JP7365246B2 - コンクリート充填鋼管部材、接合構造及び接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート充填鋼管部材等に関する。

鉄筋コンクリート（以下、ＲＣとも言う。）高架橋などのコンクリート構造体に係る技術として、コンクリート充填鋼管部材（以下、ＣＦＴ部材とも言う。）と鉄筋コンクリート部材とを接合する技術がある（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

特開２０１５－０９００４６号公報 特開２００２－１２９６５２号公報

ＣＦＴ部材と鉄筋コンクリート部材とを接合する構造では、従来、頭付きスタッドジベルや、孔あき鋼板ジベル等をＣＦＴ部材の鋼管部に溶接し、これを巻き込むように鉄筋コンクリート部材を構築する。頭付きスタッドジベルや孔あき鋼板ジベル等の鋼部材への溶接は、作業時間や施工費が増加する。また、溶接に伴う鋼材の変形や、溶接箇所に残留応力が生じるおそれもある。その為、溶接を必要としないＣＦＴ部材と鉄筋コンクリート部材との接合方法が求められている。

また、工事管理の観点から、溶接や型枠工が可能な技能労働者が減少していることへの対応や、早期開業・工期短縮への対応も望まれている。

また、ＲＣ高架橋の高架下の有効利用等のために、梁や桁の長スパン化に対する需要が多いが、梁や桁を長スパン化すると、鉄筋量が多くなる傾向にあるため、施工性が悪くなる。すなわち、ＲＣ高架橋を現場で構築する場合、構築する部材を支保工等で受ける必要がある。支保工を組み立てるためには、仮足場や施工場所の確保が必要となり、当然、施工場所や施工時間、施工費は、梁や桁のスパンが長い程多く必要となる。また、鉄筋や型枠を現地で組み立てには、熟練された技術や多くの作業者を必要とするが、これも梁や桁のスパンが長い程多く必要となる。このように、ＲＣ高架橋等のコンクリート構造に関して、現場での鉄筋や型枠の組み立てを削減する工法も求められている。

本発明は、ＣＦＴ部材と鉄筋コンクリート部材との接合に係り溶接を不要とする接合技術を提供すること、を第１の課題として考案されたものである。また、第１の課題を解決する技術でありながら、ＲＣ高架橋等のコンクリート構造に係り、現場での鉄筋や型枠の組み立てを削減すること、を第２の課題とする。

上述した課題を解決するための第１の発明は、現場で打設される鉄筋コンクリート部材に接合するコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）であって、鋼管の前記鉄筋コンクリート部材との接合面に設けられた挿入孔部と、両端の差込部が前記挿入孔部に挿入され、両端の差込部を連結する連結部が前記挿入孔部の外に出た状態とされて、当該連結部が前記鉄筋コンクリート部材内に埋設されるズレ止め鉄筋と、コンクリートが充填された鋼管内部の充填部と、を備えたコンクリート充填鋼管部材である。

第１の発明によれば、鋼管内にズレ止め鉄筋の差込部が挿入されたままコンクリートが充填されるため、ズレ止め鉄筋は鋼管に対して強固に定着される。そして、ズレ止め鉄筋の連結部は、当該コンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）に接合される鉄筋コンクリート部材内に埋設される。よって、第１の発明のコンクリート充填鋼管部材と、鉄筋コンクリート部材とは、溶接無しに強固に接合される。

そして、第１の発明のコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）を、ラーメン高架橋の梁や桁等として用いることで、梁や桁に係る鉄筋や型枠の組み立てを省略できるので、施工場所や施工時間の低減が可能になる。なお、ここで言う「鉄筋コンクリート部材」は、必ずしも鉄筋とコンクリートのみで出来ている部材を意味しない。例えば、構造材としてＨ形鋼などの鉄骨部材を用いた鉄骨鉄筋コンクリート部材も含まれる。

第２の発明は、前記充填部を形成するためのコンクリートを注入する注入口、を更に備えた第１の発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第２の発明によれば、コンクリートの注入口を備えているので、現場でコンクリートを充填することが可能になる。よって、予めコンクリートの充填まで終わらせて完成品としてのコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）を、所定位置へ設置する工法も可能であるし、未充填の鋼管（又はズレ止め鉄筋の設置も済ませた状態の鋼管）を所定位置に設置した後にコンクリートを現場で充填する工法も可能になる。

第３の発明は、前記挿入孔部が、前記鋼管の長手方向に沿って前記接合面に複数設けられ、前記ズレ止め鉄筋は、前記挿入孔部それぞれに対して設置され、前記長手方向に沿って設置された前記ズレ止め鉄筋同士の前記連結部を連結する連結鉄筋、を更に備えた第１又は第２の発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第３の発明によれば、複数のズレ止め鉄筋は連結鉄筋により一体的に連結されるので、コンクリート充填鋼管部材と鉄筋コンクリート部材との接合強度を向上できる。

第４の発明は、前記差込部が前記挿入孔部に挿入された前記ズレ止め鉄筋を前記鋼管に対して仮留めする仮留め構造、を更に備えた第１～第３の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第４の発明によれば、ズレ止め鉄筋の配筋工程が容易になる。

第５の発明は、前記仮留め構造が、前記ズレ止め鉄筋の前記挿入孔部から外に出た部分を挟持するクリップである、第４の発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第５の発明によれば、ズレ止め鉄筋の設置を行う作業者は、挿入孔部に対するズレ止め鉄筋の位置を合わせて、ズレ止め鉄筋の挿入孔部から外に出た部分にクリップを嵌めれば仮留め作業を完成できる。すなわち、仮留めの工程が容易となる。また、ズレ止め鉄筋の位置の修正も容易となる。

第６の発明は、前記仮止め構造が、前記ズレ止め鉄筋を、前記鋼管の厚みを挟んで締結する締結部である、第４の発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第６の発明によれば、仮留め構造を、ズレ止め鉄筋と鋼管との連結強度を確保する部位として用いることが可能になる。従って、ズレ止め鉄筋の差込部の長さが十分確保できない状況であっても、仮留め構造で連結強度を確保できるので、コンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）の設計自由度が向上する。

第７の発明は、前記仮留め構造が、前記連結部の屈曲形状で構成されている、第４の発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第７の発明によれば、仮留めを実現するために、別途、仮留め用の鉄筋や結束線などの部材を用意しなくても済むので、工費節減と工数低減に役立つ。

第８の発明は、前記挿入孔部が、１つの前記ズレ止め鉄筋に対する２つの孔部の組み合わせでなる、第１～第７の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第８の発明によれば、２本の差込部に一対一で対応する２つの孔部が用意されているので、鋼管に対するズレ止め鉄筋の設置位置や設置姿勢が明確となり、ズレ止め鉄筋の設置工程の作業性が向上する。

第９の発明は、前記鉄筋コンクリート部材はスラブであり、前記コンクリート充填鋼管部材は横架材である、第１～第８の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材である。

第９の発明によれば、第１～第８の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材を梁や桁とする有床コンクリート構造体が実現される。横架材を現場で型枠組立・配筋・コンクリート打設を行って構築する場合よりも、梁や桁といった横架材をコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）とすることで、型枠や鉄筋を現場で組み立てる配筋工程を省略でき、施工性が向上する。当然、型枠や鉄筋の前提となる支保工等も必要なくなるので、支保工のための施工場所や施工時間、施工費を縮減できる。また、それらを実現する作業者の熟練技術や多くの作業品も必要としない。

第１０の発明は、現場で打設される鉄筋コンクリート部材と、前記鉄筋コンクリート部材に接合する第１～第９の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材と、を具備した接合構造である。

第１０の発明によれば、第１～第９の何れかの発明のコンクリート充填鋼管部材を用いたコンクリート構造体が実現される。当該コンクリート充填鋼管部材に相当する部位を従来通り現場で型枠組立・配筋・コンクリート打設して構築する場合に比べて、型枠や鉄筋を現場で組み立てる配筋工程の省略、支保工の省略、支保工のための施工場所や施工時間、施工費を縮減できる。

第１１の発明は、コンクリート充填鋼管部材と現場で打設される鉄筋コンクリート部材との接合方法であって、側面に挿入孔部を有する前記コンクリート充填鋼管部材の未充填状態の鋼管を、前記挿入孔部を前記鉄筋コンクリート部材に向けた姿勢で設置する鋼管設置工程と、前記鋼管設置工程の後に、両端の差込部が連結部で連結されて形成されたズレ止め鉄筋の前記両端の差込部を、前記挿入孔部を通じて前記鋼管内に挿入するズレ止め鉄筋設置工程と、前記ズレ止め鉄筋設置工程の後に、前記鋼管にコンクリートを充填する充填工程と、前記充填工程の後に、前記連結部を埋設するように前記鉄筋コンクリート部材に係る打設を行う鉄筋コンクリート打設工程と、を含む接合方法である。

第１１の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得ることができる。

第１実施形態における鉄道用ＲＣ高架橋を示す図。 ＣＦＴ梁とスラブの接合部周りの構造例を示す断面図。 第１実施形態における鋼管をスラブとの接合面から見た上面図。 第１実施形態におけるズレ止め鉄筋の構成例を示す図。 第１実施形態における仮留め構造の構成例を示す斜視図。 コンクリート構造体の接合構造を実現する接合方法のフローチャート。 鋼管設置工程と、ズレ止め鉄筋設置工程と、を説明するための図。 連結工程を説明するための図。 充填工程を説明するための図。 充填工程を説明するための図。 第２実施形態におけるＣＦＴ梁とスラブの接合部周りの構造例を示す断面図。 第２実施形態におけるズレ止め鉄筋と仮留め構造の構成例を示す図。 第２実施形態における鋼管をスラブとの接合面から見た上面図。 ズレ止め鉄筋の変形例を示す図（その１）。 ズレ止め鉄筋の変形例を示す図（その２）。

以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限られないことは勿論である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明が適用されたコンクリート構造体の第１実施形態として、鉄道用ＲＣ高架橋を示す図である。鉄道用ＲＣ高架橋４は、柱５と、ＣＦＴ桁１０Ｋと、ＣＦＴ梁１０Ｈと、スラブ５０とを有し、スラブ５０の上面に軌道６と防音フェンス７などを備える。

ＣＦＴ桁１０ＫとＣＦＴ梁１０Ｈは、コンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）である。スラブ５０は、現場で、配筋・型組み・コンクリート打設が行われる鉄筋コンクリート部材である。柱５は、ＣＦＴ桁１０Ｋ及びＣＦＴ梁１０Ｈに接合され、ＣＦＴ桁１０Ｋ・ＣＦＴ梁１０Ｈ・スラブ５０の三者は相互に接合されている。

図２は、鉄道用ＲＣ高架橋４のＣＦＴ梁１０Ｈとスラブ５０の接合部周りの構造例を示す断面図である。なお、理解を容易にするために、スラブ５０のコンクリート部分は図示を省略している。また、図２には、ＣＦＴ梁１０Ｈの長手方向とスラブ５０との接合面の向きを軸方向で示す直交３軸を示す。以降の図中で示される直交３軸はこれと同じものである。

ＣＦＴ梁１０Ｈは、鋼管１１と、鋼管１１の長手方向に複数設置されるズレ止め鉄筋２０と、連結鉄筋３０と、充填部３２と、仮留め構造４０と、を備える。

図３は、鋼管１１をスラブ５０（鉄筋コンクリート部材）との接合面（上面）から見た図である。鋼管１１は、接合面側に、上面視円形の挿入孔部１２（図中の小さい白丸）と、充填部３２を形成するためのコンクリートを注入する注入口１３（図中の大きい白丸）、を有する。

挿入孔部１２は、鋼管１１の長手方向（ＣＦＴ長手方向）に沿って接合面に複数設けられており、１つの挿入孔部１２は、１つのズレ止め鉄筋２０に対する２つの孔部１２ａ及び孔部１２ｂの組み合わせでなる。孔部１２ａ及び孔部１２ｂは、上面視円形の貫通孔である。孔部１２ａ及び孔部１２ｂの径は、充填部３２の形成にともなって、ズレ止め鉄筋２０の周囲（少なくとも鋼管１１の板の厚み部分）にコンクリートが充填されるのに十分な余地が残るように設定されている。

なお、注入口１３の配置数や配置位置関係は、図３の例に限定されるものではなく、適宜設定可能である。

また、図３の例では、鋼管１１の横方向に、２つの挿入孔部１２を配列した構成を示しているが、この配列数及び配列間隔は適宜設定可能である。同様に、鋼管１１のＣＦＴ長手方向への挿入孔部１２の配列数及び配列間隔も適宜設定可能である。

図４は、ズレ止め鉄筋２０の構成例を示す図である。ズレ止め鉄筋２０は、挿入孔部１２それぞれに対して設置される。ズレ止め鉄筋２０は、ＣＦＴ梁１０Ｈとスラブ５０とを連結する部材であって異形鉄筋を曲げて作ることができる。具体的には、ズレ止め鉄筋２０は、少なくも２つの差込部２１と、差込部２１を連結する連結部２３と、を有する。

差込部２１は、挿入孔部１２に１対１で挿入され、充填部３２の形成にともなって鋼管１１内でコンクリートに埋設・定着される定着部となる。図４の例では、差込部２１は直状部位として描かれているが、定着長や定着強度を稼ぐために適宜曲がり部や凹凸部を有するとしてもよい。

連結部２３は、２つの差込部２１それぞれの端部を連結する部位である。図４の例では、連結部２３は、差込部２１を略直状に連結しているので、ズレ止め鉄筋２０全体として、アルファベットのＵ字状、片仮名のコの字状の形状を成しているが、連結部２３は湾曲を成しても良いし、全体で何度か屈曲する形状（例えば，アルファベットのＷ字状など）であってもよい。連結部２３は、作業時には作業者の持ち手ともなり、完成すればスラブ５０のコンクリートとの定着を確保し、スラブ５０との連結強度が高くなる。

図５は、仮留め構造４０の構成例を示す斜視図である。仮留め構造４０は、ズレ止め鉄筋２０の挿入孔部１２から外に出た部分を一体的に挟持するクリップであって、差込部２１が挿入孔部１２に挿入されたズレ止め鉄筋２０の鋼管１１に対する相対位置を仮留めする。

具体的には、仮留め構造４０は、板金で作成されたクリップであって、弾性変形して差込部２１を抱き込み把持する２つの把持部４１と、これらを横方向に連結する中間部４３と、中間部４３の下端が折り曲げられた倒れ防止片４５と、を有する。

なお、ここで言う「仮留め」は、位置関係を次工程の作業に支障がでない程度に暫定的に留める意味であり、必ずしも鋼管１１と不動に固定される状態に限定されない。図２の例では、ズレ止め鉄筋２０は、挿入孔部１２に上から差し込むので、ズレ止め鉄筋２０の連結部２３が鋼管１１の外面上から突出寸法Ｈ１（図７参照）を保持できれば、仮留めとしての用を果たすこととなる。

図２に戻って、連結鉄筋３０は、複数のズレ止め鉄筋２０を連結する異径鉄筋部材である。図２の例では、連結鉄筋３０は、ＣＦＴ長手方向（図２の奥行き方向）に並ぶズレ止め鉄筋２０同士を連結しているが、ＣＦＴ梁１０Ｈの横方向（図２に向かって左右方向）に並ぶズレ止め鉄筋２０を連結するように配置構成されてもよい。連結鉄筋３０を設けることで、ＣＦＴ梁１０Ｈとスラブ５０との定着力が、連結鉄筋３０を設けない場合よりも向上する。

充填部３２は、注入口１３（図３参照）から注入されたコンクリートが、鋼管１１内部に充填されて硬化することで形成される。

スラブ５０は、主鉄筋５１と、適宜設けることができる補強筋５２と、結束部５３と、を有する。主鉄筋５１とズレ止め鉄筋２０とは、結束部５３により結束される。図２の例では、１本の主鉄筋５１が、ＣＦＴ梁１０Ｈの横幅方向に並ぶ複数のズレ止め鉄筋２０と結束されているが、結束関係は図２の例に限らず適宜設定可能である。

次に、コンクリート構造体の接合構造を実現する接合方法について説明する。
図６は、接合方法のフローチャートである。当該接合方法は、鋼管設置工程（ステップＳ２）と、ズレ止め鉄筋設置工程（ステップＳ４）と、連結工程（ステップＳ６）と、充填工程（ステップＳ８）と、スラブ配筋工程（ステップＳ１０）と、スラブ５０に懸かるコンクリート打設を行う鉄筋コンクリート部材打設工程（ステップＳ１２）と、を含む。

図７は、鋼管設置工程と、ズレ止め鉄筋設置工程と、を説明するための図である。
鋼管設置工程では、接合面に挿入孔部１２を有するコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）の未充填状態の鋼管１１を、挿入孔部１２をスラブ５０が形成される側に向けた姿勢で設置する。鋼管１１は、クレーンを用いれば支保工などを用意しなくとも設置できるので、従来の鉄道用ＲＣ高架橋のように、梁を現場で配筋・型組み・コンクリート打設する工法で構築するよりも、工数・工費・工事場所などを低減できる。

次に、ズレ止め鉄筋設置工程を行う。ズレ止め鉄筋設置工程では、作業者は、ズレ止め鉄筋２０の両端の差込部２１を、挿入孔部１２を通じて鋼管１１内に挿入する。具体的には、作業者は、１つの挿入孔部１２に１つのズレ止め鉄筋２０を設置する。その際、２つの孔部１２ａ，１２ｂそれぞれに１つずつ差込部２１を差し込む。

ズレ止め鉄筋２０の屈曲形状により生じる連結部２３が、作業時の持ち手となり、作業者は差し込む作業がし易い。また、１つのズレ止め鉄筋２０を２つの孔部１２ａ，１２ｂに対して１回の動作で差し込みできるので施工性が優れる。更には、差し込み作業の際、２つの差込部２１と孔部１２ａ，１２ｂが１対１で対応するので、鋼管１１に対するズレ止め鉄筋２０の設置位置や設置姿勢が明確となり、ズレ止め鉄筋２０の設置工程の作業性が向上する。

そして、所定の突出寸法Ｈ１及び定着長Ｈ２が得られるように、差し込み量を合わせたならば、仮留め構造４０をズレ止め鉄筋２０に嵌めて仮留めする。仮留めの際、作業者は、仮留め構造４０のクリップを、倒れ防止片４５が鋼管１１の上面に当接するようにして、２つの把持部４１を２つの差込部２１それぞれに嵌める。

仮留め構造４０のクリップを嵌めてしまえば、中間部４３及び倒れ防止片４５（図５参照）が、孔部１２ａと孔部１２ｂとの間の鋼管１１の上面でズレ止め鉄筋２０の荷重を支える。よって、ズレ止め鉄筋２０は、突出寸法Ｈ１を保持した状態となる。また、倒れ防止片４５が有ることで、ズレ止め鉄筋２０は、鋼管１１の上面に対する倒れ（傾斜）が抑制され、両者の相対角度も保持される。

図８は、連結工程を説明するための図である。連結工程では、作業者は、ズレ止め鉄筋２０を連結鉄筋３０で連結する。連結方法は、鋼線による結束、クリップ等による連結でもよい。

図９及び図１０は、充填工程を説明するための図である。充填工程では、作業者は、注入口１３からコンクリートを鋼管１１の中へ流し込む。挿入孔部１２が、充填度合を確認する窓部となる。コンクリートは、挿入孔部１２にも充填される。充填量は、挿入孔部１２から少量溢れ出る程度としてもよい。挿入孔部１２は、コンクリート打設字の空気抜きの孔として機能し、スムーズな充填を実現するのに寄与する。

充填工程の後、仮留め構造４０を取り外すことでコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）としてのＣＦＴ梁１０Ｈが完成する。

スラブ配筋工程では、作業者は、スラブ５０の配筋を行う（図２参照）。具体的には、主鉄筋５１をズレ止め鉄筋２０と結束部５３で結束・連結させる。なお、当該工程で適宜スラブ５０の型枠の組み立てを行う。

そして、スラブ５０の型枠工の後、鉄筋コンクリート部材打設工程が行われる。当該工程では、作業者は、ズレ止め鉄筋２０の連結部２３を埋設するようにスラブ５０（鉄筋コンクリート部材）に係るコンクリートの打設を行う。

鉄筋コンクリート部材打設工程を終え、コンクリートの養生後に脱枠すれば、コンクリート構造体の接合構造が形成される（図２参照）。

なお、ＣＦＴ桁１０Ｋは、ＣＦＴ梁１０Ｈと同様にして構成・構築することができる。

以上、本実施形態によれば、鋼管１１内にズレ止め鉄筋２０の差込部２１が挿入された状態で充填部３２を形成するためのコンクリートを充填することで、ズレ止め鉄筋２０は鋼管１１に対して強固に定着される。そして、ズレ止め鉄筋２０の連結部２３は、ＣＦＴ梁１０Ｈに接合されるスラブ５０に埋設される。よって、コンクリート充填鋼管部材と、鉄筋コンクリート部材とが溶接無しに強固に接合された鉄道用ＲＣ高架橋４を構築できる。

そして、鉄道用ＲＣ高架橋４の梁や桁としてＣＦＴ部材を用いることで、梁や桁に係る鉄筋や型枠の組み立てを省略できるので、大幅な施工場所や施工時間の低減が可能になる。溶接や鉄筋コンクリート部材の型枠工ができる技能労働者が年々減少していることに鑑みれば、ＣＦＴ部材と鉄筋コンクリート部材との接合に溶接を必要としない本実施形態は、技能労働者の低減に対する１つの対策として役立てることができる。また、本実施形態によれば、人・物・時間を従来よりも削減し、早期開業・工期短縮といった普遍的な要望にも応えることができる。

しかも、ＣＦＴ梁１０ＨやＣＦＴ桁１０Ｋの鋼管１１は、コンクリートの注入口１３を備えているので、現場でコンクリートを充填することが可能になる。よって、予めコンクリートの充填まで終わらせて完成品としてのコンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）を、所定位置へ設置する工法も可能であるし、鋼管１１（又はズレ止め鉄筋２０の設置も済ませた状態の鋼管１１）を所定位置に設置した後にコンクリートを現場で充填する工法も可能になる。

また、複数のズレ止め鉄筋２０は、連結鉄筋３０により一体的に連結されているので、スラブ５０との接合強度を向上できる。

また、ＣＦＴ梁１０ＨやＣＦＴ桁１０Ｋには、仮留め構造４０が含まれるので、ズレ止め鉄筋２０の配筋工程が容易になる。しかも、仮留め構造４０はクリップ式なので、挿入孔部１２に対するズレ止め鉄筋２０の位置を合わせて、ズレ止め鉄筋２０の挿入孔部１２から外に出た部分でクリップすれば仮留めできる。すなわち、仮留めの工程が容易となる。また、ズレ止め鉄筋の位置の修正も容易となる。

そして、ＣＦＴ梁１０ＨやＣＦＴ桁１０Ｋと、スラブ５０との接合部に着目すると、ズレ止め鉄筋２０の差込部２１は、挿入孔部１２内に位置する部位全体が、コンクリート内に埋設されることになる。挿入孔部１２内でズレ止め鉄筋２０の鉄筋の周囲を占めるコンクリートは、支圧抵抗作用を発揮するので高い接合強度を得ることができる。この支圧抵抗作用と、ズレ止め鉄筋２０とコンクリートとの定着との直接的な抵抗とで、ＣＦＴ梁１０ＨやＣＦＴ桁１０Ｋと、スラブ５０は強固に接合されることとなる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については第１実施形態と同じ符号を付与することで重複する説明を省略する。

図１１は、第２実施形態における鉄道用ＲＣ高架橋４ＢのＣＦＴ梁１０Ｈとスラブ５０の接合部周りの構造例を示す断面図である。
鉄道用ＲＣ高架橋４Ｂは、基本的には第１実施形態の鉄道用ＲＣ高架橋４と同様の構成を有するが、設計都合或いは仕様都合で、鋼管１１Ｂの差し込み方向の幅が第１実施形態のそれよりも小さい。そのため、ズレ止め鉄筋２０Ｂは、差込部２１の長さとして十分な定着長を確保できない。そこで、本実施形態の仮留め構造４０Ｂは、仮留めとしての機能とともに、鋼管１１Ｂに対してズレ止め鉄筋２０Ｂを連結する機能を担う。

図１２は、本実施形態におけるズレ止め鉄筋２０Ｂと仮留め構造４０Ｂの構成例を示す図である。ズレ止め鉄筋２０Ｂは、差込部２１の差込側から設けられた雄ネジ部２２と、雄ネジ部２２に螺合する外ナット２５と、内ナット２６と、ロックナット２７と、を有する。

内ナット２６とロックナット２７は、２つ並べて締め上げることでダブルナットとして機能し、差込部２１における内側のナット位置を固定する。内ナット２６の位置は、突出寸法Ｈ１に鋼管１１Ｂの厚さを加えた位置が上面位置となるように決められる。

外ナット２５は、内ナット２６の上面位置よりも、鋼管１１Ｂの厚さより離れた位置（図１２中の「挿入時位置」）に仮設置されて用意される。内ナット２６とロックナット２７は、１つのロックナットで代用してもよい。

図１３は、本実施形態における鋼管１１Ｂをスラブ５０（鉄筋コンクリート部材）との接合面（上面）から見た図である。
本実施形態における挿入孔部１２の２つの孔部１２ａ及び孔部１２ｂの上面視形状は、円形部１４と、円形部１４の径よりも狭幅の長円部１５と、が連通した形状を有する。

円形部１４の内径φ１は、ズレ止め鉄筋２０Ｂのナット類（外ナット２５，内ナット２６，ロックナット２７）の外径φ２よりも大きく設定されている。ズレ止め鉄筋２０Ｂを孔部１２ａ及び孔部１２ｂへ差し込む際に、内ナット２６を鋼板１１Ｂの内側に通すためである。

長円部１５の幅Ｗ３は、ズレ止め鉄筋２０Ｂの鉄筋径φ４よりも大きいが、ナット類の外径φ２よりは小さく設定されている。また、長円部１５の長さＬは、ナット類の半径よりも大きく設定されている。
すなわち、内ナット２６を鋼板１１Ｂの内側に入れた状態で、ズレ止め鉄筋２０Ｂを長円部１５の長手方向へずらすと、長孔部１５の周囲部分の鋼管１１Ｂが、内ナット２６と外ナット２５との間に位置し、両ナットの締め込みで挟持できるようになる。内ナット２６と外ナット２５とを締め上げて両ナットで鋼管１１Ｂを挟持することで、仮留めとしての位置決め効果が得られるのは勿論のこと、完成時にはズレ止め鉄筋２０Ｂの定着強度を高める二次的作用も期待できる。故に、両ナットで挟持する面積を稼ぐために、幅Ｗ３は、ズレ止め鉄筋２０Ｂを長円部１５に沿ってずらすことができる程度に鉄筋系φ４より僅かに大きくし、長円部１５の長さＬは、内ナット２６と外ナット２５の半径よりも大きくとるのが好適である。

本実施形態における接合方法は、第１実施形態と同様であるが（図６参照）、ズレ止め鉄筋２０Ｂの具体的な設置方法が異なる。すなわち、本実施形態におけるズレ止め鉄筋設置工程（ステップＳ４；図６参照）では、作業者は、ズレ止め鉄筋２０Ｂの内端と２６及びロックナット２７を挿入孔部１２Ｂの円形部１４より鋼管１１Ｂの内側に挿入し、外ナット２５が外に残った状態とする。そして、作業者は、ズレ止め鉄筋２０Ｂを、外ナット２５と内ナットとの間で露出している雄ネジ部２２が長円部１５の端部に突き当たるようにずらし、そこで外ナット２５を締め込む（図１２中の「締め込み位置」）。これにより、ズレ止め鉄筋２０Ｂと鋼管１１Ｂとが鋼管１１Ｂを挟んで強固に結合される。勿論、外ナット２５の締め込み次第で、一端、仮留めの状態にして、後に増し締めして固定するとしてもよい。つまり、本実施形態における仮留め構造４０Ｂ（図１２参照）は、ズレ止め鉄筋２０Ｂを鋼管１１Ｂの厚みを挟んで締結する締結部（雄ネジ部２２、外ナット２５，内ナット２６，ロックナット２７）であるといえる。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。そして、仮留め構造を、ズレ止め鉄筋と鋼管との連結強度を確保する部位として用いることが可能になるので、ズレ止め鉄筋の差込部の長さ（鋼管内に充填されるコンクリートとの定着長にほぼ同じ）が十分確保できない状況であっても、仮留め構造によって連結強度を補完できるので、コンクリート充填鋼管部材（ＣＦＴ部材）の設計自由度が向上する。また、本実施形態の仮留め構造４０Ｂは、充填工程（ステップＳ８；図６参照）の後に取り外す必要がない。

〔変形例〕
以上、本発明の第１実施形態と第２実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜構成要素の省略・追加・変更を行うことができる。

例えば、第１実施形態では、仮留め構造４０としてクリップを例示し、第２実施形態では、仮留め構造４０Ｂとしてボルト・ナットと言った締結部を例示したが、仮留め構造の構成はこれに限らない。ズレ止め鉄筋の形状でもって仮留め構造を実現することとしてもよい。また、上記実施形態では、挿入孔部１２を複数の孔部１２ａ，１２ｂで構成したが、１つの孔部で実現するとしてもよい。

具体的には、図１４に示すズレ止め鉄筋２０Ｃは、差込部２１と連結部２３との境に、横幅を絞る屈曲部２８を有する。そして、ズレ止め鉄筋２０Ｃは、屈曲部２８を境にして差し込み側の全幅（定着部幅Ｗ４）が、屈曲部２８を境にして外側の全幅（連結部幅Ｗ５）よりも小さくなっている。屈曲部２８は、当該屈曲部よりも差し込み側の差込部２１の長さが、所定の定着長Ｈ２（図７参照）が得られる位置に設定されている。

そして、鋼管１１Ｃは、単一の長円状または線状の挿入孔部１２Ｃを有する。挿入孔部１２Ｃは、長円の長手方向をＣＦＴ梁１０Ｈの横方向に向け、第１実施形態の挿入孔部１２と同様にＣＦＴ長手方向に複数用意されている。挿入孔部１２Ｃの長円長手方向の幅は、ズレ止め鉄筋２０Ｃの定着部幅Ｗ４と同じ又は略同じに設定されている。

当該構成では、仮留め構造４０Ｃは、屈曲部２８により実現される。すなわち、ズレ止め鉄筋設置工程では、作業者は、ズレ止め鉄筋２０Ｃの２つの差込部２１を、１つの挿入孔部１２Ｃに纏めて差し込んで設置する。差し込み量が屈曲部２８まで達すると、屈曲部２８より外側部分が、挿入孔部１２Ｃに引っ掛かる。ズレ止め鉄筋２０Ｃは、それ以上挿入できなくなるので、差込作業が容易になる。

また、ズレ止め鉄筋２０Ｃの定着部幅Ｗ４と、挿入孔部１２Ｃの長円長手方向の幅とを適切に設定し、ズレ止め鉄筋２０Ｃを差込部２１の間隔を僅かに狭めるようにして弾性変形しながら挿入孔部１２Ｃに挿入できるようにすれば、差込部２１の側面が挿入孔部１２Ｃへ弾性的に当接するようになり、更に仮留めの保持強度を高めることができる。

更には、図１５に示すズレ止め鉄筋２０Ｄのように、屈曲部２８の曲げ方向を、連結部２３の連結方向（図１５の例ではＣＦＴ梁１０Ｈの横方向）に対して交差する方向に設定することで、ズレ止め鉄筋２０Ｄの倒れ防止効果を得ることもできる。

具体的には、ズレ止め鉄筋２０Ｄは、一方の屈曲部２８ａが鋼管１１の上面に沿ってＣＦＴ長手方向プラス側と横方向マイナス側とを向き、且つ、他方の屈曲部２８ｂが鋼管１１の上面に沿ってＣＦＴ長手方向マイナス側と横方向プラス側とを向くように設定されている。従って、ズレ止め鉄筋２０Ｄでは、屈曲部２８ａ及び屈曲部２８ｂが鋼管１１の上面で踏ん張ることで、ＣＦＴ長手方向、横方向の両方向について倒れ（傾斜）が抑制される。

また、上記実施形態で説明した接合方法（図６参照）は、次のような順序としてもよい。すなわち、充填工程（ステップＳ８）とスラブ配筋工程（ステップＳ１０）との作業順序を入れ替えることとしてもよい。また、ズレ止め鉄筋設置工程（ステップＳ４）と連結工程（ステップＳ６）との間に充填工程（ステップＳ８）を行う順序としてもよい。

また、上記実施形態では、本発明が適用されたＣＦＴ部材を鉄道用ＲＣ高架橋４の梁や桁として用いた例を示したが、これに限らず自動車用の橋、ビルなどのコンクリート構造にも同様に適用できる。また、ＣＦＴ部材と接合される鉄筋コンクリート部材は、スラブに限らず、壁部や土台など他の構造部位であってもよい。そして、用途によっては、鉄筋コンクリート部材は、Ｈ形鋼のような鉄骨を構造材として用いる鉄骨鉄筋コンクリート部材であってもよい。

また、仮留め構造４０は、適宜省略可能である。例えば、施工順番の関係から、ズレ止め鉄筋２０の差し込みに先立って、スラブ５０に係る配筋や連結鉄筋３０の配筋を行う場合（図６のフローチャートにおいてステップＳ８の前にステップＳ１０を実施する場合）には、ズレ止め鉄筋２０を差し込む都度に、結束部５３で配筋済の鉄筋に吊れば良いので仮留め構造４０を省略できる。また例えば、差込部２１が十分長く、差込部２１の先端が、鋼管１１の内部に底づきする場合も、仮留め構造４０を省略できる。

４，４Ｂ ：鉄道用ＲＣ高架橋
１０Ｈ…ＣＦＴ梁
１０Ｋ…ＣＦＴ桁
１１，１１Ｂ，１１Ｃ…鋼管
１２，１２Ｂ，１２Ｃ…挿入孔部
１２ａ，１２ｂ…孔部
１３…注入口
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…ズレ止め鉄筋
２１…差込部
２３…連結部
２８…屈曲部
３０…連結鉄筋
３２…充填部
４０，４０Ｂ，４０Ｃ…仮留め構造
５０…スラブ
Ｈ１…突出寸法
Ｈ２…定着長

Claims (11)

1. 現場で打設される鉄筋コンクリート部材に接合し、鋼管内部にコンクリートが充填されるコンクリート充填鋼管部材であって、
   鋼管の前記鉄筋コンクリート部材との接合面に設けられた挿入孔部と、
   鋼管内部に充填されるコンクリートを注入するために、前記挿入孔部とは別に前記挿入孔部より大きい径で前記接合面に設けられた注入口と、
   両端の差込部が前記挿入孔部に挿入され、両端の差込部を連結する連結部が前記挿入孔部の外に出た状態とされて、当該連結部が前記鉄筋コンクリート部材内に埋設されるズレ止め鉄筋と、
   鋼管内部にコンクリートが充填される際に、前記差込部が前記挿入孔部に挿入された前記ズレ止め鉄筋について、当該挿入孔部から外に出た当該ズレ止め鉄筋の突出寸法および前記接合面に対する当該ズレ止め鉄筋の相対角度を暫定的に保持する仮留め構造と、
   を備え、
   前記挿入孔部は、前記差込部の外径より大きい径を有し、前記注入口から注入されるコンクリートの充填度合を確認可能な窓部として機能する、
   コンクリート充填鋼管部材。
2. 前記挿入孔部は、前記注入口から注入されるコンクリートが、前記差込部が挿入された当該挿入孔部から溢れ出ることが可能な径を有する、
   請求項１に記載のコンクリート充填鋼管部材。
3. 前記挿入孔部は、前記鋼管の長手方向に沿って前記接合面に複数設けられ、
   前記ズレ止め鉄筋は、前記挿入孔部それぞれに対して設置され、
   前記長手方向に沿って設置された前記ズレ止め鉄筋同士の前記連結部を連結する連結鉄筋、
   を更に備えた請求項１又は２に記載のコンクリート充填鋼管部材。
4. 前記仮留め構造は、前記ズレ止め鉄筋の前記挿入孔部から外に出た部分を挟持するクリップである、
   請求項１～３の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材。
5. 前記仮留め構造は、前記ズレ止め鉄筋の前記差込部に構成されたネジ部と、外ナットおよび内ナットとを有し、前記差込部が挿入される前記挿入孔部の周囲の前記鋼管の鋼板部分を当該外ナットおよび内ナットで挟んで締結する構造である、
   請求項１～３の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材。
6. 前記挿入孔部は、
   前記内ナットの外形より径が大きい円形部と、
   前記円形部に連通し、前記円形部から離れる方向を長手方向とする連通部であって、当該長手方向の長さが前記内ナットおよび前記外ナットの半径より長く、短手方向の長さが前記外ナットの外形より小さく且つ前記差込部の外径より大きい連通部と、
   を有し、
   前記仮留め構造は、前記差込部に螺合された前記内ナットが前記円形部に挿入されて前記差込部が前記連通部の前記長手方向にずらされた後、前記差込部に螺合された前記外ナットが締め込まれることで、前記連通部の周囲の鋼板部分を前記外ナットおよび前記内ナットで挟んで締結する構造である、
   請求項５に記載のコンクリート充填鋼管部材。
7. 前記仮留め構造は、前記連結部の屈曲形状で構成されている、
   請求項１～３の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材。
8. 前記挿入孔部は、１つの前記ズレ止め鉄筋に対する２つの孔部の組み合わせでなる、
   請求項１～７の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材。
9. 前記鉄筋コンクリート部材はスラブであり、
   前記コンクリート充填鋼管部材は横架材である、
   請求項１～８の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材。
10. 現場で打設される鉄筋コンクリート部材と、
    前記鉄筋コンクリート部材に接合する請求項１～９の何れか一項に記載のコンクリート充填鋼管部材と、
    を具備した接合構造。
11. コンクリート充填鋼管部材と現場で打設される鉄筋コンクリート部材との接合方法であって、
    前記コンクリート充填鋼管部材は、前記鉄筋コンクリート部材に接合するための接合面に設けられた挿入孔部と、鋼管内部に充填されるコンクリートを注入するために、前記挿入孔部とは別に前記挿入孔部より大きい径で前記接合面に設けられた注入口と、両端の差込部が前記挿入孔部に挿入され、両端の差込部を連結する連結部が前記挿入孔部の外に出た状態とされて、当該連結部が前記鉄筋コンクリート部材内に埋設されるズレ止め鉄筋と、鋼管内部にコンクリートが充填される際に、前記差込部が前記挿入孔部に挿入された前記ズレ止め鉄筋について、当該挿入孔部から外に出た当該ズレ止め鉄筋の突出寸法および前記接合面に対する当該ズレ止め鉄筋の相対角度を暫定的に保持する仮留め構造と、を備え、前記挿入孔部が、前記差込部の外径より大きい径を有し、前記注入口から注入されるコンクリートの充填度合を確認可能な窓部として機能する、ものであり、
    前記コンクリート充填鋼管部材の未充填状態の鋼管を、前記挿入孔部を前記鉄筋コンクリート部材に向けた姿勢で設置する鋼管設置工程と、
    前記鋼管設置工程の後に、前記ズレ止め鉄筋の前記両端の差込部を、前記挿入孔部を通じて前記鋼管内に挿入し、前記挿入孔部から外に出た当該ズレ止め鉄筋の突出寸法および前記接合面に対する当該ズレ止め鉄筋の相対角度を前記仮留め構造によって暫定的に保持するズレ止め鉄筋設置工程と、
    前記ズレ止め鉄筋設置工程の後に、前記注入口から前記鋼管にコンクリートを注入して充填する充填工程と、
    前記充填工程の後に、前記連結部を埋設するように前記鉄筋コンクリート部材に係る打設を行う鉄筋コンクリート打設工程と、
    を含む接合方法。

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