既設柱の耐震補強構造及び該耐震補強構造の施工方法
【課題】長方形断面の既設柱に対して簡便且つ安価に施工でき、優れた耐震性能を付与できる既設柱の耐震補強構造を提供する。
【解決手段】短辺部分の側面１１ａに配置された短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、長辺部分の側面１１ｂに、角部１２ｃに近接して一対配置された長辺側円弧状コンクリートブロック１６と、これらの外周面に沿って巻回され、既設柱１１にリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材１４と、長辺部分の側面１１ｂにおいて一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃとは反対側の端部に近接配置された押えボルト部材１７と、鋼線部材１４の外側から上下方向に延設配置され、押えボルト部材１７に螺合されたナット部材１３により長辺部分の側面１１ｂ側に引き寄せられて、一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間の鋼線部材１４を当該側面１１ｂ側に移動させて拘束力を発揮させる帯状押え金具１８とからなる。
【解決手段】短辺部分の側面１１ａに配置された短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、長辺部分の側面１１ｂに、角部１２ｃに近接して一対配置された長辺側円弧状コンクリートブロック１６と、これらの外周面に沿って巻回され、既設柱１１にリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材１４と、長辺部分の側面１１ｂにおいて一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃとは反対側の端部に近接配置された押えボルト部材１７と、鋼線部材１４の外側から上下方向に延設配置され、押えボルト部材１７に螺合されたナット部材１３により長辺部分の側面１１ｂ側に引き寄せられて、一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間の鋼線部材１４を当該側面１１ｂ側に移動させて拘束力を発揮させる帯状押え金具１８とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長方形断面の既設柱の耐震補強構造及び該耐震補強構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート製の既設柱を耐震補強する構造及び方法として、主に鋼板巻き立て工法やＲＣ巻き立て工法が提案されているが、いずれの工法も重機等を用いた大ががりな補強工事を必要とし、施工コストも高くなることから、これらの工法に代えて、簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の工法と同等以上の耐震性能を付与できる耐震補強工法の開発が望まれている。
【０００３】
このようなことから、本願出願人は、上述の課題を解決できるようにした外部スパイラル鋼線巻立て補強工法を先に提案している（例えば、特許文献１参照）。この外部スパイラル鋼線巻立て補強工法は、外周面に円弧形状部分を有するプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）を、例えば略正方形の断面形状を有する、鉄道・道路高架橋の橋脚、地下鉄の高軸力中柱、建築構造物の柱等の既設柱の４方の側面に沿って上下に積み重ねた状態で取り付け、しかる後に予めスパイラル状に加工した鋼より線を、これらの外側から巻き付けることによって既設柱を簡便且つ安価に耐震補強するものであり、この工法によれば、既設柱の曲げ耐力を増加させることなく、鋼板巻立て工法等の従来の耐震補強工法と同等以上に曲げじん性やせん断耐力を向上させて、優れた耐震性能を発揮させることが可能になる。
【０００４】
また、外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、主要部材としてＰＣブロック、亜鉛メッキ鋼より線等の既成２次製品を用いるため、品質管理が容易で耐久性に優れた耐震補強構造を得ることができ、既設柱の角部を直接目視できるため、地震が起こった後の柱の損傷判定を容易かつ迅速に行うことができ、維持・管理に必要な経年劣化等の日常点検も可能であるといった利点が得られることになる。さらに、外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、地震後の補修が必要となった場合、補強部材の撤去、復旧が容易で、鋼より線等の主要部材の再利用が可能であるため、構造物の早期復旧が可能であり、既設柱の側面とＰＣブロック間に接着材としてモルタル等を用いれば、これが空気を遮断するため既設柱の中性化を抑制する効果があり、重量物の運搬・移動のための重機を必要とせず、人力施工が可能で施工性に優れており、省力化と工期短縮が可能であるといった利点も得られることになる。
【特許文献１】特開２００３−３２８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、上述のような種々の利点が得られる一方で、補強するべき既設柱が、正方形或いは正方形に近似する断面形状以外の、例えば長辺が短辺の２倍以上の長さを有する長方形断面の既設柱の場合には、長辺部分の側面に配置されるＰＣブロックが大きなものになると共に、予めスパイラル状に加工した鋼より線等の鋼線部材を外側から巻きつける作業が困難になることから、かえって施工コストの増大や、工事の大規模化を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上述のＰＣブロックと鋼線部材とを主要部材として用いる補強工法による利点を活かしながら、長方形断面の既設柱に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の工法と同等の優れた耐震性能を付与することのできる既設柱の耐震補強構造及び該耐震補強構造の施工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】
【０００７】
本発明は、長方形断面の既設柱の耐震補強構造であって、前記長方形断面の一対の短辺部分の側面に各々配置された、外周面に円弧形状部分を有する短辺側円弧状コンクリートブロックと、前記長方形断面の一対の長辺部分の側面に各短辺部分との角部に近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分を有する長辺側円弧状コンクリートブロックと、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材と、前記長辺部分の側面において前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に複数埋設設置された押えボルト部材と、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具とからなり、前記長辺部分の側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を、前記押えボルト部材によって前記帯状押え金具を前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより当該側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにした既設柱の耐震補強構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００８】
そして、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックが、前記長方形断面の短辺部分及び長辺部分の側面に沿って上下方向に積み重ねて配置されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックが、目地層を介して互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて配置されることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記押えボルト部材が、前記既設柱を貫通して前記長方形断面の短辺部分と平行に延設して埋設設置された貫通ボルトであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、前記耐震補強構造の施工方法であって、前記長方形断面の一対の短辺部分の各側面に沿って前記短辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付けると共に、前記長方形断面の一対の長辺部分の各側面に沿って、各角部に近接して各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付ける工程と、取り付けられた前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回して、前記複数の鋼線部材を、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付ける工程と、前記長辺部分の各側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間において、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具を配置すると共に、該帯状押え金具を、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に埋設設置された複数の押えボルト部材によって前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより、各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を前記長辺部分の側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにする工程とからなる既設柱の耐震補強構造の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の既設柱の耐震補強構造又は該耐震補強構造の施工方法によれば、長方形断面の既設柱に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の鋼板巻き立て工法等と同等の優れた耐震性能を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい一実施形態に係る既設柱の耐震補強構造１０は、既設柱として、例えば図１に示すような鉄道・道路高架橋の鉄筋コンクリート製の橋脚１１に対して、これの耐震性能を向上させるべく、橋脚１１の４方の側面１１ａ，１１ｂを覆って取り付けられる。また、本実施形態では、橋脚１１は、図２に示すように、短辺１２ａと長辺１２ｂからなり、４箇所の角部１２ｃが円弧状に面取りされた横長の長方形断面を有しており、このような長方形断面の既設の橋脚１１に対して、プレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）１５，１６と鋼線部材１４とを用いて、主として人力作業によって簡便且つ安価に施工して効率良く橋脚１１の耐震性能を向上させるために採用されたものである。
【００１４】
そして、本実施形態の耐震補強構造１０は、図２及び図３に示すように、長方形断面の既設柱である橋脚１１に対する補強構造であって、長方形断面の一対の短辺１２ａ部分の側面１１ａに各々配置された、外周面に円弧形状部分１５ａを有する短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、長方形断面の一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに各短辺１２ａ部分との角部１２ｃに近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分１６ａを有する長辺側円弧状コンクリートブロック１６と、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材１４と、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにおいて各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に埋設設置された複数の押えボルト部材１７と、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具１８とからなり、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を、押えボルト部材１７によって帯状押え金具１８を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せることにより当該側面１１ｂ側に移動させて、鋼線部材１４による拘束力を得るようになっている。
【００１５】
本実施形態の耐震補強構造１０では、外周面に円弧形状部分１５ａを有する短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、外周面に円弧形状部分１６ａを有する長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、いずれも工場等において予め製造されたＰＣブロックであり、好ましくは同一形状に形成される。コンクリートブロック１５，１６が同一形状に形成されることにより、当該コンクリートブロック１５，１６を効率良く製造することが可能になる。またこれらのコンクリートブロック１５，１６は、工場等において予め製造されることにより、精度良く形成することが可能になる。
【００１６】
本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとの接着面となる内側面１５ｂ，１６ｂが横長矩形形状に形成されると共に、円弧形状部分１５ａ，１６ａとなる外周面は、幅方向の略全長にわたって円弧状に湾曲していることにより、外側に凸となった円弧形状部分１５ａ，１６ａを形成する。これによって、各コンクリートブロック１５，１６の平行に配置された上下の端面１５ｃ，１６ｃは、平坦な弓形形状に形成される。
【００１７】
また、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、例えば一人又は二人の作業員によって容易に運搬したり持ち上げたりすることが可能な重量を有していると共に、外周面の円弧形状部分１５ａ，１６ａには、上下方向に所定のピッチで、上下の端面１５ｃ，１６ｃと平行に延設する複数の巻付け溝が形成されている。この巻付け溝に沿って鋼線部材１４をコンクリートブロック１５，１６の外周面に巻回することにより、鋼線部材１４の上下の位置ずれを効果的に防止できるようになっている。さらに、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６の、上下の端面１５ｃ，１６ｃと垂直な幅方向の端縁部分には、縁部被覆鋼板１９が取り付けられており（図４，図５参照）、厚さが薄く欠けやすい当該端縁部分を防護している。
【００１８】
本実施形態では、工場等から施工現場に搬送されてきた各コンクリートブロック１５，１６を、例えば人力によって橋脚１１のそばまで運搬し、短辺側円弧状コンクリートブロック１５を、長方形断面の橋脚１１の一対の短辺１２ａ部分の側面１１ａに沿って取り付けると共に、長辺側円弧状コンクリートブロック１６を、長方形断面の橋脚１１の一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに、各短辺１２ａ部分との角部１２ｃに近接して各々一対取り付ける。
【００１９】
ここで、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の各側面１１ａ，１１ｂに接着材２１（図４参照）として例えばポリマーセメント等の防水材料を塗布した後に、平坦な内側面１５ｂ，１６ｂを押し付けることにより、接着性の向上や各側面１１ａ，１１ｂの凹凸の吸収を図りつつ、各側面１１ａ，１１ｂに沿って容易に取り付けられる。また橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとコンクリートブロック１５，１６の内側面１５ｂ，１６ｂとの間に接着材２１が介在することにより、橋脚１１を構成するコンクリートの中性化の抑制を図ることも可能になる。
【００２０】
また、本実施形態では、相当の高さを有する橋脚１１の短辺１２ａ部分の側面１１ａ及び長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに沿って、図１及び図３に示すように、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６が、上下方向に複数積み重ねて配設されると共に、例えば貧配合モルタルからなる１０ｍｍ程度の厚さの目地層２０を介して、互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて取り付けられる。
【００２１】
本実施形態では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回される鋼線部材１４は、例えば亜鉛メッキされた鋼より線からなり、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６が取り付けられた橋脚１１の周囲に巻き付けるのに十分な長さを有している。鋼線部材１４は、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って水平方向に巻回されると共に、各々連続することなく独立した状態で、上下方向に所定のピッチで取り付けられる。なお、鋼線部材１４は、連続させた状態で、上下方向に所定ピッチで螺旋状に取り付けても良い。
【００２２】
鋼線部材１４を取り付ける方法としては、例えば金属より線からなる電線のスリーブ直線接続箇所において、補強用（２重強化）に用いるグリップ部材である直線グリップを用いることができる。例えば各鋼線部材１４を橋脚１１の周囲に巻回し、両端部分を人力作業によってレバーブロック等で引っ張って所定の緊張力で緊張させ、鋼線部材１４を短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に密着させると共に、ラップする両端部分を直線クリップを介して接合することにより、各鋼線部材１４を緊張状態のループ（リング）状に形成しつつ容易に設置することができる。なお、各鋼線部材１４は、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に形成された上記巻付け溝に沿って配設することにより、位置ずれを防止しつつ所望の位置に精度良く取り付けることができる。
【００２３】
また、各鋼線部材１４は、緊張状態でループ状に巻回されることにより、一対の長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間の部分においては、両側の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の円弧形状部分１６ａの先端部分を結んだ状態で張設されて、各鋼線部材１４と長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂとの間には間隔が保持されることになる（図２の破線部分参照）。本実施形態では、このような両側の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に張設された部分の鋼線部材１４を、押えボルト部材１７と帯状押え金具１８を用いて長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることにより、鋼線部材１４による拘束力が効果的に得られるようにする。
【００２４】
押えボルト部材１７としては、例えば両端部分に雄ネジ部が形成された鋼棒からなり、長方形断面の短辺１２ａ部分と平行に延設して一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにわたって橋脚１１に貫通形成されたボルト孔２２に、両端部分の雄ネジ部を突出配置した状態で挿入されて遊嵌状態で橋脚１１に埋設設置される貫通ボルトを、好ましく用いることができる。また、例えば図６に示すように、長方形断面の橋脚１１の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにアンカーボルト２３を打ち込み、このアンカーボルト２３を押えボルト部材１７として用いることもできる。
【００２５】
押えボルト部材１７は、長方形断面の橋脚１１の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにおいて、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接した位置に、上下方向に直線状に配置されて所定のピッチで複数設けられる。長辺１２ｂ部分の側面１１ｂから突出する押えボルト部材１７の雄ネジ部に、ナット部材１３を螺合締着し、このナット部材１３を締め上げることにより、帯状押え金具１８を介して一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に張設された部分の鋼線部材１４を、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることが可能になる。
【００２６】
帯状押え金具１８は、上下方向に積み重ねられた２つのコンクリートブロック１５，１６に沿って配置できる長さを備えている。帯状押え金具１８には、これの長さ方向に所定のピッチでボルト締着孔が開口形成されている。これらのボルト締着孔に、押えボルト部材１７の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂから突出する雄ネジ部を挿入しつつ、複数の帯状押え金具１８が、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側からこれと交差する上下方向に直線状に並べられた状態で延設配置されることになる。
【００２７】
このような状態から、押えボルト部材１７にナット部材１３を螺合締着して締め上げ、ナット部材１３によって帯状押え金具１８を押圧しつつ帯状押え金具１８を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せることにより、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を、帯状押え金具１８を介して当該側面１１ｂ側に移動させ、鋼線部材１４によって橋脚１１を拘束した状態とする。
【００２８】
そして、上述の構成を備える本実施形態の耐震補強構造１０は、好ましくは以下の工程に従って、多くの重機を用いることなく、主として人力作業によって、簡便且つ安価に施工することができる。
【００２９】
すなわち、本実施形態の施工方法では、長方形断面の橋脚１１の一対の短辺１２ａ部分の各側面１１ａに沿って短辺側円弧状コンクリートブロック１５を各々積み重ねた状態で取り付けると共に、長方形断面の一対の長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂに沿って、各角部１２ｃに近接して各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６を各々積み重ねた状態で取り付ける。なお、コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の上端部及び下端部には隙間をおいた状態で取り付けることが好ましい。
【００３０】
次に、取り付けられた短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回して、複数の鋼線部材１４を、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に緊結状態でリング状に巻き付ける。
【００３１】
さらに、長辺１１ｂ部分の各側面１２ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間において、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１１ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具１８を配置する。この帯状押え金具１８を、例えば鋼線部材１４を巻き付けるの先立って橋脚１１に埋設設置した、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて設けられた複数の押えボルト部材１７の雄ネジ部にナット部材１３を螺合締着して締め上げることによって、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せる。これによって、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させて、鋼線部材１４による拘束力を得るようにする。
【００３２】
このようにして形成された本実施形態の既設柱の耐震補強構造１０では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って緊張状態でリング状に巻き付けられた各鋼線部材１４を、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることにより、当該鋼線部材１４による拘束力が得られるようにしたので、外周面に円弧形状部分を有するＰＣブロックとスパイラル状に加工した鋼より線を用いて略正方形断面の既設柱に対して行われる外部スパイラル鋼線巻立て補強工法と同様に、長方形断面の橋脚１１に対しても、橋脚１１の曲げ耐力を増加させることなく、鋼板巻立て工法等の従来の耐震補強工法と同等以上に曲げじん性やせん断耐力を向上させて、優れた耐震性能を発揮させることが可能になる。
【００３３】
すなわち、本実施形態の耐震補強構造１０又はこの耐震補強構造１０の施工方法によれば、長方形断面の橋脚１１に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の橋脚１１に従来の鋼板巻き立て工法等と同等の優れた耐震性能を付与することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、長方形断面の短辺１２ａ部分及び長辺１２ｂ部分の側面１１ａ，１１ｂに沿って上下方向に積み重ねて配置されるので、コンクリートブロック１５，１６をコンパクトにして、施工性を向上させ、施工コストを低減させることが可能になる。さらに、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、例えば貧配合モルタルからなる目地層２０を介して、互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて取り付けらるので、地震による曲げ荷重を受けると、離間部における曲がりの内側部分が目地層２０の破壊によって閉じ、曲がりの外側部分が開くことにより、橋脚が一層容易に撓むようになる。従って、地震荷重（水平荷重）に対する曲げ剛性の増加を抑えて、地震エネルギを一層効果的に吸収させ、じん性を向上させるので、地震による繰り返し荷重に対して橋脚１１をより強固に補強することが可能になる。
【００３５】
さらにまた、本実施形態の耐震補強構造１０では、略正方形断面の既設柱に対して行われる外部スパイラル鋼線巻立て補強工法と同様に、以下のような利点も得られる。すなわち、本実施形態では、ＰＣブロック１５，１６、亜鉛メッキ鋼より線１４等の既成２次製品を用いるため、品質管理が容易で耐久性に優れた耐震補強構造１０を得ることができ、橋脚１１の角部を直接目視できるため、地震が起こった後の橋脚１１の損傷判定を容易かつ迅速に行うことができ、維持・管理に必要な経年劣化等の日常点検も可能である。さらに、地震後の補修が必要となった場合、補強部材の撤去、復旧が容易で、鋼より線１４等の主要部材の再利用が可能であるため、橋脚１１の早期復旧が可能であり、橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとＰＣブロック１５，１６の間に接着材２１としてモルタルやポリマーセメント等を用いれば、これが空気を遮断するため橋脚１１を構成するコンクリートの中性化を抑制する効果があり、重量物の運搬・移動のための重機を必要とせず、人力施工が可能で施工性に優れており、省力化と工期短縮が可能である。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、耐震補強される既設柱は、鉄道・道路高架橋の橋脚である必要は必ずしも無く、地下鉄の高軸力中柱、建築構造物の柱等の種々の長方形断面を有する既設柱に本発明を適用することができる。また、巻回される鋼線部材は、亜鉛メッキされた鋼より線の他、硬銅より線、硬アルミより線等を用いることもでき、また棒鋼や単なる鋼線であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚を、長方形断面の短辺部分側から見た要部側面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚の横断面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚を、長方形断面の長辺部分側から見た要部拡大側面図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】図３のＢ部拡大図である。
【図６】押えボルト部材の他の形態を例示する橋脚の横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 耐震補強構造
１１ 橋脚（既設柱）
１１ａ 長方形断面の橋脚の短辺部分の側面
１１ｂ 長方形断面の橋脚の長辺部分の側面
１２ａ 長方形断面の橋脚の短辺
１２ｂ 長方形断面の橋脚の長辺
１２ｃ 長方形断面の橋脚の角部
１３ ナット部材
１４ 鋼線部材（亜鉛メッキされた鋼より線）
１５ 短辺側円弧状コンクリートブロック（ＰＣブロック）
１５ａ 短辺側円弧状コンクリートブロックの円弧形状部分
１５ｂ 短辺側円弧状コンクリートブロックの内側面
１５ｃ 短辺側円弧状コンクリートブロックの上下の端面
１６ 長辺側円弧状コンクリートブロック（ＰＣブロック）
１６ａ 長辺側円弧状コンクリートブロックの円弧形状部分
１６ｂ 長辺側円弧状コンクリートブロックの内側面
１６ｃ 長辺側円弧状コンクリートブロックの上下の端面
１７ 押えボルト部材
１８ 帯状押え金具
１９ 縁部被覆鋼板
２０ 目地層
２１ 接着材
２２ ボルト孔
２３ アンカーボルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長方形断面の既設柱の耐震補強構造及び該耐震補強構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート製の既設柱を耐震補強する構造及び方法として、主に鋼板巻き立て工法やＲＣ巻き立て工法が提案されているが、いずれの工法も重機等を用いた大ががりな補強工事を必要とし、施工コストも高くなることから、これらの工法に代えて、簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の工法と同等以上の耐震性能を付与できる耐震補強工法の開発が望まれている。
【０００３】
このようなことから、本願出願人は、上述の課題を解決できるようにした外部スパイラル鋼線巻立て補強工法を先に提案している（例えば、特許文献１参照）。この外部スパイラル鋼線巻立て補強工法は、外周面に円弧形状部分を有するプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）を、例えば略正方形の断面形状を有する、鉄道・道路高架橋の橋脚、地下鉄の高軸力中柱、建築構造物の柱等の既設柱の４方の側面に沿って上下に積み重ねた状態で取り付け、しかる後に予めスパイラル状に加工した鋼より線を、これらの外側から巻き付けることによって既設柱を簡便且つ安価に耐震補強するものであり、この工法によれば、既設柱の曲げ耐力を増加させることなく、鋼板巻立て工法等の従来の耐震補強工法と同等以上に曲げじん性やせん断耐力を向上させて、優れた耐震性能を発揮させることが可能になる。
【０００４】
また、外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、主要部材としてＰＣブロック、亜鉛メッキ鋼より線等の既成２次製品を用いるため、品質管理が容易で耐久性に優れた耐震補強構造を得ることができ、既設柱の角部を直接目視できるため、地震が起こった後の柱の損傷判定を容易かつ迅速に行うことができ、維持・管理に必要な経年劣化等の日常点検も可能であるといった利点が得られることになる。さらに、外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、地震後の補修が必要となった場合、補強部材の撤去、復旧が容易で、鋼より線等の主要部材の再利用が可能であるため、構造物の早期復旧が可能であり、既設柱の側面とＰＣブロック間に接着材としてモルタル等を用いれば、これが空気を遮断するため既設柱の中性化を抑制する効果があり、重量物の運搬・移動のための重機を必要とせず、人力施工が可能で施工性に優れており、省力化と工期短縮が可能であるといった利点も得られることになる。
【特許文献１】特開２００３−３２８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記外部スパイラル鋼線巻立て補強工法では、上述のような種々の利点が得られる一方で、補強するべき既設柱が、正方形或いは正方形に近似する断面形状以外の、例えば長辺が短辺の２倍以上の長さを有する長方形断面の既設柱の場合には、長辺部分の側面に配置されるＰＣブロックが大きなものになると共に、予めスパイラル状に加工した鋼より線等の鋼線部材を外側から巻きつける作業が困難になることから、かえって施工コストの増大や、工事の大規模化を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上述のＰＣブロックと鋼線部材とを主要部材として用いる補強工法による利点を活かしながら、長方形断面の既設柱に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の工法と同等の優れた耐震性能を付与することのできる既設柱の耐震補強構造及び該耐震補強構造の施工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】
【０００７】
本発明は、長方形断面の既設柱の耐震補強構造であって、前記長方形断面の一対の短辺部分の側面に各々配置された、外周面に円弧形状部分を有する短辺側円弧状コンクリートブロックと、前記長方形断面の一対の長辺部分の側面に各短辺部分との角部に近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分を有する長辺側円弧状コンクリートブロックと、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材と、前記長辺部分の側面において前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に複数埋設設置された押えボルト部材と、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具とからなり、前記長辺部分の側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を、前記押えボルト部材によって前記帯状押え金具を前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより当該側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにした既設柱の耐震補強構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００８】
そして、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックが、前記長方形断面の短辺部分及び長辺部分の側面に沿って上下方向に積み重ねて配置されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックが、目地層を介して互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて配置されることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の既設柱の耐震補強構造は、前記押えボルト部材が、前記既設柱を貫通して前記長方形断面の短辺部分と平行に延設して埋設設置された貫通ボルトであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、前記耐震補強構造の施工方法であって、前記長方形断面の一対の短辺部分の各側面に沿って前記短辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付けると共に、前記長方形断面の一対の長辺部分の各側面に沿って、各角部に近接して各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付ける工程と、取り付けられた前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回して、前記複数の鋼線部材を、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付ける工程と、前記長辺部分の各側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間において、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具を配置すると共に、該帯状押え金具を、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に埋設設置された複数の押えボルト部材によって前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより、各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を前記長辺部分の側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにする工程とからなる既設柱の耐震補強構造の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の既設柱の耐震補強構造又は該耐震補強構造の施工方法によれば、長方形断面の既設柱に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の既設柱に従来の鋼板巻き立て工法等と同等の優れた耐震性能を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい一実施形態に係る既設柱の耐震補強構造１０は、既設柱として、例えば図１に示すような鉄道・道路高架橋の鉄筋コンクリート製の橋脚１１に対して、これの耐震性能を向上させるべく、橋脚１１の４方の側面１１ａ，１１ｂを覆って取り付けられる。また、本実施形態では、橋脚１１は、図２に示すように、短辺１２ａと長辺１２ｂからなり、４箇所の角部１２ｃが円弧状に面取りされた横長の長方形断面を有しており、このような長方形断面の既設の橋脚１１に対して、プレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）１５，１６と鋼線部材１４とを用いて、主として人力作業によって簡便且つ安価に施工して効率良く橋脚１１の耐震性能を向上させるために採用されたものである。
【００１４】
そして、本実施形態の耐震補強構造１０は、図２及び図３に示すように、長方形断面の既設柱である橋脚１１に対する補強構造であって、長方形断面の一対の短辺１２ａ部分の側面１１ａに各々配置された、外周面に円弧形状部分１５ａを有する短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、長方形断面の一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに各短辺１２ａ部分との角部１２ｃに近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分１６ａを有する長辺側円弧状コンクリートブロック１６と、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材１４と、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにおいて各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に埋設設置された複数の押えボルト部材１７と、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具１８とからなり、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を、押えボルト部材１７によって帯状押え金具１８を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せることにより当該側面１１ｂ側に移動させて、鋼線部材１４による拘束力を得るようになっている。
【００１５】
本実施形態の耐震補強構造１０では、外周面に円弧形状部分１５ａを有する短辺側円弧状コンクリートブロック１５と、外周面に円弧形状部分１６ａを有する長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、いずれも工場等において予め製造されたＰＣブロックであり、好ましくは同一形状に形成される。コンクリートブロック１５，１６が同一形状に形成されることにより、当該コンクリートブロック１５，１６を効率良く製造することが可能になる。またこれらのコンクリートブロック１５，１６は、工場等において予め製造されることにより、精度良く形成することが可能になる。
【００１６】
本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとの接着面となる内側面１５ｂ，１６ｂが横長矩形形状に形成されると共に、円弧形状部分１５ａ，１６ａとなる外周面は、幅方向の略全長にわたって円弧状に湾曲していることにより、外側に凸となった円弧形状部分１５ａ，１６ａを形成する。これによって、各コンクリートブロック１５，１６の平行に配置された上下の端面１５ｃ，１６ｃは、平坦な弓形形状に形成される。
【００１７】
また、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、例えば一人又は二人の作業員によって容易に運搬したり持ち上げたりすることが可能な重量を有していると共に、外周面の円弧形状部分１５ａ，１６ａには、上下方向に所定のピッチで、上下の端面１５ｃ，１６ｃと平行に延設する複数の巻付け溝が形成されている。この巻付け溝に沿って鋼線部材１４をコンクリートブロック１５，１６の外周面に巻回することにより、鋼線部材１４の上下の位置ずれを効果的に防止できるようになっている。さらに、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６の、上下の端面１５ｃ，１６ｃと垂直な幅方向の端縁部分には、縁部被覆鋼板１９が取り付けられており（図４，図５参照）、厚さが薄く欠けやすい当該端縁部分を防護している。
【００１８】
本実施形態では、工場等から施工現場に搬送されてきた各コンクリートブロック１５，１６を、例えば人力によって橋脚１１のそばまで運搬し、短辺側円弧状コンクリートブロック１５を、長方形断面の橋脚１１の一対の短辺１２ａ部分の側面１１ａに沿って取り付けると共に、長辺側円弧状コンクリートブロック１６を、長方形断面の橋脚１１の一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに、各短辺１２ａ部分との角部１２ｃに近接して各々一対取り付ける。
【００１９】
ここで、本実施形態では、各コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の各側面１１ａ，１１ｂに接着材２１（図４参照）として例えばポリマーセメント等の防水材料を塗布した後に、平坦な内側面１５ｂ，１６ｂを押し付けることにより、接着性の向上や各側面１１ａ，１１ｂの凹凸の吸収を図りつつ、各側面１１ａ，１１ｂに沿って容易に取り付けられる。また橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとコンクリートブロック１５，１６の内側面１５ｂ，１６ｂとの間に接着材２１が介在することにより、橋脚１１を構成するコンクリートの中性化の抑制を図ることも可能になる。
【００２０】
また、本実施形態では、相当の高さを有する橋脚１１の短辺１２ａ部分の側面１１ａ及び長辺１２ｂ部分の側面１１ｂに沿って、図１及び図３に示すように、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６が、上下方向に複数積み重ねて配設されると共に、例えば貧配合モルタルからなる１０ｍｍ程度の厚さの目地層２０を介して、互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて取り付けられる。
【００２１】
本実施形態では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回される鋼線部材１４は、例えば亜鉛メッキされた鋼より線からなり、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６が取り付けられた橋脚１１の周囲に巻き付けるのに十分な長さを有している。鋼線部材１４は、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って水平方向に巻回されると共に、各々連続することなく独立した状態で、上下方向に所定のピッチで取り付けられる。なお、鋼線部材１４は、連続させた状態で、上下方向に所定ピッチで螺旋状に取り付けても良い。
【００２２】
鋼線部材１４を取り付ける方法としては、例えば金属より線からなる電線のスリーブ直線接続箇所において、補強用（２重強化）に用いるグリップ部材である直線グリップを用いることができる。例えば各鋼線部材１４を橋脚１１の周囲に巻回し、両端部分を人力作業によってレバーブロック等で引っ張って所定の緊張力で緊張させ、鋼線部材１４を短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に密着させると共に、ラップする両端部分を直線クリップを介して接合することにより、各鋼線部材１４を緊張状態のループ（リング）状に形成しつつ容易に設置することができる。なお、各鋼線部材１４は、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に形成された上記巻付け溝に沿って配設することにより、位置ずれを防止しつつ所望の位置に精度良く取り付けることができる。
【００２３】
また、各鋼線部材１４は、緊張状態でループ状に巻回されることにより、一対の長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間の部分においては、両側の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の円弧形状部分１６ａの先端部分を結んだ状態で張設されて、各鋼線部材１４と長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂとの間には間隔が保持されることになる（図２の破線部分参照）。本実施形態では、このような両側の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に張設された部分の鋼線部材１４を、押えボルト部材１７と帯状押え金具１８を用いて長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることにより、鋼線部材１４による拘束力が効果的に得られるようにする。
【００２４】
押えボルト部材１７としては、例えば両端部分に雄ネジ部が形成された鋼棒からなり、長方形断面の短辺１２ａ部分と平行に延設して一対の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにわたって橋脚１１に貫通形成されたボルト孔２２に、両端部分の雄ネジ部を突出配置した状態で挿入されて遊嵌状態で橋脚１１に埋設設置される貫通ボルトを、好ましく用いることができる。また、例えば図６に示すように、長方形断面の橋脚１１の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにアンカーボルト２３を打ち込み、このアンカーボルト２３を押えボルト部材１７として用いることもできる。
【００２５】
押えボルト部材１７は、長方形断面の橋脚１１の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂにおいて、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接した位置に、上下方向に直線状に配置されて所定のピッチで複数設けられる。長辺１２ｂ部分の側面１１ｂから突出する押えボルト部材１７の雄ネジ部に、ナット部材１３を螺合締着し、このナット部材１３を締め上げることにより、帯状押え金具１８を介して一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に張設された部分の鋼線部材１４を、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることが可能になる。
【００２６】
帯状押え金具１８は、上下方向に積み重ねられた２つのコンクリートブロック１５，１６に沿って配置できる長さを備えている。帯状押え金具１８には、これの長さ方向に所定のピッチでボルト締着孔が開口形成されている。これらのボルト締着孔に、押えボルト部材１７の長辺１２ｂ部分の側面１１ｂから突出する雄ネジ部を挿入しつつ、複数の帯状押え金具１８が、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側からこれと交差する上下方向に直線状に並べられた状態で延設配置されることになる。
【００２７】
このような状態から、押えボルト部材１７にナット部材１３を螺合締着して締め上げ、ナット部材１３によって帯状押え金具１８を押圧しつつ帯状押え金具１８を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せることにより、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を、帯状押え金具１８を介して当該側面１１ｂ側に移動させ、鋼線部材１４によって橋脚１１を拘束した状態とする。
【００２８】
そして、上述の構成を備える本実施形態の耐震補強構造１０は、好ましくは以下の工程に従って、多くの重機を用いることなく、主として人力作業によって、簡便且つ安価に施工することができる。
【００２９】
すなわち、本実施形態の施工方法では、長方形断面の橋脚１１の一対の短辺１２ａ部分の各側面１１ａに沿って短辺側円弧状コンクリートブロック１５を各々積み重ねた状態で取り付けると共に、長方形断面の一対の長辺１２ｂ部分の各側面１１ｂに沿って、各角部１２ｃに近接して各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６を各々積み重ねた状態で取り付ける。なお、コンクリートブロック１５，１６は、橋脚１１の上端部及び下端部には隙間をおいた状態で取り付けることが好ましい。
【００３０】
次に、取り付けられた短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って巻回して、複数の鋼線部材１４を、上下方向に間隔をおいて橋脚１１に緊結状態でリング状に巻き付ける。
【００３１】
さらに、長辺１１ｂ部分の各側面１２ｂに各々配置された各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間において、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１１ｃ側の端部とは反対側の端部に近接して、鋼線部材１４の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具１８を配置する。この帯状押え金具１８を、例えば鋼線部材１４を巻き付けるの先立って橋脚１１に埋設設置した、各長辺側円弧状コンクリートブロック１６の角部１２ｃ側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて設けられた複数の押えボルト部材１７の雄ネジ部にナット部材１３を螺合締着して締め上げることによって、長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に引き寄せる。これによって、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させて、鋼線部材１４による拘束力を得るようにする。
【００３２】
このようにして形成された本実施形態の既設柱の耐震補強構造１０では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６の外周面に沿って緊張状態でリング状に巻き付けられた各鋼線部材１４を、各一対の長辺側円弧状コンクリートブロック１６の間に位置する鋼線部材１４を長辺１２ｂ部分の側面１１ｂ側に移動させることにより、当該鋼線部材１４による拘束力が得られるようにしたので、外周面に円弧形状部分を有するＰＣブロックとスパイラル状に加工した鋼より線を用いて略正方形断面の既設柱に対して行われる外部スパイラル鋼線巻立て補強工法と同様に、長方形断面の橋脚１１に対しても、橋脚１１の曲げ耐力を増加させることなく、鋼板巻立て工法等の従来の耐震補強工法と同等以上に曲げじん性やせん断耐力を向上させて、優れた耐震性能を発揮させることが可能になる。
【００３３】
すなわち、本実施形態の耐震補強構造１０又はこの耐震補強構造１０の施工方法によれば、長方形断面の橋脚１１に対して簡便且つ安価に施工できると共に、補強後の橋脚１１に従来の鋼板巻き立て工法等と同等の優れた耐震性能を付与することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、長方形断面の短辺１２ａ部分及び長辺１２ｂ部分の側面１１ａ，１１ｂに沿って上下方向に積み重ねて配置されるので、コンクリートブロック１５，１６をコンパクトにして、施工性を向上させ、施工コストを低減させることが可能になる。さらに、短辺側円弧状コンクリートブロック１５及び長辺側円弧状コンクリートブロック１６は、例えば貧配合モルタルからなる目地層２０を介して、互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて取り付けらるので、地震による曲げ荷重を受けると、離間部における曲がりの内側部分が目地層２０の破壊によって閉じ、曲がりの外側部分が開くことにより、橋脚が一層容易に撓むようになる。従って、地震荷重（水平荷重）に対する曲げ剛性の増加を抑えて、地震エネルギを一層効果的に吸収させ、じん性を向上させるので、地震による繰り返し荷重に対して橋脚１１をより強固に補強することが可能になる。
【００３５】
さらにまた、本実施形態の耐震補強構造１０では、略正方形断面の既設柱に対して行われる外部スパイラル鋼線巻立て補強工法と同様に、以下のような利点も得られる。すなわち、本実施形態では、ＰＣブロック１５，１６、亜鉛メッキ鋼より線１４等の既成２次製品を用いるため、品質管理が容易で耐久性に優れた耐震補強構造１０を得ることができ、橋脚１１の角部を直接目視できるため、地震が起こった後の橋脚１１の損傷判定を容易かつ迅速に行うことができ、維持・管理に必要な経年劣化等の日常点検も可能である。さらに、地震後の補修が必要となった場合、補強部材の撤去、復旧が容易で、鋼より線１４等の主要部材の再利用が可能であるため、橋脚１１の早期復旧が可能であり、橋脚１１の側面１１ａ，１１ｂとＰＣブロック１５，１６の間に接着材２１としてモルタルやポリマーセメント等を用いれば、これが空気を遮断するため橋脚１１を構成するコンクリートの中性化を抑制する効果があり、重量物の運搬・移動のための重機を必要とせず、人力施工が可能で施工性に優れており、省力化と工期短縮が可能である。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、耐震補強される既設柱は、鉄道・道路高架橋の橋脚である必要は必ずしも無く、地下鉄の高軸力中柱、建築構造物の柱等の種々の長方形断面を有する既設柱に本発明を適用することができる。また、巻回される鋼線部材は、亜鉛メッキされた鋼より線の他、硬銅より線、硬アルミより線等を用いることもでき、また棒鋼や単なる鋼線であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚を、長方形断面の短辺部分側から見た要部側面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚の横断面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る耐震補強構造が適用された既設柱としての橋脚を、長方形断面の長辺部分側から見た要部拡大側面図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】図３のＢ部拡大図である。
【図６】押えボルト部材の他の形態を例示する橋脚の横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 耐震補強構造
１１ 橋脚（既設柱）
１１ａ 長方形断面の橋脚の短辺部分の側面
１１ｂ 長方形断面の橋脚の長辺部分の側面
１２ａ 長方形断面の橋脚の短辺
１２ｂ 長方形断面の橋脚の長辺
１２ｃ 長方形断面の橋脚の角部
１３ ナット部材
１４ 鋼線部材（亜鉛メッキされた鋼より線）
１５ 短辺側円弧状コンクリートブロック（ＰＣブロック）
１５ａ 短辺側円弧状コンクリートブロックの円弧形状部分
１５ｂ 短辺側円弧状コンクリートブロックの内側面
１５ｃ 短辺側円弧状コンクリートブロックの上下の端面
１６ 長辺側円弧状コンクリートブロック（ＰＣブロック）
１６ａ 長辺側円弧状コンクリートブロックの円弧形状部分
１６ｂ 長辺側円弧状コンクリートブロックの内側面
１６ｃ 長辺側円弧状コンクリートブロックの上下の端面
１７ 押えボルト部材
１８ 帯状押え金具
１９ 縁部被覆鋼板
２０ 目地層
２１ 接着材
２２ ボルト孔
２３ アンカーボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形断面の既設柱の耐震補強構造であって、
前記長方形断面の一対の短辺部分の側面に各々配置された、外周面に円弧形状部分を有する短辺側円弧状コンクリートブロックと、前記長方形断面の一対の長辺部分の側面に各短辺部分との角部に近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分を有する長辺側円弧状コンクリートブロックと、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材と、
前記長辺部分の側面において前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に複数埋設設置された押えボルト部材と、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具とからなり、
前記長辺部分の側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を、前記押えボルト部材によって前記帯状押え金具を前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより当該側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにした既設柱の耐震補強構造。
【請求項２】
前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックは、前記長方形断面の短辺部分及び長辺部分の側面に沿って上下方向に積み重ねて配置される請求項１に記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項３】
前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックは、目地層を介して互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて配置される請求項２に記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項４】
前記押えボルト部材は、前記既設柱を貫通して前記長方形断面の短辺部分と平行に延設して埋設設置された貫通ボルトである請求項１〜３のいずれかに記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の既設柱の耐震補強構造の施工方法であって、
前記長方形断面の一対の短辺部分の各側面に沿って前記短辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付けると共に、前記長方形断面の一対の長辺部分の各側面に沿って、各角部に近接して各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付ける工程と、
取り付けられた前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回して、前記複数の鋼線部材を、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付ける工程と、
前記長辺部分の各側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間において、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具を配置すると共に、該帯状押え金具を、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に埋設設置された複数の押えボルト部材によって前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより、各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を前記長辺部分の側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにする工程とからなる既設柱の耐震補強構造の施工方法。
【請求項１】
長方形断面の既設柱の耐震補強構造であって、
前記長方形断面の一対の短辺部分の側面に各々配置された、外周面に円弧形状部分を有する短辺側円弧状コンクリートブロックと、前記長方形断面の一対の長辺部分の側面に各短辺部分との角部に近接して各々一対配置された、外周面に円弧形状部分を有する長辺側円弧状コンクリートブロックと、前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付けられた複数の鋼線部材と、
前記長辺部分の側面において前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に複数埋設設置された押えボルト部材と、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側からこれと交差する上下方向に延設配置された帯状押え金具とからなり、
前記長辺部分の側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を、前記押えボルト部材によって前記帯状押え金具を前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより当該側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにした既設柱の耐震補強構造。
【請求項２】
前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックは、前記長方形断面の短辺部分及び長辺部分の側面に沿って上下方向に積み重ねて配置される請求項１に記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項３】
前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックは、目地層を介して互いに離間した状態で上下方向に積み重ねて配置される請求項２に記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項４】
前記押えボルト部材は、前記既設柱を貫通して前記長方形断面の短辺部分と平行に延設して埋設設置された貫通ボルトである請求項１〜３のいずれかに記載の既設柱の耐震補強構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の既設柱の耐震補強構造の施工方法であって、
前記長方形断面の一対の短辺部分の各側面に沿って前記短辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付けると共に、前記長方形断面の一対の長辺部分の各側面に沿って、各角部に近接して各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックを各々取り付ける工程と、
取り付けられた前記短辺側円弧状コンクリートブロック及び前記長辺側円弧状コンクリートブロックの外周面に沿って巻回して、前記複数の鋼線部材を、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に緊結状態でリング状に巻き付ける工程と、
前記長辺部分の各側面に各々配置された各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間において、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接して、前記鋼線部材の外側にこれと交差する上下方向に延設して帯状押え金具を配置すると共に、該帯状押え金具を、前記各長辺側円弧状コンクリートブロックの前記角部側の端部とは反対側の端部に近接配置され、上下方向に間隔をおいて前記既設柱に埋設設置された複数の押えボルト部材によって前記長辺部分の側面側に引き寄せることにより、各一対の前記長辺側円弧状コンクリートブロックの間に位置する前記鋼線部材を前記長辺部分の側面側に移動させて、前記鋼線部材による拘束力を得るようにする工程とからなる既設柱の耐震補強構造の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１５６８６０（Ｐ２００８−１５６８６０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４５２８９（Ｐ２００６−３４５２８９）
【出願日】平成１８年１２月２２日（２００６．１２．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（３９０００７６０７）大鉄工業株式会社 (11)
【出願人】（０００２２１４０９）東神電気株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２２日（２００６．１２．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（３９０００７６０７）大鉄工業株式会社 (11)
【出願人】（０００２２１４０９）東神電気株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
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