JPH0354727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄道や道路等に利用される橋脚に係
り、詳しくは、支柱部に充填鋼管コンクリート構
造を採用した橋脚に関するものである。

［従来の技術］ 支柱部に充填鋼管コンクリート構造を採用する
場合、従来の充填鋼管コンクリートは、鋼管とそ
の内部に充填したコンクリートとが互いに付着し
て一体に挙動するものであるため、軸力、曲げ及
び剪断力等の強度を計算するにあたつては、コン
クリート断面＋鋼管断面を計算の基準として算定
している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の充填鋼管コンクリート構造においては、
軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管とコンクリ
ートが一体的に歪むため、大きく歪んだ場合、鋼
管は軸方向の圧縮力だけでミーゼスの降伏条件を
越えたり、局部的な座屈を発生したりする。した
がつて、鋼管によるコンフアインド効果（鋼管の
周方向応力により、コンクリートが膨らもうとす
るのを締め付ける作用）でコンクリートの耐力上
昇を充分期待できるにも拘わらず、増大した軸方
向応力で鋼管がほとんど降伏に達してしまいコン
フアインド効果を充分発揮できず、必要以上に大
きな断面積の支柱部とならざるを得ない、という
問題がある。

本発明は、支柱部の圧縮耐力を著しく向上さ
せ、さらに、曲げに対する鋼管の縁応力の弾性圧
縮、引張の範囲が広くなることにより、従来のも
のより支柱部の断面積を小さくすることのできる
橋脚を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の橋脚は、フーチングの上に充填鋼管コ
ンクリート製の支柱部を備え、支柱部の上端に上
梁部を備えた橋脚において、支柱部は、フーチン
グ側の太柱部と、段部を介してその太柱部の上に
設けられた上梁部側の細柱部とからなり、太柱部
及び細柱部はそれぞれ別々の鋼管を備えた鋼管コ
ンクリート構造のものであつて、しかも鋼管と鋼
管内部に充填したコンクリートとが非付着状態に
あるアンボンド型充填鋼管コンクリートにより構
成されており、さらに太柱部の鋼管の上端は開放
され、また細柱部の鋼管の軸方向の少なくとも一
部には。この鋼管に生じる軸方向の変形を吸収す
る変形吸収部が設けられていることを特徴として
いる。

［作用］ 上記構成の橋脚においては、上梁部にかかる荷
重は支柱部に伝達されるが、そのとき、軸方向の
圧縮荷重により鋼管に生じる変形は変形吸収部に
より吸収される。特にこの場合、鋼管と充填コン
クリートとがアンボンド状態にあることから、軸
方向の圧縮力は鋼管内の充填コンクリートのみに
作用し鋼管にはほとんど作用しない。すなわち、
鋼管に作用する軸方向応力がゼロに近くなる。こ
のため、鋼管には、コンフアインド効果を与える
反作用としてのリングテンシヨンのみが作用する
ことになり、したがつて、ミーゼスの降伏条件を
適用すれば、円周方向応力による鋼管のコンフア
インド効果を十分発揮させることができ、その結
果、圧縮荷重に対する強度を著しく向上させるこ
とができ、支柱部の細柱部の断面積を小さくでき
る。このことは太柱部についても同様に言える。
すなわち、太柱部の場合は鋼管上端が開放されて
おり、これにより、鋼管は自由に変形できるので
鋼管には全く軸方向の応力が発生することがな
い。

［実施例］ 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すも
のである。

地盤Ｓには、杭１が複数本並んで埋設され、杭
１の上端には、鉄筋コンクリート製のフーチング
２が連結されている。３が鉄筋である。このフー
チング２の上部には、下端をフーチング２に埋め
込んだ状態で、支柱部４の太柱部５を構成する鋼
管６が立設されている。７は、鋼管６を立てると
きの仮り受け治具である。

そして、そのように立設された鋼管６の内部に
コンクリート８が充填されている。この場合、鋼
管６の内面には、予め、鋼管６と充填コンクリー
ト８との付着をなくすための分離材（アンボンド
処理層）９が塗布されており、その上で、鋼管６
の内部にコンクリート８が打設されている。した
がつて、鋼管６とコンクリート８とは軸方向に相
対的に自由に変位できるようになつている。

前記分離材９としては、パラフイン、アスフア
ルト、オイル、グリース、ワセリン等を用い、こ
れを鋼管６の内面に塗布することによりアンボン
ド処理層を形成している。

また、このように構成された太柱部５の上端に
は、段部１０を介して太柱部５より径の小さい細
柱部１１が設けられている。この細柱部１１もア
ンボンド型充填鋼管コンクリート構造とされてお
り、この場合鋼管の１２の下端は細柱部１１の充
填コンクリート８の上端面に埋め込まれており、
鋼管６と鋼管１２とは完全に縁が切れている。ま
た、この鋼管１２には、、その部分が伸縮したり
することにより鋼管１２に生じる軸方向の変形を
吸収する変形吸収部１２ａが設けられている。変
形吸収部１２ａの位置や数や種類は適宜に選定す
ることができる。

種類については、例えば、鋼管１２を上下に縁
切りするリング状間〓を形成したもの、そのリン
グ状間〓にゴム等の柔性材を充填したもの、ある
いは、鋼管１２の内面または外面にリング状溝を
切つてその部分を積極的に弱部として座屈しやす
いようにしたもの、また鋼管１２に周方向に延在
する複数の長穴を形成しその部分に軸方向の伸縮
性をもたせたもの等、要は伸縮性や局部的な変形
しやすさを与えてその部位で鋼管１２全体に発生
する軸方向の変形を吸収するようにしたものであ
ればよい。

そして、この鋼管１２も、その下側の太柱部５
のコンクリート８の打設前に仮り受け治具１３に
より支えながら立設されている。この場合の仮り
受け治具１３は、支柱部４を上下に貫く鉄筋１４
に固定されている。なお、１５は充填コンクリー
ト、１６は鋼管１２の内面に塗布された分離材で
ある。これは、前記分離材９と同じものである。

また、このように構成された支柱部４の細柱部
５の上端には、上梁部１７が設けられている。こ
の上梁部１７は、細柱部１１のコンクリート１５
に一体的に連結されている。この場合、上梁部１
７は、現場打鉄筋コンクリートでできており、鋼
管１２の上端は上梁部１７内に固定されている。
１９は上梁部１７中の鉄筋である。なお、上梁部
１７は現場打コンクリートで作る他、プレキヤス
トコンクリート梁、あるいは鋼製梁としてもよ
い。

次に、図示の橋脚を作る手順について簡単に述
べる。杭１を施工した後、まず、フーチング２用
の型枠を組み、同時に仮り受け治具７で支持しな
がら鋼管６を立てる。鋼管６には、予め内面にパ
ラフイン等の分離材９を塗布しておく。その後、
フーチング２の上端レベルまでコンクリートを打
設してフーチング２を構築する。

次に、立設した鋼管６の上方に仮り受け治具１
３で支持をとつて細柱部１１用の鋼管１２を立設
し、その上で、上梁部１７用の型枠を組み、鋼管
１２内及び上梁部型枠内にコンクリートを打設し
て、細柱部１１の充填コンクリート１５部分及び
上梁部１７を構築し、橋脚を完成する。なお、細
柱部１１のコンクリート１５と上梁部１７のコン
クリートは別々に打設してもよい。

このような構成の橋脚では、上梁部１７にかか
る荷重は支柱部４の細柱部１１に伝達され、細柱
部分１１にかかる荷重は、鋼管１２内のコンクリ
ート１５に圧縮力として作用して、コンクリート
１５が圧縮する。それが所定の強度を越えると、
コンクリート１５は軸方向の歪を生じるととも
に、径方向の急激な横歪を生じる。

ところが、鋼管１２に生じる軸方向の歪は、変
形吸収部１２ａに吸収され、変形吸収部１２ａの
上下間において軸方向応力の伝達がなくなり、鋼
管１２にはほとんど軸方向応力が発生しない。特
に、この場合、鋼管１２は、充填コンクリート１
５とアンボンド状態にあり、鋼管１２は軸方向に
おいてコンクリート１２に全く拘束されない。し
たがつて、コンクリート１５には軸歪が生じるも
のの、鋼管１２には全く軸歪が生じず、ミーゼス
の降伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼管
１２のコンフアインド効果を十分発揮させること
ができ、その結果、圧縮荷重に対する強度の向上
を図ることができる、さらに、曲げに対する鋼管
の縁応力の弾性圧縮、引張の範囲が広くなること
により、細柱部の断面積を小さくすることができ
る。

以上のことは、太柱部５にも同様に言える。し
たがつて、全体として見た場合も当然、支柱部４
の断面積を小さくできるとともに、曲げに対する
許容応力の幅を大きくとれる。また、この橋脚で
は、支柱部４を二段に構成し、下方部分を径大に
しているから大きな曲げ耐力を有する、という特
長もある。

なお、上の実施例では、支柱部４の段が二段の
場合を説明したが、中間にさらに段を設けて中細
柱部を形成し、三段あるいはそれ以上の段の支柱
部としてもよい。

また、上の実施例では、支柱部が１本の場合を
説明したが、２本、あるいはそれ以上の場合にも
本発明は適用できる。第３図は２本の場合の例を
示しており、図中２１は杭、２２は基礎敷きコン
クリート、２３はフーチング、２４は支柱部、２
５は太柱部、２６は細柱部、２７，２８は鋼管、
２９，３０はコンクリート、３１，３２は分離
材、３３は間〓、３４は上梁部である。

また、以上の説明では、支柱部４，２４の断面
形状については特に触れなかつたが、本発明は、
図示例の如く断面円形のものに限らず、楕円、多
角形等、種々の形状のものに適用できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、鋼管には軸方向荷重がほとん
ど作用しない構造になつているため、鋼管に軸方
向応力がほとんど発生せず、したがつて、ミーゼ
スの降伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼
管のコンフアインド効果を十分発揮させることが
できる。その結果、圧縮荷重に対する強度を著し
く向上させることができ、支柱部の断面積を小さ
くできる。さらに、この橋脚では、支柱部４を
段々に構成し、下方部分を径大にしているから大
きな曲げ耐力を有するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図
は第１図の−線矢視断面図、第３図は本発明
の他の実施例の側断面図である。 ２，２３……フーチング、４，２４……支柱
部、５，２５……太柱部、１１，２６……細柱
部、６，１２，２７，２８……鋼管、１２ａ，２
８ａ……変形吸収部、８，１５，２９，３０……
充填コンクリート、９，１６，３１，３２……分
離材、１７，３４……上梁部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フーチングの上に充填鋼管コンクリート製の
   支柱部を備え、支柱部の上端に上梁部を備えた橋
   脚において、支柱部は、フーチング側の太柱部
   と、段部を介してその太柱部の上に設けられた上
   梁部側の細柱部とからなり、太柱部及び細柱部は
   それぞれ別々の鋼管を備えた鋼管コンクリート構
   造のものであつて、しかも鋼管と鋼管内部に充填
   したコンクリートとが非付着状態にあるアンボン
   ド型充填鋼管コンクリートにより構成されてお
   り、さらに太柱部の鋼管の上端は開放されるとと
   もに、細柱部の鋼管の軸方向の少なくとも一部に
   は、この鋼管に生じる軸方向の変形を吸収する変
   形吸収部が設けられていることを特徴とする橋
   脚。