JPH10219625A - 鉄筋コンクリート橋脚の補強工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 橋脚躯体内の鉄筋の位置に関係なく、容易に
中間貫通ＰＣ鋼棒の挿入孔の穿孔ができる鉄筋コンクリ
ート橋脚の補強工法の提供。 【解決手段】 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚（１）
の橋脚躯体（２）を鉄筋コンクリートで巻立て、橋脚躯
体（２）の長辺側の両壁面を鋼板（３）で挟み込んで断
面貫通型のＰＣ鋼棒（４）で一体化する鉄筋コンクリー
ト橋脚（１）の補強工法において、ロータリーパーカッ
ションで穿孔する穿孔機械（１０）を用意し、ウオータ
ジェット（Ｊ）を有するモニタ（６）を先端に取付けた
中空ロッド（５）を前記穿孔機械（１０）に把持し、前
記橋脚躯体（２）に穿孔するＰＣ棒鋼の挿入孔（８）を
橋脚躯体（２）の鉄筋を含む部分（Ａ１、Ａ２）はウォ
ータジェット（Ｊ）で穿孔し、鉄筋を含まぬ部分はロー
タリーパーカッションで穿孔する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既設の壁式鉄筋コ
ンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆してロッ
ド状部材により一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強
工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】震度法による許容応力度設計にのみ従っ
て耐震設計された既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚は、
円形や矩形断面の様な柱式橋脚と比較すると、一般にコ
ンクリート断面が大きく、軸方向鉄筋比が小さい構造で
あり、相対的に曲げ耐力が小さくなっていることが多
い。

【０００３】また、壁式橋脚の様な幅の広い断面では、
その形状的な影響により、橋軸直角方向の側面に対する
帯鉄筋による拘束効果も小さくなっている。

【０００４】したがって、壁式鉄筋コンクリート橋脚の
補強では、曲げ耐力とじん性の両者を向上させる補強を
行うのが望ましい。なお、ここでいう壁式橋脚とは、橋
脚の橋軸直角方向の断面寸法ａと橋軸方向の断面寸法ｂ
との比ａ／ｂが３を超える幅広長方形断面または小判型
断面の鉄筋コンクリート橋脚である。

【０００５】従来、壁式鉄筋コンクリート橋脚の補強工
法としては、鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工法が施
工されている。この工法は、図２７に示す様に、橋脚躯
体２を鉄筋コンクリートで巻立てる（巻立て鉄筋コンク
リート部Ｃ）と共に、橋脚基部Ｂにおいて長辺側の両壁
面を鋼板３で挟み込み、これらをロッド状部材、すなわ
ち断面貫通型のＰＣ鋼棒（以下、中間貫通ＰＣ鋼棒とい
う）４により一体化させた構造である。

【０００６】この工法においては、巻立て鉄筋コンクリ
ート部Ｃの軸方向鉄筋Ｋ１とＫ２とをフーチングＦに１
本おきに定着している。なお、符号Ｋ３は帯鉄筋を示し
ている。そして、鋼板３と両端をナットで締着させた中
間貫通ＰＣ鋼棒４とを併用してコンクリート断面を拘束
し、また、鋼板下端とフーチングＦの上面との間ｄに５
〜１０ｃｍ程度の隙間を設けて、鋼板下端とフーチング
Ｆ上面とが接触して予期せぬ力が鋼板３に作用すること
を防止している。

【０００７】なお、鋼板３の設置範囲Ｈは、断面基部か
ら補強後の橋軸方向幅に相当する高さまでの範囲とする
のが標準である。また、符号ｐ１はＰＣ鋼棒４の橋軸直
角方向の挿入ピッチで補強後の壁厚以下、符号ｐ２は橋
脚軸方向のピッチで３０ｃｍ以下としている。

【０００８】上記の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工
法による橋脚の補強工法においては、橋脚躯体に中間貫
通ＰＣ鋼棒を貫通させるために穿孔する必要があるが、
この孔は、橋脚躯体内の鉄筋を避けて穿孔する必要があ
る。そして、従来、この穿孔には、例えば、ロータリー
パーカッションによって穿孔が行われている。

【０００９】しかし、一般には、躯体内の鉄筋位置を正
確に予見することは困難である。そして、ロータリーパ
ーカッションにより穿孔している際に鉄筋に当たってし
まうと、穿孔した孔を埋め戻して再び穿孔をやり直す必
要がある。ここで、再穿孔を行えば工数が増加するため
コスト増を招く。

【００１０】また、ロータリーパーカッションにより穿
孔に際して、誤って鉄筋を切断してしまうと、橋脚の強
度に悪影響を与える。

【００１１】一方、ドリフタを用いて穿孔する工法が公
知である。図２８〜図３１には、ドリフタ（例えば、三
菱重工（株）製の穿孔機：商品名「ＭＲＤ１５０」）を
用いた自穿孔工法によるロックボルトの打設方法が示さ
れている。

【００１２】図２８において、ロックボルト１５を把持
した穿孔機械１０が、ロックボルト打設位置に設置され
ている。そのロックボルト１５は、先端にロストビット
１６を備えた中空軸で、その後端に設けられたウォータ
スイベル１７を介して高圧水が供給されている。そし
て、ロックボルト１５は、ガイドセル１１上を穿孔方向
に前後進可能に設けられたドリフタ１２に把持装置１３
を介して把持され、符号Ｄ方向の打撃と回転Ｒが与えら
れて推進し、ロックボルト１５の中空孔よりフラッシン
グを行いながら、地山を穿孔する。

【００１３】図２９に示す様に、ドリフタ１２がストロ
ークＳだけ推進してストロークエンドに達したら、把持
装置１３を緩めて後退する。そして、図３０に示す様に
後退位置からロックボルト１５を再び把持して穿孔す
る。これを繰返し、図３１に示す様に所定深さまで穿孔
したら、中空孔から定着材を注入して、ロックボルト１
５を定着させる。

【００１４】この様な穿孔工法は有効な技術であるが、
既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼
板で被覆して、ロッド状部材により一体化する鉄筋コン
クリート橋脚の補強するに際して、コンクリート橋脚の
躯体に貫通孔を穿孔する際には用いられていない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたもので、橋脚躯体内に
鉄筋が配置されていても、ロッド状部材の挿入孔を容易
に穿孔することができる様な鉄筋コンクリート橋脚の補
強工法の提供を目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の鉄筋コンクリー
ト橋脚の補強工法は、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚
の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆してロッド状部材により
一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、
ロータリーパーカッションで穿孔する穿孔機械により、
ウオータジェットを有するモニタを先端に取付けた中空
ロッドを把持し、該穿孔機械により前記橋脚躯体に前記
ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際して、橋脚躯体の
鉄筋を含む部分はウォータジェットで穿孔し、鉄筋を含
まぬ部分はロータリーパーカッションで穿孔することを
特徴としている。

【００１７】この様な構成を具備する本発明によれば、
鉄筋を含む部分はウォータジェットで穿孔が為される。
ここで、ウォータジェットは所謂「はつり」工でも用い
られ、鉄筋を損傷すること無く、コンクリートを除去す
る。ここで、穿孔している際に鉄筋に当たっても、モニ
タ或いはロッド状部材が通過出来る状態であれば鉄筋が
露出していても構わない。従って、鉄筋が露出しても穿
孔した孔を全て埋め戻して再び穿孔をやり直す必要は無
い。そのため、再穿孔が必要となるケースが飛躍的に減
少し、再穿孔に費やされるコストが大幅に減少する。さ
らに、ウォータジェットによる穿孔であれば、鉄筋を損
傷することが無いので、橋脚の強度に悪影響を与える恐
れは小さくなる。

【００１８】本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法
の実施に際して、前記橋脚躯体にロッド状部材の挿入孔
を貫通し、前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材
を注入し、前記中空ロッドの両端部を締結部材と係合す
ることにより橋脚躯体と前記鋼板とを一体化するのが好
ましい。

【００１９】また、本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補
強工法は、前記橋脚躯体のロッド状部材の挿入孔を所定
深さまで穿孔し、前記中空ロッドを挿入してその周囲に
充填材を注入し、前記中空ロッドの前記挿入孔に挿入さ
れていない側の端部を締結部材と係合することにより橋
脚躯体と前記鋼板とを一体化している。

【００２０】さらに本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補
強工法は、前記ロッド状部材の挿入孔は、橋脚躯体の両
側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている。

【００２１】これに加えて本発明の鉄筋コンクリート橋
脚の補強工法は、前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロ
ッド状部材の挿入孔は、前記橋脚躯体の一方の側から穿
孔された孔の径が、他方の側から穿孔された孔の径に比
較して拡径した状態で穿孔されている。ここで、前記橋
脚躯体の一方の側から穿孔された孔と、他方の側から穿
孔された孔とが芯ずれを生じていた場合に、ロッド状部
材を挿入するのとは反対の側から樋状の案内部材を挿入
し、該案内部材によってロッド状部材を挿通せしめるの
が好ましい。この様に構成することにより、鉄筋の配置
等に起因して、橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔
と、他方の側から穿孔された孔とをオフセットせざるを
得ない様な場合であっても、対処することが出来る。

【００２２】ここで、上述した本発明の鉄筋コンクリー
ト橋脚の補強工法において、既設の壁式鉄筋コンクリー
ト橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立っ
て、当該橋脚躯体を鉄筋コンクリートで巻立てる工程を
含んでいるのが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００２４】図１において、橋脚躯体２の中間貫通ＰＣ
鋼棒用の挿入孔８の穿孔位置に、穿孔機械１０が設置さ
れている。その穿孔機械１０は、ウォータジェットによ
る穿孔と、ロータリーパーカッションによる穿孔とが行
える穿孔機械であって、例えば前記した三菱重工（株）
製の穿孔機ＭＲＤ１５０等が好ましい。すなわち、穿孔
機械１０には、ガイドセル１１上を穿孔方向（図の左右
方向）に前後進可能なドリフタ１２が設けられており、
そのドリフタ１２には、中空軸で、外周にはねじが設け
られたロッド５が把持されている。そのロッド５には、
先端にウォータジェットＪを噴出するモニタ６が設けら
れ、後端には圧水を供給するウォータスイベル１６を設
けられており、ドリフタ１２によって打撃Ｄと回転Ｒと
が伝達されている。

【００２５】次に、図２ないし図８により施工の態様を
説明する。図２に示す様に、橋脚躯体２の鉄筋のある部
分Ａ１においてはロッド５を回転Ｒしながら先端のモニ
タ６からウォータジェットＪを噴出して穿孔する。そし
て、鉄筋のある部分Ａ１を貫通したら（図３）、モニタ
６を脱し、パーカッションＤにより穿孔する（図４）。
対向側の鉄筋のある部分Ａ２に達したら再びウォータジ
ェットＪで穿孔し（図５）、貫通する。

【００２６】貫通後、ロッド５を中間貫通ＰＣ鋼棒とし
てそのまま残し、挿入孔８の一端をパッカ９で塞ぎ、他
端から注入ノズルＮを挿入して（図６）、充填材Ｚを注
入し（図７）、ロッド５を固着させて（図８）、躯体２
の両側に鋼板３、３を当接し、ナット７、７で締結する
（図９）。

【００２７】また、図１０ないし図１３には、孔を貫通
しない実施形態が示されている。橋脚躯体２の一方から
ウォータジェットＪ（およびパーカッション) で孔８Ａ
を穿孔し（図１０）、所定深さまで穿孔したらロッド５
の中空孔から充填材Ｚを注入して（図１１）、孔８Ａ内
を充填し、ロッド５が固着したら（図１２）、鋼板３を
当接してナット７で締結する（図１３）。なお、図１１
で示す様にロッド５より充填材Ｚを注入することに代え
て、ロッド５を一旦引抜き、新たにＰＳロッドを挿入し
て、該ＰＳロッドより充填材Ｚを注入しても良い。

【００２８】図１４ないし図１８には、橋脚躯体２の両
側から穿孔する実施形態が示されてる。図１４におい
て、躯体２の一端からウォータジェットＪにより穿孔し
て所定深さまで穿孔（符号「８Ａ」で示す）したら（図
１５）、対向する他端から、芯ずれを考慮して前記穿孔
径より大径にウォータジェットＪで孔８Ｂを穿孔する
（図１６）。貫通したらロッド５を通し（図１７）、充
填材Ｚを注入して、両側に鋼板３、３を当接してナット
７、７で締結する（図１８）。

【００２９】図１９ないし図２６に示す実施形態も両側
から穿孔するものである。図１９に示す様に、一端から
ウォータジェットＪで孔８Ａを穿孔し、途中で拡径して
孔８Ｂを所定深さまで穿孔し（図２０）、他端からは、
通常径で孔８Ａを穿孔して（図２１）、前記拡径部８Ｂ
に貫通し（図２２）する。ここで、芯ずれ分が存在して
もロッド５を挿通出来る様にするため、例えば「樋」の
様な形状の工具Ｔを挿入し（図２３）、該工具Ｔ（樋）
を案内用のガイドとしてロッド５を挿通する（図２
４）。ロッド５を挿通したならば（図２５）、充填材Ｚ
を注入して、両側に鋼板３、３を当接し、ナット７、７
で締結する（図２６）。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、橋脚
躯体の鉄筋のある部分は、ウォータジェットで穿孔され
るので、鉄筋に当たってもダメージを与えることがな
く、また、鉄筋のない部分は、ロータリーパーカッショ
ンで迅速容易に穿孔することができる。したがって、従
来の様に鉄筋のある位置を探ったり、また、鉄筋に当た
って埋め戻す必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を施工する装置の概要を示す全体構成
図。

【図２】ウォータジェットによる鉄筋のある部分の穿孔
の説明図。

【図３】鉄筋のある部分を貫通した状態の説明図。

【図４】ロータリーパーカッションによる穿孔状態の説
明図。

【図５】対向側の鉄筋のある部分の穿孔状態の説明図。

【図６】貫通後のロッドの挿入状態の説明図。

【図７】充填材の注入状態の説明図。

【図８】充填材の注入後の説明図。

【図９】鋼板をナットで締結した状態の説明図。

【図１０】別の実施形態の穿孔状態の説明図。

【図１１】充填材を注入している状態の説明図。

【図１２】充填材の注入後の状態の説明図。

【図１３】鋼板をナットで締結した状態の説明図。

【図１４】両側から穿孔する実施形態の穿孔開始状態の
説明図。

【図１５】ウォータジェットによる穿孔終了状態の説明
図。

【図１６】他方側から穿孔をしている状態の説明図。

【図１７】貫通しロッドを挿通した状態の説明図。

【図１８】鋼板を締結した状態の説明図。

【図１９】両側から穿孔する別の実施形態の穿孔開始状
態の説明図。

【図２０】拡径して穿孔している状態の説明図。

【図２１】他方側から穿孔をしている状態の説明図。

【図２２】貫通状態の説明図。

【図２３】はつりを行っている状態の説明図。

【図２４】ロッドを挿通している状態の説明図。

【図２５】ロッドを挿通した状態の説明図。

【図２６】鋼板を締結した状態の説明図。

【図２７】従来の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立てによ
る橋脚補強工法を示す斜視図。

【図２８】ドリフタを用いたロックボルト打設の穿孔工
法の説明図。

【図２９】ドリフタがストロークエンドまで進んだ状態
の説明図。

【図３０】ドリフタが後退して再び穿孔を開始した状態
の説明図。

【図３１】所定深さまで穿孔した状態の説明図。

【符号の説明】

１・・・橋脚 ２・・・躯体 ３・・・鋼板 ４・・・中間貫通ＰＣ鋼棒 ５・・・ロッド ６・・・モニタ ７・・・ナット ８・・・孔 ９・・・パッカ １０・・・穿孔機 １１・・・ガイドセル １２・・・ドリフタ １３・・・把持装置 １５・・・ロックボルト １６・・・ロストビット １７・・・ウォータスイベル Ｊ・・・ウォータジェット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006208 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 (72)発明者 吉 田 宏 埼玉県所沢市下安松763−７

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚
   躯体の壁面を鋼板で被覆してロッド状部材により一体化
   する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、ロータ
   リーパーカッションで穿孔する穿孔機械により、ウオー
   タジェットを有するモニタを先端に取付けた中空ロッド
   を把持し、該穿孔機械により前記橋脚躯体に前記ロッド
   状部材の挿入孔を穿孔するに際して、橋脚躯体の鉄筋を
   含む部分はウォータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部
   分はロータリーパーカッションで穿孔することを特徴と
   する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
2. 【請求項２】 前記橋脚躯体にロッド状部材の挿入孔を
   貫通し、前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材を
   注入し、前記中空ロッドの両端部を締結部材と係合する
   ことにより橋脚躯体と前記鋼板とを一体化した請求項１
   の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
3. 【請求項３】 前記橋脚躯体のロッド状部材の挿入孔を
   所定深さまで穿孔し、前記中空ロッドを挿入してその周
   囲に充填材を注入し、前記中空ロッドの前記挿入孔に挿
   入されていない側の端部を締結部材と係合することによ
   り橋脚躯体と前記鋼板とを一体化した請求項１の鉄筋コ
   ンクリート橋脚の補強工法。
4. 【請求項４】 前記ロッド状部材の挿入孔は、橋脚躯体
   の両側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている
   請求項１または２の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
5. 【請求項５】 前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロッ
   ド状部材の挿入孔は、前記橋脚躯体の一方の側から穿孔
   された孔の径が、他方の側から穿孔された孔の径に比較
   して拡径した状態で穿孔された請求項４の鉄筋コンクリ
   ート橋脚の補強工法。
6. 【請求項６】 前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された
   孔と、他方の側から穿孔された孔とが芯ずれを生じてい
   た場合に、ロッド状部材を挿入するのとは反対の側から
   樋状の案内部材を挿入し、該案内部材によってロッド状
   部材を挿通せしめる請求項５の鉄筋コンクリート橋脚の
   補強工法。
7. 【請求項７】 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚
   躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立って、当該橋脚躯
   体を鉄筋コンクリートで巻立てる工程を含む請求項１〜
   ６のいずれか１項の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。