JP3483857B2 - コンクリート構造物の補強構造 - Google Patents

コンクリート構造物の補強構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、補強パネルを用
いたコンクリート構造物の補強構造に関するもので、主
として既設コンクリート構造物について、劣化部位の剥
落防止を兼ねた補修、補強を目的として用いられるが、
新設のコンクリート構造物にも適用可能である。
【0002】
【従来の技術】コンクリート構造物については、コンク
リート打設時の配合不良による劣化、コンクリートの中
性化、塩化物イオンの侵入、凍結融解作用、化学的浸
食、アルカリ骨材反応、コールドジョイント等による劣
化などが問題とされており、コンクリートにひび割れが
生じたり、コンクリートの剥落の恐れがある場合には、
その補修、補強が必要となる。
【0003】従来、既設コンクリートの劣化部位の剥落
防止対策としての補修は、ひび割れ部位にコーキング材
を注入したり、あるいはさらに劣化部分をはつり取るな
どの下地処理を施した後、モルタルや樹脂を塗布する方
法が行われている。さらに、前述の補修をした表面をシ
ート類で覆い、既設コンクリートの表面剥離による剥落
防止対策とすることもある。
【0004】また、既設コンクリート構造物の劣化部位
の剥落防止を兼ねた補強工法としては、コンクリートの
劣化した表面への鋼板の張付けや、コンクリートによる
覆工工法が一般に採用されている。しかし、鋼板の張付
けの場合、特にトンネル覆工の場合などではコンクリー
ト表面の不陸が大きく、不陸をサンダーなどにより削り
取る下地補正後、樹脂等を塗布して不陸調整し、覆工材
としての鋼板を現場溶接して一連の長大な覆工を形成さ
せるといった作業が行われている。
【0005】このため、現場での鋼板の一体化溶接作業
量を少なくするためには、なるべく市販の規格サイズの
大型鋼板を用い、この大きさに満たない半端な部分は、
大型鋼板を覆工面の残りの形状に応じ切断加工して用い
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述した覆工工事に用
いる大型鋼板は、人力での取り扱いが不可能なのでクレ
ーンなどの重機類に頼らざるを得ず、工事を大がかりな
ものとしている。さらに、コンクリート構造物の覆工面
はコンクリート打設時の型枠のずれなどによる段差、型
枠のゆがみ、コンクリートの劣化などによって、ほとん
どの場合不陸が生じていて、この不陸を取り除くための
サンダーケレン作業、樹脂の塗布作業などに、多額の費
用と多大な時間を要している。
【0007】そこで、覆工材の取り扱いを容易にし、工
事を簡略化するために、小面積の覆工材を多数枚用いて
覆工すると、コンクリート構造物の覆工面に生じている
不陸の影響で、覆工材の仕上がり表面に段差が大きく生
じやすく、不陸を取り除くサンダーケレン作業、樹脂塗
布程度の表面処理では、下地補正が十分に行えず、覆工
仕上がり面がフラットになりにくい問題がある。
【0008】また、覆工面へ塗布した樹脂層は、コンク
リートに水が浸透すると、浸透圧により剥離することも
ある。本願発明は、上述のような課題の解決を図ったも
のであり、コンクリート構造物の表面に不陸が生じてい
る場合にも、補強または補修面に多数枚の補強パネルを
フラットに取り付けることができ、かつ確実な補強効果
が期待できるコンクリート構造物の補強構造を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1に係るコ
ンクリート構造物の補強構造は、パネル面内方向に網目
状に配置される所定高さの多数の桁状部間に、パネル厚
さ方向に延びる多数の中空部を形成してなる補強パネル
を、コンクリート構造物の表面を覆うように、多数取
付けてなるコンクリート構造物の補強構造であって、
強の対象となるコンクリート構造物の表面と前記補強パ
ネルとの間に変形が可能な不陸吸収材を介在させ、該不
陸吸収材の変形によって隣接する補強パネル間に段差を
生じないようにしたことを特徴とするものである。
【0010】補強パネルは、基本的にはパネルとしてコ
ンクリートの補修面、あるいは補強面に取り付けられる
ものであり、軽量で、高強度、高剛性で、せん断に強
く、作業者が容易に取り扱えるよう幅が50〜200c
m程度(矩形、その他特に形状は限定されない)のもの
が好ましい。
【0011】施工においては、例えば所定寸法のシート
状に成形した不陸吸収材をコンクリート表面に貼り付
け、その上から補強パネルを敷き詰めるように取り付け
て行くことで、本願発明の補強構造が形成される。な
お、不陸吸収材はシート状のものに限らず、またコンク
リート表面全体を覆うように取り付け場合に限らず、部
分的に配置するのでもよい。また、コンクリート表面に
対しては接着剤などで取り付けてもよいし、コンクリー
トに埋め込む金具などで取り付けてもよいし、あるいは
仮止めの状態で補強パネルとともにアンカーボルトなど
で固定することもできる。
【0012】また、不陸吸収材の材質としては、例えば
発泡樹脂や合成ゴムなどの弾性材料が適するが、塑性変
形して隙間を埋めるような塑性材料でもよい。さらに、
高吸水性樹脂等、湿潤することで膨張する材料を用いる
ことも適する。補強パネルは基本的には補修面あるいは
補強面に敷き詰めた形で配置され、コンクリート構造物
に打ち込んだアンカーボルト、あるいは埋込み式の金具
などを利用して止め付けることができる。
【0013】この場合において、アンカーボルトなどに
螺合させたナットなどを締め付けることにより、あるい
は補強パネルを直接コンクリート表面に固定する金具の
打ち込み深さを調整することで、コンクリート表面に凹
凸による不陸があっても、不陸吸収材が変形すること
で、補強パネルどうしをフラットに取り付けることがで
きる。
【0014】なお、本願発明のコンクリート構造物の補
強構造は、主としてトネンル覆工や橋梁などの既設コン
クリート構造物について、劣化部位の剥落防止を兼ねた
補修、補強を目的として用いられるが、新設のコンクリ
ート構造物にも適用可能であり、また構造物の種類、用
途も特に限定されない。
【0015】 本願発明で用いる補強パネルは、前述の
ようにパネル面内方向に網目状に配置される所定高さの
多数の桁状部間に、パネル厚さ方向に延びる多数の中空
部を形成してなるパネルである。
【0016】網目形状は、一般的な格子状のものの他、
六角形その他の多角形、円形・楕円形の穴を有するもの
など特に限定されず、網目を構成する各2〜10cm程
度(これに限定されるものではない)の桁状部がパネル
面内方向に軸力の形で応力を伝達するとともに、桁状部
の断面剛性によりパネル全体の剛性を高めることができ
る。
【0017】 また、材質も、補強パネルとして必要な
強度が得られるものであれば、金属、合成樹脂、その他
特には限定されないが、比較的軽量で高い強度が期待で
きるアルミニウム合金などの軽量金属やガラス繊維など
で補強した繊維強化プラスチック(FRP)などが好ま
しい。なお、繊維強化プラスチックなど合成樹脂製のも
のは、現場において、適宜、カッターなどで簡単に裁
断、加工することも比較的容易である。請求項2は、補
強パネルがアルミニウム合金または繊維強化プラスチッ
ク製のパネルである場合を限定したものである。
【0018】このような補強パネルは、面内方向に網目
状に配置される所定高さの多数の桁状部間に、パネル厚
さ方向に延びる多数の中空部を形成してなるものである
ため、桁状部が構造物の桁と同様の機能を有し、パネル
の剛性を高めつつ、中空部があることで軽量化が図れ
る。
【0019】さらに、中空部を通して補修面、あるいは
補強面が透視できるので、不陸吸収材の設置形態によっ
ては、補修後あるいは補強後にさらにコンクリート本体
部分について、劣化によるひび割れの進行や剥落の恐れ
が生じた場合でも、その状況を直接目視することができ
る。
【0020】このようなことから、補強パネルの網目の
大きさは、通常2〜10cm程度とすることが好ましい
と考えられるが、剥落を防止する塊の大きさに応じて網
目の大きさや形状を変えてもよい。請求項3は、請求項
1または2に係るコンクリート構造物の補強構造におい
て、前記不陸吸収材がシート状の弾性材料からなる場合
を限定したものである。
【0021】本願発明で用いる不陸吸収材としては、シ
ート状の弾性材料が扱いやすく、具体例としては、発泡
スチロールなどの樹脂製のシート状物や合成ゴム製のシ
ートなどが適する。請求項4は、請求項3に係るコンク
リート構造物の補強構造において、不陸吸収材である前
記シート状の弾性材料が透水性を有するものである場合
を限定したものであり、具体例としては連続気泡を有す
る樹脂発泡体のシート状物などが挙げられる。
【0022】透水性を有することで、コンクリート構造
物表面部における水の浸透により不陸吸収材が剥離した
り、部分的に水が溜まって膨らんだりするのを防止する
ことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は本願発明の補強構造をトン
ネル覆工に用いた場合の一実施形態を示したもので、図
2はコンクリート表面に取り付けられる補強パネルをト
ンネル内面から見た図(曲率を無視して展開図的に表現
したもの)、図3はその補強パネルの一部を示す斜視図
である。
【0024】図1において、符号1はコンクリート、2
は不陸吸収材、3は補強パネル、4はパネル固定用のア
ンカーボルトを指している。トンネル覆工において、コ
ンクリート1の表面には、型枠の合わせ目による段差、
その他の不陸が生じているのが一般的であり、本願発明
ではコンクリート1の表面と補強パネル3との間に、力
を加えると変形するシート状の不陸吸収材2を挟み、覆
工面に打ち込んだアンカーボルト4を利用して、補強パ
ネル3をコンクリート構造物に取り付けている。
【0025】シート状の不陸吸収材2としては、発泡ス
チロール、比較的硬質のスポンジ、あるいはブチルゴム
などを用い、不陸の程度によりその厚さや硬さを選択す
る。また、現場条件によっては高吸水性樹脂等の湿潤に
より膨張する材料を用いることで、不陸を効果的に吸収
することができる場合もあり、適用対象や現場の条件に
応じて適宜選択することができる。
【0026】図示した例では、補強パネル3とほぼ同じ
面積の不陸吸収材2を用い、補強パネル3と不陸吸収材
2と若干ずらして取り付けているが、補強パネル3より
面積の大きい不陸吸収材2を用いてもよいし、施工条件
によっては不陸吸収材2を全体ではなく部分的に配置す
ることも考えられる。
【0027】不陸吸収材2は例えば接着剤などでコンク
リート1の表面に貼り付けることもできるが、仮止めの
状態で補強パネル3を被せ、補強パネル3とともにアン
カーボルト4などによりコンクリート1の表面に固定す
ることもできる。また、本実施形態で用いた補強パネル
3は、図2、図3に示すように、互いに直角に交差する
桁状部3aによって格子状に形成されており、桁状部3
a間が透孔としての中空部3bとなっている。
【0028】この場合の補強パネル3の材質としては、
アルミニウム合金、あるいは繊維強化プラスチックなど
が適し、軽量でありながら、高強度、高剛性が期待で
き、繊維強化プラスチック製の場合、カッターなどによ
り、現場でも簡単に裁断、加工を行うことができる。
【0029】
【0030】
【発明の効果】本願発明の補強構造によると、コンクリ
ート面の下地処理のためのサンダーケレン作業、樹脂材
塗布作業を簡素化または省略でき、大幅な工期短縮と工
費削減ができる。
【0031】また、不陸吸収材は、補強パネルをアンカ
ーボルトなどでコンクリート構造物に固定する際、補強
パネルによって押し潰されて変形し、不陸面を平滑にす
る下地補正の効果を奏し、隣接する補強パネル間に段差
を生じないように取り付けることができるので、仕上が
り面をフラットで滑らかな面にすることができる。
【0032】請求項2に係る発明においては、補強パネ
ルが面内方向に網目状に配置される所定高さの多数の桁
状部間に、パネル厚さ方向に延びる多数の中空部を形成
してなるものであるため、桁状部が構造物の桁と同様の
機能を有し、パネルの剛性を高めつつ、中空部があるこ
とで軽量化が図れる。
【0033】また、不陸吸収材の材質あるいは配置など
にもよるが、パネルの中空部を通して補修面、あるいは
補強面が透視できるので、補修後あるいは補強後にさら
にコンクリート本体部分について、劣化によるひび割れ
の進行や剥落の恐れが生じた場合でも、その状況を直接
目視することができ、早期に対策を施すことが可能とな
る。
【0034】さらに、補強パネルとして軽量金属や繊維
強化プラスチック製の補強パネルを用いた場合には、軽
量で高い強度が期待でき、繊維強化プラスチックの場合
は、現場において、適宜、カッターなどで簡単に裁断、
加工することも可能であり、取扱いが容易である。
【0035】請求項4に係る発明では、不陸吸収材に透
水性材料を用いると、コンクリート構造物に浸透した水
の浸透圧による不陸吸収材の剥離の心配もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の補強構造をトンネル覆工に用いた
場合の一実施形態を示す断面図である。
【図2】 図1の実施形態において、補強パネルをトン
ネル内面から見た正面図である。
【図3】 補強パネルの一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…コンクリート、2…不陸吸収材、3…補強パネル、
3a…桁状部、3b…中空部、4…アンカーボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−279995(JP,A) 特開 平9−78848(JP,A) 特開 平9−291708(JP,A) 特開 昭63−35631(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04G 23/02 E21D 11/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パネル面内方向に網目状に配置される所
    定高さの多数の桁状部間に、パネル厚さ方向に延びる多
    数の中空部を形成してなる補強パネルを、コンクリート
    構造物の表面を覆うように、多数取り付けてなるコンク
    リート構造物の補強構造であって、補強の対象となるコ
    ンクリート構造物の表面と前記補強パネルとの間に変形
    が可能な不陸吸収材を介在させ、該不陸吸収材の変形に
    よって隣接する補強パネル間に段差を生じないようにし
    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2】 前記補強パネルがアルミニウム合金また
    は繊維強化プラスチック製のパネルである請求項1記載
    のコンクリート構造物の補強構造。
  3. 【請求項3】 前記不陸吸収材がシート状の弾性材料か
    らなる請求項1または2記載のコンクリート構造物の補
    強構造。
  4. 【請求項4】 前記シート状の弾性材料が透水性を有す
    るものである請求項3記載のコンクリート構造物の補強
    構造。
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