JP2018204386A - 補強材、補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】RC部材の接合箇所を補強するとともに、接合箇所の施工を容易とする補強材および補強構造を提供する。【解決手段】補強材１は、ボックスカルバートの底版と側壁の接合箇所で用いられ、接合箇所を補強するための補強板１１と、補強板１１の外周部の隅部に設けられた、接合箇所のコンクリート打設時に用いる型枠１３と、を有する。補強板１１は、型枠１３と略直交し、型枠１３の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に複数設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄筋コンクリート部材の接合箇所に用いられる補強材および補強材を用いた補強構造に関する。

ボックスカルバートの底版と側壁や柱との接合箇所、側壁や柱と頂版との接合箇所など、複数の鉄筋コンクリート部材（以下、RC部材という）の接合箇所では、その後の補修の容易さ等を考慮して、外力を受けた際に接合箇所が損傷せず、RC部材の損傷が先行するように設計される。

そのため、従来はこのような接合箇所に大量の補強鉄筋が配置されることが多い。接合箇所にはさらにRC部材の主鉄筋の定着部も設けられ、複数の方向からの鉄筋が集中する。

結果、接合箇所では配筋が過密となり、鉄筋の組立作業が煩雑となる。また作業員の経験や技能に接合箇所の品質や作業効率が大きく影響される。さらに、コンクリート打設時の型枠の設置も容易でなく、手間のかかる作業となることが多い。

このような接合箇所の施工を容易にする技術として、例えば特許文献１では、ボックスカルバートのRC部材の接合箇所に繊維補強コンクリートを用いることで、接合箇所の補強鉄筋を低減することが記載されている。

また特許文献２には、ボックスカルバートの頂版の埋設型枠に設けた鋼製リブ材の端部と、ボックスカルバートの側壁から突出させた鋼製リブとを接合し、コンクリートを打設することで頂版と側壁の接合箇所を構築することが記載されている。

特開2017-14864号公報 特開2016-3531号公報

特許文献１では繊維補強コンクリートを用いることで接合箇所の補強鉄筋を低減できるものの、接合箇所のコンクリートを打設する際に型枠が必要である。特許文献１では接合箇所の補強のためにハンチ部が設けられており、ハンチ部の型枠が浮き型枠となるのでそのセットや固め作業に手間がかかり、型枠のセットがうまくいかないとコンクリートの打設時の品質不良が生じる問題もある。

特許文献２では、頂版の埋設型枠に設けた鋼製リブ材の端部と側壁から突出させた鋼製リブとを接合するが、上記と同様、接合箇所についてはコンクリート打設時の型枠が別途必要になる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、RC部材の接合箇所を補強するとともに、接合箇所の施工を容易とする補強材および補強構造を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、鉄筋コンクリート部材の接合箇所を補強するための補強板と、前記補強板の外周部の一部に設けられた、接合箇所のコンクリート打設時に用いる埋設型枠と、を有し、前記補強板は、前記埋設型枠と略直交することを特徴とする補強材である。

本発明では、RC部材の接合箇所のコンクリートに補強材の補強板を埋設し一体化することで接合箇所の補強を行うことができ、補強鉄筋を省略できる。また、補強板はこれと略直交する方向の埋設型枠と一体になっているので、補強板がRC部材の鉄筋の間に位置するように補強材を配置するだけで、補強板と埋設型枠のセットが同時且つ容易にでき、手間のかかる型枠のセット作業を別途行わずに済む。結果、接合箇所の施工が容易になり、生産性が向上する。また埋設型枠が浮き型枠となる場合にも、補強板が埋設型枠を固定する役割を有するので、埋設型枠のセットや固め作業が容易になり、コンクリートの打設時の品質不良を防止することができる。

複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられることが望ましい。
このように補強板を複数枚とすることで、ボックスカルバートなど奥行きのある鉄筋コンクリート躯体について補強材による補強を行うことができ、また補強材の設置時の安定性も向上する。

前記補強板に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられることも望ましい。
このように、補強板に鉄筋の定着具を設けることで配筋を容易に行うことができ、配筋作業の効率化につながる。

前記補強板は略矩形板状の部材であり、前記埋設型枠は前記補強板の隅部に設けられることが望ましい。
埋設型枠を略矩形板状の補強板の隅部に設けることで、RC部材が略直交する鉄筋コンクリート躯体の隅角部の接合箇所の補強を補強板によって好適に行いつつ、埋設型枠を隅角部の型枠として好適に機能させることができる。

複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられ、前記補強板を連結する連結材を有することが望ましい。また、前記補強板を連結する連結材に、鉄筋を通すための挿通部が設けられることも望ましい。さらに、前記補強板を連結する連結材に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられることも望ましい。
このように、複数の補強板を連結材で連結することで、補強材の剛性が向上し運搬時等の変形を防止できる。また連結材に鉄筋の挿通部や定着具を設けることで、配筋が容易になり且つ鉄筋の位置を精度良く固定でき、配筋作業の効率化や作業性の向上に寄与する。

第２の発明は、第１の発明の補強材を用いた鉄筋コンクリート部材の接合箇所の補強構造であって、前記補強材の補強板が、鉄筋コンクリート部材の接合箇所において前記鉄筋コンクリート部材の鉄筋の間に配置され、前記補強材の埋設型枠が、前記鉄筋コンクリート部材の接合箇所のコンクリートの外面に配置されたことを特徴とする補強構造である。
第２の発明は、第１の発明の補強材を用いた補強構造に関するものである。

本発明により、RC部材の接合箇所を補強するとともに、接合箇所の施工を容易とする補強材および補強構造を提供することができる。

ボックスカルバート１００を示す図。 補強材１を示す図。 底版１０１と側壁１０２の接合箇所の構築方法について説明する図。 底版１０１と側壁１０２の接合箇所の構築方法について説明する図。 補強材１’を示す図。 補強材１ａを示す図。 補強材１ｂを示す図。 補強材１ｃを示す図。 補強材１ｃ’を示す図。 補強材１ｄを示す図。 補強材１ｅを示す図。 鋼板１１０ａとコンクリート１１０ｂによる補強板１１”を示す図。 補強材１ｄ’を示す図。 補強材１ｆを示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

[第１の実施形態]
（１．ボックスカルバート１００）
図１は、本発明の実施形態に係る補強材１を用いたボックスカルバート１００を示す図である。ボックスカルバート１００は筒状の鉄筋コンクリート躯体であり、RC部材である底版１０１および頂版１０３と側壁１０２とが隅角部で略直交するように接合される。補強材１は、ボックスカルバート１００の隅角部のうち、底版１０１と側壁１０２の接合箇所に配置される。

この接合箇所には、接合箇所の補強のためのハンチ部１０４が設けられる。ハンチ部１０４は、側壁１０２の下部が内側に向かって斜めに拡幅し、底版１０１と接続する部分である。同様のハンチ部１０４は、頂版１０３と側壁１０２の接合箇所にも設けられる。

（２．補強材１）
図２は補強材１を示す図である。図２（ａ）は補強材１の斜視図であり、図２（ｂ）は補強材１を側方から見た図である。補強材１は鋼やコンクリートなどにより形成されたプレキャスト部材であり、補強板１１の外周部の一部に型枠１３を設け、これらを一体とした構造を有する。補強材１は、工場や現場等で予め製作する。

補強板１１は、ボックスカルバート１００の隅角部の損傷の抑制が目的となることから高い引張強度を有する材料が好適であり、例えば鋼や繊維補強コンクリート等を用いることができる。なお、型枠１３は表面に露出するため、緻密性（例えば空気や水分の浸透しにくさ）などが当該型枠１３を用いて打設するコンクリートと同等以上であり、長期耐久性を有する材料を使用する事が望ましい。緻密性は、塩化物イオンや二酸化炭素、水分など、劣化因子の浸透に対する抵抗性を保持するために求められる性能であり、型枠１３にコンクリートを用いる場合、一般的に緻密性を高めるためには、水セメント比が小さいコンクリートが用いられる。

補強板１１は、底版１０１と側壁１０２の接合箇所を補強するための略矩形板状の部材であり、立面の隅部が縦横の辺に対して略斜め方向に面取りされる。

型枠１３は、ハンチ部１０４を形成する際に用いるコンクリート打設時の埋設型枠であり、補強板１１の外周部の上記した隅部に設けられる。

型枠１３は略長方形状の板材であり、補強板１１の立面と略直交する方向に配置される。補強板１１は、型枠１３の長手方向に沿って間隔を空けて複数略平行に配置される。

型枠１３の幅方向（長手方向と直交する方向）は補強板１１の隅部の傾斜に沿って配置され、その両端部には、補強板１１から縦方向と横方向に突出する突出部１３１、１３２がそれぞれ設けられる。上記の傾斜はハンチ部１０４の傾斜に合わせたものとなっている。

（３．底版１０１と側壁１０２の接合箇所の構築方法）
次に、底版１０１と側壁１０２の接合箇所の構築方法について説明する。

本実施形態では、まず、底版１０１と側壁１０２の接合箇所に、図３に例示するように底版１０１および側壁１０２の主鉄筋２（鉄筋）を配置する。こうして配筋を行った後、ボックスカルバート１００の奥行方向（図３の右斜め上方向に対応する）に隣り合う主鉄筋２の間に各補強板１１を挿入するようにして、補強材１を底版１０１と側壁１０２の接合箇所に設置する。補強材１は図示しない設置台等の上に設置される。

補強材１を設置した状態を側方から見たものが図４（ａ）であり、特に本実施形態では、底版１０１の厚さ範囲Ｗ１と側壁１０２の厚さ範囲Ｗ２の交差部Ａに補強板１１が達し、且つ、補強板１１の全体が、型枠１３の両突出部１３１、１３２の先端よりも交差部Ａ側の範囲Ｂ内に収まるようになっている。

この後図４（ｂ）に示すように底版１０１と側壁１０２のコンクリート３を打設することで、底版１０１と側壁１０２の接合箇所が構築され、コンクリート３に埋設された補強板１１によって接合箇所が補強された補強構造が形成されることとなる。

このとき型枠１３は接合箇所のコンクリート３上に配置されてハンチ部１０４の外面に沿った浮き型枠となっており、そのまま埋設型枠として残置される。

以上説明したように、本実施形態では、ボックスカルバート１００の底版１０１と側壁１０２の接合箇所のコンクリート３に補強材１の補強板１１を埋設し一体化することで接合箇所の補強を行うことができ、補強鉄筋を省略できる。また、補強板１１はこれと略直交する方向の型枠１３と一体になっているので、補強板１１が底版１０１や側壁１０２の主鉄筋２の間に位置するように補強材１を配置するだけで、補強板１１と型枠１３のセットが同時且つ容易にでき、手間のかかる型枠のセット作業を別途行わずに済む。結果、接合箇所の施工が容易になり、生産性が向上する。補強板１１は接合箇所のみ、特に上記した範囲Ｂのみに設置され、接合する底版１０１や側壁１０２の曲げ耐力、剛性に影響を与えることはなく、底版１０１や側壁１０２の損傷を接合箇所の損傷に先行させることができる。

また型枠１３は浮き型枠となるが、補強板１１が型枠１３を固定する役割を有するので、型枠１３のセットや固め作業が容易になり、コンクリート３の打設時の品質不良を防止することができる。

本実施形態では、上記の型枠１３が、略矩形状の補強板１１の斜めに面取りした隅部に沿って設けられることで、底版１０１と側壁１０２が略直交するボックスカルバート１００の隅角部の接合箇所の補強を補強板１１によって好適に行いつつ、型枠１３を隅角部のハンチ部１０４の型枠として好適に機能させ、ハンチ部１０４を好適に形成できる。

また本実施形態では補強材１が型枠１３の長手方向に沿って複数枚の補強板１１を有することで、ボックスカルバート１００のような奥行きのある鉄筋コンクリート躯体について補強材１による補強を行うことができ、補強材１の設置時の安定性も向上する。

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限ることはない。例えば補強板１１や型枠１３は鋼やコンクリート製に限らず、炭素繊維やアラミド繊維を使用した部材を用いても良い。

また本実施形態では現場において底版１０１と側壁１０２の接合箇所の配筋を行った後に補強材１を設置したが、別の箇所で接合箇所の主鉄筋２を先組しておき、それに補強材１をセットした状態で主鉄筋２と補強材１を現場で設置しても良い。

また本実施形態では底版１０１と側壁１０２の接合箇所にハンチ部１０４を設けており、型枠１３等はこれに対応した形状を有しているが、本発明は図５（ａ）のボックスカルバート１００’のようにハンチ部が無い場合にも適用できる。この場合は、図５（ｂ）の補強材１’に示すように、ボックスカルバート１００’の隅角部の形状に合わせた略L字状の型枠１３’を補強板１１’の隅部に設ければよい。

また、本実施形態では補強材１を底版１０１と側壁１０２の接合箇所に設置する例を説明したが、頂版１０３と側壁１０２の接合箇所でも同様に用いることが可能である。さらに、補強材１はボックスカルバート１００の隅角部に限らず、RC部材の接合箇所全般に適用することが可能である。その場合、型枠１３は接合箇所の形状に合わせて任意の形状とすることができる。また本実施形態では型枠１３を補強板１１の隅部に設けているが、接合箇所の形状に応じて、補強板１１の外周部のその他の箇所に設けることも可能である。

次に、本発明の別の例を第２〜第４の実施形態として説明する。第２〜第４の実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせて用いることが可能である。

[第２の実施形態]
第２の実施形態として、補強板に加工を施してコンクリート３への定着性を高める例について説明する。

図６は第２の実施形態に係る補強材１ａを示す図であり、補強板１１ａの表面に凹凸が設けられている。図６の例では、補強板１１ａの表面に１又は複数の凸部１１１を設けることで、後に打設するコンクリート３への定着性を高め、コンクリート３との一体性を向上させることができる。

その他、図７の補強材１ｂに示すように、補強板１１ｂに鋼板を用い、１又は複数の孔１１２を設けても良く、上記と同様、コンクリート３への定着性を高めることができる。

さらに、図８の補強材１ｃに示すように、補強板１１ｃの外周部に略T字状のフランジ部１１３を設けてコンクリート３への定着性を高めてもよい。図９の補強材１ｃ’の補強板１１ｃ’に示すようにフランジ部１１３’は略L字状としても良く、同様の効果が得られる。

なお、図８、９の例では、フランジ部１１３を、補強板１１ｃ（１１ｃ’）の対角線上において型枠１３の反対側にある隅部で交差する辺のそれぞれに設けているが、フランジ部１１３を設ける位置は、補強材の設置箇所その他の条件に応じて異なるものとでき、特に限定されない。

このように、補強板に凹凸や孔、フランジ部を設けることにより、コンクリート３に対する補強板の定着性を高め、補強板とコンクリート３の一体性を向上させることができる。

[第３の実施形態]
第３の実施形態として、補強板に治具を取付けて配筋を容易にする例について説明する。

図１０（ａ）は第３の実施形態に係る補強材１ｄを示す図である。この補強材１ｄでは、補強板１１に固定具１４を予め取付けておき、配筋時にこの固定具１４に底版１０１や側壁１０２の主鉄筋２を固定する。本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように固定具１４が略Ｃ字状の部材となっており、その内部に主鉄筋２が保持される。固定具１４は例えば弾性を有する部材で形成される。

その他、図１１（ａ）の補強材１ｅに示すように、補強板１１に機械式の定着具１５を取付け、配筋時にこの定着具１５に底版１０１や側壁１０２の主鉄筋２の端部を固定し、主鉄筋２の端部の定着を行うようにしてもよい。これにより、主鉄筋２の定着力が確実に補強板１１に伝達され、補強効果が高まる。また図４等に示すようなRの大きな主鉄筋２を用いることなく、これを定着具付きの直筋に代えることができるため、プレハブ化や施工性の向上に有効である。

なお、この例では、定着具１５がネジ孔を有する筒体１５１の底部にプレート１５２を設けたものとなっており、主鉄筋２の端部に設けたネジを筒体１５１のネジ孔に螺合させて当該端部を定着具１５に固定できる。補強板１１にはL字状の鋼材等による取付材１６が取付けられており、定着具１５は、図１１（ｂ）に示すように取付材１６に設けた切欠き１６１に筒体１５１を挿入して取付材１６に固定できる。

また、図１１の例では補強板１１の一部の辺（図１１の左辺と下辺）が主鉄筋２より外側にあるので、仮に補強板１１に鋼板を用いる場合、補強板１１（鋼板）に対するコンクリート３のかぶり厚ｔ（図１２（ａ）参照）が問題となる可能性がある。その場合は、図１２（ｂ）に示すように鋼板１１０ａをコンクリート１１０ｂで被覆したものを補強板１１”として用い、コンクリート１１０ｂを含めてかぶり厚ｔを確保することもできる。コンクリート１１０ｂには、前記と同様、繊維補強コンクリートを用いることなども可能である。

さらに、図１０、１１の例では補強材１ｄ、１ｅを設置した後で配筋を行うが、この場合、補強板１１には、主鉄筋２と平面において略直交する方向の配力鉄筋（鉄筋）を通すための挿通部を設けておくことも可能である。図１３の補強材１ｄ’の補強板１１ｄは、図１０の補強材１ｄの補強板１１に配力鉄筋を通すための挿通部１１４として孔を設けた例である。この場合、配力鉄筋を補強板１１ｄの挿通部１１４に通して配筋し、これにより位置を固定することで、結束作業などが不要になる。挿通部１１４としては、孔の代わりに切欠きを設けてもよい。

このように、補強板に鉄筋の固定具１４や定着具１５、挿通部１１４を設けることで配筋を容易に行うことができ、配筋作業の効率化につながる。

[第４の実施形態]
図１４は第４の実施形態に係る補強材１ｆを示す図である。図１４（ａ）は補強材１ｆの斜視図であり、図１４（ｂ）は補強材１ｆを側方から見た図である。

第４の実施形態の補強材１ｆでは、複数の補強板１１がアングル材などの鋼材による連結材１７、１８、１９で連結される。連結材１７、１８は、型枠１３の両突出部１３１、１３２に沿って配置される。また連結材１９は、各補強板１１の隅部を連結するように配置される。この隅部は、補強板１１の立面の対角線上において型枠１３の反対側に位置する隅部である。

連結材１７、１８には主鉄筋２の挿通部１７１、１８１を形成しておき、配筋時に底版１０１や側壁１０２の主鉄筋２を通すようにしておく。また挿通部１７１、１８１にコンクリート３が入り込むことで、コンクリート３との付着力が向上する効果もある。なお、図の例では挿通部１７１、１８１が孔であるが、前記と同様、切欠きとしてもよい。

一方、連結材１９には孔１９１を形成し、この孔１９１に先程の定着具１５と同様の定着具２０を取付けて主鉄筋２の端部を固定し、主鉄筋２の端部の定着に用いるようにしておく。上記と同じく、孔１９１の代わりに切欠きを用いてもよい。

このように、本実施形態では、補強板１１を連結材１７、１８、１９で連結することで、補強材１ｆの剛性が向上し運搬時等の変形を防止できる。また、これらの連結材１７、１８、１９に配筋時のガイドとなる挿通部１７１、１８１や定着具２０を設けることで、配筋が容易になり且つ鉄筋の位置を精度良く固定でき、配筋作業の効率化や作業性の向上に寄与する。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１’、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｃ’、１ｄ、１ｄ’、１ｅ、１ｆ：補強材
２：主鉄筋
３、１１０ｂ：コンクリート
１１、１１’、１１”、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｃ’、１１ｄ：補強板
１３、１３’：型枠
１４：固定具
１５、２０：定着具
１６：取付材
１７、１８、１９：連結材
１００、１００’：ボックスカルバート
１０１：底版
１０２：側壁
１０３：頂版
１０４：ハンチ部
１１０ａ：鋼板
１１１：凸部
１１２、１９１：孔
１１３、１１３’：フランジ部
１１４、１７１、１８１：挿通部
１３１、１３２：突出部
１５１；筒体
１５２；プレート
１６１：切欠き

Claims (8)

1. 鉄筋コンクリート部材の接合箇所を補強するための補強板と、
   前記補強板の外周部の一部に設けられた、接合箇所のコンクリート打設時に用いる埋設型枠と、
   を有し、
   前記補強板は、前記埋設型枠と略直交することを特徴とする補強材。
2. 複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の補強材。
3. 前記補強板に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の補強材。
4. 前記補強板は略矩形板状の部材であり、
   前記埋設型枠は前記補強板の隅部に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の補強材。
5. 複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられ、
   前記補強板を連結する連結材を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の補強材。
6. 前記補強板を連結する連結材に、鉄筋を通すための挿通部が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の補強材。
7. 前記補強板を連結する連結材に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の補強材。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の補強材を用いた鉄筋コンクリート部材の接合箇所の補強構造であって、
   前記補強材の補強板が、鉄筋コンクリート部材の接合箇所において前記鉄筋コンクリート部材の鉄筋の間に配置されてコンクリートに埋設され、
   前記補強材の埋設型枠が、前記鉄筋コンクリート部材の接合箇所のコンクリートの外面に配置されたことを特徴とする補強構造。