JP2002129753A

JP2002129753A - コンクリート構造物の補強方法

Info

Publication number: JP2002129753A
Application number: JP2000326243A
Authority: JP
Inventors: 弘二 ▲濱▼岡; Koji Hamaoka; Koji Funeno; 浩司舩野; Kenji Taniguchi; 硯士谷口; Akira Kobayashi; 朗小林
Original assignee: NIPPON PS KK; Nippon Steel Composite Co Ltd
Current assignee: NIPPON PS KK; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＦＲＰ格子筋をコンクリート棒部材に固定
後、セメントやポリマーのモルタルを増厚する増厚工法
による補強方法を改良して、高いせん断補強効果のある
コンクリート補強方法を提供する。【解決手段】ＦＲＰ格子筋１００をウエブ面１ａに固
定して、セメントモルタルか、ポリマーのモルタル８を
増厚する方法にて、ＦＲＰ格子筋１００を固定する前
に、ウエブ面１をウォータージェット、ショットブラス
ト、又はサンドブラストを用いて下地処理し、且つ、Ｆ
ＲＰ格子筋１００のウエブ面１ａへの固定はリベットア
ンカー５にて行い、ウエブ面１ａの部材軸方向に対して
直角方向を上下方向とする時、ウエブ１の上端又は下端
に位置するハンチ部２が切削されて、ハンチ部２に取付
溝３が設けられ、ＦＲＰ格子筋１００端の突出部分１０
１が、ハンチ部２の取付溝３内に接着樹脂４にて固定さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、格子状の繊維強化
樹脂（ＦＲＰ）部材を用いたコンクリート構造物の補強
方法に関するものであり、特に、例えば、高架橋等の橋
における桁の補修、補強のために好適なコンクリート構
造物補強方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート構造物、特に老朽化
した、クラックの発生などの問題のある高架橋などのコ
ンクリート棒部材（以下、「コンクリート桁」、或いは
「桁」という。）のコンクリート補強方法として、図１
０（ａ）（ｂ）（ｃ）の各施工断面図に示すように、補
強材として鋼板１１を用いた鋼板接着工法（図１０
（ａ））、補強材としてＦＲＰシート１３を用いた連続
繊維シート接着工法（図１０（ｂ））、補強材としてＦ
ＲＰ格子筋１００を用いポリマーやセメントのモルタル
８で増厚した増厚工法（図１０（ｃ））がある。

【０００３】図１０（ａ）の鋼板接着工法は、桁の垂直
部材であるウエブ１の面１ａに鋼板１１を接着剤１２で
貼り付けて、アンカー１４で固定する工法であるが、鋼
板１１の自重が大きく、施工時の安全性に注意が必要で
あり、また、鋼板１１自体が錆びて腐食し、補強効果が
低下する可能性がある。

【０００４】図１０（ｂ）の連続繊維シート接着工法
は、炭素繊維等の高強度強化繊維に常温硬化型エポキシ
樹脂を十分に含浸させたシート状の連続繊維シート（Ｆ
ＲＰ材）１３を桁のウエブ面１ａに接着樹脂にて貼り付
けて硬化させる工法である。しかしながら、棒部材であ
る桁の側面に接着しただけでは、シート１３の剥離破壊
により、十分な補強効果が得られないことがある。

【０００５】そこで、連続繊維シート１３を用いた連続
繊維シート接着工法より安価で、施工が確実・容易な、
繊維強化樹脂とされるＦＲＰ格子筋１００を補強材とし
て用いた図１０（ｃ）の増厚工法が開発された。

【０００６】ＦＲＰ格子筋１００は、図８を参照すると
理解されるように、通常、直角に交差して格子状に配置
された複数の補強筋、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋
１０２で構成され、各補強筋１０１、１０２は、主にガ
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を一方
向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂
を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されたも
のである。また、各補強筋１０１、１０２は、従来例で
は、筋幅（ｗ）３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）１〜５ｍｍ、
であり、格子間距離（Ｗ１）３〜１５ｃｍの格子板状に
成形硬化され、全体としてシート状のＦＲＰ格子筋１０
０を形成する。

【０００７】このＦＲＰ格子筋１００を用いた増厚工法
は、図１０（ｃ）、更には、図１１及び図１２に示すよ
うに、ＦＲＰ格子筋１００を、コンクリート１の表面
に、アンカーボルト１４で固定することによりコンクリ
ート構造物に取り付けられる。図１１はこうしたＦＲＰ
格子筋１００をＩ型断面の橋桁１０に固定した状態の施
工正面図（ａ）と断面図（ｂ）である。図１１（ａ）、
（ｂ）に示す桁１０は、フランジ９とされる対向配置し
た横部材と、両横部材の間に位置して両者をつなげてい
るウエブ１である垂直部材とで、構成されたＩ型断面の
コンクリート棒部材である桁１０であり、ウエブ１の側
面であるウエブ面１ａにＦＲＰ格子筋１００が固定され
ている。ここではＩ型断面のコンクリート桁１０に関し
てのみ説明するが、ウエブ面の上端にのみ横部材のフラ
ンジやハンチ部を有するＴ型断面のコンクリート棒部材
である桁に関しても同様の補強がなされている。

【０００８】ＦＲＰ格子筋１００をアンカーボルト１４
と座金１５で図１１のように固定した後、図１２の増厚
工法施工図に示すように、ＦＲＰ格子筋１００に、ポリ
マーやセメントのモルタル８を吹き付け、手塗りして、
構築物と一体化させて所定の厚さ、従来ではＴ（＝１０
ｍｍ〜２０ｍｍ）に被覆する。

【０００９】このＦＲＰ格子筋１００は鉄筋と同様の補
強効果があり、軽く、アンカーボルト１４と座金１５で
とめることができ、このＦＲＰ格子筋１００を用いた増
厚工法では、ＦＲＰ格子筋１００の補強筋１０１、１０
２の隙間から広い面積でモルタル８がウエブ面１ａに接
着してＦＲＰ格子筋１００を貼り付けた状態となるた
め、ＦＲＰシート１３や鋼板１１よりもしっかりＦＲＰ
格子筋１００をコンクリートウエブ１に定着でき、腐食
も少なく、施工が簡便である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図１０
（ａ）の鋼板接着工法、図１０（ｂ）の連続繊維シート
接着工法では、ウエブ面１ａを補強しても、補強材がコ
ンクリート表面から剥離した場合には大きなせん断耐力
の向上が期待できない。

【００１１】一方、ＦＲＰ格子筋１００を用いた図１０
（ｃ）の従来の増厚工法では、ＦＲＰ格子筋１００が軽
く、しかも補強筋１０１と１０２を交差させた格子状で
あるため、アンカーボルト１４で固定でき、格子の空い
た部分からモルタル８が広い面積でコンクリート面１ａ
に接し、この接着力によって、ＦＲＰ格子筋１００がコ
ンクリート面１ａに定着される。

【００１２】しかし、この従来の増厚方法では、ウエブ
１とモルタル８の付着強度が不十分で、ＦＲＰ格子筋１
００が十分にせん弾力を負担する前でウエブ１のコンク
リートとモルタル８界面で剥離し十分な補強効果が得ら
れない。

【００１３】また、コンクリート桁１０に施工された場
合、図１１に示すように剥離を防止するためコンクリー
ト面であるウエブ面１ａにアンカーボルト１４と座金１
５でＦＲＰ格子筋１００を固定するが、足径１０ｍｍ〜
１００ｍｍの太い足を持つアンカーボルト１４を打ちこ
んだ場合、ウエブコンクリート１の欠損やウエブコンク
リート１を構成する鉄筋やＰＣ剛線の切断などに障害が
起こった。また、アンカーボルト１４をウエブ面１ａに
ねじ込んだ場合、ねじ込むための穴をあける手間がかか
った。更には、アンカーボルト１４の頭や座金１５がＦ
ＲＰ格子筋１００面から大きく突出しているため、それ
を覆うモルタル８がアンカーボルト１４の配置されてい
る部分からひび割れしてせん断補強性が弱くなるといっ
た問題が生じた。

【００１４】一方、図１１（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ＦＲＰ格子筋１００をＩ型断面のコンクリート桁１
０のウエブ面１ａに使用した場合、ウエブ面１ａ両端の
ハンチ部２まで届かずに固定位置がウエブ面１ａ端部と
なるため、ハンチ部２とウエブ１の境界線に沿ってフラ
ンジ９とウエブ１のスリップ破壊が生じ、せん断耐力の
向上には限界があった。

【００１５】ここではＩ型断面のコンクリート桁１０に
関してのみ説明したが、ウエブ面の上端に横部材のフラ
ンジやハンチ部を有するＴ型断面のコンクリート棒部材
である桁に関しても同様の問題が考えられる。

【００１６】従って、本発明の目的は、ＦＲＰ格子筋を
Ｉ型断面又はＴ型断面のコンクリート桁のウエブ面に固
定後にセメントやポリマーのモルタルを増厚する増厚工
法による補強方法を改良して、モルタルの付着強度を強
化し、更に、桁を構成する既設コンクリートや鉄筋、Ｐ
Ｃ鋼材に損傷を与えることなしにＦＲＰ格子筋の固定が
簡易に行え、ウエブとフランジのスリップ破壊を防ぎ、
ＦＲＰ格子筋がウエブ面に確実に定着されて、高いせん
断補強効果のあるコンクリート補強方法を提供すること
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
コンクリート補強方法にて達成される。要約すれば、第
１の本発明は、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格
子状に配置して形成されたＦＲＰ格子筋をコンクリート
面に固定して、固定された前記ＦＲＰ格子筋の側からセ
メントモルタルか、又は、ポリマーモルタルを塗付して
増厚する、コンクリート構造物を補強する方法におい
て、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前記コンクリート面
は、コンクリート棒部材のウエブ面であり、前記ＦＲＰ
格子筋を固定する前に、前記ウエブ面をウォータージェ
ット、ショットブラスト、又はサンドブラストを用いて
下地処理し、且つ、前記ＦＲＰ格子筋は、リベットアン
カーを使用して、前記ウエブ面に固定することを特徴と
するコンクリート構造物の補強方法を提供する。

【００１８】第１の本発明の一実施態様によると、前記
コンクリート棒部材は、前記フランジ部とされる対向配
置した横部材と、前記両横部材間に位置した垂直部材と
を有し、該垂直部材の両側面が前記ウエブ面を形成し
て、Ｉ型断面形状とされるか、又は、前記フランジ部と
される横部材と、該横部材より垂直下方向に延在した垂
直部材を有し、該垂直部材が前記ウエブ面を形成して、
Ｔ型断面形状とされる。

【００１９】第２の本発明は、繊維強化樹脂とされる複
数の補強筋を格子状に配置して形成されたＦＲＰ格子筋
をコンクリート面に固定して、固定された前記ＦＲＰ格
子筋の側からセメントモルタルか、又は、ポリマーモル
タルを塗付して増厚する、コンクリート構造物を補強す
る方法において、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前記コン
クリート面は、コンクリート棒部材のウエブ面であり、
前記ＦＲＰ格子筋を固定する前に、前記ウエブ面をウォ
ータージェット、ショットブラスト、又はサンドブラス
トを用いて下地処理し、且つ、前記ウエブ面の部材軸方
向に対して直角方向を上下方向とした時、前記ウエブ面
の上端及び／又は下端に位置するハンチ部に取付溝を設
け、及び／又は、前記ウエブ面の上端及び／又は下端に
位置するフランジ部には取付孔を設け、前記ＦＲＰ格子
筋の上端及び／又は下端の突出部分が、前記取付溝及び
／又は前記取付孔内に接着樹脂にて固定されることを特
徴とするコンクリート構造物の補強方法を提供する。

【００２０】第２の本発明の一実施態様によると、前記
コンクリート棒部材は前記フランジ部とされる対向配置
した横部材と、前記両横部材間に位置した垂直部材とを
有し、該垂直部材の両側面が前記ウエブ面を形成してＩ
型断面形状とされ、前記ＦＲＰ格子筋の上端及び／又は
下端の突出部分が、前記取付溝及び／又は前記取付孔内
に前記接着樹脂にて固定されるか、又は、前記コンクリ
ート棒部材は、前記フランジ部とされる横部材と、該横
部材より垂直下方向に延在した垂直部材を有し、該垂直
部材が前記ウエブ面を形成してＴ型断面形状とされ、前
記ＦＲＰ格子筋が前記コンクリート棒部材の、前記垂直
部材の前記ウエブ面を形成する両側面、及び前記垂直部
材の下面をＵの字型に閉合するように設置され、前記Ｆ
ＲＰ格子筋の両上端の突出部分が、前記取付溝及び／又
は前記取付孔内に前記接着樹脂にて固定される。

【００２１】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記ＦＲＰ格子筋は、リベットアンカーを使用して、前記
ウエブ面に固定される。

【００２２】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記ＦＲＰ格子筋の前記突出部分は、前記ＦＲＰ格子筋を
構成する前記補強筋のうち、前記ウエブ面を上下方向に
横断する方向に配置された補強筋の上端及び／又は下端
の突出部である。

【００２３】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記取付溝及び前記取付孔の幅は、前記ＦＲＰ格子筋の前
記補強筋の幅＋（０ｍｍ〜５０ｍｍ）で、奥行きは前記
ＦＲＰ格子筋の１升の格子間距離の０．１倍〜５倍であ
る。

【００２４】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記取付溝の溝底部又は前記取付孔の下端部は、前記ウエ
ブ面と同一平面上にあるか、或いは前記ウエブ面から５
０ｍｍ以下の距離だけ浮かせた位置と、前記ウエブ面か
ら５０ｍｍ以下の深さ分掘り下げた位置と、の間にあ
る。

【００２５】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記取付溝が、前記ウエブ面の下地処理時に前記ウォータ
ージェットによって設けられる。

【００２６】第２の本発明の他の実施態様によると、前
記ＦＲＰ格子筋を前記ハンチ部の前記取付溝内又は前記
フランジ部の前記取付孔に固定する前記接着樹脂は、ビ
ニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミ
ド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹
脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡなどのラジカ
ル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。

【００２７】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、固定された前記ＦＲＰ格子筋の表面に塗付される前
記セメントモルタルか、または、前記ポリマーモルタル
による補強層の厚さが３ｍｍ〜５００ｍｍである。

【００２８】第１第２の本発明の他の実施態様による
と、前記補強筋は、互いに１〜５０ｃｍ離間して格子状
に配置され、前記補強筋は、幅が２〜５０ｍｍ、厚さが
２〜５０ｍｍとされる。

【００２９】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含
浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊
維、セラミックス繊維を含む無機繊維；ボロン、チタ
ン、スチールなどの金属繊維；アラミド、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロ
ピレンなどの有機繊維；などから選択されるいずれかの
繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイ
ブリッドタイプとされ、また、前記マトリクス樹脂は、
ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ
樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡなどのラジ
カル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンクリート
構造物補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。

【００３１】実施例１本発明に係るコンクリート構造物補強方法は、例えば図
３に示すような、コンクリート構造物である高架橋のＩ
型断面を有したコンクリート棒部材１０、或いは、図３
に示す高架橋にて、桁１０と同じ位置に使用される図７
に示すようなＴ型断面のコンクリート棒部材２０におい
て、具体化される。本実施例では、フランジ９とされる
対向配置した横部材と、両横部材の間に位置して両者を
つなげているウエブ１である垂直部材とで構成されたＩ
型断面のコンクリート棒部材１０におけるコンクリート
補強方法を説明する。

【００３２】斯かるコンクリート補強方法は、ＦＲＰ格
子筋１００を、クラックの起こりやすいコンクリート面
である桁１０のウエブ１の側面であるウエブ面１ａに取
りつけ、ＦＲＰ格子筋１００の側からウエブ面１ａへと
セメントモルタル又はポリマーモルタル等のモルタル８
を塗付し、増厚する補強方法である。図３では最も外側
の桁にてモルタル８を塗付する前のウエブ面１ａに固定
されたＦＲＰ格子筋１００の状態を示している。

【００３３】本実施例では、図８及び図９に示すＦＲＰ
格子材１００を使用する。即ち、ＦＲＰ格子材１００
は、通常、直角に交差して格子状に配置された複数の補
強筋、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とを備え
ている。各補強筋１０１、１０２は、主に炭素繊維、ガ
ラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を一方向に並べ
て、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂を含浸さ
せた強化繊維を複数積層し、硬化して形成される。ＦＲ
Ｐ格子材１００は筋幅（ｗ）が２〜５０ｍｍで通常は１
０〜１５ｍｍ、厚さ（ｔ）が２〜５０ｍｍで通常は１０
〜１５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）が１〜５０ｃ
ｍとされる。上述のように、各筋１０１、１０２は、互
いに直交して配置されるが、所望に応じて互いに９０度
以外の所定の角度にて交差し、格子状となるように構成
することも可能である。

【００３４】通常、強化繊維として炭素繊維を使用した
場合には、ＦＲＰ格子材１００は１０００Ｎ／ｍｍ²以
上の引張強度、１０００００Ｎ／ｍｍ²以上の引張弾性
率を有している。

【００３５】又、このような構成のＦＲＰ格子材１００
は、軽量で、耐食性であり、又、曲げ易く、施工性に優
れている。また、図９に示すように、筋１０１、１０２
の交差部分が他の筋部分と略同一平面上にあり、重ねて
もかさばらない。

【００３６】本実施例のＦＲＰ格子材１００に使用する
強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維
を含む無機繊維；ボロン、チタン、スチールなどの金属
繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロ
ン、ＰＢО、高強度ポリプロピレンなどの有機繊維；な
どから選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前
記繊維を複数混入したハイブリッドタイプとし得る。マ
トリクス樹脂としては、ビニルエステル系樹脂、若しく
はポリエステル系樹脂若しくはポリカーボネイト樹脂等
の樹脂を使用することができる。

【００３７】こうした軽量かつ高強度の連続繊維ＦＲＰ
格子材１００を用いているため、作業がしやすく安全
で、また大きなコンクリートひび割れ等の補強効果が期
待できる。

【００３８】また、ＦＲＰ格子材１００はＦＲＰにて作
製されるので錆びて腐食する心配がなく、施工後のメン
テナンスも容易である。

【００３９】図１及び図２に、図３のウエブ面１ａにお
けるＦＲＰ格子筋１００の固定状態を示す。

【００４０】ＦＲＰ格子筋１００を取り付ける前、本発
明に係るコンクリート構造物補強方法では、ウエブ面１
ａをウォータージェットによって下地処理してウエブ面
１ａのコンクリートの脆弱部を取り除き、表面積の大き
な面を作ってモルタル８の付着強度を強力にする。下地
処理をウォータージェットにすることによって、モルタ
ル８のウエブ面１ａに対する付着力が強化され、ＦＲＰ
格子筋１００の補強筋の空いている部分から広い面積で
モルタル８とウエブ面１ａが接着しているので、ＦＲＰ
格子筋１００がウエブ面１ａに強力に貼りつけられて固
定されるといった効果がある。

【００４１】なお、ウォータージェットの代わりにショ
ットブラスト又はサンドブラストを用いて下地処理をす
ることもできる。

【００４２】本実施例では、ハンチ部２の間のウエブ面
１ａへのＦＲＰ格子筋１００の固定にはリベットアンカ
ー５を使用する。図１、図２に示されているように、本
実施例で用いられるリベットアンカー５は、図４（ａ）
に示すような、ステンレス製又は、スティール製の、ア
ンカーフランジ６’を一端に有する筒状のシャフト６、
及びシャフト６内孔を貫通するリベット芯７を有し、シ
ャフト６の外径ｈが３〜２０ｍｍ、内径ｈ’が２〜１８
mm、長さＬが５〜１００ｍｍ、フランジ６’の頭径Ｈが
５ｍｍ〜１００ｍｍとされる。コンクリート面に打ち込
む時、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態へと、リ
ベット芯７が筒状のシャフト６内孔に押し込まれる形式
でコンクリートへの固定を行うアンカーである。本実施
例では、図１のように、リベットアンカー５をＦＲＰ格
子筋１００の升目の角部分、つまり補強筋１０１と１０
２の交差部分付近のウエブ面１ａに打ち込み、アンカー
フランジ６’で補強筋１０１と１０２をウエブ面１ａ方
向に押さえてＦＲＰ格子筋１００を固定させる。本実施
例では、リベットアンカー５は取り付けられる桁１０の
ウエブ面１ａ上で、ハンチ部分２に最も近い升目の角で
ウエブ面１ａの部材軸方向に２升或いは３升ごとに打ち
込まれる。なお、リベットアンカー５の打ち込み位置は
これに限るものではない。

【００４３】リベットアンカー５はシャフト６のコンク
リート面に打ちこまれる部分の外径ｈが３〜２０ｍｍ
で、従来の足径１０ｍｍ〜１００ｍｍのアンカーボルト
１４の足よりも細いので、打ちこんでも桁１０を構成す
る既設コンクリートや鉄筋、ＰＣ鋼材の損傷が少なく、
また、従来のねじ込み式であるアンカーボルト１４に比
べて、リベットアンカー５は、シャフト６をリベット芯
７と一緒に打ち込むだけでウエブ面１ａに取り付けら
れ、ねじ込みの必要がないので簡便に取り付けられる。

【００４４】また、リベットアンカー５は打ちこんだ後
リベット芯７の表面頭部分が切り取られるので（図４
（ｂ）状態から図４（ｃ）状態になる。）、従来のアン
カーボルト１４の頭や座金１５のようなモルタル８方向
に突出する部分が少なくなり、モルタル８の増厚部分の
厚さが均一化され、ひび割れを防止することができる。

【００４５】また、リベットアンカー５は図１、２では
Ｉ型断面のコンクリート桁に用いられているが、図７に
示されるようなＴ型断面のコンクリート桁についても使
用できる。

【００４６】実施例２図１及び図２に、図３のウエブ面１ａにおけるＦＲＰ格
子筋１００の固定状態を示す。本実施例にて桁１０は図
２に示すようなＩ型断面とされ、ＦＲＰ格子筋１００は
桁１０のウエブ面１ａに取り付けられ、ウエブ面１ａ上
で、ウエブ１の部材軸方向に対して直角方向を上下方向
として、上下両側のフランジ９との境界部分に、上下方
向長さ１０ｃｍ〜２０ｃｍのハンチ部２を有する。

【００４７】この時、ＦＲＰ格子筋１００を取り付ける
前、実施例１に記載したように、ウエブ面１ａをウォー
タージェットによって下地処理して、モルタル８の付着
強度を強力にする。

【００４８】本実施例では、その下地処理時に、図１の
ように、ハンチ２の補強筋１０１定着部としてウォータ
ージェットで取付溝３を形成する。溝３の幅ｗ’は、ウ
エブ１の上下方向の補強筋を縦補強筋１０１とした時、
「ｗ’＝縦補強筋１０１の幅ｗ＋（０ｍｍ〜５０ｍ
ｍ）」で通常は「ｗ’＝縦補強筋１０１の幅ｗ＋（３ｍ
ｍ〜１０ｍｍ）」であり、縦補強筋１０１がしっかりは
まり込むような広さの溝３で、奥行きｄは、ＦＲＰ補強
筋１００の格子間距離Ｗ１の０．５倍〜５倍で通常は
０．５倍〜１倍、つまり、「ｄ＝（０．５〜５）×Ｗ
１」で通常は「ｄ＝（０．５〜１）×Ｗ１」ほどの奥行
きである。また、ハンチ部２を掘り下げた取付溝３のウ
エブ面１ａに対して直角方向の深さ（ｔ１）は、溝底部
がウエブ面１ａと同一面にあることが好ましいが、５０
ｍｍ以下の距離分だけならウエブ面１ａより浮いた位置
か、掘り下げた位置でもよい。

【００４９】一方、ＦＲＰ格子筋１００を、ウエブ面１
ａを上下方向に横断する補強筋１０１が上下両端ハンチ
部２に５０ｍｍ〜取付溝３の奥行きｄの長さ分突出し
て、取付溝３に適度に差し込めるように作製しておく。

【００５０】この取付溝３にＦＲＰ格子筋１００の上下
方向の突出部分である格子筋１０１端部を差し込んで
（図１、図５）、取付溝３と補強筋１０１の隙間に接着
樹脂４を充填して、ハンチコンクリート２に補強筋１０
１端部を固定して、ＦＲＰ格子筋１００を定着する。こ
の時、接着樹脂４が取付溝３に十分に充填される。

【００５１】接着樹脂４は、ビニルエステル樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポ
キシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、又は、ＭＭＡなどのラジカル反応系樹脂を少なくと
も一種以上含む接着樹脂である。

【００５２】図１のように、ＦＲＰ格子筋１００が、ウ
エブ面１ａの上下にわたってウエブ面１ａの両外側のハ
ンチ部２にて、各縦格子筋１０１が取付溝３に挟まれた
状態で固定されているので、ウエブ１とフランジ９がそ
れらの境界に沿って左右に互いにスリップすることを防
止でき、それぞれのスリップ破壊を防ぐことができ、せ
ん断補強性が向上できる。

【００５３】本実施例では、取付溝３はウォータージェ
ットによってハンチ部２を切削して形成するものとした
が、ハンチ部２を切削する手段はウォータージェットに
限るものではなく、カッター等を用いる方法でもよい。

【００５４】本発明によると、上述のように、ＦＲＰ格
子筋１００を固定した側から、ウエブ面１ａを、図５の
ように、ポリマーやセメント等のモルタル８を塗付して
所定の厚さＴ=３ｍｍ〜５００ｍｍで通常は１０ｍｍ〜
５００ｍｍに増厚する。このことによって、取付溝３が
ＦＲＰ格子筋１００の補強筋１０１の両先端と共にモル
タル８に埋められ、しっかりとコンクリート面であるウ
エブ面１ａに定着される。

【００５５】つまり、ウォータージェットによってウエ
ブ面１ａがはつられて下地処理されていることにより、
モルタル８とウエブ面１ａとの付着強度が改善され、Ｆ
ＲＰ格子筋１００の上下両端の補強筋１０１突出部を上
下のハンチ部２の取付溝３内に固定することにより、ハ
ンチ部２のコンクリートを表面から少量切削するだけで
ＦＲＰ格子筋１００を確実にコンクリートウエブ面１ａ
に固定することができ、高いせん断補強効果が得られ
る。下地処理は、ウォータージェットの代わりにショッ
トブラスト又はサンドブラストを使用することができ
る。

【００５６】また、ＦＲＰ格子筋１００を固定する際、
図１、図２、図５に示すように実施例１で説明したリベ
ットアンカー５を用いれば、更に安定した補強ができ
る。

【００５７】実施例３本発明は、実施例１及び実施例２にて説明したＩ型断面
のコンクリート桁に限定されるものではなく、図６及び
図７に示すようなＴ字型断面のコンクリート棒部材２０
においても具体化できる。

【００５８】図６及び図７は、コンクリート桁２０のウ
エブ面１ａにおけるＦＲＰ格子筋１００の固定状態を示
す。コンクリート棒部材２０はフランジ部９とされる横
部材と、フランジ９の垂直下方向に延在した垂直部材で
あるウエブ１と、を有してＴ型断面形状に形成される。
本実施例では、ウエブ面１ａの部材軸に対して直角方向
を上下方向として、ウエブ面１ａの上側には、フランジ
９との境界部分にハンチ部２を有さない。

【００５９】ＦＲＰ格子筋１００を取り付ける前、実施
例１に記載したように、ウエブ面１ａをウォータージェ
ットによって下地処理して、モルタル８の付着強度を強
力にする。

【００６０】本実施例では、実施例１、実施例２と同様
にウォータージェットによる下地処理を施したウエブ面
１ａに、実施例１に記載したようにリベットアンカー５
を用いて、ＦＲＰ格子筋１００を固定している。

【００６１】本実施例では、フランジ９における補強筋
１０１の先端部分の定着位置となるウエブ面との境界付
近にて取付孔３’が設けられている。

【００６２】取付孔３’の幅ｗ’は、ウエブ１上下方向
の補強筋を縦補強筋１０１とした時、「ｗ’＝縦補強筋
１０１の幅ｗ＋（０ｍｍ〜５０ｍｍ）」で通常は「ｗ’
＝縦補強筋１０１の幅ｗ＋（３ｍｍ〜１０ｍｍ）」で、
ウエブ面１ａと直角方向の長さｔ’は、「ｔ’＝縦補強
筋１０１の厚さｔ＋（０ｍｍ〜５０ｍｍ）」で通常は
「ｔ’＝縦補強筋１０１の厚さｔ＋（３ｍｍ〜１０ｍ
ｍ）」、縦補強筋１０１がしっかりはまり込むような広
さの取付孔３’で、奥行きｄ’は、ＦＲＰ補強筋１０１
の固定部分が格子間距離Ｗ１の０．５倍〜５倍で通常は
０．５倍〜１倍になるような奥行きである。

【００６３】また、本実施例では、図７に示されるよう
に、ＦＲＰ格子筋１００を断面がＵ字状になるように曲
げて、桁２０のＴ字断面の横部材であるウエブ１外周部
分全面、すなわち桁２０のウエブ１とフランジ２の境界
部分から下方外周側面及び下面部分全面を覆う形に形成
硬化させる。この時、ウエブ面１ａを上下方向に横断す
る補強筋１０１の断面で、Ｕ字上端の突出部分が５０ｍ
ｍ以上で取付孔３’の奥行きｄ’より短い長さ分突出し
て、フランジ９部分のウエブ面１ａとの境界に設けられ
た取付孔３’に適度に差し込めるようにする。

【００６４】こうして断面がＵ字型に形成されたＦＲＰ
格子筋１００は桁２０の下方から、桁２０のウエブ１部
分をＵ字内部にはめ込むように取り付け、両上端の補強
筋１０１突出部分が取付孔３’に差し込まれるようにす
る。

【００６５】このように、ＦＲＰ格子筋１００の両上端
の突出部分である格子筋１０１端部を取付孔３’に差し
込んでから、取付孔３’と補強筋１０１の隙間に接着樹
脂４を充填して、ハンチコンクリート２に補強筋１０１
端部を固定して、ＦＲＰ格子筋１００を定着する。

【００６６】本実施例では、桁２０のウエブ１外周を覆
っているＦＲＰ格子筋を実施例２のようにリベットアン
カー５にて固定して、更にセメントやポリマー等のモル
タル８ウエブ面１ａからウエブ１の下面に渡って塗付し
てＴ＝３ｍｍ〜５００ｍｍで通常はＴ＝１０ｍｍ〜５０
０ｍｍに増厚する。

【００６７】上記のように、ウエブ面１ａとフランジ部
９との間にハンチ部を有さないＴ型断面のコンクリート
桁２０においても、ウエブ面１ａとの境界近くのフラン
ジ９部に取付孔を設けて、ＦＲＰ格子筋１００の補強筋
１０１端部突出部分を固定することで、実施例２に記載
したのと同様の効果が期待できる。

【００６８】また、ＦＲＰ格子筋１００を断面がＵ字型
に形成してから桁２０に設置する方法は、上記の方法に
限定されず、桁２０にＦＲＰ格子筋１００を直接設置す
ることも可能である。

【００６９】ここまで、実施例２においては、ハンチ部
を有するコンクリート桁の補強について、また、本実施
例においては、図６及び図７を用いて、ウエブ１とフラ
ンジ９との間にハンチ部２を有さないコンクリート桁に
ついて、説明したが、本発明は、ハンチ部２の上下方向
の幅が十分ではないＩ型断面及びＴ型断面のコンクリー
ト桁の補強にも有効である。

【００７０】ハンチ部２が設けられる場合は、ＦＲＰ格
子筋１００の固定はハンチ部２に設けられた取付溝３の
奥行き方向突き当たり部分のフランジ９に、取付孔３’
が設けられる。この場合は、接着樹脂４が取付孔３’及
び取付溝３に十分に充填され、上記の記載したものと同
様の効果が得られる。

【００７１】なお、実施例２、３のように、ＦＲＰ格子
筋１００のウエブ面上端及び／又は下端に取付溝３や取
付孔３’を設けた場合の、ＦＲＰ格子筋１００の固定
は、実施例１に記載された、リベットアンカー５を用い
る方法によって、桁を構成する既設コンクリートや鉄
筋、ＰＣ鋼材に損傷を与えることなしに、ＦＲＰ格子筋
の固定が簡易にしっかりと行え、好適であるが、従来の
アンカーボルト１４と座金１５を用いることもできる。

【００７２】また、実施例１〜４にて、本発明が具体化
されるコンクリート棒部材としてコンクリート桁におい
て説明したが、コンクリート棒部材としては、例えば、
コンクリート柱等の他のコンクリート棒部材においても
具体化することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るコンク
リート構造物補強方法は、繊維強化樹脂とされる複数の
補強筋を格子状に配置して形成されたＦＲＰ格子筋をＩ
型断面又はＴ型断面のコンクリート棒部材のウエブ面に
固定して、固定されたＦＲＰ格子筋の側からセメントモ
ルタルか、または、ポリマーモルタルを塗付して増厚す
る、コンクリート構造物を補強する方法を改良して、ウ
エブ面をウォータージェット、ショットブラスト、又は
サンドブラストを用いて下地処理し、（Ａ）ＦＲＰ格子
筋は、リベットアンカーを使用して、ウエブ面に固定さ
れるか、又は、（Ｂ）ウエブ面の部材軸方向に対して直
角方向を上下方向とした時、ウエブ面の上端及び／又は
下端に位置するハンチ部に取付溝を設け、及び／又は、
ウエブ面の上端及び／又は下端に位置するフランジ部に
取付孔を設け、前記ＦＲＰ格子筋の上端及び／又は下端
の突出部分が、取付溝及び／又は取付孔内に接着樹脂に
て固定されるので、（１）軽量かつ高強度の連続繊維ＦＲＰ格子材を用いて
いるため、作業がしやすく安全で、またコンクリートの
大きな補強効果が期待でき、ＦＲＰ格子材はＦＲＰを原
料とするので錆びて腐食する心配がないので、施工後の
メンテナンスも容易である。（２）ウォータージェット、ショットブラスト、又はサ
ンドブラストで既設コンクリート面をはつることによ
り、ポリマーやセメントのモルタルを増厚する補強方法
において、増厚モルタルと既設コンクリートの付着強度
が改善され、高いせん断補強効果が得られる。（３）リベットアンカーを用いてＦＲＰ格子筋をウエブ
面に固定した場合には、従来の拡張アンカーとボルトナ
ットを用いる場合に比べ、桁を構成する既設コンクリー
トや鉄筋、ＰＣ鋼材に損傷を与えることなしに、ＦＲＰ
格子筋の固定が簡易にしっかりと行え、アンカーの突出
長さを小さくしてモルタルのひび割れを防ぐことができ
る。（４）コンクリート桁のウエブ面を補強する際に、ＦＲ
Ｐ格子筋の突出部分が、ウエブ面上端及び／又は下端
の、ハンチ部の取付溝及び／又はフランジ部の取付孔に
はめ込まれている場合には、桁のウエブとフランジ部分
とがスリップ破壊を起こすことなく、ＦＲＰ格子筋を確
実にコンクリートウエブ面に固定でき、高いせん断補強
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート補強方法で、ＦＲＰ格子
筋を固定したＩ型断面桁の正面図である。

【図２】本発明のコンクリート補強方法で、ＦＲＰ格子
筋を固定したＩ型断面桁の断面図である。

【図３】本発明のコンクリート補強方法によって補強さ
れた高架橋桁の施工状態を示す斜視図である。

【図４】図４（ａ）本発明に使用されるリベットアンカ
ーの縦断面図で、図４（ｂ）はコンクリート面に打ちこ
んだ状態で、図４（ｃ）はコンクリート面に取付完了状
態を示す。

【図５】本発明のコンクリート補強方法による桁への施
工状態を示す斜視図である。

【図６】本発明のコンクリート補強方法で、ＦＲＰ格子
筋を固定したＴ型断面桁の正面図である。

【図７】本発明のコンクリート補強方法で、ＦＲＰ格子
筋を固定したＴ型断面桁の断面図である。

【図８】本発明のコンクリート補強方法に用いられるＦ
ＲＰ格子筋の斜視図である。

【図９】本発明のコンクリート補強方法に用いられるＦ
ＲＰ格子筋の交差部分拡大斜視図である。

【図１０】従来のコンクリート補強方法の説明図で、図
１０（ａ）は、鋼板接着工法、図１０（ｂ）は、連続繊
維シート工法、図１０（ｃ）は、増厚工法を示す。

【図１１】従来のコンクリート補強方法で、図１１
（ａ）は、ＦＲＰ格子筋を固定した桁の正面図で、図１
１（ｂ）は、断面図である。

【図１２】従来のコンクリート補強方法によるコンクリ
ート面への施工状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ウエブコンクリート２ハンチコンクリート３取付溝３’ 取付孔４充填接着樹脂５リベットアンカー６アンカーシャフト６’ アンカーフランジ７リベット芯８モルタル９桁フランジ１０Ｉ型断面の桁２０Ｔ型断面の桁１００ＦＲＰ格子筋１０１縦補強筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者舩野浩司福井県敦賀市若泉町３番地株式会社日本ピーエス内 (72)発明者谷口硯士東京都中央区日本橋小舟町３−８日鉄コンポジット株式会社内 (72)発明者小林朗東京都中央区日本橋小舟町３−８日鉄コンポジット株式会社内Ｆターム(参考） 2E176 AA01 BB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格
子状に配置して形成されたＦＲＰ格子筋をコンクリート
面に固定して、固定された前記ＦＲＰ格子筋の側からセ
メントモルタルか、又は、ポリマーモルタルを塗付して
増厚する、コンクリート構造物を補強する方法におい
て、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前記コンクリート面は、コ
ンクリート棒部材のウエブ面であり、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前に、前記ウエブ面をウォ
ータージェット、ショットブラスト、又はサンドブラス
トを用いて下地処理し、且つ、前記ＦＲＰ格子筋は、リ
ベットアンカーを使用して、前記ウエブ面に固定するこ
とを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【請求項２】前記コンクリート棒部材は、前記フラン
ジ部とされる対向配置した横部材と、前記両横部材間に
位置した垂直部材とを有し、該垂直部材の両側面が前記
ウエブ面を形成して、Ｉ型断面形状とされるか、又は、
前記フランジ部とされる横部材と、該横部材より垂直下
方向に延在した垂直部材を有し、該垂直部材が前記ウエ
ブ面を形成して、Ｔ型断面形状とされることを特徴とす
る請求項１のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項３】繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格
子状に配置して形成されたＦＲＰ格子筋をコンクリート
面に固定して、固定された前記ＦＲＰ格子筋の側からセ
メントモルタルか、又は、ポリマーモルタルを塗付して
増厚する、コンクリート構造物を補強する方法におい
て、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前記コンクリート面は、コ
ンクリート棒部材のウエブ面であり、前記ＦＲＰ格子筋を固定する前に、前記ウエブ面をウォ
ータージェット、ショットブラスト、又はサンドブラス
トを用いて下地処理し、且つ、前記ウエブ面の部材軸方
向に対して直角方向を上下方向とした時、前記ウエブ面
の上端及び／又は下端に位置するハンチ部に取付溝を設
け、及び／又は、前記ウエブ面の上端及び／又は下端に
位置するフランジ部には取付孔を設け、前記ＦＲＰ格子
筋の上端及び／又は下端の突出部分が、前記取付溝及び
／又は前記取付孔内に接着樹脂にて固定されることを特
徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【請求項４】前記コンクリート棒部材は、前記フラン
ジ部とされる対向配置した横部材と、前記両横部材間に
位置した垂直部材とを有し、該垂直部材の両側面が前記
ウエブ面を形成して、Ｉ型断面形状とされ、前記ＦＲＰ
格子筋の上端及び／又は下端の突出部分が、前記取付溝
及び／又は前記取付孔内に前記接着樹脂にて固定される
ことを特徴とする請求項３のコンクリート構造物の補強
方法。
【請求項５】前記コンクリート棒部材は、前記フラン
ジ部とされる横部材と、該横部材より垂直下方向に延在
した垂直部材を有し、該垂直部材が前記ウエブ面を形成
して、Ｔ型断面形状とされ、前記ＦＲＰ格子筋が前記コ
ンクリート棒部材の、前記垂直部材の前記ウエブ面を形
成する両側面、及び前記垂直部材の下面をＵの字型に閉
合するように設置され、前記ＦＲＰ格子筋の両上端の突
出部分が、前記取付溝及び／又は前記取付孔内に前記接
着樹脂にて固定されることを特徴とする請求項３のコン
クリート構造物の補強方法。
【請求項６】前記ＦＲＰ格子筋は、リベットアンカー
を使用して、前記ウエブ面に固定されることを特徴とす
る請求項３〜５のいずれかの項に記載のコンクリート構
造物の補強方法。
【請求項７】前記ＦＲＰ格子筋の前記突出部分は、前
記ＦＲＰ格子筋を構成する前記補強筋のうち、前記ウエ
ブ面を上下方向に横断する方向に配置された補強筋の上
端及び／又は下端の突出部であることを特徴とする請求
項３〜６のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の
補強方法。
【請求項８】前記取付溝及び前記取付孔の幅は、前記
ＦＲＰ格子筋の前記補強筋の幅＋（０ｍｍ〜５０ｍｍ）
で、奥行きは前記ＦＲＰ格子筋の１升の格子間距離の
０．１倍〜５倍であることを特徴とする請求項７のコン
クリート構造物の補強方法。
【請求項９】前記取付溝の溝底部又は前記取付孔の下
端部は、前記ウエブ面と同一平面上にあるか、或いは前
記ウエブ面から５０ｍｍ以下の距離だけ浮かせた位置
と、前記ウエブ面から５０ｍｍ以下の深さ分掘り下げた
位置と、の間にあることを特徴とする請求項３〜８のい
ずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項１０】前記取付溝又は前記取付孔が、前記ウ
エブ面の下地処理時に前記ウォータージェットによって
設けられることを特徴とする請求項３〜９のいずれかの
項に記載のコンクリート補強方法。
【請求項１１】前記ＦＲＰ格子筋を前記ハンチ部の前
記取付溝内又は前記フランジ部の前記取付孔内に固定す
る前記接着樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹
脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又
は、ＭＭＡなどのラジカル反応系樹脂を少なくとも一種
以上含むことを特徴とする請求項３〜１０のいずれかの
項に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項１２】固定された前記ＦＲＰ格子筋の表面に
塗付される前記セメントモルタルか、または、前記ポリ
マーモルタルによる補強層の厚さが３ｍｍ〜５００ｍｍ
であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項
に記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項１３】前記補強筋は、互いに１〜５０ｃｍ離
間して格子状に配置されることを特徴とする請求項１〜
１２のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強
方法。
【請求項１４】前記補強筋は、幅が２〜５０ｍｍ、厚
さが２〜５０ｍｍとされることを特徴とする請求項１〜
１３のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強
方法。
【請求項１５】前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリ
クス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊
維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維；ボ
ロン、チタン、スチールなどの金属繊維；アラミド、ポ
リエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度
ポリプロピレンなどの有機繊維；などから選択されるい
ずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入
したハイブリッドタイプとされ、また、前記マトリクス
樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化
型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡ
などのラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むこ
とを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載の
コンクリート構造物の補強方法。