(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿通して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔が橋脚躯体を貫通したら前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの両端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化することを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【請求項２】
既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿入して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔を橋脚躯体の所定深さまで穿孔したら前記中空ロッドを挿入してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの挿入孔に挿入されていない側の端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化することを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【請求項３】
前記ロッド状部材の挿入孔は橋脚躯体の両側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【請求項４】
前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロッド状部材の挿入孔は前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔の径が他方の側から穿孔された孔の径に比較して拡径した状態で穿孔された請求項３に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【請求項５】
前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と他方の側から穿孔された孔とが芯ずれを生じていた場合に、ロッド状部材を挿入するのとは反対の側から樋状の案内部材を挿入し、該案内部材によってロッド状部材を挿通させる請求項４に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【請求項６】
既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立って当該橋脚躯体を鉄筋コンクリートで巻き立てる工程を含む請求項１〜５の何れかに記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆してロッド状部材により一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
震度法による許容応力度設計にのみ従って耐震設計された既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚は、円形や矩形断面の様な柱式橋脚と比較すると、一般にコンクリート断面が大きく、軸方向鉄筋比が小さい構造であり、相対的に曲げ耐力が小さくなっていることが多い。
【０００３】
また、壁式橋脚の様な幅の広い断面では、その形状的な影響により、橋軸直角方向の側面に対する帯鉄筋による拘束効果も小さくなっている。
【０００４】
したがって、壁式鉄筋コンクリート橋脚の補強では、曲げ耐力とじん性の両者を向上させる補強を行うのが望ましい。なお、ここでいう壁式橋脚とは、橋脚の橋軸直角方向の断面寸法ａと橋軸方向の断面寸法ｂとの比ａ／ｂが３を超える幅広長方形断面または小判型断面の鉄筋コンクリート橋脚である。
【０００５】
従来、壁式鉄筋コンクリート橋脚の補強工法としては、鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工法が施工されている。この工法は、図２７に示す様に、橋脚躯体２を鉄筋コンクリートで巻立てる（巻立て鉄筋コンクリート部Ｃ）と共に、橋脚基部Ｂにおいて長辺側の両壁面を鋼板３で挟み込み、これらをロッド状部材、すなわち断面貫通型のＰＣ鋼棒（以下、中間貫通ＰＣ鋼棒という）４により一体化させた構造である。
【０００６】
この工法においては、巻立て鉄筋コンクリート部Ｃの軸方向鉄筋Ｋ１とＫ２とをフーチングＦに１本おきに定着している。なお、符号Ｋ３は帯鉄筋を示している。そして、鋼板３と両端をナットで締着させた中間貫通ＰＣ鋼棒４とを併用してコンクリート断面を拘束し、また、鋼板下端とフーチングＦの上面との間ｄに５〜１０ｃｍ程度の隙間を設けて、鋼板下端とフーチングＦ上面とが接触して予期せぬ力が鋼板３に作用することを防止している。
【０００７】
なお、鋼板３の設置範囲Ｈは、断面基部から補強後の橋軸方向幅に相当する高さまでの範囲とするのが標準である。また、符号ｐ１はＰＣ鋼棒４の橋軸直角方向の挿入ピッチで補強後の壁厚以下、符号ｐ２は橋脚軸方向のピッチで３０ｃｍ以下としている。
【０００８】
上記の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工法による橋脚の補強工法においては、橋脚躯体に中間貫通ＰＣ鋼棒を貫通させるために穿孔する必要があるが、この孔は、橋脚躯体内の鉄筋を避けて穿孔する必要がある。そして、従来、この穿孔には、例えば、ロータリーパーカッションによって穿孔が行われている。
【０００９】
しかし、一般には、躯体内の鉄筋位置を正確に予見することは困難である。そして、ロータリーパーカッションにより穿孔している際に鉄筋に当たってしまうと、穿孔した孔を埋め戻して再び穿孔をやり直す必要がある。ここで、再穿孔を行えば工数が増加するためコスト増を招く。
【００１０】
また、ロータリーパーカッションにより穿孔に際して、誤って鉄筋を切断してしまうと、橋脚の強度に悪影響を与える。
【００１１】
一方、ドリフタを用いて穿孔する工法が公知である。図２８〜図３１には、ドリフタ（例えば、三菱重工（株）製の穿孔機：商品名「ＭＲＤ１５０」）を用いた自穿孔工法によるロックボルトの打設方法が示されている。
【００１２】
図２８において、ロックボルト１５を把持した穿孔機械１０が、ロックボルト打設位置に設置されている。そのロックボルト１５は、先端にロストビット１６を備えた中空軸で、その後端に設けられたウォータスイベル１７を介して高圧水が供給されている。そして、ロックボルト１５は、ガイドセル１１上を穿孔方向に前後進可能に設けられたドリフタ１２に把持装置１３を介して把持され、符号Ｄ方向の打撃と回転Ｒが与えられて推進し、ロックボルト１５の中空孔よりフラッシングを行いながら、地山を穿孔する。
【００１３】
図２９に示す様に、ドリフタ１２がストロークＳだけ推進してストロークエンドに達したら、把持装置１３を緩めて後退する。そして、図３０に示す様に後退位置からロックボルト１５を再び把持して穿孔する。これを繰返し、図３１に示す様に所定深さまで穿孔したら、中空孔から定着材を注入して、ロックボルト１５を定着させる。
【００１４】
この様な穿孔工法は有効な技術であるが、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆して、ロッド状部材により一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強するに際して、コンクリート橋脚の躯体に貫通孔を穿孔する際には用いられていない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、橋脚躯体内に鉄筋が配置されていても、ロッド状部材の挿入孔を容易に穿孔することができる様な鉄筋コンクリート橋脚の補強工法の提供を目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿通して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔が橋脚躯体を貫通したら前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの両端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化している。
【００１７】
この様な構成を具備する本発明によれば、鉄筋を含む部分はウォータジェットで穿孔が為される。ここで、ウォータジェットは所謂「はつり」工でも用いられ、鉄筋を損傷すること無く、コンクリートを除去する。ここで、穿孔している際に鉄筋に当たっても、モニタ或いはロッド状部材が通過出来る状態であれば鉄筋が露出していても構わない。
従って、鉄筋が露出しても穿孔した孔を全て埋め戻して再び穿孔をやり直す必要は無い。そのため、再穿孔が必要となるケースが飛躍的に減少し、再穿孔に費やされるコストが大幅に減少する。さらに、ウォータジェットによる穿孔であれば、鉄筋を損傷することが無いので、橋脚の強度に悪影響を与える恐れは小さくなる。
【００１９】
また、本発明によれば、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿入して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔を橋脚躯体の所定深さまで穿孔したら、前記中空ロッドを挿入してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの挿入孔に挿入されていない側の端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化している。
【００２０】
さらに本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法は、前記ロッド状部材の挿入孔は、橋脚躯体の両側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている。
【００２１】
これに加えて本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法は、前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロッド状部材の挿入孔は、前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔の径が、他方の側から穿孔された孔の径に比較して拡径した状態で穿孔されている。
ここで、前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と、他方の側から穿孔された孔とが芯ずれを生じていた場合に、ロッド状部材を挿入するのとは反対の側から樋状の案内部材を挿入し、該案内部材によってロッド状部材を挿通せしめるのが好ましい。
この様に構成することにより、鉄筋の配置等に起因して、橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と、他方の側から穿孔された孔とをオフセットせざるを得ない様な場合であっても、対処することが出来る。
【００２２】
ここで、上述した本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立って、当該橋脚躯体を鉄筋コンクリートで巻立てる工程を含んでいるのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、橋脚躯体２の中間貫通ＰＣ鋼棒用の挿入孔８の穿孔位置に、穿孔機械１０が設置されている。その穿孔機械１０は、ウォータジェットによる穿孔と、ロータリーパーカッションによる穿孔とが行える穿孔機械であって、例えば前記した三菱重工（株）製の穿孔機ＭＲＤ１５０等が好ましい。すなわち、穿孔機械１０には、ガイドセル１１上を穿孔方向（図の左右方向）に前後進可能なドリフタ１２が設けられており、そのドリフタ１２には、中空軸で、外周にはねじが設けられたロッド５が把持されている。そのロッド５には、先端にウォータジェットＪを噴出するモニタ６が設けられ、後端には圧水を供給するウォータスイベル１６を設けられており、ドリフタ１２によって打撃Ｄと回転Ｒとが伝達されている。
【００２５】
次に、図２ないし図８により施工の態様を説明する。
図２に示す様に、橋脚躯体２の鉄筋のある部分Ａ１においてはロッド５を回転Ｒしながら先端のモニタ６からウォータジェットＪを噴出して穿孔する。そして、鉄筋のある部分Ａ１を貫通したら（図３）、モニタ６を脱し、パーカッションＤにより穿孔する（図４）。対向側の鉄筋のある部分Ａ２に達したら再びウォータジェットＪで穿孔し（図５）、貫通する。
【００２６】
貫通後、ロッド５を中間貫通ＰＣ鋼棒としてそのまま残し、挿入孔８の一端をパッカ９で塞ぎ、他端から注入ノズルＮを挿入して（図６）、充填材Ｚを注入し（図７）、ロッド５を固着させて（図８）、躯体２の両側に鋼板３、３を当接し、ナット７、７で締結する（図９）。
【００２７】
また、図１０ないし図１３には、孔を貫通しない実施形態が示されている。橋脚躯体２の一方からウォータジェットＪ（およびパーカッション) で孔８Ａを穿孔し（図１０）、所定深さまで穿孔したらロッド５の中空孔から充填材Ｚを注入して（図１１）、孔８Ａ内を充填し、ロッド５が固着したら（図１２）、鋼板３を当接してナット７で締結する（図１３）。なお、図１１で示す様にロッド５より充填材Ｚを注入することに代えて、ロッド５を一旦引抜き、新たにＰＳロッドを挿入して、該ＰＳロッドより充填材Ｚを注入しても良い。
【００２８】
図１４ないし図１８には、橋脚躯体２の両側から穿孔する実施形態が示されてる。図１４において、躯体２の一端からウォータジェットＪにより穿孔して所定深さまで穿孔（符号「８Ａ」で示す）したら（図１５）、対向する他端から、芯ずれを考慮して前記穿孔径より大径にウォータジェットＪで孔８Ｂを穿孔する（図１６）。貫通したらロッド５を通し（図１７）、充填材Ｚを注入して、両側に鋼板３、３を当接してナット７、７で締結する（図１８）。
【００２９】
図１９ないし図２６に示す実施形態も両側から穿孔するものである。図１９に示す様に、一端からウォータジェットＪで孔８Ａを穿孔し、途中で拡径して孔８Ｂを所定深さまで穿孔し（図２０）、他端からは、通常径で孔８Ａを穿孔して  （図２１）、前記拡径部８Ｂに貫通し（図２２）する。ここで、芯ずれ分が存在してもロッド５を挿通出来る様にするため、例えば「樋」の様な形状の工具Ｔを挿入し（図２３）、該工具Ｔ（樋）を案内用のガイドとしてロッド５を挿通する（図２４）。ロッド５を挿通したならば（図２５）、充填材Ｚを注入して、両側に鋼板３、３を当接し、ナット７、７で締結する（図２６）。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、橋脚躯体の鉄筋のある部分は、ウォータジェットで穿孔されるので、鉄筋に当たってもダメージを与えることがなく、また、鉄筋のない部分は、ロータリーパーカッションで迅速容易に穿孔することができる。したがって、従来の様に鉄筋のある位置を探ったり、また、鉄筋に当たって埋め戻す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を施工する装置の概要を示す全体構成図。
【図２】ウォータジェットによる鉄筋のある部分の穿孔の説明図。
【図３】鉄筋のある部分を貫通した状態の説明図。
【図４】ロータリーパーカッションによる穿孔状態の説明図。
【図５】対向側の鉄筋のある部分の穿孔状態の説明図。
【図６】貫通後のロッドの挿入状態の説明図。
【図７】充填材の注入状態の説明図。
【図８】充填材の注入後の説明図。
【図９】鋼板をナットで締結した状態の説明図。
【図１０】別の実施形態の穿孔状態の説明図。
【図１１】充填材を注入している状態の説明図。
【図１２】充填材の注入後の状態の説明図。
【図１３】鋼板をナットで締結した状態の説明図。
【図１４】両側から穿孔する実施形態の穿孔開始状態の説明図。
【図１５】ウォータジェットによる穿孔終了状態の説明図。
【図１６】他方側から穿孔をしている状態の説明図。
【図１７】貫通しロッドを挿通した状態の説明図。
【図１８】鋼板を締結した状態の説明図。
【図１９】両側から穿孔する別の実施形態の穿孔開始状態の説明図。
【図２０】拡径して穿孔している状態の説明図。
【図２１】他方側から穿孔をしている状態の説明図。
【図２２】貫通状態の説明図。
【図２３】はつりを行っている状態の説明図。
【図２４】ロッドを挿通している状態の説明図。
【図２５】ロッドを挿通した状態の説明図。
【図２６】鋼板を締結した状態の説明図。
【図２７】従来の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立てによる橋脚補強工法を示す斜視図。
【図２８】ドリフタを用いたロックボルト打設の穿孔工法の説明図。
【図２９】ドリフタがストロークエンドまで進んだ状態の説明図。
【図３０】ドリフタが後退して再び穿孔を開始した状態の説明図。
【図３１】所定深さまで穿孔した状態の説明図。
【符号の説明】
１・・・橋脚
２・・・躯体
３・・・鋼板
４・・・中間貫通ＰＣ鋼棒
５・・・ロッド
６・・・モニタ
７・・・ナット
８・・・孔
９・・・パッカ
１０・・・穿孔機
１１・・・ガイドセル
１２・・・ドリフタ
１３・・・把持装置
１５・・・ロックボルト
１６・・・ロストビット
１７・・・ウォータスイベル
Ｊ・・・ウォータジェット
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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