(57)【要約】【課題】合理的な断面形状を備えた柱状構造物の提供。【解決手段】柱状構造物１０は、筒体ユニット１２と、硬化性充填材１４と、ストッパとを備えている。ユニット１２は、直径が異なる複数の筒体１２ａ〜１２ｅを有している。上下端に配置される一対の第１および第５筒体１２ａ，１２ｅは、下端および上端が閉塞されている。第１筒体１２ａは、その下方に設けられるベース部１２ｆに下端側が支持され、下部側側面には、硬化性充填材１４の注入口１２ｇが設けられている。充填材１４は、注入口１２ｇから筒体ユニット１２内に注入充填されることにより、筒体ユニット１２を伸長させて、その状態で硬化することにより、柱形状に形成する。各筒体１２ａ〜１２ｅの内周面と、その内方に隣接配置される他の筒体の外周面とには、相互に係止して、上方移動を規制し、かつ、充填材１４の漏出を防止するシール機能を備えたストッパが設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径が異なる複数の鋼製筒体を内部に収容した筒体ユニットと、前記筒体ユニット内に注入することで、前記筒体ユニットを上下方向に伸長させ、この状態で固化ないしは硬化されるコンクリートなどの硬化性充填材とから構成される柱状構造物であって、
前記筒体ユニットは、上下端に配置される一対の筒体は、下端および上端がそれぞれ閉塞され、前記硬化性充填材の注入により、上下方向に伸長した際に、上，下端から中心側に向けて、漸次直径が小さくなるように配置され、
各筒体の内周面と、その内方に隣接配置される他の筒体の外周面との間に、相互に係止して、上方移動を規制し、かつ、前記硬化性充填材の漏出を防止するシール機能を備えたストッパを設けたことを特徴とする柱状構造物。
【請求項２】
前記ストッパが設けられた前記筒体の内，外周面は、相互に所定長さが重なり合う重ね継手部を構成することを特徴とする請求項１記載の柱状構造物。
【請求項３】
前記重ね継手部には、内方ないしは外方に突出する複数のリブを設けたことを特徴とする請求項２記載の柱状構造物。
【請求項４】
前記柱状構造物は、高架橋の補強，受け換え用に用いることを特徴とする請求項１ないしは３記載の柱状構造物。
【請求項５】
前記柱状構造物は、営業線の上部に階上線路を構築する際に、前記階上線路の路盤支持用梁部材の支持柱として用いることを特徴とする請求項１ないしは３記載の柱状構造物。
【請求項６】
前記柱状構造物は、空頭制限がある狭隘空間で、柱で支持された梁構造を構築する際の、前記柱に用いることを特徴とする請求項１ないしは３記載の柱状構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、柱状構造物に関し、特に、鋼管充填柱状構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現場打設により構築される柱状構造物は、高橋脚などに用いられ、例えば、ＲＣ構造の場合には、配筋，型枠の設置，コンクリートの打設，養生，脱型の工程を複数回繰り返すことにより構築される。
【０００３】
このような柱状構造物の構築方法では、複数の工程を繰り返すので、手間や工期がかかるという問題があった。そこで、特許文献１には、鋼管内にコンクリートを充填した鋼管充填柱を用いる柱状構造物の構築方法が開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示されている技術によると、鋼管を型枠替わりに使用するので、型枠の設置や脱型が不要になり、工程が少なくなって、手間や工期が低減される。ところが、この特許文献１に開示されている技術にも、以下に説明する課題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１３３２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特許文献１に開示されている柱状構造物は、フーチング部と上梁との間に、上下端まで同じ径の円筒状鋼管を配置し、その内部にコンクリートを打設していたが、このような形態の柱状構造物は、構造的には、上端から下端までの全長を同一径にする必要がなく、過剰設計になっていた。
【０００７】
また、例えば、特許文献１に開示されている柱状構造物を高架橋の構築に適用する場合には、支保工や足場の組立てが必要になり、配筋などの高所作業も伴うので、安全性の確保や、施工の迅速性に欠けるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、合理的な断面構造を備え、高所作業を伴わず、迅速に高架橋などの構築が可能になり、空頭制限個所や営業線近接工事への適用性に優れた柱状構造物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、直径が異なる複数の鋼製筒体を内部に収容した筒体ユニットと、前記筒体ユニット内に注入することで、前記筒体ユニットを上下方向に伸長させ、この状態で固化ないしは硬化されるコンクリートなどの硬化性充填材とから構成される柱状構造物であって、前記筒体ユニットは、上下端に配置される一対の筒体は、下端および上端がそれぞれ閉塞され、前記硬化性充填材の注入により、上下方向に伸長した際に、上，下端から中心側に向けて、漸次直径が小さくなるように配置され、各筒体の内周面と、その内方に隣接配置される他の筒体の外周面と間に、相互に係止して、上方移動を規制し、かつ、前記硬化性充填材の漏出を防止するシール機能を備えたストッパを設けた。
【００１０】
このように構成した柱状構造物によれば、筒体ユニットは、上下端に配置される一対の筒体は、下端および上端がそれぞれ閉塞され、硬化性充填材の注入により、上下方向に伸長した際に、上，下端から中心側に向けて、漸次直径が小さくなるように配置されるので、モーメントが大きくかかる部分の断面が大きくなっているので、合理的な設計にすることができる。
【００１１】
また、柱状構造物は、直径が異なる複数の鋼製筒体を内部に収容した筒体ユニットと、筒体ユニット内に注入することで、筒体ユニットを上下方向に伸長させ、この状態で固化されるコンクリートなどの硬化性充填材とを備えているので、例えば、柱状構造物を高架橋の構築に適用する場合には、支保工や足場の組立てが不要になり、高所作業もなくなり、安全性の確保や、施工の迅速性を簡単に確保することができる。
【００１２】
前記ストッパが設けられた前記筒体の内，外周面は、相互に所定長さが重なり合う重ね継手部を構成するようにすることができる。
【００１３】
前記重ね継手部には、内方ないしは外方に突出する複数のリブを設けることができる。
【００１４】
前記柱状構造物は、高架橋の補強，受け換え用に用いることができる。
【００１５】
前記柱状構造物は、営業線の上部に階上線路を構築する際に、前記階上線路の路盤支持用梁部材の支持柱として用いることができる。
【００１６】
前記柱状構造物は、空頭制限がある狭隘空間で、柱で支持された梁構造を構築する際の、前記柱に用いることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる柱状構造物の第１実施例を示している。同図に示した柱状構造物１０は、筒体ユニット１２と、硬化性充填材１４と、ストッパ１６とを備えている。
【００１８】
筒体ユニット１２は、直径が異なる複数の円筒形に形成された第１〜第５鋼製筒体１２ａ〜１２ｅを有しており、各鋼製筒体１２ａ〜１２ｅは、直径が小さいものが、順次大きいものの内部に収容されている。なお、筒体ユニット１２の構成筒体数は、５個に限る必要はなく、３以上の数を選択することができる。
【００１９】
本実施例の場合、上下端に配置される一対の第１および第５筒体１２ａ，１２ｅは、最も直径が大きくなっていて、下端および上端が閉塞されていて、上端ないしは下端のみが開口している。
【００２０】
また、第１および第５筒体１２ａ，１２ｅ間に配置される第２〜第４筒体１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、両端が開口した円筒状に形成されている。そして、第２および第４筒体１２ｂ，１２ｄが、第１および第５筒体１２ａ，１２ｅ内に収容されている。
【００２１】
第３筒体１２ｃは、最も小径なものであって、筒体ユニット１２が伸長した際に、中央部に位置するようになる。第１筒体１２ａは、その下方に設けられるベース部１２ｆに下端側が支持され、その下部側側面には、硬化性充填材１４の注入口１２ｇが設けられている。
【００２２】
硬化性充填材１４は、例えば、モルタルやコンクリートなどの硬化性泥状物、ないしは、これらに硬化性合成樹脂を添加した樹脂モルタルや、天然ないしは合成繊維を添加した繊維強化モルタル，コンクリートなどで構成されていて、注入口１２ｇから筒体ユニット１２内に注入充填されることにより、筒体ユニット１２を伸長させて、その状態で固化ないしは硬化することにより、筒体ユニット１２を柱形状に形成する。
【００２３】
ストッパ１６は、その詳細を図３に示すように、各筒体１２ａ〜１２ｅの内周面と、その内方に隣接配置される他の筒体の外周面とに、相互に係止可能に設けられていて、一方の筒体の上方移動を規制し、かつ、硬化性充填材１４の漏出を防止するシール機能を備えている。
【００２４】
本実施例の場合、外側に配置される筒体１２ａ〜１２ｅ、例えば、第１筒体１２ａの内周面に配置される外ストッパリング１６ａと、この外ストッパリング１６ａの内面に固設される外シールリング１６ｂと、内側の筒体１２ａ〜１２ｅ、例えば、第２筒体１２ｂの外周面に配置される内ストッパリング１６ｃと、この内ストッパリング１６ａの外面に固設される内シールリング１６ｄとを備えている。
【００２５】
このように構成したストッパ１６によれば、硬化性充填材１４を筒体ユニット１２内に注入して、上方に向けて伸長させる際に、内，外ストッパリング１６ａ，１６ｂの端面同士が、当接することにより、一方の筒体１２ａ〜１２ｅ、例えば、図３に示した場合には、第２筒体１２ｂの上方移動が規制され、この移動中および停止した際に、外シールリング１６ｂが内側の筒体１２ａ〜１２ｅの外周面に、密着するようにして摺接し、かつ、内シールリング１６ｄが外側の筒体１２ａ〜１２ｅの内周面に、密着するようにして摺接することにより、硬化性充填材１４の漏出が阻止される。
【００２６】
また、このような構成のストッパ１６を採用すると、図３に示すように、筒体１２ａ〜１２ｅの内，外周面は、相互に所定長さが重なり合う重ね継手部２２を構成する。このような構成の重ね継手部２２を設けると、相互に重なり合った長さに対応した継手強度が得られる。
【００２７】
以上のように構成された柱状構造物１０は、例えば、図１に示すように、１階の床面１８と２階のスラブ２０との間に介装させる際には、まず、図１に示すように、筒体ユニット１２のベース部１２ｆを１階床面１８の所定位置にセットする。
【００２８】
次に、注入口１２ｇからコンクリートなどの硬化性充填材１４を所定圧力、例えば、ポンプを用いて圧入する。筒体ユニット１２内に硬化性充填材１４が注入されると、その注入圧力を受けて、筒体ユニット１２は、順次上方に伸長する。
【００２９】
この際に、筒体ユニット１２内に圧入された硬化性充填材１４は、ストッパ１６により外部への漏出が防止される。この場合、最上段側に配置される第５筒体１２ｅの上端には、筒体１２ｅを貫通する空気抜き孔を設けておく、そして、最上段側の第５筒体１２ｅに硬化性充填材１４が圧入されて、その上端がスラブ２０の下面に当接すると、硬化性充填材１４の注入を停止して、注入口１２ｇを閉塞する。
【００３０】
そして、筒体ユニット１２内に充填された硬化性充填材１４が硬化すると、図２に示すように、床面１８と上階スラブ２０との間に柱状構造物１０が構築される。なお、このような柱状構造物１０は、新設柱状構造物として用いることもできるし、既設構造物の補強用としても用いることができる。
【００３１】
さて、以上のように構成された柱状構造物１０によれば、筒体ユニット１２は、上下端に配置される一対の筒体１２ａ，１２ｅは、下端および上端がそれぞれ閉塞され、硬化性充填材１４の注入により、上下方向に伸長した際に、上，下端から中心側に向けて、漸次直径が小さくなるように配置されるので、モーメントが大きくかかる部分の断面が大きくなっているので、合理的な設計とすることができる。
【００３２】
また、本実施例の柱状構造物１０は、直径が異なる複数の鋼製筒体１２ａ〜１２ｅを内部に収容した筒体ユニット１２と、筒体ユニット１２内に注入することで、筒体ユニット１２を上下方向に伸長させ、この状態で固化ないしは硬化されるコンクリートなどの硬化性充填材１４とを備えているので、柱状構造物１０を通常の建築構造物の柱として用いる場合以外に、例えば、高架橋の構築に適用する場合には、支保工や足場の組立てが不要になり、高所作業もなくなり、安全性の確保や、施工の迅速性を簡単に確保することができる。
【００３３】
図４は、本発明にかかる柱状構造物の第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に、その特徴点についてのみ詳述する。
【００３４】
図４は、筒体ユニット１２の継手部の変形例を示しており、本実施例の重ね継手部２２ａは、第１実施例の重ね継手部の構成に加えて、内方ないしは外方に突出する複数のリブ２４を設けている。リブ２４は、筒体１２ａ〜１２ｅの内周面、ないしは、外周面に突設され、例えば、スパイラル状または環状に形成することができる。このようなリブ付き重ね継手部２２ａを採用すると、リブ２４の部分で硬化性充填材１４が拘束されるので、簡単な構成の付加により、より一層継手部分の強度が向上する。
【００３５】
図５は、本発明にかかる柱状構造物の第３実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に、その特徴点についてのみ詳述する。
【００３６】
同図に示した実施例は、本発明を既設高架橋２４の補強ないしは受け換えに適用した場合を示している。同図に示した例では、高架橋２４は、基礎梁部２４ａと、この基礎梁部２４ａの上部に立設された一対の橋脚部２４ｂと、橋脚部２４ｂの上端に渡設された橋梁部２４ｃと、橋脚部２４ｂの高さ方向の中間に設けられた中間梁２４ｄとを備えている。
【００３７】
このような構成の高架橋２４を上記第１実施例の柱状構造物１０を用いて補強ないしは受け換える際には、基礎梁部２４ａと中間梁２４ｄ上に合計４個の筒体ユニット１２が設置される。
【００３８】
そして、各筒体ユニット１２の注入口１２ｇから硬化性充填材１４を注入することにより、筒体ユニット１２を上方に伸長させて、伸長させた筒体ユニット１２を基礎梁部２４ａと中間梁２４ｄの下面との間、および、中間梁２４ｄと橋梁部２４ｃとの間に介装させることにより、高架橋２４の補強ないしは受け換え用とする。
【００３９】
本発明の柱状構造物１０を、このような既設高架橋２４の補強ないしは受け換え用に用いると、支保工や足場の組立てが不要になり、高所作業も非常に少なくなり、安全性の確保や、施工の迅速性を簡単に確保することができる。
【００４０】
図６は、本発明にかかる柱状構造物の第４実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に、その特徴点についてのみ詳述する。
【００４１】
同図に示した実施例は、本発明を高架橋２４０を新設する際に適用した場合を示している。同図に示した例では、高架橋２４０は、図５に示した場合と同様に、基礎梁部２４０ａと、この基礎梁部２４０ａの上部に立設された一対の橋脚部２４０ｂと、橋脚部２４０ｂの上端に渡設された橋梁部２４０ｃと、橋脚部２４０ｂの高さ方向の中間に設けられた中間梁２４０ｄとを備えている。
【００４２】
このような構成の高架橋２４０は、上記第１実施例の柱状構造物１０を４個用いて構築される。高架橋２４０を構築する際には、まず、図６（Ａ）に示すように、基礎梁部２４０ａの上端両側に一対の筒体ユニット１２を載置し、これらの筒体ユニット１２の上端上に中間梁２４０ｄを載置する。
【００４３】
さらに、中間梁２４０ｄ上に一対の筒体ユニット１２を載置し、この筒体ユニット１２の上端上に橋梁部２４０ｃを載置する。そして、各筒体ユニット１２の注入口１２ｇから硬化性充填材１４を注入して、各筒体ユニット１２を同時に上方に伸長させると、高架橋２４０が構築される。
【００４４】
この場合においても、上記第３実施例と同様に、支保工や足場の組立てが不要になり、高所作業も非常に少なくなり、安全性の確保や、施工の迅速性を簡単に確保することができる。
【００４５】
図７は、本発明にかかる柱状構造物の第５実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に、その特徴点についてのみ詳述する。
【００４６】
同図に示した実施例は、本発明を鉄道の営業線が走行している個所の上部に階上線路を構築する際に適用した例である。この例では、２車線の営業線２６が走行していて、その上部に新たな階上線路を構築するものであって、階上線路の敷設に先立ち階上線路の路盤支持用梁部材２８が、支柱３０により支持された状態で構築される。
【００４７】
この際に、支柱３０として、第１実施例に示した柱状構造物１０が用いられる。梁部材２８を構築する際には、営業線２６の両側および中間に、３本の支柱３０を形成するために、筒体ユニット１２がこれらの位置にそれぞれ配置される。なお、本実施例の場合、各筒体ユニット１２のベース部１２ｆは、地中に埋設されて、基礎部として用いられる。
【００４８】
そして、各筒体ユニット１２に硬化性充填材１４を注入することにより、上方に伸長させた後に、各筒体ユニット１２の上端間に梁部材２８を構築する。このような構成の第５実施例によれば、営業線２６の架線２９に近接した状態での作業を、大幅に低減しつつ路盤支持用の梁部材２８を構築することができる。
【００４９】
図８は、本発明にかかる柱状構造物の第６実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に、その特徴点についてのみ詳述する。
【００５０】
この実施例では、空頭制限Ａがある区域、例えば、鉄道用の架線や電力用の架線が上部側にあって、その近傍での作業が制限されている場合に、その制限領域Ａの下方隣接個所に、２本の柱で支持した梁構造物を構築する場合に本発明を適用している。
【００５１】
２本の柱は、第１実施例の柱状構造物１０で形成し、２本の筒体ユニット１２を基礎部３２上に設置して、筒体ユニット１２の上端間に梁３４を載置し、注入口１２ｇから硬化性充填材１４を注入することで、筒体ユニット１２を上方に伸長させて、空頭制限Ａの下端に隣接した個所に梁３４を位置させ、この状態で注入口１２ｇを閉止して、硬化性充填材１４を硬化させることで柱で支持した梁状構造物を構築する。
【００５２】
この第６実施例によれば、空頭制限Ａがある個所でも、空頭制限領域に侵入することなく、梁状構造物を迅速に構築することができる。
【００５３】
なお、上記実施例では、円筒状の柱状構造物に本発明を適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定することはなく、例えば、四角形などの多角形柱状構造物や楕円形柱状構造物にも適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる柱状構造物によれば、合理的な断面構造を備え、高所作業を伴わず、迅速に高架橋などの構築が可能になり、空頭制限個所や営業線近接工事への適用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる柱状構造物の第１実施例を示す筒体ユニットの伸長前の側面説明図である。
【図２】図１に示した状態から筒体ユニットを伸長させて柱状構造物とした際の側面説明図である。
【図３】図２の要部断面図である。
【図４】本発明にかかる柱状構造物の第２実施例を示す要部断面である。
【図５】本発明にかかる柱状構造物の第３実施例を示す側面図である。
【図６】本発明にかかる柱状構造物の第４実施例を示す側面図である。
【図７】本発明にかかる柱状構造物の第５実施例を示す側面図である。
【図８】本発明にかかる柱状構造物の第６実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０          柱状構造物
１２          筒体ユニット
１４          硬化性充填材
１６          ストッパ
【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】
2004218385.tif 000008
【図７】
2004218385.tif 000009
【図８】
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