JP7479029B2 - Rc柱状構造物の残留歪抑制構造及びrc柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法 - Google Patents
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Description
請求項2に係るRC柱状構造物の残留歪抑制構造は、請求項1に係るRC柱状構造物の残留歪抑制構造において、前記超弾性合金棒材の円形に配列された配列直径は、前記RC柱状構造物の短辺方向の幅の1/3~1/2程度の範囲であり、且つ、前記超弾性合金棒材の断面積の和は、前記コアコンクリートの断面積の0.8%以上であることを特徴とする。
図1及び図2を用いて、本発明の実施形態に係るRC柱状構造物の残留歪抑制構造について説明する。本実施形態では、RC柱状構造物として鉄筋コンクリート製のRC橋脚を例示して説明する。図1は、本発明の実施形態に係るRC柱状構造物の残留歪抑制構造であるRC橋脚の残留歪抑制構造1を橋脚の剛結構造へ適用した場合を示す構成説明図である。また、図2は、本実施形態に係るRC橋脚の残留歪抑制構造1を模式的に示す構成説明図であり、(a)が下部の塑性ヒンジ部2を示す鉛直断面図、(b)が(a)のA-A線断面図である。
塑性ヒンジ部2は、フーチング11と接続するRC橋脚10の最下部、及び上部構造12と接続するRC橋脚10の最下部に設けられておいる。この塑性ヒンジ部2は、RC橋脚10の軸方向(上下方向)に沿って埋設配置された複数の軸方向鉄筋4(軸方向筋)が曲げ降伏してRC橋脚10全体が変位することでRC橋脚10に入力される地震エネルギーをひずみエネルギーとして消費して吸収する機能を有している。
機械式継手5は、塑性ヒンジ部2に地震エネルギーが入力された際に損傷した軸方向鉄筋4を交換可能とするものであり、一般的な機械式継手であればよい。ここで、機械式継手とは、ねじ節鉄筋継手、モルタル充填継手、端部ねじ加工継手、鋼管圧着継手、鋼管圧着ねじ継手、又は、これらの併用した継手などを指している。要するに、機械式継手とは、鉄筋を直接接合するのではなく、特殊鋼材製の鋼管(スリーブ又はカプラー)と異形鉄筋の節の噛み合いを利用して接合する継手を指している。
コアコンクリート6は、RC橋脚10の中心軸の周りの円柱状の範囲のコンクリートからなる部位であり、後述の塑性ヒンジ部コンクリート撤去工程で塑性ヒンジ部2の損傷したコンクリートを撤去する際に、RC橋脚10の上部構造12の少なくとも死荷重を支える機能を有している。このコアコンクリート6は、最大応力となるRC橋脚10の水平断面の縁部から離れている断面内部に位置するため、地震エネルギーが入力された場合でも損傷を受け難い部分となっている。
コアコンクリート保護材として例示する超弾性合金棒材7は、RC橋脚10の中心軸、即ち、RC橋脚10の水平断面の図心位置を中心に粗骨材を通過可能な所定間隔を置いてコアコンクリート6を囲うように円形に配列された超弾性合金製の棒材である。この超弾性合金棒材7は、引張力を負担してコアコンクリート6を保護する機能を有している。
なお、超弾性合金は、Ti-Ni系合金であっても機能は十分に発揮する。
鋼板8は、塑性ヒンジ部2と一般部3との間に設けられ、塑性ヒンジ部2と一般部3とを区分けする仕切材として機能する所定厚の矩形状の鋼板であり、RC橋脚10の軸方向と直交する板面を有している。鋼板8を設けることにより、損傷したコンクリートの撤去が容易となっている。また、後述のように、地震力で損傷した塑性ヒンジ部2の速やかな補修が可能となり、RC橋脚10で支える上部構造12(ラーメン橋RB)の通行が可能となり、短期間での復旧を行うことができる。
次に、図5,図6を用いて、本発明の実施形態に係るRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法について説明する。前述のRC橋脚10の残留歪抑制構造1に地震力が入力されて塑性ヒンジ部2が損傷した際に、その塑性ヒンジ部2を補修する場合を例示して説明する。
図5に示すように、先ず、本実施形態に係るRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法(以下、単に塑性ヒンジ部補修方法という)では、塑性ヒンジ部2が降伏して変形した軸方向鉄筋4を撤去する鉄筋撤去工程を行う。
次に、本実施形態に係る塑性ヒンジ部補修方法では、塑性ヒンジ部2の損傷したコンクリートを撤去する塑性ヒンジ部コンクリート撤去工程を行う。このとき、複数本の超弾性合金棒材7及びそれらの超弾性合金棒材7で囲われたコアコンクリート6により、上部構造12の荷重を支えつつ、塑性ヒンジ部2の損傷したコンクリートを撤去する。このため、ベントなどの上部構造12の荷重を一時的に支持する仮設の支持機構を設ける必要なくなる。
次に、本実施形態に係る塑性ヒンジ部補修方法では、塑性ヒンジ部2に新しい機械式継手5を介して新しい軸方向鉄筋4及び必要な帯鉄筋を配筋するとともに、外側にコンクリート打設用の型枠を組み立てる鉄筋及び型枠組立工程を行う。
次に、本実施形態に係る塑性ヒンジ部補修方法では、前工程で組み立てた型枠内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程を行う。
2:塑性ヒンジ部
3:一般部
4:軸方向鉄筋(軸方向筋)
5:機械式継手
6:コアコンクリート
7:超弾性合金棒材(コアコンクリート保護材)
8:鋼板(仕切材)
RB:ラーメン橋(橋梁)
10:RC橋脚(RC柱状構造物)
11:フーチング
12:上部構造
Claims (8)
- RC橋脚やRC柱などの軸方向力を受けるRC柱状構造物の上部及び/又は下部に設けられ、前記RC柱状構造物に作用する曲げ応力で軸方向筋が降伏して地震エネルギーを吸収する塑性ヒンジ部を有するRC柱状構造物の残留歪抑制構造であって、
前記RC柱状構造物の中心軸の周囲のコアコンクリートの損傷を防ぐために、前記コアコンクリートを囲うように所定間隔を置いて円形に配列された前記塑性ヒンジ部より軸方向に沿って長く上下に延設された超弾性合金棒材からなるコアコンクリート保護材を備え、
前記コアコンクリート保護材の外側の前記RC柱状構造物の水平断面の縁部には、前記RC柱状構造物に作用する曲げ応力で降伏して地震エネルギーを吸収する軸方向筋が配置されていること
を特徴とするRC柱状構造物の残留歪抑制構造。 - 前記超弾性合金棒材の円形に配列された配列直径は、前記RC柱状構造物の短辺方向の幅の1/3~1/2程度の範囲であり、
且つ、前記超弾性合金棒材の断面積の和は、前記コアコンクリートの断面積の0.8%以上であること
を特徴とする請求項1に記載のRC柱状構造物の残留歪抑制構造。 - 前記塑性ヒンジ部の上下端付近に設けられ、曲げ降伏する前記軸方向筋を接続する複数対の機械式継手を備えること
を特徴とする請求項1又は2に記載のRC柱状構造物の残留歪抑制構造。 - 前記RC柱状構造物の軸方向と直交する板面を有し、前記塑性ヒンジ部と他の部分とを区分けする仕切材を備えること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のRC柱状構造物の残留歪抑制構造。 - 前記仕切材は、エキスパンドメタルやパンチングメタルなどの孔あき鋼板からなり、通気可能な孔が形成されていること
を特徴とする請求項4に記載のRC柱状構造物の残留歪抑制構造。 - 請求項1に記載のRC柱状構造物の残留歪抑制構造の前記塑性ヒンジ部を補修するRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法であって、
前記コアコンクリートで上部構造の荷重を支えつつ、前記塑性ヒンジ部の損傷したコンクリートを撤去する塑性ヒンジ部コンクリート撤去工程を有すること
を特徴とするRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法。 - 前記RC柱状構造物の残留歪抑制構造は、前記塑性ヒンジ部の上下端付近に設けられ、曲げ降伏する前記軸方向筋を接続する複数対の機械式継手を備え、
前記塑性ヒンジ部コンクリート撤去工程は、前記機械式継手を外して損傷した前記軸方向筋を撤去して行うこと
を特徴とする請求項6に記載のRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法。 - 前記RC柱状構造物の残留歪抑制構造は、前記RC柱状構造物の軸方向と直交する板面を有し、前記塑性ヒンジ部と他の部分とを区分けする仕切材を備え、
前記塑性ヒンジ部コンクリート撤去工程は、前記仕切材から軸方向外側の前記塑性ヒンジ部のコンクリートを全て撤去すること
を特徴とする請求項6又は7に記載のRC柱状構造物の塑性ヒンジ部補修方法。
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