JPH0354726B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄道や道路等に利用される橋脚に係
り、詳しくは、支柱部に充填鋼管コンクリート構
造を採用した橋脚に関するものである。

［従来の技術］ 支柱部に充填鋼管コンクリート構造を採用する
場合、従来の充填鋼管コンクリートは、鋼管とそ
の内部に充填したコンクリートとが互いに付着し
て一体に挙動するものであるため、軸力、曲げ及
び剪断力等の強度を計算するにあたつては、コン
クリート断面＋鋼管断面を計算の基準として算定
している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の充填鋼管コンクリート構造においては、
軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管とコンクリ
ートが一体的に歪むため、大きく歪んだ場合、鋼
管は軸方向の圧縮力だけでミーゼスの降伏条件を
越えたり、局部的な座屈を発生したりする。した
がつて、鋼管によるコンフアインド効果（鋼管の
周方向応力により、コンクリートが膨らもうとす
るのを締め付ける作用）でコンクリートの耐力上
昇を充分期待できるにも拘わらず、増大した軸方
向応力で鋼管がほとんど降伏に達してしまいコン
フアインド効果を充分発揮できず、必要以上に大
きな断面積の支柱部とならざるを得ない、という
問題がある。本発明は、支柱部の圧縮耐力を著し
く向上させ、さらに、曲げに対する鋼管の縁応力
の弾性圧縮、引張の範囲が広くなることにより、
従来のものより支柱部の断面積を小さくすること
のできる橋脚を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の橋脚は、フーチングの上に充填鋼管コ
ンクリート製の支柱部を備え、支柱部の上端に上
梁部を備えた橋脚において、支柱部を、鋼管と鋼
管内部に充填したコンクリートとが非付着状態に
あるアンボンド型充填鋼管コンクリートにより構
成され、かつ前記鋼管の軸方向の少なくとも一部
に、鋼管に生じる軸方向の変形を吸収する変形吸
収部が設けたことを特徴としている。

［作用］ 上記構成の橋脚においては、上梁部にかかる荷
重は支柱部に伝達されるが、そのとき、軸方向の
圧縮荷重により鋼管に生じる変形は変形吸収部に
より吸収される。特に、この場合、鋼管と充填コ
ンクリートとがアンボンド状態にあることから、
軸方向の圧縮力は鋼管内の充填コンクリートにの
み作用し、鋼管にはほとんど作用しない。すなわ
ち、鋼管に作用する軸方向応力がゼロに近くな
る。このため、鋼管には、コンフアインド効果を
与える反作用としてのリングテンシヨンのみが作
用することになり、したがつて、ミーゼスの降伏
条件を適用すれば、円周方向応力による鋼管のコ
ンフアインド効果を十分発揮させることができ、
その結果、圧縮荷重に対する強度を著しく向上さ
せることができ、支柱部の断面積を小さくでき
る。

［実施例］ 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すも
のである。

地盤Ｓには、杭１が複数本並んで埋設され、杭
１の上端には、鉄筋コンクリート製のフーチング
２が連結されている。３が鉄筋である。このフー
チング２の上部には、下端をフーチング２に埋め
込んだ状態で、支柱部４を構成する鋼管５が立設
されている。この鋼管５には、その部分が伸縮し
たりすることにより鋼管５に生じる軸方向の変形
を吸収する変形吸収部５ａが設けられている。変
形吸収部５ａの位置や数や種類は適宜に選定する
ことができる。

種類については、例えば、鋼管５を上下に縁切
りするリング状間〓を形成したもの、そのリング
状間〓にゴム等の柔性材を充填したもの、あるい
は、鋼管５の内面または外面にリング状溝を切つ
てその部分を積極的に弱部として座屈しやすいよ
うにしたもの、また鋼管５に周方向に延在する複
数の長穴を形成しその部分に軸方向の伸縮性をも
たせたもの等、要は伸縮性や局部的な変形しやす
さを与えてその部位で鋼管５全体に発生する軸方
向の変形を吸収するようにしたものであればよ
い。なお、７は、鋼管５を立てるときの仮り受け
治具である。

そして、そのように立設された鋼管５の内部に
コンクリート６が充填されている。この場合、鋼
管５の内面には、予め、鋼管５と充填コンクリー
ト６との付着をなくすための分離材（アンボンド
処理層）８が塗布されており、その上で、鋼管５
の内部にコンクリート６が打設されている。した
がつて、鋼管５とコンクリート６とは軸方向に相
対的に自由に変位できるようになつている。

前記分離材８としては、パラフイン、アスフア
ルト、オイル、グリース、ワセリン等を用い、こ
れを鋼管５の内面に塗布することによりアンボン
ド処理層を形成している。

また、このように構成されたアンボンド型充填
鋼管コンクリート構造の支柱部４の上端には、上
梁部９が設けられている。この上梁部９は、支柱
部４のコンクリート６に一体的に連結されてい
る。この場合、上梁部８は、フーチング２と同様
現場打鉄筋コンクリートでできており、鋼管５の
上端は上梁部９内に固定されている。１０は上梁
部９中の鉄筋である。なお、上梁部９は現場打コ
ンクリートで作る他、プレキヤストコンクリート
梁、あるいは鋼製梁としてもよい。

図示の橋脚を作る手順としては、杭１を施工し
た後、まず、フーチング２用の型枠を組み、同時
に仮り受け治具７で支柱しながら鋼管５を立て
る。鋼管５には、予め内面にパラフイン等の分離
材８を塗布しておく。その後、フーチング２の上
端レベルまでコンクリートを打設してフーチング
２を構築する。

次に、立設した鋼管５の上方に上梁部１１用の
型枠を組み、そして、鋼管５内及び上梁部型枠内
にコンクリートを打設して、支柱部４の充填コン
クリート６部分及び上梁部９を構築し、橋脚を完
成する。なお、支柱部４のコンクリート６と上梁
部９のコンクリートは別々に打設してもよい。

このような構成の橋脚では、上梁部９にかかる
荷重は支柱部４に伝達され、支柱部４にかかる荷
重は、鋼管５内のコンクリート６に軸方向の圧縮
力として作用して、コンクリート６が圧縮する。
それが所定の強度を越えると、コンクリート６は
軸方向の歪を生じるとともに、径方向の急激な横
歪を生じる。

ところが、鋼管５に生じる軸方向の歪は、変形
吸収部５ａに吸収され、変形吸収部５ａの上下間
において軸方向応力の伝達がなくなり、鋼管５に
はほとんど軸方向応力が発生しない。特に、この
場合、鋼管５は、充填コンクリート６のアンボン
ド状態にあり、鋼管５は軸方向においてコンクリ
ート６に全く拘束されない。したがつて、コンク
リート６には軸歪が生じるものの、鋼管５には全
く軸歪が生じない。したがつて、ミーゼスの降伏
条件を適用すれば円周方向応力による鋼管５のコ
ンフアインド効果を十分発揮させることができ、
その結果、圧縮荷重に対する強度の向上を図るこ
とができる。さらに、曲げに対する鋼管の縁応力
の弾性圧縮、引張の範囲が広くなることにより、
支柱部４の断面積を小さくすることができる。

なお、上の説明では、支柱部４が１本の場合を
説明したが、２本、あるいはそれ以上の場合にも
本発明は適用できる。第３図は２本の場合の例を
示しており、図中２１は杭、２２は基礎敷きコン
クリート、２３はフーチング、２４は支柱部、２
５は鋼管、２５ａは変形吸収部、２６は支柱部コ
ンクリート、２７は分離材、２８は上梁部であ
る。

また、以上の説明では、支柱部４，２４の断面
形状については特に触れなかつたが、本発明は、
図示例の如く断面円形のものに限らず、楕円、多
角形等、種々の形状のものに適用できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、鋼管には軸方向荷重がほとん
ど作用しない構造になつているため、鋼管に軸方
向応力がほとんど発生せず、したがつて、ミーゼ
スの降伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼
管のコンフアインド効果を十分発揮させることが
できる。その結果、圧縮荷重に対する強度を著し
く向上させることができ、支柱部の断面積を小さ
くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図
は第１図の−線矢視断面図、第３図は本発明
の他の実施例の側断面図である。 ２，２３……フーチング、４，２４……支柱
部、５，２５……鋼管、５ａ，２５ａ……変形吸
収部、６，２６……充填コンクリート、８，２７
……分離材、９，２８……上梁部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フーチングの上に充填鋼管コンクリート製の
   支柱部を備え、支柱部の上端に上梁部を備えた橋
   脚において、支柱部は、鋼管と鋼管内部に充填し
   たコンクリートとが非付着状態にあるアンボンド
   型充填鋼管コンクリートにより構成され、かつ前
   記鋼管の軸方向の少なくとも一部には、鋼管に生
   じる軸方向の変形を吸収する変形吸収部が設けら
   れていることを特徴とする橋脚。