JP4314712B2 - Pier structure and its construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚構造物及びその構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年では、土木建築構造物分野において、技術開発や、顧客ニーズなどにより、大型化、多様化、耐震性の向上などの観点から、高度化が進められている。例えば道路建設において、路線選定が、山間地となった場合、谷間や、河川部などにおいては、高橋脚構造形式が採用されている。
【0003】
該種建設条件に好適な橋脚の構造形式や施工方法の従来技術として、先に本出願人は、特許第2982551号及び特許第2973775号工法に示す技術を開発した。この従来技術は、複数のプレキャストコンクリート製型枠エレメントを組合わせた型枠ブロックの中空内部に、コンクリートを打設する作業を、順次所定の高さになるまで交互に繰返すことで作られる橋脚構造であり、構造物の構築にあたっては、型枠ブロックが、構造物の外形を構成する型枠として用いられるため、従来工法のような、型枠の設置、撤去の手数が不要であるため、工期短縮に好適である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この工法によって作られた橋脚構造物は、強度確保のために、中空内部に多数の主鉄筋や、横鉄筋、あるいは組立て鉄筋などが輻輳状態に配置しなければならないため、施工にあたっては、配筋作業が面倒で、手数が多くなり、作業時間に手間取っていた。また、このような構造では、特に高橋脚を構築する場合、荷重が大きくなるため、応答変位が大きくなり、地震力などの水平力を受けると、構造物の耐久性、耐震性を損うおそれがある。逆にこの種の変位に対してさらに耐久性、耐震性を向上するためには、これを上回る剛構造とする必要があり、構造物材料の重量と強度との間に構造的な悪循環を生ずる懸念があった。
【0005】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、橋脚構造物の荷重を減少でき、軽量でありながら、所要の耐力を十分に確保できるようにした橋脚構造物及びその構築方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明の橋脚構造物は、基礎の上部に密集配置されるとともに、隣り合うものの少なくとも一面同士が互いに接触し、かつ、縦方向に順次接合される断面多角形状の中空のプレキャストコンクリート製の複数のコラムと、前記各コラムの内部に建て込まれるとともに、縦方向に順次接合される中空鋼管と、前記中空鋼管と前記コラムとの隙間に充填される外側中詰コンクリートと、前記各中空鋼管の内部の前記各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに充填される内側中詰コンクリートと、該内側中詰コンクリートを充填した部分を横方向に貫通して緊張状態に定着され、前記複数のコラムを断面方向に緊結する横締め用のPC鋼材とからなることを特徴とする。
従って、本発明では、多数の鉄筋に替えて単体の中空鋼管を接合した構造であり、コラム及び中空鋼管同士の横方向の接合強度を十分に確保できるため、コンクリート量が少なく、軽量化を達成できる割に十分な耐力を確保できる。
また、中空鋼管の内部の各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに内側中詰コンクリートが充填され、しかも、この位置には横締め用のPC鋼材が横方向に貫通して緊張した状態に定着されているので、複数のコラムを断面方向に緊結することができる。従って、軽量化を図りつつ、横方向の接合強度を十分に確保でき、地震作用時におけるせん断耐力及び耐震性を向上させることができる。
【0007】
請求項2に記載の発明では、前記コラムの縦方向の接合位置と前記中空鋼管の縦方向接合位置とを縦方向にずらし、前記中空鋼管の上端を前記コラムの上端よりも上方に突出させたことにより、コラム及び鋼管の縦方向の接合位置の脆弱性を回避できる。
また、請求項3に記載の発明では、前記各中空鋼管の中心には、縦方向接合用のPC鋼材が緊張状態に定着され、該縦方向接合用のPC鋼材により、各中空鋼管及び各コラムが縦方向に緊結されていることにより、縦方向の強度も十分に確保できる。
【0008】
請求項4に記載の発明では、前記コラムは、六角形状断面をなすことにより、橋脚規模、高さなどに応じた計画強度に応じて、これをセグメント単位として、自由に組合わせることができ、各種バリエーションに応じた設計の多様化を図ることができる。
【0009】
また、本発明方法では、基礎の上部に複数の中空鋼管を密集した状態に建て込み、該各中空鋼管を縦方向に順次接合するとともに、前記各中空鋼管の周囲に断面多角形状の中空のプレキャストコンクリート製のコラムを建て込み、該コラムを縦方向に順次接合するとともに、隣接するコラムの少なくとも一面同士を互いに接触させ、前記コラムと前記中空鋼管との隙間に外側中詰コンクリートを充填し、前記各中空鋼管の内部の前記各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに内側中詰コンクリートを充填し、該内側中詰コンクリートを充填した部分を横締め用のPC鋼材により横方向に貫通し、該横締め用のPC鋼材を緊張状態に定着し、前記複数のコラムを断面方向に緊結することを特徴とする。
従って、本発明方法では、打設コンクリート量が少なく、従来の鉄筋に替えて中空鋼管を順次高さ方向に接合する作業であるため、作業が良好で、作業の省力化と、急速施工性を得ることができる。
また、鋼管の内部の各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに内側中詰コンクリートを充填し、しかも、この位置には横締め用のPC鋼材が横方向に貫通し、緊張した状態に定着されているので、複数のコラムを断面方向に緊結することができる。従って、軽量化を図りつつ、横方向の接合強度を十分に確保でき、地震作用時におけるせん断耐力及び耐震性を向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図1〜図5は、本発明に係る橋脚構造物の構築手順を示す。まず、図1は、基礎部分の構築状況を示すものであり、地中に横設されたH型鋼1の上部には複数のリブ付鋼管2が配置され、その外周にコンクリートを打設することで、基礎3が構成される。そして、フーチング天端部の上部において、リブ付鋼管2の上部に中空鋼管4が接合され、さらに各鋼管4の外周部にPC部材からなるコラム5が配置される。
【0011】
各コラム5は、捨て型枠として、構造物外観を形成するものであり、図2に示すように、例えば断面正六角形状のプレキャストコンクリート部材であり、補強筋として、エポキシ鉄筋、あるいは炭素繊維などを一体に埋設した軽量高強度素材からなっている。なお、図例では、構造物中心を六角形に開口させた状態の所定断面のハニカム形状をなし、密集配置して隣接するコラム5の少なくとも一面同士を互いに接触させている。この配置間隔は、橋脚の計画断面に応じた配置であって、図例のほか、規模や橋脚の高さに応じて各コラム5をセグメントとして複数密集配置できる。
【0012】
そして、最初の鋼管4及びコラム5が建て込まれた状態で、鋼管4とコラム5との隙間には、コンクリート打設工により、外側中詰コンクリートである中詰コンクリート6が打設され、一体化が図られる。なお、各コラム5の縦方向接合面と、鋼管4との接合面のピッチはずらしておき、図3、図4に示すように、鋼管4がコラム5の天端より突出する配置とすることで接合部における脆弱性を回避できる。
【0013】
以上のコラム5の上部周囲には、同図3に示すように、自昇式の仮設足場7が配置され、高さ方向の工事進捗に応じて、順次上昇する。なお、図3中符号8は、前記仮設足場7に近接して配置された仮設エレベータ構造物、符号9はクレーン足場10上に配置される資材揚重用のタワークレーンであり、いずれも工事進捗に応じて上方に継足される。
【0014】
前記タワークレーン9は、上部鋼管4の建て込みと、建て込み作業完了後の下部鋼管4に対する溶接作業を終了した後、コラム5の建て込みとを交互になす。以上のコラム5の建て込み後は、前記と同様に中詰コンクリート6が打設充填され、この作業を設計高さまで交互に繰返すことで高橋脚が完成し、その上部に橋11が配置される。
【0015】
また、場合によっては、図5に断面して示すように、その中心に縦方向接合用のPC鋼材12を配置し、このPC鋼材12の上下を緊張させることで、地震後の残留変位を極小化することもできる。
【0016】
さらに、一般部においては、図5(a)に示すように、鋼管4の内部は中空状態に保持されている一方で、各コラム5同士の縦方向接合位置近傍においては、図5(b)に示すように、鋼管4の内部にも内側中詰コンクリートである中詰コンクリート6が充填さている。そして、この位置には横締用のPC鋼材14がそれぞれの横方向を貫通して緊張状態に配置されている。図示の集合例では、構造物の中心部が開口しその上下に直線配列された形状であるため、PC鋼材14はその周囲のコラム5及び鋼管4を貫通して円状に配置されているとともに、各コラム5及び鋼管4の横並び位置では、それぞれ直線状に貫通され、その両端を緊張状態に定着し、構造物全体をその断面に沿って緊結し、横方向接合強度を十分に確保しており、この補強効果によって地震作用時におけるせん断耐力及び耐震性を向上している。
【0017】
図6(a)、(b)は、コラム5の集合パターンの他の例を示し、(a)では構造物の中心となるコラム5の四面に周囲のコラム5が配置され、かつ周囲の隣接するコラム5の一面同士が接触するように密集配置された構造である。また、(b)では、構造物中心を六角形状に開口した状態で、その開口の周囲に開口を囲むように6つのコラム5を密集配置し、周方向に隣接するコラム5の一面同士を接触させたものである。
【0018】
以上のほか、橋脚規模、高さなどに応じた計画強度に応じて、コラムをセグメント単位として、種々の断面に組合わせることができ、各種バリエーションに応じた設計の多様化を図ることができる。なお、コラム5の断面は、六角形状にのみ限定されるものでないが、断面方向に対する適合性、密集配置状態における接合性などにおいて、六角形状が最も推奨される。
【0019】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による橋脚構造物及び構築方法にあっては、橋脚構造物の荷重を減少でき、軽量でありながら、所要の耐力、耐久性及び耐震性を十分に確保でき、さらには工期短縮にも好適である。またコラムを断面六角形状とすることにより、橋脚規模、高さなどに応じた計画強度に応じて、これをセグメント単位として、自由に組合わせることができ、各種バリエーションに応じた設計の多様化を図ることができる。
また、各コラム及び中空鋼管の縦方向の接合位置の脆弱性を回避できる。さらに、各中空鋼管の内部の各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに内側中詰コンクリートを充填し、しかも、この位置には横締め用のPC鋼材が横方向に貫通し、緊張した状態に定着されているので、複数のコラムを断面方向に緊結することができる。従って、軽量化を図りつつ、横方向の接合強度を十分に確保でき、地震作用時におけるせん断耐力及び耐震性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による施工手順のうち、基礎構築段階を示す断面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】同上下方向の打継ぎ手順を示す側面図である。
【図4】(a),(b)は同打継ぎ手順を示す斜視図である。
【図5】(a),(b)は図3のB−B線及びc−c線における平断面図である。
【図6】(a),(b)はセグメントの組合わせ例の変更例を示す平断面図である。
【符号の説明】
4 中空鋼管
5 コラム
6 中詰コンクリート
12 縦方向PC鋼材
14 横締用PC鋼材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pier structure and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of civil engineering and building structures, advancement has been promoted from the viewpoints of size increase, diversification, improvement of earthquake resistance, etc., due to technological development and customer needs. For example, in road construction, when a route is selected as a mountainous area, a high pier structure format is adopted in a valley or a river part.
[0003]
As the prior art of the structure type and construction method of the pier suitable for the seed construction conditions, the present applicant has previously developed the technology shown in Japanese Patent No. 2982551 and Japanese Patent No. 2973775. This prior art is a pier structure made by alternately repeating the operation of placing concrete into a hollow inside of a formwork block formed by combining a plurality of precast concrete formwork elements until a predetermined height is reached. In the construction of the structure, since the formwork block is used as the formwork that forms the outer shape of the structure, there is no need to install and remove the formwork as in the conventional construction method. Suitable for shortening.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to secure strength, the pier structure made by this construction method must be arranged in a congested state with many main reinforcing bars, horizontal reinforcing bars, or assembled reinforcing bars in the hollow interior. The work of bar arrangement was troublesome, the number of tasks increased, and it took time to work. Also, in such a structure, especially when a high pier is constructed, the load increases, so the response displacement increases, and if a horizontal force such as seismic force is applied, the durability and earthquake resistance of the structure may be impaired. There is. Conversely, in order to further improve durability and seismic resistance against this type of displacement, it is necessary to have a rigid structure that exceeds this, creating a structural vicious circle between the weight and strength of the structural material. There was concern.
[0005]
The present invention solves the above problems, and provides a pier structure that can reduce the load of the pier structure and is light in weight while ensuring sufficient required strength, and a construction method thereof. Is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, pier structure of the present invention, Rutotomoni are densely arranged on top of the foundation, in contact at least one surface between but adjacent to each other and polygonal cross-sectional shape in the longitudinal direction are sequentially joined a plurality of column made of hollow precast concrete, Rutotomoni is Tatekoma inside of each column, a hollow steel pipe which are sequentially joined in the longitudinal direction, in the outer filling the gap between the hollow steel tube and the column Filled concrete, inner filled concrete filled only in a portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside each hollow steel pipe, and a portion filled with the inner filled concrete are horizontally penetrated. It is fixed to a tension state, and consists of a PC steel material for lateral fastening that binds the plurality of columns in a cross-sectional direction .
Accordingly, in the present invention, a structure in which a single hollow steel pipe is joined instead of a large number of reinforcing bars, and the lateral joining strength between the column and the hollow steel pipes can be sufficiently secured, so that the amount of concrete is small and the weight is reduced. Sufficient yield strength can be ensured.
Moreover, only the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside the hollow steel pipe is filled with the inner filling concrete, and the PC steel material for lateral fastening penetrates in the transverse direction and is strained at this position. Since the state is fixed, a plurality of columns can be fastened in the cross-sectional direction. Accordingly, it is possible to sufficiently secure the lateral joint strength while reducing the weight, and to improve the shear strength and seismic resistance during the seismic action.
[0007]
In the invention according to
Further, in the invention according to
[0008]
In the invention according to
[0009]
Further, in the method of the present invention , a plurality of hollow steel pipes are built in a dense state on the upper part of the foundation , the hollow steel pipes are sequentially joined in the vertical direction, and a hollow precast having a polygonal cross section around each hollow steel pipe. like an anchor for concrete columns, with sequentially joining the column in the vertical direction, by contacting at least one surface of adjacent columns to each other, filling the outer being packed concrete in the gap between the hollow steel tube and the column, the Only the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside each hollow steel pipe is filled with inner filling concrete, and the portion filled with the inner filling concrete is penetrated in the horizontal direction by PC steel for lateral fastening. The PC steel material for lateral fastening is fixed in a tension state, and the plurality of columns are fastened in the cross-sectional direction .
Therefore, in the method of the present invention, the amount of cast concrete is small, and it is an operation of sequentially joining the hollow steel pipes in the height direction instead of the conventional rebar, so the operation is good, labor saving and rapid workability. Obtainable.
Also, only the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside the steel pipe is filled with the inside filling concrete, and the PC steel material for lateral fastening penetrates in the transverse direction in this position and is in a tensioned state. Thus, a plurality of columns can be fastened in the cross-sectional direction. Accordingly, it is possible to sufficiently secure the lateral joint strength while reducing the weight, and to improve the shear strength and seismic resistance during the seismic action.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 show a construction procedure of a pier structure according to the present invention. First, FIG. 1 shows the construction status of the foundation part. A plurality of ribbed
[0011]
Each
[0012]
Then, in the state where the
[0013]
As shown in FIG. 3, a self-raising temporary scaffolding 7 is arranged around the upper part of the
[0014]
The tower crane 9 alternates between the erection of the
[0015]
Further, in some cases, as shown in a cross-sectional view in FIG. 5, the PC steel material 12 for longitudinal joining is arranged at the center, and the upper and lower sides of the PC steel material 12 are tensioned to minimize the residual displacement after the earthquake. It can also be converted.
[0016]
Further, in the general portion, as shown in FIG. 5A, the inside of the
[0017]
6A and 6B show another example of the collective pattern of the
[0018]
In addition to the above, according to the planned strength according to the pier scale, height, etc., the column can be combined into various cross sections as segment units, and the design can be diversified according to various variations. The cross-section of the
[0019]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the pier structure and construction method according to the present invention, the load on the pier structure can be reduced, and the required strength, durability and earthquake resistance are sufficiently secured while being lightweight. Further, it is suitable for shortening the construction period. The column has a hexagonal cross section, which can be freely combined as a segment unit according to the planned strength according to the pier scale, height, etc., and design diversification according to various variations. Can be planned.
Moreover, the vulnerability of the joining position of each column and the hollow steel pipe in the vertical direction can be avoided. Further, only the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside each hollow steel pipe is filled with the inner filling concrete, and the PC steel material for transverse fastening penetrates in this direction in the transverse direction, and tension is applied. In this state, the plurality of columns can be fastened in the cross-sectional direction. Accordingly, it is possible to sufficiently secure the lateral joint strength while reducing the weight, and to improve the shear strength and seismic resistance during the seismic action.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a foundation construction stage in a construction procedure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a side view showing a joining procedure in the vertical direction.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing the joining procedure. FIG.
5A and 5B are plan sectional views taken along lines BB and cc in FIG.
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional plan views showing a modification example of a combination example of segments. FIGS.
[Explanation of symbols]
4
Claims (5)
前記各コラムの内部に建て込まれるとともに、縦方向に順次接合される中空鋼管と、
前記中空鋼管と前記コラムとの隙間に充填される外側中詰コンクリートと、
前記各中空鋼管の内部の前記各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに充填される内側中詰コンクリートと、
該内側中詰コンクリートを充填した部分を横方向に貫通して緊張状態に定着され、前記複数のコラムを断面方向に緊結する横締め用のPC鋼材とからなることを特徴とする橋脚構造物。 Rutotomoni are densely arranged on top of the foundation, in contact with each other at least one side but adjacent to each other, and a hollow plurality of columns made of precast concrete of polygonal cross-sectional shape in the longitudinal direction are sequentially joined,
Rutotomoni is Tatekoma inside of each column, a hollow steel pipe which are sequentially joined in the longitudinal direction,
Outer filled concrete filled in the gap between the hollow steel pipe and the column;
Inside filled concrete filled only in the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside each hollow steel pipe ,
A bridge pier structure comprising: a PC steel material for lateral fastening which penetrates a portion filled with the inner filling concrete in a lateral direction and is fixed in a tension state and fastens the plurality of columns in a cross-sectional direction .
前記コラムと前記中空鋼管との隙間に外側中詰コンクリートを充填し、
前記各中空鋼管の内部の前記各コラムの縦方向接合位置近傍に対応する部分のみに内側中詰コンクリートを充填し、
該内側中詰コンクリートを充填した部分を横締め用のPC鋼材により横方向に貫通し、該横締め用のPC鋼材を緊張状態に定着し、前記複数のコラムを断面方向に緊結することを特徴とする橋脚構造物の構築方法。Like an anchor in a state of dense multiple hollow steel tube on top of the foundation, as well as sequentially joining the respective hollow steel pipe in the longitudinal direction, like an anchor said hollow precast concrete column polygonal section around each hollow steel tube , And sequentially joining the columns in the vertical direction, with at least one surface of adjacent columns contacting each other ,
Filling the gap between the column and the hollow steel pipe with outer filling concrete,
Filling the inner filling concrete only in the portion corresponding to the vicinity of the longitudinal joining position of each column inside each hollow steel pipe ,
A portion filled with the inner filling concrete is laterally penetrated by a PC steel material for lateral fastening, the PC steel material for lateral fastening is fixed in a tension state, and the plurality of columns are fastened in a cross-sectional direction. The construction method of the pier structure.
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