JP3932094B2

JP3932094B2 - カルバート構造物の補強方法

Info

Publication number: JP3932094B2
Application number: JP2001308615A
Authority: JP
Inventors: 忠良石橋; 薫小林; 徹吉田; 悦男梶田; 良紀竹元
Original assignee: SANKO TECHONO CO.,LTD.; East Japan Railway Co
Current assignee: SANKO TECHONO CO.,LTD.; East Japan Railway Co
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2003113673A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設されたカルバート構造物の補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）を契機として、近年、耐震性の強化を図るため、各種建築構造物の補強工事の必要性が増大している。
従来、既設の橋脚、橋台、防波堤、防護壁等のコンクリート構造物の補強は、補強面に、配筋を施した型枠を組み、この型枠内にコンクリートを流し込んで固めるか、炭素繊維、アラミド繊維を貼付け固着するか、あるいは鋼板を密着一体状に取り付ける等の方法で行われている。
【０００３】
また、特に埋設された鉄道用や車道用の地下トンネル、地下通路あるいは暗渠等に広く採用されているカルバート構造物の補強は、外壁面側から行うには周囲を掘り起こさなければならず大掛かりな工事となってしまうため、専ら内壁面側から行っているが、その施工は、内壁の補強面に、配筋を施した型枠を組み、この型枠内にコンクリートを流し込んで固める等、前記同様な方法で行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した補強方法は、いずれも、補強面に厚みができ、特に型枠内にコンクリートを流し込んで固める場合には、補強面の厚みがより大きくなるという難点があり、特に埋設されたカルバート構造物においては、内部空間が狭くなるという重大な欠点を有している。
【０００５】
また、前記いずれの補強方法も、補強面に、コンクリートを積層し、繊維や鋼板を貼り付けるだけでは剪断の補強効果が得られない。
さらに、炭素繊維等を貼付け固着する場合には、溶剤の使用や紫外線照射等の設備も必要となり、特にカルバート構造物の補強に際しては、溶剤の使用に対し、工事現場の換気に十分な配慮をしなければならないという難点もある。
また、前記した従来の補強方法は、いずれも工事が大掛かりなものとなって、工事期間が長くなり、工事期間中における工事現場の通行等の利用が制約される上に、費用が嵩むという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記の点に着目し、施工が容易で、しかも施工後に剪断耐力の大幅な向上が図れ、かつ工期が短く、また、工区を小分けして断続的に施工することができ、さらに費用の削減が図れるカルバート構造物の補強方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカルバート構造物の補強方法は、地中に埋設されたカルバート構造物の内壁面側から壁内部に向けて有底の剪断補強材挿入用長穴を形成し、この剪断補強材挿入用長穴の内部に前記剪断補強材挿入用長穴よりも短尺の剪断補強材を挿入して残部空隙を充填材で充填固化する。
この場合において、前記充填材が、被補強構造物の補強面と同色系に着色されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のカルバート構造物の補強方法について、その一実施の形態をそれぞれ添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の補強方法の対象となるボックス型カルバート構造物の一例を示す模式的な部分断面図であり、図２は、本発明による補強方法の対象となった図１のＡで示す領域を拡大して示す部分断面図である。また、図３の（ａ）、（ｂ）は、本発明に使用する剪断補強材の一例を示す模式的な斜視図である。
【００１０】
本発明のカルバート構造物の補強方法は、図１、図２に示すように、カルバート構造物の補強を要する内壁面９に、ドリル等の回転工具を用いて、壁内部に向けて剪断補強材挿入用長穴１を形成し、この剪断補強材挿入用長穴１に、異形鉄筋等からなる剪断補強材１を挿入して、長穴１内に生じた残部空隙４を流動性硬化性樹脂若しくはセメントモルタル等の充填材で充填固化して一体化する。なお、剪断補強材挿入用長穴１は、カルバート構造物の補強壁面を貫通しないように穿穴する。
また、この補強方法では、カルバート構造物本体の内壁面の補強に限らず、図１に示す隔壁１０や床盤・天井１１にも適用できる。隔壁１０の場合には、片面からでも両面からでも施工できる。
【００１１】
本発明の補強方法に使用する剪断補強材３は、前記した異形鉄筋の他に、寸切ボルト及びＰＣストランド、さらには、炭素繊維製、アラミド繊維製の棒状体が使用できる。
また、このような剪断補強材は、締結時に先端部が拡開して剪断補強材挿入用長穴内で固定できるタイプのアンカーボルトを使用しても良い。
【００１２】
剪断補強材挿入用長穴に挿入して一体化する剪断補強材は、剪断補強鉄筋と同等の機能を果たすものであるため、挿入する剪断補強材が既設の主筋に当たらないように、既設の剪断補強鉄筋間に穿穴して埋設する。
補強面に形成する剪断補強材挿入用長穴は、適用するカルバート構造物の大きさや、補強しようとする剪断耐力値によっても異なるが、通常、上下左右に、２０ｍｍ〜５０ｍｍ間隔で網の目状に穿設すると良い。
【００１３】
剪断補強材を、剪断補強材挿入用長穴に挿入し、この長穴中に生じた残部空隙を充填固化させる充填材としては、無機系モルタルもしくは流動状硬化性樹脂が挙げられる。
これらの充填は、例えば、剪断補強材挿入用長穴に剪断補強材を挿入した後に、この長穴の残部空隙に前記モルタル等を圧入して充填するか、あるいは流動状硬化性樹脂を内包した管状のカプセルを、剪断補強材挿入用長穴の最深部に配置し、棒状の剪断補強材の鋭角先端部で突き破って残部空隙を充填するか、若しくは併用して行われる。
【００１４】
上記管状のカプセル型は、剪断補強材挿入用長穴内に剪断補強材を挿入した後に行われる入り口側からの流動性硬化性樹脂若しくはセメントモルタルの注入が、奥まで充分に充填することが困難な場合に有効な方法である。上記流動状硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂や、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
【００１５】
剪断補強材を挿入した剪断補強材挿入用長穴に、モルタル等の充填材を圧入充填する方法としては、例えば、図２に示すように、長穴２の開口部を蓋体５で封止し、手前側の空間部と剪断補強材３の周囲に、矢印Ｘの方向からモルタルを注入し、矢印Ｙの方向からエアー抜きを行って充填する。
また、前記カプセル型を使って、剪断補強材挿入用長穴を充填する場合には、長穴の最深部に配置させたカプセルを突き破る必要があるため、使用する剪断補強材は、図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、先端が鋭角に形成されたものが好ましい。図示例の他に、先端部は、円錐状、その他の錐状とすることもできる。
さらに、流動状硬化性樹脂等を長穴内に密に充填できるようにするため、剪断補強材は長穴内に回転させながら挿入（打設）し、長穴内の前記樹脂等を攪拌するようにすると良い。この場合、使用する剪断補強材は、ドリル等の回転工具に連結できるように、後端部に回転工具連結用切欠７や角型の凹部８を備えたものが良い。
なお、本発明に使用する充填材を、剪断補強材挿入用長穴の周囲の補強面と同系色に着色することにより、施工前と変わらない内壁面に仕上げることができる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を挙げるが、本発明の補強方法はこれらに限定されるものではない。
【００１８】
［実施例１］
図１、図２に示すような、旧耐震設計基準で設計された、高さ６ｍ、横１７ｍ、上下左右の壁厚がそれぞれ１，０００ｍｍ、中央の隔壁の厚さが５００ｍｍのカルバート構造の鉄道用トンネルを二基建設し、その内の一方の鉄道用トンネルに本発明による補強を行った。
即ち、トンネル内壁の要補強面に、内部に向けて要補強面に対し垂直に、深さ９００ｍｍ、径４５ｍｍφの剪断補強材挿入用長穴２を、既設の主筋１５や剪断補強鉄筋１６に当たらないように、また、剪断補強鉄筋１６，１６の間に、上下左右５００ｍｍ間隔で格子状に穿孔して形成し、この長穴１２に長さ８５０ｍｍ、径３８ｍｍφの異形鉄筋３を奥まで挿入し、手前側５０ｍｍの空間部と剪断補強材の周囲に、無機系モルタル６を圧入して、剪断補強材挿入用長穴２に充填し固化させた。
【００１９】
上記二基の鉄道用トンネルに、それぞれ、兵庫県南部地震と同等の地震波を、１分間与えたところ、補強をしていないトンネルには、部分的に剪断ひび割れや剪断破壊が発生したが、補強した鉄道用トンネルには、強度性に問題のないひびが部分的に生じただけに止まった。
【００２０】
本発明の補強方法によれば、剪断補強材をカルバート構造物の補強面内部に充填固化させて一体化することにより、補強面内の剪断補強材を容易に増加させて、剪断耐力を大幅に増大させることができる。
また、本発明の補強方法は、実施例で挙げたカルバート構造物本体の内壁面の補強に限らず、橋梁、橋台、土留擁壁、防波堤等、コンクリート構造物であれば如何なるものにも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の補強方法によれば、その補強面側から、穿孔して剪断補強材を入れ、充填材を注入するだけの施工で十分な補強が行えるため、工期が短くて済み、しかも補強面に厚みが出ず、工事中の構造物内の使用に対する制約も、従来の工法に比べて大幅に減少できる。
さらに、充填材を剪断補強材挿入用長穴の周囲の補強面と同系色にすることにより、補強面が目立たず美観を損なうことがないので、施工面を覆う化粧板の設置等の後処置が不要となるので、大幅なコストダウンが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボックス型カルバート構造物の一例を示す断面図である。
【図２】本発明による補強のなされた図１のＡで示す領域を拡大して示す部分断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に使用する剪断補強材の一例を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
２剪断補強材挿入用長穴
３剪断補強材
４残部空隙
５蓋体
６モルタル
７切欠
８角型の凹部
９内壁面
１０隔壁
１１床盤・天井
１５既設の主筋
１６既設の剪断補強鉄筋

Claims

カルバート構造物の内壁面側から壁内部に向けて有底の剪断補強材挿入用長穴を形成し、この剪断補強材挿入用長穴の内部に前記剪断補強材挿入用長穴よりも短尺の剪断補強材を挿入して残部空隙を充填材で充填固化することを特徴とするカルバート構造物の補強方法。
前記充填材が、被補強構造物の補強面と同色系に着色されている請求項１に記載のカルバート構造物の補強方法。