JP2014001495A - 既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンカー挿入穴内の空気を好適に排出しつつ安定してモルタル等の充填材をアンカー挿入穴内に充填でき、既設コンクリート体に新設部材を確実に接合できる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法の提供。
【解決手段】既設コンクリート構造体１にアンカー挿入穴１０を形成した後、固定式外管６の先端部を固定させた状態でアンカー部材３，３...をアンカー挿入穴１０に挿入するとともに、固定式外管６内に移動可能に排気用内管７を挿通させ、排気用内管７をその先端開口部７ａがアンカー挿入穴１０の内側上端部に突き当たるまで繰り出し、然る後、排気用内管７を通してアンカー挿入穴１０内の空気を排出させつつ、アンカー挿入穴１０内に充填材１３を充填する。
【選択図】図５

Description

本発明は、橋梁構造物の上部工と下部工との間に介在された既設の支承を新たな支承に交換する場合等において、上部工等の既設のコンクリート構造体にスタッドジベルやアンカーボルト等のアンカー部材を一体化させる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法に関する。

近年、橋梁等のコンクリート構造体にあっては、経年劣化や適用基準の変更等に伴い、橋梁の上部工と下部工との間に介在させた既設の支承を条件に適した新たな支承に交換する事例が増加している。

このような既設の支承を新たな支承に交換する際、既設の沓又はソールプレートを新たな支承に適したソールプレートに交換する場合がある。

しかしながら、ソールプレートは、接合面部より突出させたスタッドジベルやアンカーボルト等のアンカー部材を上部工内に埋め込み一体化させることにより上部工に接合する構造が一般的であり、新たなソールプレートを既設の上部工に接合するには、新たなソールプレートの接合端面部より突出させたスタッドジベル等のアンカー部材を既設の上部工と一体化させる必要がある。

従来、上述した上部工等の既設のコンクリート構造体にスタッドジベル等のアンカー部材を新たに一体化させる方法には、既設コンクリート構造体の所定部分を斫ることによりアンカー挿入穴を形成し、このアンカー挿入穴に新たなソールプレートの接合端面より突出させたスタッドジベル等のアンカー部材を挿入し、その状態でアンカー挿入穴内にモルタル等の流動性の高い充填材を充填し、それを硬化させることによりアンカー部材を上部工等の既設コンクリート構造体に一体化させる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

一方、密閉されたアンカー挿入穴内に下側よりモルタル等の流動性の高い充填材を充填する場合、アンカー挿入穴内に注入されたモルタル等の充填材は、孔内を流下して下部側より順次充填されるため、それに伴って充填材より上側の空気が圧縮され、アンカー挿入穴内の圧力が上昇し、その圧力によって充填材の注入が阻害される虞がある。

そこで、充填作業を行う際には、アンカー部材とともに排気チューブをアンカー挿入穴に挿入しておき、モルタル等の注入に並行して、排気チューブを通して孔内の空気を排出させ、アンカー挿入穴内の圧力上昇を抑制している（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００９−２８７１８３号公報 特開２０１０−１８５２４７号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、アンカー挿入穴がコンクリートを斫ることにより形成されるため、アンカー挿入穴の深さ管理に困難性を伴い、設計値を基準に排気チューブを挿入すると、排気チューブの先端が挿入孔の内側上端部まで到達しない場合があり、その為、上端部の溜まった空気が好適に排出されずに残存し、モルタル等の充填材に気泡を生じる原因となる虞があった。

また、上述の如き支承の交換作業等においては、上部工と下部工との間に人が立ち入るだけの空間が確保できない場合があり、その場合、アンカー挿入穴の実際の深さ等の状態を視認することができないという問題もあった。

そこで本発明は、このような従来の問題に鑑み、アンカー挿入穴内の空気を好適に排出しつつ安定してモルタル等の充填材をアンカー挿入穴内に充填でき、既設コンクリート体にアンカー部材を確実に定着できる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、既設コンクリート構造体にアンカー挿入穴を形成した後、該アンカー挿入穴にアンカー部材を挿入し、その状態で前記アンカー挿入穴内に充填材を充填し、前記アンカー部材を前記既設コンクリート構造体と一体化させる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法において、固定式外管の先端部を固定させた状態で前記アンカー部材を前記アンカー挿入穴に挿入するとともに、前記固定式外管内に移動可能に排気用内管を挿通させ、該排気用内管をその先端開口部が前記アンカー挿入穴の内側上端部に突き当たるまで繰り出し、然る後、前記排気用内管を通して前記アンカー挿入穴内の空気を排出させつつ、前記アンカー挿入穴内に充填材を充填することにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記排気用内管の基端側を吸引手段に接続し、該吸引手段により前記アンカー挿入穴内に負圧を生じさせることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記固定式外管の先端部より先に位置する対象物の状態を検知するための紐状の検知手段を前記固定式外管内に挿通させ、前記検知手段を用いて前記アンカー挿入穴内の内側上端部の状態を検知した後、前記検知手段に換えて前記排気用内管を固定式外管内に挿通させることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記検知手段は、ファイバースコープであることにある。

本発明に係る既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法は、上述したように、既設コンクリート構造体にアンカー挿入穴を形成した後、該アンカー挿入穴にアンカー部材を挿入し、その状態で前記アンカー挿入穴内に充填材を充填し、前記アンカー部材を前記既設コンクリート構造体と一体化させる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法において、固定式外管の先端部を固定させた状態で前記アンカー部材を前記アンカー挿入穴に挿入するとともに、前記固定式外管内に移動可能に排気用内管を挿通させ、該排気用内管をその先端開口部が前記アンカー挿入穴の内側上端部に突き当たるまで繰り出し、然る後、前記排気用内管を通して前記アンカー挿入穴内の空気を排出させつつ、前記アンカー挿入穴内に充填材を充填することにより、排気用内管の先端を確実にアンカー挿入穴の内側上端部に位置させることができ、アンカー挿入穴内の空気を好適に排出させることができ、気泡の発生を防止し、確実に且つ効率よくモルタル等の充填材をアンカー挿入穴内に充填することができる。

また、本発明において、前記排気用内管の基端側を吸引手段に接続し、該吸引手段により前記アンカー挿入穴内に負圧を生じさせることにより、充填材のアンカー挿入穴内への注入を容易に行うことができる。

更に本発明において、前記固定式外管の先端部より先に位置する対象物の状態を検知するための紐状の検知手段を前記固定式外管内に挿通させ、前記検知手段を用いて前記アンカー挿入穴内の内側上端部の状態を検知した後、前記検知手段に換えて前記排気用内管を固定式外管内に挿通させることにより、アンカー挿入穴の開口部に人が立ち入るだけの空間が確保できず、アンカー挿入穴内の状態を視認できないような場合においても、アンカー挿入穴の深さ等の状態を検知でき、その検知情報に基づいて確実に充填作業を行うことができる。

また、本発明において、前記検知手段は、ファイバースコープであることにより、好適に先端部よりその先に位置する対象物の状態を検知することができる。

本発明方法に使用する新設部材のアンカー部材部分の一例を示す部分拡大縦断面図である。 （ａ）は既設コンクリート構造体の一例を示す縦断面図、（ｂ）は本発明方法のアンカー挿入穴形成工程の状態を示す縦断面図である。 （ｃ）は同上のアンカー部材挿入工程の状態を示す縦断面図、（ｄ）は同検査工程の状態を示す縦断面図である。 （ｅ）は同上の排気用内管挿入工程の状態を示す縦断面図、（ｆ）は同充填材注入工程の状態を示す縦断面図である。 （ｇ）は同上の充填材の注入が完了した状態を示す縦断面図、（ｈ）は同新設部材の接合が完了した状態を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法の実施の態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は橋梁の上部工等の既設コンクリート構造体、符号２は既設コンクリート構造体１に新たに接合させる新設部材である。

新設部材２は、例えば、橋梁の上部工下面部に接合される平板状のソールプレートであって、経年劣化や適用基準の変更等に伴い、橋梁の上部工と下部工との間に介在させた既設の支承を条件に適した新たな支承に交換するのに伴い既設のソールプレート又は沓に換えて既設コンクリート構造体１に接合されるものである。

このソールプレート２は、平板状の鋼板をもって形成され、その上面、即ち、既設コンクリート構造体１との接合端面２ａ部には、接合端面２ａより鉛直上向きに複数のアンカー部材３，３...が突設され、このアンカー部材３，３...を新たに既設コンクリート構造体１に定着させること、即ち、アンカー部材３，３...を既設コンクリート構造体１に形成されたアンカー挿入穴に挿入し、その状態でアンカー挿入穴内にモルタル等の充填材を充填し、アンカー部材３，３を既設コンクリート構造体１と一体化させることにより既設コンクリート構造体１に接合されるようになっている。

尚、図中符号４は、ソールプレート２の外周部に固定された型枠用部材であり、符号５は、型枠用部材４と既設コンクリート構造体１との間の隙間を封鎖するゴム材等からなる弾性を有するシール材である。

アンカー部材３，３...は、例えば、図１に示す如きスタッドジベルが用いられ、各アンカー部材３，３...の内の一つ又は複数にそれぞれ固定式外管６の先端部がアンカー部材３，３...に沿って固定されている。尚、アンカー部材３，３...は、スタッドジベルに限定されず、アンカーボルトや異形鉄筋等であってもよい。

また、固定式外管６の基端側部分は、型枠用部材４上に固定されたシール材５を貫通させてソールプレート２の側部に導出されている。

固定式外管６は、合成樹脂材等をもって可撓性を有する長尺の管状に形成され、排気用内管７及び検知手段８を固定式外管６内に円滑に移動可能な状態で挿通させることができるようになっている。

排気用内管７は、絶縁性樹脂材等をもって可撓性を有する固定式外管６より長い長尺の管状に形成され、充填材１３の注入・充填作業において排気管として用いられる。

この排気用内管７の外径は、固定式外管６の内径より小さく、排気用内管７が固定式外管６内に挿入された際には、固定式外管６と排気用内管７とが二重管構造を形成するようになっている。

また、この排気用内管７の先端開口部７ａは、管軸方向に傾斜した形状に形成され、後述するアンカー挿入穴１０の内側上端部に突き当てた際に、当該内側上端面により閉鎖されないようになっている。

一方、検知手段８は、可撓性を有する長尺の紐状に形成され、それを固定式外管６に挿通させ、先端を固定式外管６の先端より突出させることにより、固定式外管６の先端部より先に位置する対象物の状態を検知できるようになっている。

この検知手段８には、例えば、ファイバースコープが使用され、ファイバースコープより得られた画像に基づき、アンカー挿入穴１０の内面上端部の状態を検知するとともに、アンカー部材３，３...の上端とアンカー挿入穴１０の内面上端部との間の実際の距離を検知できるようになっている。

尚、検知手段８は、ファイバースコープに限定されず、可撓性を有する紐状部材の先端にセンサーを取り付けたもの等であってもよい。

アンカー部材３，３...を既設コンクリート構造体１に新たに定着するには、まず、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、既設コンクリート構造体１下部の所定の部分、即ち、アンカー部材３，３...を新たに定着させる部分を斫り、アンカー部材３，３...の長さに対応したアンカー挿入穴１０を形成するとともに、アンカー挿入穴１０の下側開口の周辺部に既存のコンクリート部を斫ることによりアンカー挿入穴１０より浅い凹溝状の導出部１１を形成する。その際、既設コンクリート構造体１に配設された既存の鉄筋１２，１２...がアンカー挿入穴１０内に露出するように既存のコンクリート部を斫る。

次に、図２（ｂ）〜図３（ｃ）に示すように、固定式外管６の先端部を固定させた状態でアンカー部材３，３...をアンカー挿入穴１０の下側開口部より挿入するとともに、新設部材２、型枠用部材４及びシール材５によりアンカー挿入穴１０の下端開口部を閉鎖する。その際、固定式外管６の基端側部分は、シール材５を貫通させた状態にあるので、アンカー挿入穴１０内の密封状態を維持しつつ導出部１１を通してアンカー挿入穴１０の外部に導出される。

アンカー挿入穴１０内にアンカー部材３，３...が挿入され、その位置が確定した後、図３（ｄ）に示すように、固定式外管６内にファイバースコープからなる検知手段８を挿入し、固定式外管６にガイドさせつつ検知手段８をその先端部が固定式外管６の先端より突出し、アンカー挿入穴１０内に到るまで繰り出す。

そして、検知手段８（ファイバースコープ）より得られた画像に基づき、アンカー挿入穴１０の内面上端部の状態を検知するとともに、アンカー部材３，３...の上端とアンカー挿入穴１０の内面上端部との間の実際の距離を検知する。

次に、検知手段８を固定式外管６より引抜き、図４（ｅ）に示すように、検知手段８に換えて固定式外管６内に排気用内管７を挿入し、固定式外管６にガイドさせつつ排気用内管７の先端開口部７ａがアンカー挿入穴１０の内側上端部に突き当たるまで繰り出し、その位置で排気用内管７を固定式外管６に保持させる。

その際、検知手段８により得られたアンカー部材３，３...の上端とアンカー挿入穴１０の内面上端部との間の実際の距離と排気用内管７の繰り出し量とを比較することにより、視認できない状況でも排気用内管７の先端開口部７ａを確実にアンカー挿入穴１０の内側面上端部に突き当て、且つ過大に繰り出すことによる先端部７ａの変形等を防止することができる。

そして、排気用内管７の位置が決定した後、シール材５を貫通させてアンカー挿入穴１０内に導出させた図示しない充填材用注入管を通してアンカー挿入穴１０内へのモルタル等の充填材１３の注入を開始する。

アンカー挿入穴１０内に注入されたモルタル等の充填材１３は、図４（ｆ）に示すように、アンカー挿入穴１０内を流下してアンカー挿入穴１０の下側より順次充填され、アンカー挿入穴１０内の充填材１３上に位置する空気は、充填材１３上面位置の上昇に伴い押し出されて排気用内管７を通して外気に排出され、アンカー挿入穴１０内の圧力上昇が抑制される。

この状態で、この充填材１３の充填作業を排気用内管７の基端開口よりモルタル等の充填材１３が吐出されるまで継続し、アンカー挿入穴１０内に充填材１３を充填する。

その際に、排気用内管７の先端開口部７ａが常にアンカー挿入穴１０の内側上端面に突き当てた状態に位置するため、排気用内管７が目詰まりすることなくアンカー挿入穴１０内の空気を好適に排気でき、且つ充填材１３がアンカー挿入穴１０の上端に到るまで充填でき、充填材１３内に気泡等が発生するのを抑制することができる。

次に、図５（ｇ）〜図５（ｈ）に示すように、アンカー挿入穴１０内に充填材１３が満たされた後、その充填材１３が硬化する前に、充填材１３の注入を継続しつつ排気用内管７を固定式外管６より引抜き、固定式外管６の基端側部分を閉鎖する。その後、適宜養生して充填材１３を硬化させた後、固定式外管６のシール材５より外側に導出した部分を切断し、シール材５を除去する。最後に導出部１１にモルタル１４等を充填して左官仕上げを行い充填作業が完了する。

このように、モルタル等の充填材１３を養生・硬化させることにより各アンカー部材３，３...が充填材１３を介して定着され、アンカー部材３，３...が既設コンクリート構造体１に一体化されることにより新設部材２の既設コンクリート構造体１への接合が完了する。

尚、上述の実施例においては、充填材１３注入による空間圧縮によってアンカー挿入穴１０内の空気が排気用内管７を通して押し出されるようにした例について説明したが、排気用内管７の基端側を真空ポンプ等の吸引手段に接続し、この吸引手段によりアンカー挿入穴１０内の空気を吸引してアンカー挿入穴１０内に負圧を作用させるようにしてもよく、その場合、充填材の注入作業が容易になり、作業効率が向上する。

更に、上述の実施例では、アンカー挿入穴１０を複数のアンカー部材３，３...が同時に挿入される形状に形成した例について説明したが、アンカー挿入穴を各アンカー部材に対応して複数設けるようにし、アンカー部材毎に固定式外管を備えるようにしてもよい。

更にまた、上述の実施例では、アンカー挿入穴が下側に開口した形状に形成された例について説明したが、既設コンクリート構造体の側面部に開口した水平方向に向けた形状であってもよい。

また、上述の実施例では、既設コンクリート構造体が橋梁の上部工である例について説明したが、既設コンクリート構造体は、これに限定されない。

１ 既設コンクリート構造体
２ 新設部材（ソールプレート）
３ アンカー部材
４ 型枠用部材
５ シール材
６ 固定式外管
７ 排気用内管
８ 検知手段
１０ アンカー挿入穴
１１ 導出部
１２ 鉄筋
１３ 充填材
１４ モルタル

Claims (4)

1. 既設コンクリート構造体にアンカー挿入穴を形成した後、該アンカー挿入穴にアンカー部材を挿入し、その状態で前記アンカー挿入穴内に充填材を充填し、前記アンカー部材を前記既設コンクリート構造体と一体化させる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法において、
   固定式外管の先端部を固定させた状態で前記アンカー部材を前記アンカー挿入穴に挿入するとともに、前記固定式外管内に移動可能に排気用内管を挿通させ、該排気用内管をその先端開口部が前記アンカー挿入穴の内側上端部に突き当たるまで繰り出し、然る後、前記排気用内管を通して前記アンカー挿入穴内の空気を排出させつつ、前記アンカー挿入穴内に充填材を充填することを特徴としてなる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法。
2. 前記排気用内管の基端側を吸引手段に接続し、該吸引手段により前記アンカー挿入穴内に負圧を生じさせる既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法。
3. 前記固定式外管の先端部より先に位置する対象物の状態を検知するための紐状の検知手段を前記固定式外管内に挿通させ、前記検知手段を用いて前記アンカー挿入穴内の内側上端部の状態を検知した後、前記検知手段に換えて前記排気用内管を固定式外管内に挿通させる請求項１又は２に記載の既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法。
4. 前記検知手段は、ファイバースコープである請求項３に記載の既設コンクリート構造体のアンカー部材定着方法。

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