(57)【要約】【課題】コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を良好に補強する。【解決手段】柱部と梁部との連結部位に係合する連結係合部から立設された柱係合部を柱部の隅角部に係合させるとともに連結係合部から横設された梁係合部を梁部の隅角部に係合させた係合部材を、連結部の上右、上左、下左、下右の連結部位にそれぞれ配置し、柱部を取り囲むように上方柱緊締部材により上右および上左の柱係合部を接続して緊張させ、柱部を取り囲むように下方柱緊締部材により下右および下左の柱係合部を接続して緊張させ、梁部を取り囲むように梁緊締部材により上右、上左、下左、下右の梁係合部を接続して緊張させる。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と前記柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を補強するコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記梁部の幅方向の一方側で且つ前記梁部の上面側における前記柱部と前記梁部との連結部位に係合する第１連結係合部と、前記第１連結係合部から立設されて前記柱部の隅角部に係合する第１柱係合部と、前記第１連結係合部から横設されて前記梁部の隅角部に係合する第１梁係合部とを有する第１係合部材と、
前記梁部の幅方向の他方側で且つ前記梁部の上面側における前記柱部と前記梁部との連結部位に係合する第２連結係合部と、前記第２連結係合部から立設されて前記柱部の隅角部に係合する第２柱係合部と、前記第２連結係合部から横設されて前記梁部の隅角部に係合する第２梁係合部とを有する第２係合部材と、
前記梁部の幅方向の他方側で且つ前記梁部の下面側における前記柱部と前記梁部との連結部位に係合する第３連結係合部と、前記第３連結係合部から垂設されて前記柱部の隅角部に係合する第３柱係合部と、前記第３連結係合部から横設されて前記梁部の隅角部に係合する第３梁係合部とを有する第３係合部材と、
前記梁部の幅方向の一方側で且つ前記梁部の下面側における前記柱部と前記梁部との連結部位に係合する第４連結係合部と、前記第４連結係合部から垂設されて前記柱部の隅角部に係合する第４柱係合部と、前記第４連結係合部から横設されて前記梁部の隅角部に係合する第４梁係合部とを有する第４係合部材と、
前記柱部を取り囲むように、前記第１柱係合部および前記第２柱係合部を接続して緊張させる上方柱緊締部材と、
前記柱部を取り囲むように、前記第３柱係合部および前記第４柱係合部を接続して緊張させる下方柱緊締部材と、
前記梁部を取り囲むように、前記第１梁係合部、前記第２梁係合部、前記第３梁係合部および前記第４梁係合部を接続して緊張させる梁緊締部材と、
を備えることを特徴とするコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記梁部の横設方向において前記第１柱係合部および前記第４柱係合部の反対側で前記柱部の隅角部に係合する第５柱係合部を有する第５係合部材と、
前記横設方向において前記第２柱係合部および前記第３柱係合部の反対側で前記柱部の隅角部に係合する第６柱係合部を有する第６係合部材と、をさらに備え、
前記上方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記第１柱係合部、前記第２柱係合部、前記第５係合部および前記第６係合部を相互に接続して緊張させ、
前記下方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記第３柱係合部、前記第４柱係合部、前記第５係合部および前記第６係合部を相互に接続して緊張させるコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項３】
請求項２に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記第１係合部材と前記第４係合部材とを連結する一方側連結部材と、
前記第２係合部材と前記第３係合部材とを連結する他方側連結部材と、
前記上下方向において前記上方柱緊締部材と前記下方柱緊締部材との間で、前記一方側連結部材および前記第５係合部材と、前記他方側連結部材および前記第６係合部材とを接続して緊張させる中間柱緊締部材と、をさらに備えるコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項４】
請求項３に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記中間柱緊締部材は、前記上下方向において前記上方柱緊締部材と前記下方柱緊締部材との間で、前記第５係合部材と前記第６係合部材とを接続して緊張させるコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項５】
請求項１に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記梁部が複数本、互いに異なる水平方向に前記柱部から横設されているとき、
前記第１係合部材、前記第２係合部材、前記第３係合部材および前記第４係合部材を一組の係合部材群として、前記係合部材群が前記梁部毎に設けられ、
前記上方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記複数の第１柱係合部および前記複数の第２柱係合部を接続して緊張させ、
前記下方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記複数の第３柱係合部および前記複数の第４柱係合部を接続して緊張させ、
前記梁緊締部材は前記梁部毎に設けられるコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項６】
請求項５に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
互いに隣接する２つの係合部材群では、前記柱部の同一の隅角部と係合する前記第１係合部材と前記第２係合部材とが一体化されるとともに、前記柱部の同一の隅角部と係合する前記第３係合部材と前記第４係合部材とが一体化されているコンクリート橋脚用補強器具。
【請求項７】
コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と前記柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を請求項１に記載のコンクリート橋脚用補強器具を用いて補強するコンクリート橋脚の補強工法であって、
前記第１係合部材、前記第２係合部材、前記第３係合部材および前記第４係合部材を前記連結部に係合させるとともに、前記上方柱緊締部材により前記柱部を取り囲むように前記第１柱係合部および前記第２柱係合部を接続し、前記下方柱緊締部材により前記柱部を取り囲むように前記第３柱係合部および前記第４柱係合部を接続し、前記梁緊締部材により前記梁部を取り囲むように前記第１梁係合部、前記第２梁係合部、前記第３梁係合部および前記第４梁係合部を相互に接続することで、前記連結部に対して前記コンクリート橋脚用補強器具を仮装着する第１工程と、
前記上方柱緊締部材、前記下方柱緊締部材および前記梁緊締部材と、前記連結部との間に主筋を配設するとともに、前記上方柱緊締部材、前記下方柱緊締部材および前記梁緊締部材に対して前記主筋を仮結束する第２工程と、
前記上方柱緊締部材、前記下方柱緊締部材および前記梁緊締部材を緊張させた後で、前記主筋を前記上方柱緊締部材、前記下方柱緊締部材および前記梁緊締部材に結束する第３工程と、
前記コンクリート橋脚用補強器具および前記主筋を取り囲むように型枠を設置した後で、コンクリートを打設する第４工程と、を備え、
前記第１工程ないし前記第４工程をこの順序で実行することを特徴とするコンクリート橋脚の補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、柱部に対して梁部を横設したラーメン構造を有するコンクリート橋脚を補強する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路、鉄道の高架橋等のコンクリート橋脚としてはラーメン橋脚が用いられることがあり、当該コンクリート橋脚の強度や耐震性を増大させるために次のような補強工法が用いられていた。例えば特許文献１では、橋脚外周面に両側から、Ｌ型またはコ字型の２個の補強鋼板を巻立て（取囲み）、両補強鋼板を溶接させた後、この補強鋼板と橋脚外周との間にモルタルを注入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４００５８９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の補強工法はコンクリート橋脚の柱部について補強するものであり、柱部と梁部との連結部については十分な補強が図られていない。したがって、当該連結部を有するコンクリート橋脚の強度や耐震性をさらに高めるためには、連結部の補強が重要となる。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を良好に補強することができるコンクリート橋脚用補強器具および補強工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】
本発明の一態様は、コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を補強するコンクリート橋脚用補強器具であって、梁部の幅方向の一方側で且つ梁部の上面側における柱部と梁部との連結部位に係合する第１連結係合部と、第１連結係合部から立設されて柱部の隅角部に係合する第１柱係合部と、第１連結係合部から横設されて梁部の隅角部に係合する第１梁係合部とを有する第１係合部材と、梁部の幅方向の他方側で且つ梁部の上面側における柱部と梁部との連結部位に係合する第２連結係合部と、第２連結係合部から立設されて柱部の隅角部に係合する第２柱係合部と、第２連結係合部から横設されて梁部の隅角部に係合する第２梁係合部とを有する第２係合部材と、梁部の幅方向の他方側で且つ梁部の下面側における柱部と梁部との連結部位に係合する第３連結係合部と、第３連結係合部から垂設されて柱部の隅角部に係合する第３柱係合部と、第３連結係合部から横設されて梁部の隅角部に係合する第３梁係合部とを有する第３係合部材と、梁部の幅方向の一方側で且つ梁部の下面側における柱部と梁部との連結部位に係合する第４連結係合部と、第４連結係合部から垂設されて柱部の隅角部に係合する第４柱係合部と、第４連結係合部から横設されて梁部の隅角部に係合する第４梁係合部とを有する第４係合部材と、柱部を取り囲むように、第１柱係合部および第２柱係合部を接続して緊張させる上方柱緊締部材と、柱部を取り囲むように、第３柱係合部および第４柱係合部を接続して緊張させる下方柱緊締部材と、梁部を取り囲むように、第１梁係合部、第２梁係合部、第３梁係合部および第４梁係合部を接続して緊張させる梁緊締部材と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の他の態様は、コンクリート橋脚のうち上下方向に立設された柱部と柱部から横設された梁部とが相互に連結された連結部を、上記コンクリート橋脚用補強器具を用いて補強するコンクリート橋脚の補強工法であって、第１係合部材、第２係合部材、第３係合部材および第４係合部材を連結部に係合させるとともに、上方柱緊締部材により柱部を取り囲むように第１柱係合部および第２柱係合部を接続し、下方柱緊締部材により柱部を取り囲むように第３柱係合部および第４柱係合部を接続し、梁緊締部材により梁部を取り囲むように第１梁係合部、第２梁係合部、第３梁係合部および第４梁係合部を相互に接続することで、連結部に対してコンクリート橋脚用補強器具を仮装着する第１工程と、上方柱緊締部材、下方柱緊締部材および梁緊締部材と、連結部との間に主筋を配設するとともに、上方柱緊締部材、下方柱緊締部材および梁緊締部材に対して主筋を仮結束する第２工程と、上方柱緊締部材、下方柱緊締部材および梁緊締部材を緊張させた後で、主筋を上方柱緊締部材、下方柱緊締部材および梁緊締部材に結束する第３工程と、コンクリート橋脚用補強器具および主筋を取り囲むように型枠を設置した後で、コンクリートを打設する第４工程と、を備え、第１工程ないし第４工程をこの順序で実行することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように構成された本発明では、４つの係合部材を連結部に係合させた状態で、柱部を取り囲むように設けられる上方柱緊締部材および下方柱緊締部材と、梁部を取り囲むように設けられる梁緊締部材とを設け、これらによって連結部に対して圧縮応力を与えている。このため、上記連結部を良好に補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】橋梁構造の一例を模式的に示す図である。
【図２】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具を用いてコンクリート橋脚を補強する補強工法を示すフローチャートである。
【図３Ａ】コンクリート橋脚の連結部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】コンクリート橋脚の柱部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。
【図３Ｃ】コンクリート橋脚の中間梁部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。
【図４】コンクリート橋脚の補強工法の一部を模式的に示す図である。
【図５】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第４実施形態を示す図である。
【図８】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第５実施形態、ならびに当該補強器具の適用対象となるコンクリート橋脚を示す図である。
【図９】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第６実施形態を示す図である。
【図１０】本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具の第７実施形態ないし第１０実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は橋梁構造の一例を模式的に示す図である。この橋梁構造は都市高速道路や鉄道の高架橋１に適用されるものである。この高架橋１は、上部構造２と、上部構造２から作用する鉛直荷重及び水平荷重を支持するコンクリート橋脚３とを有している。なお、図１では、上部構造２のうち主桁２１のみを図示している。同図および後で説明する各図では、橋梁の各部の位置関係を明確にするために、主桁２１が延設される水平方向を「前後方向」とし、それに直交する水平方向を「左右方向」とし、鉛直方向を「上下方向」としている。
【００１１】
コンクリート橋脚３は、いわゆる多層ラーメン橋脚であり、図１に示すように、主桁２１に対応して設けられた２本の柱部３１、３１と、２本の柱部３１、３１の頂部に橋渡しされるように設けられた上方梁部３２と、２本の柱部３１、３１の中間部に横設された中間梁部３３と、柱部３１、３１の下端に連なるコンクリート製のフーチング３４と、フーチング３４を支持する複数の基礎杭（図示省略）とを有している。なお、基礎杭とフーチング３４と柱部３１、３１の下端部は地表面ＧＬの下方に埋設されている。
【００１２】
このように構成されたコンクリート橋脚３では、コンクリート橋脚３の強度や耐震性を高めるためには、柱部３１と中間梁部３３とが連結された連結部３５（図１においてドットを付した部分）を補強することが重要となる。そこで、本実施形態では、後で説明するコンクリート橋脚用補強器具を用いてコンクリート橋脚３の連結部３５を補強するとともに、連結部３５を除く部分についても別の補強器具を用いて補強している。以下、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図４を参照しつつコンクリート橋脚３の補強工程について説明する。
【００１３】
図２は本発明にかかるコンクリート橋脚用補強器具を用いてコンクリート橋脚を補強する補強工法を示すフローチャートである。また、図３Ａはコンクリート橋脚の連結部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。また、図３Ｂはコンクリート橋脚の柱部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。また、図３Ｃはコンクリート橋脚の中間梁部を補強する補強器具および補強器具の施工を模式的に示す図である。さらに、図４はコンクリート橋脚の補強工法の一部を示す模式的に図である。なお、ここでは、コンクリート橋脚３の連結部３５、当該連結部３５の周辺に位置する柱部３１および中間梁部３３の一部における補強について上記図面を参照しつつ説明するが、それら以外の部分についても同様である。
【００１４】
まず最初に、地表面ＧＬを掘削してコンクリート橋脚３のうちフーチング３４と接続される柱部３１の下端部、つまりフーチング接続部位を露出させる（ステップＳ１）。そして、コンクリート橋脚３の各部、つまり連結部３５、柱部３１および中間梁部３３に対し、補強器具４、５、６をそれぞれ仮装着する（ステップＳ２）。補強器具４、５、６は、それぞれコンクリート橋脚３の連結部３５、柱部３１（連結部３５の領域を除く）および中間梁部３３（連結部３５の領域を除く）を補強するための器具であり、コンクリート橋脚３に対して係合可能な複数の係合部材と、コンクリート橋脚３に係合された複数の係合部材を相互に接続して緊張させる複数の緊締部材とで構成されている。以下、連結部３５への補強器具４の仮装着、連結部３５を除く柱部３１への補強器具５の仮装着、および連結部３５を除く梁部３３への補強器具６の仮装着の順序で、補強器具の構成および仮装着手順について説明する。
【００１５】
補強器具４は、図３Ａに示すように、略Ｌ字状の４本の係合部材４１〜４４と、上下方向に延設された２本の係合部材４５、４６と、上下方向に延設された２本の連結部材４７Ａ、４７Ｂと、４種類の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄとを有している。係合部材４１〜４４は基本的に同一形状を有しており、配設位置や配設姿勢のみが互いに相違している。
【００１６】
第１係合部材４１は、中間梁部３３の幅方向（前後方向）の一方側（後側）で且つ中間梁部３３の上面側における柱部３１と中間梁部３３との連結部位Ｃ１（図１参照）に係合する第１連結係合部４１１と、第１連結係合部４１１から上方向に立設されて柱部３１の隅角部に係合する第１柱係合部４１２と、第１連結係合部４１１から右方向に横設されて中間梁部３３の隅角部に係合する第１梁係合部４１３とを有している。第１柱係合部４１２および第１梁係合部４１３は図３Ａに示すように断面視において十字形状を有している。そして、第１柱係合部４１２では前方向に突出したフランジ部位と左方向に突出したフランジ部位とが略直交し、柱部３１の後右側隅角部に係合可能となる一方、右方向に突出したフランジ部位および後方向に突出したフランジ部位には、上方柱緊締部材４８Ａの一構成要素であるＰＣ鋼棒を挿通するための貫通孔が設けられている。また、第１梁係合部４１３では前方向に突出したフランジ部位と下方向に突出したフランジ部位とが略直交し、中間梁部３３の後上側隅角部に係合可能となる一方、上方向に突出したフランジ部位および後方向に突出したフランジ部位には、梁緊締部材４８Ｂの一構成要素であるＰＣ鋼棒を挿通するための貫通孔が設けられている。なお、第１係合部材４１としては、例えば４本の山形鋼を溶接して形成してもよいし、十字形の断面を有する２本の形鋼を溶接して形成してもよい。これらの点については、次に説明する第２係合部材４２、第３係合部材４３および第４係合部材４４においても同様である。
【００１７】
第２係合部材４２は、中間梁部３３の幅方向（前後方向）の他方側（前側）で且つ中間梁部３３の上面側における柱部３１と中間梁部３３との連結部位Ｃ２（図１参照）に係合する第２連結係合部４２１と、第２連結係合部４２１から上方向に立設されて柱部３１の前上側隅角部に係合する第２柱係合部４２２と、第２連結係合部４２１から右方向に横設されて中間梁部３３の前上側隅角部に係合する第２梁係合部４２３とを有している。また、第３係合部材４３は、中間梁部３３の幅方向（前後方向）の他方側（前側）で且つ中間梁部３３の下面側における柱部３１と中間梁部３３との連結部位（図示省略）に係合する第３連結係合部４３１と、第３連結係合部４３１から下方に垂設されて柱部３１の前下側隅角部に係合する第３柱係合部４３２と、第３連結係合部４３１から右方向に横設されて中間梁部３３の前下側隅角部に係合する第３梁係合部４３３とを有している。さらに、第４係合部材４４は、中間梁部３３の幅方向（前後方向）の一方側（後側）で且つ中間梁部３３の下面側における柱部３１と中間梁部３３との連結部位Ｃ４（図１参照）に係合する第４連結係合部４４１と、第４連結係合部４４１から下方に垂設されて柱部３１の後下側隅角部に係合する第４柱係合部４４２と、第４連結係合部４４１から右方向に横設されて中間梁部３３の後下側隅角部に係合する第４梁係合部４４３とを有している。
【００１８】
そして、このように構成された４つの係合部材４１〜４４のうち第１係合部材４１と第４係合部材４４は連結部材４７Ａによって相互に連結されて一体化され、第２係合部材４２と第３係合部材４３は連結部材４７Ｂによって相互に連結され、これによって一体化されている。また、連結部材４７Ａ、４７Ｂには、中間柱緊締部材４８Ｄの一構成要素であるＰＣ鋼棒を挿入するための貫通孔が設けられている。
【００１９】
第５係合部材４５は、中間梁部３３の横設方向（左右方向）において第１柱係合部４１２および第４柱係合部４４２の反対側で柱部３１の隅角部に係合する第５柱係合部４５１を有している。この第５柱係合部４５１では、前方向に突出したフランジ部位と右方向に突出したフランジ部位とが略直交し、柱部３１の後左側隅角部に係合可能となる一方、左方向に突出したフランジ部位および後方向に突出したフランジ部位には、柱緊締部材４８Ａ、４８Ｃ、４８Ｄの一構成要素であるＰＣ鋼棒を挿入するための貫通孔が設けられている。なお、第５係合部材４５としては、例えば２本の山形鋼を溶接して形成してもよいし、十字形の断面を有する１本の形鋼を形成してもよい。これらの点については、次に説明する第６係合部材４６（後で説明する係合部材５１〜５８（図３Ｂ）、６１〜６４（図３Ｃ））においても同様である。
【００２０】
第６係合部材４６は、中間梁部３３の横設方向（左右方向）において第２柱係合部４２２および第３柱係合部４３２の反対側で柱部３１の隅角部に係合する第６柱係合部４６１を有している。この第６柱係合部４６１では、後方向に突出したフランジ部位と右方向に突出したフランジ部位とが略直交し、柱部３１の前左側隅角部に係合可能となる一方、左方向に突出したフランジ部位および前方向に突出したフランジ部位には、柱緊締部材４８Ａ、４８Ｃ、４８Ｄの一構成要素であるＰＣ鋼棒を挿入するための貫通孔が設けられている。
【００２１】
本実施形態では、４種類の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄを用いているが、これらは基本的に同一である。つまり、各緊締部材４８Ａ〜４８Ｄは係合部の間に渡されるストレートなＰＣ鋼棒と、各ＰＣ鋼棒の両端に螺合するナットとで構成されている。したがって、図３Ａおよび図４中の（ａ）欄に示すように、係合部材４１〜４６を連結部３５に係合させた状態で各緊締部材４８Ａ〜４８Ｄをセットすることで連結部３５に補強器具４を仮装着することができる。つまり、上方柱緊締部材４８ＡのＰＣ鋼棒を第１柱係合部４１２、第２柱係合部４２２、第６柱係合部４６１および第５柱係合部４５１の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、上方柱緊締部材４８Ａにより連結部３５の上方側柱領域を取り囲んで保持する。また、梁緊締部材４８ＢのＰＣ鋼棒を第１梁係合部４１３、第２梁係合部４２３、第３梁係合部４３３および第４梁係合部４４３の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、梁緊締部材４８Ｂにより連結部３５の左側中間梁領域を取り囲んで保持する。また、下方柱緊締部材４８ＣのＰＣ鋼棒を第４柱係合部４４２、第３柱係合部４３２、第６柱係合部４６１および第５柱係合部４５１の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、下方柱緊締部材４８Ｃにより連結部３５の下方側柱領域を取り囲んで保持する。こうして、連結部３５への補強器具４の仮装着が完了する。なお、ここでは図３Ａに示すように左側の連結部３５について説明したが、右側の連結部３５についても同様の仮装着作業を行う。
【００２２】
補強器具５は、図３Ｂに示すように、上下方向に延設された８本の係合部材５１〜５８と、２種類の緊締部材５９Ａ、５９Ｂとを有している。係合部材５１〜５８は上記した係合部材４５、４６と同一形状を有している。このため、係合部材５１〜５８の各部については相当符号を付して構成の説明を省略する。また、補強器具５では、２種類の緊締部材５９Ａ、５９Ｂを用いているが、これらは基本的に補強器具４の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄと同一である。すなわち、連結部３５の上方側で４本の係合部材５１〜５４をそれぞれ柱部３１の隅角部に係合させた状態で上方柱緊締部材５９ＡのＰＣ鋼棒を係合部材５１〜５４の柱係合部５１２〜５４２の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、上方柱緊締部材５９Ａにより連結部３５よりも上方側の柱部３１を取り囲んで保持する。また、連結部３５の下方側で４本の係合部材５５〜５８をそれぞれ柱部３１の隅角部に係合させた状態で下方柱緊締部材５９ＢのＰＣ鋼棒を係合部材５５〜５８の柱係合部５５２〜５８２の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、下方柱緊締部材５９Ｂにより連結部３５よりも下方側の柱部３１を取り囲んで保持する。こうして、連結部３５を除く柱部３１への補強器具５の仮装着が完了する。なお、ここでは図３Ｂに示すように左側の柱部３１について説明したが、右側の柱部３１についても同様の仮装着作業を行う。
【００２３】
補強器具６は、図３Ｃに示すように、梁部３３の横設方向（左右方向）に延設された４本の係合部材６１〜６４と、緊締部材６５とを有している。係合部材６１〜６４は上記した係合部材４５、４６と同一形状を有している。このため、係合部材６１〜６４の各部については相当符号を付して構成の説明を省略する。また、補強器具６では、１種類の緊締部材６５を用いているが、これは基本的に補強器具４の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄと同一である。すなわち、左右の連結部３５に挟まれた範囲で４本の係合部材６１〜６４をそれぞれ中間梁部３３の隅角部に係合させた状態で緊締部材６５のＰＣ鋼棒を係合部材６１〜６４の梁係合部６１３〜６４３の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付けることで、中間梁部３３のうち梁緊締部材６５により左右の連結部３５より挟まれた梁領域を取り囲んで保持する。こうして、連結部３５を除く中間梁部３３への補強器具６の仮装着が完了する。
【００２４】
こうして補強器具４〜６の仮装着が完了すると、図４中の（ｂ）欄に示すように、緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５に対して主筋７を仮結束する（ステップＳ３）。それに続けて緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５のナットを締め付けてＰＣ鋼棒を緊張させる（ステップＳ４）。これによって、柱部３１に対しては柱部３１の軸線方向（上下方向）と直交する方向から圧縮応力が与えられ、中間梁部３３の軸線方向（左右方向）と直交する方向から圧縮応力が与えられ、さらに連結部３５においても柱領域および梁領域に対しても圧縮応力が与えられる。その結果、コンクリート橋脚３が良好に補強される。
【００２５】
また、緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５の緊張後に、これら緊張状態にある緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５に対して主筋７を最終的に強固に結束する（ステップＳ５）。そして、主筋７の最終結束後に、図４中の（ｃ）欄に示すように、コンクリート橋脚３を取り囲むように型枠８を設置し（ステップＳ６）、補強器具４〜６が装着されたコンクリート橋脚３と型枠８との間にコンクリートを打設し（ステップＳ７）、さらにコンクリート養生を行う（ステップＳ８）。こうしてコンクリート橋脚３の補強を完了する。なお、本実施形態では、型枠８として、外面に化粧が施されて残存型枠を用いるため、上記補強器具４〜６およびコンクリートで補強されたコンクリート橋脚３から型枠８を取り外す必要がなく、補強コストの低減とともに優れた美観を確保することができる。もちろん、化粧残存型枠を用いることは本発明の必須要件ではなく、通常通りに型枠８を取り外してコンクリート面を露出させるように構成してもよい。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、係合部材４１〜４６を連結部３５に係合させた状態で緊締部材４８Ａ〜４８Ｄのナットを締め付けて緊張させている。つまり、上方柱緊締部材４８ＡのＰＣ鋼棒を第１柱係合部４１２、第２柱係合部４２２、第６柱係合部４６１および第５柱係合部４５１の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付け、締め付けることでＰＣ鋼棒とともに４つの柱係合部４１２、４２２、４６１、４５１を緊張させている。このため、連結部３５の上方側柱領域に対して柱部３１の軸線方向と直交する方向から圧縮応力を与えることができる。また、梁緊締部材４８ＢのＰＣ鋼棒を第１梁係合部４１３、第２梁係合部４２３、第３梁係合部４３３および第４梁係合部４４３の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付け、締め付けることでＰＣ鋼棒とともに４つの梁係合部４１３、４２３、４３３、４４３を緊張させている。このため、連結部３５の中間梁領域に対して中間梁部３３の軸線方向と直交する方向から圧縮応力を与えることでできる。また、下方柱緊締部材４８ＣのＰＣ鋼棒を第４柱係合部４４２、第３柱係合部４３２、第６柱係合部４６１および第５柱係合部４５１の間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付け、締め付けることでＰＣ鋼棒とともに４つの柱係合部４４２、４３２、４６１、４５１を緊張させている。このため、連結部３５の下方側柱領域に対して柱部３１の軸線方向と直交する方向から圧縮応力を与えることができる。さらに、中間柱緊締部材４８ＤのＰＣ鋼棒を後側連結部材４７Ａ、第５柱係合部４５１、第６柱係合部４６１および前側連結部材４７Ｂの間に渡し、各ＰＣ鋼棒の両端にナットを取り付け、締め付けることでＰＣ鋼棒とともに２つの柱係合部４５１、４６１ならびに連結部材４７Ａ、４７Ｂを緊張させている。このため、連結部３５の中間柱領域（上方柱領域と下方柱領域とに挟まれた領域）に対して柱部３１の軸線方向と直交する方向から圧縮応力を与えることができる。このように連結部３５の各領域に対して圧縮応力を与えているため、連結部３５を良好に補強することができる。また、連結部３５以外に、柱部３１および中間梁部３３についても上記と同様にして圧縮応力を与え、良好に補強している。したがって、コンクリート橋脚３は優れた強度および耐震性を有している。
【００２７】
また、上記実施形態では、緊張状態の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５がいわゆるフープ筋として機能するが、従来のようにフープ筋の両端部の末端を折り曲げて単に互いに係合させた場合に比べ、柱部３１の座屈に対して大きな抵抗力を有している。さらに、緊張状態の緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５に対して主筋７を結束させているため、主筋７を優れたせん断強度で囲うことができ、補強後のコンクリート橋脚３の強度を高めることができる。
【００２８】
このように本実施形態では、補強器具４が本発明の「コンクリート橋脚用補強器具」の一例に相当している。また、中間梁部３３が本発明の「梁部」の一例に相当している。また、連結部材４７Ａ、４７Ｂがそれぞれ本発明の「一方側連結部材」および「他方側連結部材」の一例に相当している。また、ステップＳ２、Ｓ３がそれぞれ本発明の「第１工程」および「第２工程」の一例に相当し、ステップＳ４、Ｓ５が本発明の「第３工程」の一例に相当し、ステップＳ６、Ｓ７が本発明の「第４工程」の一例に相当している。
【００２９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、例えば図３Ａに示すように係合部材４２の柱係合部４２２および梁係合部４２３の端部に対して特段の加工を施していないが、例えば図５に示すように各端部においてフランジ部位同士を連結片９１によって連結してもよく、これによってフランジ部位の変形を効果的に防止することができる。なお、柱係合部４２２および梁係合部４２３の端部への連結片９１の連結は溶接などを用いることができる。また、係合部材４２の製造時に連結片９１が形成してもよい。また、柱係合部４２２および梁係合部４２３の中間部において、ＰＣ鋼棒を挿通させるための貫通孔を避けながら略三角形状の補強リブ９２（図５中の点線参照）を溶接などによって取り付けてもよく、これによってフランジ部位の変形をさらに効果的に防止することができる。なお、ここでは、係合部材４２について説明したが、その他の係合部材４１、４３、４４〜４６、５１〜５８、６１〜６４に対しても同様の補強を施してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
また、係合部材４２、５２に連結片９１を取り付けた場合、例えば図６に示すように各連結片９１に貫通孔９３を設け、両者の端部を突き合わせた状態で貫通孔９３に対してボルト９４を挿通させ、ナット９５で締結することで係合部材４２、５２を相互に連結してもよい。もちろん、このような連結組み合わせは係合部材対４２、５２に限定されるものではなく、他の組み合わせ、つまり係合部材対４１、５１、係合部材対４３、５６、係合部材対４４、５５、係合部材対４５、５４（５８）や係合部材対４６、５３（５７）にも適用することができ、これらによって補強器具４、５同士は一体化されて補強強度を増大させることができる。このような補強は補強器具４、６同士にも適用することができる。さらに、柱係合部４１２、４２２、４３２、４４２、…や梁係合部材４１３、４２３、４３３、４４３、…に対して適用してもよい。
【００３１】
また、例えば図７に示すように柱部３１と係合部材４１〜４６、５１〜５８との間にゴムや樹脂などの変形可能なシート９６を介挿させてもよく、シート９６を介して両者が密着して緊締部材４８Ａ、４８Ｃ、４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂの緊張による圧縮応力を柱部３１に与えることができる。また、梁部３３と係合部材４１〜４４、６１〜６４との間にゴムや樹脂などの変形可能なシート９６を介挿させてもよく、上記と同様の作用効果が得られる。
【００３２】
また、上記実施形態では、前後方向において梁部３３の幅が柱部３１と同じであるが、図８（ａ）に示すように、梁部３３の幅が柱部３１よりも狭い場合にも、同図（ｂ）に示すように本発明を適用することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、矩形断面を有する柱部３１を用いたコンクリート橋脚３に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。例えば図９（ａ）に示すように、梁部３３との連結箇所に対して梁部３３の反対側の断面形状が湾曲しており、柱部３１の断面が略半楕円形状となっている場合にも本発明を適用することができる。この場合、図９に示すように、係合部材４５、４６、５３、５４、５７、５８の代わりに、複数の支持部材１０を用いることができる。各支持部材１０は柱部３１の表面に対して係合自在に設けられた柱形状を有しており、その外面は柱部３１の湾曲形状に対応して湾曲状に形成されている。また、各支持部材１０の外面には、緊締部材４８Ａ、４８Ｃ、４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂを案内するガイド溝１０Ａが形成されている。このため、図９（ａ）に示すように、支持部材１０を設けた分だけ柱部３１から緊締部材４８Ａ、４８Ｃ、４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂを離間して配置し、その間に主筋を配設可能となっている。
【００３４】
また、上記実施形態では、第１係合部材４１と第４係合部材４４とを連結部材４７Ａによって相互に連結して一体化し、第２係合部材４２と第３係合部材４３とを連結部材４７Ｂによって相互に連結して一体化しているが、例えば図１０（ａ）に示すように、係合部材４１〜４４を相互に離間した状態で配設してもよい。また、第５係合部材４５を２本の係合部材４５１、４５１に分離して設けてもよい。この点については、第６係合部材４６についても同様である。
【００３５】
また、上記実施形態では、上下方向における同一位置で柱部３１に対して１本の梁部３３が連結されたコンクリート橋脚３に対して補強器具４〜６を装着しているが、複数本の梁部が柱部３１から互いに異なる水平方向に横設されたコンクリート橋脚に対しても本発明を適用することができる。すなわち、第１係合部材４１、第２係合部材４２、第３係合部材４３および第４係合部材４４を一組の係合部材群として、係合部材群が梁部３３毎に設けられ、上方柱緊締部材が柱部３１を取り囲むように第１柱係合部４１２および第２柱係合部４２２を接続して緊張させ、下方柱緊締部材が柱部３１を取り囲むように第３柱係合部４３２および第４柱係合部４４２を接続して緊張させ、梁緊締部材６５が梁部毎に設けられるように構成してもよい。例えば図１０（ｂ）に示すように、上方からの平面視で直交して２本の中間梁部３３１、３３２が柱部３１に連結されているコンクリート橋脚３の連結部３５に対しては、第１係合部材４１、第２係合部材４２、第３係合部材４３、第４係合部材４４、第６係合部材（同図には図示されてないが図３Ｂ中の符号４６と同じ構成）、第７係合部材４０Ａ、第８係合部材４０Ｂおよび複数の緊締部材（同図中の破線）を有する補強器具４によって補強することができる。
【００３６】
これらのうち第７係合部材４０Ａは、第１係合部材４１の梁係合部４１３と第２係合部材４２の梁係合部４２３とは独立して残しつつ、第１係合部材４１の連結係合部４１１と第２係合部材４２の連結係合部４２１とを共通化するとともに、第１係合部材４１の柱係合部４１２と第２係合部材４２の柱係合部４２２とを共通化し、第１係合部材４１と第２係合部材４２とを一体化させたものである。一方、第８係合部材４０Ｂは、第３係合部材４３の梁係合部４３３と第４係合部材４４の梁係合部４４３とは独立して残しつつ、第３係合部材４３の連結係合部４３１と第４係合部材４４の連結係合部４４１とを共通化するとともに、第３係合部材４３の柱係合部４３２と第４係合部材４４の柱係合部４４２とを共通化し、第３係合部材４３と第４係合部材４４とを一体化させたものである。
【００３７】
そして、図１０（ｂ）に示すように、連結部３５において中間梁部３３１、３３２は互いに隣接する連結部位に対して第７係合部材４０Ａおよび第８係合部材４０Ｂが係合して配置され、残りの連結部位に対して係合部材４１〜４４が係合して配置され、さらに柱係合部の間ならびに梁係合部の間に緊締部材が設けられることで連結部３５が補強されている。なお、ここでは、隣接する連結部位に対して第７係合部材４０Ａを係合させているが、一体化させることは必須ではなく、それぞれ分離した形で係合部材４１、４２を配置してもよい。この点に関しては、第８係合部材４０Ｂも同様である。これらの点は図１０（ｃ）、（ｄ）についても同様である。
【００３８】
図１０（ｃ）に示すように、上方からの平面視で直交して３本の中間梁部３３１〜３３３が柱部３１に連結されているコンクリート橋脚３の連結部３５に対しては、第１係合部材４１、第２係合部材４２、第３係合部材４３、第４係合部材４４、２つの第７係合部材４０Ａ、２つの第８係合部材４０Ｂおよび複数の緊締部材（同図中の破線）を有する補強器具４によって補強することができる。また、図１０（ｄ）に示すように、上方からの平面視で直交して４本の中間梁部３３１〜３３４が柱部３１に連結されているコンクリート橋脚３の連結部３５に対しては、４つの第７係合部材４０Ａ、４つの第８係合部材４０Ｂおよび複数の緊締部材（同図中の破線）を有する補強器具４によって補強することができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、緊締部材４８Ａ〜４８Ｄ、５９Ａ、５９Ｂ、６５をＰＣ鋼棒とナットとで構成しているが、緊締部材の構成はこれに限定されるものではなく、例えばＰＣ鋼棒の代わりにネジ鉄筋棒や鋼線などを用いてもよい。
【００４０】
さらに、本発明の適用対象は図１や図８に示す多層ラーメン橋脚に限定されるものではなく、柱部から梁部が横設されて連結部が形成されているコンクリート橋脚に対して適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明は、柱部に対して梁部を横設したラーメン構造を有するコンクリート橋脚を補強する技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
３…コンクリート橋脚、
４…補強器具、
７…主筋、
８…型枠、
３３、３３１〜３３４…中間梁部、
３５…連結部、
４０Ａ…第７係合部材、
４０Ｂ…第８係合部材、
４１…第１係合部材、
４２…第２係合部材、
４３…第３係合部材、
４４…第４係合部材、
４５…第５係合部材、
４６…第６係合部材、
４７Ａ…後側連結部材（一方側連結部材）、
４７Ｂ…前側連結部材（他方側連結部材）、
４８Ａ，５９Ａ…上方柱緊締部材、
４８Ｂ、６５…梁緊締部材、
４８Ｃ、５９Ｂ…下方柱緊締部材、
４８Ｄ…中間柱緊締部材、
４１１…第１連結係合部、
４１２…第１柱係合部、
４１３…第１梁係合部、
４２１…第２連結係合部、
４２２…第２柱係合部、
４２３…第２梁係合部、
４３１…第３連結係合部、
４３２…第３柱係合部、
４３３…第３梁係合部、
４４１…第４連結係合部、
４４２…第４柱係合部、
４４３…第４梁係合部、
４５１…第５柱係合部、
４６１…第６柱係合部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４…連結部位
【図１】
2018076651.tif 000003
【図２】
2018076651.tif 000004
【図３Ａ】
2018076651.tif 000005
【図３Ｂ】
2018076651.tif 000006
【図３Ｃ】
2018076651.tif 000007
【図４】
2018076651.tif 000008
【図５】
2018076651.tif 000009
【図６】
2018076651.tif 000010
【図７】
2018076651.tif 000011
【図８】
2018076651.tif 000012
【図９】
2018076651.tif 000013
【図１０】
2018076651.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月1日(2017.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート橋脚用補強器具であって、
前記梁部の横設方向において前記第１柱係合部および前記第４柱係合部の反対側で前記柱部の隅角部に係合する第５柱係合部を有する第５係合部材と、
前記横設方向において前記第２柱係合部および前記第３柱係合部の反対側で前記柱部の隅角部に係合する第６柱係合部を有する第６係合部材と、をさらに備え、
前記上方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記第１柱係合部、前記第２柱係合部、前記第５柱係合部および前記第６柱係合部を相互に接続して緊張させ、
前記下方柱緊締部材は、前記柱部を取り囲むように、前記第３柱係合部、前記第４柱係合部、前記第５柱係合部および前記第６柱係合部を相互に接続して緊張させるコンクリート橋脚用補強器具。