JP5758268B2

JP5758268B2 - 橋脚と橋桁の剛結構造および剛結方法

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Publication number: JP5758268B2
Application number: JP2011237782A
Authority: JP
Inventors: 伸介山崎
Original assignee: 新日鉄住金エンジニアリング株式会社
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: JP2013096095A

Description

本発明は、河川などを横断するために架け渡される橋梁の橋脚と橋桁の剛結構造および剛結方法に関するものである。

橋脚を構成する鋼管杭の上端に橋桁を結合する技術として、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の技術では、橋脚の上端に筒状のジョイント部材を外嵌させ、このジョイント部材に設けた桁支持部に橋桁を連結することにより、橋桁を橋脚に結合させている。

ところで、一般的に、地盤に下端を圧入した鋼管杭で橋脚を構成する場合、橋脚の上端の位置に施工誤差が生じやすく、橋脚の上端に橋桁を接合する際に高さ方向および水平方向の位置調整が必要となり、この調整が橋桁の出来型および品質に大きく影響を及ぼす。従って、その位置調整が容易にできない構造は施工上大きな問題を生じる。

特許第４２５６３５６号公報

この点、特許文献１に記載の橋脚と橋桁の結合技術は、橋脚の上端にジョイント部材を外嵌させ、そのジョイント部材を介して橋桁と橋脚を結合するものであるので、ジョイント部材の嵌合部に遊びを確保しておけば、水平方向にある程度の位置調整はできる。しかし、ジョイント部材を橋脚の上端に外嵌させるだけであるから、特に上下方向の位置調整は難しいとみられる。また、ジョイント部材の内部に鉄筋を入れたりコンクリートを打設したりすることが難しいため、橋脚と橋桁の結合を剛結合としにくく、そのため、万一、津波などによる増水により橋桁に上向きの大きな浮力が働いた場合に、結合強度が足りなくなり、橋桁と橋脚の連結が切れて、橋桁が流失する可能性が高い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の上下方向および水平方向の施工誤差を簡単に吸収しながら橋脚と橋桁を剛結合することができ、強度の高い格点構造を構成することができて、津波などによる増水によるまたは土砂災害による流失のおそれを減少させることの可能な橋脚と橋桁の剛結構造および剛結方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の橋脚と橋桁の剛結構造は、橋脚を構成する円形鋼管杭の上端内部に、水平方向に遊びを確保した状態で下部円筒部材が挿入して設置され、該下部円筒部材の内部に、橋桁に固定された上部円筒部材の下端が上下方向の遊びを確保した状態で上方から挿入されると共に、上部円筒部材の内部から円形鋼管杭の内部にまで渡るように複数の鉄筋が配置され、橋桁に固定された上部円筒部材が円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整された上で、上方から上部円筒部材および円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填されて固化されることにより、橋脚と橋桁が結合されると共に、橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする。
これにより、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の上下方向および水平方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。

また、請求項２に係る発明では、前記円形鋼管杭の上端内部に挿入される下部円筒部材と、該下部円筒部材の外周に接合されて前記円形鋼管杭の上端に載る外向きのフランジと、前記下部円筒部材の内周に接合されて前記鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートとを備えた下部円環金物が、前記下部円筒部材を前記円形鋼管杭の上端内部に挿入され、前記フランジを円形鋼管杭の上端に載せられ、前記内部リングプレートの位置決め孔にそれぞれ前記鉄筋を挿通されることにより該鉄筋の上下方向の中間部を位置決めした状態で、前記円形鋼管杭の上端に装着されており、その下部円環金物の内部に、前記橋桁に固定された上部円筒部材が挿入されていることを特徴とする。
これにより、鉄筋の上下方向の中間が下部円環金物によって適正に位置決めされる。また、下部円環金物のフランジを基準にして上部円筒部材を支えることが可能になる。

また、請求項３に係る発明では、上部円筒部材と、上部円筒部材の外周の下端より上側の位置に接合された外向きのフランジと、上部円筒部材の内周に接合されて鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートと、上部円筒部材の外周に突設された桁支持部と、を備えた上部円環金物の上部円筒部材の下端が、当該上部円環金物の内部リングプレートの位置決め孔に鉄筋をそれぞれ挿通させることにより鉄筋の上端を位置決めすると共に、桁支持部に橋桁を接合した状態で、下部円環金物の内部に挿入されており、上部円環金物のフランジと下部円環金物のフランジとの間に仮固定部材を介在させることで位置決めされた上で、上方から上部円筒部材および円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填されて固化されることにより、橋脚と橋桁が結合されると共に、橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする。
これにより、上部円環金物と下部円環金物によって鉄筋の上部と下部の位置が適正に決められる。また、下部円環金物のフランジと上部円環金物のフランジの間に介在させる仮固定部材によって、上部円筒部材を容易かつ適切に支えることが可能となる。

また、請求項４に係る発明では、円形鋼管杭の内部に配置された鉄筋の下端が、下部円環金物の下方に配置されて円形鋼管杭の内部に挿入された円環状の下部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通されて固定されることで位置決めされていることを特徴とする。
これにより、鉄筋の下端が下部アンカープレートによって適切に位置決めされる。

また、請求項５に係る発明では、前記橋桁を構成する内部空洞を備えた鋼箱桁の下壁に貫通孔が形成されると共に、その貫通孔の周囲の前記下壁の下面に前記上部円筒部材が下方に突出した状態で接合され、前記貫通孔の周囲の下壁の前記上部円筒部材の内周よりも内側に入った位置に前記鉄筋の位置決め孔が形成されており、前記上部円筒部材の下端が前記円形鋼管杭の上端内部に前記下部円筒部材を介して上下方向および水平方向の遊びを確保した状態で上方から挿入され、前記貫通孔の周囲の下壁に形成された位置決め孔に前記鉄筋が挿通されることで前記鉄筋が位置決めされ、前記上部円筒部材が前記円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整された上で、前記鋼箱内部から前記円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填して固化されることにより、前記橋脚と前記鋼箱桁が結合されると共に、前記橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする。
これにより、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を構成する鋼箱桁とを鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。また、鉄筋の上部の位置が鋼箱桁の下壁に設けた位置決め孔によって決められる。

また、請求項６に係る発明では、前記円形鋼管杭の上端内部に挿入される下部円筒部材と、該下部円筒部材の外周に接合されて前記円形鋼管杭の上端に載る外向きのフランジと、前記下部円筒部材の内周に接合されて前記鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートとを備えた下部円環金物が、前記下部円筒部材を前記円形鋼管杭の上端内部に挿入し、前記フランジを円形鋼管杭の上端に載せ、前記内部リングプレートの位置決め孔にそれぞれ前記鉄筋を挿通させることにより該鉄筋の上下方向の中間部を位置決めした状態で、前記円形鋼管杭の上端に装着されており、その下部円環金物の内部に、前記鋼箱桁に固定された前記上部円筒部材が挿入されていることを特徴とする。
これにより、鉄筋の上下方向の中間が下部円環金物によって適正に位置決めされる。また、下部円環金物のフランジを基準にして上部円筒部材を支えることが可能になる。

また、請求項７に係る発明では、前記円形鋼管杭の内部に配置された前記鉄筋の下端が、前記下部円環金物の下方に配置され前記円形鋼管杭の内部に挿入された円環状の下部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通され固定されることで位置決めされると共に、前記円形鋼管杭の内部に配置された前記鉄筋の上端が、前記鋼箱内に配置された上部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通され固定されることで位置決めされていることを特徴とする。
これにより、鉄筋の上端が上部アンカープレートによって適切に位置決めされると共に、鉄筋の下端が下部アンカープレートによって適切に位置決めされる。また、上部アンカープレートと下部アンカープレートとがコンクリート中に埋設されるので、鋼箱内に位置する鉄筋の上端と円形鋼管杭内に位置する鉄筋の下端のコンクリートに対する定着力が大幅に増す。また、鉄筋の上端や下端の位置が上部アンカープレートや下部アンカープレートによって適切に決められる。

また、請求項８に係る発明では、前記橋脚を構成する円形鋼管杭が、下端に地盤中に回転圧入される螺旋羽根を有することを特徴とする。
これにより、橋脚を構成する円形鋼管杭の下端に地盤中に回転圧入される螺旋羽根が設けられているので、橋脚の上方への引き抜き強度が高まる。

また、請求項９に係る発明では、橋脚を構成する円形鋼管杭の上端内部に水平方向に遊びを確保した状態で下部円筒部材を挿入して設置する共に、該下部円筒部材の内部に、橋桁に固定された上部円筒部材の下端を上下方向の遊びを確保した状態で上方から挿入し、かつ、前記上部円筒部材の内部から前記円形鋼管杭の内部にまで渡るように複数の鉄筋を配置する工程と、前記上部円筒部材を前記円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整する工程と、上方から前記円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートを充填し固化させることにより、前記橋脚と橋桁を結合すると共に、前記橋脚をコンクリート充填鋼管構造として構成する工程と、を備えることを特徴とする。
これにより、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。

請求項１に係る発明によれば、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。従って、橋脚と橋桁の一体性を増して強度の高い格点構造を構成することができ、津波などによる増水時または土砂災害時の流失のおそれを減少させることが可能となる。

請求項２に係る発明によれば、鉄筋の上下方向の中間が下部円環金物によって適正に位置決めされることになるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。また、下部円環金物のフランジを基準にして上部円筒部材を支えることが可能になるので、コンクリート打設時の各部材の仮支持がやりやすくなる。

請求項３に係る発明によれば、上部円環金物と下部円環金物によって鉄筋の上部と下部の位置が適正に決められることになるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。また、上部円筒部材の外周にフランジが接合され、内周に内部リングプレートが接合されているので、上部円筒部材の剛性が高まり、格点強度が高まる。また、下部円環金物のフランジと上部円環金物のフランジの間に介在させる仮固定部材によって、上部円筒部材を容易かつ適切に支えることが可能となるので、コンクリート打設時の各部材の仮支持がやりやすくなる。

請求項４に係る発明によれば、鉄筋の下端が下部アンカープレートによって適切に位置決めされることになるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。特に下部アンカープレートがコンクリート中に埋設されるので、鉄筋の下端の定着力が大幅に増し、格点の上方への引き抜き剛性が高まる。また、鉄筋の下端の位置を下部アンカープレートによって適切に決めることができるので、鉄筋の下端の位置を下方に長く延ばすことが可能になる。

請求項５に係る発明によれば、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を構成する鋼箱桁とを鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。従って、橋脚と鋼箱桁の一体性を増して、強度の高い格点構造を構成することができ、津波などによる増水時の流失のおそれを減少させることが可能となる。また、鉄筋の上部の位置が鋼箱桁の下壁に設けた位置決め孔によって決められるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。

請求項６に係る発明によれば、鉄筋の上下方向の中間が下部円環金物によって適正に位置決めされることになるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。また、下部円環金物のフランジを基準にして上部円筒部材を支えることが可能になるので、コンクリート打設時の各部材の仮支持がやりやすくなる。

請求項７に係る発明によれば、鉄筋の上端が上部アンカープレートによって適切に位置決めされると共に、鉄筋の下端が下部アンカープレートによって適切に位置決めされることになるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。特に上部アンカープレートと下部アンカープレートとがコンクリート中に埋設されるので、鋼箱内に位置する鉄筋の上端と円形鋼管杭内に位置する鉄筋の下端のコンクリートに対する定着力が大幅に増し、橋脚と橋桁の結合剛性が増す。また、鉄筋の上端や下端の位置を上部アンカープレートや下部アンカープレートによって適切に決められるので、鉄筋の上端や下端の位置を上方や下方に長く延ばすことが可能になる。

請求項８に係る発明によれば、橋脚を構成する円形鋼管杭の下端に地盤中に回転圧入される螺旋羽根が設けられているので、橋脚の上方への引き抜き強度が高まり、津波などによる増水時の浮力に対する抵抗力が増す。

請求項９に係る発明によれば、円形鋼管杭で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚と橋桁を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。従って、橋脚と橋桁の一体性を増して強度の高い格点構造を構成することができ、津波などによる増水時の流失のおそれを減少させることが可能となる。

本発明の第１実施形態の橋脚と橋桁の剛結構造（直結タイプ）を含む橋梁の一部構成を示す斜視図である。同橋梁の橋桁の構成が分かるように床版の一部を取り除いて示す斜視図である。同剛結構造の施工に用いる各種部材の斜視図である。同剛結構造の施工方法（剛結方法）の工程説明図で、橋桁に接続した上部円環金物を下部円環金物などと組み合わせた状態を示す斜視図である。図４の次の工程を示す斜視図である。図５の工程時の状態を一部破断して示す斜視図である。図５の工程の次の工程の説明図で、橋脚を構成する円形鋼管杭の上端に装着した下部円環金物の中に上部円環金物の上部円筒部材の下端を挿入して上下方向および水平方向に位置決めしている状態を示す斜視図である。図７の状態を一部破断して示す斜視図である。図７の工程の次の工程の説明図で、上部円環金物の位置調整後に上部円環金物を仮固定した上で、その上からコンクリートを上部円環金物や円形鋼管杭の内部に打設注入している状態を示す斜視図である。図９の工程の実施によって完成した剛結構造の斜視図である。第１実施形態の剛結構造を得る際に、途中の工程を一部変更する場合の説明用の斜視図である。本発明の第２実施形態の橋脚と橋桁の剛結構造（頂盤取付タイプ）を含む橋梁の一部構成を示す斜視図である。同剛結構造を得る場合の施工途中の状態を一部破断して示す斜視図である。同剛結構造の施工に用いる各種部材の斜視図である。同剛結構造の施工方法（剛結方法）の工程説明図で、鋼箱桁の下壁の下面に突設した上部円筒部材を、下部円環金物やアンカープレート、アンカーロッドなどと組み合わせた状態を示す斜視図である。図１５の工程の次の工程の説明図で、橋脚を構成する円形鋼管杭の上端に装着した下部円環金物の中に上部円筒部材の下端を挿入しようとしている状態を示す斜視図である。図１６の状態を一部破断して示す斜視図である。図１７の工程の次の工程の説明図で、円形鋼管杭の上端に装着した下部円環金物の中に上部円筒部材の下端を挿入して上下方向および水平方向に位置決めした後に、鋼箱桁を円形鋼管杭に対し仮固定した状態を示す斜視図である。図１８の工程の後に、コンクリートを鋼箱桁の内部や上部円筒部材および円形鋼管杭の内部に打設注入している状態を示す一部破断して示す斜視図である。図１９の工程の実施によって完成した剛結構造を下から見上げた斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態を説明する。
図１は第１実施形態の剛結構造（直結タイプ）を含む橋梁の一部構成を示す斜視図、図２は橋桁の構成が分かるように床版の一部を取り除いて示す斜視図、図３は同剛結構造の施工に用いる各種部材の斜視図である。また、図４〜図９は同剛結構造の施工方法（剛結方法）の工程説明図である。

図１および図２に示す橋梁１Ａは、橋脚を構成する円形鋼管杭２の上端と橋桁３とを第１実施形態の剛結構造Ｍ１を介して直結したタイプのものである。橋桁３は、橋軸方向に延在する主桁４と、それに直交する方向に延在する横桁５とから構成されるもので、主桁４と横桁５の連結部に第１実施形態の剛結構造Ｍ１が設けられ、橋桁３の上部に床版６が載置されている。床版６は、特に詳細に図示しないが、橋軸方向または橋軸直角方向に直線状に延びる形鋼をそれと直交する方向に隙間を開けて略一定のピッチで複数並べることにより構成されており、津波などの増水時に形鋼間の隙間を水が自由に通り抜けることができるようになっている。そして、この複数の形鋼の配列によってできる隙間のあいた盤面が、直接人や車の通行する床版面として構成されている。また、橋脚としての円形鋼管杭２の少なくとも何本かは、下端に地盤中に回転圧入される螺旋羽根２ａを有している。
なお、床版６は、橋軸方向または橋軸直角方向に直線状に延びる形鋼の間に隙間を開けて配置された構成のものに限られることなく、従来一般に用いられる、コンクリート床版、プレキャスト床版、ＰＣ床版、合成床版等であってもよい。

円形鋼管杭２の上端と橋桁３（主桁４および横桁５）の剛結構造Ｍ１を得るために、本実施形態では、図３に示すように、上部円環金物１０と、下部円環金物２０と、下部アンカープレート３０と、アンカーロッド（鉄筋）４０と、ナット５０などの部品を使用する。

上部円環金物１０は、円形鋼管杭２の上端内部に下端が挿入される上部円筒部材１１と、この上部円筒部材１１の上端外周に接合された外向きの上端フランジ１２と、上部円筒部材１１の下端より所定寸法だけ上側の位置の外周に接合された外向きの下端フランジ１３と、上部円筒部材１１の外周に半径方向外方に突出するように接合されたＩ型鋼よりなる桁支持部１６、１７、１８とからなる。桁支持部１６、１７は主桁４と接続する部分で、上部円筒部材１１を挟むように１８０°対向する位置に配置されている。また、桁支持部１８は横桁５と接続する部分で、主桁４に接続する桁支持部１６、１７に対して直交する位置に配置されている。

上端フランジ１２と下端フランジ１３はそれぞれ、桁支持部１６、１７、１８を構成するＩ形鋼の上フランジと下フランジと一致する高さに設けられている。また、上部円筒部材１１の内部の所定高さの位置には、アンカーロッド４０の位置決め孔１５を周方向に間隔的に有した内部リングプレート１４が外周を上部円筒部材１１の内周に接合することで一体に設けられている。

また、下部円環金物２０は、円形鋼管杭２の上端内部に挿入される下部円筒部材２１と、この下部円筒部材２１の上端外周に接合されて円形鋼管杭２の上端に載る外向きのフランジ２２と、上部円筒部材１１の内部の下端に外周が接合されてアンカーロッド４０の位置決め孔２５を周方向に間隔的に有する内部リングプレート２４とからなる。

ここで、下部円環金物２０の下部円筒部材２１は、円形鋼管杭２の上端内周に水平方向（橋軸方向および橋軸直角方向）に遊び（隙間）をもって挿入できる大きさの直径に形成され、上部円環金物１０の上部円筒部材１１は、下部円環金物２０の下部円筒部材２１に上下方向に遊びをもって挿入できる長さで形成されている。

また、下部アンカープレート３０は、外径が、円形鋼管杭２の内部に遊びを有する状態で無理なく挿入できる大きさに形成されたリング状のプレートであり、アンカーロッド４０の位置決め孔３５を周方向に間隔的に有している。また、アンカーロッド４０は、ナット５０を任意の位置に螺合締結できるものとして構成されている。

次に施工方法の手順を説明する。
上記のような部品を用いて円形鋼管杭２と橋桁３を剛結合する場合は、まず、図４に示すように、上部円環金物１０の桁支持部１６、１８に主桁４と横桁５を接合する。また、アンカーロッド４０を、下部アンカープレート３０の位置決め孔３５と下部円環金物２０の内部リングプレート２４の位置決め孔２５とに通し、アンカーロッド４０の下端を下部アンカープレート３０にナット５０で固定する。また、図５および図６に示すように、アンカーロッド４０の上端を、上部円環金物１０の内部リングプレート１４の位置決め孔１５に通し、アンカーロッド４０の上端にナット５０を緩めに螺合しておく。

次に、図７および図８に示すように、下部円環金物２０を円形鋼管杭２の上端に装着する。即ち、下部円環金物２０の下部円筒部材２１を円形鋼管杭２の上端内部に挿入し、フランジ２２を円形鋼管杭２の上端に載せる。また、上部円環金物１０の上部円筒部材１１の下端を、下部円環金物２０の下部円筒部材２１の内部に挿入する。この状態で、橋桁３に接合された上部円環金物１０を円形鋼管杭２に対して図７中矢印Ｓで示す水平方向および矢印Ｔで示す上下方向に位置調整する。

位置調整が終わったら、図９に示すように、木材等の仮固定部材Ｋを、上部円環金物１０の下端フランジ１３と下部円環金物２０のフランジ２２との間に挟むなどして仮固定し、ナット５０を締め付けることにより、上部円環金物１０とアンカーロッド４０とを固定する。その後、上方から上部円環金物１０の内部および円形鋼管杭２の内部にコンクリートＣを打設充填して固化させることで、図１０に示すような橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３（主桁４および横桁５）の剛結構造Ｍ１が得られると共に、橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成される。

なお、この剛結構造を得る際に、図１１に示すように、先に下部円環金物２０を円形鋼管杭２の上端に装着し、後から下部アンカープレート３０に固定したアンカーロッド４０に通しながら上部円環金物１０の上部円筒部材１１の下端を下部円環金物２０に挿入するようにしてもよい。

このようにして得られる剛結構造Ｍ１によれば、円形鋼管杭２で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。従って、橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３の一体性を増して強度の高い格点構造を構成することができ、津波などによる増水時または土砂災害による流失のおそれを減少させることが可能となる。

特に、アンカーロッド４０が、上部円環金物１０および下部円環金物２０の内部リングプレート１４、２４と下部アンカープレート３０とによって適正に位置決めされるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。また、下部アンカープレート３０がコンクリート中に埋設されるので、アンカーロッド４０の下端の定着力が大幅に増し、格点の上方への引き抜き剛性が高まる。また、アンカーロッド４０の下端の位置を下部アンカープレート３０によって適切に決めることができるので、アンカーロッド４０の下端の位置を下方に長く延ばすことが可能になる。

また、上部円環金物１０の上部円筒部材１１の外周に上端フランジ１２および下端フランジ１３が接合され、内周に内部リングプレート１４が接合されているので、上部円筒部材１１の剛性が高まり、格点強度が高まる。また、下部円環金物２０のフランジ２２と上部円環金物１０の下端フランジ１３の間に介在させる仮固定部材Ｋによって、上部円環金物１０を容易かつ適切に支えることが可能であるから、コンクリート打設時の各部材の仮支持がやりやすくなる。

また、橋脚を構成する円形鋼管杭２の何本かの下端に、地盤中に回転圧入される螺旋羽根２ａが設けられているので、橋脚（円形鋼管杭２）の上方への引き抜き強度が高まり、津波などによる増水時並びに土砂災害時における上向きの圧力に対する抵抗力が増す。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。
図１２は第２実施形態の剛結構造（頂盤取付タイプ）を含む橋梁の一部構成を示す斜視図、図１３は同剛結構造を得る場合の施工途中の状態を一部破断して示す斜視図、図１４は同剛結構造の施工に用いる各種部材の斜視図である。また、図１５〜図２０は同剛結構造の施工方法（剛結方法）の工程説明図である。

図１２および図１３に示す橋梁１Ｂは、橋脚を構成する円形鋼管杭２の上端と鋼箱横桁７とを第２実施形態の剛結構造Ｍ２を介して直結したタイプのものである。鋼箱横桁７は、橋桁３を構成する横桁５に一体化されており、内部にコンクリートを充填する空洞を有する。その他の橋としての構造は第１実施形態と同様であるので、同一構成要素に同符号を付して説明を省略する。なお、本発明は上記円形鋼管杭２の上端と鋼箱縦桁とを剛結構造する場合にも適用可能である。

円形鋼管杭２の上端と鋼箱横桁７の剛結構造Ｍ２を得るために、本実施形態では、図１４に示すように、上部アンカープレート６０と、下部円環金物２０と、下部アンカープレート３０と、アンカーロッド（鉄筋）４０と、ナット５０などの部品を使用する。上部アンカープレート６０は、アンカーロッド４０の位置決め孔６５を周方向に間隔的に有している。ここでは、第１実施形態で用いた上部円環金物１０は使用せず、代わりに、次に述べるように鋼箱横桁７に上部円筒部材７１が設けられている。

図１５に示すように、鋼箱横桁７は、内部空洞を構成する上壁７ａと下壁７ｂと側壁７ｃとを有したもので、鋼箱横桁７の下壁７ｂの円形鋼管杭２との接合部に、貫通孔７ｄが形成されている。その貫通孔７ｄの周囲の下壁７ｂの下面には、上部円筒部材７１が下方に突出した状態で接合され、貫通孔７ｄの周囲の下壁７ｂの上部円筒部材７１の内周よりも内側に入った位置には、アンカーロッド４０の位置決め孔７ｅが周方向に間隔的に形成されている。

次に施工方法の手順を説明する。
上記のような部品を用いて円形鋼管杭２と鋼箱横桁７を剛結合する場合は、まず、図１５に示すように、アンカーロッド４０を、下部アンカープレート３０の位置決め孔３５と下部円環金物２０の内部リングプレート２４の位置決め孔２５と鋼箱横桁７の下壁７ｂの位置決め孔７ｅと上部アンカープレート６０の位置決め孔６５に通し、アンカーロッド４０の下端を下部アンカープレート３０にナット５０で固定し、アンカーロッド４０の上端を上部アンカープレート６０に固定する。鋼箱横桁７とアンカーロッド４０は、ナット５０を緩めに螺合することで、完全に締め付けない状態にしておく。

次に、図１６および図１７に示すように、下部円環金物２０を円形鋼管杭２の上端に装着する。即ち、下部円環金物２０の下部円筒部材２１を円形鋼管杭２の上端内部に挿入し、フランジ２２を円形鋼管杭２の上端に載せる。また、鋼箱横桁７の下面の上部円筒部材７１の下端を、下部円環金物２０の下部円筒部材２１の内部に挿入する。この状態で、鋼箱横桁７に接合された上部円筒部材７１を下部円環金物２０に対して上下方向に位置調整するとともに、下部円環金物２０を円形鋼管杭２に対して水平方向に位置調整する。

位置調整が終わったら、図１８に示すように、木材等の仮固定部材Ｋを、鋼箱横桁７の下壁７ｂと下部円環金物２０のフランジ２２との間に挟むなどして仮固定し、ナット５０を締め付けることにより、鋼箱横桁７とアンカーロッド４０とを固定する。その後、図１９に示すように、鋼箱横桁７の内部および円形鋼管杭２の内部にコンクリートＣを打設充填して固化させることで、図２０に示すような橋脚（円形鋼管杭２）と鋼箱横桁７の剛結構造Ｍ２が得られると共に、橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成される。

このようにして得られる剛結構造Ｍ２によれば、円形鋼管杭２で構成される橋脚の上端位置の水平方向および上下方向の施工誤差を簡単に吸収しながら、橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３を鉄筋コンクリート構造の接合部分を介して強く剛結合することができる。従って、橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３の一体性を増して強度の高い格点構造を構成することができ、津波などによる増水時または土砂災害時の流失のおそれを減少させることが可能となる。また、アンカーロッド４０が鋼箱横桁７の下壁７ｂに設けた位置決め孔７ｅと、上部アンカープレート６０に設けた位置決め孔６５と、下部円環金物２０の位置決め孔２５と、下部アンカープレート３０の位置決め孔３５によって位置決めされるので、鉄筋コンクリート構造の接合部分の品質向上が図れる。

また、下部円環金物２０のフランジ２２と鋼箱横桁７の下壁７ｂの間に介在させる仮固定部材Ｋによって、鋼箱横桁７を容易かつ適切に支えることが可能であるから、コンクリート打設時の各部材の仮支持がやりやすくなる。また、上部アンカープレート６０と下部アンカープレート３０とがコンクリートＣ中に埋設されるので、鋼箱横桁７内に位置するアンカーロッド４０の上端と円形鋼管杭２内に位置するアンカーロッド４０の下端のコンクリートＣに対する定着力が大幅に増し、橋脚（円形鋼管杭２）と橋桁３の結合剛性が増す。また、アンカーロッド４０の上端や下端の位置を上部アンカープレート６０や下部アンカープレート３０によって適切に決められるので、アンカーロッド４０の上端や下端の位置を上方や下方に長く延ばすことが可能になる。

また、橋脚を構成する円形鋼管杭２の何本かの下端に、地盤中に回転圧入される螺旋羽根２ａを設けてあれば、橋脚（円形鋼管杭２）の上方への引き抜き強度が高まり、津波などによる増水時の上向きの水圧に対する抵抗力を増すことができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

Ｍ１，Ｍ２剛結構造
１Ａ，１Ｂ橋梁
２円形鋼管杭（橋脚）
２ａ螺旋羽根
３橋桁
４主桁
５横桁
６床版
１０上部円環金物
１１上部円筒部材
１２上端フランジ
１３下端フランジ（外向きのフランジ）
１４内部リングプレート
１５位置決め孔
１６，１７，１８桁支持部
２０下部円環金物
２１下部円筒部材
２２フランジ（外向きのフランジ）
２４内部リングプレート
２５位置決め孔
３０下部アンカープレート
３５位置決め孔
４０アンカーロッド（鉄筋）
７鋼箱横桁（鋼箱桁）
７ｂ下壁
７ｄ貫通孔
７ｅ位置決め孔
７１上部円筒部材
６０上部アンカープレート
６５位置決め孔
Ｃコンクリート

Claims

橋脚を構成する円形鋼管杭の上端内部に水平方向に遊びを確保した状態で下部円筒部材が挿入して設置され、該下部円筒部材の内部に、橋桁に固定された上部円筒部材の下端が上下方向の遊びを確保した状態で上方から挿入されると共に、前記上部円筒部材の内部から前記円形鋼管杭の内部にまで渡るように複数の鉄筋が配置され、前記上部円筒部材が前記円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整された上で、上方から前記上部円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填されて固化されることにより、前記橋脚と橋桁が結合されると共に、前記橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする橋脚と橋桁の剛結構造。
前記円形鋼管杭の上端内部に挿入される下部円筒部材と、該下部円筒部材の外周に接合されて前記円形鋼管杭の上端に載る外向きのフランジと、前記下部円筒部材の内周に接合されて前記鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートとを備えた下部円環金物が、前記下部円筒部材を前記円形鋼管杭の上端内部に挿入され、前記フランジを円形鋼管杭の上端に載せられ、前記内部リングプレートの位置決め孔にそれぞれ前記鉄筋を挿通されることにより該鉄筋の上下方向の中間部を位置決めした状態で、前記円形鋼管杭の上端に装着されており、その下部円環金物の内部に、前記橋桁に固定された上部円筒部材が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記上部円筒部材と、該上部円筒部材の外周の下端より上側の位置に接合された外向きのフランジと、前記上部円筒部材の内周に接合されて前記鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートと、前記上部円筒部材の外周に突設された桁支持部と、を備えた上部円環金物の前記上部円筒部材の下端が、当該上部円環金物の内部リングプレートの位置決め孔に前記鉄筋をそれぞれ挿通させることにより該鉄筋の上端を位置決めすると共に、前記桁支持部に前記橋桁を接合した状態で、前記下部円環金物の内部に挿入されており、前記上部円環金物のフランジと前記下部円環金物のフランジとの間に仮固定部材を介在させることで位置決めされた上で、上方から前記上部円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填されて固化されることにより、前記橋脚と橋桁が結合されると共に、前記橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記円形鋼管杭の内部に配置された前記鉄筋の下端が、前記下部円環金物の下方に配置されて前記円形鋼管杭の内部に挿入された円環状の下部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通されて固定されることで位置決めされていることを特徴とする請求項３に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記橋桁を構成する内部空洞を備えた鋼箱桁の下壁に貫通孔が形成されると共に、その貫通孔の周囲の前記下壁の下面に前記上部円筒部材が下方に突出した状態で接合され、前記貫通孔の周囲の下壁の前記上部円筒部材の内周よりも内側に入った位置に前記鉄筋の位置決め孔が形成されており、前記上部円筒部材の下端が前記円形鋼管杭の上端内部に前記下部円筒部材を介して上下方向および水平方向の遊びを確保した状態で上方から挿入され、前記貫通孔の周囲の下壁に形成された位置決め孔に前記鉄筋が挿通されることで前記鉄筋が位置決めされ、前記上部円筒部材が前記円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整された上で、前記鋼箱内部から前記円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートが充填して固化されることにより、前記橋脚と前記鋼箱桁が結合されると共に、前記橋脚がコンクリート充填鋼管構造として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記円形鋼管杭の上端内部に挿入される下部円筒部材と、該下部円筒部材の外周に接合されて前記円形鋼管杭の上端に載る外向きのフランジと、前記下部円筒部材の内周に接合されて前記鉄筋の位置決め孔を有する円環状の内部リングプレートとを備えた下部円環金物が、前記下部円筒部材を前記円形鋼管杭の上端内部に挿入し、前記フランジを円形鋼管杭の上端に載せ、前記内部リングプレートの位置決め孔にそれぞれ前記鉄筋を挿通させることにより該鉄筋の上下方向の中間部を位置決めした状態で、前記円形鋼管杭の上端に装着されており、その下部円環金物の内部に、前記鋼箱桁に固定された前記上部円筒部材が挿入されていることを特徴とする請求項５に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記円形鋼管杭の内部に配置された前記鉄筋の下端が、前記下部円環金物の下方に配置され前記円形鋼管杭の内部に挿入された円環状の下部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通され固定されることで位置決めされると共に、
前記円形鋼管杭の内部に配置された前記鉄筋の上端が、前記鋼箱内に配置された上部アンカープレートの位置決め孔にそれぞれ挿通され固定されることで位置決めされていることを特徴とする請求項６に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
前記橋脚を構成する円形鋼管杭が、下端に地盤中に回転圧入される螺旋羽根を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の橋脚と橋桁の剛結構造。
橋脚を構成する円形鋼管杭の上端内部に水平方向に遊びを確保した状態で下部円筒部材を挿入して設置する共に、該下部円筒部材の内部に、橋桁に固定された上部円筒部材の下端を上下方向の遊びを確保した状態で上方から挿入し、かつ、前記上部円筒部材の内部から前記円形鋼管杭の内部にまで渡るように複数の鉄筋を配置する工程と、
前記上部円筒部材を前記円形鋼管杭に対して上下方向および水平方向に位置調整する工程と、
上方から前記円筒部材および前記円形鋼管杭の内部にコンクリートを充填し固化させることにより、前記橋脚と橋桁を結合すると共に、前記橋脚をコンクリート充填鋼管構造として構成する工程と、
を備えることを特徴とする橋脚と橋桁の剛結方法。