知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6896237
(24)【登録日】2021年6月11日
(45)【発行日】2021年6月30日
(54)【発明の名称】構造物の補強梁、補強工法、及び構造物
(51)【国際特許分類】
E02D 27/52 20060101AFI20210621BHJP
E02B 3/06 20060101ALI20210621BHJP
【ＦＩ】
E02D27/52 A
E02B3/06
【請求項の数】20
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2020-539015(P2020-539015)
(86)(22)【出願日】2019年10月23日
(86)【国際出願番号】JP2019041553
【審査請求日】2020年7月14日
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2019/025961
(32)【優先日】2019年6月28日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004123
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116713
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 正己
(74)【代理人】
【識別番号】100179844
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 芳國
(72)【発明者】
【氏名】家根 拓矢
(72)【発明者】
【氏名】吉川 貴志
(72)【発明者】
【氏名】奈良 正
【審査官】
柿原 巧弥
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００８−２２３３８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−２３１５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２３３５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２９７８１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１７／０００９４８０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ０２Ｄ ２７／５２
Ｅ０２Ｂ ３／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤に下端部が固定された第１柱部材と、
前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、
前記第１、第２柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、
を有する構造物を補強するために用いられる補強梁であって、
補強梁本体部と、
前記補強梁本体部の一端部に設けられる、前記第１柱部材に取り付けられ、前記補強梁本体部の前記一端部に第１の結合部材で分離可能に結合して設けられた第１連結部と、
前記補強梁本体部の他端部に設けられる、前記第２柱部材に取り付けられ、前記補強梁本体部の前記他端部に第２の結合部材で分離可能に結合して設けられた第２連結部と、を有し、
前記第１連結部は、前記第１柱部材に取り付けたときに、前記第１柱部材の周囲の一部を覆う構成であり、前記第１柱部材に取り付けられる他の補強梁の連結部材と共同して前記第１柱部材の周囲を包囲するように構成されるものであり、
前記第２連結部は、前記第２柱部材に取り付けたときに、前記第２柱部材の周囲の一部を覆う構成であり、前記第２柱部材に取り付けられる他の補強梁の連結部材と共同して前記第２柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする補強梁。
前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、
前記第１、第２柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、
を有する構造物を補強するために用いられる補強梁であって、
補強梁本体部と、
前記補強梁本体部の一端部に設けられる、前記第１柱部材に取り付けられ、前記補強梁本体部の前記一端部に第１の結合部材で分離可能に結合して設けられた第１連結部と、
前記補強梁本体部の他端部に設けられる、前記第２柱部材に取り付けられ、前記補強梁本体部の前記他端部に第２の結合部材で分離可能に結合して設けられた第２連結部と、を有し、
前記第１連結部は、前記第１柱部材に取り付けたときに、前記第１柱部材の周囲の一部を覆う構成であり、前記第１柱部材に取り付けられる他の補強梁の連結部材と共同して前記第１柱部材の周囲を包囲するように構成されるものであり、
前記第２連結部は、前記第２柱部材に取り付けたときに、前記第２柱部材の周囲の一部を覆う構成であり、前記第２柱部材に取り付けられる他の補強梁の連結部材と共同して前記第２柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする補強梁。
【請求項2】
前記第１連結部は、他の一つの補強梁と共同して前記第１柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の補強梁。
【請求項3】
前記第１連結部は、他の２つの補強梁と共同して前記第１柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の補強梁。
【請求項4】
前記第２連結部は、他の２つの補強梁と共同して前記第２柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補強梁。
【請求項5】
前記第２連結部は、他の３つの補強梁と共同して前記第２柱部材の周囲を包囲するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補強梁。
【請求項6】
前記第１連結部及び第２連結部の内壁面に充填材のずれ止め用のアンカー部材が設けられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の補強梁。
【請求項7】
前記補強梁本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成している請求項１〜６のいずれか１項に記載の補強梁。
【請求項8】
複数の杭と、前記複数の杭によって支持された上部構造体とを有する水中構造物を補強梁を用いて補強する水中構造物の補強工法であって、前記補強梁として請求項１〜７のいずれか１項に記載の補強梁を用いることを特徴とする水中構造物の補強工法。
【請求項9】
複数の前記柱部材は、地盤に設けられた基礎に下端部が固定された橋脚であり、前記構造物は複数の前記橋脚と、複数の前記橋脚によって支持された桁とを有する橋梁である請求項８に記載の水中構造物の補強工法。
【請求項10】
地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられた第３柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材と、前記第１、第２及び第３柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１及び第２補強梁を含む複数の補強梁を用いて補強する補強工法であって
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３柱部材間を連結する前記第２補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材と、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１及び第２補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第１柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記第２補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の連結部と前記他の補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３柱部材間を連結する前記第２補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材と、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１及び第２補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第１柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記第２補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の連結部と前記他の補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
【請求項11】
前記第２柱部材を包囲する工程が、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の１つの補強梁の連結部とで共同して包囲する工程であることを特徴とする請求項１０に記載の補強工法。
【請求項12】
前記第２柱部材を包囲する工程が、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の２つ以上の補強梁の連結部とで共同して包囲する工程であることを特徴とする請求項１０に記載の補強工法。
【請求項13】
地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられた第３柱部材及び第４柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向及び前記第１柱部材と前記第４柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材及び第４柱部材と、前記第１、第２、第３及び第４柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１、第２補強梁及び第３補強梁を含む補強梁を用いて補強する補強工法であって
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３及び第４柱部材間をそれぞれ連結する前記第２及び第３補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２及び第３補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１、第２及び第３補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３及び第４柱部材間をそれぞれ連結する前記第２及び第３補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２及び第３補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１、第２及び第３補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
【請求項14】
地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、
前記第１柱部材に隣接して設けられた第３乃至第５柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向及び前記第１柱部材と前記第４柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材及び第４柱部材と、前記第１柱部材と前記第５柱部材の配列方向が前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と同一又は交差するような位置に配置されている第５柱部材と、前記第１乃至第５柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１乃至第４補強梁を含む複数の補強梁を用いて補強する補強工法であって、
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３乃至第５柱部材間をそれぞれ連結する前記第２乃至第４補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２乃至第４補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第５柱部材に、前記第４補強梁の他側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１乃至第４補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第１柱部材と、前記第１乃至第４補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
前記第１柱部材に隣接して設けられた第３乃至第５柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向及び前記第１柱部材と前記第４柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材及び第４柱部材と、前記第１柱部材と前記第５柱部材の配列方向が前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と同一又は交差するような位置に配置されている第５柱部材と、前記第１乃至第５柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１乃至第４補強梁を含む複数の補強梁を用いて補強する補強工法であって、
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３乃至第５柱部材間をそれぞれ連結する前記第２乃至第４補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２乃至第４補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第５柱部材に、前記第４補強梁の他側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１乃至第４補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第１柱部材と、前記第１乃至第４補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
【請求項15】
前記補強梁のそれぞれは、本体部と連結部とが分離可能に結合部材で結合された構成であって、前記一体化工程は、分離した連結部のそれぞれを各柱部材と一体化する工程であり、前記一体化工程の後に、前記連結部と前記本体部とを前記結合部材で結合することにより、前記柱部材と前記補強梁とを一体化する工程を含むことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の補強工法。
【請求項16】
複数の前記柱部材は水中の地盤に下端部が固定された柱部材であり、前記補強梁を水面に浮遊させる工程と、前記補強梁を取付けようとする二つの柱部材の一つに誘導する工程とを更に含むことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の補強工法。
【請求項17】
前記補強梁の本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成しており、補強梁の浮力函部に液体を注入して補強梁を所定の深さに沈降させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の補強工法。
【請求項18】
複数の前記柱部材に支持材を取り付けておき、この支持材によって前記補強梁を支持する工程を含むことを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の補強工法。
【請求項19】
前記支持材は前記補強梁の連結部の下端部を構成するものであり、前記補強梁を前記支持材に取り付けることで前記補強梁の連結部の下端面を塞ぐ構成であることを特徴とする請求項１８に記載の補強工法。
【請求項20】
複数の前記柱部材によって支えられた構造物であって、複数の前記柱部材のうち、互いに隣り合うｎ本の柱部材（但しｎ≧３）の間を請求項１〜７のいずれか１項に記載の補強梁によって同一高さで連結し補強したことを特徴とする構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤に対して下端部が固定された複数の柱部材で支持された上部構造体を有する構造物の柱部材を補強するための補強梁、補強工法及び補強梁によって補強された構造物に関する。【背景技術】
【0002】
港湾や漁港においては船舶を係留するために各種の桟橋等の水中構造物が設けられている。これらの水中構造物は水底地盤に打ち込まれて水面より上に突出した複数の杭を脚柱とする下部構造体と、これらの杭で支持され水面より上に敷設された床板等からなる上部構造体とから構成される。上記の下部構造体である杭は一般に、海底あるいは湖底といった地盤に複数本の杭群を鉛直方向に打ち込んで構築される。また、上記の上部構造体は一般に、これら杭群の上端部に梁を複数本架設し、これら梁群の間に床板を張り渡して構築される。
また水上、陸上を問わず架設される橋梁についても地盤に基礎を介して下端部が固定された複数の橋脚と、そのような複数の橋脚で支持された桁部とを有する構造物として構成される。
【0003】
ところで、このような既設構造物については、以下に記載する理由から既設構造物を補強する必要がある。・上載加重の増大への対応
・耐震性能の向上
また既設構造物が水中構造物である場合には、上記に加え、更に以下の理由で補強の必要がある。
・腐食による柱部材の減厚による水中構造物の耐力の低下
・大型船舶の桟橋への衝突に対する対応
【0004】
特に、過去に設置された橋梁や杭式桟橋等の構造物の多くは、近年、想定されるようになった大地震に耐えるための設計はなされておらず、将来、大地震によって構造物が損傷を受ける可能性が高く、そのような事態に至ると社会機能に大きな影響を与えることになる。このため、今後発生が予想される大地震に対する対策として、既設の杭や橋脚などの柱部材で支持される構造物を耐震補強する必要性は高まっている。
また、地震後における社会機能の迅速な回復のため、構造物は人員及び物資の輸送において非常に重要な機能を果たす。
また、桟橋などの構造物においては近年、大型客船の入港数が増加しており、大型客船が桟橋に衝突する事故も発生している。このため、その衝撃に対する補強の必要性も高まっている。
そして、上記の補強のための施工方法として従来から多くの提案がなされている。
【0005】
特許文献１には、既設水中構造物の柱部材同士を水中で補強梁によって連結することで水中構造物全体の剛性を上げて水中構造物の耐荷力を向上させるための施工性に優れた補強工法が記載されている。この補強工法は２本の柱部材同士を補強梁で連結して補強するというものであり、図３３に示すような補強梁２０を用いて２本の柱部材を連結するものである。この補強梁２０は浮力函部３の両端に、蓋部６を設けた第１杭連結部と、蓋部７を設けた第２杭連結部とから成っている。
この補強梁２０を用いて３本以上の柱部材を補強する際には、図３４に示すように、補強梁を上下方向に段違いで設置する必要がある。補強が必要な桟橋の多くは、桟橋から海底面までの空間が少なく、深梁設置本数が制限されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許５１３６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、既設構造物の柱部材同士を補強梁によって連結することで構造物全体の剛性を上げて構造物の耐荷力を向上させる補強工法において用いられる、３本以上の柱部材同士を同一高さで連結することが可能な補強梁及び補強工法を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る態様は以下の態様を有する。（１）地盤に下端部が固定された第１柱部材と、
前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、
前記第１柱部材に隣接して設けられた第３柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材と、
前記第１、第２及び第３柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、
を有する構造物を補強するために用いられる補強梁であって、
補強梁本体部と、
前記補強梁本体部の一端部に設けられる、前記第１柱部材に取り付けられる第１連結部と、
前記補強梁本体部の他端部に設けられる、前記第２柱部材に取り付けられる第２連結部と、を有し、
前記第１連結部は、前記第１柱部材に取り付けたときに、前記第１柱部材と前記第３柱部材との間に取り付けられる他の補強梁と共同して前記第１柱部材を包囲するように構成されるものであり、
前記第２連結部は、前記第２柱部材に取り付けたときに、前記第２柱部材に取り付けられる他の補強梁と共同して前記第２柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする補強梁。
（２）前記第１連結部は、前記補強梁本体部の一端部に第１の結合部材で分離可能に結合されており、前記第２連結部は、前記補強梁本体部の他端部に第２の結合部材で分離可能に結合されていることを特徴とする上記（１）に記載の補強梁。
（３）前記第１連結部は、他の一つの補強梁と共同して前記第１柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の補強梁。
（４）前記第１連結部は、他の２つの補強梁と共同して前記第１柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の補強梁。
（５）前記第２連結部は、前記第１連結部と同じ構造である、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の補強梁。
（６）前記第２連結部は、他の２つの補強梁と共同して前記第２柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の補強梁。
（７）前記第２連結部は、他の３つの補強梁と共同して前記第２柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の補強梁。
（８）前記第１連結部及び第２連結部の内壁面に充填材のずれ止め用のアンカー部材が設けられている上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の補強梁。
（９）複数の前記柱部材は、水中の地盤に下端部が埋設された杭であり、前記構造物は、複数の前記杭と、複数の前記杭によって支持された上部構造体とを有する水中構造物である上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の補強梁。
（１０）前記補強梁本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成している上記（９）に記載の補強梁。
（１１）複数の前記柱部材は、地盤に設けられた基礎に下端部が固定された橋脚であり、前記構造物は複数の前記橋脚と、複数の前記橋脚によって支持された桁とを有する橋梁である上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の補強梁。
（１２）地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられた第３柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材と、前記第１、第２及び第３柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１及び第２補強梁を含む複数の補強梁を用いて補強する補強工法であって
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３柱部材間を連結する前記第２補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材と、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１及び第２補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第１柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記第２補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の連結部と前記他の補強梁の連結部との間に充填剤を注入して前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
（１３）前記第２柱部材を包囲する工程が、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の１つの補強梁の連結部とで共同して包囲する工程であることを特徴とする上記（１２）に記載の補強工法。
（１４）前記第２柱部材を包囲する工程が、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第１及び第２補強梁以外の他の２つ以上の補強梁の連結部とで共同して包囲する工程であることを特徴とする上記（１２）に記載の補強工法。
（１５）地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられ、前記第１柱部材に隣接して設けられた第３柱部材及び第４柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向及び前記第１柱部材と前記第４部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材及び第４柱部材と、前記第１、第２、第３及び第４柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１、第２補強梁及び第３補強梁を含む補強梁を用いて補強する補強工法であって
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３及び第４柱部材間をそれぞれ連結する前記第２及び第３補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２及び第３補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１、第２及び第３補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
（１６）地盤に下端部が固定された第１柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられる第２柱部材と、前記第１柱部材に隣接して設けられた第３乃至第５柱部材であって、前記第１柱部材と前記第３柱部材の配列方向及び前記第１柱部材と前記第４柱部材の配列方向が、前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と交差するような位置に配置されている第３柱部材及び第４柱部材と、前記第１柱部材と前記第５柱部材の配列方向が前記第１柱部材と前記第２柱部材の配列方向と同一又は交差するような位置に配置されている第５柱部材と、前記第１乃至第５柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物を、それぞれが本体部と、前記本体部の両端部にそれぞれ配置される連結部とを有する第１乃至第４補強梁を含む複数の補強梁を用いて補強する補強工法であって、
前記第１柱部材を、前記第１補強梁の一端側の連結部と、前記第１柱部材と前記第３乃至第５柱部材間をそれぞれ連結する前記第２乃至第４補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第２柱部材を、前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記第２乃至第４補強梁以外の他の補強梁の一端側の連結部とで共同して包囲する工程と、
前記第３柱部材に、前記第２補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第４柱部材に、前記第３補強梁の他端側の連結部を取り付ける工程と、
前記第５柱部材に、前記第４補強梁の他側の連結部を取り付ける工程と、
前記第１柱部材を、前記第１柱部材に取り付けられる前記第１乃至第４補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第１柱部材と、前記第１乃至第４補強梁の連結部とを一体化する工程と、
前記第２柱部材と、前記第２柱部材に取り付けられる前記第１補強梁の他端側の連結部と、前記他の補強梁の一端側の連結部との間に充填剤を注入して、前記第２柱部材と、前記第１補強梁の連結部と、前記他の補強梁の連結部とを一体化する工程と、
を含むことを特徴とする補強工法。
（１７）前記補強梁のそれぞれは、本体部と連結部とが分離可能に結合部材で結合された構成であって、前記一体化工程は、分離した連結部のそれぞれを各柱部材と一体化する工程であり、前記一体化工程の後に、前記連結部と前記本体部とを前記結合部材で結合することにより、前記柱部材と前記補強梁とを一体化する工程を含むことを特徴とする上記（１２）〜（１６）のいずれか１項に記載の補強工法。
（１８）複数の前記柱部材は水中の地盤に下端部が固定された柱部材であり、前記補強梁を水面に浮遊させる工程と、前記補強梁を取付けようとする二つの柱部材の一つに誘導する工程とを更に含むことを特徴とする（１２）〜（１７）のいずれか１項に記載の補強工法。
（１９）前記補強梁の本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成しており、補強梁の浮力函部に液体を注入して補強梁を所定の深さに沈降させる工程を更に含むことを特徴とする（１８）に記載の補強工法。
（２０）複数の前記柱部材に支持材を取り付けておき、この支持材によって前記補強梁を支持する工程を含むことを特徴とする（１２）〜（１９）のいずれか１項に記載の補強工法。
（２１）前記支持材は前記補強梁の連結部の下端部を構成するものであり、前記補強梁を前記支持材に取り付けることで前記補強梁の連結部の下端面を塞ぐ構成であることを特徴とする（２０）に記載の補強工法。
（２２）複数の前記柱部材によって支えられた構造物であって、複数の前記部材のうち、互いに隣り合うｎ本の柱部材（但しｎ≧３）の間を（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の補強梁によって同一高さで連結し補強したことを特徴とする構造物。
（２３）地盤に下端部が固定された複数の柱部材と、前記複数の柱部材によって支持された上部構造体とを有する構造物を補強するため前記柱部材に複数取り付けられる補強梁であって、
筒体から成る補強梁本体部と、
前記補強梁本体部の一端に設けられた第１蓋部と、
前記補強梁本体部の他端に設けられた第２蓋部と、
を有し、
前記複数の柱部材の内、第１の柱部材に取り付けるために前記第１蓋部と前記第１蓋部が設けられた前記補強梁本体部の一端側とで第１柱部材連結部を構成すると共に、前記複数の柱部材の内、前記第１の柱部材とは異なる第２の柱部材に取り付けるために前記第２蓋部と前記第２蓋部が設けられた前記補強梁本体部の他端側とで第２柱部材連結部を構成し、
補強梁を前記第１の柱部材に取付けたときに、前記第１柱部材連結部と前記第１の柱部材に取付けられる他の補強梁の第１柱部材連結部とで共同して前記第１の柱部材を包囲するように構成されていることを特徴とする補強梁。
（２４）前記第１蓋部は、前記補強梁本体部の一端にヒンジ継手を介して開閉可能に設けられており、前記第１の柱部材に取付けられたときに、前記他の補強梁の補強梁本体部に達する長さを有している上記（２３）に記載の補強梁。
（２５）前記第１蓋部は、前記補強梁本体部にヒンジ継手を介して開閉可能に設けられると共に、前記補強梁本体部一端の相対向する位置にそれぞれ一枚設けられており、前記第１の柱部材に取付けられたときに、前記他の補強梁の前記第１蓋部の端部に達する長さを有している上記（２３）に記載の補強梁。
（２６）前記第１柱部材連結部の前記第１蓋部は、前記補強梁本体部の一端にヒンジ継手を介して開閉可能に取付けられている、上記（２３）〜（２５）のいずれか１項に記載の補強梁。
（２７）前記第２柱部材連結部の前記第２蓋部は、前記第２の柱部材に取付けられたときに、前記第２蓋部が設けられた前記補強梁本体部の他端側とで前記第２の柱部材の全周を覆うことが可能な構造である上記（２３）〜（２６）のいずれか１項に記載の補強梁。
（２８）前記第２蓋部は、前記第１蓋部と同じ構造を有する、上記（２３）〜（２６）のいずれか１項に記載の補強梁。
（２９）前記第１蓋部の閉合が前記第１蓋部の端部を前記他の補強梁の前記補強梁本体部にボルト締めすることによって行われるようになっている上記（２３）又は（２４）に記載の補強梁。
（３０）前記第１蓋部の閉合が前記第１蓋部の端部と前記他の補強梁の前記第１蓋部の端部とをボルト締めすることによって行われる上記（２５）に記載の補強梁。
（３１）前記第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部の内壁面に充填材のずれ止め用のアンカー部材が設けられている上記（２３）〜（３０）のいずれか１項に記載の補強梁。
（３２）前記柱部材は、水中の地盤に下端部が埋設された杭であり、前記構造物は、複数の前記杭と、複数の前記杭によって支持された上部構造体とを有する水中構造物である上記（２３）〜（３１）のいずれか１項に記載の補強梁。
（３３）前記補強梁本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成している上記（３２）に記載の補強梁。
（３４）前記柱部材は、地盤に設けられた基礎に下端部が固定された橋脚であり、前記構造物は複数の前記橋脚と、複数の前記橋脚によって支持された桁とを有する橋梁である上記（２３）〜（３１）のいずれか１項に記載の補強梁。
（３５）地盤に下端部が固定された複数の柱部材と、前記複数の柱部材によって支持された上部構造体とを有する構造物を、前記複数の柱部材の内、隣り合う３本の柱部材Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に上記（２３）〜（３１）のいずれか１項に記載の補強梁から選ばれる第１の補強梁と第２の補強梁を用いて連結させて補強する補強工法であって、
前記柱部材Ｐ１を前記第１の補強梁の第２柱部材連結部によって包囲する柱部材Ｐ１包囲工程と、
前記柱部材Ｐ２を前記第１の補強梁及び前記第２の補強梁のそれぞれの第１柱部材連結部によって包囲する柱部材Ｐ２包囲工程と、
前記柱部材Ｐ３と前記第２の補強梁の第２柱部材連結部とを一体化する工程と、
前記柱部材Ｐ１包囲工程後、前記柱部材Ｐ１と前記第１の補強梁の第２柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程と、
前記柱部材Ｐ２包囲工程後、前記柱部材Ｐ２と前記第１及び前記第２の補強梁のそれぞれの第１柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程と、
を有することを特徴とする補強工法。
（３６）地盤に下端部が固定された複数の柱部材と、前記複数の柱部材によって支持された上部構造体とを有する構造物を、前記複数の柱部材の内、隣り合う柱部材Ｐ１〜Ｐｎ（ｎ≧４）について柱部材Ｐ１と柱部材Ｐ２、及び、柱部材Ｐｎ−１と柱部材Ｐｎには上記（２７）に記載の補強梁を取付けると共に、柱部材Ｐ２〜柱部材Ｐｎ−１には上記（２８）に記載の補強梁を取付けて補強する補強工法であって、
前記柱部材Ｐ１、Ｐｎを第１番目の前記補強梁及び第ｎ−１番目の前記補強梁の第２柱部材連結部によって包囲する第１の包囲工程と、
前記第１の包囲工程後、前記柱部材Ｐ１、Ｐｎと各補強梁の第２柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程と、
前記柱部材Ｐ２〜Ｐｎ−１を第２番目の補強梁から第ｎ−２番目の前記補強梁のそれぞれの第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部によって包囲する第２の包囲工程と、
前記第２の包囲工程後、各柱部材Ｐ１〜Ｐｎと各補強梁の第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程と、
を有することを特徴とする補強工法。
（３７）水中の地盤に下端部が固定された複数の柱部材と、前記複数の柱部材によって支持された上部構造体とを有する水中構造物を補強梁によって補強する補強工法において、
上記（２３）〜（３３）のいずれか１項に記載の補強梁を水面に浮遊させる工程、
前記補強梁を取り付けようとする二つの柱部材の位置に誘導する工程、
前記補強梁の第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部によって柱部材を包囲する工程、
前記第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部の蓋部を閉合する工程、
前記柱部材と柱部材連結部との取り合い部に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程、
を有することを特徴とする補強工法。
（３８）前記補強梁の補強梁本体部は、内部空間を二つの仕切壁によって中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分けられ、前記中央区画部は浮力函部を構成しており、補強梁の浮力函部に液体を注入して補強梁を所定の深さに沈降させる工程を含むことを特徴とする上記（３７）に記載の補強工法。
（３９）前記柱部材に支持材を取り付けておき、この支持材によって補強梁を支持する上記（３７）又は（３８）に記載の補強工法。
（４０）補強梁として、第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部の上端部のみに塞ぎ板を設けた補強梁を用い、前記支持材が下端部の塞ぎ板を兼ねるようにした上記（３８）又は（３９）に記載の補強工法。
（４１）上記（２３）〜（３４）のいずれか１項に記載の補強梁によって補強したことを特徴とする構造物。
（４２）複数の柱部材によって支えられた構造物であって、互いに隣り合うｎ本の柱部材（但しｎ≧３）の１本目の柱部材と２本目の柱部材との間、及び、ｎ本目の柱部材とｎ−１本目の柱部材との間をそれぞれ上記（２７）に記載の補強梁によって連結し、他の隣り合う柱部材と柱部材との間を上記（２８）に記載の補強梁によって連結することによって、各柱部材を同一高さで連結し補強したことを特徴とする構造物。
【0009】
なお本発明における「柱部材」は、桟橋などの上部構造体を支持する杭の他、橋桁を支持する橋脚等をも含むものである。また、その形状は円柱状のものに限られるものではなく、補強梁が連結できる形状であればよく、四角柱等の他の形状であってもよい。また柱部材の下端部の地盤への固定の仕方としては、杭のように下端部を地盤に直接埋設して固定されるものは勿論、地盤に設けられた基礎を介して固定されるものも含むものである。
また、以下では「連結部」を「杭連結部」ということがある。
【発明の効果】
【0010】
本発明の補強梁及び補強工法を用いることにより、直線、三角形、四角形又は多角形の各頂点上に配置される３本以上の柱部材同士間を同一高さで補強梁によって連結することが可能なため、補強梁を増やして補強する場合でも柱部材の高さ方向の設置領域を少なくすることができる。また補強梁の取り付け作業を行う作業者の高さ方向の移動が少なくなることにより作業者の作業負担も軽減することができ、工期の短縮や岸壁の供用停止期間も短くすることができる。【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の補強梁は水中構造物や橋梁などの構造物において、上部構造体を支える柱部材である杭または橋脚を補強するために用いられる。杭または橋脚を３本連結する場合と４本連結する場合とでは使用する補強梁の種類及び個数が異なる。図１Ａは、上部構造体２と、これを支える杭（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）とからなる水中構造物１における３本の杭（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を、本発明の補強梁２０を用いて連結して補強した状態を示す図である。
図１Ｂは、桁部５１と、これを支える橋脚５２とからなる橋梁５０における橋脚（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）を本発明の補強梁２０を用いて連結して補強した状態を示す図である。
図２Ａは補強梁２０を用いて水中構造物１の４本の杭（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を連結した状態を示す図である。
図２Ｂは補強梁２０を用いて橋梁５０の４本の橋脚（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を連結した状態を示す図である。
【0013】
以下では、構造物が杭式桟橋等の水中構造物の杭を本発明の補強梁によって補強する場合を例にとって本発明の補強方法について説明するが、橋梁の橋脚を補強する場合についても同様に以下に述べる補強方法を適用することができる。以下の水中構造物についての説明においては、前記「柱部材」を「杭」という。
以下では、まず、杭を３本連結する場合に使用される補強梁（以下、補強梁Ａという）について説明する。
【0014】
補強梁Ａについては種々の実施形態が考えられるが、以下では補強梁Ａの実施形態として補強梁Ａ１、補強梁Ａ２、補強梁Ａ３の３つの実施形態について説明する。【0015】
（補強梁Ａ１）補強梁Ａ１の全体構造を図３に示す。
補強梁Ａ１は補強梁本体部１０と、この補強梁本体部１０の一端に設けられた第１蓋部６と補強梁本体部１０の他端に設けられた第２蓋部７とからなる。補強梁本体部１０は筒体から構成されている。筒体としては円筒体または角筒体等を使用できるが、以下では筒体として角筒体を使用した場合の補強梁本体部１０の構成について説明する。本実施形態では、補強梁本体部１０は筒体の内部が仕切壁８、９によって仕切られており、中央区画部１０ａと左右の第１区画部１０ｂ及び第２区画部１０ｃとからなる。
【0016】
前記第１蓋部６と前記第１蓋部６が設けられた前記補強梁本体部１０の一端側とは、補強梁の一端を第１の杭に取付けるための第１杭連結部４を構成する。また、前記第２蓋部７と前記第２蓋部７が設けられた補強梁本体部１０の他端側とは、補強梁の他端を第１の杭とは異なる第２の杭に取付けるための第２杭連結部５を構成する。そして、前記第１の杭との連結に際し、前記第１杭連結部４と前記第１の杭に取付けられる他の補強梁の第１杭連結部４とで共同して前記第１の杭を包囲する。
なお、第１杭連結部４及び第２杭連結部５の内壁面には後述する充填材（グラウト）のずれ止め用のアンカー部材１４が設けられている。
【0017】
図４Ａは補強梁本体部１０の構成を説明する図であり、図４Ｂは図４ＡのＸ−Ｘ’線断面図である。図４Ａ、図４Ｂに示すように、補強梁Ａ１の補強梁本体部１０は前後左右の４つの壁体１４（底板）、１５（頂板）、１６（側板）と、前記壁体によって形成される内部空間を中央区画部１０ａと左右の第１区画部１０ｂと第２区画部１０ｃとに分ける仕切壁８、９とからなっている。
中央区画部１０ａは図４Ｂに示すように側板１６、１６、底板１４及び頂板１５を有しており、浮力函部３を構成している。
浮力函部３における頂板１５は必須ではなく、頂板１５を設けない場合には浮力函部３は容器形状となり、また、頂板１５を設けた場合には浮力函部３は密閉構造となり、いずれの場合でも浮力函部３は浮力によって補強梁Ａ１を水面に浮遊させることができる。
【0018】
また、浮力函部３を密閉構造とし、浮力函部３内に注水ができるようにした場合には、浮力函部３内の空間に水や海水などの液体を注入することによって補強梁Ａ１を水面下に沈降させることができる。更に、浮力函部３を密閉構造とし、浮力函部３内に適当な量の液体を注入して補強梁の重量と浮力とをバランスさせることにより補強梁Ａ１の取り付け作業をし易くすることができる。なお、補強梁Ａ１の通常の使用形態は、水面に浮かせて所定の場所まで移動させ、次いで所定の深さまで沈めるというものであるので、浮力函部３には頂板１５を設けて密閉構造とするが、沈める作業を必要としない場合もあり、この場合には必ずしも頂板１５は設ける必要がない。【0019】
なお、本実施形態では、補強梁本体部１０を図３に示すように仕切壁８、９によって中央区画部１０ａ、第１区画部１０ｂ及び第２区画部１０ｃに区分けした例を示したが、係る構成は本発明の補強梁においては必ずしも必須ではない。すなわち、補強梁本体部１０は仕切壁８、９を備えていない補強梁本体部であっても良い。
従って、本実施形態及び後述する他の実施形態の説明においては、第１蓋部及び第２蓋部は第１区画部や第２区画部の端部に設けられる構成で示されているが、係る構成は仕切壁８、９を備えていない補強梁本体部の端部に設けられる構成に置き換えたものであって良い。
【0020】
補強梁本体部１０の第１杭連結部４は第１区画部１０ｂと開閉可能な第１蓋部６とからなっており、杭に取付けられた時に、第１区画部１０ｂの端部と第１蓋部６とによって杭の半周部を覆う構造となっている。この第１杭連結部４と、前記杭に取付けられる同一構造の第１杭連結部を有する他の補強梁の第１杭連結部４とによって前記杭の全周が包囲される。【0021】
補強梁Ａ１の第２杭連結部５の構造は杭を包囲する構造を有するものであれば良く、公知の補強梁の構造を採用することができる。その一例を図３に示す。第２杭連結部５は杭の鉛直方向の一部を包囲して杭に取り付け可能なように開閉可能な第２蓋部７を有しており、補強梁Ａ１が杭に取付けられたときに、前記第２区画部１０ｃの端部と第２蓋部７とによって杭の全周を覆う構造となっている。
【0022】
第１杭連結部４の第１蓋部６及び第２杭連結部５の第２蓋部７はそれぞれ補強梁Ａ１の補強梁本体部１０にヒンジ継手１１、１２を介して連結されており、ボルトによって補強梁本体部１０に締結される。【0023】
本発明の補強梁Ａ１は第１杭連結部４の構造及びこの第１杭連結部４の杭への取付け方法に特徴があるので、以下では、第１杭連結部４の杭への取付け方法について説明する。【0024】
図５Ａは、補強梁Ａ１を２つ用いて３本の杭（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）同士を同一高さで連結する過程を示す図であり、図５Ｂは３本の杭同士を同一高さで連結した状態を示す図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように、２つの補強梁Ａ１のそれぞれの第１杭連結部４が中央の杭Ｐ２の鉛直方向の一部の半周部を覆うことにより、杭Ｐ２の鉛直方向の一部の全周を包囲するようになっている。
【0025】
補強梁Ａ１の第１杭連結部４の取付け方法の各工程の詳細を図６Ａ〜図６Ｇに基づいて工程順に説明する。この取付け方法では補強梁Ａ１を２つ用いるが、以下では、２つの補強梁Ａ１の一方を補強梁Ａ１と表記し、他方を補強梁Ａ１’と表記する。図６Ａ：補強梁Ａ１の第１蓋部６と補強梁本体端部２１とが杭Ｐ２の半周部を覆うように補強梁Ａ１を配置する。
図６Ｂ：補強梁Ａ１’を杭Ｐ２側に引き込んで杭Ｐ２に対して補強梁Ａ１の筒体の中心軸と補強梁Ａ１’の筒体の中心軸とを一致させる。
図６Ｃ：補強梁Ａ１’の第１蓋部６’をヒンジ継手１１’の軸回りに回転させる。
図６Ｄ：補強梁Ａ１’の第１蓋部６’が閉合位置となるようにする。
図６Ｅ：補強梁Ａ１’の第１蓋部６’を杭Ｐ２側に引き込み、補強梁Ａ１’の第１蓋部６’と補強梁本体端部２１’とが杭Ｐ２の半周部を覆うように補強梁Ａ１’を配置する。
図６Ｆ：補強梁本体部１０’を杭Ｐ２側に引き込み、補強梁Ａ１’の補強梁本体端部２１’と第１蓋部６の蓋端部２２とを突き合わせると共に、補強梁Ａ１’の第１蓋部６’の蓋端部２２’と補強梁Ａ１の補強梁本体端部２１とを突き合わせる。
図６Ｇ：補強梁Ａ１の第１蓋部６の蓋端部２２と補強梁Ａ１’の補強梁本体端部２１’とをボルト３０によって締結すると共に、補強梁Ａ１’の第１蓋部６’の蓋端部２２’と補強梁Ａ１の補強梁本体端部２１とをボルト３０によって締結する。
上述した通り、補強梁の杭連結部にはヒンジを介して開閉可能な蓋構成を備えているため、杭の周囲のスペースが狭い場合であっても、杭取付位置への補強梁の誘導の際には蓋部を開蓋しておくことで他の部位への衝突が回避でき侵入角度の調整や取付深度を変更するなど手間のかかる作業が軽減される。また侵入角度を調整しない代わりに梁本体の長さを自在に伸縮させるなどするような特別な構成も必要としないため、構成が簡素化でき強度やコスト的にも有効である。
【0026】
（補強梁Ａ２）補強梁Ａ２の全体構造を図７に示す。
図７に示す補強梁Ａ２は、図３に示した補強梁Ａ１の第１杭連結部４の構成を変更したものである。補強梁Ａ１では第１蓋部６をヒンジ継手１１によって開閉可能としたが、補強梁Ａ２では第１蓋部６を図７に示すように第１蓋部６が閉合した状態になるようにボルト３０によって補強梁本体端部に固定されている。
【0027】
この補強梁Ａ２の第１杭連結部４の取付け方法の各工程の詳細を図８に基づいて工程順に説明する。この取付け方法では補強梁Ａ２を２つ用いるが、以下では、２つの補強梁Ａ２の一方を補強梁Ａ２と表記し、他方を補強梁Ａ２’と表記する。図８Ａ：補強梁Ａ２の第１蓋部６と補強梁本体端部２１とが杭Ｐ２の半周部を覆うように補強梁Ａ２を配置する。
図８Ｂ：補強梁Ａ２’を補強梁Ａ２’の中心軸に対して垂直の方向に杭Ｐ２側に引き込んで杭Ｐ２に対して補強梁Ａ２の中心軸と補強梁Ａ２’の中心軸とを一致させる。
図８Ｃ：補強梁Ａ２’を補強梁の中心軸に平行な方向に杭Ｐ２側に引き込んで、補強梁Ａ２’の補強梁本体端部２１’と補強梁Ａ２の第１蓋部６の蓋端部２２とを突き合わせると共に、補強梁Ａ２’の第１蓋部６’の蓋端部２２’と補強梁Ａ２の補強梁本体端部２１とを突き合わせて、補強梁Ａ２’の第１蓋部６’と補強梁本体端部２１’とが杭Ｐ２の半周部を覆うようにする。
図８Ｄ：補強梁Ａ２の第１蓋部６を補強梁Ａ２’の補強梁本体端部２１’にボルト３０によって固定し、また、補強梁Ａ２’の第１蓋部６’を補強梁Ａ２の補強梁本体端部２１にボルト３０によって固定する。
【0028】
（補強梁Ａ３）補強梁Ａ３の全体構造を図９に示す。
図９に示す補強梁Ａ３は、図３に示した補強梁Ａ１の第１杭連結部４の構成を変更したものである。補強梁Ａ１では補強梁本体１０の端部に第１蓋部６を１つ設けてこれをヒンジ継手１１によって開閉可能とした。これに対し、補強梁Ａ３では第１蓋部６ａと第１蓋部６ｂとを補強梁本体部１０の一端側の相対向する位置に配置し、補強梁Ａ３を杭に取付けた時、補強梁本体１０の一端側と第１蓋部６ａと第１蓋部６ｂとで杭の半周部を覆う構造となっている。
また、第１蓋部６ａは補強梁本体部１０にボルト３０によって固定されており、第１蓋部６ｂはヒンジ継手１１を介して補強梁本体部１０に連結されている。
【0029】
この補強梁Ａ３の第１杭連結部４の取付け方法の各工程の詳細を図１０Ａ〜図１０Ｇに基づいて工程順に説明する。この取付け方法では補強梁Ａ３を２つ用いるが、以下では、２つの補強梁Ａ３の一方を補強梁Ａ３と表記し、他方を補強梁Ａ３’と表記する。図１０Ａ：補強梁Ａ３の第１蓋部６ａ及び第１蓋部６ｂと補強梁本体端部２１とが杭Ｐ２の半周部を覆うように補強梁Ａ３を配置する。
図１０Ｂ：補強梁Ａ３’を杭Ｐ２側に引き込んで杭Ｐ２に対して補強梁Ａ３の中心軸と補強梁Ａ３’の中心軸とを一致させて、補強梁Ａ３’の第１蓋部６ａ’と補強梁Ａ３の第１蓋部６ｂとを対向させる。
図１０Ｃ：補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’をヒンジ継手１１の軸回りに回転させる。
図１０Ｄ：補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’が閉合位置となるようにする。
図１０Ｅ：補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’を杭Ｐ２側に引き込み、補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’と補強梁Ａ３の第１蓋部６ａとを対向させる。
図１０Ｆ：補強梁Ａ３’を杭Ｐ２側に引き込み、補強梁Ａ３’の第１蓋部６ａ’の蓋端部２２ａ’と補強梁Ａ３の第１蓋部６ｂの蓋端部２２ｂとを突き合わせると共に、補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’の蓋端部２２ｂ’と補強梁Ａ３の第１蓋部６ａの蓋端部２２ａとを突き合わせる。
図１０Ｇ：補強梁Ａ３の第１蓋部６ａの蓋端部２２ａと補強梁Ａ３’の第１蓋部６ｂ’の蓋端部２２ｂ’とをボルト３０によって固定すると共に、補強梁Ａ３の第１蓋部６ｂの蓋端部２２ｂと補強梁Ａ３’の第１蓋部６ａ’の蓋端部２２ａ’とをボルト３０によって固定する。
このように補強梁Ａ３も補強梁Ａ１と同様にヒンジを介して開閉可能な蓋構成となっているため、上述したように補強梁の取付の手間軽減や補強梁構成の簡素化、コスト面でメリットがある。
【0030】
次に、杭を４本連結する場合に使用される補強梁（以下「補強梁Ｂ」という）について説明する。補強梁Ｂは図２Ａに示される補強構造において杭Ｐ２と杭Ｐ３とを連結するために用いられる。
なお、杭Ｐ１と杭Ｐ２との連結及び杭Ｐ３と杭Ｐ４との連結には上記した補強梁Ａ１〜Ａ３を用いることができる。
補強梁Ｂの第１杭連結部の構造は補強梁Ａにおける第１杭連結部の構造と同じである。また、補強梁Ｂの第２杭連結部の構造も補強梁Ａにおける第１杭連結部の構造と同じ構造とすることができる。
以下では補強梁Ｂの実施形態として補強梁Ｂ１、補強梁Ｂ２、補強梁Ｂ３の３つの実施形態について説明する。
【0031】
（補強梁Ｂ１）補強梁Ｂ１の全体構造を図１１に示す。
この補強梁Ｂ１は補強梁本体部１０の両端部にヒンジ継手１１、１２を介して第１蓋部６及び第２蓋部７を連結したものであり、第１蓋部６及び第２蓋部７は開閉動作を行うことができる。この補強梁Ｂ１は、杭に取付けられる他の補強梁であって同様の第１蓋部６及び第２蓋部７を有する補強梁（例えば補強梁Ａ１）と組み合わせて用いることができる。
すなわち、この補強梁Ｂ１も上述したような補強梁Ａ１やＡ３と同様なメリットを有する。
【0032】
（補強梁Ｂ２）補強梁Ｂ２の全体構造を図１２に示す。
この補強梁Ｂ２は補強梁本体部１０の両端部に第１蓋部６及び第２蓋部７をボルト３０で固定したものであり、第１蓋部６及び第２蓋部７は開閉動作ができない。この補強梁Ｂ２は、杭に取付けられる他の補強梁であって同様の第１蓋部６及び第２蓋部７を有する補強梁（例えば補強梁Ａ２または他の補強梁Ｂ２）と組み合わせて用いることができる。
【0033】
（補強梁Ｂ３）補強梁Ｂ３の全体構造を図１３に示す。
この補強梁Ｂ３の補強梁本体部１０の両端部は、図９に示した補強梁Ａ３の第１杭連結部４と同様に第１蓋部６ａ、第１蓋部６ｂが設けられている。補強梁Ｂ３の第１蓋部６ａ、第１蓋部６ｂは、他の補強梁Ｂ３の第１蓋部６ａ及び第２蓋部６ｂと共同して杭を包囲するようになっている。この補強梁Ｂ３は、杭に取付けられる他の補強梁であって同様の第１蓋部６ａ及び第２蓋部６ｂを有する補強梁（例えば補強梁Ａ３または他の補強梁Ｂ３）と組み合わせて用いることができる。
すなわち、この補強梁Ｂ３も上述したような補強梁Ａ１やＡ３と同様なメリットを有する。
【0035】
補強梁Ａ１をその第１杭連結部４を介して、また補強梁Ｂ１をその第１杭連結部４を介してそれぞれ杭Ｐ２に取付けた後、杭Ｐ２と補強梁Ａ１の第１杭連結部４及び補強梁Ｂ１の第１杭連結部４との取り合い部にグラウトを注入して杭Ｐ２と補強梁Ａ１の第１杭連結部４及び補強梁Ｂ１の第１杭連結部４とを一体化する。この一体化工程については後述する。【0036】
次に、各杭の中心を結ぶ線が四角形を形成するような４本の杭を連結する場合に使用される補強梁（以下「補強梁Ｃ」という）について説明する。補強梁Ｃとしては補強梁Ｃ１、補強梁Ｃ２及び補強梁Ｃ３の３つのタイプを以下に示す。
【0037】
（補強梁Ｃ１）補強梁Ｃ１の全体構造を図１５に示す。
補強梁Ｃ１は、浮力函部３の両端に第１杭連結部４と第２杭連結部５が設けられる。
第１杭連結部４は、一方の補強梁本体端部２１に設けられた、取り付けられる杭周面の一部を覆うような形状を有する部位を有している。また、第２杭連結部５も同様に、他方の補強梁本体端部２１′に設けられた、取り付けられる杭周面の一部を覆うような形状を有する部位を有している。第１杭連結部４及び第２杭連結部５はそれぞれ、杭に取付けられたときに杭外周の半周を包囲するような形状となっている。なお第１杭連結部４（又は第２杭連結部５）の端部を結ぶ直線Ｌ１と補強梁本体の長さ方向の軸線Ｌ２とのなす角度（θ）はθ＝４５°となるように形成されており、そのため杭を補強梁Ｃ１を２つ用いて包囲するように取り付けた場合、各補強梁本体の軸線Ｌ２は互いに直交するように配置される事となる。そのため、このような補強梁Ｃ１を４つ用いれば、図１８Ａに示すように、各杭の中心線を結ぶ線が四角形を形成するような４本の杭Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を互いに連結する事が可能となる。
【0038】
（補強梁Ｃ２）補強梁Ｃ２の全体構造を図１６に示す。補強梁Ｃ２も図１５の補強梁Ｃ１と同様、各杭の中心線を結ぶ線が四角形を形成するような４本の杭を互いに連結するための補強梁である。
補強梁Ｃ２は、図１５に示した補強梁Ｃ１において、第１杭連結部４の外周面に補強リブ１８を設け、第２杭連結部５の外周面に補強リブ１８′を設けたものである。
この補強リブ１８、１８′は第1及び第２杭連結部それぞれの外周面の杭長さ方向の所定高さに形成されており、リブの数は１つ又は複数設けられている。これにより、第１杭連結部及び第２杭連結部の構造強度を高めることができる。
図１８Ｂは補強梁Ｃ１を使用して４本の杭を連結した状態を示す。
【0039】
（補強梁Ｃ３）補強梁Ｃ３の全体構造を図１７に示す。補強梁Ｃ２も図１５の補強梁Ｃ１と同様、各杭の中心線を結ぶ線が四角形を形成するような４本の杭を互いに連結するための補強梁である。
補強梁Ｃ３は、図１６に示した補強梁Ｃ２において、第１杭連結部４及び第２杭連結部５と浮力函部３とを連結部材１９、１９′で連結したものである。
杭と杭との間隔は一定ではない場合があり、そのような場合、それぞれの杭間隔に応じた補強梁を準備するとコストが大きくなる。補強梁Ｃ３は、第１杭連結部４及び第２杭連結部５を同一仕様のものとする一方、第１杭連結部４と第２杭連結部５との間隔は浮力函部３の長さを調節することによって補強梁の長さを調節するものである。浮力函部と第１杭連結部４及び第２杭連結部５との連結は１杭連結部４と浮力函部３との連結部及び第２杭連結部５と浮力函部３との連結部の周囲に帯状の連結部材１９、１９′を配設してボルトを用いて連結固定することができる。
図１８Ｃは補強梁Ｃ３を使用して４本の杭を連結した状態を示す。
【0040】
次に、複数の杭を連結する場合において、そのうちの少なくとも1本の杭を３つの補強梁の第1杭連結部で共同して包囲する補強工法の例について述べる。図１９に示したものは６本の杭Ｐ１〜Ｐ６を６つの補強梁を用いて連結したものである。このような補強工法においては図２０Ａ〜Ｃに示したような３種類の補強梁Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を用いることができる。
杭Ｐ３、杭Ｐ６は１本の杭を２種類、３つの補強梁の第１杭連結部によって包囲する構造を有しており、各杭を連結する補強梁はその軸線が互いに直交している。
【0041】
（補強梁Ｄ１）補強梁Ｄ１を図２０Ａに示す。この補強梁Ｄ１は、第１杭連結部４及び第２杭連結部５は同形状であり、それぞれが杭に取り付けた時に前述した補強梁Ｃ１−Ｃ３と同様、杭外周の半周を包囲する形状を有している。この補強梁Ｄ１は図１９に示す杭補強構造において、杭Ｐ１と杭Ｐ２との間及び杭Ｐ５と杭Ｐ６との間を連結する。
【0042】
（補強梁Ｄ２）補強梁Ｄ２を図２０Ｂに示す。この補強梁Ｄ２は、第１杭連結部４が杭の半周に満たない部分を包囲する形状を有しており、第２杭連結部５は杭の半周を包囲する形状を有している。この補強梁Ｄ２は図１９に示す杭補強構造において、杭Ｐ１と杭Ｐ３との間、杭Ｐ２と杭Ｐ４との間、杭Ｐ３と杭Ｐ５との間、及び杭Ｐ４と杭Ｐ６との間を連結する。
【0043】
（補強梁Ｄ３）補強梁Ｄ３を図２０Ｃに示す。この補強梁Ｄ３は、２つの補強梁Ｄ２の第１杭連結部４が包囲した杭の残りの領域を包囲する形状を有している。
この補強梁Ｄ３は図１９に示す杭補強構造において、杭Ｐ３と杭Ｐ４との間を連結する。
杭Ｐ３及び杭Ｐ４はそれぞれ２つの補強梁Ｄ２の第1杭連結部と１つの補強梁Ｄ３の第１杭連結部又は第２杭連結部とで共同して杭の全周が包囲される。
【0044】
次に、複数の杭を連結する場合において、そのうちの少なくとも1本の杭を４つの補強梁の第1杭連結部で共同して包囲する補強工法の例について述べる。図２１に示したものは９本の杭Ｐ１〜Ｐ９を１２の補強梁を用いて連結したものである。このような補強工法においては図２０Ｂ及び図２０Ｃに示したような２種類の補強梁Ｄ２、Ｄ３を用いることができる。
図２１に示すように、杭Ｐ２，杭Ｐ４、杭Ｐ６及び杭Ｐ８の全周は２つの補強梁Ｄ２の第１杭連結部と１つの補強梁Ｄ３の第１杭連結部又は第２杭連結部によって共同して包囲され、杭Ｐ９の全周は４つの補強梁Ｄ３の第１杭連結部又は第２杭連結部によって包囲される。
【0045】
補強梁Ｃ１〜Ｃ３及び補強梁Ｄ１〜Ｄ３は、図に示すように、第１杭連結部４と浮力函部３とはボルト３０又は連結部材３７によって結合される構造となっており、同じく第２杭連結部５と浮力函部３ともボルト３０又は連結部材３７によって結合される構造となっている。なお、第１杭連結部と浮力函部の結合構造と第２杭連結部と浮力函部の結合構造は互いに異なる構造で結合されているものであっても良い。つまり一方の杭連結部と浮力函部はボルト、他方の杭連結部と浮力函部は連結部材といったように異なる結合構造であっても良い。杭に補強梁を取付ける際には、補強梁本体中央部である浮力函部３、第１杭連結部４及び第２杭連結部５を一体化させた補強梁の形態で取り付け作業を行っても良いが、浮力函部３、第１杭連結部４及び第２杭連結部５が分離した状態で用いても良い。つまり、杭Ｐ１と杭Ｐ２との間を補強梁で連結する際には、まず、第１杭連結部４を杭Ｐ１に取付けて一体化すると共に第２杭連結部を杭Ｐ２に取付けて一体化する。その後第１杭連結部４及び第２杭連結部５の間に浮力函部３を配置して、浮力函部３と第１杭連結部４及び第２杭連結部５それぞれとをボルト３０又は連結部材３７で一体化する。
このような分離構成は、各杭の間隔が長い場合、浮力函部と連結部とを一体化した状態では重量の問題等で運搬が困難な場合などにメリットがある。また連結部と浮力函部とを別体構成としておくことによって、杭間隔が変動した場合には浮力函部の構成だけを調整したもので適用できる、という利点もある。
【0046】
浮力函部３、第１杭連結部４及び第２杭連結部５が分離した状態にある補強梁を杭に取付ける作業について図２２Ａ〜図２２Ｉに示す。まず、図１５に示した補強梁Ｃ１を用いる場合について以下図に基づいて説明する。
図２２Ａ：杭Ｐ１に二つの補強梁の第１杭連結部４、４′を近づける。
図２２Ｂ：第１杭連結部４、４′のフランジ３８と３８′とを突き合わせる。
図２２Ｃ：第１杭連結部４、４′のフランジ３８と３８′とをボルト３０で連結固定する。
図２２Ｄ：第１杭連結部４のフランジ３９に浮力函部３のフランジ３９′を近づける。
図２２Ｅ：第１杭連結部４のフランジ３９と浮力函部３のフランジ３９′とを突き合わせる。
図２２Ｆ：第１杭連結部４のフランジ３９と浮力函部３のフランジ３９′とをボルト３０で連結固定する。
図２２Ｇ：第１杭連結部４′のフランジ３９に浮力函部３′のフランジ３９′を近づける。
図２２Ｈ：第１杭連結部４′のフランジ３９と浮力函部３′のフランジ３９′とを突き合わせる。
図２２Ｉ：第１杭連結部４′のフランジ３９と浮力函部３′のフランジ３９′とをボルト３０で連結固定する。
【0047】
同様に図１６に示した補強梁Ｃ２を用いる場合における補強梁の一体化工程を図２３に示した。補強梁Ｃ２は補強梁Ｃ１において第１杭連結部及び第２杭連結部の外周にリブ１８を設けたものであり、補強か一体工程は補強梁Ｃ１に示したものと同じである。
【0048】
更に図１７に示した補強梁Ｃ３を用いる場合における補強梁の一体化工程を図２４に示した。補強梁Ｃ３を用いた補強工法は第１杭連結部４、４′と浮力函部３、３′との連結を連結部材１９を用いて行う点で図２３に示した補強梁Ｃ２の補強工法と異なる。
そこで、補第１杭連結部４、４′と浮力函部３、３′との連結工程を図２４Ｄ〜図２４Ｉに基づいて説明する。
図２４Ｄ：第１杭連結部４の連結端部４ａ側に連結部材１９を引き込む。
図２４Ｅ：第１杭連結部４の連結端部４ａを連結部材１９の一方の端部に挿入する。
図２４Ｆ：連結部材１９の他方の端部に浮力函部３の端部を挿入しリベットで連結固定する。
図２４Ｇ：第１杭連結部４′の連結端部４ａ′側に連結部材１９′を引き込む。
図２４Ｈ：第１杭連結部４′の連結端部４ａ′を連結部材１９′の一方の端部に挿入する。
図２４Ｉ：連結部材１９′の他方の端部に浮力函部３の端部を挿入しリベットで連結固定する。
【0049】
１本の杭を３つの補強梁の連結部で包囲して一体化する工程を図２５Ａ〜２５Ｆに示す。この一体化工程の各工程は次の通りである。
図２５Ａ：杭Ｐ１に二つの補強梁２０ａ、２０ｂの第１杭連結部４、４′を近づける。
図２５Ｂ：第１の補強梁２０ａの第１杭連結部４のフランジ３８と第２の補強梁２０ｂの第１杭連結部４′のフランジ３８′とを突き合わせる。
図２５Ｃ：フランジ３８と３８′とをボルト３０で連結固定する。
図２５Ｄ：第３の補強梁２０ｃの第１杭連結部４”のフランジ３８”を第１の補強梁２０ａのフランジ３８及び第２の補強梁のフランジ３８′に近づける。
図２５Ｅ：フランジ３８とフランジ３８”と突き合わせると共に、フランジ３８’とフランジ３８”とを突き合わせる。
図２５Ｆ：フランジ３８とフランジ３８”とをボルト３０で連結固定し、フランジ３８’とフランジ３８”とをボルト３０で連結固定する。
なお、フランジ３８‘、３８“は杭連結部４に設けられたリブ１８、１８’と一体的にて設けられていても良い。
【0050】
１本の杭を４つの補強梁の連結部で包囲して一体化する工程を図２６Ａ〜２６Ｉに示す。この一体化工程の各工程は次の通りである。
図２６Ａ：杭Ｐ１に二つの補強梁２０ａ、２０ｂの第１杭連結部４、４′を近づける。
図２６Ｂ：第１の補強梁２０ａの第１杭連結部４のフランジ３８と第２の補強梁２０ｂの第１杭連結部４′のフランジ３８′とを突き合わせる。
図２６Ｃ：フランジ３８と３８′とをボルト３０で連結固定する。
図２６Ｄ：第３の補強梁２０ｃの第１杭連結部４”のフランジ３８”を第１の補強梁２０ａのフランジ３８に近づける。
図２６Ｅ：フランジ３８とフランジ３８”と突き合わせる。
図２６Ｆ：フランジ３８とフランジ３８”とをボルト３０で連結固定する。
図２６Ｇ：第４の補強梁２０ｄを杭Ｐ１側に引き込む。
図２６Ｈ：第４の補強梁２０ｄの第1杭連結部４’’’のフランジ３８’’’を第２の補強梁２０ｂのフランジ３８’及び第３の補強梁２０ｃのフランジ３８”と突き合わせる。
図２６Ｉ：フランジ３８’とフランジ３８’’’とをボルト３０で連結固定し、フランジ３８”とフランジ３８’’’とをボルト３０で連結固定する。
なおここでもフランジは杭連結部に設けられたリブと一体的に設けられていても良い。
【0051】
上記で示した１本の杭を３つ又は４つの補強梁の連結部で包囲して一体化する工程においても、杭連結部と浮力函部との結合は図２２Ａ〜図２２Ｉ及び図２３Ａ〜図２３Ｉに示したボルト３０による連結又は図２４Ａ〜２４Ｉに示した連結部材１９による連結のどちらも同様に適用し得るため、ここでは説明を割愛する。【0052】
このように連結部を杭に取り付けた後、杭と補強梁の第１杭連結部との取りあい部にグラウトを注入して杭と補強梁の第１杭連結部とを一体化することは既に述べた。以下では、この一体化工程の例を図２７、図２８Ａ〜図２８Ｃ、図２９Ａ〜図２９Ｃに基づいて以下説明する。図２７は第１杭連結部４と杭Ｐ２との取り合い部にグラウトを注入して一体化する時の状態を示す図であり、補強梁を杭Ｐ２に取付けるに際しては予め杭Ｐ２に補強梁を支持するための支持材３１を設けられている。【0053】
この支持材３１の例を図２８Ａ〜図２８Ｃに基づいて説明する。図２８Ａ〜図２８Ｃに示した例では支持材３１は、４分割された受け材３３と複数の支持板３２とからなり、各受け材３３と各支持板３２は、補強梁の施工前に水中溶接又はボルトによって杭Ｐ２に取り付けておく。支持材３１は補強梁の鉛直方向の位置決めをすると共に、グラウト打設時の荷重を一時的に支持する機能を有する。図２８Ｂは図２８Ａの支持材３１の上面図である。図２８Ｂ及び図２８Ｃに示すように、受け材３３の上面にはグラウトシール３４を取り付けておく。
また、補強梁の第１杭連結部４及び第２杭連結部５の上端部及び下端部にはグラウトの漏出を防ぐための塞ぎ板２３が設けられる。
【0054】
補強梁の杭連結部の下端部に設けられた塞ぎ板２３及び支持材３１に取り付けられたグラウトシール３４は、第１杭連結部４が杭Ｐ２を包囲したときに杭連結部と杭とによって形成される空間の下端部を塞ぐようになっている。塞ぎ板２３及びグラウトシール３４は、第１杭連結部４を杭Ｐ２に取り付けた後に、杭Ｐ２と第１杭連結部４の取り合い部にグラウトを注入して杭Ｐ２と第１杭連結部４とを一体化する際に注入したグラウトが漏出するのを防ぐ。【0055】
上記のように、支持材３１を杭に施工すると共に、杭Ｐ２の表面にグラウトの強度を高めるために鉄筋を施工してもよい。図中に示した前記塞ぎ板２３は後述するように支持材３１が塞ぎ板２３を兼ねるようにする場合には、塞ぎ板２３は補強梁の杭連結部の内壁の上端部のみに設けるようにしても良い。
なお、本願明細書では補強梁と杭とを一体化するために充填材としてグラウトを用いる場合について説明しているが、グラウトの代わりにコンクリートを用いても良い。
【0056】
図２９は支持材の他の実施態様を示す図である。この例では、図２９Ａに示した支持材３１は図２９Ｂに示すように４分割された受け材３３と複数の支持板３２とからなり、受け材３３を第１杭連結部４の形状に合わせて四角形状とし、その上に同じく四角形状の外観を有するグラウトシール３４を載置し、第１杭連結部４の壁体端部に端部部材３５を設けて、この端部部材３５と支持材３１との間をグラウトシール３４でシールしたものである。このように支持材３１が杭連結部の塞ぎ板２３を兼ねることにより、図２８に示したような杭連結部の底面側の塞ぎ板２３を省略することができる。なお、図２９Ｃではシール効果を確実にするために壁体端部に端部部材３５を設けたが、壁体の厚みが充分ある場合にはこの端部部材３５は省略することができる。施工後の補強梁は、引張り力に対してはボルトが抵抗し、補強梁が受ける圧縮力に対してはグラウトが抵抗する。
【0057】
図３０Ａ〜Ｃに補強梁Ａ１の第２杭連結部５における第２蓋部７と塞ぎ板２３とを一体化して設けた例を示す。図３０Ａは補強梁Ａ１の平面図であり、補強梁Ａ１の第２杭連結部５の第２蓋部７と塞ぎ板２３とが一体に設けられている。
図３０Ｂは第２蓋部を閉合した状態を示し、図３０Ｃは補強梁Ａ１の正面図である。
【0058】
図３１Ａ〜Ｃに図３０に示した補強梁Ａ１の第２杭連結部を杭Ｐ１に取付ける様子を示す。図３１Ａは塞ぎ板２３を有する第２蓋部７を閉合することによって杭Ｐ１を包囲する様子を示し、図３１Ｂは第２蓋部７によって杭Ｐ１を包囲した後、第２杭連結部５と杭Ｐ１との取り合い部にグラウトを注入して一体化した状態を示す図であり、図３１ＣのＡ−Ａ断面を示す。
図３１Ｃは杭Ｐ１及び該杭Ｐ１に取付けられた補強梁Ａ１の正面図である。
なお、上記では、補強梁Ａ１の第２杭連結部５における第２蓋部７と塞ぎ板２３とを一体化して設けた例を示したが、第１杭連結部４においても同様にして塞ぎ板を設けることができる。
また、ここでは補強梁Ａ１を例に説明しているが、上述した他の実施態様に係る補強梁においても同構成を設ける事が可能である。つまり補強梁Ｄ２や補強梁Ｄ３のように柱部材を３つで包囲する場合においても、同様に分割された塞ぎ板を予め補強梁の連結部に一体化しておき、杭にとりつけて一体化した時に塞ぎ板が補強梁下端部全体を塞ぐ構成であって良い。勿論、一つの補強梁の連結部に補強梁下端部全体を覆う塞ぎ板が一体的に形成されているものであっても良い。
【0059】
次に補強梁を杭に取り付ける方法の作業手順を図７に示した補強梁Ａ２を用いた場合を例にして、図３２Ａ〜図３２Ｆに基づいて説明する。図３２Ａ〜Ｆにおける（ａ）は水中構造物の正面図であり、（ｂ）は水中構造物の平面図である。【0060】
（１）支持材取付工程（図３２Ａ参照）図３２Ａは補強梁を杭Ｐに取り付ける位置を決めると共にグラウト打設時に補強梁の荷重を一時的に支持するための支持材３１を水中溶接又はボルトによって取り付ける工程を示す図である。
【0061】
（２）補強梁誘導工程（図３２Ｂ参照）図３２Ｂは補強梁２０を所定の杭Ｐの位置に誘導する工程を示したものである。
図３２Ｂの（ｂ）に示すように補強梁２０の４隅には補強梁２０を所定の位置に誘導するための４本のワイヤ４１が設けられている。補強梁２０は浮力函部の浮力によって水面に浮かんだ状態とされ、ワイヤ４１を適宜の杭Ｐに掛け回して各ワイヤ４１をウインチ４０によって巻き上げることによって補強梁２０を目的の杭の位置に誘導する。
【0062】
（３）仮固定工程（図３２Ｃ参照）図３２Ｃは補強梁２０を所定の杭Ｐの位置に誘導して杭Ｐに仮固定する工程を示す図である。補強梁２０の第２蓋部７が開放され、補強梁２０がワイヤ操作によって所定の杭Ｐまで誘導されて、補強梁が杭Ｐに仮固定された状態を示している。
（４）蓋閉合工程（図３２Ｄ参照）
図３２Ｄは蓋部７を閉合する状態を示している。
【0064】
（６）注水・グラウト注入工程（図３２Ｆ参照）図３２Ｆは、補強梁２０の浮力函部３内に液体（水、海水等）を注入して補強梁２０を所定の深さまで沈降させて支持体３１によって支持した状態を示している。この後、杭連結部の杭取り合い部にグラウトを注入し固化させて補強梁２０と杭Ｐとを一体化させることにより、補強作業を終了する。
なお、支持体３１の位置を適宜に調節することにより、補強梁２０の一部が水面上に現れるようにしても良いし、補強梁２０を更に深い位置で杭Ｐに取り付けてもよいが、図３２Ｆに示すように水面下の浅い位置に取り付けることにより高い補強効果が得られる。
【0065】
上記の実施形態では柱部材を補強梁によって３本または４本の杭を連結する場合について述べた。しかしながら、本発明の補強方法は４本以上の柱部材を補強梁によって連結する場合にも適用できる。すなわち、複数の柱部材の内、隣り合う柱部材Ｐ１〜Ｐｎ（ｎ≧４）を連結する際には、柱部材Ｐ１と柱部材Ｐ２、及び、柱部材Ｐｎ−１と柱部材Ｐｎの連結には補強梁Ａ１〜Ａ３を用い、柱部材Ｐ２〜柱部材Ｐｎ−１の連結には補強梁Ｂ１〜Ｂ３を用いることができる。【0066】
その場合、補強工法は以下の工程１）〜４）を有することでなされる。１）柱部材Ｐ１、Ｐｎを第１番目の前記補強梁及び第ｎ−１番目の前記補強梁の第２柱部材連結部によって包囲する第１の包囲工程
２）前記第１の包囲工程後、前記柱部材Ｐ１、Ｐｎと各補強梁の第２柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程
３）前記柱部材Ｐ２〜Ｐｎ−１を第２番目の補強梁から第ｎ−２番目の前記補強梁のそれぞれの第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部によって包囲する第２の包囲工程
４）前記第２の包囲工程後、各柱部材Ｐ１〜Ｐｎと各補強梁の第１柱部材連結部及び第２柱部材連結部との間に充填材を注入して補強梁と柱部材とを一体化する工程
【0067】
本発明の補強梁２０の高さ（梁高）は杭Ｐの直径よりも大きな寸法とすると共に補強梁２０を水面下の浅い杭部分に取り付けることが補強効果を高める点から好ましい。杭径が１２００ｍｍφの杭に対しては補強梁としては例えば梁高さ２０００ｍｍ、梁幅１５００ｍｍのものが使用される。梁高の高い部材を杭に被せて補強梁そのもので杭を高さ方向に補強するため、軸力の他、曲げモーメントを伝えるため杭同士を結合する効果は従来のストラットやブレースを用いるものに比べてより高いものとなる。そして、こうした効果により、少ない部材数での補強が可能となるため工期を短縮することができる。既設桟橋の補強では、施工期間の短縮化が必須であるため本発明の補強工法は特に有効である。【0068】
また、地震の際には地盤は揺れの周期の特性（地震卓越周期）を示すが、補強梁によって水中構造物の杭を補強すると共に、補強梁の浮力函部内に重量のある固形材料（例えばコンクリート、礫等）を施工して水中構造物の重量付けを行い、水中構造物の固有周期を変えて地震卓越周期から水中構造物の固有周期を離すことによって耐震性を向上することができる。【0069】
以上の通りであるが、本発明は上述した実施態様に限定されるものではない。例えば、上述した実施態様の補強梁は、直線上に配列した３本又はそれ以上の柱部材の連結、もしくは互いに直交する四角形の頂点状に配置された３本又はそれ以上の柱部材の連結で説明しているが、これには限定されない。即ち、第１の柱部材と第２の柱部材とを結ぶ直線状の配列方向に対し、第１の柱部材と他の１本、もしくはそれ以上の柱部材それぞれとを結ぶ直線状の配列方向とが同一、もしくは角度をなして交差する方向に配置されるような配置、例えば３本で三角形の各頂点を形成する、４本で四辺形の頂点や台形の頂点を形成するような柱部材の配置であっても、同様に適用可能なものである。なお、ここでいう「（２つの柱部材を結ぶ）配列方向と同一」とは、当該配列方向がなす直線上は勿論、実質的に直線上と実質同一と見做せるものも含むものである。従って補強梁本体のそれぞれの端部に設けられる連結部は、１つの柱部材を４つまたはそれ以上の連結部で共同して包囲するような形状で構成されたものであっても良い。
また上記の説明では、水中の地盤に埋め込みによって固定された複数の柱で支持された水中構造体を有する構造物の補強を例として説明しているが、下端部が地盤の基礎に固定された複数の橋脚などの柱部材で支持されている橋桁などの構造体を有する地上構造物、例えば橋梁の補強についても同様に適用できるものである。
つまり本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能なものである。
【符号の説明】
【0070】
１ 水中構造物２ 上部構造体
３、３′ 浮力函部
４、４′、４”、４’’’ 第１杭連結部
４ａ、４ａ′ 連結端部
５ 第２杭連結部
６ 第１蓋部
７ 第２蓋部
８、９ 仕切壁
１０ 補強梁本体部
１０ａ 中央区画部
１０ｂ 第１区画部
１０ｃ 第２区画部
１１、１２ ヒンジ継手
１４ 底板
１５ 頂板
１６ 側板
１７ アンカー部材
１８、１８′ 補強リブ
１９、１９′ 連結部材
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 補強梁
２１、２１’ 補強梁本体端部
２２、２２’ 蓋端部
２３ 塞ぎ板
２４ グラウト
３０、３７ ボルト
３１ 支持材
３２ 支持板
３３ 受け材
３４ グラウトシール
３５ 端部部材
３６ 杭取合部
３８、３８’、３８”、３８’’’ フランジ
３９ フランジ
４０ ウインチ
５０ 橋梁
５１ 桁部
５２ 橋脚
５３ 基礎
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 補強梁
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 杭
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ 橋脚
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３ 補強梁
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 補強梁
Ｌ 海面
Ｍ 海底面
【要約】
本発明は構造物の柱部材を補強する補強梁に関する。地盤に下端部が固定された第１柱部材と、第１柱部材に隣接した第２柱部材と、第１柱部材に隣接した第３柱部材であって、第１柱部材と第３柱部材の配列方向が第１柱部材と第２柱部材の配列方向と交差する位置にある第３柱部材と、第１乃至第３柱部材を含む複数の柱部材で支持される上部構造体と、を有する構造物の補強梁であって、補強梁本体部と、補強梁本体部の一端部に設けられ第１柱部材に取り付けられる第１連結部と、補強梁本体部の他端部に設けられ第２柱部材に取り付けられる第２連結部と、を有し、第１連結部は第１柱部材に取り付けたときに、第１柱部材と第３柱部材との間に取り付けられる他の補強梁と共同して第１柱部材を包囲するように構成され、第２連結部は、第２柱部材に取り付けたときに、第２柱部材に取り付けられる他の補強梁と共同して第２柱部材を包囲するように構成されている補強梁。