JP4215916B2 - 橋脚埋設構造及びその施工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚が地盤の表面に埋設されている橋脚埋設構造に関する。特に、本発明は、土木建築コンクリート構造物の橋脚の埋設部分の外側に分割施工型のボックスカルバート等の少なくとも一対の予め作製された構造物を下から上に重ね合わせる工法における、連結目地部の止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路や橋等の高架構造では、その高架構造を支えるための橋脚が用いられている。かかる橋脚は、コンクリートからなり、高架構造を支えながら、その下部が地盤の表面に埋設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
橋脚の埋設部分は、高架構造からの振動により振動する。この橋脚の振動は、橋脚の周囲の土砂を押し退け、橋脚と土砂との間に隙間を生じさせる。
【０００４】
橋脚と土砂との隙間に水等が浸入すれば、橋脚を支える土砂が流出し、地盤の表面が不安定となり、橋脚近傍の堤防、護岸の崩壊を招く。
【０００５】
本発明は、橋脚の埋設部分に空間を設け、橋脚を支える周囲の土砂の流出を防ぐことを課題とする。また、本発明は、橋脚の周りの成型体に可とう性を与えることで、地震発生時に橋脚部分に損傷を与えないようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地盤と、前記地盤の表面に埋設されている橋脚と、前記橋脚の埋設部分の周囲を囲んでいる少なくとも一対の成型体と、ゴム製沓と、弾性止水材とを備えている橋脚埋設構造であって、前記両成型体が垂直方向に重ねられており、前記ゴム製沓及び前記弾性止水材が前記両成型体の対向する端面の間に設けられており、前記橋脚埋設構造が剛性の材料からなるバネ板を備えており、前記バネ板が前記両成型体の対向する端面の間に配置されており、前記バネ板が、前記弾性止水材の前記橋脚側で、前記弾性止水材と接するように前記成型体に固定されており、前記弾性止水材が前記両端面によって２０〜５５％圧縮されており、前記バネ板の弾性復元力によって前記弾性止水材の位置ずれが抑えられており、前記橋脚と前記両成型体との間に水密な隙間が形成されている橋脚埋設構造、及びかかる橋脚埋設構造の施工方法である。
【０００７】
本発明者は、橋脚を支える土砂の流出を防ぐため、種々の橋脚埋設構造を試作し、それらについて検討した。
【０００８】
その結果、本発明者は、橋脚の埋設部分に水密な隙間を設け、この隙間内で橋脚を振動させることで、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出が抑制されることを突き止め、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明によれば、橋脚の埋設部分に設けられる隙間によって、橋脚の振動が土砂に直接伝わらなくなり、橋脚と土砂との間に水が浸入せず、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明者は、図１２に示す橋脚埋設構造を試作した。図１２は、試作した橋脚の埋設構造である。図１２の試作橋脚埋設構造３１は、橋脚３の周りに、ボックスカルバート４，５を、ゴム製の沓６を用いて重ね合わせ、構築したものである。ボックスカルバート等を現場で施工する場合、構造上、垂直方向には３０〜４０ｍｍで目地を設ける。
【００１１】
通常のボックスカルバートでは、内側から図１３に示す止水板を取り付けることはできるが、しかし、橋脚埋設構造の場合、図１２に示すような構造では、内側には橋脚が有り、外側からしか弾性止水材を取り付けることができない。図１３は、従来の止水板の断面図である。
【００１２】
さらに、弾性止水材がエンドレス形状でなくてよいのならば、簡単に取り付けることはできるが、エンドレス形状にしなければならないとなると、ボックスカルバートとの間で水密性を保持するのは困難である。
【００１３】
分割型のボックスカルバートの止水目地構造は、予め現場成型の直壁とかぎ状壁４個を組み合わせるか、又はかぎ状壁４個を組み合わせた後に一対のボックスカルバートを組み立ててボックスカルバート同士を合わせようとするものであるため、まず、現場成型壁の作製時に木製型枠等にて函体の成型枠を大工仕事で組み立てることにより壁の大きさに誤差が生じたり、一対のボックスカルバートを組み合わせる際に、左右・前後の目地間隔が開いてしまうことがある。ボックスカルバートの場合は、最低でも５ｍｍの誤差が生じる。
【００１４】
目地幅が左右・上下で均一に開いているのであれば、その目地幅にあった高さの弾性止水材を選定すれば良いが、施工誤差は片締りといわれ、場所によって締り具合が異なってしまう。かかる場合、目地幅の差は、大きければ５ｍｍに達する。
【００１５】
しかし、この場合も、一時的に止水するなら、ゴム沓の高さが３０ｍｍの場合は、弾性止水材を弾性の高いものとし、その厚みを６０ｍｍとして、その５０％を圧縮して使用すればよいのだが、長期的にはクリープして水圧、土圧により押し出され、実用的でない。
【００１６】
本発明者の研究によれば、不揃いの目地幅を吸収して、確実に水密性を得るためには、図１３に示すような止水構造３２を用いる技術が確実であることがわかった。止水板３３は、函体３４，３５の間に配置され、函体３４，３５の間を止水する。
【００１７】
しかし、止水板の技術は、止水性が不確実な上に、止水板を取り付けるのに、押さえ金具等に多大なコストがかかる。
【００１８】
そこで、本発明者は、一対のボックスカルバートに生じる不揃いの目地を、弾性止水材によって水密に連結することを試みた。特に、本発明者は、弾性止水材が、止水板の技術に比べコストが低く、利用価値の高いものであることから、かかる弾性止水材によって、ボックスカルバートを連結するための、種々の止水目地構造を試作し、検討した。
【００１９】
その結果、本発明者は、弾性止水材をバネ鋼によって押さえることによって、目地幅の差が５ｍｍになっても、弾性止水材がボックスカルバートの端面に密着し、確実な止水性が得られることを見出した。
【００２０】
特に、本発明者は、本出願人による特願平１１−２９３３２６号記載されている一次弾性止水材の利用を考えた。しかし、本発明者の研究によれば、ボックスカルバートの目地幅が初期の隙間より、地震等の動きが発生した場合開き、弾性止水材の圧縮率が２０％以下になると、止水目地構造の外部からの水圧が０．０４９ＭＰａ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を超えた時から漏水が発生することを突き止めた。
【００２１】
本発明者は、かかる知見のもと、さらに検討を進めた。すると、特に、不揃いの目地に同じ弾性止水材を用い、弾性止水材の圧縮率が２０〜５５％の間で、０．０４９ＭＰａの水圧に耐え得る水密性を保持させるには、弾性止水材の圧縮率が減少することなく、剪断方向のみへのずれが生じるのであれば、止水が可能であることが判明した。
【００２２】
ボックスカルバートの継目が上下になる橋脚の埋設部分では、重力によって継目を一定の間隔に保つことができ、弾性止水材を剪断方向のみの変位に利用すことで、弾性止水材が最小限のクリープによっても移動しないような隙間を連結部に設定することができ、クリープを最小限に留めることができる。
【００２３】
本発明では、不揃いの目地でも、弾性止水材がボックスカルバートの端面に密着し、弾性止水材がクリープすることなく、弾性止水材が水圧によってずれることがないので、水密性の優れた止水構造が得られる。
【００２４】
復元性の高い弾性止水材を単に取り付けただけでは、長期にわたって水圧が負荷した場合には、クリープ現象が発生して、最後には弾性止水材が抜け出てしまい漏水に至る。クリープを抑制する為に、バックアップ材なるものをボックスカルバート間の隙間に応じて入れることは不可能である。
【００２５】
本発明の橋脚埋設構造によれば、重力を利用して、ゴム製の沓にて一定の間隔を保ちながら、剛性の材料からなるバネ板と弾性止水材とを組み合わせることにより、簡単でしかも確実に、ボックスカルバートの間に弾性止水材を追従させることができることとなった。バネ板がボックスカルバート間の隙間を埋め、弾性止水材が高復元性を有していれば、長期に亘る水圧がかかって水平方向への変位が生じても、橋脚埋設構造がクリープすることなく、優れた水密性を発揮する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一例の橋脚埋設構造の一部断面斜視図である。図２は、図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。図３は、図１の橋脚埋設構造の部分平面図である。図４は、図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。図５（ａ）は、本発明にかかる一例のバネ板の平面図であり、図５（ｂ）は、本発明にかかる一例のバネ板の側面図である。図６は、本発明にかかる一例の弾性止水材の斜視図である。図７は、本発明にかかる他の例の弾性止水材の斜視図である。
【００２７】
図１〜図４に示すように、本発明の一例の橋脚埋設構造１は、地盤２と、地盤２の表面に埋設されている橋脚３と、橋脚３の埋設部分３ａの周囲を囲む少なくとも一対の成型体４，５と、ゴム製沓６と、弾性止水材７とを備えている。
【００２８】
この橋脚埋設構造１では、両成型体４，５が垂直方向に重ねられ、ゴム製沓６及び弾性止水材７が両成型体４，５の対向する端面の間に設けられている。
【００２９】
また、橋脚埋設構造１は、剛性の材料からなるバネ板８を備えており、このバネ板８は、両成型体４，５の対向する端面４ａ，５ａの間に配置されている。このバネ板８は、弾性止水材７の橋脚３側で、弾性止水材７と接するように成型体４に固定されている。
【００３０】
弾性止水材７は、両成型体４，５の両端面４ａ，５ａによって２０〜５５％、好ましくは、４０〜５０％圧縮され、また、バネ板８の弾性復元力によって位置ずれが抑えられている。
【００３１】
かかる橋脚埋設構造１では、橋脚３と両成型体４，５との間に、橋脚３の振動が伝わらない水密な隙間９が形成されている。
【００３２】
本発明では、橋脚と少なくとも一対の成型体との間に水密な隙間を形成し、この隙間内で橋脚を振動させる。この隙間は、一方の成型体と他方の成型体との対向面の間に、弾性止水材を配置することによって形成する。
【００３３】
また、本発明では、かかる弾性止水材によって、両成型体の継目が止水され、かかる継目から隙間内に地盤内の水が浸入するのを防ぐ。
【００３４】
本発明では、かかる弾性止水材は、バネ板の弾性復元力によって位置ずれが防止され、両成型体の両端面によって２０〜５５％圧縮され、優れた止水性を発揮する。
【００３５】
本発明にかかる成型体は、橋脚の形状にそった形状のもの、一回り大きいものをその場所で作ることができる。
【００３６】
本発明にかかる弾性止水材には、止水性を発揮させるための柔軟性が必要である。しかし、本発明では、橋脚が振動するための隙間が、少なくとも一対の成型体を垂直方向に重ねて形成される。このため、本発明の橋脚埋設構造では、弾性止水材のみでは、上側の成型体の重力に耐えて、止水性を発揮させることができない。
【００３７】
本発明にかかるゴム製沓は、弾性止水材よりも剛性のあるものであり、両成型体の両端面の間に配置することで、両成型体の継目を所定の間隔に保つことができる。
【００３８】
本発明にかかる剛性の材料からなるバネ板は、種々のものを用いることができる。例えば、かかるバネ板には、弾性復元力を発揮する突起状物を設けることができる。かかる突起状物は、一次弾性止水材に接するように、水密な空洞部が形成される側に設けられ、突起状物の弾性復元力によって、ボックスカルバートの両端面に一次弾性止水材が密着し、両端面の間で一次弾性止水材が位置ずれを起こさないように押さえることができる。
【００３９】
また、かかる弾性復元力を発揮する突起状物は、一方のボックスカルバートの端面に固定し、ボックスカルバート同士が押さえつけられた時、突起状物の高さが、固定されている側の函体面から１０ｍｍの高さになるまで押し込まれるようにすることができる。バネ板の固定に際しても、突起状物の高さが函体面より１０ｍｍを越えないようにして、バネ板を固定することができる。しかし、弾性止水材の圧縮率は、２０〜５５％になるように、予め、弾性止水材の高さを設計しておかなければならない。
【００４０】
かかる突起状物自体にも、バネを利用するのが安価である。バネを組み込んだ昇降式の突起形成物は可能であろうが、煩雑な構造になり、３０ｍｍないし４０ｍｍの最大厚みにすることは難しいと考えられる。そこで、同じバネでも突起状物自体もバネ板から形成すればよい。バネ板としては、種々の形状のものを用いることができる。
【００４１】
本発明では、バネ板として、図２〜図４、図５（ａ）及び（ｂ）に示すようなバネ鋼又はバネ鋼に準ずる鋼を用いることができる。かかるバネ鋼８′は、図３（ａ）及び（ｂ）に詳しく示すように、への字に折り曲げ、一方の端部８′ａに穿孔部８′ｃを設け、アンカー１１等を穿孔部８′ｃを通して、図２〜図４に示すように、ボックスカルバート４に固定することで、バネ効果が得られる。
【００４２】
かかるバネ鋼は、０．３〜２．０ｍｍの厚さを有するのが好ましく、更に好ましくは、１．０〜１．５ｍｍの物がよい。固定の方法も、への字の一方をホールインアンカー等で締め付けるだけでよいので、高さも１０ｍｍ以内で取り付けられる。
【００４３】
かかるバネ鋼は、一次弾性止水材の内側の空洞部に配置されているため、基本的には水等に触れることは無いのだが、長い年月を考慮すると結露等の影響で腐食が予想される。バネ鋼に腐食防止の処理を施す事も有効であるが、ステンレス鋼、耐腐食性の高い材質のもの、防食処理されたもの等を使用することが最も簡便である。
【００４４】
バネ鋼をへの字に曲げてバネ効果を発現させるにあたっては、曲げ角度が４５度以下が好ましい。４５度を超えると、函体が互いに接したとき、曲げられたバネ鋼の突端が押しつけられる際に大きな抵抗となり、バネとしての働きが悪くなる。バネ鋼の高さは、ゴム製沓の高さでよい。
【００４５】
本発明では、種々の形態の弾性止水材を用いることができる。本発明にかかる一例の弾性止水材７は、図１〜図４に示すように、横断面が台形になるように形成されており、成型体４の端面４ａと接する接続面７ａと、他の成型体５の端面５ａと接する接続面７ｂとを有している。かかる弾性止水材７は、接続面７ａと７ｂとが、２０〜５５％圧縮される。
【００４６】
かかる弾性止水材の形状は、バネ鋼の４５度に折り曲げられた下方と函体表面との空間が埋め込まれるように、横断面が台形となっているほうが良い。好ましくは、バネ鋼と成型体と間の空間の３分の１以上が弾性止水材によって埋め込まれている方がよい。
【００４７】
図２に示すように、バネ鋼８′と成型体４との間で形成される空間８′ｄが弾性止水材７により３分の１以上埋め込まれていれば、弾性止水材７が空間８′ｄに入り込むことなく、弾性止水材７の接続面７ｂが十分に成型体５と密着する。３分の１未満であると、弾性止水材７がバネ鋼８′と成型体４との空間８′ｄに入り込み易く、弾性止水材７の接続面７ｂと成型体５との接着面積が減り、止水材としての意味が薄くなる。
【００４８】
図３に示す橋脚埋設構造では、弾性止水材７として、図６に示すような役物だけが使用されているが、函体４，５の大きさによって、図７に示すような直線状の弾性止水材１２を合わせて使用することができる。これらの弾性止水材７，１２は、図６及び図７に示すように、接続面７ｄ，７ｅ，１２ｄ，１２ｅと、函体に接する面７ａ，１２ａとが、例えば、４５度の角度を形成して繋げられる。
【００４９】
かかる弾性止水材は、常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とを反応させて得られる架橋粘弾性体からなるのが好ましい。かかる架橋粘弾性体は、低モジュラスで、耐クリープ性に優れ、２０〜５５％の圧縮率でも、函体に密着し、十分な止水性を発揮することができる。中でも、分子末端に水酸基を有する常温で液状の反応型ポリマーと、分子末端にイソシアネート基を有する硬化剤とを含有している材料を用いるのが好ましい。
【００５０】
また、この場合、常温で液状の反応型ポリマー１００重量部と、反応型ポリマーの水酸基のモル数に対する硬化剤のイソシアネート基のモル数の比、即ちＮＣＯ／ＯＨが０．５〜１．５である量の硬化剤と、反応型ポリマー１００重量部に対し５０〜１０００重量部の歴青物とを反応させて得るのが好ましい。このようにして得られた弾性止水材は、低モジュラスで高い復元性を有している。
【００５１】
常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とのＮＣＯ／ＯＨのモル比が０．５未満であると、硬化反応が十分でなく、未反応基が多く残存したままとなり、経時安定性等に問題が生じる。逆に、ＮＣＯ／ＯＨのモル比が１．５よりも大きいと、架橋粘弾性体が硬くなり過ぎ、可塑剤での硬度調整も十分に行なえない。
【００５２】
また、かかる弾性止水材の低コスト化のために、歴青物を添加することができる。歴青物には、ストレートアスファルト、ブロンアスファルト、タール等があり、所望の物性値を得るには、可塑剤や粘着付与樹脂で予め改質したものを用いることができる。これらの歴青物は、単独で用いた場合には、感温性が明確に現れ、コスト面では有利であるが、広い温度域で一定の止水性が得られない。
【００５３】
かかる欠点を防止するため、液状ゴムを始めとするゴム状物を歴青物と併用して用いるのが好ましい。ゴム状物と歴青物とを併用した弾性止水材は、年間を通して所定の止水性能を発揮できる。添加量の目安としては、１００重量部の液状ポリマーに対して５０〜１０００重量部の歴青物が適量である。
【００５４】
常温で液状の反応型ポリマーには、例えば、液状ポリブタジエン、液状クロロプレン、液状スチレンブタジエン共重合体、液状アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アニリン誘導体ポリオール、シリコーン、ポリサルファイド、変性シリコーン等が含まれる。これらのポリマーは、常温で硬化反応を起こさせて、架橋粘弾性体を得ることができる。
【００５５】
本発明で用いることができる架橋粘弾性体は、常温で液状の反応型ポリマーを常温で反応させた後の硬化物が、８０℃に加温されても形状を保持し、２０℃での硬度が、日本ゴム協会規格ＳＲＩＳ−０１０１に示すＣ型硬度計で５０以下であるという条件を満足するものである。この条件を満足し得る架橋粘弾性体は、表１に例示する液状ゴムと硬化剤との組合せから得ることができる。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１に示す組合せのうち、常温における硬化速度のコントロールの容易さ、コスト、人手の容易さ等を含めて考慮すると、特に水酸基を末端に有し主鎖にクロロプレン、ブタジエン、水素添加ブタジエン、スチレンブタジエン、ニトリルブタジエン、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルウレタンポリオール、アニリン誘導体ポリオール等を単独又は併用して用いるのか望ましい。中でも難燃度を考慮すると、クロロプレン骨格を有し、分子両末端に水酸基又はザンセート基を有するものが好適である。
【００５８】
硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤が好適であり、１分子当り２個以上のイソシアネート基を有することが必要である。具体例には、イルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、末端イソシアネート基を有するプレポリマー等を挙げることができ、これ等を単独で又は併用して用いることができる。
【００５９】
イソシアネート系硬化剤を可塑剤と混合して用いることもできるが、可塑剤が脱水処理されていることと、イソシアネート化合物と反応しないこととが必要である。常温硬化反応を行なうための必須成分のみ、又は触媒との組合せで、本発明で満足して用いられる架橋粘弾性体を得ることができる。また、本発明では、コスト面、作業面、物性向上面で、更に各種の添加剤を加えることにより、幅広い安定した架橋粘弾性体を得ることもできる。
【００６０】
粘弾性体又は架橋粘弾性体の硬さの調整、液状ポリマー組成物の粘度の調整及び硬化反応後の硬さの調整に、可塑剤を用いることができる。可塑剤には、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、芳香族系オイル、ひまし油、綿実油、やし油、トール油、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、液状ゴムの官能基を含まないもの等を挙げることができ、これらを単独か又は併用して用いることができる。
【００６１】
難燃性を要する場合には、ハロゲン化合物系可塑剤やリン化合物系可塑剤を、単独か又は併用して用いることができる。
【００６２】
粘着付与樹脂には、天然樹脂、ロジン、変性ロジン、ロジン及び変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体等を単独か又は併用して用いることができる。
【００６３】
本発明にかかるゴム製沓は、水、土砂等より保護するため、橋脚側に配置される。ゴム製沓の材質は、特に限定されず、種々のものを用いることができる。地震等による大きな動きが少ないと想定される場合には、Ｈ鋼等の剛体でもよい。
【００６４】
本発明にかかるゴム製沓は、例えば、図８に示すような層状の沓を用いることができる。図８は、本発明にかかる一例のゴム製沓の部分断面斜視図である。
【００６５】
図８に示すように、ゴム製沓１３は、クロロプレンから得られた伸縮吸収材１４が、ナジミ層とも称される不陸吸収材１５ａ，１５ｂに挟まれて形成されており、伸縮吸収材１４と不陸吸収材１５ａ，１５ｂとの間、及び伸縮吸収材の内部には、歪抑制材としての補強材１６が挿入されている。
【００６６】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明を実施例により説明する。
図９は、本発明にかかる水圧試験治具の平面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ線で切断した水圧試験治具の部分的断面図である。図１１は、図１０の水圧試験治具に振動を加える状態を示す断面図である。
【００６７】
実施例
弾性止水材を成型するために、表２に示す組成の材料を計量し、エアー式モーターにて攪拌混合して、水平な台に置いた型に流し込んだ。一昼夜養生した後、型から架橋粘弾性体を取り出して、図６及び図７に示すような弾性止水材を製造した。
【００６８】
【表２】
【００６９】
成型体に、弾性止水材を取り付けて止水をするためには、弾性止水材をエンドレス形状にする必要がある。そのため、矩形で弾性止水材を取り付けると想定して、矩形の角部には、コーナー形状をした、図６に示すような弾性止水材７を作製し、直線部には、図７に示すような直線状の弾性止水材１２を設けた。
【００７０】
図９の水圧試験治具を用い、止水試験を実施した。図１０に示すようにして、二枚の鉄盤１７ａ，１７ｂの一方１７ａに、弾性止水材７，１２の接続面７ａ，１２ａを接着剤にて貼り付けた。二枚の鉄盤１７ａ，１７ｂの間には、伸縮自在のゴム板１８にて水密性を保持した。弾性止水材７，１２が取り付けてある側の鉄盤１７ａは漏水が確認できるように開口としてある。
【００７１】
厚み１．５ｍｍのステンレス板を図５に示すように折り曲げ加工して、バネ鋼８′を作製した。バネ鋼８′の端部８′ａに穿孔部を設け、下鉄盤１７ａの内側開口部に沿って、バネ鋼８′をボルトにて取り付けた。バネ鋼８′の他の端部８′ｂに添うように、弾性止水材７の側面７ｃを鉄盤１７ａに密着させ、接着した。弾性止水材７，１２のつなぎ部分は、上下方向の斜に切断された接続面７ｄ，１２ｅ等同士をあわせてエンドレス化した。
【００７２】
止水試験
二枚の鉄盤をあわせた状態で、まず鉄盤の隙間が３０ｍｍ（圧縮率５０％）になるまで、締め込む。図１０に示す流入管１９ａ及び流出管１９ｂにより水を入れ水圧０．０４９ＭＰａを負荷し、水圧を負荷したまま、１日、７日、２８日経過時に、上側の鉄盤を、図１１に示すような反力盤２０に支持されたジャッキ２１により、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ及び５０ｍｍと変位させて、漏水をチェックした。
【００７３】
結果として、弾性止水材を種々の変位量で水平方向に剪断変形させたが、時間が経過しても弾性止水材は押し出されることなく、漏水も発生しなかった。
【００７４】
これらの結果から、本発明の橋脚埋設構造は、水平方向に成型体がずれても、弾性止水材が成型体の端面に密着し、弾性止水材がクリープすることなく、また、弾性止水材が水圧によってずれることがないので、橋脚と成型体との隙間で優れた水密性が発揮されることがわかった。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の橋脚埋設構造によれば、橋脚の埋設部分に設けられる隙間によって、橋脚の振動が土砂に直接伝わらなくなり、橋脚と土砂との間に水が浸入せず、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出を防ぐことができる。
【００７６】
また、本発明の橋脚埋設構造によれば、ゴム製沓と、剛性の材料からなるバネ板と、弾性止水材とを組み合わせることで、簡単でしかも確実に、成型体の継目の変位に弾性止水材を追従させることができることとなった。かかる橋脚埋設構造では、高復元性を有する弾性止水材がバネ板によって支持されて成型体の継目を埋め、長期に亘る水圧がかかっても、橋脚埋設構造がクリープすることなく、優れた水密性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一例の橋脚埋設構造の一部断面斜視図である。
【図２】 図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。
【図３】 図１の橋脚埋設構造の部分平面図である。
【図４】 図１の橋脚埋設構造の部分側面図である。
【図５】 （ａ）は、本発明にかかる一例のバネ板の平面図であり、（ｂ）は、本発明にかかる一例のバネ板の側面図である。
【図６】 本発明にかかる一例の弾性止水材の斜視図である。
【図７】 本発明にかかる他の例の弾性止水材の斜視図である。
【図８】 本発明にかかる一例のゴム製沓の部分断面斜視図である。
【図９】 本発明にかかる水圧試験治具の平面図である。
【図１０】 図９のＡ−Ａ線で切断した水圧試験治具の部分的断面図である。
【図１１】 図１０の水圧試験治具に剪断を加える状態を示す断面図である。
【図１２】 試作した橋脚の埋設構造である。
【図１３】 従来の止水板の断面図である。
【符号の説明】
１ 橋脚埋設構造
２ 地盤
３ 橋脚
３ａ 埋設部分
４，５成型体
４ａ 端面
５ａ 端面
６ ゴム製沓
７，１２ 弾性止水材
７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅ，１２ａ，１２ｄ，１２ｅ 接続面
８ バネ板
８′ バネ鋼
８′ａ 端部
８′ｃ 穿孔部
９ 隙間
１１ アンカー
１３ ゴム製沓
１４ 伸縮吸収材
１５ａ，１５ｂ 不陸吸収材
１６ 補強材
１７ａ，１７ｂ 鉄盤
１８ ゴム板
１９ａ 流入管
１９ｂ 流出管
２０ 反力盤
２１ ジャッキ
３１ 試作橋脚埋設構造
３２ 止水構造
３３ 止水板
３４，３５ 函体
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚が地盤の表面に埋設されている橋脚埋設構造に関する。特に、本発明は、土木建築コンクリート構造物の橋脚の埋設部分の外側に分割施工型のボックスカルバート等の少なくとも一対の予め作製された構造物を下から上に重ね合わせる工法における、連結目地部の止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路や橋等の高架構造では、その高架構造を支えるための橋脚が用いられている。かかる橋脚は、コンクリートからなり、高架構造を支えながら、その下部が地盤の表面に埋設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
橋脚の埋設部分は、高架構造からの振動により振動する。この橋脚の振動は、橋脚の周囲の土砂を押し退け、橋脚と土砂との間に隙間を生じさせる。
【０００４】
橋脚と土砂との隙間に水等が浸入すれば、橋脚を支える土砂が流出し、地盤の表面が不安定となり、橋脚近傍の堤防、護岸の崩壊を招く。
【０００５】
本発明は、橋脚の埋設部分に空間を設け、橋脚を支える周囲の土砂の流出を防ぐことを課題とする。また、本発明は、橋脚の周りの成型体に可とう性を与えることで、地震発生時に橋脚部分に損傷を与えないようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地盤と、前記地盤の表面に埋設されている橋脚と、前記橋脚の埋設部分の周囲を囲んでいる少なくとも一対の成型体と、ゴム製沓と、弾性止水材とを備えている橋脚埋設構造であって、前記両成型体が垂直方向に重ねられており、前記ゴム製沓及び前記弾性止水材が前記両成型体の対向する端面の間に設けられており、前記橋脚埋設構造が剛性の材料からなるバネ板を備えており、前記バネ板が前記両成型体の対向する端面の間に配置されており、前記バネ板が、前記弾性止水材の前記橋脚側で、前記弾性止水材と接するように前記成型体に固定されており、前記弾性止水材が前記両端面によって２０〜５５％圧縮されており、前記バネ板の弾性復元力によって前記弾性止水材の位置ずれが抑えられており、前記橋脚と前記両成型体との間に水密な隙間が形成されている橋脚埋設構造、及びかかる橋脚埋設構造の施工方法である。
【０００７】
本発明者は、橋脚を支える土砂の流出を防ぐため、種々の橋脚埋設構造を試作し、それらについて検討した。
【０００８】
その結果、本発明者は、橋脚の埋設部分に水密な隙間を設け、この隙間内で橋脚を振動させることで、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出が抑制されることを突き止め、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明によれば、橋脚の埋設部分に設けられる隙間によって、橋脚の振動が土砂に直接伝わらなくなり、橋脚と土砂との間に水が浸入せず、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明者は、図１２に示す橋脚埋設構造を試作した。図１２は、試作した橋脚の埋設構造である。図１２の試作橋脚埋設構造３１は、橋脚３の周りに、ボックスカルバート４，５を、ゴム製の沓６を用いて重ね合わせ、構築したものである。ボックスカルバート等を現場で施工する場合、構造上、垂直方向には３０〜４０ｍｍで目地を設ける。
【００１１】
通常のボックスカルバートでは、内側から図１３に示す止水板を取り付けることはできるが、しかし、橋脚埋設構造の場合、図１２に示すような構造では、内側には橋脚が有り、外側からしか弾性止水材を取り付けることができない。図１３は、従来の止水板の断面図である。
【００１２】
さらに、弾性止水材がエンドレス形状でなくてよいのならば、簡単に取り付けることはできるが、エンドレス形状にしなければならないとなると、ボックスカルバートとの間で水密性を保持するのは困難である。
【００１３】
分割型のボックスカルバートの止水目地構造は、予め現場成型の直壁とかぎ状壁４個を組み合わせるか、又はかぎ状壁４個を組み合わせた後に一対のボックスカルバートを組み立ててボックスカルバート同士を合わせようとするものであるため、まず、現場成型壁の作製時に木製型枠等にて函体の成型枠を大工仕事で組み立てることにより壁の大きさに誤差が生じたり、一対のボックスカルバートを組み合わせる際に、左右・前後の目地間隔が開いてしまうことがある。ボックスカルバートの場合は、最低でも５ｍｍの誤差が生じる。
【００１４】
目地幅が左右・上下で均一に開いているのであれば、その目地幅にあった高さの弾性止水材を選定すれば良いが、施工誤差は片締りといわれ、場所によって締り具合が異なってしまう。かかる場合、目地幅の差は、大きければ５ｍｍに達する。
【００１５】
しかし、この場合も、一時的に止水するなら、ゴム沓の高さが３０ｍｍの場合は、弾性止水材を弾性の高いものとし、その厚みを６０ｍｍとして、その５０％を圧縮して使用すればよいのだが、長期的にはクリープして水圧、土圧により押し出され、実用的でない。
【００１６】
本発明者の研究によれば、不揃いの目地幅を吸収して、確実に水密性を得るためには、図１３に示すような止水構造３２を用いる技術が確実であることがわかった。止水板３３は、函体３４，３５の間に配置され、函体３４，３５の間を止水する。
【００１７】
しかし、止水板の技術は、止水性が不確実な上に、止水板を取り付けるのに、押さえ金具等に多大なコストがかかる。
【００１８】
そこで、本発明者は、一対のボックスカルバートに生じる不揃いの目地を、弾性止水材によって水密に連結することを試みた。特に、本発明者は、弾性止水材が、止水板の技術に比べコストが低く、利用価値の高いものであることから、かかる弾性止水材によって、ボックスカルバートを連結するための、種々の止水目地構造を試作し、検討した。
【００１９】
その結果、本発明者は、弾性止水材をバネ鋼によって押さえることによって、目地幅の差が５ｍｍになっても、弾性止水材がボックスカルバートの端面に密着し、確実な止水性が得られることを見出した。
【００２０】
特に、本発明者は、本出願人による特願平１１−２９３３２６号記載されている一次弾性止水材の利用を考えた。しかし、本発明者の研究によれば、ボックスカルバートの目地幅が初期の隙間より、地震等の動きが発生した場合開き、弾性止水材の圧縮率が２０％以下になると、止水目地構造の外部からの水圧が０．０４９ＭＰａ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を超えた時から漏水が発生することを突き止めた。
【００２１】
本発明者は、かかる知見のもと、さらに検討を進めた。すると、特に、不揃いの目地に同じ弾性止水材を用い、弾性止水材の圧縮率が２０〜５５％の間で、０．０４９ＭＰａの水圧に耐え得る水密性を保持させるには、弾性止水材の圧縮率が減少することなく、剪断方向のみへのずれが生じるのであれば、止水が可能であることが判明した。
【００２２】
ボックスカルバートの継目が上下になる橋脚の埋設部分では、重力によって継目を一定の間隔に保つことができ、弾性止水材を剪断方向のみの変位に利用すことで、弾性止水材が最小限のクリープによっても移動しないような隙間を連結部に設定することができ、クリープを最小限に留めることができる。
【００２３】
本発明では、不揃いの目地でも、弾性止水材がボックスカルバートの端面に密着し、弾性止水材がクリープすることなく、弾性止水材が水圧によってずれることがないので、水密性の優れた止水構造が得られる。
【００２４】
復元性の高い弾性止水材を単に取り付けただけでは、長期にわたって水圧が負荷した場合には、クリープ現象が発生して、最後には弾性止水材が抜け出てしまい漏水に至る。クリープを抑制する為に、バックアップ材なるものをボックスカルバート間の隙間に応じて入れることは不可能である。
【００２５】
本発明の橋脚埋設構造によれば、重力を利用して、ゴム製の沓にて一定の間隔を保ちながら、剛性の材料からなるバネ板と弾性止水材とを組み合わせることにより、簡単でしかも確実に、ボックスカルバートの間に弾性止水材を追従させることができることとなった。バネ板がボックスカルバート間の隙間を埋め、弾性止水材が高復元性を有していれば、長期に亘る水圧がかかって水平方向への変位が生じても、橋脚埋設構造がクリープすることなく、優れた水密性を発揮する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一例の橋脚埋設構造の一部断面斜視図である。図２は、図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。図３は、図１の橋脚埋設構造の部分平面図である。図４は、図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。図５（ａ）は、本発明にかかる一例のバネ板の平面図であり、図５（ｂ）は、本発明にかかる一例のバネ板の側面図である。図６は、本発明にかかる一例の弾性止水材の斜視図である。図７は、本発明にかかる他の例の弾性止水材の斜視図である。
【００２７】
図１〜図４に示すように、本発明の一例の橋脚埋設構造１は、地盤２と、地盤２の表面に埋設されている橋脚３と、橋脚３の埋設部分３ａの周囲を囲む少なくとも一対の成型体４，５と、ゴム製沓６と、弾性止水材７とを備えている。
【００２８】
この橋脚埋設構造１では、両成型体４，５が垂直方向に重ねられ、ゴム製沓６及び弾性止水材７が両成型体４，５の対向する端面の間に設けられている。
【００２９】
また、橋脚埋設構造１は、剛性の材料からなるバネ板８を備えており、このバネ板８は、両成型体４，５の対向する端面４ａ，５ａの間に配置されている。このバネ板８は、弾性止水材７の橋脚３側で、弾性止水材７と接するように成型体４に固定されている。
【００３０】
弾性止水材７は、両成型体４，５の両端面４ａ，５ａによって２０〜５５％、好ましくは、４０〜５０％圧縮され、また、バネ板８の弾性復元力によって位置ずれが抑えられている。
【００３１】
かかる橋脚埋設構造１では、橋脚３と両成型体４，５との間に、橋脚３の振動が伝わらない水密な隙間９が形成されている。
【００３２】
本発明では、橋脚と少なくとも一対の成型体との間に水密な隙間を形成し、この隙間内で橋脚を振動させる。この隙間は、一方の成型体と他方の成型体との対向面の間に、弾性止水材を配置することによって形成する。
【００３３】
また、本発明では、かかる弾性止水材によって、両成型体の継目が止水され、かかる継目から隙間内に地盤内の水が浸入するのを防ぐ。
【００３４】
本発明では、かかる弾性止水材は、バネ板の弾性復元力によって位置ずれが防止され、両成型体の両端面によって２０〜５５％圧縮され、優れた止水性を発揮する。
【００３５】
本発明にかかる成型体は、橋脚の形状にそった形状のもの、一回り大きいものをその場所で作ることができる。
【００３６】
本発明にかかる弾性止水材には、止水性を発揮させるための柔軟性が必要である。しかし、本発明では、橋脚が振動するための隙間が、少なくとも一対の成型体を垂直方向に重ねて形成される。このため、本発明の橋脚埋設構造では、弾性止水材のみでは、上側の成型体の重力に耐えて、止水性を発揮させることができない。
【００３７】
本発明にかかるゴム製沓は、弾性止水材よりも剛性のあるものであり、両成型体の両端面の間に配置することで、両成型体の継目を所定の間隔に保つことができる。
【００３８】
本発明にかかる剛性の材料からなるバネ板は、種々のものを用いることができる。例えば、かかるバネ板には、弾性復元力を発揮する突起状物を設けることができる。かかる突起状物は、一次弾性止水材に接するように、水密な空洞部が形成される側に設けられ、突起状物の弾性復元力によって、ボックスカルバートの両端面に一次弾性止水材が密着し、両端面の間で一次弾性止水材が位置ずれを起こさないように押さえることができる。
【００３９】
また、かかる弾性復元力を発揮する突起状物は、一方のボックスカルバートの端面に固定し、ボックスカルバート同士が押さえつけられた時、突起状物の高さが、固定されている側の函体面から１０ｍｍの高さになるまで押し込まれるようにすることができる。バネ板の固定に際しても、突起状物の高さが函体面より１０ｍｍを越えないようにして、バネ板を固定することができる。しかし、弾性止水材の圧縮率は、２０〜５５％になるように、予め、弾性止水材の高さを設計しておかなければならない。
【００４０】
かかる突起状物自体にも、バネを利用するのが安価である。バネを組み込んだ昇降式の突起形成物は可能であろうが、煩雑な構造になり、３０ｍｍないし４０ｍｍの最大厚みにすることは難しいと考えられる。そこで、同じバネでも突起状物自体もバネ板から形成すればよい。バネ板としては、種々の形状のものを用いることができる。
【００４１】
本発明では、バネ板として、図２〜図４、図５（ａ）及び（ｂ）に示すようなバネ鋼又はバネ鋼に準ずる鋼を用いることができる。かかるバネ鋼８′は、図３（ａ）及び（ｂ）に詳しく示すように、への字に折り曲げ、一方の端部８′ａに穿孔部８′ｃを設け、アンカー１１等を穿孔部８′ｃを通して、図２〜図４に示すように、ボックスカルバート４に固定することで、バネ効果が得られる。
【００４２】
かかるバネ鋼は、０．３〜２．０ｍｍの厚さを有するのが好ましく、更に好ましくは、１．０〜１．５ｍｍの物がよい。固定の方法も、への字の一方をホールインアンカー等で締め付けるだけでよいので、高さも１０ｍｍ以内で取り付けられる。
【００４３】
かかるバネ鋼は、一次弾性止水材の内側の空洞部に配置されているため、基本的には水等に触れることは無いのだが、長い年月を考慮すると結露等の影響で腐食が予想される。バネ鋼に腐食防止の処理を施す事も有効であるが、ステンレス鋼、耐腐食性の高い材質のもの、防食処理されたもの等を使用することが最も簡便である。
【００４４】
バネ鋼をへの字に曲げてバネ効果を発現させるにあたっては、曲げ角度が４５度以下が好ましい。４５度を超えると、函体が互いに接したとき、曲げられたバネ鋼の突端が押しつけられる際に大きな抵抗となり、バネとしての働きが悪くなる。バネ鋼の高さは、ゴム製沓の高さでよい。
【００４５】
本発明では、種々の形態の弾性止水材を用いることができる。本発明にかかる一例の弾性止水材７は、図１〜図４に示すように、横断面が台形になるように形成されており、成型体４の端面４ａと接する接続面７ａと、他の成型体５の端面５ａと接する接続面７ｂとを有している。かかる弾性止水材７は、接続面７ａと７ｂとが、２０〜５５％圧縮される。
【００４６】
かかる弾性止水材の形状は、バネ鋼の４５度に折り曲げられた下方と函体表面との空間が埋め込まれるように、横断面が台形となっているほうが良い。好ましくは、バネ鋼と成型体と間の空間の３分の１以上が弾性止水材によって埋め込まれている方がよい。
【００４７】
図２に示すように、バネ鋼８′と成型体４との間で形成される空間８′ｄが弾性止水材７により３分の１以上埋め込まれていれば、弾性止水材７が空間８′ｄに入り込むことなく、弾性止水材７の接続面７ｂが十分に成型体５と密着する。３分の１未満であると、弾性止水材７がバネ鋼８′と成型体４との空間８′ｄに入り込み易く、弾性止水材７の接続面７ｂと成型体５との接着面積が減り、止水材としての意味が薄くなる。
【００４８】
図３に示す橋脚埋設構造では、弾性止水材７として、図６に示すような役物だけが使用されているが、函体４，５の大きさによって、図７に示すような直線状の弾性止水材１２を合わせて使用することができる。これらの弾性止水材７，１２は、図６及び図７に示すように、接続面７ｄ，７ｅ，１２ｄ，１２ｅと、函体に接する面７ａ，１２ａとが、例えば、４５度の角度を形成して繋げられる。
【００４９】
かかる弾性止水材は、常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とを反応させて得られる架橋粘弾性体からなるのが好ましい。かかる架橋粘弾性体は、低モジュラスで、耐クリープ性に優れ、２０〜５５％の圧縮率でも、函体に密着し、十分な止水性を発揮することができる。中でも、分子末端に水酸基を有する常温で液状の反応型ポリマーと、分子末端にイソシアネート基を有する硬化剤とを含有している材料を用いるのが好ましい。
【００５０】
また、この場合、常温で液状の反応型ポリマー１００重量部と、反応型ポリマーの水酸基のモル数に対する硬化剤のイソシアネート基のモル数の比、即ちＮＣＯ／ＯＨが０．５〜１．５である量の硬化剤と、反応型ポリマー１００重量部に対し５０〜１０００重量部の歴青物とを反応させて得るのが好ましい。このようにして得られた弾性止水材は、低モジュラスで高い復元性を有している。
【００５１】
常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とのＮＣＯ／ＯＨのモル比が０．５未満であると、硬化反応が十分でなく、未反応基が多く残存したままとなり、経時安定性等に問題が生じる。逆に、ＮＣＯ／ＯＨのモル比が１．５よりも大きいと、架橋粘弾性体が硬くなり過ぎ、可塑剤での硬度調整も十分に行なえない。
【００５２】
また、かかる弾性止水材の低コスト化のために、歴青物を添加することができる。歴青物には、ストレートアスファルト、ブロンアスファルト、タール等があり、所望の物性値を得るには、可塑剤や粘着付与樹脂で予め改質したものを用いることができる。これらの歴青物は、単独で用いた場合には、感温性が明確に現れ、コスト面では有利であるが、広い温度域で一定の止水性が得られない。
【００５３】
かかる欠点を防止するため、液状ゴムを始めとするゴム状物を歴青物と併用して用いるのが好ましい。ゴム状物と歴青物とを併用した弾性止水材は、年間を通して所定の止水性能を発揮できる。添加量の目安としては、１００重量部の液状ポリマーに対して５０〜１０００重量部の歴青物が適量である。
【００５４】
常温で液状の反応型ポリマーには、例えば、液状ポリブタジエン、液状クロロプレン、液状スチレンブタジエン共重合体、液状アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アニリン誘導体ポリオール、シリコーン、ポリサルファイド、変性シリコーン等が含まれる。これらのポリマーは、常温で硬化反応を起こさせて、架橋粘弾性体を得ることができる。
【００５５】
本発明で用いることができる架橋粘弾性体は、常温で液状の反応型ポリマーを常温で反応させた後の硬化物が、８０℃に加温されても形状を保持し、２０℃での硬度が、日本ゴム協会規格ＳＲＩＳ−０１０１に示すＣ型硬度計で５０以下であるという条件を満足するものである。この条件を満足し得る架橋粘弾性体は、表１に例示する液状ゴムと硬化剤との組合せから得ることができる。
【００５６】
【表１】
表１に示す組合せのうち、常温における硬化速度のコントロールの容易さ、コスト、人手の容易さ等を含めて考慮すると、特に水酸基を末端に有し主鎖にクロロプレン、ブタジエン、水素添加ブタジエン、スチレンブタジエン、ニトリルブタジエン、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルウレタンポリオール、アニリン誘導体ポリオール等を単独又は併用して用いるのか望ましい。中でも難燃度を考慮すると、クロロプレン骨格を有し、分子両末端に水酸基又はザンセート基を有するものが好適である。
【００５８】
硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤が好適であり、１分子当り２個以上のイソシアネート基を有することが必要である。具体例には、イルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、末端イソシアネート基を有するプレポリマー等を挙げることができ、これ等を単独で又は併用して用いることができる。
【００５９】
イソシアネート系硬化剤を可塑剤と混合して用いることもできるが、可塑剤が脱水処理されていることと、イソシアネート化合物と反応しないこととが必要である。常温硬化反応を行なうための必須成分のみ、又は触媒との組合せで、本発明で満足して用いられる架橋粘弾性体を得ることができる。また、本発明では、コスト面、作業面、物性向上面で、更に各種の添加剤を加えることにより、幅広い安定した架橋粘弾性体を得ることもできる。
【００６０】
粘弾性体又は架橋粘弾性体の硬さの調整、液状ポリマー組成物の粘度の調整及び硬化反応後の硬さの調整に、可塑剤を用いることができる。可塑剤には、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、芳香族系オイル、ひまし油、綿実油、やし油、トール油、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、液状ゴムの官能基を含まないもの等を挙げることができ、これらを単独か又は併用して用いることができる。
【００６１】
難燃性を要する場合には、ハロゲン化合物系可塑剤やリン化合物系可塑剤を、単独か又は併用して用いることができる。
【００６２】
粘着付与樹脂には、天然樹脂、ロジン、変性ロジン、ロジン及び変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体等を単独か又は併用して用いることができる。
【００６３】
本発明にかかるゴム製沓は、水、土砂等より保護するため、橋脚側に配置される。ゴム製沓の材質は、特に限定されず、種々のものを用いることができる。地震等による大きな動きが少ないと想定される場合には、Ｈ鋼等の剛体でもよい。
【００６４】
本発明にかかるゴム製沓は、例えば、図８に示すような層状の沓を用いることができる。図８は、本発明にかかる一例のゴム製沓の部分断面斜視図である。
【００６５】
図８に示すように、ゴム製沓１３は、クロロプレンから得られた伸縮吸収材１４が、ナジミ層とも称される不陸吸収材１５ａ，１５ｂに挟まれて形成されており、伸縮吸収材１４と不陸吸収材１５ａ，１５ｂとの間、及び伸縮吸収材の内部には、歪抑制材としての補強材１６が挿入されている。
【００６６】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明を実施例により説明する。
図９は、本発明にかかる水圧試験治具の平面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ線で切断した水圧試験治具の部分的断面図である。図１１は、図１０の水圧試験治具に振動を加える状態を示す断面図である。
【００６７】
実施例
弾性止水材を成型するために、表２に示す組成の材料を計量し、エアー式モーターにて攪拌混合して、水平な台に置いた型に流し込んだ。一昼夜養生した後、型から架橋粘弾性体を取り出して、図６及び図７に示すような弾性止水材を製造した。
【００６８】
【表２】
成型体に、弾性止水材を取り付けて止水をするためには、弾性止水材をエンドレス形状にする必要がある。そのため、矩形で弾性止水材を取り付けると想定して、矩形の角部には、コーナー形状をした、図６に示すような弾性止水材７を作製し、直線部には、図７に示すような直線状の弾性止水材１２を設けた。
【００７０】
図９の水圧試験治具を用い、止水試験を実施した。図１０に示すようにして、二枚の鉄盤１７ａ，１７ｂの一方１７ａに、弾性止水材７，１２の接続面７ａ，１２ａを接着剤にて貼り付けた。二枚の鉄盤１７ａ，１７ｂの間には、伸縮自在のゴム板１８にて水密性を保持した。弾性止水材７，１２が取り付けてある側の鉄盤１７ａは漏水が確認できるように開口としてある。
【００７１】
厚み１．５ｍｍのステンレス板を図５に示すように折り曲げ加工して、バネ鋼８′を作製した。バネ鋼８′の端部８′ａに穿孔部を設け、下鉄盤１７ａの内側開口部に沿って、バネ鋼８′をボルトにて取り付けた。バネ鋼８′の他の端部８′ｂに添うように、弾性止水材７の側面７ｃを鉄盤１７ａに密着させ、接着した。弾性止水材７，１２のつなぎ部分は、上下方向の斜に切断された接続面７ｄ，１２ｅ等同士をあわせてエンドレス化した。
【００７２】
止水試験
二枚の鉄盤をあわせた状態で、まず鉄盤の隙間が３０ｍｍ（圧縮率５０％）になるまで、締め込む。図１０に示す流入管１９ａ及び流出管１９ｂにより水を入れ水圧０．０４９ＭＰａを負荷し、水圧を負荷したまま、１日、７日、２８日経過時に、上側の鉄盤を、図１１に示すような反力盤２０に支持されたジャッキ２１により、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ及び５０ｍｍと変位させて、漏水をチェックした。
【００７３】
結果として、弾性止水材を種々の変位量で水平方向に剪断変形させたが、時間が経過しても弾性止水材は押し出されることなく、漏水も発生しなかった。
【００７４】
これらの結果から、本発明の橋脚埋設構造は、水平方向に成型体がずれても、弾性止水材が成型体の端面に密着し、弾性止水材がクリープすることなく、また、弾性止水材が水圧によってずれることがないので、橋脚と成型体との隙間で優れた水密性が発揮されることがわかった。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の橋脚埋設構造によれば、橋脚の埋設部分に設けられる隙間によって、橋脚の振動が土砂に直接伝わらなくなり、橋脚と土砂との間に水が浸入せず、橋脚の埋設部分の周囲の土砂の流出を防ぐことができる。
【００７６】
また、本発明の橋脚埋設構造によれば、ゴム製沓と、剛性の材料からなるバネ板と、弾性止水材とを組み合わせることで、簡単でしかも確実に、成型体の継目の変位に弾性止水材を追従させることができることとなった。かかる橋脚埋設構造では、高復元性を有する弾性止水材がバネ板によって支持されて成型体の継目を埋め、長期に亘る水圧がかかっても、橋脚埋設構造がクリープすることなく、優れた水密性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一例の橋脚埋設構造の一部断面斜視図である。
【図２】 図１の橋脚埋設構造の部分断面図である。
【図３】 図１の橋脚埋設構造の部分平面図である。
【図４】 図１の橋脚埋設構造の部分側面図である。
【図５】 （ａ）は、本発明にかかる一例のバネ板の平面図であり、（ｂ）は、本発明にかかる一例のバネ板の側面図である。
【図６】 本発明にかかる一例の弾性止水材の斜視図である。
【図７】 本発明にかかる他の例の弾性止水材の斜視図である。
【図８】 本発明にかかる一例のゴム製沓の部分断面斜視図である。
【図９】 本発明にかかる水圧試験治具の平面図である。
【図１０】 図９のＡ−Ａ線で切断した水圧試験治具の部分的断面図である。
【図１１】 図１０の水圧試験治具に剪断を加える状態を示す断面図である。
【図１２】 試作した橋脚の埋設構造である。
【図１３】 従来の止水板の断面図である。
【符号の説明】
１ 橋脚埋設構造
２ 地盤
３ 橋脚
３ａ 埋設部分
４，５成型体
４ａ 端面
５ａ 端面
６ ゴム製沓
７，１２ 弾性止水材
７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅ，１２ａ，１２ｄ，１２ｅ 接続面
８ バネ板
８′ バネ鋼
８′ａ 端部
８′ｃ 穿孔部
９ 隙間
１１ アンカー
１３ ゴム製沓
１４ 伸縮吸収材
１５ａ，１５ｂ 不陸吸収材
１６ 補強材
１７ａ，１７ｂ 鉄盤
１８ ゴム板
１９ａ 流入管
１９ｂ 流出管
２０ 反力盤
２１ ジャッキ
３１ 試作橋脚埋設構造
３２ 止水構造
３３ 止水板
３４，３５ 函体
Claims (4)
- 地盤と、前記地盤の表面に埋設されている橋脚と、前記橋脚の埋設部分の周囲を囲んでいる少なくとも一対の成型体と、ゴム製沓と、弾性止水材とを備えている橋脚埋設構造であって、
前記両成型体が垂直方向に重ねられており、前記ゴム製沓及び前記弾性止水材が前記両成型体の対向する端面の間に設けられており、前記橋脚埋設構造が剛性の材料からなるバネ板を備えており、前記バネ板が前記両成型体の対向する端面の間に配置されており、前記バネ板が、前記弾性止水材の前記橋脚側で、前記弾性止水材と接するように前記成型体に固定されており、前記弾性止水材が前記両端面によって２０〜５５％圧縮されており、前記バネ板の弾性復元力によって前記弾性止水材の位置ずれが抑えられており、前記橋脚と前記両成型体との間に水密な隙間が形成されていることを特徴とする、橋脚埋設構造。 - 前記バネ板がバネ鋼であることを特徴とする、請求項１記載の橋脚埋設構造。
- 前記バネ鋼が、くの字型に折り曲げられており、前記バネ鋼の一方の端部が一方の前記成型体の端面に取り付けられており、前記バネ鋼の他方の端部が他方の前記成型体の端面に向かって突出しており、前記バネ鋼の他方の端部が前記弾性止水材と接しており、前記バネ鋼の他方の端部と他方の前記成型体の端面との間の隙間が、５ｍｍ以下に制御されていることを特徴とする、請求項２記載の橋脚埋設構造。
- 地盤と、前記地盤の表面に埋設されている橋脚と、前記橋脚の埋設部分の周囲を囲んでいる少なくとも一対の成型体と、ゴム製沓と、弾性止水材とを備えている橋脚埋設構造を得るにあたり、
前記両成型体を垂直方向に重ね、前記ゴム製沓及び前記弾性止水材を前記両成型体の対向する上端面の間に設け、前記橋脚埋設構造が剛性の材料からなるバネ板を備えており、前記バネ板を前記両成型体の対向する端面の間に配置し、前記バネ板を、前記弾性止水材の前記橋脚側で、前記弾性止水材と接するように前記成型体に固定し、前記弾性止水材を前記両端面によって２０〜５５％圧縮し、前記バネ板の弾性復元力によって前記弾性止水材の位置ずれを抑え、前記橋脚と前記両成型体との間に水密な隙間を形成することを特徴とする、橋脚埋設構造の施工方法。
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