JP3150634B2 - プレキャスト桟橋構造およびそれを用いた埠頭構築工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に緊急性を要す
るなど工程の逼迫した工事に有効なプレキャスト桟橋構
造およびそれを用いた埠頭構築工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】緊急性を要するなど工程の逼迫した工事
では、海象条件に左右されず、工期の短縮が強く望まれ
る。特に、杭式横桟橋上部工構造による桟橋施工におい
ては、これまでの一般的な場所打ちＲＣ（reinfoced co
ncrete：鉄筋コンクリート）工法を採用すると、工事期
間中、台風などによる荒天時の波浪、航行船舶の航跡波
による影響を受ける。そのため、支保工架設からコンク
リート打設に至る工程にリスクを伴い、かなりの工期を
要しているのが現状である。また、土木工事従事者の高
齢化などからも施工の省力化は必要である。

【０００３】平成７年の阪神・淡路第大震災において、
本願出願人は神戸港摩耶埠頭の復旧工事に携わった。そ
の際、従来からの場所打ちＲＣ工法に代わる復旧工法と
して、復旧埠頭の総延長５９９ｍに対応し、ＲＣ構造に
よる長さ９．５〜２６．２５ｍのブロック化した桟橋上
部工梁部を順次架設するプレキャストブロック工法を採
用した。この場合、予めプレキャストブロックを陸上の
製作ヤードで製作し、復旧埠頭に沿って打設された鋼管
製の基礎杭まで１ブロックごと、基礎杭に架設して順に
復旧埠頭の延長まで１スパン５０ｍに接続するというも
のである。

【０００４】係るプレキャストブロック工法は、大幅な
工期短縮を実現するという画期的な成果をあげることが
できた。復旧工事に臨むにあたって、発明者らは、プレ
キャスト化により工期短縮と省力化を実現するために、
上部工の梁部となるプレキャストブロックの１個当たり
の長さを可能な限り長大化することを念頭においた。桟
橋の１スパンの延長５０ｍに対応する基礎杭の本数は２
０本程度が考えられた。基礎杭は海上側からクレーン付
台船のバイブロハンマーによって海底に打設される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、打設された
各基礎杭の杭頭天端にプレキャストブロックを支持する
ための支承部を設けた場合、その支承部を基準レベルに
合わせて高低差を±０とすることは不可能に近く、施工
誤差等により最大で±５ｍｍ前後の高低差を見込む必要
がある。そうした支承部の高低差によって、架設中や架
設後の上部工梁部プレキャストブロックに生じる応力等
の剛性面への影響は大なるものがある。したがって、１
スパン５０ｍに対応する長さのプレキャストブロック
は、剛性強度的にも、あるいは架設施工時に困難を伴う
ことが想定された。そのため、１つのプレキャストブロ
ックの長さは１スパンを基本的に２分割に設定した。

【０００６】しかしながら、そのような長さにプレキャ
ストブロックを設定した場合でも、基本的に支承部の高
低差でプレキャストブロックに部分的な応力集中が発生
することを回避する必要がある。

【０００７】そこで、本発明の主たる目的は、プレキャ
ストブロックを下方から支持する基礎杭の杭頭に設けた
支承部のレベル高低差を吸収し、架設時に桟橋上部工梁
部に与える剛性等への影響を最小限にとどめること、お
よび架設後に基礎杭に対する支持反力を均等にすること
により、場所打ちＲＣ工法の場合と同断面でのプレキャ
スト桟橋構造およびそれを用いた埠頭構築工法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるプレキャスト桟橋構造は、構築される
埠頭長さに沿って水底に所定ピッチで打設され、杭頭を
水上に露出させた基礎杭と、予め埠頭長さを分割したＲ
Ｃ構造の桟橋上部工用梁部として製作され、架設時に前
記杭頭に挿入させて一体化するための鞘管を有するプレ
キャストブロックと、前記プレキャストブロックを支持
する前記杭頭における支承部に設置され、前記プレキャ
ストブロックの架設時に前記支承部の高低差を吸収する
緩衝ゴム材、及び架設後の前記プレキャストブロックの
重量による前記基礎杭の支持反力を均等化する感圧硬化
ゴム材を有するレベル調整支承機構とを備えることを特
徴としている。

【０００９】また、係るプレキャスト桟橋構造を用いた
埠頭構築工法は、複数の基礎杭を、杭頭を水上に露出さ
せ、構築される埠頭長さに沿って水底に所定ピッチで打
設し、ＲＣ構造の桟橋上部工用梁部として、埠頭長さを
分割した長さのプレキャストブロックを予め製作し、前
記プレキャストブロックを１ブロック毎に打設済みの前
記基礎杭の対応する幾つかに架設する際、前記プレキャ
ストブロックに設けてある前記基礎杭に対応した数の鞘
管を前記杭頭に挿入させて前記プレキャストブロックを
位置決めする。位置決めに際し、前記基礎杭上の支承部
に設置した、前記プレキャストブロックを支持する前記
杭頭における支承部に設置されて前記プレキャストブロ
ックの架設時に前記支承部の高低差を吸収する緩衝ゴム
材、及び架設後の前記プレキャストブロックの重量によ
る前記基礎杭の支持反力を均等化する感圧硬化ゴム材を
有するレベル調整支承機構を、介在させることを特徴と
している。

【００１０】以下、それを繰り返して位置決め後のプレ
キャストブロックに他のプレキャストブロックを１スパ
ン５０ｍに接続する。

【００１１】したがって、この埠頭構築工法にあって
は、海上作業と併行して桟橋上部工梁部となるプレキャ
ストブロックの製作が別途可能となり、工期短縮が図れ
る。その際、施工誤差等による支承部の高低差は、各基
礎杭の杭頭に設置したレベル調整支承機構によって吸収
される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態の
プレキャスト桟橋構造およびそれを用いた埠頭構築方法
について、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、大震災等によって被災した埠頭に
おいて、滑動や傾斜した既設のケーソン１を本発明のプ
レキャスト桟橋構造による埠頭構築工法で復旧する形態
を示す部分断面による側面図である。その概要は、桟橋
上部工の梁部と床版部を個別にプレキャスト化し、梁部
についてはその大部分を陸上製作のプレキャストブロッ
ク１０として現場架設後に基礎杭（鋼管杭）２０と一体
化される。床版部については、別途工場製作が可能であ
るＰＣホロー桁として、陸上で横組を行った後、梁部に
一括架設される。

【００１４】図２〜図６は、桟橋上部工の１ブロックを
構成するプレキャストブロック１０の製作フローを示し
ている。桟橋の１スパンの延長は５０ｍであるが、剛性
や施工性等を考慮して、基本的に１スパンを２分割した
プレキャストブロック１０を製作し、それらを現場にて
架設する。

【００１５】まず、図２に示すように、陸上の製作ヤー
ドにおいてプレキャストブロック１０の１つ分の型枠基
板１１が準備され、この型枠基板１１上に、１プレキャ
ストブロックに対して後述する基礎杭の本数に対応する
数だけ、複数個の鞘管１２が適宜間隔をもって配置され
る。

【００１６】次に、図３に示すように、プレキャストブ
ロック長さ方向へ、鞘管１２と鞘管１２との間をわたす
ようにしてＨ形鋼による架設用鋼材１３が配置され、鉄
筋１４を配筋し、吊筋が配置される。配筋後、型枠が組
み立てられる。

【００１７】配筋および型枠組立後、図４に示すよう
に、コンクリートが打設されて１つのプレキャストブロ
ック１０の製作が完了する。

【００１８】図５は、プレキャストブロック１０の一例
を示す平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線による側面
断面図を示している。この場合、２本の平行な縦桁梁１
５とこれに直交する３本の横桁梁１６から駆体が構成さ
れ、基礎杭の本数に対応する数の鞘管１２が埋め込まれ
た形状のものが示されている。縦桁梁１５の１本に対し
その全長より接合個所まで前述の２本の架設用鋼材１３
が平行に各鞘管１２の上部に挿通して埋め込まれた形と
なっている。さらに、架設時等における補強に万全を期
すため、縦桁梁１５の１本に対しその全長にわたって、
Ｈ形鋼による２本の架設用鋼材１７が駆体上面に露出し
た形で配置されている。

【００１９】一方、製作ヤードにおいて桟橋上部工のプ
レキャストブロック１０の製作と併行して、復旧現場で
は、図１で示されたように、新設桟橋の法線方向に２列
に長大で大径サイズの基礎杭２０がクレーン付台船のバ
イブロハンマーにより海底に打設される。図７は、基礎
杭２０を設定された縦横ピッチで打設する態様を示し、
図８は基礎杭２０の杭頭部を示す斜視図である。基礎杭
２０の打設が終了すると、図９に示す起重機船によりプ
レキャストブロック１０が製作ヤードから施工現場まで
搬送され、打ち込み済みの基礎杭２０上に架設される。

【００２０】ところで、基礎杭２０の打ち込み後、その
上に設置される支承部の高さレベルの誤差は理想的には
０であることが望ましい。しかしながら、後述の図１２
に示すように、プレキャストブロック１０を下方から支
持する基礎杭２０の杭頭支承部においては、現場施工で
あるがゆえに、基準レベルＨに対して±５ｍｍ程度の高
低差ｈが発生することは止むを得ない。支承部の数が両
端２点の単純支持梁ではさほど問題とならない。今回の
ように、１つのプレキャストブロック１０に対して例え
ば１０本の基礎杭２０で支持する場合（図５参照）、各
支承部の高低差ｈは、プレキャストブロック１０に局所
的に過大な応力集中を生じさせる。このことは杭頭反力
の不均等を生じさせ、基礎杭２０にとっても軸力を残留
させる結果を招く。

【００２１】そこで、本発明では、図１１以下の各図に
示すように、各基礎杭２０の支承部における高低差ｈを
吸収する構造が採用されている。

【００２２】図１１は、１本の基礎杭２０の平面図であ
り、図１２は図１１のＢ−Ｂ線による基礎杭２０の杭頭
における支承部断面図を示している。

【００２３】各基礎杭２０の支承部では、その杭頭に切
欠した凹部２１が形成してあり、この切欠凹部２１を図
６で示されたプレキャストブロック１０側の平行２本の
架設用鋼材１３が挿通できるようになっている。また、
基礎杭２０の杭頭部は収縮補償用のコンクリートを充填
した中詰めコンクリート２２によって閉塞されている。
この中詰めコンクリート２２の上面には、基準レベルＨ
に合わせるための左右一対のレベル調整支承機構２３が
設置されている。

【００２４】レベル調整支承機構２３は、（ａ）基礎杭
２０における杭頭支承部の高低差ｈを吸収すること、
（ｂ）プレキャストブロック１０を架設後に各基礎杭２
０における支持反力を均等化させること、の２つの目的
を達成するために設置される。したがって、（ａ）項の
目的を果たす対向一組の２個の緩衝ゴム材２４を上部に
有し、（ｂ）項の目的を果たす対向一組の２個の感圧硬
化ゴム材２５を下部に有している。また、感圧硬化ゴム
材２５を下方から支持する部材として、中詰めコンクリ
ート２２の上面に設置されたベース２６を有している。
このベース２６と感圧硬化ゴム材２５との間には、感圧
硬化ゴム材２５と同一平面サイズの面圧調整板２８を介
在させている。さらに、感圧硬化ゴム材２５とこの上の
緩衝ゴム材２４とを仕切る形で受圧仕切板２７を介在さ
せ、同様な受圧仕切板２７を緩衝ゴム材２４の上に配置
した積層構造体となっている。係る積層構造体のレベル
調整支承部材２３が架設用鋼材１３を下方から支持する
形となる。

【００２５】ここで、中詰めコンクリート２２の上面に
設置されるベース２６は鋼板が用いられ、基準レベルＨ
はベース２６の上面をもって測量される。中詰めコンク
リート２２の打設時にレベル調整したベース２６を設置
する。中詰めコンクリート２２の打設後、再度ベース２
６のレベル測量を行い、基準レベルＨに合わせるために
必要に応じて薄い鋼板を設置する。

【００２６】上下を２枚の受圧仕切板２７で挟まれた形
の上部層の緩衝ゴム材２４は、架設時のプレキャストブ
ロック１０の重量に対応して弾性変形する。受圧仕切板
２７は緩衝ゴム材２４の弾性変形に追従して変動する。
すなわち、緩衝ゴム材２４は弾性変形によって基礎杭２
０の杭頭支承部における高低差ｈ、つまりベース２６の
上面の測量誤差等による高低差を吸収する。使用ゴムは
その特性から柔軟なものほど歪量は多い。すなわち、硬
度の低いものほど高低差ｈを吸収し易い。そのため、一
般に使用される柔軟な硬度５０度のゴム材を採用してい
る。

【００２７】これに対して、下部層を形成するベース２
６上の感圧硬化ゴム材２５は、「硬化前の可塑性」と
「硬化後の弾性」という極めて便利な２つの特性を有す
る材料である。その構造は、２種類の未加硫ゴムの数層
を積層したもので、硬化前の塑性変形量は厚さの８０％
である。硬化前の塑性変形という特性を生かして、各基
礎杭２０における不均等な支持反力を均等化する機能を
発揮するゴム材である。また、この感圧硬化ゴム材２５
の塑性変形量は、加圧面積当たりの載荷重（面圧）によ
り異なり、面圧の大きいものほど変形量は大きい。その
ため、ベース２６上に介在させた感圧硬化ゴム材２５と
同一平面サイズの面圧調整板２８によって面圧均一化が
避けられるようになっている。

【００２８】そこで、図９のように、起重機船によって
１つのプレキャストブロック１０を架設する際、図１３
に示すように、まずプレキャストブロック１０側の各鞘
管１２に対応する基礎杭２０の杭頭を入れ込み、微調整
による位置決めが行われる。基礎杭２０の杭頭に鞘管１
２を挿入してプレキャストブロック１０が載置される。
数本の基礎杭２０の杭頭にプレキャストブロック１０が
その平行２本の架設用鋼材１３を介して載置されると、
各基礎杭２０の杭頭支承部の高低差ｈの調整は、各基礎
杭２０上のレベル調整支承機構２３が模式的に示す図１
７および図１８のように弾性変形することで吸収され
る。

【００２９】図１７に示すように、一方の基礎杭２０が
高さの基準レベルＨである場合、他方の基礎杭２０の高
さレベルがそれよりもｈだけ高いとする。この場合、プ
レキャストブロック１０の重量によって他方の基礎杭２
０に設けたレベル調整支承機構２３はその高低差ｈを吸
収すべく弾性変形する。例えば、ベース２６の上面の施
工誤差等による高低差ｈが±５ｍｍである場合、架設後
のプレキャストブロック１０の重量によって緩衝ゴム材
２４の歪量に差が生じ、その高低差ｈを吸収する。その
後、図１８に示すように、感圧硬化ゴム材２５の塑性変
形量に差が生じ、緩衝ゴム材２４の各基礎杭２０で歪量
が均一となる。感圧硬化ゴム材２５は、塑性変形を生じ
た状態で約一週間放置後にその変形量を保持したままで
硬化する。

【００３０】このように、レベル調整支承機構２３によ
って、各基礎杭２０の杭頭支承部の高低差によるプレキ
ャストブロック１０側のレベル調整が行われ、各基礎杭
２０における支持反力が均一化される。その後、図１４
に示すように、プレキャストブロック１０側の各鞘管１
２と基礎杭２０との間の空隙に収縮補償用のコンクリー
ト３０が充填され、プレキャストブロック１０と基礎杭
２０とが一体化結合される。

【００３１】図１５は、プレキャストブロック１０をこ
の長手方向から見た場合の鞘管１２における基礎杭２０
との一体化結合部の断面を示している。図１６は、隣り
合う左右２つのプレキャストブロック１０Ａ、１０Ｂを
それらの長手方向から見た場合の接続部における一体化
結合部の断面図である。この図１６の接続部では、左右
相対するプレキャストブロック１０Ａ、１０Ｂの対向面
からはそれぞれ架設用鋼材１３が所定の長さで外部に露
出している。左右のプレキャストブロック１０、１０の
各架設用鋼材１３における対向突端部を下方から１本の
基礎杭２０で支持している。この基礎杭２０の天端には
各架設用鋼材１３の対向突端部に対応するレベル調整支
承機構２３が配置されている。架設後は、エンクローズ
継手２８で鉄筋を接合して、接続部に収縮補償用のコン
クリート３０を打設して一体化する。

【００３２】なお、本実施の形態の場合、被災埠頭を緊
急復旧する際の工法を想定して説明したが、被災埠頭に
限らず新設埠頭の構築工法としても、基本的に工期短縮
と省力化は共通しているので適用可能であることは勿論
である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプレキャ
スト桟橋構造およびそれを用いた埠頭構築工法は、海上
作業と併行して桟橋上部工梁部となるプレキャストブロ
ックを別途製作可能であることから、工期の短縮が図
れ、基礎杭の杭頭支承部に生じた施工誤差等による高低
差の吸収および支持反力の均等化が、各基礎杭の杭頭に
設置したレベル調整支承機構によって図られる。また、
海上作業が場所打ちＲＣ工法と比較して省力化されるこ
とから、施工の安全性を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】被災埠頭とこれを復旧する本発明に係る実施の
形態のプレキャスト桟橋構造を示す側面断面図である。

【図２】本実施の形態によるＲＣ構造のプレキャストブ
ロックを製作ヤードで製作する工程を示す斜視図であ
る。

【図３】本実施の形態によるＲＣ構造のプレキャストブ
ロックを製作ヤードで製作する工程を示す斜視図であ
る。

【図４】本実施の形態によるＲＣ構造のプレキャストブ
ロックを製作ヤードで製作する工程を示す斜視図であ
る。

【図５】製作後の本実施の形態のプレキャストブロック
を示す平面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線による側面断面図である。

【図７】基礎杭の打設中の態様を示す斜視図である。

【図８】基礎杭の杭頭を示す斜視図である。

【図９】打設基礎杭にプレキャストブロックを架設する
態様を示す斜視図である。

【図１０】打設後の基礎杭の杭頭支承部に生じた高低差
を示す斜視図である。

【図１１】各基礎杭の杭頭支承部に設置された本実施の
形態のレベル調整支承機構を示す平面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線による正面断面図である。

【図１３】基礎杭とこの杭間に架設されて位置決め中の
プレキャストブロックとの取り合いを示す側面断面図で
ある。

【図１４】プレキャストブロック側の鞘管と基礎杭側の
杭頭との間の空隙に収縮補償用コンクリートを充填して
一体化結合した状態を示す正面断面図である。

【図１５】プレキャストブロックの鞘管における基礎杭
の杭頭との結合を示す正面断面図である。

【図１６】隣り合うプレキャストブロック同士を接続す
る部分の基礎杭の杭頭との結合を示す正面断面図であ
る。

【図１７】各基礎杭の杭頭支承部に生じた高低差ｈにお
けるレベル調整支承機構を模式的に示す断面図である。

【図１８】各基礎杭の杭頭支承部に生じた高低差ｈをレ
ベル調整支承機構によって吸収した形態を模式的に示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 被災埠頭のケーソン １０ プレキャストブロック １２ 鞘管 １３ 架設用鋼材 １７ 架設用鋼材 ２０ 基礎杭 ２１ 切欠凹部 ２２ 中詰めコンクリート ２３ レベル調整支承機構 ２４ 緩衝ゴム材 ２５ 感圧硬化ゴム材 ２６ ベース ２７ 受圧仕切板 ２８ 面圧調整板 ３０ 収縮補償用コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 浩之 大阪府大阪市中央区備後町二丁目４番６ 号 佐伯建設工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−134230（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−51483（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02B 3/06 E01D 19/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構築される埠頭長さに沿って水底に所定ピ
   ッチで打設され、杭頭を水上に露出させた複数の基礎杭
   と、 予め埠頭長さを分割したＲＣ構造の桟橋上部工用梁部と
   して製作され、架設時に、前記各基礎杭の杭頭を挿入し
   一体化させるための複数の鞘管を有するプレキャストブ
   ロックと、架設された 前記プレキャストブロックを下方から支持す
   る前記各杭頭上面の支承部に、離間して対向配置された
   一組のレベル調整支承機構とを備え、 前記各レベル調整支承機構は、 上部に、架設時のプレキャストブロックの重量に対応し
   て弾性変形し、前記プレキャストブロックと前記各基礎
   杭それぞれとの間で発生する 高低差を吸収する緩衝ゴム
   材を、下部に、架設後に前記各基礎杭における不均等な
   支持反力を均等化する感圧硬化ゴム材を有する、積層構
   造体からなることを特徴とするプレキャスト桟橋構造。
2. 【請求項２】前記緩衝ゴム材は、２枚の受圧仕切板に上
   下から挟み込まれ、 前記感圧硬化ゴム材は、前記感圧硬化ゴム材の面圧の均
   一化を避けるための面圧調整板と共に、下側の前記受圧
   仕切板とベースとの間に挟み込まれている ことを特徴と
   する請求項１に記載のプレキャスト桟橋構造。
3. 【請求項３】上側の前記受圧仕切板は、前記基礎杭の内
   周面に沿う略半円形状に形成されて、前記鞘管と前記鞘
   管の間をわたすように平行に配置された２本の架設用鋼
   材の両下面に接する１枚の板体からなり、 前記緩衝ゴム材及び前記感圧硬化ゴム材は、それぞれ前
   記架設用鋼材の１本ずつに対応して配置された２枚の矩
   形状板体からなる ことを特徴とする請求項２に記載のプ
   レキャスト桟橋構造。
4. 【請求項４】前記緩衝ゴム材は、前記基礎杭の周面に沿
   って配置され、前記感圧硬化ゴム材 は、前記感圧硬化ゴ
   ム材と同一平面サイズに形成された前記面圧調整板と共
   に、前記緩衝ゴム材とは平面的にずれて配置されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のプレキャス
   ト桟橋構造。