JP2009203716A - コンクリート版へのアンカーの固定方法とこの固定方法に用いるアンカー固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンクリート構造物を施工したり、このコンクリート構造物を後施工で補強したり、コンクリート構造物に設置物を設置する際に、強度メンバーとなるアンカーをコンクリート版に固定する方法とこの固定方法に用いるアンカー固定具の提供。
【解決手段】 異形棒鋼３の外周面長手方向に固定具５，６の一側面５ａ，６ａを沿わせて配設し、凹部１０，１１を異形棒鋼３の節３ｃ，３ｄに嵌合し、さらにスリット１２に番線１３を通して、固定具５，５，６を異形棒鋼３の外周面所定位置に固定する。異形棒鋼３を貫通孔２の上端開口２ｂより挿通し、固定具５，５，６のテーパ状の他側面５ｂ，５ｂ，６ｂを上端開口２ｂに当接させる。貫通孔２の下端開口２ａから突出した異形棒鋼３先端にスペーサ９とワッシャ７とを挿通し、おねじ４に固定ナット８を螺着する。空隙より貫通孔２内の空間部に充填材を注入してこれを固化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば高架道路の側部に高欄を構築したり構築後の高欄を補強する際に、道路橋のコンクリート床版にアンカーを打ち込んで高欄に所要の強度を確保するほか、ビル等のコンクリート構造物の施工や施工後のコンクリート構造物あるいはその設置物に強度をもたせるために、コンクリート構造物の強度メンバーとしてアンカーをコンクリート構造物のコンクリート版に固定する方法とこの固定方法に用いるアンカー固定具に関する。

高架道路やビル等のコンクリート構築物を施工したのち、コンクリート構築物自体を補強したりコンクリート構築物に付随する設置物を設置するために、コンクリート構造物のコンクリート版へアンカーを後施工で固定して所要の強度を確保する必要に迫られることがある。
例えば、高架道路の側部に沿って設けられた高欄の耐震性を高めたり、自動車の大型化や高速化に伴って耐衝撃力を高めたりする目的で高欄を補強する場合であり、高欄の強度を確保するために、コンクリート床版にアンカーを後施工で打ち込むことが行われる。

アンカーを後施工でコンクリート版に打ち込む方法には様々なものがあり、例えば、既存のコンクリート構造物のコンクリート版に形成したアンカー孔に孔壁を拡径切削して拡径部を形成し、このアンカー孔に、アンカー本体としてのネジ棒とテーパー付きナットとエキスパンダーと拡径金具とからなるアンカー金物を差し入れ、拡径金具を治具により押し込んでエキスパンダーを拡げてこれを孔壁の拡径部に係合させ、さらにネジ棒とアンカー孔との隙間に充填材を充填するものであって、アンカー孔に対し、アンカー金物の挿入の前段階で収縮量が小さく、狭い間隙への充填性が良い樹脂を充填材としてアンカー孔の先端部分に先行充填し、アンカー金物挿入後、ネジ棒とアンカー孔との隙間に無収縮性充填材を充填する後施工アンカーの施工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このほか、幅員拡張用の鋼製中空筒体を高架道路側部の張り出し部に固定する方法として、高架道路のコンクリート床版に貫通孔を穿設し、該貫通孔に挿通されるアンカーボルトに幅員拡張材の延伸部を固定し、前記貫通孔の下側開口より突出するアンカーボルトの下端に固定ナットを螺着して、アンカーボルトを固定するものや（例えば、特許文献２参照）、既設橋梁に歩道を拡幅する施工方法として、道路のコンクリート床版からその側部に張り出した拡幅歩道用アルミニウム合金床版とコンクリート床版とにアンカーを貫通させて、これらを一体に連結するものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００４−１６２２９５号公報 特許第３７０８０７４号公報 特開２００５−１２７０６６号公報

上記特許文献１〜３に用いられるアンカーには、コンクリート構造物やその設置物から相応の力が作用するため、コンクリート版との確実な結着が要求されるが、上記特許文献１では、コンクリート版へのアンカーの固定を拡径金具の食いつきで行うものであり、アンカーに抜け方向の引っ張り力が作用した場合の抗力が限定的であり、過大な重量を担持することはできない。
さらに特許文献１は、アンカー孔の開設やテーパ孔の穿設，治具と打ち込みパイプを用いたアンカーの打ち込み等の多くの作業工程を要し、しかもアンカーであるねじ棒本体のほか、テーパナットやエキスパンダ，キャップ等の多くの部品が必要であり、部品点数の削減が望まれる。

一方、コンクリート版に開設した貫通孔にアンカーを係着する特許文献２，３では、アンカーに相応の耐力を持たせることはできるが、アンカーの耐力をより高めたり貫通孔への雨水の浸入を防止するために貫通孔とアンカーとの空隙を充填剤で埋める必要がある。しかしながら、特許文献２，３では、貫通孔の双方の開口をアンカーの頭部や固定ナットが閉塞してしまうため、充填剤を注入することができない。また、貫通孔に充填剤を注入するにはアンカーが貫通孔の中心から若干でもずれることは避けたいが、特許文献２，３ではアンカーを貫通孔にセンタリングすることができない。

さらに、特許文献１〜３では、コンクリートに固定したアンカーをコンクリート構造物やその設置物とジョイントを用いて連結する必要があるが、このような方法では、単に連結作業を要するというばかりでなく、アンカーの耐力をジョイント部分で弱めることとなるために連結は好ましくなく、しかもアンカーはコンクリートに固定することを目的に作られた専用品であるため、コスト的にも不利である。

そこで本発明は、コンクリート構造物とこれに付設される設置物がコンクリート造りである場合に、コンクリートに補強材として埋設される鉄筋をアンカーとして利用するものであり、また設置物がコンクリート造りでない場合にもアンカーに鉄筋を利用することによって安価なアンカーの固定方法を提供するものであり、アンカーにコンクリート構造物や設置物の必要充分な耐力を確保することができ、また作業工数や部品点数を削減して、短時間で簡便に施工することのできるコンクリート版へのアンカーの固定方法とこれに使用するアンカーの固定具を安価に提供することを目的としている。

上述の目的にしたがって、本発明のコンクリート版へのアンカーの固定方法は、道路橋の床版やビル等のコンクリート構造物を構成するコンクリート版に貫通孔を穿設し、該貫通孔にアンカーとして差し込まれる異形棒鋼の外周面長手方向に、くさび状に形成した固定具の一側面を沿わせて配設するとともに、該固定具の一側面に設けた凹部を異形棒鋼の節に嵌合させて、前記固定具を異形棒鋼の外周面所定位置に少なくとも３つ以上の複数個を等間隔に組み付け、これら複数個の固定具を装着した前記異形棒鋼を前記貫通孔の一方の開口より挿通して、該一方の開口に前記各固定具のテーパ状の他側面を当接させることにより、前記異形棒鋼の差し込み量を、該異形棒鋼の先端に螺刻したおねじが前記貫通孔の他方の開口より突出する位置に規制するとともに、前記異形棒鋼の差込側を前記複数個の固定具にて前記貫通孔にセンタリングし、前記異形棒鋼のおねじにワッシャと固定ナットとを装着し、該固定ナットと前記おねじとの螺合により、該固定ナットと前記固定具とで前記異形棒鋼を緊締したのち、前記固定具と前記貫通孔の一方の開口との空隙より該貫通孔内部の空間部に充填材を注入して該充填材を固化することを特徴としている。

前記複数個の固定具は、テーパ状の他側面に凹設したスリットに番線を掛け渡して前記異形棒鋼の所定位置に固定されることが望ましい。
また、前述のおねじにワッシャと固定ナットとを装着するのに先立って、異形棒鋼の先端にリング状のスペーサを挿通し、固定ナットとおねじとを螺合した際に、スペーサを貫通孔の一方の開口内に位置させて異形棒鋼の先端側を貫通孔にセンタリングするとよい。

本発明のコンクリート版へのアンカーの固定方法は、コンクリート構造物とこれに付設される設置物のコンクリートに用いられる異形棒鋼のすくなとも１本をアンカーとして選択し、設置物がコンクリート造りでない場合には、必要本数の異形棒鋼をアンカーとして用いるもので、異形棒鋼の先端に固定ナットを螺着するのに足りる長さのおねじを刻設する。

固定ナットに組み合わせして用いられる固定具は、異形棒鋼の外周面長手方向に沿って配設される一側面に異形棒鋼の節に嵌合する凹部を有し、その反対側に位置する他側面をテーパ状に傾斜させたくさび状に形成されている。一側面の凹部は異形棒鋼の複数個の節に嵌合させることにより外れにくくなるため、固定具の長さに合わせて複数個設けることが望ましい。固定具の材料としては、鋼やステンレス鋼，硬質プラスチック等の高負荷に耐えるものであればよい。
アンカーとして用いる異形棒鋼は、対向する２条のリブで半周ずつに仕切られ、外周面の節は一方の半周と他方の半周とで反ピッチずつ位相をずらせて設けられているため、この異形棒鋼の外周面所定位置に３個以上複数個を組み合わせされる固定具は、凹部の位相を反ピッチずらせた２種類が用いられる。これにより、凹部の位相を反ピッチずらせた２種類複数個の固定具は、異形棒鋼外周面の同一面上に組み付けされる。なお、複数個の固定具を番線で異形棒鋼に固定しておくと、以降の作業が行いやすい。

貫通孔が穿設されるコンクリート版が、例えば高架道路等のコンクリート床版である場合に、アンカーとなる異形棒鋼はコンクリート床版の上方より貫通孔に差し込まれる。凹部が反ピッチずれた２種類複数個の固定具は、異形棒鋼先端のおねじが貫通孔の下端開口から下側に突出し、異形棒鋼の先端にワッシャと固定ナットを装着した際に、テーパ状に傾斜する固定具の他側面のいずれかの部分が貫通孔の上端開口に当接するよう、異形棒鋼の外周面所定位置に予め組み付けされる。２種類の固定具は、凹部が反ピッチずれて異形棒鋼の節と嵌合するだけで、異形棒鋼への取り付け位置そのものにずれはない。
複数個の固定具を組み付けた異形棒鋼は、各固定具のテーパ状の他側面のいずれかの部分が貫通孔の上端開口に当接し、先端のおねじが貫通孔の下端開口から下側に突出した状態で差し込み量を規制される。この状態において、異形棒鋼の差込側は複数個の固定具によって貫通孔にセンタリングされ、また作業者が異形棒鋼から手を離しても異形棒鋼は脱落しない。

貫通孔の下端開口から突出した異形棒鋼先端のおねじには、ワッシャと固定ナットとが装着される。固定ナットのねじ込みにより、複数個の固定具はくさび効果によって貫通孔の上端開口に強固に食い込み、異形棒鋼は固定具とワッシャ及び固定ナットにてコンクリート床版に緩みなく緊締される。
なお、固定ナット側にスペーサを併用する場合には、異形棒鋼の先端へワッシャと固定ナットよりも先にスペーサを挿通しておく。スペーサを使用した場合に、スペーサは固定ナットの螺着によって貫通孔の下端内部に入り込み、異形棒鋼の先端側を貫通孔にセンタリングする。スペーサの併用は、特に貫通孔が横方向の場合に、アンカーである異形棒鋼を偏りなく貫通孔の中心軸上にセンタリングでき、その周囲に充填剤をめぐらすことができるので好ましい。

複数個の固定具と貫通孔の上端開口との間には空隙が形成され、この隙間を通して貫通孔内部の空間部に充填材を注入し、これを固化することによりアンカーの固定作業を終了する。
充填剤の材料としては空隙が生じないよう無収縮性のものが好ましく、具体的には、薬液等を混和したグラウトのほか、無収縮性のモルタルや熱硬化性樹脂等の材料が適当である。なお、貫通孔が横方向の場合には、粘性のある充填剤を使用することが好ましい。

このようにコンクリート床版に固定された異形棒鋼は、コンクリート構造物や設置物のコンクリートに補強材として一体に埋設することが望ましいが、補強材として使用できない場合にはコンクリート構造物や設置物とジョイントで接続してもよい。コンクリート構造物や設置物に接続された本事例の異形棒鋼には、上方向の牽引力が作用するが、コンクリート床版の下面に当接したワッシャと固定ナットとを通してコンクリート床版の全体で支持されるため、異形棒鋼はアンカーとして充分な耐力を発揮する。

本発明によれば、コンクリート構造物やその設置物のアンカーとして用いられる異形棒鋼が高強度メンバーとなってコンクリート構造物や設置物を充分に支えることができる。また、作業工数や部品点数の削減が図れ、短時間で簡便に施工することができる。特に、固定ナットの増し締めによって異形棒鋼にくさび効果が作用し、異形棒鋼を確実で強固にコンクリート版に固定できるので、高い信頼性が得られる。
また、アンカーには専用品でなく、コンクリート構造物や設置物に補強材として埋設される鉄筋を利用するので、低コストで高耐力を得ることができ、特に高強度を要するコンクリート構造物や設置物に適している。さらに、設置物がコンクリート造りでない場合にも、アンカーに鉄筋を利用するのでアンカーの固定を安価に行うことができる。

また、固定具のテーパ状の他側面に凹設したスリットに番線を掛け渡して、複数の固定具を一体化して異形棒鋼に巻き付けることにより、以後の作業がより簡便に行えるようになる。
さらに、異形棒鋼の先端側にリング状のスペーサを用いることにより、くさび状の固定具と相まって異形棒鋼全体を貫通孔にセンタリングすることができ、充填剤による固定が確実に行える。

以下本発明を、高架道路の高欄を後施工によって補強する場合に適用した一実施例を、図面に基づいて説明する。
図中、図１はアンカーの固定状態を示す断面正面図、図２は同じく断面平面図、図３は一方の固定具５の斜視図、図４は同じく固定具５の正面図、図５は同じく固定具５の右側面図、図６は他方の固定具６の斜視図、図７はアンカーの固定方法を説明するフローチャートである。

高架道路のコンクリート床版１には、図示しない高欄の近傍に貫通孔２が上下方向に開設される。コンクリート床版１及び高欄はそれぞれコンクリート構造物であって、貫通孔２に挿通されるアンカーには、高欄の補強材としてコンクリート中に埋設される異形棒鋼３が用いられる。
異形棒鋼３は、既製品形状として、外周面３ａの対向位置に２条の縦リブ３ｂ，３ｂが長手方向に設けられ、該縦リブ３ｂ，３ｂの両側に、円弧状の節３ｃ，３ｄが反ピッチずつ位相をずらせて等間隔に突設されており、下端におねじ４を後加工で刻設した点で既製品と異なっている。

異形棒鋼３をアンカーとしてコンクリート床版１の貫通孔２に固定するために、本実施例では、２種類３個の固定具５，６と、ワッシャ７及び固定ナット８，スペーサ９とを用いている。
図３〜図６は、異形棒鋼３の固定に用いる２種類の固定具５，６を示している。固定具５，６は、一側面５ａ，６ａに設けられる複数の凹部１０，１１が、異形棒鋼３の節３ｃに合わせて反ピッチずつ位相をずらせて設けられる点で異なり、その他の部分は固定具５，６ともに共通であるため、一方の固定具５で以下に構成を説明する。

固定具５は、平面視が略三角形で、三角形の底辺となる一側面５ａが、異形棒鋼３の外周面３ａよりもやや大きな円弧状に形成され、これとは反対側の三角形の頂点となる他側面５ｂをテーパ面となして、全体的には三角柱に片勾配を持たせたくさび状に形成されている。
一側面５ａの中央には、異形棒鋼３の一方の節３ｃと嵌合する凹部１０が長手方向へ等間隔に設けられており、他側面５ｂの中間位置よりもやや厚肉側に、番線収納用のスリット１２が横方向に凹設されている。なお、他方の固定具６の凹部１１は、異形棒鋼３の他方の節３ｄと嵌合する凹部１１が長手方向へ等間隔設けられており、一方の固定具５の凹部１０とは反ピッチ分ずれて形成されている。

前記ワッシャ７は、貫通孔２に挿通した異形棒鋼３の先端側に挿通され、前記固定ナット８は異形棒鋼３先端のおねじ４に螺着される。また前記スペーサ９はリング状を呈しており、ワッシャ７と固定ナット８とを異形棒鋼３に装着する前に、異形棒鋼３の先端に挿通され、ワッシャ７と固定ナット８とを異形棒鋼３の先端に装着したのちには、貫通孔２の下端に収容される。

次に、図７のフローチャートを用いて異形棒鋼３の固定方法を説明する。
異形棒鋼３を固定するにあたって、２種類３個の固定具５，６と、ワッシャ７，固定ナット８，スペーサ９をそれぞれ１個ずつと、適当な長さの番線１３とを用意する。なお、本実施例の固定具５，６は奇数の３個であるため、一方の固定具５を２個、他方の固定具６を用いるが、この個数は逆に設定してもよい。また、コンクリート床版１の上面または下面が傾斜している場合にはワッシャ７にテーパワッシャを用いてもよい。

固定具５，６は、鋼やステンレス鋼，硬質プラスチック等の高負荷に耐える材料で形成される。また固定具５，６の大きさは、コンクリート床版１の厚さや異形棒鋼３の外径によっても異なるが、例えば長さ８０ｍｍ〜１００ｍｍ、厚肉側が８ｍｍ〜１２ｍｍ、薄肉側が２ｍｍ〜４ｍｍ程度に設定される。スリット１２は、前述のように他側面５ｂ，６ｂの中間位置よりもやや厚肉側に設けることが重心バランスがとれて好ましい。

まず、ステップＳ１では、予め異形棒鋼３の先端におねじ４を刻設しておき、ステップＳ２で、高架道路のコンクリート床版１に貫通孔２を鉛直方向に穿設する。おねじ４の長さはワッシャ７や固定ナット８の厚みに応じて、例えば２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度に形成される。
ステップＳ３では、３個１組の固定具５，５，６を異形棒鋼３の外周面３ａの所定位置に組み付けし、さらにこれら固定具５，５，６のスリット１２に番線１３を嵌め込んで３個の固定具５，５，６を一体に固定する。
異形棒鋼３の所定位置は、異形棒鋼３を貫通孔２に差し込んだ際に、先端のおねじ４が貫通孔２の下端開口２ａから下側へ突出し、このおねじ４にワッシャ７と固定ナット８を装着した際に、固定具５，５，６のテーパ状の他側面５ｂ，５ｂ，６ｂのいずれかの部分が貫通孔２の上端開口２ｂに均等に当接するよう決定される。

次にステップＳ４で、異形棒鋼３をコンクリート床版１の上方より貫通孔２に挿通し、固定具５，５，６のテーパ状の他側面５ｂ，５ｂ，６ｂを貫通孔２の上端開口２ｂに当接させる。
この状態おいて、固定具５，５，６の他側面５ｂ，５ｂ，６ｂは、同一傾斜部分が貫通孔２の上端開口２ｂに当接し、固定具５，５，６と上端開口２ｂとの間に３つの空隙１４が画成される。また、異形棒鋼３の上端開口２ｂ付近が３個の固定具５，５，６によって貫通孔２と同心状にセンタリングされ、また異形棒鋼３先端のおねじ４が貫通孔２の下端開口２ａから下側へ突出する。ステップＳ５では、異形棒鋼３の先端にスペーサ９とワッシャ８とを挿通し、さらに固定ナット８をおねじ４に螺着する。

固定ナット８のねじ込みにより、スペーサ９が貫通孔２の下端開口２ｂ内に入り込み、異形棒鋼３の先端側がこのスペーサ９によって貫通孔２と同心状にセンタリングされ、ワッシャ８が貫通孔２の下面に圧接される。また固定ナット８を増し締めすると、固定具５，５，６のテーパ状の他側面５ｂ，５ｂ，６ｂが貫通孔２の上端開口２ｂに食い込んでいき、異形棒鋼３を緩みなく極力に固定する。

ステップＳ６では、固定具５，５，６と上端開口２ｂとの間の３つの空隙１４より、貫通孔２内部の空間部に充填材（図示しない）を注入し、該充填剤を固化することによりアンカーとしての異形棒鋼３の取り付け作業を終了する。
そして、このようにコンクリート床版１に固定された異形棒鋼３の上部側は、高欄の施工や施工後の高欄を補強するために、高欄を形成するコンクリートに強度メンバーとして埋設される。

本発明の一実施例を示すアンカーを固定する状態の断面正面図である。 本発明の一実施例を示すアンカーを固定する状態の断面平面図である。 本発明の一実施例を示す一方の固定具の斜視図である。 本発明の一実施例を示す一方の固定具の正面図である。 本発明の一実施例を示す一方の固定具の右側面図である。 本発明の一実施例を示す他方の固定具の斜視図である。 本発明の一実施例を示すアンカーの固定方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１…高架道路のコンクリート床版
２…貫通孔
３…アンカーとなる異形棒鋼
３ａ…外周面
３ｂ…縦リブ
３ｃ，３ｄ…節
４…おねじ
５，６…固定具
５ａ，６ａ…固定具５，６の一側面
５ｂ，６ｂ…固定具５，６の他側面
７…ワッシャ
８…固定ナット
９…スペーサ
１０，１１…凹部
１２…スリット
１３…番線
１４…空隙

Claims (5)

1. 道路橋の床版やビル等のコンクリート構造物を構成するコンクリート版に貫通孔を穿設し、
   該貫通孔にアンカーとして差し込まれる異形棒鋼の外周面長手方向に、くさび状に形成した固定具の一側面を沿わせて配設するとともに、該固定具の一側面に設けた凹部を異形棒鋼の節に嵌合させて、前記固定具を異形棒鋼の外周面所定位置に少なくとも３つ以上の複数個を等間隔に組み付け、
   これら複数個の固定具を装着した前記異形棒鋼を前記貫通孔の一方の開口より挿通して、該一方の開口に前記各固定具のテーパ状の他側面を当接させることにより、前記異形棒鋼の差し込み量を、該異形棒鋼の先端に螺刻したおねじが前記貫通孔の他方の開口より突出する位置に規制するとともに、前記異形棒鋼の差込側を前記複数個の固定具にて前記貫通孔にセンタリングし、
   前記異形棒鋼のおねじにワッシャと固定ナットとを装着し、該固定ナットと前記おねじとの螺合により、該固定ナットと前記固定具とで前記異形棒鋼を緊締したのち、
   前記固定具と前記貫通孔の一方の開口との空隙より該貫通孔内部の空間部に充填材を注入して該充填材を固化する
   ことを特徴とするコンクリート版へのアンカーの固定方法。
2. 前記複数個の固定具は、テーパ状の他側面に凹設したスリットに番線を掛け渡して前記異形棒鋼の所定位置に固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート版へのアンカーの固定方法。
3. 前記おねじに前記ワッシャと前記固定ナットとを装着するに先立って、前記異形棒鋼の先端にリング状のスペーサを挿通し、前記固定ナットと前記おねじとを螺合した際に、前記スペーサを前記貫通孔の一方の開口内に位置させて前記異形棒鋼の先端側を前記貫通孔にセンタリングする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート版へのアンカーの固定方法。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート版へのアンカーの固定方法に用いる固定具であって、
   該固定具は、前記異形棒鋼の外周面長手方向に沿って配設される一側面に異形棒鋼の節と嵌合する凹部を有し、他側面を前記貫通孔の開口と当接するテーパ面となしたくさび形に形成されている
   ことを特徴とするアンカー用固定具。
5. 前記他側面に、前記異形棒鋼の所定位置に複数の固定具を一体に固定するための番線を収容する番線収容溝を凹設した
   ことを特徴とする請求項４に記載のアンカー用固定具。