(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
鉛直方向に細長の断面形状を有して水平方向に延在する鉄筋コンクリート製の壁部を有し、前記壁部は、その厚さ方向の両面側に埋設された鉄筋を有し、前記壁部の厚さ方向の一方の面は地中に埋設されているコンクリート構造物の補強方法であって、
前記壁部の前記一方の面で前記壁部の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、前記壁部の前記一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部を掘削する第1の工程と、
前記作業用孔部内で、前記複数箇所において前記壁部の一方の面の上端から下端まで、前記一方の面側に埋設された前記鉄筋を露出させるように前記壁部の一方の面の側方に開放状で鉛直方向に延在する溝部を形成する第2の工程と、
前記作業用孔部内で、各溝部に沿わせてかつその一部が前記溝部の内側に入るように鉛直方向に延在する支柱用鉄筋を配筋する第3の工程と、
前記作業用孔部内で、前記複数箇所において前記各溝部の内部に連通し前記支柱用鉄筋を囲んで前記溝部の延在方向の全長にわたって延在する空間部を仕切るようにコンクリート型枠を設置する第4の工程と、
前記各溝部の内部と前記各コンクリート型枠の内部にコンクリートを打設することにより前記壁部の一方の面の外側に突出し前記壁部に一体的に結合された補強支柱を前記溝部の全長にわたって構築する第5の工程と、
を含むことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
前記第3の工程において、前記作業用孔部内で、各溝部に沿わせてかつその一部が前記溝部の内側に入るように鉛直方向に延在し前記支柱用鉄筋が巻装された鉄骨が配置され、
前記支柱用鉄筋の配筋は、前記鉄骨を配置することによりなされる、
ことを特徴とする請求項1または2記載のコンクリート構造物の補強方法。
前記コンクリート構造物は、橋桁の端部が設置される橋台躯体と、前記橋台躯体の上部から起立された橋台壁部とを備え、前記橋台壁部の厚さ方向の一方の面側で前記橋台躯体上に盛土された橋梁アバットであり、
前記壁部は、前記橋台壁部である、
ことを特徴とする請求項1〜3に何れか1項記載のコンクリート構造物の補強方法。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、第1の実施の形態では、コンクリート構造物が、多数のボックスカルバート10がその軸方向に接続された状態で地中に埋設されることにより構成された鉄道用の地下トンネル2である場合について説明する。
まず、ボックスカルバート10について説明する。
多数のボックスカルバート10がその軸方向に接続された状態で地中に埋設されることにより鉄道用の地下トンネル2が構成されている。
多数のボックスカルバート10からなる地下トンネル2の内部空間は、2つの空間に区画されており、それぞれの空間において鉄道用車両Aが走行するように構成されている。
図中、符号Hはボックスカルバート10の上方に位置する地面に設けられた自動車用の車道を示し、符号Bは車道Hを走行する自動車を示す。
【0009】
各ボックスカルバート10は、矩形板状の底壁12と、底壁12の幅方向両端から起立する2つの側壁14と、底壁12の幅方向の中央から起立し2つの側壁14と平行する隔壁16と、2つの側壁14および隔壁16の上端を接続する矩形板状の天井壁18とを備えている。
そして、2つの側壁14および隔壁16は、鉛直方向に細長の断面形状を有して水平方向に延在する壁部を構成している。
なお、
図3(A)に示すように、側壁14の内部には、その厚さ方向の両面側に鉄筋20が埋設されている。それら鉄筋20は、例えば、鉛直方向に延在する複数の鉛直筋20Vと、水平方向に延在する複数の水平筋20Hとが格子状に配筋されて構成されている。
これら底壁12、側壁14、隔壁16、天井壁18は、鉄筋コンクリートで一体的に構成されている。
隔壁16は、地下トンネル2の内部空間を2つの空間に区画しており、底壁12には、鉄道車両走行用のレールRが敷設されている。
【0010】
次に、このような地下トンネル2を構成するボックスカルバート10の補強方法について説明する。
まず、
図3(A)に示すように、地中に埋設された側壁14の一方の面で側壁14の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、側壁14の一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する(第1の工程)。
作業用孔部22の掘削は、
図1に示すように、2つの側壁14の直上に相当する地上からバックフォーやハンマーグラブなどの建機24を用いて、あるいは、手掘りにより行なう。
なお、この作業用孔部22は、前記複数の箇所毎に設けてもよく、あるいは、前記複数の箇所を同時に露出させるように水平方向に延在させたものであってもよい。
【0011】
次に、作業用孔部22内で、前記複数箇所において側壁14の一方の面の上端から下端まで、前記一方の面側に埋設された鉄筋20を露出させるように側壁14の一方の面の側方に開放状で鉛直方向に延在する溝部26を形成する(第2の工程)。
この鉄筋を露出させる作業は、例えば、コンクリートハンマやウォータジェット切削装置などのコンクリートはつり装置が用いて行なわれる。
【0012】
次に、
図3(B)に示すように、作業用孔部22内で、各溝部26に沿わせて支柱用鉄筋28を配筋し、その際、支柱用鉄筋28の一部を溝部26内に位置させる(第3の工程)。
この支柱用鉄筋28は、鉛直方向に延在する複数の主筋28Aと、それら主筋28Aの周囲を囲む複数の帯筋28Bとを含んで構成されている。
そして、溝部26内に位置する支柱用鉄筋28の部分を、側壁14に埋設された鉄筋20に結合させる。
この結合は、例えば、結束線(針金)を用いてもよく、あるいは、溶接を用いてもよい。
このように支柱用鉄筋28の一部を溝部26内に位置させることにより、補強支柱30を側壁14に強固に一体化させる上で有利となり、さらに、溝部26内に位置する支柱用鉄筋28の部分を、側壁14に埋設された鉄筋に結合させると、補強支柱30を側壁14に強固に一体化させる上でより有利となる。
【0013】
次に、作業用孔部22内で、各溝部26に、それら溝部26の内部に連通し支柱用鉄筋28の周囲を囲んで溝部26の延在方向の全長にわたって延在する空間部を仕切るようにコンクリート型枠32を設置する(第4の工程)。
空間部は、溝部26を含んだ断面がほぼ矩形で上下に延在する直方体状を呈している。
【0014】
次に、
図3(C)に示すように、各溝部26の内部と各コンクリート型枠32の内部にコンクリート34を打設し、側壁14の一方の面の外側に突出し側壁14に一体的に結合されたRC柱からなる補強支柱30を溝部26の全長にわたって構築する(第5の工程)。
図2は、補強支柱30により補強された地中トンネル2を構成するボックスカルバート10の斜視図を示している。
なお、コンクリート34の硬化後、コンクリート型枠32は撤去してもよく、あるいは、そのまま残しておいてもよく、
図3(C)はコンクリート型枠32を撤去した状態を示している。
【0015】
以上説明したように、本実施の形態によれば、地中に埋設されたボックスカルバート10の側壁14の一方の面で側壁14の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、側壁14の前記一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する第1の工程を行ない、作業用孔部22内で第2〜第4の工程を行ない、側壁14の前記一方の面の地上から第5の工程を行なうことで、地下トンネルを補強するようにした。
したがって、地下トンネル2の内部から施工する必要がなく、側壁14の側方と上方に作業スペースを確保すれば足りるため、車両を従来と同様に運行させつつ地下トンネル2の補強工事を行なえ、交通機関の機能を損なわずに補強工事を完了できる。
また、車両を従来と同様に運行させつつ補強工事を行なえるため、施工は、車両の走行がない夜間に限定されることはなく、日中でも行なえ、施工効率を向上する上で有利である。
【0016】
また、補強支柱30の延在方向が鉛直方向であるため、地震時に想定される様々な方向のせん断破壊線をカバーする上で有利となり、地下トンネル2の補強性能を確保する上で有利となる。
例えば、せん断破壊線が側壁14の厚さ方向に延びる場合、従来技術では、補強部材が側壁14の厚さ方向に延在するため、補強部材の延在方向とせん断破壊線とが交差しにくく、補強部材が機能しにくくなる。
これに対して本発明では、補強支柱30が側壁14の鉛直方向に延在するため、補強支柱30の延在方向とせん断破壊線とが確実に交差することになり補強支柱30が機能しやすくなる。
また、従来技術では、補強部材が側壁14の厚さ方向に延在する構成上、側壁14のせん断補強としては特に靱性補強が主な効果となっており、曲げ補強の効果は奏さない。
これに対して本発明では、補強支柱30が側壁14の鉛直方向に延在するため、側壁14のせん断補強として曲げ補強の効果を奏する上で有利となる。
【0017】
また、従来技術では、側壁14の厚さ方向に孔部22を掘削することから、カルバートボックスの側壁14が屈曲してコーナー部を形成している場合、コーナー部に孔部22を掘削することが難しく、コーナー部の補強が困難である。
これに対して本発明では、鉛直方向に沿って側壁14の一方の面に溝部26を掘削するため、コーナー部においても溝部26を掘削することができ、したがって、コーナー部の補強を行なう上で有利となる。
【0018】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同一の部材、箇所には同一の符号を付しその説明を省略し、差異について重点的に述べる。
図4(A)〜(C)に示すように、第2の実施の形態では、補強支柱30がSRC柱から構成されている点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、
図4(C)に示すように、補強支柱30は、鉄骨32と、鉄骨32の周囲に取着された支柱用鉄筋28と、それらを埋設したコンクリート34とを含んで構成されたSRC柱である。
図4(B)に示すように、支柱用鉄筋28は、鉄骨32に予め巻装され取着されている。
したがって、第2の実施の形態では、鉄骨32を溝部26に沿って鉛直方向に配置することにより支柱用鉄筋28の配筋がなされる。
鉄骨32としては、H型鋼やI型鋼、鋼管など従来公知の様々な型鋼が採用可能である。
本実施の形態では、鉄骨32は、ウェブWの両側にフランジFを有するH型鋼であり、溝部26に対向するフランジFに多数のスタッドSが突設されている。
そして、第3の工程では、支柱用鉄筋28の一部およびスタッドS並びにスタッドSが突設されたフランジFが溝部26内に位置するように鉄骨32を配置する。このように支柱用鉄筋28の一部、スタッドS、フランジFを溝部26内に位置させることにより、補強支柱30を側壁14に強固に一体化させる上で有利となる。
第1、第2、第4、第5の工程は第1の実施の形態と同様である。
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の作用効果に加え、補強支柱30が鉄骨32を含むため、地下トンネル2をより強固に補強する上で有利となる。
【0019】
(第3の実施の形態)
次に第3の実施の形態について説明する。
図5に示すように、第3の実施の形態では、コンクリート構造物が、掘割道路4である場合について説明する。
堀割道路4は、地盤Gに掘削された溝に、場所打ちコンクリートにより、あるいは、プレキャスト部材を並べることで構築されている。
図5、
図6に示すように、堀割道路4は、路盤を構成する底壁36と、底壁36の幅方向の両端から起立する2つの側壁38とを備え、底壁36の下面および側壁38の外面は埋設されている。
そして、2つの側壁38は、鉛直方向に細長の断面形状を有して水平方向に延在する壁部を構成している。
これら底壁36、側壁38は、鉄筋コンクリートで一体的に構成されている。
【0020】
次に、このような掘割道路4の補強方法について
図3(A)〜(C)を流用して説明する。
図3(A)に示すように、第1の実施の形態と同様に、地中に埋設された側壁38の一方の面で側壁38の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、側壁38の一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する(第1の工程)。
【0021】
次に、作業用孔部22内で、前記複数箇所において側壁38の一方の面の上端から下端まで、前記一方の面側に埋設された鉄筋20を露出させるように側壁38の一方の面の側方に開放状で鉛直方向に延在する溝部26を形成する(第2の工程)。
【0022】
次に、
図3(B)に示すように、作業用孔部22内で、各溝部26に沿わせて補強支柱用の支柱用鉄筋28を配筋し、その際、支柱用鉄筋28の一部を溝部26内に位置させる(第3の工程)。
そして、溝部26内に位置する支柱用鉄筋28の部分を、側壁38に埋設された鉄筋に結合させる。
【0023】
次に、作業用孔部22内で、各溝部26に、それら溝部26の内部に連通し支柱用鉄筋28の周囲を囲んで溝部26の延在方向の全長にわたって延在する空間部を仕切るようにコンクリート型枠32を設置する(第4の工程)。
【0024】
次に、
図3(C)に示すように、各溝部26の内部と各コンクリート型枠32の内部に側壁38に一体的に結合するコンクリート34を打設し、側壁38の一方の面の外側に突出するRC柱からなる補強支柱30を溝部26の全長にわたって構築する(第5の工程)。
図6は、補強支柱30により補強された掘割道路4の斜視図を示している。
なお、第2の実施の形態と同様に、補強支柱30を、鉄骨32と、鉄骨32の周囲に取着された支柱用鉄筋28と、それらを埋設したコンクリート34とを含んで構成されるSRC柱としてもよいことは無論である。
【0025】
第3の実施の形態によれば、地中に埋設された堀割道路4の側壁38の一方の面で側壁38の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、側壁38の前記一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する第1の工程を行ない、作業用孔部22内で第2〜第4の工程を行ない、側壁38の前記一方の面の地上から第5の工程を行なうことで、堀割道路4を補強するようにした。
したがって、側壁38の側方と上方に作業スペースを確保することで足り、堀割道路4の内側、すなわち、車道側から施工する必要がないため、第1の実施の形態と同様に、車両の通行の規制を行なうことなく堀割道路4の補強工事を行なえ、交通機関の機能を損なわずに補強工事を完了できる。
また、車両の通行の規制を行なうことなく補強工事を行なえるため、施工は、車両の走行が少ない夜間に限定されることはなく、日中でも行なえ、施工効率を向上する上で有利である。
また、第1の実施の形態と同様に、補強支柱30の延在方向が鉛直方向であるため、地震時に想定される様々な方向のせん断破壊線をカバーする上で有利となり、堀割道路4の補強性能を確保する上で有利となる。
【0026】
(第4の実施の形態)
次に第4の実施の形態について説明する。
図7に示すように、第4の実施の形態では、コンクリート構造物が擁壁6である場合について説明する。
図7、
図8に示すように擁壁6は、矩形板状の床版40と、床版40の一側から起立された縦壁42とを備え、断面がL字状を呈している。
縦壁42は、鉛直方向に細長の断面形状を有して水平方向に延在する壁部を構成している。
これら床版40および縦壁42は、鉄筋コンクリートで一体的に構成されている。
擁壁6の床版40の上面および縦壁42の背面に盛土が行なわれている。
擁壁6は、場所打ちコンクリートにより構築され、あるいは、プレキャスト部材を並べることで構築されている。
図中、符号44は、縦壁42の前方に設けられた自動車道路、あるいは、鉄道線路である。
【0027】
次に、このような擁壁6の補強方法について
図3(A)〜(C)を流用して説明する。
図3(A)に示すように、第1の実施の形態と同様に、地中に埋設された縦壁の一方の面で縦壁42の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、縦壁42の一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する(第1の工程)。
【0028】
次に、作業用孔部22内で、前記複数箇所において縦壁42の一方の面の上端から下端まで、前記一方の面側に埋設された鉄筋20を露出させるように縦壁42の一方の面の側方に開放状で鉛直方向に延在する溝部26を形成する(第2の工程)。
【0029】
次に、
図3(B)に示すように、作業用孔部22内で、各溝部26に沿わせて補強支柱用の支柱用鉄筋28を配筋し、その際、支柱用鉄筋28の一部を溝部26内に位置させる(第3の工程)。
そして、溝部26内に位置する支柱用鉄筋28の部分を、縦壁42に埋設された鉄筋に結合させる。
【0030】
次に、作業用孔部22内で、各溝部26に、それら溝部26の内部に連通し支柱用鉄筋28の周囲を囲んで溝部26の延在方向の全長にわたって延在する空間部を仕切るようにコンクリート型枠32を設置する(第4の工程)。
【0031】
次に、
図3(C)に示すように、各溝部26の内部と各コンクリート型枠32の内部に縦壁42に一体的に結合するコンクリート34を打設し、縦壁42の一方の面の外側に突出するRC柱からなる補強支柱30を溝部26の全長にわたって構築する(第5の工程)。
図8は、補強支柱30により補強された擁壁6の斜視図を示している。
なお、第2の実施の形態と同様に、補強支柱30をSRC柱としてもよいことは無論である。
【0032】
第4の実施の形態によれば、地中に埋設された擁壁6の縦壁42の一方の面で縦壁42の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、縦壁42の前記一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する第1の工程を行ない、作業用孔部22内で第2〜第4の工程を行ない、縦壁42の前記一方の面の地上から第5の工程を行なうことで、擁壁6を補強するようにした。
したがって、縦壁42の側方と上方に作業スペースを確保することで足り、縦壁42の前方、すなわち、自動車道路(鉄道線路)44の側から施工する必要がないため、第1の実施の形態と同様に、車両の通行の規制を行なうことなく擁壁6の補強工事を行なえ、交通機関の機能を損なわずに補強工事を完了できる。
また、車両の通行の規制を行なうことなく補強工事を行なえるため、施工は、車両の走行が少ない夜間に限定されることはなく、日中でも行なえ、施工効率を向上する上で有利である。
また、第1の実施の形態と同様に、補強支柱30の延在方向が鉛直方向であるため、地震時に想定される様々な方向のせん断破壊線をカバーする上で有利となり、擁壁6の補強性能を確保する上で有利となる。
【0033】
(第5の実施の形態)
次に第5の実施の形態について説明する。
図9に示すように、第5の実施の形態では、コンクリート構造物が橋梁アバット8である場合について説明する。
図9、
図10に示すように橋梁アバット8は、自動車が走行する橋梁9の一部を構成するものであり、橋台躯体46と、橋台壁部48とを備えている。
橋台躯体46は、高さと、橋梁9の幅方向に延在する幅を有している。
橋台躯体46の背面には盛土が行なわれている。
橋台躯体46の上部には、橋桁50の端部が設置される座面4602が形成され、また、座面4602に隣接した箇所から橋台壁部48が起立され、橋台壁部48の上端面4802は橋桁50の上面と高さがほぼ一致している。
橋台壁部48は、鉛直方向に細長の断面形状を有して水平方向に延在する壁部を構成している。
これら橋台躯体46、橋台壁部48の背面は盛土で覆われている。
【0034】
次に、このような橋梁アバット8の補強方法について
図3(A)〜(C)を流用して説明する。
図3(A)に示すように、第1の実施の形態と同様に、地中に埋設された橋台壁部48の一方の面で橋台壁部48の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、橋台壁部48の一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する(第1の工程)。
【0035】
次に、作業用孔部22内で、前記複数箇所において橋台壁部48の一方の面の上端から下端まで、前記一方の面側に埋設された鉄筋20を露出させるように橋台壁部48の一方の面の側方に開放状で鉛直方向に延在する溝部26を形成する(第2の工程)。
【0036】
次に、
図3(B)に示すように、作業用孔部22内で、各溝部26に沿わせて補強支柱用の支柱用鉄筋28を配筋し、その際、支柱用鉄筋28の一部を溝部26内に位置させる(第3の工程)。
そして、溝部26内に位置する支柱用鉄筋28の部分を、橋台壁部48に埋設された鉄筋に結合させる。
【0037】
次に、
図3(C)に示すように、作業用孔部22内で、各溝部26に、それら溝部26の内部に連通し支柱用鉄筋28の周囲を囲んで溝部26の延在方向の全長にわたって延在する空間部を仕切るようにコンクリート型枠32を設置する(第4の工程)。
【0038】
次に、各溝部26の内部と各コンクリート型枠32の内部に前記壁部に一体的に結合するコンクリート34を打設し、橋台壁部48の一方の面の外側に突出するRC柱からなる補強支柱30を溝部26の全長にわたって構築する(第5の工程)。
図10は、補強支柱30により補強された橋梁アバット8の斜視図を示している。
なお、第2の実施の形態と同様に、補強支柱30をSRC柱としてもよいことは無論である。
【0039】
第5の実施の形態によれば、地中に埋設された橋梁アバット8の橋台壁部48の一方の面で橋台壁部48の延在方向に間隔をおいた複数箇所を露出させるように、橋台壁部48の前記一方の面に沿って鉛直方向に延在する作業用孔部22を掘削する第1の工程を行ない、作業用孔部22内で第2〜第4の工程を行ない、橋台壁部48の前記一方の面の地上から第5の工程を行なうことで、橋梁アバット8を補強するようにした。
したがって、橋梁9が複数の車線を有する場合、橋台壁部48のうち一部の車線に対応する橋台壁部48の部分についてのみ通行規制を行なって施工すると共に、残りの車線について通行規制を行なわないようにすれば、交通機関の機能を損なわずに補強工事を完了できる。
また、車両の通行を全面的に禁止することなく橋梁アバット8の補強工事を行なえるため、施工は、車両の走行が少ない夜間に限定されることはなく、日中でも行なえ、施工効率を向上する上で有利である。
また、第1の実施の形態と同様に、補強支柱30の延在方向が鉛直方向であるため、地震時に想定される様々な方向のせん断破壊線をカバーする上で有利となり、橋梁アバット8の補強性能を確保する上で有利となる。