JP6838808B2 - 橋台の補強構造及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、橋台の補強構造及び方法に関するものである。

従来、鉄道や道路の橋梁において、橋桁を支持する橋台の多くは、背面が盛土構造として構築されている。このような橋台は、地震発生時の振動で背面の盛土から瞬間的に離れると、その隙間に盛土が押し出されてきて、元の姿勢に戻れなくなってしまうことがある。この現象が繰り返されると、背面の盛土が沈下したり、橋台の躯体が損傷したり変形したりしてしまう恐れがある。

そこで、橋台の側面の背面盛土を掘削して側面補強ブロックを打設し、該側面補強ブロックを橋台と一体化するとともに、背面盛土の周囲を囲む擁壁に棒状補強材を打設した後に擁壁の外側に補強壁を構築する橋台と背面盛土の補強方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−２４７０５９号公報

しかしながら、前記従来の技術では、橋台の側面の背面盛土を大きく掘削して側面補強ブロックを打設する必要があるので、コストもかかり、大規模な工事が必要となるため、必ずしもすべての橋台に適用することができない。

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、簡素な構成でありながら実用上十分強度を付与するように橋台を補強することができるとともに、コストを低減することができる橋台の補強構造及び方法を提供することを目的とする。

そのために、橋台の補強構造においては、背面に盛土を有し、橋桁を支持する橋台の補強構造であって、前記盛土の上部における法面に打設された複数の棒状補強体であって、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べられた棒状補強体と、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する直線状の棒材である連結部材であって、前記橋台の側面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合されるとともに、前記法面から少なくとも一部が突設する棒状補強体の基端に結合された連結部材と、を備える。

更に他の橋台の補強構造においては、さらに、前記連結部材は、鋼製又は鉄筋コンクリート製の棒材である。

更に他の橋台の補強構造においては、さらに、前記橋桁の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材であって、前記橋台の前面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合されるとともに、長手方向の一端が前記連結部材の先端に結合された補助連結部材を更に備える。

更に他の橋台の補強構造においては、さらに、前記連結部材は前記橋台の両側面にそれぞれ配設され、前記補助連結部材は長手方向の両端がそれぞれの連結部材の先端に結合される。

橋台の補強方法においては、背面に盛土を有し、橋桁を支持する橋台の補強方法であって、複数の棒状補強体を、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べて、前記盛土の上部における法面に打設する工程と、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する直線状の棒材である連結部材を、前記橋台の側面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合するとともに、前記法面から少なくとも一部が突設する棒状補強体の基端に結合する工程と、を含む。

他の橋台の補強方法においては、さらに、前記橋桁の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材を、前記橋台の前面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合するとともに、前記補助連結部材の長手方向の一端を前記連結部材の先端に結合する工程を更に含む。

本開示によれば、簡素な構成でありながら実用上十分強度を付与するように橋台を補強することができるとともに、コストを低減することができる橋台の補強構造及び方法を提供することができる。

第１の実施の形態における橋台の補強構造を示す模式図である。 第１の実施の形態における橋台の補強構造の要部拡大図であって図１におけるＡ部拡大図である。 第１の実施の形態における枠部材と棒状補強体及びアンカーボルトとの連結を示す模式図である。 第１の実施の形態における枠部材と棒状補強体との連結を示す断面図であって図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 第２の実施の形態における橋台の補強構造を示す模式図である。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は第１の実施の形態における橋台の補強構造を示す模式図、図２は第１の実施の形態における橋台の補強構造の要部拡大図であって図１におけるＡ部拡大図、図３は第１の実施の形態における枠部材と棒状補強体及びアンカーボルトとの連結を示す模式図、図４は第１の実施の形態における枠部材と棒状補強体との連結を示す断面図であって図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、図１において、（ａ）は補強前の図、（ｂ）は補強後の図であり、図４において、（ａ）は枠部材が鋼材である例を示す図、（ｂ）は枠部材がコンクリート材である例を示す図である。

図において、１は、本実施の形態における橋梁であって、橋桁２０及び該橋桁２０の両端をそれぞれ支持する橋台１０を備える。前記橋梁１は、鉄道用のものであっても、道路用のものであっても、いかなる用途のものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道用のものであるとして説明する。また、前記橋桁２０は、鋼鉄製又は鉄筋コンクリート製のものであり、前記橋台１０は、鉄筋コンクリート製のものであるとする。さらに、前記橋台１０の背面には盛土３０が構築されているものとする。さらに、前記橋桁２０及び盛土３０の上面には、レール２１が敷設されているものとする。

なお、本実施の形態において、橋梁１の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、前記橋梁１の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

図１（ａ）に示されるように、何も補強がなされていない橋台１０は、前記「背景技術」の項でも説明したように、地震発生時の振動で背面の盛土３０から瞬間的に離れると、その隙間に盛土３０が押し出されてきて、元の姿勢に戻れなくなってしまうことがある。そこで、本実施の形態においては、橋台１０に、図１（ｂ）に示されるような補強構造が付与されている。

該補強構造においては、盛土３０に複数の棒状補強体５１が、橋桁２０の延在する方向、すなわち、レール２１の延在する方向と平行に延在する列を形成するように１列に並べられて、打設されている。そして、各棒状補強体５１の基端（盛土３０の法面３１側の端）は連結部材４１に結合されている。該連結部材４１は、レール２１の延在する方向と平行に延在する細長い棒状乃至帯状の部材であって、その先端（橋台１０側の端）近傍の橋台側部分４１ｂ（図３における点線Ｃより左側の部分）は、図２及び３に示されるように、橋台１０に打設されたアンカーボルト６３によって、橋台１０の側面１１に固定されている。

前記連結部材４１は、いかなる材料から成るものであってもよいが、強度等を考慮すると、例えば、鋼製の棒材又は鉄筋コンクリート製の棒材であることが望ましい。図４（ａ）には、連結部材４１が鋼製の棒材、すなわち、鋼材の一種であるＨ形鋼である例が示されているが、鋼材は、必ずしも、Ｈ形鋼である必要はなく、例えば、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、Ｔ形鋼等であってもよい。また、図４（ｂ）には、連結部材４１が鉄筋コンクリート製の棒材である例が示されているが、該棒材の断面は、必ずしも、図示されるような長方形である必要はなく、例えば、Ｕ字形、Ｔ字形等であってもよい。なお、連結部材４１は、鉄筋コンクリート製の棒材である場合には、現場で打設されたものであってもよい。

前記棒状補強体５１は、棒状の部材であって盛土３０に打設可能な部材であれば、いかなる種類のものであってもよいが、ここでは、一般にラディッシュアンカーと称される部材であるものとして説明する。この場合、前記棒状補強体５１は、中空回転軸の周囲に掘削翼と攪拌翼とを設けた図示されない掘削攪拌ロッドによって盛土３０の地中に形成した攪拌土とセメントミルクとの混合体５２と、該混合体５２の中心に位置するセメントミルクから成る図示されない中央補強体と、該中央補強体の中央に位置し、基端（盛土３０の法面３１側の端）を盛土３０の外に露出させた棒状の鋼材から成る芯材５３とを備える部材である（例えば、特許文献２参照。）。
特開平５−２２２７３２号公報

そして、前記芯材５３の基端には雄ねじが形成されており、前記基端は、連結部材４１の盛土側部分４１ａ（図３における点線Ｃより右側の部分）に形成された貫通孔に挿通され、連結部材４１から外方に突出した雄ねじにナット５４が螺合されることによって、連結部材４１に結合される。これにより、各棒状補強体５１の基端は、連結部材４１に確実に結合される。

なお、図に示される例において、棒状補強体５１は、盛土３０の上面に平行となるように、すなわち、水平方向に延在し、かつ、レール２１の延在する方向と直交する方向に延在するように打設されているが、いかなる方向に延在するものであってもよい。例えば、前記棒状補強体５１は、その先端が斜め下方を向くように、盛土３０の法面３１と直交する方向に延在するように打設されていてもよいし、レール２１の延在する方向に対して傾斜する方向に延在するように打設されていてもよい。また、棒状補強体５１の直径、長さ、本数、打設される間隔等の数値は、適宜設定することができる。

前記アンカーボルト６３は、棒状の鋼材であって、コンクリートに埋め込んで使用するボルトであり、市販されている部材である。そして、前記アンカーボルト６３の先端側の部分は、橋台１０内に埋め込まれて固定され、その基端（橋台１０の側面１１側の端）は橋台１０の側面１１の外に露出している。また、前記アンカーボルト６３の基端には雄ねじが形成されており、前記基端は、連結部材４１の橋台側部分４１ｂに形成された貫通孔に挿通され、連結部材４１から外方に突出した雄ねじにナット６４が螺合されることによって、連結部材４１に結合される。これにより、連結部材４１の橋台側部分４１ｂは、アンカーボルト６３及びナット６４によって、橋台１０の側面１１に確実に結合される。

なお、図３に示される例において、アンカーボルト６３は、レール２１の延在する方向と平行に延在する列を形成するように２列に並べられて、打設されているが、必ずしも２列である必要はなく、１列であっても、３列以上であってもよい。同様に、図３に示される例において、棒状補強体５１は、レール２１の延在する方向と平行に延在する列を形成するように１列に並べられて、打設されているが、必ずしも１列である必要はなく、２列以上であってもよい。

前記棒状補強体５１を盛土３０に打設する部位は、図１及び２に示されるように、盛土３０の上部であることが望ましい。レール２１の延在する方向と直交する方向に関して、橋台１０の側面１１の位置と盛土３０の上部における法面３１の位置とは、ほぼ同じであるか、又は、異なってはいても近接している。そうであるから、直線状の連結部材４１の橋台側部分４１ｂを橋台１０の側面１１に結合させても、法面３１を掘削することなく、又は、掘削するとしてもわずかに掘削するだけで、前記連結部材４１の盛土側部分４１ａを盛土３０の外に露出させた芯材５３の基端に結合させることができる。

なお、連結部材４１の盛土側部分４１ａを芯材５３の基端に結合させた後、必要に応じて、盛土３０の法面３１の全体を覆うように、又は、掘削した部分のみを覆うように、コンクリート製等の化粧壁乃至補強壁を構築することができる。

ここでは、橋桁２０の両端を支持する一対の橋台１０のうちの一方の橋台１０（図１において橋桁２０の右上側端に位置する橋台１０）のみを補強する例についてのみ説明したが、必要に応じて他方の橋台１０（図１において橋桁２０の左下側端に位置する橋台１０）も、同様にして補強することができる。また、ここでは、橋台１０の一方の側面１１及び盛土３０の一方の法面３１（図１において右下側の側面１１及び法面３１）にのみ連結部材４１を結合させた例についてのみ説明したが、必要に応じて橋台１０の他方の側面１１及び盛土３０の他方の法面３１（図１において左上側の側面１１及び法面３１）にも連結部材４１を結合させることができる。

このように、本実施の形態において、背面に盛土３０を有し、橋桁２０を支持する橋台１０の補強構造は、盛土３０の法面３１に打設された複数の棒状補強体５１であって、橋桁２０の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べられた棒状補強体５１と、橋桁２０の延在する方向と平行に延在する連結部材４１であって、橋台１０の側面１１から少なくとも一部が突設するアンカーボルト６３に結合されるとともに、法面３１から少なくとも一部が突設する棒状補強体５１の基端に結合された連結部材４１と、を備える。

また、本実施の形態において、背面に盛土３０を有し、橋桁２０を支持する橋台１０の補強方法は、複数の棒状補強体５１を、橋桁２０の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べて、盛土３０の法面３１に打設する工程と、橋桁２０の延在する方向と平行に延在する連結部材４１を、橋台１０の側面１１から少なくとも一部が突設するアンカーボルト６３に結合するとともに、法面３１から少なくとも一部が突設する棒状補強体５１の基端に結合する工程と、を含んでいる。

これにより、連結部材４１は、橋台１０の側面１１から突設するアンカーボルト６３に結合されるとともに、レール２１の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べられて盛土３０に打設された複数の棒状補強体５１に結合されるので、橋台１０とその背面の盛土３０とを強固に連結する。そうであるから、振動を受けても、橋台１０とその背面の盛土３０とが離れてしまうことがなく、背面の盛土３０が沈下したり、橋台１０が損傷したり変形したりしてしまうことが確実に防止される。したがって、簡素な構成の補強構造で、かつ、簡素な補強方法でありながら、地震等に起因する振動を受けても背面の盛土３０から橋台１０が離れてしまうことがなく、橋台１０は十分に補強される。

また、棒状補強体５１は、盛土３０の上部に打設されることが望ましい。この場合、橋台１０の上部がその背面の盛土３０に連結されることになるので、振動を受けた際に橋台１０とその背面の盛土３０とが離れてしまうことがより確実に防止される。さらに、連結部材４１を盛土３０の法面３１から突設する棒状補強体５１の基端に結合する作業を容易に行うことができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図５は第２の実施の形態における橋台の補強構造を示す模式図である。なお、図において、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）は要部拡大図であって（ａ）におけるＤ部拡大図である。

本実施の形態において、橋台１０の補強構造は補助連結部材４２を備える。該補助連結部材４２は、連結部材４１と同様の細長い棒状乃至帯状の部材であって、橋桁２０の延在する方向と直交する方向、すなわち、レール２１の延在する方向と直交する方向に延在し、橋台１０に打設されたアンカーボルト６３によって、橋台１０の前面１２に固定されている。また、補助連結部材４２の長手方向の一端は、連結部材４１の先端（橋台１０側の端）に、溶接、ねじ止等の結合手段によって、結合されている。なお、前記補助連結部材４２は、いかなる材料から成るものであってもよいが、連結部材４１と同様に、例えば、鋼製の棒材又は鉄筋コンクリート製の棒材であることが望ましい。

また、補助連結部材４２は、連結部材４１の橋台側部分４１ｂと同様に、アンカーボルト６３及びナット６４によって、橋台１０の前面１２に結合される。図５に示される例において、アンカーボルト６３は、レール２１の延在する方向と直交する方向に延在する列を形成するように２列に並べられて、打設されているが、必ずしも２列である必要はなく、１列であっても、３列以上であってもよい。

ここでは、橋台１０の一方の側面１１及び盛土３０の一方の法面３１（図５において右下側の側面１１及び法面３１）にのみ連結部材４１を結合させた例についてのみ説明したが、必要に応じて橋台１０の他方の側面１１及び盛土３０の他方の法面３１（図５において左上側の側面１１及び法面３１）にも連結部材４１を結合させることができる。この場合、補助連結部材４２を橋台１０の一方の側面１１から他方の側面１１までの範囲に延在するものとし、前記補助連結部材４２の長手方向の両端を各連結部材４１の先端にそれぞれ結合させることが望ましい。

このように、本実施の形態において、背面に盛土３０を有し、橋桁２０を支持する橋台１０の補強構造は、橋桁２０の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材４２であって、橋台１０の前面１２から少なくとも一部が突設するアンカーボルト６３に結合されるとともに、長手方向の一端が連結部材４１の先端に結合された補助連結部材４２を更に備える。

また、本実施の形態において、背面に盛土３０を有し、橋桁２０を支持する橋台１０の補強方法は、橋桁２０の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材４２を、橋台１０の前面１２から少なくとも一部が突設するアンカーボルト６３に結合するとともに、補助連結部材４２の長手方向の一端を連結部材４１の先端に結合する工程を更に含んでいる。

これにより、連結部材４１が、橋台１０の側面１１のみならず、補助連結部材４２を介して、橋台１０の前面１２にも結合されるので、橋台１０とその背面の盛土３０とは、より強固に連結される。したがって、振動を受けても、背面の盛土３０が沈下したり、橋台１０が損傷したり変形したりしてしまうことがより確実に防止され、橋台１０はより確実に補強される。

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。

本開示は、橋台の補強構造及び方法に適用することができる。

１０ 橋台
１１ 側面
１２ 前面
２０ 橋桁
３０ 盛土
３１ 法面
４１ 連結部材
４２ 補助連結部材
５１ 棒状補強体
６３ アンカーボルト

Claims (6)

1. 背面に盛土を有し、橋桁を支持する橋台の補強構造であって、
   前記盛土の上部における法面に打設された複数の棒状補強体であって、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べられた棒状補強体と、
   前記橋桁の延在する方向と平行に延在する直線状の棒材である連結部材であって、前記橋台の側面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合されるとともに、前記法面から少なくとも一部が突設する棒状補強体の基端に結合された連結部材と、
   を備えることを特徴とする橋台の補強構造。
2. 前記連結部材は、鋼製又は鉄筋コンクリート製の棒材である請求項１に記載の橋台の補強構造。
3. 前記橋桁の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材であって、前記橋台の前面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合されるとともに、長手方向の一端が前記連結部材の先端に結合された補助連結部材を更に備える請求項１又は２に記載の橋台の補強構造。
4. 前記連結部材は前記橋台の両側面にそれぞれ配設され、前記補助連結部材は長手方向の両端がそれぞれの連結部材の先端に結合される請求項３に記載の橋台の補強構造。
5. 背面に盛土を有し、橋桁を支持する橋台の補強方法であって、
   複数の棒状補強体を、前記橋桁の延在する方向と平行に延在する列を形成するように並べて、前記盛土の上部における法面に打設する工程と、
   前記橋桁の延在する方向と平行に延在する直線状の棒材である連結部材を、前記橋台の側面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合するとともに、前記法面から少なくとも一部が突設する棒状補強体の基端に結合する工程と、
   を含むことを特徴とする橋台の補強方法。
6. 前記橋桁の延在する方向と直交する方向に延在する補助連結部材を、前記橋台の前面から少なくとも一部が突設するアンカーボルトに結合するとともに、前記補助連結部材の長手方向の一端を前記連結部材の先端に結合する工程を更に含む請求項５に記載の橋台の補強方法。