JP6532724B2 - 鉄筋コンクリート構造物及びその構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、主筋の座屈防止機能付きのせん断補強筋を用いる鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物と、その鉄筋コンクリート構造物の構築方法に関する。

ＲＣ造の橋脚において、中間帯鉄筋を代替しつつ、橋脚の塑性ヒンジ領域の変形性能向上を図る技術がある。

例えば、特許文献１の発明は、コンクリートの外周側に配筋された主鋼材である主鉄筋と、その主鉄筋の外周側に巻回された帯鉄筋とを有するコンクリート構造物において、主鉄筋の座屈を抑制するもので、帯鉄筋の外側に当接させて保持部材を配置し、その保持部材に取り付けられた定着部材をコンクリートに定着させるものである。

また、特許文献２の発明は、線状体を連続的に湾曲した複数のＳ形基本部材を並列に配置、又は直列に接続し、これらが存在する平面とは異なる平面上にＵ形フックを配置、接続して構成される補強鉄筋で、その下部フックは主鉄筋と帯筋により形成される配筋構造中の鉄筋の間に挿入され、他のフックは帯筋又は主鉄筋をフックして、安定な配筋構造を形成するものである。

特許第３７５５０５８（特開２００４‐３００８７１）号公報 特許第４７１２０２１（特開２００８‐１３８５０７）号公報

しかし、これらは中間帯鉄筋を代替するのみであり、せん断補強筋自体の施工性は従来工法のままであった。

本発明の課題は、中間帯鉄筋を代替する座屈防止用鉄筋と一体化したせん断補強筋を提供して、せん断補強筋の横からの挿入を可能とし、施工性を大幅に向上することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
鉄筋が中央部で略１８０度屈曲して一半部と他半部が略平行する略Ｕ字状に形成されており、その略Ｕ字状の連続端部側に対し開放端部側が屈曲して三次元形状に形成されて、前記略Ｕ字状の連続端部側と開放端部側が同一方向に屈曲しているせん断補強筋を、主鉄筋の外側で横方向に隣接させて配置するとともに、その前記連続端部の内方に、隣接配置される前記せん断補強筋の前記開放端部を配置することで隣接配置される前記せん断補強筋同士を接続状態にして、コンクリートが打設されて構築されている鉄筋コンクリート構造物を特徴とする。
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物であって、
前記せん断補強筋は、前記開放端部に定着具を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の鉄筋コンクリート構造物であって、
大断面の鉄筋コンクリート構造物において、
前記せん断補強筋が前記連続端部側と開放端部側との間で分割され、その分割された前記連続端部側と開放端部側とが継手で接続されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
前記請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄筋コンクリート構造物を構築する方法であって、
前記せん断補強筋を主鉄筋の外側で横方向に隣接させて配置すると同時に、その前記連続端部の内方に、隣接配置される前記せん断補強筋の前記開放端部を挿入して接続状態にしてから、
コンクリートを打設することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
ロボットを用いて行う請求項４に記載の鉄筋コンクリート構造物の構築方法であって、
前記せん断補強筋をその開放端部が前記屈曲して突出する直線部分で前記ロボットが把持した状態で、前記主鉄筋の外側に前記せん断補強筋を沿わせると同時に、前記開放端部を前記主鉄筋の間に横から挿入し、
次に、前記せん断補強筋を前記直線部で前記ロボットが把持した状態で、前記主鉄筋の外側に沿わせると同時に、前記開放端部を、横方向に隣接配置された前記せん断補強筋の前記連続端部の内方に横から挿入してから、前記主鉄筋の間に挿入することを特徴とする。

本発明によれば、中間帯鉄筋を代替する座屈防止用鉄筋と一体化したせん断補強筋を提供できて、そのせん断補強筋を横から挿入できることにより、施工性を大幅に向上することができる。

本発明を適用したせん断補強筋の一実施形態の構成を示す平面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び正面図（ｃ）である。 図１のせん断補強筋の三次元形状に曲げる前の鉄筋の一半部を略１８０度曲げ加工して他半部と略平行する略Ｕ字状に形成した状態を示す平面図である。 図１のせん断補強筋による主鉄筋に対する配置例を示した平面図である。 定着部の変形例を示す拡大図である。 実施形態２を示すもので、大断面の橋脚を施工する場合に継手を用いてせん断補強筋の配置例を示した平面図である。 実施形態３のせん断補強筋を示す平面図である。 図６のせん断補強筋による主鉄筋に対する配置例を示した平面図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

（概要）
せん断補強筋を分割して三次元形状に折り曲げた、好ましくは、その先端に機械式定着具または多段式定着具などを取り付け、橋脚のコアコンクリートへ定着する。
このような形状とすることによって、従来の中間帯鉄筋を代替する座屈防止用鉄筋とせん断補強筋を一体化することが可能となる。
さらに、せん断補強筋が分割されていることにより、主筋の上からループ状のせん断補強筋を下げてきて配筋する必要がなくなる。
すなわち、横からせん断補強筋を挿入することが可能となるため、橋脚等の主筋上側から足場等を用いてせん断補強筋を上側から橋脚基部まで下げることが不要となり、配筋位置に横から設置できるため、大幅な施工性向上となる。

（実施形態１）
図１は本発明を適用したせん断補強筋１の一実施形態の構成を示すもので、図２は図１のせん断補強筋１の三次元形状に曲げる前の鉄筋の一半部を略１８０度曲げ加工して他半部と略平行する略Ｕ字状１ａに形成した状態を示している。

図２に示すように、鉄筋の一半部を略１８０度曲げ加工して他半部と略平行する略Ｕ字状１ａに形成した状態において、その略Ｕ字状１ａの連続端部１ｂと開放端部１ｃを、矢印で示すとともに、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、同一方向に略直角にそれぞれ曲げ加工して三次元形状に形成する。

そして、開放端部１ｃは連続端部１ｂと略同長としてもよいが、図示例では、開放端部１ｃに大径の定着具１ｄを設けている。
なお、定着具１ｄは、開放端部１ｃに加工したテーパーネジ部にナット部材をネジ込んで取り付けることにより、コンクリートに対する定着長を短くできる。

図３は以上のせん断補強筋１による主鉄筋３に対する配置例を示したもので、図示のように、ＲＣ造の例えば橋脚の施工において、せん断補強筋１を主鉄筋３の外側で横方向に隣接させて配置するとともに、その連続端部１ｂの内方に、隣接配置されるせん断補強筋１の開放端部１ｃを挿入して接続状態にしておく。

すなわち、略矩形状に沿って配置された主鉄筋３の外側に、その隅部にせん断補強筋１の連続端部１ｂ側の略直角部を沿わせてそれぞれ配置する。
このとき、他方の開放端部１ｃを、横方向に隣接するせん断補強筋１の連続端部１ｂの内方にそれぞれ横から挿入してから、主鉄筋３の間にそれぞれ挿入する。

こうして、連続端部１ｂの内方に開放端部１ｃを挿入することで、横方向に隣接配置されるせん断補強筋１が接続状態となる。
そして、図示しないが、コンクリートを打設して橋脚を構築する。

以上において、せん断補強筋１は、せん断破壊防止用の帯筋として機能し、また、定着具１ｄは、コアコンクリートに定着して、主鉄筋３の座屈防止として機能する。

ここで、せん断補強筋１の横からの挿入は作業員が行ってもよいが、図示しないロボットを用いて行うことで自動化、迅速化、安全化が図れる。
すなわち、ロボットを用いて、図３において、せん断補強筋１をその連続端部１ｂと開放端部１ｃが略直角に各々突出する直線部分でロボットが把持した状態で、主鉄筋３の外側の隅部に連続端部１ｂ側の略直角部を沿わせると同時に、他方の開放端部１ｃを主鉄筋３の間に横から挿入する。

次に、せん断補強筋１を同様にロボットが把持した状態で、主鉄筋３の外側の次の隅部に連続端部１ｂ側の略直角部を沿わせると同時に、他方の開放端部１ｃを、横方向に隣接するせん断補強筋１の連続端部１ｂの内方に横から挿入してから、主鉄筋３の間に挿入する。
以下、同様にロボットによりせん断補強筋１を四隅部に順次配置してその開放端部１ｃを横から前に設置したせん断補強筋１の連続端部１ｂの内方及び主鉄筋３の間に挿入していく。

以上、実施形態のせん断補強筋１によれば、鉄筋を中央部で略１８０度曲げ加工して一半部と他半部が略平行する略Ｕ字状１ａに形成し、その略Ｕ字状１ａの連続端部１ｂと開放端部１ｃを同一方向に曲げ加工して三次元形状に形成されている。
そして、そのせん断補強筋１を主鉄筋３の外側で横方向に隣接させて配置するとともに、その連続端部１ｂの内方に、隣接配置されるせん断補強筋１の開放端部１ｃを挿入して接続状態にして、コンクリートを打設して断面略矩形状の橋脚を構築する。

従って、中間帯鉄筋を代替する座屈防止用鉄筋と一体化したせん断補強筋１を提供できて、そのせん断補強筋１を横から挿入できることにより、施工性を大幅に向上することができる。

（変形例１）
図１（ｂ）に仮想線で示すように、連続端部１ｂにさらに略直角に曲げ加工して開放端部１ｃ側に延びる延長部１ｅを設けてもよい。

このように、連続端部１ｂにさらに略直角に曲げ加工して開放端部１ｃ側に延びる延長部１ｅを設けることにより、比較的小断面の橋脚において、一対のせん断補強筋１を対向配置して用いることができる。

（変形例２）
また、図１（ｂ）において、連続端部１ｂ側を略直角に曲げ加工せずに開放端部１ｃ側に対し略直角な直線状としてもよい。

このように、連続端部１ｂ側を開放端部１ｃ側に対し略直角な直線状としたせん断補強筋１により、コアコンクリートへの定着を増やして、座屈抑制を強化できる。

（変形例３）
図４は定着具１ｄの変形例を示すもので、図示のように、開放端部１ｃに加工したテーパーネジ部に、太い部分と細い部分が交互に形成された多段式の定着具１ｄをネジ込んで取り付ける。

このように、多段式の定着具１ｄを取り付けることにより、開放端部の鉄筋をコアコンクリートへ定着する定着長をさらに短くできる。

（実施形態２）
図５は実施形態２を示すもので、図示のように、大断面の橋脚を施工する場合に継手５を用いたせん断補強筋１の配置例を示している。
すなわち、大断面の橋脚施工に対応して、予めせん断補強筋１が連続端部１ｂ側と開放端部１ｃ側との間で分割されており、その分割された連続端部１ｂ側と開放端部１ｃ側とが継手５で接続されている。
なお、図示例では、主鉄筋を省略している。

このように、継手５を用いることで、大断面の橋脚施工に対応したせん断補強筋１が得られる。

（実施形態３）
図６は実施形態３のせん断補強筋６を示すもので、その略Ｕ字状６ａの開放端部６ｃを除いて連続端部６ｂまでを、図示のように、平面視湾曲形状に形成するとともに、開放端部６ｃを略直角に曲げ加工して三次元形状に形成する。そして、開放端部６ｃに大径の定着具６ｄを設けている。

図７は図６のせん断補強筋６による主鉄筋７に対する配置例を示したもので、図示のように、略円形状に沿って配置された主鉄筋７の外側に、その隅部にせん断補強筋７の平面視湾曲形状を沿わせてそれぞれ配置する。
このとき、開放端部６ｃを、横方向に隣接するせん断補強筋６の連続端部６ｂの内方にそれぞれ挿入してから、主鉄筋７の間にそれぞれ挿入する。

こうして、連続端部６ｂの内方に開放端部６ｃを挿入することで、横方向に隣接配置されるせん断補強筋６が接続状態となる。
そして、コンクリートを打設して断面略円柱状の橋脚を構築する。

（他の変形例）
以上の実施形態においては、新設の橋脚に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様に柱にも適用でき、既設の橋脚や柱のせん断補強、耐震補強等に適用してもよい。
なお、既設のＲＣ構造物に適用する場合、せん断補強筋の開放端部側を挿入する孔をＲＣ構造物に削孔しておく必要がある。また、せん断補強筋のセット後は増厚コンクリートで巻くことが望ましい。
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。

１ せん断補強筋
１ａ 略Ｕ字状
１ｂ 連続端部
１ｃ 開放端部
１ｄ 定着具
１ｅ 延長部
３ 主鉄筋
５ 継手
６ せん断補強筋
６ａ 略Ｕ字状
６ｂ 連続端部
６ｃ 開放端部
６ｄ 定着具
７ 主鉄筋

Claims (5)

1. 鉄筋が中央部で略１８０度屈曲して一半部と他半部が略平行する略Ｕ字状に形成されており、その略Ｕ字状の連続端部側に対し開放端部側が屈曲して三次元形状に形成されて、前記略Ｕ字状の連続端部側と開放端部側が同一方向に屈曲しているせん断補強筋を、主鉄筋の外側で横方向に隣接させて配置するとともに、その前記連続端部の内方に、隣接配置される前記せん断補強筋の前記開放端部を配置することで隣接配置される前記せん断補強筋同士を接続状態にして、コンクリートが打設されて構築されていることを特徴とする鉄筋コンクリート構造物。
2. 前記せん断補強筋は、前記開放端部に定着具を備えることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物。
3. 大断面の鉄筋コンクリート構造物において、
   前記せん断補強筋が前記連続端部側と開放端部側との間で分割され、その分割された前記連続端部側と開放端部側とが継手で接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート構造物。
4. 前記請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄筋コンクリート構造物を構築する方法であって、
   前記せん断補強筋を主鉄筋の外側で横方向に隣接させて配置すると同時に、その前記連続端部の内方に、隣接配置される前記せん断補強筋の前記開放端部を挿入して接続状態にしてから、
   コンクリートを打設することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の構築方法。
5. ロボットを用いて行う請求項４に記載の鉄筋コンクリート構造物の構築方法であって、
   前記せん断補強筋をその開放端部が前記屈曲して突出する直線部分で前記ロボットが把持した状態で、前記主鉄筋の外側に前記せん断補強筋を沿わせると同時に、前記開放端部を前記主鉄筋の間に横から挿入し、
   次に、前記せん断補強筋を前記直線部で前記ロボットが把持した状態で、前記主鉄筋の外側に沿わせると同時に、前記開放端部を、横方向に隣接配置された前記せん断補強筋の前記連続端部の内方に横から挿入してから、前記主鉄筋の間に挿入することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の構築方法。

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