JP6585144B2 - コンクリート構造物の隅角部構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造に関するものである。

特許文献１には、橋梁の橋脚などの塔構造物の構造として、Ｈ形鋼などの鉛直鋼材を鉄筋組立体によって包囲させた複合補強材を、躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置することが開示されている。

また、特許文献２には、壁部が交差するコーナー部において、対向する帯鉄筋群の内側に一対の接合用鋼板を配置して、それらを複数の中間帯鋼材によって梯子段状に繋いで接合した鋼材の接合構造が開示されている。このような鋼材の接合構造とすることで、施工の省力化を促進することができる。

特許第３４６３０７４号公報 特許第３４２４０１２号公報

ところで、中空断面橋脚は、平成24年度の道路橋示方書の改定により、中空断面の隅角部を補強するために、節点部補強鉄筋を配置しなければならなくなった。一方において特許文献１に開示されたような複合補強材を使用する場合、隅角部において節点部補強鉄筋と複合補強材とが干渉することになるため、隅角部に充分な数の鉛直鋼材を配置することができないケースがあった。その場合は、複合補強材を使用することによる施工性向上や省力化や工期の短縮などの充分な効果が得られなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、隅角部においても複数の鉛直鋼材を配置することが可能となるコンクリート構造物の隅角部構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のコンクリート構造物の隅角部構造は、鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方鉛直鋼材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記側方鉛直鋼材は、鉄筋組立体によって包囲されている構成とすることができる。また、前記隅角部鉄筋組立体は、螺旋状鉄筋によって外周が形成されている構成とすることができる。

また、別のコンクリート構造物の隅角部構造の発明は、鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された側方複合補強材と、前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方複合補強材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする。ここで、前記隅角部鉄筋組立体は、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群によって外周が形成されている構成とすることができる。

このように構成された本発明のコンクリート構造物の隅角部構造では、隅角部の節点に節点部鉛直鋼材が配置されるとともに、それを挟んだ両側に側方鉛直鋼材が配置される。そして、節点部鉛直鋼材及び両側の側方鉛直鋼材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体を備えている。

このため、隅角部に３本の鉛直鋼材を配置することができる。このように複数の鉛直鋼材が配置できれば、隅角部の施工性が向上して、工費や工期を低減することが可能になる。

また、側方鉛直鋼材を鉄筋組立体によって包囲された側方複合補強材とすることができれば、座屈による耐力低下が生じないため、隅角部以外に配置した鉛直鋼材（形鋼又は鉄筋）のサイズを小さくすることができるようになる。

さらに、隅角部鉄筋組立体が螺旋状鉄筋によって組み立てられる場合は、隅角部の拘束効果を高めることができる。一方、節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に側方複合補強材を配置する場合は、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群によって隅角部鉄筋組立体を構成しても、充分に耐力を確保することができる。

本発明の実施の形態のコンクリート構造物の隅角部構造としたことによる従来の構成との相違点を説明する図である。 実施例１のコンクリート構造物の隅角部構造の構成を示した断面図である。 実施例１の隅角部に配置される複数の鉛直鋼材と隅角部鉄筋組立体との配置関係を説明する斜視図である。 実施例２のコンクリート構造物の隅角部構造の構成を示した断面図である。 実施例３のコンクリート構造物の隅角部構造の構成を示した断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のコンクリート構造物となる橋脚１の構造を示した説明図である。ここで、コンクリート構造物には、鉛直方向に延びる橋脚、橋台、煙突、柱などの塔構造物や、壁が交差する壁構造物などが該当する。以下では、橋脚１を例にして説明を行う。

図１の矢印の右側に示すように、本実施の形態の橋脚１は、平面視長方形の中空に形成される。すなわち橋脚１の躯体１１は、断面視ロ字状などの中空を囲繞する形状に形成される。

そして、この躯体１１の内部には、所定の間隔を隔てて複合補強材が設置される。すなわち、複合補強材が埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていないコンクリートだけの部位とが交互に形成される。

ここで、断面視長方形の辺となる範囲に配置される複合補強材をスパイラルカラム２とする。このスパイラルカラム２は、鉛直鋼材となるＨ形鋼２１と、そのＨ形鋼２１を包囲する鉄筋組立体２２とによって主に構成される。

また、断面長方形の躯体１１の隅角部１０には、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのＨ形鋼３と、Ｈ形鋼３を挟んだ両側に配置される側方鉛直鋼材としてのＩ形鋼４，４と、Ｈ形鋼３及びＩ形鋼４，４をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体５とが配置される。この隅角部鉄筋組立体５は、ハンチ部１４にも配置される。

Ｉ形鋼４は、フランジの幅がＨ形鋼２１，３のフランジの幅より狭いため、狭い空間にも配置することができる。すなわち、隅角部鉄筋組立体５とＨ形鋼３との隙間が狭くても、配置することができる。

そして、躯体１１の外周側の表層には、帯鉄筋として外帯鉄筋１２が配置される。また、躯体１１の内周側の表層には、帯鉄筋として内帯鉄筋１３が配置される。

このような橋脚１は、例えば次のような工程によって構築することができる。まず、橋脚１の外周面と中空側の内周面となる位置に、外帯鉄筋１２が埋設されたプレキャストコンクリート版と、内帯鉄筋１３が埋設されたプレキャストコンクリート版とを配置する。

そして、対向するプレキャストコンクリート版で挟まれた空間には、平面視長手方向に所定の間隔を隔てて、スパイラルカラム２，・・・を設置していく。また、隅角部１０には、Ｈ形鋼３とＩ形鋼４，４と隅角部鉄筋組立体５とを配置する。

さらに、構築する橋脚１の高さに合わせて、プレキャストコンクリート版、スパイラルカラム２、Ｈ形鋼３及びＩ形鋼４，４などを鉛直方向に接続していく。スパイラルカラム２等の設置が終わったプレキャストコンクリート版間の空間には、適宜、コンクリートを充填していくことで、所定の高さとなる橋脚１を構築する。

次に、本実施の形態の橋脚１の隅角部構造の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の橋脚１の隅角部構造では、隅角部１０の節点にＨ形鋼３が配置されるとともに、それを挟んだ両側にＩ形鋼４，４が配置される。そして、Ｈ形鋼３及びＩ形鋼４，４をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体５を備えている。

ここで、図１の矢印の左側には、従来の中空断面の橋脚ａの構成を示している。この橋脚ａの躯体ａ１の内部には、所定の間隔を隔ててスパイラルカラムａ５，・・・が設置される。また躯体ａ１の表層には、帯鉄筋ａ２，ａ３が配置される。

そして、隅角部ａ０の節点には、角部Ｈ形鋼ａ６と、その角部Ｈ形鋼ａ６を包囲する節点部補強鉄筋ａ７が配置される。この節点部補強鉄筋ａ７は、ハンチ部ａ４にも配置される。

この節点部補強鉄筋ａ７は、スパイラルカラムａ５の設置の支障になるため、隅角部ａ０付近では角部Ｈ形鋼ａ６とスパイラルカラムａ５との間隔が空いてしまうことになる。そこで、設計上必要な鋼材量を配置するために角部Ｈ形鋼ａ６や軸方向鉄筋ａ８を大型化させると、組み立てが困難になるうえに、運搬や建込みなどの作業効率が低下することになる。そして、特殊なＨ形鋼を使用することによる材料費の増加と共に、施工コストも増加することがある。

これに対して、本実施の形態の橋脚１の隅角部構造では、隅角部１０に３本の鉛直鋼材（３，４，４）が配置される。すなわち、側方鉛直鋼材にＩ形鋼４を使用することで、Ｈ形鋼３とスパイラルカラム２との間に、隅角部鉄筋組立体５と干渉させることなく配置することができる。

このように複数の鉛直鋼材が配置できれば、隅角部１０のＨ形鋼や縦鉄筋を大型化させる必要がなく、隅角部１０の施工性が改善して、工費や工期を低減することが可能になる。

以下、前記実施の形態で説明した橋脚１の隅角部構造の具体的な構成について、図２，３を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。

実施例１では、スパイラルカラム２の詳細な構成と、隅角部１０Ａに配置されて、節点に配置されるＨ形鋼３と、そのＨ形鋼３を挟んだ両側に配置されるＩ形鋼４，４と、Ｈ形鋼３及びＩ形鋼４，４をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体５Ａの一例を説明する。

スパイラルカラム２は、鉛直鋼材となるＨ形鋼２１と、Ｈ形鋼２１を包囲する鉄筋組立体２２とによって主に構成される。ここで、鉛直鋼材としてＨ形鋼２１を例に説明するが、これに限定されるものではなく、Ｉ形鋼などであってもよい。

Ｈ形鋼２１は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。一方、鉄筋組立体２２は、Ｈ形鋼２１の全周から離隔された状態で配置される。この鉄筋組立体２２は、Ｈ形鋼２１の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋２２１と、Ｈ形鋼２１の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋２２２，・・・とによって、主に構成される。

スパイラル筋２２１は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋である。一方、縦鉄筋２２２は、断面視略長方形のスパイラル筋２２１の４箇所の隅角部にそれぞれ配置される。

また、節点部鉛直鋼材として配置されるＨ形鋼３は、Ｈ形鋼２１と同様に、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。

さらに、Ｈ形鋼３に近接して配置されるＩ形鋼４は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。

そして、隅角部鉄筋組立体５Ａは、Ｈ形鋼３の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋５１と、Ｈ形鋼３の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋５２，・・・とによって、主に構成される。

スパイラル筋５１は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋で、隅角部鉄筋組立体５Ａの外周を形成する。一方、縦鉄筋５２は、断面視五角形のスパイラル筋５１の５箇所の隅角部にそれぞれ配置される。

図３に示すように、スパイラル筋５１は螺旋状に鉛直方向に連続して設けられる。そして、スパイラル筋５１の内側に、Ｈ形鋼３及びＩ形鋼４，４の３本の鉛直鋼材のすべてが配置される。

このように構成された実施例１の橋脚１の隅角部構造であれば、隅角部１０Ａに、螺旋状に鉛直方向に連続したスパイラル筋５１を配置することで、隅角部鉄筋組立体５Ａが形成される。

このため、隅角部１０Ａにおいてもスパイラルカラム２と同様の拘束効果が期待できる。さらに、隅角部鉄筋組立体５Ａの内側に配置されるＨ形鋼３とＩ形鋼４，４は、隅角部鉄筋組立体５Ａの内側にまで延びて格子状空間を形成する外帯鉄筋１２，１２と内帯鉄筋１３，１３とによって囲まれることになるため、充分な拘束効果が期待できる。

なお、実施例１のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

以下、前記実施例１で説明した橋脚１の隅角部構造とは別の実施形態について、図４を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。

実施例２では、前記実施の形態及び実施例１で説明したようにＩ形鋼４，４のみを隅角部１０，１０Ａに配置するのではなく、側方複合補強材としてのスパイラルカラム６，６を、Ｈ形鋼３を挟んだ両側に配置する場合について説明する。

すなわち実施例２では、隅角部１０Ｂに、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのＨ形鋼３と、Ｈ形鋼３を挟んだ両側に配置されるスパイラルカラム６，６と、Ｈ形鋼３及びスパイラルカラム６，６をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体５Ｂとが配置される。

スパイラルカラム６は、側方鉛直鋼材となるＩ形鋼６１と、Ｉ形鋼６１を包囲する鉄筋組立体６２とによって主に構成される。Ｉ形鋼６１は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。

一方、鉄筋組立体６２は、Ｉ形鋼６１の全周から離隔された状態で配置される。この鉄筋組立体６２は、Ｉ形鋼６１の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋６２１と、Ｉ形鋼６１の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋６２２，・・・とによって、主に構成される。

スパイラル筋６２１は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋である。一方、縦鉄筋６２２は、断面視略長方形のスパイラル筋６２１の４箇所の隅角部にそれぞれ配置される。

このように構成された実施例２の橋脚１の隅角部構造であれば、側方鉛直鋼材となるＩ形鋼６１が鉄筋組立体６２によって包囲されて側方複合補強材となり、座屈による耐力低下が生じることはない。これにより、Ｈ形鋼２１又は縦鉄筋２２２をサイズダウンして、材料費を削減することができるようになる。

なお、実施例２のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

以下、前記実施例１，２で説明した橋脚１の隅角部構造とは別の実施形態について、図５を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１，２で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。

実施例３では、前記実施例１，２で説明した隅角部鉄筋組立体５Ａ，５Ｂとは別の形態の隅角部鉄筋組立体７について説明する。この隅角部鉄筋組立体７は、スパイラル筋５１とは異なり、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群のように形成される。

すなわち実施例３では、隅角部１０Ｃに、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのＨ形鋼３と、Ｈ形鋼３を挟んだ両側に配置されるスパイラルカラム６，６と、Ｈ形鋼３及びスパイラルカラム６，６をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体７とが配置される。

続いて、隅角部鉄筋組立体７の各段の構成の詳細について説明する。隅角部鉄筋組立体７の各段は、図５に示すように、平面視五角形に形成される。すなわち、五角形の１角が開放された第１鉄筋７１と第２鉄筋７２とを、向きを違えて上下に重ね合わせることで、平面視五角形に形成される。

第１鉄筋７１及び第２鉄筋７２は、帯鉄筋のように鉄筋を折り曲げ加工することによって製造される。また、第１鉄筋７１と第２鉄筋７２とは、投影方向に一部を重ねる鉄筋の重ね継手によって接続される。

第１鉄筋７１は、一方の端部にコンクリートへの定着部としてのフック部７１１が設けられ、他方の端部は直角に折り曲げられてコンクリートへの定着部７１２が設けられる。

第１鉄筋７１は、一方のスパイラルカラム６（図５では右下）の側方に配置されるフック部７１１からハンチ部１４を通って延伸され、もう一方のスパイラルカラム６（図５では左上）の周囲を回ってＨ形鋼３の側方に垂下される。そして、直角に折り曲げられて、Ｈ形鋼３とスパイラルカラム６との間に定着部７１２が配置される。

第２鉄筋７２にも、第１鉄筋７１と同様に、一方の端部にコンクリートへの定着部としてのフック部７２１が設けられ、他方の端部にコンクリートへの定着部７２２が設けられる。そして第２鉄筋７２は、第１鉄筋７１と左右対称となる向きで配置される。また、第１鉄筋７１と第２鉄筋７２とによって平面視五角形に形成された各隅角部には、軸方向鉄筋となる縦鉄筋７３，・・・がそれぞれ配置される。

このように構成された実施例３の橋脚１の隅角部構造であれば、一般的な節点部補強鉄筋に使用されるような帯状鉄筋（帯鉄筋）を配置するだけで、隅角部鉄筋組立体７を形成することができる。

また、第１鉄筋７１と第２鉄筋７２を重ね継手をさせるだけで配筋できるので、溶接作業が不要で、大幅な省力化を図ることができる。なお、実施例３のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態及び実施例１，２では、隅角部鉄筋組立体５，５Ａ，５Ｂを螺旋状のスパイラル筋５１によって構成する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、実施例３の隅角部鉄筋組立体７と同様に、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群のような構成とすることもできる。

１ 橋脚（コンクリート構造物）
１０ 隅角部
２ スパイラルカラム（複合補強材）
２１ Ｈ形鋼（鉛直鋼材）
２２ 鉄筋組立体
３ Ｈ形鋼（節点部鉛直鋼材）
４ Ｉ形鋼（側方鉛直鋼材）
５ 隅角部鉄筋組立体
１０Ａ 隅角部
５Ａ 隅角部鉄筋組立体
１０Ｂ 隅角部
５Ｂ 隅角部鉄筋組立体
６ スパイラルカラム（側方複合補強材）
６１ Ｉ形鋼（側方鉛直鋼材）
６２ 鉄筋組立体
１０Ｃ 隅角部
７ 隅角部鉄筋組立体

Claims (6)

1. 鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、
   隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、
   前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材と、
   前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方鉛直鋼材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備え、
   前記隅角部鉄筋組立体は、ハンチ部を通る平面視五角形に形成されていることを特徴とするコンクリート構造物の隅角部構造。
2. 前記側方鉛直鋼材は、鉄筋組立体によって包囲されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の隅角部構造。
3. 前記隅角部鉄筋組立体は、螺旋状鉄筋によって外周が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の隅角部構造。
4. 鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、
   隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、
   前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された側方複合補強材と、
   前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方複合補強材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備え、
   前記隅角部鉄筋組立体は、ハンチ部を通る平面視五角形に形成されていることを特徴とするコンクリート構造物の隅角部構造。
5. 前記隅角部鉄筋組立体は、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群によって外周が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造物の隅角部構造。
6. 前記隅角部鉄筋組立体の平面視五角形の内側においては、帯鉄筋によって形成された格子状空間に前記節点部鉛直鋼材と前記側方鉛直鋼材又は前記側方複合補強材とが配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の隅角部構造。