鉄筋コンクリート橋脚の耐震補強工法の開発

鉄筋コンクリート橋脚の耐震補強のために、耐震補強工法の開発やその性能評価に関する検討を行いました。

1.はじめに

兵庫県南部地震以降、鉄筋コンクリート(RC)部材に対する耐震補強工法が開発されてきましたが、ラーメン高架橋部材を対象としたものが大半です。一方、RC橋脚は、一般的に段落しがなされていること、ラーメン高架橋柱と比較して大断面であり、鉄筋比が小さいといった特徴を有しており、それらを考慮した耐震補強工法の開発が求められています。

2.帯状鋼板と貫通PC鋼棒を用いた段落し補強工法の開発

段落し部(途中定着部)に関する規定(昭和58建造物設計標準)より前に設計されたRC橋脚は、地震により段落し部において脆性的な破壊が生じることがあります。そこで、段落し部に帯状の鋼板をPC鋼棒によって定着する補強工法を(株)ジェイアール総研エンジニアリング、鹿島建設(株)、(株)熊谷組、高周波熱錬(株)と共同で開発しました(図1)。開発工法は、従来のRC巻立て補強工法よりも橋脚の重量の増加が少なく、基礎の負担が少ないことに加えて、断面の増加が少なく、河積阻害率への影響が抑えられます。また、大型試験体を用いた載荷試験等により、施工性や補強効果を確認しました。

3.貫通PC鋼棒により拘束効果を向上させた鋼板巻き立てRC橋脚のじん性補強工法の開発

一般的な耐震補強法として補強材の巻き立てがありますが、このような工法には、断面寸法が増加すると拘束力が低下し、補強効果が小さくなるという特徴があります。そこで、断面寸法の大きなRC橋脚にも使用できる耐震補強法として、貫通PC鋼棒により拘束効果を向上させた鋼板巻き立てRC橋脚のじん性補強工法を開発し、載荷実験によりその効果を検証するとともに、変形性能評価法を提案しました(図2)。

4.曲面状鋼板と補強軸方向鉄筋による曲げおよびじん性補強工法の開発

壁式RC橋脚は、鉄筋コンクリートラーメン高架橋柱に比べて軸方向鉄筋比が小さく、断面が大きく扁平であるため曲げ補強が必要となる場合があるとともに効率よく変形性能を向上させる必要があります。そこで、(株)大林組と共同で曲面状分割鋼板を用いた壁式橋脚耐震補強工法を開発しました(図3)。本工法は、鋼板を曲面上にすることでフープテンションによる変形性能を効率的に確保できるとともに、補強軸方向鉄筋を配置することで曲げ補強が可能です。また、性能確認実験等を行い、「曲面状分割鋼板を用いた既設鉄道コンクリート壁式橋脚の耐震補強設計・施工指針」を発刊しました。

図1 帯状鋼板と貫通PC鋼棒を用いた段落し補強工法
図2 貫通PC鋼棒により拘束効果を向上させた鋼板巻立てRC橋脚のじん性補強工法
図3 曲面状鋼板と補強軸方向鉄筋による曲げおよびじん性補強工法

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参考文献

  1. 中田裕喜、奥西淳一、岡本大:帯状鋼板と貫通PC鋼棒を用いたRC橋脚段落し部の耐震補強および修復効果、コンクリート構造物の補修、補強、アップブレード論文報告集、Vol.14、pp.467-474、2014.10
  2. 武田篤史、田中浩一、中田裕喜、鬼頭直希、岡本大:曲面状分割鋼板を用いた壁式橋脚耐震補強工法の性能確認実験、第17回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集、pp.249-256、2014.07
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