JP4084618B2 - コンクリートの補強工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

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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