(57)【要約】【課題】工期の短縮化が図れるとともに、十分な靱性が得られて高い耐震性を得ることができるコンクリート構造物の構築方法を提供することである。【解決手段】複数の主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつコンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの帯鉄筋比をＰｗ１とし、ＰＣストランド間に中間帯鉄筋に相当するものを配筋することなく複数の主筋の外周に配筋されたＰＣストランドを帯鉄筋としてカウントしたときの帯鉄筋比をＰｗ２としたとき、換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑ（Ｐｗｅｑ＝Ｐｗ２×（σpc／σy ）、σpcはＰＣストランドの降伏強度、σyは帯鉄筋の降伏強度）の下限値を帯筋比Ｐｗ１とする工程と、決定された換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑの下限値以上の換算帯鉄筋比を有するように、ＰＣストランドを配筋する行程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築されるコンクリート構造物の外周に沿って縦方向に配筋される複数の主筋と、該複数の主筋の外周に巻き付けられて、前記複数の主筋を外側から一括して拘束するＰＣストランドと、前記複数の主筋及び前記ＰＣストランドの周囲に打設されたコンクリートとを備えたコンクリート構造物の構築方法であって、
（Ａ）前記複数の主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの帯鉄筋比をＰｗ１とし、前記ＰＣストランド間に中間帯鉄筋に相当するものを配筋することなく前記複数の主筋の外周に配筋された前記ＰＣストランドを前記帯鉄筋としてカウントしたときの帯鉄筋比をＰｗ２としたとき、
換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑ（Ｐｗｅｑ＝Ｐｗ２×（σpc／σy ）、σpcはＰＣストランドの降伏強度、σyは帯鉄筋の降伏強度）の下限値を前記帯筋比Ｐｗ１とする工程と、
（Ｂ）決定された前記換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑの前記下限値以上の換算帯鉄筋比を有するように、前記ＰＣストランドを配筋する行程と、
を有することを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば橋脚,煙突,サイロ,給水タンク等の鉄筋コンクリート構造物（以下、コンクリート構造物と称する）の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋脚等の縦長のコンクリート構造物は、たとえば図１０に示されるような断面構造となっている。すなわち、コンクリート構造物１０１の周囲に沿って配置され縦方向に配筋される複数の主筋１０３，１０３…と、地震荷重に対して主筋１０３が座屈するのを抑えるとともにコンクリートのせん断破壊を抑えるため、複数の主筋１０３，１０３…の外周に巻き付けられてこれらを外側から一括して拘束する帯鉄筋１０５とを備えるほか、道路橋示方書（平成８年１２月に改定）および土木学会標準示方書等では、コンクリート構造物１０１の中間位置に前記帯鉄筋１０５の外方への移動を拘束する幅止め筋としての中間帯鉄筋１０７，１０７を配筋することが義務付けられている。
【０００３】
このような帯鉄筋１０５および中間帯鉄筋１０７は、たとえば延長方向に対し約１３５度の角度をもって曲げ加工を施したフック部を主筋１０３に巻き掛けることにより、高さ方向に１２０ｍｍ程度のピッチで組み付けられ、拘束応力度をコンクリート構造物１０１の断面幅方向に均等に与え、靱性（粘り強さ）を増加させることによりその耐震性を高めている。
【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、複数の主筋１０３，１０３…で閉鎖された内部に中間帯鉄筋１０７を組付ける作業が煩雑であり、中間帯鉄筋１０７がコンクリートの打設ホースを横方向に移動する際の障害となるし、また特に、断面の形状が徐々に変化する橋脚にあっては帯鉄筋１０５および中間帯鉄筋１０７の形状が変化するのでその加工が煩雑であるし加工精度も要求されるため、工期が長期化するといった課題があるだけでなく、実際には、地震時に、帯鉄筋１０５，中間帯鉄筋１０７のフック部が外側に開くおそれがあり、この場合には所定の拘束応力度が得られないといった課題がある。
【０００５】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、帯鉄筋や中間帯鉄筋のように煩雑な加工や組付けを要さず、構造物の中間部にコンクリート打設時の障害物がなく、もって工期の短縮化が図れるとともに、十分な靱性が得られて高い耐震性を得ることができるコンクリート構造物の構築方法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】
以上の目的を達成するため、本発明のうち請求項１に記載された発明は、構築されるコンクリート構造物の外周に沿って縦方向に配筋される複数の主筋と、該複数の主筋の外周に巻き付けられて、前記複数の主筋を外側から一括して拘束するＰＣストランドと、前記複数の主筋及び前記ＰＣストランドの周囲に打設されたコンクリートとを備えたコンクリート構造物の構築方法であって、（Ａ）前記複数の主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの帯鉄筋比をＰｗ１とし、前記ＰＣストランド間に中間帯鉄筋に相当するものを配筋することなく前記複数の主筋の外周に配筋された前記ＰＣストランドを前記帯鉄筋としてカウントしたときの帯鉄筋比をＰｗ２としたとき、換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑ（Ｐｗｅｑ＝Ｐｗ２×（σpc／σy ）、σpcはＰＣストランドの降伏強度、σyは帯鉄筋の降伏強度）の下限値を前記帯筋比Ｐｗ１とする工程と、（Ｂ）決定された前記換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑの前記下限値以上の換算帯鉄筋比を有するように、前記ＰＣストランドを配筋する行程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるコンクリート構造物の構築方法によれば、主筋の外周にＰＣストランドを巻き付けるだけの簡単な方法で、従来の帯鉄筋および中間帯鉄筋を配筋した構造と同等かそれ以上の靱性を確保しつつ、該ＰＣストランドを従来の帯鉄筋や中間帯鉄筋に代えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書及び図面により、少なくとも次の事項が明らかとなる。  
構築されるコンクリート構造物の外周に沿って縦方向に配筋される複数の主筋と、該複数の主筋の外周に巻き付けられて、前記複数の主筋を外側から一括して拘束するＰＣストランドと、前記複数の主筋及び前記ＰＣストランドの周囲に打設されたコンクリートとを備えたコンクリート構造物の構築方法であって、（Ａ）前記複数の主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの帯鉄筋比をＰｗ１とし、前記ＰＣストランド間に中間帯鉄筋に相当するものを配筋することなく前記複数の主筋の外周に配筋された前記ＰＣストランドを前記帯鉄筋としてカウントしたときの帯鉄筋比をＰｗ２としたとき、換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑ（Ｐｗｅｑ＝Ｐｗ２×（σpc／σy ）、σpcはＰＣストランドの降伏強度、σyは帯鉄筋の降伏強度）の下限値を前記帯筋比Ｐｗ１とする工程と、（Ｂ）決定された前記換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑの前記下限値以上の換算帯鉄筋比を有するように、前記ＰＣストランドを配筋する行程と、を有する。
【０００９】
構築されるコンクリート構造物の外周に沿って複数の主筋を縦方向に配筋する工程と、これら複数の主筋を外側から一括して拘束するため該複数の主筋の外周にＰＣストランドを巻き付ける工程と、該ＰＣストランド間に中間帯鉄筋を配筋することなく該主筋およびＰＣストランドの周囲に型枠を建て込んでコンクリートを打設する工程とを含むことを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。
【００１０】
前記ＰＣストランドは、前記主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの拘束応力度（Ｐｗ×σｙ：但し、Ｐｗは帯鉄筋比、σｙは降伏強度）とほぼ等しいか、それ以上の拘束応力度を有するように設計されることを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。
【００１１】
前記ＰＣストランドは、前記主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの換算帯鉄筋比（Ｐｗｅｑ）とほぼ等しいか、それ以上の換算帯鉄筋比を有するように設計されることを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。  
図１（ａ），（ｂ）は本発明にかかるコンクリート構造物として橋脚１を構築する方法の好適な実施の形態を示している。橋脚１は、たとえば矩形状断面を有する構築予定部位（図１（ａ）中で二点鎖線図示）の外周に沿って基礎３から複数の主筋５，５…が縦方向に立設され（主筋５，５間はタガ筋１０，１０…により所定間隔が保持される）、巻付装置７を用いて該複数の主筋５，５…の外周に連続するＰＣストランド９が螺旋状に巻き付けられ、さらに、前記構築予定部位に型枠（図示しない）を建て込んでコンクリートを打設し、コンクリートの固化後に脱型することにより構築される。
【００１３】
ＰＣストランドの巻付装置７は、次のような構成をしている。すなわち、構築予定部位の周囲には仮設台１１が設置され、仮設台１１の最上部間に跨って支持架台１３が架設される。支持架台１３のほぼ中央部下側には鉛直支軸１５が設けられ、支軸１５の下方にはこれに対して回転自在でＰＣストランド９が巻回されたドラム１７が設けられるとともに支軸１５の側方には水平アーム１９が突設されている。アーム１９の先端にはドラム１７から繰り出されたＰＣストランド９が周回されてこれを下方に案内するシーブ２１が設けられている。支軸１５は図示しない電動モータ等の駆動手段により鉛直軸を中心に回転され、これに伴ってドラム１７およびアーム１９が一体的に回転することになる。
【００１４】
ＰＣストランド９は、人手によりまたは電動モータ等の駆動手段によりドラム１７から繰り出され、ドラム１７およびアーム１９が水平面内で回転することにより、シーブ２１に周回されつつ下方に向けて、橋脚１の構築予定部位の外周すなわち複数の主筋５，５…の外側に案内された後、作業員の手作業によって所定のピッチＰを保持しつつ複数の主筋５，５…の外周に螺旋状に巻き付けられる。ＰＣストランド９は、適宜の仮止め手段（図示しない）により適宜箇所にて主筋５に仮止めされるだけで、対向するＰＣストランド９間に従来の中間帯鉄筋に相当するものは配筋されない。
【００１５】
そして、本実施の形態においては、ＰＣストランド９は、従来のように、主筋５，５…の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの帯鉄筋比（Ｐｗ）とほぼ等しいか、それ以上の換算帯鉄筋比を有するように設計される。
【００１６】
すなわち、帯鉄筋比Ｐｗは、帯鉄筋１本分の断面積をＡs.i 、帯鉄筋の総断面積をΣ(Ａs.i) 、橋脚の幅寸法をｂ、帯鉄筋の橋脚高さ方向の間隔をｓとするとしたときに、Ｐｗ＝Σ(Ａs.i) ／（ｂ×ｓ）式で算出される。換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑは、ＰＣストランドを鉄筋としてカウントしたときの換算した帯筋比であって、ＰＣストランドの降伏強度をσpc、鉄筋の降伏強度をσy としたとき、Ｐｗｅｑ＝Ｐｗ×（σpc／σy ）式で算出される。ここで、通常の帯鉄筋（ＳＤ３４５）の降伏強度σｙは３５００kgf/cm２であり、通常のＰＣストランドの降伏強度σｙは１７４００kgf/cm２であるので、換算帯鉄筋比を従来の帯鉄筋および中間帯鉄筋を配筋した場合とほぼ同様の値に設計すれば、帯筋量を１／５とすることができるので経済的である。
【００１７】
なお、帯鉄筋比ＰｗとＰＣストランドの降伏強度σpcとをかけ合わせることにより算出されるＰＣストランドの拘束応力度を、帯鉄筋および中間帯鉄筋を配筋したときの拘束応力度（Ｐｗ×σｙ）とほぼ等しいか、それ以上に設計すれば、従来の帯鉄筋および中間帯鉄筋を配筋した構造と同等かそれ以上の靱性が得られる。
【００１８】
ここで、四つの試験体を用意した。四つの試験体は、いずれも、１２００ｍｍ×６００ｍｍの矩形断面を有し、１８−Ｄ２２を主筋として用いた。
【００１９】
試験体No.1（在来工法）：図２（ａ）に示されるように、帯鉄筋（Ｄ１３）および中間帯鉄筋（Ｄ１３）を高さ方向に１２０ｍｍのピッチで配筋した。帯鉄筋比Ｐｗは０．３５％である。
【００２０】
試験体No.2：図２（ｂ）に示されるように、２．９ｍｍ２本よりのＰＣストランドを高さ方向に１００ｍｍのピッチで配筋した。換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑは０．１１％である。
【００２１】
試験体No.3：同ＰＣストランドを高さ方向に５０ｍｍのピッチで配筋した。換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑは０．２２％である。
【００２２】
試験体No.4：同ＰＣストランドを高さ方向に３０ｍｍのピッチで配筋した。換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑは０．３６％である（試験体No.1とほぼ同等）。
【００２３】
上記各試験体について、荷重(tf)−変位(mm)曲線を求めたところ、図３〜図６に示される結果が得られた。同図によれば、試験体No.2，No.3ではＰＣストランドが破断したのに対し、試験体No.4では主筋が破断してもなおＰＣストランドは破断せず、試験体No.1より高い靱性を示すことが確認された。また、試験体No.1ではμが６であったのに対し、試験体No.4ではμが７であることも確認された。
【００２４】
次いで、試験体No.1〜No.4について、せん断余裕度と靱性率とを比較すると、図７に示されるように、試験体No.1の換算帯鉄筋比Ｐｗｅｑが０．３５％で試験体No.4のそれが０．３６％というように僅かな差であるにも拘わらず、せん断余裕度（Ｓｕ／Ｐｙ：但し、Ｓｕはせん断耐力、Ｐｙは降伏荷重）および靱性率（μ）のいずれにおいても約１０％の増加が見られた。
【００２５】
また、図８に示されるように、ＰＣストランドのせん断力負担分を測定したところ、ＰＣストランドが全降伏強度（σｐｃ．ｙ＝１９０００kgf/cm２  ）を発揮していることが確認された。すなわち、Ｖpcは、基礎部分からの高さを試験体の直径Ｄに対して０．７０Ｄ（ＰＣ２）、１．０６Ｄ（ＰＣ３）、１．４２Ｄ（ＰＣ４）としたときの正荷重＋Ｐに対する上側（Ｕ）と下側（Ｌ）とにおけるせん断負担分であって、たとえばＶpc(ＭＵ３)は１．０６Ｄ位置における上側のせん断負担分を示している。
【００２６】
同図からは、１Ｄ付近で高いせん断力が得られること、それが全降伏強度(Ｖpc.cal)の理論値（波線図示）近く発揮されていること、並びに当該１Ｄ付近におけるＰＣストランドのせん断力のピーク点と全ＰＣストランドのせん断力（実線図示）のピーク点とが変位においてほぼ一致していることが分かるのである。
【００２７】
また、実験に用いたＰＣストランドを引張試験した結果、降伏強度は約１９０００kgf/cm２  であった。図８のせん断耐力の計算値も１９０００kgf/cm２生じたものと仮定したものであるので、現在のところ、σｙ＝１９０００kgf/cm２までこの構造は成り立つものと考えられる。
【００２８】
図９（ａ），（ｂ）は、本発明にかかるＰＣストランド巻付け橋脚の他の好適な断面形状例を示し、主筋を楕円状に配置したものであるが、（ａ）は橋脚全体の断面形状が矩形状のままであるのに対し、（ｂ）は（ａ）に比べて主筋の配置がより円に近づけるとともに橋脚全体の断面形状が主筋の配置に合わせて八角形になっている。主筋を楕円状に配置することにより主筋の座屈を防止することができ、（ｂ）のように円に近づけることによりさらに座屈を防止することができるほか、（ｂ）ではコンクリート量を大幅に削減できるといった効果を奏する。
【００２９】
なお、本発明は、実施の形態に記載されたものに限定されず、上記実施の形態では帯鉄筋比または拘束応力度を在来工法のものとほぼ同等にしたものを例示したが、それ以上の値に設計することもできるし、また橋脚に限らず煙突，サイロ，給水タンク等の他のコンクリート構造物に適用することもできることはいうまでもない。
【００３０】
以上の説明により明らかなように、本実施形態によるコンクリート構造物の構築方法にあっては、構築されるコンクリート構造物の外周に沿って複数の主筋を縦方向に配筋する工程と、これら複数の主筋を外側から一括して拘束するため該複数の主筋の外周にＰＣストランドを巻き付ける工程と、該ＰＣストランド間に中間帯鉄筋を配筋することなく該主筋およびＰＣストランドの周囲に型枠を建て込んでコンクリートを打設する工程とを含むことにより、主筋の外周にＰＣストランドを巻き付けるだけの簡単な方法で、該ＰＣストランドを従来の帯鉄筋や中間帯鉄筋に代えることができるため、構造物の中間部にコンクリート打設時の障害物がないことと相俟って、工期の短縮化を図ることができる。
【００３１】
また、前記ＰＣストランドを、前記主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの拘束応力度（Ｐｗ×σｙ：但し、Ｐｗは帯鉄筋比、σｙは帯鉄筋の降伏強度）とほぼ等しいか、それ以上の拘束応力度を有するように設計するか、または前記ＰＣストランドを、前記主筋の外周に帯鉄筋を配筋し、かつ前記コンクリート構造物の中間部に該帯鉄筋の外方への移動を拘束する中間帯鉄筋を配筋したときの換算帯鉄筋比（Ｐｗｅｑ）とほぼ等しいか、それ以上の換算帯鉄筋比を有するように設計すれば、せん断余裕度および靱性率が顕著に増加して耐震性が高まるだけでなく、鉄筋量を低減することができて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は、本発明にかかるコンクリート構造物として橋脚を構築する方法の好適な実施の形態を示す側面図である。
【００３３】
（ｂ）は、（ａ）の断面図である。
【図２】（ａ）は、在来工法にかかる試験体の断面図である。
【００３４】
（ｂ）は、本発明工法にかかる試験体の断面図である。
【図３】試験体No.1の荷重(tf)−変位(mm)曲線を示すグラフである。
【図４】試験体No.2の荷重(tf)−変位(mm)曲線を示すグラフである。
【図５】試験体No.3の荷重(tf)−変位(mm)曲線を示すグラフである。
【図６】試験体No.4の荷重(tf)−変位(mm)曲線を示すグラフである。
【図７】せん断余裕度−靱性率を示すグラフである。
【図８】ＰＣストランドのせん断力負担分を示すグラフである。
【図９】（ａ），（ｂ）は、ＰＣストランド巻付け橋脚の他の好適な例を示す断面図である。
【図１０】在来工法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  橋脚（コンクリート構造物）
３  基礎
５  主筋
７  巻付装置
９  ＰＣストランド
１１  仮設台
１３  支持架台
１５  鉛直支軸
１７  ドラム
１９  水平アーム
２１  シーブ
【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】
2007255184.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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