JP2017031770A - コンクリート構造物の補強構造及び補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】補強繊維複合板の補強繊維の重ね合わせ部分の含浸状態を目視確認することを可能にし、補強繊維の未含浸部の発生を極力抑制して、高い安定性でより確実に補強効果を得る。
【解決手段】第１の補強繊維複合板１ａの第１の補強繊維３ａに第１の基板２ａの一端から突出する突出部３１ａを設け、第１の補強繊維複合板１ａをコンクリート構造物１００に離隔配置して突出部３１ａを含浸接着部１２でコンクリート構造物１００に接着し、第２の補強繊維３ａの他端近傍が含浸接着部１２の外側に重なるようにして第２の補強繊維複合板１ｂをコンクリート構造物１００に離隔配置し、第１の基板２ａの一端と第２の基板２ｂの他端との間にシール材１３を設けて封止し、第１の補強繊維複合板１ａ及び第２の補強繊維複合板２ｂとコンクリート構造物１００との間に充填材１４を設けるコンクリート構造物の補強構造。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばトンネル、地下施設、建築物等のコンクリート構造物を補強するコンクリート構造物の補強構造及び補強工法に関する。

近年、既設のコンクリート構造物において、劣化や、さらなる性能の向上を目的に炭素繊維やアラミド繊維などの高強度繊維からなる補強繊維シートを樹脂で接着含浸し、ＦＲＰ化して補強する工法が実施されている。この方法では作業が難しい補強繊維シートへの樹脂含浸を現場で実施するため、品質のバラツキが大きくなりやすいという問題がある。

この問題に対処可能な工法として、基板に補強繊維を予め固着、積層した補強繊維複合板を用い、補強繊維がコンクリート構造物側となるようにして、コンクリート構造物に対して補強繊維複合板を数ミリの離隔をとって設置し、その離隔内にエポキシ樹脂やセメントモルタルを充填する工法がある。この工法によれば、曲がりやすい補強繊維シート単体に樹脂含浸をすることを回避できることから、品質のバラツキも少なくなる。

補強繊維複合板による工法では、補強する領域が複合板を超える大きさの場合に複合板を複数連続して設置する必要が生ずる。この際、補強領域の全体に亘って所要強度を得るためには、単に複合板の端部同士を接続しただけでは不十分であり、複合板の補強繊維同士を接続して補強繊維の連続性を担保することが求められる。

複合板の補強繊維同士を接続する方法としては、特許文献１、２のように、補強繊維複合板の補強繊維とは別の補強繊維シートを現場で用い、この別の補強繊維シートを介して隣り合う補強繊維複合板の補強繊維同士を接続するものがある。

特許文献１の段落［００１４］、図３には、内側パネルと外側パネルとの間に補強繊維を挟むように配置して複合板を構成し、内側パネルと補強繊維を外側パネルから接続方向に突出させ、隣り合う複合板の突出した部分を突き合わせ、外側パネル間の隙間に別の補強繊維シートを貼り付けた接続パネルを設置し、隣り合う複合板の補強繊維同士を別の補強繊維シートを介して接続することが開示されている。

また、特許文献２には、樹脂コンクリートパネルの一方の面に補強繊維を積層して複合板を構成し、複合板同士が突き合わせとなる位置のコンクリート構造物の表面に予め別の補強繊維シートを貼付しておき、複合板を別の補強繊維シートがある部分で突き合わせになるように設置し、貼付した別の補強繊維シートを介して隣り合う複合板の補強繊維同士を接続することが開示されている。

しかし、特許文献１の工法は、現場で施工されて荷重伝達が不十分になりやすい接続パネルの補強繊維に複合板の補強繊維から一旦荷重が伝達された後、対をなす隣の複合板の補強繊維に荷重が伝達されるものであり、品質のバラツキが発生しやすい補強繊維の接続箇所が多くなり、不良発生率が高くなる虞がある。また、特許文献２の工法は、複合板の補強繊維を接続する別の補強繊維シートを予めコンクリート構造物に貼付し、その後に複合板を設置するものであるが、既設のコンクリート構造物は図面と実際の寸法が異なることも多く、又、施工精度の問題により、実際の施工による複合板の接続箇所と、予めコンクリート構造物に貼付された別の補強繊維シートの位置がずれる虞がある。

斯様な問題を回避するには、現場で別の補強繊維シートを介して接続する方法ではなく、隣り合う複合板の補強繊維同士を直接重ね合わせる状態で接続することが望ましい。隣り合う複合板の補強繊維同士を直接重ね合わせて接続する工法としては特許文献３の工法がある。この工法は、パネルの一方の面に補強繊維シートを接着し、補強繊維シートをパネルの外周から一定幅はみ出させて接合代を設けて複合板を構成し、隣り合う複合板の補強繊維同士を接合代を重ね合わせて接続するものであり、更に、重ね合わせ部分の凹部に接合部材を嵌め込んで接着し、その後に、コンクリート構造物と複合板及び接合部材との間に注入剤を注入して固化させるものである。

特開２００３−３２８３１９号公報 特開２０１４−１６３１２０号公報 特許第３８３９４４６号公報

しかしながら、特許文献３の工法にも以下のような問題がある。即ち、コンクリート構造物に対して隣り合う複合板及び接合部材を対向配置して固定した後に注入剤を注入するものであるため、補強繊維の接合代の重ね合わせ部分における注入剤の含浸状態を全く目視で確認することができない。特に、補強繊維は繊維の束で構成されているためエアを噛みやすく、その重なり合う接合代部分にエアーを噛むことなく注入剤を注入することは困難な作業であるため、全く目視不能な状態で含浸を行うと含浸状態が不十分になって未含浸の部分が生ずる可能性が高くなる。補強繊維の接合代の重ね合わせ部分に未含浸の部分が生ずると、未含浸の部分に荷重負荷時に応力が集中してしまい、設計強度以下で破断してしまうことになる。また、接合部材を被覆する時点では、補強繊維の接合代同士が平行に重なり合っていた場合でも、注入剤の注入によりヨレてしまう虞もあり、ヨレてしまうと補強繊維の連続性の品質が低下し、同様の問題が生ずる。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、補強繊維複合板の補強繊維の重ね合わせ部分の含浸状態を目視確認することを可能にし、補強繊維の未含浸部の発生を極力抑制して、高い安定性でより確実に補強効果を得ることができるコンクリート構造物の補強構造及び補強工法を提供することを目的とする。

本発明のコンクリート構造物の補強構造は、基板の一方の面に補強繊維が積層されて固着される補強繊維複合板が、前記補強繊維をコンクリート構造物側にして前記コンクリート構造物に離隔配置され、前記補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に前記補強繊維複合板と前記コンクリート構造物と固着する充填材が充填されるコンクリート構造物の補強構造であって、第１の前記補強繊維複合板の第１の前記補強繊維に第１の前記基板の一端から突出する突出部が設けられ、前記第１の補強繊維複合板が前記コンクリート構造物に離隔配置されて前記突出部が含浸接着部で前記コンクリート構造物に接着され、第２の前記補強繊維複合板を、第２の前記基板の他端と第２の前記補強繊維の他端が略対応する位置に設けられるもの、若しくは第２の前記基板の他端が第２の前記補強繊維の他端よりも突出するものとし、前記第２の補強繊維の他端近傍が前記含浸接着部の外側に重なるようにして前記第２の補強繊維複合板が前記コンクリート構造物に離隔配置され、前記第１の基板の一端と前記第２の基板の他端との間にシール材が設けられ、前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に前記充填材が設けられる構成を備えることを特徴とする。
これによれば、構造上、第１の補強繊維複合板の補強繊維の突出部を含浸接着した後に、第２の補強繊維複合板の補強繊維の他端近傍を含浸接着部の外側に重なるように配置することになるから、少なくとも補強繊維複合板の補強繊維の重ね合わせ部分となる突出部の含浸状態を目視確認することが可能となる。従って、補強繊維の未含浸部の発生を極力抑制して、高い安定性でより確実に補強効果を得ることができる。また、目視による含浸接着部の品質確認が可能であるから、補強構造の品質のバラツキがなくなり、施工管理も容易となる。また、第１の補強繊維の突出部の長さ範囲において第２の補強繊維の他端近傍の設置位置を調整可能であり、所要の接続部分の強度を確保しつつ、実際の現場の状況に合わせて第２の補強繊維複合板の設置位置を調整することができる。また、第１の補強繊維複合板の補強繊維の突出部のみ含浸接着し、第１、第２の補強繊維複合板とコンクリート構造物との間に充填材を充填して形成することができることから、少ない含浸接着作業で施工作業が容易となり、施工コストも低減することができる。また、現場で接続用の補強繊維シートや接続パネルを用いることが不要であり、第１、第２の補強繊維複合板の補強繊維を直接重ね合わせた状態にして接続するものであるから、第１、第２の補強繊維複合板の接続部分或いは第１、第２の補強繊維の接続部分の補強効果が高くなる。また、パネルで補強繊維を挟み込む構成と異なり、基板に補強繊維を積層した補強繊維複合板はフレキシブル性に富み、コンクリート構造物に対する追随性が高いものとなる。

本発明のコンクリート構造物の補強工法は、本発明のコンクリート構造物の補強構造を構築するコンクリート構造物の補強工法であって、前記第１の補強繊維複合板をコンクリート構造物に離隔配置して固定する第１工程と、前記第１の補強繊維複合板の前記第１の補強繊維の前記突出部を接着剤で前記コンクリート構造物に接着して前記含浸接着部を形成する第２工程と、前記第２の補強繊維複合板を、前記第２の補強繊維の他端近傍が前記含浸接着部の外側に重なるようにして、前記コンクリート構造物に離隔配置して固定する第３工程と、前記第１の補強繊維複合板の前記第１の基板の一端と前記第２の補強繊維複合板の前記第２の基板の他端との間を前記シール材で封止する第４工程と、前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に、注入孔と空気抜き孔が貫通して形成されている前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板の前記注入孔から前記充填材を充填する第５工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、本発明のコンクリート構造物の補強構造を効率的な施工で確実に構築することができる。また、空気抜き孔から第１、第２の補強繊維複合板とコンクリート構造物との間の充填材の充填状況を確認し、より確実な充填を行うことが可能となる。

本発明のコンクリート構造物の補強工法は、前記第２工程において、前記第１の補強繊維の未含浸状態で設けられている前記突出部を、前記接着剤である含浸接着剤で含浸接着することを特徴とする。
これによれば、未含浸状態の補強繊維の突出部を含浸接着剤でコンクリート構造物に含浸接着することにより、コンクリート構造物に補強繊維の突出部をより高強度で強固に固着することができる。

本発明のコンクリート構造物の補強工法は、前記第１工程において、前記第１の補強繊維の前記第１の基板と積層されている領域が予め含浸状態になっている前記第１の補強繊維複合板を離隔配置し、前記第３工程において、前記第２の補強繊維の前記第２の基板と積層されている領域が予め含浸状態になっている前記第２の補強繊維複合板を離隔配置することを特徴とする。
これによれば、補強構造における補強繊維に未含浸部分が残存する可能性を飛躍的に低減することができ、より高強度で安定性に優れる補強構造を構築することができる。

本発明によれば、補強繊維複合板の補強繊維の重ね合わせ部分の含浸状態を目視確認することが可能となり、補強繊維の未含浸部の発生を極力抑制して、高い安定性でより確実に補強効果を得ることができる。

（ａ）は本発明による実施形態のコンクリート構造物の補強構造における接続部分周辺を示す縦断面図、（ｂ）はその補強構造における第１の補強繊維複合板１ａの中間部分を示す縦断面図、（ｃ）はその補強構造における第１の補強繊維複合板１ａの他端周辺を示す縦断面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強構造における接続部分周辺を示す拡大縦断面図 （ａ）〜（ｃ）は補強繊維複合板の例を示す平面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強工法において第１の補強繊維複合板を離隔配置して固定した状態を示す部分縦断面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強工法において第１の補強繊維の突出部を含浸接着した状態を示す部分縦断面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強工法において第２の補強繊維複合板を離隔配置して固定した状態を示す部分縦断面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強工法において第１の補強繊維複合板の一端と第２の補強繊維複合板の他端との間をシール材で封止した状態を示す部分縦断面図。 実施形態のコンクリート構造物の補強構造をトンネルに適用した例を示す断面説明図。

〔実施形態のコンクリート構造物の補強構造及び補強工法〕
本発明による実施形態のコンクリート構造物の補強構造は、図１及び図２に示すように、第１の基板２ａの一方の面に第１の補強繊維３ａが積層されて固着されている第１の補強繊維複合板１ａと、第２の基板２ｂの一方の面に第２の補強繊維３ｂが積層されて固着されている第２の補強繊維複合板１ｂを備え、第１の補強繊維複合板１ａの隣りに第２の補強繊維複合板１ｂが設けられ、第１の基板２ａの一端と第２の基板２ｂの他端が略対向する位置に配置されるようになっている。

第１の基板２ａ、第２の基板２ｂは、例えば縦横寸法を２ｍ×１ｍ程度等の長方形状とし、一方向に引き揃える補強繊維の方向を長手方向にし、基板２ａ、２ｂの長手方向で接続する構成とすると、接続必要箇所を少なくすることができて好ましい。また、第１の基板２ａ、第２の基板２ｂは、例えば４〜１０ｍｍ程度の厚さを有するフレキシブルボードとすると、２車線道路トンネル程度の覆工面の湾曲面（直径５〜６ｍ）にも良好な追随性で曲げて設置できるので好ましい。

第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂは、炭素繊維、アラミド繊維或いはＰＢＯ繊維などの高強度繊維であり、好ましくは接続方向に延びるように一方向に引き揃えられて設けられ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の接着樹脂でそれぞれ第１の基板２ａ、第２の基板２ｂに積層接着されている。補強繊維の目付量は必要に応じて適宜であるが、２００〜６００ｇ／ｍ^２程度とすることが好ましい。

第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂにそれぞれ積層されている第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂは、合成樹脂に未含浸状態で設ける、或いは合成樹脂に含浸状態で設けることが可能である。第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂを合成樹脂に未含浸状態で第１の基板２ａ、第２の基板２ｂ上に設けている場合には、後述する合成樹脂の充填材１４を含浸性に優れるものとし、充填時に充填材１４の一部を第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂに含浸させることが可能である。

また、第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂを第１の基板２ａ、第２の基板２ｂに含浸接着剤で含浸接着し、第１の補強繊維３ａ、第２の補強繊維３ｂを合成樹脂に含浸状態で第１の基板２ａ、第２の基板２ｂ上に設ける場合、含浸接着剤には後述する充填材１４と同種の合成樹脂を用いると好適であり、これにより、第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂと充填材１４との付着強度を高めることができる。

第１の補強繊維３ａには、第１の基板２ａの一端から突出する突出部３１ａが設けられている。突出部３１ａの突出する長さは適宜であるが、１００〜３００ｍｍ程度とすると突出部３１ａ、含浸接着部１２、充填材１４、突出部３１ａと重なるように配置される第２の補強繊維３ｂの後端近傍の十分な応力伝達を確保することができて好ましい。突出部３１ａは、第１の基板２ａとの積層領域に位置する第１の補強繊維３ａの部分と一連で連続する補強繊維とすると好適であるが、第１の基板２ａとの積層領域に位置する第１の補強繊維３ａの部分と十分な重ね代を持って接着され、積層領域に位置する第１の補強繊維３ａの部分と高度な一体性を有するものであれば、別の補強繊維を接合して突出部３１ａを形成することも可能である。

第１の補強繊維３ａの突出部３１ａは、合成樹脂に未含浸状態で設けると好適であり、これにより、突出部３１ａをコンクリート構造物１００に含浸接着剤で含浸接着する際に、コンクリート構造物１００に突出部３１ａをより高強度で強固に固着することができる。この場合、第１の補強繊維３ａの第１の基板２ａと積層する領域の部分は、未含浸状態或いは合成樹脂に含浸状態で設けることが可能である。

第２の補強繊維複合板１ｂは、突出部を有さず、第２の基板２ｂの他端と第２の補強繊維３ｂの他端が略対応する位置に設けられるもの、或いは、第２の基板２ｂの他端が第２の補強繊維３ｂの他端より僅かに後方に突出する構成とする。尚、第１の補強繊維複合板１ａの他端には、必要に応じて突出部３１ａを設ける構成或いは設けない構成とすることが可能であり、又、第２の補強繊維複合板１ｂの一端には、必要に応じて突出部を設ける構成或いは設けない構成とすることが可能である。また、補強繊維複合板１ａ、１ｂの突出部３１ａ等の各突出部は合成樹脂に未含浸状態で設け、突出部以外の基板２ａ、２ｂと積層する補強繊維３ａ、３ｂの領域の部分は合成樹脂に含浸状態で設けると、補強繊維３ａ、３ｂに未含浸部分が残存する可能性を飛躍的に低減することができて好ましい。

第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂには、所定箇所に表裏貫通する充填材１４の注入孔４と空気抜き孔５が形成されている。注入孔４，空気抜き孔５は、第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂを後述のようにコンクリート構造物１００に対して固定した後に穿孔して形成するか、或いはコンクリート構造物１００に離隔配置する前に予め形成しておく。

また、第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂには、所定箇所に表裏貫通するボルト挿通孔６が形成されている。ボルト挿通孔６は、コンクリート構造物１００に離隔配置する前に予め第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂに形成しておくと、アンカーボルト等を使用しての固定作業が容易となって好ましい。ボルト挿通孔６の合計数は適宜であるが、多いと補強繊維３ａ、３ｂが切断される箇所が多くなって補強効果が低下し、少ないと、例えばトンネルに設置する際にトンネルの曲面への補強繊維複合板１ａ、１ｂの追随性が低下して、コンクリート構造物１００との離隔が大きくなる箇所が発生し、充填材１４を多く注入することが必要になるため、縦横に２００〜６００ｍｍ程度の間隔を開けて設けることが好ましい。

第１の補強繊維複合板１ａは、例えば図３に示す補強繊維複合板１ｐ、１ｑで構成することが可能であり、第２の補強繊維複合板１ｂは、補強繊維複合板１ｑ、１ｒで構成することが可能である。補強繊維複合板１ｐは、基板２ｐに補強繊維３ｐが積層されて固着され、補強繊維３ｐに基板２ｐの一端と他端からそれぞれ突出する突出部３１ｐ・３１ｐが設けられているものである。補強繊維複合板１ｑは、基板２ｑに補強繊維３ｑが積層されて固着され、補強繊維３ｑに基板２ｑの一端だけに一端から突出する突出部３１ｑが設けられているものである。補強繊維複合板１ｒは、短尺で施工対象領域の端部等に設けられるものであり、基板２ｒに補強繊維３ｒが積層されて固着され、補強繊維３ｒに両端ともに突出部が形成されていないものである。

そして、本実施形態のコンクリート構造物の補強構造では、第１の補強繊維３ａをコンクリート構造物１００側にして第１の補強繊維複合板１ａがコンクリート構造物１００に離隔配置され、ボルト挿通孔６にアンカーボルト１１が挿通されて、アンカーボルト１１により第１の補強繊維複合板１ａがコンクリート構造物１００に固定される。第１の補強繊維複合板１ａにおける第１の補強繊維３ａの突出部３１ａは、コンクリート構造物１００の表面に略沿うように配置され、含浸接着部１２でコンクリート構造物１００に接着される。

また、第２の補強繊維複合板１ｂは、第２の補強繊維３ｂがコンクリート構造物１００側になるようにし、且つ第２の補強繊維３ｂの他端近傍が含浸接着部１２の外側に重なるようにして、コンクリート構造物１００に離隔配置され、第１の補強繊維複合板１ａと同様に、ボルト挿通孔６にアンカーボルト１１が挿通されて、アンカーボルト１１によりコンクリート構造物１００に固定される。

第１の補強繊維複合板１ａにおける第１の基板２ａの一端と、第２の補強繊維複合板１ｂにおける第２の基板２ｂの他端との間にはシール材１３が設けられ、更に第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂの周囲や使用していないボルト挿通孔６にもシール材１３が設けられる。シール材１３で封止された第１の補強繊維複合板１ａ及び第２の補強繊維複合板１ｂとコンクリート構造物１００との間には充填材１４が充填されて設けられ、硬化した充填材１４で第１の補強繊維複合板１ａ及び第２の補強繊維複合板１ｂがコンクリート構造物１００に固着されて補強構造が構築されている。

本実施形態のコンクリート構造物の補強構造を構築する際には、例えばコンクリート構造物１００の表面に下地処理を施して、コンクリート構造物１００の表面に付着する塵埃や脆弱層を除去し、接着に悪影響を及ぼす物質の除去、設置に影響を及ぼす凹凸の除去又は埋める処理を行い、必要に応じてコンクリート構造物１００との接着性を向上するために、含浸接着剤や充填材と同種の合成樹脂等のプライマーを塗布する。プライマーと塗布する場合、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂの補強繊維３ａ、３ｂを積層領域において基板２ａ、２ｂに含浸接着している含浸接着剤、含浸接着部１２を形成する含浸接着剤、及び充填剤１４と同種の合成樹脂とすることが接着性向上の観点から好ましく、例えばこれらを全てエポキシ樹脂等とし、プライマーのコンクリート構造物１００への付着強度を１．５Ｎ／ｍｍ^２以上とする。

その後、図４に示すように、第１の補強繊維３ａをコンクリート構造物１００側にして第１の補強繊維複合板１ａをコンクリート構造物１００にスペーサーを用いる等で離隔配置し、ボルト挿通孔６にアンカーボルト１１を挿通して、アンカーボルト１１により第１の補強繊維複合板１ａをコンクリート構造物１００に固定する。第１の補強繊維複合板１ａをコンクリート構造物１００から離隔する間隔は１〜５ｍｍ程度が好ましい。離隔する間隔を１ｍｍ未満にすると後に注入する充填材１４を浸入させることが難しい場合があり、５ｍｍ超とすると補強繊維複合板１ａ、１ｂとコンクリート構造物１００との接着が主要な役目である充填材１４を必要量以上使用することになって施工コストが高くなる。

使用する第１の補強繊維複合板１ａの具体例としては、例えば補強繊維複合板１ｑを用い、接続する方向に沿うように一方向で引き揃えられた炭素繊維の補強繊維３ｑと、ＪＩＳＡ５４３０フレキシブルボードの基板２ｑとの積層領域において、７００ｇ／ｍ^２程度のエポキシ樹脂等で含浸接着し、突出部３１ｑは２００ｍｍ程度突出させて合成樹脂に未含浸状態の構成とする。積層領域において含浸状態の補強繊維３ｑ等の硬化後の物性は、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２０３）４０Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さ（ＪＩＳＫ７１１３）３０Ｎ／ｍｍ^２以上、引張せん断接着強さ（ＪＩＳＫ６８５０）１０Ｎ／ｍｍ^２以上とすることが好ましい。また、後述の第２の補強繊維複合板１ｂにも同様の具体例を使用できる。

そして、図５に示すように、第１の補強繊維複合板１ａにおける第１の補強繊維３ａの突出部３１ａをコンクリート構造物１００の表面に略沿わせるように配置し、接着剤でコンクリート構造物１００に接着して含浸接着部１２を形成する。この際、突出部３１ａが未含浸状態の補強繊維から構成される場合には、含浸接着剤を用い、突出部３１ａを含浸接着して含浸接着部１２を形成する。含浸接着部１２を形成する工程では、第１の補強繊維３ａの突出部３１ａがヨレてしまうと補強繊維の連続性が低下して補強効果が減少してしまうため、ヨレが生じないように留意する。

含浸接着部１２を形成する含浸接着剤の具体例としては、例えばエポキシ樹脂等を用い、含浸接着部１２で含浸状態の突出部３１ａの硬化後の物性は、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２０３）４０Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さ（ＪＩＳＫ７１１３）３０Ｎ／ｍｍ^２以上、引張せん断接着強さ（ＪＩＳＫ６８５０）１０Ｎ／ｍｍ^２以上となるようにすることが好ましい。

次いで、図６に示すように、第２の補強繊維３ｂをコンクリート構造物１００側にして第２の補強繊維複合板１ｂをコンクリート構造物１００に離隔配置し、第２の補強繊維３ｂの後端近傍が含浸接着部１２の外側に重なるようにして配置し、この状態で第２の補強繊維複合板１ｂを、ボルト挿通孔６にアンカーボルト１１を挿通して、アンカーボルト１１によりコンクリート構造物１００に固定する。第２の補強繊維複合板２ｂをコンクリート構造物１００から離隔する間隔も第１の補強繊維複合板１ａと同様の理由で１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。

また、第２の補強繊維複合板２ｂは、前述の離隔配置した状態において、第２の補強繊維複合板１ｂにおける第２の基板２ｂの他端が第１の補強繊維複合板１ａにおける第１の基板２ａの一端と１０ｍｍ程度離して配置、固定すると、後述のシール材１３を間詰めし易くなって好適である。

その後、図７に示すように、シール材１３を、第１の補強繊維複合板１ａの第１の基板２ａの一端と第２の補強繊維複合板１ｂの第２の基板２ｂの他端との間の隙間や、第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂの周囲等の必要な箇所に設け、第１の基板２ａの一端と第２の基板２ｂの他端との間の隙間等をシール材１３で封止する。シール材１３は後述する充填材１４を第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂとコンクリート構造物１００との間に留まらせる機能を有し、充填材１４が漏れないように封止して設ける。

シール材１３には基板２ａ、２ｂやコンクリート構造物１００への付着性に優れ、だれ難いペースト或いはパテ状の合成樹脂を使用することが好ましい。具体例としてシール材１３にはエポキシ樹脂パテ等を用い、補強繊維３ａ、３ｂを積層領域において基板２ａ、２ｂに含浸接着している含浸接着剤、含浸接着部１２を形成する含浸接着剤、及び充填剤１４と同種の合成樹脂を用いることが好ましい。

次いで、第１の補強繊維複合板１ａ及び第２の補強繊維複合板１ｂとコンクリート構造物１００との間に、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂの空気抜き孔５から空気を抜きながら注入孔４から流動状態の充填材１４を注入し、充填材１４を空気抜き孔５から充填材１４が流出するまで充填を行い、充填した充填材１４を硬化させる。この際、空気抜き孔５から充填材１４が流入する状態を確認して充填状況を確認することが可能であり、より確実な充填を行うことができる。更に、必要に応じて、補強繊維複合板１ａ、１ｂを打音して充填材１４の位置を確認し、より一層確実な充填を行うようにしてもよい。

この注入孔４，空気抜き孔５は、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂをコンクリート構造物１００に対して固定した後に穿孔して形成しても、コンクリート構造物１００に離隔配置する前に予め形成してもよいが、いずれの場合でも、補強構造の下側に注入孔４を設け、空気抜き孔５は注入孔４より上側に設け、充填材１４が空間内に下側から隙間なく溜まって上方から空気が抜けるように構成する。

また、使用する充填材１４の具体例としては、例えばエポキシ樹脂等とし、硬化前の物性が粘度（ＪＩＳＫ６８３３−１）２０００±１０００ｍＰａ・ｓで、硬化後の物性が、圧縮降伏強さ（ＪＩＳＫ７２０８）７０Ｎ／ｍｍ^２以上、圧縮弾性率（ＪＩＳＫ７２０８）１．５×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２０３）５０Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さ（ＪＩＳＫ７１１３）３５Ｎ／ｍｍ^２以上、引張せん断接着強さ（ＪＩＳＫ６８５０）１０Ｎ／ｍｍ^２以上になるものを使用することが好ましい。

そして、注入、充填した充填材１４が硬化することで、第１の補強繊維複合板１ａ、第２の補強繊維複合板１ｂが充填材１４を介してコンクリート構造物１００に固着され、本実施形態のコンクリート構造物の補強構造が構築される（図２参照）。

尚、本実施形態の補強構造或いは補強工法を各種のコンクリート構造物１００に適用する場合には、上述の構成を備える適宜の構成とすることが可能である。図８に示すコンクリート構造物１００であるトンネル１００ａに適用する場合、例えばトンネル周面の天端周辺に補強繊維複合板１ｐを離隔配置して固定し、補強繊維複合板１ｐの一端側と他端側の突出部３１ｐを含浸接着→補強繊維複合板１ｐの一端側において、補強繊維３ｑの他端近傍が補強繊維複合板１ｐの一端側の含浸接着部の外側に重なるようにして補強繊維複合板１ｑを離隔配置して固定し、更にその補強繊維複合板１ｑの突出部３１ｑを含浸接着すると共に、補強繊維複合板１ｐの他端側において、補強繊維３ｑの他端近傍が補強繊維複合板１ｐの他端側の含浸接着部の外側に重なるようにして補強繊維複合板１ｑを離隔配置して固定し、更にその補強繊維複合板１ｑの突出部３１ｑを含浸接着→補強繊維複合板１ｐの一端側に固定された補強繊維複合板１ｑにおいて、補強繊維３ｒの端部近傍が補強繊維複合板１ｑの突出部３１ｑの含浸接着部の外側に重なるようにして補強繊維複合板１ｒを離隔配置して固定すると共に、補強繊維複合板１ｐの他端側に固定された補強繊維複合板１ｑにおいて、補強繊維３ｒの端部近傍が補強繊維複合板１ｑの突出部３１ｑの含浸接着部の外側に重なるようにして補強繊維複合板１ｒを離隔配置して固定する。

その後、シール材１３を、基板２ｐと基板２ｑの端部間の隙間、基板２ｑと基板２ｒの端部間の隙間、補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒの周囲等の必要な箇所に設けて封止し、必要に応じて、シール材１３の硬化後等に補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒに空気抜き孔５と注入孔４を形成する。そして、補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒとトンネル１００ａとの間に、空気抜き孔５から空気を抜きながら注入孔４から流動状態の充填材１４を注入し、所定時間経過後に充填材１４が硬化することでコンクリート構造物の補強構造が構築される。

また、トンネル掘進方向に複数の補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒを並べて設ける場合には、同様に補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒを離隔配置して固定する構造を並べて設け、トンネル掘進方向における補強繊維複合板１ｐ・１ｐ相互間、補強繊維複合板１ｑ・１ｑ相互間、補強繊維複合板１ｒ・１ｒ相互間の隙間や、並置された補強繊維複合板１ｐ、１ｑ、１ｒの外周縁等をシール材１３で封止した後、充填材１４を注入、充填してコンクリート構造物の補強構造を構築する。

本実施形態によれば、少なくとも補強繊維複合板１ａ、１ｂの補強繊維３ａ、３ｂの重ね合わせ部分となる突出部３１ａの含浸状態を目視確認することが可能となる。従って、補強繊維の未含浸部の発生を極力抑制して、高い安定性でより確実に補強効果を得ることができる。また、目視による含浸接着部１２の品質確認が可能であるから、補強構造の品質のバラツキがなくなり、施工管理も容易となる。また、第１の補強繊維３ａの突出部３１ａの長さ範囲において第２の補強繊維３ｂの他端近傍の設置位置を調整可能であり、所要の接続部分の強度を確保しつつ、実際の現場の状況に合わせて第２の補強繊維複合板１ｂの設置位置を調整することができる。また、第１の補強繊維複合板１ａの補強繊維３ａの突出部３１ａのみ含浸接着し、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂとコンクリート構造物１００との間に充填材１４を充填して形成することができることから、少ない含浸接着作業で施工作業が容易となり、施工コストも低減することができる。

また、現場で接続用の補強繊維シートや接続パネルを用いることが不要であり、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂの補強繊維３ａ、３ｂを直接重ね合わせた状態にして接続するものであるから、第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂの接続部分或いは第１、第２の補強繊維３ａ、３ｂの接続部分の補強効果が高くなる。また、パネルで補強繊維を挟み込む構成と異なり、基板２ａ、２ｂに補強繊維３ａ、３ｂを積層した補強繊維複合板１ａ、１ｂはフレキシブル性に富み、コンクリート構造物１００に対する追随性が高いものとなる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、実施形態、各例の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものであり、下記変形例も包含する。

例えば第１、第２の補強繊維複合板１ａ、１ｂに注入孔４、空気抜き孔５を設ける構成に代え、シール材１３に所定の開口を設けておいて注入孔、空気抜き孔とする構成とすることも可能である。また、第１の補強繊維複合板１ａの第１の補強繊維３ａの上、第２の補強繊維複合板１ｂの第２の補強繊維３ｂの上に、下層が含浸接着剤で第１、第２の補強繊維３ａ、３ｂと共に含浸接着され、上層が未含浸状態である不織布を積層して設け、この不織布の未含浸状態の部分に充填材１４を含浸接着する構成として、より付着強度を高めることも可能である。

本発明は、例えばトンネル、地下施設、建築物等のコンクリート構造物を補強する際に利用することができる。

１ａ、１ｂ、１ｐ、１ｑ、１ｒ…補強繊維複合板 ２ａ、２ｂ、２ｐ、２ｑ、２ｒ…基板 ３ａ、３ｂ、３ｐ、３ｑ、３ｒ…補強繊維 ３１ａ、３１ｐ、３１ｑ…突出部 ４…注入孔 ５…空気抜き孔 ６…ボルト挿通孔 １１…アンカーボルト １２…含浸接着部 １３…シール材 １４…充填材 １００…コンクリート構造物 １００ａ…トンネル

Claims (4)

1. 基板の一方の面に補強繊維が積層されて固着される補強繊維複合板が、前記補強繊維をコンクリート構造物側にして前記コンクリート構造物に離隔配置され、前記補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に前記補強繊維複合板と前記コンクリート構造物と固着する充填材が充填されるコンクリート構造物の補強構造であって、
   第１の前記補強繊維複合板の第１の前記補強繊維に第１の前記基板の一端から突出する突出部が設けられ、
   前記第１の補強繊維複合板が前記コンクリート構造物に離隔配置されて前記突出部が含浸接着部で前記コンクリート構造物に接着され、
   第２の前記補強繊維複合板を、第２の前記基板の他端と第２の前記補強繊維の他端が略対応する位置に設けられるもの、若しくは第２の前記基板の他端が第２の前記補強繊維の他端よりも突出するものとし、
   前記第２の補強繊維の他端近傍が前記含浸接着部の外側に重なるようにして前記第２の補強繊維複合板が前記コンクリート構造物に離隔配置され、
   前記第１の基板の一端と前記第２の基板の他端との間にシール材が設けられ、
   前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に前記充填材が設けられる
   構成を備えることを特徴とするコンクリート構造物の補強構造。
2. 請求項１記載のコンクリート構造物の補強構造を構築するコンクリート構造物の補強工法であって、
   前記第１の補強繊維複合板をコンクリート構造物に離隔配置して固定する第１工程と、
   前記第１の補強繊維複合板の前記第１の補強繊維の前記突出部を接着剤で前記コンクリート構造物に接着して前記含浸接着部を形成する第２工程と、
   前記第２の補強繊維複合板を、前記第２の補強繊維の他端近傍が前記含浸接着部の外側に重なるようにして、前記コンクリート構造物に離隔配置して固定する第３工程と、
   前記第１の補強繊維複合板の前記第１の基板の一端と前記第２の補強繊維複合板の前記第２の基板の他端との間を前記シール材で封止する第４工程と、
   前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板と前記コンクリート構造物との間に、注入孔と空気抜き孔が貫通して形成されている前記第１の補強繊維複合板及び前記第２の補強繊維複合板の前記注入孔から前記充填材を充填する第５工程と
   を備えることを特徴とするコンクリート構造物の補強工法。
3. 前記第２工程において、前記第１の補強繊維の未含浸状態で設けられている前記突出部を、前記接着剤である含浸接着剤で含浸接着することを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補強工法。
4. 前記第１工程において、前記第１の補強繊維の前記第１の基板と積層されている領域が予め含浸状態になっている前記第１の補強繊維複合板を離隔配置し、
   前記第３工程において、前記第２の補強繊維の前記第２の基板と積層されている領域が予め含浸状態になっている前記第２の補強繊維複合板を離隔配置する
   ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート構造物の補強工法。

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