(57)【要約】【課題】躯体の壁厚を薄くすることが可能な塔構造物の構造、複合補強材及び複合補強材の製造方法を提供する。【解決手段】橋脚１の躯体１１に沿ってスパイラルカラム２を埋設させた塔構造物の構造である。  ここで、スパイラルカラムは、板状のフランジが対峙して形成されるＨ形鋼３と、フランジの側縁に接触させるとともに板面からは離隔された状態でＨ形鋼を包囲する鉄筋組立体４とを備えている。  そして、スパイラルカラムを躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置することで、スパイラルカラムの埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていない部位とが交互に形成され、橋脚の躯体表層には帯鉄筋（１２，１３）が埋設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔構造物の躯体に沿って複合補強材を埋設させた塔構造物の構造であって、
前記複合補強材は、板状のフランジが対峙して形成される鉛直鋼材と、前記フランジの側縁に接触させるとともに板面からは離隔された状態で前記鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体とを備え、
前記複合補強材を前記躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置することで、前記複合補強材の埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていない部位とが交互に形成され、前記塔構造物の躯体表層には帯鉄筋が埋設されていることを特徴とする塔構造物の構造。
【請求項２】
コンクリート構造物に埋設される複合補強材であって、
板状のフランジが対峙して形成される鉛直鋼材と、
前記フランジの側縁に接触させるとともに板面からは離隔された状態で前記鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする複合補強材。
【請求項３】
前記鉛直鋼材は、Ｈ形鋼又はＩ形鋼であることを特徴とする請求項２に記載の複合補強材。
【請求項４】
前記鉄筋組立体は、前記鉛直鋼材の軸方向に延伸される螺旋状鉄筋と、前記軸方向と略平行に延伸されて前記フランジと前記螺旋状鉄筋との間に配置される軸方向鉄筋とを備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の複合補強材。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の複合補強材の製造方法であって、
前記鉛直鋼材を軸方向が横方向となるようにして、前記軸方向に間隔を置いて配置される支持架台間に架け渡す工程と、
前記鉛直鋼材を囲むように、前記フランジの側縁に接触させながら前記鉄筋組立体を組み付ける工程とを備えたことを特徴とする複合補強材の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の複合補強材の製造方法であって、
前記鉛直鋼材を軸方向が横方向となるようにして、前記軸方向に間隔を置いて配置される支持架台間に架け渡す工程と、
前記フランジの外側に前記軸方向鉄筋を沿うように配置する工程と、
前記鉛直鋼材及び軸方向鉄筋を囲むように、前記フランジの側縁に接触させながら前記螺旋状鉄筋を組み付ける工程とを備えたことを特徴とする複合補強材の製造方法。
【請求項７】
前記鉛直鋼材の両側の前記フランジの外側の板面に対して、前記軸方向に間隔を置いてスペーサを取り付けて前記螺旋状鉄筋との間に介在させることを特徴とする請求項６に記載の複合補強材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塔構造物の躯体に沿って複合補強材を埋設させた塔構造物の構造、複合補強材及び複合補強材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、橋梁の橋脚などの塔構造物の構造として、Ｈ形鋼などの鉛直鋼材を鉄筋組立体によって包囲させた複合補強材を、躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４６３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に開示された複合補強材は、鉛直鋼材の全周において、鉄筋組立体を構成する螺旋鉄筋が鉛直鋼材に接しないような配置となっている。このため、複合補強材の厚みは、鉛直鋼材と螺旋鉄筋との離隔が加わった厚さとなる。そして、複合補強材の厚さは、そのまま躯体の壁厚に反映されることになる。
【０００５】
そこで、本発明は、躯体の壁厚を薄くすることが可能な塔構造物の構造、複合補強材及び複合補強材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の塔構造物の構造は、塔構造物の躯体に沿って複合補強材を埋設させた塔構造物の構造であって、前記複合補強材は、板状のフランジが対峙して形成される鉛直鋼材と、前記フランジの側縁に接触させるとともに板面からは離隔された状態で前記鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体とを備え、前記複合補強材を前記躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置することで、前記複合補強材の埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていない部位とが交互に形成され、前記塔構造物の躯体表層には帯鉄筋が埋設されていることを特徴とする。
【０００７】
また、複合補強材の発明は、コンクリート構造物に埋設される複合補強材であって、板状のフランジが対峙して形成される鉛直鋼材と、前記フランジの側縁に接触させるとともに板面からは離隔された状態で前記鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記鉛直鋼材は、Ｈ形鋼又はＩ形鋼であることが好ましい。また、前記鉄筋組立体は、前記鉛直鋼材の軸方向に延伸される螺旋状鉄筋と、前記軸方向と略平行に延伸されて前記フランジと前記螺旋状鉄筋との間に配置される軸方向鉄筋とを備えた構成とすることができる。
【０００９】
さらに、複合補強材の製造方法の発明は、上記いずれかに記載の複合補強材の製造方法であって、前記鉛直鋼材を軸方向が横方向となるようにして、前記軸方向に間隔を置いて配置される支持架台間に架け渡す工程と、前記鉛直鋼材を囲むように、前記フランジの側縁に接触させながら前記鉄筋組立体を組み付ける工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記鉛直鋼材を軸方向が横方向となるようにして、前記軸方向に間隔を置いて配置される支持架台間に架け渡す工程と、前記フランジの外側に前記軸方向鉄筋を沿うように配置する工程と、前記鉛直鋼材及び軸方向鉄筋を囲むように、前記フランジの側縁に接触させながら前記螺旋状鉄筋を組み付ける工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記鉛直鋼材の両側の前記フランジの外側の板面に対して、前記軸方向に間隔を置いてスペーサを取り付けて前記螺旋状鉄筋との間に介在させることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
このように構成された本発明の塔構造物の構造では、板状のフランジが対峙して形成される鉛直鋼材を鉄筋組立体によって包囲するに際して、フランジの側縁に鉄筋組立体を接触させる。
【００１３】
このため、フランジの側縁と鉄筋組立体との間には離隔がなくなり、躯体の壁厚を薄くすることができる。躯体の壁厚が薄くなれば、躯体の重量を低減できるので、塔構造物を支える基礎を含めた全体の工費及び工期の削減ができるようになる。
【００１４】
また、鉄筋組立体をフランジの側縁に接触させて鉛直鋼材を包囲させた複合補強材であれば、鉄筋組立体が鉛直鋼材によって支持されることになるため、搬送時や建て起し時に荷崩れや鉄筋組立体のずれを起き難くすることができる。
【００１５】
さらに、鉛直鋼材を囲むように、フランジの側縁に接触させながら鉄筋組立体を組み付ける複合補強材の製造方法であれば、特殊な治具を使用しなくても簡単に組み付け作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の塔構造物となる橋脚の構造を示した断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の複合補強材となるスパイラルカラムを使用することによって躯体の壁厚が薄くなることを説明する図である。
【図３Ａ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための側面図である。
【図３Ｂ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための側面図である。
【図３Ｃ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための側面図である。
【図４Ａ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための断面図である。
【図４Ｃ】スパイラルカラムの製造方法の一工程を説明するための断面図である。
【図５】鉄筋組立体の組み付けが完了したスパイラルカラムの構成を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。図１は、本実施の形態の塔構造物となる橋脚１の構造を示した断面図である。ここで、塔構造物には、鉛直方向に延びる橋脚、橋台、煙突、柱などのコンクリート構造物が該当する。以下では、橋脚１を例にして説明を行う。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態の橋脚１は、平面視長方形の中空に形成される。すなわち橋脚１の躯体１１は、断面視ロ字状などの中空を囲繞する形状に形成される。
【００１９】
そして、この躯体１１の内部には、所定の間隔を隔てて複合補強材が設置される。すなわち、複合補強材が埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていないコンクリートだけの部位とが交互に形成される。
【００２０】
ここで、断面視長方形の辺となる範囲に配置される複合補強材をスパイラルカラム２とする。このスパイラルカラム２は、鉛直鋼材となるＨ形鋼３と、そのＨ形鋼３を包囲する鉄筋組立体４とによって主に構成される。
【００２１】
また、断面長方形の躯体１１の隅角部には、Ｈ形鋼３Ａと、隅角部組立体５とが配置される。そして、躯体１１の外周側の表層には、帯鉄筋として外帯鉄筋１２が配置される。また、躯体１１の内周側の表層には、帯鉄筋として内帯鉄筋１３が配置される。
【００２２】
このような橋脚１は、例えば次のような工程によって構築することができる。まず、橋脚１の外周面と中空側の内周面となる位置に、外帯鉄筋１２が埋設されたプレキャストコンクリート版と、内帯鉄筋１３が埋設されたプレキャストコンクリート版とを配置する。
【００２３】
そして、対向するプレキャストコンクリート版で挟まれた空間には、平面視長手方向に所定の間隔を隔てて、スパイラルカラム２，・・・を設置していく。また、隅角部には、Ｈ形鋼３Ａと隅角部組立体５とを配置する。
【００２４】
さらに、構築する橋脚１の高さに合わせて、プレキャストコンクリート版、スパイラルカラム２及びＨ形鋼３Ａなどを鉛直方向に接続していく。スパイラルカラム２等の設置が終わったプレキャストコンクリート版間の空間には、適宜、コンクリートを充填していくことで、所定の高さとなる橋脚１を構築する。
【００２５】
なお、プレキャストコンクリート版を使用せずに、在来の型枠を使用して橋脚１を構築することもできる。
【００２６】
続いて、本実施の形態の複合補強材となるスパイラルカラム２の詳細について、図２−図５を参照しながら説明する。
【００２７】
スパイラルカラム２は、鉛直鋼材となるＨ形鋼３と、Ｈ形鋼３を包囲する鉄筋組立体４とによって主に構成される。ここで、鉛直鋼材としてＨ形鋼３を例に説明するが、これに限定されるものではなく、Ｉ形鋼などであってもよい。
【００２８】
Ｈ形鋼３は、図２に示すように、対峙して形成される一対の板状のフランジ３１，３１と、そのフランジ３１，３１間を中央で連結させる板状のウェブ３２とによって形成されている。
【００２９】
板状のフランジ３１は、Ｈ形鋼３の軸方向（図２の紙面直交方向）に帯状に延伸されており、外側に向いた側面を板面３１２と呼び、帯状の板面３１２の幅方向（図２では上下方向）の両側に位置する端面を側縁３１１，３１１と呼ぶこととする。すなわち、側縁３１１は、板面３１２と比べて非常に狭い面積になる。
【００３０】
そして、鉄筋組立体４は、フランジ３１の側縁３１１，３１１に接触させるとともに、板面３１２からは離隔された状態で配置される。この鉄筋組立体４は、Ｈ形鋼３の軸方向に延伸される連続した螺旋状鉄筋としてのスパイラル筋４１（図５参照）と、Ｈ形鋼３の軸方向と略平行に延伸される軸方向鉄筋としての縦鉄筋４２，・・・とによって、主に構成される。
【００３１】
スパイラル筋４１は、螺旋バネ状に巻き廻された鉄筋で、図３Ｂから図３Ｃに示すように、束ねた状態のスパイラル筋４１Ａを任意の長さとなるように引き延ばして使用することができる。
【００３２】
一方、縦鉄筋４２は、フランジ３１の板面３１２とスパイラル筋４１との間の隙間に配置される。ここでは、断面視略長方形のスパイラル筋４１の４箇所の隅角部に、それぞれ縦鉄筋４２，・・・が配置された鉄筋組立体４を例に説明する。
【００３３】
図２の矢印の左側には、従来の鉄筋組立体ａを示している。この鉄筋組立体ａは、Ｈ形鋼ａ３と、その周囲を包囲するスパイラル筋ａ１と、スパイラル筋ａ１の各隅角部に配置される縦鉄筋ａ２，・・・とによって構成される。
【００３４】
そして、スパイラル筋ａ１は、Ｈ形鋼ａ３のフランジａ３１の板面だけでなく側縁ａ３１１にも接しないように配置される。要するに、フランジａ３１の側縁ａ３１１とスパイラル筋ａ１との間には、離隔が存在することになる。
【００３５】
このため、従来の鉄筋組立体ａの厚さ（Ｈ形鋼ａ３のウェブ板面の直交方向の長さ）は、本実施の形態の鉄筋組立体４の厚さよりも厚くなり、その厚さは複合補強材の厚さ及び躯体の壁厚に反映されることになる。すなわち、本実施の形態のスパイラルカラム２は、スパイラル筋４１をＨ形鋼３のフランジ３１の側縁３１１，３１１に接触させたことによって従来よりも薄くなるので、躯体１１の壁厚も薄くすることができる。
【００３６】
続いて、図３Ａ−図３Ｃ及び図４Ａ−図４Ｃを参照しながら、スパイラルカラム２の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、図３Ａに示すように、間隔を置いて配置された複数の支持架台６，６に対して、支持架台６，６の離隔方向を軸方向に合わせたＨ形鋼３を架け渡す。図３Ａは、Ｈ形鋼３の一方のフランジ３１の板面３１２が見えている状態を示している。すなわち、フランジ３１の側縁３１１，３１１は、この配置では上縁と下縁となる。また、Ｈ形鋼３のフランジ３１の左右両端には、橋脚１の構築時に上下方向に隣接される別のＨ形鋼３に接続させるための接合穴３３，・・・が穿孔されている。
【００３８】
このようにして軸方向が横方向となるようにして支持架台６，６間に架け渡されたＨ形鋼３のフランジ３１の板面３１２には、軸方向に間隔を置いて複数の受金具７，・・・を取り付ける。
【００３９】
この受金具７は、図４Ａに示すように断面視コ字状に形成されており、背面側に磁石７１を備えている。このため、鋼材によって形成されたフランジ３１の任意の場所に、容易に着脱させることができる。
【００４０】
断面視コ字状に形成された受金具７は、上フランジである上受部７ａと下フランジである下受部７ｂとを、縦鉄筋４２の仮置き台として使用することができる。そこで、Ｈ形鋼３の両側のフランジ３１，３１の外側に、それぞれ２本ずつの縦鉄筋４２，４２を、受金具７を利用して配置する。
【００４１】
続いて、図３Ｂに示すように、束ねた状態のスパイラル筋４１Ａ，４１Ａを、Ｈ形鋼３の長さに合わせて必要な数だけＨ形鋼３に装着する。束ねた状態で装着されたスパイラル筋４１Ａ，４１Ａは、軸方向に引き延ばして、図３Ｃ及び図５に示したように、Ｈ形鋼３の全長がスパイラル筋４１で包囲された状態にする。
【００４２】
ここで、スパイラル筋４１を引き延ばした状態を保持させるために、図４Ｂに示したようなクリップ７２によって、スパイラル筋４１の軸方向の移動を制限する。すなわち、図５に示すように、スパイラル筋４１の一部を一対のクリップ７２，７２で挟んで、クリップ７２，７２をフランジ３１に固定することで、クリップ７２，７２に挟まれた箇所の移動を阻止することができる。
【００４３】
そして、受金具７とスパイラル筋４１との間に、例えば長方形板状のスペーサ８を介在させる。このスペーサ８は、万力やボルトなどを使用して受金具７の上受部７ａなどに固定することができる。
【００４４】
Ｈ形鋼３の両側のフランジ３１，３１に対して、同じ幅のスペーサ８，８を取り付けることで、スパイラル筋４１の中央にＨ形鋼３を配置させることができる。すなわち、Ｈ形鋼３に対するスパイラル筋４１の相対的な位置調整を、スペーサ８，８を介在させることによって行うことができる。図３Ｃは、受金具７とスパイラル筋４１との間にスペーサ８が介在されている状態を示した側面図である。
【００４５】
スペーサ８によるスパイラル筋４１の位置調整後には、図４Ｃに示すように、受金具７の上受部７ａに載置されていた縦鉄筋４２をスパイラル筋４１の上方の隅角部に移動させ、下受部７ｂに載置されていた縦鉄筋４２をスパイラル筋４１の下方の隅角部に移動させる。
【００４６】
スパイラル筋４１の隅角部に移動された縦鉄筋４２は、図５に示すように、結束線７３によってスパイラル筋４１に固定される。このようにしてＨ形鋼３に対して鉄筋組立体４が組み付けられて、スパイラルカラム２が完成する。なお、スパイラル筋４１を引き延ばした後は、Ｈ形鋼３を支持させる支持架台６の数を増やすことができる。
【００４７】
次に、本実施の形態の橋脚１の構造、スパイラルカラム２及びその製造方法の作用について説明する。
【００４８】
このように構成された本実施の形態の橋脚１の構造では、板状のフランジ３１，３１が対峙して形成されるＨ形鋼３を鉄筋組立体４によって包囲するに際して、フランジ３１の側縁３１１，３１１に鉄筋組立体４を接触させる。
【００４９】
このため、フランジ３１の側縁３１１と鉄筋組立体４との間には離隔がなくなり、躯体１１の壁厚を薄くすることができる。ここで、フランジ３１の側縁３１１の面積は非常に狭いため、側縁３１１とスパイラル筋４１との間にコンクリートが充填されなかったとしても、構造性能に影響を及ぼすことはない。また、面積が広いフランジ３１の板面３１２とスパイラル筋４１との間には、コンクリートがまわり込めるだけの充分な離隔が確保されている。
【００５０】
そして、躯体１１の厚さ（壁厚）が薄くなれば断面の縮小化が図れるので、充填されるコンクリートの使用量が減って躯体１１の重量を低減することができる。また、躯体１１の重量が低減できれば、それを支持させる基礎のスリム化も図れるため、全体の工費及び工期の削減ができるようになる。
【００５１】
一方、躯体１１の壁厚を変えなかった場合は、従来よりもサイズ（断面）が大きな鉛直鋼材が配置できるようになることから、従来よりも優れた構造性能とすることができる。
【００５２】
また、鉄筋組立体４をフランジ３１の側縁３１１，３１１に接触させてＨ形鋼３を包囲させたスパイラルカラム２であれば、鉄筋組立体４がＨ形鋼３によって支持されることになるため、搬送時や建て起し時に荷崩れや鉄筋組立体４のずれを起き難くすることができる。すなわち、スパイラルカラム２を製造して建て込むまでの間に、鉄筋組立体４に一時的に力が作用しても、Ｈ形鋼３のフランジ３１，３１に接触していることで移動やずれが制限されて、製造時に完成された形状を保持させることができる。
【００５３】
鉛直鋼材としてＨ形鋼３又はＩ形鋼を使用するのであれば、板面３１２に対して面積が狭い側縁３１１を備えた一対のフランジ３１，３１を有しているので、特殊な鋼材を用意しなくても良い。
【００５４】
また、Ｈ形鋼３を囲むように、フランジ３１，３１の側縁３１１，・・・に接触させながら鉄筋組立体４を組み付けるスパイラルカラム２の製造方法であれば、特殊な治具を使用しなくても簡単に組み付け作業を実施することができる。
【００５５】
すなわち、図２の左側に示した従来の鉄筋組立体ａのように、Ｈ形鋼ａ３の全周に離隔を確保させる場合は、フランジａ３１から張り出される特殊なアーム状の治具を使用して組み付けを行う必要があったが、フランジ３１の側縁３１１にスパイラル筋４１を接触させることができれば、フランジ３１でスパイラル筋４１を支持させることができるので、特殊な治具の使用を省略することができる。
【００５６】
また、スパイラル筋４１は、束ねた状態でＨ形鋼３のフランジ３１，３１に載せ、側縁３１１，３１１を滑らせるように引き延ばして、クリップ７２などでフランジ３１に簡単に固定すればよいので、作業効率よく製造を行うことができる。
【００５７】
さらに、軸方向に間隔を置いて受金具７及びスペーサ８を取り付けてスパイラル筋４１とフランジ３１との間に介在させるのであれば、簡単に位置調整が行えて、Ｈ形鋼３に対して鉄筋組立体４が偏って配置されるのを防ぐことができる。
【００５８】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５９】
例えば、前記実施の形態では、縦鉄筋４２をＨ形鋼３のフランジ３１，３１の外側に配置した後にスパイラル筋４１を装着する工程を説明したが、これに限定されるものではなく、Ｈ形鋼３をスパイラル筋４１で包囲した後に、縦鉄筋４２をスパイラル筋４１とフランジ３１との隙間に挿入する工程とすることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１              橋脚（塔構造物）
１１            躯体
１２            外帯鉄筋（帯鉄筋）
１３            内帯鉄筋（帯鉄筋）
２              スパイラルカラム（複合補強材）
３              Ｈ形鋼（鉛直鋼材）
３１            フランジ
３１１          側縁
３１２          板面
４              鉄筋組立体
４１            スパイラル筋（螺旋状鉄筋）
４２            縦鉄筋（軸方向鉄筋）
６              支持架台
８              スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
2019090277.tif 000005
【図３Ｂ】
2019090277.tif 000006
【図３Ｃ】
2019090277.tif 000007
【図４Ａ】
2019090277.tif 000008
【図４Ｂ】
2019090277.tif 000009
【図４Ｃ】
2019090277.tif 000010
【図５】
2019090277.tif 000011