特開 2024-60992 補強構造

(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】P2024060992

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】補強構造

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20240425BHJP

   E01D 19/02 20060101ALI20240425BHJP

   E02D 27/34 20060101ALI20240425BHJP

   E02D 31/00 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 B

E01D19/02

E02D27/34 A

E02D31/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168621

(22)【出願日】2022-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】藤代 勝

(72)【発明者】

【氏名】藤本 達貴

(72)【発明者】

【氏名】森田 遼

(72)【発明者】

【氏名】川部 優太

【テーマコード（参考）】

2D046

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D046DA11

2D059AA03

2D059GG40

2D059GG56

(57)【要約】

【課題】所望の補強効果が得られる橋脚などの補強構造等を提供する。
【解決手段】補強構造２は、基部にフーチング４を有する、コンクリートによる橋脚３の補強を行うものである。補強構造２は、フーチング４の上方で、橋脚３の周囲に形成されたコンクリートによる増厚部５と、増厚部５の上面の橋脚３側の縁部に形成された圧縮抵抗部６と、を具備する。圧縮抵抗部６は、橋脚３および増厚部５のコンクリートの圧縮強度よりも大きい圧縮強度を有するコンクリートによって形成される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基部にフーチングを有する、コンクリートによる柱部材の補強構造であって、
前記フーチングの上方で、前記柱部材の周囲に形成されたコンクリートによる増厚部と、
前記増厚部の上面の前記柱部材側の縁部に形成された圧縮抵抗部と、
を具備し、
前記圧縮抵抗部が、前記柱部材および前記増厚部のコンクリートの圧縮強度よりも大きい圧縮強度を有する材料によって形成されたことを特徴とする補強構造。

【請求項2】

前記圧縮抵抗部が、超高強度繊維補強コンクリートによって形成されたことを特徴とする請求項１記載の補強構造。

【請求項3】

前記圧縮抵抗部が、現場打ちコンクリートによって形成されたことを特徴とする請求項１記載の補強構造。

【請求項4】

前記圧縮抵抗部が、プレキャストコンクリート部材によって形成されたことを特徴とする請求項１記載の補強構造。

【請求項5】

前記柱部材は橋脚であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋脚などの補強構造等に関する。

【背景技術】

【0002】

橋梁の上部工の拡幅等に伴う荷重増に対応すべく、橋脚を補強する場合がある。その一般的な補強構造として、図８に示すように、橋脚１０１のフーチング１０２の上方に、増厚部１０３をコンクリートによって打ち増すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平11-323988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、地震などにより橋脚１０１に鉛直面内の曲げモーメントＭが加わると、増厚部１０３の上面の橋脚１０１側の縁部のコンクリートに橋脚３からの圧縮力が集中して当該コンクリートが破壊され、曲げの繰り返しにより、コンクリートの破壊範囲１０４が当該縁部から増厚部１０３のコンクリート内に広がる。

【0005】

すると、フーチング１０２を増厚部１０３の上面の高さａまで増厚したものとして、塑性化を事前の設計通りに制御することで得られる補強効果が、実際には、破壊範囲１０４の下端の高さａ’までフーチング１０２を増厚した分の効果しか得られず、橋脚１０１の補強効果が低減する。また橋脚１０１の塑性化を事前の設計通りに制御することが難しくなる。

【0006】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の補強効果が得られる橋脚などの補強構造等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するための本発明は、基部にフーチングを有する、コンクリートによる柱部材の補強構造であって、前記フーチングの上方で、前記柱部材の周囲に形成されたコンクリートによる増厚部と、前記増厚部の上面の前記柱部材側の縁部に形成された圧縮抵抗部と、具備し、前記圧縮抵抗部が、前記柱部材および前記増厚部のコンクリートの圧縮強度よりも大きい圧縮強度を有する材料によって形成されたことを特徴とする補強構造である。

【0008】

本発明によれば、橋脚などの柱部材のフーチングを増厚する増厚部において、柱部材側の縁部に圧縮強度の高い圧縮抵抗部を設けることにより、地震などにより柱部材に鉛直面内の曲げモーメントが加わった際に、増厚部の柱部材側の縁部に圧縮力が集中しても圧縮抵抗部が破壊されることはなく、圧縮力は、圧縮抵抗部からその側方や下方の増厚部のコンクリートに伝達される。このように、圧縮力は増厚部のコンクリートに分散して伝達されるため、増厚部のコンクリートが破壊されることもない。結果、増厚部による所望の補強効果が得られ、柱部材の塑性化を事前の設計通りに制御可能になる。

【0009】

前記圧縮抵抗部が、超高強度繊維補強コンクリートによって形成されることが望ましい。
超高強度繊維補強コンクリートを用いることにより、圧縮抵抗部の圧縮強度を高めることができる。

【0010】

前記圧縮抵抗部は、例えば現場打ちコンクリートによって形成される。あるいは、前記圧縮抵抗部が、プレキャストコンクリート部材によって形成されてもよい。
前者の場合、柱部材の外周面の不陸に圧縮抵抗部の形状を追従させることができ、後者の場合、高品質の圧縮抵抗部を短工期で施工できる。

【0011】

前記柱部材は、例えば橋脚である。
これにより、既存の橋脚を補強構造により補強することが可能になる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、所望の補強効果が得られる橋脚などの補強構造等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】補強構造２を示す図。

【図2】増厚部５を示す図。

【図3】橋脚３の基部近傍を拡大して示す図。

【図4】補強構造２の施工方法を示す図。

【図5】圧縮抵抗部６の形状や配置の異なる例。

【図6】補強構造２ａの施工方法を示す図。

【図7】圧縮抵抗部６ａの形状や配置の異なる例。

【図8】フーチング１０２の増厚部１０３を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0015】

図１は、本発明の実施形態に係る補強構造２を示す図である。本実施形態の補強構造２は、基部にフーチング４を有する既設の橋脚３を補強するものであり、橋梁の上部工の拡幅等に伴う荷重増に対応して設けられる。

【0016】

橋脚３は、コンクリートによって形成された柱部材である。フーチング４は、橋脚３の基部を拡幅したものであり、コンクリートによって橋脚３と一体に形成される。

【0017】

本実施形態の補強構造２は、フーチング４を上方に増厚して橋脚３の補強を行うものであり、増厚部５、圧縮抵抗部６等を有する。

【0018】

増厚部５は、フーチング４の上方において、橋脚３の周囲にコンクリートを打設することで形成される。当該コンクリートは、例えば橋脚３およびフーチング４のコンクリートと略同等の圧縮強度を有するが、これに限ることはない。

【0019】

この増厚部５により、フーチング４が上方に増厚される。図２（ａ）は増厚部５の鉛直方向の断面を示す図であり、図２（ｂ）は増厚部５を上から見た図である。

【0020】

増厚部５の上面の橋脚３側の縁部には、圧縮抵抗部６が設けられる。圧縮抵抗部６は、コンクリートにより橋脚３の外周面に沿って形成される。当該コンクリートは、橋脚３および増厚部５のコンクリートよりも大きな圧縮強度を有し、本実施形態では、繊維補強コンクリート、特にUFC（超高強度繊維補強コンクリート）が用いられる。

【0021】

圧縮抵抗部６は、橋脚３の全周を囲むように配置される。また図２（ａ）に示すように圧縮抵抗部６の鉛直方向の断面は矩形状であり、橋脚３側の辺の長さと、その反対側の辺の長さが同等である。

【0022】

圧縮抵抗部６は、挿し筋７により増厚部５と一体化される。また、橋脚３から挿し筋７によって一体化されてもよい。

【0023】

フーチング４と増厚部５は、せん断補強筋８により一体化される。せん断補強筋８は、フーチング４と増厚部５に跨るように、これらの部材内に埋設される。

【0024】

増厚部５の上部には補強筋９が埋設される。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、橋脚３および増厚部５（フーチング４）の平面が矩形状であり、補強筋９は、橋脚３を囲むように増厚部５の各辺の方向に沿って配置される。当該方向と直交する方向（橋脚３から外側に向かう方向）については、補強筋９の配置が省略されている。

【0025】

図３は、橋脚３の基部近傍を拡大して示したものである。本実施形態では、地震などにより橋脚３に鉛直面内の曲げモーメントＭが加わった際に、増厚部５の橋脚３側の縁部に圧縮力が集中しても圧縮抵抗部６が破壊されることはなく、圧縮力は、矢印Ｃに示すように、圧縮抵抗部６からその側方や下方の増厚部５のコンクリートに伝達される。このように、圧縮力は増厚部５のコンクリートに分散して伝達されるため、増厚部５のコンクリートが破壊されることもない。

【0026】

図４は、補強構造２の施工方法を示す図である。補強構造２の施工時は、例えば図４（ａ）に示すように、まず、橋脚３の外周面に挿し筋７を挿入して固定するとともに、橋脚３の外側に圧縮抵抗部６を形成するための型枠６１を設置する。また、フーチング４の上面にせん断補強筋８を挿入して固定する。

【0027】

その後、フーチング４の上方で補強筋９の配筋を行い、型枠６１の内側を除く橋脚３の周囲にコンクリートを打設することで、図４（ｂ）に示すように増厚部５を形成する。この後、型枠６１を撤去し、型枠６１によって箱抜きされた空間にUFC等のコンクリートを打設することで、図２（ａ）に示すように圧縮抵抗部６が形成され、補強構造２が構築される。

【0028】

このように、本実施形態によれば、橋脚３のフーチング４を増厚する増厚部５において、橋脚３側の縁部に圧縮強度の高い圧縮抵抗部６を設けることにより、地震などにより橋脚３に鉛直面内の曲げモーメントＭが加わった際に、増厚部５の橋脚３側の縁部に圧縮力が集中しても圧縮抵抗部６が破壊されることはなく、圧縮力は、圧縮抵抗部６からその側方や下方の増厚部５のコンクリートに伝達される。このように、圧縮力は増厚部５のコンクリートに分散して伝達されるため、増厚部５のコンクリートが破壊されることもない。結果、増厚部５による所望の補強効果が得られ、橋脚３の塑性化を事前の設計通りに制御可能になる。

【0029】

また、圧縮抵抗部６は現場打ちコンクリートによって形成されるので、橋脚３の外周面の不陸に圧縮抵抗部６の形状を追従させることができる。本実施形態では上記コンクリートとしてUFCを用いることで、圧縮抵抗部６の圧縮強度を高めることができる。

【0030】

しかしながら、本発明は以上の実施形態に限定されない。例えば、圧縮抵抗部６の鉛直方向の断面形状は矩形に限らず、図５（ａ）に示すように台形としてもよい。この例では、橋脚３側の辺の長さより、その反対側の辺の長さを大きくすることで、増厚部５のコンクリートのより広い範囲に橋脚３からの圧縮力を伝達でき、増厚部５のコンクリートの破壊をさらに抑制できる。また橋脚３や増厚部５、フーチング４の平面も矩形状に限らず、これらの平面を円形としてもよい。

【0031】

また圧縮抵抗部６の配置も特に限定されず、例えば図５（ｂ）に示すように増厚部５が比較的薄い場合には、フーチング４の上面と圧縮抵抗部６の下面が接触してもよい。

【0032】

また、補強構造２の施工方法も前記に限らず、例えば図４（ａ）の型枠６１内にコンクリートを打設して圧縮抵抗部６を形成した後、型枠６１を撤去して増厚部５のコンクリートを圧縮抵抗部６の上面まで打設してもよい。さらに、本実施形態では圧縮抵抗部６を現場打ちコンクリートによって形成したが、これに替えてプレキャストコンクリート部材（以下、PCa部材という）を用いてもよい。これにより、高品質の圧縮抵抗部を短工期で施工できる。

【0033】

この場合の補強構造の施工方法としては、まず図６（ａ）に示すように橋脚３の外周面に挿し筋７を固定した後、当該外周面に沿ってPCa部材による圧縮抵抗部６ａを設置し、フーチング４の上面にせん断補強筋８を固定する。

【0034】

その後、フーチング４の上方で補強筋９の配筋を行い、橋脚３の周囲に圧縮抵抗部６ａの天端の高さまでコンクリートを打設することで図６（ｂ）に示すように増厚部５が形成され、補強構造２ａが構築される。

【0035】

図７（ａ）は上記の増厚部５を上から見た図である。圧縮抵抗部６ａとしてのPCa部材は、前記と同様、橋脚３および増厚部５のコンクリートよりも大きな圧縮強度を有するコンクリートを用いて製作され、当該コンクリートとしては、繊維補強コンクリート、特にUFCを用いることができる。

【0036】

また図７（ａ）の例では、PCa部材が平面視で直線状であり、橋脚３の各辺に沿って配置したPCa部材の端部同士が、橋脚３の角部に当たる位置で、ボルト等の連結具６３により連結される。

【0037】

ただしPCa部材の形状や配置はこれに限ることはなく、例えば図７（ｂ）に示すように、圧縮抵抗部６ａとして平面視でＬ字状のPCa部材を用い、２つのPCa部材を、橋脚３を囲むように配置し、PCa部材の端部同士を橋脚３の角部に当たる位置で連結具６３により連結してもよい。また図７（ｃ）に示すように、平面視で直線状のPCa部材を橋脚３の各辺に沿って配置するが、各PCa部材の端部同士は連結しない構成とすることも可能である。PCa部材の形状や配置をどうするかは、圧縮抵抗部６ａに必要な強度や耐久性、施工の容易さ等を考慮して定めることができる。また橋脚３の平面が円形の場合は、平面視で円弧状のPCa部材を圧縮抵抗部６ａとして用い、橋脚３を囲むように複数のPCa部材を配置すればよい。

【0038】

また上記の補強構造２ａでは、増厚部５等と圧縮抵抗部６ａを一体化するための部材として挿し筋７を用いているが、その代わりにボルトを用いてもよい。

【0039】

また本実施形態の補強構造２、２ａは既存の橋脚３を補強するものであるが、その他の柱部材、例えば索道を支持する柱部材を補強するものであってもよい。この場合も、当該柱部材のフーチング４を増厚部５によって増厚し、圧縮抵抗部６、６ａを前記したように設ければよい。

【0040】

また本実施形態では圧縮抵抗部６、６ａをコンクリートにより形成したが、金属や樹脂などその他の材料を用いて圧縮抵抗部を形成してもよい。この場合も、圧縮抵抗部を形成する材料は、橋脚３および増厚部５のコンクリートよりも大きな圧縮強度を有するものとする。

【0041】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0042】

２、２ａ：補強構造
３、１０１：橋脚
４、１０２：フーチング
５、１０３：増厚部
６、６ａ：圧縮抵抗部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】