(57)【要約】【課題】  柱状構造物が地盤内に埋設される部分の補強において、十分な補強の強度を達成した上でコストを削減できる補強構造を提供する。【解決手段】  地盤２００に立設する柱状構造物１０を補強する補強構造２０であって、柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置される盤状部２１と、盤状部２１から延びて地盤２００内に埋設される杭状部２２と、を備える。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が低減されて、柱状構造物１０の地中部１０ａは十分な強度で補強される。また、盤状部２１と杭状部２２とを備えればよいため、コストを削減することができる。更に、補強構造２０を柱状構造物１０に対して施工する際、柱状構造物１０の地中部１０ａを大きくしたりする必要がないため、コストを更に削減することができる。【選択図】  図３
2007070991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、
前記柱状構造物の周囲の前記地盤上に載置される盤状部と、
前記盤状部から延びて前記地盤内に埋設される杭状部と、
を備える補強構造。
【請求項２】
地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、
前記柱状構造物の周囲の前記地盤上に載置される盤状部と、
前記柱状構造物に結合されると共に前記盤状部に結合される結合部と、
を備える補強構造。
【請求項３】
地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、
前記柱状構造物の周囲の前記地盤上に載置される盤状部と、
前記盤状部に立設されると共に前記地盤内に埋設される壁状部と、
を備える補強構造。
【請求項４】
地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、
前記柱状構造物の周囲の前記地盤上に載置される盤状部と、
前記盤状部に立設されると共に前記地盤内に埋設される一対の柱状部と、
前記一対の柱状部の間に横架されると共に前記地盤内に埋設される一対の梁状部と、
を備える補強構造。
【請求項５】
地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、
前記柱状構造物の周囲に配置されると共に衝撃を吸収する緩衝部と、
前記緩衝部の周囲の前記地盤上に載置される盤状部と、
を備える補強構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の補強構造が備える盤状部同士が結合されてなる、補強構造。
【請求項７】
前記柱状構造物の地上部を補強する補強部を更に備える、請求項１〜６のいずれかに記載の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、既設の高架橋柱や橋脚等の柱状構造物の耐震補強として、一般に鋼板巻立て補強工法等が採用されている。鋼板巻立て補強工法等で柱状構造物の地中部を補強する場合、地盤を掘削して行う必要がある（例えば下記の特許文献１）。さらに、基礎杭で支持される柱状構造物において、基礎杭やフーチング等の基礎部を補強する場合、それらを増設して基礎部の耐力を増大させることが提案されている（例えば下記の特許文献２）。
【０００３】
一方、新設の柱状構造物を構築する場合、耐震性を向上させるためには、柱状構造物自身や基礎部の規模を大きくする必要がある。
【特許文献１】特開平１０−８８５２４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７３８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、既設の柱状構造物の地中部を鋼板巻き立て補強工法等により補強する場合、地盤を掘削するため、コストが高くなる問題があった。また、基礎部を補強する場合でも、基礎杭及びフーチングを増設するため、コストが高くなる問題があった。さらに、新設の柱状構造物でも、柱状構造物の地中部や基礎部の規模を大きくする必要があるため、高コストとなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、柱状構造物が地盤内に埋設される部分の補強において、十分な補強の強度を達成した上でコストを削減できる補強構造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】
本発明に係る補強構造は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、柱状構造物の周囲の地盤上に載置される盤状部と、盤状部から延びて地盤内に埋設される杭状部と、を備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、地盤上に載置された盤状部と地盤との間で発生する摩擦力のため、盤状部の地盤に対する滑りが抑えられる。更に、盤状部から延びた杭状部は地盤内に埋設されるため、盤状部の地盤に対する滑りが更に抑えられる。ここで、盤状部は柱状構造物の周囲の地盤上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物が揺れる等した場合に、地盤に対する滑りが抑えられた盤状部により柱状構造物の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物が地盤内に埋設される部分は十分な強度で補強される。また、補強構造は、盤状部と杭状部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【０００７】
本発明に係る補強構造は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、柱状構造物の周囲の地盤上に載置される盤状部と、柱状構造物に結合されると共に当該盤状部に結合される結合部とを備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、地盤上に載置された盤状部と地盤との間で発生する摩擦力のため、盤状部の地盤に対する滑りが抑えられる。更に、結合部は柱状構造物に結合されると共に当該盤状部に結合されるため、柱状構造物が地盤内に埋設される部分は十分な強度で補強される。また、補強構造は、結合部を有する盤状部と杭状部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【０００８】
本発明に係る補強構造は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、柱状構造物の周囲の地盤上に載置される盤状部と、盤状部に立設されると共に地盤内に埋設される壁状部と、を備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、地盤上に載置された盤状部と地盤との間で発生する摩擦力のため、盤状部の地盤に対する滑りが抑えられる。更に、盤状部に立設された壁状部は地盤内の地中から圧力を受けるため、盤状部の地盤に対する滑りが更に抑えられる。ここで、盤状部は柱状構造物の周囲の地盤上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物が揺れる等した場合に、地盤に対する滑りが抑えられた盤状部により柱状構造物の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物が地盤内に埋設される部分は十分な強度で補強される。また、補強構造は、盤状部と壁状部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【０００９】
本発明に係る補強構造は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、柱状構造物の周囲の地盤上に載置される盤状部と、盤状部に立設されると共に地盤内に埋設される一対の柱状部と、一対の柱状部の間に横架されると共に地盤内に埋設される一対の梁状部と、を備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、地盤上に載置された盤状部と地盤との間で発生する摩擦力のため、盤状部の地盤に対する滑りが抑えられる。更に、盤状部に立設された一対の柱状部と、一対の柱状部の間に横架された一対の梁状部とにより、盤状部の剛性が高められる。ここで、盤状部は柱状構造物の周囲の地盤上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物が揺れる等した場合に、地盤に対する滑りが抑えられ、且つ、剛性が高められた盤状部により、柱状構造物の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物が地盤内に埋設される部分は十分な強度で補強される。また、補強構造は、盤状部と柱状部と梁状部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【００１０】
本発明に係る補強構造は、地盤に立設する柱状構造物を補強する補強構造であって、柱状構造物の周囲に配置されると共に衝撃を吸収する緩衝部と、緩衝部の周囲の地盤上に載置される盤状部と、を備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、地盤上に載置された盤状部と地盤との間で発生する摩擦力のため、盤状部の地盤に対する滑りが抑えられる。また、地震発生時等で柱状構造物が揺れる等した場合に、柱状構造物と盤状部との間の緩衝部が、柱状構造物から緩衝部に加えられる衝撃を吸収するため、柱状構造物の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物が地盤内に埋設される部分は十分な強度で補強される。また、補強構造は、緩衝部と盤状部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【００１１】
また、補強構造は、上記のいずれかに記載の補強構造が備える盤状部同士が結合されてなるのも好ましい。これにより、盤状部同士が結合されてなる新たな盤状部と地盤との間で、より大きな摩擦力が発生し、盤状部の地盤に対する滑りがより確実に抑えられる。ここで、この新たな盤状部は柱状構造物の周囲の地盤上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物が揺れる等した場合に、地盤に対する滑りが抑えられたこの新たな盤状部により柱状構造物の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物が地盤内に埋設される部分はより十分な強度で補強される。また、補強構造は、上記のいずれかに記載の補強構造が備える盤状部同士が結合されればよいため、コストを削減することができる。
【００１２】
本発明に係る補強構造は、柱状構造物の地上部を補強する補強部を更に備えることを特徴とする。本発明に係る補強構造によれば、補強部により柱状構造物の地上部が十分な強度で補強される。また、補強構造は、上記のいずれかに記載の補強構造と補強部とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、柱状構造物が地盤内に埋設される部分の補強において、十分な補強の強度を達成した上でコストを削減できる補強構造が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る補強構造の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１５】
図１（ａ）及び（ｂ）に、本実施形態の補強構造の補強対象となる柱状構造物１０が用いられる構造物の例として、高架橋１００を示す。図１（ａ）は高架橋１００の側面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す高架橋１００のＩ−Ｉ線矢視断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、高架橋１００は、複数の柱状構造物１０と、地上梁１０１と、柱状構造物１０毎のフーチング１０２とを含んで構成されている。柱状構造物１０それぞれは、軸方向にその一部が地盤２００に埋設されている（その部分を地中部１０ａと呼び、地上に露出する部分を地上部１０ｂと呼ぶ）。また、柱状構造物１０それぞれは、地上側の端部で地上梁１０１を支持している。さらに、柱状構造物１０それぞれの地中側の端部にはフーチング１０２が設けられており、柱状構造物１０が安定する構造になっている。フーチング１０２それぞれは、複数の基礎杭１０３に支持されている。ここで、基礎杭１０３の、フーチング１０２に接続されている部分の近傍を接続部１０３ａと呼ぶ。なお、フーチング１０２に接続されている地中部１０ａ及び接続部１０３ａは、補強が必要な部分である。柱状構造物１０は軸線に垂直な断面が略矩形であり、その矩形は具体的には例えば一辺が１ｍの正方形である。本実施形態の補強構造は、地盤２００に立設する柱状構造物１０に対する耐震等を目的とした補強を行うものである。
【００１６】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る補強構造２０を図２及び３に示す。図２は、補強構造２０が設けられた柱状構造物１０の斜視図である。また、図３は、図２に示す補強構造２０のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。図２及び３に示すように補強構造２０は、盤状部２１と杭状部２２とを備えて構成される。
【００１７】
盤状部２１は、柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置される厚板形状のスラブである。盤状部２１は、柱状構造物１０の周囲を包囲するように位置しているため、地震発生時等に柱状構造物１０が揺れる際に、柱状構造物１０の周面１０ｃに直接的又は間接的に接触している。すなわち、柱状構造物１０が揺れる際に、柱状構造物１０が盤状部２１と接触していれば、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙があっても無くてもよく、介在物があってもよい。盤状部２１の材質は特に限定されないが、例えば金属製又はコンクリート製である。なお、盤状部２１は、盤状部２１と地盤２００との間において摩擦力ｈが発生しやすく、加圧により破壊されにくい部材からなるのが好ましい。また、盤状部２１の厚さは１０〜３０ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、２０ｃｍとしたものが好ましい。盤状部２１が例えば略正方形である場合、盤状部２１の一辺は３〜５ｍ程度としたものが多く用いられるが、４ｍとしたものが好ましい。さらに、盤状部２１は、重量が大きいものが好ましい。これにより、地震発生時に柱状構造物１０に働く水平力Ｚを、地盤２００に載置された盤状部２１と杭状部２２とが負担するため、柱状構造物１０の地中部１０ａと基礎杭１０３の接続部１０３ａとに働く水平力を低減することができる。
【００１８】
杭状部２２は、盤状部２１から延びて地盤２００内に埋設される杭形状の部分である。杭状部２２は、盤状部２１とアンカー等により接続されていてもよく、盤状部２１を貫通していてもよい。杭状部２２の材質は特に限定されないが、例えば金属製やコンクリート製である。すなわち、杭状部２２は、鋼管杭でもよく、コンクリート杭でもよい。盤状部２１それぞれから、複数の杭状部２２が延びている。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、盤状部２１それぞれは２つの杭状部２２により貫通されている。杭状部２２は、盤状部２１において柱状構造物１０から２ｍ以上離れた位置を貫通している。また、杭状部２２間の間隔は、柱状構造物１０間の距離の半分程度である。すなわち、杭状部２２間の間隔は、３〜５ｍ程度としたものが多く用いられるが、３．５ｍとしたものが好ましい。なお、杭状部２２の直径は２０〜５０ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、３０ｃｍとしたものが好ましい。杭状部２２は、既に地盤２００に載置された盤状部２１に対して打ちつけられてもよい。また、既に地盤２００に直接打ちつけられた杭状部２２に対して、盤状部２１を打ちつけてもよい。
【００１９】
次に、本実施形態に係る補強構造２０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造２０によれば、地震発生時に柱状構造物１０に働く水平力Ｚに対して、地盤２００上に載置された盤状部２１と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、盤状部２１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。更に、盤状部２１から延びた杭状部２２は地盤２００内に埋設されるため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが更に抑えられる。ここで、盤状部２１は柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、地盤２００に対する滑りが抑えられた盤状部２１により、柱状構造物１０の揺れが抑制される。すなわち、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がない場合は、揺れようとする柱状構造物１０に直接的に接触している盤状部２１が、柱状構造物１０の揺れを抑制する。一方、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がある場合は、柱状構造物１０が揺れることにより、柱状構造物１０と盤状部２１とが接触する。このため、柱状構造物１０の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が低減されて、柱状構造物１０が地盤２００内に埋設される部分（すなわち地中部１０ａ）と、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造２０は、盤状部２１と杭状部２２とのみを備えればよいため、製造の際のコストを削減することができる。更に、補強構造２０を柱状構造物１０に対して施工する際、地盤２００を掘削したり、柱状構造物１０の地中部１０ａを大きくしたりする必要がないため、コストを更に削減することができる。
【００２０】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る補強構造３０を図４に示す。図４は、補強構造３０の断面図である。図４に示すように補強構造３０は、補強構造２０の杭状部２２の代わりに、杭状部２２よりも長さが短い杭状部３２を、補強構造２０の場合よりも多く備えて構成される。
【００２１】
杭状部２２間の間隔は、５０〜１００ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、７５ｃｍとしたものが好ましい。また、図４に示すように、盤状部２１は６つの杭状部３２により貫通されているが、杭状部３２の数は特に限定されず、補強構造２０の場合よりも多いのが好ましい。なお、補強構造３０の盤状部２１の単位面積あたりの杭状部３２の本数は、補強構造２０の盤状部２１の単位面積あたりの杭状部２２の本数の３倍程度であるのがより好ましい。杭状部３２は、図４における水平方向に６本が並んで盤状部２１を貫通しているが、図４における奥行き方向（すなわち紙面を貫く方向）に複数本が並んで盤状部２１を貫通していてもよい。ここで、杭状部３２の直径は１０〜３０ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、２０ｃｍとしたものが好ましい。杭状部３２は、地盤２００に載置された盤状部２１に対して打ちつけられてもよい。また、地盤２００に直接打ちつけられた杭状部３２に対して、盤状部２１を打ちつけてもよい。
【００２２】
次に、本実施形態に係る補強構造３０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造３０によれば、水平力Ｚに対して、盤状部２１と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、盤状部２１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。更に、盤状部２１から延びた杭状部３２は地盤２００内に埋設されるため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが更に抑えられる。ここで、盤状部２１は柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、地盤２００に対する滑りが抑えられた盤状部２１により、柱状構造物１０の揺れが抑制される。すなわち、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がない場合は、揺れようとする柱状構造物１０に直接的に接触している盤状部２１が、柱状構造物１０の揺れを抑制する。一方、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がある場合は、柱状構造物１０が揺れることにより、柱状構造物１０と盤状部２１とが接触する。このため、柱状構造物１０の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が低減されて、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造３０は、盤状部２１と杭状部３２とを備えればよく、地盤２００を掘削せずに補強可能なため、コストを削減することができる。
【００２３】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る補強構造４０を図５示す。図５は、補強構造３０の断面図である。図５に示すように補強構造４０は、盤状部２１と結合部４１とを備えて構成される。
【００２４】
結合部４１は、柱状構造物１０に結合されると共に盤状部２１に結合される部分である。すなわち、結合部４１は、柱状構造物１０の周面１０ｃに対して鉄筋アンカー等を介して剛結され、盤状部２１に対しても剛結されている。結合部４１の材質は特に限定されないが、例えば金属製である。なお、結合部４１は、盤状部２１に対して高い強度で結合されているのが好ましい。
【００２５】
次に、本実施形態に係る補強構造４０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造４０によれば、水平力Ｚに対して、盤状部２１と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、盤状部２１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。更に、結合部４１は柱状構造物１０の周面１０ｃに結合されると共に当該盤状部２１に結合されるため、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造４０は、結合部４１を有する盤状部２１と杭状部２２とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【００２６】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る補強構造５０を図６に示す。図６は、補強構造５０の断面図である。図６に示すように補強構造５０は、盤状部２１と壁状部５１とを備えて構成される。
【００２７】
壁状部５１は、盤状部２１に立設されると共に地盤２００内に埋設される壁形状の妻壁である。壁状部５１の立設方向に垂直な断面は、特に限定されず、略矩形であってもよく、また略円形であってもよい。壁状部５１の材質は特に限定されないが、例えば金属製やコンクリート製である。壁状部５１の厚さは１０〜３０ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、２０ｃｍとしたものが好ましい。また、壁状部５１の立設方向の高さは５０〜１００ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、７５ｃｍとしたものが好ましい。なお、図６において左右両側に壁状部５１が立設されているが、壁状部５１は、図６における奥行き方向（すなわち紙面を貫く方向）に対向する両側に立設されていてもよく、また、片側だけに立設されていてもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係る補強構造５０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造５０によれば、水平力Ｚに対して、盤状部２１と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、盤状部２１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。更に、盤状部２１に立設された壁状部５１は地盤２００内の土等から圧力（すなわち土圧Ｐｓ）を受けるため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが更に抑えられる。なお、壁状部５１が受ける土圧Ｐｓは、地盤２００内の深い場所ほど、大きくなる。ここで、盤状部２１は柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、地盤２００に対する滑りが抑えられた盤状部２１により、柱状構造物１０の揺れが抑制される。すなわち、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がない場合は、盤状部２１が、柱状構造物１０の揺れを直接的に抑制する。一方、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がある場合は、柱状構造物１０が揺れることにより、柱状構造物１０と盤状部２１とが接触する。このため、柱状構造物１０の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が低減されて、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造５０は、盤状部２１と壁状部５１とを備えればよいため、コストを削減することができる。更に、補強構造５０を柱状構造物１０に対して施工する際、柱状構造物１０の地中部１０ａを大きくしたりする必要がないため、コストを更に削減することができる。
【００２９】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る補強構造６０を図７及び８に示す。図７は、補強構造６０の断面図である。また、図８は、補強構造６０の斜視図である。図７及び８に示すように補強構造６０は、盤状部２１と一対の柱状部６１，６１と一対の梁状部６２，６２とを備えて構成される。
【００３０】
一対の柱状部６１，６１は、盤状部２１に立設されると共に地盤２００内に埋設される柱形状の部分である。一対の柱状部６１，６１は、盤状部２１に略並行に立設されている。これにより、一対の柱状部６１，６１は、互いに対向する一対の対向部６１ａ，６１ａを有している。なお、柱状部６１の軸線に垂直な断面は略矩形である。
【００３１】
一対の梁状部６２，６２は、一対の柱状部６１，６１の間に横架されると共に地盤２００に埋設される、梁としての機能を有する部分である。すなわち、一対の梁状部６２，６２は、対向される一対の対向部６１ａ，６１ａに接続する。一対の梁状部６２，６２は、盤状部２１に略並行に立設されている。なお、梁状部６２の軸線に垂直な断面は略矩形である。
【００３２】
次に、本実施形態に係る補強構造６０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造６０によれば、水平力Ｚに対して、盤状部２１と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部２１の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、盤状部２１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。更に、盤状部２１に立設された一対の柱状部６１，６１と、一対の柱状部６１，６１の間に横架された一対の梁状部６２，６２とにより、盤状部２１の剛性が高められる。ここで、盤状部２１は柱状構造物１０の周囲の地盤上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、地盤２００に対する滑りが抑えられ、且つ、剛性が高められた盤状部２１により、柱状構造物１０の揺れが抑制される。すなわち、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がない場合は、盤状部２１が、柱状構造物１０の揺れを直接的に抑制する。一方、柱状構造物１０と盤状部２１との間に間隙がある場合は、柱状構造物１０が揺れることにより、柱状構造物１０と盤状部２１とが接触するため、柱状構造物１０の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が、剛性の高まった盤状部２１によって負担される。このため、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造６０は、盤状部２１と柱状部６１，６１と梁状部６２，６２とを備えればよいため、コストを削減することができる。更に、補強構造６０を柱状構造物１０に対して施工する際、柱状構造物１０の地中部１０ａを大きくしたりする必要がないため、コストを更に削減することができる。
【００３３】
［第６実施形態］
第６実施形態に係る補強構造７０を図９に示し、また、補強構造７０が備える緩衝部７１の性質を示すグラフを図１０に示す。図９は、補強構造７０の断面図である。また、図１０は、緩衝部７１に与えられる力の速度Ｖに対する、緩衝部７１がやわらげて吸収する分の力である緩衝力Ｆの大きさを示すグラフである。図９に示すように補強構造７０は、緩衝部７１と盤状部７２とを備えて構成される。
【００３４】
緩衝部７１は、柱状構造物１０の周囲に配置される、緩衝機能を有する部分である。緩衝部７１は、柱状構造物１０の周囲を包囲するように位置しているため、地震発生時等に柱状構造物１０が揺れる際に、柱状構造物１０の周面１０ｃに接触している。すなわち、柱状構造物１０が揺れる際に、柱状構造物１０が緩衝部７１と接触していれば、柱状構造物１０と緩衝部７１との間に間隙があっても無くてもよい。緩衝部７１は、緩衝部７１に加えられる衝撃を吸収してやわらげる性質を有している。緩衝部７１は特に限定されないが、例えばゴム製部材、オイルダンパー、又はアスファルト材等である。緩衝部７１は、図１０に示すように、緩衝部７１に与えられる力の速度Ｖが所定速度Ｖｐに達するほどではない場合、この速度Ｖの大きさと、緩衝部７１の緩衝力Ｆとは比例する。すなわち、緩衝部７１は、緩やかな変形に対しては衝撃をやわらげて吸収するため、柱状構造物１０や盤状部７２に対して力を伝達させない。一方、緩衝部７１に与えられる力の速度Ｖが所定速度Ｖｐ以上である場合、この力の速度Ｖの大きさに関わらず、緩衝部７１の緩衝力Ｆは一定（Ｆｐ）となる。すなわち、緩衝部７１は、急な変形に対しては、所定の大きさの力による衝撃をやわらげずに、柱状構造物１０や盤状部７２に力を伝達させる。これにより、緩衝部７１に与えられる力の速度Ｖが所定速度Ｖｐ以上となったりＶｐ未満となったりする地震発生時において、状況に応じて衝撃がやわらげられたり力が伝達されたりする。
【００３５】
盤状部７２は、緩衝部７１の周囲の地盤２００上に載置される厚板形状のスラブである。盤状部７２は、緩衝部７１の周囲を包囲するように位置しているため、地震発生時等に柱状構造物１０が揺れる際に、緩衝部７１の外表面７１ｂに接触している。すなわち、柱状構造物１０が揺れる際に、揺れている柱状構造物１０と接触した緩衝部７１が、盤状部７２と接触していれば、緩衝部７１と盤状部７２との間に間隙があっても無くてもよい。盤状部７２の材質は上述したように特に限定されないが、例えばコンクリート製又は金属製である。なお、盤状部７２は、盤状部７２と地盤２００との間において摩擦力ｈが発生しやすい部材からなるのが好ましい。また、盤状部７２の厚さは１０〜３０ｃｍ程度としたものが多く用いられるが、２０ｃｍとしたものが好ましい。
【００３６】
次に、本実施形態に係る補強構造７０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造７０によれば、地盤２００上に載置された盤状部７２と地盤２００との間で発生する摩擦力ｈのため、盤状部７２の地盤２００に対する滑りが抑えられる。また、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、柱状構造物１０は緩衝部７１と接触しており、更に、この緩衝部７１は、地盤２００に対する滑りが抑えられた盤状部７２と接触している。なお、柱状構造物１０と盤状部７２との間の緩衝部７１が、柱状構造物１０から緩衝部７１に加えられる衝撃を、吸収しつつ盤状部７２に伝達する。ここで、柱状構造物１０が、緩衝部７１を介して、地盤に対する滑りが抑えられた盤状部と間接的に接触する。このため、柱状構造物１０の揺れが抑制されて、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが十分な強度で補強される。また、補強構造７０は、緩衝部７１と盤状部７２とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【００３７】
［第７実施形態］
第７実施形態に係る補強構造８０を図１１に示す。図１１は、補強構造８０の断面図である。
【００３８】
補強構造８０は、例えば上記の補強構造３０が備える盤状部２１同士が結合されてなる新たな盤状部８１を備えている。なお、ここでは、補強構造３０同士が結合されてなる補強構造８０を説明しているが、上記の補強構造２０，３０，４０，５０，６０，７０のうち何れかの補強構造同士が結合されてなる補強構造であれば、特に限定されない。
【００３９】
次に、本実施形態に係る補強構造８０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造８０によれば、盤状部同士が結合されてなる新たな盤状部８１と地盤２００との間で、水平力Ｚに対して、より大きな摩擦力ｈが発生し、盤状部８１の地盤２００に対する滑りがより確実に抑えられる。また、盤状部８１が地盤２００内の土等の変形を拘束するため、拘束された土等が水平力Ｚを負担する能力が、高まる。ここで、盤状部８１は柱状構造物１０の周囲の地盤２００上に載置されているため、地震発生時等で柱状構造物１０が揺れる等した場合に、地盤２００に対する滑りが抑えられた盤状部８１により、柱状構造物１０の揺れが抑制される。すなわち、柱状構造物１０と盤状部８１との間に間隙がない場合は、盤状部８１が、柱状構造物１０の揺れを直接的に抑制する。一方、柱状構造物１０と盤状部８１との間に間隙がある場合は、柱状構造物１０が揺れることにより、柱状構造物１０と盤状部８１とが接触するため、柱状構造物１０の揺れが抑制される。これにより、柱状構造物１０に対する曲げやせん断等の応力が低減されて、柱状構造物１０の地中部１０ａと、基礎杭１０３とが、より十分な強度で補強される。また、補強構造８０は、上記の補強構造３０が備える盤状部２１同士が結合されればよいため、コストを削減することができる。更に、補強構造８０を柱状構造物１０に対して施工する際、地盤２００を掘削したり、柱状構造物１０の地中部１０ａを大きくしたりする必要がないため、コストを更に削減することができる。
【００４０】
［第８実施形態］
第８実施形態に係る補強構造９０を図１２に示す。図１２は、補強構造９０の断面図である。
【００４１】
補強構造９０は、例えば上記の補強構造３０に対して、補強部９１を更に備えている。なお、ここでは、補強構造３０と補強部９１とを備える補強構造９０を説明しているが、上記の補強構造２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０のうち何れかの補強構造と補強部９１とを備える補強構造であれば、特に限定されない。
【００４２】
補強部９１は、柱状構造物１０の周面１０ｃに接触すると共に金属製部材からなる、柱状構造物１０の地上部１０ｂを補強する部分である。補強部９１が、ＲＢ（リブバー）耐震補強工法によって柱状構造物１０の周面１０ｃを取り囲むように配置されることにより、柱状構造物１０が補強されている。なお、このＲＢ耐震補強工法の他に、鋼板巻立て補強工法や、ＲＰ（リブプレート）耐震補強工法や、薄板多層巻き耐震補強工法や、一面耐震補強工法といった周知の工法により、柱状構造物１０を補強してもよい。
【００４３】
次に、本実施形態に係る補強構造９０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る補強構造９０によれば、補強構造３０による柱状構造物１０の地中部１０ａと基礎杭１０３との補強に加えて、補強部９１による柱状構造物１０の地上部１０ｂの耐震補強が行われる。この結果、柱状構造物１０の地中部１０ａ及び地上部１０ｂが十分な強度で補強される。このように、柱状構造物１０の地中部１０ａの補強に加えて、更に、柱状構造物１０の地上部１０ｂの補強が必要な場合等に、補強構造９０を適用するとよい。また、補強構造９０は、上記のいずれかに記載の補強構造３０と補強部９１とを備えればよいため、コストを削減することができる。
【００４４】
ここで、本実施形態の補強構造の効果を確かめるために行った遠心載荷試験のデータを示す。試験体である補強構造を図１３（ａ）〜（ｇ）に示す。なお、黒矢印は、載荷の方向を示す。スケールは１／５０、重力加速度は５０Ｇという条件の下で、この遠心載荷試験を行った。
【００４５】
図１３（ａ）は、補強構造が存在しない状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の状態において地盤２００が存在する状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の状態において盤状部８１が存在する状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｄ）は、図１３（ｃ）の状態において盤状部８１が分割して盤状部２１，２１が存在する状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｅ）は、壁状部５１，５１が存在する状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｆ）は、図１３（ｅ）の状態において杭状部３２が存在する状態における柱状構造物１０を示している。また、図１３（ｇ）は、図１３（ｆ）の状態において杭状部３２の代わりに、杭状部３２よりも長い杭状部２２が存在する状態における柱状構造物１０を示している。
【００４６】
まず、図１３（ｂ）〜（ｄ）に示される柱状構造物１０における、載荷点水平変位δ（ｍｍ）の変化に対するフーチング前面土圧（ｋＮ／ｍ２）の変化のグラフを図１４に示す。なお、載荷点水平変位δとは、載荷点を水平に変位させた場合の距離δのことである。図１４に示されるように、盤状部８１を備える補強構造（ｃ）や、盤状部２１，２１を備える補強構造（ｄ）により、フーチング部分の前面土圧が約２割上昇している。
【００４７】
次に、図１３（ａ）〜（ｇ）に示される柱状構造物１０における、載荷点水平変位δ（ｍｍ）の変化に対する載荷荷重Ｐ（ｋＮ）の変化のグラフを図１５に示す。図１５に示されるように、同じ大きさの載荷荷重Ｐであれば、図１３（ａ）に示される柱状構造物１０よりも、地盤２００が存在する状態の柱状構造物１０の方が載荷点水平変位δは小さくなる。更に、同じ大きさの載荷荷重Ｐであれば、図１３（ｂ）に示される柱状構造物１０よりも、壁状部５１及び杭状部２２が更に存在する状態の柱状構造物１０の方が載荷点水平変位δは小さくなる。
【００４８】
次に、図１３（ａ）〜（ｇ）に示される柱状構造物１０における、載荷荷重Ｐ（ｋＮ）の変化に対する杭頭のせん断力（ｋＮ）の変化のグラフを図１６に示す。図１６に示されるように、同じ大きさの載荷荷重Ｐであれば、図１３（ｂ）に示される柱状構造物１０よりも、壁状部５１及び杭状部２２が更に存在する状態の柱状構造物１０の方が杭頭のせん断力は４割程度小さくなる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、補強構造２０は、壁状部５１を更に備えてもよい。また、補強構造２０は、結合部４１を更に備えてもよい。すなわち、補強構造は、盤状部に加えて、上記した杭状部、結合部、壁状部、一対の柱状部及び一対の梁状部、緩衝部、補強部の中から任意に組み合わせて構成された部分を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る補強構造の補強対象となる柱状構造物が用いられる高架橋を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態に係る補強構造が設けられた柱状構造物の斜視図である。
【図３】図２に示す補強構造のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】第２実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図５】第３実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図６】第４実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図７】第５実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図８】図７に示す補強構造の斜視図である。
【図９】第６実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図１０】緩衝部の性質を示すグラフである。
【図１１】第７実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図１２】第８実施形態に係る補強構造の断面図である。
【図１３】遠心載荷試験の試験体である補強構造を模式的に示す図である。
【図１４】載荷点水平変位の変化に対するフーチング前面土圧の変化のグラフである。
【図１５】載荷点水平変位の変化に対する載荷荷重の変化のグラフである。
【図１６】載荷荷重の変化に対する杭頭のせん断力の変化のグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１０…柱状構造物、１０ａ…地中部、１０ｂ…地上部、１０ｃ…周面、２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０…補強構造、２１，７２，８１…盤状部、２２…杭状部、３２…杭状部、４１…結合部、５１…壁状部、６１…柱状部、６１ａ…対向部、６２…梁状部、７１…緩衝部、７１ｂ…外表面、９１…補強部、１００…高架橋、１０１…地上梁、１０２…フーチング、１０３…基礎杭、１０３ａ…接続部、２００…地盤、ｈ…摩擦力、Ｐｓ…土圧、Ｚ…水平力。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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