JP2019073930A - 鋼構造物用補強材及びこれに用いられる補強材取付工具 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の平面部が交差する隅部やその周辺を補強するにあたり、現場作業を大幅に簡略化して短い工期で施工が可能であり、また、十分な補強強度を確保した上で、隙間なく且つ確実に補強することが可能な鋼構造物用補強材を提供する。【解決手段】鋼構造物１００の複数の平面部１０１，１０２，１０３が交差する隅部１０４及びその周辺を補強するにあたり、複数の平面部に接着剤を介して取り付けられるＣＦＲＰ製の鋼構造物用補強材１であって、鋼構造物の複数の平面部と対向可能な複数の壁部１１，１２，１３が一体に形成されている。複数の壁部１１，１２，１３の外面同士が交差する外隅部に、面取り１４が施されている。複数の壁部１１，１２，１３には、その外面に突起１５を設けてもよく、接着剤としては、メチルメタクリレート系構造用接着剤であることが望ましい。【選択図】 図３

Description

本発明は、鋼製橋梁等の鋼構造物の腐食損傷箇所等を補強する場合に用いる補強材と、この補強材を取り付けるために用いられる取付工具に関し、特に、鋼構造物の複数の平面部が交差する入隅部及びその周辺を補強するものに関する。

鋼構造物の平面部にＣＦＲＰ板を接着剤を介して接合する補強構造としては、下記する特許公報１及び２などが公知となっている。
このうち、特許文献１は、ＣＦＲＰ帯板の接合面の表面粗さを調節することにより、ＣＦＲＰ帯板を鋼構造物に接着剤を使用して貼付けて補強する際に、ＣＦＲＰ帯板の層内破壊が生じることや、接着剤と該ＣＦＲＰ帯板の界面で破壊することなく、ＣＦＲＰ帯板を補強体として使用することを可能としたものである。また、特許文献２は、鋼構造物とＣＦＲＰ帯板の間の境界面の該帯板長手方向の両端域において、ＣＦＲＰ帯板と鋼構造物の表面が直接接合されていない非接合領域を設けることで、ＣＦＲＰ帯板が本来有する補強性能(剛性・強度)を十分に発揮させて、ＣＦＲＰ帯板で補強された該鋼構造物全体の強度レベルをより向上させ、その状態を長期に亘って維持できるようにしたものである。

特開２０１０−３１６１２号公報 特開２０１６−７９６３８号公報

しかしながら、上述のいずれの補強材も、鋼構造物の平面状の一部を補強することを前提としているため、複数の平面部が交差する隅部及びその周辺を補強する場合に十分に対応できないものであった。

鋼製橋梁等の鋼構造物においては、複数の平面部（２枚の平面部や３枚の平面部）が交差する隅部が多く存在し、このような箇所においては、水や粉塵等が停滞しやすく、腐食が激しく生じることから、補強する要請は強い。

このような箇所を補強するに当たり、従来のＣＦＲＰ板を用いて補強することも十分可能であるが、それぞれの平面部を別々のＣＦＲＰ板によって補強する必要があり、また、複数の平面部が交差する隅部の補強においては、隣接するＣＦＲＰ板同志の間で隙間が生じやすく、十分な強度を確保するためには丁寧な現場作業が必要となり、工期の短縮が図りづらいものであった。特に、鋼構造物の平面部同士が交差する部分においては、平面部同士を溶接した際に生じる溶接ビードが残存しており、このような隅部を含むその周辺を効率よく且つ十分な強度を持たせて確実に補強することができる補強材の開発が望まれていた。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、複数の平面部が交差する隅部やその周辺を補強するにあたり、現場作業を大幅に簡略化して短い工期で施工が可能であり、また、十分な補強強度を確保した上で、隙間なく且つ確実に補強することが可能な鋼構造物用補強材及びこれに用いられる補強材取付工具を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る鋼構造物用補強材は、鋼構造物の複数の平面部が交差する隅部及びその周辺を補強するにあたり、前記複数の平面部に接着剤を介して取り付けられるＣＦＲＰ製の補強材であって、前記鋼構造物の前記複数の平面部と対向可能な複数の壁部が一体に形成され、前記複数の壁部の外面同士が交差する外隅部に、面取りが施されていることを特徴としている。

したがって、鋼構造物用補強材は、鋼構造物の複数の平面部と対向可能な複数の壁部が一体に形成されると共に、複数の壁部の外面同士が交差する外隅部に、面取りが施されているので、このような鋼構造物用補強材を予め工場で製作しておき、この製作された鋼構造物用補強材を現場に搬入して、補強対象となる鋼構造物の複数の平面部が交差する隅部及びその周辺を、適宜素地調整等をした後に接着剤で接着させることが可能となるので、複数の平面部が交差する隅部やその周辺を補強するにあたり、現場作業を大幅に短縮することが可能となる。

また、鋼構造物用補強材の複数の壁部は一体に形成されているので、それぞれの壁部を独立に鋼構造物に取り付ける必要はないため、隅部が補強材で覆われなくなる不都合はなく、また、作業者によって施工状態にばらつく恐れも少なくなり、所定の強度を確保することが可能となる。

さらに、鋼構造物用補強材は、複数の壁部の外面同士が交差する外隅部に、面取りが施されているので、平面部が交差する部分において、平面部同士を溶接した際に生じる溶接ビードが残存している場合でも、各壁部を対応するそれぞれの鋼構造物の平面部に接着剤で接合させることが可能となり、均一な補強状態を確保することが可能となる。

上述の構成において、前記複数の壁部には、その外面に突起を設けるようにしてもよい。このような構成とすれば、鋼構造物用補強材の壁部を鋼構造物の平面部に強く押し付けた場合でも、突起により接着厚みを確保することが可能となり、補強状態にばらつきが生じることを抑えることが可能となる。

また、壁部には、必要強度を欠損しない範囲で、スリット又は孔を形成してもよい。このようなスリット又は孔を形成することで、補強材と鋼構造物との間の接着剤をスリット、又は、孔へ逃がすことが可能となり、補強材を鋼構造物に対して押し付けやすくなり、補強材と鋼構造物との良好な密着状態を確保できると共に補強材と鋼構造物との間に生じる空隙を逃がし易くなる。

なお、ＣＦＲＰ製の補強材と鋼構造物の平面部とを接合する接着剤としては、メチルメタクリレート系構造用接着剤を用いることが望ましい。
メチルメタクリレート系構造用接着剤は、一般に鋼構造物の接着に用いられるエポキシ系接着剤に比べて柔軟であり、かつ、接着強度はエポキシ系接着剤に近いことから、被補強部材（鋼部材）が大きく変形しても接着剤が剥離することなく補強部材を被補強部材の変形に追従させることができ、これにより、確実な補強効果が得られる。
また、メチルメタクリレート系構造用接着剤は、一般に鋼構造物の接着に用いられるエポキシ系接着剤と比較して、硬化時間が短く強度発現が早いことから、既設構造物の補強工事など施工時間の制約が厳しい条件に適している。

以上の鋼構造物用補強材を複数の平面部が交差する鋼構造物の隅部及びその周辺に取り付けるに当たり、以下のような取り付け工具を用いることが有用である。
ｂすなわち、鋼構造物用補強材の取付工具は、前記鋼構造物の交差する複数の平面部のうち、自由端側縁部を備えた第１の平面部とこれに交差する第２の平面部に対して、請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼構造物用補強材の壁部のうち、前記第１の平面部に対峙する第１の壁部とこれに交差して前記第２の平面部に対峙する第２の壁部とを接着剤を介して取り付けるために用いる補強材取付工具であって、前記鋼構造物の前記第１の平面部とこれに対峙する前記鋼構造物用補強材の前記第１の壁部とを間に接着剤を介在させて重ね合わせた上で挿入する収容部と、前記収容部への突出量を調節して前記第１の平面部と前記一方の壁部とを圧接可能とする第１の押圧部材と、前記収容部に対して交差し、前記第２の平面部に対して接着剤を介して配置された前記鋼構造物用補強材の前記第２の壁部と対峙する板状部と、この板状部からの突出量を調節して前記第２の平面部と前記第２の壁部とを圧接可能とする第２の押圧部材と、を具備するものを用いるとよい。

このような取付工具を用いることで、鋼構造物の２つの直交する平面部に対して押圧部材によって鋼構造物用補強材の壁部を強く押し付けることが可能となるので、鋼構造物用補強材の少なくとも交差する２つの壁部に対しては、鋼構造物の平面部との間に空隙が残る状態を抑えることが可能となり、空隙による強度の低下を防ぐことが可能となる。

なお、交差する３つの壁部については、１つの壁部に対して間に間隙を残すことなく接着剤で接着させた後に、残り２つの壁部に上記取付工具を用いて鋼構造物用補強材を鋼構造物の平面部に接合すればよく、これにより、交差する３つの壁部を鋼構造物の平面部に間に間隙を残存させることなく接合させることが可能となる。
また、前記押圧部材は、油圧式のものや電動モータを利用した押圧機構を備えるものであってもよいが、構造が複雑化し、大掛かりなものとなるので、螺進退させて突出量を調節するハンドルネジを用いるとよい。

以上述べたように、本発明の鋼構造物用補強材によれば、鋼構造物の複数の平面部が交差する隅部及びその周辺を補強するために、複数の平面部に接着剤を介して取り付けられるＣＦＲＰ製の補強材を、鋼構造物の複数の平面部と対向可能な複数の壁部を一体に形成したので、鋼構造物用補強材を予め工場で製作しておき、この製作された鋼構造物用補強材を現場に搬入して、補強対象となる鋼構造物の複数の平面部が交差する隅部及びその周辺に接着剤で接着させれば補強作業が終了するので、複数の平面部が交差する隅部やその周辺を補強するにあたり、現場作業を大幅に短縮することが可能となり、短期間で、且つ、容易に補強作業を終えることが可能となる。

また、鋼構造物用補強材の複数の壁部は一体に形成されているので、隅部において隅部が補強材で覆われなくなる不都合はなく、また、作業者によって施工状態にばらつく恐れも少なくなり、所定の強度を確保することが可能となる。

さらに、鋼構造物用補強材は、複数の壁部の外面同士が交差する外隅部に、面取りが施されているので、平面部が交差する部分において、平面部同士を溶接した際に生じる溶接ビードが残存している場合でも、その溶接ビードを避けつつ各壁部を対応するそれぞれの鋼構造物の平面部に接着剤で確実に接合させることが可能となり、均一な補強状態を確保することが可能となる。

なお、鋼構造物用補強材の複数の壁部の外面に突起を設けことで、接着厚みを確保することが可能となり、補強状態にばらつきが生じることを抑えることが可能となる。
また、本発明に係る補強材取付工具によれば、複数の平面部に接着剤を介して取り付けられる補強材の交差する壁部を鋼構造物の平面部に間隙を残存させることなく接合させることが可能となる。

図１は、本発明に係る鋼構造物用補強材として、鋼構造物の２面を同時に補強するために用いる補強材を示す図であり、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）は、（ａ）の補強材の内部の繊維シートの積層状態を示す図である。 図２は、図１（ａ）の鋼構造物用補強材を示す図であり、（ａ）はその図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその正面図、（ｅ）はその底面図である。 図３は、本発明に係る鋼構造物用補強材として、鋼構造物の３面を同時に補強するために用いる補強材を示す図であり、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）は、（ａ）の補強材の内部の繊維シートの積層状態を示す図である。 図４は、図３（ａ）の鋼構造物用補強材を示す図であり、（ａ）はその図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその正面図、（ｅ）はその底面図である。 図５は、本発明に係る鋼構造物用補強材を鋼構造物に取り付けるために用いる取付工具を示すもので、（ａ）は、鋼構造物用補強材と対峙する側から見た斜視図、（ｂ）は、（ａ）と反対側から見た斜視図である。 図６は、本発明に係る鋼構造物用補強材を鋼構造物に取り付けるために用いる取付工具を示すもので、（ａ）は、その側面図、（ｂ）は、その背面図である。 図７は、取付工具を用いて鋼構造物の２面に補強材を取り付ける工程を説明する図であり、（ａ）は、鋼構造物の２面に適宜下地処理を済ませた後に接着剤を塗布して図２の鋼構造物用補強材をあてがう直前の状態を示す図、（ｂ）は、鋼構造物の２面に接着剤を介して図２の鋼構造物用補強材を重ね合わせ、取付工具の収容部に挿入した状態を示す図である。 図８は、取付工具を用いて鋼構造物の２面に補強材を取り付ける工程の続きを説明する図であり、（ａ）は、取付工具の収容部に挿入した重ね合わせ部分を取付工具の第１の押圧部材で押圧して接着させる工程を示す図、（ｂ）は、（ａ）の押圧状態を維持したまま、鋼構造物用補強材の収容部に挿入した壁部と直交する壁部を取付工具の第２の押圧部材で押圧して接着させる工程を示す図である。 図９は、鋼構造物の３面に適宜下地処理を済ませた後に接着剤を塗布して図４の鋼構造物用補強材をあてがう直前の状態を示す図である。 図１０（ａ）は、鋼構造物の３面のうちの１面に対してクランプ工具を用いて補強材の１つの壁部（取付工具による押圧部材で押圧しない壁部）を接合する工程を説明する図であり、図１０（ｂ）は、鋼構造物の３面に接着剤を介して図４の鋼構造物用補強材を重ね合わせ、その１つの壁部を構構造物の平面部と共に取付工具の収容部に挿入した状態を示す図である。 図１１は、 取付工具を用いて鋼構造物の３面に補強材を取り付ける工程の続きを説明する図であり、（ａ）は、取付工具の収容部に挿入した重ね合わせ部分を取付工具の第１の押圧部材で押圧して接着させる工程を示す図、（ｂ）は、（ａ）の押圧状態を維持したまま、クランプ工具で鋼構造物の平面部に圧着させた壁部と鋼構造物用補強材の収容部に挿入した壁部とに直交する壁部を取付工具の第２の押圧部材で押圧して接着させる工程を示す図である。 図１２は、本発明に係る補強材の変形例を示す図であり、（ａ）は、図１（ａ）の補強材の壁部にスリットを形成した例を示し、（ｂ）は、図３（ａ）の補強材の壁部にスリットを形成した例を示す。 図１３は、本発明に係る補強材の変形例を示す図であり、（ａ）は、図１（ａ）の補強材の壁部に孔を形成した例を示し、（ｂ）は、図３（ａ）の補強材の壁部に孔を形成した例を示す。（ｃ）は、補強材の強度確認を行う場合の一方法を説明する説明図である。 図１４は、本発明に係る鋼構造物用補強材を鋼構造物に取り付けるために用いる取付工具の変形例を示すもので、（ａ）は、その側面図、（ｂ）は、その背面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１及び図２において、鋼構造物１００の２つの平面部１０１，１０２が交差する内隅部１０４及びその周辺を補強する鋼構造物用補強材（以下、補強材１という）が示されている。

この例において、補強材１は、２つの平面部１０１，１０２が略直角に交差している最も存在頻度が多い鋼構造物の箇所を補強するもので、鋼構造物１００の略直交する２枚の平面部１０１，１０２と対向可能な２つの壁部（第１の壁部１１、第２の壁部１２）が一体に形成されたＣＦＲＰ製であり、全体として、断面略Ｌ字状に形成されている。

この補強材１は、２つの壁部１１，１２が略均一な厚みに形成され、それぞれの壁部の外面同士が交差する外隅部（出隅部）に、面取り（Ｃ面取り又はＲ面取り）１４が施され（この例では、Ｃ面取りが施され）、また、それぞれの壁部１１，１２には、その外面に突起１５が間隔をあけて一体に形成されている。

面取り１４は、鋼構造物１００の平面部が交差する内隅部（入隅部）１０４に形成されている溶接ビードを避ける程度の大きさに形成されるもので、溶接ビードが脚長数ミリから十数ミリであることから、Ｃ１０〜Ｃ３０程度に形成すると良い。また、壁部１１，１２の外面の突起は、半球状や円錐状等に形成され、各壁部の外面に偏ることなく、全体にほぼ均一となるように整列配置されている。

以上の補強材１を成形するには、少なくとも２つの内壁面が直交し、内壁面に前記突起１５の大きさに合わせた凹部が形成されていると共に、内壁面の交差する内隅部に前記面取り１４を形成するためのテーパ面が形成さている金型を準備し、現場調査に基づき炭素繊維シートを必要な大きさにカットし、この炭素繊維シート１６を、金型の内壁面に沿わすようにＬ字状に曲げつつ積層していく（炭素繊維シート１６の積層状態を図１（ｂ）に示す）。

炭素繊維シート１６の枚数や大きさは、補強する箇所に応じて適宜調節され、また、補強対象箇所が橋梁桁端部であり、上下方向の母材の圧縮力低下を補強するために用いる場合であれば、図１（ｂ）の矢印で示すように圧縮力低下を補う一方向（単方向）に繊維を配列させた炭素繊維シート１６を積層するとよい。

その後、図示しない離型布を炭素繊維シートを覆うようにセットし、さらにその上から流動体メッシュをセットし、しかる後、バギングフィルムをセットし、真空状態にした上で液状の樹脂を注入し、炭素繊維に含侵させる。そして、樹脂が硬化した後に離型し、端部を切断加工等で処理して寸法出しをすれば、所望の大きさの補強材１が成形される。

図３及び図４において、鋼構造物の３つの平面部が交差する隅部及びその周辺を補強する補強材が示されている。
この例において、補強材１は、３つの平面部１０１，１０２，１０３が略直角に交差している鋼構造物の箇所を補強するもので、鋼構造物１００の略直交する３枚の平面部１０１，１０２，１０３と対向可能な３つの壁部（第１の壁部１１、第２の壁部１２、第３の壁部１３）が一体に形成されたＣＦＲＰ製のものである。

それぞれの壁部１１，１２，１３は、複数の炭素繊維シートを積層して一体に形成されているもので、２つの立設する第２及び第３の壁部１２，１３は、略均一な厚みに形成され、これら壁部と交差する底壁を形成する第１の壁部１１は、第２及び第３の壁部１２，１３に比べて略２倍の厚みに形成されている。

この補強材１は、２つの壁部の外面同士が交差する外隅部（入隅部）や３つの壁部が交差する外隅部（入隅部）に、面取り（Ｃ面取り、Ｒ面取り）１４が施され（この例では、Ｃ面取り）、また、それぞれの壁部（第１の壁部、第２の壁部、第３の壁部）には、その外面に複数の突起１５が間隔を空けて一体に形成されている。

それぞれの面取り１４も、鋼構造物１００の平面部が交差する箇所に形成されている溶接ビードを避ける程度の大きさに形成され、例えばＣ１０程度に形成される。また、壁部の外面の突起１５は、半球状や円錐状等に形成され、各壁部の外面に偏ることなく、全体にほぼ均一となるように整列配置されている。

以上の補強材１を成形するには、３つの内壁面が直交し、内壁面に突起の大きさに合わせた凹部が形成されていると共に、内壁面が交差する内隅部（隣接する２つの内壁面が交差する内隅部や３つの内壁面が交差する内隅部）にテーパ面が形成さている金型を準備し、現場調査に基づき炭素繊維シート１６を必要な大きさにカットし、それぞれの立設する壁部に対応して、炭素繊維シート１６を金型の内壁面に沿わすようにＬ字状に曲げつつ積層すると共に、低壁部に対応する部分において、それぞれの立設壁部を形成する炭素繊維シート１６を、図３（ｂ）に示されるように、交互に重ね合わせて積層する。

この場合においても、炭素繊維シート１６の枚数や大きさは、補強する箇所に応じて適宜調節され、また、補強対象箇所が橋梁桁端部であり、上下方向の母材の圧縮力低下を補強するために用いる場合には、矢印に示すように圧縮力低下を補う一方向（単方向）に繊維を配列させた繊維シートを積層するとよい。

その後、離型布を炭素繊維シート１６を覆うようにセットし、さらにその上から流動体メッシュをセットし、しかる後、バギングフィルムをセットし、真空状態にした上で液状の樹脂を注入し、炭素繊維に含侵させる。そして、樹脂が硬化した後に離型し、端部を切断加工等で処理して寸法出しをすれば、所望の大きさの補強材が成形される。

以上のような補強材１は、現場で成形するのではなく、現地調査の調査結果に基づき工場において予め成型しておき、現場に搬入する。現地においては、鋼構造物の補強対象となる複数の平面部が交差する隅部やその周辺を適宜下地処理し、この部分に予め工場で成形した前記補強材１を接着剤を用いて取り付ける。ここで、接着剤としては、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）系接着剤が好ましく、例えば、ＩＴＷプレクサス社製構造用接着剤Ｍシリーズ（例えば、ＭＡ５３０）を用いるとよい。

このような補強材１の接着作業においては、補強材と鋼構造物との間の接着層に空隙が形成されないように取り付けることが望ましく、このため、鋼構造物の補強対象となる交差する少なくとも２つの平面部に対しては、図５及び図６に示されるような取付工具２０を用いて補強材１を取り付けるとよい。

この取付工具２０は、所定の間隔で対峙するように平行に配置された対をなす第１及び第２の板状部２１，２２と、一方の板状部（第１の板状部２１）の側縁から垂直に立設されて他方の板状部２２から遠ざかる方向へ延設された第３の板状部２３と、これら対をなす第１及び第２の板状部２１，２２や第３の板状部２３と垂直をなし、第３の板状部２３の背面に接合されると共に対をなす第１及び第２の板状部２１，２２の外面に接合された支持体２４とを少なくとも備えている。

支持体は２４、対をなす第１及び第２の板状部２１，２２を所定の間隔で保持するために第３の板状部２３が取り付けられる側が開放された保持凹部２５を備え、この保持凹部２５に第１及び第２の板状部２１，２２を挿入して溶接等により接合している。したがって、この取付工具２０には、所定の間隔で対峙する対をなす第１及び第２の板状部２１，２２の間に鋼構造物の自由端側縁部を備えた平面部や上述した補強材の壁部が挿入可能な収容部２６が形成され、また、支持体２４の保持凹部２５の終端によって鋼構造物や補強材の最大挿入量を規制するストッパ部２７が形成されている。

この支持体２４は、それぞれの板状部２１，２２，２３を２分するようにそれぞれの板状部の中心線上に設けられ、したがって、この例では、取付工具２０は、左右で対称形状となるように形成されている。なお、それぞれの板状部２１，２２，２３は、別々の鋼板で構成しても、適宜一枚の鋼板を加工して一体に形成してもよい。例えば、この例においては、第３の板状部２３と第１の板状部２１とが１枚の鋼板を屈曲させて一体に形成されているが、別々の鋼板を接合で形成してもよく、また、第１の板状部２１と第２の板状部２２は別々の鋼板によって形成されているが、一枚の鋼板を断面コ字状に加工して一体化してもよい。

そして、この例においては、第１の板状部２１と第３の板状部２３に、板面に対して垂直方向に螺進退可能な押圧部材（第１の押圧部材３１、第２の押圧部材３２）が設けられている。これらの押圧部材３１，３２は、例えば、ハンドル螺子で構成され、第１の板状部２１と第３の板状部２３に、支持体２４の両側で均等に配置されている（この例では、第１の板状部２１と第３の板状部２３のそれぞれにおいて、支持体の両側で３つずつ設けられている）。第１の板状部２１に設けられる第１の押圧部材３１にあっては、第２の板状部２２との間（収容部）に押圧端３１ａを突出させ、その反対側にハンドル３１ｂが設けられている。また、第３の板状部２３に設けられる第２の押圧部材３２にあっては、外側に押圧端３２ａを突出させ、その反対側にハンドル３２ｂが設けられている。

以上の構成において、鋼構造物１００の交差する複数の平面部のうち、図１（ａ）に示すように、自由端側縁部を備えた第１の平面部１０１と、これに直交する第２の平面部１０２とを有する鋼構造物１００に対して、第１の平面部１０１と対峙する第１の壁部１１とこれに直交して第２の平面部１０２と対峙する第２の壁部１２を備えた２面補強用の図２で示す上述した補強材１を接着剤を介して取り付けるには、以下のように行う。

先ず、鋼構造物１００の第１の平面部１０１と第２の平面部１０２をケレン作業等の素地調整をした後に、必要に応じて鋼材補修用パテ等での不陸修正を行い、しかる後に、図７（ａ）に示すように、それぞれの平面部に接着剤αを塗布し、鋼構造物１００の第１の平面部１０１に補強材１の第１の壁部１１を接着剤αを介して重ね合わせ、また、鋼構造物１００の第２の平面部１０２に補強材１の第２の壁部１２を接着剤αを介して重ね合わせる。

そして、図７（ｂ）に示されるように、その状態を保持したまま、取付工具２０を近づけ、重ね合わせた鋼構造物１００の第１の平面部１０１と補強材１の第１の壁部１１とを取付工具２０の収容部２６に挿入する。この際、補強材１の第２の壁部１２が取付工具２０の第３の板状部２３に設けられた押圧部材３２に軽く触れるまで取付工具２０を押し込む。

その後、それぞれの第１の押圧部材３１のハンドル３１ｂを回して、第１の押圧部材３１の収容部２６への突出量を大きくし、補強材１の第１の壁部１１を、鋼構造物１００の第１の平面部１０１に向かって押し付ける。これにより、補強材１の第１の壁部１１と鋼構造物１００の第１の平面部１０１とは、第１の押圧部材３１と第２の板状部２２との間に挟み付けられ、間に接着剤αを介在させた状態で強く圧接される。

このようにして、補強材１の第１の壁部１１を鋼構造物１００の第１の平面部１０１に接着剤αを介して固定した後に、この状態を保持したまま、次に、第２の押圧部材３２のハンドル３２ｂを回して第２の押圧部材３２の外方への突出量を大きくし、補強材１の第２の壁部１２を、鋼構造物１００の第２の平面部１０２に向かって押し付ける。これにより、補強材１の第２の壁部１２と鋼構造物１００の第２の平面部１０２とは、間に接着剤αを介在させた状態で強く圧接される。

したがって、上述した補強材１を用いれば、鋼構造物１００の直交する２つの平面部が交差する入隅部及びその周辺が同時に補強されるので、鋼構造物の隅部を境にしてそれぞれの平面部を別々に補強する必要がなくなり、作業効率を高めることが可能になると共に、入隅部が補強材１で覆うように補強されるので、隅部において補強材につなぎ目が形成されることはなく、隅部での強度を確保しやすいものとなり、また、鋼構造物の隅部に水や粉塵が直接接触する余地を無くすことが可能となるので、鋼構造物の耐久性を高めることが可能となる。

また、上述した取付工具２０を用いて補強材１を鋼構造物１００の２つの平面部１０１，１０２に取り付けることで、補強材１の第１の壁部１１を鋼構造物１００の第１の平面部１０１に対して均一、且つ、強固に押し付けることができ、また、補強材１の第２の壁部１２を鋼構造物１００の第２の平面部１０２に対して均一且つ強固に押し付けることができる。このため、補強材１の第１の壁部１１と鋼構造物１００の第１の平面部１０１との間、及び、補強材１の第２の壁部１２と鋼構造物１００の第２の平面部１０２との間に、空隙が形成される虞を低減することが可能となる。

また、補強材１の第１の壁部１１と第２の壁部１２の外面同士が交差する外隅部に、面取り１４が施されているので、鋼構造物１００の平面部同志が交差する内隅部に溶接ビード１０４ａが設けられている場合でも、その溶接ビード１０４ａと補強材１とが干渉することはなく、補強材１の各壁部を鋼構造物１００の平面部に押し付ける際に支障が生じることはない。

さらに、補強材１の各壁部１１，１２の外面には、複数の突起１５が形成されているので、補強材１の壁部を鋼構造物１００の平面部に強く押し付けた場合でも、補強材１の壁部と鋼構造物１００の平面部との間に均一な厚みの接着剤層を形成することが可能となり、接着状態にばらつきが生じる不都合がなくなる。

次に、鋼構造物１００の交差する複数の平面部のうち、図３（ａ）に示すように、自由端側縁部を備えた第１の平面部１０１とこれに直交する第２の平面部１０２と、第１の平面部１０１及び第２の平面部１０２に直交し、自由単側縁部を備えた第３の平面部１０３を備えた鋼構造物１００に対して、第１の平面部１０１と対峙する第１の壁部１１と、これに直交して第２の平面部１０２と対峙する第２の壁部１２と、第１の壁部１１及び第２の壁部１２と直交して第３の平面部１０３と対峙する第３の壁部１３と、を備えた図４で示す前述した補強材１を接着剤を介して取り付けるには、以下のように行う。

先ず、鋼構造物１００の第１の平面部１０１、第２の平面部１０２、及び第３の平面部１０３をケレン作業等の素地調整をした後に、必要に応じて鋼材補修用パテ等での不陸修正を行い、しかる後に、図９に示すように、それぞれの平面部に接着剤αを塗布し、鋼構造物１００の第１の平面部１０１に補強材１の第１の壁部１１を接着剤αを介して重ね合わせ、鋼構造物１００の第２の平面部１０２に補強材１の第２の壁部１２を接着剤αを介して重ね合わせ、また、鋼構造物１００の第３の平面部１０３に補強材１の第３の壁部１３を接着剤αを介して重ね合わせる。

そして、取付工具２０を用いて補強材１を鋼構造物１００に取り付ける作業に先立ち、図１０（ａ）に示すように、まず鋼構造物１００の第３の平面部１０３に対して補強材１の接合状態を形成しておく。すなわち、この例では、鋼構造物１００の第３の平面部１０３に対して補強材１の第３の壁部１３を接着剤αを介してクランプ工具３５によって押し付け、この第３の壁部１２の接合状態を形成する。

その後、補強材の第１の壁部１１と第２の壁部１２を、上述した取付工具２０を用いて、前述と同様のやり方で鋼構造物１００の第１の平面部１０１と第２の平面部１０２に接合する。

すなわち、図１０（ａ）で示す状態を保持したまま、取付工具２０を補強材１に近づけ、図１０（ｂ）に示されるように、重ね合わせた鋼構造物１００の第１の平面部１０１と補強材１の第１の壁部１１とを収容部２６に挿入して、補強材１の第２の壁部１２が第３の板状部２３に設けられた第２の押圧部材３２に軽く触れた状態とする。
そして、その状態から、図１１（ａ）に示すように、それぞれの第１の押圧部材３１のハンドル３１ｂを回して第１の押圧部材３１の収容部２６への突出量を大きくしていき、補強材１の第１の壁部１１を、鋼構造物１００の第１の平面部１０１に向かって押し付ける。その後、この状態を保持したまま、図１１（ｂ）に示すように、第２の押圧部材３２のハンドル３２ｂを回して第２の押圧部材３２の突出量を大きくしていき、補強材１の第２の壁部１２を、鋼構造物１００の第２の平面部１０２に向かって押し付ける。

したがって、図４で示す補強材１を用いた場合においても、鋼構造物１００の直交する３つの平面部が交差する入隅部やその周辺が同時に補強されるので、鋼構造物の平面部毎に補強する必要がなくなり、作業の効率化を図ることが可能になると共に、入隅部が補強材１で覆うように補強されるので、隅部において補強材につなぎ目が形成されることはなく、隅部での強度を確保しやすいものとなり、また、鋼構造物の隅部に水や粉塵が直接接触する余地を無くすことが可能となるので、鋼構造物１００の耐久性を高めることが可能となる。

また、上述した取付工具２０を用いて補強材１を鋼構造物１００の２つの平面部１０１，１０２に取り付ける場合には、補強材１の第３の壁部１３を鋼構造物１００の第３の平面部１０３に対してしっかり接合させた上で、補強材１の第１の壁部１１を鋼構造物１００の第１の平面部１０１に対して均一、且つ、強固に押し付けることができ、また、補強材１の第２の壁部１２を鋼構造物１００の第２の平面部１０２に対して均一且つ強固に押し付けることができる。このため、補強材１の第３の壁部１３と鋼構造物１００の第３の平面部１０３との間のみならず、補強材１の第１の壁部１１と鋼構造物１００の第１の平面部１０１との間、及び、補強材１の第２の壁部１２と鋼構造物１００の第２の平面部１０２との間に、空隙が形成される虞を低減することが可能となる。

また、補強材１の隣合う２つの壁部の外面同士が交差する外隅部や３つの壁部が交差する外隅部に、面取り１４が施されているので、鋼構造物１００の平面部が交差する内隅部１０４に溶接ビード１０４ａが設けられている場合でも、その溶接ビード１０４ａと補強材１とが干渉することはなく、補強材１の各壁部を鋼構造物１００の平面部に押し付ける際に支障が生じることはない。

さらに、補強材１の各壁部１１，１２，１３の外面には、複数の突起１５が形成されているので、補強材１の壁部を鋼構造物１００の平面部に強く押し付けた場合でも、補強材１の壁部と鋼構造物１００の平面部との間に均一な厚みの接着剤層を形成することが可能となり、接着状態にばらつきが生じる不都合がなくなる。

なお、上述の補強材１においては、各壁部を隙間のない平板状に形成した例を示したが、図１２(ａ)、（ｂ）に示されるように、必要強度を欠損しない範囲で、スリット１７を形成してもよい。このスリット１７は複数の壁部に形成してもよいが、接着後の補強材１の強度低下が懸念される場合には、いずれかの壁部にのみ形成してもよい（図１２(ａ)、（ｂ）においては、第２の壁部１２に形成した例を示す）。
また、スリット１７に代えて、図１３(ａ)、（ｂ）に示すように孔１８を形成してもよい。孔１８を設ける場合においては、炭素繊維が孔１８によって切断されるので、強度確認を行い、必要強度が得られる場合には、採用してもよい。なお、孔明けした箇所において、孔１８の直径巾の帯状部分（図１３（ｃ）の灰色部分）を有効断面積から除くなどとすれば、簡便かつ安全側に評価することができる。

補強材１にこのような構成を採用することで、補強材１と鋼構造物１００との間で押し付けられた接着剤αがスリット１７（又は、孔１８）へ逃げ込みやすくなるので、補強材１を鋼構造物１００に対して押し付けやすくなり、補強材１と鋼構造物１００との良好な密着状態が形成されやすくなると共に、補強材１と鋼構造物１００との間に生じる空隙を逃がし易くなる。

また、以上の構成においては、鋼構造物１００の平面部が直交する場合の補強材１とその取付工具２０について述べたが、平面部が直角以外の角度で交差する場合でも、その角度に応じた補強材と取付工具を用いれば、同様に取り付けることができ、同様の作用効果を得ることが可能となる。

取付工具についても上述の構成に限定されるものではなく、押圧部材を油圧式とすることも可能であり、また、収容部に突出する第１の押圧部材３１は、図１４に示されるように、第２の板状部２２に取り付けられ、第１の板状部２１との間（収容部）に押圧端３１ａを突出させ、その反対側にハンドル３１ｂを設けるものであってもよい。

さらに、上述した補強材１は、製作工程の最終段階で、端部を切断加工等で処理して寸法出しをするが、切断面に炭素繊維が露出していると、水が侵入して電食の可能性が出てくるので、切断処理した端部は、補強材１を接着する際に用いた接着剤等によって被覆することが望ましい。

１ 補強材
１１ 第１の壁部
１２ 第２の壁部
１３ 第３の壁部
１４ 面取り
１５ 突起
１６ 炭素繊維シート
１７ スリット
１８ 孔
２０ 取付工具
２１ 第１の板状部
２２ 第２の板状部
２３ 第３の板状部１００ 鋼構造物
２４ 支持体
２５ 保持凹部
２６ 収容部
３１ 第１の押圧部材
３２ 第２の押圧部材
１００ 鋼構造物
１０１ 第１の平面部
１０２ 第２の平面部
１０３ 第３の平面部
１０４ａ 溶接ビード
α 接着剤

Claims (6)

1. 鋼構造物の複数の平面部が交差する隅部及びその周辺を補強するにあたり、前記複数の平面部に接着剤を介して取り付けられるＣＦＲＰ製の鋼構造物用補強材であって、
   前記鋼構造物の前記複数の平面部と対向可能な複数の壁部が一体に形成され、
   前記複数の壁部の外面同士が交差する外隅部に、面取りが施されていることを特徴とする鋼構造物用補強材。
2. 前記複数の壁部には、その外面に突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼構造物用補強材。
3. 少なくともいずれかの前記壁部には、スリット又は孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼構造物用補強材。
4. 前記接着剤は、メチルメタクリレート系構造用接着剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼構造物用補強材。
5. 前記鋼構造物の交差する複数の平面部のうち、自由端側縁部を備えた第１の平面部とこれに交差する第２の平面部に対して、請求項１乃至４のいずれかに記載の鋼構造物用補強材の壁部のうち、前記第１の平面部に対峙する第１の壁部とこれに交差して前記第２の平面部に対峙する第２の壁部とを接着剤を介して取り付けるために用いる補強材取付工具であって、
   前記鋼構造物の前記第１の平面部とこれに対峙する前記鋼構造物用補強材の前記第１の壁部とを間に接着剤を介在させて重ね合わせた上で挿入する収容部と、
   前記収容部への突出量を調節して前記第１の平面部と前記一方の壁部とを圧接可能とする第１の押圧部材と、
   前記収容部に対して交差し、前記第２の平面部に対して接着剤を介して配置された前記鋼構造物用補強材の前記第２の壁部と対峙する板状部と、
   この板状部からの突出量を調節して前記第２の平面部と前記第２の壁部とを圧接可能とする第２の押圧部材と、
   を具備することを特徴とする補強材取付工具。
6. 前記押圧部材は、螺進退させて突出量を調節するハンドルネジであることを特徴とする。請求項５に記載の補強材取付工具。