JP2003113673A - コンクリート構造物及びカルバート構造物の補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート構造物、特にはカルバート構造
物に対し、内壁面側からの施工が簡単で、しかも施工後
に剪断耐力の向上が図れ、かつ工期が短く、大幅な費用
の削減が図れるカルバート構造物の補強方法を提供す
る。 【解決手段】 コンクリート構造物の補強面若しくはカ
ルバート構造物の内壁面から内部に向けて剪断補強材挿
入用長穴２を形成し、この剪断補強材挿入用長穴１２に
剪断補強材１３を挿入して残部空隙４を充填材６で充填
固化することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物、特には地中に埋設されたカルバート構造物の補強方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）を
契機として、近年、耐震性の強化を図るため、各種建築
構造物の補強工事の必要性が増大している。従来、既設
の橋脚、橋台、防波堤、防護壁等のコンクリート構造物
の補強は、補強面に、配筋を施した型枠を組み、この型
枠内にコンクリートを流し込んで固めるか、炭素繊維、
アラミド繊維を貼付け固着するか、あるいは鋼板を密着
一体状に取り付ける等の方法で行われている。

【０００３】また、特に埋設された鉄道用や車道用の地
下トンネル、地下通路あるいは暗渠等に広く採用されて
いるカルバート構造物の補強は、外壁面側から行うには
周囲を掘り起こさなければならず大掛かりな工事となっ
てしまうため、専ら内壁面側から行っているが、その施
工は、内壁の補強面に、配筋を施した型枠を組み、この
型枠内にコンクリートを流し込んで固める等、前記同様
な方法で行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した補強
方法は、いずれも、補強面に厚みができ、特に型枠内に
コンクリートを流し込んで固める場合には、補強面の厚
みがより大きくなるという難点があり、特に埋設された
カルバート構造物においては、内部空間が狭くなるとい
う重大な欠点を有している。

【０００５】また、前記いずれの補強方法も、補強面
に、コンクリートを積層し、繊維や鋼板を貼り付けるだ
けでは剪断の補強効果が得られない。さらに、炭素繊維
等を貼付け固着する場合には、溶剤の使用や紫外線照射
等の設備も必要となり、特にカルバート構造物の補強に
際しては、溶剤の使用に対し、工事現場の換気に十分な
配慮をしなければならないという難点もある。また、前
記した従来の補強方法は、いずれも工事が大掛かりなも
のとなって、工事期間が長くなり、工事期間中における
工事現場の通行等の利用が制約される上に、費用が嵩む
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明の課題は、上記の点に着目
し、施工が容易で、しかも施工後に剪断耐力の大幅な向
上が図れ、かつ工期が短く、また、工区を小分けして断
続的に施工することができ、さらに費用の削減が図れる
コンクリート構造物及びカルバート構造物の補強方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のコンクリート構
造物の補強方法は、コンクリート構造物に対して、その
補強面から内部に向けて剪断補強材挿入用長穴を形成
し、この剪断補強材挿入用長穴に剪断補強材を挿入して
残部空隙を充填材で充填固化する。また、本発明のカル
バート構造物の補強方法は、地中に埋設されたカルバー
ト構造物の内壁面側から壁内部に向けて剪断補強材挿入
用長穴を形成し、この剪断補強材挿入用長穴に剪断補強
材を挿入して残部空隙を充填材で充填固化する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のコンクリート構造物及び
カルバート構造物の補強方法について、その一実施の形
態をそれぞれ添付図面に基づいて説明する。図１は、本
発明のコンクリート構造物の一例を示す橋脚の模式的な
斜視図である。図２は、本発明の補強方法の対象となる
ボックス型カルバート構造物の一例を示す模式的な部分
断面図であり、図３は、本発明による補強方法の対象と
なった図２のＡで示す領域を拡大して示す部分断面図で
ある。また、図４の（ａ）、（ｂ）は、本発明に使用す
る剪断補強材の一例を示す模式的な斜視図である。

【０００９】本発明のコンクリート構造体の補強方法
は、例えば、図１に示すように、橋脚１の補強面に、ド
リル等の回転工具を用いて、内部に向けて剪断補強材挿
入用長穴２を形成し、この剪断補強材挿入用長穴２に、
異形鉄筋等からなる剪断補強材３を挿入し、前記長穴２
内に生じた残部空隙を流動性硬化性樹脂若しくはセメン
トモルタル等の充填材で充填固化し、橋脚と一体化す
る。

【００１０】また、本発明のカルバート構造物の補強方
法は、図２、図３に示すように、カルバート構造物の補
強を要する内壁面９に、ドリル等の回転工具を用いて、
壁内部に向けて剪断補強材挿入用長穴１２を形成し、こ
の剪断補強材挿入用長穴１２に、異形鉄筋等からなる剪
断補強材１３を挿入して、長穴１２内に生じた残部空隙
４を流動性硬化性樹脂若しくはセメントモルタル等の充
填材で充填固化して一体化する。なお、剪断補強材挿入
用長穴１２は、カルバート構造物の補強壁面を貫通しな
いように穿穴するのが好ましい。また、この補強方法で
は、カルバート構造物本体の内壁面の補強に限らず、図
２に示す隔壁１０や床盤・天井１１にも適用できる。隔
壁１０の場合には、片面からでも両面からでも施工でき
る。

【００１１】本発明の補強方法に使用する剪断補強材
３、１３は、前記した異形鉄筋の他に、寸切ボルト及び
ＰＣストランド、さらには、炭素繊維製、アラミド繊維
製の棒状体が使用できる。また、このような剪断補強材
は、締結時に先端部が拡開して剪断補強材挿入用長穴内
で固定できるタイプのアンカーボルトを使用しても良
い。

【００１２】剪断補強材挿入用長穴に挿入して一体化す
る剪断補強材は、剪断補強鉄筋と同等の機能を果たすも
のであるため、挿入する剪断補強材が既設の主筋に当た
らないように、既設の剪断補強鉄筋間に穿穴して埋設す
る。補強面に形成する剪断補強材挿入用長穴は、適用す
るコンクリート構造体の大きさや、補強しようとする剪
断耐力値によっても異なるが、通常、上下左右に、２０
ｍｍ〜５０ｍｍ間隔で網の目状に穿設すると良い。

【００１３】剪断補強材を、剪断補強材挿入用長穴に挿
入し、この長穴中に生じた残部空隙を充填固化させる充
填材としては、無機系モルタルもしくは流動状硬化性樹
脂が挙げられる。これらの充填は、例えば、剪断補強材
挿入用長穴に剪断補強材を挿入した後に、この長穴の残
部空隙に前記モルタル等を圧入して充填するか、あるい
は流動状硬化性樹脂を内包した管状のカプセルを、剪断
補強材挿入用長穴の最深部に配置し、棒状の剪断補強材
の鋭角先端部で突き破って残部空隙を充填するか、若し
くは併用して行われる。

【００１４】上記管状のカプセル型は、剪断補強材挿入
用長穴内に剪断補強材を挿入した後に行われる入り口側
からの流動性硬化性樹脂若しくはセメントモルタルの注
入が、奥まで充分に充填することが困難な場合に有効な
方法である。上記流動状硬化性樹脂としては、エポキシ
系樹脂や、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。

【００１５】剪断補強材を挿入した剪断補強材挿入用長
穴に、モルタル等の充填材を圧入充填する方法として
は、例えば、図３に示すように、長穴１２の開口部を蓋
体５で封止し、手前側の空間部と剪断補強材１３の周囲
に、矢印Ｘの方向からモルタルを注入し、矢印Ｙの方向
からエアー抜きを行って充填する。また、前記カプセル
型を使って、剪断補強材挿入用長穴を充填する場合に
は、長穴の最深部に配置させたカプセルを突き破る必要
があるため、使用する剪断補強材は、図４の（ａ）、
（ｂ）に示すように、先端が鋭角に形成されたものが好
ましい。図示例の他に、先端部は、円錐状、その他の錐
状とすることもできる。さらに、流動状硬化性樹脂等を
長穴内に密に充填できるようにするため、剪断補強材は
長穴内に回転させながら挿入（打設）し、長穴内の前記
樹脂等を攪拌するようにすると良い。この場合、使用す
る剪断補強材は、ドリル等の回転工具に連結できるよう
に、後端部に回転工具連結用切欠７や角型の凹部８を備
えたものが良い。なお、本発明に使用する充填材を、剪
断補強材挿入用長穴の周囲の補強面と同系色に着色する
ことにより、施工前と変わらない内壁面に仕上げること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げるが、本発明
の補強方法はこれらに限定されるものではない。

【００１７】［実施例１］図１に示すような、旧耐震設
計基準で設計された、高さ７ｍ、断面幅１．５ｍ×４ｍ
の鉄道橋脚１を二基建設し、その内の一方の鉄道橋脚に
本発明による補強を行った。補強は、長さ１，４００ｍ
ｍ、径４５ｍｍφの剪断補強材挿入用長穴２を、鉄道橋
脚の要補強面に、上下に５００ｍｍ間隔、横方向に８個
ずつ形成し、これらの長穴２に、長さ１，３５０ｍｍ、
径３８ｍｍφの異形鉄筋３を挿入し、長穴２の残部空隙
に無機系モルタルを圧入して充填固化させて行った。上
記二基の鉄道橋脚に、それぞれ、兵庫県南部地震と同等
の地震波を、１分間当てたところ、補強をしていない鉄
道橋脚は、部分的に剪断ひび割れや剪断破壊が発生した
が、補強した鉄道橋脚には、強度性に問題のないひびが
部分的に生じただけに止まった。

【００１８】［実施例２］図２、図３に示すような、旧
耐震設計基準で設計された、高さ６ｍ、横１７ｍ、上下
左右の壁厚がそれぞれ１，０００ｍｍ、中央の隔壁の厚
さが５００ｍｍのカルバート構造の鉄道用トンネルを二
基建設し、その内の一方の鉄道用トンネルに本発明によ
る補強を行った。即ち、トンネル内壁の要補強面に、内
部に向けて要補強面に対し垂直に、深さ９００ｍｍ、径
４５ｍｍφの剪断補強材挿入用長穴１２を、既設の主筋
１５や剪断補強鉄筋１６に当たらないように、また、剪
断補強鉄筋１６，１６の間に、上下左右５００ｍｍ間隔
で格子状に穿孔して形成し、この長穴１２に長さ８５０
ｍｍ、径３８ｍｍφの異形鉄筋１３を奥まで挿入し、手
前側５０ｍｍの空間部と剪断補強材の周囲に、無機系モ
ルタル６を圧入して、剪断補強材挿入用長穴１２に充填
し固化させた。

【００１９】上記二基の鉄道用トンネルに、それぞれ、
兵庫県南部地震と同等の地震波を、１分間与えたとこ
ろ、補強をしていないトンネルには、部分的に剪断ひび
割れや剪断破壊が発生したが、補強した鉄道用トンネル
には、強度性に問題のないひびが部分的に生じただけに
止まった。

【００２０】本発明の補強方法によれば、剪断補強材を
コンクリート構造物やカルバート構造物の補強面内部に
充填固化させて一体化することにより、補強面内の剪断
補強材を容易に増加させて、剪断耐力を大幅に増大させ
ることができる。また、本発明の補強方法によれば、実
施例で挙げた橋脚やカルバート構造物本体の内壁面の補
強に限らず、橋梁、橋台、土留擁壁、防波堤等、コンク
リート構造物であれば如何なるものにも適用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の補強方法によれば、その補強面
側から、穿孔して剪断補強材を入れ、充填材を注入する
だけの施工で十分な補強が行えるため、工期が短くて済
み、しかも補強面に厚みが出ず、工事中の構造物内の使
用に対する制約も、従来の工法に比べて大幅に減少でき
る。さらに、充填材を剪断補強材挿入用長穴の周囲の補
強面と同系色にすることにより、補強面が目立たず美観
を損なうことがないので、施工面を覆う化粧板の設置等
の後処置が不要となるので、大幅なコストダウンが実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 鉄道用橋脚の模式的な斜視図である。

【図２】 ボックス型カルバート構造物の一例を示す断
面図である。

【図３】 本発明による補強のなされた図２のＡで示す
領域を拡大して示す部分断面図である。

【図４】 （ａ）、（ｂ）は、本発明に使用する剪断補
強材の一例を示す模式的な斜視図である。

【符号の説明】

１ 橋脚 ２，１２ 剪断補強材挿入用長穴 ３，１３ 剪断補強材 ４ 残部空隙 ５ 蓋体 ６ モルタル ７ 切欠 ８ 角型の凹部 ９ 内壁面 １０ 隔壁 １１ 床盤・天井 １５ 既設の主筋 １６ 既設の剪断補強鉄筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 薫 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 吉田 徹 東京都渋谷区代々木二丁目二番二号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 梶田 悦男 東京都荒川区東日暮里１丁目24番10号 サ ンコーテクノ株式会社内 (72)発明者 竹元 良紀 東京都荒川区東日暮里１丁目24番10号 サ ンコーテクノ株式会社内 Ｆターム(参考） 2E176 AA02 BB29

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の補強面から内部に
   向けて剪断補強材挿入用長穴を形成し、この剪断補強材
   挿入用長穴に剪断補強材を挿入して残部空隙を充填材で
   充填固化することを特徴とするコンクリート構造物の補
   強方法。
2. 【請求項２】 カルバート構造物の内壁面側から壁内部
   に向けて剪断補強材挿入用長穴を形成し、この剪断補強
   材挿入用長穴に剪断補強材を挿入して残部空隙を充填材
   で充填固化することを特徴とするカルバート構造物の補
   強方法。