JP2006183240A - 鉄筋コンクリート構造物の修繕方法及びそのための治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 補修処置、補強処置の各工程を見直し、補強による安全性向上を優先させた修繕方法を提案する。
【解決手段】 補強処置として、縦横筋２，３からなる格子状の補強材１を用意し、鉄筋コンクリート構造物における補強材格子の入り隅４の近傍部位に穿孔し、該穿孔に、多角形ナットＮを持つ中空の緊張用治具５を打ち込み、そして、該緊張用治具の穿孔から突出したナットＮが入り隅４近傍に位置するように補強材を配設すると共に該ナットＮを回転させその形状で入り隅４に当接したスペーサＣを押圧することにより補強材を緊張させつつ鉄筋コンクリート構造物表面に取り付ける工程を含む。中空の緊張用治具を打ち込み使用することにより、補強処置後に、該緊張用治具を通してアルカリ性付与剤や接着剤等の改良剤を注入することができる。したがって、補強処置後の補修処置という工程順を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリートの既存構造物を補強・補修するための修繕技術に関する。

耐震強度の観点から近年、自動車専用道路の橋脚等、鉄筋コンクリート構造物の強度が見直され、修繕が各地で進められている。その修繕にあたっては、鉄筋コンクリートの品質保持のための補修を施すのが通常で、これには、ひび割れにエポキシ樹脂等の接着剤を注入して充填したり、劣化を促進する炭酸ガス等の酸性物質及びこれを含む水の浸入を防止すべく樹脂系ライニングによる表面被覆処理を施すといった補修処置が実施されている。

そしてさらに最近では、より高度な補修処置として、特許文献１，２にあるような品質改良の方法も実施されている。すなわち、鉄筋コンクリート構造物に穿孔し、その孔から特殊器具により水酸化リチウムや亜硝酸リチウム等のアルカリ性付与剤を注入して含浸させ、内部鉄筋を保護すると共にアルカリ骨材反応による内部膨張力を抑制する方法である。

ただし、これら補修処置は品質を修復して現状を維持するものでしかなく、強度を回復し、あるいは増強する補強処置にはならない。したがって、上記のような補修が終わった後に補強処置として、鋼材や、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等の化学繊維からなる補強材を構造物の現形に沿って取り付ける方法を行っている。

特許第２８４０５６６号 特開２００２−１７３３８０

上述のように、現在の修繕方法は、補修処置と補強処置を組み合わせたものであるが、コンクリート駆体の品質を修復する補修処置が先行工程とされ、補強処置は後行工程となっている。すなわち、まず補修処置を施し、その後の鉄筋コンクリートの劣化進行状況を観察し検討した上で、補強処置が実施される。これでは、強度を回復し増強することが後手に回って現状修復にかける期間が長くなってしまい、共用構造物の安全性向上について速効性が期待できない。さらに、補修処置を施して状況観察期間を経た後に補強処置するためには再工事の仮設工事費がかかってしまうという、費用的な不利益もある。

また、現在の工法によると、補強材を構造物表面に適用して補強処置を施した後では、コンクリート駆体に対し、補修処置を施すことができなくなるという不具合もあり、補修処置を優先させる結果ともなっている。

さらに、現状の補強処置は、単に補強材を構造物表面に取り付けるだけであり、構造物が受ける初期外力に対し即応する速効性が無い。すなわち、補強材を単に付帯させただけのような状態では、外力を受けて微動する構造物の挙動と補強材の挙動とにずれが生じるため、補強材は外力に対し鈍感で対応不足であり、初期外力の繰り返し疲労による破損を防止するまでには至らない。

そこで、本発明では、補修処置、補強処置の各工程を見直し、補強による安全性向上を優先させ、また従来よりもさらに安全性を高める修繕方法とそのための治具を提案するものである。

本発明の修繕方法は、鉄筋コンクリート構造物の現形に沿って補強材を取り付ける補強処置を先行工程とした後に、構造物内部へのアルカリ性付与剤注入及び／又はひび割れへの接着剤注入を含む補修処置を後行工程とすることを特徴とする。すなわち、駆体としての機能回復、増強のための補強処置を先に施して公共構造物としての安全性向上を優先させた上で、鉄筋コンクリートの品質を修復、改良するための補修処置を実施するようにしている。

鉄筋コンクリートの品質改良の補修処置は方法の選択検討及び処置時間に多くの時間を必要とするので、補修処置を優先させると上述の不具合が避けられない。そこでまず、共用の構造物であることからその機能を回復し増強する補強処置を優先させて短期間で安全性を確保し、その後に、鉄筋コンクリートの当初設計品質の修復を行うべく補修処置を、十分な時間を費やして実行できるようにするのが本発明である。また、補強処置から補修処置への工程順とすることにより仮設再工事も不要となるので、工期短縮、コスト低減という利点も得ることができる。

より具体的に、本発明の修繕方法は、補強処置として、所定の形状の貫通孔を設けた板状又は縦横に筋を交差させた格子状の補強材を用意し、鉄筋コンクリート構造物（少なくとも要補強部位）における補強材の貫通孔の部位、又は縦及び／又は近傍部位に穿孔し、該穿孔に、多角形ナットを持つ中空の緊張用治具を打ち込み、そして、該緊張用治具の穿孔から突出した多角形ナットが貫通孔内、又は縦及び／又は横筋の近傍に位置するように補強材を配設すると共に該多角形ナットを回転させその形状（たとえば角部）で貫通孔壁面、又は縦及び／又は横筋を押圧することにより補強材を緊張させてセメント系又は樹脂系の接着性材料にて鉄筋コンクリート構造物表面に取り付ける工程を含む。この場合、補修処置としては、中空の緊張用治具を通してアルカリ性付与剤及び／又は接着剤を鉄筋コンクリート構造物へ注入する工程を含むようにする。

この修繕方法では、中空の緊張用治具を打ち込み使用することにより、補強処置後に、該緊張用治具を通してアルカリ性付与剤や接着剤等の改良剤を注入することができる。したがって、補強処置後の補修処置という本発明の工程順を実現することができる。そしてさらに、緊張用治具の多角形ナットを回転させて補強材を緊張させて取り付けることにより、構造物との一体化が強まり、鉄筋コンクリート構造物と補強材との挙動を一致させられ、初期外力へ対応して、応力を分散し負荷を低減させることができる。その緊張用治具の多角形ナットを回転させその形状で貫通孔壁面、又は縦及び／又は横筋を押圧する際には、トルクレンチを使用して一定のトルクで多角形ナットを回転させることにより、補強材の全体にわたって均等なストレスを加えることが容易にできる。

このような本発明の修繕方法においては、補強処置の工程中、鉄筋コンクリート構造物における補強材の貫通孔の部位、又は縦及び／又は横筋の近傍部位に穿孔する際、該穿孔に連通する切り込み溝を当該鉄筋コンクリート構造物の表層に設けるようにすると、補修処置でアルカリ性付与剤や接着剤等の改良剤を注入した時に構造物全域に行き渡らせることがより容易になるので、好ましい。また、この切り込み溝は、構造物にひび割れがある場合にはそのひび割れへ連通させておくと良い。あるいは、切り込み溝の代わりに、コンクリート構造物の表面に半割のパイプを穿孔に連通するようにして、パテ状接着剤にて縦横斜めに這わせるようにしても良い。

さらに、補強処置としては、補強材を緊張用治具にて緊張させた後、該補強材と鉄筋コンクリート構造物との間に配置した間隔調整治具により、当該補強材と鉄筋コンクリート構造物との間隔を拡大又は縮小して該補強材にストレスを付加するようにしても良い。これによる定量的ストレスで、鉄筋コンクリート構造物と補強材との一体化をより強くすることができる。この間隔調整治具は設置したまま残しても良いが、該間隔調整治具により間隔を拡大した場合は後に、補強材と鉄筋コンクリート構造物との間に接着性材料を注入充填して固定してから（板状の場合）、あるいは、接着性材料のモルタルを吹き付けや鏝塗りする等して補強材を被覆固定してから（格子状の場合）、当該間隔調整治具を取り除くようにすると、ストレスが全体に分散され、補強材により形成された補強層の構造物からの剥離が効果的に防止される。

以上のような鉄筋コンクリート構造物の修繕方法に使用する緊張用治具として、本発明では、穿孔内に挿入される部分にスリットを切り欠いた中空ボルトと、該中空ボルトの穿孔から突出する部分に螺合される多角形ナットと、からなる緊張用治具を提案する。その多角形ナットには、トルクレンチを係合させるための係合形状を形成しておくのが好ましい。この緊張用治具は、さらに、補強材の貫通孔壁面の入り隅、又は縦及び横筋の交差する格子の入り隅に当接させて設置され、多角形ナットの回転による押接を受ける円柱形スペーサを備えるようにしても良い。このようにスペーサを設けると、入り隅に対し均等に力を加えられる。またさらに、緊張用治具は、中空ボルトにおける多角形ナットよりも外側の部分に螺合して補強材を支持する支持用ナット及びワッシャを備えても良い。この場合、支持用ナットの内側にワッシャを入れることで、緩み止めや支持面積を大きくする役割を持たせることができる。

さらに本発明では、上記のような鉄筋コンクリート構造物の修繕方法に使用する間隔調整治具として、補強材裏面に固定されるナットと、該ナットに螺合するボルトナットと、からなる間隔調整治具を提案する。この場合の間隔調整は、ナットに螺合したボルトナットを締め込むことにより、補強材と鉄筋コンクリート構造物との間隔を拡大するものとなる。このほかに間隔調整治具として本発明は、鉄筋コンクリート構造物に打ち込まれるアンカーと、該アンカーに螺合し、頭部が補強材に係止するボルトナットと、からなる間隔調整治具を提案する。この場合の間隔調整は、アンカーに螺合したボルトナットを締め込むことにより、補強材と鉄筋コンクリートとの間隔を縮小するものとなる。

本発明の修繕方法によれば、検討、効果確認に時間のかかる補修処置を後行工程として、安全性向上を目的とした補強処置を優先させるので、公共構造物の安全性を第一として早急に確保した上で、コンクリート品質の修復、改良を十分に時間をかけて実施できる。しかも、工程見直しの効果として時間を有効に使え、仮設工事費等を削減することができるので、施工コストの低減も実現できる。

また、本発明の緊張用治具を使用した工法によって、補強材に定量的ストレスを与えて構造物との一体化を強め、初期外力への即応性を実現することができ、構造物の耐久性向上に寄与する。さらに、本発明の間隔調整治具を使用した工法を併用することで、補強材にかける定量的ストレスをより適切に高めることができ、一体化をいっそう強くすることができる。加えて、緊張用治具によって補強材施工後に補修処置の改良剤を構造物中に注入することができるようになり、本発明に係る修繕方法の工程順を実現することができる。

図１と図２に、本発明の補強処置に係る補強材の施工例をそれぞれ示す。図１の例は、縦横に交差させた鉄筋やカーボン繊維筋からなる格子状の補強材、図２の例は、多角形の貫通孔を設けた鋼や化学繊維（ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等）からなる板状の補強材である。なお、図示を省略しているが、図中の背景に鉄筋コンクリート構造物が存在する。

図１に示す格子状の補強材１の場合、縦筋２と横筋３とが交差して出来る格子の入り隅４の近傍に、緊張用治具５が配置されている。本例における多数の緊張用治具５は、補強材１の中心から放射状に配置され、中心から外へ向かって緊張力を加えるようにしてある（矢示緊張方向）。図中には隣り合う補強材１’も点線で記載してあり、補強材１と端部を重ね合わせるようにして取り付けられている。この補強材１’も同様の構造を持つ（同符号の’で示す）。

図２に示す板状の補強材１０の場合は、四辺形の補強材１０の四隅に多角形、本例では四角形断面の貫通孔１１が形成され、この貫通孔１１の壁面の角となる入り隅１２の近傍に、緊張用治具１３が配置されている。この緊張用治具１３により、放射方向へ緊張力が加えられている（矢示緊張方向）。なお、貫通孔１１の形状はこの他にも可能で、真円以外、つまり円運動を水平直線運動にする作用を得られる形状であれば良い。図中には隣り合う補強材１０’も示してあり、同様の構造を持つ（同符号の’で示す）。補強材１０と補強材１０’とは、短辺同士を突き合わせた継ぎ目に添接板１４を添えてハイテンションボルト・ナット１５にて締結し、繋ぎ合わせてある。また、板状の補強材１０の場合、鉄筋コンクリート構造物に裏面を充填接着するために接着剤を注入する注入パイプＰＳが接着等で立設され、さらに、補強材１０の四辺がシール剤Ｓで封止されると共にその四隅にシール剤Ｓを貫通する空気抜きパイプＰＡが設置されている。

なお、これらの例では、入り隅４，１２の近傍に緊張用治具５，１３を配置して縦横均等にテンションをかけるようにしているが、縦方向又は横方向のいずれか一方のみにテンションをかけることでも良く、この場合は、縦筋２及び横筋３の両近傍、縦筋２又は横筋３のいずれかの近傍、貫通孔１１の縦方向の壁面、横方向の壁面にそれぞれ緊張用治具５，１３を配設する。

図１及び図２で使用されている緊張用治具５，１３の様子を拡大して図３に示している。図示の緊張用治具５，１３は、鉄筋コンクリート構造物の穿孔に打ち込まれた中空ボルトＢと、該中空ボルトＢに螺合して緊張用治具の頭部となっている多角形ナットＮと、該多角形ナットＮの回転による押接を受ける円柱形のスペーサＣと、を備えている。

多角形ナットＮは、回転させることでスペーサＣを入り隅４，１２に対し押圧する形状に形成されており、本例の場合、正方形の平面形状で作られている。すなわち、多角形ナットＮとスペーサＣとは、正方形の辺部Ｎ１が対向している時には接触せず、ここから多角形ナットＮを回転させるとその正方形の角部Ｎ２がスペーサＣに接し押圧する位置関係にある。スペーサＣが多角形ナットＮの押接を受けると、入り隅４，１２の二辺を押圧するので、押圧方向が縦横に均等となる。

この多角形ナットＮを回転させる際にはトルクレンチ（図示略）を使用し、多数の緊張用治具５，１３が一定のトルクとなるようにする。そのトルクレンチを使用するために多角形ナットＮの形状を、図４に示すように工夫することができる。（Ａ）に示す凹タイプ係合形状の多角形ナットＮは、トルクレンチを係合させる四角形の係合凹部ＮＴを凹設したもので、その係合凹部ＮＴの底面に中空ボルトＢの螺合孔ＮＢが開口している。（Ｂ）に示す凸タイプ係合形状の多角形ナットＮは、トルクレンチを係合させる四角形の係合凸部ＮＴを凸設したもので、螺合孔ＮＢはその係合凸部ＮＴを貫通している。（Ｃ）に示す孔タイプ係合形状の多角形ナットＮは、トルクレンチを係合させる二個の係合孔ＮＴを、螺合孔ＮＢと平行に貫通させてある。（Ｄ）に示す切り込みタイプ係合形状の多角形ナットＮは、トルクレンチを係合させる二個の切り込み溝ＮＴを側面から凹設してある。これらの例に示すように、トルクレンチのアタッチメントの種類に応じて係合形状を各種工夫可能である。

図４に示すような係合形状を形成可能な多角形ナットＮを頭部として持つ緊張用治具５，１３の縦断面を図５に示している。図示の例の緊張用治具５，１３は、鉄筋コンクリート構造物の穿孔の最奥部へ挿入される円錐形のアンカーＡと、該アンカーＡにより裾が広がって穿孔に固定される中空ボルトＢと、該中空ボルトＢの穿孔から突出する部分に螺合する多角形ナットＮと、該多角形ナットＮよりも外側（頭頂側）の部分で中空ボルトＢに螺合する支持用ナットＳＮと、この支持用ナットＳＮの内側に配置されるワッシャＷと、多角形ナットＮの回転による押接を受けるスペーサＣと、から構成されている。

中空ボルトＢは、内部が空洞となった中空のボルトで、施工後にその内部を通して改良剤を注入することができる。その穿孔に挿入される部分にはスリットＢＳが切り欠いてあり、穿孔への打ち込み時に該スリットＢＳによりアンカーＡに沿って裾が広がって食い込み固定されると共に、内部を通して注入される改良剤がスリットＢＳから穿孔内へ流出しコンクリートへ浸透する。

多角形ナットＮは、中空ボルトＢの穿孔から突出する部分に形成されたねじ部に螺合する。穿孔に固定した中空ボルトＢに螺合させた多角形ナットＮは、図４に例示するような係合形状により、トルクレンチを使用して一定のトルクで回転させられる。その回転による押接を受けるスペーサＣは、図１、図２に示すように、縦筋２と横筋３が交差する入り隅４、あるいは、貫通孔１１をなす壁面の入り隅１２に当接させて設置される。

多角形ナットＮのさらに外側には、補強材１，１０を支持するための支持用ナットＳＮが螺合され、その内側にワッシャＷが入れられている。すなわち、穿孔に打ち込んだ中空ボルトＢに多角形ナットＮを螺合させ、スペーサＣをセットしてトルクレンチで回転させ押圧した後、その上からワッシャＷを入れて支持用ナットＳＮを螺合させ締め付けることで、補強材１，１０が支持される。幅広のワッシャＷを使用することでその支持面積を広くすることが出来るので好ましい。また、ワッシャＷを緩み止め機能付のものにしておけば、支持用ナットＳＮの緩み止めにも貢献する。

このような構造の緊張用治具５，１３の施工状態を図６に示す。鉄筋コンクリート構造物の穿孔ＨにアンカーＡを先頭にして中空ボルトＢを打ち込み、その裾を広げて食い込ませると共に接着剤にて固定してある。固定した中空ボルトＢの穿孔Ｈから突出している部分には多角形ナットＮを螺合させてあり、補強材１，１０の入り隅４，１２にセットされたスペーサＣを押圧するように多角形ナットＮをトルクレンチにて回転させることで、補強材１，１０に均一の緊張力を加えている。多角形ナットＮの外側には、支持用ナットＳＮを中空ボルトＢに螺合させてあり、その内側に入れられたワッシャＷと共に補強材１，１０を支持している。

この施工後の状態で、中空ボルトＢの内部空洞を通して、本例では鉄筋コンクリート内部へのアルカリ性付与剤及びひび割れへの接着剤の両方を含んだ改良剤を注入することができる。中空ボルトＢから注入された改良剤は、スリットＢＳを介して穿孔Ｈ内へ流入しコンクリート内に浸透する。また、図示の場合、穿孔Ｈからひび割れへ連通させて切り込み溝Ｋを、コンクリートカッターにて凹設し、中空ボルトＢの周囲と切り込み溝Ｋの表面だけをシールして漏れを防止してあり、穿孔Ｈに注入された改良剤はその切り込み溝Ｋを通ってひび割れにも充填される。これにより形状修復も実施されている。

図１及び図２の補強材１，１０に対しては、間隔調整治具６，１６も所定箇所に設けられている。この補強材１，１０と鉄筋コンクリート構造物との間に配置される間隔調整治具６，１６について、図７〜図１０に具体例を示してある。

図７及び図８は、補強材１，１０と鉄筋コンクリート構造物との間隔を拡大する間隔調整治具６，１６の例を示す。この例の間隔調整治具６，１６は、補強材１，１０の裏面に溶接等で固定されたナットＫＮ及びこのナットＫＮに螺合するボルトナットＫＢから構成され、ボルトナットＫＢを締めていくとその先端が構造物表面に当接して、さらにボルトナットＫＢを締め込んでいくことでナットＫＮを構造物表面から離間する方向へ動かす力が加えられる。これにより、補強材１，１０に対し、鉄筋コンクリート構造物との間隔を拡大する方向の緊張力が加えられ、その発生応力により補強材１，１０と鉄筋コンクリート構造物との一体化がより強固となって挙動を一致させられる。

図９及び図１０は、補強材１，１０と鉄筋コンクリート構造物との間隔を縮小する間隔調整治具６，１６の例を示す。この場合は多角形ナットＮの内側に補強材１，１０を固定するナットを設置しておくと良い。この例の間隔調整治具６，１６は、鉄筋コンクリート構造物に打ち込まれたアンカーＫＡ及びこのアンカーＫＡに螺合するボルトナットＫＢとから構成され、ボルトナットＫＢの頭部が補強材１，１０の表面に係止する。従って、ボルトナットＫＢをアンカーＫＢに螺合させて締め込んでいくと、補強材１，１０を鉄筋コンクリート構造物の方へ接近させる方向、つまり間隔を縮小する方向の緊張力が加えられ、補強材１，１０と鉄筋コンクリート構造物との一体化がより強固となって挙動を一致させられる。

以上のような図１及び図２に示す施工例の修繕方法につき工程順に説明する。

図１の場合、まず、鉄筋コンクリート構造物の施工部位表面の汚れやレイタンスをブラスト等で除去した後、緊張用治具５を打ち込む箇所にマーキングして穿孔する。穿孔する箇所は、上述の通りの入り隅４相当部位である。また、この穿孔時に、改良剤を全面的に行き渡らせるための切り込み溝Ｋ（図６）を、穿孔及びひび割れに連通させて縦横斜めにコンクリートカッターにて刻んでおく。切り込み溝Ｋは、好ましくは深さ３cm程度、幅１〜５ｍｍ程度とする。

継いで、当該穿孔に緊張用治具５の中空ボルトＢを打ち込むと共に、切り込み溝Ｋの表面と中空ボルトＢの周囲表面をパテ状のシール材にてシールする。その後、補強材１を設置し、多角形ナットＮをトルクレンチにて回転させてスペーサＣを押圧することにより補強材１を緊張させる。この際、補強材１の中心から放射状に順次緊張用治具５を操作して緊張させていく。そして、中空ボルトＢにワッシャＷを入れて支持用ナットＳＮを螺合させ、補強材１を支持する。さらに、間隔調整治具６を、本例の場合は縦筋２と横筋３の交差部位に配設し、そのボルトナットＫＢを締め付けて補強材１と鉄筋コンクリート構造物との間隔方向にさらなる緊張力を加える。これら緊張用治具５及び間隔調整治具６で補強材１を緊張させて取り付けることにより、構造物との一体化が強まり、鉄筋コンクリート構造物と補強材１との挙動を一致させられ、初期外力へ対応して、応力を分散し負荷を低減させることができる。

継いで、補強材１に対し接着性材料としてポリマーセメントモルタル等の被覆材を吹き付けあるいは鏝塗りで被覆し、該被覆材の硬化後、拡大の間隔調整治具６の場合は、ボルトナットＫＢを取り外してその穴をパテ等で埋める。すなわち、間隔調整治具６を取り除くことでストレスを補強材１全体に分散させ、被覆後の補強層の剥離を防止することができる。ただし、間隔調整治具６はそのまま残しておいても良い。この後、被覆材の表面に樹脂ライニングを施して、劣化物質の浸入を防ぎ、美観を向上させる。

このようにして補強処置を行った後には、補修処置として、鉄筋コンクリート構造物に対する改良剤の注入を緊張用治具５の中空ボルトＢを通して実施する。その際には、高圧ポンプを使用して中空ボルトＢへ改良剤を圧送し、高圧注入を行うようにする。これにより、アルカリ性付与剤がコンクリート内部へ浸透して内部鉄筋を保護すると共にアルカリ骨材反応による内部膨張力を抑制し、さらに、接着剤注入でひび割れを充填・接着することにより、コンクリート品質の修復が行われる。

図２の場合もほぼ同様で、まず、鉄筋コンクリート構造物の施工部位表面の汚れやレイタンスをブラスト等で除去した後、緊張用治具１３を打ち込む箇所にマーキングして穿孔する。この穿孔時に、図１の時と同様の切り込み溝Ｋ（図６）をコンクリートカッターにて刻んでおく。

補強材１０に貫通孔１１等が予め形成されている場合は、穿孔はその入り隅１２に相当する部位に行われるが、穿孔した後にこれに合わせて補強材１０に貫通孔１１等を形成することも可能である。すなわち、穿孔に緊張用治具１３を打ち込み、その位置を正確に測量して、これに基づき補強材１０に貫通孔１１と、間隔調整治具１６用の孔と、さらには補強材１０の裏面へ接着剤を流し込むための注入パイプＰＳに連通する孔とを形成し、この加工後の補強材１０を仮設する。この時に、必要に応じて添接板１４及びハイテンションボルト・ナット１５にて補強材１０を延長設置することもできる。

続いて、貫通孔１１内に配置されている緊張用治具１３の多角形ナットＮをトルクレンチにて回転させてスペーサＣを押圧することにより補強材１０を緊張させる。そして、中空ボルトＢにワッシャＷを入れて支持用ナットＳＮを螺合させ、補強材１０を支持する。さらに、間隔調整治具１６を該当箇所に配設し、そのボルトナットＫＢを締め付けて補強材１０と鉄筋コンクリート構造物との間隔方向にさらなる緊張力を加える。

継いで、パテ状接着剤をシール剤Ｓとして、補強材１０の縁部を封止し、各治具と補強材１０の間隙も埋める。この時に、空気抜きパイプＰＡも設置される。そして、所定箇所に注入パイプＰＳを接着し、当該注入口から接着性材料としてポリマーセメントやエポキシ樹脂等の液状接着剤を注入して補強材１０裏面に充填し、鉄筋コンクリート構造物との一体化を図る。

硬化後、間隔調整治具１６が拡大治具の場合はボルトナットＫＢを取り外してその穴をパテ等で埋め、間隔調整治具１６を取り除くことでストレスを補強材１０全体に分散させる。ただし、間隔調整治具１６はそのまま残しておいても良い。この後、補強材１０の表面に樹脂ライニングを施して、劣化物質の浸入を防ぎ、美観を向上させる。

このようにして補強処置を行った後には、補修処置として、鉄筋コンクリート構造物に対する改良剤の注入を緊張用治具１３の中空ボルトＢを通して実施する。その際には、高圧ポンプを使用して中空ボルトＢへ改良剤を圧送し、高圧注入を行うようにする。これにより、穿孔及び切り込み溝を通し、アルカリ性付与剤がコンクリート内部へ浸透して内部鉄筋を保護すると共にアルカリ骨材反応による内部膨張力を抑制し、さらに、接着剤注入でひび割れを充填・接着することにより、コンクリート品質の修復が行われる。

以上の工法によれば、鉄筋コンクリート構造物の現形に沿って補強材１，１０にストレスを与えて取り付ける補強処置を施した後に、該構造物内部への改良剤注入を含む補修処置を施している。すなわち、駆体としての機能回復、増強のための補強処置を先に施して公共構造物としての安全性向上を優先させた上で、鉄筋コンクリートの品質を修復、改良するための補修処置を実施するものである。補修処置は改良剤や方法の選択検討及び処置時間に長期間かかるので、本実施形態の工法ではまず、共用の構造物であることからその機能を回復し増強する補強処置を優先させて短期間で安全性を確保し、その後に、鉄筋コンクリートの当初設計品質の修復を行うべく補修処置を、十分な時間を費やして実行できるようにする。また、補強処置から補修処置への工程順とすることにより、鉄筋コンクリート構造物の改良に伴うひび割れのシール、注入器具の取り付け、これらの除去などの費用と仮設再工事も不要となり、工期短縮、コスト低減という利点も得ることができる。

本発明に係る格子状補強材の施工例を示した概略図。 本発明に係る板状補強材の施工例を示した概略図。 図１又は図２中の緊張用治具の拡大図。 緊張用治具の多角形ナットについて係合形状の例を示す図。 緊張用治具の縦断面図。 緊張用治具を施工状態で示した断面図。 図１の補強材における間隔調整治具の一例を示した断面図。 図２の補強材における間隔調整治具の一例を示した断面図。 図１の補強材における間隔調整治具の他の例を示した断面図。 図２の補強材における間隔調整治具の他の例を示した断面図。

符号の説明

１，１０ 補強材
２ 縦筋
３ 横筋
４，１２ 入り隅
５，１３ 緊張用治具
６，１６ 間隔調整治具
１１ 貫通孔
Ａ アンカー
Ｂ 中空ボルト
ＢＳ スリット
Ｎ 多角形ナット
Ｗ ワッシャ
ＳＮ 支持用ナット
Ｃ スペーサ
Ｈ 穿孔
Ｋ 切り込み溝

Claims (13)

1. 鉄筋コンクリート構造物の現形に沿って補強材を取り付ける補強処置を先行工程とした後に、該鉄筋コンクリート構造物内部へのアルカリ性付与剤注入及び／又はひび割れへの接着剤注入を含む補修処置を後行工程とすることを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
2. 補強処置として、所定の形状の貫通孔を設けた板状又は縦横に筋を交差させた格子状の補強材を用意し、鉄筋コンクリート構造物における前記補強材の貫通孔の部位、又は前記縦及び／又は横筋の近傍部位に穿孔し、該穿孔に、多角形ナットを持つ中空の緊張用治具を打ち込み、そして、該緊張用治具の前記穿孔から突出した前記多角形ナットが前記貫通孔内、又は前記縦及び／又は横筋の近傍に位置するように前記補強材を配設すると共に該多角形ナットを回転させてその形状で前記貫通孔壁面、又は前記縦及び／又は横筋を押圧することにより前記補強材を緊張させてセメント系又は樹脂系の接着性材料にて鉄筋コンクリート構造物表面に取り付ける工程を含み、補修処置として、前記中空の緊張用治具を通してアルカリ性付与剤及び／又は接着剤を鉄筋コンクリート構造物へ注入する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
3. 補強処置において、前記緊張用治具の多角形ナットを回転させその形状で前記貫通孔壁面、又は前記縦及び／又は横筋を押圧する際に、トルクレンチを使用して一定のトルクで前記多角形ナットを回転させて前記補強材にストレスを付加することを特徴とする請求項２記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
4. 補強処置において、鉄筋コンクリート構造物における前記補強材の貫通孔の部位、又は前記縦及び／又は横筋の近傍部位に穿孔する際、該穿孔に連通する切り込み溝を当該鉄筋コンクリート構造物の表層に設けることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
5. 前記切り込み溝は、鉄筋コンクリート構造物のひび割れへ連通させてあることを特徴とする請求項４記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
6. 補強処置において、前記補強材を前記緊張用治具にて緊張させた後、該補強材と鉄筋コンクリート構造物との間に配置した間隔調整治具により、当該補強材と鉄筋コンクリート構造物との間隔を拡大又は縮小して該補強材にストレスを付加することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
7. 前記間隔調整治具により間隔を拡大した後、セメント系又は樹脂系の接着性材料にて鉄筋コンクリート構造物表面に前記補強材を取り付けてから、当該間隔調整治具を取り除くことを特徴とする請求項６記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法。
8. 請求項２〜７のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法に使用する緊張用治具であって、
   前記穿孔内に挿入される部分にスリットを切り欠いた中空ボルトと、該中空ボルトの前記穿孔から突出する部分に螺合される多角形ナットと、からなることを特徴とする緊張用治具。
9. 前記多角形ナットに、トルクレンチを係合させるための係合形状を形成してあることを特徴とする請求項８記載の緊張用治具。
10. 前記補強材の貫通孔壁面の入り隅、又は格子の入り隅に当接させて設置され、前記多角形ナットの回転による押接を受ける円柱形スペーサを備えることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の緊張用治具。
11. 前記中空ボルトにおける前記多角形ナットよりも外側の部分に螺合して前記補強材を支持する支持用ナット及びワッシャを備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の緊張用治具。
12. 請求項６又は請求項７記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法に使用する間隔調整治具であって、
    前記補強材裏面に固定されるナットと、該ナットに螺合するボルトナットと、からなることを特徴とする間隔調整用治具。
13. 請求項６又は請求項７記載の鉄筋コンクリート構造物の修繕方法に使用する間隔調整治具であって、
    鉄筋コンクリート構造物に打ち込まれるアンカーと、該アンカーに螺合し、頭部が補強材に係止するボルトナットと、からなることを特徴とする間隔調整治具。

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