鉄筋コンクリート橋脚
【課題】 橋脚下端付近及びラーメン橋脚の上端付近における軸方向鉄筋が大きな曲げモーメント作用時に座屈するのを有効に抑制するとともに、帯鉄筋及び中間拘束筋の配置を容易化する。
【解決手段】 橋脚コンクリート４４中の表面近くに軸方向鉄筋４１を配置し、この軸方向鉄筋より表面側のコンクリート中に、この軸方向鉄筋と接触又は近接するように横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材４２を配置する。この梁状部材にＰＣ鋼材４５によってプレストレスを導入し、上下方向に所定間隔をあけて、大きな曲げモーメントが作用する範囲に配置する。この梁状部材は、曲げ剛性によって軸方向鉄筋が外側に膨らみ出して座屈するのを有効に抑制する。
【解決手段】 橋脚コンクリート４４中の表面近くに軸方向鉄筋４１を配置し、この軸方向鉄筋より表面側のコンクリート中に、この軸方向鉄筋と接触又は近接するように横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材４２を配置する。この梁状部材にＰＣ鋼材４５によってプレストレスを導入し、上下方向に所定間隔をあけて、大きな曲げモーメントが作用する範囲に配置する。この梁状部材は、曲げ剛性によって軸方向鉄筋が外側に膨らみ出して座屈するのを有効に抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、コンクリートフーチング又はケーソン等から立ち上げられ、橋桁を支持する橋脚に係り、特に地震時等において大きな曲げモーメントが繰り返し作用した場合に、大きな塑性変形を許容し、終局的な破壊が生じるのを抑制する鉄筋コンクリート橋脚に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋桁を支持する構造体として、鉄筋コンクリート橋脚は広く用いられている。一般に、鉄筋コンクリート橋脚は、フーチング又はケーソン等から上方に立ち上げられており、図１３（ａ）に示すように支承１０３を介して連続桁１０２を支持する橋脚１０１、図１３（ｂ）に示すように、上端が橋桁１０５と連続して一体となったラーメン構造を形成する橋脚１０４などがある。
【０００３】
図１３（ａ）に示すような連続桁又は単純桁を支持する橋脚１０１では、地震時に大きな水平方向の慣性力が作用すると、橋脚１０１の下端付近に大きな曲げモーメントが作用する。また、図１３（ｂ）に示すようなラーメン構造では、橋脚１０４の下端の他に上端でも大きな曲げモーメントが作用する。このような大きな曲げモーメントに抵抗するために、橋脚のコンクリート断面内には、図１４に示すように軸方向鉄筋１１０つまり上下方向の主鉄筋が配置され、これを取り囲むように軸線とほぼ直角方向の帯鉄筋１１１が配置されている。
【０００４】
上記帯鉄筋１１１は、上下方向に所定間隔をあけて多数が配置されており、せん断力に抵抗するとともに、大きな曲げモーメントが作用したときに、軸方向鉄筋１１０が外側に膨らみ出すのを防止するものとなっている。つまり、次にような機構によって橋脚の終局耐力を向上するものとなっている。
【０００５】
地震時の水平方向の慣性力等によって大きな曲げモーメントが橋脚断面に作用すると、引張縁付近では軸方向鉄筋１１０に降伏点に相当する応力度が作用し、圧縮縁付近ではコンクリートに圧縮強度を超える応力度が作用することがある。このように大きな曲げモーメントが繰り返し作用する場合には、圧縮側の軸方向鉄筋１１０より表面側のコンクリート、つまりかぶり部分のコンクリート１１２ａが、図１５（ａ）に示すように剥落し、大きな圧縮力によって軸方向鉄筋が座屈して外側に膨らみ出すことになる。このような状態となると軸方向鉄筋１１０の内側でコンクリート１１２の破壊が進み、橋脚は終局的な破壊に致る。
【０００６】
これに対し、かぶり部分１１２ａのコンクリートは大きな圧縮応力によって破壊し剥落しても、軸方向鉄筋１１０が座屈することなく維持されると、軸方向鉄筋１１０で囲まれた内側のコンクリート１１２は大きく崩れることなく保持され、橋脚はいわゆる塑性ヒンジとなって曲げモーメントに抵抗しつつ大きな塑性変形を許容することになる。このような状態では、地震動のエネルギーを吸収して、橋脚の振動が抑制されるとともに、終局的な倒壊が生じにくくなって、終局耐力が向上することが知られている。
【０００７】
このため、鉄筋コンクリート橋脚には、曲げモーメントに抵抗する軸方向鉄筋１１０を配置するとともに、その周囲には、図１５（ｂ）に示すように軸方向鉄筋１１０を囲む横方向の帯鉄筋１１１を配置し、さらに中間拘束筋１１３によって橋脚の対向する側面付近の帯鉄筋を連結して相互の間隔を保持する。これにより、帯鉄筋１１１の曲げ剛性によって軸方向鉄筋１１０が外側に膨らみ出そうとするのを拘束するとともに、橋脚の対向する側面付近の間で帯鉄筋１１１の間隔を保持し、帯鉄筋１１１が外側へ押し出されるのを拘束して軸方向鉄筋１１０の座屈を防止するものとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような鉄筋コンクリート橋脚では次のような問題点がある。
上記のように帯鉄筋によって軸方向鉄筋の座屈を防止しようとすると、帯鉄筋としてかなり太径の鉄筋を用い、上下方向に小さな間隔で多数の帯鉄筋を密に配置しなければならない。また、それぞれの帯鉄筋は、橋脚の反対側の側面付近に配置される帯鉄筋と中間拘束筋によって連結する必要がある。このため、橋脚の下端付近、及びラーメン橋脚における上端付近で、軸方向鉄筋と帯鉄筋が極めて密に配置されることになり、鉄筋の組み立て作業が繁雑となって、作業効率が極めて悪いものとなる。
また、コンククリートの打設に際して、コンクリートが鉄筋間の隅々にまで充分に充填されない事態が生じやすくなってしまう。
【０００９】
本願発明は、上記にような事情に鑑みてなされたものであり、橋脚下端付近及びラーメン橋脚の上端付近における軸方向鉄筋が大きな曲げモーメント作用時に座屈するのを有効に抑制するとともに、帯鉄筋及び中間拘束筋の配置を容易化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、 鉄筋コンクリートからなり、支持地盤から上方に立ち上げられて橋桁を支持する橋脚であって、 コンクリート中の表面近くに軸方向鉄筋が配置され、 該軸方向鉄筋の表面側に、横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材が、前記軸方向鉄筋と接触又は近接し、上下方向に所定間隔をあけて複数が配置され、 該プレキャストコンクリートの梁状部材は、該橋脚の反対側の側面に沿ってほぼ平行に配置された他のプレキャストコンクリートの梁状部材と所定間隔を保持するように連結されている鉄筋コンクリート橋脚を提供する。
【００１１】
この橋脚では、大きな曲げモーメントが作用して、軸方向鉄筋のかぶり部分が剥落したときにも、プレキャストコンクリートの梁状部材が、軸方向鉄筋に接触又は近接した状態で維持される。このため、この梁状部材の曲げ剛性によって軸方向鉄筋が表面側に座屈するのが抑制される。
【００１２】
なお、プレキャストコンクリートの梁状部材は、橋脚断面の全周にわたって配置し、これらを連結するのが望ましいが、反対側の側面に沿って配置された梁状部材を、橋脚断面を貫通する鋼棒又は鉄筋で連結するものであってもよい。また、全周にわたって梁状部材を配置した場合であっても、橋脚断面を貫通する鋼棒又は鉄筋で連結し、梁状部材に作用する曲げモーメントを低減するのが望ましい。
【００１３】
請求項２に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材を構成するコンクリートは、該橋脚の本体部分を構成するコンクリートより強度が大きく設定されているものとする。
【００１４】
この橋脚では、下端付近又は上端付近で大きな曲げモーメントが生じ、圧縮縁でコンクリートの破壊が生じて、軸方向鉄筋より表面側のかぶり部分のコンクリートが剥落しても、プレキャストコンクリートの梁状部材は大きく損傷することなく維持され、有効に軸方向鉄筋の座屈を抑えることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材にはプレストレスが導入されているものとする。
【００１６】
この橋脚では、プレストレスによって梁状部材の曲げ耐力が大きくなっており、軸方向鉄筋の座屈を確実に抑制することができる。また、必要に応じてプレキャストコンクリートからなる梁状部材の断面を小さくすることができるし、橋脚の反対側の側面に沿って配置された梁状部材と連結する間隔を大きくすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材には、複数の上下方向の貫通孔が設けられており、軸方向鉄筋が該貫通孔に挿通されているものとする。
【００１８】
この橋脚では、軸方向鉄筋の変位が梁状部材によって確実に拘束される。そして、軸方向鉄筋が橋脚の側面に沿って２列以上配置されている場合に、表面側から２列目及びそれより内側の軸方向鉄筋も表面側に膨らみ出すのを拘束することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 上下方向に間隔をあけて配置された複数の梁状部材間は、該梁状部材を構成するコンクリートと連続し、一体となった板状部によって連続しており、 該板状部及び前記梁状部材の連続体は該橋脚の全周を囲むように複数が配置され、 該橋脚の本体部分のコンクリートは、前記連続体を型枠として打設され、硬化して該板状部及び前記梁状部材と一体となっているものとする。
【００２０】
上記のような構成により、梁状部材をあらかじめ上下方向に所定の間隔をあけて複数を一体にしておくことができ、効率よく梁状部材を配置することができる。また、プレキャストコンクリートの梁状部材を配置するとともに、橋脚本体部のコンクリートを打設するための型枠を設置することになり、作業効率が著しく向上する。さらに、複数の梁間には横方向の帯鉄筋を配置するのが望ましいが、プレキャスト部材内にあらかじめ帯鉄筋を配置しておくことができ、帯鉄筋の配置も効率よく行うことが可能となる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、 請求項５に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記板状部は、前記梁状部材の外側面と連続する立面を形成するものとする。
【００２２】
このような橋脚では、プレキャストコンクリートの梁状部材を配置する範囲でも、橋脚の側面を凹凸のない平坦な立面とすることができ、橋脚の外観を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本願に係る発明では、橋脚の周囲を囲むようにプレキャストコンクりートの梁状部材を配置し、枠状に組み立てて軸方向鉄筋を拘束することにより、同様に軸方向鉄筋の座屈を抑制する帯鉄筋及び中間拘束筋を不要とするか又は必要量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、他の構成を備えたものを参考に示す平断面図である。また、図２は同じ橋脚の下端付近の立断面図である。
この鉄筋コンクリート橋脚１は、図１３（ａ）に示す橋脚と同様にコンクリートのフーチング２上に立ち上げられ、プレストレストコンクリートの連続桁を支持するものである。この橋脚では、地震時における水平力によって下端付近に大きな曲げモーメントが繰り返し作用することになり、この部分に塑性ヒンジが生じる。
【００２５】
この橋脚１は、図１に示すように中実の矩形断面となっており、側面に沿って軸方向鉄筋１１（上下方向の鉄筋であって、主鉄筋となる）が配置されている。この軸方向鉄筋１１は、図２に示すように下端部がフーチング２に埋め込まれて、鉛直方向に立ち上げられており、複数本が橋脚１の側面に沿って配列される。その配列は、この橋脚１の平断面内で表面側に凸状となる湾曲した仮想線に沿った位置となっている。上記軸方向鉄筋１１の表面側には、ほぼ水平方向にＰＣ鋼棒１２が配置され、緊張力を導入して橋脚断面の隅角部で定着されている。
【００２６】
このＰＣ鋼棒１２は、上記軸方向鉄筋１１と接触し、表面側に凸状に湾曲した形状となっている。そして、橋脚１の４つの側面に沿って４本がそれぞれ配置され、隅角部で端部が交差するものとなっている。これらのＰＣ鋼棒は図２に示すように上下方向に所定間隔で配置される。それぞれのＰＣ鋼棒１２は、コンクリート１３中に埋め込んだ筒状のシース内に配置され、このシースが軸方向鉄筋１１と接している。シース内には、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して定着した後にグラウトが注入され、コンクリートと一体とされている。
【００２７】
橋脚のコンクリート１３内には、上記ＰＣ鋼棒を反対側の側面付近に配置されたＰＣ鋼棒と互いに連結する中間拘束筋１４が配置されている。この中間拘束筋１４は、大きな曲げモーメントが作用した時に、ＰＣ鋼棒１２が外側に押し出されるのを拘束するように互いにＰＣ鋼棒１２を連結するものである。中間拘束筋１４の両端部は、フック状に曲げ加工され、それぞれＰＣ鋼棒１２に係止されている。
【００２８】
上記のようにＰＣ鋼棒１２が配置される範囲は、フーチング２と接合される下端から部材の有効高さｄの２倍程度の高さまでとなっている。ここで有効高さｄは、軸線と直角方向の断面内における圧縮縁から引張材（軸方向鉄筋）の図心までの距離であり、この橋脚の場合、図１中に符号Ｄで示す距離である。
【００２９】
なお、上記橋脚１は、橋桁を支承を介して支持するものであり、橋脚上端部では大きな曲げモーメントは生じないが、図１３（ｂ）に示すようなラーメン構造の橋脚では上端付近も同様にＰＣ鋼棒を配置することができる。そして、上記範囲以外は、図３に示すように軸方向鉄筋１１を囲むように帯鉄筋１５及び中間拘束筋１６が配置されている。
【００３０】
この鉄筋コンクリート橋脚１では、地震時等に大きな水平方向の慣性力が作用し、橋脚の下端付近で生じる大きな曲げモーメントで、軸方向鉄筋１１より表面側のコンクリートつまりかぶり部分のコンクリートが剥落するような場合にも、ＰＣ鋼棒１２が軸方向鉄筋を表面側から拘束し、軸方向鉄筋１１が外側に膨らみ出して座屈するのを抑制する。
【００３１】
上記ＰＣ鋼棒１２は両端が定着プレート等によりしっかりとコンクリートに固定され、緊張力が導入されているので、湾曲した形状の内側に法線方向の力が作用する。この力は軸方向鉄筋１１が外側に変位するのを拘束するものとなる。また、ＰＣ鋼棒１２は、両端部がコンクリート１３に固着され、中間部は中間拘束筋１４によって位置が拘束されるとともに、それ自身が曲げ剛性を有することによって軸方向鉄筋１１を拘束する。さらに、ＰＣ鋼棒１２には緊張力が導入されているので、図１６（ａ）に示すように、軸方向鉄筋１１が表面側に変位しようとしてＰＣ鋼棒１２を表面側に変形させると緊張力による復元力が作用する。したがって、ＰＣ鋼棒の見かけの曲げ剛性（作用する力の幾何学的な方向等による効果を含む曲げ剛性）が大きくなり、ＰＣ鋼棒１２の上下方向の配置間隔を大きく設定しても、軸方向鉄筋１１の座屈を有効に抑制することができる。また、見かけの曲げ剛性が大きくなっているので、中間拘束筋１４の配置間隔を大きくしても、ＰＣ鋼棒１２が軸方向鉄筋１１に対して大きな拘束力を有することになる。
【００３２】
図４は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚の他の例を参考に示す平断面図である。
この橋脚２０は、図１及び図２に示す橋脚と同様に下端付近に水平方向のＰＣ鋼棒２２が配置されているが、ＰＣ鋼棒２２は直線状に配置され、定着端部付近つまり橋脚断面の隅角部は、ＰＣ鋼棒２２の定着端部２２ａを保護するように断面が拡大されている。また、軸方向鉄筋２１はＰＣ鋼棒２２に沿って配列され、いずれもがＰＣ鋼棒２２と接するように配置されている。
なお、上記ＰＣ鋼棒２２の配置範囲及び中間拘束筋２３の形状及び配置間隔等は、図１及び図２に記載の橋脚と同じである。
【００３３】
この橋脚では、ＰＣ鋼棒２２が直線状に配置されているので、導入された緊張力によって常に軸方向鉄筋２１を内側に押し付ける力は作用しないが、ＰＣ鋼棒自体の曲げ剛性及び変位が生じたときの緊張力による復元力は作用し、軸方向鉄筋２１の変位を強く拘束することができる。したがって、図１及び図２に示す橋脚と同様の効果が得られる。
【００３４】
図５は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、断面が円形となったものを参考に示す平断面図である。
この橋脚３０は断面が円形となっており、周面に沿って複数の軸方向鉄筋３１が配置されている。そして、これらの軸方向鉄筋３１に接触し、これらを囲むようにＰＣ鋼より線３２が環状に配置され、緊張力が導入された状態で両端部が一つの定着具３３に定着されている。定着具３３は、図６に示すように、二つの筒状部３３ａ、３３ｂがほぼＸ字状に一体となった形状であり、鋳造によって製作されるものである。ＰＣ鋼より線３２ａ、３２ｂは、互いに反対側から上記二つの筒状部３３ａ、３３ｂにそれぞれ挿通され、互いに反対方向に緊張してくさび３３ｃ及び環状のコーン３３ｄによって定着される。また、一方をあらかじめくさび３３ｃによって定着しておき、他方の端部から緊張力を導入して定着することもできる。
【００３５】
定着具３３は、橋脚の本体部分のコンクリート３４に設けられた切り欠き３４ａ内に配置され、緊張力を導入して定着した後に、上記切り欠き内にコンクリートを充填して定着具３３が埋め込まれている。また、上記ＰＣ鋼より線３２はシース３５内に配置され、緊張力を導入した後にグラウトが注入されている。
【００３６】
この橋脚３０では、環状に配置されたＰＣ鋼より線３２によって軸方向鉄筋３１を橋脚断面の中心方向に押しつける力が作用している。また、ＰＣ鋼より線３２は、それ自体の曲げ剛性は小さいが、外側へ押し出されるような変形に対して強い復元力が作用し、軸方向鉄筋３１が外側に膨らみ出そうとするのを強く拘束することができる。これにより、軸方向鉄筋３１の座屈が有効に抑制される。
【００３７】
図７は、請求項１，請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。また、図８は同じ橋脚の立断面図である。
この橋脚４０は、中実の矩形断面を有するものであり、下端付近には水平方向のプレキャストコンクリートの梁状部材４２が、橋脚の４つの側面に沿って、周囲を囲むように取り付けられている。そして、それぞれの梁状部材４２は両端部がそれぞれ隣接する梁状部材と連結され、枠状に組み立てられている。
【００３８】
上記梁状部材４２は、図８に示すように上下方向に所定の間隔をあけて複数段に配置され、軸方向鉄筋４１は上記梁状部材４２の内側に接するように配置されている。上下に間隔をあけて配置された梁状部材４２間では、図８に示すように軸方向鉄筋４１を囲む帯鉄筋４３が配置されている。そして、橋脚の本体部分を構成するコンクリート４４は、上記軸方向鉄筋４１、帯鉄筋４３及び梁状部材４２の一部を埋め込むように打設されている。
【００３９】
上記梁状部材４２には、軸線方向にＰＣ鋼材４５が配置され、緊張力が導入されている。これによって、プレストレスが導入されるとともに、これらのＰＣ鋼材によって橋脚の４側面に沿って支持された梁状部材の両端部を互いに連結するものとなっている。
【００４０】
上記ＰＣ鋼材４５は、梁状部材４２の平断面内で外側に凸状となるように配置され、梁状部材４２に橋脚断面の内側にある軸方向鉄筋４１から外側に押し出そうとする力が作用して、梁状部材４２に曲げモーメントが作用しても、これに充分抵抗することができるようになっている。また、梁状部材４２は平行に配置された反対側の梁状部材と互いに鉄筋４６によって連結されており、内側から外側に作用する力による曲げモーメントが低減されるものとなっている。
【００４１】
この橋脚４０では、地震時に大きな曲げモーメントが下端付近に作用すると、軸方向鉄筋４１に降伏点に近い応力度が作用するとともに、コンクリート４４の圧縮縁には圧縮強度を超える応力度が発生し、コンクリートの圧縮破壊が表面近くから始まる。このとき、梁状部材４２は断面が拡大されていること及び梁状部材４２はプレキャストコンクリートからなりコンクリート強度が本体部分のコンクリート４４より大きくなっていることから、梁状部材間のコンクリート４４ａから圧縮破壊が生じ、梁状部材４２は、橋脚断面を囲んだ状態のまま残る。このため、橋脚下端に繰り返し大きな曲げモーメントが作用して、軸方向鉄筋４１に大きな圧縮応力が生じ、軸方向鉄筋４１が外側に座屈しようとしたときに、上記梁状部材４２がこれを拘束する。したがって、軸方向鉄筋の座屈が抑制され、軸方向鉄筋の内側のコンクリートは急激に破壊することなく、塑性ヒンジとして大きな変形を許容することになる。
【００４２】
図９は、請求項４に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。また、図１０は同じ橋脚の立断面図である。
この橋脚５０では、図７及び図８に示される橋脚と同様に、下端部の所定範囲に、プレキャストコンクリートの梁状部材５２が、水平方向の枠状に組み立てられ、断面の周囲に支持されている。ただし、ここで用いられている梁状部材５２は軸線方向に所定間隔で上下方向の貫通孔５２ａが設けられている。そして、橋脚の軸方向鉄筋５１は４つの側面に沿ってそれぞれ２列ずつが配置され、外側列の軸方向鉄筋５１ａが、上記梁状部材５２の貫通孔に挿通されている。また内側列の軸方向鉄筋５１ｂは、枠状に連結された梁状部材５２の内側面に接触するように配置されている。
【００４３】
このような橋脚５０では、軸方向鉄筋５１が側面に沿って２列が配置されていても、それぞれの列について、軸方向鉄筋５１の外側への変位が拘束され、外側へ座屈するのが拘束される。
【００４４】
図１１は、請求項５に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の立断面図である。
この橋脚６０は、下端付近の所定範囲で、複数段に間隔をあけて配置されたプレキャストコンクリートの梁状部材６２ａが、一体に連続した板状部分６２ｂによって連結され連続体となっている。つまり、プレキャストコンクリート部材として、複数の梁状部材６２ａとこれをらの間で連続する板状部分６２ｂとからなるパネル状の連続体６２を工場又は製作ヤードで製作し、これらをフーチング２から立ち上げられた軸方向鉄筋６１の周囲を取り囲むように設置する。そして、これらを型枠として内側に本体部分のコンクリート６４を打設したものである。また、上記板状部分６２ｂにはあらかじめ帯鉄筋６３を埋め込んでおくことにより、これらを組み立てる現場で帯鉄筋６３を配置する必要がなくなる。また、これらパネル状の連続体６２を組み立てるときに、平行な反対側の側面に沿って配置される連続体を互いに鉄筋６６で連結することによってこれらのパネル状の連続体を所定位置にしっかりと組み立てることができ、さらに橋脚完成後は、これらの鉄筋６６が中間拘束筋となる。したがって、このような橋脚を構築する際に、現場での作業を効率よく行うことが可能となる。
【００４５】
図１２は、請求項６に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の立断面図である。
この橋脚７０は、図１１に示す橋脚と同様に、複数のプレキャストコンクリートの梁状部材７２ａを上下方向に板状部分７２ｂで連続するように形成した連続体７２を用いるものであるが、梁状部材７２ａが板状部分７２ｂより内側に突出しており、梁状部材７２ａの先端が軸方向鉄筋７１に接触するものとなっている。そして、パネル状となったプレキャストコンクリートからなる連続体７２の外側面は平坦な立面となっている。
【００４６】
このように組み立てられたプレキャストコンクリートの連続体７２を型枠として、これらに囲まれた内側に本体部分のコンクリート７４を打設し、プレキャストコンクリート部材と本体部分のコンクリート７４とを一体とする。このような橋脚７０では、図１１に記載の橋脚と同様に、効率よく構築することができるとともに、外側面を平坦な立面として良好な外観とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、他の構成を備えたものを参考に示す平断面図である。
【図２】図１に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図３】図１に示す橋脚の上部の平断面図である。
【図４】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚の他の例を参考に示す平断面図である。
【図５】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、断面が円形となったものを参考に示す平断面図である。
【図６】図５に示す鉄筋コンクリート橋脚で用いられるＰＣ鋼材の定着具を示す断面図及び正面図である。
【図７】請求項１，請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の平断面図である。
【図８】図７に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図９】請求項４に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の平断面図である。
【図１０】図９に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図１１】請求項５に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の立断面図である。
【図１２】請求項６に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の立平断面図である。
【図１３】本願発明に係る鉄筋コンクリート橋脚が適用される橋梁の例を示す概略側面図である。
【図１４】従来の鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。
【図１５】従来の鉄筋コンクリート橋脚の問題点を示す立断面図である。
【図１６】本願発明におけるＰＣ鋼材の緊張力の作用を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 橋脚
２ フーチング
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 軸方向鉄筋
１２、２２ ＰＣ鋼棒
１３、３４、４４、５４、６４、７４ コンクリート
１４、１６、２３ 中間拘束筋
１５、４３、５３、６３、７３ 帯鉄筋
３２ ＰＣ鋼より線
３３ 定着具
３５ シース
４２、５２、６２ａ、７２ａ 梁状部材
４５、５５、６５ ＰＣ鋼材
４６、５６、６６ 鉄筋
６２、７２ 連続体
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、コンクリートフーチング又はケーソン等から立ち上げられ、橋桁を支持する橋脚に係り、特に地震時等において大きな曲げモーメントが繰り返し作用した場合に、大きな塑性変形を許容し、終局的な破壊が生じるのを抑制する鉄筋コンクリート橋脚に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋桁を支持する構造体として、鉄筋コンクリート橋脚は広く用いられている。一般に、鉄筋コンクリート橋脚は、フーチング又はケーソン等から上方に立ち上げられており、図１３（ａ）に示すように支承１０３を介して連続桁１０２を支持する橋脚１０１、図１３（ｂ）に示すように、上端が橋桁１０５と連続して一体となったラーメン構造を形成する橋脚１０４などがある。
【０００３】
図１３（ａ）に示すような連続桁又は単純桁を支持する橋脚１０１では、地震時に大きな水平方向の慣性力が作用すると、橋脚１０１の下端付近に大きな曲げモーメントが作用する。また、図１３（ｂ）に示すようなラーメン構造では、橋脚１０４の下端の他に上端でも大きな曲げモーメントが作用する。このような大きな曲げモーメントに抵抗するために、橋脚のコンクリート断面内には、図１４に示すように軸方向鉄筋１１０つまり上下方向の主鉄筋が配置され、これを取り囲むように軸線とほぼ直角方向の帯鉄筋１１１が配置されている。
【０００４】
上記帯鉄筋１１１は、上下方向に所定間隔をあけて多数が配置されており、せん断力に抵抗するとともに、大きな曲げモーメントが作用したときに、軸方向鉄筋１１０が外側に膨らみ出すのを防止するものとなっている。つまり、次にような機構によって橋脚の終局耐力を向上するものとなっている。
【０００５】
地震時の水平方向の慣性力等によって大きな曲げモーメントが橋脚断面に作用すると、引張縁付近では軸方向鉄筋１１０に降伏点に相当する応力度が作用し、圧縮縁付近ではコンクリートに圧縮強度を超える応力度が作用することがある。このように大きな曲げモーメントが繰り返し作用する場合には、圧縮側の軸方向鉄筋１１０より表面側のコンクリート、つまりかぶり部分のコンクリート１１２ａが、図１５（ａ）に示すように剥落し、大きな圧縮力によって軸方向鉄筋が座屈して外側に膨らみ出すことになる。このような状態となると軸方向鉄筋１１０の内側でコンクリート１１２の破壊が進み、橋脚は終局的な破壊に致る。
【０００６】
これに対し、かぶり部分１１２ａのコンクリートは大きな圧縮応力によって破壊し剥落しても、軸方向鉄筋１１０が座屈することなく維持されると、軸方向鉄筋１１０で囲まれた内側のコンクリート１１２は大きく崩れることなく保持され、橋脚はいわゆる塑性ヒンジとなって曲げモーメントに抵抗しつつ大きな塑性変形を許容することになる。このような状態では、地震動のエネルギーを吸収して、橋脚の振動が抑制されるとともに、終局的な倒壊が生じにくくなって、終局耐力が向上することが知られている。
【０００７】
このため、鉄筋コンクリート橋脚には、曲げモーメントに抵抗する軸方向鉄筋１１０を配置するとともに、その周囲には、図１５（ｂ）に示すように軸方向鉄筋１１０を囲む横方向の帯鉄筋１１１を配置し、さらに中間拘束筋１１３によって橋脚の対向する側面付近の帯鉄筋を連結して相互の間隔を保持する。これにより、帯鉄筋１１１の曲げ剛性によって軸方向鉄筋１１０が外側に膨らみ出そうとするのを拘束するとともに、橋脚の対向する側面付近の間で帯鉄筋１１１の間隔を保持し、帯鉄筋１１１が外側へ押し出されるのを拘束して軸方向鉄筋１１０の座屈を防止するものとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような鉄筋コンクリート橋脚では次のような問題点がある。
上記のように帯鉄筋によって軸方向鉄筋の座屈を防止しようとすると、帯鉄筋としてかなり太径の鉄筋を用い、上下方向に小さな間隔で多数の帯鉄筋を密に配置しなければならない。また、それぞれの帯鉄筋は、橋脚の反対側の側面付近に配置される帯鉄筋と中間拘束筋によって連結する必要がある。このため、橋脚の下端付近、及びラーメン橋脚における上端付近で、軸方向鉄筋と帯鉄筋が極めて密に配置されることになり、鉄筋の組み立て作業が繁雑となって、作業効率が極めて悪いものとなる。
また、コンククリートの打設に際して、コンクリートが鉄筋間の隅々にまで充分に充填されない事態が生じやすくなってしまう。
【０００９】
本願発明は、上記にような事情に鑑みてなされたものであり、橋脚下端付近及びラーメン橋脚の上端付近における軸方向鉄筋が大きな曲げモーメント作用時に座屈するのを有効に抑制するとともに、帯鉄筋及び中間拘束筋の配置を容易化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、 鉄筋コンクリートからなり、支持地盤から上方に立ち上げられて橋桁を支持する橋脚であって、 コンクリート中の表面近くに軸方向鉄筋が配置され、 該軸方向鉄筋の表面側に、横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材が、前記軸方向鉄筋と接触又は近接し、上下方向に所定間隔をあけて複数が配置され、 該プレキャストコンクリートの梁状部材は、該橋脚の反対側の側面に沿ってほぼ平行に配置された他のプレキャストコンクリートの梁状部材と所定間隔を保持するように連結されている鉄筋コンクリート橋脚を提供する。
【００１１】
この橋脚では、大きな曲げモーメントが作用して、軸方向鉄筋のかぶり部分が剥落したときにも、プレキャストコンクリートの梁状部材が、軸方向鉄筋に接触又は近接した状態で維持される。このため、この梁状部材の曲げ剛性によって軸方向鉄筋が表面側に座屈するのが抑制される。
【００１２】
なお、プレキャストコンクリートの梁状部材は、橋脚断面の全周にわたって配置し、これらを連結するのが望ましいが、反対側の側面に沿って配置された梁状部材を、橋脚断面を貫通する鋼棒又は鉄筋で連結するものであってもよい。また、全周にわたって梁状部材を配置した場合であっても、橋脚断面を貫通する鋼棒又は鉄筋で連結し、梁状部材に作用する曲げモーメントを低減するのが望ましい。
【００１３】
請求項２に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材を構成するコンクリートは、該橋脚の本体部分を構成するコンクリートより強度が大きく設定されているものとする。
【００１４】
この橋脚では、下端付近又は上端付近で大きな曲げモーメントが生じ、圧縮縁でコンクリートの破壊が生じて、軸方向鉄筋より表面側のかぶり部分のコンクリートが剥落しても、プレキャストコンクリートの梁状部材は大きく損傷することなく維持され、有効に軸方向鉄筋の座屈を抑えることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材にはプレストレスが導入されているものとする。
【００１６】
この橋脚では、プレストレスによって梁状部材の曲げ耐力が大きくなっており、軸方向鉄筋の座屈を確実に抑制することができる。また、必要に応じてプレキャストコンクリートからなる梁状部材の断面を小さくすることができるし、橋脚の反対側の側面に沿って配置された梁状部材と連結する間隔を大きくすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記梁状部材には、複数の上下方向の貫通孔が設けられており、軸方向鉄筋が該貫通孔に挿通されているものとする。
【００１８】
この橋脚では、軸方向鉄筋の変位が梁状部材によって確実に拘束される。そして、軸方向鉄筋が橋脚の側面に沿って２列以上配置されている場合に、表面側から２列目及びそれより内側の軸方向鉄筋も表面側に膨らみ出すのを拘束することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、 請求項１に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 上下方向に間隔をあけて配置された複数の梁状部材間は、該梁状部材を構成するコンクリートと連続し、一体となった板状部によって連続しており、 該板状部及び前記梁状部材の連続体は該橋脚の全周を囲むように複数が配置され、 該橋脚の本体部分のコンクリートは、前記連続体を型枠として打設され、硬化して該板状部及び前記梁状部材と一体となっているものとする。
【００２０】
上記のような構成により、梁状部材をあらかじめ上下方向に所定の間隔をあけて複数を一体にしておくことができ、効率よく梁状部材を配置することができる。また、プレキャストコンクリートの梁状部材を配置するとともに、橋脚本体部のコンクリートを打設するための型枠を設置することになり、作業効率が著しく向上する。さらに、複数の梁間には横方向の帯鉄筋を配置するのが望ましいが、プレキャスト部材内にあらかじめ帯鉄筋を配置しておくことができ、帯鉄筋の配置も効率よく行うことが可能となる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、 請求項５に記載の鉄筋コンクリート橋脚において、 前記板状部は、前記梁状部材の外側面と連続する立面を形成するものとする。
【００２２】
このような橋脚では、プレキャストコンクリートの梁状部材を配置する範囲でも、橋脚の側面を凹凸のない平坦な立面とすることができ、橋脚の外観を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本願に係る発明では、橋脚の周囲を囲むようにプレキャストコンクりートの梁状部材を配置し、枠状に組み立てて軸方向鉄筋を拘束することにより、同様に軸方向鉄筋の座屈を抑制する帯鉄筋及び中間拘束筋を不要とするか又は必要量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、他の構成を備えたものを参考に示す平断面図である。また、図２は同じ橋脚の下端付近の立断面図である。
この鉄筋コンクリート橋脚１は、図１３（ａ）に示す橋脚と同様にコンクリートのフーチング２上に立ち上げられ、プレストレストコンクリートの連続桁を支持するものである。この橋脚では、地震時における水平力によって下端付近に大きな曲げモーメントが繰り返し作用することになり、この部分に塑性ヒンジが生じる。
【００２５】
この橋脚１は、図１に示すように中実の矩形断面となっており、側面に沿って軸方向鉄筋１１（上下方向の鉄筋であって、主鉄筋となる）が配置されている。この軸方向鉄筋１１は、図２に示すように下端部がフーチング２に埋め込まれて、鉛直方向に立ち上げられており、複数本が橋脚１の側面に沿って配列される。その配列は、この橋脚１の平断面内で表面側に凸状となる湾曲した仮想線に沿った位置となっている。上記軸方向鉄筋１１の表面側には、ほぼ水平方向にＰＣ鋼棒１２が配置され、緊張力を導入して橋脚断面の隅角部で定着されている。
【００２６】
このＰＣ鋼棒１２は、上記軸方向鉄筋１１と接触し、表面側に凸状に湾曲した形状となっている。そして、橋脚１の４つの側面に沿って４本がそれぞれ配置され、隅角部で端部が交差するものとなっている。これらのＰＣ鋼棒は図２に示すように上下方向に所定間隔で配置される。それぞれのＰＣ鋼棒１２は、コンクリート１３中に埋め込んだ筒状のシース内に配置され、このシースが軸方向鉄筋１１と接している。シース内には、ＰＣ鋼棒に緊張力を導入して定着した後にグラウトが注入され、コンクリートと一体とされている。
【００２７】
橋脚のコンクリート１３内には、上記ＰＣ鋼棒を反対側の側面付近に配置されたＰＣ鋼棒と互いに連結する中間拘束筋１４が配置されている。この中間拘束筋１４は、大きな曲げモーメントが作用した時に、ＰＣ鋼棒１２が外側に押し出されるのを拘束するように互いにＰＣ鋼棒１２を連結するものである。中間拘束筋１４の両端部は、フック状に曲げ加工され、それぞれＰＣ鋼棒１２に係止されている。
【００２８】
上記のようにＰＣ鋼棒１２が配置される範囲は、フーチング２と接合される下端から部材の有効高さｄの２倍程度の高さまでとなっている。ここで有効高さｄは、軸線と直角方向の断面内における圧縮縁から引張材（軸方向鉄筋）の図心までの距離であり、この橋脚の場合、図１中に符号Ｄで示す距離である。
【００２９】
なお、上記橋脚１は、橋桁を支承を介して支持するものであり、橋脚上端部では大きな曲げモーメントは生じないが、図１３（ｂ）に示すようなラーメン構造の橋脚では上端付近も同様にＰＣ鋼棒を配置することができる。そして、上記範囲以外は、図３に示すように軸方向鉄筋１１を囲むように帯鉄筋１５及び中間拘束筋１６が配置されている。
【００３０】
この鉄筋コンクリート橋脚１では、地震時等に大きな水平方向の慣性力が作用し、橋脚の下端付近で生じる大きな曲げモーメントで、軸方向鉄筋１１より表面側のコンクリートつまりかぶり部分のコンクリートが剥落するような場合にも、ＰＣ鋼棒１２が軸方向鉄筋を表面側から拘束し、軸方向鉄筋１１が外側に膨らみ出して座屈するのを抑制する。
【００３１】
上記ＰＣ鋼棒１２は両端が定着プレート等によりしっかりとコンクリートに固定され、緊張力が導入されているので、湾曲した形状の内側に法線方向の力が作用する。この力は軸方向鉄筋１１が外側に変位するのを拘束するものとなる。また、ＰＣ鋼棒１２は、両端部がコンクリート１３に固着され、中間部は中間拘束筋１４によって位置が拘束されるとともに、それ自身が曲げ剛性を有することによって軸方向鉄筋１１を拘束する。さらに、ＰＣ鋼棒１２には緊張力が導入されているので、図１６（ａ）に示すように、軸方向鉄筋１１が表面側に変位しようとしてＰＣ鋼棒１２を表面側に変形させると緊張力による復元力が作用する。したがって、ＰＣ鋼棒の見かけの曲げ剛性（作用する力の幾何学的な方向等による効果を含む曲げ剛性）が大きくなり、ＰＣ鋼棒１２の上下方向の配置間隔を大きく設定しても、軸方向鉄筋１１の座屈を有効に抑制することができる。また、見かけの曲げ剛性が大きくなっているので、中間拘束筋１４の配置間隔を大きくしても、ＰＣ鋼棒１２が軸方向鉄筋１１に対して大きな拘束力を有することになる。
【００３２】
図４は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚の他の例を参考に示す平断面図である。
この橋脚２０は、図１及び図２に示す橋脚と同様に下端付近に水平方向のＰＣ鋼棒２２が配置されているが、ＰＣ鋼棒２２は直線状に配置され、定着端部付近つまり橋脚断面の隅角部は、ＰＣ鋼棒２２の定着端部２２ａを保護するように断面が拡大されている。また、軸方向鉄筋２１はＰＣ鋼棒２２に沿って配列され、いずれもがＰＣ鋼棒２２と接するように配置されている。
なお、上記ＰＣ鋼棒２２の配置範囲及び中間拘束筋２３の形状及び配置間隔等は、図１及び図２に記載の橋脚と同じである。
【００３３】
この橋脚では、ＰＣ鋼棒２２が直線状に配置されているので、導入された緊張力によって常に軸方向鉄筋２１を内側に押し付ける力は作用しないが、ＰＣ鋼棒自体の曲げ剛性及び変位が生じたときの緊張力による復元力は作用し、軸方向鉄筋２１の変位を強く拘束することができる。したがって、図１及び図２に示す橋脚と同様の効果が得られる。
【００３４】
図５は、本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、断面が円形となったものを参考に示す平断面図である。
この橋脚３０は断面が円形となっており、周面に沿って複数の軸方向鉄筋３１が配置されている。そして、これらの軸方向鉄筋３１に接触し、これらを囲むようにＰＣ鋼より線３２が環状に配置され、緊張力が導入された状態で両端部が一つの定着具３３に定着されている。定着具３３は、図６に示すように、二つの筒状部３３ａ、３３ｂがほぼＸ字状に一体となった形状であり、鋳造によって製作されるものである。ＰＣ鋼より線３２ａ、３２ｂは、互いに反対側から上記二つの筒状部３３ａ、３３ｂにそれぞれ挿通され、互いに反対方向に緊張してくさび３３ｃ及び環状のコーン３３ｄによって定着される。また、一方をあらかじめくさび３３ｃによって定着しておき、他方の端部から緊張力を導入して定着することもできる。
【００３５】
定着具３３は、橋脚の本体部分のコンクリート３４に設けられた切り欠き３４ａ内に配置され、緊張力を導入して定着した後に、上記切り欠き内にコンクリートを充填して定着具３３が埋め込まれている。また、上記ＰＣ鋼より線３２はシース３５内に配置され、緊張力を導入した後にグラウトが注入されている。
【００３６】
この橋脚３０では、環状に配置されたＰＣ鋼より線３２によって軸方向鉄筋３１を橋脚断面の中心方向に押しつける力が作用している。また、ＰＣ鋼より線３２は、それ自体の曲げ剛性は小さいが、外側へ押し出されるような変形に対して強い復元力が作用し、軸方向鉄筋３１が外側に膨らみ出そうとするのを強く拘束することができる。これにより、軸方向鉄筋３１の座屈が有効に抑制される。
【００３７】
図７は、請求項１，請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。また、図８は同じ橋脚の立断面図である。
この橋脚４０は、中実の矩形断面を有するものであり、下端付近には水平方向のプレキャストコンクリートの梁状部材４２が、橋脚の４つの側面に沿って、周囲を囲むように取り付けられている。そして、それぞれの梁状部材４２は両端部がそれぞれ隣接する梁状部材と連結され、枠状に組み立てられている。
【００３８】
上記梁状部材４２は、図８に示すように上下方向に所定の間隔をあけて複数段に配置され、軸方向鉄筋４１は上記梁状部材４２の内側に接するように配置されている。上下に間隔をあけて配置された梁状部材４２間では、図８に示すように軸方向鉄筋４１を囲む帯鉄筋４３が配置されている。そして、橋脚の本体部分を構成するコンクリート４４は、上記軸方向鉄筋４１、帯鉄筋４３及び梁状部材４２の一部を埋め込むように打設されている。
【００３９】
上記梁状部材４２には、軸線方向にＰＣ鋼材４５が配置され、緊張力が導入されている。これによって、プレストレスが導入されるとともに、これらのＰＣ鋼材によって橋脚の４側面に沿って支持された梁状部材の両端部を互いに連結するものとなっている。
【００４０】
上記ＰＣ鋼材４５は、梁状部材４２の平断面内で外側に凸状となるように配置され、梁状部材４２に橋脚断面の内側にある軸方向鉄筋４１から外側に押し出そうとする力が作用して、梁状部材４２に曲げモーメントが作用しても、これに充分抵抗することができるようになっている。また、梁状部材４２は平行に配置された反対側の梁状部材と互いに鉄筋４６によって連結されており、内側から外側に作用する力による曲げモーメントが低減されるものとなっている。
【００４１】
この橋脚４０では、地震時に大きな曲げモーメントが下端付近に作用すると、軸方向鉄筋４１に降伏点に近い応力度が作用するとともに、コンクリート４４の圧縮縁には圧縮強度を超える応力度が発生し、コンクリートの圧縮破壊が表面近くから始まる。このとき、梁状部材４２は断面が拡大されていること及び梁状部材４２はプレキャストコンクリートからなりコンクリート強度が本体部分のコンクリート４４より大きくなっていることから、梁状部材間のコンクリート４４ａから圧縮破壊が生じ、梁状部材４２は、橋脚断面を囲んだ状態のまま残る。このため、橋脚下端に繰り返し大きな曲げモーメントが作用して、軸方向鉄筋４１に大きな圧縮応力が生じ、軸方向鉄筋４１が外側に座屈しようとしたときに、上記梁状部材４２がこれを拘束する。したがって、軸方向鉄筋の座屈が抑制され、軸方向鉄筋の内側のコンクリートは急激に破壊することなく、塑性ヒンジとして大きな変形を許容することになる。
【００４２】
図９は、請求項４に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。また、図１０は同じ橋脚の立断面図である。
この橋脚５０では、図７及び図８に示される橋脚と同様に、下端部の所定範囲に、プレキャストコンクリートの梁状部材５２が、水平方向の枠状に組み立てられ、断面の周囲に支持されている。ただし、ここで用いられている梁状部材５２は軸線方向に所定間隔で上下方向の貫通孔５２ａが設けられている。そして、橋脚の軸方向鉄筋５１は４つの側面に沿ってそれぞれ２列ずつが配置され、外側列の軸方向鉄筋５１ａが、上記梁状部材５２の貫通孔に挿通されている。また内側列の軸方向鉄筋５１ｂは、枠状に連結された梁状部材５２の内側面に接触するように配置されている。
【００４３】
このような橋脚５０では、軸方向鉄筋５１が側面に沿って２列が配置されていても、それぞれの列について、軸方向鉄筋５１の外側への変位が拘束され、外側へ座屈するのが拘束される。
【００４４】
図１１は、請求項５に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の立断面図である。
この橋脚６０は、下端付近の所定範囲で、複数段に間隔をあけて配置されたプレキャストコンクリートの梁状部材６２ａが、一体に連続した板状部分６２ｂによって連結され連続体となっている。つまり、プレキャストコンクリート部材として、複数の梁状部材６２ａとこれをらの間で連続する板状部分６２ｂとからなるパネル状の連続体６２を工場又は製作ヤードで製作し、これらをフーチング２から立ち上げられた軸方向鉄筋６１の周囲を取り囲むように設置する。そして、これらを型枠として内側に本体部分のコンクリート６４を打設したものである。また、上記板状部分６２ｂにはあらかじめ帯鉄筋６３を埋め込んでおくことにより、これらを組み立てる現場で帯鉄筋６３を配置する必要がなくなる。また、これらパネル状の連続体６２を組み立てるときに、平行な反対側の側面に沿って配置される連続体を互いに鉄筋６６で連結することによってこれらのパネル状の連続体を所定位置にしっかりと組み立てることができ、さらに橋脚完成後は、これらの鉄筋６６が中間拘束筋となる。したがって、このような橋脚を構築する際に、現場での作業を効率よく行うことが可能となる。
【００４５】
図１２は、請求項６に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の立断面図である。
この橋脚７０は、図１１に示す橋脚と同様に、複数のプレキャストコンクリートの梁状部材７２ａを上下方向に板状部分７２ｂで連続するように形成した連続体７２を用いるものであるが、梁状部材７２ａが板状部分７２ｂより内側に突出しており、梁状部材７２ａの先端が軸方向鉄筋７１に接触するものとなっている。そして、パネル状となったプレキャストコンクリートからなる連続体７２の外側面は平坦な立面となっている。
【００４６】
このように組み立てられたプレキャストコンクリートの連続体７２を型枠として、これらに囲まれた内側に本体部分のコンクリート７４を打設し、プレキャストコンクリート部材と本体部分のコンクリート７４とを一体とする。このような橋脚７０では、図１１に記載の橋脚と同様に、効率よく構築することができるとともに、外側面を平坦な立面として良好な外観とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、他の構成を備えたものを参考に示す平断面図である。
【図２】図１に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図３】図１に示す橋脚の上部の平断面図である。
【図４】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚の他の例を参考に示す平断面図である。
【図５】本件発明と同様に軸方向鉄筋の変形を抑制することができる鉄筋コンクリート橋脚であって、断面が円形となったものを参考に示す平断面図である。
【図６】図５に示す鉄筋コンクリート橋脚で用いられるＰＣ鋼材の定着具を示す断面図及び正面図である。
【図７】請求項１，請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の平断面図である。
【図８】図７に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図９】請求項４に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の平断面図である。
【図１０】図９に示す橋脚の下端付近の立断面図である。
【図１１】請求項５に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の立断面図である。
【図１２】請求項６に係る発明の一実施形態である鉄筋コンクリート橋脚の下端付近の立平断面図である。
【図１３】本願発明に係る鉄筋コンクリート橋脚が適用される橋梁の例を示す概略側面図である。
【図１４】従来の鉄筋コンクリート橋脚の平断面図である。
【図１５】従来の鉄筋コンクリート橋脚の問題点を示す立断面図である。
【図１６】本願発明におけるＰＣ鋼材の緊張力の作用を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 橋脚
２ フーチング
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 軸方向鉄筋
１２、２２ ＰＣ鋼棒
１３、３４、４４、５４、６４、７４ コンクリート
１４、１６、２３ 中間拘束筋
１５、４３、５３、６３、７３ 帯鉄筋
３２ ＰＣ鋼より線
３３ 定着具
３５ シース
４２、５２、６２ａ、７２ａ 梁状部材
４５、５５、６５ ＰＣ鋼材
４６、５６、６６ 鉄筋
６２、７２ 連続体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリートからなり、支持地盤から上方に立ち上げられて橋桁を支持する橋脚であって、
コンクリート中の表面近くに軸方向鉄筋が配置され、
該軸方向鉄筋の表面側に、横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材が、前記軸方向鉄筋と接触又は近接し、上下方向に所定間隔をあけて複数が配置され、
該プレキャストコンクリートの梁状部材は、該橋脚の反対側の側面に沿ってほぼ平行に配置された他のプレキャストコンクリートの梁状部材と所定間隔を保持するように連結されていることを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚。
【請求項２】
前記梁状部材を構成するコンクリートは、該橋脚の本体部分を構成するコンクリートより強度が大きく設定されてい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橋脚。
【請求項３】
前記梁状部材にはプレストレスが導入されてい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橋脚。
【請求項４】
前記梁状部材には、複数の上下方向の貫通孔が設けられており、軸方向鉄筋が該貫通孔に挿通されてい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橋脚。
【請求項５】
上下方向に間隔をあけて配置された複数の梁状部材間は、該梁状部材を構成するコンクリートと連続し、一体となった板状部によって連続しており、
該板状部及び前記梁状部材の連続体は該橋脚の全周を囲むように複数が配置され、
該橋脚の本体部分のコンクリートは、前記連続体を型枠として打設され、硬化して該板状部及び前記梁状部材と一体となってい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橋脚。
【請求項６】
前記板状部は、前記梁状部材の外側面と連続する立面を形成するものであることを特徴とする請求項５に記載の鉄筋コンクリート橋脚。
【請求項１】
鉄筋コンクリートからなり、支持地盤から上方に立ち上げられて橋桁を支持する橋脚であって、
コンクリート中の表面近くに軸方向鉄筋が配置され、
該軸方向鉄筋の表面側に、横方向のプレキャストコンクリートの梁状部材が、前記軸方向鉄筋と接触又は近接し、上下方向に所定間隔をあけて複数が配置され、
該プレキャストコンクリートの梁状部材は、該橋脚の反対側の側面に沿ってほぼ平行に配置された他のプレキャストコンクリートの梁状部材と所定間隔を保持するように連結されていることを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚。
【請求項２】
前記梁状部材を構成するコンクリートは、該橋脚の本体部分を構成するコンクリートより強度が大きく設定されてい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橋脚。
【請求項３】
前記梁状部材にはプレストレスが導入されてい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橋脚。
【請求項４】
前記梁状部材には、複数の上下方向の貫通孔が設けられており、軸方向鉄筋が該貫通孔に挿通されてい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橋脚。
【請求項５】
上下方向に間隔をあけて配置された複数の梁状部材間は、該梁状部材を構成するコンクリートと連続し、一体となった板状部によって連続しており、
該板状部及び前記梁状部材の連続体は該橋脚の全周を囲むように複数が配置され、
該橋脚の本体部分のコンクリートは、前記連続体を型枠として打設され、硬化して該板状部及び前記梁状部材と一体となってい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橋脚。
【請求項６】
前記板状部は、前記梁状部材の外側面と連続する立面を形成するものであることを特徴とする請求項５に記載の鉄筋コンクリート橋脚。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１３３７２５（Ｐ２００８−１３３７２５Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６１８２（Ｐ２００８−５６１８２）
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【分割の表示】特願２００２−２５２９８４（Ｐ２００２−２５２９８４）の分割
【原出願日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【出願人】（３０１０３１３９２）独立行政法人土木研究所 (107)
【出願人】（０００１７３８１０）財団法人土木研究センター (4)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（０００１６６４３２）戸田建設株式会社 (328)
【出願人】（０００１１２１９６）株式会社ピーエス三菱 (181)
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【分割の表示】特願２００２−２５２９８４（Ｐ２００２−２５２９８４）の分割
【原出願日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【出願人】（３０１０３１３９２）独立行政法人土木研究所 (107)
【出願人】（０００１７３８１０）財団法人土木研究センター (4)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（０００１６６４３２）戸田建設株式会社 (328)
【出願人】（０００１１２１９６）株式会社ピーエス三菱 (181)
【出願人】（３０３０５６３６８）東急建設株式会社 (225)
【Ｆターム（参考）】
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