鋼コンクリート複合構造体の施工方法及び鋼コンクリート複合構造体並びに鋼コンクリート複合橋梁
【課題】鋼コンクリート複合構造体を、鋼殻の内部の充填性及び付着性を確保し、耐久性の向上を図りつつ、安価に施工する。
【解決手段】鋼殻２の内部において、コンクリート層４上にモルタル層６が設けられている鋼コンクリート複合構造体１の鋼殻２の内部の一部にコンクリート３を打設し、次いで、該コンクリート３が硬化する前に、該鋼殻２の内部にモルタル５を打設し、鋼殻２の内部の充填性及び付着性を確保し、耐久性の向上を図りつつ、安価に施工する。
【解決手段】鋼殻２の内部において、コンクリート層４上にモルタル層６が設けられている鋼コンクリート複合構造体１の鋼殻２の内部の一部にコンクリート３を打設し、次いで、該コンクリート３が硬化する前に、該鋼殻２の内部にモルタル５を打設し、鋼殻２の内部の充填性及び付着性を確保し、耐久性の向上を図りつつ、安価に施工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻の内部の一部に打設されたコンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する鋼コンクリート複合構造体の施工方法及び該施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体並びに該鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼殻の内部にコンクリートやモルタルが打設され、鋼殻の内部にコンクリート層やモルタル層を有する鋼コンクリート複合構造体が、例えば、鋼コンクリート複合橋梁のコンクリート部材と鋼部材とを接合する接合部に用いられている。
【０００３】
このような鋼コンクリート複合構造体の第１の施工方法としては、鋼殻の内部に、コンクリートを単独で打設する施工方法がある。しかしながら、コンクリートは、内部に砂利や砕石などの粗骨材が含まれているので、流動性が悪く、更に内部に多くの気泡（エントラップドエア）が含まれている。したがって、鋼殻の上面には、コンクリートのエントラップドエアが付着して空隙となり、耐久性が低下するとともに、鋼殻の内部の充填性、特に、上面の充填性を確保することが難しい。
【０００４】
第２の施工方法としては、鋼殻の内部に、高流動モルタルを単独で打設する施工方法がある（例えば、特許文献１参照。）。高流動モルタルは、コンクリートのように内部に粗骨材が含まれていないので、コンクリートよりも流動性がよく、更に内部に含まれているエントラップドエアが少ない。したがって、第２の施工方法によれば、鋼殻の内部の充填性を確保することができる。しかしながら、高流動モルタルは、コンクリートよりもコストが高い。よって、第２の施工方法では、第１の施工方法よりも施工コストが高くなってしまう。
【０００５】
第３の施工方法としては、鋼殻の内部の一部に、コンクリートが打設されて硬化された後に、硬化された旧コンクリート上に、高流動モルタルを打ち込む施工方法がある。この第３の施工方法によれば、第１の施工方法よりも鋼殻の内部の充填性を確保しつつ、第２の施工方法よりも安価に施工することができる。
【０００６】
しかしながら、第３の施工方法では、コンクリートが硬化する際に、コンクリートの内部の水や微細な粒子が浮上するブリーディングなどにより、旧コンクリートの上面に脆弱なレイタンス層が形成される。このレイタンス層は、旧コンクリートとモルタルとの付着強度を低下させる。したがって、第３の施工方法では、新たにモルタルを打ち込む前に、旧コンクリートの上面に形成されたレイタンス層を取り除く作業が必要となる。
【０００７】
更に、第３の施工方法では、旧コンクリートに生じたレイタンス層を除去するために高圧な空気又は水を使用する。したがって、第３の施工方法では、粉塵や処理水が大量に発生し、作業者の環境が悪化するなどの問題がある。また、このような粉塵や処理水などの廃棄物が大量に生じるために、施工コストが高くなってしまう。更に、狭あいな部分では、上述したようなレイタンス層を除去する作業が難しい。
【０００８】
第４の施工方法としては、コンクリートとモルタルとを、接着層を介して接続する施工方法がある（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この第４の施工方法では、３層構造となり、現場での作業が煩雑となり、更に、接着層を設けることで、施工コストが高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２５３８８４号公報
【特許文献２】特開平１−２１４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述のような実情に鑑みて成されたものであり、鋼殻の内部の充填性及び付着性を確保しつつ、安価に施工を行う鋼コンクリート複合構造体の施工方法、鋼コンクリート複合構造体及び鋼コンクリート複合橋梁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】
【００１１】
本発明の鋼コンクリート複合構造体の施工方法は、鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する。
【００１２】
ここで、上記モルタルは、例えば、高流動モルタルである。
【００１３】
更に、具体的に、上記高流動モルタルは、ＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートである。
【００１４】
以上のような施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体は、鋼殻の内部において、コンクリート層上にモルタル層が設けられ、例えば、鋼コンクリート複合橋梁のコンクリート部材と鋼部材とを接合する接合部に用いられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設することで、鋼殻の内部の充填性及び付着性が確保され、耐久性が向上し、更に、安価に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を示した縦断面図である。
【図２】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法を示した断面図であり、（Ａ）は、鋼殻の内部にコンクリートを打設する様子を示した断面図であり、（Ｂ）は、鋼殻の内部にコンクリートを打設した状態を示した断面図であり、（Ｃ）は、鋼殻の内部の一部に打設されたコンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設した状態を示した断面図である。
【図３】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋コンクリート杭と鋼製橋脚とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図であり、（Ａ）は、縦断面図であり、（Ｂ）は、横断面図である。
【図４】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋橋脚と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図である。
【図５】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋橋脚と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した斜視図である。
【図６】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋コンクリート橋桁と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法及び該施工方法によって製造される鋼コンクリート複合構造体並びに該鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
先ず、本発明を適用した施工方法によって製造される鋼コンクリート複合構造体について説明する。
【００１９】
鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、コンクリート部材と鋼部材とを組み合わせた複合構造を有する橋梁（鋼コンクリート複合橋梁）１０の該コンクリート部材と該鋼部材とを接合する接合部に用いられる。具体的に、図１に示すように、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、箱状、角柱状又は円柱状に形成され、鋼板で形成された鋼殻２の内部において、コンクリート３で形成されたコンクリート層４上に、高流動モルタル５で形成されたモルタル層６が設けられている。更に、鋼殻２の上面２ａには、鋼殻２の内部にコンクリート３及び高流動モルタル５を打ち込むための開口部７が形成されている。
【００２０】
なお、鋼殻２の上面２ａには、開口部７の他に、コンクリート３及び高流動モルタル５を打ち込む際に、鋼殻２の内部の空気が排出される排出孔や、打ち込まれたコンクリート３を均すバイブレータが挿入されるバイブレータ孔が形成されるようにしてもよい。更に、鋼殻２の側面２ｂの内壁部２ｃには、補強部となるリブ、ずれ止め部となるジベル、鋼殻２を複数個の空間部に区切るダイヤフラムなどが形成されるようにしてもよい。
【００２１】
このような構成を有する鋼コンクリート複合構造体は、次のような施工方法によって形成される。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、先ず、鋼殻２の内部の一部に、鋼殻２の上面２ａの開口部７からコンクリート３を打設する。次いで、鋼殻２の内部に打設されたコンクリート３をバイブレータで均す。このとき、図２（Ｂ）に示すように、コンクリート３の上面３ａが、鋼殻２の上面２ａから底面２ｄ側へ所定の距離だけ離間するように設けられる。例えば、コンクリート３の上面３ａは、３０〜１００ｍｍ離間するように設けられる。なお、この数値は、一例であり、使用するコンクリート３及び高流動モルタル５の特性に応じて適宜変更可能である。
【００２３】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、上述したコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく、高流動モルタル５を打設する。そして、打設したコンクリート３及び高流動モルタル５を、例えば仕上げ及び養生して硬化させる。すると、鋼殻２の内部には、図１に示すように、コンクリート３で形成されたコンクリート層４上に、高流動モルタル５で形成されたモルタル層６が形成される。以上のようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、施工される。
【００２４】
本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、通常、高流動モルタル５の比重はコンクリート３の内部から発生するブリーディング水よりも大きいので、鋼殻２の内部の一部に打設されたコンクリート３が硬化する前に、このコンクリート３の打設に略連続して、該鋼殻２の内部に高流動モルタル５を打設することで、コンクリート３からブリーディング水が発生しても、高流動モルタル５がブリーディング水を押しのけてコンクリート層４と密着することができる。したがって、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散し、コンクリート層４の上面４ａにレイタンス層や空隙が形成されることがなく、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保することができる。したがって、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００２５】
また、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、レイタンス層を除去する必要がないので、安価に施工することができるとともに、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。
【００２６】
更に、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、鋼殻２の内部の一部にコンクリート３を打設し、残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５を打設することで、コンクリート３を単独で施工する施工方法よりも、鋼殻２の内部の充填性を確保しつつ、高流動モルタル５を単独で施工する施工方法よりも、安価に施工することができる。
【００２７】
更に、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、鋼殻２の内部に、コンクリート３と高流動モルタル５だけを打設することで、コンクリート層４とモルタル層６との付着性を向上させる接着層などを設ける必要がなく、安価に施工することができる。
【００２８】
このような施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体１は、図３〜図５に示すように、例えば、コンクリート部材と鋼部材とを組み合わせた複合構造を有する橋梁（鋼コンクリート複合橋梁）１０ａ，１０ｂ，１０ｃの該コンクリート部材と該鋼部材とを接合する各所の接合部に用いられる。
【００２９】
例えば、鋼コンクリート複合構造体１は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、地盤に埋設された鉄筋コンクリート杭１１（コンクリート部材）と鋼製橋脚１２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ａの該鉄筋コンクリート杭１１と該鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる。
【００３０】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、地盤に埋設された鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａに配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａから突出した主鉄筋１３が埋設され、鉄筋コンクリート杭１１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼殻２が鋼製橋脚１２の下端部１２ａと溶接やボルトなどの接合部材によって接合され、鋼製橋脚１２と一体化されている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ａの鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合している。
【００３１】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が鋼製橋脚１２の下端部１２ａに溶接等によって接合される。次いで、鋼製橋脚１２の下端部１２ａに接合された鋼殻２は、内部に鉄筋コンクリート杭１１の主鉄筋１３が収納されるように、鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａに配設される。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００３２】
以上のように、鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００３３】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、図４に示すように、鉄筋コンクリート橋脚２１（コンクリート部材）と鋼桁２２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ｂの該鉄筋コンクリート橋脚２１と該鋼桁２２とを接合する接合部に用いることができる。
【００３４】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａに配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａから突出した主鉄筋２３が埋設され、鉄筋コンクリート橋脚２１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼桁２２に一体化されている。鋼桁２２は、例えば、図５に示すように、上面２４ａ、下面２４ｂ、前面２４ｃ、背面２４ｄ、一側面２４ｅ及び他側面２４ｆとからなる箱状に形成されており、複数個のダイヤフラム２５ａ〜２５ｄによって区画された複数個の空間部２６ａ〜２６ｅを有している。ここでは、鋼コンクリート複合構造体１は、略中央部の一の空間部２６ｃを構成する上面２４ａ、下面２４ｂ、前面２４ｃ、背面２４ｄ及び一対のダイヤフラム２５ｂ，２５ｃを鋼殻２としている。したがって、鋼コンクリート複合構造体１は、空間部２６ｃにおいて、鋼桁２２に一体に設けられている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ｂの鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合している。
【００３５】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が、内部に鉄筋コンクリート橋脚２１の主鉄筋２３が収納されるように、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａに配設される。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００３６】
以上のように、鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００３７】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、図６に示すように、鉄筋コンクリート橋桁３１（コンクリート部材）と鋼桁３２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ｃの該鉄筋コンクリート橋桁３１と該鋼桁３２とを接合する接合部に用いることができる。
【００３８】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、鉄筋コンクリート橋桁３１に隣接するように配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート橋桁３１の先端部３１ａから突出したＰＣ鋼線３３が埋設され、鉄筋コンクリート橋桁３１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼殻２が鋼桁３２と溶接やボルトなどの接合部材によって接合され、鋼桁３２と一体化されている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ｃの鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合している。
【００３９】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が鋼桁３２の先端部３２ａに溶接等によって接合される。次いで、鋼桁３２の先端部３２ａに接合された鋼殻２は、鉄筋コンクリート橋桁３１の先端部３１ａに隣接するように配設される。次いで、鋼殻２と鉄筋コンクリート橋桁３１とが、ＰＣ鋼線３３で一体に設けられる。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００４０】
以上のように、鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００４１】
なお、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体１の施工方法では、コンクリート３上に高流動モルタル５を使用したが、高流動モルタル５よりも、流動性に優れ、内部に含まれているエントラップドエアが少ないＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートを用いてもよい。高流動モルタル５に代えて、ＳＥＣコンクリートを使用することにより、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法は、高流動モルタル５の場合よりも、より鋼殻２の内部の充填性及び付着性を確保することができる。また、コンクリート３に代えて、高流動コンクリートを用いても良い。
【００４２】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ａ，１０ｂ，１０ｃの接合部に用いられることに限定されるものではなく、例えば、鋼殻や鋼管の耐震性や耐火性の向上を図るために、鋼殻や鋼管の内部にコンクリート及びモルタルを充填した構造を有する杭、橋脚又は橋桁にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 鋼コンクリート複合構造体、２ 鋼殻、２ａ 上面、２ｂ 側面、２ｃ 内壁部、２ｄ 底面、３ コンクリート、３ａ 上面、４ コンクリート層、５ 高流動モルタル、６ モルタル層、７ 開口部、１０ 鋼コンクリート複合橋梁、１１ 鉄筋コンクリート杭、１１ａ 上面、１２ 構成橋脚、１２ａ 下端部、１３ 主鉄筋、２１ 鉄筋コンクリート橋脚、２１ａ 上面、２２ 鋼桁、２３ 主鉄筋、２４ａ 上面、２４ｂ 下面、２４ｃ 前面、２４ｄ 背面、２４ｅ 一側面、２４ｆ 他側面、２５ ダイヤフラム、２６ 空間部、３１ 鉄筋コンクリート橋桁、３１ａ 先端部、３２ 鋼桁、３２ａ 先端部、３３ ＰＣ鋼線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻の内部の一部に打設されたコンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する鋼コンクリート複合構造体の施工方法及び該施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体並びに該鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼殻の内部にコンクリートやモルタルが打設され、鋼殻の内部にコンクリート層やモルタル層を有する鋼コンクリート複合構造体が、例えば、鋼コンクリート複合橋梁のコンクリート部材と鋼部材とを接合する接合部に用いられている。
【０００３】
このような鋼コンクリート複合構造体の第１の施工方法としては、鋼殻の内部に、コンクリートを単独で打設する施工方法がある。しかしながら、コンクリートは、内部に砂利や砕石などの粗骨材が含まれているので、流動性が悪く、更に内部に多くの気泡（エントラップドエア）が含まれている。したがって、鋼殻の上面には、コンクリートのエントラップドエアが付着して空隙となり、耐久性が低下するとともに、鋼殻の内部の充填性、特に、上面の充填性を確保することが難しい。
【０００４】
第２の施工方法としては、鋼殻の内部に、高流動モルタルを単独で打設する施工方法がある（例えば、特許文献１参照。）。高流動モルタルは、コンクリートのように内部に粗骨材が含まれていないので、コンクリートよりも流動性がよく、更に内部に含まれているエントラップドエアが少ない。したがって、第２の施工方法によれば、鋼殻の内部の充填性を確保することができる。しかしながら、高流動モルタルは、コンクリートよりもコストが高い。よって、第２の施工方法では、第１の施工方法よりも施工コストが高くなってしまう。
【０００５】
第３の施工方法としては、鋼殻の内部の一部に、コンクリートが打設されて硬化された後に、硬化された旧コンクリート上に、高流動モルタルを打ち込む施工方法がある。この第３の施工方法によれば、第１の施工方法よりも鋼殻の内部の充填性を確保しつつ、第２の施工方法よりも安価に施工することができる。
【０００６】
しかしながら、第３の施工方法では、コンクリートが硬化する際に、コンクリートの内部の水や微細な粒子が浮上するブリーディングなどにより、旧コンクリートの上面に脆弱なレイタンス層が形成される。このレイタンス層は、旧コンクリートとモルタルとの付着強度を低下させる。したがって、第３の施工方法では、新たにモルタルを打ち込む前に、旧コンクリートの上面に形成されたレイタンス層を取り除く作業が必要となる。
【０００７】
更に、第３の施工方法では、旧コンクリートに生じたレイタンス層を除去するために高圧な空気又は水を使用する。したがって、第３の施工方法では、粉塵や処理水が大量に発生し、作業者の環境が悪化するなどの問題がある。また、このような粉塵や処理水などの廃棄物が大量に生じるために、施工コストが高くなってしまう。更に、狭あいな部分では、上述したようなレイタンス層を除去する作業が難しい。
【０００８】
第４の施工方法としては、コンクリートとモルタルとを、接着層を介して接続する施工方法がある（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この第４の施工方法では、３層構造となり、現場での作業が煩雑となり、更に、接着層を設けることで、施工コストが高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２５３８８４号公報
【特許文献２】特開平１−２１４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述のような実情に鑑みて成されたものであり、鋼殻の内部の充填性及び付着性を確保しつつ、安価に施工を行う鋼コンクリート複合構造体の施工方法、鋼コンクリート複合構造体及び鋼コンクリート複合橋梁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】
【００１１】
本発明の鋼コンクリート複合構造体の施工方法は、鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する。
【００１２】
ここで、上記モルタルは、例えば、高流動モルタルである。
【００１３】
更に、具体的に、上記高流動モルタルは、ＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートである。
【００１４】
以上のような施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体は、鋼殻の内部において、コンクリート層上にモルタル層が設けられ、例えば、鋼コンクリート複合橋梁のコンクリート部材と鋼部材とを接合する接合部に用いられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設することで、鋼殻の内部の充填性及び付着性が確保され、耐久性が向上し、更に、安価に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を示した縦断面図である。
【図２】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法を示した断面図であり、（Ａ）は、鋼殻の内部にコンクリートを打設する様子を示した断面図であり、（Ｂ）は、鋼殻の内部にコンクリートを打設した状態を示した断面図であり、（Ｃ）は、鋼殻の内部の一部に打設されたコンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設した状態を示した断面図である。
【図３】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋コンクリート杭と鋼製橋脚とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図であり、（Ａ）は、縦断面図であり、（Ｂ）は、横断面図である。
【図４】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋橋脚と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図である。
【図５】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋橋脚と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した斜視図である。
【図６】本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体を、鋼コンクリート複合橋梁の鉄筋コンクリート橋桁と鋼桁とを接合する接合部に用いた場合を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法及び該施工方法によって製造される鋼コンクリート複合構造体並びに該鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
先ず、本発明を適用した施工方法によって製造される鋼コンクリート複合構造体について説明する。
【００１９】
鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、コンクリート部材と鋼部材とを組み合わせた複合構造を有する橋梁（鋼コンクリート複合橋梁）１０の該コンクリート部材と該鋼部材とを接合する接合部に用いられる。具体的に、図１に示すように、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、箱状、角柱状又は円柱状に形成され、鋼板で形成された鋼殻２の内部において、コンクリート３で形成されたコンクリート層４上に、高流動モルタル５で形成されたモルタル層６が設けられている。更に、鋼殻２の上面２ａには、鋼殻２の内部にコンクリート３及び高流動モルタル５を打ち込むための開口部７が形成されている。
【００２０】
なお、鋼殻２の上面２ａには、開口部７の他に、コンクリート３及び高流動モルタル５を打ち込む際に、鋼殻２の内部の空気が排出される排出孔や、打ち込まれたコンクリート３を均すバイブレータが挿入されるバイブレータ孔が形成されるようにしてもよい。更に、鋼殻２の側面２ｂの内壁部２ｃには、補強部となるリブ、ずれ止め部となるジベル、鋼殻２を複数個の空間部に区切るダイヤフラムなどが形成されるようにしてもよい。
【００２１】
このような構成を有する鋼コンクリート複合構造体は、次のような施工方法によって形成される。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、先ず、鋼殻２の内部の一部に、鋼殻２の上面２ａの開口部７からコンクリート３を打設する。次いで、鋼殻２の内部に打設されたコンクリート３をバイブレータで均す。このとき、図２（Ｂ）に示すように、コンクリート３の上面３ａが、鋼殻２の上面２ａから底面２ｄ側へ所定の距離だけ離間するように設けられる。例えば、コンクリート３の上面３ａは、３０〜１００ｍｍ離間するように設けられる。なお、この数値は、一例であり、使用するコンクリート３及び高流動モルタル５の特性に応じて適宜変更可能である。
【００２３】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、上述したコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく、高流動モルタル５を打設する。そして、打設したコンクリート３及び高流動モルタル５を、例えば仕上げ及び養生して硬化させる。すると、鋼殻２の内部には、図１に示すように、コンクリート３で形成されたコンクリート層４上に、高流動モルタル５で形成されたモルタル層６が形成される。以上のようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、施工される。
【００２４】
本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、通常、高流動モルタル５の比重はコンクリート３の内部から発生するブリーディング水よりも大きいので、鋼殻２の内部の一部に打設されたコンクリート３が硬化する前に、このコンクリート３の打設に略連続して、該鋼殻２の内部に高流動モルタル５を打設することで、コンクリート３からブリーディング水が発生しても、高流動モルタル５がブリーディング水を押しのけてコンクリート層４と密着することができる。したがって、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散し、コンクリート層４の上面４ａにレイタンス層や空隙が形成されることがなく、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保することができる。したがって、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００２５】
また、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、レイタンス層を除去する必要がないので、安価に施工することができるとともに、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。
【００２６】
更に、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、鋼殻２の内部の一部にコンクリート３を打設し、残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５を打設することで、コンクリート３を単独で施工する施工方法よりも、鋼殻２の内部の充填性を確保しつつ、高流動モルタル５を単独で施工する施工方法よりも、安価に施工することができる。
【００２７】
更に、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法によれば、鋼殻２の内部に、コンクリート３と高流動モルタル５だけを打設することで、コンクリート層４とモルタル層６との付着性を向上させる接着層などを設ける必要がなく、安価に施工することができる。
【００２８】
このような施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体１は、図３〜図５に示すように、例えば、コンクリート部材と鋼部材とを組み合わせた複合構造を有する橋梁（鋼コンクリート複合橋梁）１０ａ，１０ｂ，１０ｃの該コンクリート部材と該鋼部材とを接合する各所の接合部に用いられる。
【００２９】
例えば、鋼コンクリート複合構造体１は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、地盤に埋設された鉄筋コンクリート杭１１（コンクリート部材）と鋼製橋脚１２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ａの該鉄筋コンクリート杭１１と該鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる。
【００３０】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、地盤に埋設された鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａに配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａから突出した主鉄筋１３が埋設され、鉄筋コンクリート杭１１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼殻２が鋼製橋脚１２の下端部１２ａと溶接やボルトなどの接合部材によって接合され、鋼製橋脚１２と一体化されている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ａの鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合している。
【００３１】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が鋼製橋脚１２の下端部１２ａに溶接等によって接合される。次いで、鋼製橋脚１２の下端部１２ａに接合された鋼殻２は、内部に鉄筋コンクリート杭１１の主鉄筋１３が収納されるように、鉄筋コンクリート杭１１の上面１１ａに配設される。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００３２】
以上のように、鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート杭１１と鋼製橋脚１２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００３３】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、図４に示すように、鉄筋コンクリート橋脚２１（コンクリート部材）と鋼桁２２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ｂの該鉄筋コンクリート橋脚２１と該鋼桁２２とを接合する接合部に用いることができる。
【００３４】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａに配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａから突出した主鉄筋２３が埋設され、鉄筋コンクリート橋脚２１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼桁２２に一体化されている。鋼桁２２は、例えば、図５に示すように、上面２４ａ、下面２４ｂ、前面２４ｃ、背面２４ｄ、一側面２４ｅ及び他側面２４ｆとからなる箱状に形成されており、複数個のダイヤフラム２５ａ〜２５ｄによって区画された複数個の空間部２６ａ〜２６ｅを有している。ここでは、鋼コンクリート複合構造体１は、略中央部の一の空間部２６ｃを構成する上面２４ａ、下面２４ｂ、前面２４ｃ、背面２４ｄ及び一対のダイヤフラム２５ｂ，２５ｃを鋼殻２としている。したがって、鋼コンクリート複合構造体１は、空間部２６ｃにおいて、鋼桁２２に一体に設けられている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ｂの鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合している。
【００３５】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が、内部に鉄筋コンクリート橋脚２１の主鉄筋２３が収納されるように、鉄筋コンクリート橋脚２１の上面２１ａに配設される。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００３６】
以上のように、鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート橋脚２１と鋼桁２２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００３７】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、例えば、図６に示すように、鉄筋コンクリート橋桁３１（コンクリート部材）と鋼桁３２（鋼部材）とを有する鋼コンクリート複合橋梁１０ｃの該鉄筋コンクリート橋桁３１と該鋼桁３２とを接合する接合部に用いることができる。
【００３８】
具体的に、鋼コンクリート複合構造体１は、鉄筋コンクリート橋桁３１に隣接するように配設されており、鋼殻２の内部のコンクリート層４及び／又はモルタル層６に、鉄筋コンクリート橋桁３１の先端部３１ａから突出したＰＣ鋼線３３が埋設され、鉄筋コンクリート橋桁３１と一体化されている。更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼殻２が鋼桁３２と溶接やボルトなどの接合部材によって接合され、鋼桁３２と一体化されている。このようにして、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ｃの鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合している。
【００３９】
このような鋼コンクリート複合構造体１は、先ず、鋼殻２が鋼桁３２の先端部３２ａに溶接等によって接合される。次いで、鋼桁３２の先端部３２ａに接合された鋼殻２は、鉄筋コンクリート橋桁３１の先端部３１ａに隣接するように配設される。次いで、鋼殻２と鉄筋コンクリート橋桁３１とが、ＰＣ鋼線３３で一体に設けられる。次いで、上述したような施工方法によって、鋼殻２の内部にコンクリート層４及びモルタル層６が形成される。すなわち、鋼殻２の内部の一部に、上面２ａの開口部７からコンクリート３が打設され、このコンクリート３が硬化する前に、コンクリート３の打設に略連続して、鋼殻２の内部の残りの空間部に隙間なく高流動モルタル５が打設される。以上のようにして、鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１は施工される。
【００４０】
以上のように、鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる鋼コンクリート複合構造体１では、コンクリート３の内部から発生するブリーディング水やエントラップドエアがモルタル層６の内部に拡散され、コンクリート層４の上面にレイタンス層や空隙が形成されることがない。したがって、鋼コンクリート複合構造体１が鉄筋コンクリート橋桁３１と鋼桁３２とを接合する接合部に用いられる場合でも、鋼殻２の内部の充填性及びコンクリート層４とモルタル層６との付着性を確保しつつ、安価に施工することができる。更に、作業空間が狭あいな場合でも、良好に作業を行うことができる。これによって、場所に関係なく、鋼コンクリート複合構造体１の耐久性を向上することができる。
【００４１】
なお、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体１の施工方法では、コンクリート３上に高流動モルタル５を使用したが、高流動モルタル５よりも、流動性に優れ、内部に含まれているエントラップドエアが少ないＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートを用いてもよい。高流動モルタル５に代えて、ＳＥＣコンクリートを使用することにより、本発明を適用した鋼コンクリート複合構造体の施工方法は、高流動モルタル５の場合よりも、より鋼殻２の内部の充填性及び付着性を確保することができる。また、コンクリート３に代えて、高流動コンクリートを用いても良い。
【００４２】
更に、鋼コンクリート複合構造体１は、鋼コンクリート複合橋梁１０ａ，１０ｂ，１０ｃの接合部に用いられることに限定されるものではなく、例えば、鋼殻や鋼管の耐震性や耐火性の向上を図るために、鋼殻や鋼管の内部にコンクリート及びモルタルを充填した構造を有する杭、橋脚又は橋桁にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 鋼コンクリート複合構造体、２ 鋼殻、２ａ 上面、２ｂ 側面、２ｃ 内壁部、２ｄ 底面、３ コンクリート、３ａ 上面、４ コンクリート層、５ 高流動モルタル、６ モルタル層、７ 開口部、１０ 鋼コンクリート複合橋梁、１１ 鉄筋コンクリート杭、１１ａ 上面、１２ 構成橋脚、１２ａ 下端部、１３ 主鉄筋、２１ 鉄筋コンクリート橋脚、２１ａ 上面、２２ 鋼桁、２３ 主鉄筋、２４ａ 上面、２４ｂ 下面、２４ｃ 前面、２４ｄ 背面、２４ｅ 一側面、２４ｆ 他側面、２５ ダイヤフラム、２６ 空間部、３１ 鉄筋コンクリート橋桁、３１ａ 先端部、３２ 鋼桁、３２ａ 先端部、３３ ＰＣ鋼線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼殻の内部において、コンクリート層上にモルタル層が設けられている鋼コンクリート複合構造体の施工方法において、
鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項２】
上記モルタルは、高流動モルタルである請求項１に記載の鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項３】
上記高流動モルタルは、ＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートである請求項２に記載の鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体。
【請求項５】
上記請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁。
【請求項１】
鋼殻の内部において、コンクリート層上にモルタル層が設けられている鋼コンクリート複合構造体の施工方法において、
鋼殻の内部の一部にコンクリートを打設し、次いで、該コンクリートが硬化する前に、該鋼殻の内部にモルタルを打設する鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項２】
上記モルタルは、高流動モルタルである請求項１に記載の鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項３】
上記高流動モルタルは、ＳＥＣ（Sand Enveloped with Cement）コンクリートである請求項２に記載の鋼コンクリート複合構造体の施工方法。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体。
【請求項５】
上記請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の施工方法によって製造された鋼コンクリート複合構造体を備える鋼コンクリート複合橋梁。
【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２０１２−２２４９８７（Ｐ２０１２−２２４９８７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０９２８（Ｐ２０１１−９０９２８）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【Ｆターム（参考）】
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