(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、中空断面橋脚は、平成24年度の道路橋示方書の改定により、中空断面の隅角部を補強するために、節点部補強鉄筋を配置しなければならなくなった。一方において特許文献1に開示されたような複合補強材を使用する場合、隅角部において節点部補強鉄筋と複合補強材とが干渉することになるため、隅角部に充分な数の鉛直鋼材を配置することができないケースがあった。その場合は、複合補強材を使用することによる施工性向上や省力化や工期の短縮などの充分な効果が得られなくなるおそれがある。
【0006】
そこで、本発明は、隅角部においても複数の鉛直鋼材を配置することが可能となるコンクリート構造物の隅角部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、本発明のコンクリート構造物の隅角部構造は、鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方鉛直鋼材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする。
【0008】
ここで、前記側方鉛直鋼材は、鉄筋組立体によって包囲されている構成とすることができる。また、前記隅角部鉄筋組立体は、螺旋状鉄筋によって外周が形成されている構成とすることができる。
【0009】
また、別のコンクリート構造物の隅角部構造の発明は、鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された複合補強材が配置されたコンクリート構造物の隅角部構造であって、隅角部の節点に配置された節点部鉛直鋼材と、前記節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に配置された側方鉛直鋼材とそれを包囲する鉄筋組立体とによって形成された側方複合補強材と、前記節点部鉛直鋼材及び両側の側方複合補強材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする。ここで、前記隅角部鉄筋組立体は、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群によって外周が形成されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【0010】
このように構成された本発明のコンクリート構造物の隅角部構造では、隅角部の節点に節点部鉛直鋼材が配置されるとともに、それを挟んだ両側に側方鉛直鋼材が配置される。そして、節点部鉛直鋼材及び両側の側方鉛直鋼材をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体を備えている。
【0011】
このため、隅角部に3本の鉛直鋼材を配置することができる。このように複数の鉛直鋼材が配置できれば、隅角部の施工性が向上して、工費や工期を低減することが可能になる。
【0012】
また、側方鉛直鋼材を鉄筋組立体によって包囲された側方複合補強材とすることができれば、座屈による耐力低下が生じないため、隅角部以外に配置した鉛直鋼材(形鋼又は鉄筋)のサイズを小さくすることができるようになる。
【0013】
さらに、隅角部鉄筋組立体が螺旋状鉄筋によって組み立てられる場合は、隅角部の拘束効果を高めることができる。一方、節点部鉛直鋼材を挟んだ両側に側方複合補強材を配置する場合は、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群によって隅角部鉄筋組立体を構成しても、充分に耐力を確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態のコンクリート構造物となる橋脚1の構造を示した説明図である。ここで、コンクリート構造物には、鉛直方向に延びる橋脚、橋台、煙突、柱などの塔構造物や、壁が交差する壁構造物などが該当する。以下では、橋脚1を例にして説明を行う。
【0016】
図1の矢印の右側に示すように、本実施の形態の橋脚1は、平面視長方形の中空に形成される。すなわち橋脚1の躯体11は、断面視ロ字状などの中空を囲繞する形状に形成される。
【0017】
そして、この躯体11の内部には、所定の間隔を隔てて複合補強材が設置される。すなわち、複合補強材が埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていないコンクリートだけの部位とが交互に形成される。
【0018】
ここで、断面視長方形の辺となる範囲に配置される複合補強材をスパイラルカラム2とする。このスパイラルカラム2は、鉛直鋼材となるH形鋼21と、そのH形鋼21を包囲する鉄筋組立体22とによって主に構成される。
【0019】
また、断面長方形の躯体11の隅角部10には、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのH形鋼3と、H形鋼3を挟んだ両側に配置される側方鉛直鋼材としてのI形鋼4,4と、H形鋼3及びI形鋼4,4をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体5とが配置される。この隅角部鉄筋組立体5は、ハンチ部14にも配置される。
【0020】
I形鋼4は、フランジの幅がH形鋼21,3のフランジの幅より狭いため、狭い空間にも配置することができる。すなわち、隅角部鉄筋組立体5とH形鋼3との隙間が狭くても、配置することができる。
【0021】
そして、躯体11の外周側の表層には、帯鉄筋として外帯鉄筋12が配置される。また、躯体11の内周側の表層には、帯鉄筋として内帯鉄筋13が配置される。
【0022】
このような橋脚1は、例えば次のような工程によって構築することができる。まず、橋脚1の外周面と中空側の内周面となる位置に、外帯鉄筋12が埋設されたプレキャストコンクリート版と、内帯鉄筋13が埋設されたプレキャストコンクリート版とを配置する。
【0023】
そして、対向するプレキャストコンクリート版で挟まれた空間には、平面視長手方向に所定の間隔を隔てて、スパイラルカラム2,・・・を設置していく。また、隅角部10には、H形鋼3とI形鋼4,4と隅角部鉄筋組立体5とを配置する。
【0024】
さらに、構築する橋脚1の高さに合わせて、プレキャストコンクリート版、スパイラルカラム2、H形鋼3及びI形鋼4,4などを鉛直方向に接続していく。スパイラルカラム2等の設置が終わったプレキャストコンクリート版間の空間には、適宜、コンクリートを充填していくことで、所定の高さとなる橋脚1を構築する。
【0025】
次に、本実施の形態の橋脚1の隅角部構造の作用について説明する。
【0026】
このように構成された本実施の形態の橋脚1の隅角部構造では、隅角部10の節点にH形鋼3が配置されるとともに、それを挟んだ両側にI形鋼4,4が配置される。そして、H形鋼3及びI形鋼4,4をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体5を備えている。
【0027】
ここで、
図1の矢印の左側には、従来の中空断面の橋脚aの構成を示している。この橋脚aの躯体a1の内部には、所定の間隔を隔ててスパイラルカラムa5,・・・が設置される。また躯体a1の表層には、帯鉄筋a2,a3が配置される。
【0028】
そして、隅角部a0の節点には、角部H形鋼a6と、その角部H形鋼a6を包囲する節点部補強鉄筋a7が配置される。この節点部補強鉄筋a7は、ハンチ部a4にも配置される。
【0029】
この節点部補強鉄筋a7は、スパイラルカラムa5の設置の支障になるため、隅角部a0付近では角部H形鋼a6とスパイラルカラムa5との間隔が空いてしまうことになる。そこで、設計上必要な鋼材量を配置するために角部H形鋼a6や軸方向鉄筋a8を大型化させると、組み立てが困難になるうえに、運搬や建込みなどの作業効率が低下することになる。そして、特殊なH形鋼を使用することによる材料費の増加と共に、施工コストも増加することがある。
【0030】
これに対して、本実施の形態の橋脚1の隅角部構造では、隅角部10に3本の鉛直鋼材(3,4,4)が配置される。すなわち、側方鉛直鋼材にI形鋼4を使用することで、H形鋼3とスパイラルカラム2との間に、隅角部鉄筋組立体5と干渉させることなく配置することができる。
【0031】
このように複数の鉛直鋼材が配置できれば、隅角部10のH形鋼や縦鉄筋を大型化させる必要がなく、隅角部10の施工性が改善して、工費や工期を低減することが可能になる。
【実施例1】
【0032】
以下、前記実施の形態で説明した橋脚1の隅角部構造の具体的な構成について、
図2,3を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。
【0033】
実施例1では、スパイラルカラム2の詳細な構成と、隅角部10Aに配置されて、節点に配置されるH形鋼3と、そのH形鋼3を挟んだ両側に配置されるI形鋼4,4と、H形鋼3及びI形鋼4,4をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体5Aの一例を説明する。
【0034】
スパイラルカラム2は、鉛直鋼材となるH形鋼21と、H形鋼21を包囲する鉄筋組立体22とによって主に構成される。ここで、鉛直鋼材としてH形鋼21を例に説明するが、これに限定されるものではなく、I形鋼などであってもよい。
【0035】
H形鋼21は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。一方、鉄筋組立体22は、H形鋼21の全周から離隔された状態で配置される。この鉄筋組立体22は、H形鋼21の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋221と、H形鋼21の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋222,・・・とによって、主に構成される。
【0036】
スパイラル筋221は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋である。一方、縦鉄筋222は、断面視略長方形のスパイラル筋221の4箇所の隅角部にそれぞれ配置される。
【0037】
また、節点部鉛直鋼材として配置されるH形鋼3は、H形鋼21と同様に、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。
【0038】
さらに、H形鋼3に近接して配置されるI形鋼4は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。
【0039】
そして、隅角部鉄筋組立体5Aは、H形鋼3の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋51と、H形鋼3の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋52,・・・とによって、主に構成される。
【0040】
スパイラル筋51は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋で、隅角部鉄筋組立体5Aの外周を形成する。一方、縦鉄筋52は、断面視五角形のスパイラル筋51の5箇所の隅角部にそれぞれ配置される。
【0041】
図3に示すように、スパイラル筋51は螺旋状に鉛直方向に連続して設けられる。そして、スパイラル筋51の内側に、H形鋼3及びI形鋼4,4の3本の鉛直鋼材のすべてが配置される。
【0042】
このように構成された実施例1の橋脚1の隅角部構造であれば、隅角部10Aに、螺旋状に鉛直方向に連続したスパイラル筋51を配置することで、隅角部鉄筋組立体5Aが形成される。
【0043】
このため、隅角部10Aにおいてもスパイラルカラム2と同様の拘束効果が期待できる。さらに、隅角部鉄筋組立体5Aの内側に配置されるH形鋼3とI形鋼4,4は、隅角部鉄筋組立体5Aの内側にまで延びて格子状空間を形成する外帯鉄筋12,12と内帯鉄筋13,13とによって囲まれることになるため、充分な拘束効果が期待できる。
【0044】
なお、実施例1のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
【実施例2】
【0045】
以下、前記実施例1で説明した橋脚1の隅角部構造とは別の実施形態について、
図4を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。
【0046】
実施例2では、前記実施の形態及び実施例1で説明したようにI形鋼4,4のみを隅角部10,10Aに配置するのではなく、側方複合補強材としてのスパイラルカラム6,6を、H形鋼3を挟んだ両側に配置する場合について説明する。
【0047】
すなわち実施例2では、隅角部10Bに、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのH形鋼3と、H形鋼3を挟んだ両側に配置されるスパイラルカラム6,6と、H形鋼3及びスパイラルカラム6,6をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体5Bとが配置される。
【0048】
スパイラルカラム6は、側方鉛直鋼材となるI形鋼61と、I形鋼61を包囲する鉄筋組立体62とによって主に構成される。I形鋼61は、対峙して形成される一対の板状のフランジと、そのフランジ間を中央で連結させる板状のウェブとによって形成されている。
【0049】
一方、鉄筋組立体62は、I形鋼61の全周から離隔された状態で配置される。この鉄筋組立体62は、I形鋼61の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋621と、I形鋼61の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋622,・・・とによって、主に構成される。
【0050】
スパイラル筋621は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋である。一方、縦鉄筋622は、断面視略長方形のスパイラル筋621の4箇所の隅角部にそれぞれ配置される。
【0051】
このように構成された実施例2の橋脚1の隅角部構造であれば、側方鉛直鋼材となるI形鋼61が鉄筋組立体62によって包囲されて側方複合補強材となり、座屈による耐力低下が生じることはない。これにより、H形鋼21又は縦鉄筋222をサイズダウンして、材料費を削減することができるようになる。
【0052】
なお、実施例2のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
【実施例3】
【0053】
以下、前記実施例1,2で説明した橋脚1の隅角部構造とは別の実施形態について、
図5を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1,2で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。
【0054】
実施例3では、前記実施例1,2で説明した隅角部鉄筋組立体5A,5Bとは別の形態の隅角部鉄筋組立体7について説明する。この隅角部鉄筋組立体7は、スパイラル筋51とは異なり、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群のように形成される。
【0055】
すなわち実施例3では、隅角部10Cに、節点に配置される節点部鉛直鋼材としてのH形鋼3と、H形鋼3を挟んだ両側に配置されるスパイラルカラム6,6と、H形鋼3及びスパイラルカラム6,6をまとめて包囲する隅角部鉄筋組立体7とが配置される。
【0056】
続いて、隅角部鉄筋組立体7の各段の構成の詳細について説明する。隅角部鉄筋組立体7の各段は、
図5に示すように、平面視五角形に形成される。すなわち、五角形の1角が開放された第1鉄筋71と第2鉄筋72とを、向きを違えて上下に重ね合わせることで、平面視五角形に形成される。
【0057】
第1鉄筋71及び第2鉄筋72は、帯鉄筋のように鉄筋を折り曲げ加工することによって製造される。また、第1鉄筋71と第2鉄筋72とは、投影方向に一部を重ねる鉄筋の重ね継手によって接続される。
【0058】
第1鉄筋71は、一方の端部にコンクリートへの定着部としてのフック部711が設けられ、他方の端部は直角に折り曲げられてコンクリートへの定着部712が設けられる。
【0059】
第1鉄筋71は、一方のスパイラルカラム6(
図5では右下)の側方に配置されるフック部711からハンチ部14を通って延伸され、もう一方のスパイラルカラム6(
図5では左上)の周囲を回ってH形鋼3の側方に垂下される。そして、直角に折り曲げられて、H形鋼3とスパイラルカラム6との間に定着部712が配置される。
【0060】
第2鉄筋72にも、第1鉄筋71と同様に、一方の端部にコンクリートへの定着部としてのフック部721が設けられ、他方の端部にコンクリートへの定着部722が設けられる。そして第2鉄筋72は、第1鉄筋71と左右対称となる向きで配置される。また、第1鉄筋71と第2鉄筋72とによって平面視五角形に形成された各隅角部には、軸方向鉄筋となる縦鉄筋73,・・・がそれぞれ配置される。
【0061】
このように構成された実施例3の橋脚1の隅角部構造であれば、一般的な節点部補強鉄筋に使用されるような帯状鉄筋(帯鉄筋)を配置するだけで、隅角部鉄筋組立体7を形成することができる。
【0062】
また、第1鉄筋71と第2鉄筋72を重ね継手をさせるだけで配筋できるので、溶接作業が不要で、大幅な省力化を図ることができる。なお、実施例3のこの他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるため説明を省略する。
【0063】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0064】
例えば、前記実施の形態及び実施例1,2では、隅角部鉄筋組立体5,5A,5Bを螺旋状のスパイラル筋51によって構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、実施例3の隅角部鉄筋組立体7と同様に、鉛直方向に断続的に配筋される帯鉄筋群のような構成とすることもできる。