JP6401983B2 - Column collapse prevention structure - Google Patents
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Description
本発明は、大規模地震によって柱体が倒壊するのを防止するための柱体倒壊防止構造に関する。 The present invention relates to a column body collapse prevention structure for preventing a column body from collapsing due to a large-scale earthquake.
東日本大震災では、列車に電力を送電する電化柱の基礎部(根元)が破壊され、多くの電化柱が倒壊するという甚大な被害の発生が報告されている。
このような大規模地震によって柱体が倒壊するのを防止するため、柱体の基礎部の周囲に鋼板を巻き付けるなどして柱体を補強する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
In the Great East Japan Earthquake, the occurrence of enormous damage has been reported in which the base (base) of the electric pole that transmits power to the train is destroyed and many electric poles collapse.
In order to prevent the column body from collapsing due to such a large-scale earthquake, a technique for reinforcing the column body by wrapping a steel plate around the base portion of the column body has been proposed (see, for example, Patent Document 1). .)
しかしながら、上記特許文献1の技術によって柱体を補強するには、柱体の基礎部に鋼板を巻き付ける作業を行うための空間が必要となる。そのため、柱体の近傍に側壁などの構造物があり、その構造物と柱体との距離が僅かであるような場合には、この技術による耐震補強を行うことが困難となることがあった。
また、この技術によって耐震補強された柱体が倒壊することを免れても、一部損傷した柱体が列車の軌道側に大きく傾いてしまった場合には、その柱体が列車に接触してしまう虞があった。
However, in order to reinforce the column body by the technique of
In addition, even if a column that has been seismically reinforced by this technology is spared from collapsing, if a partially damaged column is tilted significantly toward the track side of the train, the column contacts the train. There was a risk of it.
本発明の目的は、柱体が倒壊するのを防止することができる柱体倒壊防止構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a column body collapse prevention structure capable of preventing the column body from collapsing.
上記目的を達成するため、この発明は、
所定の領域を挟んで対向する位置に対を成して設けられている中空状の柱体が倒壊するのを防止する柱体倒壊防止構造であって、
前記柱体の中空部内に立設された、前記中空部の内径よりも外径が小さい棒状部材と、
前記対を成す柱体の上部に架け渡された梁部材と、
を備え、
前記棒状部材は前記柱体に対して斜めに立設されており、
前記棒状部材の上端部が、前記柱体の内面に当接しているようにした。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A column body collapse prevention structure that prevents the hollow column bodies provided in pairs at positions facing each other across a predetermined region from collapsing,
A rod-like member that is erected in the hollow portion of the column body and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the hollow portion;
A beam member spanned on top of the pair of pillars;
Equipped with a,
The rod-shaped member is erected obliquely with respect to the column body,
The upper end of the rod-shaped member is in contact with the inner surface of the column .
かかる構成の柱体倒壊防止構造によれば、例えば、大規模地震などによって柱体の基礎部が破壊されてしまった場合でも、柱体は中空部内に立設されている棒状部材に寄り掛かることができ、その棒状部材によって支持されるので、柱体が所定の領域側に倒壊するのを防ぐことができる。例えば、金属製の棒状部材を用いれば、柱体の重みによって若干折れ曲がることがあっても、寄り掛かる柱体を支持することができるので、柱体が倒壊するのを防ぐことができる。
特に、対を成す柱体間に架け渡された梁部材によって、対を成す柱体は互いに近づき難くなっているので、棒状部材に寄り掛かった状態で支持されている柱体は、領域側にそれ以上傾倒することはなく、その柱体が領域側にある設備や構造物と接触してしまうことを防ぐことができる。
また、柱体に対して斜めに立設されている棒状部材の上端部が柱体の内面に当接していれば、地震の揺れに伴い柱体に発生する振れや変形を小さくすることができ、柱体の損傷を低減することができる。
According to the column collapse prevention structure having such a configuration, for example, even when the base portion of the column body is destroyed due to a large-scale earthquake or the like, the column body leans against the rod-like member standing in the hollow portion. Since it is supported by the rod-shaped member, the column body can be prevented from collapsing to a predetermined region side. For example, if a metal rod-like member is used, the leaning column can be supported even if the rod is bent slightly due to the weight of the column, so that the column can be prevented from collapsing.
In particular, the beam members spanned between the pair of column bodies make it difficult for the pair of column bodies to approach each other. There is no further tilting, and the columnar body can be prevented from coming into contact with equipment or structures on the region side.
In addition, if the upper end of the rod-like member that stands upright with respect to the column body is in contact with the inner surface of the column body, vibrations and deformations that occur in the column body due to the shaking of the earthquake can be reduced. , Column damage can be reduced.
また、望ましくは、
前記棒状部材の上端部は丸みを帯びた形状に形成されているようにした。
棒状部材の上端部が丸みを帯びていれば、棒状部材の上端部が柱体の内面に当接した箇所を傷付けてしまうことはない。つまり、棒状部材の上端部の角を取って丸みを帯びた形状にすることで、棒状部材によって柱体の内面に破壊の起点となってしまうような傷を付けてしまわないようにした。
具体的には、上端部を柱体の内面に当接させて棒状部材を斜めに配設することで、棒状部材をつっかえ棒のように機能させた場合でも、その上端部が丸みを帯びた形状であれば、上端部が当接している位置で柱体の変形を過度に拘束してしまうことはなく、その当接位置が柱体の破壊の起点になってしまうことはない。
Also, preferably
The upper end portion of the rod-shaped member is formed in a rounded shape.
If the upper end of the rod-shaped member is rounded, the portion where the upper end of the rod-shaped member is in contact with the inner surface of the column will not be damaged. In other words, by rounding the upper end of the rod-shaped member to make it round, the rod-shaped member does not damage the inner surface of the column body as a starting point of destruction.
Specifically, the upper end is rounded at the upper end portion even when the rod-like member functions like a stick by placing the rod-like member diagonally with the inner surface of the column abutting. If it is a shape, the deformation | transformation of a column will not be restrained excessively in the position where the upper end part is contact | abutting, and the contact position will not become a starting point of destruction of a column.
また、望ましくは、
前記棒状部材は、複数の鋼材が束ねられて棒状に拘束されたものであり、
前記棒状部材は、前記複数の鋼材の束の間隙に充填されたモルタル又はコンクリートからなる充填材を有するようにした。
複数の鋼材を束ねてなる棒状部材であれば、束ねる鋼材の径や本数に応じて棒状部材の太さや強度・剛性を調整することができる。
また、複数の鋼材の束を鋼管に入れた構成の棒状部材であってもよい。
例えば、複数の鋼材の束の間隙にモルタルやコンクリートなどを充填した構成の棒状部材や、複数の鋼材の束を鋼管に入れた後に鋼材の束の間隙にモルタルやコンクリートなどを充填した構成の棒状部材のような、鉄筋コンクリート製(RC製)の棒状部材であれば、柱体が倒壊するのを好適に防ぐことができる。
Also, preferably
The rod-shaped member is a member in which a plurality of steel materials are bundled and restrained in a rod shape,
The rod-shaped member has a filler made of mortar or concrete filled in a gap between the bundles of the plurality of steel materials.
If it is a rod-shaped member formed by bundling a plurality of steel materials, the thickness, strength and rigidity of the rod-shaped member can be adjusted according to the diameter and number of the steel materials to be bundled.
Moreover, the rod-shaped member of the structure which put the bundle | flux of several steel materials in the steel pipe may be sufficient.
For example, a rod-shaped member having a structure in which mortar or concrete is filled in a gap between a plurality of steel material bundles, or a bar-shaped member having a structure in which mortar or concrete is filled in a gap between steel material bundles after a plurality of steel material bundles are placed in a steel pipe. Such a rod-shaped member made of reinforced concrete (manufactured by RC) can suitably prevent the column body from collapsing.
また、望ましくは、
前記棒状部材は、前記柱体の四分の一以上、三分の二以下の長さを有するようにした。
なお、棒状部材の長さは、柱体の三分の一程度であることが好ましい。
棒状部材が柱体の三分の一程度の長さを有していれば、基礎部が破壊されてしまった柱体が棒状部材に寄り掛かっても、柱体がそれ以上傾倒しないように支持することができる。
Also, preferably
The rod-shaped member has a length of one quarter or more and two thirds or less of the column body.
In addition, it is preferable that the length of a rod-shaped member is about 1/3 of a column.
If the rod-shaped member is about one third of the length of the column, even if the column whose base has been destroyed leans against the rod-shaped member, it supports the column so that it does not tilt any further. can do.
本発明によれば、柱体が倒壊するのを防止することができる柱体倒壊防止構造が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the column body collapse prevention structure which can prevent that a column body collapses is obtained.
以下、図面を参照して、本発明に係る柱体倒壊防止構造の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a column body collapse prevention structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiments described below are given various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
図1は柱体倒壊防止構造100を示す正面図である。この柱体倒壊防止構造100は、高架橋Pにおける列車の軌道Rを挟んで対向する位置に対を成して設けられている中空状の柱体1の倒壊防止を図っている。
FIG. 1 is a front view showing a column body
柱体1は、その下部が高架橋Pに埋め込まれた状態で、高架橋Pの両側の所定位置に鉛直向きに固設されている。柱体1の近傍には側壁Wが設けられている。
高架橋Pに立設された柱体1は、いわゆる電化柱であり、柱体1の上部には列車に電力を供給するための饋電線やトロリー線を支持するブラケット2が固定バンド2aによって固定されている。なお、ブラケット2は、バンド構造ではない他の固定手段によって柱体1に固定されていてもよい。
この柱体1は、骨組みに鋼材1c(図3参照)を使用した略円筒形状を呈するコンクリート柱であって、長手方向に貫通した中空部1aを有している。
The
The
This
本実施形態の柱体倒壊防止構造100は、図1、図2に示すように、柱体1の中空部1a内に立設された棒状部材10と、柱体1の上部に架け渡された梁部材20とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the column
棒状部材10は、例えば、円柱形状を呈する金属製の芯材であり、中空部1a内に鉛直な姿勢で立設されている。
具体的には、中空部1a内の底部に鉛直向きに挿入した棒状部材10の周囲にモルタルなどの固化材料を流し込んで形成した固定部材11によって、棒状部材10は柱体1の基礎部(根元)に相当する位置に立設されている。
この棒状部材10は、柱体1の中空部1aの内径よりも外径が小さい円柱状の芯材であるので、柱体1内部に容易に挿入することができる。
なお、柱体1の中空部1aの内径は一般的に230〜260mm程度であるので、棒状部材10としては、直径が130〜160mm程度の丸鋼を用いることができる。
また、棒状部材10は、例えば、柱体1の長さの四分の一より長く、三分の二より短いサイズを有している。本実施形態の棒状部材10は、柱体1の三分の一の長さを有している。
The rod-
Specifically, the rod-
Since this rod-
In addition, since the internal diameter of the
The rod-shaped
この棒状部材10は、クレーンなどによって吊り下げられた姿勢で、柱体1の蓋部1bを外して開いた柱体1の上部開口から中空部1a内に挿入される。
また、固定部材11は、柱体1の下部側面に形成した小孔(図示省略)から所定量の固化材料を流し込み、硬化させることで形成される。
なお、固化材料を流し込むために柱体1の側面に形成した小孔(図示省略)を利用して、柱体1を挿入する前の中空部1a内の状態、柱体1を挿入して固化材料を流し込む前の状態、固化材料が硬化して固定部材11を形成した後の状態などをファイバースコープによって確認することができる。
The rod-shaped
The fixing
It should be noted that a small hole (not shown) formed on the side surface of the
梁部材20は、対を成す柱体1間に亘る長さを有している、例えば鋼製の長尺な部材であり、柱体1におけるブラケット2よりも上の位置に梁固定具20aによって取り付けられている。
この梁部材20が対向している柱体1の上部に架け渡されていることで、地震の揺れに伴い柱体1に発生するモーメントを小さくすることができる。
なお、梁部材20の形状は任意であり、板状であっても棒状であっても管状であってもよいが、大規模地震が発生した場合に梁部材20が曲がることで、地震の揺れに伴い柱体1に生じる歪を逃がすことを可能する太さや厚みに設計されている。つまり、大規模地震の揺れによって柱体1が破損する前に、梁部材20が曲がって柱体1の歪を逃がすことで、柱体1のダメージを最小限に抑えることを可能にしている。
The
Since the
The shape of the
次に、この柱体倒壊防止構造100による柱体1の倒壊防止の作用効果について説明する。
Next, the effect of preventing the
高架橋Pに固定されている柱体1の根元部分が柱体1を立設させている支点であるので、地震の揺れによって柱体1に生じる歪は、柱体1の根元部分に集中しやすくなっている。
そのため、大規模地震が発生した場合、図3に示すように、柱体1の基礎部が破壊されてしまうことがある。
Since the base portion of the
Therefore, when a large-scale earthquake occurs, as shown in FIG. 3, the base part of the
図3に示すように、基礎部のコンクリート部分が破砕されてしまった柱体1は、棒状部材10に寄り掛かるようになる。
柱体1の中空部1a内に立設されている棒状部材10は、柱体1の三分の一の長さを有しているので、基礎部が破壊されてしまった柱体1が寄り掛かっても、棒状部材10は柱体1がそれ以上傾倒しないように支持することができるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
Since the rod-
なお、棒状部材10の長さが柱体1の長さの三分の二を超えている場合、地震の揺れによって棒状部材10が曲がってしまうことがある。これは、地震の揺れによって柱体1が揺動する範囲は柱体1の上部ほど大きいので、棒状部材10が長いと大きく撓った柱体1に押されてしまうことによる。棒状部材10が曲がっていると、その棒状部材10に寄り掛かる柱体1の傾きが大きくなってしまうので好ましくない。また、棒状部材10の長さが柱体1の長さの三分の二を超えている場合、継手が必要になったり、その重量が重くなったりするため、柱体1を中空部1a内に挿入する施工性が悪くなるので好ましくない。
また、棒状部材10が、少なくとも柱体1の四分の一の長さを有していれば、寄り掛かる柱体1を支持することができる。
従って、棒状部材10の長さは、柱体1の長さの四分の一より長く、三分の二より短いことが好ましい。また、棒状部材10の長さは、柱体1の長さの二分の一より短いことがより好ましく、柱体1の長さの三分の一程度であることがより一層好ましい。
より具体的には、棒状部材10の長さは、地際から上の長さで柱体1の三分の一程度であることが好ましく、例えば地際から3m程度の長さを有していればよい。
In addition, when the length of the rod-shaped
Moreover, if the rod-shaped
Therefore, the length of the rod-shaped
More specifically, the length of the rod-shaped
また、対を成す柱体1間には梁部材20が架け渡されているので、その梁部材20が大規模地震の揺れによって僅かに曲がることはあっても、柱体1同士は近付き難くなっているので、柱体1間の距離を保つことができるようになっている。
つまり、柱体1が棒状部材10に寄り掛かった状態であっても、対を成す柱体1間の距離は梁部材20によって保たれるので、柱体1がそれ以上軌道R側に傾倒することはなく、その柱体1が軌道R上の列車には接触しないようになっている。
In addition, since the
That is, even when the
このように、本実施形態の柱体倒壊防止構造100であれば、大規模地震などによって柱体1の基礎部が破壊されてしまった場合でも、柱体1の中空部1a内に立設されている棒状部材10によって柱体1は支持されるので、柱体1が軌道R上に倒壊するのを防ぐことができる。
特に、対を成す柱体1間に架け渡された梁部材20によって、柱体1が軌道R側に大きく傾かないようになっているので、棒状部材10に寄り掛かった状態で支持されている柱体1が軌道R上の列車に接触してしまうことを防ぐことができる。
As described above, the column
In particular, the
例えば、棒状部材10のみで柱体1が倒壊するのを防止する試みがあるが、柱体1にはブラケット2や架空線による偏心荷重が作用しているので、棒状部材10の先端側に破壊後の柱体1が乗りかかるようになった場合、棒状部材10だけでは棒状部材10の変形が進んでしまい、柱体1の傾倒が進行して列車に接触する可能があることがわかった。これを避けるために、梁部材20を併用する本願技術を想到するに至った。
なお、梁部材20によって柱体1を繋ぐことで、柱体1に発生するモーメントを小さくでき、柱体1が壊れ難くなる。
また、梁部材20によって柱体1を繋ぐことで、ブラケット2による偏心荷重を解消でき、柱体1が棒状部材10に乗りかかり難くなる。また、梁部材20によって柱体1を繋ぐことで、柱体1破壊時の変位を小さくでき、柱体1が棒状部材10に乗りかかり難くなる。柱体1が棒状部材10に乗りかかるような状況を避けることで、棒状部材10の変形は進まず、柱体1の傾倒が進行してしまうことはない。一方、柱体1が棒状部材10に乗りかかる状態になると、柱体1の振動が棒状部材10に直接伝わることで、棒状部材10の変形が進んでしまうので好ましくない。
For example, there is an attempt to prevent the
In addition, the moment which generate | occur | produces in the
In addition, by connecting the
以上のように、この柱体倒壊防止構造100であれば、所定の領域である軌道Rを挟んで対向する位置に対を成して立設されている中空状の柱体1が軌道R上に倒壊するのを防止することができるので、大規模地震の発生時などに、軌道R上の列車の安全を確保することが可能になる。
As described above, in this column body
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図4に示すように、棒状部材10の上端部10aが柱体1の内面に当接する姿勢や配置で、棒状部材10が柱体1の中空部1a内に立設されていてもよい。
特に、この棒状部材10の上端部10aは角を取って丸みを帯びた形状に形成されており、例えば半球面状に形成された先端を有している。
このように、棒状部材10の上端部10aが柱体1の内面に当接していれば、地震の揺れに伴い柱体1に発生する振れや変形を小さくすることができ、柱体1の損傷を低減することができる。
また、柱体1の内面に当接する棒状部材10の上端部10aは丸みを帯びているので、棒状部材10が当接した箇所を傷付けてしまうことや、その当接箇所で柱体1の変形を過度に拘束してしまうことはない。つまり、棒状部材10の上端部10aの角を取って丸みを帯びた形状にすることで、棒状部材10によって柱体1の内面に破壊の起点となってしまうような傷を付けたり、過度の拘束をしたりしないようにしている。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, as shown in FIG. 4, the rod-shaped
In particular, the
As described above, if the
Moreover, since the
また、図5に示すように、柱体1の内面に当接するスペーサー12を棒状部材10に取り付けてもよい。
スペーサー12は、例えば、硬質ゴム製の環状部材であり、棒状部材10の先端側に取り付けられている。
このように、棒状部材10の先端側にスペーサー12が取り付けられていて、そのスペーサー12が柱体1の内面に当接していれば、地震の揺れに伴い柱体1に発生する振れや変形を小さくすることができ、柱体1の損傷を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 5, a
The
Thus, if the
また、図6(a)(b)に示すように、複数の鋼材15が束ねられて棒状に拘束されてなる棒状部材10であってもよい。
この棒状部材10は、例えば、直径25mmの鋼材15を19本、内径140mmの鋼管16内に詰め込んで形成されている。なお、各鋼材15は、鋼管16の上部および下部に点付溶接によって固定されている。
また、複数の鋼材15の束の間隙には、モルタル又はコンクリートなどの充填材17が充填されている。つまり、ここでは鋼板巻RC部材のような、鉄筋コンクリート製(RC製)の棒状部材10を用いている。
このような複数の鋼材15を束ねてなる棒状部材10であれば、束ねる鋼材15の径や本数に応じて棒状部材10の太さや剛性を調整することができるので、中空部1aの内径サイズや柱体1の重量に対応させた棒状部材10を用いた柱体倒壊防止構造100を構築することが可能になる。
Moreover, as shown to Fig.6 (a) (b), the rod-shaped
The rod-shaped
Further, the gap between the bundles of the plurality of
If it is the rod-shaped
また、図7に示すように、固定部材11を配設せず、棒状部材10の基部を固定しない構造の柱体倒壊防止構造100であってもよい。
棒状部材10が中空部1a内で自立して、基礎部が破壊された柱体1を支えることが可能であれば、固定部材11を配設しない構造の柱体倒壊防止構造100であっても、柱体1が軌道R上に倒壊するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, a column body
As long as the rod-
なお、以上の実施の形態においては、所定の領域は列車の軌道Rであるとし、列車の軌道Rを挟んでいる柱体1の倒壊を防止する柱体倒壊防止構造100を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、所定の領域として道路や公園などを挟んでいる柱体1に、この柱体倒壊防止構造100を適用して地震による倒壊を防止するようにしてもよい。
In the above embodiment, the predetermined region is the train track R, and the column
また、以上の実施の形態においては、棒状部材10の上端部10aを切削・研磨するなどして、その上端部10aを半球状に丸めるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、棒状部材10の上端部に丸みを帯びた形状のスペーサーを被せることで、棒状部材10が当接する箇所を傷付けないようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。 In addition, it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.
1 柱体
1a 中空部
2 ブラケット
10 棒状部材
10a 上端部
11 固定部材
12 スペーサー
15 鋼材
16 鋼管
17 充填材
20 梁部材
100 柱体倒壊防止構造
R 軌道
P 高架橋
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記柱体の中空部内に立設された棒状部材と、
前記対を成す柱体の上部に架け渡された梁部材と、
を備え、
前記棒状部材は前記柱体に対して斜めに立設されており、
前記棒状部材の上端部が、前記柱体の内面に当接していることを特徴とする柱体倒壊防止構造。 A column body collapse prevention structure that prevents the hollow column bodies provided in pairs at positions facing each other across a predetermined region from collapsing,
A rod-like member erected in the hollow portion of the column,
A beam member spanned on top of the pair of pillars;
Equipped with a,
The rod-shaped member is erected obliquely with respect to the column body,
A column body collapse prevention structure , wherein an upper end portion of the rod-shaped member is in contact with an inner surface of the column body.
前記棒状部材は、前記複数の鋼材の束の間隙に充填されたモルタル又はコンクリートからなる充填材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の柱体倒壊防止構造。 The bar member state, and are not a plurality of steel is constrained to be in the rod-like bundle,
3. The column collapse prevention structure according to claim 1 , wherein the rod-shaped member has a filler made of mortar or concrete filled in a gap between the bundles of the plurality of steel materials .
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