JP6482123B2 - Reinforcing structure and reinforcing method for existing columns - Google Patents
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本発明は、既設柱の補強構造および補強方法に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing structure and a reinforcing method for an existing pillar.
既設柱を補強するためのRC巻立て工法は、既設柱の軸方向に延在する棒状の鉄筋を既設柱の外周に沿って複数本並べて配置するとともに、その外側に既設柱の外周に沿って延在する枠状の鉄筋(フープ筋)を既設柱の軸方向に沿って並べて配置し、さらにこれらの格子状の補強鉄筋部をコンクリートで覆うことで既設柱を補強する工法である。この工法の場合、フープ筋を1つずつ配置し継目を溶接してから既設柱の軸方向に沿って順次固定するのに手間がかかり、施工や品質管理が難しい。一方、既設柱を補強する他の工法として、既設柱の外周に螺旋フープ筋を巻き付ける工法がある(例えば特許文献1〜4参照)。
The RC hoisting method to reinforce the existing pillar is to arrange a plurality of bar-shaped reinforcing bars extending in the axial direction of the existing pillar along the outer periphery of the existing pillar, and to the outside along the outer periphery of the existing pillar. This is a construction method in which extending frame-shaped reinforcing bars (hoop bars) are arranged side by side along the axial direction of the existing columns, and these grid-shaped reinforcing bars are covered with concrete to reinforce the existing columns. In the case of this construction method, it takes time to arrange the hoop bars one by one, weld the joints, and then sequentially fix them along the axial direction of the existing columns, making construction and quality control difficult. On the other hand, as another construction method for reinforcing the existing pillar, there is a construction method in which a spiral hoop line is wound around the outer circumference of the existing pillar (see, for example,
ところで、既設柱の補強においては、既設柱が設置されている立地条件に応じて適用可能な補強工法が限られる場合がある。例えば、高架橋の橋脚で脚柱が側道と隣接する場合や建築限界の制約がある場合は、補強によって既設柱の幅(断面積)が増大してしまうような補強工法を適用することができない。このため、既設柱の補強においては、補強工法の適用範囲を広げるために、補強後の既設柱の軸方向に交差する断面の面積を如何にして縮小させるかが重要な課題となっている。 By the way, in the reinforcement of the existing pillars, there are cases where the applicable reinforcement method is limited depending on the location conditions where the existing pillars are installed. For example, when a pier is adjacent to a side road on a viaduct or when there are restrictions on building limits, it is not possible to apply a reinforcement method that increases the width (cross-sectional area) of an existing column due to reinforcement. . For this reason, in reinforcing existing pillars, in order to expand the application range of the reinforcement method, it is an important issue how to reduce the cross-sectional area intersecting the axial direction of the existing pillars after reinforcement.
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、補強後の既設柱の軸方向に交差する断面の面積を縮小させることが可能な補強技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made from the above technical background, and an object of the present invention is to provide a reinforcing technique capable of reducing the area of a cross section that intersects the axial direction of an existing pillar after reinforcement. And
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の既設柱の補強構造は、軸方向に交差する断面の形状が円形状に形成された既設柱の補強構造であって、前記既設柱の軸方向に延在させた状態で、前記既設柱の外周に沿って並べて設置された複数本の金属製の軸方向筋と、ループの内側の直径が前記既設柱の直径よりも小さい直径に塑性変形された状態で前記既設柱の外周に沿って螺旋状に巻かれた金属製の周方向筋と、前記軸方向筋および前記周方向筋を覆うように前記既設柱の外周に設けられたモルタル部と、を備え、前記軸方向筋は、複数の軸方向筋棒材と、前記複数の軸方向筋棒材を接続するとともに、互いに隣接する前記軸方向筋では高さ位置が当該軸方向筋の軸方向にずれて配置された第1の継手部材と、を備え、前記周方向筋は、複数の周方向筋棒材と、前記複数の周方向筋棒材を接続する第2の継手部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the reinforcing structure for an existing column according to the first aspect of the present invention is a reinforcing structure for an existing column in which a cross-sectional shape intersecting the axial direction is formed in a circular shape, and the existing column In a state of extending in the axial direction, a plurality of metal axial streaks arranged side by side along the outer periphery of the existing pillar, and the inner diameter of the loop is smaller than the diameter of the existing pillar Provided on the outer periphery of the existing column so as to cover the metal circumferential stripes spirally wound along the outer circumference of the existing pillar in a plastically deformed state, and the axial and circumferential stripes. A mortar section, wherein the axial streak connects the plurality of axial streak bars and the plurality of axial streak bars, and the axial positions adjacent to each other are at a height position in the axial direction. It comprises a first joint member which is arranged offset in the axial direction of the muscle, and the circumferential direction It is characterized in that it comprises a plurality of circumferential muscle bar, and a second joint member for connecting said plurality of circumferential muscle bar, a.
また、請求項2に記載の本発明は、上記請求項1記載の発明において、前記軸方向筋の下端部は、前記既設柱の基礎部にアンカー定着されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the lower end portion of the axial streak is anchored to the base portion of the existing column.
また、請求項3に記載の本発明は、上記請求項1または2記載の発明において、前記軸方向筋、前記周方向筋またはその両方が、細径異形PC鋼棒または高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成されていることを特徴とする。
Moreover, the present invention according to
また、請求項4に記載の本発明は、上記請求項1または2記載の発明において、前記軸方向筋および前記周方向筋が、細径異形PC鋼棒および高強度鉄筋コンクリート用棒鋼の組み合わせで構成されていることを特徴とする。
Further, the present invention according to
また、請求項5に記載の本発明の既設柱の補強方法は、軸方向に交差する断面の形状が円形状に形成された既設柱の補強方法であって、前記既設柱の軸方向に延在する複数本の金属製の軸方向筋を、前記既設柱の外周に沿って並べて設置する工程と、ループの内側の直径が前記既設柱の直径よりも小さい直径に塑性変形された金属製の周方向筋を前記既設柱の外周に螺旋状に巻き付ける工程と、前記軸方向筋および前記周方向筋を覆うように前記既設柱の外周にモルタル部を形成する工程と、を有し、前記軸方向筋の設置工程においては、複数の軸方向筋棒材を前記既設柱の軸方向に沿って第1の継手部材によって接続するとともに、互いに隣接する前記軸方向筋では前記第1の継手部材の高さ位置を当該軸方向筋の軸方向にずれて配置する工程を有し、前記周方向筋の巻き付け工程においては、複数の周方向筋棒材を前記既設柱の周方向に沿って第2の継手部材によって接続する工程を有する、ことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of reinforcing an existing column according to the present invention, wherein the cross-sectional shape intersecting the axial direction is formed in a circular shape, and extends in the axial direction of the existing column. a plurality of metallic axial muscle of standing, the step of placing side by side along the outer periphery of the existing columns, the inner loop diameter the existing pillar diameter plastically deformed metal in a smaller diameter than the A step of spirally winding a circumferential streak around the outer periphery of the existing column, and a step of forming a mortar portion on the outer periphery of the existing column so as to cover the axial streak and the circumferential streak. In the directional bar installation step, the plurality of axial bars are connected by the first joint member along the axial direction of the existing column, and the axial bars adjacent to each other include the first joint member. the height position arranged offset in the axial direction of the axial muscles It has a degree, in the winding process of the circumferential muscle comprises the step of connecting the second joint member along a plurality of circumferential muscle bar in a circumferential direction of the existing columns, characterized in that.
また、請求項6に記載の本発明の既設柱の補強方法は、上記請求項5記載の発明において、前記軸方向筋の設置工程は、前記既設柱の基礎部にアンカー孔を形成する工程と、前記アンカー孔に前記軸方向筋の下端部を挿入して固定する工程と、を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method for reinforcing an existing column according to the fifth aspect of the invention, wherein the axial streak installation step includes a step of forming an anchor hole in a base portion of the existing column. And a step of inserting and fixing the lower end portion of the axial streak into the anchor hole.
請求項1記載の発明によれば、補強構造を含む既設柱の軸方向に交差する断面の面積を縮小させることが可能になる。
According to invention of
請求項2記載の発明によれば、軸方向筋の機械的強度を向上させることが可能になる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、補強構造を含む既設柱の軸方向に交差する断面の面積を縮小させることが可能になる。
According to invention of
請求項4記載の発明によれば、補強構造を含む既設柱の軸方向に交差する断面の面積を縮小させることが可能になる。
According to invention of
請求項5記載の発明によれば、補強構造を含む既設柱の軸方向に交差する断面の面積を縮小させることが可能になる。
According to invention of
請求項6記載の発明によれば、軸方向筋の機械的強度を向上させることが可能になる。 According to the invention described in claim 6, it is possible to improve the mechanical strength of the axial streak.
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1は本実施の形態に係る補強構造が適用された橋脚部を有する橋梁の要部斜視図、図2は図1の橋梁の橋脚部を補強する補強構造部の表層のモルタル部を取り除いて補強構造部内の補強鉄筋部を示した要部斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a main part of a bridge having a pier portion to which the reinforcing structure according to the present embodiment is applied, and FIG. 2 is a diagram in which a mortar portion on the surface layer of the reinforcing structure portion for reinforcing the pier portion of the bridge in FIG. It is the principal part perspective view which showed the reinforcing bar part in a reinforcement structure part.
橋梁1は、例えば、道路、鉄道または水路等を通す架空構造物であり、地盤上に設置された基礎部2と、基礎部2上に立設された橋脚部(既設柱)3と、橋脚部3により支持された上部構造部4とを有している。
The
橋梁1の橋脚部3は、例えば、軸方向に交差する断面が円形状に形成された円柱状のコンクリートからなり、その外周には、橋脚部3を補強する補強構造部5が橋脚部3の外周面のほぼ全域を覆うように設けられている。なお、特に限定されるものではないが、橋脚部3の直径は、例えば、400〜2000mm程度である。また、適用される橋脚部3は、その軸方向に交差する断面の形状が、例えば、楕円形状や角丸長方形状(2つの等しい長さの平行線と2つの半円とが結合された形状)の橋脚部にも適用することができる。
The
補強構造部5は、橋脚部3の軸方向に沿って立設された複数本の主筋(軸方向筋)5aと、この複数本の主筋5aの外側に螺旋状に巻かれた螺旋フープ筋(周方向筋)5bと、これらの補強鉄筋部を被覆した状態で橋脚部3の外周に設けられたモルタル部(被覆材)5cとを備えている。
The reinforcing
次に、補強構造部5の構成について図3〜図7を参照して説明する。図3は図1の橋梁の要部断面図、図4は図3の橋梁の橋脚部の下部側の要部拡大断面図、図5は図3の橋梁の橋脚部の上部側の要部拡大断面図、図6は図1の橋梁の橋脚部の軸方向に交差する断面図、図7は図6の橋脚部の要部拡大断面図である。
Next, the structure of the
図3に示すように、主筋5aは、例えば棒状の高張力鉄筋(SBPD1275/1420:細径異形PC鋼棒(JIS3137:2008)等)からなり、橋脚部3の軸方向に沿って立設された状態で、橋脚部3の外周に沿って複数本並んで設置されている。このように橋脚部3の外周に複数本の主筋5aを設けることにより、橋脚部3の曲げ耐力を向上させることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。また、主筋5aを高張力鉄筋により形成することにより、主筋5aの断面積を小さくすることができるので、補強構造部5の厚さを薄くすることができ、補強構造部5を含む橋脚部3の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、主筋5aの下端部は、基礎部2の上部に垂直に穿孔されたアンカー孔2aに挿入されアンカー定着されている。これにより、複数本の主筋5aを固定させることができるので、複数本の主筋5aの機械的強度を向上させることができる。この主筋5aの下端部には、カプラ6aのような機械的継手がネジ止めされている。これにより、主筋5aの下端部の径をカプラ6aの分だけ相対的に拡大することができるので、主筋5aの下端部の固定効果を向上させることができる。なお、アンカー孔2aの内壁面には、アンカー孔2aの周方向に沿って延びる溝2b,2bが形成されている。
As shown in FIG. 4, the lower end portion of the
また、図5に示すように、主筋5aの上端部は、上部構造部4の下部に垂直に穿孔された固定孔4aに挿入されて固定されている。この主筋5aの上端部には、主筋5aの下端部と同様に、カプラ6bのような機械的継手がネジ止めされている。これにより、主筋5aの下端部と同様に、主筋5aの上端部の固定効果も向上させることができる。なお、固定孔4aの内壁面には、固定孔4aの周方向に沿って延びる溝4b,4bが形成されている。
Further, as shown in FIG. 5, the upper end portion of the
また、図3〜図5に示すように、各主筋5aは、少なくとも2本の鉄筋(軸方向筋棒材)をカプラ(第1の継手部材)6cのような機械的継手で接続することにより構成されている。これにより、現地条件の違いや熟練度の差に起因する製品強度のバラツキを低減または無くすことができる。また、各主筋5aの設置時に、主筋5aの構成用の鉄筋をアンカー孔2aや固定孔4aに挿入してからカプラ6cで繋ぐことにより、各主筋5aをアンカー孔2aおよび固定孔4aに容易に挿入することができる。また、図3に示すように、橋脚部3の外周に沿って互いに隣接する主筋5a,5aのカプラ6c,6cの高さ位置が、主筋5aの軸方向にずれている。これにより、橋脚部3の外周に沿って互いに隣接する主筋5a,5aのカプラ6c,6cの高さ位置を一致させる場合に比べて、複数本の主筋5aの全体的な曲げ強度を向上させることができる。なお、カプラ6cには、例えば、端部ネジ加工継手、鋼管圧着継手、モルタル充填式継手、あるいはこれらの併用継手を使用することができる。端部ネジ加工継手は、異形鉄筋にネジ部を摩擦圧接したものか、異形鉄筋の端部をネジ加工したもの同士をカプラで接合し、ナットで締め付けて固定する継手である。また、鋼管圧着継手は、異形鉄筋と異形鉄筋との継ぎ目にスリーブをかぶせ、ジャッキで圧着し、異形鉄筋の節にスリーブを食い込ませて固定する継手である。さらに、モルタル充填式継手は、異形鉄筋とスリーブとの間に無収縮モルタルを充填して固定する継手である。
As shown in FIGS. 3 to 5, each main reinforcing
一方、図3〜図6に示すように、螺旋フープ筋5bは、例えば棒状の高張力鉄筋(SBPD1275/1420:細径異形PC鋼棒(JIS3137:2008)等)からなり、複数本の主筋5aを取り囲んだ状態で橋脚部3の外周に沿って螺旋状に巻かれている。このような螺旋フープ筋5bを設けたことにより、橋脚部3の剪断耐力を向上させることができる。また、螺旋フープ筋5bを高張力鉄筋で形成することにより、曲げ戻しが可能となり現地での巻き付けが可能となる。さらに、螺旋フープ筋5bを高張力鉄筋で形成することにより、螺旋フープ筋5bの断面積を小さくすることができるので、補強構造部5の厚さを薄くすることができ、橋脚部3(補強構造部5を含む)の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 to 6, the
螺旋フープ筋5bは、橋脚部3の軸方向の隣接間隔を調整した状態で結束線(図示せず)により主筋5aに結び付けられている。この螺旋フープ筋5bは、そのループの内側の直径(ループ内径)が橋脚部3の直径よりも小さくなるように塑性変形された状態で橋脚部3の外周に巻かれている。これにより、螺旋フープ筋5bを、橋脚部3にしっかりと密着した状態で巻き付けることができるので、補強構造部5の厚さを薄くすることができ、補強構造部5を含む橋脚部3の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。また、螺旋フープ筋5bを橋脚部3の周りにしっかりと巻き付けることができるので、橋脚部3の補強強度を向上させることができる。特に限定されるものではないが、螺旋フープ筋5bは、そのループ内径が、例えば、橋脚部3の直径の5%程度縮径されている。
The
また、螺旋フープ筋5bは、少なくとも2本の鉄筋(周方向筋棒材)をカプラ(第2の継手部材)6dのような機械的継手で接続することにより構成されている。これにより、現地条件の違いや熟練度の差に起因する製品強度のバラツキを低減または無くすことができる。また、螺旋フープ筋5bの設置時に、螺旋フープ筋5bの構成用の鉄筋をアンカー孔2aや固定孔4aに挿入してからカプラ6dで繋ぐことにより、螺旋フープ筋5bをアンカー孔2aおよび固定孔4aに容易に挿入することができる。さらに、上記のように螺旋フープ筋5bのループ内径は橋脚部3の直径よりも縮径された状態に塑性変形されているので、螺旋フープ筋5bを1本の鉄筋で構成した場合、螺旋フープ筋5bに大きな応力がかかり歪みが生じる結果、螺旋フープ筋5bの劣化の原因になる。これに対して、本実施の形態においては、螺旋フープ筋5bを複数の鉄筋で構成することにより、螺旋フープ筋5bに生じる応力を分散して歪みを低減することができるので、螺旋フープ筋5bの劣化を抑制または防止することができる。なお、螺旋フープ筋5bで用いるカプラ6dは、主筋5aで用いたカプラ6cと同様のものが使用されている。
Further, the
モルタル部5cは、複数本の主筋5aおよび螺旋フープ筋5bで構成される格子状の補強鉄筋部を覆い保護する部材である。モルタルを用いた場合、充填性が良く、既設のコンクリート(橋脚部3)との接着性に優れている。また、コンクリートを用いた場合に比べて補強構造部5の厚さを薄くすることができるので、補強構造部5を含む橋脚部3の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。また、補強構造部5の重量を低減することができるので、基礎部2への負担を低減することができる。
The
ここで、上記の説明では主筋5aの固定のために主筋5aの上下端部にカプラを接続した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能である。図8は図1の橋梁の変形例の要部断面図、図9は図8の橋梁の下部側の要部拡大断面図、図10は図8の橋梁の上部側の要部拡大断面図である。ここでは、主筋5aの上下端部にフランジ部5afが一体形成されており、主筋5aの上下端部が部分的に大径になっている場合が例示されている。主筋5aの上下端部にフランジ部5afを設けたことにより、主筋5aの固定効果を向上させることができる。また、主筋5aの上下端部に接続されるカプラが不要となるので、コストを低減することができる。
Here, in the above description, the case where the coupler is connected to the upper and lower ends of the
次に、本実施の形態の補強方法の一例について図11〜図15を参照して説明する。図11〜図15の(a)は補強工程中の橋梁の要部斜視図、(b)は図11〜図15の(a)の要部拡大斜視図である。 Next, an example of the reinforcement method of this Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. (A) of FIGS. 11-15 is a principal part perspective view of the bridge in a reinforcement process, (b) is a principal part expansion perspective view of (a) of FIGS. 11-15.
まず、図11に示すように、橋脚部3の表面の付着物や脆弱部分をディスクグラインダーやウォータージェット等により取り除いた後、橋梁1の橋脚部3の外周に沿って基礎部2の上面に複数のアンカー孔2aを垂直に削孔し、上部構造部4の天井面に複数の固定孔4a(図3等参照)を削孔する。
First, as shown in FIG. 11, after deposits and fragile portions on the surface of the
続いて、図12に示すように、主筋5aを構成する鉄筋(軸方向筋棒材)5auを各アンカー孔2aまたは各固定孔4a内に挿入した後、図13に示すように、その鉄筋5auの延在端部に別の鉄筋5auをカプラ6cによって接続することで1本の主筋5aを形成し、橋脚部3の外周に沿って複数本の主筋5aを立設する。これにより、現地条件の違いや熟練度の差に起因する製品強度のバラツキを低減または無くすことができる。また、各主筋5aを容易に設置することができる。
Then, as shown in FIG. 12, after inserting a reinforcing bar (axial bar) 5au constituting the main reinforcing
続いて、図14に示すように、橋脚部3の外周の複数本の主筋5aを取り囲むように螺旋フープ筋5bを橋脚部3の外周に巻き付ける。この際、螺旋フープ筋5bは、そのループ内径が、橋脚部3の軸方向に交差する面の直径よりも小さくなるように塑性変形された状態で橋脚部3の外周に巻き付けられる。これにより、螺旋フープ筋5bを、橋脚部3にしっかりと密着した状態で巻き付けることができるので、補強構造部5の厚さを薄くすることができ、補強構造部5を含む橋脚部3の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。また、螺旋フープ筋5bを橋脚部3の周りにしっかりと巻き付けることができるので、橋脚部3の補強強度を向上させることができる。さらに、この場合も複数の鉄筋をカプラ6dで接続することで1本の螺旋フープ筋5bを形成することにより、螺旋フープ筋5bに生じる応力を分散して歪みを低減することができるので、螺旋フープ筋5bの劣化を抑制または防止することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 14, the
続いて、橋脚部3の軸方向に隣接する螺旋フープ筋5b部分の間隔を調節した後、複数箇所において螺旋フープ筋5bを結束線により主筋5aに結び付ける。この際、フープ筋を1つずつ外嵌して継目を溶接する必要がないので、手間がかからず、施工や品質管理を容易にすることができる。また、新たな工法を取り入れる訳ではなく既存の技術で螺旋フープ筋5bを橋脚部3の外周に巻き付けることができるので、螺旋フープ筋5bの巻き付け作業を容易に行うことができる。
Then, after adjusting the space | interval of the
その後、図15に示すように、主筋5aおよび螺旋フープ筋5bで構成される補強鉄筋部を覆うように橋脚部3の外周面の全面にモルタルを吹き付けて固化することによりモルタル部5cを形成する。この際、モルタル部5cを吹き付けで形成することにより、モルタル充填用の仮枠を使用する場合に比べて施工効率を向上させることができるので、補強構造部5の施工時間を短縮することができ、工期を短縮することができる。また、モルタルを使用したことにより、コンクリートに比べて補強構造部5の厚さを薄くすることができるので、橋脚部3(補強構造部5(図1および図2等参照)を含む)の軸方向に交差する断面の面積を小さくすることができる。このため、建築限界を広げることができるので、補強構造部5の適用範囲を拡大することができる。また、補強構造部5の重量を低減することができるので、基礎部2への負担を低減することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 15, the
図16は図1の橋梁を構成する補強構造部の補強鉄筋(軸方向筋および周方向筋)の材料を変えた場合における補強鉄筋強度、既設構造物と軸方向筋の離隔、軸方向筋の直径、周方向筋の直径、かぶり厚さおよび補強厚さの測定結果を示した説明図、図17は図1の橋脚部の軸方向に交差する面の要部拡大断面図である。 FIG. 16 shows the strength of the reinforcing bars, the separation between the existing structure and the axial bars, and the axial bars when the material of the reinforcing bars (axial bars and circumferential bars) of the reinforcing structure constituting the bridge of FIG. 1 is changed. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the surface intersecting the axial direction of the pier part of FIG. 1.
ここで、軸方向筋(主筋5a)は、鉄筋径と引張強度との積が標準工法を上回るように配置されている。また、周方向筋(螺旋フープ筋5b)は、25×σyを上限として配置されている。また、図16において、符号A,Bは補強鉄筋の材料を例示しており、符号Aは、上記の細径異形PC鋼棒を示し、符号Bは、高強度鉄筋(例えば、USD685:高強度鉄筋コンクリート用棒鋼(国土交通大臣認定、認定番号MSRB−0081))を示している。なお、図17に例示するように、かぶり厚さとは、補強構造物5の鋼材(鉄筋等)の最外縁から補強構造部5の表面までの距離(長さ)t1のことである。また、補強厚さとは、橋脚部3の周囲に設けられた補強構造部5の厚さt2のことである。また、鉄筋同士の空きt3は、隣接する主筋5aと主筋5aとの間の離れた距離のことである。
Here, the axial bars (
まず、図16の左欄(1)は、橋脚構造物の標準的な補強を想定したものであり、補強構造部5の軸方向筋(主筋5a)および周方向筋(螺旋フープ筋5b)が、普通の鉄筋で構成されている場合の測定結果を示している。なお、ここでいう普通の鉄筋とは、通常の鉄筋コンクリート構造物で使用する種類(強度や径等)の鉄筋をいい、例えば、JIS G3112:2010で規定されている降伏強度235N/mm2〜490N/mm2、鉄筋直径が4.3mm(D4)〜50.8mm(D51)の鉄筋のことをいう。
First, the left column (1) of FIG. 16 assumes standard reinforcement of the pier structure, and the axial reinforcement (
このうち、1行目は、補強構造部5が、例えば、コンクリート巻立工法で構成されている場合の測定結果を示している。コンクリート巻立工法においては、補強構造部5の外周の被覆材としてコンクリートが使用されている。2行目は、補強構造部5が、例えば、吹付けモルタル工法で構成されている場合の測定結果を示している。吹付けモルタル工法においては、補強構造部5の外周の被覆材としてモルタルが使用されている。いずれの工法の場合も、軸方向筋および周方向筋の各々の強度は、例えば、345N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、35mm、周方向筋の直径は、例えば、25mmである。
Among these, the 1st line has shown the measurement result in case the
ただし、既設構造物と軸方向筋の離隔は、被覆材としてコンクリートを用いた場合は、例えば、100mm以上であるのに対して、被覆材としてモルタルの場合は、施工時の充填性が向上するので、例えば0mmである。すなわち、コンクリート標準仕様書等においては、鉄筋の周囲に空きを設けるように規定されており、その大きさは、打ち込むコンクリート(またはモルタル)の最大骨材寸法の4/3以上を確保するとされている(コンクリートの最大骨材寸法は、鉄筋同士の空きt3(図17参照)の3/4以下に設定する)。このため、汎用的に使用されるコンクリートでは、最大骨材寸法が20mmまたは25mmであり、その4/3の27mmまたは33mm以上の空きを確保する必要がある。これに対して、被覆材としてモルタルを用いた場合は、橋脚部3と軸方向筋(主筋5a)との間に空きを設けない場合でも耐震性能を発揮することが確認できたため、図6や図17等に示すように、規定の範囲を超えて既設構造物(橋脚部3)と軸方向筋(主筋5a)との空きを0mmにすることができた。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、被覆材としてコンクリートを用いた場合は、例えば、70mm以上であるのに対して、被覆材としてモルタルを用いた場合は、耐久性が向上するので、例えば30mmである。そして、補強厚さは、被覆材としてコンクリートを用いた場合は、例えば、250mmであるのに対して、モルタルを用いた場合は、例えば、90mmにすることができ、被覆材としてコンクリートを用いた場合の半分よりも薄くすることができた。
However, the separation between the existing structure and the axial streak is, for example, 100 mm or more when concrete is used as the covering material, whereas in the case of mortar as the covering material, the filling property during construction is improved. Therefore, it is 0 mm, for example. That is, in the concrete standard specifications, etc., it is stipulated that a space is provided around the reinforcing bar, and the size is assumed to secure 4/3 or more of the maximum aggregate size of the concrete (or mortar) to be driven. (The maximum aggregate size of the concrete is set to 3/4 or less of the space t3 between the reinforcing bars (see FIG. 17)). For this reason, in concrete used for general purposes, the maximum aggregate size is 20 mm or 25 mm, and it is necessary to secure a space of 27% or 33 mm or more of 4/3 thereof. On the other hand, when mortar was used as the covering material, it was confirmed that seismic performance was exhibited even when no space was provided between the
次に、図16の左欄(2)は、軸方向筋(主筋5a)、周方向筋(螺旋フープ筋5b)またはその両方が、上記した細径異形PC鋼棒で構成されている場合の測定結果を示している。
Next, the left column (2) of FIG. 16 shows the case where the axial reinforcement (
このうち、左欄(2)内の1行目は、軸方向筋および周方向筋の両方が、細径異形PC鋼棒で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋および周方向筋の各々の強度は、例えば、1275N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、19mm、周方向筋の直径は、例えば、15mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、64mmにすることができ、最も薄くすることができた。 Among these, the 1st line in the left column (2) has shown the measurement result in case both the axial direction reinforcement and the circumferential direction reinforcement are comprised with the small diameter deformed PC steel rod. In this case, the strength of each of the axial streak and the circumferential streak is, for example, 1275 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is, for example, 19 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 15 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. And the reinforcement thickness could be made into 64 mm, for example, and could be made the thinnest.
左欄(2)内の2行目は、軸方向筋が、例えば、細径異形PC鋼棒で構成され、周方向筋が、上記の普通の鉄筋で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、1275N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、345N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、19mmであり、周方向筋の直径は、例えば、25mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、74mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 The second line in the left column (2) shows the measurement results when the axial direction bars are composed of, for example, small-diameter deformed PC steel bars and the circumferential direction bars are composed of the above-described ordinary reinforcing bars. ing. In this case, the strength of the axial streak is, for example, 1275 N / mm 2 , and the strength of the circumferential streak is, for example, 345 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is, for example, 19 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 25 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. And the reinforcement thickness could be made into 74 mm, for example, and could be made thinner than the case of the standard spraying mortar construction method (the 2nd line in the left column (1)).
左欄(2)内の3行目は、同欄の2行目の逆で、軸方向筋が、例えば、上記の普通の鉄筋で構成され、周方向筋が、細径異形PC鋼棒で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、345N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、1275N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、35mmであり、周方向筋の直径は、例えば、15mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、80mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 The third row in the left column (2) is the reverse of the second row in the same column, and the axial reinforcement is composed of, for example, the above-mentioned ordinary reinforcing bars, and the circumferential reinforcement is a small-diameter deformed PC steel rod. The measurement result when configured is shown. In this case, the strength of the axial streak is, for example, 345 N / mm 2 , and the strength of the circumferential streak is, for example, 1275 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is, for example, 35 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 15 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. The reinforcing thickness can be, for example, 80 mm, and can be made thinner than in the case of the standard spraying mortar method (second line in the left column (1)).
次に、図16の左欄(3)は、軸方向筋(主筋5a)、周方向筋(螺旋フープ筋5b)またはその両方が、上記した高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成されている場合の測定結果を示している。
Next, the left column (3) of FIG. 16 shows the measurement in the case where the axial reinforcement (
このうち、左欄(3)内の1行目は、軸方向筋および周方向筋の両方が、高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋および周方向筋の各々の強度は、例えば、685N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、25mm、周方向筋の直径は、例えば、22mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、77mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 Among these, the 1st line in the left column (3) has shown the measurement result in case both the axial direction reinforcement and the circumferential direction reinforcement are comprised with the steel bars for high-strength reinforced concrete. In this case, the strength of each of the axial streak and the circumferential streak is, for example, 685 N / mm 2 . In addition, the diameter of the axial streak is, for example, 25 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 22 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. The reinforcing thickness could be, for example, 77 mm, which was thinner than in the case of the standard spraying mortar method (second line in the left column (1)).
左欄(3)内の2行目は、軸方向筋が、例えば、高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成され、周方向筋が、上記の普通の鉄筋で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、685N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、345N/mm2である。また、軸方向筋および周方向筋の直径は、共に、例えば、25mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、80mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 The second line in the left column (3) shows the measurement results when the axial reinforcement is made of, for example, high-strength reinforced concrete steel bars and the circumferential reinforcement is made of the above-mentioned ordinary reinforcing bars. Yes. In this case, the strength of the axial streak is 685 N / mm 2 , for example, and the strength of the circumferential streak is 345 N / mm 2 , for example. The diameters of the axial and circumferential streaks are both 25 mm, for example. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. The reinforcing thickness can be, for example, 80 mm, and can be made thinner than in the case of the standard spraying mortar method (second line in the left column (1)).
左欄(3)内の3行目は、同欄の2行目の逆で、軸方向筋が、例えば、上記の普通の鉄筋で構成され、周方向筋が、高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、345N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、685N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、35mmであり、周方向筋の直径は、例えば、22mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、87mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 The third line in the left column (3) is the reverse of the second line in the same column, and the axial bars are composed of, for example, the above-mentioned ordinary reinforcing bars, and the circumferential bars are composed of high-strength steel bars for reinforced concrete. The measurement results are shown when In this case, the strength of the axial streak is, for example, 345 N / mm 2 , and the strength of the circumferential streak is, for example, 685 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is, for example, 35 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 22 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. And the reinforcement thickness could be 87 mm, for example, and could be made thinner than the case of the standard spraying mortar method (the second line in the left column (1)).
次に、図16の左欄(4)は、軸方向筋(主筋5a)および周方向筋(螺旋フープ筋5b)が、上記した細径異形PC鋼棒および高強度鉄筋コンクリート用棒鋼の組み合わせで構成されている場合の測定結果を示している。
Next, in the left column (4) of FIG. 16, the axial reinforcement (
このうち、左欄(4)内の1行目は、軸方向筋が、細径異形PC鋼棒で構成され、周方向筋の両方が、高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、1275N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、685N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、19mm、周方向筋の直径は、例えば、22mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、71mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 Among these, the 1st line in the left column (4) is a measurement in the case where the axial bars are composed of small-diameter deformed PC steel bars and both the circumferential bars are composed of high-strength reinforced concrete bars. Results are shown. In this case, the strength of the axial streak is, for example, 1275 N / mm 2 , and the strength of the circumferential streak is, for example, 685 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is 19 mm, for example, and the diameter of the circumferential streak is 22 mm, for example. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. And the reinforcement thickness could be 71 mm, for example, and could be made thinner than the case of the standard spraying mortar method (the 2nd line in the left column (1)).
左欄(4)内の2行目は、同欄の1行目の逆で、軸方向筋が、例えば、高強度鉄筋コンクリート用棒鋼で構成され、周方向筋が、細径異形PC鋼棒で構成されている場合の測定結果を示している。この場合、軸方向筋の強度は、例えば、685N/mm2であり、周方向筋の強度は、例えば、1275N/mm2である。また、軸方向筋の直径は、例えば、25mmであり、周方向筋の直径は、例えば、15mmである。また、被覆材の「かぶり厚さ」は、例えば、30mmである。そして、補強厚さは、例えば、70mmにすることができ、標準の吹付けモルタル工法(左欄(1)内の2行目)の場合よりも薄くすることができた。 The second row in the left column (4) is the reverse of the first row in the same column, and the axial bars are made of, for example, high-strength reinforced concrete bars, and the circumferential bars are small-diameter deformed PC steel bars. The measurement result when configured is shown. In this case, the strength of the axial streak is, for example, 685 N / mm 2 , and the strength of the circumferential streak is, for example, 1275 N / mm 2 . Further, the diameter of the axial streak is, for example, 25 mm, and the diameter of the circumferential streak is, for example, 15 mm. Further, the “cover thickness” of the covering material is, for example, 30 mm. The reinforcing thickness can be, for example, 70 mm, and can be made thinner than in the case of the standard spraying mortar method (second row in the left column (1)).
このように、補強構造部5の補強鉄筋として、細径異形PC鋼棒や高強度鉄筋コンクリート用棒鋼を使用することにより、補強鉄筋の強度を増加させて補強鉄筋の径を細くするこができるので、補強構造部5の補強厚さを薄くすることができた。特に、軸方向筋(主筋5a)および周方向筋(螺旋フープ筋5b)を、細径異形PC鋼棒で構成した場合が最も補強厚さを薄くすることができた。また、軸方向筋(主筋5a)および周方向筋(螺旋フープ筋5b)の材料として普通の鉄筋を使用しない場合の方が、普通の鉄筋を使用した場合に比べて補強厚さを薄くすることができた。また、補強構造部5の補強鉄筋の被覆材としてコンクリートに代えて吹付けモルタルを使用することにより、充填性および耐久性が向上し、補強構造部5のかぶり厚さを薄くすることができた。
As described above, by using a small-diameter deformed PC steel bar or a high-strength reinforced concrete steel bar as the reinforcing bar of the reinforcing
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the embodiment disclosed in this specification is an example in all respects and is limited to the disclosed technology. It is not a thing. That is, the technical scope of the present invention should not be construed restrictively based on the description in the above-described embodiment, but should be construed according to the description of the scope of claims. All modifications are included without departing from the technical scope equivalent to the described technique and the gist of the claims.
例えば、前記実施の形態においては、モルタル部を吹き付けにより形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、補強鉄筋部の外周に仮枠を組み、その仮枠内にモルタルを注入することでモルタル部を形成しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the case where the mortar portion is formed by spraying has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a temporary frame is assembled on the outer periphery of the reinforcing reinforcing bar portion, and the mortar is placed in the temporary frame. The mortar part may be formed by injecting.
上記した実施の形態においては本発明を橋梁の橋脚部の補強に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ビルの柱部の補強等、他の既設柱の補強に適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the reinforcement of a bridge pier has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the reinforcement of other existing columns such as the reinforcement of a pillar of a building. Can be applied to.
1 橋梁
2 基礎部
2a アンカー孔
2b 溝
3 橋脚部
4 上部構造部
4a 固定孔
4b 溝
5 補強構造部
5a 主筋
5au 鉄筋
5af フランジ部
5b 螺旋フープ筋
5c モルタル部
6a,6b,6c カプラ
A 細径異形PC鋼棒
B 高強度鉄筋コンクリート用棒鋼
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記既設柱の軸方向に延在させた状態で、前記既設柱の外周に沿って並べて設置された複数本の金属製の軸方向筋と、
ループの内側の直径が前記既設柱の直径よりも小さい直径に塑性変形された状態で前記既設柱の外周に沿って螺旋状に巻かれた金属製の周方向筋と、
前記軸方向筋および前記周方向筋を覆うように前記既設柱の外周に設けられたモルタル部と、
を備え、
前記軸方向筋は、
複数の軸方向筋棒材と、
前記複数の軸方向筋棒材を接続するとともに、互いに隣接する前記軸方向筋では高さ位置が当該軸方向筋の軸方向にずれて配置された第1の継手部材と、
を備え、
前記周方向筋は、
複数の周方向筋棒材と、
前記複数の周方向筋棒材を接続する第2の継手部材と、
を備えることを特徴とする既設柱の補強構造。 It is a reinforcement structure of an existing pillar in which the shape of the cross section intersecting the axial direction is formed in a circular shape,
A plurality of metal axial streaks arranged side by side along the outer periphery of the existing pillar in a state of extending in the axial direction of the existing pillar;
Metal circumferential streaks spirally wound along the outer periphery of the existing column in a state where the inner diameter of the loop is plastically deformed to a diameter smaller than the diameter of the existing column,
A mortar portion provided on the outer periphery of the existing pillar so as to cover the axial streak and the circumferential streak;
With
The axial streak is
A plurality of axial bars,
A first joint member that connects the plurality of axial bars and is disposed so that a height position of the axial bars adjacent to each other is shifted in the axial direction of the axial bars;
With
The circumferential muscle is
A plurality of circumferential bars,
A second joint member for connecting the plurality of circumferential reinforcing bars;
A reinforcing structure for an existing pillar, characterized by comprising:
前記既設柱の軸方向に延在する複数本の金属製の軸方向筋を、前記既設柱の外周に沿って並べて設置する工程と、
ループの内側の直径が前記既設柱の直径よりも小さい直径に塑性変形された金属製の周方向筋を前記既設柱の外周に螺旋状に巻き付ける工程と、
前記軸方向筋および前記周方向筋を覆うように前記既設柱の外周にモルタル部を形成する工程と、
を有し、
前記軸方向筋の設置工程においては、複数の軸方向筋棒材を前記既設柱の軸方向に沿って第1の継手部材によって接続するとともに、互いに隣接する前記軸方向筋では前記第1の継手部材の高さ位置を当該軸方向筋の軸方向にずれて配置する工程を有し、
前記周方向筋の巻き付け工程においては、複数の周方向筋棒材を前記既設柱の周方向に沿って第2の継手部材によって接続する工程を有する、
ことを特徴とする既設柱の補強方法。 A method of reinforcing an existing pillar in which the shape of a cross section intersecting the axial direction is formed in a circular shape,
Installing a plurality of metal axial streaks extending in the axial direction of the existing columns side by side along the outer periphery of the existing columns;
A step of spirally winding a metal circumferential streak plastically deformed to a diameter smaller than the diameter of the existing column with an inner diameter of the loop around the existing column;
Forming a mortar part on the outer periphery of the existing pillar so as to cover the axial streak and the circumferential streak;
Have
In the axial streak installation step, a plurality of axial stiffeners are connected by a first joint member along the axial direction of the existing pillar, and the first joint is connected to the axial streak adjacent to each other. Having a step of disposing the height position of the member in the axial direction of the axial streak ,
In the winding step of the circumferential bars, a plurality of circumferential bars are connected by a second joint member along the circumferential direction of the existing columns.
A method for reinforcing an existing pillar.
前記既設柱の基礎部にアンカー孔を形成する工程と、
前記アンカー孔に前記軸方向筋の下端部を挿入して固定する工程と、
を有することを特徴とする請求項5記載の既設柱の補強方法。 The installation process of the axial streaks
Forming an anchor hole in the foundation of the existing pillar;
Inserting and fixing the lower end of the axial streak into the anchor hole;
The method for reinforcing an existing pillar according to claim 5, comprising:
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