JP4084618B2 - コンクリートの補強工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高架道路や陸橋の梁や床版等の鉄筋コンクリート部材(以下、単にコンクリートという)の補強工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高架道路や陸橋等の梁や床版等のコンクリートを補強する工法として、該コンクリートの下面に、強化繊維補強プラスチックロッド(炭素繊維、ガラス繊維、アラミド、ポリエステル、ナイロン等の無機・有機繊維を一種もしくは複数種混入して形成された強化繊維製の棒材、表面が組紐状やより加工など異形化されている。以下、単に「強化繊維補強プラスチックロッド」と言う)を主筋、配力筋としてコンクリートを増厚する補強工法と、該床版の下面に強化繊維シートや鉄板を貼りつける補強工法とがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これらの補強工法では、コンクリートの下面の全面を覆うように補強材を設置するため、コンクリートに発生したクラックが、補強後には見えなくなる。このため、コンクリートの劣化や損傷の程度が目視で確認できなくなり、目視によるコンクリートの管理ができなくなる。
【0004】
また、コンクリートの下面に強化繊維シートや鉄板を補強材として貼りつける工法では、コンクリートにしみ込んだ水が、コンクリートと補強材との間に滞留し、コンクリートの輪荷重走行下における疲労寿命(長期耐久性)を著しく低下させる。
【0005】
前記の事情に鑑み、本発明は、コンクリートの下面の全面を覆うことなく、コンクリートの補強を行なえるようにしたコンクリートの補強工法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、下面(1c)にクラック(6)が走っているコンクリート(1)を補強するコンクリートの補強方法であって、
前記コンクリート(1)の下面(1c)のかぶり部(5)に、前記クラック(6)の一部を横切るように溝(7)を形成し、
前記溝(7)内に、前記クラック全体に広がらない程度の粘着力を有する充填材(10)を介して強化繊維補強プラスチックロッド(8)を埋設して補強するようにした。
【0010】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであって、特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【0011】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によると、コンクリートの下面に溝を形成し、該溝に充填材を介して強化繊維補強プラスチックロッドを埋設するだけでよいので、補強設計、施工が容易であり、コンクリート(床版)の押し抜きせん断補強だけでなく、コンクリート(梁)の曲げ補強など広い範囲に適用することができる。補強後もコンクリートの下面のクラック等の目視が可能になり、コンクリートの劣化、損傷の進行状況を容易に確認することができる。また、コンクリートに水が侵入しても滞留することがないので、滞水によるコンクリートの長期耐久性の低下を防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は、本発明の第1の実施の形態を示すもので、コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図である。
【0017】
図1において、コンクリート製の床版1は、板状に形成された本体1aを有しており、該本体1aには、図1(a)で上下方向にむけて配筋された主鉄筋2と、それら主鉄筋2間を連結する形で図1(a)で左右方向にむけて配筋された配力筋3が埋設され、その外周には、該主鉄筋2及び配力筋3の腐食を防止するためのかぶり部5が形成されている。
【0018】
このような床版1を道路として長期間使用することにより、走行車輛から受ける衝撃や振動によって、該床版1の上面1bや下面1cに多数のクラック6が発生する。このクラック6は、時間の経過と共に徐々に深く、大きくなって、前記上面1bあるいは下面1cから前記かぶり部5を通り主鉄筋2や配力筋3に達し、本体1aを貫通することもある。
【0019】
本コンクリートの補強工法では、まず、床版1の下面1cに発生したクラック6が走る方向(例えば、図1(a)では、クラック6は、主鉄筋2の配筋方向と略平行な方向に走っている)と、クラック6の大きさ(幅、長さ、深さ等)を確認する。また、床版1上を走行する車輛の大きさや量から、床版1の必要耐力増分を設定する。
【0020】
耐力増分を保証するために床版1に埋設すべき強化繊維補強プラスチックロッドの性質(直径、引張耐力、弾性係数)と数量(本数)を算出すると共に、埋設位置と方向を設定する。強化繊維補強プラスチックロッドの埋設方向は、クラック6が走る方向と交差する方向とし、埋設位置は、クラック6を横切る位置とする。
【0021】
強化繊維補強プラスチックロッドの性質と埋設位置が決まったら、図1(b)、(c)に示すように床版1の下面1cのかぶり部5に溝7を形成する。この溝7の幅W及び深さHは、埋設する強化繊維補強プラスチックロッド8の太さDより若干大きく設定する。
【0022】
溝7を形成した後、該溝7内に充填材として適当量の粘着材10を充填し、強化繊維補強プラスチックロッド8を該粘着材10の中に埋設する。すると、粘着材10は、その粘着力により溝7の内面に付着し、かつその粘着力により、軽量な強化繊維補強プラスチックロッド8を保持することができる。強化繊維補強プラスチックロッド8を埋設した後、前記粘着材10の表面10aを、床版1の下面1cと略同じ高さになるように均す。
【0023】
このとき、溝7内に充填した粘着材10の一部は、図1(c)に示すように、溝7からクラック6内に溢れ出すが、粘着材10の粘着力が大きい場合には、粘着材10は溝7の周囲に留まり、クラック6全体に広がることはない。
【0024】
また、粘着材10は、例えば、エポキシパテのように、粘着性により床版1に付着し、かつその粘着性により強化繊維補強プラスチックロッド8を支持することができ、しかも、硬化した後もたわみ性を有し、ひび割れ等を発生させることなく、床版1の変形に追従できるものを用いる。
【0025】
このような補強構造では、従来のように、シート状の補強部材により床版1の下面1cの全面を覆うことなく床版1の補強を行なうことができる。また、床版1の下面1cに発生したクラック6も、強化繊維補強プラスチックロッド8の埋設位置とその近傍を除き殆ど粘着材10等に覆われることがないので、床版1に侵入した水が、その下面1cやクラック6を通して排水され、床版1内に滞留することはない。従って、主鉄筋2や配力筋3の腐食の促進や、滞水によるコンクリートの長期耐久性の低下等を防止することができる。また、補強後においても、床版1の下面1cのクラック6を目視で観察することができ、床版1の劣化や損傷の進行状況を容易に確認することができる。
【0026】
また、床版1の下面1cに埋設する強化繊維補強プラスチックロッド8の性質(直径、引張耐力、弾性係数)や本数は、補強目的に応じた設計を行ない決定することができる。例えば、既存の鉄筋コンクリート桁の曲げ耐力設計は、完全付着を考慮した断面分割法によって決定することができる。即ち、既存のコンクリート製の桁(図示せず)の曲げ補強や、床版1の押し抜きせん断補強などを行なうことができる。
【0027】
また、図1の例では、強化繊維補強プラスチックロッド8を配力筋3と略平行に埋設した場合を示しているが、強化繊維補強プラスチックロッド8を主鉄筋2と略平行に配置してもよいし、強化繊維補強プラスチックロッド8を主鉄筋2および配力筋3と適宜角度を付けて埋設するようにしてもよい。このように、補強目的に応じて、強化繊維補強プラスチックロッド8の材質や直径、埋設間隔を適宜調整することができ、自由度の高い補強設計、施工が可能になる。
【0028】
図2は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図である。
【0029】
同図において、図1と同じものは同じ符号をつけて説明を省略する。この実施の形態は、床版1に発生したクラック6の走る方向がまちまちであったり、クラック6が大きくなっている場合に有効な補強工法である。
【0030】
前記第1の実施の形態と同様に、補強設計を行なった後、床版1の下面1cに主鉄筋2と略平行な溝11を形成する。この溝11は、前記溝7と同様に埋設する強化繊維補強プラスチックロッド12の直径D2より若干広い幅を有し、深さH2は、前記溝7の深さHの略2倍とする。前記溝11を形成したら、該溝11と略直交する(交差する)ように前記配力筋3と略平行な溝7を形成する。
【0031】
前記溝11内に所要量(溝11の深さH2の半分以下)の粘着材10を充填して、強化繊維補強プラスチックロッド12を埋設し、その表面を、溝7の底面7aと略同じ高さになるように均しておく。前記粘着材10が硬化しないうちに、前記溝7に所要量の粘着材10を充填し、強化繊維補強プラスチックロッド8を埋設する。そして、前記溝11に粘着材10を充填して、溝7に充填された粘着材10と溝11に充填された粘着材10の各表面10aを床版1の下面1cと同じ高さになるように均す。
【0032】
このような補強構造では、従来のように、シート状の補強部材により床版1の下面1cの全面を覆うことなく床版1の補強を行なうことができる。また、床版1の下面1cに発生したクラック6も、強化繊維補強プラスチックロッド8、12の埋設位置とその近傍を除き、粘着材等で覆われることがないので、床版1に侵入した水が、その下面1cやクラック6を通して排水され、床版1内に滞留することはない。従って、主鉄筋2や配力筋3の腐食の促進や、滞水によるコンクリートの長期耐久性の低下等を防止することができる。また、補強後においても、床版1の下面1cのクラック6を目視で観察することができ、床版1の劣化や損傷の進行状況を容易に確認することができる。
【0033】
また、床版1の下面1cに埋設する強化繊維補強プラスチックロッド8、12の性質(直径、引張耐力、弾性係数)や本数は、補強目的に応じた設計を行ない決定することができる。即ち、強化繊維補強プラスチックロッド8と強化繊維補強プラスチックロッド12は、性質の同じものを用いてもよいし、異なる性質のものを用いてもよい。
【0034】
図3は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図である。
【0035】
同図において、図1、図2と同じものは同じ符号をつけて説明を省略する。前記第1の実施の形態と同様にして、床版1の下面1cに、前記かぶり部5内に位置するように、前記配力筋3と略平行な溝7が形成され、該溝7内に充填された粘着材10を介して、強化繊維補強プラスチックロッド8を埋設し、粘着材10の表面10aを床版1の下面1cと同じ高さになるように均す。
【0036】
ついで、床版1の下面1cの所定の位置に、幅E、厚さTの強化繊維シート15を前記主鉄筋2の配筋方向と略平行に配置し、樹脂16を含浸させて床版1の下面1cに接着、硬化させる。なお、強化繊維シート15に含浸させる樹脂は、前記粘着材10と同様に、硬化した後もたわみ性を有し、ひび割れ等を発生させることなく床版1の変形に追従することができる樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を選択する。
【0037】
なお、図3(c)の右側に示すように、強化繊維シート15がクラック6の開口部を覆う位置及びその近傍では、強化繊維シート15に含浸させた樹脂16がクラック6内に侵入して硬化されることがある。しかし、クラック6の前記強化繊維補強プラスチックロッド8や繊維強化シート15と重ならない部分は、そのままの状態で残るため、床版1にしみ込んだ水はクラック6等を通して排水され、床版1内に滞留することはない。
【0038】
このように、異なる素材を用いて床版1の補強を行なうこともできる。そして、補強に使用する素材の種類を多様化することで、補強設計、施工の自由度を増すことができ、より適切な補強を行なうことができる。また、補強効率を向上させることができる。
【0039】
また、前記各実施の形態と同様に、補強部材が床版1の下面1cの全面を覆うことがないので、床版1に侵入した水が床版1内に滞留することがなく、主鉄筋2や配力筋3の腐食の促進や、滞水によるコンクリートの長期耐久性の低下等を防止することができる。また、補強後においても、床版1の下面1cのクラックを目視で観察することができ、床版1の劣化や損傷の進行状況を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による鉄筋コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図。
【図2】本発明による鉄筋コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図。
【図3】本発明による鉄筋コンクリート製の床版の補強状態を示し、(a)は底面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(b)のC−C断面拡大図。
【符号の説明】
1…コンクリート(床版)
1c…下面
2…主鉄筋
3…配力筋
5…かぶり部
7…溝
8…強化繊維補強プラスチックロッド
10…粘着材(エポキシパテ)
11…溝
12…強化繊維補強プラスチックロッド
15…強化繊維シート
16…樹脂
Claims (1)
- 下面にクラックが走っているコンクリートを補強するコンクリートの補強工法であって、
前記コンクリートの下面のかぶり部に、前記クラックの一部を横切るように溝を形成し、
前記溝内に、前記クラック全体に広がらない程度の粘着力を有する充填材を介して強化繊維補強プラスチックロッドを埋設する、
ことを特徴とする、コンクリートの補強工法。
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