特許 7525789 鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/00 20060101AFI20240724BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

E02D27/00 E

E02D27/12 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020195935

(22)【出願日】2020-11-26

(65)【公開番号】P2022084216

(43)【公開日】2022-06-07

【審査請求日】2023-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000230010

【氏名又は名称】ジオスター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】池田 真

(72)【発明者】

【氏名】松野 真樹

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１３８０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４５２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４８－０９８６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５７３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２７２１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－３００１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７８６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３７９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１０３６５０７（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／００

Ｅ０２Ｄ ２７／１２

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０２Ｂ ３／０４

Ｅ０２Ｂ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート製のプレキャスト部材と、鋼管と、当該プレキャスト部材と当該鋼管とに跨って配置される接続部材と、からなる接続構造であって、
前記接続部材の一方の端部は前記鋼管の内部に内包され、前記接続部材の他方の端部は前記プレキャスト部材に形成された挿入孔に内包され、
前記接続部材は、前記鋼管の内部及び前記挿入孔の内部に充填された時経硬化材によって固定され、
前記プレキャスト部材の接続端面の一部及び前記挿入孔の内部に充填された時経硬化材の端面は、前記鋼管の内部に充填された時経硬化材の端面と直接的に接触し、且つ、前記プレキャスト部材の接続端面と前記鋼管の端面との間には直接的な接触を回避する接触回避手段が施され、
前記プレキャスト部材は、下部構造としての膨出部と、上部構造としてのパネル部からなる壁体構造物であり、前記膨出部の厚みは前記パネル部の厚みより厚く構成され、前記挿入孔は前記膨出部に形成されていることを特徴とする、接続構造。

【請求項2】

前記接触回避手段は、前記鋼管の端面に施される緩衝材であることを特徴とする、請求項１に記載の接続構造。

【請求項3】

前記接触回避手段は、前記プレキャスト部材の端面に形成され、前記鋼管の端面形状に対応した円環形状の切欠き部であることを特徴とする、請求項１に記載の接続構造。

【請求項4】

前記接触回避手段は、前記鋼管の端面を覆う時経硬化材であり、当該時経硬化材は前記鋼管の内部に充填された時経硬化材と一体化して構成されることを特徴とする、請求項１に記載の接続構造。

【請求項5】

前記プレキャスト部材に形成された挿入孔は、当該プレキャスト部材を貫通する貫通孔であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の接続構造。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の接続構造を用いて、プレキャスト部材と、鋼管とを接続させる接続方法であって、
前記鋼管を所望の位置に施工し、
前記鋼管に一方の端部が内包され、他方の端部が当該鋼管から突出して配置された接続部材において、当該接続部材の他方の端部が前記挿入孔に挿通されるように前記プレキャスト部材を移動させ、
前記挿入孔に前記接続部材の他方の端部が内包された状態で時経硬化材を当該挿入孔に充填させ、前記プレキャスト部材と前記鋼管とを一体化させることを特徴とする、接続方法。

【請求項7】

請求項４に記載の接続構造を用いて、プレキャスト部材と、鋼管とを接続させる接続方法であって、
前記鋼管を所望の位置に施工し、前記接続部材を一方の端部が当該鋼管に内包され、他方の端部が当該鋼管から突出して配置し、
前記鋼管の先端外側に当該鋼管より外径の大きい型枠鞘管を外挿させた状態で時経硬化材を当該鋼管及び当該型枠鞘管の内部に充填させ、
前記接続部材の他方の端部が前記挿入孔に挿通されるように前記プレキャスト部材を移動させ、
前記挿入孔に前記接続部材の他方の端部が内包された状態で時経硬化材を当該挿入孔に充填させ、前記プレキャスト部材と前記鋼管とを一体化させることを特徴とする、接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防潮堤や梁柱構造に用いられる鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建築・土木の分野において、地上に突出した杭基礎と、当該杭基礎の頭部（杭頭）に結合される構造体（基礎躯体）とを用いて防潮堤や梁柱構造等を構築する技術が知られている。例えば特許文献１には、構造物の下部に設置されるフーチングと、そのフーチングの下部に設置される杭との間の結合構造（接続構造）が開示されている。特許文献１に記載の結合構造によれば、構造物を確実に支持し、地震力に対抗できると共に、施工性や経済性に優れた構造が実現される。

【0003】

また、近年では、施工性や工期短縮化といった観点から、工場などで予め製作された部材を現場に搬入し、既設部材に組み付けるといったいわゆるプレキャストコンクリート部材（単にプレキャスト部材とも呼称される）を用い種々の構造物を構成する技術が一般的となっている。そこで、杭基礎の上部に当該杭基礎を挿入するための開口を備えたプレキャスト部材を設置し、モルタル等によって固定させるといった接続構造も考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－１３２００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プレキャスト部材と基礎杭（鋼管杭等）を用いて接続構造を構成する場合、大きい開口部が必要となるため、大型のプレキャスト部材を基礎杭の周囲に外装させるといった手段が採られる。大型のプレキャスト部材では、開口部の周囲の厚みが杭基礎の幅より大きく構成され、杭基礎の杭径が大きくなればなるほどプレキャスト部材も大型化し、コスト増が懸念される。

【0006】

このような点に関し、上記特許文献１に記載の接続構造では、鋼管杭よりも外径の小さい鋼製結合部材を用いることで、プレキャスト部材の大型化を抑制し、施工性や経済性を向上させている。一方で、特許文献１の技術では、フーチングと杭及び杭中コンクリートとの間に所定の隙間を設け、鋼製結合部材を除き、フーチングと杭及び杭中コンクリートとの間に接触が無いような構成を採っている。これにより地震時に構造物の転倒等の致命的な被害を受けないといった効果があるものの、フーチングと杭及び杭中コンクリートが接触していないため、コンクリート同士の接触によって圧縮応力の伝達がされず、接続構造全体としての曲げ耐力が十分に担保されない恐れがある。

【0007】

また、本発明者が鋭意検討したところ、基礎杭（鋼管・鋼管杭等）とコンクリートからなるプレキャスト部材を直接接触させた場合には、接触箇所において局部支圧が発生し、プレキャスト部材にクラック（亀裂）等が生じる懸念がある。

【0008】

上記事情に鑑み、本発明の目的は、鋼管とプレキャスト部材との接続構造を構築させる場合、鋼管より外径の小さい接続部材を用いて接続を行い、施工性や経済性に優れ、且つ、鋼管とプレキャスト部材とを直接接触させることなく接続構造の曲げ耐力を十分に担保することが可能な鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の目的を達成するため、本発明によれば、コンクリート製のプレキャスト部材と、鋼管と、当該プレキャスト部材と当該鋼管とに跨って配置される接続部材と、からなる接続構造であって、前記接続部材の一方の端部は前記鋼管の内部に内包され、前記接続部材の他方の端部は前記プレキャスト部材に形成された挿入孔に内包され、前記接続部材は、前記鋼管の内部及び前記挿入孔の内部に充填された時経硬化材によって固定され、前記プレキャスト部材の接続端面の一部及び前記挿入孔の内部に充填された時経硬化材の端面は、前記鋼管の内部に充填された時経硬化材の端面と直接的に接触し、且つ、前記プレキャスト部材の接続端面と前記鋼管の端面との間には直接的な接触を回避する接触回避手段が施され、前記プレキャスト部材は、下部構造としての膨出部と、上部構造としてのパネル部からなる壁体構造物であり、前記膨出部の厚みは前記パネル部の厚みより厚く構成され、前記挿入孔は前記膨出部に形成されていることを特徴とする、接続構造が提供される。

【0010】

前記接触回避手段は、前記鋼管の端面に施される緩衝材であっても良い。

【0011】

前記接触回避手段は、前記プレキャスト部材の端面に形成され、前記鋼管の端面形状に対応した円環形状の切欠き部であっても良い。

【0012】

前記接触回避手段は、前記鋼管の端面を覆う時経硬化材であり、当該時経硬化材は前記鋼管の内部に充填された時経硬化材と一体化して構成されても良い。

【0013】

前記プレキャスト部材に形成された挿入孔は、当該プレキャスト部材を貫通する貫通孔であっても良い。

【0015】

また、別の観点からの本発明によれば、上記記載の接続構造を用いて、プレキャスト部材と、鋼管とを接続させる接続方法であって、前記鋼管を所望の位置に施工し、前記鋼管に一方の端部が内包され、他方の端部が当該鋼管から突出して配置された接続部材において、当該接続部材の他方の端部が前記挿入孔に挿通されるように前記プレキャスト部材を移動させ、前記挿入孔に前記接続部材の他方の端部が内包された状態で時経硬化材を当該挿入孔に充填させ、前記プレキャスト部材と前記鋼管とを一体化させることを特徴とする、接続方法が提供される。

【0016】

また、本発明によれば、上記記載の接続構造を用いて、プレキャスト部材と、鋼管とを接続させる接続方法であって、前記鋼管を所望の位置に施工し、前記接続部材を一方の端部が当該鋼管に内包され、他方の端部が当該鋼管から突出して配置し、前記鋼管の先端外側に当該鋼管より外径の大きい型枠鞘管を外挿させた状態で時経硬化材を当該鋼管及び当該型枠鞘管の内部に充填させ、前記接続部材の他方の端部が前記挿入孔に挿通されるように前記プレキャスト部材を移動させ、前記挿入孔に前記接続部材の他方の端部が内包された状態で時経硬化材を当該挿入孔に充填させ、前記プレキャスト部材と前記鋼管とを一体化させることを特徴とする、接続方法が提供される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、鋼管とプレキャスト部材との接続構造を構築させる場合、鋼管より外径の小さい接続部材を用いて接続を行い、施工性や経済性に優れ、且つ、鋼管とプレキャスト部材とを直接接触させることなく接続構造の曲げ耐力を十分に担保することが可能な鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る接続構造を用いて構築された防潮堤の概略側面断面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る接続構造を用いて構築された防潮堤の概略正面断面図である。

【図3】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図4】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図5】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図6】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図7】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図8】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図9】第１の実施の形態に係る防潮堤の構築方法を示す概略説明図である。

【図10】第１の実施の形態に係る防潮堤における力の伝達メカニズムに関する説明図である。

【図11】第１の実施の形態に係る防潮堤における力の伝達メカニズムに関する説明図である。

【図12】本発明の第２の実施の形態に係る接続構造を用いて構築された梁柱構造の概略説明図である。

【図13】梁柱構造の概略平面断面図である。

【図14】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図15】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図16】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図17】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図18】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図19】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図20】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図21】第２の実施の形態に係る梁柱構造の構築方法を示す概略説明図である。

【図22】本発明の第１変形例に係る接続構造についての概略説明図である。

【図23】本発明の第２変形例に係る接続構造についての概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。即ち、以下の本明細書において、各実施の形態において共通する構成要素については同一の符号を付して図示し、その説明は省略する場合がある。また、説明のため、地盤や地表面などは図示しない場合がある。

【0020】

＜第１の実施の形態：防潮堤＞
（防潮堤の構成）
図１、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る接続構造１を用いて構築された１又は複数のパネル部材１０ａからなる防潮堤１０の概略説明図であり、図１は概略側面断面図、図２は概略正面断面図である。ここで、図２では複数（３つ）のパネル部材１０ａが並べて設置された状態を示している。

【0021】

図１、２に示すように、防潮堤１０（パネル部材１０ａ）は、地中に打ち込まれた基礎杭としての１又は複数の円筒形状の鋼管である鋼管杭１２、鋼管杭１２の上方に設けられるコンクリート製のプレキャスト部材２０、及び、鋼管杭１２の内部から上方に突出して設置される接続部材３０と、を備えている。鋼管杭１２の地中への打ち込み方法は特に限定されない。プレキャスト部材２０は、下部構造としての膨出部２０ａと、上部構造としてのパネル部２０ｂからなる壁体構造物であっても良く、その場合、パネル部２０ｂに比べ膨出部２０ａは厚みが厚くなっている。

【0022】

ここで、プレキャスト部材２０の膨出部２０ａには、鉛直方向において上下に開口する挿入孔２２が設けられ、挿入孔２２の内部空間は鋼管杭１２の内部と挿通するように配置されている。防潮堤１０は、鋼管杭１２の上方にプレキャスト部材２０を設置した状態で、これら挿入孔２２と鋼管杭１２内部に時経硬化材Ｕを充填することで一体化される構成となっている。

【0023】

防潮堤１０の構築時には、挿入孔２２の内部空間と鋼管杭１２の内部空間に挿通するように挿入される接続部材３０が配置された状態で、それら内部空間に時経硬化材Ｕが充填される。なお、時経硬化材Ｕは例えばコンクリート、モルタル、グラウト等であっても良く、接続部材３０は例えばＨ形鋼やＩ形鋼等の鋼部材であっても良い。

【0024】

また、プレキャスト部材２０と鋼管杭１２との接続箇所（地表面近傍の接続端面）において、プレキャスト部材２０と鋼管杭１２とは厳密には非接触となる構成が採られる。即ち、プレキャスト部材２０に設けられた挿入孔２２と、鋼管杭１２の内部とは連通しており、そこに時経硬化材Ｕを充填し硬化させることで一体化させているが、鋼管杭１２の上端面（円環状の鋼管の上端部）とプレキャスト部材２０の接続端面とは直接的な接触をしないように接触回避手段が講じられている。本実施の形態に係る構成では、図１、２に示すように、接触回避手段として鋼管杭１２の上端面に円環状の緩衝材４０が施され、当該緩衝材４０を介在して鋼管杭１２とプレキャスト部材２０が一体化している。なお、緩衝材４０は、例えば鋼管杭１２の端面に施された樹脂やゴム等である。

【0025】

換言すると、プレキャスト部材２０に設けられた挿入孔２２と、鋼管杭１２の内部が連通した空間において、鋼管杭１２内部の時経硬化材をＵ１、挿入孔２２内部の時経硬化材をＵ２とすると、プレキャスト部材２０の接続端面（下面）の一部と、時経硬化材Ｕ２の端面（下面）は、時経硬化材Ｕ１と直接接触（密着）しているものの、プレキャスト部材２０の接続端面と鋼管杭１２の上端面とは緩衝材４０が介在しているために直接接触しない構成となっている。

【0026】

また、プレキャスト部材２０の内部には、耐力向上のため、鉛直方向に延伸する複数の主鉄筋５０が設けられている。更に、膨出部２０ａの内部においては、複数の主鉄筋５０を束ねるように水平方向で略円形状に構成されるせん断補強筋５３が複数設けられている。なお、これら主鉄筋５０やせん断補強筋５３の本数や形状は図１、２の構成に限定されるものではなく、プレキャスト部材２０の形状や構成に合わせて任意に設計される。

【0027】

図１、２を参照して説明したように構成される防潮堤１０において、鋼管杭１２や接続部材３０、時経硬化材Ｕを用いた防潮堤１０全体の構築は現場での施工によって行われる。一方で、プレキャスト部材２０の部材自体は工場などで事前に製作されたものを現場まで運搬して用いている。即ち、プレキャスト部材２０を用いることで、工事の効率化、工期の短縮化などが図られる。特に、パネル部２０ｂのように高さの高い部材は、現場で製作する場合には施工足場を組んで施工することが求められ、足場の組み立てや解体といった種々の工程が必要となることから、防潮堤１０を、プレキャスト部材２０を用いたハーフプレキャスト構造とするメリットは大きい。

【0028】

また、本実施の形態に係る防潮堤１０では、鋼管杭１２とプレキャスト部材２０を接続させる際に、挿入孔２２の内部空間と鋼管杭１２の内部空間に挿通するように挿入される接続部材３０と、その周囲を覆うような時経硬化材Ｕを用いた接続構造１を用いている。これにより、プレキャスト部材２０の大きさを必要以上に大きくすることなく十分な曲げ耐力が担保された接続構造１が実現され、施工性や経済性に優れた構造物が実現される。加えて、本実施の形態に係る構成では、鋼管杭１２とプレキャスト部材２０との間に接触回避手段としての緩衝材４０を介在させている。これにより、鋼管杭１２とコンクリートからなるプレキャスト部材２０を直接接触させた際に接触箇所において局部支圧が発生し、プレキャスト部材２０にクラック（亀裂）が生じるといった問題を回避することができる。

【0029】

（防潮堤の構築方法）
本実施の形態に係る防潮堤１０の構築方法は以下の通りである。以下で参照する図３～図９は、第１の実施の形態に係る防潮堤１０の構築方法を示す概略説明図であり、以下ではこれら図３～図９を参照して構築方法について説明する。

【0030】

先ず、図３に示すように、地中に鋼管杭１２が打ち込まれる。そして、鋼管杭１２の内部から所定の長さだけ地表面に突出するように接続部材３０が配置される。ここで、鋼管杭１２はその全体が地中に埋まるように打ち込まれ、鋼管杭１２の上端面には接触回避手段としての円環状の緩衝材４０が施されている。

【0031】

続いて、図４に示すように、鋼管杭１２の内部に時経硬化材Ｕ１が充填される。充填された時経硬化材Ｕ１の上面は地表面と概ね同じ高さレベルとされる。これにより、鋼管杭１２の内部から突出するように配置された接続部材３０は固定される。なお、鋼管杭１２の内部において、打ち込み時に内部空間の下方の一部に土砂が入り込む場合があるが、接続部材３０が配置できる程度の高さだけ空間が確保できれば十分である。

【0032】

次いで、図５に示すように、挿入孔２２が形成されたプレキャスト部材２０を鋼管杭１２の上方から降下させ、挿入孔２２の内部に接続部材３０の上部が挿通されるように設置する。そして、図６に示すように、プレキャスト部材２０の接続端面（下面）は鋼管杭１２の内部に充填された時経硬化材Ｕ１の上面（表面）に密着するように設置される。一方で、鋼管杭１２の上端面には緩衝材４０が施されているために、当該鋼管杭１２の上端面自体には接触せず、鋼管杭１２とプレキャスト部材２０とは緩衝材４０を介した非接触な関係となる。

【0033】

そして、図７に示すように、プレキャスト部材２０が鋼管杭１２上に設置された状態で、挿入孔２２の上部開口から当該挿入孔２２の内部に時経硬化材Ｕ２が充填される。図示のように、時経硬化材Ｕ２の下面は、時経硬化材Ｕ１の上面の一部と密着し、硬化することで一体化される。なお、図８は防潮堤１０の概略平面断面図であり、（ａ）は図７のＡ－Ａ断面、（ｂ）は図７のＢ－Ｂ断面を示している。また、図９は防潮堤１０の概略正面断面図である。挿入孔２２の形状は任意であるが、図８（ａ）のように、接続部材３０を挿入することができ、且つ、時経硬化材Ｕ２の充填量を抑える観点から、接続部材３０がＨ形鋼である場合には矩形断面であることが好ましい。

【0034】

以上、図３～図９を参照して説明したような方法により防潮堤１０が構築される。このように構築された防潮堤１０によれば、接続構造１において十分な曲げ耐力が担保される。そのメカニズムについて以下に図面を参照して説明する。

【0035】

（防潮堤における力の伝達メカニズム）
図１０、図１１は、本実施の形態に係る防潮堤１０における使用時の力の伝達メカニズムに関する説明図である。なお、図１１は図１０の一部拡大図であり、図１０、図１１には防潮堤１０に加え、部材に作用する作用荷重Ｗの分布を図示している。

【0036】

図１０、図１１に示すように、防潮堤１０において津波などによって力がかかった場合、プレキャスト部材２０の接続端面と、鋼管杭１２内部の時経硬化材Ｕ１とは直接接触しており、曲げがかかった時に圧縮力はコンクリート等の時経硬化材が受け持ち、引張り力は接続部材３０が受け持つように力の伝達が行われる。

【0037】

コンクリート等の時経硬化材Ｕと鋼管杭１２とでは弾性係数が約１０倍程度異なっており、鋼管杭１２の材質の方が硬いのが一般的である。防潮堤１０に力がかかった場合、プレキャスト部材２０に曲げがかかるため鋼管杭１２と直接接触していると局部的な力がかかることで接触箇所でのクラック等の発生が懸念される。そこで、本実施の形態では、鋼管杭１２の上端面には接触回避手段としての円環状の緩衝材４０を施している。一方で、プレキャスト部材２０の接続端面と、鋼管杭１２内部の時経硬化材Ｕ１とは直接接触しているため、図１０、１１のように力の伝達は十分に行われると考えられ、十分な曲げ耐力が担保される。

【0038】

クラック等の発生を抑制するために、緩衝材４０の弾性係数はコンクリート等の時経硬化材よりも小さいことが求められる。併せて、緩衝材４０は時経硬化材Ｕの充填時に鋼管杭１２の上端部型枠としての機能も果たすことができるだけの強度を有しており、具体的には樹脂あるいはゴム等が望ましい。

【0039】

＜第２の実施の形態：梁柱構造＞
（梁柱構造の構成）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る接続構造１を用いて構築された梁柱構造６０の概略説明図である。また、図１３は梁柱構造６０の概略平面断面図であり、（ａ）が図１２のＡ－Ａ断面、（ｂ）が図１２のＢ－Ｂ断面を示している。なお、本実施の形態に係る説明において、上記第１の実施の形態と同様の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付して図示し、その説明は省略する場合がある。

【0040】

図１２に示すように、梁柱構造６０は、中央の鋼管柱１２ａと、その両端に設けられる一対のプレキャスト梁部材６５（６５ａ、６５ｂ）を備えている。また、鋼管柱１２ａとプレキャスト梁部材６５と、は接続部材３０を用いた接続構造１を介して接続されている。図１３に示すように、各プレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂには、それぞれその中央に時経硬化材Ｕを充填するための挿入孔が形成されている。一例として、一方のプレキャスト梁部材６５ａには挿入孔としての非貫通孔７０が形成され、他方のプレキャスト梁部材６５ｂには挿入孔としての貫通孔７１が形成されても良い。

【0041】

そして、梁柱構造６０においては、鋼管柱１２ａの両端内部と、非貫通孔７０、貫通孔７１それぞれに跨って挿通される位置に、２つの接続部材３０（３０ａ、３０ｂ）が内包されている。非貫通孔７０、貫通孔７１、及び、鋼管柱１２ａの内部空間は挿通しており、その内部には時経硬化材Ｕが充填されている。

【0042】

ここで、鋼管柱１２ａの両端面とプレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂとの間には、両者が直接的に接触しないような接触回避手段が講じられている。具体的には、接触回避手段として鋼管柱１２ａの両側端面に円環状の緩衝材４０（４０ａ、４０ｂ）が施され、当該緩衝材４０（４０ａ、４０ｂ）を介在して鋼管柱１２ａとプレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂが一体化している。

【0043】

なお、図１３に示すように、非貫通孔７０及び貫通孔７１の断面形状は上記第１の実施の形態と同様に矩形断面であることが好ましい。また、プレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂの内部には図示しない主鉄筋やせん断補強筋が複数設けられても良く、その本数や形状は任意に設計される。

【0044】

図１２、図１３に示したように構成される梁柱構造６０において、鋼管柱１２ａや接続部材３０（３０ａ、３０ｂ）、時経硬化材Ｕを用いた梁柱構造６０全体の構築は現場での施工によって行われる。一方で、プレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂの部材自体は工場などで事前に製作されたものを現場まで運搬して用いている。これにより、工事の効率化、工期の短縮化などが図られる。また、プレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂの大きさを必要以上に大きくすることなく十分な曲げ耐力が担保された接続構造１が実現され、施工性や経済性に優れた構造物が実現される。加えて、鋼管柱１２ａとプレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂとの間に接触回避手段としての緩衝材４０（４０ａ、４０ｂ）を介在させている。これにより、鋼管柱１２ａとコンクリートからなるプレキャスト梁部材６５ａ、６５ｂを直接接触させた際に接触箇所において局部支圧が発生し、プレキャスト梁部材６５にクラック（亀裂）が生じるといった問題を回避することができる。

【0045】

（梁柱構造の構築方法）
本実施の形態に係る梁柱構造６０の構築方法は以下の通りである。以下で参照する図１４～図２１は、第２の実施の形態に係る梁柱構造６０の構築方法を示す概略説明図であり、以下ではこれら図１４～図２１を参照して構築方法について説明する。

【0046】

先ず、図１４に示すように、非貫通孔７０が形成された第１のプレキャスト梁部材６５ａが所定の位置に設置される。そして、図１５に示すように、接続部材３０ａが、その上側所定長さが第１のプレキャスト梁部材６５ａから上方に向かって突出するように非貫通孔７０内に配置される。この状態で非貫通孔７０内には時経硬化材Ｕ３（Ｕ）が充填される。

【0047】

次いで、図１６に示すように、第１のプレキャスト梁部材６５ａの上面において接続部材３０ａを内包させるように鋼管柱１２ａが配置される。鋼管柱１２ａの両端面には接触回避手段としての緩衝材４０（４０ａ、４０ｂ）が施されており、鋼管柱１２ａの下端面と第１のプレキャスト梁部材６５ａは直接接触しない構成となっている。

【0048】

続いて、図１７に示すように、鋼管柱１２ａの内部に時経硬化材Ｕ４（Ｕ）が所定の高さまで充填される。この時、鋼管柱１２ａの内部において上端側には、接続部材３０ｂを配置するために、ある程度、時経硬化材Ｕの非充填空間を設ける必要がある。そして、図１８に示すように、鋼管柱１２ａの上端側において、その一部が鋼管柱１２ａの内部に内包されるように接続部材３０ｂが配置される。

【0049】

そして、図１９に示すように、接続部材３０ｂの一部が鋼管柱１２ａの内部に内包された状態で鋼管柱１２ａの内部に時経硬化材Ｕ４’（Ｕ）が充填される。これにより、接続部材３０ｂは、鋼管柱１２ａの上端から一部が突出した状態で固定される。次いで、図２０に示すように、接続部材３０ｂが貫通孔７１の内部に内包され、第２のプレキャスト梁部材６５ｂが鋼管柱１２ａの上端面に施された緩衝材４０ｂと接触するような位置まで当該第２のプレキャスト梁部材６５ｂが上方から降下させられる。その際、鋼管柱１２ａの上端面と第２のプレキャスト梁部材６５ｂは、予め鋼管柱１２ａの上端面に施された緩衝材４０ｂにより直接接触しない構成となる。

【0050】

そして、図２１に示すように、第２のプレキャスト梁部材６５ｂに形成された貫通孔７１の上部開口から、時経硬化材Ｕ５が当該貫通孔７１内部に充填される。ここで、本構築方法において非貫通孔７０、貫通孔７１、及び、鋼管柱１２ａの内部空間は挿通しており、これらの空間に充填される時経硬化材Ｕ３、Ｕ４（Ｕ４’含む）、Ｕ５は一体化されて硬化する。これにより、第１のプレキャスト梁部材６５ａ、鋼管柱１２ａ、及び、第２のプレキャスト梁部材６５ｂは時経硬化材Ｕによって一体化され、梁柱構造６０が構築される。以上、図１４～２１を参照して説明した構築方法により、本実施の形態に係る接続構造１を用いた梁柱構造６０が構築される。

【0051】

（作用効果）
以上説明したように構成された本発明の実施の形態に係る接続構造１を用いて構築される防潮堤１０や梁柱構造６０によれば、プレキャスト部材（プレキャスト部材２０、プレキャスト梁部材６５）を用いた構築方法を採っているため工事の効率化、工期の短縮化などが図られる。また、図１０、１１を参照して説明したように、接続部材３０と時経硬化材Ｕを組み合わせた接続構造１を用いて鋼管杭１２とプレキャスト部材（プレキャスト部材２０、プレキャスト梁部材６５）との接続を行っているため、曲げ耐力を担保しつつ、施工性や経済性に優れた構造物が実現される。

【0052】

また、防潮堤１０、梁柱構造６０のいずれにおいても、鋼管杭１２あるいは鋼管柱１２ａとプレキャスト部材（プレキャスト部材２０、プレキャスト梁部材６５）との間に接触回避手段として緩衝材４０を施しており、両者が直接接触しない構成を採っている。これにより、鋼管杭１２あるいは鋼管柱１２ａとコンクリートからなるプレキャスト部材（プレキャスト部材２０、プレキャスト梁部材６５）を直接接触させた際に接触箇所において局部支圧が発生し、クラック（亀裂）が生じるといった問題を回避することができる。

【0053】

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変形例また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。そこで、以下では本発明の変形例について図面を参照して説明する。なお、以下の変形例において上記各実施の形態と同じ機能構成を有する構成要素については同一の符号を付して図示し、その説明は省略する場合がある。

【0054】

＜変形例：接触回避手段の変形例＞
上記実施の形態に係る接続構造１においては、接触回避手段として鋼管杭１２や鋼管柱１２ａの端面に緩衝材４０を施す構成を図示して説明したが、接触回避手段はこれに限られるものではない。そこで、本発明の変形例として、接触回避手段の他の構成について図面を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付して図示し、その説明は省略する場合がある。

【0055】

（第１変形例）
図２２は本発明の第１変形例に係る接続構造１ａについての概略説明図であり、プレキャスト部材２０と鋼管杭１２との接続箇所を拡大したものである。図２２に示すように、本変形例では、プレキャスト部材２０の端面（下面）に円環状の溝である切欠き部８０が形成されている。この切欠き部８０は鋼管杭１２の端面形状に対応した形状に形成されておりプレキャスト部材２０の端面と鋼管杭１２とは直接接触しない構成となっている。一方でプレキャスト部材２０と鋼管杭１２とは、それぞれの内部に充填された時経硬化材Ｕが一体化しているために一体的に構成されており、プレキャスト部材２０と鋼管杭１２とが直接接触していなくとも、接続構造１ａとして一体的に構築され、十分な曲げ耐力が担保される。

【0056】

この第１変形例ではプレキャスト部材２０と鋼管杭１２との接触回避手段として切欠き部８０を形成する構成を説明したが、形成した切欠き部に緩衝材を施すといった構成も考え得る。

【0057】

（第２変形例）
また、図２３は本発明の第２変形例に係る接続構造１ｂについての概略説明図であり、プレキャスト部材２０と鋼管杭１２との接続箇所を拡大したものである。図２３に示すように、本変形例では、鋼管杭１２とプレキャスト部材２０とは非接触であり、時経硬化材Ｕが鋼管杭１２の内部に加え、鋼管杭１２の上部端面を覆うように構成されている。このような時経硬化材Ｕの構成は、図示のように、鋼管杭１２より外径の大きい型枠鞘管９０を、鋼管杭１２の先端よりプレキャスト部材２０方向に突出させるように、鋼管杭１２の先端外側に型枠鞘管９０を外挿させた状態で時経硬化材Ｕを充填し固体化させることで、鋼管杭１２内部の時経硬化材Ｕと一体物して施工される。即ち、型枠鞘管９０の内部においては、鋼管杭１２に比べ外径が大きい状態にて時経硬化材Ｕが充填され、それにより鋼管杭１２の上部端面が時経硬化材Ｕによって覆われることになる。

【0058】

本変形例において、型枠鞘管９０は時経硬化材Ｕの硬化後において残留させても良く、あるいは、撤去しても良い。また、型枠鞘管９０の素材は、時経硬化材Ｕを充填させる際の型枠としての強度を備えていれば特に限定されるものではなく、例えば、樹脂やゴム等の緩衝性能を有する素材でも良く、鋼製でも良い。

【0059】

但し、鋼製の型枠鞘管９０を用いる場合、当該型枠鞘管９０とプレキャスト部材２０との接触箇所において局部支圧が発生し、プレキャスト部材にクラック（亀裂）等が生じるのを防止するような構成が必要となる。例えば、鋼管杭１２に型枠鞘管９０を外挿させるに際し、負荷を受けた場合に型枠鞘管９０が鋼管杭１２の外面を容易にスライドする程度の最小限の固定に留めても良い。一例としては、鋼管杭１２に対し最小限の点溶接でもって型枠鞘管９０を固定させても良い。

【0060】

なお、上記実施の形態では、基礎杭として一般的な円筒形状の鋼管である鋼管杭１２や鋼管柱１２ａを用いる場合を挙げて図示・説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、基礎杭として、種々の形状の鋼管、鋼管矢板などを用いても良い。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、防潮堤や梁柱構造に用いられる鋼管とプレキャスト部材の接続構造及びその接続方法に適用できる。

【符号の説明】

【0062】

１…接続構造
１０…防潮堤
１２…鋼管杭
１２ａ…鋼管柱
２０…プレキャスト部材
２２…挿入孔
３０…接続部材
４０、４０ａ、４０ｂ…緩衝材
５０…主鉄筋
５３…せん断補強筋
６０…梁柱構造
６５（６５ａ、６５ｂ）…プレキャスト梁部材
７０…非貫通孔
７１…貫通孔
８０…切欠き部
９０…型枠鞘管
Ｕ（Ｕ１～Ｕ５）…時経硬化材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】