(57)【要約】【課題】接合端面間の耐力が高く、安価なＰＣウェル構造物及びその構築方法の提供【解決手段】複数の短円筒体を中心軸方向に連接することによって長尺筒状に構築される構造物であって、各短円筒体が、円環を二以上に分割した形状の複数の弧状ブロック１３，１３を円周方向に連接することにより形成され、各弧状ブロック１３の接合が弧状ブロックの周方向に亘って埋設された鉄筋１４に接続された接合部材を互いに接続させることによりなされ、接合部材が、弧状ブロック１３の両端部内側及び外側に表面を露出させた状態に埋設された平板状の埋設プレート１７からなり、隣接する弧状ブロックの両埋設プレート１７，１７に平板状の連結プレート１８を掛け渡してそれぞれに接続させることによって、両埋設プレート１７，１７を接続する。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の短円筒体を中心軸方向に連接することによって長尺筒状に構築される構造物であって、前記各短円筒体が、円環を二以上に分割した形状の複数の弧状ブロックを円周方向に連接することにより形成され、前記各弧状ブロックの接合が該弧状ブロックの周方向に亘って埋設された鉄筋に接続された接合部材を互いに接続させることによりなされるようにしてなるＰＣウェル構造物において、
前記接合部材は、前記弧状ブロックの両端部内側及び／又は外側に表面を露出させた状態に埋設された平板状の埋設プレートからなり、該隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを掛け渡してそれぞれに接続させることによって、該両埋設プレートを接続するようにしたことを特徴としてなるＰＣウェル構造物。
【請求項２】
短円筒体は、各弧状ブロックの接合端面間に接合調整用間隙を備え、連結プレートが隣接する弧状ブロックの埋設プレート間に前記接合調整用間隙を跨いで接続されるとともに、前記接合調整用間隙が充填材により充填されてなる請求項１に記載のＰＣウェル構造物。
【請求項３】
円環を二以上に分割した形状の複数の弧状ブロックを、該弧状ブロックの周方向に亘って埋設された鉄筋の両端部に接続された接合部材を互いに接続させることにより、円周方向に連接して短円筒体を形成し、該複数の短円筒体を地盤に順次圧入、中心軸方向に連接することによって長尺筒状のＰＣウェル構造物を構築するＰＣウェル構造物の構築方法において、
前記接合部材は、前記弧状ブロックの両端接合部分の内周及び／又は外周に表面が露出した平板状の埋設プレートからなり、該隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを掛け渡してそれぞれに接続させて弧状ブロックを円周方向に連接することを特徴としてなるＰＣウェル構造物の構築方法。
【請求項４】
各弧状ブロックをその接合端面間に、接合調整用間隙を設けた状態で円環状に配置し、その状態で隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを前記接合調整用間隙を跨いで接続させた後、前記接合調整用間隙を充填材により充填することによって前記複数の弧状ブロックを円周方向に連接して短円筒体を形成する請求項３に記載のＰＣウェル構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に橋脚基礎工等を構成するＰＣウェル構造物及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋脚部基礎工や立抗等の構造物を構築する工法としてＰＣウェル工法が知られている。
【０００３】
このＰＣウェル工法は、コンクリート製の複数の短円筒体を順次圧入しながら沈設して、地盤内に一体の長尺筒状のＰＣウェル構造物を構築し、そのＰＣウェル構造物の中心軸方向全長に亘ってＰＣ鋼材を配し、それを緊張させることによって構造物全体にプレストレスを付与するものである。
【０００４】
このＰＣ構造物の構築においては、短円筒体をプレキャストコンクリート製とすることで、構築現場においてコンクリートの養生期間を要しない等、大幅な施工期間短縮を図ることができるようになっている。
【０００５】
しかし、構築しようとするＰＣウェル構造物の直径が大きいもの（直径４ｍ以上のもの）になると、ＰＣウェル構造物を構成するプレキャストコンクリート製の短円筒体も大きくなり、ブロックの生産現場から施行現場まで搬送を行う大型トラック等の輸送手段に積載できない等の問題があり、その場合には、この短円筒体を複数の弧状ブロックにより構成し、搬送は弧状ブロックに分割した状態で行い、施行現場において各弧状ブロックを接合させて短円筒体とするようにしている。
【０００６】
この各弧状ブロックの接合部分には、図９に示す如き接続構造が備えられ（非特許文献１を参照）、この接続構造は、各弧状ブロック１，１の両端部内側及び外側に、それぞれ、弧状ブロック１の周方向に亘って埋設された鉄筋２，２…に接続された箱状の接合部材３，３が周壁の一部３ａを接合端面側に露出させた状態に埋設され、その周壁３ａと相手側の周壁３ａとを突き合わせ、これにボルト４を貫通させて締めることにより連結するとともに、接合端面間に接着剤を塗布するようになっている。
【０００７】
【非特許文献１】
石垣貞男、「報文〜大口径ＰＣウェル圧入工法の施工例〜」、基礎工３月号、（株）総合土木研究所、平成４年３月、第２０巻、第３号、第１１５頁〜第１２４頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の技術では、両弧状ブロック間の接合部分をボルト締めにより接続させる構造となっているので、この短円筒体に弧状ブロック１，１の接合部分において、短円筒体を一体に設けた場合に近い状態に耐力を持たせる為には、接合部材の接合側側壁３ａの厚みを厚くするなどの特殊な構造とする必要があり、部品費及び制作費が嵩み高価なものになってしまうという問題があった。
【０００９】
また、弧状ブロックの接合端面を直接突き合わせて接合させる構造であるため、ブロックの接合端面の製作精度を非常に高くする必要があり、また、接合端面間に高価な接着剤を塗布する必要があるので制作費が嵩み高価なものになってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術の状況を鑑み、接合部分の耐力が高く、安価なＰＣウェル構造物及びその構築方法の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１の発明は、複数の短円筒体を中心軸方向に連接することによって長尺筒状に構築される構造物であって、前記各短円筒体が、円環を二以上に分割した形状の複数の弧状ブロックを円周方向に連接することにより形成され、前記各弧状ブロックの接合が該弧状ブロックの周方向に亘って埋設された鉄筋に接続された接合部材を互いに接続させることによりなされるようにしてなるＰＣウェル構造物において、前記接合部材は、前記弧状ブロックの両端部内側及び／又は外側に表面を露出させた状態に埋設された平板状の埋設プレートからなり、該隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを掛け渡してそれぞれに接続させることによって、該両埋設プレートを接続するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することによって、短円筒体を一体の鉄筋コンクリートで形成した場合の曲げモーメントの伝達と近い状態で、弧状ブロック同士の接合部分においても曲げモーメントを伝達することができ、ＰＣウェル構造物の強度を高めることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加え、短円筒体が、各弧状ブロックの接合端面間に接合調整用間隙を備え、連結プレートが隣接する弧状ブロックの埋設プレート間に前記接合調整用間隙を跨いで接続されるとともに、前記接合調整用間隙が充填材により充填されてなることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することにより、各弧状ブロックの接合端面部の製作精度を通常程度の精度で製作しても、好適に各弧状ブロック間を接合することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、円環を二以上に分割した形状の複数の弧状ブロックを、該弧状ブロックの周方向に亘って埋設された鉄筋の両端部に接続された接合部材を互いに接続させることにより、円周方向に連接して短円筒体を形成し、該複数の短円筒体を地盤に順次圧入、中心軸方向に連接することによって長尺筒状のＰＣウェル構造物を構築するＰＣウェル構造物の構築方法において、前記接合部材を前記弧状ブロックの両端接合部分の内周及び／又は外周に表面が露出した平板状の埋設プレートとし、該隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを掛け渡してそれぞれに接続させて弧状ブロックを円周方向に連接することを特徴とする。
【００１６】
このように構成することにより、短円筒体を一体の鉄筋コンクリートで形成した場合の曲げモーメントの伝達と近い状態で、弧状ブロック同士の接合部分においても曲げモーメントを伝達することができ、強度の高いＰＣウェル構造物を構築することができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加え、各弧状ブロックをその接合端面間に、接合調整用間隙を設けた状態で円環状に配置し、その状態で隣接する弧状ブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを前記接合調整用間隙を跨いで接続させた後、前記接合調整用間隙を充填材により充填することによって前記複数の弧状ブロックを円周方向に連接して短円筒体を形成することを特徴とする。
【００１８】
このように構成することにより、各弧状ブロックの接合端面部分の製作精度を通常の精度で製作することができ、高価な接着剤も必要としないので安価に構築することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るＰＣウェル構造物の実施の形態を図について説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るＰＣウェル構造物を示し、符号１０，１０…は短円筒体、符号１１は鋼製刃口である。
【００２１】
このＰＣウェル構造物Ａは、複数の短円筒体１０，１０…を地盤内Ｂに順次圧入しながら沈設することにより、地盤Ｂ内で長尺筒状に形成され、その周壁には、中心軸方向全長に亘ってＰＣ鋼材１２，１２…が挿通され、そのＰＣ鋼材１２を緊張することによって構造物Ａ全体にプレストレスが付与されている。
【００２２】
短円筒体１０は、図２に示すように、円環を均等二分割した形状の二つの弧状ブロック１３，１３を円周方向に連接することにより形成されている。
【００２３】
弧状ブロック１３は、プレキャストコンクリート製の半円弧状に形成されるとともに、中心軸方向の接合端面がマッチキャスト方式を採用する等して高精度に形成されている。
【００２４】
この弧状ブロック１３は、内側部及び外側部に、周方向に亘って鉄筋１４，１４…が埋設され、両端部の内側面及び外側面には、鉄筋１４の両端に溶接等によって接続された接続部材を備えるとともに、接続部材が露出する凹部１５，１５が形成されており、該隣接する弧状ブロック１３，１３の接続部材を互いに接続させることにより複数の弧状ブロックを円環状に連接することができるようになっている。また、弧状ブロック１３には、周方向に所定の間隔を隔てて、軸心方向に貫通したＰＣ鋼材が挿通されるＰＣ挿通孔１６，１６が形成されている。
【００２５】
接合部材は、矩形の鉄板等からなる埋設プレート１７からなり、該埋設プレート１７は、裏面側が鉄筋１４，１４の端部に溶接により接続され、表面側が凹部１５に露出した状態に埋設されている。
【００２６】
隣接した弧状ブロック接合部の埋設プレート１７，１７間の接続は、図３に示すように、矩形の鉄板等からなる連結プレート１８を両埋設プレート１７，１７間に掛け渡し、この連結プレート１８の裏面と、各埋設プレート１７表面との重なり合った部分を溶接等により固着することにより接続するようになっている。
【００２７】
隣接する弧状ブロックの接合端面間には、接合調整用間隙１９が設けられ、その間隙１９がグラウト等の充填材により充填される。
【００２８】
次に、ＰＣウェル構造物の構築方法について説明する。
【００２９】
まず、二つの弧状ブロック１３，１３を設置現場に搬入し、これを接合端面間に接合調整用間隙１９を設けた状態で対向させ、その位置で埋設プレート１７，１７間に連結プレート１８を掛け渡し、この連結プレート１８と各埋設プレート１７，１７とを溶接により連結する。
【００３０】
このように、各弧状ブロック１３，１３の接合端面間に接合調整用間隙１９を設けることで、接合端面を通常の製作精度によって製造しても、短円筒体を好適な円環状にすることができる。
【００３１】
この弧状ブロック１３，１３の接合端面間の接合調整用間隙１９には、グラウト等の充填材を充填し、短円筒体１０を一体的に形成する。
【００３２】
次に、図４（ａ）に示すように、この短円筒体１０の下端に鋼製刃口１１を取り付け、短円筒体１０と鋼製刃口１１からなる刃口ブロック２０を形成し、この刃口ブロック２０を設置位置に据え置き、刃口ブロック２０の水平度を計測し、必要に応じて図示しない沈設用ジャッキにより圧力を加え、刃口ブロック２０の水平を確保する。
【００３３】
そして、短円筒体１０に沈設用ジャッキを連結し、沈設用ジャッキによる加圧と合わせて、短円筒体内部の掘削を行い刃口ブロック２０を沈設する。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すように、上記と同様に形成した短円筒体１０を２段目に重ね、更に短円筒体内部の掘削を行って全体を降下させ、図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、同様にして最上段の短円筒体１０まで沈設する。このとき、上下に連なる短円筒体１０，１０は、弧状ブロック１３，１３間の接合端面が互いに直角を成すように配置されている。
【００３５】
一方、この沈設作業の際に、図５に示すように、ＰＣ鋼材１２を各短円筒体１０の上端において緊張し、カプラー２１を使用して上部支圧板上２２に定着させ、その上に上方側のＰＣ鋼材１２を連結し、順次プレストレスを付与すると同時に互いに上下に連なる各短円筒体同士を連結している。
【００３６】
尚、上述の実施例では、ＰＣ鋼材１２を各短円筒体の接合部分でカプラー等を使用して接続する例について説明したが、ＰＣウェル構造物Ａの下端に定着させたＰＣ鋼材を各短円筒体を貫通させて挿通させ、ＰＣウェル構造物Ａの上端において緊張するようにしてもよい。
【００３７】
また、各短円筒体間には、エポキシ樹脂接着剤等の樹脂系の接着剤が塗布されている。
【００３８】
このようにして長尺筒状のＰＣウェル構造物が中心軸方向にプレストレスを付与されて構築される。
【００３９】
尚、上述の実施例では、短円筒体を二分割した形状の二つの弧状ブロックにより構成する例について説明したが、短円筒体は二以上の複数の弧状ブロックにより構成するようにしてもよい。
【００４０】
また、上述の実施例では、埋設プレートと連結プレートとの接続を溶接により行う例について説明したが、その他、ボルトを用いて接続するようにしてもよい。
【００４１】
次に、上述したＰＣウェル構造物の耐震性能に関する試験について説明する。
【００４２】
１．試験体
試験体は、二つの半円弧状の弧状ブロック１３，１３からなる短円筒体１０，１０…を４段に積み上げた筒状構造物を使用し、各数値は第１表に示す如くである。
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【００４３】
２．試験方法
図６に示す載荷形式により設計曲げ降伏荷重Ｐｙ作用時の変位を１δｙとして、図７の載荷サイクルで正負交番繰り返し曲げ試験を行った。３δｙサイクルを越えた後は、載荷装置の能力の関係で、正方向の片押しで破壊まで載荷した。
【００４４】
３．試験結果
試験結果は第２表に示す如きであり、図８は載荷中央点位置における荷重−たわみ履歴曲線である。
【００４５】
ひび割れから最大耐力時までのいずれにおいても、モーメントの測定値は、計算値を上回っており、短円筒体に一体構造としての設計値を適用できるものと判断することができる。また、本試験における終局時変位は２３４．７ｍｍで、降伏変位（＋１６．２ｍｍ）に対して、１４．５δｙとなり、一般的な構造部材として十分な変形性能を有していると考えられる。
【００４６】
尚、最終破壊時においても、弧状ブロック間の接合部分及び各短円筒体間の接合部分には、過大な変形や損傷は発生しなかった。また、弧状ブロック間の接合部分の配置の違いによる顕著な耐力差は無いと考えられる。
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【００４７】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るＰＣウェル構造物は、接続部分における接続部材を平板状の埋設プレートとし、連結プレートにより隣接する弧状ブロックの埋設プレート同士を連結させるようにしたことで、短円筒体を一体の鉄筋コンクリートで形成した場合の曲げモーメントの伝達と近い状態で、弧状ブロック同士の接合部分においても曲げモーメントを伝達することができ、ＰＣウェル構造物の強度を高めることができ、構造が簡易であるので製作費を抑えることができる。
【００４８】
また、本発明に係るＰＣウェル構造物の構築方法は、各弧状ブロックの接合端面間に接合調整用間隙を設け、該間隙をグラウト等の充填材により充填するようにしたことで、各弧状ブロック間の製作精度を通常の精度にて作成することができ、また、接合端面間に高価な接着剤を塗布する必要がないので安価に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＰＣウェル構造物を示す断面図である。
【図２】図１中の短円筒体を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は弧状ブロック間の接合部分を示す部分拡大平面図、（ｂ）は同部分拡大正面図である。
【図４】同上のＰＣウェル構造物の構築工程を示す説明図である。
【図５】同上のＰＣウェル構造物の部分拡大断面図である。
【図６】ＰＣウェル構造物の耐震性能試験を行う試験装置の概略を示す平面図である。
【図７】同上における載荷サイクルを示すグラフである。
【図８】同上の応力−たわみ履歴曲線を示すグラフである。
【図９】（ａ）は従来の短円筒体の弧状ブロック間の接合部分を示す部分拡大正面図、（ｂ）は同縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ　ＰＣウェル構造物
Ｂ　地盤
１０　短円筒体
１１　鋼製刃口
１２　ＰＣ鋼材
１３　弧状ブロック
１４　鉄筋
１５　凹部
１６　ＰＣ挿通孔
１７　埋設プレート
１８　連結プレート
１９　接合調整用間隙
２０　刃口ブロック
２１　カプラー
２２　上部支圧板
【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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【図８】
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【図９】
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