(57)【要約】【課題】柱の一部が地盤内に埋設され、柱の周囲の土砂をすべて除去できない場合であっても、柱の耐震補強が可能な耐震補強構造及びその施工方法を提供する。【解決手段】高架橋２の耐震補強構造１は、道路５側の各柱３の道路側側面３ａに、長手方向（すなわち上下方向）に沿って所定の範囲に設けられた第一の補強部材４と、この第一の補強部材４よりも上方で、第一の補強部材４の設けられていない部位３ｅの柱３の外周を囲うように巻立てられた第二の補強部材６とを備えている。【選択図】図１
2010077656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱の耐震補強構造であって、
柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に設けられ、一端は、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように第一の拘束手段により前記柱に拘束され、他端は、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第二の拘束手段により前記柱に拘束された第一の補強部材と、
前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に巻立てられた第二の補強部材とを備えていることを特徴とする柱の耐震補強構造。
【請求項２】
柱の耐震補強構造であって、
柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に設けられ、一端は、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように地盤内に埋設され、他端は、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第一の拘束手段により前記柱に拘束された第一の補強部材と、
前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に巻立てられた第二の補強部材とを備えていることを特徴とする柱の耐震補強構造。
【請求項３】
前記柱の下端部は、根巻きコンクリートで囲まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱の耐震補強構造。
【請求項４】
柱の耐震補強方法において、
柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に第一の補強部材を配置する配置工程と、
前記第一の補強部材の一端を、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように第一の拘束手段により前記柱に拘束する第一の拘束工程と、
前記第一の補強部材の他端を、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第二の拘束手段により前記柱に拘束する第二の拘束工程と、
前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に第二の補強部材を巻立てる巻立て工程とを備えることを特徴とする柱の耐震補強方法。
【請求項５】
柱の耐震補強方法において、
柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に第一の補強部材を配置する配置工程と、
前記第一の補強部材の一端を、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように地盤内に埋設する埋設工程と、
前記第一の補強部材の他端を、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第一の拘束手段により前記柱に拘束する第一の拘束工程と、
前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に第二の補強部材を巻立てる巻立て工程とを備えることを特徴とする柱の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高架橋等の柱の耐震補強構造及びその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道橋や道路橋として使用されている高架橋の柱の耐震補強工法として、柱を鋼板や鉄筋等で巻回する巻立工法が採用されている。
【０００３】
この工法は、柱の全周に鋼板等の巻立てを行うため、柱の周りに障害物が無い場合には容易に施工可能である。また、柱の一部が地盤に埋まっていても、例えば、特許文献１に示すように、土留め壁で土留めを行いながら周囲の土砂を除去して隙間を形成し、その隙間を利用して鋼板等の巻立てを行うことにより施工が可能である。
【特許文献１】特開平１０−８８５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、土留めを行っても柱の周囲の土砂を除去する際に地盤変状が生じてしまう。このため、わずかな地盤変状も許容できない電車の軌道や構造物が周囲に存在する場合には、柱の周囲の土砂を除去できないので、耐震補強工事を実施することができないという問題点が有った。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、柱の一部が地盤内に埋設され、柱の周囲の土砂をすべて除去できない場合であっても、柱の耐震補強が可能な耐震補強構造及びその施工方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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の柱の耐震補強構造は、柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に設けられ、一端は、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように第一の拘束手段により前記柱に拘束され、他端は、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第二の拘束手段により前記柱に拘束された第一の補強部材と、前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に巻立てられた第二の補強部材とを備えていることを特徴とする（第１の発明）。
【０００７】
本発明による柱の耐震補強構造によれば、第一の補強部材を柱の外周面の一部に接するように設けたことにより、地震時に柱に作用するせん断力の一部をこの第一の補強部材が負担するので、柱に作用するせん断力を低減することができる。したがって、柱の変形性能を高めることができる。
【０００８】
また、第一の補強部材の一端を長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように柱に拘束し、さらに、他端を長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように柱に拘束するので、柱に生じる塑性ヒンジ位置を第一の補強部材の端面付近に移動させることができる。すなわち、この第一の補強部材の取り付け場所を調整することにより、この塑性ヒンジ位置を補強作業のし易い位置に移動させることができる。例えば、柱の下部が地盤内に埋設し、柱の周りの土砂をすべて除去できないような場合でも、柱の側面の一部を露出し、第一の補強部材の一端を地表面よりも上に、他端を柱の下端に取り付けることにより、塑性ヒンジ位置を地表面よりも上方に移動させることができる。そして、その塑性ヒンジ位置及び第一の補強部材が接するように設けられた所定の範囲以外の柱の外周面に第二の補強部材を巻立てることにより、柱全体のせん断耐力を向上させることができる。また、地表面よりも上方の塑性ヒンジ位置を第二の補強部材で確実に補強できるので、柱の安全性が向上する。
【０００９】
さらに、塑性ヒンジ位置が柱の下端から第一の補強部材の上端付近に移動することにより、高架橋等全体の水平耐力（降伏荷重）が向上するので、高架橋に必要とされる変形性能を低減させることができる。
【００１０】
また、柱に第一の補強部材及び第二の補強部材を取り付けて補強を行うので、アンカーボルト等のボルトを埋め込むための孔を削孔する必要が無い。すなわち、孔を削孔する際に、柱内の鉄筋等を切断することが無い。
【００１１】
本発明の柱の耐震補強構造は、柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に設けられ、一端は、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように地盤内に埋設され、他端は、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第一の拘束手段により前記柱に拘束された第一の補強部材と、前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に巻立てられた第二の補強部材とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明による柱の耐震補強構造によれば、第一の補強部材を柱の外周面の一部に接するように設けたことにより、地震時に柱に作用するせん断力の一部をこの第一の補強部材が負担するので、柱に作用するせん断力を低減することができる。したがって、柱の変形性能を高めることができる。
【００１３】
また、第一の補強部材の一端を長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように地盤に埋設し、さらに、他端を長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように柱に拘束するので、柱に生じる塑性ヒンジ位置を第一の補強部材の端面付近に移動させることができる。すなわち、この第一の補強部材の取り付け場所を調整することにより、この塑性ヒンジ位置を補強作業のし易い位置に移動させることができる。例えば、柱の下部が地盤内に埋設し、柱の周りの土砂をすべて除去できないような場合でも、柱の側面の一部を露出し、第一の補強部材の他端を地表面よりも上に取り付け、一端を地盤内に打設することにより、塑性ヒンジ位置を地表面よりも上方に移動させることができる。そして、その塑性ヒンジ位置及び第一の補強部材が接するように設けられた所定の範囲以外の柱の外周面に第二の補強部材を巻立てることにより、柱全体のせん断耐力を向上させることができる。また、地表面よりも上方の塑性ヒンジ位置を第二の補強部材で確実に補強できるので、柱の安全性が向上する。
【００１４】
さらに、塑性ヒンジ位置が柱の下端から第一の補強部材の上端付近に移動することにより、高架橋等全体の水平耐力（降伏荷重）が向上するので、高架橋に必要とされる変形性能を低減させることができる。
【００１５】
また、柱に第一の補強部材及び第二の補強部材を取り付けて補強を行うので、アンカーボルト等のボルトを埋め込むための孔を削孔する必要が無い。すなわち、孔を削孔する際に、柱内の鉄筋等を切断することが無い。
【００１６】
そして、第一の補強部材の他端は地盤内に埋設されるので、他端を柱に取り付ける手間及び装置が不要となる。さらに、第一の補強部材の他端は、打設により地盤内に埋設されるので、容易に施工することができる。
【００１７】
本発明において、前記柱の下端部は、根巻きコンクリートで囲まれていることとしてもよい。
【００１８】
本発明による柱の耐震補強構造によれば、柱が根巻きコンクリートから離間する方向に傾く場合には、根巻きコンクリートの下端が柱の下端を支持し、柱が根巻きコンクリートに近接する方向に傾く場合には、根巻きコンクリートの上端が柱の下部を支持するので、柱は倒れにくくなる。
【００１９】
本発明の柱の耐震補強方法は、柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に第一の補強部材を配置する配置工程と、前記第一の補強部材の一端を、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように第一の拘束手段により前記柱に拘束する第一の拘束工程と、前記第一の補強部材の他端を、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第二の拘束手段により前記柱に拘束する第二の拘束工程と、前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に第二の補強部材を巻立てる巻立て工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の柱の耐震補強方法は、柱の外周面の一部に接するように、長手方向に沿って所定の範囲に第一の補強部材を配置する配置工程と、前記第一の補強部材の一端を、前記長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように地盤内に埋設する埋設工程と、前記第一の補強部材の他端を、前記長手方向への移動は可能で、かつ、前記直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように第一の拘束手段により前記柱に拘束する第一の拘束工程と、前記第一の補強部材が接するように設けられた前記所定の範囲以外の前記柱の外周面に第二の補強部材を巻立てる巻立て工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の柱の耐震補強構造及びその施工方法を用いることにより、既存の柱の周囲の障害物をすべて除去すること無く、その柱を耐震補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第一実施形態に係る耐震補強構造１を備えた高架橋２を示す図である。また、図２は、図１の道路側の柱３の下部を拡大した斜視図である。  
図１及び図２に示すように、高架橋２の片側（図１の左側）は、車や人が通行する道路５であり、高架橋２の真下及び道路５の反対側（図１の右側）は、盛土８上に軌道９が敷設されていて、電車１０が走行する。
【００２４】
道路５側の柱３の建っている位置には、盛土８の傾斜による法面８ａが形成されていて、柱３の下部の背面３ｃ及び橋軸方向側面３ｂの一部はこの盛土８内に埋もれている。
【００２５】
高架橋２の耐震補強構造１は、道路５側の各柱３の道路側側面３ａに、長手方向（すなわち上下方向）に沿って所定の範囲に設けられた第一の補強部材４と、この第一の補強部材４よりも上方で、第一の補強部材４の設けられていない部位３ｅの柱３の外周を囲うように巻立てられた第二の補強部材６とを備えている。本実施形態においては、この所定の範囲は、盛土表面８ｂの直上から柱３の下端までとした。
【００２６】
第一の補強部材４の上端は第一の拘束手段１１にて柱３の盛土表面８ｂの直上に拘束され、下端は第二の拘束手段１６にて柱３の下端に拘束されている。  
第一の補強部材４として、本実施形態においては、複数の角形鋼管を用いた。
【００２７】
図３は、図１のＡ−Ａ矢視図で、第一の補強部材４の上端を第一の拘束手段１１で柱３に拘束した状態を示す図である。  
図３に示すように、第一の拘束手段１１は、柱３の外周を囲うとともに、複数の第一の補強部材４を挟み込む形状の接続用鋼板１２と、複数の第一の補強部材４を接続用鋼板１２に固定するための締結具１３とを備えている。
【００２８】
接続用鋼板１２は、柱３の周りに設置され、接続用鋼板１２同士を溶接で接続することにより、柱３に取り付けられる。また、柱３と接続用鋼板１２との間には、モルタル等の硬化材１４が充填されていて、接続用鋼板１２は柱３に固定されている。
【００２９】
締結具１３は、ネジ１３ａとナット１３ｂであり、接続用鋼板１２に挟まれた複数の第一の補強部材４は、ナット１３ｂを締め付けることにより、接続用鋼板１２に固定される。したがって、第一の補強部材４の上端の長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに長手方向周りの回転が拘束される。そして、第一の補強部材４の上端は、接続用鋼板１２にて柱３の盛土表面８ｂの直上に固定されている。
【００３０】
なお、上述した第一の補強部材４の長手方向への移動及び直交方向への移動並びに長手方向周りの回転が拘束されている箇所を、以下の説明では、連結部１５という。
【００３１】
図４は、図１のＢ−Ｂ断面図で、第一の補強部材４の下端を第二の拘束手段１６で柱３に拘束した状態を示す図である。  
図４に示すように、第二の拘束手段１６は、複数の第一の補強部材４を囲うとともに、柱３の下端部を挟み込む形状の接続用鋼板１７と、接続用鋼板１７を固定するためのコンクリート部１８と、その型枠となる鋼枠１９とを備えている。
【００３２】
接続用鋼板１７は、第一の補強部材４を囲うとともに、橋軸方向側面３ｂに接するように設置され、接続用鋼板１７同士を溶接で接続することにより、柱３に取り付けられる。柱３と接続用鋼板１７との間には、モルタル等の硬化材１４が充填されており、接続用鋼板１７は柱３に固定されている。
【００３３】
なお、第一の補強部材４は、接続用鋼板１７に囲まれているものの、接続用鋼板１７には固定されていない。
【００３４】
第一の補強部材４を取り付ける前は、柱３の下部は、盛土８内に埋まっていたが、このままでは、第一の補強部材４を取り付けることができない。そこで、柱３の耐震補強を行うにあたっては、まず、柱３の道路５側の盛土８を除去して、道路側側面３ａを露出させる。次に、接続用鋼板１７を柱３に取り付けるために、電車１０の走行に影響を与えない範囲で、柱３の橋軸方向側面３ｂ近傍の土砂をわずかに除去し、橋軸方向側面３ｂを露出させる。なお、安全上の問題から、柱３の下部の背面３ｃ側の盛土８は全く除去していないので、柱３の背面３ｃは盛土８に接した状態に保持される。
【００３５】
なお、接続用鋼板１７は、柱３の道路側側面３ａ及び橋軸方向側面３ｂに接するように設けられているが、背面３ｃ側には設けられていないので、接続用鋼板１７が柱３から外れる可能性が有る。そこで、接続用鋼板１７に取り付けられた略コの字状の鋼枠１９と、その中に打設して形成されたコンクリート部１８とが設けられ、接続用鋼板１７が水平方向に移動しないように固定されている。
【００３６】
また、第一の補強部材４内の下端部にも、コンクリート部２０が形成されていて、コンクリート部２０と第一の補強部材４とは一体化している。この第一の補強部材４内の下端部には、棒状の鉄筋２２が長手方向に沿って配筋されているが、すべて長手方向に沿って配筋され、直交方向には配筋されていない。また、鉄筋２２の表面は、凹凸が無く、滑らかなので、コンクリート部２０と鉄筋２２との間に生じる摩擦抵抗は小さく、コンクリート部２０は長手方向に移動可能となる。したがって、コンクリート部２０と一体化している第一の補強部材４は、長手方向に移動可能である。
【００３７】
さらに、接続用鋼板１７と接する第一の補強部材４の外周面には、接続用鋼板１７との摩擦抵抗を少なくするため、グリス等の潤滑剤が塗布されている。
【００３８】
第一の補強部材４は、接続用鋼板１７に囲まれているので、第一の補強部材４の直交方向への移動及び長手方向周りの回転が拘束されている。一方、接続用鋼板１７に固定されておらず、第一の補強部材４の長手方向への移動を拘束するための手段が無いので、第一の補強部材４の下端は、長手方向への移動が可能である。
【００３９】
なお、供述した第一の補強部材４の長手方向への移動は可能であるものの、直交方向への移動及び長手方向周りの回転が拘束されている箇所を、以下の説明では、接合部２３という。
【００４０】
接合部２３の道路５側及び橋軸方向側の外方には、根巻きコンクリート２４が設けられている。地震等の水平荷重が高架橋２に作用して、柱３が盛土８側に傾く場合には、根巻きコンクリート２４の下端が柱３の下端を支持し、柱３が道路５側に傾く場合には、根巻きコンクリート２４の上端が柱３の下部を支持するので、柱３は倒れにくくなる。
【００４１】
再び、図１に示すように、第一の補強部材４が設けられていない盛土表面８ｂの直上から柱３の上端までの柱３の外周には、その周りを囲うように第二の補強部材６の鋼板が巻立てられている。鋼板と柱３との間には、モルタル等の硬化材１４が充填されており、鋼板は柱３に固定されている。
【００４２】
なお、本実施形態においては、第二の補強部材６として鋼板を用いて柱３の外周を囲う方法を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、鉄筋２２をスパイラル状に配筋して柱３の外周を囲ってもよい。
【００４３】
次に、第一の補強部材４を柱３に取り付けたときの効果について説明する。  
図５及び図６は、柱３に作用する曲げモーメント分布図であり、それぞれ第一の補強部材４を取り付ける前の分布図、第一の補強部材４を取り付けた後の分布図である。  
図５に示すように、地震等による水平荷重Ｆが第一の補強部材４を取り付ける前の柱３の上端に作用すると、柱３の上端から下端までの間に一定の勾配を有する曲げモーメントＭが生じる。このとき柱３に作用するせん断力は、曲げモーメントＭの勾配で表され、柱３の両端で最も大きく、中心付近では小さくなる。かかる状態では、塑性ヒンジ２５は柱３の下端に存在する。
【００４４】
一方、図６に示すように、上述した第一の補強部材４を取り付けた柱３の上端に水平荷重Ｆが作用すると、連結部１５から柱３の下端までの区間（つまり、第一の補強部材４が取り付けられた区間）では、第一の補強部材４の曲げ剛性が柱３よりも十分に大きいので、第一の補強部材４がせん断力を負担し、曲げモーメントＭは一定の値（勾配が無い）となる。すなわち、柱３の連結部１５（本実施形態においては、盛土表面８ｂの直上付近）から接合部２３（本実施形態においては、柱３の下端）までの区間にはせん断力が作用しない。したがって、第一の補強部材４を取り付けることにより、連結部１５から接合部２３まで（本実施形態においては、盛土表面８ｂの直上から柱３の下端まで）に作用するせん断力を低減することができる。
【００４５】
ここで、接合部２３で第一の補強部材４の長手方向への移動を可能とした理由について述べる。  
接合部２３で第一の補強部材４の長手方向への移動を拘束して、第一の補強部材４を柱３に完全に固定すると、水平荷重Ｆが作用した際に第一の補強部材４は柱３とともに引張力を受けて伸張するため、第一の補強部材４の剛性が低下し、第一の補強部材４のせん断耐力が低下してしまう。しかし、接合部２３で第一の補強部材４の長手方向への移動を可能にすると、水平荷重Ｆが作用しても第一の補強部材４は引張力を負担しないので、第一の補強部材４のせん断耐力は低下しない。そこで、第一の補強部材４のせん断力の低下を防止するために、接合部２３で第一の補強部材４の長手方向への移動を可能としたものである。
【００４６】
一方、連結部１５から柱３の上端までの区間には、一定の勾配を有する曲げモーメントＭが生じ、この勾配は、第一の補強部材４を取り付ける前の柱３に作用する曲げモーメントＭの勾配よりも大きくなる。すなわち、連結部１５（本実施形態においては、盛土表面８ｂの直上付近）から柱３の上端までの区間には、第一の補強部材４を取り付ける前よりも大きなせん断力が作用する。したがって、連結部１５（本実施形態においては、盛土表面８ｂの直上付近）から柱３の上端までの区間には、柱３の外周を囲うように第二の補強部材６を巻立てることにより、この区間のせん断耐力を増加させて補強する。
【００４７】
次に、第一の補強部材４を取り付けた柱３に作用するせん断力について検討した結果を説明する。  
図７は、柱３の上端に作用した水平荷重Ｆによって生じるせん断力ＳＨと、盛土表面８ｂの直上から柱３の下端までの区間のうち、ある特定の区間の変位との関係を示す図である。図８は、図７の状態における柱３の変形を示す図である。本実施形態においては、例えば、高さ４．９２５〜５ｍまでの区間の変位について検討したが、これに限定されるものではない。
【００４８】
図７に示すように、柱３の上端に作用した水平荷重Ｆによって生じるせん断力ＳＨのうち、ほとんどを第一の補強部材４が負担する（図７のＣＦＴ）ので、柱３に作用するせん断力（図７のＲＣ）を低減することができる。そして、柱３に作用するせん断力（図７のＲＣ）を低減させることにより、せん断余裕度（耐震補強前のせん断耐力を実際に作用するせん断力で除した値）が増加するので、変形性能を向上させることができる。
【００４９】
また、第一の補強部材４を柱３に取り付けた場合には、図８に示すように、柱３の塑性ヒンジ２５位置が連結部１５（本実施形態においては、盛土表面８ｂの直上）の上端に存在する。柱３に第一の補強部材４を取り付けることにより、塑性ヒンジ２５位置を柱３の下端（図５参照）から盛土表面８ｂの直上に移動させることができる。
【００５０】
柱３の上端から盛土表面８ｂの直上までの区間のせん断力は、上述したように（図６参照）、増加するので、この区間には、第二の補強部材６である鋼板の巻立て補強を行う。この区間は、盛土表面８ｂよりも上方に存在しているので、容易に補強することができる。
【００５１】
これらの耐震補強によって、柱３のせん断耐力が高まると、高架橋２全体の水平耐力が高まるので、高架橋２に要求される変形性能も少なくなる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態に係る柱３の耐震補強構造１によれば、第一の補強部材４を柱３の道路側側面３ａの一部に接するように設けたことにより、地震時に柱３に作用するせん断力の一部をこの第一の補強部材４が負担するので、柱３に作用するせん断力を低減することができる。したがって、柱３の変形性能を高めることができる。
【００５３】
また、第一の補強部材４の一端を長手方向への移動及びその長手方向に対する直交方向への移動並びに当該長手方向周りの回転ができないように柱３に拘束し、さらに、他端を長手方向への移動は可能で、かつ、直交方向への移動及び前記長手方向周りの回転はできないように柱に拘束するので、柱３に生じる塑性ヒンジ２５位置を第一の補強部材４の上端面付近に移動させることができる。すなわち、この第一の補強部材４の取り付け場所を調整することにより、この塑性ヒンジ２５位置を補強作業のし易い位置に移動させることができる。柱３の下部が盛土８内に埋設し、柱３の周りの土砂をすべて除去できないような場合でも、柱３の道路側側面３ａを露出し、第一の補強部材４の一端を盛土表面８ｂよりも上に、他端を柱３の下端に取り付けることにより、塑性ヒンジ２５位置を盛土表面８ｂよりも上方に移動させることができる。そして、その塑性ヒンジ２５位置及び第一の補強部材４よりも上方で、第一の補強部材４の取り付けられていない部位３ｅに第二の補強部材６を巻立てることにより、柱３全体のせん断耐力を向上させることができる。また、盛土表面８ｂよりも上方の塑性ヒンジ２５位置を第二の補強部材６にて確実に補強できるので、柱３の安全性が向上する。
【００５４】
さらに、塑性ヒンジ２５位置が柱３の下端から第一の補強部材４の上端付近に移動することにより、高架橋２全体の水平耐力（降伏荷重）が向上するので、高架橋２に必要とされる変形性能を低減させることができる。
【００５５】
また、柱３に第一の補強部材４及び第二の補強部材６を巻立てて補強を行うので、アンカーボルト等のボルトを埋め込むための孔を削孔する必要が無い。すなわち、孔を削孔する際に、柱３内の鉄筋２２等を切断することが無い。  
柱３の周囲の一部に根巻きコンクリート２４が設けられているので、柱３は倒れにくくなる。
【００５６】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態の耐震補強構造２１は、接合部２３を柱３の途中に、連結部１５を柱３の下端に設けたものである。以下の説明において、上記の実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００５７】
図９は、本発明の第二実施形態に係る耐震補強構造２１を示す図である。  
図９に示すように、第二実施形態に係る耐震補強構造２１は、接合部２３を盛土表面８ｂ（図示しない）の直上に設け、連結部１５を柱３の下端に設けたものである。
【００５８】
図１０は、図９のＣ−Ｃ断面図で、第一の補強部材４の上端を第三の拘束手段２６で柱３に拘束した状態を示す図である。また、図１１は、第三の拘束手段２６であるＴ字型鋼２８を示す図である。  
図１０及び図１１に示すように、第三の拘束手段２６は、柱３の外周を囲う接続部用鋼板２７と、その接続部用鋼板２７に溶接等により取り付けられたＴ字型鋼２８とを備えている。  
柱３と接続部用鋼板２７との間には、モルタル等の硬化材１４が充填されており、接続部用鋼板２７は柱３に固定されている。
【００５９】
図１２は、本実施形態に係る第一の補強部材４を示す図である。図１２に示すように、本実施形態においては、第一の補強部材４として、Ｔ字型鋼２８を挿通可能なスリット２９を有する角形鋼管を用いた。
【００６０】
再び、図１０に示すように、本実施形態に係る第一の補強部材４は、第一の補強部材４のスリット２９にＴ字型鋼２８を挿入した状態で、接続部用鋼板２７との間に隙間が生じないように係合されている。したがって、第一の補強部材４は、直交方向への移動並びに長手方向周りの回転が拘束されている。  
一方、第一の補強部材４と接続部用鋼板２７との間、及び第一の補強部材４の内周面とＴ字型鋼２８のフランジ２８ａとの間にはグリス等の潤滑剤が塗布されていて、第一の補強部材４は、そのスリット２９の範囲内で長手方向への移動が可能である。
【００６１】
図１３は、図９のＤ−Ｄ断面図で、第一の補強部材４の下端を第四の拘束手段３２で柱３に拘束した状態を示す図である。  
図１３に示すように、第四の拘束手段３２は、柱３と第一の補強部材４との間に形成された板状のグラウト部３３と、このグラウト部３３及び第一の補強部材４の周囲に形成された根巻きコンクリート２４と、一端が第一の補強部材４の下端部に取り付けられ、本体部分は根巻きコンクリート２４内に埋設するように設けられたジベル３４とからなる。
【００６２】
グラウト部３３は、柱３と一体化するように形成され、その厚さは、第一の補強部材４が柱３と平行に設置されるように、適宜調整される。
【００６３】
根巻きコンクリート２４は、柱３の一部、グラウト部３３及び第一の補強部材４を囲うように設けられている。したがって、グラウト部３３と根巻きコンクリート２４との間に挟まれている第一の補強部材４は、第一の補強部材４の直交方向への移動及び長手方向周りの回転が拘束されている。
【００６４】
ジベル３４の一端は、各第一の補強部材４の下端部に溶接等により取り付けられている。そして、このジベル３４の本体部分は、根巻きコンクリート２４内に埋設されているので、第一の補強部材４は、第一の補強部材４の長手方向への移動も拘束されている。
【００６５】
なお、図示しないが、柱３の上端から盛土表面８ｂの直上までは、第一実施形態と同様に、第二の補強部材６である鋼板が巻立てられている。
【００６６】
以上説明した接合部２３を盛土表面８ｂの直上に、連結部１５を柱３の下端に設けた本実施形態に係る耐震補強構造２１によれば、第一実施形態と同様に、柱３の塑性ヒンジ２５位置を柱３の下端（図５参照）から接合部２３の上端に移動させることができる。すなわち、この第一の補強部材４の取り付け場所を調整することにより、この塑性ヒンジ２５位置を補強作業のし易い位置に移動させることができる。そして、その塑性ヒンジ２５位置、及び第一の補強部材４の取り付けられていない部位３ｅに第二の補強部材６を巻立てることにより、柱３全体のせん断耐力を向上させることができる。
【００６７】
なお、上述した第一及び第二実施形態において、第一の補強部材４として、角形鋼管を用いたが、これに限定されるものではなく、鋼材等の剛性の高い部材であればよい。
【００６８】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第二実施形態の第一の補強部材３５として杭を用いたものである。
【００６９】
図１４は、本発明の第三実施形態に係る耐震補強構造３１を示す図である。  
図１４に示すように、第三実施形態に係る耐震補強構造３１は、第一の補強部材３５として杭を用い、接合部２３を柱３の盛土表面８ｂ（図示しない）の直上に設け、連結部１５を柱３の下端付近に設けたものである。
【００７０】
図１５は、図１４のＥ−Ｅ断面図で、第一の補強部材３５の上端を第五の拘束手段３６で柱３に拘束した状態を示す図である。  
図１５に示すように、第五の拘束手段３６は、柱３の外周を囲う柱用鋼板３０と、第一の補強部材３５を支持するための支持部３７と、支持部３７と柱用鋼板３０とを接続するための延長鋼板３８とを備えている。
【００７１】
柱３と柱用鋼板３０との間には、モルタル等の硬化材１４が充填されており、柱用鋼板３０は柱３に固定されている。
【００７２】
支持部３７は、複数の第一の補強部材３５を囲うように設けられた鋼枠３９内にコンクリートを充填して形成されるコンクリート部４１を備えている。
【００７３】
延長鋼板３８の両端は、それぞれ柱用鋼板３０、鋼枠３９が溶接等により取り付けられている。また、延長鋼板３８の片端には、ジベル３４が接続されている。そして、ジベル３４の本体はコンクリート部４１内に埋設するように設けられているので、柱用鋼板３０と延長鋼板３８と支持部３７とは一体化され、支持部３７は柱３に固定された状態となる。
【００７４】
図１６は、図１５のＦ−Ｆ断面図で、第一の補強部材３５とコンクリート部４１とが接する部分を拡大した図である。  
図１６に示すように、支持部３７のコンクリート部４１は、第一の補強部材３５の外周面に接しているので、第一の補強部材３５の上端は、直交方向への移動並びに長手方向周りの回転が拘束されている。  
一方、第一の補強部材３５の外周面には、グリス等の潤滑剤が塗布されており、第一の補強部材３５の上端は長手方向への移動が可能である。
【００７５】
再び、図１４に示すように、第一の補強部材３５の下端は、その先端が基礎となる支持層４０に到達するまで地盤Ｅ内に打設される。第一の補強部材３５の下端部は地盤Ｅ内に埋設しているので、第一の補強部材３５の下端は、長手方向及び水平方向への移動並びに長手方向周りの回転が拘束される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態に係る耐震補強構造３１によれば、第一の補強部材３５の下端は地盤Ｅに埋設されるので、第一の補強部材３５の下端を柱３に取り付ける手間及び装置が不要となる。さらに、第一の補強部材３５は、打設により地盤Ｅ内に埋設されるので、容易に耐震補強を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る耐震補強構造を備えた高架橋を示す図である。
【図２】図１の道路側の柱の下部を拡大した斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図で、第一の補強部材の上端を第一の拘束手段で柱に拘束した状態を示す図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図で、第一の補強部材の下端を第二の拘束手段で柱に拘束した状態を示す図である。
【図５】第一の補強部材を取り付ける前の柱に作用する曲げモーメント分布図である。
【図６】第一の補強部材を取り付けた後の柱に作用する曲げモーメント分布図である。
【図７】、柱の上端に作用した水平荷重によって生じるせん断力と、盛土表面の直上から柱の下端までの区間のうち、ある特定の区間の変位との関係を示す図である。
【図８】図７の状態における柱の変形を示す図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る耐震補強構造を示す図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図で、第一の補強部材の上端を第三の拘束手段で柱に拘束した状態を示す図である。
【図１１】第三の拘束手段であるＴ字型鋼を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る第一の補強部材を示す図である。
【図１３】図９のＤ−Ｄ断面図で、第一の補強部材の下端を第四の拘束手段で柱に拘束した状態を示す図である。
【図１４】本発明の第三実施形態に係る耐震補強構造を示す図である。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ断面図で、第一の補強部材の上端を第五の拘束手段で柱に拘束した状態を示す図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ断面図で、第一の補強部材とコンクリート部とが接する部分を拡大した図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  耐震補強構造                    ２  高架橋
３  道路側の柱                      ３ａ  道路側側面
３ｂ  橋軸方向側面                  ３ｃ  背面
３ｄ  第一の補強部材の設けられている部位
３ｅ  第一の補強部材の設けられていない部位
４  第一の補強部材                  ５  道路
６  第二の補強部材                  ８  盛土
８ａ  法面                          ８ｂ  表面
９  軌道                            １０  電車
１１  第一の拘束手段                １２  接続用鋼板
１３  締結具                        １３ａ  ネジ
１３ｂ  ナット                      １４  硬化材
１５  連結部                        １６  第二の拘束手段
１７  接続用鋼板                    １８  コンクリート部
１９  鋼枠                          ２０  コンクリート部
２１  耐震補強構造                  ２２  鉄筋
２３  接合部                        ２４  根巻きコンクリート
２５  塑性ヒンジ                    ２６  第三の拘束手段
２７  接続部用鋼板                  ２８  Ｔ字型鋼
２８ａ  フランジ                    ２９  スリット
３０  柱用鋼板                      ３１  耐震補強構造
３２  第四の拘束手段                ３３  グラウト部
３４  ジベル                        ３５  第一の補強部材
３６  第五の拘束手段                ３７  支持部
３８  延長鋼板                      ３９  鋼枠
４０  支持層                        ４１  コンクリート部
Ｅ  地盤                            Ｆ  水平荷重
ＳＨ  せん断力                      ＣＦＴ  角形鋼管が負担するせん断力
ＲＣ  柱が負担するせん断力
【図１】
2010077656.tif 000003
【図３】
2010077656.tif 000004
【図４】
2010077656.tif 000005
【図５】
2010077656.tif 000006
【図６】
2010077656.tif 000007
【図７】
2010077656.tif 000008
【図９】
2010077656.tif 000009
【図１０】
2010077656.tif 000010
【図１１】
2010077656.tif 000011
【図１２】
2010077656.tif 000012
【図１３】
2010077656.tif 000013
【図１４】
2010077656.tif 000014
【図１５】
2010077656.tif 000015
【図１６】
2010077656.tif 000016
【図２】
2010077656.tif 000017
【図８】
2010077656.tif 000018