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技術 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造、その接続構造を有する構造壁および鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法

出願人 ジオスター株式会社
発明者 中谷郁夫松野真樹
出願日 2019年8月5日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2019-143879
公開日 2021年2月22日 (10ヶ月経過) 公開番号 2021-025304
状態 未査定
技術分野 護岸
主要キーワード 工事効率 押込み抵抗 左右非対称形状 構造信頼性 鋼製ボルト 海岸付近 幅方向端面 景観保全
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年2月22日)のものです。
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図面 (10)

課題

地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供する。

解決手段

鋼構造物10は一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、プレキャストコンクリート部材20は下端部に開口部21を備え、プレキャストコンクリート部材20の内部には開口部21を間に挟んで分割された第1の端部22および第2の端部23から上部まで主鉄筋30を備え、突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されて、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22および第2の端部23の間に鋼構造物10の突出部11が配置され、鋼構造物10を貫通するように第1の端部22および第2の端部23の間に棒状部材50が挿入され、プレキャストコンクリート部材20の開口部21内の空隙がモルタル充填されている。

概要

背景

地中埋設される鋼構造壁としては主に鋼矢板鋼管矢板が用いられる。特に鋼矢板に関しては、従来のU形鋼矢板に対して施工性、構造信頼性経済性に優れるハット形鋼矢板の開発がなされ、現在広く利用されている。また、ハット形鋼矢板の止水性鋼管杭の優れた剛性を組み合わせたタイプの鋼構造壁も開発されている。このような鋼構造壁は、地中に埋設されて利用されるのみならず、特許文献1に開示されているように上部を地上に突出させた状態で利用されることもある。

ところが、特許文献1に開示された構造壁素材鋼材であるために、時間と共に腐食が進み、景観が損なわれてしまう。特に、港湾海洋等で特許文献1の構造壁を使用する際には、腐食が進みやすい海水に接する環境下での使用となることから、鋼材の腐食防止や構造壁としての景観保全のために施工時においては樹脂などで鋼材の表面を被覆する防食処理が必要となる。鋼構造壁を構築すること自体は効率的な作業が可能であって工期面においても優れているが、上記のような防食処理を行うことは工期面におけるデメリットとなる。

そこで、地中部に鋼構造物を設置し、地上部においてはその鋼構造物上に防食処理の不要なプレキャストコンクリート部材を設置するといったハイブリッド構造を用いて構造壁を構築することも考えられる。例えば特許文献2に開示されているように、連続打設された鋼矢板壁の上部に笠コンクリートブロックを設けることも行われている。

概要

地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供する。鋼構造物10は一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、プレキャストコンクリート部材20は下端部に開口部21を備え、プレキャストコンクリート部材20の内部には開口部21を間に挟んで分割された第1の端部22および第2の端部23から上部まで主鉄筋30を備え、突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されて、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22および第2の端部23の間に鋼構造物10の突出部11が配置され、鋼構造物10を貫通するように第1の端部22および第2の端部23の間に棒状部材50が挿入され、プレキャストコンクリート部材20の開口部21内の空隙がモルタル充填されている。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

鋼構造物プレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中埋設され、前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第1の端部および第2の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されて、該プレキャストコンクリート部材の前記第1の端部および前記第2の端部の間に前記鋼構造物の前記突出部が配置され、前記鋼構造物を貫通するように、前記第1の端部および前記第2の端部の間に棒状部材が挿入され、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリート充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。

請求項2

前記主鉄筋として、複数の内側主筋と複数の外側主筋を備え、それら複数の内側主筋と複数の外側主筋を囲む拘束鉄筋を備えることを特徴とする、請求項1に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。

請求項3

前記複数の内側主筋と複数の外側主筋の間に、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。

請求項4

前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙には、前記プレキャストコンクリート部材の厚さ方向に連続するずれ止め鉄筋が挿入されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。

請求項5

請求項1〜4のいずれか一項に記載の接続構造を有する構造壁であって、複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴とする、構造壁。

請求項6

前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていることを特徴とする、請求項5に記載の構造壁。

請求項7

前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項5に記載の構造壁。

請求項8

構造壁の延長方向における、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記プレキャストコンクリート部材が配列されていることを特徴とする、請求項6または7のいずれか一項に記載の構造壁。

請求項9

前記鋼構造物は、間隔をおいて設置された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項5に記載の構造壁。

請求項10

鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた開口部に挿入され、該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように設置する、第1工程と、前記鋼構造物を貫通するように、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた第1の端部および第2の端部の間に棒状部材を挿入する、第2工程と、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第3工程とを有し、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第1の端部および第2の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備えることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法。

技術分野

0001

本発明は、一部が地上に突出した状態で地中埋設された鋼構造物を用いた構造壁(以下、“鋼構造壁”)と、当該鋼構造壁の上部に設置されるプレキャストコンクリート部材との接続構造に関する。

背景技術

0002

地中に埋設される鋼構造壁としては主に鋼矢板鋼管矢板が用いられる。特に鋼矢板に関しては、従来のU形鋼矢板に対して施工性、構造信頼性経済性に優れるハット形鋼矢板の開発がなされ、現在広く利用されている。また、ハット形鋼矢板の止水性鋼管杭の優れた剛性を組み合わせたタイプの鋼構造壁も開発されている。このような鋼構造壁は、地中に埋設されて利用されるのみならず、特許文献1に開示されているように上部を地上に突出させた状態で利用されることもある。

0003

ところが、特許文献1に開示された構造壁は素材鋼材であるために、時間と共に腐食が進み、景観が損なわれてしまう。特に、港湾海洋等で特許文献1の構造壁を使用する際には、腐食が進みやすい海水に接する環境下での使用となることから、鋼材の腐食防止や構造壁としての景観保全のために施工時においては樹脂などで鋼材の表面を被覆する防食処理が必要となる。鋼構造壁を構築すること自体は効率的な作業が可能であって工期面においても優れているが、上記のような防食処理を行うことは工期面におけるデメリットとなる。

0004

そこで、地中部に鋼構造物を設置し、地上部においてはその鋼構造物上に防食処理の不要なプレキャストコンクリート部材を設置するといったハイブリッド構造を用いて構造壁を構築することも考えられる。例えば特許文献2に開示されているように、連続打設された鋼矢板壁の上部に笠コンクリートブロックを設けることも行われている。

先行技術

0005

特開2013−049981号公報
特開平3−5510号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ここで、例えば土塁壁防潮堤防波堤などの用途に利用される構造壁では、特許文献2のような笠コンクリートブロックよりもさらに高さが求められる。そのような高さのある構造壁を強固に構築できる技術の出現が望まれている。

0007

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁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

0008

上記課題を解決する本発明によれば、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第1の端部および第2の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されて、該プレキャストコンクリート部材の前記第1の端部および前記第2の端部の間に前記鋼構造物の前記突出部が配置され、前記鋼構造物を貫通するように、前記第1の端部および前記第2の端部の間に棒状部材が挿入され、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリート充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造が提供される。

0009

この接続構造において、前記主鉄筋として、複数の内側主筋と複数の外側主筋を備え、それら複数の内側主筋と複数の外側主筋を囲む拘束鉄筋を備えていても良い。その場合、前記複数の内側主筋と複数の外側主筋の間に、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていていても良い。また、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙には、前記プレキャストコンクリート部材の厚さ方向に連続するずれ止め鉄筋が挿入されていていても良い。

0010

また、本発明によれば、これらの接続構造を有する構造壁であって、複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴とする、構造壁が提供される。

0011

この構造壁において、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていても良い。また、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管杭で構成されていていても良い。また、構造壁の延長方向における、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記プレキャストコンクリート部材が配列されていていても良い。また、前記鋼構造物は、間隔をおいて設置された複数の鋼管杭で構成されていていても良い。

0012

また、本発明によれば、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた開口部に挿入され、該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように設置する、第1工程と、前記鋼構造物を貫通するように、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた第1の端部および第2の端部の間に棒状部材を挿入する、第2工程と、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第3工程とを有し、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第1の端部および第2の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備えることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法が提供される。

発明の効果

0013

本発明によれば、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材とを強固に、かつ優れた作業効率で接続することができる。本発明によれば、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さのある構造壁を強固に構築できるようになる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の第1の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。
図1中のA−A断面図である。
図2中のB−B断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。
図4中のA−A断面図である。
図5中のC−C断面図である。
本発明の第3の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図4中のA−A断面に相当する図である。
図7中のC−C断面図である。
第1の端部の内部に配置した主鉄筋をプレキャストコンクリート部材の上部において第1の端部の側に配置させ、また、第2の端部の内部に配置した主鉄筋をプレキャストコンクリート部材の上部において第2の端部の側に配置させる構成の説明図である。

実施例

0015

本発明は、基礎部として地中部に設置される鋼構造物と、地上部に設置されるプレキャストコンクリート部材の接続構造および接続方法である。また、本発明は、その接続構造を有した、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材からなる構造壁である。この構造壁の用途としては例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等がある。

0016

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

0017

<第1の実施形態>
第1の実施形態では、構造壁の基礎部を構成する鋼構造物としてハット型の鋼矢板が使用されている。図1に示すように構造壁1は、構造壁1の延長方向L(法線方向)に沿って列状に設置された複数の鋼矢板10と、それらの鋼矢板10の上部に設置された複数のプレキャストコンクリート部材20で構成されている。本実施形態におけるプレキャストコンクリート部材20は鋼矢板10の2枚分の幅を有しており、1つのプレキャストコンクリート部材20が3枚の鋼矢板10の上に載るように配列されている。

0018

図2に示すように鋼矢板10は地中に埋設されているが、その一部は地上に突出した状態となっている。プレキャストコンクリート部材20の下端部には、鋼矢板10の地上に突出している部分(以下、“突出部11”)を収容可能な開口部21が設けられている。開口部21はプレキャストコンクリート部材20の幅方向W(図1)に貫通するように形成され、図2に示すようにプレキャストコンクリート部材20の下端部は、開口部21を間に挟んで、第1の端部22と第2の端部23とに分割された形状となっている。

0019

プレキャストコンクリート部材20は、第1の端部22と第2の端部23との間に、鋼矢板10の突出部11が位置する状態で鋼矢板10の上部に設置されている。すなわち、構造壁1の側面視においては、鋼矢板10の突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されるようにして、プレキャストコンクリート部材20が鋼矢板10の突出部11に跨るように設置されている。プレキャストコンクリート部材20の開口部21の内部の空隙(開口部21の内部において、鋼矢板10の突出部11の周囲に位置する空間)はモルタル24で充填されている。

0020

図3は構造壁1の部分断面図であるが、プレキャストコンクリート部材20の下端部(第1の端部22と第2の端部23)には、構造壁1の厚さ方向t(図2、3)に貫通する貫通穴26が形成されている。貫通穴26はプレキャストコンクリート部材20の幅方向Wに沿って複数設けられ、貫通穴26はプレキャストコンクリート部材20の下端部において異なる高さに2つずつ形成されている。また、鋼矢板10の上部(突出部11)には、プレキャストコンクリート部材20の下端部(第1の端部22と第2の端部23)に設けられた各貫通穴26に対応して、構造壁1の厚さ方向tに貫通する貫通穴12が形成されている。

0021

図3に示すように鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の接続部においては、鋼矢板10の貫通穴12およびプレキャストコンクリート部材20の貫通穴26を通るように棒状部材50が挿入されている。なお、棒状部材50の素材は強度が大きいものであれば特に限定されず、樹脂でも金属であっても良いが、例えばPC鋼材PC鋼棒、鉄筋、丸鋼高強度鉄筋または鋼製ボルト等を用いることが好ましい。

0022

本実施形態では棒状部材50として鋼製ボルトを使用しているが、後述するように、挿入された鋼製ボルト(棒状部材50)は両端からナット51で締め上げられており、棒状部材50の長手方向に張力が付与されている。棒状部材50に張力が付与されていなくても鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20を接続することは可能であるが、本実施形態のように棒状部材50に張力を付与することで、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の連結をより強固なものにすることができる。

0023

プレキャストコンクリート部材20の内部には、プレキャストコンクリート部材20の上下方向のほぼ全体に渡って、主鉄筋30が配置されている。この実施の形態では、主鉄筋30は、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32を備えている。そして、これら複数の内側主筋31と複数の外側主筋32は、プレキャストコンクリート部材20の内部において、第1の端部22および第2の端部23から、プレキャストコンクリート部材20の上部まで配置されている。このように、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32が、第1の端部22および第2の端部23から、プレキャストコンクリート部材20の上部まで配置されることにより、プレキャストコンクリート部材20の高さ方向の強度が保たれている。なお、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32の上下端部には、コンクリートと鉄筋の密着性を向上させるための定着部膨出部)が設けられていても良い。

0024

これら内側主筋31と複数の外側主筋32は、第1の端部22および第2の端部23から、プレキャストコンクリート部材20の上部まで連続する一体の鉄筋でも良いし、第1の端部22および第2の端部23に配置される鉄筋と、プレキャストコンクリート部材20の上部に配置される鉄筋とを、例えば溶接するなどして接続したものでも良い。いずれにしても、主鉄筋30(図示の例では、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32)が第1の端部22および第2の端部23から、プレキャストコンクリート部材20の上部まで配置されていることにより、プレキャストコンクリート部材20の高さ方向の強度が保たれれば良い。

0025

第1の端部22および第2の端部23の内部において、これら内側主筋31と外側主筋32の間には、帯状の部材(例えば平鋼材)である拘束部材35がそれぞれ設けられている。この実施の形態では、拘束部材35はプレキャストコンクリート部材20の幅よりもやや短い長さを有し、第1の端部22および第2の端部23の内部において、プレキャストコンクリート部材20の幅方向Wに並べて配置された複数の内側主筋31と複数の外側主筋32によって拘束部材35の全体が挟まれるように、内側主筋31と外側主筋32の間に拘束部材35が連続して配置されている。

0026

上述した棒状部材50は、第1の端部22および第2の端部23の内部において、拘束部材35を貫通し、拘束部材35から外側に突出した棒状部材50の両端に、ナット51が取り付けられている。そして、拘束部材35から外側に突出した棒状部材50の両端に取り付けられたナット51を締め上げられることにより、棒状部材50の長手方向に張力が付与されている。

0027

図2、3に示すように、第1の端部22および第2の端部23の棒状部材50の挿入箇所には、プレキャストコンクリート部材20の外面から厚さ方向tにくり抜かれたような形状を有する凹部36が設けられている。この凹部36はプレキャストコンクリート部材20の製造時に予め形成されるものである。凹部36にはモルタル37が充填されており、挿入された棒状部材50やナット51が外観に現れないようになっている。

0028

また、拘束部材35を間に挟んで配置された内側主筋31と外側主筋32の周囲には拘束鉄筋38が配置されており、この拘束鉄筋38で内側主筋31と外側主筋32を囲んで結束することにより、内側主筋31と外側主筋32が一体的に補強されている。このように、内側主筋31と外側主筋32の間に拘束部材35を挟んで配置し、拘束鉄筋38で内側主筋31と外側主筋32を一体的に結束して補強することにより、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32が拘束部材35を介して連結されることになり、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の連結をより強固なものにすることができる。なお、内側主筋31および外側主筋32、拘束鉄筋38には、例えば異径鉄筋が用いられる。

0029

また、隣接する鋼矢板10同士は継手部13を介して互いに連結されているが、この実施の形態の構造壁1においては、図1に示すように、プレキャストコンクリート部材20の幅方向端面20aの位置が鋼矢板10の継手部13の位置と異なる位置となるようにプレキャストコンクリート部材20が設置されている。すなわち、構造壁1の延長方向Lにおける隣り合うプレキャストコンクリート部材20の目地部と、隣り合う鋼矢板10の目地部(継手部13)とが互いに異なる位置となるように構造壁1が構築されている。プレキャストコンクリート部材20をこのように配列することは必須ではないが、プレキャストコンクリート部材20の目地部と鋼矢板10の目地部が重ならないようにすることで、地震発生時等における目地部のずれを抑えることができる。

0030

第1の実施形態の構造壁1は以上にように構成されている。次に、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の接続方法について説明する。

0031

(第1工程)
まず、構造壁1の基礎部として複数の鋼矢板10を地中に埋設していくが、この際に一部が地上に突出した状態となるように鋼矢板10を設置する。次に、工場で予め製造されたプレキャストコンクリート部材20を鋼矢板10の上部に設置する。ここではプレキャストコンクリート部材20の下端部に形成された開口部21と、鋼矢板10の突出部11との位置を合わせ、鋼矢板10の突出部11にプレキャストコンクリート部材20の開口部21を被せるようにしてプレキャストコンクリート部材20を地表面に吊り下げていく。これにより、鋼矢板10の突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されるような状態でプレキャストコンクリート部材20が設置される。また、本実施形態においては1つのプレキャストコンクリート部材20が3枚の鋼矢板10の上に載るようにプレキャストコンクリート部材20を設置している。なお、構造壁1を防潮堤や防波堤等に使用する場合、プレキャストコンクリート部材20を海底面に設置する際には鋼構造物の周囲の仮締切を行い、排水が終了した後に作業を行う。

0032

(第2工程)
そして、鋼矢板10の突出部11に形成された貫通穴12とプレキャストコンクリート部材20の下端部(第1の端部22と第2の端部23)に形成された貫通穴26を位置合わせし、それぞれ通るように棒状部材50を挿入する。そして、拘束部材35から棒状部材50の両端を外側に突出させた状態で、棒状部材50の両端にナット51をそれぞれ取り付ける。さらに、棒状部材50の両端に取り付けられたナット51を締め上げられることにより、棒状部材50の長手方向に張力を付与する。

0033

(第3工程)
その後、プレキャストコンクリート部材20に設けられたモルタル注入穴(図1では省略)を介してプレキャストコンクリート部材20の開口部21内にモルタル24を充填する。そして、充填されたモルタル24が凝固することにより鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20とが強固に接続される。このとき、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22と第2の端部23との間に鋼矢板10の突出部11が位置し、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20が重なった状態にあるため、両者がより強固に接続される。特に、構造壁1を防潮堤等の海岸付近で使用する際には、津波などの発生時に海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになるため、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20とを重ねて接続することが有用である。

0034

以上の方法で鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20を接続すれば、鋼矢板10の突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21内に覆われることになる。したがって、この接続構造を有する構造壁1においては鋼矢板10の突出部11が外観に現れないため、施工時における鋼矢板10の防食処理を省略することができる。これにより工期を短縮することが可能となる。

0035

また、この接続構造においては、プレキャストコンクリート部材20の内部において、第1の端部22および第2の端部23から、プレキャストコンクリート部材20の上部まで連続するように、複数の内側主筋31と複数の外側主筋32が配置されている。このため、プレキャストコンクリート部材20の高さ方向の強度が保たれ、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さのある構造壁1を強固に構築できるようになる。

0036

さらに、鋼矢板10の突出部11とプレキャストコンクリート部材20の第1の端部22および第2の端部23との間に棒状部材50が挿入された状態でモルタル24が充填されているため、地震の発生時等において棒状部材50に引抜き抵抗力または押込み抵抗力を発生させることができる。加えて、棒状部材50が挿入されていることによって、鋼矢板10およびプレキャストコンクリート部材20との間で摩擦力を発生させることができる。すなわち、本実施形態の接続構造によれば、それらの力の作用により構造壁1としての剛性を高めることが可能となる。また、本実施形態では、1つのプレキャストコンクリート部材2が複数枚の鋼矢板10に接続されるように各プレキャストコンクリート部材20が配列されているため、構造壁1の剛性をより向上させることができる。

0037

また、鋼矢板10の突出部11とプレキャストコンクリート部材20の第1の端部22および第2の端部23とを連結する棒状部材50の両端に配置される拘束部材35は、内側主筋31と外側主筋32の間に保持され、さらに内側主筋31と外側主筋32は、周囲を拘束鉄筋38で囲まれて結束されることにより、内側主筋31と外側主筋32が一体的に補強されている。その結果、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の連結をより強固なものにすることができる。

0038

さらに本実施形態では、隣り合うプレキャストコンクリート部材20の目地部と隣り合う鋼矢板10の目地部とが重ならないように両者が接続されているため、地震発生時等における鋼矢板10の目地部のずれや、プレキャストコンクリート部材20の目地部のずれを抑えることができる。このような接続構造の場合、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の接続部において曲げせん断または軸力を受けた際には、プレキャストコンクリート部材20で受けた力が各鋼矢板10に伝達され、鋼矢板10で受けた力が各プレキャストコンクリート部材20に伝達されるため、構造壁1としての剛性を高めることができる。また、この接続構造の場合、鉛直方向からの荷重に対する抵抗力も大きくすることができる。

0039

本実施形態の構造壁1は、以上の第1〜第3工程を繰り返し行うことで構築される。なお、上記の第3工程の終了後においては、棒状部材50の挿入箇所に相当するプレキャストコンクリート部材20外面の凹部36がモルタル37で埋められる。

0040

なお、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20の接続方法に関し、本実施形態では第2工程で棒状部材50に張力を付与することとしたが、第2工程ではなく第3工程で棒状部材50に張力を付与することにしても良い。この場合、例えば棒状部材50として鋼製ボルトを使用する際には、鋼製ボルトを予め樹脂等で被覆しておくことで、開口部21内で凝固したモルタル24との間で滑りが生じやすくなり、鋼製ボルトを回転させることができる。ただし、棒状部材50に張力を付与せずに開口部21内にモルタル24を注入すると、棒状部材50に撓みが生じることがあるため、より強固に鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20を接続するためには、第2工程で棒状部材50に張力を付与することが好ましい。

0041

<第2の実施形態>
第2の実施形態では、プレキャストコンクリート部材20の開口部21の内部の空隙(開口部21の内部において、鋼矢板10の突出部11の周囲に位置する空間)にずれ止め鉄筋55が挿入されている。

0042

上述した第1の実施形態においては、図示を省略したが、図4、5に示すように、プレキャストコンクリート部材20の側面には、開口部21に連通するモルタル注入穴25が設けられており、このモルタル注入穴25を介してプレキャストコンクリート部材20の開口部21内にモルタル24を充填する。なお、このモルタル注入穴25は、開口部21内に充填されたモルタル24が凝固して構造壁1が構築された時点では、その凝固したモルタル24によって塞がれた状態となる。

0043

本実施例では、ずれ止め鉄筋55として、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22と第2の端部23とに架け渡すことができる長さを有する、円弧状(弓型)の棒部材を用いている。この棒部材には、例えば異径鉄筋が用いられる。そして、本実施例においても、先と同様に、第2工程において、鋼矢板10の突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されるようにプレキャストコンクリート部材20を設置し、鋼矢板10の突出部11に形成された貫通穴12とプレキャストコンクリート部材20の下端部(第1の端部22と第2の端部23)に形成された貫通穴26に棒状部材50を挿入する。

0044

次に、本実施例では、プレキャストコンクリート部材20の側面に設けられたモルタル注入穴25から開口部21の内部にずれ止め鉄筋55を挿入する。そして、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22と第2の端部23とに架け渡すようにずれ止め鉄筋55を設置することにより、開口部21内において、鋼矢板10の上方に、ずれ止め鉄筋55がプレキャストコンクリート部材20の厚さ方向に連続するように配置する。その後、モルタル注入穴25を介してプレキャストコンクリート部材20の開口部21内にモルタル24を充填する。そして、充填されたモルタル24が凝固することにより鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20とが接続される。

0045

本実施例によれば、上述した第1の実施形態と同様に、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20を強固に接続でき、優れた剛性を有し、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さ方向の強度に優れた構造壁1を構築できるようになる。また、鋼矢板10の防食処理を省略することも可能となり、工期の短縮がはかれる。

0046

加えて、本実施例の構造壁1にあっては、プレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部の空隙にずれ止め鉄筋55が挿入されている。ずれ止め鉄筋55は、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22と第2の端部23とに架け渡された位置に設置されており、プレキャストコンクリート部材20の開口部21内の空隙において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tに連続するように配置されている。このため、鋼矢板10の上端面とプレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tの位置ずれが、ずれ止め鉄筋55によって効果的に防止される。例えば構造壁1を防潮堤等に使用する場合、津波などの発生時には海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになる。かかる場合、鋼矢板10の上端面とプレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tの位置ずれがずれ止め鉄筋55によって抑制されることにより、津波などから受ける大きな回転モーメントにも耐えられるようになる。

0047

<第3の実施形態>
第3の実施形態では、ずれ止め鉄筋55の形状が、第2の実施形態と異なっている。図7、8に示すように、本実施例では、ずれ止め鉄筋55として、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22から鋼矢板10の突出部11まで、および、プレキャストコンクリート部材20の第2の端部23から鋼矢板10の突出部11までに架け渡すことができる長さを有する、例えば異径鉄筋からなる棒部材を用いている。

0048

なお、説明のため、図7では、プレキャストコンクリート部材20の両側面に設けられたモルタル注入穴25が、プレキャストコンクリート部材20を幅方向W(図8)において、互いに同じ位置に示したが、本実施例では、図8に示すように、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22の側にあるモルタル注入穴25と、プレキャストコンクリート部材20の第2の端部23の側にあるモルタル注入穴25は、互い違いとなる位置に配置されている。

0049

そして、本実施例においても、先に説明した第1の実施形態と同様に、第2工程において、鋼矢板10の突出部11がプレキャストコンクリート部材20の開口部21に挿入されるようにプレキャストコンクリート部材20を設置し、鋼矢板10の突出部11に形成された貫通穴12とプレキャストコンクリート部材20の下端部(第1の端部22と第2の端部23)に形成された貫通穴26に棒状部材50を挿入する。

0050

次に、本実施例では、プレキャストコンクリート部材20の側面に設けられたモルタル注入穴25から開口部21の内部にずれ止め鉄筋55を挿入する。この場合、図7、8に示すように、プレキャストコンクリート部材20の第1の端部22の側にあるモルタル注入穴25から挿入したずれ止め鉄筋55を、第1の端部22から鋼矢板10の突出部11まで架け渡して設置する。また同様に、プレキャストコンクリート部材20の第2の端部23の側にあるモルタル注入穴25から挿入したずれ止め鉄筋55を、第2の端部23から鋼矢板10の突出部11まで架け渡して設置する。これにより、開口部21内において、鋼矢板10の上方に、ずれ止め鉄筋55をプレキャストコンクリート部材20の厚さ方向に連続するように配置する。その後、モルタル注入穴25を介してプレキャストコンクリート部材20の開口部21内にモルタル24を充填する。そして、充填されたモルタル24が凝固することにより鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20とが接続される。

0051

本実施例によれば、上述した第1の実施形態と同様に、鋼矢板10とプレキャストコンクリート部材20を強固に接続でき、優れた剛性を有し、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さ方向の強度に優れた構造壁1を構築できるようになる。また、鋼矢板10の防食処理を省略することも可能となり、工期の短縮がはかれる。

0052

加えて、本実施例の構造壁1にあっては、先に説明した第2の実施形態と同様に、プレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部の空隙にずれ止め鉄筋55が挿入されている。ずれ止め鉄筋55は、第1の端部22から鋼矢板10の突出部11まで架け渡された位置、および、第2の端部23から鋼矢板10の突出部11まで架け渡された位置に設置されており、各ずれ止め鉄筋55が、プレキャストコンクリート部材20の開口部20内の空隙において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tに連続するように配置されている。このため、鋼矢板10の上端面とプレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tの位置ずれが、ずれ止め鉄筋55によって効果的に防止される。例えば構造壁1を防潮堤等に使用する場合、津波などの発生時には海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになる。かかる場合、鋼矢板10の上端面とプレキャストコンクリート部材20の開口部2の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材20の厚さ方向tの位置ずれがずれ止め鉄筋55によって抑制されることにより、津波などから受ける大きな回転モーメントにも耐えられるようになる。

0053

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0054

例えば鋼構造物の形状や設置位置等は前述の実施形態で説明したものに限定されない。同様に、プレキャストコンクリート部材20の形状は前述の実施形態で説明したものに限定されない。

0055

例えば、鋼構造物として、U型の鋼矢板、Z型の鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板、あるいは、それらの任意の組み合わせなども使用できる。また、例えばプレキャストコンクリート部材は、側面視において左右非対称形状であっても良いし、高さが低い形状であっても良い。すなわち、プレキャストコンクリート部材の形状は構造壁1の用途によって適宜変更される。また、プレキャストコンクリート部材の開口部の形状は、使用する鋼構造物の形状、設置位置等において適宜変更される。

0056

また、前述の実施形態では、主鉄筋30として、内側主筋31と外側主筋32の組み合わせを例示したが、プレキャストコンクリート部材20の下端部に形成される第1の端部22と第2の端部23からプレキャストコンクリート部材20の上部まで連続するように配置されるものであれば、主鉄筋30として、任意の構成の鉄筋を使用できる。例えば主鉄筋30として、内側主筋31のみ、あるいは、外側主筋32のみとしても良いし、主鉄筋30として、内側主筋31と外側主筋32に加えて、他の配筋などを加えても良い。

0057

また、前述の実施形態では、プレキャストコンクリート部材20の内部において、開口部21の上方で内側主筋31と外側主筋32を交差させることにより、第1の端部22の内部に配置した内側主筋31と外側主筋32を、プレキャストコンクリート部材20の上部では第2の端部23の側に配置させ、また、第2の端部23の内部に配置した内側主筋31と外側主筋32を、プレキャストコンクリート部材20の上部では第1の端部22の側に配置させる構成を示した。このようにプレキャストコンクリート部材20の内部において、開口部21の上方で内側主筋31と外側主筋32を交差させれば、開口部21の上方において内側主筋31と外側主筋32の鉄筋密度が増加し、口部21の上方における剛性を高めることができる。その結果、防潮堤等に使用した場合に津波などから受ける大きな回転モーメント負荷を受けることとなる開口部21上方の剛性が高まり、強度的な信頼性が高まる。

0058

ただし、前述の実施形態のように、プレキャストコンクリート部材20の内部において内側主筋31と外側主筋32を交差させることは必須ではない。例えば図9に示すように、第1の端部22の内部に配置した内側主筋31と外側主筋32を、プレキャストコンクリート部材20の上部において第1の端部22の側に配置させ、また、第2の端部23の内部に配置した内側主筋31と外側主筋32を、プレキャストコンクリート部材20の上部において第2の端部23の側に配置させる構成も本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0059

以上の説明では、プレキャストコンクリート部材20の開口部21内の空隙や、プレキャストコンクリート部材20外面の凹部36にモルタルを充填することにしているが、モルタルに代えてコンクリートを充填することにしても良い。

0060

本発明は、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等に利用することができる。

0061

1構造壁
10鋼矢板
11 突出部
12貫通穴
13継手部
20プレキャストコンクリート部材
20a プレキャストコンクリート部材の幅方向端面
21 開口部
22 第1の端部
23 第2の端部
24モルタル
25モルタル注入穴
26 貫通穴
30主鉄筋
31 内側主筋
32 外側主筋
35拘束部材
36 凹部
37 モルタル
38拘束鉄筋
50棒状部材
51ナット
55ずれ止め鉄筋
L 構造壁の延長方向
t 構造壁の厚さ方向
W プレキャストコンクリート部材の幅方向

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