構造物の橋脚構造
【課題】杭頭部と橋脚柱基部の接続部の構造を簡略化し、かつ杭芯ずれを吸収しながら省力的かつ低コストで施工ができ、さらに杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設工程を順次行い得るようにする。
【解決手段】杭2頭部と鋼製橋脚3柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト6,6…群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材7と、この第1ステージ保持部材7の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材9と、前記第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9とを連結する複数の挟締金具10,10…とから構成され、前記第2ステージ保持部材9の上面に前記鋼製橋脚基部3Aがボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚3回りに根巻きコンクリート5が打設された構造とする。
【解決手段】杭2頭部と鋼製橋脚3柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト6,6…群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材7と、この第1ステージ保持部材7の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材9と、前記第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9とを連結する複数の挟締金具10,10…とから構成され、前記第2ステージ保持部材9の上面に前記鋼製橋脚基部3Aがボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚3回りに根巻きコンクリート5が打設された構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体交差橋等の構築工事において、特に橋脚基礎部の施工を省力化するとともに、工期の大幅な短縮及び低コスト化を図った構造物の橋脚構造に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特に都市部では、道路の交差部や鉄道と道路の交差部では日常的に交通渋滞が発生しているが、この渋滞緩和策として、一方側の通行路を立体交差化することが進められている。
【0003】
立体交差橋の構築方法は、一般的に杭基礎の上部にフーチング基礎を構築し、このフーチング基礎の上面に橋脚を立設し、上部工を架設する手順を踏んで構築されるため、施工期間が長期に亘るようになっていた。特に、前記フーチング基礎の施工では、先ず図13(A)に示されるように、杭50の打設後にライナープレート51を使用して掘削を行ったならば、杭頭部をハツリ取る杭頭処理を行い、次いで図13(B)に示されるように、無収縮モルタルなどで均し処理(レベリング)を行い、杭頭の凹凸を無くしたならば、アンカーフレーム架台53を設置し、次いで、図13(C)に示されるように、アンカーフレーム54を吊り降ろして位置調整を行い、その周囲に帯鉄筋や杭上面の配力筋を配筋した後、図13(D)に示されるように、前記ライナープレート51を型枠として基礎コンクリート55を打設し、その後基礎コンクリート55の硬化を待って橋脚柱を設置するようにしていた(従来法)。
【0004】
しかし、上記従来法の場合には、鉄筋の配筋作業に多くの手間と時間が掛かるとともに、橋脚工事は打設した基礎コンクリート55の硬化を待たなくてはならず、工期が長期化する原因となっていた。
【0005】
そこで、下記特許文献1では、支持杭を構成する複数の鋼管矢板で構築された基礎部と、該基礎部の鋼管矢板に直接接合されて立ち上げられた複数の鋼管柱で構成される橋脚本体と、該橋脚本体の上部に搭載される主桁ユニットとを有する立体交差の橋脚構造、すなわちフーチング基礎を省略した橋脚構造が提案されている。
【0006】
また、下記特許文献2では、鋼製橋脚のフーチング基礎を構築するために、略箱状のフーチング基礎用鋼殻を用いるとともに、鋼製橋脚を取り付けた後にコンクリートを充填可能に構成した立体交差の構築方法が提案されている。
【0007】
更に下記特許文献3では、杭と橋脚柱とを接続する橋脚接続構造において、杭頭に取り付けられる下部プレートと、この下部プレート上に取り付けられる上部プレートと、前記下部プレートと上部プレートのそれぞれ対向面に取り付けられて杭芯のずれ及び杭頭のレベルを調整可能で、かつ荷重を伝達可能な下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材とを有し、前記下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材により杭芯のずれ及びレベルを調整して前記下部プレート及び上部プレートを介して杭と橋脚柱とを連結する橋脚接続構造が開示されている。
【特許文献1】特開2004−300914号公報
【特許文献2】特開2004−324340号公報
【特許文献3】特開2004−278230号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記特許文献1記載の橋脚構造の場合は、フーチング基礎を省略して杭頭部と橋脚下端部とを直接接続する構造を採用したため、フーチング構築作業の分だけ作業工程を省力化し得るようになるけれども、鋼管矢板と鋼管部の上部と、前記橋脚本体に設けられた鋼管柱の下端部とを接続するに当たり、中詰めコンクリートを打設するようにしているため、上部工の架設に当たっては、前記中詰めコンクリートの強度発現まで待つ必要があり、それ以上の工期短縮が図れない。
【0009】
また、前記特許文献2記載の立体交差構築方法の場合は、フーチングを鋼殻とすることにより架設時における基礎強度を確保し、橋脚建込み後にコンクリート打設が可能となるため、工程の短縮が図れるようになるけれども、フーチングを鋼製とする場合には製作コストが掛かり過ぎ施工費が嵩むようになってしまう。
【0010】
更に、前記特許文献3記載の橋脚接続構造は、フーチングレス構造を採用しながら、杭体造成後に待ち時間無く橋脚工事が行える点で急速施工に資するものであるが、杭体の施工誤差による杭芯のズレを吸収するために、下部プレート上に基準墨出しを行い、X、Y軸方向の位置を合わせた位置に下部荷重伝達調整部材を溶接固定する必要がある。また、下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材のかみ合わせ部分を溶接、或いは不飽和ポリエステル樹脂等の注入により固定する作業が必要になるため、前記溶接或いは樹脂注入等の作業が繁雑で手間の掛かる作業となっているなどの問題があった。
【0011】
そこで本発明の主たる課題は、フーチングを有さず、杭頭部に対して橋脚柱基部を直接的に接続するようにした橋脚構造において、前記接続部の構造を簡略化するとともに、杭芯ずれを吸収しながら省力的かつ低コストで施工ができ、さらに杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようにした構造物の橋脚構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続するようにした構造物の橋脚構造において、
前記杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成され、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りに根巻きコンクリートが打設されたことを特徴とする構造物の橋脚構造が提供される。
【0013】
上記請求項1記載の本発明においては、杭頭部と鋼製橋脚柱基部との接続部構造として、杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成するようにした。
【0014】
ここで、前記第1ステージ保持部材は、高さ調整機能とレベリング保持機能(水平面形成機能)を持たせるようにした部材で、取付けに当たりアンカーボルトへ螺設されたナット部材の位置調整により、前記高さ調整とレベリング調整が成されるようになっている。また、前記第2ステージ保持部材は施工誤差による杭芯ズレを吸収するための機能を担う部材であり、前記第1ステージ保持部材上に載置された状態で正規の位置に位置決めされる。前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材との連結は、挟締金具を用いて両者を連結する構造であるため、前記第2ステージ保持部材が任意の位置に位置決めされたとしても簡単に連結することができる。
【0015】
そして、前記接続部の施工を終えたならば、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りにコンクリートが打設される。
【0016】
以上の接続部構造の採用により、接続部の構造が簡略化され、杭芯ずれを吸収しながら省力的かつ低コストで施工ができるようになる。また、従来のようにコンクリートに対して強度を期待するものではなく、橋脚から伝達される各種の作用力(鉛直力、水平力及び回転モーメント)が直接的に前記接続部構造を介して杭体に伝達される構造であるため、杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようになる。なお、前記根巻きコンクリートは、接続部の保護機能を担う他、硬化後は耐力部材としても機能し得るものであるが、本発明においては、前記根巻きコンクリートが打設されていなくても十分な強度特性を持った基礎構造となっているため、前記根巻きコンクリートは任意の時期に施工を行ってよい。
【0017】
請求項2に係る本発明として、前記第1のステージ保持部材は、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材とされる請求項1記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0018】
前記請求項2記載の本発明は、前記第1ステージ保持部材として、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材を用いるようにするものである。ここで、前記上部側フランジを有する形材を用いるのは挟締金具による締結がし易いようにするためである。
【0019】
請求項3に係る本発明として、前記第2のステージ保持部材は、前記鋼製橋脚を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材とされ、前記脚材が前記第1のステージ保持部材上に載置され、前記下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとが前記挟締金具によって締結される請求項2記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0020】
上記請求項2記載の本発明は、第2ステージ保持部材として、鋼製橋脚を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材を用いるものである。従って、第2ステージ保持部材を正規の位置に位置決めした状態で、前記脚材の下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとを前記挟締金具によって簡単に締結することができる。
【0021】
請求項4に係る本発明として、前記アンカーボルトは上半部分と下半部分とに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、かつ前記下半部分が杭のコンクリート打設時に埋設施工される請求項1〜3いずれかに記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0022】
上記請求項4記載の本発明は、杭頭処理を後述する静的破砕材工法によって行う場合に、アンカーボルトを前記工法に適合した構造とするものであり、アンカーボルトの下半部分を杭のコンクリート打設時に埋設しておくことにより、杭頭処理及びアンカーボルトの設置工事が省力的に行えるようになる。
【発明の効果】
【0023】
以上詳説のとおり本発明によれば、杭頭と橋脚基部との接続部の構造が簡略化され、かつ杭芯ずれを容易に吸収しながら省力的かつ低コストで施工できるようになる。また、コンクリートに強度を期待せずに、橋脚からの力が直接的に杭体に伝達される構造としたため、杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図1は本橋脚構造が採用された立体交差橋1を示す側面図及び平面図、図2は橋脚部正面図、図3は杭頭部と橋脚基部との接合部構造を示す正面図である。
【0025】
図1に示されるように、本立体交差橋1では、フーチングを有さず、杭体2の杭頭部と橋脚3の下端部とが直接的に接続されるようにしたフーチングレスの橋脚構造が採用され、前記橋脚3の上部に1ボックス主桁タイプの上部工4が搭載されている。
【0026】
ここで、前記杭体2は場所打ち杭とされ、コンクリート及び鉄筋から構成される。また、前記橋脚3は鋼製橋脚とされる。さらに、図2に示されるように、前記鋼製橋脚3の基部回りには根巻きコンクリート5が打設されている。
【0027】
本橋脚構造では、前記杭頭部と橋脚基部との接合部構造を簡略化し、杭の施工誤差(杭芯ずれ)を吸収しながら省力的に施工ができるようにするとともに、前記杭頭部と橋脚基部との接合部が十分な耐力を有する構造とすることにより、前記根巻きコンクリートの打設及び養生(硬化)を待つことなく、橋脚3の立ち上げと上部工4の架設が行えるようになっている。
【0028】
以下、前記杭頭部2Aと橋脚3基部との接合部構造について詳述する。
【0029】
図3及び図4に示されるように、橋脚接続部構造は、前記杭頭部2Aに下端側が埋設された複数のアンカーボルト6,6…群と、このアンカーボルト6,6…群のネジ部6aに対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1のステージ保持部材7と、この第1のステージ保持部材7の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材9と、前記第1のステージ保持部材7と第2のステージ保持部材9とを連結する複数の挟締金具10,10…とから構成され、前記第2ステージ保持部材9の上面に前記鋼製橋脚3の橋脚基部3Aが接合ボルト11,11…によって接合された構造となっている。
【0030】
前記アンカーボルト6は、上端部にナットネジ部6aが形成されたネジボルトが使用され、図5に示されるように、矩形線状に沿って所定間隔で配設されている。本例では、特に上半部分6Aと下半部分6Bとに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、前記下半部分6Bを杭2のコンクリート打設時に埋設状態で設置するようにしている。なお、詳しくは後段の施工手順の項で詳述する。
【0031】
前記第1ステージ保持部材7としては、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材、例えば溝形鋼、H形鋼などの形材を好適に使用することができ、前記アンカーボルト6の対応位置に通孔が形成された部材が用いられる。図5に示されるように、矩形線状に所定間隔で設置されたアンカーボルト6に対して、それぞれの辺に対して溝形鋼からなる第1ステージ保持部材7、7…が配設されている。なお、本例では各辺毎に独立した部材を用いるようにしたが、前記形材をフレーム枠状に組んだ枠組み材を第1ステージ保持部材7として使用することも可能である。
【0032】
前記第2ステージ保持部材9は、図6に示されるように、前記鋼製橋脚3を接続するために多数のボルト孔9b、9b…を有する板材9Aの下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材、例えば溝形鋼、H形鋼等の形材からなる多数の脚材9Bを一体的に備えた版状部材とされる。具体的には、同図6に示されるように、根巻きコンクリート5の回り込みを考慮して中心部に開口9aが形成された中抜き矩形板9Aの外周縁下面側に、周方向に沿って所定の間隔を空けて溝形鋼からなる脚材9B、9B…を溶接等によって固定した版状部材とされる。この際、前記脚材9Bは部材長手方向が辺方向に対して直交配置となるように配向される。
【0033】
前記第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9とを連結する挟締金具10は、詳細には図8に示されるように、略U字状鋼部材10Aの両端ネジ通孔部に、ネジ部が突合わせ状態となるようにボルト部材10B、10Bを螺設した挟締金具であり、建設・土木現場等の仮設工事などで鋼材などの部材同士を挟持することによって接合する連結金具〔商標名:ブルマン〕をそのまま使用することができる。
【0034】
図7に示されるように、前記第1ステージ保持部材7の上面に、前記第2ステージ保持部材9を載せた状態では、第2ステージ保持部材9の脚材9B、9B…が第1ステージ保持部材7上に載置されることになり、前記第2ステージ保持部材9を正規の位置に位置決めした状態で、第1ステージ保持部材の上部側フランジ7bと、第2ステージ保持部材9の脚材9Bの下側フランジとが前記挟締金具10、10…によって挟み付けられるようにして連結される。この際、同図7に示されるように、前記第2ステージ保持部材の脚材9Bの長さ寸法Lは、第1ステージ保持部材7の幅寸法Bに対して、杭体2の施工誤差を十分に吸収し得るだけの寸法を確保しておくことが望ましい。例えば、L=B+20〜30cmとし、一般的に発生し得る杭体2の造成誤差±10〜15cm程度を吸収し得るようにしておくのが望ましい。
【0035】
〔施工手順〕
次に、図9及び図10を参照しながら、杭頭部と橋脚との接続手順について詳述する。
【0036】
(杭頭処理)
本例では杭体2の杭頭処理として静的破砕工法が採用されている。この静的破砕工法は杭頭の余盛りコンクリート部分を除去するのに、予め鉄筋にスリーブ(縁切材)を被せておくとともに、所定位置に静的破砕材を設置した状態でコンクリートを打設した後、前記静的破砕材によって切断位置にクラックを発生させ、その後余盛りコンクリート部分をクレーン等によりそのまま上方に引き抜くようにした工法である。
【0037】
先ず図9(A)に示されるように、杭体2のコンクリート打設前にアンカーボルト6の下半部分6Bを所定位置に設置する。この際、破砕位置に静的破砕材を設置するとともに、破砕位置よりも上部側の前記アンカーボルト6に縁切り用スリーブを被せ、かつ鉄筋13にも縁切り用スリーブを被せておく。その後、コンクリートを打設し、杭体2を造成する。
【0038】
次いで、図9(B)に示されるように、静的破砕材によるクラックの発生を待った後、破砕位置よりも上部側の余盛りコンクリートをクレーン等で引き上げ、アンカーボルト下半部分6Bの上部側を露出させるとともに、鉄筋13の上部側を露出させるようにする。
【0039】
(接続金具の取付け)
図9(C)に示されるように、露出させたアンカーボルト下半部分6Bに対して、アンカーボルト6の上半部分6Aを螺合接続した後、アンカーボルト6に対して前記第1ステージ保持部材7を取り付ける。
【0040】
前記アンカーボルト6に対する前記第1ステージ保持部材7の取付けは、図11に示されるように、アンカーボルト6の上端に形成されたネジ部6aに対して球面フランジ付ナット8(以下、フランジナット)を螺設し、球面座金12を介在させた後、前記第1ステージ保持部材7の通孔にアンカーボルト6を挿通させた状態で設置し、下側フランジ7aの上面側に球面座金12を設置し、フランジナット8で締結した構造とされる。この際、下側のフランジナット8の高さ位置を調整することにより、前記第1ステージ保持部材7のZ方向高さ位置の調整及びレベリングの調整がなされる。なお、前記球面座金12の採用により、アンカーボルト6の施工誤差による多少の傾きが吸収されるようになっている。
【0041】
前記第1ステージ保持部材7を所定の高さ位置に合わせ、かつレベリングを調整した状態で設置したならば、図10(D)に示されるように、第1ステージ保持部材7の上面に、第2ステージ保持部材9を載置する。そして、前記第2ステージ保持部材9をX−Y平面内(水平平面内)で移動して正規の位置に位置決めしたならば、図10(E)に示されるように、第1ステージ保持部材の上部側フランジ7bと、第2ステージ保持部材9の脚材9Bの下側フランジとを前記挟締金具10、10…によって挟み付けるようにして連結する。
【0042】
前記第2ステージ保持部材9を正規の位置に固定し終えたならば、図10(F)に示されるように、前記第2ステージ保持部材9の上面に橋脚3の基部柱3Aを載置し、接合ボルト11、11…によって両者を連結する。前記橋脚3は、図12に示されるように、周囲に根巻きコンクリート5が打設される橋脚基部3Aと、地上に露出する橋脚本体3Bとから構成されており、前記橋脚基部3Aは周面に根巻きコンクリート5との付着を確保するために多数のスタッドジベル14,14…が植設され、底面板3Cには、コンクリートの回り込みを考慮して中央に開口3cが形成され、かつその周囲に周方向に亘りボルト通孔3d、3d…が形成された構造とされ、前記橋脚本体3Bは前記橋脚基部3Aの上端にフランジ接続されるようになっている。
【0043】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では杭頭処理に当たり、静的破砕材工法を採用したが、従来通り、コンクリートのハツリによって杭頭処理を行うようにしてもよい。また、アンカーボルト6を上半部分6Aと下半部分6Bとの2分割構造としたが、1本物とすることでもよい。さらには、予め杭体2中に埋設するのではなく、杭頭処理を終えた後、アンカー孔を削孔しアンカーボルト6を植設するようにしてもよい。
(2)上記形態例では立体交差橋における橋脚構造を例に採り本発明について詳述したが、本発明は、橋脚を有する土木構造一般に対して適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本橋脚構造が採用された立体交差橋1を示す、(A)は側面図、(B)は平面図である。
【図2】橋脚部正面図である。
【図3】杭頭部と橋脚基部との接合部構造を示す正面図である。
【図4】接合部構造の分解図である。
【図5】第1ステージ保持部材7の平面図(図3のV−V線矢視図)である。
【図6】第2ステージ保持部材9の平面図及び側面図である。
【図7】第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9との連結部を示す横断面図(図3のVII−VII線矢視図)である。
【図8】挟締金具10の側面図である。
【図9】施工手順図(その1)である。
【図10】施工手順図(その2)である。
【図11】アンカーボルト6に対する第1ステージ保持部材7の取付け要領図である。
【図12】橋脚3を示す、(A)は側面図、(B)は(A)のB-B線矢視図、(C)は(A)のC-C線矢視図である。
【図13】従来のフーチング基礎の施工手順図である。
【符号の説明】
【0045】
1…立体交差橋、2…杭体、3…橋脚、4…上部工、5…根巻きコンクリート、6…アンカーボルト、6A…上半部分、6B…下半部分、7…第1ステージ保持部材、8…フランジナット、9…第2ステージ保持部材、10…挟締金具、11…接合ボルト、12…球面座金
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体交差橋等の構築工事において、特に橋脚基礎部の施工を省力化するとともに、工期の大幅な短縮及び低コスト化を図った構造物の橋脚構造に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特に都市部では、道路の交差部や鉄道と道路の交差部では日常的に交通渋滞が発生しているが、この渋滞緩和策として、一方側の通行路を立体交差化することが進められている。
【0003】
立体交差橋の構築方法は、一般的に杭基礎の上部にフーチング基礎を構築し、このフーチング基礎の上面に橋脚を立設し、上部工を架設する手順を踏んで構築されるため、施工期間が長期に亘るようになっていた。特に、前記フーチング基礎の施工では、先ず図13(A)に示されるように、杭50の打設後にライナープレート51を使用して掘削を行ったならば、杭頭部をハツリ取る杭頭処理を行い、次いで図13(B)に示されるように、無収縮モルタルなどで均し処理(レベリング)を行い、杭頭の凹凸を無くしたならば、アンカーフレーム架台53を設置し、次いで、図13(C)に示されるように、アンカーフレーム54を吊り降ろして位置調整を行い、その周囲に帯鉄筋や杭上面の配力筋を配筋した後、図13(D)に示されるように、前記ライナープレート51を型枠として基礎コンクリート55を打設し、その後基礎コンクリート55の硬化を待って橋脚柱を設置するようにしていた(従来法)。
【0004】
しかし、上記従来法の場合には、鉄筋の配筋作業に多くの手間と時間が掛かるとともに、橋脚工事は打設した基礎コンクリート55の硬化を待たなくてはならず、工期が長期化する原因となっていた。
【0005】
そこで、下記特許文献1では、支持杭を構成する複数の鋼管矢板で構築された基礎部と、該基礎部の鋼管矢板に直接接合されて立ち上げられた複数の鋼管柱で構成される橋脚本体と、該橋脚本体の上部に搭載される主桁ユニットとを有する立体交差の橋脚構造、すなわちフーチング基礎を省略した橋脚構造が提案されている。
【0006】
また、下記特許文献2では、鋼製橋脚のフーチング基礎を構築するために、略箱状のフーチング基礎用鋼殻を用いるとともに、鋼製橋脚を取り付けた後にコンクリートを充填可能に構成した立体交差の構築方法が提案されている。
【0007】
更に下記特許文献3では、杭と橋脚柱とを接続する橋脚接続構造において、杭頭に取り付けられる下部プレートと、この下部プレート上に取り付けられる上部プレートと、前記下部プレートと上部プレートのそれぞれ対向面に取り付けられて杭芯のずれ及び杭頭のレベルを調整可能で、かつ荷重を伝達可能な下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材とを有し、前記下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材により杭芯のずれ及びレベルを調整して前記下部プレート及び上部プレートを介して杭と橋脚柱とを連結する橋脚接続構造が開示されている。
【特許文献1】特開2004−300914号公報
【特許文献2】特開2004−324340号公報
【特許文献3】特開2004−278230号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記特許文献1記載の橋脚構造の場合は、フーチング基礎を省略して杭頭部と橋脚下端部とを直接接続する構造を採用したため、フーチング構築作業の分だけ作業工程を省力化し得るようになるけれども、鋼管矢板と鋼管部の上部と、前記橋脚本体に設けられた鋼管柱の下端部とを接続するに当たり、中詰めコンクリートを打設するようにしているため、上部工の架設に当たっては、前記中詰めコンクリートの強度発現まで待つ必要があり、それ以上の工期短縮が図れない。
【0009】
また、前記特許文献2記載の立体交差構築方法の場合は、フーチングを鋼殻とすることにより架設時における基礎強度を確保し、橋脚建込み後にコンクリート打設が可能となるため、工程の短縮が図れるようになるけれども、フーチングを鋼製とする場合には製作コストが掛かり過ぎ施工費が嵩むようになってしまう。
【0010】
更に、前記特許文献3記載の橋脚接続構造は、フーチングレス構造を採用しながら、杭体造成後に待ち時間無く橋脚工事が行える点で急速施工に資するものであるが、杭体の施工誤差による杭芯のズレを吸収するために、下部プレート上に基準墨出しを行い、X、Y軸方向の位置を合わせた位置に下部荷重伝達調整部材を溶接固定する必要がある。また、下部荷重伝達調整部材及び上部荷重伝達調整部材のかみ合わせ部分を溶接、或いは不飽和ポリエステル樹脂等の注入により固定する作業が必要になるため、前記溶接或いは樹脂注入等の作業が繁雑で手間の掛かる作業となっているなどの問題があった。
【0011】
そこで本発明の主たる課題は、フーチングを有さず、杭頭部に対して橋脚柱基部を直接的に接続するようにした橋脚構造において、前記接続部の構造を簡略化するとともに、杭芯ずれを吸収しながら省力的かつ低コストで施工ができ、さらに杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようにした構造物の橋脚構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続するようにした構造物の橋脚構造において、
前記杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成され、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りに根巻きコンクリートが打設されたことを特徴とする構造物の橋脚構造が提供される。
【0013】
上記請求項1記載の本発明においては、杭頭部と鋼製橋脚柱基部との接続部構造として、杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成するようにした。
【0014】
ここで、前記第1ステージ保持部材は、高さ調整機能とレベリング保持機能(水平面形成機能)を持たせるようにした部材で、取付けに当たりアンカーボルトへ螺設されたナット部材の位置調整により、前記高さ調整とレベリング調整が成されるようになっている。また、前記第2ステージ保持部材は施工誤差による杭芯ズレを吸収するための機能を担う部材であり、前記第1ステージ保持部材上に載置された状態で正規の位置に位置決めされる。前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材との連結は、挟締金具を用いて両者を連結する構造であるため、前記第2ステージ保持部材が任意の位置に位置決めされたとしても簡単に連結することができる。
【0015】
そして、前記接続部の施工を終えたならば、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りにコンクリートが打設される。
【0016】
以上の接続部構造の採用により、接続部の構造が簡略化され、杭芯ずれを吸収しながら省力的かつ低コストで施工ができるようになる。また、従来のようにコンクリートに対して強度を期待するものではなく、橋脚から伝達される各種の作用力(鉛直力、水平力及び回転モーメント)が直接的に前記接続部構造を介して杭体に伝達される構造であるため、杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようになる。なお、前記根巻きコンクリートは、接続部の保護機能を担う他、硬化後は耐力部材としても機能し得るものであるが、本発明においては、前記根巻きコンクリートが打設されていなくても十分な強度特性を持った基礎構造となっているため、前記根巻きコンクリートは任意の時期に施工を行ってよい。
【0017】
請求項2に係る本発明として、前記第1のステージ保持部材は、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材とされる請求項1記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0018】
前記請求項2記載の本発明は、前記第1ステージ保持部材として、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材を用いるようにするものである。ここで、前記上部側フランジを有する形材を用いるのは挟締金具による締結がし易いようにするためである。
【0019】
請求項3に係る本発明として、前記第2のステージ保持部材は、前記鋼製橋脚を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材とされ、前記脚材が前記第1のステージ保持部材上に載置され、前記下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとが前記挟締金具によって締結される請求項2記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0020】
上記請求項2記載の本発明は、第2ステージ保持部材として、鋼製橋脚を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材を用いるものである。従って、第2ステージ保持部材を正規の位置に位置決めした状態で、前記脚材の下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとを前記挟締金具によって簡単に締結することができる。
【0021】
請求項4に係る本発明として、前記アンカーボルトは上半部分と下半部分とに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、かつ前記下半部分が杭のコンクリート打設時に埋設施工される請求項1〜3いずれかに記載の構造物の橋脚構造が提供される。
【0022】
上記請求項4記載の本発明は、杭頭処理を後述する静的破砕材工法によって行う場合に、アンカーボルトを前記工法に適合した構造とするものであり、アンカーボルトの下半部分を杭のコンクリート打設時に埋設しておくことにより、杭頭処理及びアンカーボルトの設置工事が省力的に行えるようになる。
【発明の効果】
【0023】
以上詳説のとおり本発明によれば、杭頭と橋脚基部との接続部の構造が簡略化され、かつ杭芯ずれを容易に吸収しながら省力的かつ低コストで施工できるようになる。また、コンクリートに強度を期待せずに、橋脚からの力が直接的に杭体に伝達される構造としたため、杭体の造成後に時間を待たずして直ちに、橋脚の建込み及び上部工架設などの工程を順次行い得るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図1は本橋脚構造が採用された立体交差橋1を示す側面図及び平面図、図2は橋脚部正面図、図3は杭頭部と橋脚基部との接合部構造を示す正面図である。
【0025】
図1に示されるように、本立体交差橋1では、フーチングを有さず、杭体2の杭頭部と橋脚3の下端部とが直接的に接続されるようにしたフーチングレスの橋脚構造が採用され、前記橋脚3の上部に1ボックス主桁タイプの上部工4が搭載されている。
【0026】
ここで、前記杭体2は場所打ち杭とされ、コンクリート及び鉄筋から構成される。また、前記橋脚3は鋼製橋脚とされる。さらに、図2に示されるように、前記鋼製橋脚3の基部回りには根巻きコンクリート5が打設されている。
【0027】
本橋脚構造では、前記杭頭部と橋脚基部との接合部構造を簡略化し、杭の施工誤差(杭芯ずれ)を吸収しながら省力的に施工ができるようにするとともに、前記杭頭部と橋脚基部との接合部が十分な耐力を有する構造とすることにより、前記根巻きコンクリートの打設及び養生(硬化)を待つことなく、橋脚3の立ち上げと上部工4の架設が行えるようになっている。
【0028】
以下、前記杭頭部2Aと橋脚3基部との接合部構造について詳述する。
【0029】
図3及び図4に示されるように、橋脚接続部構造は、前記杭頭部2Aに下端側が埋設された複数のアンカーボルト6,6…群と、このアンカーボルト6,6…群のネジ部6aに対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1のステージ保持部材7と、この第1のステージ保持部材7の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材9と、前記第1のステージ保持部材7と第2のステージ保持部材9とを連結する複数の挟締金具10,10…とから構成され、前記第2ステージ保持部材9の上面に前記鋼製橋脚3の橋脚基部3Aが接合ボルト11,11…によって接合された構造となっている。
【0030】
前記アンカーボルト6は、上端部にナットネジ部6aが形成されたネジボルトが使用され、図5に示されるように、矩形線状に沿って所定間隔で配設されている。本例では、特に上半部分6Aと下半部分6Bとに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、前記下半部分6Bを杭2のコンクリート打設時に埋設状態で設置するようにしている。なお、詳しくは後段の施工手順の項で詳述する。
【0031】
前記第1ステージ保持部材7としては、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材、例えば溝形鋼、H形鋼などの形材を好適に使用することができ、前記アンカーボルト6の対応位置に通孔が形成された部材が用いられる。図5に示されるように、矩形線状に所定間隔で設置されたアンカーボルト6に対して、それぞれの辺に対して溝形鋼からなる第1ステージ保持部材7、7…が配設されている。なお、本例では各辺毎に独立した部材を用いるようにしたが、前記形材をフレーム枠状に組んだ枠組み材を第1ステージ保持部材7として使用することも可能である。
【0032】
前記第2ステージ保持部材9は、図6に示されるように、前記鋼製橋脚3を接続するために多数のボルト孔9b、9b…を有する板材9Aの下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材、例えば溝形鋼、H形鋼等の形材からなる多数の脚材9Bを一体的に備えた版状部材とされる。具体的には、同図6に示されるように、根巻きコンクリート5の回り込みを考慮して中心部に開口9aが形成された中抜き矩形板9Aの外周縁下面側に、周方向に沿って所定の間隔を空けて溝形鋼からなる脚材9B、9B…を溶接等によって固定した版状部材とされる。この際、前記脚材9Bは部材長手方向が辺方向に対して直交配置となるように配向される。
【0033】
前記第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9とを連結する挟締金具10は、詳細には図8に示されるように、略U字状鋼部材10Aの両端ネジ通孔部に、ネジ部が突合わせ状態となるようにボルト部材10B、10Bを螺設した挟締金具であり、建設・土木現場等の仮設工事などで鋼材などの部材同士を挟持することによって接合する連結金具〔商標名:ブルマン〕をそのまま使用することができる。
【0034】
図7に示されるように、前記第1ステージ保持部材7の上面に、前記第2ステージ保持部材9を載せた状態では、第2ステージ保持部材9の脚材9B、9B…が第1ステージ保持部材7上に載置されることになり、前記第2ステージ保持部材9を正規の位置に位置決めした状態で、第1ステージ保持部材の上部側フランジ7bと、第2ステージ保持部材9の脚材9Bの下側フランジとが前記挟締金具10、10…によって挟み付けられるようにして連結される。この際、同図7に示されるように、前記第2ステージ保持部材の脚材9Bの長さ寸法Lは、第1ステージ保持部材7の幅寸法Bに対して、杭体2の施工誤差を十分に吸収し得るだけの寸法を確保しておくことが望ましい。例えば、L=B+20〜30cmとし、一般的に発生し得る杭体2の造成誤差±10〜15cm程度を吸収し得るようにしておくのが望ましい。
【0035】
〔施工手順〕
次に、図9及び図10を参照しながら、杭頭部と橋脚との接続手順について詳述する。
【0036】
(杭頭処理)
本例では杭体2の杭頭処理として静的破砕工法が採用されている。この静的破砕工法は杭頭の余盛りコンクリート部分を除去するのに、予め鉄筋にスリーブ(縁切材)を被せておくとともに、所定位置に静的破砕材を設置した状態でコンクリートを打設した後、前記静的破砕材によって切断位置にクラックを発生させ、その後余盛りコンクリート部分をクレーン等によりそのまま上方に引き抜くようにした工法である。
【0037】
先ず図9(A)に示されるように、杭体2のコンクリート打設前にアンカーボルト6の下半部分6Bを所定位置に設置する。この際、破砕位置に静的破砕材を設置するとともに、破砕位置よりも上部側の前記アンカーボルト6に縁切り用スリーブを被せ、かつ鉄筋13にも縁切り用スリーブを被せておく。その後、コンクリートを打設し、杭体2を造成する。
【0038】
次いで、図9(B)に示されるように、静的破砕材によるクラックの発生を待った後、破砕位置よりも上部側の余盛りコンクリートをクレーン等で引き上げ、アンカーボルト下半部分6Bの上部側を露出させるとともに、鉄筋13の上部側を露出させるようにする。
【0039】
(接続金具の取付け)
図9(C)に示されるように、露出させたアンカーボルト下半部分6Bに対して、アンカーボルト6の上半部分6Aを螺合接続した後、アンカーボルト6に対して前記第1ステージ保持部材7を取り付ける。
【0040】
前記アンカーボルト6に対する前記第1ステージ保持部材7の取付けは、図11に示されるように、アンカーボルト6の上端に形成されたネジ部6aに対して球面フランジ付ナット8(以下、フランジナット)を螺設し、球面座金12を介在させた後、前記第1ステージ保持部材7の通孔にアンカーボルト6を挿通させた状態で設置し、下側フランジ7aの上面側に球面座金12を設置し、フランジナット8で締結した構造とされる。この際、下側のフランジナット8の高さ位置を調整することにより、前記第1ステージ保持部材7のZ方向高さ位置の調整及びレベリングの調整がなされる。なお、前記球面座金12の採用により、アンカーボルト6の施工誤差による多少の傾きが吸収されるようになっている。
【0041】
前記第1ステージ保持部材7を所定の高さ位置に合わせ、かつレベリングを調整した状態で設置したならば、図10(D)に示されるように、第1ステージ保持部材7の上面に、第2ステージ保持部材9を載置する。そして、前記第2ステージ保持部材9をX−Y平面内(水平平面内)で移動して正規の位置に位置決めしたならば、図10(E)に示されるように、第1ステージ保持部材の上部側フランジ7bと、第2ステージ保持部材9の脚材9Bの下側フランジとを前記挟締金具10、10…によって挟み付けるようにして連結する。
【0042】
前記第2ステージ保持部材9を正規の位置に固定し終えたならば、図10(F)に示されるように、前記第2ステージ保持部材9の上面に橋脚3の基部柱3Aを載置し、接合ボルト11、11…によって両者を連結する。前記橋脚3は、図12に示されるように、周囲に根巻きコンクリート5が打設される橋脚基部3Aと、地上に露出する橋脚本体3Bとから構成されており、前記橋脚基部3Aは周面に根巻きコンクリート5との付着を確保するために多数のスタッドジベル14,14…が植設され、底面板3Cには、コンクリートの回り込みを考慮して中央に開口3cが形成され、かつその周囲に周方向に亘りボルト通孔3d、3d…が形成された構造とされ、前記橋脚本体3Bは前記橋脚基部3Aの上端にフランジ接続されるようになっている。
【0043】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では杭頭処理に当たり、静的破砕材工法を採用したが、従来通り、コンクリートのハツリによって杭頭処理を行うようにしてもよい。また、アンカーボルト6を上半部分6Aと下半部分6Bとの2分割構造としたが、1本物とすることでもよい。さらには、予め杭体2中に埋設するのではなく、杭頭処理を終えた後、アンカー孔を削孔しアンカーボルト6を植設するようにしてもよい。
(2)上記形態例では立体交差橋における橋脚構造を例に採り本発明について詳述したが、本発明は、橋脚を有する土木構造一般に対して適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本橋脚構造が採用された立体交差橋1を示す、(A)は側面図、(B)は平面図である。
【図2】橋脚部正面図である。
【図3】杭頭部と橋脚基部との接合部構造を示す正面図である。
【図4】接合部構造の分解図である。
【図5】第1ステージ保持部材7の平面図(図3のV−V線矢視図)である。
【図6】第2ステージ保持部材9の平面図及び側面図である。
【図7】第1ステージ保持部材7と第2ステージ保持部材9との連結部を示す横断面図(図3のVII−VII線矢視図)である。
【図8】挟締金具10の側面図である。
【図9】施工手順図(その1)である。
【図10】施工手順図(その2)である。
【図11】アンカーボルト6に対する第1ステージ保持部材7の取付け要領図である。
【図12】橋脚3を示す、(A)は側面図、(B)は(A)のB-B線矢視図、(C)は(A)のC-C線矢視図である。
【図13】従来のフーチング基礎の施工手順図である。
【符号の説明】
【0045】
1…立体交差橋、2…杭体、3…橋脚、4…上部工、5…根巻きコンクリート、6…アンカーボルト、6A…上半部分、6B…下半部分、7…第1ステージ保持部材、8…フランジナット、9…第2ステージ保持部材、10…挟締金具、11…接合ボルト、12…球面座金
【特許請求の範囲】
【請求項1】
杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続するようにした構造物の橋脚構造において、
前記杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成され、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りに根巻きコンクリートが打設されたことを特徴とする構造物の橋脚構造。
【請求項2】
前記第1ステージ保持部材は、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材とされる請求項1記載の構造物の橋脚構造。
【請求項3】
前記第2ステージ保持部材は、前記鋼製橋脚柱基部を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材とされ、前記脚材が前記第1のステージ保持部材上に載置され、前記下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとが前記挟締金具によって締結される請求項2記載の構造物の橋脚構造。
【請求項4】
前記アンカーボルトは上半部分と下半部分とに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、かつ前記下半部分が杭のコンクリート打設時に埋設設置される請求項1〜3いずれかに記載の構造物の橋脚構造。
【請求項1】
杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続するようにした構造物の橋脚構造において、
前記杭頭部と鋼製橋脚柱基部とを接続する接続部構造は、前記杭頭部に下端側が埋設された複数のアンカーボルト群と、このアンカーボルト群のネジ部に対してZ方向の高さ位置調整がなされた状態で設置される第1ステージ保持部材と、この第1ステージ保持部材の上面に、X−Y平面内の位置調整がなされた状態で載置される第2のステージ保持部材と、前記第1ステージ保持部材と第2ステージ保持部材とを連結する複数の挟締金具とから構成され、前記第2ステージ保持部材の上面に前記鋼製橋脚基部がボルト接合され、かつ前記接続部を含む鋼製橋脚回りに根巻きコンクリートが打設されたことを特徴とする構造物の橋脚構造。
【請求項2】
前記第1ステージ保持部材は、少なくとも上部側フランジを有する複数の形材又は上部側フランジを有する形材からなる枠組み材とされる請求項1記載の構造物の橋脚構造。
【請求項3】
前記第2ステージ保持部材は、前記鋼製橋脚柱基部を接続するために多数のボルト孔を有する板材の下面側に、少なくとも下部側フランジを有する形材からなる多数の脚材を一体的に備えた版状部材とされ、前記脚材が前記第1のステージ保持部材上に載置され、前記下部側フランジと、前記第1ステージの上部側フランジとが前記挟締金具によって締結される請求項2記載の構造物の橋脚構造。
【請求項4】
前記アンカーボルトは上半部分と下半部分とに分割され、両者が螺合接合される構造とされ、かつ前記下半部分が杭のコンクリート打設時に埋設設置される請求項1〜3いずれかに記載の構造物の橋脚構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2006−207129(P2006−207129A)
【公開日】平成18年8月10日(2006.8.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−16690(P2005−16690)
【出願日】平成17年1月25日(2005.1.25)
【出願人】(000172813)佐藤工業株式会社 (73)
【出願人】(000182030)若築建設株式会社 (39)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年8月10日(2006.8.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年1月25日(2005.1.25)
【出願人】(000172813)佐藤工業株式会社 (73)
【出願人】(000182030)若築建設株式会社 (39)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]