JP2001098767A - 鉄筋コンクリート構造物の補強工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量及び寸法を増加させることなく、鉄筋の
定着を有効に実現し、芳香族ポリアミド繊維シートの貼
付け効果による剪断補強や曲げ補強や、ひび割れ及び剥
落を有効に防止した鉄筋コンクリート構造物の補強工法
を提供する。 【解決手段】この補強工法では、コンクリート梁１のス
ターラップ方向に沿って被りコンクリート部４に、コン
クリート４の一部を取り除きながら鉄筋Ｇを埋設するた
めの溝５を施し、溝５と鉄筋Ｇとの間隙に力学的結合を
得るためにエポキシ樹脂等の樹脂材料Ｗを充填して隙間
を埋める。そして、溝５と敷設された鉄筋Ｇとの間隙
に、樹脂材料Ｗを充填して隙間を埋めた後、補強対象面
が面一となるように表面処理を施し、該面一となった補
強対象面にプライマーＱを塗布した後、ｘ方向に曲げお
よび引張り剛性の高い芳香族ポリアミド繊維シート８に
樹脂接着剤を含浸させながら巻き付けて硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、柱・梁・床版，
橋脚等の鉄筋コンクリート構造物の補強工法に係わり、
更に詳しくは重量や寸法を増加させることなく、コンク
リート構造物に鉄筋を定着させて補強することを可能と
した鉄筋コンクリート構造物の補強工法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鉄筋コンクリートは、一般に使用される
部材の用途によって柱・梁・床版などに分類され、鉄筋
の種類としては、主筋と呼ばれる主に曲げ変形や曲げ破
壊に抵抗する鉄筋と、帯筋、肋筋、またはスターラップ
筋と呼ばれる主にせん断変形やせん断破壊に抵抗する鉄
筋があり、これらの鉄筋は、補強材としてコンクリート
で包埋して使用される。

【０００３】鉄筋コンクリートは、正しく設計・施工さ
れたものであれば、初期の耐力や破壊様式や靱性を示す
ので問題はないが、用途変更による耐力向上に要求や、
耐震設計基準の引き上げによって既存不適格となる場合
などには、既存の構造物に対して後から補強を行う必要
が生じる。

【０００４】またコンクリート構造物の補強方法として
は、．増厚（または、増打）工法、．鋼板巻き立て
工法、．新素材繊維シート補強工法、等多種多様であ
り、様々な条件の異なる現場に適用されている。即ち、
コスト・重機の使用・重量増加・火気の使用・工事中の
音や振動などの諸条件を比較して最も有利な工法が選択
・実施されている。

【０００５】ところで、柱・梁・床版，橋脚等の既設の
コンクリート構造物を補強する場合、コンクリート構造
物の補強対象面のコンクリートを取り除きながら鉄筋を
埋設するための溝を形成し（一般的に溝はつりと呼称さ
れている）、この溝に鉄筋を敷設して、その上から３０
mm〜５０mmのコンクリート（被りコンクリート）を被せ
る方法が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記のよ
うな方法では所期の補強効果は得られるもの、重量増加
や寸法増加といった問題があった。

【０００７】この発明の目的は、重量及び寸法を増加さ
せることなく、鉄筋の定着を有効に実現し、しかも芳香
族ポリアミド繊維シートの貼付け効果による剪断補強や
曲げ補強や、ひび割れ及び剥落を有効に防止することが
出来る鉄筋コンクリート構造物の補強工法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、コンクリート構造物の補強対象面に鉄筋を
埋設するための溝加工を施し、該溝部に鉄筋を敷設した
後、鉄筋を溝部に固定し、溝部と鉄筋との間隙に樹脂充
填材を充填して前記補強対象面が面一となるように表面
処理を施し、該面一となった補強対象面にプライマーを
塗布した後、芳香族ポリアミド繊維シートに樹脂接着剤
を含浸させながら巻き付けて硬化することを要旨とする
ものである。

【０００９】この発明は、上記のように構成され、従来
の増厚工法の一種である、コンクリート構造物の補強面
に鉄筋を埋設する溝を形成し、該溝に鉄筋を埋設して補
強する工法で、更に芳香族ポリアミド繊維シート（アラ
ミド繊維シート）を使用することから新素材シート補強
工法を併用させることで、従来のような重量増加や寸法
増加を起こすことなく鉄筋の定着を有効に実現し、しか
も芳香族ポリアミド繊維シートの貼付け効果による剪断
補強や曲げ補強や、ひび割れ及び剥落を有効に防止する
ことが出来るものである。

【００１０】なお、芳香族ポリアミド繊維シートは、こ
の発明の実施形態に適するが、炭素繊維シートは適させ
ない。その理由としては、導電性のカーボンと鉄が接触
すると局部電池が形成され、鉄がイオン化して溶けて行
く現象（電食）が懸念されるからである。従って、芳香
族ポリアミド繊維シートは、絶縁性なのでこのような現
象は全くなく、芳香族ポリアミド繊維シートの選択は必
須の条件となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、この発
明の実施形態を説明する。

【００１２】図１は、この発明の第１実施形態における
コンクリート梁１の補強工法を説明するための一部正面
図、図２は図１のＡ−Ａ矢視拡大断面図を示し、２はコ
ンクリート柱、３はコンクリート床版を示し、この補強
工法では、まずコンクリート梁１のスターラップ方向に
沿って被りコンクリート部４に、コンクリート４の一部
を取り除きながら鉄筋Ｇを埋設するための溝５（溝はつ
り）を施す。

【００１３】また、コンクリート床版３の部分には、ケ
ミカルアンカー６を介して鉄筋挿入用の孔７を開設し、
鉄筋Ｇを孔７並びに溝５に敷設し、そしてケミカルアン
カー６にて鉄筋Ｇの端部を固定する。

【００１４】その後、溝５と敷設された鉄筋Ｇとの間隙
に、該鉄筋Ｇと溝５との力学的結合を得るためにエポキ
シ樹脂等の樹脂材料Ｗを充填して隙間を埋めるようにし
ている。これにより、図２に示すように、鉄筋Ｇのｘ，
ｙ，ｚ方向の変形や応力は、鉄筋Ｇを取り囲む３方向の
被りコンクリート４に伝達され、鉄筋コンクリート梁１
の補強が実現されたように見える。

【００１５】しかし、鉄筋Ｇの近傍の被りコンクリート
４の量が不十分であるため、過大が力が若干加わると鉄
筋周りのコンクリートが割れ落ちて鉄筋が脱落し、補強
がされない状態になってしまう。

【００１６】そこで、この発明では上記溝５と敷設され
た鉄筋Ｇとの間隙に、樹脂材料Ｗを充填して隙間を埋め
た後、補強対象面が面一となるように表面処理を施し、
該面一となった補強対象面にプライマーＱを塗布した
後、ｘ方向に曲げおよび引張り剛性の高い芳香族ポリア
ミド繊維シート８に樹脂接着剤（エポキシ樹脂接着剤）
を含浸させながら巻き付けて硬化することで、被りコン
クリート４の表面が硬い芳香族ポリアミド繊維強化樹脂
板と一体化するため、被りコンクリート４の全体が一体
化して鉄筋Ｇを定着する働きが強化される。

【００１７】即ち、ｚ方向の力に対しては、芳香族ポリ
アミド繊維シート８の強い曲げ剛性の作用で、鉄筋Ｇの
飛び出しが抑止され、また、ｘ，ｙ，ｚ方向の力に対し
ても、コンクリートの動きが均等化され、近傍のコンク
リート以外に周囲の広範囲のコンクリートにも力が分散
されるので、破壊にいたる限界が高くなる。

【００１８】なお、ｚ方向に曲げおよび引張り剛性の高
い芳香族ポリアミド繊維シート８とは、ｘ方向に近い方
向の繊維を出来るだけ表層近くに多く含む様な繊維配向
の板であり、適度な厚さを持たせることで曲げ剛性を効
果的に高めることが出来る。

【００１９】以上のようにして、芳香族ポリアミド繊維
シート８を巻き付けて硬化した後、光を遮る塗装等の施
工を行うものである。

【００２０】即ち、芳香族ポリアミド繊維シートや芳香
族ポリアミド強化樹脂繊維シートをそのまま光（可視光
および・または紫外線）に当てると、引張り強度等の力
学的特性が劣化するので、遮光の目的からはペンキ等の
塗料９を塗布するか、または耐火性を兼ねる、例えば、
モルタルによる１０mm程度の被膜を行うことも可能であ
る。

【００２１】また、図３は鉄筋コンクリート橋脚１１に
この発明の補強工法を実施した第２実施形態を示し、こ
の実施形態も、上記と同様に鉄筋コンクリート橋脚１１
の被りコンクリートの一部を取り除きながら鉄筋Ｇを埋
設するための溝１２（溝はつり）と、鉄筋挿入用の孔を
開設し、鉄筋Ｇを孔並びに溝１２に敷設し、そして図示
しないケミカルアンカーにて鉄筋Ｇの端部を固定する。

【００２２】その後、溝５と敷設された鉄筋Ｇとの間隙
に、エポキシ樹脂等の樹脂材料を充填して隙間を埋める
ようにし、その後，補強対象面が面一となるように表面
処理を施した後、補強対象面にプライマーＱを塗布して
曲げおよび引張り剛性の高い芳香族ポリアミド繊維シー
ト１３に樹脂接着剤（エポキシ樹脂接着剤）を含浸させ
ながら巻き付けて硬化する。

【００２３】これにより、鉄筋コンクリート橋脚１１の
被りコンクリートの表面が硬い芳香族ポリアミド繊維強
化樹脂板と一体化するため、被りコンクリートの全体が
一体化して鉄筋Ｇを定着する働きが強化される。

【００２４】更に、第１実施形態と同様に、芳香族ポリ
アミド繊維シートや芳香族ポリアミド強化樹脂繊維シー
トの引張り強度等の力学的特性が劣化するのを防止する
目的から、遮光の目的でペンキ等の塗料９を塗布する
か、または耐火性を兼ねるモルタルによる１０mm程度の
被膜を行うものである。

【００２５】次に、従来の溝に鉄筋を敷設して、その上
から３０mm〜５０mmのコンクリート（被りコンクリー
ト）を被せる工法（比較例）と、この発明の実施形態に
於ける工法（実施例）とを対比した結果を、下記の〔表
１〕に示す。 〔比較例の工程〕（図１参照） （１）．鉄筋コンクリート梁のスターラップ方向に沿っ
て被りコンクリート部に溝はつりを施す。 （２）．床版部には、鉄筋挿入（ケミカルアンカーにて
固定する）用の孔を開ける。 （３）．鉄筋をアンカー用孔ならびに溝はつり部に敷設
する。 （４）．鉄筋端部をケミカルアンカー等で固定する。 （５）．次いで、モルタル等を２〜５cmの厚さで被せて
鉄筋の定着を図る。

【００２６】これにより、溝はつりに配置した鉄筋は周
囲のコンクリート等にしっかりと固定され、構造的に有
効な梁のせん断補強が得られる。

【００２７】しかし、被せる厚さに応じて、梁の幅は４
〜１０cm、高さは２〜５cm膨れるために利用可能な空間
が減少する。更にモルタル等の被りによる重量増加は小
さくなく、梁を支える柱や土台の負担を増すことは避け
られない。

【００２８】〔本願発明の実施例の工程〕（１）〜
（４）の工程は、比較例と同様である。（５）．はつっ
た溝と敷設された鉄筋の隙間の充填、鉄筋とはつった溝
との力学的結合を得るために樹脂充填等によって鉄筋と
溝の隙間を埋める。 （６）．溝敷設された鉄筋との間隙に、樹脂材料を充填
して隙間を埋めた後、補強対象面が面一となるように表
面処理を施し、該面一となった補強対象面にプライマー
を塗布した後、ｘ方向に曲げおよび引張り剛性の高い芳
香族ポリアミド繊維シートに樹脂接着剤（エポキシ樹脂
接着剤）を含浸させながら巻き付けて硬化することで、
被りコンクリートの表面が硬い芳香族ポリアミド繊維強
化樹脂板と一体化するため、被りコンクリートの全体が
一体化して鉄筋Ｇを定着する働きが強化される。

【００２９】

【表1】 ⁽¹⁾ 500 mm角柱を想定

【００３０】ただし、この発明において優れている寸法
増加や重量増加が許容される場合には、工事費用が相対
的に安価である従来の工法によって良いのは当然であ
る。換言すれば、この発明が大変に価値ある工法となる
のは、たとえばテナントなどの賃貸店舗などの様に、売
り場面積減少につながる寸法変化が極端に忌避される場
合が例示される。

【００３１】以上のように、この発明の実施形態では、
従来の増厚工法の一種である、コンクリート構造物の補
強面に鉄筋を埋設する溝を形成し、該溝に鉄筋を埋設し
て補強する工法で、更に芳香族ポリアミド繊維シート
（アラミド繊維シート）を使用することから新素材シー
ト補強工法を併用させることで、従来のような重量増加
や寸法増加を起こすことなく鉄筋の定着を有効に実現
し、しかも芳香族ポリアミド繊維シートの貼付け効果に
よる剪断補強や曲げ補強や、ひび割れ及び剥落を有効に
防止することが出来るものである。

【００３２】

【発明の効果】この発明は、上記のようにコンクリート
構造物の補強対象面に鉄筋を埋設するための溝加工を施
し、該溝部に鉄筋を敷設した後、鉄筋を溝部に固定し、
溝部と鉄筋との間隙に樹脂充填材を充填して前記補強対
象面が面一となるように表面処理を施し、該面一となっ
た補強対象面にプライマーを塗布した後、芳香族ポリア
ミド繊維シートに樹脂接着剤を含浸させながら巻き付け
て硬化することで、重量及び寸法を増加させることな
く、鉄筋の定着を有効に実現し、しかも芳香族ポリアミ
ド繊維シートの貼付け効果による剪断補強や曲げ補強
や、ひび割れ及び剥落を有効に防止することが出来る効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態における鉄筋コンクリ
ート梁の補強工法を説明するための一部正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。

【図３】この発明の第２実施形態における鉄筋コンクリ
ート橋脚の補強工法を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１ コンクリート梁 ２ コンクリート
柱 ３ コンクリート床版 ４ 被りコンクリ
ート部 ５ 溝（溝はつり） ６ ケミカルアン
カー ７ 孔 ８ 芳香族ポリア
ミド繊維シート ９ 塗料 Ｇ 鉄筋 Ｗ 樹脂材料 Ｑ プライマー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の補強対象面に鉄筋
   を埋設するための溝加工を施し、該溝部に鉄筋を敷設し
   た後、鉄筋を溝部に固定し、溝部と鉄筋との間隙に樹脂
   充填材を充填して前記補強対象面が面一となるように表
   面処理を施し、該面一となった補強対象面にプライマー
   を塗布した後、芳香族ポリアミド繊維シートに樹脂接着
   剤を含浸させながら巻き付けて硬化する鉄筋コンクリー
   ト構造物の補強工法。
2. 【請求項２】 前記樹脂接着剤として、エポキシ樹脂を
   用いる請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の補強
   工法。
3. 【請求項３】 前記面一にした補強対象面にプライマー
   を塗布した後、目的とする強度を得ることが出来るまで
   芳香族ポリアミド繊維シートに樹脂接着剤を含浸させな
   がら複数枚巻き付ける請求項１または２に記載の鉄筋コ
   ンクリート構造物の補強工法。
4. 【請求項４】 前記芳香族ポリアミド繊維シートの巻き
   付け，硬化した後、表面に遮光を目的とした皮膜を施す
   請求項１，２または３に記載の鉄筋コンクリート構造物
   の補強工法。