JP2011140877A - 梁の補強方法と補強構造。 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な方法、構造によって、補強したコンクリートが梁のコンクリートと確実に一体となって梁の強度を向上させることができる。
【解決手段】補強すべき梁の両側にブラケットを取りつける。支柱などの支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーの他端を、アーチ板の上部空間に配置する。両側のブラケットの間に、アーチ状のアーチ板を配置する。アーチ板にせん断補強筋の一端を取りつけ。せん断補強筋の他端は、梁に取りつける。アーチ板とその両外側に配置した側面型枠との内部に、梁主筋アンカーを包囲する状態でコンクリートを打設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、支柱で支持した梁のような梁の補強方法、および補強構造に関するものである。

鉄道の高架のような、支柱で梁を支持したコンクリート構造物が劣化した場合の補強方法として、コンクリートを巻き付けて厚さを増加する方法、あるいは鋼板を巻き付けて強度を増加させる方法が開発されている。

前記したような従来の梁の補強方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 既設の構造物の周囲に新たにコンクリートを巻いて厚さを増加する方法では、新たなコンクリートを打設するための底型枠を梁の下に配置しなければならない。そのためには梁下面に型枠支保工を設置しなければならない。（下から荷重を支保する仮設材を支保工と呼ぶ）この底型枠を支保工を使わずに施工しようとすれば多数のアンカーを梁の下面に、上向きの姿勢で打ちこむ作業が必要となる。
＜２＞ 特にコンクリートを打設する場合には、強固な支保工が必要となる。また支保工なしに施工する場合には多数のアンカーを梁の下面に、上向きの姿勢で打ち込む作業が必要となる。
＜３＞ また、梁側面に配置するせん断補強筋は、梁の下面でせん断補強筋をＬ字状に折り曲げ、その折り曲げ端を梁の下面で溶接するという、手間のかかる作業が必要となる。
＜４＞ コンクリートの梁の周囲を鋼板で巻き付ける方法は、建設費、維持管理費が高価である。
＜５＞ 鋼板を梁に取りつけるには、梁に設置するボルト穴と、鋼板に開口するボルト穴の位置を正確に一致させなければならず、高い精度が要求される。
＜６＞ 分割した鋼板をボルトで取りつけ、その後に溶接して一体化する必要があり、溶接後の塗装、およびそのメンテナンスが必要となる。
＜７＞ さらにコンクリートの周囲に鋼板を巻き付ける方法は、アンカーによって定着した側面の鋼板にせん断補強筋効果を期待する構成である。したがってそのような要求に十分耐え得るだけの多数のアンカーが必要となる。

上記のような従来の装置の課題を解決した本発明は、両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強する方法であって、
補強すべき位置の両側の支持体にブラケットを取りつけ、
支柱などの支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーの他端を対向する支持体に向けて中空に張り出し、
両側のブラケットの間であって、かつ前記の梁主筋アンカーの下部には、アーチ状のアーチ板を配置し、
このアーチ板にせん断補強筋の一端を取り付け、
せん断補強筋の他端は、補強対象の梁に側方から取りつけ、
アーチ板の両側に側面型枠を取り付け、
アーチ板と、せん断補強筋の外側に配置した側面型枠との内部に、梁主筋アンカーを含んだ状態でコンクリートを打設して行う梁の補強方法梁の補強方法を特徴とするものである。

また本発明は、両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強する方法であって、
支持体の外側に鉛直方向に主筋を配置し、
この主筋を避ける状態で、支持体にブラケットを取りつけ、
支柱などの支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーの他端を対向する支持体に向けて中空に張り出し、
両側のブラケットの間であって、かつ前記の梁主筋アンカーの下部には、アーチ状のアーチ板を配置し、
このアーチ板にせん断補強筋の一端を取り付け、
せん断補強筋の他端は、補強対象の梁に側方から取りつけ、
アーチ板の両側に側面型枠を取り付け、
アーチ板と、せん断補強筋の外側に配置した側面型枠との内部に、梁主筋アンカーを含んだ状態でコンクリートを打設して行う梁の補強方法を特徴とするものである。

また本発明は、両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強した補強構造であって、
補強すべき位置の両側の支持体に取りつけたブラケットと、
支柱などの支持体に一端を取付け、その他端を対向する支持体に向けて中空に張り出した梁主筋アンカーと、
両側のブラケットの間であって、かつ梁主筋アンカーの下部にアーチ状に配置したアーチ板と、
このアーチ板に一端を取りつけ、他端を補強対象の梁に側方から取りつけたせん断補強筋と、
アーチ板の両側に取り付けた側面型枠と、
アーチ板とせん断補強筋を包囲する状態で、アーチ板の上部に打設したコンクリートによって構成した梁の補強構造特徴とするものである。

本発明の梁の補強方法および補強構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 補強すべき位置の両側の支持体にブラケットを取りつけ、このブラケットの間にアーチ状にアーチ板を配置する構成であるから、梁の下に支保工を組み立てる作業が不要である。
＜２＞ 同様に、梁の下面に底型枠を支持するための多数のアンカーを打ち込む作業が不要であり、経済的である。
＜３＞ 支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーが、補強コンクリートの内部に配置してあるので、補強したコンクリートが補強対象のコンクリートと確実に一体となって補強対象構造物の強度を向上させることができる。
＜４＞ 補強した後の構造物に作用する引張力は、補強部分の中間ではアーチ板に作用し、補強部分の端部では梁主筋アンカーを介して補強対象の構造物に伝達するので、補強部分と補強前の構造物とが完全に一体化して耐力を向上させることができる。
＜５＞ せん断補強筋の一端をアーチ板の一部にボルトで取りつける構成を採用すれば溶接作業が不要となり施工性が向上する。
＜６＞ せん断補強筋がアーチ板を支持する構造であるから、確実にアーチ板を支持することができる。

本発明の梁の補強方法の実施例の説明図。 支柱にアーチ板や梁主筋アンカーを取り付けた状態の側面からの説明図。 支柱にアーチ板、せん断補強筋、型鋼を取付ける状態の断面からの説明図。 せん断補強筋の他の形状の説明図。

以下図面を参照しながら本発明の梁の補強方法の実施例を説明する。

＜１＞全体の構成。
本発明の梁の補強方法は、両側を支柱１などの支持体で支持されている梁の下面に補強コンクリートを厚く巻きつける補強方法であり、補強コンクリートの内部には梁主筋アンカーとせん断補強筋を配置する。
両側の支持体は支柱１に限らず、壁面などで支持された梁を対象とすることができる。

＜２＞ブラケット３の取り付け。
例えば梁２を支持しているその両側の支柱１の表面にブラケット３を取りつける。
このブラケット３は例えば断面がＬ字状のアングル材を使用することができる。
このブラケット３を、支柱１などの支持体の表面に、ボルトを介して固定する。
このブラケット３の上には後述するアーチ板４の端部を搭載するが、コンクリート打設後、すなわち補強後にアーチ板４に作用するコンクリートの引張力は、後述する梁主筋アンカー６によって構造物に伝達する構成であり、ブラケット３を介して伝達する構成ではない。
そのためにブラケット３は簡易な構造でよく、ブラケット３と支柱１との取り付けも、アンカーのような強力な構造を必要とせず、簡単なボルトによって固定するだけで足りる。

＜３＞梁主筋アンカー６の取り付け。
支柱などの支持体のブラケット取付け位置よりも上方に、水平方向に向けて削孔する。
そしてこの削孔内に梁主筋アンカー６の一端を挿入し、削孔内にモルタルや接着剤を注入して固定する。
この梁主筋アンカー６は鉄筋、鋼棒などで構成する。
この梁主筋アンカー６の他端は、対向する支持体に向けて中空に張り出す。
その結果、梁主筋アンカー６は後述するアーチ板の上部空間に位置することになる。
この梁主筋アンカー６が、補強したコンクリートに作用する引張力を、支柱などの本来の構造物本体に伝達する作用を行う。

＜４＞アーチ板４の配置。
両側のブラケット３の間で、かつ梁主筋アンカー６の下に、アーチ状に上向きに曲げて形成したアーチ板４を配置する。
このアーチ板４は例えば亜鉛メッキを施した鋼板を、上向きに曲面状に曲げて使用する。
この鋼板で構成したアーチ板４の上面の両縁には、長手方向に沿ってＨ鋼などの型鋼４１を取りつけて補強する。
当然、この型鋼４１もアーチ板と同一の曲率で曲面状に曲げて構成してある。
アーチ板４の両縁に取りつけた補強用の型鋼４１には、外側から多数の個所に切り欠き４１ａを形成する。
この切り欠き４１ａは、外側が開放しているから、後述するせん断補強筋５を外側から挿入することができる。
アーチ板４の両端は、ブラケット３の上に搭載し、その端部を簡単に溶接し、あるいはボルト止めして固定する。
このアーチ板４の上に、Ｌ型鋼などのズレ止め４２を、梁の横断方向に取付けることもできる。
このズレ止め４２によって、アーチ板４とその上に打設するコンクリートとの付着を確実にする。
またコンクリート打設時にズレ止め４２の存在によって、梁横断方向のたわみを抑えることができる。

＜５＞せん断補強筋５の取りつけ。
せん断補強筋５は、補強する部分に配置する鉄筋である。
このせん断補強筋５は、取付けに際して水平に挿入する水平部５１と、鉛直に配置する鉛直部５２によってＬ字状に形成する。
せん断補強筋５を梁２に取りつけるには、梁２に水平方向からアンカー孔を削孔し、そのアンカー孔にせん断補強筋５の上側の水平部分を側面方向から挿入して接着剤で固定する。
一方、せん断補強筋５の鉛直部５２の下端には、ナット５３を止めるためのねじ山を形成しておく。
その場合にネジ切りが不要な、らせん溝が形成してある既製品を使用すれば、ネジ切りによる断面の欠損が発生せず、かつネジ切り作業が不要であるから経済的である。
そして、せん断補強筋５の下端を、アーチ板４の補強用の型鋼４１の切り欠き４１ａに外側から挿入する。
上記したように、この切り欠き４１ａは、外側が開放しているから、せん断補強筋５を外側から挿入することができる。
そしてせん断補強筋５のネジ山にナット５３を締付けることによって、型鋼４１のフランジを上下両側から締付ければ、せん断補強筋５と型鋼４１とを一体化することができる。
このようにボルトとナット５３の組み合わせでアーチ板４を梁２に吊り下げる状態で取りつければ、熟練工による溶接作業を必要とせず、迅速な作業を行うことができる。
このような構成のせん断補強筋５を多数本配置すれば、多数の個所において、せん断補強筋５によってアーチ板４を補強対象の梁２から吊り下げることができる。
なおせん断補強筋５は、図３に示すようなＬ字型に直交した形状に限るものではなく、図４に示すように、アンカー孔２１を上向きでかつ、鉛直またはこれに近い角度で削孔しそれにあわせた形状でせん断補強筋５を形成して使用することも可能である。
その場合にはせん断補強筋５は、鉛直部５２と、非水平部５４とによって構成することになる。

＜６＞コンクリートの打設。
上記のような構成によって梁２に取りつけたアーチ板４の両側に、側面型枠７を取り付ける。
この側面型枠７は、せん断補強筋５の外側に配置することになる。
そしてアーチ板４と、せん断補強筋５の外側に配置した側面型枠７との内部に梁主筋アンカー６を包囲する状態で補強のコンクリートを打設する。
コンクリートを打設する場合、上記したようにアーチ板４はその両端はブラケット３に支持され、中間は多数本のせん断補強筋５によっても支持されているため、底型枠を確実に支保して安全にコンクリートの打設を行うことができる。
こうして梁２の下部と側部の厚さを、補強コンクリートによって増すことによってコンクリート構造物を補強することができるが、アーチ板４は埋設型枠であり、支保工であるだけでなく曲げ補強材としても機能するから、強度の向上に貢献する。
せん断補強筋５は、アーチ板４を支持する支持部材として機能すると同時にせん断補強材として機能して、コンクリート部材の強度の向上に貢献する。
さらに補強部分の端部では、梁主筋アンカー６がコンクリートに作用する引張力を、支柱などの構造物に伝達する作用を行う。

１：支柱
２：梁
３：ブラケット
４：アーチ板
４１：型鋼
４１ａ：切り欠き
５：せん断補強筋
６：梁主筋アンカー

Claims (4)

1. 両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強する方法であって、
   補強すべき位置の両側の支持体にブラケットを取りつけ、
   支柱などの支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーの他端を対向する支持体に向けて中空に張り出し、
   両側のブラケットの間であって、かつ前記の梁主筋アンカーの下部には、アーチ状のアーチ板を配置し、
   このアーチ板にせん断補強筋の一端を取り付け、
   せん断補強筋の他端は、補強対象の梁に側方から取りつけ、
   アーチ板の両側に側面型枠を取り付け、
   アーチ板と、せん断補強筋の外側に配置した側面型枠との内部に、梁主筋アンカーを含んだ状態でコンクリートを打設して行う、
   梁の補強方法。
2. 両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強する方法であって、
   支持体の外側に鉛直方向に主筋を配置し、
   この主筋を避ける状態で、支持体にブラケットを取りつけ、
   支柱などの支持体に一端を取付けた梁主筋アンカーの他端を対向する支持体に向けて中空に張り出し、
   両側のブラケットの間であって、かつ前記の梁主筋アンカーの下部には、アーチ状のアーチ板を配置し、
   このアーチ板にせん断補強筋の一端を取り付け、
   せん断補強筋の他端は、補強対象の梁に側方から取りつけ、
   アーチ板の両側に側面型枠を取り付け、
   アーチ板と、せん断補強筋の外側に配置した側面型枠との内部に、梁主筋アンカーを含んだ状態でコンクリートを打設して行う、
   梁の補強方法。
3. アーチ板の上面には補強用の型鋼を取りつけて構成した、
   請求項１または２記載の、梁の補強方法。
4. 両側を支柱などの支持体で支持されている梁の側面及び下面を梁主筋アンカーとせん断補強筋とによって補強した補強構造であって、
   補強すべき位置の両側の支持体に取りつけたブラケットと、
   支柱などの支持体に一端を取付け、その他端を対向する支持体に向けて中空に張り出した梁主筋アンカーと、
   両側のブラケットの間であって、かつ梁主筋アンカーの下部にアーチ状に配置したアーチ板と、
   このアーチ板に一端を取りつけ、他端を補強対象の梁に側方から取りつけたせん断補強筋と、
   アーチ板の両側に取り付けた側面型枠と、
   アーチ板とせん断補強筋を包囲する状態で、アーチ板の上部に打設したコンクリートによって構成した、
   梁の補強構造。

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