JP2014070389A - Reinforcement structure of reinforced concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の補強構造に関するものであり、特に、せん断補強構造に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing structure for a reinforced concrete structure, and more particularly to a shear reinforcing structure.
近年、大規模地震の発生が強く懸念されており、既設の鉄筋コンクリート構造物に対する耐震補強の必要性が高まっている。しかし、既設の鉄筋コンクリート構造物に対する補強は決して容易ではない。特に、地中に埋設されたボックスカルバートなどによって構築されている地下道やトンネルなどの鉄筋コンクリート構造物では、地山に覆われている外面側からの補強は極めて困難であり、コストも高くなる。 In recent years, there is a strong concern about the occurrence of large-scale earthquakes, and the need for seismic reinforcement for existing reinforced concrete structures is increasing. However, it is not easy to reinforce existing reinforced concrete structures. In particular, in a reinforced concrete structure such as an underpass or a tunnel constructed by a box culvert buried in the ground, it is extremely difficult to reinforce from the outer surface side covered with natural ground, and the cost increases.
そこで、特許文献1には、既設のボックスカルバートの外壁内面に形成したスリット内に鉄板を挿入するとともに、グラウト材を充填した補強構造が記載されている。 Therefore, Patent Document 1 describes a reinforcing structure in which an iron plate is inserted into a slit formed on the inner surface of an outer wall of an existing box culvert and filled with a grout material.
しかし、特許文献1に記載されている補強構造には次のような課題があった。すなわち、グラウト材として一般的に用いられるモルタルは鉄板に対する付着力が弱いので、鉄板とグラウト材とから構成される補強体が一体として働きにくい。また,既存の横補強筋を切断するため,切断された鉄筋を添筋を介して溶接で接合するなどの対策が煩雑であった。
本発明の目的は、既設の鉄筋コンクリート構造物に十分な強度を付与する補強構造を簡易かつ低コストで実現することである。
However, the reinforcing structure described in Patent Document 1 has the following problems. That is, since the mortar generally used as the grout material has a weak adhesion to the iron plate, it is difficult for the reinforcing body composed of the iron plate and the grout material to work together. In addition, in order to cut the existing lateral reinforcing bars, it was complicated to take measures such as welding the cut reinforcing bars via the accessory bars.
The objective of this invention is implement | achieving the reinforcement structure which provides sufficient intensity | strength to the existing reinforced concrete structure simply and at low cost.
本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造は、鉄筋コンクリート構造物にその内面側から外面側に向けて形成されたスリットと、前記スリット内に配置された補強部材と、前記補強部材が配置された前記スリット内に充填された充填材とを有し、前記補強部材には複数の貫通孔が設けられている。 The reinforcing structure of a reinforced concrete structure according to the present invention includes a slit formed in the reinforced concrete structure from the inner surface side toward the outer surface side, a reinforcing member disposed in the slit, and the slit in which the reinforcing member is disposed. The reinforcing member is provided with a plurality of through holes.
本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造では、補強部材が高強度繊維により格子状に編成された繊維補強部材である。 In the reinforcing structure of a reinforced concrete structure of the present invention, the reinforcing member is a fiber reinforcing member knitted in a lattice shape with high-strength fibers.
本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造では、前記補強部材が鋼板である。 In the reinforcing structure for a reinforced concrete structure according to the present invention, the reinforcing member is a steel plate.
本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造では、前記鋼板が前記スリット内に筋交い状に配置されている。 In the reinforcing structure for a reinforced concrete structure according to the present invention, the steel plate is arranged in a bracing manner in the slit.
本発明によれば、既設の鉄筋コンクリート構造物に十分な強度を付与する補強構造が簡易かつ低コストで実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reinforcement structure which provides sufficient intensity | strength to the existing reinforced concrete structure is implement | achieved simply and at low cost.
(実施形態1)
本発明の鉄筋コンクリート構造物の補強構造(以下「補強構造」と略称する。)の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、地下に埋設されている既設のボックスカルバートの側壁に設けられた補強構造について説明する。
(Embodiment 1)
An example of an embodiment of a reinforcing structure for a reinforced concrete structure of the present invention (hereinafter abbreviated as “reinforcing structure”) will be described in detail with reference to the drawings. Here, the reinforcement structure provided in the side wall of the existing box culvert embed | buried underground is demonstrated.
図1には、本発明の補強構造を備えた2つのボックスカルバート1a,1bが示されている。それぞれのボックスカルバート1a,1bは、対向する一対の側壁W1,W2、頂版Tおよび底版Bを有し、全体として略角筒状の外観を呈する。側壁W1,W2、頂版Tおよび底版Bの内部には主鉄筋および配力鉄筋が配置されている。具体的には、側壁W1,W2、頂版Tおよび底版Bの内部には、複数本の主鉄筋が埋め込まれ、それら主鉄筋と交差するように複数本の配力鉄筋が埋め込まれている。換言すれば、主鉄筋と配力鉄筋とが格子状に埋め込まれている。
FIG. 1 shows two
以下、図1に示されているボックスカルバート1a,1bの2つの側壁W1,W2に設けられている補強構造について具体的に説明する。もっとも、それぞれのボックスカルバート1a,1bの2つの側壁W1,W2には同一の補強構造が設けられている。そこで、重複する説明を回避すべく、それぞれのボックスカルバート1a,1bの側壁W1に設けられている補強構造についてのみ説明し、側壁W2に設けられている補強構造についての説明は省略する。
Hereinafter, the reinforcing structure provided on the two side walls W1 and W2 of the
図2は、図1に示されている平面Xに沿って切断されたボックスカルバート1a,1bの断面図である。すなわち、図2には、ボックスカルバート1a,1bの側壁W1の内面が示されている。ここで、ボックスカルバート1a,1bの外面とは地山に接している面を意味し、内面とは外面と反対側の面を意味する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
それぞれのボックスカルバート1a,1bの側壁W1には、複数箇所に補強構造が設けられている。図2では、各側壁W1における補強箇所が破線により模式的に示されている。すなわち、ボックスカルバート1aの側壁W1には、補強箇所が2箇所あり(補強箇所3a,3b)、ボックスカルバート1bの側壁W1には、補強箇所が3箇所ある(補強箇所4a,4b,4c)。もっとも、各補強箇所3a,3b,4a,4b,4cに設けられている補強構造は同一の構造を備えている。そこで、重複する説明を回避すべく、補強箇所3aに設けられている補強構造について以下に説明し、他の補強箇所に3b,4a,4b,4cに設けられている補強構造についての説明は省略する。
Reinforcing structures are provided at a plurality of locations on the side walls W1 of the
図3に示されているように、側壁W1上の補強箇所3aには、その内面側から外面側へ向けてスリット10が設けられている。さらに、スリット10の内部には補強部材としての繊維補強部材13が配置されるとともに、充填材14が充填されている。
As shown in FIG. 3, a
図3に示されている補強構造は、次のようにして構築することができる。図4(a)に示されているように、コンクリートカッターやウォータージェットなどの任意の手段やFONドリル工法(登録商標)などの任意の方法を用いて側壁W1にスリット10を形成する。図示されているスリット10の高さ(H)は2mであり、幅(W)は50mmである。なお、スリット10の数や間隔は任意に設定することができるが、2〜3m間隔でスリット10を形成することが好ましい。
The reinforcing structure shown in FIG. 3 can be constructed as follows. As shown in FIG. 4A, the
スリット10を形成する際には、側壁W1に埋め込まれている鉄筋(主鉄筋や配力鉄筋)の一部が切断される場合もある。もっとも、鉄筋を切断する場合には、配鉄図や非破壊検査の結果などの情報に基づいて安全性や強度についての十分な事前検討が行われる。
When the
次に、図4(b)に示されているように、スリット10の開口部10aからスリット10の内部に繊維補強部材13を挿入する。その後、繊維補強部材13が配置されているスリット10の内部に充填材14(図3)を充填する。このとき、充填材14をスリット10の内部に保持するために、必要に応じて型枠を設置する。例えば、型枠としての板材などでスリット10の開口部10aを塞ぐ。板材は充填材14が硬化した後に撤去する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
図5に示されているように、繊維補強部材13は、高強度繊維(カーボン繊維)によって格子状に編成されており(編まれており)、伸縮性、屈曲性および弾力性を備えている。なお、繊維補強部材13を編成する高強度繊維はカーボン繊維に限られず、アラミド繊維やガラス繊維などの他の高強度繊維であってもよい。
As shown in FIG. 5, the
再び図3を参照する。スリット10の内部に配置されている繊維補強部材13の外寸はスリット10の内寸よりも小さい。すなわち、繊維補強部材13はスリット10の内部に完全に納まる寸法を有している。本実施形態では、繊維補強部材13の長さ及び幅は、スリット10の高さ及び奥行きよりもそれぞれ50mm程度小さい。また、繊維補強部材13の厚みは10mm程度である。ここで、繊維補強部材13の厚みとはスリット10の幅方向の寸法を意味する。
Refer to FIG. 3 again. The outer dimension of the
スリット10に充填されている充填材14には、セメント系モルタルが用いられている。本実施形態では、セメント、シリカヒュームや石英粉などのポラゾン物質、増粘材および水の混合物が充填材14として用いられている。充填材14は、繊維補強部材13の周囲に充填されており、スリット10の内部を隙間なく満たしている。
Cement-based mortar is used for the
ここで、充填材14の繊維補強部材13に対する付着力は、鉄板に対する付着力に比べて強い。このため、図3に示されている繊維補強部材13と充填材14とは強固に一体化している。さらに、本実施形態における繊維補強部材13は格子状に編成されている。換言すれば、繊維補強部材13には、該繊維補強部材13を厚み方向に貫通する複数の貫通孔が設けられている。よって、スリット10に充填された充填材14は、繊維補強部材13に開いている貫通孔を通して該繊維補強部材13の表側から裏側へ、または、裏側から表側へ流動し、スリット10の内部を隙間なく満たす。そして、充填材14が硬化した後においては、充填材14が繊維補強部材13に絡み付き、両者がより強固に一体化される。なお、充填材14はセメント系モルタルに限定されるものではなく、例えば、樹脂系材料や繊維混入モルタルなどを充填材14として用いることもできる。もっとも、充填材14は、スリット10に隙間なく充填可能な流動性を有していることが好ましい。
Here, the adhesion force of the
本実施形態の補強構造に用いられている繊維補強部材13は、伸縮性、屈曲性および弾力性を備えているとともに、ハサミやカッターなどで容易に切断することができる。よって、繊維補強部材13を上記寸法に切断する作業は施工現場において短時間で行うことが可能であり、その作業には特別な工具や機械を必要としない。もちろん、予め上記寸法に切断された繊維補強部材13を準備しておいてもよい。
The
また、高強度繊維によって編成されている繊維補強部材13は、鋼材製の補強部材などに比べて高い強度を有するので、少ない数の繊維補強部材13によって十分な補強強度を得ることができる。さらに、鋼材製の補強部材などに比べて厚みが薄い繊維補強部材13によっても十分な補強強度を得ることができる。このため、繊維補強部材13を用いることにより、補強部材の少数化や薄型化を図ることができる。
Moreover, since the
また、繊維補強部材13は腐食の恐れがないので、長期間に亘って高い補強強度が維持される。さらに、腐食の恐れがない繊維補強部材13は、かぶりコンクリートを打設できない部分や漏水が多い場所にも設置することができる。
Moreover, since the
加えて、伸縮性、屈曲性および弾力性を備えている繊維補強部材13は、直線的ではないスリット10の内部にも配置することができる。また、伸縮性、屈曲性および弾力性を備えている上に軽量でもある繊維補強部材13は狭い施工現場においてもその取り扱いが容易である。
In addition, the
(実施形態2)
以下、本発明の補強構造の第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る補強構造は、第1の実施形態に係る補強構造と共通の基本構造を有する。そこで、第1の実施形態に係る補強構造との相違点についてのみ以下に説明し、共通する構造についての説明は適宜省略する。また、既に説明した構成と同一の構成については同一の符号を用いて重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the reinforcing structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. But the reinforcement structure which concerns on this embodiment has a basic structure in common with the reinforcement structure which concerns on 1st Embodiment. Therefore, only differences from the reinforcing structure according to the first embodiment will be described below, and descriptions of common structures will be omitted as appropriate. In addition, the same reference numerals are used for the same components as those already described, and a duplicate description is omitted.
本実施形態に係る補強構造では、図6(a)に示されているように、スリット10の開口部10aが板材15によって塞がれている。図6(a)に示されている補強構造は次のようにして構築されている。図6(b)に示されているように、端面に板材15が一体的に設けられた繊維補強部材13を開口部10aからスリット10の内部に挿入する。次に、板材15を若干斜めにした状態で保持し、板材10の裏面15aとスリット10の開口部10aとの間に隙間を形成し、その隙間からスリット10の内部に充填材14を充填する。十分な量の充填材14が充填されたら板材15を垂直にし、該板材15により開口部10aを塞ぐ。このように、板材15は充填材14を充填する際には型枠として機能し、充填材14が硬化した後はスリット10を塞ぐ蓋として機能する。すなわち、本実施形態に係る補強構造を構築する際には、充填材14が硬化した後に型枠を撤去する必要がない。
In the reinforcing structure according to the present embodiment, the opening 10 a of the
なお、板材15の寸法はスリット10の開口部10aの寸法よりも大きく、開口部10aを塞いでいる板材15の裏面周縁部は開口部10aの周囲に被さっている。もっとも、板材15の寸法をスリット10の開口部10aの寸法よりも小さくしてもよい。この場合、板材15をスリット10の内側に嵌め込んで、板材15の表面と側壁W1の内面とを面一にすることができる。
In addition, the dimension of the board |
(実施形態3)
以下、本発明の補強構造の第3の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る補強構造は、第1の実施形態に係る補強構造と共通の基本構造を有する。そこで、第1の実施形態に係る補強構造との相違点についてのみ以下に説明し、共通する構造についての説明は適宜省略する。また、既に説明した構成と同一の構成については同一の符号を用いて重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, a third embodiment of the reinforcing structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. But the reinforcement structure which concerns on this embodiment has a basic structure in common with the reinforcement structure which concerns on 1st Embodiment. Therefore, only differences from the reinforcing structure according to the first embodiment will be described below, and descriptions of common structures will be omitted as appropriate. In addition, the same reference numerals are used for the same components as those already described, and a duplicate description is omitted.
本実施形態に係る補強構造では、図7に示されているように、スリット10の内部に、補強部材としての鋼板23が配置されるとともに、スリット10の内部に充填材14が充填されている。具体的には、スリット10の内部に、該スリット10の対角線に沿って延びる筋交状の鋼板23が配置されている。なお、図示されている鋼板23は、スリット10の一方の対角線に沿って延びる部分と、他方の対角線に沿って延びる部分とが一体成形されているが、各部分を構成する別々の鋼板を図示されているような形状に組み合わせてもよい。この場合、図示されているような形状に組み合わされた別々の鋼板を予め一体化させた上でスリット10の内部に配置してもよく、一体化されていない別々の鋼板をスリット10の内部にそれぞれ配置し、スリット10の内部において図示されているような形状に組み合わせてもよい。何れにしても、鋼板23は、スリット10の大きさ(高さ×奥行き)と同様の大きさを有する矩形板状の鋼材に比べて軽量であり、現場における取り扱いが容易である。特に、一体化されていない別々の鋼板をスリット10の内部において図示されているような形状に組み合わせる場合には、それぞれ鋼板は寸法が小さく、重量も軽いので、現場における取り扱いが極めて容易である。
In the reinforcing structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, a
さらに、スリット10の内部に充填された充填材14が鋼板23の表面側から裏面側へ、または、裏面側から表面側へ流動するように、鋼板23に複数の貫通孔を形成してもよい。鋼板23に複数の貫通孔が形成されている場合、スリット10に充填された充填材14は、貫通孔を通して鋼板23の表側から裏側へ、または、裏側から表側へ流動し、スリット10の内部を隙間なく満たす。そして、充填材14が硬化した後においては、充填材14と鋼板23とが強固に一体化される。なお、鋼板23の形状は図示されている形状に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
Furthermore, a plurality of through holes may be formed in the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態におけるスリット10は新規に形成されたものであったが、自然に発生した割れ目など利用したスリットの内部に補強部材が配置された実施形態も本発明の範囲に含まれる。例えば、誘発目地を拡幅して形成したスリットの内部に補強部材が配置された実施形態も本発明の範囲に含まれる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, although the
また、上記実施形態では、1つの側壁上にある複数の補強箇所に同一の補強構造が設けられていた。しかし、1つの側壁上にある複数の補強箇所に異なる補強構造が設けられている実施形態も本発明の範囲に含まれる。例えば、図2に示されている補強箇所3aには図3に示されている補強構造が設けられ、補強箇所3bには図7に示されている補強構造が設けられている実施形態も本発明の範囲に含まれる。さらに、図2に示されている補強箇所4a、4bには図3に示されている補強構造が設けられ、補強箇所4cには図6に示されている補強構造が設けられている実施形態も本発明の範囲に含まれる。
Moreover, in the said embodiment, the same reinforcement structure was provided in the some reinforcement location on one side wall. However, an embodiment in which different reinforcing structures are provided at a plurality of reinforcing points on one side wall is also included in the scope of the present invention. For example, the embodiment in which the reinforcing structure shown in FIG. 3 is provided in the reinforcing
また、上記実施形態におけるスリット10の幅は一定であったが、幅が奥行き方向に沿って次第に拡大または縮小する実施形態も本発明の範囲に含まれる。さらに、スリット10の内面が粗面化された実施形態も本発明の範囲に含まれる。
Moreover, although the width | variety of the
1a、1b ボックスカルバート
W1,W2 側壁
T 頂版
B 底版
10 スリット
13 繊維補強部材
14 充填材
23 鋼板
1a, 1b Box culvert W1, W2 Side wall T Top plate
Claims (4)
前記鉄筋コンクリート構造物にその内面側から外面側に向けて形成されたスリットと、
前記スリット内に配置された補強部材と、
前記補強部材が配置された前記スリット内に充填された充填材と、を有し、
前記補強部材には複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の補強構造。 A reinforcing structure for a reinforced concrete structure,
A slit formed in the reinforced concrete structure from the inner surface side toward the outer surface side;
A reinforcing member disposed in the slit;
A filler filled in the slit in which the reinforcing member is disposed,
A reinforcing structure for a reinforced concrete structure, wherein the reinforcing member is provided with a plurality of through holes.
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