(57)【要約】【課題】施工性に優れ、かつ、補強効果が明確な既設橋脚の補強構造を提供する。【解決手段】既設柱３の基部に後付けされた拡幅部材１０を備える既設橋脚２の補強構造１であって、拡幅部材１０は、既設フーチング４の上面に載置された補強ベースプレート１２と、既設柱３の側面と補強ベースプレート１２とを連結するリブプレート１３とからなり、補強ベースプレート１２は、既設柱３の橋脚ベースプレート３１に接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設柱の基部に後付けされた拡幅部材を備える橋脚の補強構造であって、
前記拡幅部材は、既設基礎の上面に載置された補強ベースプレートと、前記既設柱の側面と前記補強ベースプレートとを連結するリブプレートと、からなることを特徴とする、橋脚の補強構造。
【請求項２】
前記補強ベースプレートが、前記既設柱の橋脚ベースプレートに接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の橋脚の補強構造。
【請求項３】
前記リブプレートが、前記既設柱の側面に固定された仕口部材を介して、前記既設柱に固定されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の橋脚の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋脚の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋脚（下部工）の補強を行う場合において、柱とフーチングとをつなぐ橋脚基部の耐力を増加させる場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１の補強構造では、橋脚基部の既設ベースプレートを現場溶接により拡張し、柱の周囲に設けられた既設アンカーボルトの外側に、アンカーボルトを増設することで、引張抵抗力を増加させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンカーボルトを増設するには、既設フーチングを削孔する必要があるが、削孔箇所と既設フーチングの鉄筋との干渉を避ける必要があるため、施工に手間がかかる。
また、増設アンカーボルトのボルト径が大きい場合には、群効果によるコンクリートとの付着抵抗力の低下、既設アンカーボルトとのせん断抵抗面積の重複や荷重分担の不明確さが懸念される。
【０００６】
このような観点から、本発明は、施工性に優れ、かつ、補強効果が明確な橋脚の補強構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明の橋脚の補強構造は、既設柱の基部に後付けされた拡幅部材を備えており、前記拡幅部材は、既設基礎の上面に載置された補強ベースプレートと、前記既設柱の側面と前記補強ベースプレートとを連結するリブプレートとからなることを特徴としている。
【０００８】
かかる橋脚の補強構造によれば、補強効果が明確な補強構造を構築することができる。つまり、補強ベースプレートによりコンクリートの支圧抵抗面積を増加させることで、中立軸を圧縮側に移動させることができ、引張側の既設アンカーボルトと圧縮側コンクリートの支圧で効果的に橋脚基部の耐力を向上させることができる。
また、既設基礎を削孔する必要がないため、既設の鉄筋と干渉することがなく、施工性に優れている。
【０００９】
前記補強ベースプレートが、前記既設柱の橋脚ベースプレートに接合されていれば、リブプレートを斜材、補強ベースプレートを弦材とみなしたトラス構造を構築することができる。
【００１０】
なお、前記リブプレートは、前記既設柱の側面に固定された仕口部材を介して前記既設柱に固定されているのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、施工性に優れ、かつ、補強効果が明確な橋脚の補強構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の橋脚の補強構造を示す正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】（ａ）は補強構造の施工方法の準備工程を示す斜視図、（ｂ）は同拡大断面図である。
【図４】（ａ）は拡幅部材形成工程の仕口部材の取り付け状況を示す斜視図、（ｂ）は同補強ベースプレートの設置状況を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は補強ベースプレートの設置状況を示す正面図、（ｂ）は同拡大断面図である。
【図６】（ａ）図４および図５に続く拡幅部材の形成状況を示す斜視図、（ｂ）は同拡大断面図である。
【図７】根巻きコンクリート打設工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態の橋脚の補強構造（以下、単に「補強構造」という）１は、既設柱３と既設フーチング（既設基礎）４とを備える橋脚２の補強を行うものである。
補強構造１は、図１に示すように、既設柱３の基部に後付けされた拡幅部材１０と、既設柱３の基部と拡幅部材１０とを巻き込む根巻きコンクリート１１とを備えている。
【００１４】
既設柱３は、既設フーチング４に固定されている。
本実施形態の既設フーチング４は、鉄筋コンクリート製の構造体である。既設フーチング４には、アンカーフレーム５が埋設されている。なお、既設フーチング４の形状等は限定されない。
【００１５】
アンカーフレーム５は、複数のアンカーボルト５１と上下２段の枠状部材５２とを組み合わせることにより形成されている構造が一般的であるが、アンカーフレーム５の形状などは限定されない。
【００１６】
アンカーボルト５１は、頭部が既設フーチング４の上面から突出した状態で、既設フーチング４に埋め込まれている。
複数のアンカーボルト５１は、図２に示すように、既設柱３の基部（下端部）を囲うように配設されている。なお、アンカーボルト５１の本数、配設ピッチ、ボルト径等は限定されるものではない。
【００１７】
枠状部材５２は、鋼材等を枠状に組み合わせることにより形成されている。枠状部材５２は、複数のアンカーボルト５１，５１，…を連結している（図１参照）。
本実施形態では、図１に示すように、枠状部材５２を上下２段に配設するが、枠状部材５２の段数は限定されない。
【００１８】
本実施形態の既設柱３は、図２に示すように、平面視矩形を呈している。
既設柱３は、アンカーフレーム５（アンカーボルト５１，５１，…）を介して既設フーチング４に固定されている。なお、既設柱３と既設フーチング４との固定方法は、アンカーフレーム５によるものに限定されない。
【００１９】
既設柱３の下端には、ベース部材３０が周設されている。
ベース部材３０は、既設柱３の下端部において、既設柱３の側面から張り出すように形成されている。
【００２０】
本実施形態のベース部材３０は、図１に示すように、既設柱３の下端に固定された橋脚ベースプレート３１と、橋脚ベースプレート３１の上方に間隔をあけて配設された第二橋脚ベースプレート３２と、橋脚ベースプレート３１と第二橋脚ベースプレート３２との間に介設されたリブ３３とを備えて構成されている。
【００２１】
橋脚ベースプレート３１および第二橋脚ベースプレート３２には、アンカーボルト５１の位置に対応して、貫通孔が形成されている。橋脚ベースプレート３１および第二橋脚ベースプレート３２の貫通孔には、既設フーチング４に植設されたアンカーボルト５１，５１，…が挿通されている。
【００２２】
既設柱３は、橋脚ベースプレート３１と第二橋脚ベースプレート３２とを貫通したアンカーボルト５１，５１，…の頭部にナット５３を締着することより、既設フーチング４に固定されている。
なお、ベース部材３０の構成は限定されるものではなく、例えば、橋脚ベースプレート３１のみで形成されていてもよい。
【００２３】
拡幅部材１０は、補強ベースプレート１２と、リブプレート１３とを備えている。
図２に示すように、本実施形態では、４枚の補強ベースプレート１２，１２，…が、既設柱３の四辺に沿って配設されている。
【００２４】
補強ベースプレート１２は、図１に示すように、既設フーチング４の上面に載置された鋼板である。つまり、補強ベースプレート１２は、直接的に既設フーチング４に固定されておらず、補強ベースプレート１２の下面全体が既設フーチング４の上面に接した状態で、既設フーチング４上に配設されている。
【００２５】
補強ベースプレート１２の既設柱３側の端部は、橋脚ベースプレート３１に溶接Ａされている。
なお、補強ベースプレート１２は、必ずしも橋脚ベースプレート３１に接合されている必要はない。
【００２６】
補強ベースプレート１２の上面には、複数の取付板１２ａ，１２ａ，…が立設されている。リブプレート１３の下端は、取付板１２ａを介して補強ベースプレート１２に固定される。なお、取付板１２ａは、必要に応じて形成すればよい。例えば、リブプレート１３を直接補強ベースプレート１２の上面に接合する場合には、取付板１２ａは省略してもよい。
【００２７】
リブプレート１３は、既設柱３の側面と補強ベースプレート１２とを連結する鋼板である。
リブプレート１３の下端は補強ベースプレート１２に固定されており、リブプレート１３の上部は既設柱３の側面に固定されている。
【００２８】
リブプレート１３は、補強ベースプレート１２の上面および既設柱３の側面に垂直な面に沿って配設された板材である。
【００２９】
リブプレート１３は、側面視で、補強ベースプレート１２の上面から上方に向かって延設された後、既設柱３に向かって屈折している。このような形状を有していることで、リブプレート１３は、既設柱３のベース部材３０およびアンカーボルト５１と接触することなく、既設柱３と補強ベースプレート１２を接合している。
【００３０】
リブプレート１３は、一対のスプライスプレート１４，１４を介して、補強ベースプレート１２の取付板１２ａに固定されている。一対のスプライスプレート１４，１４は、リブプレート１３の下端部と取付板１２ａとを挟んだ状態で、ボルト・ナットにより締着されている。
なお、リブプレート１３の補強ベースプレート１２への固定方法は限定されるものではなく、例えば、リブプレート１３の下端を補強ベースプレート１２の上面に溶接してもよい。
【００３１】
本実施形態では、仕口部材１５を介してリブプレート１３を既設柱３の側面に固定している。なお、リブプレート１３は、直接既設柱３に固定してもよい。
【００３２】
リブプレート１３は、一対のスプライスプレート１４，１４を介して、仕口部材１５に固定されている。一対のスプライスプレート１４，１４は、リブプレート１３の上端部と仕口部材１５とを挟んだ状態で、ボルト・ナットにより締着されている。
なお、リブプレート１３の仕口部材１５への固定方法は限定されるものではなく、例えば、リブプレート１３の上端を仕口部材１５に溶接してもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の補強構造１の施工方法について説明する。
補強構造１の施工方法は、準備工程と、拡幅部材形成工程と、根巻きコンクリート打設工程とを備えている。
【００３４】
（１）準備工程
まず、図３に示すように、既設柱３の下端部に周設された既設根巻きコンクリート３４をはつり取る。既設根巻きコンクリート３４は、アンカーボルト５１の頭部とベース部材３０とを覆うコンクリートの硬化体である。
【００３５】
既設根巻きコンクリート３４の撤去方法は限定されるものではないが、本実施形態ではウォータージェットにより行う。
【００３６】
既設根巻きコンクリート３４の撤去に伴い、図３の（ａ）に示すように、補強ベースプレート１２の位置に対応して、フーチング４の表面をはつり取り、凹部４１を形成する。
なお、凹部４１の深さは限定されないが、本実施形態では５０ｍｍ程度とする。また、凹部４１は、補強ベースプレート１２と同程度な面積を有している。
【００３７】
（２）拡幅部材形成工程
拡幅部材１０の形成は、まず、図４の（ａ）に示すように、既設柱３の側面に仕口部材１５を固定する。
仕口部材１５は、ベース部材３０（アンカーボルト５１）の上方において、既設柱３の側面に固定する。仕口部材１５は、ベース部材３０（アンカーボルト５１）との間に隙間をあけた状態で設置する。
【００３８】
仕口部材１５は、横方向に延びる仕口フランジ１５ａと、仕口フランジ１５ａの下面から下方向の延びる複数の仕口リブ１５ｂ，１５ｂ，…とにより構成されている。
仕口リブ１５ｂは、リブプレート１３の配設ピッチに応じて配設されている。
なお、仕口部材１５の構成は限定されない。
【００３９】
仕口部材１５は、図４の（ｂ）に示すように、既設柱３の周囲を囲うように、既設柱３の各側面に固定する。
【００４０】
仕口部材１５を既設柱３に固定するとともに、補強ベースプレート１２を設置する。
具体的には、まず、各補強ベースプレート１２の両端部に配設された取付板１２ａ，１２ａにリブプレート１３，１３を固定するとともに、このリブプレート１３，１３を仕口部材１５の両端部に配設された仕口リブ１５ｂ，１５ｂに固定する。
【００４１】
取付板１２ａとリブプレート１３との固定は、図５の（ａ）に示すように、取付板１２ａおよびリブプレート１３の下端を一対のスプライスプレート１４，１４により挟んだ状態で、ボルト・ナットにより締着することにより行う。
【００４２】
同様に、リブプレート１３と仕口リブ１５ｂとの固定も、リブプレート１３の上部と仕口リブ１５ｂとを一対のスプライスプレート１４，１４により挟んだ状態で、ボルト・ナットにより締着することにより行う。
なお、補強ベースプレート１２とリブプレート１３との固定およびリブプレート１３と仕口部材１５との固定方法は限定されるものではなく、例えば溶接してもよい。
【００４３】
補強ベースプレート１２の位置決めが確定したら、図５の（ｂ）に示すように、補強ベースプレート１２を橋脚ベースプレート３１に溶接Ａする。このとき補強ベースプレート１２は、フーチング４から離れた状態（隙間をあけた状態）で橋脚ベースプレート３１に接合される。
なお、符号１２ｂは、補強ベースプレート１２に予め溶接された、裏当て金である。
【００４４】
続いて、図６の（ａ）に示すように、両端部以外（中央部）のリブプレート１３，１３，…を固定して、拡幅部材１０を形成する。
なお、本実施形態では、既設柱３の中心側のリブプレート１３から順に固定するが、リブプレート１３の固定順序は限定されない。中央部の各リブプレート１３の固定方法は、両端部のリブプレート１３，１３と同様である。
【００４５】
拡幅部材１０を形成したら、図６の（ｂ）に示すように、フーチング４表面の凹部４１（補強ベースプレート１２とフーチング４との隙間）に充填材４２を充填する。本実施形態では、充填材４２として無収縮モルタルを採用する。なお、充填材４２を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、グラウトやコンクリート等を使用してもよい。
【００４６】
（４）根巻きコンクリート打設工程
フーチング４表面の凹部４１に充填された充填材４２の養生後、図７に示すように、根巻きコンクリート１１を形成する。
根巻きコンクリート１１は、拡幅部材１０の周囲を囲う型枠を設置した後、この型枠内にコンクリートを打設することにより形成する。
【００４７】
根巻きコンクリート１１は、少なくとも拡幅部材１０全体が隠される範囲に打設する。本実施形態では、仕口フランジ１５ａの上面と面一となる位置まで根巻きコンクリート１１を打設している。
【００４８】
本実施形態では、根巻きコンクリート１１を設置しているが、根巻きコンクリートは省略してもよい。
【００４９】
以上、本実施形態の既設橋脚２の補強構造１によれば、補強ベースプレート１２により橋脚ベースプレート３１を拡張し、コンクリートの支圧抵抗面積を増加させているため、補強効果が明確である。そのため、信頼性の高い補強構造１を提供することができる。
【００５０】
また、支圧抵抗面積を増加することで、中立軸を圧縮側に移動させることができ、引張側の既設アンカーボルト５１と圧縮側のコンクリート支圧で、耐力を効果的に向上させることができる。
また、アンカーボルトを新設する従来の補強構造のように、既設フーチング４を削孔する必要がないため、既設の鉄筋と干渉することもない。
また、既設フーチング４を削孔する手間を省略することができるため、施工性に優れている。
【００５１】
また、アンカーボルトを増設する必要がないため、群効果によるアンカーボルトの付着抵抗力の低下や、既設アンカーボルト５１と新設アンカーボルトのせん断抵抗面の重複等を防止することが可能となる。ゆえに、信頼性の高い補強構造を構築することができる。
【００５２】
また、補強ベースプレート１２が、既設柱３の橋脚ベースプレート３１に接合されているため、リブプレート１３を斜材、補強ベースプレート１２を弦材とみなしたトラス構造を構築することができる。したがって、信頼性の高い補強構造１が形成される。
【００５３】
根巻きコンクリート１１により既設柱３の基部と拡幅部材１０とが覆われているため、拡幅部材１０の腐食が防止され、したがって、耐久性に優れている。
補強ベースプレート１２と既設フーチング４との当接面は、充填材４１により隙間なく密着しているため、確実に応力を伝達することができる。
【００５４】
仕口部材１５を介してリブプレート１３を既設柱３に固定するため、リブプレート１３を直接既設柱３に固定するよりも施工が容易である。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００５６】
例えば、補強ベースプレート１２（拡幅部材１０）による拡幅面積は限定されるものではなく、想定される応力に応じて適宜設定すればよい。
また、拡幅部材１０を構成する各部材の板厚や強度等も適宜設定すればよい。
【００５７】
既設柱３の断面形状は矩形に限定されるものではない。また、既設柱３の構造は限定されるものではなく、例えば、鉄筋コンクリート構造であってもよい。
【００５８】
また、前記実施形態では、アンカーフレーム５（アンカーボルト５１）を介して既設柱３と既設フーチング４とが固定された既設橋脚２を補強する場合について説明したが、本発明の補強構造１が適用可能の既設橋脚の構造はこれに限定されない。例えば、鉄筋コンクリートにより既設柱３と既設フーチング４とが一体に形成された既設橋脚２に採用してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      補強構造（橋脚の補強構造）
１０    拡幅部材
１１    根巻きコンクリート
１２    補強ベースプレート
１２ａ  取付板
１２ｂ  裏当て板
１３    リブプレート
１４    スプライスプレート
１５    仕口部材
１５ａ  仕口フランジ
１５ｂ  仕口リブ
２      既設橋脚
３      既設柱
３１    橋脚ベースプレート
３２    第二橋脚ベースプレート
３３    リブ
３４    既設根巻きコンクリート
４      既設フーチング（既設基礎）
４１    凹部
４２    充填材
５      アンカーフレーム
５１    アンカーボルト
５２    枠状部材
５３    ナット
Ａ      溶接
【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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【図６】
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【図７】
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