JP5922978B2 - 柱体の固定構造及び柱体の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、柱体の固定構造及び柱体の改修方法に関するものである。

一般に、列車に電力を送電する電化柱は、高架橋（基礎）に固定さるとともに、レールの延在方向に向かって複数設けられている。

ところで、東北地方の太平洋沖地震では、多くの電化柱が折損の被害を受けており、今回のような大規模地震に対して電化柱を折損させないためには、従来以上の耐震補強、又は鋼管柱への交換が必要となっている。

ここで、電化柱の耐震補強として、例えば、特許文献１及び特許文献２に示される技術が知られている。
特許文献１に示される電柱の耐震補強構造は、電柱の外径より大きな内径を有する筒状体にて電柱の外周を包囲し、上記筒状体と電柱との隙間に、補強用の充填材を注入し硬化させるものであり、筒状体をその周方向について少なくとも２つの筒構成部材に分割して形成し、ボルト等の締付部材にて筒構成部材同士を固定して１つの筒状体を形成する構成が示されている。

特許文献２に示されるコンクリート製電柱では、強度が劣化した鉄筋コンクリート柱の表面に、強化繊維シートの強化繊維の配列方向が柱の軸方向及び周方向となるようにして少なくとも１層ずつ巻き付け、その最外層上に絶縁性繊維の強化繊維シートを巻き付け、これらシートの巻き付け前又は巻き付け後に強化繊維に含浸したマトリックス樹脂を硬化して、繊維強化プラスチックに為した補強構造が示されている。

特開２００５−３３６７４６号公報 特開平５−３３２０３２号公報

一方、上記特許文献１，２に示される技術では、電化柱の強度が増して耐震補強が可能となるが、仮に耐震強度を越えるような大規模地震が発生した場合には、電化柱とともに該電化柱を支える基礎もが根こそぎ転倒してしまい、その後の修復作業がより困難なものとなる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、大規模地震が発生した場合において、柱体の完全な倒壊及び該柱体が基礎部から倒壊することを防止することができる柱体の固定構造及び柱体の改修方法を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る柱体の固定構造は、上下方向にわたって第一補強線材が内部に配置され、下部が基礎部に埋設された柱体と、前記基礎部とを固定する柱体の固定構造であって、前記柱体の外周部の下部に設けられた下側補強部と、前記下側補強部の上方において前記外周部に設けられた上側補強部と、前記柱体の前記下側補強部と前記上側補強部との間における前記外周部に設けられた中間補強部とを備え、前記第一補強線材が、前記中間補強部の上下方向位置で上下に分断されていることを特徴とする。

このような柱体の固定構造では、大規模地震時には、第一補強線材が中間補強部の上下方向位置で分断され柱体の強度が低下しているため、該柱体が変形し易くやすくなっている。よって、中間補強部及び該中間補強部内方の柱体を塑性変形させることで柱体に作用する地震エネルギーを吸収することができる。一方、上側補強部の内方の柱体及び下側補強部の内方の柱体は該上側補強部及び下側補強部で補強されているため、大規模地震に抗することができる。したがって、柱体の完全な倒壊を防止することができるとともに、柱体が基礎部から倒壊することを防止することができる。
さらに、中間補強部の上方の柱体に作用する地震エネルギーに対しては上側補強部で抗することができ、中間補強部の下方の柱体に作用する地震エネルギーに対しては下側補強部及び基礎部で一体となって抗することができる。よって、柱体が基礎部から倒壊することを確実に防止することができる。

また、本発明に係る柱体の固定構造は、前記上側補強部は、前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第二補強線材と、該複数の第二補強線材の外周を覆うように配設された上側補強板材と、前記柱体、前記第二補強線材及び前記上側補強板材を固定する上側固定部とを有していることが好ましい。

このような柱体の固定構造では、柱体、第二補強線材及び上側補強板材が上側固定部にて固定されているため、中間補強部の上方の柱体に作用する地震エネルギーに対して、柱体及び上側補強部で抗することができる。よって、柱体が上側補強部で倒壊することを防止することができる。

また、本発明に係る柱体の固定構造は、前記下側補強部は、前記基礎部の内部に配設され、前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第三補強線材と、前記柱体、前記基礎部及び前記第三補強線材を固定する下側固定部とを有していてもよい。

このような柱体の固定構造では、柱体、基礎部及び第三補強線材が下側固定部にて固定されているため、中間補強部の下方の柱体に作用する地震エネルギーに対して、柱体、基礎部及び第三補強線材で抗することができる。よって、柱体が下側補強部で倒壊することはないため、柱体が基礎部から倒壊することを確実に防止することができる。

また、本発明に係る柱体の固定構造は、前記中間補強部は、前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第四補強線材と、該複数の第四補強線材の外周に配設された包囲板材とを有し、前記第二補強線材、前記第四補強線材及び前記第三補強線材は、上下方向に一体として形成されていてもよい。

このような柱体の固定構造では、中間補強部は第二補強線材及び第三補強線材と一体とされた第四補強線材で構成されている。よって、小中規模地震時において中間補強部の内方に配設される柱体に作用する地震エネルギーに対して、中間補強部の上方及び下方に配設された上側補強部及び下側補強部で抗することができるため、柱体が中間補強部で倒壊することを防止することができる。

また、本発明に係る柱体の固定構造は、前記下側補強部は、前記基礎部の上方に配設され、前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第五補強線材と、該複数の第五補強線材の外周を覆うように配設された下側補強板材と、前記柱体、前記第五補強線材及び前記下側補強板材を固定する下側固定部とを有していてもよい。

このような柱体の固定構造では、柱体、第五補強線材及び下側補強板材が下側固定部にて固定されているため、中間補強部の下方の柱体に作用する地震エネルギーに対して、柱体、第五補強線材及び下側補強板材で抗することができる。よって、柱体が下側補強部で倒壊することはないため、柱体が基礎部から倒壊することを確実に防止することができる。

また、本発明に係る柱体の固定構造は、前記中間補強部は、前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第四補強線材と、該複数の第四補強線材の外周に配設された包囲板材とを有し、前記第二補強線材、前記第四補強線材及び前記第五補強線材は、上下方向に一体として形成されていてもよい。

このような柱体の固定構造では、中間補強部は第二補強線材及び第五補強線材と一体とされた第四補強線材で構成されている。よって、小中規模地震時において中間補強部の内方に配設される柱体に作用する地震エネルギーに対して、中間補強部の上方及び下方に配設された上側補強部及び下側補強部で抗することができるため、柱体が中間補強部で倒壊することを防止することができる。

また、本発明に係る柱体の改修方法は、上下方向にわたって第一補強線材が内部に配置され、下部が基礎部に埋設された柱体と、前記基礎部とを固定する柱体の固定構造を改修する柱体の改修方法であって、前記柱体の外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の改修用補強線材を配設して、その下端を前記基礎部に埋設する改修用補強線材配設工程と、前記改修用補強線材上部の外周を覆う上側補強板材を配設する上側補強板材配設工程と、前記柱体、前記改修用補強線材及び前記上側補強板材を固定する上側固定工程と、前記基礎部の上方且つ前記上側補強板材の下方に位置する前記第一補強線材を切断する切断工程と、前記基礎部の上方且つ前記上側補強板材の下方に位置する部分に、前記改修用補強線材の外周を覆う包囲板材を配設する包囲板材配設工程と、前記外周部と前記上側補強板材及び包囲板材との間に充填材を充填する充填工程とを備えることを特徴とする。

このような柱体の改修方法では、大規模地震時には、切断工程により第一補強線材は切断されて中間補強部の内方の柱体の強度が低下しているため、該柱体が変形し易くやすくなっている。よって、中間補強部及び該中間補強部内方の柱体を塑性変形させることで柱体に作用する地震エネルギーを吸収することができる。一方、上側補強板材の内方の柱体は改修用補強線材及び上側補強板材で補強され、基礎部に位置する柱体は改修用補強線材で補強されているため、大規模地震に抗することができる。したがって、柱体の完全な倒壊を防止することができるとともに、柱体が基礎部から倒壊することを防止することができる。

また、本発明に係る柱体の改修方法は、前記切断工程は、ワイヤーソーを用い、前記柱体の外周部にプーリーを配置して切断することが好ましい。

このような柱体の改修方法では、柱体の近傍に障害物がある場合でも、プーリーを配置することで、柱体の内部を損傷させることなく、第一補強線材を切断することが可能となる。

本発明に係る柱体の固定構造及び柱体の改修方法によれば、大規模地震が発生した場合において、中間補強部の上方の柱体に作用する地震エネルギーに対しては上側補強部で抗することができ、中間補強部の下方の柱体に作用する地震エネルギーに対しては下側補強部及び基礎部で一体となって抗することができるため、柱体の完全な倒壊及び該柱体が基礎部から倒壊することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る柱体の固定構造の対象となる構造物（高架橋）を示す断面図である。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る柱体の固定構造を示す正面視した断面図である。 図２の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図である。 既存の柱体の固定状態を示した正面図である。 本発明の第一実施形態に係る柱体の施工方法を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係る柱体の施工方法における切断工程を説明する正面視した断面図である。 本発明の第一実施形態に係る柱体の固定構造で固定された柱体の耐力の模式図である。 本発明の第一実施形態に係る柱体の固定構造を示す正面視した断面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第二実施形態に係る柱体の固定構造で固定された柱体の耐力の模式図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る柱体の固定構造の対象の一例である高架橋について説明する。

図１に示すように、高架橋２は、地面から上方に延びるように立設された橋脚３と、該橋脚３の上方に設けられ水平方向（図１の紙面奥行き方向）に延在する基礎部（主桁）４と、該基礎部４上に立設された柱体５（電化柱）と、該柱体５の近傍に配設され基礎部４の延在方向に向かって延在する側壁６とを有している。また、基礎部４の上方には床板Ｆが設けられ、該床板Ｆの上方に列車（不図示。以下同じ。）走行用のレールＲが配設されている。

図２及び図３に示すように、基礎部４は、例えば鉄筋コンリートで形成されており（不図示。以下同じ。）、該基礎部４には下方に向かって凹む固定用穴部４Ａが穿設されている。
柱体５は、その下部が基礎部４に穿設された固定用穴部４Ａに埋設されるとともに、上下方向に向かって延在している。この柱体５は、断面視中心部に第一充填材が充填された充填部５Ｄと、該充填部５Ｄの外周に配設された構造部５Ｅとを有している。

充填部５Ｄは、上下方向に向かって延びる円柱状に形成され、例えば第一充填材として無収縮モルタルが充填されている。
構造部５Ｅは、周方向に離間して配置されるとともに上下方向に向かって延在する例えばＰＣ鋼材で構成される第一補強線材７と、該第一補強線材７を埋設する環状の環状部８とを有している。

上記の基礎部４と柱体５とは、本実施形態に係る柱体の固定構造１で固定されている。
以下、柱体の固定構造１について詳細に説明する。

柱体の固定構造１は、固定用穴部４Ａ内の柱体５の下部に設けられた下側補強部２０と、該下側補強部２０の上方に配設された中間補強部３０と、該中間補強部３０の上方に配設された上側補強部４０とを備えている。
さらに、柱体の固定構造１では、第一補強線材７が中間補強部３０の上下方向位置で上下に分断されて構成されている。

下側補強部２０は、柱体５の外周部５Ｘに配設された複数の第三補強線材Ｌ３（改修用補強線材Ｗ）と、柱体５、基礎部４及び第三補強線材Ｌ３を固定する下側固定部２２とを有している。

第三補強線材Ｌ３は、柱体５の外周部５Ｘに、周方向に離間して同心円状に複数配設されるとともに上下方向に向かって延在している。この第三補強線材Ｌ３は、上下方向に向かって延在する改修用補強線材Ｗの下部で構成されている。

下側固定部２２は、柱体５、基礎部４及び第三補強線材Ｌ３を固定しており、例えば柱体５の外周部５Ｘに配設された第三補強線材Ｌ３と基礎部４との間に充填された無収縮モルタルやコンクリート等の第二充填材で構成されている。

中間補強部３０は、柱体５の外周部５Ｘに配設された複数の第四補強線材Ｌ４（改修用補強線材Ｗ）と、該複数の第四補強線材Ｌ４の外周に配設された包囲板材３６と、これらの間を充填する中間充填部３９とを有している。

第四補強線材Ｌ４は、柱体５の外周部５Ｘに、周方向に離間して同心円状に複数配設されるとともに上下方向に向かって延在している。この第四補強線材Ｌ４は、上下方向に向かって延在する改修用補強線材Ｗの上下方向中間部で構成されている。すなわち、第四補強線材Ｌ４は、第三補強線材Ｌ３と連続して形成されている。

包囲板材３６は、管状部材であり、本実施形態では管状に形成された鋼板で構成されている。

中間充填部３９は、柱体５の外周部５Ｘと包囲板材３６の内周部との間に充填された第二充填材で構成されている。

上側補強部４０は、下側補強部２０の上方に離間して配設され、柱体５の外周部５Ｘに配設された複数の第二補強線材Ｌ２（改修用補強線材Ｗ）と、該複数の第二補強線材Ｌ２の外周を覆うように配設された上側補強板材４６と、これらを固定する上側固定部４２とを有している。

第二補強線材Ｌ２は、柱体５の外周部５Ｘに、周方向に離間して同心円状に複数配設されるとともに上下方向に向かって延在している。この第二補強線材Ｌ２は、上下方向に向かって延在する改修用補強線材Ｗの上部で構成されている。すなわち、第二補強線材Ｌ２は、第四補強線材Ｌ４と連続して形成されている。

上側補強板材４６は、管状部材であり、本実施形態では管状に形成された鋼板で構成されている。

上側固定部４２は、柱体５、第二補強線材Ｌ２及び上側補強板材４６を固定しており、本実施形態では第二補強線材Ｌ２と上側補強板材４６とが溶接で固定された溶接部４８と、柱体５の外周部５Ｘと上側補強板材４６の内周部との間に第二充填材が充填された上側充填部４９とで構成されている。

第一補強線材７は、中間補強部３０の上下方向位置の位置Ｐで上下に分断されて構成されており、本実施形態では複数ある第一補強線材７のうち全てが上下方向に分断されている。

次に、既存の柱体の固定構造で固定された柱体５を改修する改修方法について説明するにあたり、まず既存の柱体の固定構造について説明する。

図４に示すように、柱体５は、例えば基礎部４における柱体５の外周部５Ｘには管状に砂やモルタル等の介在部材（不図示。以下同じ。）が配設され、該介在部材を介して固定されている。

次に、上記の既存の柱体の固定構造１０１で固定された柱体５を改修する改修方法について説明する。
図５に示すように、柱体の改修方法は、改修用補強線材配設工程Ｓ０１と、上側補強板材配設工程Ｓ０２と、上側固定工程Ｓ０３、切断工程Ｓ０４と、包囲板材配設工程Ｓ０５と、充填工程Ｓ０６とを備えている。

まず、下準備として、基礎部４上面における柱体５の外周部５Ｘ近傍において、下方に向かって改修用補強線材Ｗの挿入用穴である固定用穴部４Ａを穿設する。

次に、改修用補強線材配設工程Ｓ０１を実行する。
すなわち、上記の工程で穿設された固定用穴部４Ａに改修用補強線材Ｗを配設する。そして、固定用穴部４Ａに第二充填材を充填して下側固定部２２を形成し、柱体５、基礎部４及び改修用補強線材Ｗの下部（第三補強線材Ｌ３）を固定する。このようにして、下側固定部２２により下側補強部２０が形成される。

次に、上側補強板材配設工程Ｓ０２を実行する。
すなわち、改修用補強線材Ｗの上部（第二補強線材Ｌ２）の外周を覆う上側補強板材４６を配設する。

次に、上側固定工程Ｓ０３を実行する。
すなわち、柱体５、第二補強線材Ｌ２及び上側補強板材４６を固定する。本実施形態では、第二補強線材Ｌ２と上側補強板材４６とを溶接固定して溶接部４８を形成するとともに、柱体５の外周部５Ｘと上側補強板材４６の内周部との間に第二充填材を充填して上側充填部４９を形成する。このようにして、上側固定部４２により上側補強部４０が形成される。

次に、切断工程Ｓ０４を実行する。
すなわち、基礎部４の上方且つ上側補強板材４６の下方に位置する第一補強線材７を位置Ｐで切断する。
本実施形態では、図６に示すように、ワイヤーソーＷを用いて、第一位置Ｐ１に一対のプーリーＷ１を設置する。該第一位置Ｐ１から柱体５の外周部５Ｘを囲むように円弧状の切断部Ｗ２を配設して、該柱体５の外周部５Ｘから内方に向かって切断する。そして、第一補強線材７を切断すると、第二位置Ｐ２にプーリーＷ１を移動させる。このとき、第一位置Ｐ１近傍の第一補強線材７（図６に示すＲ部分）は切断されていない。

次に、第一位置Ｐ１と対向する第二位置Ｐ２にプーリーＷ１を設置する。該第二位置Ｐ２から柱体５の外周部５Ｘを囲むようにして平面視柱体５の外周部５Ｘと改修用補強線材Ｗとの間に切断部Ｗ２を配設して、該柱体５の外周部５Ｘから内方に向かって切断する。このとき、残っていた第一補強線材７（図６に示すＲ部分）を切断することができる。

次に、包囲板材配設工程Ｓ０５を実行する。
すなわち、基礎部４の上方且つ上側補強部４０の下方であって、上記の示す切断された第一補強線材７を囲う部分における改修用補強線材Ｗの外周を覆う包囲板材３６を配設する。

次に、充填工程Ｓ０６を実行する。
すなわち、柱体５の外周部５Ｘと包囲板材３６の内周部との間に、第二充填材を充填して中間充填部３９を形成することで、中間補強部３０を形成する。

次に、このように構成された柱体の固定構造１で固定された柱体５の外力に対する耐力について、図７を用いて説明する。
図７は、横軸に耐力を、縦軸に柱体５に対応した高さを示している。
図７に示すように、上側補強部４０の内方における柱体５の耐力は、その上方の部分よりも大きくなっている。また、中間補強部３０の内方における柱体５の耐力は、上部から位置Ｐに向かうにしたがって減少し、該位置Ｐから下部に向かうにしたがって増加している。また、下側補強部２０の内方における柱体５の耐力は、上側補強部４０の内方における柱体５の耐力よりも大きくなっている。

このように構成された柱体の固定構造１及び柱体の改修方法によれば、大規模地震時には、第一補強線材７は分割され中間補強部３０の内方の柱体５の耐力が低くなり強度が低下しているため、該柱体５が変形し易くやすくなっている。よって、中間補強部３０及び該中間補強部３０内方の柱体５を塑性変形させることで柱体５に作用する地震エネルギーを吸収することができる。

また、上側補強部４０の内方の柱体５は、該柱体５、第二補強線材Ｌ２及び上側補強板材４６が上側固定部４２にて固定されて耐力が大きくなっているため、中間補強部３０の上方の柱体５に作用する地震エネルギーに対して、柱体５及び上側補強部４０で抗することができる。よって、柱体５が上側補強部４０で倒壊することを防止することができる。

また、下側補強部２０の内方の柱体５は、柱体５、基礎部４及び第三補強線材Ｌ３が下側固定部２２にて固定されて耐力が大きくなっているため、中間補強部３０の下方の柱体５に作用する地震エネルギーに対して、柱体５、基礎部４及び第三補強線材Ｌ３で抗することができる。よって、柱体５が下側補強部２０で倒壊することはないため、柱体５が基礎部４から倒壊することを確実に防止することができる。

ここで、中間補強部３０の第四補強線材Ｌ４は溶接等で固定されず該第四補強線材Ｌ４の周囲が第二充填剤で充填されているだけであるため、中間補強部３０及び該中間補強部３０内方の柱体５は確実に塑性変形することができ、柱体５に作用する地震エネルギーを吸収することができる。

また、中間補強部３０は所定の上下方向の長さを有しているため、該所定の長さにわたって塑性変形が可能となる。一般に、極小領域で地震エネルギーを負担する場合には柱体５が局所的に変形して大きく倒壊してしまうが、本実施形態では所定の長さにわたって地震エネルギーに抗することができるため大きな倒壊を防止することができる。

さらに、中間補強部３０の上方の柱体５に作用する地震エネルギーに対しては上側補強部４０で抗することができ、中間補強部３０の下方の柱体５に作用する地震エネルギーに対しては下側補強部２０及び基礎部４で一体となって抗することができる。よって、柱体５が基礎部４から倒壊することを確実に防止することができる。

また、中間補強部３０は第二補強線材Ｌ２及び第三補強線材Ｌ３と一体とされた第四補強線材Ｌ４で構成されている。よって、小中規模地震時において、中間補強部３０の内方に配設される柱体５に作用する地震エネルギーに対して上側補強部４０及び下側補強部２０で抗することができるため、柱体５が中間補強部３０で倒壊することを防止することができる。

また、改修工事の途中において、切断工程Ｓ０４直後は第一補強線材７が位置Ｐで切断されているため柱体５の強度が低下しているものの、該柱体５の外周部５Ｘには改修用補強線材Ｗが配設されており、該改修用補強線材Ｗが柱体５の転倒を防止する支持部材の役割を担っている。よって、施工時に方杖等の支持部材を仮設する必要がないため、施工の手間を省け、施工時間を短縮できるとともにコストを削減することができる。

また、ワイヤーソーＷを用いることで、柱体５の内部を損傷させることなく、第一補強線材７のみを切断することができる。
また、柱体５の近傍に側壁６が配設されている場合でも、該側壁６とは異なる箇所にプーリーＷ１を配置することで、第一補強線材７を切断することが可能となる。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る柱体の固定構造２０１について、図８及び図９を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第一実施形態に係る柱体の固定構造１では、下側補強部２０が基礎部４の内部に配設されているのに対して、本実施形態に係る柱体の固定構造２０１では、下側補強部２２０が基礎部４の上方に配設されている。

すなわち、本実施形態に係る柱体の固定構造２０１は、基礎部４の上方であって柱体５の下部に設けられた下側補強部２２０と、該下側補強部２２０の上方に配設された中間補強部３０と、該中間補強部３０の上方に配設された上側補強部４０とを備えている。

下側補強部２２０は、柱体５の外周部５Ｘに配設された複数の第五補強線材Ｌ５（改修用補強線材Ｗ）と、該複数の第五補強線材Ｌ５の外周を覆うように配設された下側補強板材２２６と、これらを固定する下側固定部２２２とを有している。

第五補強線材Ｌ５は、柱体５の外周部５Ｘに、周方向に離間して同心円状に複数配設されるとともに上下方向に向かって延在している。図８に示すように、この第五補強線材Ｌ５は上下方向に向かって延在する改修用補強線材Ｗの下部で構成されている。

下側補強板材２２６は、管状部材であり、本実施形態では管状に形成された鋼板で構成されている。

下側固定部２２２は、柱体５、第五補強線材Ｌ５及び下側補強板材２２６を固定しており、本実施形態では第五補強線材Ｌ５と下側補強板材２２６とが溶接で固定された下側溶接部２２８と、柱体５の外周部５Ｘと下側補強板材２２６の内周部との間に第二充填材Ｘが充填された下側充填部２２９とで構成されている。

中間補強部３０は、これを構成する第四補強線材Ｌ４が、第五補強線材Ｌ５と連続して形成されている点を除いては、第一実施形態に係る中間補強部３０と同一の構成である。

次に、このように構成された柱体の固定構造２０１で固定された柱体５の外力に対する耐力について、図１０を用いて説明する。
図１０に示すように、上側補強部４０の内方における柱体５の耐力は、その上方の部分よりも大きくなっている。また、中間補強部３０の内方における柱体５の耐力は、上部から位置Ｐに向かうにしたがって減少し、該位置Ｐから下部に向かうにしたがって増加している。また、下側補強部２２０の内方における柱体５の耐力は、上側補強部４０の上方の部分よりも大きくなっている。

このように構成された柱体の固定構造２０１では、柱体５、第五補強線材Ｌ５及び下側補強板材２２６が下側固定部２２２にて固定されているため、中間補強部３０の下方の柱体５に作用する地震エネルギーに対して、柱体５、第五補強線材Ｌ５及び下側補強板材２２６で抗することができる。よって、柱体５が下側補強部２０で倒壊することはないため、柱体５が基礎部４から倒壊することを確実に防止することができる。

また、中間補強部３０は第二補強線材Ｌ２及び第五補強線材Ｌ５と一体とされた第四補強線材Ｌ４で構成されている。よって、小中規模地震時において中間補強部３０の内方に配設される柱体５に作用する地震エネルギーに対して、中間補強部３０の上方及び下方に配設された上側補強部４０及び下側補強部２２０で抗することができるため、柱体５が中間補強部３０で倒壊することを防止することができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、複数ある第一補強線材７のうち一部が上下方向に分断され、分断されていない第一補強線材７を設けても良い。
この場合においても、大規模地震時に柱体５が変形し易くなっているため、中間補強部３０及び該中間補強部３０内方の柱体５を塑性変形させることで地震エネルギーを吸収することができる。さらに、分断された第一補強線材７の数量及び分断されていない第一補強線材７の数量を調整することで、柱体５の変形量を調整することができる。

また、包囲板材３６が上下方向に例えば２，３分割等複数に分割されて形成されていてもよい。
この場合においては、大規模地震時に包囲板材３６の分割部分において柱体５がより一層変形し易くなるため、中間補強部３０及び該中間補強部３０内方の柱体５を塑性変形させることで地震エネルギーを確実に吸収することができる。

また、切断工程Ｓ０４において、改修用補強線材Ｗに固定部材（不図示。以下同じ。）を設け、該固定部材に滑車（不図示。以下同じ。）を設けることで、第一補強線材７を切断してもよい。
この場合は、滑車がプーリーＷ１として構成されるためコンパクトな装置で、第一補強線材７の切断が可能となる。

また、一対のプーリーＷ１を上下方向に離間して配設し、上方のプーリーＷ１の外縁から柱体５の外周部５Ｘの対角側に切断部Ｗ２を延出して、該切断部Ｗ２を柱体５の外周部５Ｘに沿って配設し、下方のプーリーＷ１の対角側の外縁に向かって戻すように平面視８の字状に切断部Ｗ２を配設してもよい。
この場合には、第一補強線材７の全周にわたって切断部Ｗ２を配設することができるため、プーリーＷ１を一箇所に配設したまま第一補強線材７を切断することができ、作業性を向上させることができる。

上記において、内部に充填部５Ｄが配設されている柱体５について説明してきたが、充填部５Ｄが配設されておらず中空状態で形成された柱体の固定構造１についても適用可能である。また、中空状態で形成された既存の柱体の改修方法として、柱体の内部に無収縮モルタルを充填して充填部を形成することとしてもよい。

また、包囲板材３６、上側補強板材４６及び下側補強板材２２６は、それぞれ一の管状部材で形成されているが、周方向に複数に分割された部材同士を連結して全体として管状部材を形成する構成であってもよい。

１， ２０１…柱体の固定構造
４…基礎部
５…柱体
７…第一補強線材
２０…下側補強部
２２…下側固定部
３０…中間補強部
３６…包囲板材
４２…上側固定部
４０…上側補強部
４６…上側補強板材
Ｌ２…第二補強線材（改修用補強線材Ｗ）
Ｌ３…第三補強線材（改修用補強線材Ｗ）
Ｌ４…第四補強線材（改修用補強線材Ｗ）
Ｌ５…第五補強線材（改修用補強線材Ｗ）
Ｓ０１…改修用補強線材配設工程
Ｓ０２…上側補強板材配設工程
Ｓ０３…上側固定工程
Ｓ０４…切断工程
Ｓ０５…包囲板材配設工程
Ｓ０６…充填工程

Claims (8)

1. 上下方向にわたって第一補強線材が内部に配置され、下部が基礎部に埋設された柱体と、前記基礎部とを固定する柱体の固定構造であって、
   前記柱体の外周部の下部に設けられた下側補強部と、
   前記下側補強部の上方において前記外周部に設けられた上側補強部と、
   前記柱体の前記下側補強部と前記上側補強部との間における前記外周部に設けられた中間補強部とを備え、
   前記第一補強線材が、前記中間補強部と上下方向において重なる位置で上下に分断されていることを特徴とする柱体の固定構造。
2. 請求項１に記載の柱体の固定構造において、
   前記上側補強部は、
   前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第二補強線材と、
   該複数の第二補強線材の外周を覆うように配設された上側補強板材と、
   前記柱体、前記第二補強線材及び前記上側補強板材を固定する上側固定部とを有することを特徴とする柱体の固定構造。
3. 請求項２に記載の柱体の固定構造において、
   前記下側補強部は、前記基礎部の内部に配設され、
   前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第三補強線材と、
   前記柱体、前記基礎部及び前記第三補強線材を固定する下側固定部とを有することを特徴とする柱体の固定構造。
4. 請求項３に記載の柱体の固定構造において、
   前記中間補強部は、
   前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第四補強線材と、
   該複数の第四補強線材の外周に配設された包囲板材とを有し、
   前記第二補強線材、前記第四補強線材及び前記第三補強線材は、上下方向に一体として形成されていることを特徴とする柱体の固定構造。
5. 請求項２に記載の柱体の固定構造において、
   前記下側補強部は、前記基礎部の上方に配設され、
   前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第五補強線材と、
   該複数の第五補強線材の外周を覆うように配設された下側補強板材と、
   前記柱体、前記第五補強線材及び前記下側補強板材を固定する下側固定部とを有することを特徴とする柱体の固定構造。
6. 請求項５に記載の柱体の固定構造において、
   前記中間補強部は、
   前記外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の第四補強線材と、
   該複数の第四補強線材の外周に配設された包囲板材とを有し、
   前記第二補強線材、前記第四補強線材及び前記第五補強線材は、上下方向に一体として形成されていることを特徴とする柱体の固定構造。
7. 上下方向にわたって第一補強線材が内部に配置され、下部が基礎部に埋設された柱体と、前記基礎部とを固定する柱体の固定構造を改修する柱体の改修方法であって、
   前記柱体の外周部に、周方向に離間して配設されるとともに前記上下方向に向かって延在する複数の改修用補強線材を配設して、その下端を前記基礎部に埋設する改修用補強線材配設工程と、
   前記改修用補強線材上部の外周を覆う上側補強板材を配設する上側補強板材配設工程と、
   前記柱体、前記改修用補強線材及び前記上側補強板材を固定する上側固定工程と、
   前記基礎部の上方且つ前記上側補強板材の下方に位置する前記第一補強線材を切断する切断工程と、
   前記基礎部の上方且つ前記上側補強板材の下方に位置する部分に、前記改修用補強線材の外周を覆う包囲板材を配設する包囲板材配設工程と、
   前記外周部と前記上側補強板材及び包囲板材との間に充填材を充填する充填工程とを備えることを特徴とする柱体の改修方法。
8. 請求項７に記載の柱体の固定構造において、
   前記切断工程は、ワイヤーソーを用い、前記外周部にプーリーを配置して切断することを特徴とする柱体の改修方法。

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