JP2005232954A - コンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 材質が劣化しても、躯体のコンクリートおよびその補強部材や防護部材が脱落・破損しないコンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法を提供すること。
【解決手段】 溝型鋼105の溝軸方向の一方の端部117の溝内側に半筒体107を取り付け、他方の端部115の溝内側に突起材109を取り付けて、補強部材103を形成する。半筒体107、突起材109は、それぞれ、端部117、端部115から溝軸方向に所定の長さが突出するように取り付けられる。補強部材103を用いてトンネル119の壁面121を補強するには、先行して設置された既設の補強部材103の半筒体107に、隣接して設置される新設の補強部材103の突起材109を挿入する作業と、新設の補強材103の半筒体107を壁面121に固定する作業とを繰り返す。必要に応じて、補強部材103と壁面121の間に裏込め材を充填する。
【選択図】 図20

Description

本発明は、コンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法に関するものである。
従来、コンクリート橋の表面やトンネルライニングの剥落を防止するための補強には、(1)プラスチックシートを接着剤で貼る方法、(2)破損した部分にエポキシ樹脂などを注入する方法、(3)破損した部分を取り壊して、樹脂コンクリートまたは吹付けコンクリートで補強する方法、等がある(特許文献1参照)。また、橋梁および盛土の縁端の防護には、縁端に鋼柱を立てて、それに壁材を取り付ける方法がある。
特開平9−296615号公報
しかしながら、従来のコンクリート橋の表面およびトンネルライニングの補強部分は、既存のコンクリートまたは補強した材料が劣化すると、脱落する。また、従来の橋梁および盛土の防護工は、鋼柱を支持していた縁端部のコンクリートが劣化すると破損する。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、躯体のコンクリートおよびその補強部材や防護部材が、材質が劣化しても脱落・破損しないコンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法を提供することにある。
前述した目的を達成するための第1の発明は、帯状材の側部を曲げて、対向する前記側部の一方にフランジを形成し、他方に溝型部または鉤型部を形成したことを特徴とするコンクリート構造物の補強部材である。
第1の発明の補強部材では、フランジとして、帯状材の一方の側部を曲げて、帯状材の本体と垂直な平板部が形成される。また、溝型部として、帯状材の他方の端部がフランジと同方向に曲げられ、U字型等に形成される。他に、鉤型部として、帯状材の他方の端部がフランジと同方向に曲げられ、L字型等に形成される場合もある。
補強部材では、帯状材の一方の側部に、フランジと溝型部(または鉤型部)が直列に設けられる場合もある。このとき、他方の側部では、フランジと対向する位置に溝型部(または鉤型部)が設けられ、溝型部(または鉤型部)と対向する位置にフランジが設けられる。
第2の発明は、帯状材の側部を曲げて、対向する前記側部の一方にフランジを形成し、他方に溝型部または鉤型部を形成した補強部材を用い、第1の補強部材の溝型部または鉤型部に第2の補強部材のフランジを挿入して、複数の前記補強部材をコンクリート構造物の表面に設置することを特徴とするコンクリート構造物の補強工法である。
第2の発明では、第1の発明の補強部材を用いて、橋梁、柱、トンネル等のコンクリート構造物を補強する。このとき、第1の補強部材の溝型部または鉤型部に第2の補強部材のフランジを挿入して、複数の前記補強部材をコンクリート構造物の表面に設置する。補強部材とコンクリート構造物の表面との間には、結合材として、ポリマーセメントモルタル、レジンモルタル等を充填する。さらに、必要に応じて、アンカーボルトを用いて補強部材をコンクリート構造物の表面に固定する。また、溝型部や鉤型部の内部には、補強部材同士を結合するためにレジンモルタルを充填する。
第3の発明は、帯状材の対向する側部を曲げて、端部にフランジを有する溝型部を形成した防護部材を用い、第1の防護部材のフランジを第2の防護部材のフランジと一体化して複数の前記防護部材からなる壁材を形成し、コンクリート構造物の表面に固定した平板に前記壁材の端部を固定することを特徴とするコンクリート構造物の補強工法である。
防護部材は、帯状材の両方の側部を、U字型等に折り曲げたものである。防護部材のフランジとは、U字型等の溝型部の端部に位置する、帯状材の本体に垂直な平板部である。
第3の発明では、第1の防護部材のフランジと第2の防護部材のフランジとを一体化して、複数の防護部材からなる壁材を形成する。そして、壁材の端部を固定した平板を、コンクリート構造物の表面にアンカボルト等で固定する。
第4の発明は、溝型鋼と、前記溝型鋼の溝軸方向の端部に固定された平板とからなる防護部材を用い、複数の前記防護部材を前記溝型鋼の凹部の向きが交互になるように配置し、隣接する前記防護部材の前記溝型鋼のフランジを一体化し、前記平板をコンクリート構造物の表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工法である。
溝型鋼のフランジとは、溝の両側面に相当する部分である。溝型鋼では、溝の底面に相当する部分であるウェブに、必要に応じて開口部が設けられ、開口部にはガラス板または透明なプラスチック板が取り付けられる。
第4の発明では、複数の防護部材を、溝型鋼の凹部の向きが交互になるように配置し、隣接して配置された防護部材の溝型鋼のフランジを一体化する。また、溝型鋼に固定された平板を、コンクリート構造物の表面にアンカボルト等で固定する。
第5の発明は、本体である溝型鋼と、前記溝型鋼の溝軸方向の一方の端部の溝内側に取り付けられた半筒体と、前記溝型鋼の他方の端部の溝内側に、前記他方の端部から溝軸方向に所定の長さが突出するように取り付けられた突起材と、を具備することを特徴とする補強部材である。
半筒体は、例えば、断面がコの字型の鋼材である。半筒体は、溝型鋼の溝内側に、溝型鋼と半筒体とで閉空間が形成されるように固定される。突起材は、例えば、棒鋼、平鋼、断面が半筒体よりも一回り小さいコの字型の鋼材等である。半筒体は、全長を溝型鋼内に配置してもよいし、端部から溝軸方向に所定の長さが突出するように配置してもよい。
第6の発明は、溝型鋼の溝軸方向の一方の端部の溝内側に半筒体を取り付け、前記溝型鋼の他方の端部の溝内側に、前記他方の端部から溝軸方向に所定の長さが突出するように突起材を取り付けた補強部材を用い、第1の補強部材の前記半筒体内に、第2の補強部材の前記突起材を挿入し、かつ、前記半筒体をコンクリート構造物の壁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工法である。
第6の発明では、第5の発明の補強部材を用いて、トンネル等のコンクリート構造物を補強する。このとき、第1の補強部材の半筒体内に第2の補強部材の突起材を挿入しつつ、第1の補強部材の溝型鋼と第2の補強部材の溝型鋼を突き合わせて、複数の補強部材をコンクリート構造物の表面に設置する。半筒体は、アンカボルト等を用いて壁面に固定される。補強部材とコンクリート構造物の表面との間には、結合材として、ポリマーセメントモルタル、レジンモルタル等が充填される。
躯体のコンクリートおよびその補強部材や防護部材が、材質が劣化しても脱落・破損しないコンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法を提供できる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、補強部材1の断面図を、図2は、補強部材1の平面図を示す。図2は、図1を矢印Aに示す方向から見た図である。
図1、図2に示すように、補強部材1は、帯状材3の側部5a、側部5bを折り曲げ、U型4に形成したものである。帯状材3は、鋼製、プラスチック製等とするのが望ましい。例えば、帯状材3に厚さの薄いステンレス鋼板を用いれば、軽量でかつ耐久性が大きく、補強される構造物の負担が少なくなる。また、帯状材3にプラスチック板を用いれば、軽量で施工が容易になる。
帯状材3の一方の側部5aは、面11a側に折り曲げられる。これにより、側部5aには、面11aからほぼ垂直に突出するフランジ7が形成される。他方の側部5bは、面11a側が凸となるU型部6を形成するように折り曲げられる。これにより、側部5bには、面11b側が開口した溝9が形成される。
図3、図4は、補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図を示す。図3は、コンクリート橋15の橋軸直角方向の断面図である。図4は、図3のB−Bによる拡大断面図である。
補強部材1でコンクリート橋15を補強する際には、例えば、図3に示すように、帯状材3の長さ方向がコンクリート橋15の橋軸直角方向と一致するような向きに、補強部材1を配置する。補強部材1は、橋軸直角方向、すなわち、スラブ21の一方の側面19から他方の側面19までを、コンクリート橋15の底面17および側面19に沿って1枚で覆うことができる長さとする。
補強部材1は、図4に示すように、コンクリート橋15の底面17や側面19と、補強部材1の面11aとが対面するように配置する。そして、底面17や側面19と補強部材1の面11aとの間には、モルタル23を充填する。モルタル23は、コンクリート橋15と補強部材1を結合するためのものであり、レジンモルタル、ポリマーセメントモルタル等が用いられる。
補強部材1は、図4に示すように、橋軸方向に複数枚並べて設置される。橋軸方向に補強部材1を並べて設置する際には、設置しようとする補強部材1のフランジ7を、既に設置された隣接する他の補強部材1の溝9に挿入する。そして、溝9にレジンモルタル25を充填する。レジンモルタル25は、フランジ7と溝9を固定して、隣接する補強部材1を結合するためのものである。
このように、第1の実施の形態では、帯状材3の側部5a、側部5bを曲げて、側部5aにフランジ7を形成し、側部5bに溝9を形成した補強部材1を用いる。第1の実施の形態では、コンクリート橋15の表面に補強部材1を設置する際に、補強部材1の溝9に隣接する補強部材1のフランジ7を挿入してレジンモルタル25で固定することにより、複数の補強部材1を一体化するので、コンクリート橋15の躯体や補強部材1が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の補強部材1を用いて、コンクリート橋15を補強する。図5は、補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図である。図5では、図1、図2に示す補強部材1を、図3と同様に、帯状材3の長さ方向がコンクリート橋15の橋軸直角方向と一致するような向きに配置する。但し、図5では、コンクリート橋15の底面17と補強部材1の面11bを対面させる。
図5では、既に設置された補強部材1のフランジ7に、隣接して設置する予定の他の補強部材1の溝9を被せることにより、補強部材1を、橋軸方向に複数枚並べて設置する。底面17と補強部材1の面11bとの間や、溝9には、レジンモルタル27を充填する。レジンモルタル27は、コンクリート橋15と補強部材1を結合し、また、フランジ7と溝9を固定して隣接する補強部材1を結合するためのものである。
図5に示す補強方法においても、補強部材1の溝9に隣接する補強部材1のフランジ7を挿入してレジンモルタル27で固定することにより複数の補強部材1を一体化するので、コンクリート橋15の躯体や補強部材1が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
なお、第1、第2の実施の形態で用いた補強部材1では、帯状材3の側部5bをU型部6として溝9を形成したが、他の形状の溝型部や鉤型部を形成してもよい。また、第1、第2の実施の形態では、モルタル23やレジンモルタル27を用いてコンクリート橋15と補強部材1とを結合したが、結合手段はこれに限らない。以下に、他の結合手段を用いた例について述べる。
図6は、補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図である。図6では、図1、図2に示す補強部材1を、図3と同様に、帯状材3の長さ方向がコンクリート橋15の橋軸直角方向と一致するような向きに配置する。そして、図4または図5と同様にして、コンクリート橋15と補強部材1を結合する。図6では、さらに、アンカーボルト29を用いて補強部材1をコンクリート橋15に固定する。
図6に示す補強方法においても、補強部材1の溝9に隣接する補強部材1のフランジ7を挿入してレジンモルタル25(レジンモルタル27)で固定することにより複数の補強部材1を一体化するので、コンクリート橋15の躯体や補強部材1が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
また、第1、第2の実施の形態や、上述の図6に示した補強方法では、補強部材1を、帯状材3の長さ方向がコンクリート橋15の橋軸直角方向と一致するような向きに配置したが、帯状材3の長さ方向がコンクリート橋15の橋軸方向と一致するような向きに配置してもよい。この場合にも、橋軸直角方向に隣接する補強部材1のフランジ7と溝9とを嵌合させて複数の補強部材1を一体化するため、コンクリート橋15の躯体や補強部材1が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
さらに、第1、第2の実施の形態では、補強部材1を用いてコンクリート橋15を補修したが、補修対象はこれに限らない。図7は、補強部材1を用いて補強された柱31を示す図である。図7の(a)図は、補強部材1を用いて補強された柱31の断面図を、図7の(b)図は、補強部材1を用いて補強された柱31の立面図を示す。図7の(a)図は、図7の(b)図のC−Cによる断面図である。柱31は、例えば鉄筋コンクリート製とする。
図7の各図に示すように、柱31を補強するには、柱31の周囲に、帯状材3の軸方向が柱31の周方向と一致するように、複数の補強部材1を配置する。補強部材1は、上下方向に複数段に配置されるが、隣接する段の補強部材1の継手32は、直線上に位置しないよう、千鳥状にずらす。
隣接する補強部材1は、第1、第2の実施の形態と同様に、フランジ7と溝9とを嵌合させ、溝9にレジンモルタルを充填することにより、結合される。補強部材1は、フランジ7と溝9によって上下方向で結合されるが、継手32の位置で結合して補強してもよい。また、補強部材1は、第1、第2の実施の形態でコンクリート橋15に固定したのと同様に、モルタル(レジンモルタル、ポリマーセメントモルタル等)やアンカーボルトを用いて柱31に固定される。
次に、第3の実施の形態について説明する。図8は、補強部材33の断面図、図9は、補強部材33の平面図である。図8は、図9のE−Eによる断面図である。図9は、図8を矢印Dに示す方向から見た図である。
図8、図9に示すように、補強部材33は、帯状材35の側部37a、側部37bを折り曲げ、U型42に形成したものである。帯状材35は、補強部材1の帯状材3と同様に、鋼製、プラスチック製、コンクリート(ファイバーコンクリート)製等とする。帯状材35の側部37aは面43a側に折り曲げられ、側部37aの長さ方向両端付近は、さらに面43aと平行になるように折り曲げられる。帯状材35の側部37bは面43b側に折り曲げられ、側部37bの長さ方向中央付近は、さらに面43aと平行になるように折り曲げられる。
これにより、側部37aでは、長さ方向中央付近に面43aからほぼ垂直に突出するフランジ45が形成され、その両側にL型部39aが形成される。また、他方の側部37bでは、長さ方向中央付近にL型部39bが形成され、その両側に面43aからほぼ垂直に突出するフランジ45が形成される。側部37aのL型部39aは、側部37bのフランジ45と対向する位置に設けられる。側部37bのL型部39bは、側部37aのフランジ45と対向する位置に設けられる。
図10は、補強部材33を用いて補強したトンネル47の断面図を示す。トンネル47を補強する際には、例えば、図10に示すように、補強部材33を、帯状材35の長さ方向がトンネル47の軸方向と一致するような向きに配置する。このとき、トンネル47の内側面と、補強部材33の面43aとを対面させる。
補強部材33の内部41(図8)、すなわち、トンネル47の内側面と補強部材33の面43aの間には、モルタル49を充填する。モルタル49は、トンネル47と補強部材33を結合するためのものであり、レジンモルタル、ポリマーセメントモルタル等が用いられる。
トンネル47に補強部材33を設置する際には、図10の矢印Fに示すように、トンネル47の一方の下端部から立ち上がり、複数の補強部材33を順次設置して、他方の下端部で閉合する。このとき、既に設置された補強部材33のフランジ45の下部に、隣接して設置しようとする補強部材33のL型部39bを差し込む。また、同時に、既に設置された補強部材33のL型部39aに、隣接して設置しようとする補強部材33のフランジ45を挿入する。
このように、第3の実施の形態では、帯状材35の側部37aを曲げてフランジ45とL型部39aを形成し、側部37bを曲げてフランジ45とL型部39bを形成した補強部材33を用いる。第3の実施の形態では、トンネル47の内側面に補強部材33を設置する際に、補強部材33のフランジ45を隣接する補強部材33のL型部39aやL型部39bと重ね合わせ、モルタル49で固定することにより、複数の補強部材33を一体化するので、トンネル47の躯体や補強部材33が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
なお、補強部材33では、帯状材3の側部37a、側部37bにL型部39a、L型部39bを形成したが、L型以外の鉤型部や、溝型部を形成してもよい。また、図10では円形トンネルを図示したが、角形トンネルでも同じように補強できる。さらに、トンネル47と補強部材33との結合手段は、モルタル49に限らず、アンカーボルト等を用いてもよい。補強部材33を、面43bとトンネル47の内側面とが対面するように設置してもよい。
第1から第3の実施の形態では、補強部材1、補強部材33を用いてコンクリート構造物を補強することにより、コンクリート構造物の破損を防ぐことができる。また、補強部材1や補強部材33は、帯状材3の継手(U型部6とフランジ7)、帯状材35の継手(L型部39aやL型部39bとフランジ45)を結合させることにより、複数個が一体となった構造となるので、コンクリート構造物の耐力が増大し、耐用年数が延びる。
次に、第4の実施の形態について説明する。図11は、防護部材51で補強された構造物の平面図、図12は、防護部材51で補強された構造物の斜視図、図13は、防護部材51で補強された構造物65の立面図である。図11は、図12の矢印Hに示す方向から見た図、図13は、図11のG−Gによる断面図を示す。
図11から図13に示すように、防護部材51は、帯状材53の側部55a、側部55bを折り曲げ、U型54に形成したものである。帯状材53は、鋼製、プラスチック製等とする。帯状材53に、透明なプラスチック板を用いれば、軽量になり、光が透過する。
帯状材53の側部55a、側部55bは、まず面56a側に折り曲げられた後、面56aと平行になるように折り曲げられ、さらに、面56aと垂直になるように折り曲げられる。これにより、側部55aには、帯状材53のU型54とは逆向きのU型部57aが形成される。U型部57aの端部には、面56aと垂直なフランジ59aが形成される。また、側部55bには、U型部57aと同じ向きのU型部57bが形成される。U型部57bの端部には、面56aと垂直なフランジ59bが形成される。
図11、図12に示すように、複数の防護部材51は、ある防護部材51のフランジ59aと、隣接する防護部材51のフランジ59bとを結合することにより、一体化される。フランジ59aとフランジ59bの結合には、ボルトまたは溶接(図示せず)を用いる。図11から図13に示すように、一体化された複数の防護部材51の下端部には、平板63が固定される。平板63と防護部材51の固定には、ボルト、溶接または接着剤(図示せず)を用いる。
図13に示すように、構造物65を補強するには、防護部材51が固定された平板63を、アンカーボルト61を用いて構造物65に固定し、壁体とする。構造物65は、例えば橋梁や盛土である。平板63は、これらの構造物65の縁端に固定される。
図14は、中空部71を有する防護部材75の平面図、図15は、防護部材75の立面図である。図15は、図14の矢印Iに示す方向から見た図である。図14、図15に示すように、防護部材75は、帯状材77の側部67a、側部67bを同じ向きに折り曲げてフランジ69a、フランジ69bを形成し、中央付近に筒状の中空部71を設けたものである。
防護部材75は、図11から図13に示す防護部材51の結合体の適切な位置に挿入され、これらと一体化される。防護部材51と防護部材75を一体化するには、防護部材51のフランジ59a(59b)と防護部材75のフランジ69a(69b)を結合する。この結合には、ボルトまたは溶接(図示せず)を用いる。
図15に示すように、防護部材75の中空部71は、送電線や照明器具などの電柱73として用いられる。中空部71すなわち電柱73は、角鋼管とする。なお、防護部材75は、結合された防護部材51と同様に、ボルト、溶接または接着剤(図示せず)により平板63に固定される。
このように、第4の実施の形態では、帯状材53を用いて形成した複数の防護部材51を、フランジ59a、フランジ59bを結合して壁材を得る。そして、壁材を平板63に固定し、さらに、平板63を構造物65の縁端に固定して、構造物65を補強する。これにより、橋梁や盛土等の構造物65からの物体の落下を防ぐと同時に、交通騒音を遮断することができる。
次に、第5の実施の形態について説明する。図16は、防護部材79の立面図である。図16に示すように、防護部材79は、溝型鋼85と、溝型鋼85の溝軸方向の端部に固定された平板87とからなる。平板87は、鋼板等である。平板87は、溝型鋼85の溝軸に垂直に、溝型鋼85のウェブ81の両側に張り出して配置される。溝型鋼85と平板87とは、溶接(図示せず)またはL型鋼とボルト(図示せず)を用いて一体化される。
溝型鋼85のウェブ81には開口部93が設けられ、開口部93にはガラス板95が取り付けられる。溝型鋼85のフランジ83にはボルト穴89が設けられる。平板87にはボルト穴91が設けられる。
図17は、一体化された複数の防護部材79の斜視図、図18は、一体化された複数の防護部材79の断面図を示す。図18の(a)図は、一体化された複数の防護部材79の水平面による断面図、図18の(b)図は、図18の(a)図のK−Kによる断面図を示す。
図17、図18に示すように、複数の防護部材79は、溝型鋼85を同一直線上に凹部の向きが交互となるように配置して、設置される。すなわち、隣接する防護部材79aの溝型鋼85aと防護部材79bの溝型鋼85bとでは、フランジ83aとフランジ83bの位置が重なるが、ウェブ81aとウェブ81bとは異なる平面内に配置される。
隣接する防護部材79aと防護部材79bとは、フランジ83aとフランジ83bとを、ボルト穴89を介してボルトおよびナット97を用いて結合することにより、一体化される。なお、フランジ83aとフランジ83bの結合には、溶接を用いてもよい。
図17、図18に示すように、構造物101を補強するには、防護部材79の平板87を、ボルト穴91を介して、アンカボルトおよびナット99を用いて構造物101に固定し、壁体とする。構造物101は、例えば橋梁や盛土である。平板87は、これらの構造物101の縁端に固定される。
このように、第5の実施の形態では、溝型鋼85と平板87を用いて形成した複数の防護部材79を、溝型鋼85の凹部の向きが交互となるように配置し、隣接する溝型鋼85のフランジ83を結合して壁材を得る。溝鋼型85の凹部の向きを交互とすることにより、軽量で剛性の大きい防音壁を構築し、騒音を防止し、低周波空気振動を遮断することができる。
また、溝型鋼85に固定された平板87を、アンカボルトおよびナット99を用いて構造物101の縁端に固定する。これにより、防音壁に作用する風圧を均等に構造物101に伝えることができる。これは、構造物101の劣化防止につながる。
さらに、溝型鋼85のウェブ81に開口部93を設けてガラス板95を取り付ける。これにより、構造物101が道路や鉄道などである場合に、構造物101上に外光を取り入れることができる。
なお、第5の実施の形態では、溝型鋼85に開口部93を設け、開口部93にガラス板95を取り付けたが、ガラス板95の代わりに、透明のプラスチック板等を取り付けてもよい。また、外光を取り入れる必要がない場合には、開口部93のない溝型鋼を用いてもよい。
また、防護部材79では、平板87を、溝型鋼85のウェブ81の両側に取り付けたが、平板を溝型鋼85のウェブ81の片側に取り付けてもよい。図19は、一体化された複数の防護部材139の断面図を示す。図19の(a)図は、一体化された複数の防護部材139の水平面による断面図、図19の(b)図は、図19の(a)図のS−Sによる断面図を示す。
図19に示すように、防護部材139では、平板87に相当する平板143が、溝型鋼85の溝軸に垂直に、溝型鋼85のウェブ81の片側に固定される。複数の防護部材139を配置する際には、隣接する防護部材139の溝型鋼85の凹部の向きが交互となるように、かつ、隣接する防護部材139のフランジ83の一部が重なるようにする。
隣接する防護部材139は、フランジ83同士をボルトおよびナット97を用いて結合することにより、一体化される。構造物101を補強するには、防護部材139の平板143を、アンカボルトおよびナット99を用いて構造物101に固定し、壁体とする。防護部材139を用いて構造物101を補強した場合にも、防護部材79を用いた場合と同様の効果を得られる。
次に、第6の実施の形態について説明する。図20は、補強部材103の斜視図、図21は、補強部材103の平面図、立面図、断面図である。図21の(a)図は補強部材103の立面図、図21の(b)図は補強部材103の平面図、図21の(c)図は補強部材103の立面図、図21の(d)図は補強部材の断面図を示す。図21の(a)図は、図21の(b)図の矢印L方向から見た図である。図21の(c)図は、図21の(b)図の矢印M方向から見た図である。図21の(d)図は、図21の(b)図のN−Nによる断面図である。
図20、図21に示すように、補強部材103は、溝型鋼105、半筒体107、突起材109からなる。半筒体107は、例えば、断面がコの字型の鋼材である。半筒体107は、溝型鋼105の溝軸方向の端部117の溝内側113に、端部117から所定の長さが突出するように固定される。溝型鋼105と半筒体107との間には、閉空間125が形成される。半筒体107は、ボルト穴111を有する。
突起材109は、例えば、断面が半筒体107より一回り小さいコの字型の鋼材である。突起材109は、溝型鋼105の溝軸方向の端部115の溝内側113に、端部115から所定の長さが突出するように固定される。半筒体107と突起材109は、同一線上に配置される。
図22は、補強部材103を用いて補強したトンネル119の断面図を示す。図22の(a)図はトンネル119の周方向の断面図、図22の(b)図はトンネル119の軸方向の断面図である。図22の(b)図は、図22の(a)図のP−Pによる断面図である。
図23は、補強部材103を用いて補強したトンネル119の壁面121付近の拡大断面図である。図23の(a)図は、図22の(b)図のO−Oによる断面図である。図23の(b)図は、図23の(a)図のQ−Qによる断面図である。
図22に示すように、トンネル119は、内周側の壁面121に複数の補強部材103を設置して補強される。補強部材103は、溝軸がトンネル119の周方向と一致するような向きに配置される。補強部材103は、端部115と端部117とを突き合わせつつ、矢印Rに示す方向に順次設置される。または、トンネル119の頂部より両側に向けて、順次設置される。
補強部材103を設置する際には、図23に示すように、先行して設置された補強部材103−nの半筒体107−n内に、隣接して設置する補強部材103−(n+1)の突起材109−(n+1)を挿入する。そして、補強部材103−(n+1)の半筒体107−(n+1)を、ボルト穴111(図20)を介してボルトおよびナット123でトンネル119に固定する。さらに、補強部材103−(n+1)の半筒体107−(n+1)に、隣接する補強部材103−(n+2)の突起材109−(n+2)を挿入し、半筒体107−(n+2)(図示せず)をトンネル119に固定する。
すなわち、先行して設置された既設の補強部材103の半筒体107に、既設の補強部材103に隣接して設置される新設の補強部材103の突起材109を挿入する作業と、新設の補強材103の半筒体107をトンネル119に固定する作業とを繰り返す。トンネル119の壁面121と、補強部材103の溝内側113との間の空間127には、必要に応じて、結合材として、ポリマーセメントモルタル、レジンモルタル等を充填する。
このように、第6の実施の形態では、溝型鋼105に端部115から突出する突起材109、端部117から突出する半筒体107を固定した補強部材103を用いる。第6の実施の形態では、トンネル119の内側面に補強部材103を設置する際に、補強部材103の突起材109を隣接する補強部材103の半筒体107に挿入することにより、複数の補強部材103を一体化するので、トンネル119の躯体や補強部材103が劣化した場合に、劣化部分が直ちに脱落することがない。
なお、補強部材103の構成は、図20、図21に示すものに限らない。例えば、図20、図21では、突起材109に断面がコの字型の鋼材を用いたが、突起材をこれとは異なる形状としてもよい。また、図20、図21では、半筒体107の所定の長さを端部117から突出させたが、半筒体を溝型鋼105の内部に配置してもよい。
図24は、他の補強部材を用いてトンネル119を補強した状態を示す図である。図24の(a)図は、突起材に平鋼130を用いた補強部材129でトンネル119を補強した状態を示す。図24の(a)図に示す補強部材129は、突起材として、断面がコの字型の鋼材のかわりに、平鋼130を用いる。平鋼130は、溝型鋼105の溝内側113に、端部115から突出するように固定される。
補強材129を用いてトンネル119を補強するには、先行して設置された既設の補強部材129の半筒体107に、既設の補強部材129に隣接して設置される新設の補強部材129の平鋼130を挿入する作業と、新設の補強材129の半筒体107をトンネル119に固定する作業とを繰り返す。
図24の(b)図は、突起材に棒鋼113を用いた補強部材131でトンネル119を補強した状態を示す。図24の(b)図に示す補強部材131は、突起材として、断面がコの字型の鋼材のかわりに、棒鋼133を用いる。棒鋼133は、溝型鋼105の溝内側113に、端部115から突出するように固定される。
補強材131を用いてトンネル119を補強するには、先行して設置された既設の補強部材131の半筒体107に、既設の補強部材131に隣接して設置される新設の補強部材131の棒鋼133を挿入する作業と、新設の補強材131の半筒体107をトンネル119に固定する作業とを繰り返す。
図24の(c)図は、半筒体を溝型鋼105の内部に配置した補強部材135でトンネル119を補強した状態を示す。図24の(c)図に示す補強部材135では、半筒体137が、溝型鋼105の溝内側113に、端部117から突出しないように固定される。
補強材135を用いてトンネル119を補強するには、先行して設置された既設の補強部材135の半筒体137に、既設の補強部材135に隣接して設置される新設の補強部材135の突起材109を挿入する作業と、新設の補強材135の半筒体137をトンネル119に固定する作業とを繰り返す。
突起材は、半筒体と溝型鋼との間の空間に挿入できる形状であればよい。半筒体は、トンネル等の補強対象構造物に固定でき、溝型鋼との間に空間を形成でき、空間に挿入された突起材を保持できる形状であればよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかるコンクリート構造物の補強部材およびコンクリート構造物の補強工法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
補強部材1の断面図 補強部材1の平面図 補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図 補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図 補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図 補強部材1を用いて補強したコンクリート橋15の断面図 補強部材1を用いて補強された柱31を示す図 補強部材33の断面図 補強部材33の平面図 補強部材33を用いて補強したトンネル47の断面図 防護部材51で補強された構造物の平面図 防護部材51で補強された構造物の斜視図 防護部材51で補強された構造物65の立面図 中空部71を有する防護部材75の平面図 防護部材75の立面図 防護部材79の立面図 一体化された複数の防護部材79の斜視図 一体化された複数の防護部材79の断面図 一体化された複数の防護部材139の断面図 補強部材103の斜視図 補強部材103の平面図、立面図、断面図 補強部材103を用いて補強したトンネル119の断面図 補強部材103を用いて補強したトンネル119の壁面121付近の拡大断面図 他の補強部材を用いてトンネル119を補強した状態を示す図
符号の説明
1、33、103、129、131、135………補強部材
3、35、53、77………帯状材
5a、5b、37a、37b、55a、55b、67a、67b………側部
7、45、59a、59b、69a、69b、83、83a、83b………フランジ
9………溝
15………コンクリート橋
23、49………モルタル
25、27………レジンモルタル
29、61………アンカーボルト
31………柱
39a、39b………L型部
47、119………トンネル
51、75、79、139………防護部材
63、87、143………平板
65、101………構造物
81………ウェブ
85、105………溝型鋼
93………開口部
95………ガラス板
99………アンカボルトおよびナット
107、137………半筒体
109………突起材
115、117………端部
125………閉空間

Claims (10)

  1. 帯状材の側部を曲げて、対向する前記側部の一方にフランジを形成し、他方に溝型部または鉤型部を形成したことを特徴とするコンクリート構造物の補強部材。
  2. 帯状材の側部を曲げて、対向する前記側部の一方にフランジを形成し、他方に溝型部または鉤型部を形成した補強部材を用い、
    第1の補強部材の溝型部または鉤型部に第2の補強部材のフランジを挿入して、複数の前記補強部材をコンクリート構造物の表面に設置することを特徴とするコンクリート構造物の補強工法。
  3. 前記溝型部または鉤型部の内部にモルタル等を充填することを特徴とする請求項2記載のコンクリート構造物の補強工法。
  4. 前記補強部材と前記コンクリート構造物の表面との間にモルタル等を充填することを特徴とする請求項2記載のコンクリート構造物の補強工法。
  5. アンカーボルトを用いて前記補強部材を前記コンクリート構造物の表面に固定することを特徴とする請求項2記載のコンクリート構造物の補強工法。
  6. 帯状材の対向する側部を曲げて、端部にフランジを有する溝型部を形成した防護部材を用い、
    第1の防護部材のフランジを第2の防護部材のフランジと一体化して複数の前記防護部材からなる壁材を形成し、コンクリート構造物の表面に固定した平板に前記壁材の端部を固定することを特徴とするコンクリート構造物の補強工法。
  7. 溝型鋼と、前記溝型鋼の溝軸方向の端部に固定された平板とからなる防護部材を用い、
    複数の前記防護部材を前記溝型鋼の凹部の向きが交互になるように配置し、隣接する前記防護部材の前記溝型鋼のフランジを一体化し、前記平板をコンクリート構造物の表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工法。
  8. 前記溝型鋼がウェブに開口部を有し、前記開口部にガラス板または透明なプラスチック板が取り付けられたことを特徴とする請求項7記載のコンクリート構造物の補強工法。
  9. 本体である溝型鋼と、
    前記溝型鋼の溝軸方向の一方の端部の溝内側に取り付けられた半筒体と、
    前記溝型鋼の他方の端部の溝内側に、前記他方の端部から溝軸方向に所定の長さが突出するように取り付けられた突起材と、
    を具備することを特徴とする補強部材。
  10. 溝型鋼の溝軸方向の一方の端部の溝内側に半筒体を取り付け、前記溝型鋼の他方の端部の溝内側に、前記他方の端部から溝軸方向に所定の長さが突出するように突起材を取り付けた補強部材を用い、
    第1の補強部材の前記半筒体内に、第2の補強部材の前記突起材を挿入し、かつ、前記半筒体をコンクリート構造物の壁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工法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015067851A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Skanska Infra Oy Method for strengthening a structure of a tubular bridge or a culvert and the strengthened tubular bridge or culvert
JP2015175142A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 日本電信電話株式会社 破断防止構造
JP2017172138A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 株式会社大林組 天井材落下防止構造

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