JP4663541B2 - Seismic reinforcement method for existing concrete pier - Google Patents
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Description
本発明は、既設のコンクリート橋脚の耐震補強工法に関するものである。 The present invention relates to a seismic reinforcement method for existing concrete piers.
近年、大地震により高架橋等のコンクリート橋脚が甚大な被害を受ける事案が多数発生し、既設のコンクリート橋脚の耐震性能の向上の必要性が求められている。従来の既設のコンクリート橋脚の耐震補強工法として、特開平9−71908号には、既設のコンクリート橋脚の周囲土壌をフーチングまで掘削し、橋脚躯体の周壁を鋼板からなる補強筒体で囲繞し、橋脚躯体の周壁と補強筒体との間の環状空間に複合ポリマーエマルジョンを主剤とする接着剤を充填し、橋脚躯体と補強筒体を一体化する既設コンクリート橋脚の耐震補強工法が開示されている。 In recent years, there have been many cases in which concrete piers such as viaducts have been severely damaged by large earthquakes, and there is a need to improve the seismic performance of existing concrete piers. As a conventional seismic reinforcement method for existing concrete piers, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-71908 excavates the surrounding soil of the existing concrete piers to footings, surrounds the peripheral walls of the pier frame with a steel plate made of steel plate, A seismic reinforcement method for an existing concrete pier is disclosed in which an annular space between a peripheral wall of a frame and a reinforcing cylinder is filled with an adhesive mainly composed of a composite polymer emulsion, and the pier frame and the reinforcing cylinder are integrated.
また、特開2001−107319号公報には、既設のコンクリート橋脚の周囲土壌をフーチングまで掘削し、橋脚躯体の外周に鉄筋コンクリートからなる耐震補強部を巻き立て、耐震補強部と橋脚躯体とを複数のアンカーボルトで連結して一体化する既設コンクリート橋脚の耐震補強工法が開示されている。
しかし、従来の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法は、橋脚躯体の周囲土壌をフーチングまで深く掘削しなければならず、掘削の為、重機が必要であり、さらに、掘削された環状空間の保持のためや、橋脚が水中から伸びている場合は、橋脚の耐震補強箇所をドライな環境にするため、鋼矢板を連結した止水壁を形成する必要があり、施工期間が長期化し施工コストが高価になるという問題がある。特に、コンクリート橋脚が河川の堤防に構築されている場合、堤防を掘削するためには、工事期間中の河川の洪水対策として既存の堤防の外側に仮堤防を構築しなければならず、施工期間の長期化と莫大な施工費が必要となる。 However, the conventional seismic reinforcement method for existing concrete piers requires deep excavation of the soil surrounding the pier frame up to the footing, which requires heavy machinery, and for maintaining the excavated annular space. If the bridge pier extends from the water, it is necessary to form a water stop wall connected with steel sheet piles to make the seismic reinforcement part of the pier dry, which increases the construction period and the construction cost. There is a problem of becoming. In particular, when concrete piers are built on a river dike, in order to excavate the dike, a temporary levee must be constructed outside the existing dike as a flood countermeasure for the river during the construction period. And a huge construction cost are required.
本発明は、前記課題を解決する、橋脚周囲土壌を深くまで掘削することなく、止水壁を形成する必要がない、施工期間の短縮化と、施工コストの低減化を実現可能な既設コンクリート橋脚の耐震補強工法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, does not require excavation of the soil around the pier to the depth, does not require the formation of a water barrier, shortens the construction period, and can reduce the construction cost. The purpose is to provide a seismic reinforcement method.
本発明の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法は、前記課題を解決するために、フーチング上にコンクリート橋脚躯体が立設され、その上に上部桁が支持される既設コンクリート橋脚の耐震補強工法において、前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周部から斜め下方に前記コンクリート橋脚躯体を貫通し安定地盤に達する複数の孔を形成し、前記複数の孔に鋼材からなる補強部材を挿入するとともに固化材を充填し、前記孔に充填された固化材が固化後、前記補強部材の端部を前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周に固定し一体化することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the seismic reinforcement method for an existing concrete pier according to the present invention is the above-described seismic reinforcement method for an existing concrete pier in which a concrete pier frame is erected on a footing and an upper girder is supported thereon. Forming a plurality of holes that penetrate the concrete pier body and reach the stable ground in the vicinity of the ground part of the concrete pier frame or obliquely downward from the outer periphery of the water, and insert a reinforcing member made of steel into the plurality of holes and solidify After the material is filled and the solidified material filled in the hole is solidified, the end of the reinforcing member is fixed to and integrated with the vicinity of the ground portion of the concrete pier frame or the outer periphery of the water.
また、本発明の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法は、フーチング上にコンクリート橋脚躯体が立設され、その上に上部桁が支持される既設コンクリート橋脚の耐震補強工法において、前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周部の位置から前記コンクリート橋脚躯体に貫通孔を形成することなく前記コンクリート橋脚躯体の外周面に沿って斜め下方に周囲地盤から安定地盤に達する複数の孔を形成し、前記複数の孔に鋼材からなる補強部材を挿入するとともに固化材を充填し、前記孔に充填された固化材が固化後、前記補強部材の端部を前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周に固定されたブラケットに固定し一体化することを特徴とする。Further, the seismic reinforcement method for an existing concrete pier according to the present invention is the above-described seismic reinforcement method for an existing concrete pier in which a concrete pier frame is erected on a footing and an upper girder is supported thereon. Forming a plurality of holes reaching the stable ground from the surrounding ground diagonally downward along the outer peripheral surface of the concrete pier frame without forming a through-hole in the concrete pier frame from the vicinity or the position of the outer peripheral part of the water, A reinforcing member made of steel is inserted into a plurality of holes and filled with a solidifying material, and after the solidifying material filled in the hole is solidified, the end of the reinforcing member is placed near the ground part of the concrete pier frame or above the water. It is characterized by being fixed to and integrated with a bracket fixed to the outer periphery.
また、本発明の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法は、前記補強部材の先端にアンカー部を備えることを特徴とする。The seismic reinforcement method for an existing concrete pier according to the present invention is characterized in that an anchor portion is provided at the tip of the reinforcing member.
既設コンクリート橋脚の耐震補強工法において、既設コンクリート橋脚の地上部近傍又は水上部の外周部から斜め下方に安定地盤に達する孔を形成し、前記孔の中に鋼材からなる補強部材及び固化材を充填して固化させ、補強部材の他端を橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周に固定し一体化する構成により、橋脚周囲の土壌の深くまでの掘削や止水壁の構築の必要がなく、既設コンクリート橋脚の地震時にかかる応力を、補強部材を通して支持地盤に負担させることにより大幅に耐震性能を向上することができ、施工期間が短く、施工コストの安価な既設コンクリート橋脚の耐震補強工法を提供することができる。
補強部材の先端にアンカー部を備える構成により、補強部材の引き抜き抵抗が増大し一層耐震性能が向上することができる。
孔が橋脚躯体を斜め方向に貫通し延伸し、前記橋脚躯体の貫通孔に挿入される補強部材を橋脚躯体に固定し一体化する構成により、橋脚躯体と補強部材との一体化を強固なものとすることができる。
孔が橋脚躯体の外周に沿って斜め方向に延伸し、前記削孔に挿入される補強部材の端部を橋脚躯体の地上部近傍又は水上部に固定されたブラケットに固定し一体化する構成により、コンクリートへの削孔作業がなく、地盤改良掘削機等の簡易な掘削装置を使用でき、より安価な耐震補強の施工が可能となる。
In the seismic reinforcement method for existing concrete piers, a hole reaching the stable ground is formed near the ground part of the existing concrete pier or the outer periphery of the upper part of the water, and is filled with a reinforcing member and solidified material made of steel. The other end of the reinforcing member is fixed near the ground part of the pier frame or on the outer periphery of the upper part of the pier, so that there is no need to dig deep into the soil around the pier or to construct a water blocking wall. The seismic strengthening method for existing concrete piers can be greatly improved by damaging the supporting ground through the reinforcing members and stress applied during the earthquake of the existing concrete piers. Can be provided.
With the configuration in which the anchor portion is provided at the tip of the reinforcing member, the pull-out resistance of the reinforcing member is increased, and the seismic performance can be further improved.
A structure in which the hole penetrates the pier frame in an oblique direction and extends, and the reinforcement member inserted into the through hole of the pier frame is fixed and integrated with the pier frame, so that the integration between the pier frame and the reinforcement member is strong. It can be.
The hole extends obliquely along the outer periphery of the pier housing, and the end of the reinforcing member inserted into the drilling hole is fixed and integrated with a bracket fixed near the ground portion of the pier housing or above the water. In addition, there is no drilling work on concrete, and a simple excavation device such as a ground improvement excavator can be used, so that it is possible to construct earthquake-proof reinforcement at a lower cost.
本発明の実施の形態を図により説明する。図1(a)(b)(c)は、既設コンクリート橋脚の設置状態を示すものである。図において、1はコンクリート橋脚躯体、2は、上部桁、3はフーチングである。図1(a)は、コンクリート橋脚躯体1の上部まで地下に埋設された状態を示し、図1(b)は、コンクリート橋脚1が水中から立設している状態を示し、図1(c)は、コンクリート橋脚躯体1が河川等の堤防から立設している状態を示すものである。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) (b) (c) shows the installation state of the existing concrete pier. In the figure, 1 is a concrete pier frame, 2 is an upper girder, and 3 is a footing. FIG. 1 (a) shows a state where the upper part of the concrete pier housing 1 is buried underground, FIG. 1 (b) shows a state where the concrete pier 1 is erected from the water, and FIG. 1 (c). Shows a state where the concrete pier frame 1 is erected from a dike such as a river.
このような状態で立設している既設コンクリート橋脚の耐震補強工法として、従来、既設のコンクリート橋脚躯体の周囲土壌をフーチング3まで掘削し、コンクリート橋脚躯体の周壁を鋼板からなる補強筒体で囲繞し、コンクリート橋脚躯体の周壁と補強筒体との間の環状空間にモルタル等を充填し、コンクリート橋脚躯体と補強筒体を一体化するものや、既設のコンクリート橋脚躯体の周囲土壌をフーチング3まで掘削し、コンクリート橋脚躯体の外周に鉄筋コンクリートからなる耐震補強部を巻き立て、耐震補強部とコンクリート橋脚躯体とを複数のアンカーボルトで連結して一体化するものが知られている。従来工法では、図1(a)の状態では、コンクリート橋脚躯体1の下部のフーチング3まで掘削する必要があり、掘削のための重機が必要であり、施工期間が長期化し、施工コストが高価になる。図1(b)の状態では、コンクリート橋脚躯体1が水中から立設しているため、コンクリート橋脚躯体1の周囲を補強するためコンクリート橋脚躯体1の外周をドライな作業空間とする必要があり、コンクリート橋脚躯体1の外周に鋼矢板を連設した止水壁を構築しなければならず、施工期間が長期となり施工コストが高価になる。図1(c)の状態では、コンクリート橋脚躯体1が河川等の堤防に立設しているため、コンクリート橋脚躯体1の耐震補強のため堤防を掘削する必要があり、工事中の洪水を防止するために既存の堤防の外側に仮堤防を構築しなければならず、施工期間の長期化と莫大な施工費を必要とする。
As a seismic reinforcement method for existing concrete piers standing in such a state, conventionally, the surrounding soil of the existing concrete pier frame is excavated to the
図2は、従来の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法のもつ課題を解決する本発明の第1実施形態の耐震補強工法の施工後の状態を示すものである。本発明の第1実施形態の耐震補強工法の特徴は、コンクリート橋脚躯体1の周囲の土壌の深くまでの掘削や止水壁の構築の必要のない既設コンクリート橋脚の耐震補強工法としたことである。 FIG. 2 shows a state after the construction of the seismic reinforcement method of the first embodiment of the present invention that solves the problems of the conventional seismic reinforcement method of existing concrete piers. The feature of the seismic strengthening method of the first embodiment of the present invention is that it is an seismic strengthening method for an existing concrete pier that does not require deep excavation of the soil around the concrete pier frame 1 or construction of a water blocking wall. .
そのため、コンクリート橋脚躯体1の地上部近傍又は水上部の外周部から、削孔装置により、斜め下方にコンクリート橋脚躯体1を貫通した貫通孔4と、コンクリート橋脚躯体1の周囲地盤から安定地盤まで伸びる孔5を形成する。貫通孔4は、コンクリート橋脚躯体1の地上部近傍又は水上部の外周部の位置から1本又は複数本形成する。貫通孔4及び削孔5の径、本数は、コンクリート橋脚躯体1の断面形状、断面積、フーチング3からの高さ等を考慮した耐震補強設計により決定する。
Therefore, from the vicinity of the ground part of the concrete pier frame 1 or the outer periphery of the upper part of the water, the drilling device extends through the through-
コンクリート橋脚躯体1の貫通孔4の削孔装置としては、コンクリート橋脚躯体1の周囲の地盤の安定度や、傾斜や、作業空間の確保等の条件により決定する。コンクリート橋脚躯体1が水中から立設している場合や、周囲地盤が傾斜しているような場合や、作業空間が狭いような場合、コンクリート橋脚躯体1の周囲地盤を浅く掘削したり、コンクリート橋脚躯体1の周囲に足場を構築して削孔作業を実施する。
The drilling device for the through-
コンクリート橋脚躯体1への貫通孔4の削孔作業が終了し、コンクリート橋脚躯体1の周囲地盤から安定地盤に伸びる孔5の削孔作業は、前記コンクリート橋脚躯体1への貫通孔4の削孔に用いた削孔装置を用いても良いが、前記貫通孔4をガイドとして地盤改良掘削機のような簡易な掘削機を用いても良い。安定地盤まで掘削後、必要に応じて安定地盤中に拡径部6を形成する。拡径部6を形成するために、拡径刃又は圧力流体を噴射するノズルを削孔装置又は地盤改良掘削機に備え、モルタル等の固化材7を供給しつつ周囲地盤の土壌と固化材7を拡径刃等で攪拌混合する。拡径部6への固化材7の注入攪拌が終了後、削孔装置又は地盤改良掘削機は、拡径刃を縮径又は圧力流体の噴射をストップし、固化材7を削孔5に充填しながら引き抜く。
Drilling of the through-
前記拡径部6と孔5中の固化材7が固化する前に、コンクリート橋脚躯体1中の貫通孔4を通して補強部材8を拡径部6まで挿入する。孔5の拡径部6に位置する補強部材8の先端には、拡開式等のアンカー部9を備えると補強部材8の引き抜き抵抗が増大するので耐震補強の見地から望ましい。補強部材8としては、地震時のコンクリート橋脚躯体1にかかる応力を支持地盤に伝達し負担してもらう機能を果たすため所定の圧縮強度と張り強度とを備えた鉄筋等の鋼材とすることが望ましい。
Before the solidified
拡径部6、削孔5への補強部材8の固定が終了後、貫通孔4と補強部材8との環状空間に、モルタル、エポキシ樹脂等の樹脂系接着剤、モルタルと樹脂系接着剤との混合物等から選択される貫通孔固化材10を充填し固化させる。貫通孔固化材10の固化後、補強部材8のコンクリート橋脚躯体1の地上部近傍又は水上部の端部と定着材11を、溶接、接着剤等の固定手段により固定し一体化する。そうすることで、補強部材8の外周面からの露出による外見の悪さを解決すると共に、補強部材5の大気中への露出による腐食を防止できる。
After the fixing of the reinforcing member 8 to the enlarged
図3は、本発明の第2実施形態の耐震補強の施工後の状態を示すものである。第2実施形態では、コンクリート橋脚躯体1中への貫通孔4を形成することなく、コンクリート橋脚躯体1の地上部近傍又は水上部の外周部の位置から外周面に沿って、斜め下方に周囲地盤から安定地盤まで伸びる孔5を形成する。拡径部6の形成と固化材7の充填固化作業は、第1実施形態と同様である。第1実施形態と異なるのは、コンクリート橋脚躯体1の地上部又は水上部の外周部と補強部材8の端部との固定一体化の構成である。第2実施形態では、コンクリート橋脚躯体1の地上部近傍又は水上部の外周部にブラケット12を固定し、ブラケット12と補強部材8の端部とを溶接等の固定手段により固定する。第2実施形態においては、コンクリートへの削孔作業を必要とせず、地盤掘削のみなので、地盤改良掘削機等の簡易掘削機での施工が可能であるので、より安価な既設コンクリート橋脚の耐震補強工法を提供できる。
FIG. 3 shows a state after the construction of the seismic reinforcement of the second embodiment of the present invention. In 2nd Embodiment, without forming the through-
上記のように、本発明の既設コンクリート橋脚の耐震補強工法は、橋脚躯体1の周囲の地盤の深くまでの掘削や、橋脚躯体1周囲への止水壁の構築の必要がなく、既設コンクリート橋脚の地上部近傍又は水上部の外周部と斜め下方に安定地盤に伸びる補強部材により地震時にコンクリート橋脚躯体にかかる応力を、補強部材を通して安定地盤に負担させることにより、既設コンクリート橋脚の耐震性能が大幅に向上する。 As described above, the seismic reinforcement method for an existing concrete pier according to the present invention does not require deep excavation of the ground around the pier frame 1 or construction of a water blocking wall around the pier frame 1, and does not require any existing concrete piers. The seismic performance of existing concrete piers is greatly improved by the stress applied to the concrete pier frame during the earthquake by the reinforcing members that extend to the stable ground in the vicinity of the ground or on the outer periphery of the water and obliquely downward. To improve.
1:コンクリート橋脚躯体
2:上部桁
3:フーチング
4:貫通孔
5:孔
6:拡径部
7: 固化材
8:補強部材
9:アンカー部
10:貫通孔固化材
11:定着材
12:ブラケット
1: Concrete pier frame 2: Upper girder 3: Footing 4: Through hole 5: Hole 6: Expanded portion 7: Solidified material 8: Reinforcing member 9: Anchor portion 10: Through hole solidified material 11: Fixing material 12: Bracket
Claims (3)
前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周部から斜め下方に前記コンクリート橋脚躯体を貫通し安定地盤に達する複数の孔を形成し、
前記複数の孔に鋼材からなる補強部材を挿入するとともに固化材を充填し、
前記孔に充填された固化材が固化後、前記補強部材の端部を前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周に固定し一体化することを特徴とする既設コンクリート橋脚の耐震補強工法。 In the seismic reinforcement method for existing concrete piers, where the concrete pier frame is erected on the footing and the upper girder is supported on it,
Forming a plurality of holes reaching the stable ground through the concrete pier frame near the ground part of the concrete pier frame or obliquely downward from the outer periphery of the upper part of the water,
Inserting a reinforcing member made of steel into the plurality of holes and filling a solidifying material;
After the solidified material filled in the hole is solidified, the end portion of the reinforcing member is fixed to and integrated with the vicinity of the ground portion of the concrete pier frame or the outer periphery of the upper part of the water. .
前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周部の位置から前記コンクリート橋脚躯体に貫通孔を形成することなく前記コンクリート橋脚躯体の外周面に沿って斜め下方に周囲地盤から安定地盤に達する複数の孔を形成し、 A plurality of pieces reaching the stable ground from the surrounding ground obliquely downward along the outer peripheral surface of the concrete pier frame without forming a through hole in the concrete pier frame from the position near the ground part of the concrete pier frame or the outer peripheral part of the water. Forming a hole in the
前記複数の孔に鋼材からなる補強部材を挿入するとともに固化材を充填し、 Inserting a reinforcing member made of steel into the plurality of holes and filling a solidifying material;
前記孔に充填された固化材が固化後、前記補強部材の端部を前記コンクリート橋脚躯体の地上部近傍又は水上部の外周に固定されたブラケットに固定し一体化することを特徴とする既設コンクリート橋脚の耐震補強工法。 After the solidification material filled in the hole is solidified, the end portion of the reinforcing member is fixed to and integrated with a bracket fixed to the vicinity of the ground portion of the concrete pier frame or the outer periphery of the water surface. Seismic reinforcement method for bridge piers.
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