JP6201258B2 - 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。

鉄道の電化区間においては、列車に電力を供給する架線を架設するために、複数の電化柱が線路の延在する方向に沿って配列される。電化柱は、高架橋や路盤等の基礎に固定されている。

ところが、近年発生した大規模地震の際には、電化柱が折損する被害が多発した。したがって、より有効な耐震補強の実施、又は鋼管柱への交換の必要性が増している。

このような電化柱の耐震補強として、特許文献１と特許文献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体で電柱の外周を包囲し、上記筒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る。該筒体は、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される。さらに、該筒体を構成する部材同士は、ボルト等の締付部材にて固定されて１つの筒体を形成する。
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、強化繊維シートが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層ずつ巻き付けられる。さらに、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るとともに、該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させて、繊維強化プラスチックとする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

しかしながら、電化柱の耐震強度を超える大規模地震が発生した場合には、電化柱の倒壊とともに該電化柱を支える基礎にも損壊が生じる可能性があった。そのため、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。
本発明の一態様に係る柱体の固定構造は、上下方向にわたって延びる柱体補強線材を内部に有するとともに、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、前記基礎部の上方に設けられて、前記柱体の外周部の下部を周方向に覆う下側補強部と、前記下側補強部の上方に設けられて、前記外周部を周方向に覆う上側補強部と、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を覆う中間補強部と、上下方向に延在するとともに、下端部が前記基礎部よりも上方に位置して前記下側補強部に接続されるとともに上端部が前記上側補強部に接続された複数の改修用補強線材とを備え、前記柱体補強線材は、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、上側補強部、中間補強部及び下側補強部が一体となって固定構造を形成するため、地震の揺れに対して十分な耐力を発揮することができる。また、地震による柱体の倒壊を生じても、改修用補強線材が基礎部に埋設されていないことにより、基礎部に損傷を与えることを防止することができる。
さらに、既存の基礎部に対して改修用補強線材を埋設するための工程を省略することができ、より容易に柱体の改修を行うことができる。

また、本発明の一態様に係る柱体の固定構造においては、上下方向に延びる前記上側補強部及び前記下側補強部の中心軸が、上下方向に延びる前記柱体の中心軸よりも水平方向第一方向に偏心していることを特徴とする。

このような柱体の固定構造は、上側補強部、中間補強部及び下側補強部が一体となって固定構造を形成するため、地震の揺れに対して十分な耐力を発揮することができる。加えて、柱体の近傍に側壁等の障害物が設置されている場合であっても、側壁と干渉することなく柱体を固定し、耐震補強を図ることができる。

また、本発明の一態様に係る柱体の固定構造は、前記複数の改修用補強線材のうち、前記柱体よりも前記水平方向第一方向側に位置する前記改修用補強線材が、前記上側補強部及び前記下側補強部の外周側に設けられていることを特徴とする。

このような柱体の固定構造は、柱体近傍の側壁等に制約されて補強部と柱体との間に十分なスペースを確保できない場合であっても、改修用補強線材を柱体の外周部全体にわたって設けることができる。したがって、柱体の設置場所に制約がある場合であっても、地震の揺れに対して十分な耐力を発揮する耐震補強を施すことができる。

また、本発明の一態様に係る柱体の固定構造において、前記上側補強部は上下方向に延びる筒状の上側補強板材と、前記上側補強板材と前記外周部との間の領域を閉塞するように前記上下方向と直交する水平面上に設けられた上側補強部底枠とを有し、前記下側補強部は、上下方向に延びる筒状の下側補強板材と、前記下側補強板材と前記外周部との間の領域を閉塞するように前記水平面上に設けられた下側補強部底枠とを有し、前記中間補強部は、上下方向に延びる筒状の包囲板材とを有し、前記上側補強板材、前記包囲板材及び前記下側補強板材は、前記柱体の周方向において２つに分割されて、前記上側補強板材は上側補強板第一部材と上側補強板第二部材から構成され、前記包囲板材は包囲板第一部材と包囲板第二部材から構成され、前記下側補強板材は下側補強板第一部材と下側補強板第二部材から構成されることを特徴とする。

このような柱体の固定構造によれば、上側補強部、中間補強部及び下側補強部が一体となって固定構造を形成するため、地震の揺れに対して十分な耐力を発揮する耐震補強を施すことができるとともに、すでに基礎部に埋設済みの柱体に対して、柱体を撤去することなく容易に改修を施すことができる。

また、本発明の一態様に係る柱体の改修方法は、上下方向にわたって柱体補強線材を内部に有するとともに、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、前記改修用補強線材によって互いに接続された前記上側補強部と前記下側補強部を備える補強板ユニットを設置する補強板ユニット配設工程と、前記外周部と前記下側補強板材との間、及び前記外周部と前記上側補強板材との間に充填材を充填する第１充填工程と、前記基礎部の上方かつ前記上側補強板材の下方に位置する柱体補強線材を切断する切断工程と、前記基礎部の上方かつ前記上側補強板材の下方に位置する部分に前記包囲板を設置する包囲板材配設工程と、前記外周部と前記包囲板材との間に充填材を充填する第２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、切断工程により柱体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、大規模地震発生時においても該柱体が変形し易くなっている。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、上側及び下側補強板材の内方の柱体は改修用補強線材及び上側及び下側補強板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、柱体の耐震性能を向上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。

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、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できる。

本発明の実施形態に係る柱体の固定構造の適用例としての構造物（高架橋）を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る柱体の固定構造を示す断面図である。 図２の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る上側補強部本体（下側補強部本体）と上側補強部添接部材（下側補強部添接部材）の分解断面図であり、（ｂ）は上側補強板材（包囲板材、下側補強板材）の分割線を説明する図である。 本発明の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。 本発明の実施形態に係る柱体の施工方法における上側補強部及び下側補強部の配設工程を説明する断面図である。 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。 既存の柱体を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明においては、柱体５は地表面に対して垂直な方向に設置されるものとする。柱体５の延在する方向を上下方向と定義し、該上下方向と直交する面を水平面と定義する。

まず、本実施形態に係る柱体の固定構造１の対象の一例である高架橋２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、水平方向に延在する基礎部４（主桁）と、該基礎部４上に立設された柱体５（電化柱）と、該柱体５の近傍に設けられ基礎部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）走行用の線路Ｒが設けられている。

（基礎部及び柱体）
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）、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する円柱形状の部材である。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の外周に設けられた構造部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鋼材で構成される柱体補強線材７と、該柱体補強線材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、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２０と、該下側補強部２０の上方に設けられた中間補強部３０と、該中間補強部３０の上方に設けられた上側補強部４０とを備えている。
さらに、柱体の固定構造１では、柱体補強線材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）
下側補強部２０は、柱体５の外周部５Ｘを覆うように設けられた筒状の下側補強板材２６と、柱体５と下側補強板材２６の間を充填する下側固定部２９とを有している。

下側補強板材２６は、円管状の部材であり、本実施形態では円管状に形成された鋼板で構成されている。また、下側補強板材２６の下側底面付近には、径方向内側に向かって水平面上に延在する板状の下側補強部底枠２７が形成されている。言い換えると、下側補強部底枠２７は、柱体５の外周部５Ｘと下側補強板材２６との間の領域を閉塞する。また、図３（ｂ）に示すように、下側補強部底枠２７は、その中心部に柱体５の外周部５Ｘの外径に対応する円形の開口部を有している。

さらに、図３に示すように、下側補強板材２６の水平面上における中心軸は柱体５の水平面上における中心軸に対して、線路Ｒ側に近づく方向（水平方向第一方向）に向かって偏心している。したがって、柱体５から線路Ｒ側に向かう方向における、柱体５の外周部５Ｘから下側補強板材２６までの距離は、柱体５から側壁６側に向かう方向における、柱体５の外周部５Ｘから下側補強板材２６までの距離よりも大きい。

下側固定部２９は、柱体５の外周部５Ｘと下側補強板材２６の内周部との間に、無収縮モルタルやコンクリート等の第二充填材を充填して構成されている。

（中間補強部）
中間補強部３０は、柱体５の外周部５Ｘを覆うように設けられた筒状の包囲板材３６と、これらの間を充填する中間固定部３９とを有している。

包囲板材３６は、円管状の部材であり、本実施形態では円管状に形成された鋼板で構成されている。
中間固定部３９は、柱体５の外周部５Ｘと包囲板材３６の内周部との間に、無収縮モルタルやコンクリート等の第二充填材を充填して構成されている。

（上側補強部）
上側補強部４０は、下側補強部２０の上方に離間して設けられ、柱体５の外周部５Ｘを覆うように設けられた筒状の上側補強板材４６と、これらの間を充填する上側固定部４９とを有している。

上側補強板材４６は、円管状の部材であり、本実施形態では円管状に形成された鋼板で構成されている。下側補強板材２６と同様に、上側補強板材４６の下側底面付近には、径方向内側に向かって水平面上に延在する板状の上側補強部底枠４７が形成されており、上側補強部底枠４７の中心部には柱体５の外周部５Ｘの外径に対応する円形の開口部が設けられている。

また、上側補強板材４６の水平面上における中心軸は柱体５の水平面上における中心軸に対して、線路Ｒ側に近づく方向（水平方向第一方向）に向かって偏心している。したがって、柱体５から線路Ｒ側に向かう方向における、柱体５の外周部５Ｘから上側補強板材４６までの距離は、柱体５から側壁６側に向かう方向における、柱体５の外周部５Ｘから上側補強板材４６までの距離よりも大きい。

上側固定部４９は、柱体５の外周部５Ｘと上側補強板材４６の内周部との間に、無収縮モルタルやコンクリート等の第二充填材を充填して構成されている。

さらに、下側補強板材２６、上側補強板材４６は、いずれも同一の分割方法によって分割された２つの部材からそれぞれ構成される。すなわち、下側補強板材２６は下側補強板第一部材２０Ａと下側補強板第二部材２０Ｂから構成され、上側補強板材４６は上側補強板第一部材４０Ａと上側補強板第二部材４０Ｂから構成される。以下では、図４を参照して下側補強板材２６の構成について代表的に説明する。

図４に示すように、下側補強板材２６は、下側補強板第一部材２０Ａと下側補強板第二部材２０Ｂの２つの部材から構成されている。そして、下側補強板第一部材２０Ａと下側補強板第二部材２０Ｂはボルト等の係止器具（不図示）によって一体に固定されて、下側補強部２０を形成する。

円管状を成す下側補強板材２６の外周壁は、第一分割線Ｄ１と第二分割線Ｄ２によって周方向に分割されている。下側補強部底枠２７も、第一分割線Ｄ１と第二分割線Ｄ２によって２つに分割される。以下では、図４（ｂ）を参照して、第一分割線Ｄ１と第二分割線Ｄ２の詳細について説明する。

まず、柱体５の水平方向における断面円の中心点Ｏ１と、下側補強板材２６の水平方向における断面円の中心点Ｏ２を通る直線を第一仮想直線Ｌ１とする。さらに、中心点Ｏ１を通って、第一仮想直線Ｌ１と角度Φを成す直線を第二仮想直線Ｌ２とする。第二仮想直線Ｌ２と柱体５の外周部５Ｘの２つの交点をそれぞれ交点Ｆ１、Ｆ２とする。そして、交点Ｆ１，Ｆ２における柱体５の外周部５Ｘの接線が下側補強板材２６の外周円と交わる点をそれぞれ交点Ｆ３、Ｆ４とする。

第一分割線Ｄ１は、Ｆ１からＦ３までの線分であり、第二分割線Ｄ２はＦ２からＦ４までの線分である。これらの第一分割線Ｄ１と第二分割線Ｄ２によって、下側補強部底枠２７は２つに分割される。２つに分割された下側補強部底枠２７のうち、第一分割線Ｄ１と第二分割線Ｄ２によって囲まれた領域は、下側底枠添接部２７Ｂを形成する。下側補強部底枠２７から下側底枠添接部２７Ｂを除いた領域は、下側底枠本体部２７Ａを形成する。

上述のように分割されることによって、下側補強板第一部材２０Ａの外周を成す円弧は下側補強板第二部材２０Ｂの外周円弧よりも大きく形成される。また、下側補強板第一部材２０Ａの底枠は、一部に切欠きＣを有する円弧状を成している。さらに、第一分割線Ｄ１側（すなわち交点Ｆ１，Ｆ３側）の径方向の幅は、第二分割線Ｄ２側（すなわち交点Ｆ２，Ｆ４側）の径方向の幅よりも相対的に小さく形成される。

また、包囲板材３６は周方向において２つに分割されている。すなわち、上側補強板材４６と下側補強板材２６における第一分割線Ｄ１（交点Ｆ３）及び第二分割線Ｄ２（交点Ｆ４）に対応する位置で周方向において２つに分割されている。このように分割された包囲板材３６は、それぞれ包囲板第一部材３０Ａと包囲板第二部材３０Ｂとから構成される。
包囲板第一部材３０Ａの周方向の寸法は、上側補強板第一部材４０Ａ又は下側補強板第一部材２０Ａの周方向の寸法と同一である。また、包囲板第二部材３０Ｂの周方向の寸法は、上側補強板第二部材４０Ｂ又は下側補強板第二部材２０Ｂの周方向の寸法と同一である。

（改修用補強線材）

改修用補強線材Ｌは、上下方向に沿って延在する棒状の部材である。改修用補強線材Ｌは、上述の柱体補強線材７と同様に、例えば異形棒鋼から構成される。改修用補強線材Ｌの上端部は、例えば溶接等によって上側補強板材４６に固定され、下端部は下側補強板材２６に固定される。なお、該下端部は、基礎部４から上方に間隔を空けて設けられる。言い換えると、改修用補強線材Ｌの下端部は基礎部４に埋設されていない。したがって、基礎部４に対して改修用補強線材Ｌを埋設するための施工を施す必要はない。
以下では、改修用補強線材Ｌの詳細な配置について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）において、＋Ｒ方向は線路Ｒが位置する側を示し、−Ｒ方向は例えば側壁６等の障害物が設置されている側を示す。図４（ａ）に示すように、下側補強板材２６及び上側補強板材４６に設けられる改修用補強線材Ｌのうち、＋Ｒ側に位置する改修用補強線材Ｌは、上側補強板材４６及び下側補強板材２６の径方向内側の壁面（内周側）に固定される。一方で、−Ｒ側に位置する改修用補強線材Ｌは、上側補強板材４６及び下側補強板材２６の径方向外側の壁面（外周側）に固定される。
また、上述のように、上側補強板第一部材４０Ａと下側補強板第一部材２０Ａとは改修用補強線材Ｌによって上下方向に一体に接続されて、補強板ユニット５０Ａを構成する。
同様に、上側補強板第二部材４０Ｂと下側補強板第二部材２０Ｂとは改修用補強線材Ｌによって上下方向に一体に接続されて、添接部材ユニット５０Ｂを構成する。
なお、改修用補強線材Ｌは包囲板材３６に対しては固定されていない。したがって、包囲板材３６は上側補強板材４６及び下側補強板材２６と同様の形状を有しながら、改修用補強線材Ｌを有しないで構成されている。また、上述の補強板ユニット５０Ａと添接部材ユニット５０Ｂと同様に、包囲板材３６は包囲板第一部材３０Ａと包囲板第二部材３０Ｂの２つの部材から構成される。

また、図２及び図３（ｃ）に示すように、柱体補強線材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柱体補強線材７の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１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１について説明する。

図９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には管状にモルタル等の介在部材（不図示）が設けられ、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５の改修方法は、補強板ユニット配設工程Ｓ０１と、第一充填工程Ｓ０２と、切断工程Ｓ０３、包囲板材配設工程Ｓ０４と、第二充填工程Ｓ０５とを備えている。

まず、補強板ユニット配設工程Ｓ０１を実行する。
上述のように、上側補強部４０本体と下側補強板部本体は、改修用補強線材Ｌによって一体に接続されて、補強板ユニット５０Ａを形成している。補強板配設工程においては、この補強板ユニット５０Ａを柱体５の外周部５Ｘに沿って設置する。

図６は、補強板ユニット配設工程Ｓ０１の詳細を示した図である。初めに、図６（ａ）に示すように、線路Ｒ側から、補強板ユニット５０Ａの切欠き部Ｃを柱体５にはめ込み、補強板ユニット５０Ａの内壁を柱体５の外周部５Ｘに当接させる。
次に、補強板ユニット５０Ａを上方に持ち上げながら、切欠き部Ｃが線路Ｒ側に対向するまで補強板ユニット５０Ａを時計回りに回転させる（図６（ｂ））。
その後、添接部材ユニット５０Ｂを切欠き部Ｃに対してはめ込み、ボルト等の係止手段（不図示）によって添接部材ユニット５０Ｂと補強板ユニット５０Ａを互いに固定する。以上で補強板ユニット配設工程Ｓ０１が完了する（図６（ｃ））。

次に、第１充填工程を実行する。第１充填工程では、柱体５の外周部５Ｘと下側補強板材２６との間、及び柱体５の外周部５Ｘと上側補強板材４６との間に、第二充填材を充填する。第二充填材が凝固することで、下側固定部２９と上側固定部４９がそれぞれ形成される。

次いで、切断工程Ｓ０３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の下方に位置する柱体補強線材７を位置Ｐで切断する。
本実施形態では、図７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を配置する。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を設けて、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、柱体補強線材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近傍の柱体補強線材７（図７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を配置する。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Ｌとの間に切断部Ｗ２を設けて、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、残っていた柱体補強線材７（図７に示すＲ部分）を切断することができる。以上により、図２に示すように、柱体５の外周部５Ｘに切断部が形成される。

次に、包囲板材配設工程Ｓ０４を実行する。
包囲板材配設工程Ｓ０４においては、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柱体補強線材７を囲う部分における改修用補強線材Ｌの外周を覆う包囲板材３６を設置する。包囲板材３６の配設の詳細は、図７に示した方法と同様である。すなわち、包囲板第一部材３０Ａを柱体５の外周部５Ｘに沿って設置した後、包囲板第二部材３０Ｂをはめ込む。

最後に、第２充填工程を実行する。第２充填工程では、包囲板材配設工程Ｓ０４で設けられた包囲板材３６と柱体５の外周部５Ｘとの間に、第二充填材が充填される。これにより中間固定部３９が形成される。
以上で、柱体５の改修が完了する。

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８を用いて説明する。
図８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１では、柱体５、改修用補強線材Ｌ及び下側補強板材２６が下側固定部２９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、改修用補強線材Ｌ及び下側補強板材２６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。
さらに、改修用補強線材Ｌの下側の端部は基礎部４に埋設されていない。したがって、たとえ柱体の倒壊が生じても、改修用補強線材Ｌが基礎部４に損傷を与えることを防止することができる。

また、上側補強部４０の内方の柱体５は、該柱体５、改修用補強線材Ｌ及び上側補強板材４６が上側固定部４９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。

ここで、中間補強部３０の改修用補強線材Ｌは溶接等で固定されず該改修用補強線材Ｌ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で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、改修工事の途中において、切断工程Ｓ０３直後は柱体補強線材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、改修用補強線材Ｌが設けられており、該改修用補強線材Ｌ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、施工の手間を省き、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、柱体補強線材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が設けられている場合でも、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、柱体補強線材７を切断することが可能となる。

さらに、上側補強板材４６と下側補強板材２６が改修用補強線材ＬＬで互いに接続されて、あらかじめ一体の部材として構成されているため、工事現場での工数を削減することができる。また、資材管理コストも削減することができる。

また、本実施形態に係る固定構造は、補強板ユニット５０Ａと添接部材ユニット５０Ｂとに分割されている。側壁６の近傍に位置する既存の柱体５に対して改修工事を施す場合、側壁６と柱体５との間のスペースは限定的であるが、補強板ユニット５０Ａと添接部材ユニット５０Ｂに分割されていることで、補強板ユニット５０Ａを柱体５の線路Ｒ側から設置した後、柱体５周りに回転させて、線路Ｒ側から添接部材ユニット５０Ｂをはめ込むことが可能となる。すなわち、側壁６を撤去することなく施工することができるため、施工の手間を省き、施工時間とコストを低減することができる。

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、複数ある柱体補強線材７のうち一部が上下方向に分断され、分断されていない柱体補強線材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、分断された柱体補強線材７の数量及び分断されていない柱体補強線材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Ｓ０３において、改修用補強線材Ｌに固定部材（不図示）を設け、該固定部材に滑車（不図示）を設けることで、柱体補強線材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、柱体補強線材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置し、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に沿って設けて、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を設けてもよい。
この場合には、柱体補強線材７の全周にわたって切断部Ｗ２を設けることができるため、プーリーＷ１を一箇所に配置したまま柱体補強線材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が設けられている柱体５について説明してきたが、充填部５Ｄが設けら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５の改修方法として、柱体５の内部に無収縮モルタルを充填して充填部５Ｄを形成することとしてもよい。

１ 柱体の固定構造
２ 高架橋
３ 橋脚
４ 基礎部
４Ａ 固定用穴部
５ 柱体
５Ｄ 充填部
５Ｅ 構造部
５Ｘ 外周部
６ 側壁
７ 柱体補強線材
８ 環状部
２０ 下側補強部
３０ 中間補強部
４０ 上側補強部
２６ 下側補強板材
２９ 下側固定部
２７ 下側補強部底枠
３６ 包囲板材
３９ 中間固定部
４６ 上側補強板材
４９ 上側固定部
４７ 上側補強部底枠
２０Ａ 下側補強板第一部材
２７Ａ 下側底枠本体部
２０Ｂ 下側補強板第二部材
２７Ｂ 下側底枠添接部
３０Ａ 包囲板第一部材
３０Ｂ 包囲板第二部材
４０Ａ 上側補強板第一部材
４０Ｂ 上側補強板第二部材
Ｄ１ 第一分割線
Ｄ２ 第二分割線
Ｌ 改修用補強線材
５０Ａ 補強板ユニット
５０Ｂ 添接部材ユニット
Ｓ０１ 補強板ユニット配設工程
Ｓ０２ 第一充填工程
Ｓ０３ 切断工程
Ｓ０４ 包囲板材配設工程
Ｓ０５ 第二充填工程
Ｆ 床板
Ｒ 線路

Claims (5)

1. 上下方向にわたって延びる柱体補強線材を内部に有するとともに、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、
   前記基礎部の上方に設けられて、前記柱体の外周部の下部を周方向に覆う下側補強部と、
   前記下側補強部の上方に設けられて、前記外周部を周方向に覆う上側補強部と、
   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を覆う中間補強部と、
   上下方向に延在するとともに、下端部が前記基礎部よりも上方に位置して前記下側補強部に接続され、上端部が前記上側補強部に接続された複数の改修用補強線材とを備え、
   前記柱体補強線材は、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柱体の固定構造。
2. 上下方向に延びる前記上側補強部及び前記下側補強部の中心軸が、上下方向に延びる前記柱体の中心軸よりも水平方向第一方向に偏心していることを特徴とする請求項１に記載の柱体の固定構造。
3. 前記複数の改修用補強線材のうち、前記柱体よりも前記水平方向第一方向側に位置する前記改修用補強線材が、前記上側補強部及び前記下側補強部の外周側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の柱体の固定構造。
4. 前記上側補強部は、上下方向に延びる筒状の上側補強板材と、前記上側補強板材と前記外周部との間の領域を閉塞するように前記上下方向と直交する水平面上に設けられた上側補強部底枠とを有し、
   前記下側補強部は、上下方向に延びる筒状の下側補強板材と、前記下側補強板材と前記外周部との間の領域を閉塞するように前記水平面上に設けられた下側補強部底枠とを有し、
   前記中間補強部は、上下方向に延びる筒状の包囲板材を有し、
   前記上側補強板材、前記包囲板材及び前記下側補強板材は、前記柱体の周方向において２つに分割されて、前記上側補強板材は上側補強板第一部材と上側補強板第二部材から構成され、前記包囲板材は包囲板第一部材と包囲板第二部材から構成され、前記下側補強板材は下側補強板第一部材と下側補強板第二部材から構成されることを特徴とする請求項３に記載の柱体の固定構造。
5. 上下方向にわたって柱体補強線材を内部に有するとともに、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、改修用補強線材によって互いに接続された上側補強部と下側補強部とを有する補強板ユニットを設置する補強板ユニット配設工程と、
   前記外周部と下側補強板材との間、及び前記外周部と上側補強板材との間に充填材を充填する第１充填工程と、
   前記基礎部の上方かつ前記上側補強板材の下方に位置する前記柱体補強線材を切断する切断工程と、
   前記基礎部の上方かつ前記上側補強板材の下方に位置する部分に包囲板材を設置する包囲板材配設工程と、
   前記外周部と前記包囲板材との間に充填材を充填する第２充填工程と、
   を備えることを特徴とする柱体の改修方法。

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