor bolts are taken out from the holes of the base plate, and each protruding 2. The reinforced concrete support column according to claim 1, wherein a head of each anchor bar is fixed to the belt reinforcing bar by screwing a nut into a head of the anchor bolt and caulking a base plate. Seismic reinforcement structure.

3. The reinforced concrete support column according to claim 1 , wherein the seismic reinforcement portion is configured by using both a reinforcing steel plate and a reinforced concrete installed around the existing reinforced concrete support column frame. 4. Seismic reinforcement structure.

The seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column according to claim 1 or 2 , wherein the seismic reinforcement part formed of the reinforced concrete is formed of a precast concrete formwork.

When the precast concrete formwork is used as the seismic reinforcement part, the precast concrete formwork and the existing reinforced concrete pier frame are integrated with each other through mortar or concrete. Item 5. A seismic reinforcement structure for a reinforced concrete support column according to item 4.

The reinforced concrete support column according to any one of claims 1 to 5, wherein the existing reinforced concrete support column is a wall-type concrete pier.