説明

鉄筋コンクリート構造体

【課題】地震時等に、構造体下部に曲げひびわれを分散させ、塑性ヒンジ部として確実に機能させることにより、高い耐震性を期待できる鉄筋コンクリート構造体を提供すること。
【解決手段】本発明の鉄筋コンクリート構造体は、フーチング5と、フーチング5に一体化された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製の基台3と、基台3の上面に設置された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製のプレキャスト型枠7と、プレキャスト型枠7及び基台3の内側に打設されたコンクリート15と、を具備し、基台3は、プレキャスト型枠7より外側に延びるように形成され、フーチング5と基台3とが、アンカ11により一体化され、プレキャスト型枠7の所定の箇所、および、基台3とプレキャスト型枠7との境界部にひび割れ誘導目地9が設けられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋コンクリート構造体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、橋脚等の鉄筋コンクリート構造体では、地震時等に荷重が集中する下部に多くの損傷が生じていた。そのため、近年、下部の鉄筋コンクリート構造体を強化し、塑性ヒンジ部として機能させることを目的として、塑性ヒンジ区間に繊維補強コンクリートまたはモルタルからなるプレキャスト型枠を用い、プレキャスト型枠に分散ひび割れを誘導する目地を設けることが提案されてきた(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−9460号公報
【特許文献2】特開2008−25248号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような橋脚等では、橋脚下部の鉄筋コンクリート構造体や、その下に設けられるフーチング等の条件によって、地震等による外力を受けると、プレキャスト型枠の目地で誘導されるひび割れに先行してフーチングコンクリート等の構造体底部に損傷が生じたり、水平2方向の載荷等に伴うねじれにより目地の部分がずれて回転が生じ、内部の軸方向鉄筋がせん断ずれ等することにより当該鉄筋の座屈や破断が早まったりして、橋脚下部の鉄筋コンクリート構造体が塑性ヒンジとしての機能を十分に発揮できないという可能性があった。
【0005】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、地震時等に、先行してフーチングコンクリート等の構造体底部に損傷が生じたり、あるいは目地の部分がずれて回転が生じたりすることなく、曲げひび割れを分散させ、塑性ヒンジ部として確実に機能させることにより、高い耐震性を期待できる鉄筋コンクリート構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前述した目的を達成するための本発明は、フーチングと、前記フーチングに一体化された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製の基台と、前記基台の上面に設置された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製のプレキャスト型枠と、前記プレキャスト型枠及び前記基台の内側に打設されたコンクリートと、を具備し、前記基台は、前記プレキャスト型枠より外側に延びるように形成され、前記フーチングと前記基台とが、アンカにより一体化され、前記プレキャスト型枠の所定の箇所、および、前記基台と前記プレキャスト型枠との境界部にひび割れ誘導目地が設けられたことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体である。
【0007】
プレキャスト型枠および基台は、例えば、プレキャスト型枠および基台の製造用型枠内で、網状部材を配置する工程と繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返すことにより形成され、網状部材が配置される部分がひび割れ誘導目地として機能する。
【0008】
プレキャスト型枠および基台は、プレキャスト型枠および基台の製造用型枠内で、板状部材を配置する工程と繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返すことにより形成してもよい。この場合、板状部材が配置される部分がひび割れ誘導目地として機能する。
【0009】
プレキャスト型枠および基台は、繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを用いてあらかじめ製作された複数の分割型枠を積み上げて接合したものとしてもよい。この場合、分割型枠の接合部がひび割れ誘導目地として機能する。
【0010】
アンカは、上部が基台に埋め込まれ下部がフーチングに埋め込まれた鉄筋、フーチングに埋め込まれたネジ付き鉄筋の上端を基台に埋設されたインサートに挿入したもの、基台に埋め込まれたネジ付き鉄筋の下端とフーチングに埋め込まれたネジ付き鉄筋の上端とをカプラで接続したもの等とするのが望ましい。
【0011】
本発明の鉄筋コンクリート構造体は、必要に応じて、プレキャスト型枠およびその内部のコンクリートの平面における回転を防止する回転防止部材を更に具備する。回転防止部材は、例えば、基台の上面に、プレキャスト型枠を囲むように設けられた突起部である。回転防止部材は、ひび割れ誘導目地を貫通するように設けられたスリップバーとしてもよい。
【0012】
本発明では、基台をプレキャスト型枠より外側に延びるように形成し、フーチングと基台とをアンカにより一体化し、プレキャスト型枠の所定の箇所および基台とプレキャスト型枠との境界部にひび割れ誘導目地を設けることにより、基台やフーチングコンクリートに損傷が生じる前にプレキャスト型枠の目地部分にひび割れを分散して発生させるようにする。また、必要に応じて回転防止部材を設けることにより、目地の部分におけるプレキャスト型枠およびその内部のコンクリートの回転を防止する。以上により、プレキャスト型枠等を塑性ヒンジ部として確実に機能させる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、地震時等に、先行してフーチングコンクリート等の構造体底部に損傷が生じたり、あるいは目地の部分がずれて回転が生じたりすることなく、構造体下部に曲げひび割れを分散させ、塑性ヒンジ部として確実に機能させることにより、高い耐震性を期待できる鉄筋コンクリート構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第1の実施の形態における橋脚1の下部の垂直断面図
【図2】橋脚1の水平断面図
【図3】第2の実施の形態の橋脚1aを示す図
【図4】第3の実施の形態の橋脚1bのプレキャスト型枠7a付近の垂直断面図
【図5】第4の実施の形態の橋脚1cのプレキャスト型枠7b付近の垂直断面図
【図6】第5の実施の形態の橋脚1dのプレキャスト型枠7c付近の垂直断面図
【図7】インサート33とネジ付鉄筋35を用いた例を示す図
【図8】カプラ39とネジ付鉄筋を用いた例を示す図
【図9】他の形状のアンカの例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下図面に基づいて、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。図1は、第1の実施の形態における橋脚1の下部の垂直断面図を、図2は、橋脚1の水平断面図を示す。図2は、図1に示す矢印A−Aによる断面図である。図1に示すように、橋脚1は、基台3、フーチング5、プレキャスト型枠7、アンカ11、軸方向鉄筋13、帯鉄筋14、コンクリート15等からなる。
【0016】
基台3は、地盤(図示せず)に支持されるフーチング5の上部に埋設される。基台3は、アンカ11によりフーチング5と一体化される。アンカ11は、鉄筋等であり、上部が基台3に埋め込まれ、下部がフーチング5に埋め込まれる。プレキャスト型枠7は、基台3の上面に設置される。基台3は、プレキャスト型枠7より外側に延びるように、鍔状に形成される。基台3およびプレキャスト型枠7は、例えば繊維補強コンクリート製とする。基台3の内外方向の幅は、橋脚1の曲げに対するフーチング5の支圧応力度を所定量低減するように広くされる。ここで、プレキャスト型枠7は、橋脚等の必要な曲げ耐力を発揮する時に、圧縮縁において繊維補強コンクリートまたは繊維補強モルタルの圧縮強度(150N/mm程度)に達し、同時にプレキャスト型枠7の内部コンクリート側で圧縮応力度がゼロになるように寸法を設定することがもっとも合理的である。その状態でプレキャスト型枠7の圧縮側に生じる圧縮力が基台3に作用し、基台3がフーチング5に接して均等な圧縮応力度となって作用し、これに対しフーチング5のコンクリートがその支圧強度(例えば30N/mm程度)で抵抗すると仮定すれば、基台3の内外方向の幅はプレキャスト型枠7の幅のおよそ2.5倍とすればよい。実際には、フーチング5に作用する圧縮応力度は均一にならないこと等を勘案し、3倍から5倍程度とすればよい。なお、フーチング5のコンクリートの支圧強度を高めるために、基台3の下面に補強鉄筋を配置してもよい。
【0017】
軸方向鉄筋13、帯鉄筋14は、橋脚1内の適切な位置に配置され、コンクリート15に埋設される。プレキャスト型枠7及び基台3の内側には、通常のコンクリート15が打設される。
【0018】
プレキャスト型枠7には、鉛直方向に所定の間隔をおいて、水平方向のひび割れ誘導目地9が設けられる。また、基台3とプレキャスト型枠7との境界部にも、水平方向のひび割れ誘導目地9が設けられる。ひび割れ誘導目地9には、図2に示すように、金網等の網状部材10が配置される。
【0019】
次に、橋脚1の構築方法について説明する。橋脚1を構築するには、まず、プレキャスト型枠7および基台3の製造用型枠(図示せず)を組み立てる。そして、基台3の製造用型枠内に繊維補強コンクリートを打設した後、基台3とプレキャスト型枠7との境界部分に網状部材10を設置し、プレキャスト型枠7の製造用型枠の所定の高さまで繊維補強コンクリートを打設する。さらに、プレキャスト型枠7の製造用型枠の下部から上部へと、網状部材10を配置する工程と、繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返し、図1に示すように一体化された基台3およびプレキャスト型枠7を形成する。網状部材10を配置した部分は、ひび割れ誘導目地9として機能する。なお、アンカ11の上部は、適切な時期に基台3に埋設される。またこのとき、アンカ11は、プレキャスト型枠7の高さ調整を兼ねてもよい。
【0020】
基台3およびプレキャスト型枠7を形成した後、フーチング用鉄筋(図示せず)が配置されたフーチング5の構築用型枠(図示せず)内にアンカ11の下部が挿入されるように、基台3およびプレキャスト型枠7をフーチング5の構築用型枠の上方に配置する。また、プレキャスト型枠7の上方に、橋脚1の中部及び上部を構築するための通常型枠(図示せず)を配置する。そして、フーチング5の構築用型枠、基台3およびプレキャスト型枠7、通常型枠の内部にコンクリート15を打設する。
【0021】
図1に示す橋脚1において、基台3とプレキャスト型枠7の境界部やプレキャスト型枠7に設けたひび割れ誘導目地9は、繊維補強コンクリートによる高い耐久性を確保しつつ、橋脚1の基部の曲げひび割れを分散させるためのものである。そのため、ひび割れ誘導目地9では、ひび割れ強度を、プレキャスト型枠7に用いられる繊維補強コンクリート本来の値よりも低減する必要がある。
【0022】
図2に示す網状部材10は、目の細かさを比較的自由に選択できる。ひび割れ誘導目地9では、配置する網状部材10の開口率や網目の大きさが小さくなるほど繊維補強コンクリートが不連続となる微視的な箇所が増え、ひび割れ強度が低減する。1枚の網状部材10でひび割れ誘導目地9のひび割れ強度が所要の値まで低減できない場合には、複数の網状部材10を重ね合わせることにより、さらにひび割れ強度を低減できる。
【0023】
種々の実験を行い、網状部材10の開口率や網目の大きさ、重ね枚数をパラメータとして曲げ試験によるひび割れ強度を測定することにより、プレキャスト型枠7の繊維補強コンクリート母材の引張強度に対して、ひび割れ誘導目地9において所定のひび割れ強度が得られる網状部材10の諸元を予測することができる。例えば、プレキャスト型枠7の繊維補強コンクリート母材の引張強度の下限値が9N/mm程度であるのに対し、ひび割れ誘導目地9のひび割れ強度を普通コンクリートと同程度の1.5〜3.5N/mmとすることができる諸元を予測することができる。
【0024】
表1は、発明者らが行った数種類の網状部材10に対するひび割れ強度の試験結果を示したものである。網状部材10としては、開口率、網目の大きさ、重ね枚数をパラメータとした金網、パンチングメタルと炭素繊維シートを用いている。なお、同表における試験結果は、各ケースの3体の平均値を示している。同結果によれば、プレキャスト型枠7の繊維補強コンクリート母材の引張強度が9N/mm程度以上であるのに対し、開口率が30%のパンチングメタルではひび割れ強度が3.3N/mmとなり、普通コンクリートと同程度まで低減できることが分かる。また、開口率が54%と大きい金網の場合でも2枚重ねとすることにより、ひび割れ強度を1.9N/mmまで低減することが可能である。さらに、網目の大きさが0.2×0.2mm程度以下である金網や炭素繊維シートであれば、ペースト分の透過量が減るためひび割れ強度を1.0N/mm以下にまで低減できる。ただし、あまりに小さいひび割れ強度は、プレキャスト型枠7の運搬時のひび割れ、目地部の耐久性の低下等に繋がることから好ましくない。いずれにしても、網状部材10の空隙率と重ね枚数、網目の大きさを適切に設定すれば、ひび割れ誘導目地9のひび割れ強度を普通コンクリートと同程度の1.5〜3.5N/mmとすることができる。
【表1】

【0025】
第1の実施の形態では、橋脚1の基台3とフーチング5とを、アンカ11により一体化する。また、網状部材10の開口率、重ね枚数、網目の大きさを適切に設定し、プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9のひび割れ耐力を基台3とフーチング5とのひび割れ耐力よりも小さくする。プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9のひび割れ耐力が基台3とフーチング5のひび割れ耐力よりも大きい場合、地震時等に、ひび割れ誘導目地9のひび割れに先行して基台3の下面がひび割れたり、このひび割れにより、基台3から曲げ応力を伝達する有効面積が小さくなり、そのためにフーチング5の支圧応力度が上昇し、フーチング5が支圧破壊したりする。
第1の実施形態では、上述の構成により、基台3の下面のひびわれや、これに伴う基台3の機能低下によるフーチング5の支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9でひび割れを確実に分散して発生させることができ、プレキャスト型枠7等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。
プレキャスト型枠7とフーチングコンクリートは、付着強度によりある程度の一体性は確保されるが、フーチングコンクリートの打設後のブリージングや乾燥収縮により、この付着強度は容易に低下してしまう。付着強度が十分であれば基台3をある程度大きくすれば、プレキャスト型枠7とフーチングコンクリートの一体性を確保することも可能であるが、プレキャスト型枠7が大きくなり、運搬等に不利となる。アンカ11はフーチングコンクリートとの一体化の強度を高めるとともに、付着強度よりも安定しているので、基台3の大きさを小さくするとともに、付着強度に依存しない確実な引張抵抗を付与することができる。その結果、プレキャスト型枠7の境界部のひび割れ誘導目地9との強度のバランスを精度よく設定することができる。また、アンカ11は、支圧に対する圧縮鉄筋としても作用する。そのため、基台3の機能低下によるフーチング5の支圧破壊を抑えることもできる。
【0026】
なお、第1の実施の形態では、基台3及びプレキャスト型枠7を繊維補強コンクリート製としたが、繊維補強モルタル製でもよい。また、網状部材10を平板状としたが、網状部材10を折り曲げて加工してもよい。網状部材10は折り曲げが容易であり、凹凸形状や波形状に加工することにより、地震時等の水平2方向載荷に伴うひび割れ誘導目地9のせん断ずれに対する抵抗性を高めることができる。
【0027】
次に、第2の実施の形態について説明する。図3は、第2の実施の形態の橋脚1aを示す図である。図3の(a)図は、橋脚1aの下部の垂直断面図を、図3の(b)図は、橋脚1aの下部の水平断面図を示す。図3の(b)図は、図3の(a)図に示す矢印B−Bによる断面図である。
【0028】
図3に示す橋脚1aは、第1の実施の形態の橋脚1(図1)とほぼ同様の構成であるが、基台3の代わりに基台3aが用いられる。基台3aは、上面17に突起部19を有する。突起部19は、プレキャスト型枠7との間に隙間21を確保しつつ、プレキャスト型枠7を囲むように配置される。突起部19は、基台3aおよびプレキャスト型枠7と同様の繊維補強コンクリートを用いて、基台3aと一体に形成される。
【0029】
地震時等には、水平2方向の載荷等によるねじれにより、プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9の部分がずれて、プレキャスト型枠7およびプレキャスト型枠7の内部のコンクリート15が回転しようとする場合がある。この時、内部の軸方向鉄筋13がせん断ずれ等することにより軸方向鉄筋13の座屈や破断が早まる可能性がある。突起部19は、プレキャスト型枠7およびプレキャスト型枠7の内部のコンクリート15の平面における回転を防止する回転防止部材として機能する。
【0030】
橋脚1aの構築方法は、第1の実施の形態の橋脚1の構築方法とほぼ同様である。橋脚1aを構築する際には、基台3aの製造用型枠(図示せず)に突起部19を形成するための部分を設け、第1の実施の形態と同様の手順で基台3aおよびプレキャスト型枠7を形成する。そして、形成した基台3aおよびプレキャスト型枠7を用い、橋脚1の構築時と同様にして、フーチング5の構築用型枠、基台3aおよびプレキャスト型枠7、プレキャスト型枠7の上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設し、橋脚1aを構築する。
【0031】
第2の実施の形態では、橋脚1aの基台3aとフーチング5とを、アンカ11により一体化する。また、網状部材10の開口率、重ね枚数、網目の大きさを適切に設定し、プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9のひび割れ耐力を基台3aとフーチング5とのひび割れ耐力よりも小さくする。これらにより、第1の実施の形態と同様に、地震時等に、基台3aの下面のひび割れやフーチング5の支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠7のひび割れ誘導目地9でひび割れを確実に分散して発生させることができる。また、アンカ11は、支圧に対する圧縮鉄筋としても作用する。そのため、基台3aの機能低下によるフーチング5の支圧破壊を防ぐこともできる。
【0032】
第2の実施の形態では、回転防止部材として、基台3aの上面17に突起部19を設け、ひび割れ誘導目地9でのずれによるプレキャスト型枠7及びプレキャスト型枠7内部のコンクリート15の回転変位を拘束する。これにより、ひび割れ誘導目地9での局所的な塑性化や軸方向鉄筋13の座屈等を抑制することができる。
以上より、プレキャスト型枠7等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。
【0033】
次に、第3の実施の形態について説明する。図4は、第3の実施の形態の橋脚1bのプレキャスト型枠7a付近の垂直断面図である。
【0034】
図4に示す橋脚1bは、第1の実施の形態の橋脚1(図1)とほぼ同様の構成であるが、基台3、プレキャスト型枠7の代わりに基台3b、プレキャスト型枠7aが用いられる。基台3b、プレキャスト型枠7aは、ひび割れ目地9の位置で分割される複数の鋼管23と一本の長いスリップバー25を内部に有する。スリップバー25は、各鋼管23内を通り、ひび割れ誘導目地9を貫通するように設けられる。各鋼管23及びスリップバー25は、基台3b及びプレキャスト型枠7aの周方向に所定の間隔をおいて配置される。
【0035】
地震時等には、水平2方向の載荷によるねじれにより、プレキャスト型枠7aのひび割れ誘導目地9の部分がずれて、プレキャスト型枠7aおよびプレキャスト型枠7aの内部のコンクリート15が回転しようとする場合がある。この時、内部の軸方向鉄筋(図示せず)がせん断ずれ等することにより軸方向鉄筋の座屈や破断が早まる可能性がある。スリップバー25は、プレキャスト型枠7aおよびプレキャスト型枠7aの内部のコンクリート15の平面における回転を防止する回転防止部材として機能する。スリップバー25は、平面的に最低2本設置する必要があるが、橋脚1bの断面が矩形であれば、好ましくは4本程度配置するのがよい。
【0036】
図4に示す橋脚1bを構築するには、まず、プレキャスト型枠7aおよび基台3bの製造用型枠(図示せず)を組み立て、基台3bの製造用型枠内に、下部が閉じられた鋼管23を、上面が基台3bとプレキャスト型枠7aの境界部分(打ち継ぎ面)に位置するように配置して、基台3bの製造用型枠内に繊維補強コンクリートを打設する。次に、基台3bとプレキャスト型枠7aとの境界部分(鋼管23の上面を除く)に網状部材10を設置するとともに、鋼管23の上面に別の鋼管23を、その上面が次の繊維補強コンクリートの打ち継ぎ面に位置するように設置し、プレキャスト型枠7aの製造用型枠の所定の高さ(次の打ち継ぎ面)まで繊維補強コンクリートを打設する。以降同様に、プレキャスト型枠7aの製造用型枠の下部から上部へと、網状部材10および鋼管23を配置する工程と、繊維補強コンクリートを打設する工程を繰り返し、最上部の打ち継ぎ面に達すると、各鋼管23を通るようにスリップバー25を挿入し、上記と同様に網状部材10を配置し、上部が閉じられた鋼管23を、その下面が下方の鋼管23の上面と対応し、スリップバー25の上端を覆うように配置し、最後に繊維補強コンクリートを打設する。このようにして、図4に示すような基台3bおよびプレキャスト型枠7aを形成する。
なお、スリップバー25、およびその設置方法は上記したものに限らず、スリップバー25が前述の回転防止部材として機能する限りにおいて様々に定めることができる。例えば、プレキャスト型枠7aあるいは基台3b内で、打ち継ぎ面から下には、当該打ち継ぎ面に上面が位置するとともに下部が閉じられた鋼管を設け、打ち継ぎ面から上には、当該打ち継ぎ面で上記の鋼管の上面と対応する位置に下面が位置するとともに上部が閉じられた別の鋼管を設け、その内部に、両鋼管を通るように短いスリップバーを配置するようにしてもよい。また、鋼管23は、スリップバー25に生じるせん断力がプレキャスト型枠7aに伝達する際に、局所的な圧縮応力度が生じることを緩和するためのものであり、スリップバー25の本数によっては、鋼管23を省略し、スリップバー25が直接、プレキャスト型枠7aに接する構造としてもよい。
【0037】
その後、形成した基台3bおよびプレキャスト型枠7aを用い、橋脚1の構築時と同様にして、フーチング5の構築用型枠、基台3bおよびプレキャスト型枠7a、プレキャスト型枠7aの上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設して橋脚1bを構築する。
【0038】
第3の実施の形態では、橋脚1bの基台3bとフーチング5とを、アンカ11により一体化する。また、網状部材10の開口率、網目の大きさ、重ね枚数を適切に設定し、プレキャスト型枠7aのひび割れ誘導目地9のひび割れ耐力を基台3bとフーチング5とのひび割れ耐力よりも小さくする。これらにより、第1の実施の形態と同様に、地震時等に、基台3bの下面のひび割れやフーチング5の支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠7aのひび割れ誘導目地9でひび割れを確実に発生させることができる。また、アンカ11は、支圧に対する圧縮鉄筋としても作用する。そのため、基台3bの機能低下によるフーチング5の支圧破壊を防ぐこともできる。
【0039】
第3の実施の形態では、回転防止部材として、プレキャスト型枠7aの内部にスリップバー25を設け、ひび割れ誘導目地9でのずれによるプレキャスト型枠7a及びプレキャスト型枠7a内部のコンクリート15の回転変位を拘束する。これにより、ひび割れ誘導目地9での局所的な塑性化や軸方向鉄筋の座屈等を抑制することができる。
以上により、プレキャスト型枠7a等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。
【0040】
なお、第2および第3の実施の形態では、基台3a(3b)及びプレキャスト型枠7(7a)を繊維補強コンクリート製としたが、繊維補強モルタル製でもよい。また、網状部材10を平板状としたが、網状部材10を折り曲げて加工してもよい。網状部材10は折り曲げが容易であり、凹凸形状や波形状に加工することにより、ひび割れ誘導目地9のせん断ずれ抵抗性を高めることができる。
【0041】
次に、第4の実施の形態について説明する。図5は、第4の実施の形態の橋脚1cのプレキャスト型枠7b付近の垂直断面図である。
【0042】
図5に示す橋脚1cは、第1の実施の形態の橋脚1(図1)とほぼ同様の構成であるが、ひび割れ誘導目地9を有するプレキャスト型枠7の代わりに、ひび割れ誘導目地9aを有するプレキャスト型枠7bが用いられる。ひび割れ誘導目地9aは、基台3とプレキャスト型枠7bとの境界部にも設けられる。ひび割れ誘導目地9aでは、プレキャスト型枠7bの断面内の内側部分に、滑材としてグリス29を塗布した鋼板27が配置される。
【0043】
橋脚1cを構築するには、まず、プレキャスト型枠7bおよび基台3の製造用型枠(図示せず)を組み立てる。そして、基台3の製造用型枠内に繊維補強コンクリートを打設した後、基台3とプレキャスト型枠7bとの境界部の断面の内側部分にグリス29を塗布した鋼板27を設置し、プレキャスト型枠7bの製造用型枠の所定の高さまで繊維補強コンクリートを打設する。さらに、プレキャスト型枠7bの製造用型枠の下部から上部へと、プレキャスト型枠7bの断面の内側部分にグリス29を塗布した鋼板27を配置する工程と、繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返し、図5に示すような基台3およびプレキャスト型枠7bを形成する。グリス29を塗布した鋼板27を配置した部分は、ひび割れ誘導目地9aとして機能する。
【0044】
そして、形成した基台3およびプレキャスト型枠7bを用い、橋脚1の構築時と同様にして、フーチング5の構築用型枠、基台3およびプレキャスト型枠7b、プレキャスト型枠7bの上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設して橋脚1cを構築する。
【0045】
第4の実施の形態では、橋脚1cの基台3とフーチング5とを、アンカ11により一体化する。また、プレキャスト型枠7bの断面内の内側部分にグリス29を塗布した鋼板27を配置し、外側部分にプレキャスト型枠7bの母材が連続する部分を確保して柱部分の耐久性を確保しつつ、プレキャスト型枠7bのひび割れ誘導目地9aのひび割れ耐力を基台3とフーチング5とのひび割れ耐力よりも小さくする。これらにより、第1の実施の形態と同様に、地震時等に、基台3の下面のひび割れやフーチング5の支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠7bのひび割れ誘導目地9aでひび割れを確実に発生させることができ、プレキャスト型枠7b等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。アンカ11は、支圧に対する圧縮鉄筋としても作用する。そのため、基台3の機能低下によるフーチング5の支圧破壊を防ぐこともできる。
【0046】
なお、第4の実施の形態では、プレキャスト型枠7bの断面内の内側部分にグリス29を塗布した鋼板27を配置したが、鋼板27の設置位置はプレキャスト型枠7bの断面内の内側部分に限らず、鋼板27と外空側との間に所定の間隔があればよく、目的とするひび割れ強度等に応じて、プレキャスト型枠7bの周方向の配置間隔など配置方法も適宜設定することができる。また、鋼板27以外の、所定の強度を有する他の板状部材を配置してひび割れ誘導目地を形成してもよい。さらに、基台3及びプレキャスト型枠7bは、繊維補強コンクリート製でなく、繊維補強モルタル製でもよい。また、第3の実施形態と同様に、鋼板27を折り曲げて凹凸形状や波形状に加工することにより、ひび割れ誘導目地9aのせん断ずれ抵抗性を高めることができる。
【0047】
次に、第5の実施の形態について説明する。図6は、第5の実施の形態の橋脚1dのプレキャスト型枠7c付近の垂直断面図である。
【0048】
図6に示す橋脚1dは、第1の実施の形態の橋脚1(図1)とほぼ同様の構成であるが、ひび割れ誘導目地9を有するプレキャスト型枠7の代わりに、ひび割れ誘導目地9bを有するプレキャスト型枠7cが用いられる。ひび割れ誘導目地9bは、基台3とプレキャスト型枠7cとの境界部にも設けられる。プレキャスト型枠7cおよび基台3は、繊維補強コンクリートを用いてあらかじめ製作された複数の分割型枠を積み上げて接合したものであり、ひび割れ誘導目地9bは、セメントペースト31を用いた接合部である。
【0049】
橋脚1dを構築するには、まず、繊維補強コンクリートを用いてあらかじめ分割型枠として製作された基台3の上面にセメントペースト31を塗布し、繊維補強コンクリートを用いてあらかじめ製作された分割型枠8をセメントペースト31上に載置する。さらに、分割型枠の上面にセメントペースト31を塗布する工程と、分割型枠8をセメントペースト31上に載置する工程とを繰り返し、図6に示すような基台3およびプレキャスト型枠7cを形成する。セメントペースト31による接合部は、ひび割れ誘導目地9bとして機能する。
なお、アンカ11は基台3の製作時に基台3に埋め込むようにしておく。
【0050】
そして、形成した基台3およびプレキャスト型枠7cを用い、橋脚1の構築時と同様にして、フーチング5の構築用型枠、基台3およびプレキャスト型枠7c、プレキャスト型枠7cの上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設して橋脚1dを構築する。
【0051】
第5の実施の形態では、橋脚1dの基台3とフーチング5とを、アンカ11により一体化する。また、セメントペースト31等の接合材を用いて分割型枠8を接合し、プレキャスト型枠7cのひび割れ誘導目地9bのひび割れ耐力を基台3とフーチング5とのひび割れ耐力よりも小さくする。これらにより、第1の実施の形態と同様に、地震時等に、基台3の下面のひび割れやフーチング5の支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠7cのひび割れ誘導目地9bでひび割れを確実に発生させることができ、プレキャスト型枠7c等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。アンカ11は、支圧に対する圧縮鉄筋としても作用する。そのため、基台3の機能低下によるフーチング5の支圧破壊を防ぐこともできる。
【0052】
なお、第5の実施の形態では、セメントペースト31を用いて分割型枠8を接合してプレキャスト型枠7cを形成したが、他の接合材料を用いて分割型枠8を接合してもよい。また、基台3及びプレキャスト型枠7cは、繊維補強コンクリート製でなく、繊維補強モルタル製でもよい。
また、第5の実施の形態では、網状部材や板状部材を用いないが、せん断ずれ抵抗を高めるためには、分割型枠8の接合面を凹凸あるいは波状にすることができる。
【0053】
第1から第5の実施の形態では、上部が基台3(3a、3b)に、下部がフーチング5に埋設されたアンカ11を用いたが、アンカの形態はこれに限らない。
【0054】
図7は、インサート33とネジ付鉄筋35を用いた例を示す図である。図7に示す例では、フーチング5に埋め込まれたネジ付鉄筋35の上端が、基台3の下面に埋設されたインサート33に挿入される。
【0055】
図7に示す例では、基台3およびプレキャスト型枠7を形成する際に、インサート33を基台3の下面に埋設する。そして、フーチング5の製造用型枠内に配置したネジ付鉄筋35の上端をインサート33に挿入して基台3およびプレキャスト型枠7を配置する。その後、フーチング5の製造用型枠、基台3およびプレキャスト型枠7、プレキャスト型枠7の上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設する。
【0056】
図8は、カプラ39とネジ付鉄筋を用いた例を示す図である。図8に示す例では、基台3に埋設されたネジ付鉄筋37の下端と、フーチング5に埋設されたネジ付鉄筋41の上端とが、カプラ39で接続される。
【0057】
図8に示す例では、基台3およびプレキャスト型枠7を形成する際に、ネジ付鉄筋37の上部を基台3の下面に埋設する。そして、ネジ付鉄筋37の下端とフーチング5の製造用型枠内に配置したネジ付鉄筋41の上端とをカプラ39で接合して基台3およびプレキャスト型枠7を配置する。その後、基台3およびプレキャスト型枠7、プレキャスト型枠7の上方に配置される通常型枠の内部にコンクリート15を打設する。
【0058】
図7および図8に示す形態のアンカを用いれば、第1から第5の実施の形態のアンカ11を用いる場合と比較して、基台およびプレキャスト型枠の運搬や設置が容易となる。
【0059】
図9は、他の形状のアンカを示す図である。第1から第5の実施の形態では、直線形状のアンカ11を用いたが、アンカの形状はこれに限らない。基台とフーチングとを一体化するアンカには、図9の(a)図に示すようなコの字形状の鉄筋を用いたアンカ43、図9の(b)図に示すような、コの字形状の鉄筋の両端部を対向しない方向に折り曲げた形状のアンカ45等を用いてもよい。
【0060】
図7から図9に示すような各種アンカを用いて橋脚の基台とフーチングとを一体化した場合にも、地震時等に、基台の下面のひび割れやフーチングの支圧破壊に先行して、プレキャスト型枠のひび割れ誘導目地でひび割れを確実に発生させることができ、プレキャスト型枠等を塑性ヒンジ部として確実に機能させることができる。また、アンカが支圧に対する圧縮鉄筋としても作用するため、基台の機能低下によるフーチングの支圧破壊を防ぐこともできる。
【0061】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる鉄筋コンクリート構造体の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本発明の鉄筋コンクリート構造体は、橋脚の下部構造として用いる例により説明したが、これに限らず、他の柱状体等の下部構造として用いることもでき、前述したものと同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【0062】
1、1a、1b、1c、1d………橋脚
3、3a、3b………基台
5………フーチング
7、7a、7b、7c………プレキャスト型枠
8………分割型枠
9、9a、9b………ひび割れ誘導目地
10………網状部材
11、43、45………アンカ
15………コンクリート
17………上面
19………突起部
21………隙間
25………スリップバー
27………鋼板
31………セメントペースト
33………インサート
35、37、41………ネジ付鉄筋
39………カプラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フーチングと、
前記フーチングに一体化された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製の基台と、
前記基台の上面に設置された、繊維補強モルタル製または繊維補強コンクリート製のプレキャスト型枠と、
前記プレキャスト型枠及び前記基台の内側に打設されたコンクリートと、
を具備し、
前記基台は、前記プレキャスト型枠より外側に延びるように形成され、
前記フーチングと前記基台とが、アンカにより一体化され、
前記プレキャスト型枠の所定の箇所、および、前記基台と前記プレキャスト型枠との境界部にひび割れ誘導目地が設けられたことを特徴とする鉄筋コンクリート構造体。
【請求項2】
前記プレキャスト型枠および前記基台は、前記プレキャスト型枠および前記基台の製造用型枠内で、網状部材を配置する工程と繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返すことにより形成され、
前記網状部材が配置される部分が前記ひび割れ誘導目地として機能することを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項3】
前記プレキャスト型枠および前記基台は、前記プレキャスト型枠および前記基台の製造用型枠内で、板状部材を配置する工程と繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを打設する工程とを繰り返すことにより形成され、
前記板状部材が配置される部分が前記ひび割れ誘導目地として機能することを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項4】
前記プレキャスト型枠および前記基台は、繊維補強モルタルまたは繊維補強コンクリートを用いてあらかじめ製作された複数の分割型枠を積み上げて接合したものであり、
前記分割型枠の接合部が前記ひび割れ誘導目地として機能することを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項5】
前記アンカが、上部が前記基台に埋め込まれ下部が前記フーチングに埋め込まれた鉄筋、または、前記フーチングに埋め込まれたネジ付き鉄筋の上端を前記基台に埋設されたインサートに挿入したもの、または、前記基台に埋め込まれたネジ付き鉄筋の下端と前記フーチングに埋め込まれたネジ付き鉄筋の上端とをカプラで接続したものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項6】
前記プレキャスト型枠および前記コンクリートの平面における回転を防止する回転防止部材を更に具備することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項7】
前記回転防止部材は、前記基台の上面に、前記プレキャスト型枠を囲むように設けられた突起部であることを特徴とする請求項6記載の鉄筋コンクリート構造体。
【請求項8】
前記回転防止部材は、前記ひび割れ誘導目地を貫通するように設けられたスリップバーであることを特徴とする請求項6記載の鉄筋コンクリート構造体。

【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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【公開番号】特開2011−38262(P2011−38262A)
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−184248(P2009−184248)
【出願日】平成21年8月7日(2009.8.7)
【出願人】(000001373)鹿島建設株式会社 (1,387)
【Fターム(参考)】