JP7316202B2 - 水域構造物の補強部材および補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した桟橋、ドルフィン、橋脚などの水域構造物を補強する際に使用される水域構造物の補強部材および水域構造物の補強工法に関する。

土木構造物として知られる桟橋、ドルフィン、橋脚などの水域構造物は、水底地盤に打ち込まれ水面より上に突出した複数の杭を脚柱とする下部構造物と、水面より上に敷設した床板等からなる上部構造物より構成される。 上記の下部構造物は一般に、海底あるいは湖底といった地盤に複数本の杭群を鉛直方向に打ち込んで構築される。また、上記の上部構造物は一般に、これら杭群の上端部に梁を複数本架設し、これら梁群の間に床板を張り渡して構築される。

ところで、水域構造物の耐震性能を向上させたり、老朽化した水域構造物を補強したりすることを目的として従来より、特許文献１に記載の水域構造物の補強工法が知られている。 この水域構造物の補強工法は、水面上に突出した杭群を具えた下部構造物と、前記杭群の上部に取り付けた上部構造物とよりなる水域構造物を補強するに際し、前記下部構造物の補強に供する、両端間で伸縮可能であるストラット部材を前記水面に浮かべ、該ストラット部材を前記杭群の間まで曳航する工程と、前記杭群の上下方向所定部位に前記ストラット部材の両端を各々結合する工程とを含むことを特徴としている。

このような水域構造物の補強工法によれば、下部構造物の横外方から、両端間で伸縮可能であるストラット部材を搬入して当該下部構造物に取り付けることが可能となるため、既設の上部構造物をそのまま活かして桟橋を補強することができ、上部構造物を一旦撤去および再設置する必要がない。したがって、労力および工期の点で優れ、コスト上大いに有利である。

特許４８６４７７４号公報

ところで、上述した水域構造物の補強工法では、２本の鋼管杭を接続するための１つのストラット部材をフロータにて水上搬送または水中搬送することによって、既設の上部工を撤去することなく既設鋼管杭に設置し、簡易に補強することが示されている。
しかし、１つのストラット部材を既設鋼管杭に設置する手順は、１サイクルが煩雑であることに加え、フロータの操作が潜水士の手作業となるため、施工上の負荷が大きいという問題があった。

すなわち、１つのストラット部材を既設鋼管杭に設置する、ストラット部材設置の１サイクルは、ストラット部材を置き場から吊り上げて水上のフロータに設置し、既設上部工の下を設置場所まで引き込んで、フロータへの注水により既設鋼管杭の水中における所定の位置にストラット部材を設置した後、フロータをストラット部材から分離して排水により浮上させ、既設の上部工の外へと引き出すというように、ストラット部材設置の１サイクルが煩雑であり、全てのストラット部材を設置するのに非常に手間を要し、このため水域構造物の補強に手間を要していた。
また、２つ以上のストラット部材を連結する場合、連結部のさや管は、後行のストラット部材によって閉合されるまで仮固定しなければならず、加えて水中作業であることにより、作業負荷が高いという課題があった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、水域構造物の補強が従来に比して容易でかつ作業負担を軽減できる水域構造物の補強部材および補強工法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の水域構造物の補強部材は、杭群を備えた水域構造物を補強する際に使用される水域構造物の補強部材であって、
伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材と、
前記ストラット部材の両端部にそれぞれ設けられて、前記杭群の複数の杭にそれぞれ結合可能な結合部とを備え、
複数のストラット部材は、連結部において前記結合部どうしをヒンジ部によって結合することによって、水平面内において前記ヒンジ部を軸として回動可能な一体化ストラット部材となっていることを特徴とする。

本発明においては、補強部材が、伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材と、当該ストラット部材の両端部にそれぞれ設けられて、杭群の複数の杭にそれぞれ結合可能な結合部と備え、複数のストラット部材は、連結部において結合部どうしをヒンジ部によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部を軸として回動可能な一体化ストラット部材となっているので、１つの補強部材を設置することによって、複数のストラット部材を設置することができる。したがって、従来に比して、全てのストラット部材を設置する手間を半分以上軽減できるので、水域構造物の補強が従来に比して容易となる。
また、複数のストラット部材は、連結部において結合部どうしをヒンジ部によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部を軸として回動可能な一体化ストラット部材となっているので、結合部を杭に結合することによって、従来要していた仮固定の必要がない。このため、水中での作業負担を軽減できる。
さらに、複数のストラット部材は、連結部において結合部どうしをヒンジ部によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部を軸として回動可能であるので、ストラット部材をヒンジ部によって水平面内において回動することによって、一体化ストラット部材、つまり補強部材の平面視における形状を適宜変更することができる。したがって、補強部材を容易に杭群に配置して、複数の結合部を杭群の複数の杭に容易に結合できる。

また、本発明の前記構成において、前記結合部は、前記杭の周囲を包囲する半割形状の半割鞘管部を有し、
前記ストラット部材の前記連結部において、前記結合部どうしは、前記半割鞘管部どうしをヒンジ部によって結合することによって、連結されていてもよい。

このような構成によれば、ストラット部材の連結部において、結合部どうしは、半割鞘管部どうしをヒンジ部によって結合することによって、連結されているので、連結部において半割鞘管部どうしをヒンジ部を軸として開くことによって、半割鞘管部間に杭を配置でき、その後、半割鞘管部どうしをヒンジ部を軸として閉じることによって、半割鞘管部を杭に容易かつ確実に結合できる。

また、本発明の前記構成において、前記一体化ストラット部材は、水面および／または水中において、前記ストラット部材が、前記伸縮機能によって水平方向に伸縮および／または前記ヒンジ部によって水平面内において回動することによって、平面視における形状が変形可能であってもよい。

このような構成によれば、ストラット部材が、伸縮機能によって水平方向に伸縮および／またはヒンジ部によって水平面内において回動することによって、一体化ストラット部材、すなわち補強部材が平面視における形状が変形可能であるので、補強部材を水面に浮かべ、該補強部材を杭群の間まで所望の形状で曳航できるとともに、杭群の上下方向所定部位において、補強部材を所定の平面形状に変更して、補強部材の複数の結合部を杭群の複数の杭にそれぞれ容易かつ確実に結合できる。

本発明の水域構造物の補強工法は、前記補強部材を使用して水域構造物を補強する水域構造物の補強工法であって、
前記補強部材を水面に浮かべ、当該補強部材を前記杭群の間まで曳航する曳航工程と、
前記杭群の上下方向所定部位において、前記補強部材の複数の結合部を前記杭群の複数の杭にそれぞれ結合する結合工程とを含むことを特徴とする。

本発明においては、杭群の横外方から、伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材を備えた補強部材を搬入して当該下部構造物に取り付けることが可能となるため、杭郡によって支持されている上部構造物をそのまま活かして水域構造物を補強することができ、上部構造物を一旦撤去および再設置する必要がない。したがって、労力および工期の点で優れ、コスト上大いに有利である。

また、本発明の前記構成において、前記補強部材の前記ストラット部材を入れ子状にして伸縮可能となし、
前記結合工程の後、前記入れ子状の伸縮要素どうし間に凝固材を注入してもよい。

このような構成によれば、結合工程の後、入れ子状の伸縮要素どうし間に凝固材を注入するので、ストラット部材の伸縮要素どうしが凝固材によって強固に結合され、２本の杭を剛に連結することができる。

また、本発明の前記構成において、前記結合工程において、前記結合部を前記杭に結合した後、前記結合部と前記杭との間に凝固材を注入してもよい。

このような構成によれば、結合工程において、結合部を杭に結合した後、結合部と杭との間に凝固材を注入するので、結合部を杭に強固に結合することができる。

本発明によれば、水域構造物の補強が従来に比して容易でかつ作業負担を軽減できる。

本発明の第１の実施の形態を示すもので、補強部材の平面図である。 同、結合部の拡大平断面図である。 同、ヒンジ部の要部を示すもので、（ａ）は開いた状態を示す斜視図、（ｂ）は閉じた状態を示す斜視図である。 同、水域構造物を示す正面図である。 同、折れ曲がった状態の補強部材を示す平面図である。 同、折り畳まれた状態の補強部材を示す平面図である。 同、補強部材を杭に結合する方法を説明するためのもので、（ａ）は杭間に補強部材を配置した状態を示す平面図、（ｂ）は中央の杭に結合部を結合し、入れ子状の伸縮要素を延伸した状態を示す平面図、（ｃ）は３本の杭にそれぞれ結合部を結合した状態を示す平面図である。 同、補強部材を杭群の所定の杭に取り付けた状態を示す水域構造物の正面図である。 本発明の第２の実施の形態を示すもので、補強部材の平面図である。 同、折り畳まれた状態の補強部材を示す平面図である。 同、３本の杭にそれぞれ結合部を結合した状態を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態を示すもので、補強部材の平面図である。 同、一部が折り畳まれ、一部が折れ曲がった状態の補強部材を示す平面図である。 同、折り畳まれた状態の補強部材を示す平面図である。 同、補強部材を杭に結合する方法を説明するためのもので、（ａ）は杭間に補強部材を配置した状態を示す平面図、（ｂ）は中央の２本杭に結合部を結合していく状態を示す平面図、（ｃ）は４本の杭にそれぞれ結合部を結合した状態を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態を示すもので、補強部材の平面図である。 同、折り畳まれた状態の補強部材を示す平面図である。 同、補強部材を杭に結合する方法を説明するためのもので、（ａ）は杭間に補強部材を配置した状態を示す平面図、（ｂ）は中央の２本杭に結合部を結合していく状態を示す平面図、（ｃ）は４本の杭にそれぞれ結合部を結合した状態を示す平面図である。 ストラット部材の変形例を示すもので、（ａ）はストラット部材が延伸した状態を示す補強部材の平面図、（ｂ）はストラット部材が短縮した状態を示す補強部材の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係る補強部材１０を示す平面図である。
この補強部材１０は、図４に示すように、水面上に突出した複数の鋼管杭（杭）２０からなる杭群を備えた下部構造物２１と、杭群の上部に取り付けた上部構造物２２とを備えた水域構造物１である桟橋１を補強する際に使用されるものであり、上部構造物２２の下部空間および水中で、下部構造物２１の補強に供する伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材１１と、ストラット部材１１の両端部にそれぞれ設けられて杭群の複数の杭２０にそれぞれ結合可能な結合部１２とを備えている。

図１に示すように、ストラット部材１１は、入れ子状に構成されることによって伸縮可能となっている。すなわち、ストラット部材１１は、鋼管で形成された円筒状または角筒状の外管１１ａと、鋼管で形成された円筒状または角筒状の内管１１ｂとを備えており、外管１１ａの内径は内管１１ｂの外径より所定寸法だけ大きく設定されている。外管１１ａの内部に内管１１ｂが軸方向に移動可能に挿通され、これによって外管１１ａと内管１１ｂとは相対的に軸方向に移動可能となっている、つまりストラット部材１１は軸方向に伸縮機能を有している。また、内管１１ｂの一端部が外管１１ａの一端部から突出している。
ここで、内管１１ｂの一端部とは当該内管１１ｂに結合部１２が固定されている側の端部のことを言い、外管１１ａの一端部とは当該外管１１ａに結合部１２が固定されている側と反対側の端部のことを言う。

外管１１ａと内管１１ｂとの間には所定の隙間が設けられており、この隙間には、当該隙間を一定に保持する図示しないスペーサが設けられている。
また、外管１１ａの一端部には、外管１１ａの全内周に亘って前記隙間をシールするためのシール部材１３ａが設けられ、内管１１ｂの他端部には内管１１ｂの全外周に亘って前記隙間をシールするシール部材１３ｂが設けられている。
これらシール部材１３ａ，１３ｂと外管１１ａと内管１１ｂとによって前記隙間は密封され、当該隙間に膨張モルタル等の凝固材を注入する際に、当該凝固材の漏洩を防止して効率よく注入作業を行うことができる。

また、本実施の形態の補強部材１０は、２本のストラット部材１１，１１を備えており、これらストラット部材１１，１１は、連結部において結合部１２，１２どうしをヒンジ部１５によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部１５を軸として回動可能な一体化ストラット部材１６となっている

図２および図３に示すように、結合部１２は、杭２０の周囲を包囲する半割形状の半割鞘管部１２ａと、この半割鞘管部１２ａの一端部に、当該半割鞘管部１２ａの径方向外側に突出して設けられたフランジ部１２ｂとを有している。
また、半割鞘管部１２ａの他端部には、ヒンジ部１５を構成する、筒部１５ｂを備えたプレート１５ａが半割鞘管部１２ａの径方向外側に突出して設けられている。
そして、一方の結合部１２と他方の結合部１２とは、プレート１５ａ，１５ａの筒部１５ｂ，１５ｂをヒンジ軸１５ｃによって軸回りに正逆方向に回転可能に同軸に支持することによって、ヒンジ軸１５ｃを軸として正逆方向に回転可能となっており、これによって２本のストラット部材１１，１１が水平面内においてヒンジ軸１５ｃを軸として回動可能となっている。つまり、２本のストラット部材１１，１１はヒンジ軸１５ｃを軸として開閉可能となっている。

また、結合部１２のフランジ部１２ｂにはボルト挿通孔１７が設けられ、プレート１５ａにもボルト挿通孔１８が設けられている。なお、ボルト挿通孔１７，１８はそれぞれヒンジ軸１５ｃの軸方向（上下方向）に所定間隔で複数設けられている。
そして、ストラット部材１１，１１を開いて直線状に配置すると、半割鞘管部１２ａ，１２ａが円筒状になるように閉じて、フランジ部１２ｂ，１２ｂが互いに当接するとともに、プレート１５ａ，１５ａが当接する。この状態において、フランジ部１２ｂ，１２ｂに設けられたボルト挿通孔１７，１７は同軸に配置され、プレート１５ａ，１５ａに設けられたボルト挿通孔１８，１８も同軸に配置される。したがって、同軸に配置されたボルト挿通孔１７，１７およびボルト挿通孔１８，１８にボルト２５を挿通してナットで締め付けることによって、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうしが結合した状態で強固に固定される。これによって、ストラット部材１１，１１が直線状に配置された状態で強固に固定される。
なお、ボルト挿通孔１８に挿通するボルト２５がなくても、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうしを強固に結合することができれば、ボルト挿通孔１８および当該ボルト挿通孔１８に挿通するボルト２５は設けなくてもよい。

また、図４に示すように、前記結合部１２は上下方向の長さ（図１および図２において、紙面と直交する方向の長さ）が、ストラット部材１１の上下方向の最大長さより長く、かつ結合部１２の上下端部がそれぞれストラット部材１１から上下に突出している。

また、図１に示すように、一体化ストラット部材１６の両端部に設けられている結合部１２も杭２０の周囲を包囲する半割形状の半割鞘管部１２ａと、この半割鞘管部１２ａの一端部に、当該半割鞘管部１２ａの径方向外側に突出して設けられたフランジ部１２ｂと、半割鞘管部１２ａの他端部に、当該半割鞘管部１２ａの径方向外側に突出して設けられたプレート１５ａとを有している。
また、一体化ストラット部材１６の両端部において、半割鞘管部１２ａを有する結合部１２には、これと対称的に別の結合部１２が配置されている。この別の結合部１２も同様に、半割鞘管部１２ａ、フランジ部１２ｂおよびプレート１５ａを有している。
そして、一体化ストラット部材１６の両端部にある結合部１２，１２は、ストラット部材１１，１１の連結部における結合部１２，１２と同様にして、ヒンジ部１５によって、半割鞘管部１２ａ，１２ａが回動して開閉するようになっている。

また、前記一体化ストラット部材１６は、水面および／または水中において、ストラット部材１１，１１が、伸縮機能によって水平方向に伸縮および／またはヒンジ部１５によって水平面内において回動することによって、平面視における形状が変形可能である。
すなわち、図５に示すように、２本のストラット部材１１，１１の連結部において、一方（右方）のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において所定角度だけ回動させることによって、折れ曲がった平面形状となり、また、少なくともいずれか一方のストラット部材１１を延伸することによっても平面視における形状が変形可能である。また、図６に示すように、２本のストラット部材１１，１１の連結部において、一方（右方）のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において回動させることによって折り畳んだ平面形状となり、コンパクトなものとなる。

次に、上述した補強部材１０を使用した水域構造物の補強工法を説明する。
まず、桟橋１（図４および図８参照）から離れた位置で、補強部材１０を水面に浮かべる。補強部材１０は連結された２本のストラット部材１１，１１を備えており、ストラット部材１１，１１は鋼管によって形成されているので、補強部材１０が水没しないよう浮力によって運搬を容易化するフロータを取り付ける。あるいは、補強部材１０の両端を水密に密封しておき、補強部材１０自身にフロータの機能をもたせてもよい。あるいは、これらの組み合わせにより、補強部材１０を水面に浮かべる。

次に、水面に浮かんでいる補強部材１０を図６に示すように、コンパクトに折り畳む。すなわち、２本のストラット部材１１，１１の連結部において、結合部１２，１２を固定しているボルト２５をフランジ部１２ｂ，１２ｂから外したうえで、右方のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において回動させることによって、補強部材１０を折り畳んだ平面形状とする。なお、この状態を保持するために、補強部材１０の両端にある結合部１２，１２どうしを連結してもいい。この連結は図示しない線状の連結材で結合部１２，１２どうしを結ぶことによって行ってもよいし、他の手段によって結合部１２，１２どうしを連結してもよい。

次に、図７（ａ）に示すように、折り畳んだ状態の補強部材１０を杭群まで曳航する（曳航工程）。すなわち、左右に所定間隔をもって隣り合う３本の杭２０，２０，２０のうち、中央側の杭２０より左側において、左右に隣り合う杭２０，２０の間まで補強部材１０を曳航したうえで、補強部材１０の連結部に位置する結合部１２，１２のうち、一方の結合部１２の半割鞘管部１２ａを中央部の杭２０の外周略半分に係合する。これによって、一方のストラット部材１１を左側２本の杭２０，２０間に配置する。

次に、図７（ｂ）に示すように、杭２０に係合していない結合部１２を有する他方のストラット部材１１をヒンジ部１５を軸として反時計回りに回動させることによって、他方のストラット部材１１の結合部１２の半割鞘管部１２ａを中央部の杭２０の残りの外周略半分に係合するとともに、他方の結合部１２のフランジ部１２ｂを一方の結合部１２のフランジ部１２ｂに当接し、他方の結合部１２のプレート１５ａを一方の結合部１２のプレート１５ａに当接する。これによって、中央部の杭２０の周囲が結合部１２，１２の半割鞘管部１２ａ，１２ａによって包囲される。その後、互いに当接しているフランジ部１２ｂ，１２ｂに設けられているボルト挿通孔１７，１７（図２参照）および互いに当接しているプレート１５ａ，１５ａに設けられているボルト挿通孔１８，１８（図３参照）にそれぞれボルト２５を挿通してナットによって締め付ける。

また、上述したように、他方のストラット部材１１を反時計回りに回動させるとともに、当該ストラット部材１１と一方のストラット部材１１を延伸し、さらに、これら両ストラット部材１１によって構成されている一体化ストラット部材１６の両端部にそれぞれ設けられている円筒状の結合部１２，１２のうちの外側の結合部１２を、ヒンジ部１５を軸として、内側の結合部１２から離れるように回動させることによって、開く。なお、ストラット部材１１を延伸する場合、その内管１１ｂを軸方向に移動させて、外管１１ａから軸方向に離間させることによって行う。

次に、図７ｃに示すように、内管１１ｂの先端部に設けられている内側の結合部１２の半割鞘管部１２ａを両側の杭２０の外周略半分に係合したうえで、開いている外側の結合部１２をヒンジ部１５を軸として回動させることによって、外側の結合部１２のフランジ部１２ｂを内側の結合部１２のフランジ部１２ｂに当接するとともに外側の結合部１２のプレート１５ａを内側の結合部１２のプレート１５ａに当接する。これによって、両側の杭２０の周囲が結合部１２，１２の半割鞘管部１２ａ，１２ａによって包囲される。その後、互いに当接しているフランジ部１２ｂ，１２ｂに設けられているボルト挿通孔１７，１７および互いに当接しているプレート１５ａ，１５ａに設けられているボルト挿通孔１８，１８にそれぞれボルト２５を挿通してナットによって締め付ける。

このようにして、補強部材１０の複数の結合部１２を複数の杭２０に結合する（結合工程）ことによって、図８に示すように補強部材１０を杭群の所定の複数の杭２０に取り付け、ブラケット２６（図４参照）上に載置する。これにより補強部材１０を上下方向所定部位に位置決めする。
なお、補強部材１０を複数の杭２０に取り付けた状態では、ストラット部材１１が伸縮可能であるため、杭２０が鉛直方向に延在しておらず傾斜していても、補強部材１０を上下方向にスライドさせることが可能である。また、ブラケット２６は杭２０に予め取り付けておいてもよいし、杭２０を施工した後当該杭に取り付けてもよい。

このようにして、補強部材１０を位置決めした後、結合部１２と杭２０との間の隙間に凝固材を注入する。この凝固材としては例えば膨張モルタルを使用し、杭２０を円筒状に包囲する結合部１２，１２と杭２０との間の隙間に、膨張モルタルを注入する。この場合、結合部１２の下端において前記隙間を塞ぐ処置を施したうえで、結合部１２の上端側から前記隙間に膨張モルタルを注入する。このようにして、結合部１２を杭２０に強固に結合する。

また、入れ子状に構成されたストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしの間に凝固材を注入する。この凝固材としては例えば膨張モルタルを使用する。
すなわち、外管１１ａに、当該外管１１ａと内管１１ｂとの間の隙間に連通する図示しない注入孔と空気抜き孔を外管１１ａの径方向に対向して設けておき、注入孔から膨張モルタルを前記隙間に注入し、当該隙間に存在していた空気を空気抜き孔から排出することによって、隙間に膨張モルタルを隙間なく充填する。これによって、ストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしが膨張モルタルによって強固に結合され、複数の杭２０を剛に連結することができる。
なお、上述したように、外管１１ａと内管１１ｂとの間の隙間は軸方向両端部においてシール部材１３ａ，１３ｂによって密封されているので、当該軸方向両端部から膨張モルタスが漏洩するのを防止している。

杭群においては複数の杭２０が平面視において縦横に所定間隔で複数設けられているので、補強すべき複数の杭２０を上述したような補強部材１０によって次々に連結することによって水域構造物１を補強する。

以上のように、本実施の形態によれば、補強部材１０が、伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材１１と、当該ストラット部材１１の両端部にそれぞれ設けられて、杭群の複数２０の杭にそれぞれ結合可能な結合部１２と備え、複数のストラット部材１１は、連結部において結合部１２，１２どうしをヒンジ部１５によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部１５を軸として回動可能な一体化ストラット部材１６となっているので、１つの補強部材１０を設置することによって、複数のストラット部材１１を設置することができる。したがって、従来に比して、全てのストラット部材１１を設置する手間を半分以上軽減できるので、水域構造物１の補強が従来に比して容易となる。

また、複数のストラット部材１１は、連結部において結合部１２，１２どうしをヒンジ部１５によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部１５を軸として回動可能な一体化ストラット部材１６となっているので、結合部１２を杭２０に結合することによって、従来要していた仮固定の必要がない。このため、水中での作業負担を軽減できる。
さらに、複数のストラット部材１１は、連結部において結合部１２，１２どうしをヒンジ部１５によって結合することによって、水平面内においてヒンジ部１５を軸として回動可能であるので、ストラット部材１１をヒンジ部１５によって水平面内において回動することによって、一体化ストラット部材１６、つまり補強部材１０の平面視における形状を適宜変更することができる。したがって、補強部材１０を容易に杭群に配置して複数の結合部１２を杭群の複数の杭２０に容易に結合できる。

また、ストラット部材１１，１１の連結部において、結合部１２，１２どうしは、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうしをヒンジ部１５によって結合することによって、連結されているので、連結部において半割鞘管部１２ａ，１２ａどうしをヒンジ部１５を軸として開くことによって、半割鞘管部１２ａ，１２ａ間に杭２０を配置でき、その後、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうしをヒンジ部１５を軸として閉じることによって、半割鞘管部１２ａ，１２ａを杭に容易かつ確実に結合できる。

また、ストラット部材１１が、伸縮機能によって水平方向に伸縮および／またはヒンジ部１５によって水平面内において回動することによって、一体化ストラット部材１６、すなわち補強部材１０が平面視における形状が変形可能であるので、補強部材１０を水面に浮かべ、該補強部材１０を杭群の間まで所望の形状で曳航できるとともに、杭群の上下方向所定部位において、補強部材１０を所定の平面形状に変更して、補強部材１０の複数の結合部１２を杭群の複数の杭２０にそれぞれ容易かつ確実に結合できる。

さらに、下部構造物２１の横外方から、伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材１１を備えた補強部材１０を搬入して当該下部構造物２１に取り付けることが可能となるため、既設の上部構造物２２をそのまま活かして桟橋１を補強することができ、上部構造物２２を一旦撤去および再設置する必要がない。したがって、労力および工期の点で優れ、コスト上大いに有利である。
また、結合部１２を杭２０に結合した結合工程の後、入れ子状の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうし間に凝固材を注入するので、ストラット部材１１の伸縮要素どうしが凝固材によって強固に結合され、２本の杭２０，２０を剛に連結することができる。
加えて、結合工程において、結合部１２を杭２０に結合した後、結合部１２と杭２０との間に凝固材を注入するので、結合部１２を杭２０に強固に結合することができる。

（第２の実施の形態）
図９～図１１は、第２の実施の形態の補強部材１０Ａを示す平面図である。当該補強部材１０Ａが第１の実施の形態の補強部材１０と主に異なる点は、ストラット部材１１，１１の連結部における結合部１２，１２の取付構造であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

図９に示すように、ストラット部材１１，１１の連結部において、結合部１２，１２の半割鞘管部１２ａ，１２ａは、当該半割鞘管部１２ａ，１２ａの周方向の中央部と同半割鞘管部１２ａ，１２ａの中心とを通る直線Ｌと、ストラット部材１１の中心軸線Ｏとのなす角度θが４５°となるように、配置され、この状態でストラット部材１１，１１の端部に固定されている。したがって、結合部１２，１２によって結合されるストラット部材１１，１１は半割鞘管部１２ａ，１２ａを円筒状に配置（結合）した状態において、直角に配置されている。
また、本実施の形態では、一方のストラット部材１１は、他方のストラット部材１１より長くなっているが、等しい長さであってもよい。

また、結合部１２，１２どうしをヒンジ結合するヒンジ部１５は、直角に配置されたストラット部材１１，１１の内側の角部に配置され、フランジ部１２ｂ，１２ｂはストラット部材１１，１１の外側の角部に配置されている。そして、フランジ部１２ｂ，１２ｂどうしおよびプレート１５ａ，１５ａどうしがそれぞれボルト２５，２５によって締結されることによって、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうし、つまり結合部１２，１２どうしが結合した状態で強固に固定されている。

このような補強部材１０Ａでは、図１０に示すように、２本のストラット部材１１，１１の連結部において、一方のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において時計回りに９０度だけ回動させることによって折り畳んだ平面形状となり、コンパクトなものとなる。また、一方のストラット部材１１が他方のストラット部材１１より長いので、折り畳んだ状態において、補強部材１０Ａの両端部に設けられている結合部１２，１２どうしが干渉することがない。

本実施の形態の補強部材１０Ａでは、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、図１１に示すように、略直角三角形の頂点に配置されている３本の杭２０を１つの補強部材１０Ａで連結して補強できるという効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図１２～図１４は、第３の実施の形態の補強部材１０Ｂを示す平面図である。当該補強部材１０Ｂが第１の実施の形態の補強部材１０と主に異なる点は、３本のストラット部材１１を連結することによって、一体化ストラット部材１６を構成した点であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

図１２に示すように、本実施の形態の補強部材１０Ｂは、３本のストラット部材１１を有しており、互いに隣り合うストラット部材１１，１１どうしは、結合部１２，１２どうしをヒンジ部１５によってヒンジ結合することによって連結されている。
また、図１２において、左側のストラット部材１１と中央側のストラット部材１１とを連結している結合部１２，１２は、ヒンジ部１５を下側に、フランジ部１２ｂ，１２ｂを上側にして配置されている。また、右側のストラット部材１１と中央側のストラット部材１１とを連結している結合部１２，１２は、ヒンジ部１５を上側に、フランジ部１２ｂ，１２ｂを下側にして配置されている。
この状態において、結合部１２，１２どうしがボルト２５，２５によって締結されることによって、補強部材１０Ｂは一直線状になった状態で固定されている。

また、前記一体化ストラット部材１６は、水面および／または水中において、３本のストラット部材１１が、伸縮機能によって水平方向に伸縮および／またはヒンジ部１５によって水平面内において回動することによって、平面視における形状が変形可能である。
すなわち、図１３に示すように、中央側のストラット部材１１と左側のストラット部材１１の連結部において、左側のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において所定角度だけ回動させることによって、折れ曲がり、さらに、中央側のストラット部材１１と右側のストラット部材１１の連結部において、右側のストラット部材１１を、ヒンジ部１５を軸として水平面内において回動させることによって折り畳んだ状態となる。

また、図１３における折れ曲がった左側のストラット部材１１を、図１４に示すように、さらにヒンジ部１５を軸として水平面内において所定角度だけ回動させて、中央側のストラット部材１１と平行に配置することによって、折り畳んだ平面形状となり、コンパクトなものとなる。

このような補強部材１０Ｂは、図１４に示すような、折り畳んだ状態で杭群まで曳航される（曳航工程）。
すなわち、左右に所定間隔をもって隣り合う４本の杭２０のうち、中央側の２本の杭２０，２０の間まで補強部材１０Ｂを曳航したうえで、図１５（ａ）に示すように、中央部のストラット部材１１を延伸することによって、当該ストラット部材１１の両端の結合部１２，１２をそれぞれ前記２本の杭２０，２０の外周略半分に係合する。

次に、図１５（ｂ）に示すように、図１５（ａ）において、上側のストラット部材１１をヒンジ部１５を軸として、時計回りに回転させるとともに、当該ストラット部材１１の端部の外側にある結合部１２をヒンジ部１５を軸として反時計回りに回転させて開く。
また、図１５（ａ）において、下側のストラット部材１１をヒンジ部１５を軸として、時計回りに回転させるとともに、当該ストラット部材１１の端部の外側にある結合部１２をヒンジ部１５を軸として反時計回りに回転させて開く。

次に、図１５（ｂ）において、左右両側のストラット部材１１，１１をそれぞれヒンジ部１５，１５を軸として、さらに時計回りに回転させるとともに、当該ストラット部材１１，１１を延伸することによって、図１５（ｃ）に示すように、当該ストラット部材１１，１１の結合部１２，１２を中央側のストラット部材１１の両端の結合部１２，１２にそれぞれ結合し、さらに、左右両側のストラット部材１１，１１の開いていた結合部１２，１２をヒンジ部１５を軸として時計回りに回転させることによって、当該結合部１２，１２を閉じる。これによって、４本の杭２０にはそれぞれ補強部材１０Ｂの結合部１２，１２が結合される（結合工程）。

また、このような結合工程によって、補強部材１０Ｂを杭群の所定の複数の杭２０に取り付けた後、第１の実施の形態と同様に、補強部材１０Ｂをブラケット２６（図４参照）上に載置して、当該補強部材１０Ｂを上下方向所定部位に位置決めする。
そして、補強部材１０Ｂを位置決めした後、第１の実施の形態と同様に、結合部１２と杭２０との間の隙間に膨張モルタル等の凝固材を注入する。これによって、結合部１２を杭２０に強固に結合する。

また、第１の実施の形態と同様に、入れ子状に構成されたストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしの間に膨張モルタル等の凝固材を注入する。これによって、ストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしが膨張モルタルによって強固に結合され、複数の杭２０を剛に連結することができる。

本実施の形態の補強部材１０Ｂでは、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、図１５（ｃ）に示すように、左右に所定間隔で配置されている４本の杭２０を１つの補強部材１０Ｂで連結して補強できるという効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
図１６～図１８は、第４の実施の形態の補強部材１０Ｃを示す平面図である。当該補強部材１０Ｃが第３の実施の形態の補強部材１０Ｂと主に異なる点は、ストラット部材１１，１１の連結部における結合部１２，１２の取付構造であるので、以下ではこの点について説明し、第３の実施の形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

図１６に示すように、ストラット部材１１，１１の連結部において、結合部１２，１２の半割鞘管部１２ａ，１２ａは、当該半割鞘管部１２ａ，１２ａの周方向の中央部と同半割鞘管部１２ａ，１２ａの中心とを通る直線Ｌと、ストラット部材１１の中心軸線Ｏとのなす角度θが４５°となるように、配置され、この状態でストラット部材１１，１１の端部に固定されている。したがって、結合部１２，１２によって結合される３本のストラット部材１１，１１は半割鞘管部１２ａ，１２ａを円筒状に配置（結合）した状態において、略コ字形に配置されている。

また、結合部１２，１２どうしをヒンジ結合するヒンジ部１５は、コ字形に配置されたストラット部材１１，１１の左角部においては、ストラット部材１１，１１の外側の角部に配置され、コ字形に配置されたストラット部材１１，１１の右角部においては、ストラット部材１１，１１の内側の角部に配置されている。そして、フランジ部１２ｂ，１２ｂどうしおよびプレート１５ａ，１５ａどうしがそれぞれボルト２５，２５によって締結されることによって、半割鞘管部１２ａ，１２ａどうし、つまり結合部１２，１２どうしが結合した状態で強固に固定されている。

また、本実施の形態の補強部材１０Ｃでは、コ字形に配置されたストラット部材１１，１１の左角部におけるプレート１５ａが他のプレート１５ａより長くなっており、これによって、図１７に示すような平面形状になった際の、右側の結合部１２，１２どうしの干渉を防止している。
つまり、図１６に示す状態から、左角部に位置するヒンジ部１５を軸として左側のストラット１１を時計回りに２７０度回転させて折り畳んだ状態において、図１７に示すように、右上側の結合部１２がその直下に位置する結合部１２に干渉するのを防止している。さらに、図１６に示す状態から、右角部に位置するヒンジ部１５を軸として右側のストラット部材１１を時計回りに９０度回転させて折り畳むことによって、図１７に示すような折り畳んだコンパクトな平面形状となる。

このような補強部材１０Ｃは、図１８（ａ）に示すような、折り畳んだ状態で杭群まで曳航される（曳航工程）。
すなわち、左右に所定間隔をもって隣り合う２本の杭２０の間まで補強部材１０Ｃを曳航したうえで、図１８（ａ）に示すように、中央部のストラット部材１１を延伸することによって、当該ストラット部材１１の両端の結合部１２，１２をそれぞれ２本の杭２０，２０の外周略半分に係合する。

次に、図１８（ｂ）に示すように、図１８（ａ）において、上側のストラット部材１１をヒンジ部１５を軸として、反時計回りに回転させるとともに、当該ストラット部材１１の端部の外側にある結合部１２をヒンジ部１５を軸として時計回りに回転させて開く。
また、図１８（ａ）において、下側のストラット部材１１をヒンジ部１５を軸として、反時計回りに回転させるとともに、当該ストラット部材１１の端部の外側にある結合部１２をヒンジ部１５を軸として反時計回りに回転させて開く。

次に、図１８（ｂ）において、左右両側のストラット部材１１，１１をそれぞれヒンジ部１５，１５を軸として、さらに反時計回りに回転させることによって、図１８（ｃ）に示すように、当該ストラット部材１１，１１の結合部１２，１２を中央側のストラット部材１１の両端の結合部１２，１２にそれぞれ結合し、さらに、当該ストラット部材１１，１１を延伸し、さらに左右両側のストラット部材１１，１１の開いていた結合部１２，１２をヒンジ部１５を軸として反時計回りに回転させることによって、当該結合部１２，１２を閉じる。これによって、４本の杭２０にはそれぞれ補強部材１０Ｃの結合部１２，１２が結合される（結合工程）。

また、このような結合工程によって、補強部材１０Ｃを杭群の所定の複数の杭２０に取り付けた後、第１の実施の形態と同様に、補強部材１０Ｃをブラケット２６（図４参照）上に載置して、当該補強部材１０Ｂを上下方向所定部位に位置決めする。
そして、補強部材１０Ｃを位置決めした後、第１の実施の形態と同様に、結合部１２と杭２０との間の隙間に膨張モルタル等の凝固材を注入する。これによって、結合部１２を杭２０に強固に結合する。

また、第１の実施の形態と同様に、入れ子状に構成されたストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしの間に膨張モルタル等の凝固材を注入する。これによって、ストラット部材１１の伸縮要素（外管１１ａと内管１１ｂ）どうしが膨張モルタルによって強固に結合され、複数の杭２０を剛に連結することができる。

本実施の形態の補強部材１０Ｃでは、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、図１８（ｃ）に示すように、上下左右に所定間隔で配置されている４本の杭２０を１つの補強部材１０Ｃで連結して補強できるという効果を得ることができる。

なお、上述した第１～第４の実施の形態において、補強部材１０、１０Ａ～１０Ｃをそれぞれ構成するストラット部材１１の長さは適宜調整され、当該ストラット部材１１を構成する外管１１ａおよび内管１１ｂの長さも適宜調整される。
また、４本のストラット部材１１によって、平面視ロ字形に補強部材を構成してもよいし、さらに、平面視四角形以上の多角形に補強部材を構成してもよい。

また、上述した第１～第４の実施の形態では、ストラット部材１１の伸縮機能として、当該ストラット部材１１を外管１１ａと、この外管１１ａ内に軸方向に移動可能に挿入された内管１１ｂとによって構成し、これら外管１１ａと内管１１ｂとを相対的に軸方向に移動させることで、伸縮させるようにしたが、ストラット部材１１の伸縮機能はこれに限ることはない。
例えば、図１９に示すように、ストラット部材１１Ａを、中空部を有しかつ軸方向に伸縮可能な１本の可撓性部材１１Ａで構成し、この可撓性部材の両端部にそれぞれ結合部１２，１２を取り付けてもよい。
このようなストラット部材１１Ａを備えた補強部材１０Ｄは、施工時にストラット部材１１Ａを伸縮させて両結合部１２，１２間の距離を調整可能とする。そして、図１９（ｂ）に示すように、可撓性部材１１Ａを短縮させた状態で既設杭と既設杭の間に側方から挿入が可能で、延伸させることで両結合部１２，１２をそれぞれ対応する既設杭に結合できる。

既設杭の所定位置に結合部１２を結合した後、結合部１２と既設杭との間に凝固材（充填材）を充填することで結合部１２と既設杭とを一体化する。その後、可撓性部材１１Ａの中空部に充填材を充填することで、両結合部１２，１２どうしが強固に連結され、構造部材として機能する。
最終的に、固化した充填材が構造部材となるため、可撓性部材１１Ａには大きな強度は必要なく、結合部１２，１２を繋いでいることおよび充填材が充填される空間を有していること、が求められる。可撓性部材１１Ａの素材としては、ゴム、プラスチック等が考えられる。

１ 桟橋（水域構造物）
１０，１０Ａ～１０Ｄ 補強部材
１１，１１Ａ ストラット部材
１１ａ 外管（伸縮要素）
１１ｂ 内管（伸縮要素）
１２ 結合部
１２ａ 半割鞘管部
１５ ヒンジ部
１６ 一体化ストラップ部材
２０ 杭
２１ 下部構造物
２２ 上部構造物

Claims (6)

1. 杭群を備えた水域構造物を補強する際に使用される水域構造物の補強部材であって、
   伸縮機能を有し、かつ連結された複数のストラット部材と、
   前記ストラット部材の両端部にそれぞれ設けられて、前記杭群の複数の杭にそれぞれ結合可能な結合部とを備え、
   複数のストラット部材は、連結部において前記結合部どうしをヒンジ部によって結合することによって、水平面内において前記ヒンジ部を軸として回動可能な一体化ストラット部材となっていることを特徴とする水域構造物の補強部材。
2. 前記結合部は、前記杭の周囲を包囲する半割形状の半割鞘管部を有し、
   前記ストラット部材の前記連結部において、前記結合部どうしは、前記半割鞘管部どうしをヒンジ部によって結合することによって、連結されていることを特徴とする請求項１に記載の水域構造物の補強部材。
3. 前記一体化ストラット部材は、水面および／または水中において、前記ストラット部材が、前記伸縮機能によって水平方向に伸縮および／または前記ヒンジ部によって水平面内において回動することによって、平面視における形状が変形可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の水域構造物の補強部材。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の水域構造物の補強部材を使用して前記水域構造物を補強する水域構造物の補強工法であって、
   前記補強部材を水面に浮かべ、当該補強部材を前記杭群の間まで曳航する曳航工程と、
   前記杭群の上下方向所定部位において、前記補強部材の複数の結合部を前記杭群の複数の杭にそれぞれ結合する結合工程とを含むことを特徴とする水域構造物の補強工法。
5. 前記補強部材の前記ストラット部材を入れ子状にして伸縮可能となし、
   前記結合工程の後、前記入れ子状の伸縮要素どうし間に凝固材を注入することを特徴とする請求項４に記載の水域構造物の補強工法。
6. 前記結合工程において、前記結合部を前記杭に結合した後、前記結合部と前記杭との間に凝固材を注入すること特徴とする請求項４または５に記載の水域構造物の補強工法。

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