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特開2023-181724ラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023181724
(43)【公開日】2023-12-25
(54)【発明の名称】ラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法
(51)【国際特許分類】
   E01D 1/00 20060101AFI20231218BHJP
   E04C 3/44 20060101ALI20231218BHJP
   E01D 19/02 20060101ALI20231218BHJP
   E01D 21/00 20060101ALI20231218BHJP
【FI】
E01D1/00 C
E04C3/44
E01D19/02
E01D21/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022095017
(22)【出願日】2022-06-13
(71)【出願人】
【識別番号】000221616
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】飯塚 大介
(72)【発明者】
【氏名】渡部 太一郎
(72)【発明者】
【氏名】平山 武志
【テーマコード(参考)】
2D059
2E163
【Fターム(参考)】
2D059AA03
2D059AA07
2D059BB37
2D059BB39
2D059CC03
2D059GG55
2E163GA03
(57)【要約】
【課題】工期を短くすることができるラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法を実現する。
【解決手段】所定方向に2列に配列された複数の柱10と、複数の柱10上に接合された複数のプレキャスト部材20とを有するラーメン構造物100であって、プレキャスト部材20は、所定方向に延在する向きに設置される縦梁部21と、縦梁部21と略直交している横梁部22を有し、平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈しており、プレキャスト部材20における縦梁部21と横梁部22との交差部分が柱10上に接合されており、隣り合うプレキャスト部材20の縦梁部21同士が柱10から離間した柱間の配置で対向しており、その縦梁部21同士の間に第1接合部31が形成されており、隣り合うプレキャスト部材20の横梁部22同士が柱10から離間した柱間の配置で対向しており、その横梁部22同士の間に第2接合部32が形成されている。
【選択図】図12
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に2列に配列された複数の柱と、前記複数の柱上に接合された複数のプレキャスト部材とを有するラーメン構造物であって、
前記プレキャスト部材は、前記所定方向に延在する向きに設置される縦梁部と、前記縦梁部と略直交している横梁部を有し、平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈しており、
前記プレキャスト部材における前記縦梁部と前記横梁部との交差部分が前記柱上に接合されており、
前記柱の上で隣り合う前記プレキャスト部材の前記縦梁部同士が前記柱から離間した柱間の配置で対向しており、その縦梁部同士の間に第1接合部が形成されており、
前記柱の上で隣り合う前記プレキャスト部材の前記横梁部同士が前記柱から離間した柱間の配置で対向しており、その横梁部同士の間に第2接合部が形成されていることを特徴とするラーメン構造物。
【請求項2】
前記第1接合部には、一方の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されており、
前記第2接合部には、一方の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されていることを特徴とする請求項1に記載のラーメン構造物。
【請求項3】
前記柱と前記プレキャスト部材との接合部には、前記柱の上端側で上方に延在している柱側の鉄筋と、前記プレキャスト部材の下面から下方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のラーメン構造物。
【請求項4】
請求項1に記載のラーメン構造物を構築するラーメン構造物の構築方法であって、
前記プレキャスト部材を鉛直方向に移動させて前記柱上に接合する工程と、
前記柱から離間した柱間の配置で対向する一方の前記縦梁部の端面と他方の前記縦梁部の端面とにそれぞれ鉄筋を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋を螺旋状部材の内側に挿通させた状態にして前記鉄筋の重ね継手部分を前記螺旋状部材で覆う工程と、
前記柱から離間した柱間の配置で対向する一方の前記横梁部の端面と他方の前記横梁部の端面とにそれぞれ鉄筋を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋を螺旋状部材の内側に挿通させた状態にして前記鉄筋の重ね継手部分を前記螺旋状部材で覆う工程と、
前記一方の縦梁部と前記他方の縦梁部の間に固化材料を打設して前記第1接合部を形成する工程と、
前記一方の横梁部と前記他方の横梁部の間に固化材料を打設して前記第2接合部を形成する工程と、
を有していることを特徴とするラーメン構造物の構築方法。
【請求項5】
請求項1に記載のラーメン構造物を構築するラーメン構造物の構築方法であって、
一の前記プレキャスト部材を前記柱上に接合する工程と、
前記一のプレキャスト部材の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、前記一のプレキャスト部材の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とに、少なくとも2本の鉄筋を挿通可能な内径を有する螺旋状部材を挿通させて設置する工程と、
前記螺旋状部材を前記縦梁部と前記横梁部の端面寄りの位置に待避させた状態で、前記一のプレキャスト部材と隣り合う位置に、他の前記プレキャスト部材を鉛直方向に移動させて前記柱上に接合して、前記他のプレキャスト部材の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、前記他のプレキャスト部材の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋が、前記一のプレキャスト部材の鉄筋と重ね継手の配置になるように位置合わせする工程と、
前記一のプレキャスト部材の鉄筋と前記他のプレキャスト部材の鉄筋との重ね継手部分を覆うように前記螺旋状部材をスライド移動させて設置する工程と、
前記一のプレキャスト部材の縦梁部と前記他のプレキャスト部材の縦梁部の間に固化材料を打設して前記第1接合部を形成する工程と、
前記一のプレキャスト部材の横梁部と前記他のプレキャスト部材の横梁部の間に固化材料を打設して前記第2接合部を形成する工程と、
を有していることを特徴とするラーメン構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ラーメン構造物を構築する工法として、ループ継手によってプレキャスト部材同士を接合する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、ラーメン構造物を構築する工法として、一方のプレキャスト部材にシース管によって形成されている挿入孔に、他方のプレキャスト部材の端部から突き出している鉄筋を挿入して、プレキャスト部材同士を接合する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
このような工法によって複数のプレキャスト部材を接合してラーメン構造物を構築するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-98939号公報
【特許文献2】特開2019-167689号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1の技術の場合、ループ継手を形成する鉄筋加工に手間を要するため、その分、工期が長くなるという問題があった。
また、上記特許文献2の技術の場合、一方のプレキャスト部材の挿入孔に他方のプレキャスト部材の鉄筋を挿入するのに精度が求められるので、その接合作業は比較的難しいものであった。特に、柱や梁となるプレキャスト部材の挿入孔に、梁となるプレキャスト部材の鉄筋を挿入する場合には、プレキャスト部材を略水平方向に移動させて鉄筋挿入を行うことになるため、基準となる柱からの片押し施工となって工期が長くなるという問題があった。
【0005】
本発明の目的は、工期を短くすることができるラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本出願に係る一の発明は、
所定方向に2列に配列された複数の柱と、前記複数の柱上に接合された複数のプレキャスト部材とを有するラーメン構造物であって、
前記プレキャスト部材は、前記所定方向に延在する向きに設置される縦梁部と、前記縦梁部と略直交している横梁部を有し、平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈しており、
前記プレキャスト部材における前記縦梁部と前記横梁部との交差部分が前記柱上に接合されており、
前記柱の上で隣り合う前記プレキャスト部材の前記縦梁部同士が前記柱から離間した柱間の配置で対向しており、その縦梁部同士の間に第1接合部が形成されており、
前記柱の上で隣り合う前記プレキャスト部材の前記横梁部同士が前記柱から離間した柱間の配置で対向しており、その横梁部同士の間に第2接合部が形成されているようにした。
【0007】
かかる構成のラーメン構造物は、複数の柱上に接合された複数のプレキャスト部材の縦梁部の間に形成された第1接合部と横梁部の間に形成された第2接合部とによって接合されている。
このラーメン構造物は、縦梁部と横梁部とが略直交して平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈しているプレキャスト部材同士を柱の上で接合させて構築することができるので、上記従来技術の特許文献2(特開2019-167689号公報)のように、縦梁部材と横梁部材を接合してラーメン構造物を構築する場合よりも接合箇所が少なく、その接合作業を減らすことができる。
つまり、このラーメン構造物であれば、作業時間を要する部材同士の接合作業を減らすことができ、ラーメン構造物を構築する工期の短縮を図ることができる。
【0008】
また、上記特許文献2の技術では、プレキャスト部材を水平方向に移動するための支保工や足場と、移動するためのクレーンやジャッキなどの機械が必要となり、施工の規模が比較的大きくなるとともに作業が難しくなるという問題があったが、本発明のラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法であれば、支保工や足場などの仮設材と、施工で必要なクレーンやジャッキなどの機械を省略することができる。
【0009】
また、上記特許文献2では、プレキャスト部材の両端部を支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットなどの仮設部材で支持する必要があったが、本発明のラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法であれば、柱上部でプレキャスト部材の重量を直接支持させることができるので、プレキャスト部材を支える支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットを省略することができる。すなわち、本発明のラーメン構造物であれば、支保工や仮設のブラケットを設置する作業を省略することができ、ラーメン構造物を構築する工期の短縮と工事費の低減を図ることができる。
また、上記特許文献2では、スパンの端部となるプレキャスト部材の両端部でプレキャスト部材を接合している。部材のスパンの端部は、曲げモーメントが大きくなる区間であることから大きな断面耐力が設計上要求されるとともに、地震時に鉄筋が降伏して塑性ヒンジとなる区間であり大きな変形性能が設計上要求される区間であることから、主鉄筋とせん断補強鉄筋の量が多くなり過密配筋となる。そのため、コンクリートの打込みと締固め作業が難しくなる問題があった。それに対して、本発明のラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法であれば、地震時に鉄筋が降伏せず塑性ヒンジが形成されないスパン中央付近でプレキャスト部材を接合することが可能となり、比較的せん断補強鉄筋が過密にならない範囲でプレキャスト部材を接合することができるので、コンクリートの打込みと締固め作業が容易となり、完成後のコンクリートの品質の向上を図ることが可能となる。
【0010】
また、望ましくは、
前記第1接合部には、一方の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されており、
前記第2接合部には、一方の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されているようにする。
【0011】
プレキャスト部材の縦梁部同士を接合している第1接合部には、一方の縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されており、その螺旋状部材が重ね継手部分のコンクリートやモルタルなどの固化材料を拘束するようになっている。固化材料は第1接合部の材料である。このように、鉄筋の重ね継手部分を覆う螺旋状部材が接合部の固化材料を拘束するようになっているため、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができるので、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
同様に、プレキャスト部材の横梁部同士を接合している第2接合部には、一方の横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、他方の横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されており、その螺旋状部材が重ね継手部分のコンクリートやモルタルなどの固化材料を拘束するようになっている。固化材料は第2接合部の材料である。このように、鉄筋の重ね継手部分を覆う螺旋状部材が接合部の固化材料を拘束するようになっているため、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができるので、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
このような接合部を有するラーメン構造物であれば、プレキャスト部材同士の接合部(第1接合部、第2接合部)の接合強度を向上させることができる。
すなわち、接合部の鉄筋重ね継手の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
【0012】
また、望ましくは、
前記柱と前記プレキャスト部材との接合部には、前記柱の上端側で上方に延在している柱側の鉄筋と、前記プレキャスト部材の下面から下方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されているようにする。
【0013】
柱とプレキャスト部材との接合部には、上方に延在する柱側の鉄筋と、プレキャスト部材の下面から下方に突き出している鉄筋とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材が配設されており、その螺旋状部材が重ね継手部分のコンクリートやモルタルなどの固化材料を拘束するようになっている。固化材料は接合部の材料である。このように、鉄筋の重ね継手部分を覆う螺旋状部材が接合部の固化材料を拘束するようになっているため、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができるので、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
このような接合構造を有するラーメン構造物であれば、柱とプレキャスト部材との接合部分の接合強度を向上させることができる。
すなわち、接合部の鉄筋重ね継手の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
【0014】
また、本出願に係る他の発明は、
上記のラーメン構造物を構築するラーメン構造物の構築方法であって、
前記プレキャスト部材を略鉛直方向に移動させて前記柱上に接合する工程と、
前記柱から離間した柱間の配置で対向する一方の前記縦梁部の端面と他方の前記縦梁部の端面とにそれぞれ鉄筋を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋を螺旋状部材の内側に挿通させた状態にして前記鉄筋の重ね継手部分を前記螺旋状部材で覆う工程と、
前記柱から離間した柱間の配置で対向する一方の前記横梁部の端面と他方の前記横梁部の端面とにそれぞれ鉄筋を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋を螺旋状部材の内側に挿通させた状態にして前記鉄筋の重ね継手部分を前記螺旋状部材で覆う工程と、
前記一方の縦梁部と前記他方の縦梁部の間に固化材料を打設して前記第1接合部を形成する工程と、
前記一方の横梁部と前記他方の横梁部の間に固化材料を打設して前記第2接合部を形成する工程と、
を有しているようにした。
【0015】
かかる構成のラーメン構造物の構築方法であれば、一方のプレキャスト部材と他方のプレキャスト部材とが隣り合う配置になるように、例えば、柱の上に接合されている他方のプレキャスト部材に対して一方のプレキャスト部材を略鉛直方向に落とし込んで柱の上に接合した後、重ね継手の配置になるようにそれぞれのプレキャスト部材の縦梁部と横梁部に鉄筋を配設して、その鉄筋の重ね継手部分を螺旋状部材で覆ってその継手部分を補強することができるので、一方のプレキャスト部材と他方のプレキャスト部材の接合部分の接合強度を向上させることができる。具体的には、鉄筋の重ね継手部分を覆う螺旋状部材が固化材料を拘束するようになっているため、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができるので、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。すなわち、接合部(第1接合部、第2接合部)の鉄筋の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
特に、このような手順の接合方法であれば、プレキャスト部材を略水平方向に移動させて鉄筋を挿入する作業が不要となるので、容易にプレキャスト部材を接合することができ、工期の短縮を図ることができる。
つまり、このプレキャスト部材の接合方法であれば、プレキャスト部材を容易に接合することができ、その接合部(第1接合部、第2接合部)の鉄筋の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
【0016】
また、本出願に係る他の発明は、
上記のラーメン構造物を構築するラーメン構造物の構築方法であって、
一の前記プレキャスト部材を前記柱上に接合する工程と、
前記一のプレキャスト部材の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、前記一のプレキャスト部材の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋とに、少なくとも2本の鉄筋を挿通可能な内径を有する螺旋状部材を挿通させて設置する工程と、
前記螺旋状部材を前記縦梁部と前記横梁部の端面寄りの位置に待避させた状態で、前記一のプレキャスト部材と隣り合う位置に、他の前記プレキャスト部材を略鉛直方向に移動させて前記柱上に接合して、前記他のプレキャスト部材の前記縦梁部の端面から側方に突き出している鉄筋と、前記他のプレキャスト部材の前記横梁部の端面から側方に突き出している鉄筋が、前記一のプレキャスト部材の鉄筋と重ね継手の配置になるように位置合わせする工程と、
前記一のプレキャスト部材の鉄筋と前記他のプレキャスト部材の鉄筋との重ね継手部分を覆うように前記螺旋状部材をスライド移動させて設置する工程と、
前記一のプレキャスト部材の縦梁部と前記他のプレキャスト部材の縦梁部の間に固化材料を打設して前記第1接合部を形成する工程と、
前記一のプレキャスト部材の横梁部と前記他のプレキャスト部材の横梁部の間に固化材料を打設して前記第2接合部を形成する工程と、
を有しているようにした。
【0017】
かかる構成のラーメン構造物の構築方法であれば、一のプレキャスト部材と他のプレキャスト部材とが隣り合う配置になるように、例えば、柱の上に接合されている一のプレキャスト部材に対して他のプレキャスト部材を略鉛直方向に落とし込んで柱の上に接合し、一のプレキャスト部材の縦梁部と横梁部の鉄筋と、他のプレキャスト部材の縦梁部と横梁部の鉄筋とを重ね継手の配置に位置合わせした後、螺旋状部材をスライド移動させて、鉄筋の重ね継手部分を螺旋状部材で覆ってその継手部分を補強することができるので、一のプレキャスト部材と他のプレキャスト部材の接合部分の接合強度を向上させることができる。具体的には、鉄筋の重ね継手部分を覆う螺旋状部材が固化材料を拘束するようになっているため、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができるので、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。すなわち、接合部(第1接合部、第2接合部)の鉄筋の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
特に、一のプレキャスト部材に対して他のプレキャスト部材を略鉛直方向に移動させて、各プレキャスト部材の鉄筋同士を重ね継手にする接合方法であれば、プレキャスト部材を略水平方向に移動させて鉄筋を挿入する作業が不要となるので、容易にプレキャスト部材を接合することができ、工期の短縮を図ることができる。
つまり、このプレキャスト部材の接合方法であれば、プレキャスト部材を容易に接合することができ、その接合部(第1接合部、第2接合部)の鉄筋の定着強度と、接合部の耐荷性能や地震時の変形性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、工期を短くすることができるラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本実施形態のラーメン構造物を上面視(平面視)して示す説明図である。
図2】本実施形態のラーメン構造物を側面視して示す説明図である。
図3】本実施形態のラーメン構造物を正面視して示す説明図である。
図4】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図5】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図6】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図7】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図8】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図9】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図10図8に示した手順の拡大図である。
図11図9に示した手順の拡大図である。
図12】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図13】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図14】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図15図13に示した手順の拡大図である。
図16図14に示した手順の拡大図である。
図17】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図18】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図19】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図20図18に示した手順の拡大図である。
図21図19に示した手順の拡大図である。
図22】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図23】本実施形態のラーメン構造物を構築する手順に関する説明図である。
図24】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図25】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図26】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図27】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図28】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図29】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図30】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
図31】ラーメン構造物を構築する手順の変形例に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して、本発明に係るラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
本実施形態のラーメン構造物は所謂ラーメン高架橋であり、鉄道構造物として利用可能な鉄筋コンクリート製のラーメン構造物である。
【0021】
本実施形態のラーメン構造物100は、例えば、図1図3図4図23に示すように、所定方向に2列に配列された複数の柱10と、複数の柱10上に接合された複数のプレキャスト部材20と、複数のプレキャスト部材20上に配設された複数のスラブ40等を有している。
スラブ40は、所謂プレキャストコンクリート床版であり、プレキャスト部材20に固設されている。
柱10は、地中に埋設されているフーチング50の上に立設されている。
プレキャスト部材20は、所定方向(複数の柱10が配列されている方向)に延在する向きに設置される縦梁部21と、縦梁部21と略直交している横梁部22を有しており、平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈している。
本実施形態では図12図13などに示すように、図中の左右両側に平面視略L字形状を呈するプレキャスト部材20を配し、その間に平面視略T字形状を呈するプレキャスト部材20を2つ配する態様を例に説明する。
このプレキャスト部材20における縦梁部21と横梁部22との交差部分が柱10上に接合されている。
【0022】
そして、柱10の上に接合されて、隣り合うプレキャスト部材20の縦梁部21同士が柱10から離間した柱間の配置(ここでは中間の中央側)で対向しており、その縦梁部21同士の間に第1接合部31が形成されている。
また、柱10の上に接合されて、隣り合うプレキャスト部材20の横梁部22同士が柱10から離間した柱間の配置(ここでは中間の中央側)で対向しており、その横梁部22同士の間に第2接合部32が形成されている。
このように、本実施形態のラーメン構造物100は、複数の柱10上に接合されている複数のプレキャスト部材20同士が第1接合部31と第2接合部32によって接合されて形成されている。
【0023】
具体的には、図15図20に示すように、第1接合部31には、一方の縦梁部21の端面から側方に突き出している鉄筋1と、他方の縦梁部21の端面から側方に突き出している鉄筋2とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材5が配設されている。
また、図16図21に示すように、第2接合部32には、一方の横梁部22の端面から側方に突き出している鉄筋1と、他方の横梁部22の端面から側方に突き出している鉄筋2とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材5が配設されている。
【0024】
また、図10図11図15図16に示すように、柱10とプレキャスト部材20との接合部には、柱10の上端側で上方に延在している柱10側の鉄筋3と、プレキャスト部材20の下面から下方に突き出している鉄筋4とが重ね継手にされた部分を覆う螺旋状部材5が配設されている。
【0025】
螺旋状部材5は、例えば、線状の鋼材(棒鋼、線材など)を同心状に巻いて形成したスパイラル状の部材であり、少なくとも2本の鉄筋(ここでは鉄筋1と鉄筋2、また鉄筋3と鉄筋4)を挿通可能な内径を有している。
鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分を螺旋状部材5が覆うことや、鉄筋3と鉄筋4との重ね継手部分を螺旋状部材5が覆うことで、鉄筋や鋼材が重なる部分が多くなる。
この螺旋状部材5は、後述する固化材料を拘束するようになっている。
鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分や、鉄筋3と鉄筋4との重ね継手部分を覆う螺旋状部材5がコンクリートやモルタルなどの固化材料を拘束するようになっているので、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができ、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
【0026】
次に、本実施形態のラーメン構造物100を構築する手順(ラーメン構造物の構築方法)について説明する。
なお、ここでは2列に配列される複数の柱10のうち、片側1列の柱10は立設されており、その片側1列の柱10の上にはプレキャスト部材20が接合されている状態からの施工を図示して説明する。
勿論、2列の柱10を立設しつつ、その2列の柱10の上にプレキャスト部材20を接合する手順の施工であってもよく、本実施例をそのような施工手順と見なすようにしてもよい。
【0027】
まず、図4図6に示すように、所定方向に配列させて複数の柱10を立設する。
ここでは、地中に埋設されているフーチング50の上に柱10を立設している。
【0028】
次いで、図7図9に示すように、プレキャスト部材20を略鉛直方向に移動させて柱10上に接合する。
ここでは、クレーンなどで吊ったプレキャスト部材20を上方から落とし込むように略鉛直方向に移動させて、そのプレキャスト部材20を柱10の上に接合している。
具体的には、図10図11に示すように、柱10の上面部には箱抜きとしての凹部10aが設けられており、その凹部10a内に上方に延在する柱10側の鉄筋3が配設されている。また、その鉄筋3を挿通させた螺旋状部材5が凹部10a内に配されている。
また、図10図11に示すように、プレキャスト部材20における縦梁部21と横梁部22との交差部分の下面には下方に突き出している鉄筋4が配設されている。例えば、この鉄筋4はプレキャスト部材の下面に設けられている機械式継手(図中、小丸部分として図示省略)に固設されている。
また、柱10の凹部10aには、予めモルタルが充填されている。
そして、プレキャスト部材20の鉄筋4を柱10の凹部10aに挿し入れるようにプレキャスト部材20を略鉛直方向に移動させて、プレキャスト部材20を柱10の上に接合している。
ここでは、柱10の上に据え付けるプレキャスト部材20を支持するために、所定方向に配列させた仮支柱Bを設置しており、また柱10上部の側面にはブラケットやジャッキなどの支持具Jを取り付けている。
【0029】
なお、図15図16に示すように、柱10の上にプレキャスト部材20を接合した状態において、プレキャスト部材20側の鉄筋4は、柱10の凹部10a内の螺旋状部材5の内側に挿入されており、柱10側の鉄筋3とプレキャスト部材20側の鉄筋4とが重ね継手にされている部分を螺旋状部材5が覆うようになっている。柱10側の鉄筋3とプレキャスト部材20側の鉄筋4との重ね継手部分を螺旋状部材5が覆うことで、鉄筋や鋼材が重なる部分が多くなる。
そして、柱10側の鉄筋3とプレキャスト部材20側の鉄筋4との重ね継手部分を覆う螺旋状部材5がモルタルを拘束するようになっているので、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用してモルタルを膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができ、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
なお、本実施形態では、鉄筋3を挿通させた螺旋状部材5が凹部10a内に配されている例を示したが、螺旋状部材5は凹部10a外であって、凹部10aを囲むように柱10の内部に配されていてもよい。
【0030】
また、図10図11図15図16に示すように、柱10の上部であって凹部10aに隣接する軸心側の位置にはスパイラル筋6が配筋されている。
スパイラル筋6は、例えば、線状の鋼材(棒鋼、線材など)を同心状に巻いて形成した螺旋状の鉄筋である。このようなスパイラル筋6が、鉄筋3,4の重ね継手部分を覆う螺旋状部材5に沿わせた配置に設けられていることで、そのスパイラル筋6がプレキャスト部材(柱10)のコアコンクリートを拘束するので、柱10とプレキャスト部材20の接合部分の地震時の変形性能を大幅に向上することができる。
【0031】
次いで、図12図14に示すように、柱10から離間した柱間の中央側で対向する一方の縦梁部21の端面と他方の縦梁部21の端面とにそれぞれ鉄筋1,2を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋1,2を螺旋状部材5の内側に挿通させた状態にして鉄筋1,2の重ね継手部分を螺旋状部材5で覆うようにする。
同様に、柱10から離間した柱間の中央側で対向する一方の横梁部22の端面と他方の横梁部22の端面とにそれぞれ鉄筋1,2を配設してそれらを重ね継手の配置にするとともに、それぞれの鉄筋1,2を螺旋状部材5の内側に挿通させた状態にして鉄筋1,2の重ね継手部分を螺旋状部材5で覆うようにする。
具体的には、図15図16に示すように、一方のプレキャスト部材20の縦梁部21と横梁部22のそれぞれの端面の所定位置に側方に突き出る鉄筋1を配設するとともに、他方のプレキャスト部材20の縦梁部21と横梁部22のそれぞれの端面の所定位置に側方に突き出る鉄筋2を配設し、鉄筋1と鉄筋2とを重ね継手の配置にしてその重ね継手部分を覆うように螺旋状部材5を配設する。
一方のプレキャスト部材20の鉄筋1と他方のプレキャスト部材20の鉄筋2との重ね継手部分を螺旋状部材5が覆うことで、鉄筋や鋼材が重なる部分が多くなる。
そして、鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分を覆う螺旋状部材5が後述する固化材料(コンクリートやモルタルなど)を拘束するようになっているので、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができ、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
なお、プレキャスト部材20の端面から側方に突き出る鉄筋1と鉄筋2は、プレキャスト部材20の端面に設けられている機械式継手(図10,11中、小丸部分として図示省略)に固定するように配設してもよく、またプレキャスト部材20の端面に露出している鉄筋端部(図10,11中、小丸部分)にガス圧接継手によって固定するように配設してもよい。
【0032】
次いで、図17図19図20図21に示すように、支保鋼板Pや図示しない型枠などを用いて、一方のプレキャスト部材20の縦梁部21と他方のプレキャスト部材20の縦梁部21との間にコンクリートやモルタルなどの固化材料を打設し、その固化材料を硬化させて第1接合部31を形成するとともに、一方のプレキャスト部材20の横梁部22と他方のプレキャスト部材20の横梁部22との間にコンクリートやモルタルなどの固化材料を打設し、その固化材料を硬化させて第2接合部32を形成することで、柱10の上で隣り合うプレキャスト部材20同士を接合する作業が完了する。
なお、支保鋼板Pではなく足場を設置して、固化材料(コンクリートやモルタル)を打設する作業を行うようにしてもよい。
【0033】
次いで、図22図23に示すように、クレーンなどによってスラブ40をプレキャスト部材20上に架設して固定する。
こうして図1図3に示したラーメン構造物100が構築される。
【0034】
このように、本実施形態のラーメン構造物100及びラーメン構造物の構築方法であれば、柱10の上に接合されている他方のプレキャスト部材20に対して一方のプレキャスト部材20を略鉛直方向に落とし込んで、柱10の上で一方のプレキャスト部材20と他方のプレキャスト部材20を隣り合う配置に設置した後、一方のプレキャスト部材20に配設した鉄筋1と他方のプレキャスト部材20に配設した鉄筋2とを重ね継手の配置にし、鉄筋1と鉄筋2の重ね継手部分を覆った螺旋状部材5で固化材料を拘束するようにしてその継手部分を補強することができるので、プレキャスト部材20同士の接合部(第1接合部31、第2接合部32)の重ね継手部分の定着強度を大幅に向上させ、主筋に発生する引張応力度を確実に伝達することができ、接合部(第1接合部、第2接合部)の定着強度及び耐荷性能を向上させることができる。
また、一方のプレキャスト部材20の鉄筋1と他方のプレキャスト部材20の鉄筋2との重ね継手部分を覆った螺旋状部材5で固化材料を拘束するようにして第1接合部31や第2接合部32の定着強度及び耐荷性能を向上させたことにより、プレキャスト部材20(縦梁部21、横梁部22)の断面積を小さくする小型化を図ることが可能になり、梁高(梁成)を縮小することが可能になる。
【0035】
また、このラーメン構造物の構築方法であれば、プレキャスト部材20を略水平方向に移動させて鉄筋を挿入する作業が不要となるので、容易にプレキャスト部材20同士を接合することができる。
更に、水平移動による鉄筋挿入を行うことがないので片押し施工とはならず、プレキャスト部材20同士を接合する各スパンでの同時施工が可能になるので、工期の短縮を図ることができる。
【0036】
また、上記特許文献2では、プレキャスト部材の両端部を支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットなどの仮設部材で支持する必要があったが、本発明のラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法であれば、柱上部でプレキャスト部材の重量を直接支持させることができるので、プレキャスト部材を支える支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットを省略することができる。すなわち、本発明のラーメン構造物であれば、支保工や仮設のブラケットを設置する作業を省略することができ、ラーメン構造物を構築する工期の短縮と工事費の低減を図ることができる。
【0037】
特に、縦梁部21と横梁部22とが略直交し、平面視略T字形状または平面視略L字形状を呈しているプレキャスト部材20同士を接合させてラーメン構造物100を構築するようにしているので、上述した特許文献2(特開2019-167689号公報)のように、縦梁部材と横梁部材を接合してラーメン構造物を構築する場合よりも接合箇所が少なくなっており、その接合作業を減らすことができる。
つまり、作業時間を要する部材同士の接合作業を減らすことで、ラーメン構造物100を構築する工期の短縮を図ることができる。
【0038】
また、プレキャスト部材20が1個あたり25[t]以下となるように設計するようにすれば、特別車両の手配(特殊車両の通行許可申請)が不要になるので、現場にプレキャスト部材20を搬入する運搬上のメリットが得られる。
【0039】
以上のように、本実施形態のラーメン構造物100及びラーメン構造物の構築方法であれば、プレキャスト部材20同士を容易に接合することができ、その工期を短くすることができる。また工期の短縮を図ることで、工費を低減することができる。
【0040】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、柱10の上にプレキャスト部材20を接合した後、プレキャスト部材20の縦梁部21の端面と横梁部22の端面に、それぞれ鉄筋1,2を配設する場合を例に説明したが、例えば、図24図31に示すように、縦梁部21の端面と横梁部22の端面からそれぞれ鉄筋1,2が側方に突き出しているプレキャスト部材20を用いるようにしてもよい。
【0041】
以下に、ラーメン構造物100を構築する手順(ラーメン構造物の構築方法)の一部を抜粋し、縦梁部21の端面と横梁部22の端面からそれぞれ鉄筋1,2が側方に突き出しているプレキャスト部材20を用いた施工の実施形態について説明する。
なお、以降の実施形態では、先に柱10の上に接合されているプレキャスト部材を一のプレキャスト部材20とし、後から柱10上に接合するプレキャスト部材を他のプレキャスト部材20としている。
ここでは、図10,11、図15,16、図20,21を示して前述した施工に関する工程を抜粋して説明する。
【0042】
具体的には、図24図25に示すように、一のプレキャスト部材20を柱10上に接合し、一のプレキャスト部材20の縦梁部21の端面から側方に突き出している鉄筋2と、一のプレキャスト部材20の横梁部22の端面から側方に突き出している鉄筋2とに、少なくとも2本の鉄筋(ここでは鉄筋1と鉄筋2)を挿通可能な内径を有する螺旋状部材5を挿通させて設置する。
【0043】
次いで、図26図27に示すように、螺旋状部材5を縦梁部21と横梁部22の端面寄りの位置に待避させた状態で、一のプレキャスト部材20と隣り合う位置に、他のプレキャスト部材20を略鉛直方向に移動させて柱10上に接合して、他のプレキャスト部材20の縦梁部21の端面から側方に突き出している鉄筋1と、他のプレキャスト部材20の横梁部22の端面から側方に突き出している鉄筋1が、一のプレキャスト部材20の鉄筋2と重ね継手の配置になるように位置合わせする。
ここで、一のプレキャスト部材20の鉄筋2と他のプレキャスト部材20の鉄筋1とを向き合わせて対向した際に、鉄筋1と鉄筋2が重ね継手の配置になるように、各プレキャスト部材20に鉄筋1,2が配設されている。
なお、一のプレキャスト部材20の縦梁部21と横梁部22の端面寄りの位置に待避させている螺旋状部材5は、その伸縮方向に収縮されている。
【0044】
次いで、図28図29に示すように、一のプレキャスト部材20の鉄筋2と他のプレキャスト部材20の鉄筋1との重ね継手部分を覆うように螺旋状部材5をスライド移動させて設置する。
このとき、収縮されていた螺旋状部材5は復元されており、復元されて伸長した螺旋状部材5が重ね継手部分を覆うようになっている。
鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分を螺旋状部材5が覆うことで、鉄筋や鋼材が重なる部分が多くなる。
そして、鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分を覆う螺旋状部材5が、この後に打設される固化材料(コンクリートやモルタルなど)を拘束するようになっているので、それぞれの鉄筋に大きな引張応力が作用して固化材料を膨張させてひび割れを発生させようとする力に抵抗させることができ、重ね継手の定着強度を大幅に向上することができる。
なお、鉄筋1と鉄筋2とが重ね継手の配置(図26,27に示した配置)になった後に、収縮されていた螺旋状部材3が伸長するように復元されればよく、スライド移動させるタイミングに復元することに限らない。
【0045】
上記したように、一のプレキャスト部材20の端面寄りの位置に待避させている螺旋状部材5を収縮させておけば、鉄筋1と鉄筋2を隣接させて重ね継手の配置にする際の妨げにならない。また、螺旋状部材5を収縮した長さの短縮延長分、螺旋状部材5を待避させておく範囲の延長を短くすることができるので、プレキャスト部材間の距離を短くし、プレキャスト部材20同士を接合する接合部を小さくすることも可能になる。
なお、設計上、重ね継手部分が短くて済む場合は、螺旋状部材5を収縮させておく必要はなく、一のプレキャスト部材20に対して他のプレキャスト部材20を落とし込んで鉄筋1と鉄筋2とを重ね継手の配置に位置合わせした後、螺旋状部材5をそのままスライド移動させて重ね継手部分を覆うようにすればよい。
【0046】
また、図28図29に示すように、鉄筋1と鉄筋2との重ね継手部分を覆うように設置された螺旋状部材5に沿わせた位置に、一のプレキャスト部材20と他のプレキャスト部材20との間に打設されるコンクリートやモルタル(固化材料)を拘束するスパイラル筋7を設置する。
具体的には、スパイラル筋7は、鉄筋1と鉄筋2の延在方向に伸縮可能な姿勢で設置される。換言すれば、スパイラル筋7は、一のプレキャスト部材20の端面と他のプレキャスト部材20の端面とが対向する方向に伸縮可能な姿勢で設置される。
ここでは、スパイラル筋7の設置の妨げになる鉄筋1,2がないので、鉄筋1と鉄筋2を重ね継手の配置にした後、例えば、梁(縦梁部21、横梁部22)の側方からスパイラル筋7を挿入するように設置している。
なお、螺旋状部材5と同様に、スパイラル筋7を収縮させるなどして一のプレキャスト部材20の端面寄りの位置に退避させておき、伸長させるようにして設置してもよい。
スパイラル筋7は、例えば、線状の鋼材(棒鋼、線材など)を同心状に巻いて形成した螺旋状の鉄筋である。
このようなスパイラル筋7を、鉄筋1と鉄筋2の重ね継手部分を覆っている螺旋状部材5に沿わせた位置に設置することで、スパイラル筋7がプレキャスト部材20のコアコンクリートを拘束するので、接合部(第1接合部、第2接合部)の地震時の変形性能を大幅に向上することができる。
また、梁部材(縦梁部21、横梁部22)や柱10のスパン中央部付近においてプレキャスト部材20を接合する場合、接合部(第1接合部、第2接合部)に作用する地震時の曲げモーメントは比較的小さくなり、接合部に設計上要求される耐震性能は小さくなるので、その場合はスパイラル筋7を省略することも可能である。
また、プレキャスト部材20の外縁寄りにある鉄筋1と鉄筋2を取り囲むようにスターラップ(あばら筋)を配設し、外周側にある複数の鉄筋1と鉄筋2を取り囲むスターラップによって、接合部分のせん断耐力と地震時の変形性能を高めることも可能である。
【0047】
次いで、図30図31に示すように、支保鋼板Pや図示しない型枠などを用いて、一のプレキャスト部材20の縦梁部21と他のプレキャスト部材20の縦梁部21との間にコンクリートやモルタルなどの固化材料を打設し、その固化材料を硬化させて第1接合部31を形成するとともに、一のプレキャスト部材20の横梁部22と他のプレキャスト部材20の横梁部22との間にコンクリートなどの固化材料を打設し、その固化材料を硬化させて第2接合部32を形成することで、柱10の上で隣り合うプレキャスト部材20同士を接合する作業が完了する。
なお、支保鋼板Pではなく足場を設置して、固化材料(コンクリートやモルタル)を打設する作業を行うようにしてもよい。
【0048】
そして、隣り合うプレキャスト部材20同士を接合した後、クレーンなどによってスラブ40をプレキャスト部材20上に架設して固定する。
このような施工手順によっても、図1図3に示したラーメン構造物100を構築することができる。
【0049】
このように、縦梁部21の端面と横梁部22の端面からそれぞれ鉄筋1,2が側方に突き出しているプレキャスト部材20を用いた施工であっても、プレキャスト部材20を略水平方向に移動させて鉄筋を挿入する作業が不要となるので、容易にプレキャスト部材20同士を接合することができる。
そして、プレキャスト部材20の略水平方向の移動による鉄筋挿入を行うことがないので片押し施工とはならず、プレキャスト部材20同士を接合する各スパンでの同時施工が可能になるので、工期の短縮を図ることができる。
つまり、このような施工であっても、プレキャスト部材20同士を容易に接合することができ、その工期を短くすることができる。
【0050】
また、上記特許文献2では、プレキャスト部材の両端部を支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットなどの仮設部材で支持する必要があったが、本発明のラーメン構造物及びラーメン構造物の構築方法であれば、柱上部でプレキャスト部材の重量を直接支持させることができるので、プレキャスト部材を支える支保工や、柱部材に固定された仮設のブラケットを省略することができる。すなわち、本発明のラーメン構造物であれば、支保工や仮設のブラケットを設置する作業を省略することができ、ラーメン構造物を構築する工期の短縮と工事費の低減を図ることができる。
【0051】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0052】
1、2 鉄筋
3、4 鉄筋
5 螺旋状部材
6 スパイラル筋
7 スパイラル筋
10 柱
10a 凹部
20 プレキャスト部材
21 縦梁部
22 横梁部
31 第1接合部
32 第2接合部
40 スラブ
50 フーチング
100 ラーメン構造物
B 仮支柱
J 支持具
P 支保鋼板
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
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