JP4135522B2

JP4135522B2 - 橋台の補強方法および補強構造

Info

Publication number: JP4135522B2
Application number: JP2003025694A
Authority: JP
Inventors: 巧鈴木; 摂野澤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004232435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁端部を支持する橋台の補強方法および補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋台は橋梁上部工の端部を支持し、地震荷重などさまざまな荷重条件においても橋梁を安定に支持できるように設計される。このような橋台の構造として、従来より、支持地盤の深さまで打設された基礎杭と、この基礎杭により支持された橋台本体とを備えた構成が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような既設の橋台に耐震補強を施す工法として、橋台前面や側面に増し杭を打設し、既設フーチングと補強杭フーチングとを一体化させることが一般的であると考えられる。図３は、そのような補強工法を示す平面図であり、図４は図３のIV−IV断面図である。図３および図４に示すように、補強対象である橋台２（図中に破線で示す）は、基礎杭３と、フーチング４、堅壁５および胸壁６からなる橋台本体７とにより構成され、堅壁５の上面に橋梁８の端部が支持される。
【０００４】
この補強工法においては、先ず、橋台２の前方および側方を取り囲むように締切鋼管矢板１０を施工して仮締切りを行い、その内側の土を掘削する。そして、補強杭１２を打設し、補強用のフーチング１４を既設のフーチング４と一体化するように施工する。
【０００５】
しかし、図４からも分かるように、締切鋼管矢板１０の施工および橋台前面側での補強杭１２の打設は何れも橋梁８の桁下作業となるため、例えば、鋼板矢板１０や補強杭１２を短く刻んで継ぎながら打設しなければならないなど、作業性が極めて悪い。このため、施工能率が低下し、工費や工期が大幅に増大してしまう。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、既設の橋台の補強を簡便な工事で行うことが可能な橋台の補強方法および補強構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、既設の橋台を補強する方法であって、前記橋台から背面側に離間した位置に補強基礎を構築する工程と、該補強基礎と前記橋台との間に両者を接続するアンカー部材を施工するための溝を掘削する工程と、該掘削した溝に前記アンカー部材を収容しその両端部を前記補強基礎および前記橋台に夫々定着する工程とを備え、前記補強基礎として、前記アンカー部材が延びる方向の寸法が、その直交方向の寸法よりも大きい長方形の水平断面形状を有する壁基礎を構築することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、既設の橋台をアンカー部材により橋台背面側から補強する。すなわち、橋台の基礎自体を増強するのではないため、基礎工事に伴う仮締切りも不要となる。このため、作業性の悪い橋梁桁下部分での工事を最小限に抑えて、補強工事を簡便に行うことができる。
【０００９】
また、壁基礎と円杭とを比較した場合、同じ地盤抵抗を得るのに必要な壁基礎の幅は円杭の径よりも小さくて済む。したがって、本発明のように、前記補強基礎として、前記アンカー部材が延びる方向の寸法が、その直交方向の寸法よりも大きい長方形の水平断面形状を有する壁基礎を構築することにより、補強基礎の幅を小さくして、補強工事の際に地上の交通等への妨げを少なくすることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明は、既設の橋台を補強する構造であって、前記橋台から背面側に離間した位置に構築された補強基礎と、該補強基礎と前記既設橋台との間に接続されたアンカー部材とを備え、前記補強基礎は、前記アンカー部材が延びる方向の寸法が、その直交方向の寸法よりも大きい長方形の水平断面形状を有する壁基礎であることを特徴とする橋台基礎の補強構造に係るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態である橋台の補強構造２０を示す平面図であり、図２は、図１に示す補強構造２０の側面図である。なお、図１および図２において、上記図３および図４と同様の構成部分には同一の符号を付している。図１および図２に示すように、既設の橋台２の背面から間隔を隔てた位置に壁基礎３０が構築されている。壁基礎３０と橋台本体７との間には鋼製のアンカー３２が接続されている。アンカー３２は、壁基礎３０および橋台本体７の堅壁５に夫々設けられた貫通孔３０ａおよび５ａを貫通し、両端部に取り付けられた定着金具３４により壁基礎３０および橋台本体７に定着されている。なお、図１および図２では、２つの壁基礎３０を設けた構成を示しているが、これに限らず、必要な補強性能に応じて、１つまたは３つ以上の壁基礎３０を設けてもよい。
【００１２】
この補強構造２０による補強工事を行う場合、先ず、橋台２の背部に壁基礎３０を施工する。その際、十分に大きな地盤抵抗が期待できる位置に壁基礎３０を構築するようにする。そして、壁基礎３０と橋台本体７との間にアンカー３２を施工するための溝を掘削し、この溝からアンカー３２を入れてその両端部を上記貫通孔３０ａ，５ａに挿通し、定着金具３４で定着する。
【００１３】
アンカー３２の施工位置は、図２中に示すように、橋台２側の主働崩壊角と壁基礎３０側の受働崩壊角とを考慮して決定される。すなわち、アンカー３２によって橋台２の前方方向への水平力に効果的に抵抗するには、アンカー３２の位置が高いほど有利である。その一方、アンカー３２の直下の地盤が水平力に抵抗できることが必要であるが、主働崩壊角の方向に延びる直線と受働崩壊角の方向に延びる直線との交点Ｐよりも下の地盤でないと水平力に抵抗することはできない。したがって、これらのことを考慮して、上記交点Ｐの高さにアンカー３２を施工することが好ましいといえる。なお、交点Ｐを定める際の主働崩壊角方向の直線の始点Ｑは、基礎杭の頂面位置とすればよく、また、受働崩壊角方向の直線の始点Ｒは、この点Ｒよりも上方の地盤のみが水平力に有効に抵抗し得る点として解析計算により求めることができる。
【００１４】
上記した橋台の補強構造２０によれば、地震時に橋台２へ前方方向の水平力が作用した場合、アンカー３２がこの水平力に抵抗することで、橋台２が前方へ変位するのを防止できる。また、アンカー３２の背面側端部を支持する壁基礎３０は、以下に述べるように、水平力を支持するうえで優れた特性を有することから、比較的狭い幅の壁基礎３０でアンカー３２を十分に支持できる。
【００１５】
例えば、幅Ｂの壁基礎と直径Ｄの円形杭とを曲げ剛性および水平方向の地盤抵抗について比較すると次の通りである。
【００１６】
▲１▼曲げ剛性について
直径Ｄの円形杭の断面二次モーメントＩ１は、Ｉ１＝πＤ⁴／６４
幅Ｂ、長さ３Ｂの壁基礎の面内方向の断面二次モーメントＩ２は、
Ｉ２＝Ｂ・（３Ｂ）³／１２
Ｉ１＝Ｉ２とおくと、
Ｂ＝｛（π・１２）／（６４・２７）｝^1/4・Ｄ＝０．３８４Ｄ
となる。したがって、辺長比が１：３の壁基礎の場合、円杭と同じ断面二次モーメントを得るには、円杭の直径Ｄの約０．４倍の幅の壁基礎を用いればよいこととなる。
【００１７】
▲２▼水平方向の地盤抵抗について
例えば深さ１ｍ当りの地盤バネ定数は、道路橋指示書下部構造編より以下の値となる。
【００１８】
・直径Ｄの円杭の深さ１ｍ当りの地盤バネ定数Ｋｈ＝ｋｈ・Ｄ
・幅Ｂ，長さ３Ｂの壁杭の深さ１ｍ当りの地盤バネ定数
Ｋｈ＝ｋｈ・Ｂ＋２・（０．６ｋｈ・３Ｂ）＝４．６Ｂ
ここで、上記▲１▼の結果よりＢ＝０．４Ｄとすると、Ｋｈ＝１．８４Ｄとなる。
【００１９】
すなわち、同じ断面二次モーメントを有する壁基礎と円杭とを比較した場合、壁基礎の方が円杭の約１．８倍の水平抵抗力が得られることになる。したがって、本実施形態では、壁基礎３０を用いることにより、円杭を用いる場合に比べて狭い幅で大きな水平地盤抵抗力を得ることができる。そして、壁基礎３０の厚さを小さくできることで、壁基礎３０を施工する際の地盤埋設物の切り回しを最小限で済ますことができる。
【００２０】
また、壁基礎３０と橋台２とを連結するアンカー３２を施工する際には、アンカー３２を収容できる必要最小限の幅の溝を壁基礎３０と橋台２との間に掘るだけでよい。このため、アンカー３２の施工時にも、壁基礎３０と橋台２との間に存在する埋設物の切り回しを最小限で済ますことができる。
【００２１】
また、本実施形態では、橋台の補強工事中に地上を占有するのは、壁基礎３０およびアンカー３２の施工部分のみである。上述のように、これら施工部分の幅が小さく抑えられるので、工事中の地上の占有面積も小さくなる。このため、補強工事中に橋の通行等へ与える影響も極力少なくすることができる。
【００２２】
さらに、壁基礎３０の施工や、アンカー３２施工用の溝掘削は橋台２の背面側での作業となり、橋台前面側の作業はアンカー３２を橋台２に挿通させた後の定着金具３４の取り付け工事のみであるため、大掛かりな仮締切り工事を不要にできる。また、作業性が極めて悪い桁下での作業がこの定着金具３４の取り付け工事のみとなるため、作業効率が従来に比べて大幅に向上する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、既設の橋台の補強を簡便な工事で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である橋台の補強構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す橋台の補強構造の側面図である。
【図３】増し杭の打設により既設の橋台を補強する構造の平面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【符号の説明】
２橋台
７橋台本体
２０補強構造
３０壁基礎
３２アンカー
３４定着金具

Claims

既設の橋台を補強する方法であって、前記橋台から背面側に離間した位置に補強基礎を構築する工程と、該補強基礎と前記橋台との間に両者を接続するアンカー部材を施工するための溝を掘削する工程と、該掘削した溝に前記アンカー部材を収容しその両端部を前記補強基礎および前記橋台に夫々定着する工程とを備え、
前記補強基礎として、前記アンカー部材が延びる方向の寸法が、その直交方向の寸法よりも大きい長方形の水平断面形状を有する壁基礎を構築することを特徴とする橋台の補強方法。
既設の橋台を補強する構造であって、前記橋台から背面側に離間した位置に構築された補強基礎と、該補強基礎と前記既設橋台との間に接続されたアンカー部材とを備え、前記補強基礎は、前記アンカー部材が延びる方向の寸法が、その直交方向の寸法よりも大きい長方形の水平断面形状を有する壁基礎であることを特徴とする橋台の補強構造。