JPH06313303A

JPH06313303A - 橋脚構造

Info

Publication number: JPH06313303A
Application number: JP10473493A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ota; 俊昭太田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】製作及び施工が楽で、耐震性に優れ、座屈を
防止することができる橋脚構造を提供すること。【構成】複数個の橋脚形成ブロックを前後幅方向若し
くは左右幅方向に間隔を開けて配置し、隣接する各ブロ
ック同士を弾性バネ支持性能を有する連結体により連結
して橋脚形成ユニットを形成し、同橋脚形成ユニットを
複数個上方へ一体的に積み重ねて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、橋脚構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋梁の一形態として、橋梁上部工
と橋梁下部工とから構成し、同橋梁下部工を、基礎とな
るフーチングと、同フーチングを岩盤等に固定する杭や
ケーソンと、フーチング上に立設して橋梁上部工を支持
する橋脚とから構成したものがある。

【０００３】そして、上記した橋梁は、鋼，鉄筋コンク
リート（ＲＣ）やプレストコンクリート（ＰＣ）等によ
り構築しており、特に、橋梁下部工の一部を構成する橋
脚は、ＲＣ又はＰＣにより柱状に形成して、橋梁上部工
の支持が確実に行なえるように設計している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した橋
脚構造では、次のような問題があった。

【０００５】耐震設計にもとづいた橋脚の強度は確
保できるものの、橋脚の断面積が大きく、体積も大きい
ために、橋脚全体重量が増大し、かかる橋脚を支持する
ためのフーチング等の基礎工の強度も確保しなければな
らず、そのためにフーチングやケーソンの質量や杭本数
も増大し、施工費が高くついていた。

【０００６】橋脚重量が大きいために、橋脚の曲げ
モーメントやせん断力の応答値が高く、この点からもフ
ーチング等の基礎工の強度を大きく確保しなければなら
ず、施工費が高くついていた。

【０００７】橋脚は、橋梁構築現場にて型枠を組ん
で、同型枠内に鉄筋を配筋すると共に、型枠内にコンク
リートを打設して施工しているために、かかる施工に手
間と熟練工による人手を要するという問題があった。

【０００８】橋脚の施工は、上記したように現場施
工であるために、品質を良好に確保できないという問題
があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、複
数個の橋脚形成ブロックを前後幅方向若しくは左右幅方
向に間隔を開けて配置し、隣接する各ブロック同士を弾
性バネ支持性能を有する連結体により連結して橋脚形成
ユニットを形成し、同橋脚形成ユニットを複数個上方へ
一体的に積み重ねて構成することを特徴とする橋脚構造
を提供せんとするものである。

【００１０】また、本発明では、下記の構成にも特徴を
有する。

【００１１】橋脚形成ブロックは、筒状ケーシング内に
充填材を充填して一体化すること。

【００１２】筒状ケーシングは、鋼板により形成したこ
と。

【００１３】筒状ケーシングは、矩形筒状に形成したこ
と。

【００１４】筒状ケーシングは、円筒状に形成したこ
と。

【００１５】連結体は、隣接する橋脚形成ブロック間に
介設する筒状の連結体本体と、同連結体本体中に挿通す
ると共に、隣接する各橋脚形成ブロック間に緊張させて
締結するＰＣケーブルとを具備すること。

【００１６】連結体は、隣接する橋脚形成ブロック間に
介設する連結体本体と、同連結体本体の外側方に沿わせ
て配置すると共に、隣接する橋脚形成ブロック間に緊張
させて締結するＰＣケーブルとを具備すること。

【００１７】連結体本体の端面と橋脚形成ブロックの周
壁とを硬質ゴムを介して連結すること。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１９】図１に示すＹは、本発明に係る橋脚Ａの構
造を具備する橋梁の一部であり、Ｂは橋梁上部工、Ｃは
橋梁下部工、Ｇは地面である。

【００２０】そして、橋梁下部工Ｃは、フーチングＦ
と、上記本発明に係る橋脚Ａとから構成している。

【００２１】本発明に係る橋脚Ａについて説明する前
に、フーチングＦについて説明すると、図２に示すよう
に、フーチングＦ、鉄筋コンクリートにより矩形板状に
形成しており、１はコンクリート、２は埋設アンカーフ
レーム、３は鉄筋、４はアンカー鉄筋、５はＰＣアンカ
ー取付金具である。

【００２２】本発明に係る橋脚Ａは、上記したフーチン
グＦ上に立設して、橋梁上部工Ｂを支持するものであ
り、かかる橋脚Ａの構造について、以下に図１〜図５を
参照しながら説明する。

【００２３】すなわち、橋脚Ａは、図１及び図３に示す
ように、六個の橋脚形成ブロック10を前後幅方向及び左
右幅方向に一定の間隔を開けて配置し、隣接する各ブロ
ック10,10 同士を弾性バネ支持性能を有する連結体11に
より連結して、橋脚形成ユニット12を形成し、同橋脚形
成ユニット12を複数個上方へ一体的に積み重ねて構成し
ている。Ｗは、橋脚Ａの左右幅（例えば、１０ｍ）、L1
は、橋脚形成ブロック10の左右幅（例えば、２〜３
ｍ）、L2は、同橋脚形成ブロック10の前後幅（例えば、
２〜３ｍ）、L3は、橋脚形成ブロック10,10 同士の左右
間隔（例えば、１〜３ｍ）、L4は、橋脚形成ブロック1
0,10 同士の前後間隔（例えば、１〜３ｍ）である。

【００２４】そして、橋脚形成ブロック10は、図３に示
すように、耐候性鋼板等により形成した矩形筒状の筒状
ケーシング13内に充填材14を充填して一体化することに
より形成している。ｔは、筒状ケーシング13の肉厚であ
る。

【００２５】ここで、充填材14としては、コンクリート
や軽量樹脂やこれらを混合したものを使用することがで
きる。そして、コンクリート中には軽量骨材を混入する
ことも、また、軽量樹脂としては硬質ウレタンを使用す
ることもできる。

【００２６】連結体11は、図３及び図４に示すように、
隣接する橋脚ブロック10,10 間に介設する筒状の連結体
本体15と、同連結体本体15中に挿通すると共に、隣接す
る橋脚形成ブロック10,10 間に緊張させて締結するＰＣ
ケーブル16とを具備している。18はＰＣケーブル定着具
である。

【００２７】ここで、ＰＣケーブル16の表面は防錆コー
トして、緊張状態を長時間確保できるようにしており、
同ＰＣケーブル16の断面積は、例えば、５０年発生確率
による耐震設計において、安全率1.2 〜1.5 程度をもた
せるように設計することができる。

【００２８】そして、連結体本体15としては、中空鋼管
等を使用し、橋脚形成ブロック10の周壁に端部を薄肉板
状の硬質ゴム17を介して連結している。

【００２９】このようにして、連結体本体15により連結
した橋脚形成ブロック10へ水平軸力を伝達可能とすると
共に、硬質ゴム17を介して連結した連結体本体15の両端
部に曲げモーメントに関して両端ヒンジに近いセミリジ
ット力学特性をもたせることにより、システム構造上の
減衰率を高め、さらに、橋脚形成ブロック10の座屈を防
止することができるようにしている。

【００３０】次に、上記した本発明に係る橋脚Ａの構築
方法について説明する。

【００３１】図１及び図２に示すように、橋脚構築
場所にフーチングＦを設置する。

【００３２】図２に示すように、筒状ケーシング13
中に、フーチングＦより上方へ突出させたアンカー鉄筋
４を挿入し、筒状ケーシング13の下端縁に形成した固定
用フランジ部13a をフーチングＦにＰＣアンカー取付金
具５により取付けて固定する。

【００３３】同様にして、フーチングＦ上に六個の筒状
ケーシング13を、図１及び図３に示すように、前後方向
及び左右幅方向にそれぞれ一定の間隔L3,L4 を開けて取
付ける。

【００３４】図３に示すように、前後及び左右側に
隣接する筒状ケーシング13,13 間に連結体本体15を横架
すると共に、筒状ケーシング13,13 の周壁に同連結体本
体15の両端部を硬質ゴム17,17 を介して連結する。

【００３５】図３に示すように、前後及び左右側に
隣接する筒状ケーシング13,13 同士をＰＣケーブル16に
より緊張状態にて締結する。

【００３６】そして、三個以上の筒状ケーシング13をＰ
Ｃケーブル16により連結する場合には、中間に位置する
筒状ケーシング16中にＰＣケーブル16を貫通させて、最
外側に位置する筒状ケーシング13,13 の周壁にＰＣケー
ブル16の端部をＰＣケーブル定着具18,18 により定着す
る。

【００３７】各筒状ケーシング13中にコンクリート
等の充填材14を充填して固化させることにより、同充填
材14と筒状ケーシング13を一体化させた橋脚形成ブロッ
ク10を形成すると共に、各橋脚形成ブロック10,10 を連
結体11により相互に一体的に連結した橋脚形成ユニット
12を形成する。

【００３８】上記した最下段の橋脚形成ユニット12
上に、同様にして橋脚形成ユニット12を多数段順次積み
重ね状態に形成していく。

【００３９】このようにして、所定の高さ（例えば、30
〜 150ｍ）の橋脚Ａを構築する。

【００４０】かかる橋脚Ａでは、圧縮用の鋼管よりなる
る筒状ケーシング13及び連結体本体15とＰＣケーブル16
のみからなる簡単な構造であるために、その製作及び施
工が容易で、しかも、設計法も従来の耐震解析によって
確立することができて、安全性を確保することができ
る。

【００４１】しかも、上記橋脚Ａは、従来のコンクリー
ト製のものに比して約２倍の終局強度を有するために、
断面積をほぼ半減させることができ、従って、体積も半
減させることができて、耐震性能を向上させることがで
きると共に、座屈を防止することができる。

【００４２】ここで、図５に示すような中空鋼管柱の場
合、幅Ｌ／肉厚ｔ比の制限をコンクリート充填鋼管柱で
はほぼ倍増でき、大幅な薄肉化が可能となるために、溶
接作業が楽になり、溶接作業の信頼性が高くなって、経
費の削減が図れて、経済性を高めることができる。

【００４３】例えば、中空角型鋼管柱の場合、

【００４４】

【数１】

【００４５】の公式があり、Ｌ＝300 ｃｍ、бｙ＝1.8
ｔ／ｃｍ²で、ｔ≒5.1 ｃｍ、故にｔ′＝ｔ／２＝2.6
ｃｍで良いことになる。

【００４６】図６は、他の実施例としての橋脚形成ユニ
ット12を示しており、橋脚形成ブロック10の筒状ケーシ
ング13を円筒状に形成している。Ｒは筒状ケーシング13
の直径、L5は、左右に隣接する橋脚形成ブロック10,10
の中心間距離、L6は、前後に隣接する橋脚形成ブロック
10,10 の中心間距離である。

【００４７】かかる円筒状の筒状ケーシング13では、矩
形筒状の筒状ケーシング13に較べて、肉厚をさらに薄肉
化させることができて、それだけ経済性を高めることが
できる。

【００４８】例えば、図７に示すような直径Ｒの円形鋼
管柱の場合、建築基準では、Ｒ／ｔ≒100 であるので、
Ｒ＝300 ｃｍでは、ｔ＝３ｃｍ、故にｔ′＝ｔ／２＝1.
5 ｃｍで良いことになる。

【００４９】図８及び図９は、ＰＣケーブルの他の実施
例としての連結構造を示している。

【００５０】ＰＣケーブル16は、連結体本体15中に挿通
することなく、各橋脚形成ブロック10の外側方に沿わせ
て配置し、最外側に位置する両橋脚形成ブロック10,10
の周壁に連結金具19,19 を介して連結している。

【００５１】このようにして、大地震により、万一、防
錆コートされたＰＣケーブル16が破断した場合には、上
記のように橋脚形成ブロック10の外側方にて連結するこ
とにより、連結体11の弾性バネ支持性能を修復すること
ができるようにしている。

【００５２】図１０は、連結体11の他の実施例としての
連結構造を示している。

【００５３】かかる連結体11は、連結体本体15の端縁に
鍔状連結部15a,15a を一体成形し、各鍔状連結部15a,15
a を筒状ケーシング13の周壁に締付ボルト20,20 により
連結している。

【００５４】このようにして、セミリジッド特性を有す
る鋼ジョイントで水平に連結することにより、橋脚形成
ブロック10と連結体11の鍔状連結部15a,15a との接合部
に、必要最小限のＭ＝Ｋ・θ（Ｍ：曲げモーメント、
Ｋ：不連続回転角剛性、θ：不連続回転角）の曲げを伝
達する機能をもたせている。

【００５５】なお、本実施例では、六個の橋脚形成ブロ
ック10により一組の橋脚形成ユニット12を形成した場合
について説明してきたが、一組の橋脚形成ユニット12を
形成する橋脚形成ブロック10の個数は、これに限られる
ものではなく、二個以上の数個であればよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。

【００５７】従来のＲＣやＰＣ高橋脚に比べて合成
ブロックシステムによる耐震性能の向上が図れる。即
ち、弾性バネ支持性能を有する連結体によるシステム全
体系の構造減衰率の増大が期待できるとともに、橋脚重
量の軽減化によって、曲げモーメントやせん断力応答が
低減できて合理的な設計ができる。そのために、フーチ
ング等の基礎工の設計が楽になり、橋梁全体の施工費の
大幅な削減が図れる。

【００５８】橋脚形成ブロックをプレキャストブロ
ック化することができるために、橋脚の現場施工の簡略
化、省人化が図れる。即ち、型枠不要で配筋工程の大幅
な省力化が可能である。

【００５９】橋脚形成ブロックをプレキャストブロ
ック化することができるために、工期の短縮化が図れ
る。即ち、施工の機械化、標準規格化による能率の向上
が期待できる。

【００６０】橋脚をプレキャストブロック化するこ
とができるために、品質の信頼性の向上が図れる。即
ち、橋脚形成ブロック及び連結体の重要構造エレメント
を品質管理された工場で精度よく製作できる。

【００６１】橋脚形成ブロックをプレキャストブロ
ックとして標準化、量産化することができるために、同
橋脚形成ブロックの製作コストの低減が可能となる。

【００６２】橋脚形成ブロックのもつ優れた靭性や
復元力特性を活用できる。

【００６３】橋脚形成ブロックのもつ優れた耐荷力
特性、即ち、ＲＣ柱に対し、コンクリートの圧縮強度が
ほぼ倍増するという特性を活用することができ、その
分、他の形式に比べて橋脚を構成する柱断面積を小さく
することができ、橋脚全体重量を大幅に低減できる。従
って、この面においても耐震上有利な構造となる。

【００６４】橋脚形成ブロックを軽量ブロック化す
ることによって、輸送が容易で、輸送コストの低減が図
れる。

【００６５】筒状ケーシングとしての中空鋼管柱の
Ｌ（幅）／ｔ（肉厚）比（円形鋼管柱では、Ｒ（直径）
／ｔ（厚さ））の制限をコンクリート充填鋼管柱ではほ
ぼ倍増でき、大幅な筒状ケーシングの薄肉化が可能とな
り、それだけ橋脚施工の経済性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る橋脚構造を具備する橋梁の部分斜
視図。

【図２】同橋脚構造の部分断面側面図。

【図３】橋脚形成ユニットの一部断面平面説明図。

【図４】橋脚の部分断面側面図。

【図５】筒状ケーシングの平面説明図。

【図６】他の実施例としての橋脚形成ユニットの一部断
面平面説明図。

【図７】他の実施例としての筒状ケーシングの平面説明
図。

【図８】ＰＣケーブルの他の実施例としての連結構造。

【図９】ＰＣケーブルの他の実施例としての連結構造。

【図１０】連結体の他の実施例としての連結構造。

【符号の説明】

Ａ橋脚Ｂ橋梁上部工Ｃ橋梁下部工ＦフーチングＹ橋梁１コンクリート２埋設アンカーフレーム３鉄筋４アンカー鉄筋５ＰＣアンカー取付金具 10 橋脚形成ブロック 11 連結体 12 橋脚形成ユニット 13 筒状ケーシング 14 充填材 15 連結体本体 16 ＰＣケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の橋脚形成ブロックを前後幅方向
若しくは左右幅方向に間隔を開けて配置し、隣接する各
ブロック同士を弾性バネ支持性能を有する連結体により
連結して橋脚形成ユニットを形成し、同橋脚形成ユニッ
トを複数個上方へ一体的に積み重ねて構成することを特
徴とする橋脚構造。
【請求項２】橋脚形成ブロックは、筒状ケーシング内
に充填材を充填して一体化することにより形成したこと
を特徴とする請求項１記載の橋脚構造。
【請求項３】筒状ケーシングは、鋼板により形成した
ことを特徴とする請求項２記載の橋脚構造。
【請求項４】筒状ケーシングは、矩形筒状に形成した
ことを特徴とする請求項２又は３記載の橋脚構造。
【請求項５】筒状ケーシングは、円筒状に形成したこ
とを特徴とする請求項２又は３記載の橋脚構造。
【請求項６】連結体は、隣接する橋脚形成ブロック間
に介設する筒状の連結体本体と、同連結体本体中に挿通
すると共に、隣接する橋脚形成ブロック間に緊張させて
締結するＰＣケーブルとを具備することを特徴とする請
求項１記載の橋脚構造。
【請求項７】連結体は、隣接する橋脚形成ブロック間
に介設する連結体本体と、同連結体本体の外側方に沿わ
せて配置すると共に、隣接する橋脚形成ブロック間に緊
張させて締結するＰＣケーブルとを具備することを特徴
とする請求項１記載の橋脚構造。
【請求項８】連結体本体の端面と橋脚形成ブロックの
周壁とを硬質ゴムを介して連結することを特徴とする請
求項６又は７記載の橋脚構造。