JPH0633600A - ボックスラーメンにおけるｐｃ鋼材の配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータージェットによる溝の切削容積を極
力減らし、切削能率の向上を図る。 【構成】 鉄筋１２が埋設されたボックスラーメン２０
に、ＰＣ鋼材２２が点線で示すように配置されている。
即ち、直線部では、ボックス内側のかぶり内に配置さ
れ、隅角部では、ボックス外側のかぶりを確保しつつ、
外側断面内に偏心配置される。このため、ウォータージ
ェットによる切削は、ボックスの直線部では、内側かぶ
り部分のコンクリートだけでよく、施工が容易となる。
また、ＰＣ鋼材２２の偏心配置によって生じる偏心モー
メントは、ボックスラーメン２０にかかる外荷重による
曲げモーメントと正負が逆であり、外荷重によるボック
スラーメン２０の変形を軽減する効果を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボックスラーメンをＰ
Ｃ鋼材を用いて補強する際の、ＰＣ鋼材の配置構造に関
するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】鉄筋の発錆等により経年劣化
したボックスカルバートを補修、補強する技術として、
ウォータージェットによりコンクリートに溝を切削し、
この溝にＰＣ鋼材を配設してモルタルで埋戻し、モルタ
ル硬化後に該ＰＣ鋼材を緊張してコンクリートにプレス
トレスを与える方法が知られている。ウォータージェッ
トにより溝を切削する方法は、水が鉄筋を切断すること
なく、コンクリートのみを切削するために、鉄筋による
応力伝達機能が損なわれない点で優れている。

【０００３】しかしながら、この方法では図３に示すよ
うに、単にウォータージェット１０を一方向から噴射さ
せるだけでは、鉄筋１２の背面のコンクリート１４が切
削できず、この部分を切削して溝を連続させるためには
ノズル１６の噴射角を変え、斜めから切削する等の手段
が必要となる。すなわち、鉄筋背面のコンクリート切削
のために別工程が生じ、ウォータージェットによる切削
能率が著しく低下するとともに、プレストレスによる補
強工法の経済性をも損なうことになる。

【０００４】

【発明の目的】本発明はＰＣ鋼材の配置構造を工夫する
ことにより、前記ウォータージェットによる溝の切削容
積を極力減らし、以て、切削能率の向上を図ることを発
明の目的とするものである。

【０００５】

【発明の構成】即ち、本発明は、ボックスラーメンをＰ
Ｃ鋼材を用いて補強する構造において、該ＰＣ鋼材をボ
ックスラーメンの直線部においてボックス内側のかぶり
内に配置し、かつ、隅角部においてボックス外側のかぶ
りを確保しつつ、外側断面内に偏心配置したことを特徴
とするものである。

【０００６】

【作用】ウォータージェットによる切削は、ボックスの
直線部では、内側かぶり部分のコンクリートだけでよ
く、施工が容易となる。また、ＰＣ鋼材の偏心配置によ
って生じる偏心モーメントは、ボックスラーメンにかか
る外荷重による曲げモーメントと正負が逆であり、外荷
重によるボックスラーメンの変形を軽減する効果を有し
ている。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明における好ましいＰＣ鋼材の配
置例を示しており、鉄筋１２が埋設されたボックスラー
メン２０に、ＰＣ鋼材２２が点線で示すように配置され
ている。前記したように、このＰＣ鋼材の配置構造の特
徴は、（１）直線部では、ボックス内側のかぶり内に配
置すること、（２）隅角部では、ボックス外側のかぶり
を確保しつつ、外側断面内に偏心配置すること、の２点
である。

【０００８】一般にボックスラーメン２０は地中構造物
であるため、６〜７ｃｍのかぶりを有しており、直線部
ではこのスペース内にＰＣ鋼材２２の配置が可能であ
る。従って、ウォータージェットによる切削は、かぶり
部分のコンクリートだけでよく、施工性も良好となり施
工スピードも向上する。

【０００９】一方、隅角部では、ＰＣ鋼材２２の緊張に
伴ってＰＣ鋼材２２に求心力が加わり、ＰＣ鋼材２２は
断面内側へ抜け出そうとする。従って、直線部同様にか
ぶり内に配置した場合には、かぶりコンクリートが剪断
破壊してしまう。そこで、隅角部のＰＣ鋼材２２は、求
心力によりかぶりコンクリートが破壊しないために要求
されるかぶり厚さを確保しなければならず、直線部より
も相対的に断面の外側に配置されることになる。

【００１０】この結果、ＰＣ鋼材２２は偏心配置される
ことになり、ボックスラーメン２０には緊張に伴い偏心
モーメントが作用する。図２は、この偏心モーメントを
図示したものであり、ボックスラーメン２０は上下、左
右とも対称なので左上部１／４をモデル化している。同
図において、一点鎖線２４はＰＣ鋼材の図心軸を示して
おり、偏心モーメントＭは、緊張力Ｐと偏心量ｅの積に
よって表される。

【００１１】この偏心モーメントＭは、ボックスラーメ
ン２０にかかる外荷重による曲げモーメントと正負が逆
であり、外荷重を打消す効果がある。このとき、偏心モ
ーメント量は、ＰＣ鋼材２２の偏心量ｅが大きいほどモ
ーメントも大きくなるから、ＰＣ鋼材２２は断面外側に
コンクリートの十分なかぶりを確保できる範囲内で、極
力ボックスの外側に配置するのが有利となることが分か
る。

【００１２】図４は、図１のＰＣ鋼材配置によって導入
されるプレストレスの分布を示す、左上部１／４解析モ
デルである。同図において、各ブロック内の線分は付与
されるプレストレスの大きさを表している。

【００１３】また、図５は、図４のプレストレス分布に
おけるボックスラーメンの変形状況を示しており、一
方、図６は外荷重によるボックスラーメンの変形状況を
示している。

【００１４】そして、図７には前記外荷重による変形
（図６）が、プレストレスの導入（図５）により逆方向
に働く曲げモーメントによって抑制されている状況が示
されている。このようにして、本ＰＣ鋼材の配置構造に
よりボックスラーメンを有効に補強することができる。

【００１５】なお、上記ＰＣ鋼材２２の緊張定着手段に
は格別の制限はなく、例えば、鋼製または鉄筋コンクリ
ート製の定着ブロックを用いたり、或いは、箱抜き内で
カップラー定着を行ってもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係るボックスラーメンにおける
ＰＣ鋼材の配置構造によれば、新規な鋼材配置を採用す
ることにより、コンクリートの切削容積を低減し、工事
費を低減することができる。

【００１７】また、ＰＣ鋼材を偏心配置とすることによ
り、ボックスに曲げモーメントを導入でき、しかもその
曲げモーメントは、外荷重によって生ずる曲げモーメン
トと逆方向となるから、外荷重による断面力を軽減する
ことができる。この結果、必要なプレストレス量が減少
し、ＰＣ鋼材量も減少させることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＣ鋼材の好ましい配置図であ
る。

【図２】ＰＣ鋼材の偏心配置によって生じる偏心モーメ
ントの説明図である。

【図３】ウォータージェットによるコンクリートの切削
状況を示す断面図である。

【図４】図１のＰＣ鋼材配置によって導入されるプレス
トレスの分布を示す、解析モデルである。

【図５】図４に示すプレストレス分布のときのボックス
ラーメンの変形状況を示す図である。

【図６】外荷重によるボックスラーメンの変形状況を示
す図である。

【図７】外荷重による変形が、プレストレスの導入によ
り抑制されている状況を示す図である。

【符号の説明】

１２ 鉄筋 ２０ ボックスラーメン ２２ ＰＣ鋼材

フロントページの続き (72)発明者 橘田 敏之 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 本田 勉 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 松下 祐輔 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 熊坂 徹也 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボックスラーメンをＰＣ鋼材を用いて補
   強する構造において、該ＰＣ鋼材をボックスラーメンの
   直線部においてボックス内側のかぶり内に配置し、か
   つ、隅角部においてボックス外側のかぶりを確保しつ
   つ、外側断面内に偏心配置したことを特徴とするＰＣ鋼
   材の配置構造。