特開 2024-117284 プレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造

(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】P2024117284

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】プレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/10 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

E01D19/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023293

(22)【出願日】2023-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 均

(72)【発明者】

【氏名】川口 哲生

(72)【発明者】

【氏名】森田 秀人

(72)【発明者】

【氏名】林 雄志

(72)【発明者】

【氏名】古川 耕平

(72)【発明者】

【氏名】新宅 建夫

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】柴山 功一

【テーマコード（参考）】

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D059AA21

2D059BB39

2D059GG55

(57)【要約】

【課題】施工時の手間を低減し、かつ、配線用の管路の設置個所をより多く確保ことが可能なプレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造を提案する。
【解決手段】プレキャスト床版３と、プレキャスト床版３の上面に載置されたプレキャスト壁高欄２とを接合する接合構造１であって、プレキャスト壁高欄２の下面に開口するように形成された凹部５と、プレキャスト床版３の上面に突設されて凹部５に挿入された接合用床版鉄筋４と、凹部５に充填された充填材７とからなる。プレキャスト壁高欄２には、凹部５の前方から上方に向けて斜め筋２１が配筋されていて、接合用床版鉄筋４は、プレキャスト壁高欄２の主筋２２の鉄筋径よりも大きな鉄筋径を有しているとともに、先端部に定着体８が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレキャスト床版の上部に取り付けられるプレキャスト壁高欄であって、
下面に開口しているとともに前記プレキャスト床版の上面に立設された接合用床版鉄筋を挿入可能な凹部が形成されており、
前記凹部の前方から上方に向けて斜め筋が配筋されていることを特徴とする、プレキャスト壁高欄。

【請求項2】

前記凹部の断面形状が、下端の幅よりも上端の幅が大きい逆台形状であることを特徴とする、請求項１に記載のプレキャスト壁高欄。

【請求項3】

前記凹部の内部に前面側から背面側に横架された拡幅防止用鉄筋が配筋されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のプレキャスト壁高欄。

【請求項4】

前記凹部の上端部が、道路の横断勾配以上の勾配により傾斜していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のプレキャスト壁高欄。

【請求項5】

プレキャスト床版と、前記プレキャスト床版の上面に載置されたプレキャスト壁高欄とを接合するプレキャスト壁高欄の接合構造であって、
前記プレキャスト壁高欄の下面に開口するように形成された凹部と、
前記プレキャスト床版の上面に突設されて前記凹部に挿入された接合用床版鉄筋と、
前記凹部に充填された充填材と、からなり、
前記プレキャスト壁高欄には、前記凹部の前方から上方に向けて斜め筋が配筋されていて、
前記接合用床版鉄筋は、前記プレキャスト壁高欄の主筋の鉄筋径よりも大きな鉄筋径を有しているとともに、先端部に定着体が形成されていることを特徴とする、プレキャスト壁高欄の接合構造。

【請求項6】

前記接合用床版鉄筋の前記凹部内への埋込長が、鉄筋径の５．０倍以上であることを特徴とする、請求項５に記載のプレキャスト壁高欄の接合構造。

【請求項7】

前記充填材が、７０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度モルタルであることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載のプレキャスト壁高欄の接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

道路橋等においては、利用者の落下を防止するための壁高欄が設けられているものがある。壁高欄は、一般的に鉄筋コンクリート製である。このような壁高欄として、プレキャスト部材（プレキャスト壁高欄）を使用すれば、施工性の向上を図ることができる。また、壁高欄には、軸方向に沿って配線（例えば通信設備の配線）用の管路が形成される場合がある。
プレキャスト壁高欄を床版に設置する方法として、プレキャスト壁高欄の下面からループ筋を露出させておくとともに、床版の上面から鉄筋を突出させておき、これらの鉄筋を巻き込んだ状態で打設したモルタルを介して接合する場合がある（例えば特許文献１参照）。特許文献１のプレキャスト壁高欄の接合構造では、プレキャスト壁高欄の端面に、隣り合う他のプレキャスト壁高欄と接続するための治具が設けられている。

【0003】

特許文献２には、プレキャスト壁高欄の脚部に箱抜きを形成するとともに、プレキャスト壁高欄の下面から箱抜きに通じる挿通孔を形成しておき、床版の上面に突設されたアンカーボルトをこの挿通孔に挿通させて、箱抜き内においてアンカーボルトの頭部にナットを螺合するプレキャスト壁高欄の接合構造が開示されている。また、特許文献２には、隣り合うプレキャスト壁高欄同士を、両壁高欄に跨って配設された連結ボルトにより接続する構造も開示されている。連結ボルトは、プレキャスト壁高欄の壁面に形成された箱抜きにおいてナットに締着する。
さらに、特許文献３には、プレキャスト壁高欄の下面から突出させた鉄筋を、床版に形成された挿入孔に挿入するとともに、挿入孔と鉄筋の隙間にモルタルを充填するプレキャスト壁高欄の接合構造が開示されている。特許文献３の接合構造では、隣り合うプレキャスト壁高欄同士を接続するにあたり、一方のプレキャスト壁高欄の端面から突設させた接続筋を、他方のプレキャスト壁高欄の端面に形成されたスリットに挿入して、当該スリットにモルタルを充填する。

【0004】

特許文献１の接合構造では、床版との接合部の側面に型枠を設置する必要があり、型枠の設置作業に手間がかかる。また、供用中の道路に壁高欄を設置する場合には、道路側にも型枠を設置する必要があるため、交通規制が必要となる。さらに、プレキャスト壁高欄の端面に他のプレキャスト壁高欄と接合するための治具を設けるため、配線用の管路を形成することができない。
また、特許文献２の接合構造では、外面に面した箱抜きを形成する必要があり、この箱抜きによる耐力の低下が懸念される。また、連結ボルトの存在により、配線用の管路の形成箇所が制限される。
さらに、特許文献３の接合構造では、プレキャスト壁高欄の鉄筋と床版の挿入孔の位置にズレがあると、設置できなくなるため、製造時の品質管理、および、輸送時および施工時の取り扱いに手間がかかる。また、隣り合うプレキャスト壁高欄同士を接合するためのスリットや接続筋を配置すると、配線用の管路の形成箇所が制限されてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－０３６２０５号公報

【特許文献2】特開２０１８－０６６１４１号公報

【特許文献3】特開２０２１－１４７８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、施工時の手間を低減し、かつ、配線用の管路の設置個所をより多く確保ことが可能なプレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

このような課題を解決するために、本発明のプレキャスト壁高欄は、プレキャスト床版の上部に取り付けられるものであって、下面に開口しているとともに前記プレキャスト床版の上面に立設された接合用床版鉄筋を挿入可能な凹部が形成されており、前記凹部の前方から上方に向けて斜め筋が配筋されている。
また、本発明のプレキャスト壁高欄の接合構造は、プレキャスト床版と、前記プレキャスト床版の上面に載置されたプレキャスト壁高欄とを接合するものであって、前記プレキャスト壁高欄の下面に開口するように形成された凹部と、前記プレキャスト床版の上面に突設されて前記凹部に挿入された接合用床版鉄筋と、前記凹部に充填された充填材とからなり、前記プレキャスト壁高欄には前記凹部の前方から上方に向けて斜め筋が配筋されていて、前記接合用床版鉄筋は前記プレキャスト壁高欄の主筋の鉄筋径よりも大きな鉄筋径を有しているとともに先端部に定着体が形成されている。
かかるプレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造によれば、接合部において型枠を必要としないため、施工時の手間を低減できる。また、接合用床版鉄筋の先端部に定着体が形成されているため、定着長を短縮でき、その結果、凹部の高さを最小限にして配管スペースをより多く確保できる。また、定着体を有した接合用床版鉄筋を利用してプレキャスト壁高欄をプレキャスト床版に接合することで、隣り合うプレキャスト壁高欄同士を治具等で接合しなくても、必要な耐力を確保できる。そのため、プレキャスト壁高欄同士の接合用の治具を省略し、複数のプレキャスト壁高欄に亘って連続した管路を形成できる。さらに、凹部（箱抜き）が外面に露出しないため、凹部が弱部にならない。また、凹部の前側が斜め筋により補強されているため、曲げ応力に対して必要な耐力を確保している。

【0008】

なお、前記凹部の断面形状が、下端の幅よりも上端の幅が大きい逆台形状であれば、凹部に充填された充填材の硬化体の抜け出しを防止でき、接合性がより向上する。凹部の内面に凹凸（例えば、目粗しやせん断キー）が形成されていれば、より効果的である。また、前記凹部の内部に前面側から背面側に横架された拡幅防止用鉄筋が配筋されているのが望ましい。
また、前記凹部の上端部が、道路の横断勾配以上の勾配により傾斜していれば、逆勾配になることが防止され、充填材の充填時に最も高い位置から空気抜きができる。
また、前記接合用床版鉄筋の前記凹部内への埋込長は、鉄筋径の５．０倍以上にするのが望ましい。
さらに、前記充填材には、設計基準強度が７０Ｎ／ｍｍ^２以上、コンクリートとの付着強度が２．６Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度モルタルを使用するのが望ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明のプレキャスト壁高欄およびプレキャスト壁高欄の接合構造によれば、施工時の手間を低減し、かつ、配線用の管路の設置個所を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】プレキャスト床版の接合構造を示す正面図である。

【図2】プレキャスト床版の接合構造を示す断面図である。

【図3】プレキャスト床版とプレキャスト壁高欄の接合部を示す拡大断面図である。

【図4】引き抜き実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本実施形態では、プレキャスト床版３と、プレキャスト床版３上において橋梁の橋軸方向に連設されるプレキャスト壁高欄２との接合構造１について説明する。図１にプレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３との接合構造１を示す。
接合構造１は、プレキャスト床版３の上面に突設された定着体６を有する接合用床版鉄筋４と、プレキャスト壁高欄２の下面に開口するように形成された凹部５と、凹部５に充填された充填材７とからなる。

【0012】

プレキャスト壁高欄２は、プレキャスト床版３の上部（上面）に載置して取り付けられるものであって、図１に示すように、主筋２２と配力筋２３とが配筋されているとともに、下面に開口する複数（本実施形態では４箇所）の凹部５が形成されたプレキャスト製の鉄筋コンクリート部材である。複数の凹部５は、軸方向（橋軸方向）に、所定の間隔をあけて形成されている。図２に接合構造１の断面図を示す。図２に示すように、凹部５は、プレキャスト床版３の上面に立設された接合用床版鉄筋４を挿入可能である。すなわち、凹部５は、接合用床版鉄筋４の配置に応じて形成されている。図３にプレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３の接合部を示す。図３に示すように、凹部５の断面形状は、下端の幅Ｗｂよりも上端の幅Ｗｔが大きい逆台形状である。また、凹部５の上面は、プレキャスト壁高欄２をプレキャスト床版３に載置した状態において、道路側又はその反対側が最も高くなるように、道路の横断勾配を考慮した傾斜を有している。また、凹部５には、凹部５の上端部から側方に延びる空気抜き孔５１が形成されている。空気抜き孔５１は、コンクリート部２１の側面に開口している。

【0013】

プレキャスト壁高欄２は、凹部５の位置において、凹部５以外の部分（一般部）に比べて鉄筋量を増加させている。鉄筋量を増量方法は限定されるものではないが例えば、凹部５の位置に対応する鉄筋の配筋ピッチを一般部に比べて密にしたり、鉄筋径を一般部に比べて大きくする。プレキャスト壁高欄２には、図２に示すように、軸方向に沿って、複数（本実施形態では６つ）の管路２４が形成されている。管路２４は、通信用の配線などを挿通するための孔であって、主筋２２の内側において、プレキャスト壁高欄２を軸方向に貫通している。管路２４は、管材を配管することにより形成されている。管路２４を構成する管材は、管路２４内に挿通される配線に対して十分に大きな内径を有している。管路２４の内径は、配線に対して、プレキャスト壁高欄２同士の境界における設計最大変位量以上の余裕を有している。

【0014】

また、本実施形態では、プレキャスト壁高欄２の脚部において、凹部５の前方から上方に向けて斜め筋２１が配筋されている。斜め筋２１は、プレキャスト壁高欄２の前面と凹部５との間に配筋されている。本実施形態では、斜め筋２１として、鉄筋径Ｄ１３の鉄筋を使用する。なお、凹部５が以外のプレキャスト壁高欄２の脚部では、斜め筋２１としてＤ１３を使用する。
さらに、凹部５には、図３に示すように、前面側から背面側に横架された拡幅防止用鉄筋２５が配筋されている。

【0015】

プレキャスト床版３は、鉄筋コンクリート製である。プレキャスト床版３の内部には、図１に示すように、上下２段の床版縦筋３１が橋軸方向（図面において左右方向）に沿って配筋されているとともに、床版縦筋３１と交差する床版横筋３２が配筋されている。また、プレキャスト床版３の端部上面には、プレキャスト壁高欄２の凹部５の位置に対応して、接合用床版鉄筋４が突設されている。接合用床版鉄筋４は、プレキャスト壁高欄２をプレキャスト床版３の上面に載置した際に、プレキャスト壁高欄２の凹部５に挿入される。本実施形態の接合用床版鉄筋４は、プレキャスト床版３の下面側に配筋された床版横筋３２の延長部分であって、プレキャスト床版３の端部において上向きに折り曲げられて、プレキャスト床版３の上面から突出している。

【0016】

接合用床版鉄筋４は、プレキャスト床版３の上面から突出している。接合用床版鉄筋４の凹部５内への埋込長は、鉄筋径の７．５倍以上確保できる長さである。本実施形態の接合用床版鉄筋４は、ＳＤ３９０以下で、鉄筋径をＤ２２とする。なお、接合用床版鉄筋４の鉄筋径は限定されるものではないが、プレキャスト壁高欄２の主筋２２の鉄筋径よりも大きくするのが望ましい。

【0017】

定着体８は、接合用床版鉄筋４の断面よりも大きな外形を有した鋼鈑（本実施形態では、幅４０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚１６ｍｍ）からなり、接合用床版鉄筋４の先端部に固定されている。定着体８の接合用床版鉄筋４への固定方法は限定されるものではなく、例えば、溶接してもよいし、摩擦圧接接合やガス圧接接合により固定してもよい。また、接合用床版鉄筋４にネジ加工が施されている場合には、定着体８としてナットを採用してもよいし、ボルト孔が形成された鋼板を採用してもよい。また、定着体８は、別部材（鋼板）を固定することにより形成されたものに限定されるものではなく、例えば、端部を鍛造することにより形成された拡径部（いわゆるコブ）であってもよい。

【0018】

プレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３は、プレキャスト壁高欄２をプレキャスト床版３の上面に載置して、凹部５に充填材７を充填することにより接合される。充填材７は、設計基準強度が７０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度モルタルであって、コンクリート（凹部５の内面）との付着強度が２．６Ｎ／ｍｍ^２以上である。凹部５内に充填した充填材７が固化すると、充填材７と接合用床版鉄筋４との付着力により接合用床版鉄筋４と充填材７の固化体とが一体に固定される。また、充填材７の固化体は、凹部５の内面に一体に固定される。これにより、プレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３とが一体に固定される。

【0019】

次に、接合構造１の施工手順を説明する。まず、プレキャスト床版３を敷設する。プレキャスト床版３を敷設したら、凹部５に接合用床版鉄筋４が挿入されるように、プレキャスト床版３の上にプレキャスト壁高欄２を設置する。図３に示すように、プレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３の間に間詰材６１を介設する。間詰材６１を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では弾性スポンジを使用する。続いて、凹部５に充填材７を充填する。充填材７は、プレキャスト壁高欄２の前面側（道路側）から注入する。本実施形態では、間詰材６１に注入孔あるいは隙間を形成しておき、この部分から充填材７を注入する。充填材７の充填に伴い、凹部５内の空気が空気抜き孔５１（図１参照）から排気される。なお、隣り合うプレキャスト壁高欄２同士は、連結することなく、端面同士を突き合せた状態で設置する。このとき、隣り合うプレキャスト壁高欄２の管路２４同士が連続するようにする。また、管路２４同士の境界部の周囲は、止水パッキン（図示せず）により止水する。

【0020】

本実施形態の接合構造１によれば、接合部において型枠を必要としないため、施工時の手間を低減できる。
また、接合用床版鉄筋４の先端部に定着体８が形成されているため、定着長を短縮でき、その結果、凹部５の高さを最小限にして配管スペースをより多く確保できる。
また、定着体８を有した接合用床版鉄筋４を配筋しているため、必要な耐力を確保できる。そのため、プレキャスト壁高欄２同士の接合用の治具を省略し、複数のプレキャスト壁高欄２に亘って連続した管路を形成できる。さらに、凹部５（箱抜き）が外面に露出しないため、凹部５が弱部にならない。
また、凹部５の前側が斜め筋により補強されているため、曲げ応力に対して必要な耐力を確保している。

【0021】

凹部５に対応する鉄筋量を、その他の一般部に配筋される鉄筋量よりも大きくすることで、凹部５における耐力の低下が抑制されている。
プレキャスト床版３の床版横筋３２を延長して接合用床版鉄筋４とすることで、接合用床版鉄筋４の配筋にようする手間を低減できる。
管路２４は、配線に対して十分な余裕を確保した管材により形成されているため、プレキャスト壁高欄２に多少のズレが生じた場合であっても、プレキャスト壁高欄２同士の接合部において配線が切断されることがない。

【0022】

プレキャスト壁高欄２とプレキャスト床版３との間に間詰材６１を介設することで、プレキャスト床版３の上面に不陸を有している場合であっても、一体に接合できる。また、間詰材６１により充填材６の流出も防止できる。
充填材７に、７０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度モルタルを使用しているため、充填材６が高い引張抵抗力を発現する。

【0023】

凹部５の上面は、道路側またはその反対側が最も高くなるように道路の横断勾配を考慮した傾斜を有している。具体的には、プレキャスト壁高欄２を水平面に設置した状態で、凹部５の上面の傾斜が横断勾配よりも大きな勾配ｉ（例えば、８％）になっているため、プレキャスト床版３の上面が道路の横断勾配で傾斜している場合であっても凹部５の上面の勾配が逆勾配にならず、空気抜き孔からの排気が可能である。
凹部５内に前面側から背面側に横架された拡幅防止用鉄筋２５が配筋されているため、プレキャスト壁高欄２の脚部において凹部５が拡幅することが防止されている。そのため、凹部５が開くような力が作用した場合であっても、プレキャスト壁高欄２のコンクリートと充填材７との付着が低下することがない。

【0024】

ここで、本実施形態の接合用床版鉄筋５と充填材６との付着性を確認した結果を示す。本実験では、定着体が形成された鉄筋について、設計基準強度が７０Ｎ／ｍｍ^２以上の高強度モルタルに対する鉄筋の抜出量を引き抜き実験により確認した。
本実験では、Ｄ２２の鉄筋にφ５０のプレート（定着体）を固定したものを、孔径８９ｍｍの挿入孔に挿入し、高強度モルタルを充填した。挿入孔の内面は目粗し処理が施されている。鉄筋の埋込深さを２．５Ｄ、５．０Ｄ、７．５Ｄおよび１２．５Ｄにした場合についてそれぞれ実験を行った。実験結果を図４に示す。

【0025】

図４に示すように、鉄筋の埋込長を５．０Ｄ以上にすれば、鉄筋の降伏相当まで鉄筋応力が伝達され、接合部の耐力が確保できることが確認できた。
鉄筋から充填材に伝達された力は、充填材とプレキャスト壁高欄２のコンクリートとの付着により伝達される。

【0026】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、プレキャスト床版３の床版横筋３２を延長させた部分を接合用床版鉄筋４としたが、接合用床版鉄筋４は、プレキャスト床版３の補強筋とは別に配筋してもよい。

【0027】

定着体８の形状は、前記実施形態で示したものに限定されるものではなく、例えば、鉄筋径の２倍以上の幅および長さを有し、厚さが１２ｍｍ以上の円形または矩形の鋼板としてもよい。
接合用床版鉄筋４は、必要に応じてエポキシ樹脂等の合成樹脂によりコーティングしてもよい。樹脂コーティングをすれば、樹脂コーティングを行わない場合と同様の効果が得られるとともに、腐食を防止できる。

【0028】

充填材７は、現場内で製造してもよいし、現場外のプラントで製造されたものを搬入してもよい。また、充填材７には、繊維補強モルタルや繊維補強コンクリートを使用してもよい。
充填材７との付着性の向上のために凹部５に形成される凹凸の形状、配置、数は限定されるものではなく、例えば、せん断キーとなる突起や窪みであってもよいし、多数の突起や窪みが内面に形成されていてもよい。
拡幅防止用鉄筋は、必要に応じて配筋すればよく、省略してもよい。

【符号の説明】

【0029】

１ 接合構造（プレキャスト壁高欄の接合構造）
２ プレキャスト壁高欄
２１ 斜め筋
２２ 主筋
２３ 配力筋
２４ 管路
２５ 拡幅防止用鉄筋
３ プレキャスト床版
３１ 床版縦筋
３２ 床版横筋
４ 接合用床版鉄筋
５ 凹部
５１ 空気抜き孔
７ 充填材
８ 定着体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】