(57)【要約】【課題】  従来と同等の許容付着応力度を保持しつつ軸方向長さを従来に比べて大幅に短くでき、既設の橋梁等の構造物の補修の際に、補強工事の期間を短縮し建設コストを下げることが可能なくさび型アンカーボルトを提供する。【解決手段】  くさび型アンカーボルト２１は、軸方向長さの５０％以上を占め、円錐面の傾斜角度が２〜１５°である円錐状のくさび部２２と、くさび部２２の小径端部から同軸上にわずかに延びた円柱状の円柱部２３を一体で設けている。アンカーボルト２１は、下側支持板１６にその下面に円柱部にて固定されて下方に向けて立設されており、上側支持板１８にはその上面に円柱部にて固定されて上方に向けて立設されている。これにより、アンカーボルト２１は、コンクリート製の橋脚１に生じる上揚力に対して、くさび部２１によって周囲のコンクリートに圧縮を加えるように作用することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の上部構造物と下部構造物間に介在して該上部構造物を支承する支承体の上下面に取り付けられて、該上部及び下部構造物内に上下方向に向けて突出し、該支承体を該上部及び下部構造物に固定させる真直な棒状のアンカーボルトであって、
少なくとも前記上部及び下部構造物から前記支承体方向に向って外周面が縮径しているくさび部を有し、該くさび部の軸方向長さが、軸方向全長の５０％以上となっていることを特徴とするアンカーボルト。
【請求項２】
前記くさび部の外周面の軸方向に対する傾斜角度が２〜１５°であることを特徴とする前記請求項１に記載のアンカーボルト。
【請求項３】
前記くさび部が、軸方向に配列された複数のくさび部分により構成されたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のアンカーボルト。
【請求項４】
前記複数のくさび部分がそれぞれ単一の部材からなり、該複数のくさび部分が連結手段により連結されたことを特徴とする前記請求項３に記載のアンカーボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁等の建築物のコンクリート製の上部構造物と下部構造物間に介在して上部構造物を支承する支承体を、上部及び下部構造物に固定させるための真直な棒状のアンカーボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアンカーボルトは、例えば図５に示すように、下部構造物である橋脚１にゴム支承体３を配設し、ゴム支承体３で上部構造物である橋桁２を受け止めて支持する橋梁支承構造に用いられている。この支承構造においては、ゴム支承体３の下部に下側ベースプレート４が固定され、下側ベースプレート４に固定されたアンカーボルト５が、橋脚１の表面から下方に延びた下穴７に挿入されてモルタル材８によって定着されており、また、ゴム支承体３の上部に上側ベースプレート６が固定され、上側ベースプレート６に固定されたアンカーボルト５が、橋桁２の表面から上方に延びた上穴９に挿入されてモルタル材８によって定着されている。同様の橋梁支承構造については、特許文献１にも記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２６６１３２号公報
【０００３】
アンカーボルトとしては、丸鋼や、周面にリブや節を縦横に突出形成した異形棒鋼や、丸鋼に細径の丸鋼をらせん状に巻いた異形化丸鋼等が用いられている。これらアンカーボルトが上部及び下部構造物を支承する支承体に固定された場合に、大きな引き抜き力を受ける。そのため、アンカーボルトの設計は、許容剪断応力度及び許容付着応力度を基準として行われる。許容剪断応力度は、地震時水平力をアンカーボルトの断面積で割った値より大きいことが条件となっている。また、許容付着応力度は、地震時に構造物側から加えられる上揚力をアンカーボルトの表面積で割った値より大きいことが条件で、支承便覧等によれば最大で２．０Ｎ／ｍｍ２となっており、アンカーボルトの長さは付着応力に基づいて設計されようになっている。また、アンカーボルトの長さは、支承便覧等により径の１０倍と決められており、径５０ｍｍφの場合は長さが５００ｍｍとなる。
【０００４】
ところで、上記支承構造で新規の橋梁の支承のような場合には、予めコンクリートに穴を開けてアンカーボルトを挿入するものであり、アンカーボルトが長くて深い穴が必要となってもあまり問題にはならない。しかし、既設の橋の免震化補強を行うような場合に、既設橋脚や橋桁に深い穴を開ける作業は困難であり、特に橋脚等に埋設された鉄筋に干渉しないような深い穴を開ける作業は非常に困難である。その結果、補強工事の期間が長くなると共に工事費用も高価になる。そのため、規定の許容剪断応力度及び許容付着応力度を維持しつつアンカーボルトの長さをできる限り短くすることが、補強工事の期間を短縮し工事費用を低減するために望まれている。一方、上記径５０ｍｍφ、長さ５００ｍｍのアンカーボルトの場合、許容付着応力度を２．０Ｎ／ｍｍ２とすると、アンカーボルトは１５７００Ｎの上揚力を受けることができ、これは８０Ｎ／ｍｍ２の引張り力に相当している。この引張り力は、鋼材の持っている許容引張り力に対しては十分に小さいので、アンカーボルトのコンクリートへの定着方法を変えてその付着応力を高めることができれば、アンカーボルトの長さを短くすることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記したような問題を解決しようとするもので、従来と同等の許容付着応力度を保持しつつ軸方向長さを従来に比べて大幅に短くでき、特に既設の橋梁等の構造物の補修の際に、補強工事の期間を短縮し建設コストを下げることが可能なアンカーボルト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】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、コンクリート製の上部構造物と下部構造物間に介在して上部構造物を支承する支承体の上下面に取り付けられて、上部及び下部構造物内に上下方向に向けて突出し、支承体を該上部及び下部構造物に固定させる真直な棒状のアンカーボルトであって、少なくとも上部及び下部構造物から支承体方向に向って外周面が縮径しているくさび部を有し、くさび部の軸方向長さが、軸方向全長の５０％以上となっていることにある。
【０００７】
上記のように構成した本発明においては、アンカーボルトに上部及び下部構造物からの引張り方向の力が働いたとき、くさび部の傾斜面によってコンクリート製の構造物に対して圧縮力が作用し、そのため上部及び下部構造物からの抜け力が大きくされる。また、くさび部の軸方向長さが軸方向全長の５０％以上となっているため、傾斜角度を小さくしても傾斜面積が十分に確保されて、アンカーボルトが大きな引き抜き力に対抗することができるので、くさび部の太さの増加を抑えることができる。そのため、アンカーボルトの長さを従来に比べて大幅に短くしても、従来と同等の上揚力に耐えることができる。その結果、本発明においては、アンカーボルトの構造物への取付作業特に既設の構造物の改造における取付作業が簡易にされる。
【０００８】
また、本発明において、くさび部の外周面の軸方向に対する傾斜角度が２〜１５°であることが望ましい。これにより、アンカーボルトの径の増加を抑えつつ、コンクリート製の上部及び下部構造物から受ける上揚力を適正に確保することができる。なお、傾斜角度が２°より小さいと、従来のアンカーボルトと同様にコンクリートに対して圧縮力が作用しなく摩擦力のみが作用する結果となり、アンカーボルトの受ける上揚力が低下する。また、傾斜角度が１５°より大きくなると、くさび部の径が大きくなり、既設の構造物の改造の際に、コンクリート内の鉄筋との干渉のために穴あけ作業が困難になる。
【０００９】
また、上記アンカーボルトにおいて、くさび部が、軸方向に配列された複数のくさび部分により構成されてもよい。このように、アンカーボルトにおいてくさび部を複数設けたことにより、くさび部が１つの場合に比べて径を細くしても同等の上揚力を得ることができる。そのため、特に既設の構造物の改造におけるアンカーボルトの取り付け作業が簡易にされる。また、複数のくさび部分がそれぞれ単一の部材からなり、複数のくさび部分が連結手段により連結されるものであることが望ましい。これにより、必要な上揚力に応じてくさび部分の数を調節して接続することができるため、要求される上揚力の違いに簡易に対応することができる。また、基準となる長さのくさび部分を多数用意しておくことができるため、くさび部分のコストが安価にされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンカーボルトのくさび部の傾斜面によってコンクリート製の構造物に対して圧縮力が作用して引抜き力が大きくされ、しかもくさび部の太さもあまり大きくならない。その結果、本発明においては、アンカーボルトの軸方向長さを従来に比べて大幅に短くしても、従来と同様の上揚力が得られ、アンカーボルトの構造物への取付作業特に既設の構造物の改造における埋設作業が簡易にされ、取付作業の工事期間が大幅に短縮されると共に工事コストが大幅に削減される。また、くさび部の外周面の軸方向に対する傾斜角度を２〜１５°とすることにより、上記効果が適正に得られる。また、アンカーボルトにおいてくさび部を複数設けたことにより、くさび部が１つの場合に比べて径を細くしても同等の上揚力が得られる。この場合、単一の部材である複数のくさび部分が連結されることにより、必要な上揚力に応じてくさび部分の数を調節することができるため、要求される上揚力の違いに簡易に対応することができると共に、アンカーボルトのコストがさらに安価にされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１は、実施例１に係るくさび型アンカーボルトを適用した橋梁支承構造について断面図により示し、図２はくさび型アンカーボルトを正面図により示したものである。橋梁支承構造は、下部構造物であるコンクリート製の橋脚１にゴム支承体１０を載置し、ゴム支承体１０で上部構造物であるコンクリート製の橋桁２を受け止めて支持するものである。ゴム支承体１０は、互いに平行に対向配置された上下２枚の長方形の鉄製厚板である下部及び上部プレート１１，１２と、両プレート１１，１２に接着されてその間に挟まれたゴム弾性体部１３を設けており、ゴム弾性体部１３内には上下に所定間隔を隔てて複数の鉄製薄板である硬質板１４が埋設されている。
【００１２】
下部プレート１１の下面には、その中央に設けた剪断キー１６ａを挟んで鉄製厚板である下側支持板１６が重ね合わされており、下部プレート１１の４隅にて上側からボルトにより固定されている。下側支持板１６の下面の四隅には、鉄製のくさび型アンカーボルト２１（以下、単にアンカーボルトと記す）が下面に固定されて鉛直下方に延びている。アンカーボルト２１は、下側支持板１６を橋脚１に載置した状態で、橋脚１に設けた垂直穴１７内に挿入されて、モルタル１７ａで固めることにより垂直穴１７内に定着される。上部プレート１２の上面には、その中央に設けた剪断キー１８ａに位置決めされて上側支持板１８が重ね合わされており、上側プレートの４隅にて下側から４本のボルトにより固定されている。上側支持板１８の上面の四隅には、アンカーボルト２１が上面に固定されて鉛直上方に延びている。アンカーボルト２１は、上側支持板１８を橋桁２に密着させた状態で、橋桁２に設けた垂直穴１９内に挿入されて、モルタル１９ａで固めることにより垂直穴１９内に定着される。
【００１３】
アンカーボルト２１は、図２に示すように、軸方向長さが全長の５０％以上を占めると共に軸心に対する傾斜角度θが２〜１５°である中実の円錐状のくさび部２２と、くさび部２２の小径端部（図示下端）から同軸状にわずかに延びた中実の円柱状の円柱部２３を一体で設けている。本実施例１においては、アンカーボルト２１は、くさび部２２の長さＬ１が２３０ｍｍ、円柱部２３の長さＬ２が２０ｍｍであり、くさび部２２の長さＬ１が全長Ｌ（＝２５０ｍｍ）の９２％になっている。また、くさび部２２の最大外径Ｄ２が１３１ｍｍφであり、円柱部２３の外径Ｄ１が５０ｍｍφとなっており、くさび部２２の傾斜角度θが１０°となっている。アンカーボルト２１は、下側支持板１６にはその下面に円柱部２３にて固定されて下方に向けて立設されており、上側支持板１８にはその上面に円柱部２３にて固定されて上方に向けて立設されている。これにより、アンカーボルト２１は、コンクリート製の橋脚１に生じる上揚力に対して、くさび部２２によって周囲のコンクリートに圧縮を加えるように作用することができる。
【００１４】
上記構成の実施例１においては、橋脚１に生じる上揚力がアンカーボルト２１に働いたとき、くさび部２２の傾斜面によって、コンクリート製の橋脚１と橋桁２全体に作用し、そのため引抜き力が大きくされる。また、くさび部２２の軸方向長さが、軸方向全長の９２％となっており傾斜角度が１０°となっているため、くさび部２２の傾斜面積が十分に確保されそのため引き抜き力が十分に高められため、くさび部２２の最大太さ１３１ｍｍφがあまり大きくならないようにされている。その結果、実施例１においては、従来のアンカーボルト（長さ５００ｍｍ、径５０ｍｍφ）に比べて長さが半分より短く、径が略２．６倍で、従来と同様の上揚力が得られた。そのため、コンクリート製の橋脚１と橋桁２へのアンカーボルト２１の取付作業、特に既設の橋梁の改造における埋設作業が簡易にされ、取付作業の工事期間が大幅に短縮されると共に工事コストが大幅に削減される。
【００１５】
つぎに、実施例２について説明する。
実施例２では、アンカーボルト２５について、図３に示すように、くさび部分である同一形状の基準アンカーボルト２６を２個直列につなぎ合わせたものである。基準アンカーボルト２６の連結手段としては、円柱部２８の外周面にねじみぞ２８ａを設けており、円錐状のくさび部２７の端面の軸心位置に円柱部２８が螺合できるねじ穴２７ａを設けたものである。これにより、一対の基準アンカーボルト２６の円柱部２８をくさび部２７のねじ穴２７ａに螺着させることにより、アンカーボルト２５が得られる。これにより、アンカーボルト２５については、くさび部が１つである上記実施例１のアンカーボルト２１に対して径が細くされているが、同等の上揚力を得ることが可能になる。
【００１６】
例えば、実施例２において、２つのくさび部２７を合せた長さＬ１が２８０ｍｍ、各くさび部分の傾斜角度が１０°、円柱部２８の長さが２０ｍｍ、円柱部２８の径が５０ｍｍφであり、くさび部２７の端部の最大外径Ｄ２が９９．４φになっている。その結果、実施例２においては、従来のアンカーボルト（長さ５００ｍｍ、径５０ｍｍφ）に比べて長さが６０％と短くなり、径が略２倍で、従来と同様の上揚力が得られた。その結果、実施例２においても、アンカーボルト２５の特に既設の橋梁等の構造物の改造における埋設作業が簡易にされるため、取付作業の工事期間が大幅に短縮されると共に工事コストが大幅に削減される。また、２つの基準アンカーボルト２６が互いに連結されるようになっているため、橋梁の違いによって必要となる上揚力に応じて、基準アンカーボルト２６の数を調節して接続することができる。また、基準アンカーボルト２６を多数用意しておくことができるため、基準アンカーボルト２６のコストが安価にされると共に、保管のためのスペースも削減される。そのため、実施例２においては、要求される上揚力の違いに簡易に対応することができると共に、アンカーボルト２５のコストがさらに安価にされる。
【００１７】
なお、上記実施例２において、２つの基準アンカーボルト２６の接続が、ねじ止めの代りに、溶接等の接着により行われてもよい。また、実施例２において、２つのくさび部２７が、分離可能ではなく鍛造加工等によって一体で形成されたものであってもよい。さらに、２つの基準アンカーボルト２６の連結手段の変形例として、例えば、図４に示すように、基準アンカーボルト２６の軸心に貫通穴２６ａを設けておき、くさび部２７側からボルト２９を挿通させて、先端を円柱部２８の貫通穴２６ａに溶接等によって固定させることにより行うことも可能である。また、実施例２においては、２つの基準アンカーボルト２６が接続されているが、必要に応じて３つ以上の基準アンカーボルト２６を接続させることもできる。
【００１８】
なお、上記実施例１，２においては、アンカーボルト２１、基準アンカーボルト２６は、くさび部と円筒部とを一体で有しているが、必要に応じてくさび部のみとすることも可能である。その他、上記各実施例に示したアンカーボルトについては、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、アンカーボルトのくさび部の傾斜面によってコンクリート製の構造物に対して圧縮力が作用して引抜き力が大きくされるため、くさび部の太さをあまり大きくすることなくアンカーボルトの長さを従来に比べて大幅に短くしても、従来と同等の上揚力が得られ、特に既設の構造物の改造におけるアンカーボルトの埋設作業が簡易にされ、取付作業の工事期間が大幅に短縮されると共に工事コストが大幅に削減されるので、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１であるアンカーボルトを用いた橋梁支承構造を概略的に示す断面図である。
【図２】同アンカーボルトを概略的に示す正面図である。
【図３】実施例２であるアンカーボルトを概略的に示す正面図である。
【図４】実施例２の変形例であるアンカーボルトを概略的に示す正面図である。
【図５】従来例であるアンカーボルトを用いた橋梁支承構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０…ゴム支承体、１６…下側支持板、１８…上側支持板、２１…アンカーボルト、２２…くさび部、２３…円柱部、２５…アンカーボルト、２６…基準アンカーボルト、２７…くさび部、２８…円柱部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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