JP2001355209A

JP2001355209A - コンクリート高欄の補修工法

Info

Publication number: JP2001355209A
Application number: JP2000177238A
Authority: JP
Inventors: Hironori Namiki; 宏徳並木
Original assignee: KYOBASHI KOGYO KK
Current assignee: KYOBASHI KOGYO KK
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】橋梁などのコンクリ−ト高欄を補修して、コ
ンクリ−ト片などの落下事故を防止し、かつ美観を保つ
ことができるコンクリ−ト高欄の補修工法を提供する。【解決手段】本発明に係るコンクリ−ト高欄の補修工
法は、金属板でコンクリ−ト高欄を覆うことにより紫外
線や風雨による劣化を防止して長期にわたる耐久性を付
与することを基本とし、更に防音壁としての機能付加や
アルカリ性付与シ−トによる補強効果を上げ、都市美観
を演出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、老朽化した橋梁の
コンクリート高欄の補修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンクリートの劣化が進み、その
対策が求められている。道路や鉄道のコンクリート高欄
はコンクリート厚が薄く、鉄筋の被り厚も小さいために
特に劣化が進んでコンクリート片の落下事故が発生して
おり、その防止が急務となっている。また、劣化した表
面は汚れて都市景観を害している。

【０００３】従来老朽化した橋梁コンクリート高欄の補
修工法としては、各種高分子材料もしくは無機材料を劣
化したコンクリート表面に塗布する工法が広く用いられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかながら、表面に塗
布した材料による被覆効果は紫外線劣化や空気中の炭酸
ガスや酸性雨による中性化、あるいは排気ガスなどの腐
食性環境による劣化など多種多用な原因によって十年程
度で失われることが多い。劣化が進むと剥離や局部的な
崩落などにより災害を発生する恐れがあるので、管理者
は定期的に補修用材料を塗布する必要がありメンテナン
ス費用の増大を招いている。また劣化した表面は醜く汚
れるため、塗布する以前より都市景観を害している例も
ある。

【０００５】本発明がこれら問題に鑑みて解決しようと
するところは、コンクリート高欄に長期耐久性を付与す
ることが可能で外観が美しいコンクリート高欄の補修工
法を確立することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、本発明者は、金属板を用いてコンクリート高欄を覆
うことにより長期耐久性を付与する簡便な方法を考案し
た。

【０００７】金属板は加工が難しく、施工現場の高欄の
形状に合わせて現地で加工することは難しいと考えられ
ていた。本発明においては、金属板に縦方向に補強リブ
を設けて直立するに必要な剛性を付与する一方、横方向
には補強リブを設けることなくかつ板厚を薄くして高欄
の凹凸に合わせて容易に屈曲せしめる構造としている。
そして、金属板の横方向を高欄の長手方向と一致させ
て、高欄の曲率に沿って配設せしめ、高欄とその両側に
配設した金属板を貫通ボルトで結合することにより補修
する。

【０００８】金属板の材質としては、押し出し成型加工
が容易で表面が美しく変色などの経年変化が少ないアル
ミニウムあるいはアルミニウム合金を用いるのが最適で
あると考えられるが、これに限らず長期にわたる耐久性
を持つ金属であるチタンやマグネシウムをはじめ銅、
鉛、亜鉛、クロム、ニッケル、あるいはこれら金属の合
金を用いても良く、これらを表面加工して耐久性を向上
せしめた材料でも良い。また錆びやすいとされる鉄を用
いて、表面に塗装ではなく金属溶射をはじめとするさま
ざまな高耐久性を付与する処理を行った材料を用いても
良い。

【０００９】高欄を両側から挟んだ２枚の金属板の上端
に、更にキャップを設けて高欄を三方より覆うことによ
り、高欄と金属板の間に雨水が侵入するのを防いで補修
効果を増してより効果的である。

【００１０】金属板を上方に延長して高欄高さを大きく
して、高欄を塀と考えた場合の塀による遮音効果を高め
ることも好ましい。金属板の上端に金属板をつなぐキャ
ップを設けて金属板とキャップがフィーレンディール桁
を構成せしめるなどして、風などによる水平方向荷重に
対して必要な強度を得ることも有効である。

【００１１】こうして構成した遮音壁の音源側の金属板
にルーバーを設け、両側の金属板の間にグラスウールや
ロックウールなどの吸音材を配設して吸音効果を付与す
ると防音効果が増加して効果的である。

【００１２】また、金属板と高欄との間にアルカリ付与
剤を付着させたシートを配設することにより、コンクリ
ート高欄の中性化を防止して強度を保つ効果がある。

【００１３】また、金属板と高欄との間にモルタル、無
収縮モルタルあるいは樹脂モルタルなどを充填すること
により、コンクリート高欄の劣化を防止し、かつコンク
リート高欄および金属板と一体となって強度を高める効
果がある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の種々の実施形態を
説明する。図１は、本発明に係るコンクリート高欄の補
修方法を説明するための側面図、図２は、図１に示した
補修されたコンクリート高欄の断面図、図３は、金属板
の断面図である。これら各図において、符号１はコンク
リート高欄、２ａは高欄外側に配設した金属板、２ｂは
内側に配設した金属板、３および５は貫通ボルト、４お
よび６はナット、７はアンカーボルト、２０はキャップ
を示している。

【００１５】（基本工程）本実施形態の基本工程は次の
通りである。先ず、金属板２ｂを被補修コンクリート高
欄１の内側表面上に配設して、金属板２ａを被補修コン
クリート高欄１の外側表面上に配設する。金属板２ａお
よび２ｂの幅方向はコンクリート高欄１の長手方向と一
致させ、金属板２ａおよび２ｂがコンクリート高欄１に
沿って略隙間なく配設する。

【００１６】貫通ボルト３を金属板２ａ、コンクリート
高欄１および金属板２ｂを貫通するように配設して、ナ
ット４を配設して適度のトルクで締め付け、金属板２ａ
および２ｂをコンクリート高欄１に固定する。金属板２
ａの下端を、高欄１を支持する床版１ａに沿って屈曲せ
しめ、金属板２ａの下端を床版１ａに固定するためにア
ンカーボルト７を配設し、金属板２ａの上端を金属板２
ｂの上端と繋ぐようにキャップ２０を配設して補強は完
了する。この操作を高欄１の長手方向に繰り返すことに
より、高欄１を必要な延長距離にわたり補修することを
得る。

【００１７】なお、貫通ボルト３および５、ナット４お
よび６、アンカーボルト７などの数は１本に限らず、構
造強度を保つ上で必要な本数を必要な位置に配設する。
またキャップ２０を金属板２ａおよび２ｂと連結するボ
ルトを貫通ボルトと独立に設けても良い。取り付け順序
は記載の通りが合理的であると考えられるが、現場の状
況などにより変わっても何ら差し支えることはない。

【００１８】以上の工程をより具体的に以下に詳説す
る。

【００１９】（コンクリート高欄への金属板の取り付
け）コンクリート高欄１へ金属板２ａおよび２ｂを取り
付ける前に、高欄にコンクリートドリルを用いるなどし
て貫通ボルト用の穴を削孔するのが好都合である。金属
板２ａおよび金属板２ｂをコンクリート高欄に略密着支
持した状態で貫通ボルト３，５を配し、ナット４，６を
取り付け、ナット４、６を締め付けることにより金属板
２ａおよび２ｂを高欄１に固定することを得る。貫通ボ
ルトの数が複数である時は貫通ボルト３，５を配しナッ
ト４，６を締め付ける過程を繰り返す。高欄１が長手方
向に曲線状に湾曲している時は、幅方向に複数の貫通ボ
ルトを配設して端から順に締め付けていく過程で金属板
は幅方向に湾曲して高欄１に沿って配設することを得
る。

【００２０】続いて金属板２ａ，２ｂを隣接する幅方向
に配設して、同様な操作を繰り返すことにより、高欄１
の長手方向に補強範囲を広げることを得る。金属板２
ａ，２ｂと金属板２ａ，２ｂとの継ぎ手は図３（ａ）に
その断面図を示すように、相互に嵌めあう嵌合構造２
ｄ，２ｅとすると金属板の隙間が無く好都合であるが、
これに限定するものではなく、僅かな隙間を隔てて独立
した構造としても良い。障害物などのために連続して配
設することを得ない場合も同様である。ここで、図３
（ａ）はアルミニウムあるいはアルミニウム合金を押し
出し成型加工にて製造した、縦リブ２ｃと嵌合構造２
ｄ，２ｅを有する金属板２ａ，２ｂの例であるが、図３
（ｂ）に示すように金属板材をプレス、曲げ加工して前
記縦リブに相当する縦波付け部２ｆと、両側縁に互いに
嵌め合い可能な形状の嵌合構造２ｇ，２ｈを形成した金
属板２ａ，２ｂを用いることもコスト面で有利である。

【００２１】（胴縁）貫通ボルト３，５を大きな力で締
め付けると、金属板２が貫通ボルト位置で局部的に曲げ
変形することがある。図４（ａ）は貫通ボルト３による
締め付け荷重を金属板２に分散して伝達するように胴縁
１０を設けた例で、金属板２に縦リブ２ｃがあるので胴
縁１０の曲げ変形を防止するために、更にパッキング１
１を配している。尚、図中符号１２は平ワッシャであ
る。パッキング１１は胴縁１０と金属板２とを強固に結
合するために挿入するもので、リブ高さと略等しい厚さ
を持つ同一金属製のワッシャとすると好都合である。

【００２２】なお、胴縁１０は貫通ボルト３およびナッ
ト４で締め付ける全部の個所に設けても良く、外観を重
視して外側のみに設けても良い。材質として金属板と同
一の材質を用いてもよく、デザインを考慮して特別な材
質を用いたり、特殊な表面加工を施すなどをしても良
い。アンカーボルト７の締め付け部分についても、締め
付け荷重分散のために胴縁１０を設けることが望まし
い。

【００２３】（金属板下端の固定）外側金属板２ａの下
端を、高欄を支持する床版１ａに沿って屈曲せしめるた
めに、屈曲点の縦リブ２ｃを切断した上で、この線で折
り曲げて床版１ａに略密着せしめる。床版１ａに予め設
けたアンカーボルト孔を用いて、金属板２ａの下端をア
ンカーボルト７により固定する。アンカーボルト７とし
て、ケミカルアンカーやホールインアンカーなどのコン
クリートアンカーを用いると簡便である。

【００２４】（金属板上端の処理）金属板２ａおよび金
属板２ｂの上端を繋ぐようにキャップ２０を配設する。
キャップ２０は金属板２と同一材料の板を曲げ加工した
板を用いるのが簡便であるが、これに限定せず樹脂成型
品や窯業製品を用いても良いし、モルタルや樹脂モルタ
ルなどを塗布しても良い。金属板２と同一材料の板を曲
げ加工した板を用いた場合、キャップ２０と金属板２
ａ、２ｂはタッピングビスを用いて固定するのが簡便で
あるが、嵌め合い接合、溶接、接着など、どのような接
合方法を用いても良い。雨水が高欄１と金属板２ａ，２
ｂの隙間に入り難い構造とすることにより耐久性を向上
せしめることができるので、キャップ２０は金属板２
ａ，２ｂの外縁より外側まで覆い、雨水が金属板２ａ，
２ｂの内側に侵入して高欄１を濡らすことがない構造と
するのが良い。

【００２５】（金属板上端の延長）金属板２ａおよび金
属板２ｂの上端を高欄１の高さを超えて延長することに
より、防音壁を形成することを得る。図５は防音壁を構
成した一形態を示したもので、金属板２ａおよび２ｂを
防音壁として必要な高さまで上方に延長し、その上端に
キャップ２０を配設したものである。金属板は通常単独
で優れた遮音性能を有するが、金属板間に相当の間隔を
有する２枚の金属板２ａ，２ｂは良質の遮音壁を構成す
る。

【００２６】（防音壁の構成）図５は内側に配設した金
属板２ｂにルーバー８を設けて、音が２枚の金属板２
ａ，２ｂ間の空間に進入する構造とした上で、２枚の金
属板間の空間で音を吸収するように吸音材３０を配設し
て、吸音効果が高い防音壁を構成した一例でもある。２
枚の金属板２ａ，２ｂ間の空間に配設する吸音材３０の
材料としてはグラスウールやロックウールなどの吸音性
に優れた材料を用いるのが良く、間隔材を配設するなど
して吸音効果が発揮できる位置に配設するのが良い。

【００２７】（防音壁の強度）防音壁の高さが大きくな
ると、風荷重などの水平荷重が大となるので構造強度が
必要となる。図６に防音壁の力学的特性をモデル化して
示すように、下端を固定端となした金属板２枚の上端を
繋ぐキャップ２０を、金属板２ａ，２ｂに作用する水平
力を伝達しうる強度を有する構造（図６（ｂ）参照）と
することにより、防音壁の水平力に対する曲げ強度を単
独の金属板（図６（ａ）参照）の曲げ強度の略二倍とす
ることが出来て好都合である。つまり、図６（ａ）の場
合で、一方の金属板２ａの上端に水平に集中風荷重Ｗが
作用した際の該金属板の許容水平荷重Ｗ_aは、金属板の
高さをｈ、金属板の許容応力度をσ_a、金属板の断面係
数をＺとすれば、以下のようになる。

【００２８】Ｍ_A＝Ｗ_aｈＷ_a＝Ｍ_A／ｈ＝σ_a・Ｚ／ｈ

【００２９】ここでＭ_AはＡ点における曲げモ−メント
で、この点において曲げモ−メントが最大となるので許
容荷重はＡ点における金属板の曲げ応力度が許容値と等
しいとおいて上記のように決定される。また、同様に図
６（ｂ）に示すように上端をピン結合で連結した場合に
はそれぞれ以下のようになる。

【００３０】Ｍ_A＝Ｗ_aｈ／２Ｗ_a＝２Ｍ_A／ｈ＝２σ_a・Ｚ／ｈ

【００３１】更に、キャップ２０を金属板２ａ，２ｂの
曲げモーメントを伝達しうる構造に配設することによ
り、２枚と金属板とキャップによりフィーレンディール
構造（図６（ｃ）参照）を構成せしめることを得て、風
荷重などによる水平力に起因する防音壁の曲げ強度を単
独の金属板（図６（ａ）参照）を用いた場合の強度の略
４倍とすることができる。つまり、図６（ｃ）の場合に
は該金属板の許容水平荷重Ｗ_aは以下のようになる。

【００３２】Ｍ_A＝Ｗｈ／４Ｗ_a＝４Ｍ_A／ｈ＝４σ_a・Ｚ／ｈ

【００３３】（キャップの取り付け）防音壁の強度はキ
ャップ２０の取り付け方法に依存するので、金属板２
ａ，２ｂとキャップ２０との間で曲げモーメントを伝達
し得るように強固に取り付けることが好ましい。取り付
け方法はビスなどを用いた機械的な方法、接着剤を用い
る方法、溶接を用いる方法など、どのような方法を用い
ても良いが、タッピングビスを用いた機械的な方法が簡
便である。図７にはそのような構造の例を挙げる。

【００３４】図７（ａ）はキャップを内側と外側に二重
に配して継手の曲げ剛性を確保した例で、内側のキャッ
プ２０ａをタッピングビス２１ａで金属板２ａの内面側
に固定した後、外側のキャップ２０ｂをタッピングビス
２１ｂで金属板２ａの外面側に固定する。パッキング２
２は外側のキャップ２０ｂと金属板２ａとを強固に結合
するために挿入するもので、リブ高さと略等しい厚さを
持つワッシャとすると好都合である。

【００３５】図７（ｂ）は一重構造のキャップ２０を金
属板２ａ，２ｂに取り付ける場合に、タッピングビス２
１ａと２１ｂを縦方向に間隔を置いて二列に配して継手
の曲げ剛性を確保した例で、パッキング２２ａ，２２ｂ
は（ａ）の場合と同じ目的で配設する。

【００３６】（アルカリ付与シートの取り付け）高欄１
を金属板２ａ，２ｂにより覆って保護することにより、
高欄１の局部が剥離あるいは脱落しても、これを金属板
２ａ，２ｂが保持することにより落下を防ぐことを得
る。しかしながら高欄１の中性化が進むなどして高欄全
体が崩壊することを防止することはできない。

【００３７】アルカリ付与シートを高欄１と金属板２ａ
および２ｂの間に配設して、コンクリートの中性化を防
止することにより、高欄１の劣化進行を遅らせ、あるい
は強度回復を図ることを得る。アルカリ付与シートは各
種の紙、不織布や布に苛性ソーダー、炭酸ナトリウム、
けい酸リチウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ性材料
を付着、含浸させたもので、ポリビニール樹脂などの高
分子材料や膠、澱粉などの結合剤を用いて脱落を防止す
ることも有効である。また吸湿性を付与してコンクリー
トにアルカリイオンが移動し易くするのも良い。図８は
金属板２ａ，２ｂを配設する全面にアルカリ付与シート
４０を配設した例であるが、アルカリ付与シート４０は
劣化が激しい部分にのみ配設しても良い。

【００３８】（モルタルの充填）図９に示すように、コ
ンクリート高欄１と金属板２ａ，２ｂの隙間にモルタル
５０を充填することにより、コンクリート高欄１が直接
外気に触れなくなり劣化の進行を防止することも効果的
である。また、モルタルが金属板２ａ，２ｂとコンクリ
ート高欄１との隙間を埋めて完全に一体化することによ
り全体としての強度も上がり、補強効果が確実になる。

【００３９】充填するモルタルとしては、狭い隙間に流
入する流動性の高いモルタルを用いると好都合であり、
更にモルタルが硬化時の乾燥収縮が小さくコンクリート
高欄１と金属板２ａ，２ｂとの接着性が良好である無収
縮モルタルが好適である。補強効果をより確実にするこ
とが必要な時は、接着力が高い樹脂モルタル、エポキシ
樹脂などを注入しても良い。図９に実施例の断面図を示
す。充填モルタルが漏れないように要所にシール材５１
で漏れ止めシールを施してからモルタル５０を投入する
のが一般的であると考えられる。モルタル５０は高欄１
の天端より高い水準にまで投入して、劣化したコンクリ
ート高欄を完全に覆うのが効果的である。

【００４０】

【発明の効果】本発明のコンクリート高欄の補修工法に
よれば、劣化が進んだ道路や鉄道のコンクリート高欄を
補修し、長期耐久性を付与することが可能であり、外観
も美しくすることができる。当然、コンクリートの劣化
が進行する前に補修することにより、更に耐久性を付与
することができる。更に、コンクリート高欄より内外に
配する金属板を上方へ延長して防音壁を構成することが
でき、また両金属板間の空間に吸音材を充填すればより
防音効果に優れたものとなる。

【００４１】更に、高欄外方に配設した金属板を下方に
延長し、コンクリート高欄下方の橋梁床版に沿って屈曲
せしめて覆った上で先端を床版にアンカーボルトで固定
することにより、床版下面をも保護することができ、そ
の上、劣化した床版の崩落を防止して下方の通行に対す
る安全性を高めることができる。

【００４２】また、前記金属板とコンクリート高欄との
間にアルカリ性を有するシートを配設し、あるいはモル
タルを充填することにより、炭酸ガスや酸性雨によりコ
ンクリートが劣化する進行を止め、または劣化に対する
予防効果を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリート高欄の補修方法を説
明するための概略側面図である。

【図２】図１に示したコンクリート高欄の断面図であ
る。

【図３】コンクリート高欄を補修する金属板の断面図で
あり、（ａ）は図１に示した金属板の断面図、（ｂ）は
他の実施形態を示す金属板の断面図である。

【図４】胴縁を配置した例の断面図である。

【図５】防音壁を構成した例の断面図である。

【図６】防音壁を構成した場合の壁の水平力による曲げ
強度を計算する力学的モデルである。

【図７】防音壁を構成した場合の構造断面図である。

【図８】金属板とコンクリート高欄の間にアルカリ性付
与シートを配置した例の断面図である。

【図９】金属板とコンクリート高欄の隙間にモルタルを
充填した例の断面図である。

【符号の説明】

１被補修コンクリート高欄２ａ金属板（外側）２ｂ金属板（内側）２ｃ縦リブ３貫通ボルト４ナット５貫通ボルト６ナット７アンカーボルト８ルーバー１０胴縁１１パッキング２０キャップ２０ａ内側キャップ２０ｂ外側キャップ２１ａ、２１ｂタッピングビス２２パッキング２２ａ、２２ｂパッキング３０吸音材４０アルカリ性付与シート５０充填モルタル５１漏れ止めシール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート高欄を挟むように金属板を
配置し、貫通ボルトにより左右の金属板を固定して一体
化してなるコンクリート高欄補修工法。
【請求項２】前記金属板を高欄より上方に延長し、上
端を結合してフィーレンディール桁構造として風荷重に
対する水平耐荷力を有する防音壁を構成するコンクリー
ト高欄補修工法。
【請求項３】前記金属板を高欄より上方に延長した部
分の内部に吸音材を配設し、金属板に吸音孔を配設した
コンクリート高欄補修工法。
【請求項４】前記金属板の高欄外方に配設した金属板
を下方に延長し、コンクリート高欄下方の橋梁床版に沿
って屈曲せしめて覆った上で先端を床版にアンカーボル
トで固定して、床版下面をも保護するコンクリート高欄
補修工法。
【請求項５】前記金属板とコンクリート高欄との間に
アルカリ性を有するシートを配設してなるコンクリート
高欄補修工法。
【請求項６】前記金属板とコンクリート高欄との間に
モルタルを充填してなるコンクリート高欄補修工法。