JP3751258B2 - Reinforcement method for concrete structures - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート床版に補強用網体を固定させるコンクリート構造物の補強方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリート橋梁の床版は、自動車などの車輌の動荷重が直接的にしかも繰り返し加わり、道路橋の主要部材の中でも最も過酷な荷重、応力を受ける。このため、特に床版の下面において、一方向の亀裂から縦横の亀裂が発生し、さらにはこれらの亀裂が成長して細網化し、最終的にはコンクリートの剥落などの原因となる。
【0003】
このような損傷は放置しておくと、亀裂がさらに進み鉄筋の腐食へと進展し、最終的には橋梁の破壊にまで至る。このような事態を避けるために、コンクリート橋梁の床版の下面を補修してこれを補強することが行われている。
【0004】
この補強方法の一例として、特開平8−338005号公報に記載の方法がある。これは、図5の(a)に示すように、鉄筋棒51a,51bを格子状にしてその格子点部分を溶接によって接合した補強用網鉄筋51を予め製作しておき、この補強用網鉄筋51を同図の(b)に示すようにコンクリート橋梁の床版50の下面に沿わせて配置することによって補強するようにしたものである。そして、補強用網鉄筋51は床版50に打ち込むアンカーピン式の固定具52によって固定され、この固定の後に3層の被覆層53a,53b,53cによって被覆した補強構造が施工される。
【0005】
固定具52は、そのヘッド52aに連なるピン52bの基端部分を先細りするテーパ52cとしたものである。そして、同図の(a)に示すように、固定具52のピン52bの先端を補強用網鉄筋51の格子点に接する位置で床版50に打ち込むことにより、テーパ52cが補強用網鉄筋51の互いに交差する鉄筋棒に突き当たる。これにより、同図の(a)において矢印で示す方向に補強用網鉄筋51の格子部分を押す力が作用し、補強用網鉄筋51の全体にプレストレスを負荷した状態となる。
【0006】
このような補強構造であれば、補強用網鉄筋51によって床版50が裏打ちされて床版50の強度が補強されると同時に、補強用網鉄筋51にはプレストレスが負荷されているので、床版50が荷重によって撓んだり変位したりしたときでも、補強用網鉄筋51はこれらの撓みや変位に追従可能なので、補強用網鉄筋51と既設の床版50との一体化が強化され、その補強効果が長期間にわたって維持される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の補強構造において、被覆層53aは床版50の下面に直接接着させることにより固定されており、床版50と被覆層53aとの間は、膨張係数や弾性係数が相違する性状の部材どうしが接着されていることになる。このため、床版50が動荷重によって繰り返して撓み変形するとき、床版50と被覆層53a,53b,53cの間の伸び変形の差によって、撓み部分でこれらの被覆層53a,53b,53cが床版50の下面から離れて浮き上がりを生じる可能性がある。また、損傷した床版50においては、通行車輌の輪荷重による撓みと亀裂開口の開閉の相乗作用により、床版50と被覆層53aの接着面に剪断力が発生して、被覆層53a,53b,53cが浮き上がりを生じる可能性がある。
【0008】
このような挙動によって被覆層53a,53b,53cの一部が床版50の下面から離れてしまうと、床版50に対する裏打ち効果がなくなる。そして、床版50から浮き上がる被覆層53a,53b,53cの広さが大きくなるに従って、床版50に対する補強効果も減退してしまうことになる。さらに、被覆層53a,53b,53cの浮き上がりによって補強用網体51の固定が不安定になり、補強効果が減退する。
【0009】
このように、従来の床版50の補強方法では、被覆層53a,53b,53cを床版50の下面に直接接着する工法であることから、コンクリート製の床版50と被覆層53a,53b,53cとの間の材質の相違、および床版50の亀裂開口の開閉が原因となって、被覆層53a,53b,53cが床版50の下面から離れて補強強度の低下を招く恐れがある。また床版全体が補強用網鉄筋51やその他の部材により覆われてしまうために施工後の床版50の経過を目視で観察することもできない。
【0010】
上記の問題は、コンクリート橋梁の床版に限った問題ではなく、ビル建築物などの他のコンクリート構造物の場合にも言えることである。また、上記の例では補強用網体として鉄製の網鉄筋を用いているが、網体の材質が合成樹脂の場合であっても同様な問題がある。
【0011】
本発明において解決すべき課題は、コンクリート構造物の補強に際して、補強用網体が床版の面上を移動しないように拘束することにより、コンクリート構造物の表面から補強用網体と被覆樹脂とが剥離するのを防止することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンクリート構造物の床版の表面に補強用網体を固定して床版を補強するコンクリート構造物の補強工法であって、床版の表面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成し、この溝に補強用網体を嵌め込んで固定することを特徴とする。
【0013】
床版の表面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成し、この溝に補強用網体を嵌め込んで固定することにより、補強用網体による補強層が床版内部に食い込んで存在する構成となる。この補強層はコンクリート構造物自体の撓みに対して高い引っ張り応力を発揮することで撓みによる変形を防ぐことができる。
【0014】
この補強用網体は、角材で形成された格子状の形状を備えることが望ましい。網体を角材で形成された格子状の形状とすることにより、補強用網体の製造および溝の施工が容易になる。また、この網体の材質としては繊維強化プラスチックの積層により成形するのが望ましい。繊維強化プラスチックは錆びなどの腐食を発生しにくく、高い引っ張り強度を備えながら軽量であるために施工時の運搬なども容易である。さらに床版に形成する溝は、コンクリートの主筋および背筋の方向と一致させることで補強用網体の引っ張り強度を最も効率的に発揮させることができる。
【0015】
ここで、床版の溝に補強用網体を嵌め込んだあと、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカーを打ち込んで補強用網体を拘束するとともに隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版に固定することが望ましい。溝の内面と補強用網体との隙間にアンカーを打ち込み樹脂により固定することによって、補強用網体と溝の嵌め合い寸法の精度を厳密に管理しなくとも補強用網体と溝内壁とを面接触させて強固に固定することができる。
【0016】
上記工法を実施する具体的な工程としては、切削工具により床版の表面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成する工程と、溝を洗浄する工程と、溝に補強用網体を嵌め嵌め込んだ後、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカーを打ち込んで補強用網体を拘束する工程と、溝を含む床版表面を樹脂で覆う工程と、補強用網体を拘束し、床版表面を樹脂で覆った状態で前記溝の隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版に固定する工程と、床版表面を覆う樹脂を除去する工程を含むものとなる。
【0017】
溝を形成する工程と、この溝に補強用網体を嵌め嵌め込んだ後に補強用網体を拘束する工程によって、コンクリート表面に食い込んだ補強層を形成させることができる。また、溝を洗浄する工程と、溝の内面と補強用網体との隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版に固定する工程とにより、床版に発生していた亀裂の内部に網体固定のための樹脂を浸透させて亀裂の進展を抑制することができる。また、最後に床版表面を覆う樹脂を除去することにより、コンクリート製の床版の表面が露出する構成となるので、補強後の床版の表面状態の変化を引き続き監視することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1の(a)は本発明を適用したコンクリート橋梁の全体図を示し、1は鉄筋コンクリート製の床版で、床版1の両端には地覆2が形成され、床版1の下面には3列の橋桁3が設けられている。そして床版1の下面全面に補強用被覆層9が形成されている。
【0019】
図1の(b)は同図(a)のA部の拡大断面図であり、図1の(c)は同図(b)の補強用被覆層9の底面図である。床版1の内部には、上側鉄筋4aと下側鉄筋4bが配置されている。この床版1の下面1sに、鉄筋4a,4bと同一方向およびこれと直角な方向に格子状の溝11が形成され、この溝11内部に繊維強化プラスチック(FRP)製の格子筋20が嵌め込まれている(図2の(b)参照)。この格子筋20は、溝11内部にエキポシ樹脂30を充填し硬化させることによって溝11内に固定されている。
【0020】
以上の構成において、格子筋20は床版1の下面1sに形成された溝11内に嵌め込まれた状態で固定されている。しかも格子筋20と溝11の間にはエポキシ樹脂を素材とする樹脂30を介在させているので、床版1が動荷重によって繰り返して撓み変形するときでも、この床版1の変形による歪み力は溝11内の樹脂30を介して格子筋20に伝達される。
【0021】
すなわち、格子筋20は床版1の溝11の中に封止されているので、床版1が撓み変形するときには、床版1の撓み変形に対し格子筋20が床版1の溝11の側壁間の距離Dを一定に保つ作用を備えている。これにより床版1が荷重によって撓みによる変位が発生した場合でも、格子筋20の弾性域の範囲内では変位を吸収することによって床版1の面方向全体が高い引っ張り応力を備えた構成となる。さらに格子筋20が床版1の溝11から浮き上がることはない。
【0022】
次いで図2および図3を参照して、被覆層9の施工手順について説明する。
図2(a)において、1は鉄筋コンクリート製の床版であり、1sはこの床版1の下面である。この下面1sには亀裂1cが存在している。この床版1を補強するために、図2(b)に示すように、床版1の下面1s表面に、コンクリートカッターによって床版1に配筋されている主筋および背筋とそれぞれ平行な方向に幅15mm、深さ15mm程度の格子状の溝11を100mmピッチで穿つ。このあと10〜20MPaのジェット水による高圧水洗ケレンによって全面を洗浄する。この洗浄により下面1sの亀裂1c内にあるゴミなどを除去する。
【0023】
次いで、幅10mm×高さ10mmの角部材で形成し、溝11と同ピッチの格子を備えたFRP製の格子筋20を、下面1sの溝11内に嵌め込む。ここで、格子筋20の接手部分に2枚の格子筋20を配置するときには、図2(c)に示すように深い溝11aを形成し、この深い溝11aに接手用の格子筋20aを嵌め込む。これにより、連続して強度を発揮するように連結する構成となり、床版1の補強面全体を覆い、切れ間なく引っ張り強度を備えた一体のFRP製の格子筋20と同様の構成とすることができる。
【0024】
次いで、図3(a)に示すように、この床版1の溝11内部の側壁と、FRP製の格子筋20との隙間にくさびアンカー25を嵌入して格子筋20を固定する。このくさびアンカー25は、図3(c)に示すように底面は円形を形成し、上面は楕円を形成し、内部は中空となっている。この中空部25aは後述するように低粘度樹脂30注入時の注入口となる。
【0025】
次いで、図4(a)に示すように、このくさびアンカー25を嵌入した箇所以外の全部の溝に粘土状樹脂21を、格子筋20を覆うように被せていく。この粘土状樹脂21は、低粘度樹脂30が樹脂注入時に漏れないようにする目的のものなので、樹脂モルタルで施工することも可能である。さらに図4(b)に示すように、この粘土状樹脂21の上から剥離型樹脂22を吹き付けることで粘土状樹脂21からの低粘度樹脂30の漏れを防ぐ。この剥離型樹脂22の塗布方法はコテ塗りによってももちろん可能であるが、特に天井への上向きの塗布を行う場合には吹き付けによる施工が効率面で適している。
【0026】
これらの工程のあとに、図3(b)に示すようにくさびアンカー25の内部に注入器を接続し、粘土状樹脂21で密封された溝11の内部に低粘度樹脂30を注入していく。この低粘度樹脂30は粘度が低いので、溝11内の空間部に充填されるとともに床版1の亀裂1c内部の空間に浸透していく。
【0027】
また低粘度樹脂30の注入を補修面中央から行うことで注入箇所以外のアンカー25は空気抜きとして機能する。低粘度樹脂30が空気抜きのアンカー25まで到達したのを確認したあと、最初の注入アンカー25をゴム栓などで封入し、低粘度樹脂30の逆流を防いだあとに空気抜きのアンカー25から注入していくことで空気の混入を最小限にしながら全部の溝に低粘度樹脂30を注入することができる。この低粘度樹脂30としては、施工が容易である点からエキポシ樹脂などを用いることが望ましい。
【0028】
亀裂1cに浸透した低粘度樹脂30は剥離型樹脂22によって表面1sまで到達した亀裂1cから漏れることなく、コンクリート内部の亀裂1cの先端方向へ浸透していく。この浸透した低粘度樹脂30が硬化した後は、既存の亀裂1c内への水分の浸透を防ぐ。これにより、コンクリート内部の鉄筋が浸透してきた水分に起因して腐食することによって鉄筋自体の体積が膨脹して新たな亀裂を発生させることを防ぐ。またこの低粘度樹脂30を注入し硬化した後に剥離型樹脂22を剥離することにより既設のコンクリート表面が露出するので、施工後の亀裂1cの進行具合を目視観察することも可能となる。
【0029】
また既存の亀裂の内部に硬化した低粘度樹脂30が浸透した構成となるので、撓みによる引っ張りが発生した場合でも低粘度樹脂30自体の弾性力によって亀裂の引っ張りを抑制する。この引っ張りの抑制によって撓みによる変位自体を抑制することにより、変位の繰り返しによる床版1の亀裂の進行を遅らせることができる。
【0030】
また本工法はコンクリート内にアンカーを打ち込むことはないために、新たな亀裂を発生させることがなく、既存のコンクリートにも負担をかけない構成となる。
【0031】
なお、本実施例の方法は、損傷したコンクリート構造物の補修に止まらず、例えば、耐用年数が20年で設計された橋梁を耐用年数を25年に増強する場合にも適用できることはもちろんである。また、床版のみならず桁下面の補強にも同様に適用できる。特に施工中においても通過交通によって絶えず撓みが繰り返される床版や桁において最も効果を発揮するものである。
【0032】
【発明の効果】
本発明によって以下の効果を奏することができる。
(1)コンクリート構造物の床版の表面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成し、この溝に補強用網体を嵌め込んで固定することにより補強層が床版に食い込んだ状態となり、取り付けられた既設橋梁が撓んだ場合にも、補強用網体がこの橋梁の変位に追従しながら引っ張り応力を発揮するので、補強層とコンクリートの間に隙間が生じることがなく、補強用網体と既設橋梁との一体化が図れ、長期にわたって表面の剥離防止を維持できる補強方法となる。
【0033】
(2)床版の溝に補強用網体を嵌め込んだあと、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカーを打ち込んで補強用網体を拘束するとともに前記隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版に固定することによって、補強用網体と溝の嵌め合い寸法の精度にかかわらずコンクリートに対する引っ張り強度を効率よく発揮する補強層となる。また、床版と補強用網体との間に樹脂を介在させることにより、補強用網体に対する剪断力が発生せず、剪断力破壊が生じない。さらにこの樹脂が床版の亀裂の補修材としても機能する。
【0034】
(3)溝を形成する工程と、前記溝を洗浄する工程と、前記溝に補強用網体を嵌め嵌め込んだ後、アンカーを打ち込んで拘束する工程と、樹脂で覆う工程と、補強用網体を拘束し、樹脂を注入して補強用網体を床版に固定する工程と、前記床版表面を覆う樹脂を除去する工程を含むものとすることで補強用網体の固定と剥離防止の施工を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明を適用したコンクリート橋梁の全体図、(b)は(a)のA部の拡大断面図、(c)は(b)の補強用被覆層の底面図である。
【図2】 本発明の施工手順を示す説明図である。
【図3】 本発明の施工手順を示す説明図である。
【図4】 本発明の施工手順を示す説明図である。
【図5】 従来の補強構造を示す概略図である。
【符号の説明】
1 床版
1s 下面
1c 亀裂
2 地覆
3 橋桁
4a 上部鉄筋
4b 下部鉄筋
9 補強用被覆層
11 溝
20 格子筋
21 粘土状樹脂
22 剥離型樹脂
25 アンカー
30 低粘度樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for reinforcing a concrete structure in which a reinforcing net is fixed to a concrete slab.
[0002]
[Prior art]
The concrete bridge floor slab is directly and repeatedly subjected to the dynamic load of a vehicle such as an automobile, and is subjected to the most severe load and stress among the main members of a road bridge. For this reason, especially in the lower surface of the floor slab, vertical and horizontal cracks are generated from cracks in one direction, and further, these cracks grow and become reticulated, and eventually cause peeling of concrete.
[0003]
If such damage is left unattended, cracks will progress further and progress to corrosion of the reinforcing bars, eventually leading to the destruction of the bridge. In order to avoid such a situation, the lower surface of the floor slab of a concrete bridge is repaired and reinforced.
[0004]
As an example of this reinforcing method, there is a method described in JP-A-8-338005. This is because, as shown in FIG. 5 (a), reinforcing reinforcing bars 51a and 51b are formed in a lattice shape and reinforcing
[0005]
The
[0006]
With such a reinforcement structure, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above reinforcing structure, the
[0008]
If a part of the
[0009]
As described above, in the conventional reinforcing method of the
[0010]
The above problem is not limited to the concrete slab floor slab, but can also be said for other concrete structures such as buildings. In the above example, an iron net reinforcing bar is used as the reinforcing net, but there is a similar problem even when the net is made of synthetic resin.
[0011]
The problem to be solved in the present invention is that when reinforcing a concrete structure, the reinforcing mesh body is restrained from moving on the surface of the floor slab so that the reinforcing mesh body and the coating resin are separated from the surface of the concrete structure. It is to prevent peeling.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a concrete structure reinforcing method for reinforcing a floor slab by fixing a reinforcing mesh to the surface of a floor slab of a concrete structure, and a groove for fitting the reinforcing mesh into the surface of the floor slab And a reinforcing net is fitted into the groove and fixed.
[0013]
A groove for fitting the reinforcing mesh is formed in the surface portion of the floor slab, and the reinforcing mesh is fitted into the groove and fixed, so that a reinforcing layer by the reinforcing mesh is bitten into the floor slab. It becomes composition. This reinforcing layer can prevent deformation due to bending by exerting a high tensile stress against the bending of the concrete structure itself.
[0014]
It is desirable that the reinforcing net has a lattice shape formed of square bars. By making the mesh body into a grid-like shape formed of square bars, it becomes easy to manufacture the reinforcing mesh body and construct the grooves. Further, it is desirable to form the net body by lamination of fiber reinforced plastic. Fiber reinforced plastics are less susceptible to corrosion such as rust, and are lightweight while having high tensile strength, so they can be easily transported during construction. Further, the grooves formed in the floor slab can be most efficiently exerted by the tensile strength of the reinforcing net by matching the direction of the main and back bars of the concrete.
[0015]
Here, after the reinforcing mesh is fitted in the groove of the floor slab, a wedge-shaped anchor is driven into the gap between the inner surface of the groove and the reinforcing mesh to restrain the reinforcing mesh and inject resin into the gap. It is desirable to fix the reinforcing net to the floor slab. By anchoring the anchor into the gap between the inner surface of the groove and the reinforcing net and fixing it with resin, the reinforcing net and the inner wall of the groove can be connected without strictly controlling the accuracy of the fitting size of the reinforcing net and the groove. It can be fixed firmly by surface contact.
[0016]
As specific steps for carrying out the above method, a cutting tool is used to form a groove for fitting the reinforcing mesh on the surface of the floor slab, a step for cleaning the groove, and a reinforcing mesh is fitted into the groove. After fitting, a step of driving a wedge-shaped anchor into the gap between the inner surface of the groove and the reinforcing net body to restrain the reinforcing net body, a step of covering the floor slab surface including the groove with a resin, and a reinforcing net body And a step of injecting resin into the gap of the groove with the floor slab surface covered with resin and fixing the reinforcing net to the floor slab, and a step of removing the resin covering the floor slab surface It becomes.
[0017]
By the step of forming a groove and the step of constraining the reinforcing net after fitting and fitting the reinforcing net into the groove, a reinforcing layer biting into the concrete surface can be formed. Further, the interior of the crack generated in the floor slab is obtained by washing the groove and injecting resin into the gap between the inner surface of the groove and the reinforcing mesh to fix the reinforcing mesh to the floor slab. It is possible to suppress the progress of cracks by infiltrating the resin for fixing the mesh body. Moreover, since the surface of the concrete floor slab is exposed by removing the resin covering the surface of the floor slab at the end, the change in the surface state of the floor slab after reinforcement can be continuously monitored.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 (a) is an overall view of a concrete bridge to which the present invention is applied. 1 is a floor slab made of reinforced concrete, and a ground cover 2 is formed at both ends of the
[0019]
1B is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1A, and FIG. 1C is a bottom view of the reinforcing coating layer 9 in FIG. Inside the
[0020]
In the above configuration, the lattice bars 20 are fixed in a state of being fitted in the
[0021]
That is, since the lattice bars 20 are sealed in the
[0022]
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the construction procedure of the coating layer 9 will be described.
In FIG. 2A, 1 is a floor slab made of reinforced concrete, and 1 s is a lower surface of the
[0023]
Next, an
[0024]
Next, as shown in FIG. 3A, a
[0025]
Next, as shown in FIG. 4A, the clay-
[0026]
After these steps, an injector is connected to the inside of the
[0027]
Further, by injecting the low-
[0028]
The low-
[0029]
Further, since the cured low-
[0030]
In addition, since this method does not drive anchors into concrete, it does not generate new cracks and does not place a burden on existing concrete.
[0031]
The method of the present embodiment is not limited to repairing a damaged concrete structure. For example, a bridge designed for a service life of 20 years can be applied to a service life of 25 years. . Further, the present invention can be similarly applied not only to the floor slab but also to the reinforcement of the underside of the girder. In particular, it is most effective for floor slabs and girders that are repeatedly bent due to passing traffic even during construction.
[0032]
【The invention's effect】
The following effects can be achieved by the present invention.
(1) A groove for fitting a reinforcing mesh body is formed on the surface portion of the floor slab of a concrete structure, and the reinforcing layer is cut into the floor slab by fitting and fixing the reinforcing mesh body in this groove. Even when the installed existing bridge is bent, the reinforcing mesh exerts tensile stress while following the displacement of the bridge, so there is no gap between the reinforcing layer and the concrete. The net body and the existing bridge can be integrated, and the reinforcement method can maintain the prevention of surface peeling for a long time.
[0033]
(2) After fitting a reinforcing mesh into the groove of the floor slab, a wedge-shaped anchor is driven into the gap between the inner surface of the groove and the reinforcing mesh to restrain the reinforcing mesh and inject resin into the gap By fixing the reinforcing net to the floor slab, the reinforcing layer efficiently exhibits the tensile strength against the concrete irrespective of the accuracy of the fitting size of the reinforcing net and the groove. Further, by interposing the resin between the floor slab and the reinforcing net, no shearing force is generated on the reinforcing net and no shear force breakage occurs. Furthermore, this resin also functions as a repair material for cracks in the floor slab.
[0034]
(3) a step of forming a groove, a step of cleaning the groove, a step of fitting and inserting a reinforcing net into the groove, and then anchoring the anchor, a step of covering with a resin, and a reinforcing net Constraining the body, injecting resin to fix the reinforcing mesh to the floor slab, and removing the resin covering the floor slab surface to fix the reinforcing mesh and prevent peeling Can be performed efficiently.
[Brief description of the drawings]
1A is an overall view of a concrete bridge to which the present invention is applied, FIG. 1B is an enlarged sectional view of a portion A of FIG. 1A, and FIG. 1C is a bottom view of a reinforcing covering layer of FIG. is there.
FIG. 2 is an explanatory view showing a construction procedure of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a construction procedure of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a construction procedure of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional reinforcing structure.
[Explanation of symbols]
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