JP4413889B2 - 鋼板組立柱の補強材配置用治具、鋼板組立柱の補強方法、および補強鋼板組立柱 - Google Patents

Description

本発明は、既設の鋼板組立柱、いわゆるパンザマスト（panzer mast）を補強する際の鋼板組立柱の補強材配置用治具、鋼板組立柱の補強方法、および補強鋼板組立柱に関する。

従来、鋼板組立柱の経年変化等に対する補強を行う際、鋼板組立柱の地際部分に対して補強を行うことが知られる。このような補強方法としては、鋼板組立柱の地際の基部中空円筒体から、それより上部中空円筒体を引き抜き、その基部中空円筒体の中空部内部に補強用充填材を投入して補強する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。

また、コンクリート製電柱の場合には補強材配置用治具を用いて中空部内に補強用の棒状部材を配置し、その後、隙間充填材を注入することによって補強を行う技術も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００４−３０８１４５号公報 特開２００６−１３８１６９号公報

上記特許文献１に記載の従来技術は、鋼板組立柱の地際を含む地中から地上部にわたって補強を行うに際して、基部中空円筒体より上部の中空円筒体を引き抜く必要があった。このため、鋼板組立柱の経年変化による変成状態、立設条件(立地状態、上部に取り付けられる照明やアンテナあるいは電線等の付設状態)等において、鋼板組立柱が引き抜き解体可能な状態に無ければならず、補強可能な鋼板組立柱が限定される可能性を否めない。また上記特許文献２に記載の従来技術は、使い勝手等において、さらなる改良の余地が見込まれた。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼板組立柱の状態や立設条件によらない簡易で安価な鋼板組立柱の補強材配置用治具、鋼板組立柱の補強方法、および補強鋼板組立柱を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の補強材配置用治具は、既設の鋼板組立柱を補強するために、当該鋼板組立柱の中空部内部に補強材として挿入される複数の棒状部材を前記中空部内に配置するときの鋼板組立柱の補強材配置用治具であって、軸棒と、この軸棒に軸方向に摺動自在に外嵌される可動連結部と、この可動連結部と離間して前記軸棒に固設される固定連結部と、一端が前記可動連結部に蝶着される２枚の板状体とこの２枚の板状体と接続される１枚の板状体からなる上腕部と、一端が前記固定連結部に蝶着される２枚の板状体とこの２枚の板状体と接続される１枚の板状体からなる下腕部と、前記上腕部の１枚の板状体からなる他端と前記下腕部の１枚の板状体からなる他端とを回動自在に連結する腕連結部とからなり、前記可動連結部が前記軸棒に沿って摺動することにより前記軸棒を中心に放射状に展開可能に前記可動連結部と前記固定連結部との間に構成される複数の腕部材と、この複数の腕部材のそれぞれに設けられ前記複数の棒状部材を保持するほぼ環状の保持部とを有することを要旨とする。

請求項１の鋼板組立柱の補強材配置用治具によれば、２枚の板状体で軸体の可動連結部に蝶着されることから、腕部材のぐらつきを防止し、棒状部材の位置決めを的確に行うことが可能となると共に、２枚の板状体で腕部材が構成されることから腕部材の自重で展開し易くなる。また腕連結部において上腕部の１枚の板状体からなる他端と下腕部の１枚の板状体からなる他端とを回動自在に連結することから摩擦抵抗を低減し腕部材の軽い力での展開を容易にすることが可能となる。

請求項２の補強材配置用治具は、請求項１記載の補強材配置用治具において、前記保持部は、ほぼ円形の環状に形成され、該環状体の一部には前記棒状部材を吊る紐を通すに十分な間隙が設けられてることを要旨とする。

請求項２の補強材配置用治具では、棒状部材を保持部で保持させる際に予め棒状部材を吊る紐を、保持部の環内に通しておく必要がある。本願発明では保持部に間隙が設けられていることから、この間隙から環内に紐を任意の位置で挿入することが可能となり、従来のように紐の端部から通す必要が無くなり、作業効率を高めることが可能となる。

請求項３の補強材配置用治具は、請求項１または２記載の鋼板組立柱の補強材配置用治具において、前記可動連結部と前記固定連結部との間に上腕部の摺動位置の下端を規制するストッパが前記軸棒に固設されることを要旨とする。

請求項３の補強材配置用治具では、軸棒にストッパが固設されることから、上腕部の最下端位置を規制することができ、補強材配置用治具自身の強度を保持することができると共に、上腕部の円滑な動きを助けることができる。

請求項４の補強材配置用治具は、請求項１または２記載の鋼板組立柱の補強材配置用治具において、前記保持部は、所定長の連結部材を介して前記腕部材に設けられていることを要旨とする。

請求項４の補強材配置用治具では、連結部材の長さを調整することで、保持部の位置、すなわち棒状部材の配置位置の調整を行うことが可能となる。

請求項５の補強材配置用治具は、既設の鋼板組立柱を補強するために、当該鋼板組立柱の中空部内部に補強材として挿入される複数の棒状部材を前記中空部内に配置するときの鋼板組立柱の補強方法であって、前記鋼板組立柱の開口部から前記複数の棒状部材を前記中空部に挿入するステップと、このステップで挿入した前記複数の棒状部材を配置するための請求項１乃至４に記載の補強材配置用治具を前記開口部から前記中空部へ挿入するステップと、このステップで挿入した補強材配置用治具を用いて補強材としての複数の棒状部材を前記中空部内に配置するステップと、前記中空部内側面と前記複数の棒状部材の隙間を充填する隙間充填材を前記中空部に注入するステップとを少なくとも行うことを要旨とする。

請求項６に記載の補強鋼板組立柱は、請求項５に記載した鋼板組立柱の補強方法によって補強されたことを要旨とする。

以上の説明からも明らかなように、本発明によれば鋼板組立柱の状態や立設条件によらない簡易で安価な鋼板組立柱の補強材配置用治具、鋼板組立柱の補強方法、および補強鋼板組立柱を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る鋼板組立柱Ｐの補強材配置用治具１０の概略構成を示す斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係る鋼板組立柱Ｐの補強材配置用治具１０の腕部材、詳しくは端部上腕部１０５と端部下腕部１０７とを連結する腕部連結部１０６周辺の構成を示す拡大斜視図である。

図１に示す補強材配置用治具１０は、補強材配置用治具本体と、この補強材配置用治具本体を支持する軸棒１１により構成され、鋼板組立柱Ｐの中空部に挿入される補強材としての棒状部材であるアラミドロッド１５を中空部内でほぼ均等に、すなわち複数のアラミドロッド１５の全てが鋼板組立柱Ｐの内壁に沿った環状にそれぞれほぼ等間隔となるように配置するためのものである。

補強材配置用治具１３は、中心軸をなす軸棒１１の長さ方向の任意の位置にあってアラミドロッド１５を保持し、それら複数のアラミドロッド１５の位置を鋼板組立柱Ｐの中空部内で固定するものである。

アラミドロッド１５はアラミド繊維製であり、図４に示すように、その下側の端部には重りとして機能する異型鉄筋１５３が留め具１５５により連結される。また、このアラミドロッド１５の異型鉄筋５３が連結されない上側の端部には、アラミドロッド１５を鋼板組立柱Ｐの外部から懸吊するためにステンレス製ワイヤからなるロッドひも１５１が締結されている。このロッドひも１５１の直径は１ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、一例として、アラミドロッド１５上部に通し穴を有するアルミまたは鉄製のワイヤ締結部を装着し、この通し穴にロッドひも１５１を挿通することによってアラミドロッド１５にロッドひも１５１を締結してある。

図２を参照するに、補強材配置用治具１０は、軸棒１１に、軸棒１１の軸心方向に摺動可能に外嵌される可動連結部１０１と、この可動連結部１０１と離間して固定して設けられる固定連結部１１３とを有している。また、可動連結部１０１と固定連結部１１３との間には、ストッパ１１５が軸棒１１に固定して設けられており、腕部材が開拡した際に、軸棒１１と基部上腕部１０３とがなす角度が、直角以上に大きくならないように規制する。これにより、腕部材を円滑に閉塞することが可能となる。

可動連結部１０１と固定連結部１１３との間には、４組の腕部材が軸棒１１を対称軸として対称に配置される。

各腕部材は、２枚の板状体（１０３ａ，１０３ｂ）からなる基部上腕部１０３と、この基部上腕部１０３と固定して接続され１枚の板状体からなる端部上腕部１０５と、この端部上腕部１０５と腕部連結部１０６を介して回動自在に連結される１枚の板状体からなる端部下腕部１０７と、この端部下腕部１０７と固定して接続され２枚の板状体（１０９ａ，１０９ｂ）からなる基部下腕部１０９により構成される。

また、基部上腕部１０３の上端は、可動連結部１０１に蝶番のように回動自在に取り着けられ、すなわち蝶着されており、また各基部下腕部１０９の下端も同様に固定連結部１１３に蝶着されている。なお、基部上腕部１０３の２枚の板状体は、端部下腕部１０７の１枚の板状体を挟むように接続されていることから離間して平行に構成され、連結部１０１，１０９において２点で連結されることになる。

すなわち、腕部材の軸棒１１に近い基部においては、２枚の板状体で構成されていることから、連結部１０１，１０９におけるガタつきを抑えることができると共に上腕の２枚の板状体の自重によって腕部材の開拡が自然に行われるようになる。また腕部材の腕部連結部１０６に近い端部においては、１枚の板状体同士が腕部連結部１０６で回動自在に連結されていることから回動が円滑に行われることになる。

なお、基部上腕部１０３の２枚の板状体と端部下腕部１０７の１枚の板状体の接続部分と、腕部連結部１０６の連結部分は通常はナットによって締結するが、本実施形態においてはスリーブ１１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅのかしめにより締結するようにしている。これにより振動等により外れることを防止することができ、さらに締結に要する時間を大幅に削減することができる。

また、この複数の腕部材のそれぞれにアラミドロッド１５を保持する環状のロッド保持部１３がナット１３３で締結される。このロッド保持部１３はほぼ円形の環状に鉄等の棒状部材で形成された環状体であり、その環状体の一部には前記アラミドロッド１５のロッドひも１５１を通すに十分な間隙、すなわち切り欠き１３１が設けられている。また、ロッド保持部１３は施行現場において、適宜、数量、大きさ、形状が変更される可能性があるため、ボルトとナット１３３によって締結される。

また、ロッド保持部１３が適宜、図示しない所定長の連結部材を介して締結されることから、連結部材の長さを調整することで、ロッド保持部１３の位置、すなわちアラミドロッド１５の配置位置の調整を行うことが可能となる。

以上の構成を有する補強材配置用治具１０は、軸棒１１の軸心方向と垂直な方向に展開・閉塞（開閉）可能であり、図示しない鋼板組立柱Ｐ上端の末口部または側面開口Ｈから挿入するときには、まず、可動連結部１０１を固定連結部１１３と反対側（上方）に移動させて肘部を伸長することによって補強材配置用治具１０を軸棒１１の軸心に垂直な方向に対して閉じた状態にする。この閉じた状態で鋼板組立柱Ｐの中空部内部に挿入し、中空部内部で補強材の位置を固定する際には肘部を屈曲させて水平方向に開いた状態にする。

ここで、補強材配置用治具１として好ましい寸法例を記載しておく。軸棒１１の直径は、９ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。保持部１３は、１５ｍｍ〜２５ｍｍの直径を有するアラミドロッド１５を保持可能であればよいことから、円環の直径が２５ｍｍ〜３０ｍｍ程度であればよい。

このような構成を取ることにより、可動連結部１０１を上昇させて補強材配置用治具１０を閉じた状態では、その補強材配置用治具１０の軸棒１１と垂直な方向の幅が、最小で５５ｍｍよりも若干小さい程度の値になる。他方、補強材配置用治具１０を開いたときの軸棒１１に垂直な方向の径は腕部材の長さに依存するため任意の値とすることができる。

以上説明した鋼板組立柱Ｐの補強材配置用治具を用いれば、既設の鋼板組立柱Ｐ中空部に補強材を均等に配置することが容易にできるため、鋼板組立柱Ｐの補強工事を短期間に、なおかつ立設場所によらずに行うことが可能となる。

次に、本実施形態に係る補強材配置用治具１０を用いた鋼板組立柱Ｐの補強方法について説明する。

まず、図３に示すように鋼板組立柱Ｐの頂頭部に装着されたカバーを取り外すと共に側面に開口部（側面開口Ｈ）を形成する（ステップＳ１）。

その後、上端末口部または側面開口Ｈから、複数のアラミドロッド１５を中空部内に挿入する（ステップＳ２）。図４を参照するに、中空部内に挿入された複数のアラミドロッド１５は異形鉄筋１５３の重みもあり中空部内底部におかれた状態となる。またこのときアラミドロッド１５のロッドひも１５１の端部は側面開口Ｈから外部に引き出されている。

次に続くステップＳ３では、補強材配置用治具１０を挿入する。この挿入した補強材配置用治具１０を用いることにより、ステップＳ２で挿入したアラミドロッド１５を均等に配置する。

すなわち、ステップＳ２で挿入したアラミドロッド１５のロッドひも１５１を保持部１３の切り欠き１３１から環内に入れ、次にこの切り欠き１３１を任意の手法、例えばスリーブを用いた圧着や粘着テープの巻回により塞ぎ、そして個々の保持部１３にロッドひも１５１が挿通した状態で、補強材配置用治具１０を軸心と垂直な方向に対して閉じた状態で、末口部から中空部内に下降させていく。これにより補強材配置用治具１０の保持部１３は、ロッドひも１５１に続いてアラミドロッド１５を挿通させることになり、そのためアラミドロッド１５は保持部１３により位置決めされる。

このとき補強材配置用治具１０の腕部材は、基部上腕部１０３の２枚の板状体の自重によって腕部材の開拡が自然に行われ、その先端、すなわち腕部材の腕部連結部１０６端部が鋼板組立柱Ｐの内壁に接触するまで開拡する。つまり保持部１３の位置間も最大径の位置となる。これにより図５に示すように、アラミドロッド１５の下部は、後述する補強材配置用補助具１７により位置が規制される上部よりも開拡され、鋼板組立柱Ｐの内壁に沿って配置されることとなる。

続いて補強材配置用補助具１７を同様にアラミドロッド１５にはめ込む。この補強材配置用補助具１７は、図５及び図６からも明らかなように、円形のフレーム１７１に４つの半円形状のロッド保持部１７３を固設しただけの構成である。これら補強材配置用補助具１７と補強材配置用治具１０のアラミドロッド１５の保持状態をそれぞれ図６と図７に示す。

次に、隙間充填材を側面開口Ｈから中空部へ注入する（ステップＳ５）。図５を参照するに、隙間充填材としては２種類のものが想定され、最初に砕石２１（いわゆる砕石の他、砂またはモルタルまたは豆砂利等を含む）を中空部の下端部から異形鉄筋１５３が埋もれてアラミドロッド１５が固定できる程度に注入し、その後、固化した後も収縮しない無収縮モルタル２３を、アラミドロッド１５の最上部からさらに１０数センチ程度上まで注入する。

隙間充填材による充填を行った後、取り外していた頂頭部のカバーを末口部に装着、固定すると共に側面開口Ｈに開口閉塞具１９をあて、側面開口Ｈを閉塞する。その後、鋼板組立柱Ｐを外見的に元の状態に戻す（ステップＳ８）。

以上の工程によって鋼板組立柱Ｐの補強が終了し、補強材配置用治具１０で補強された鋼板組立柱Ｐが完成する。

なお、中空部に挿入する補強材の本数は、鋼板組立柱Ｐの径に応じて最適な本数が選択され、その本数に適合する補強材配置用治具１０が用いられることもいうまでもない。挿入される本数としては、４本の他にも３本、５本、６本等を想定することができる。

以上説明した本発明の一実施形態によれば、鋼板組立柱Ｐの立設場所や状態に左右されること無く簡単に施工でき、かつその施工コストを低減することが可能となる。

加えて本実施形態によれば、補強材を中空部内で均等に配置し、鋼板組立柱Ｐの補強強度にムラができるのを防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、傾斜して立設している鋼板組立柱Ｐの場合にも、鉛直方向に立設している鋼板組立柱Ｐと同様の補強効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る鋼板組立柱の補強材配置用治具の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る鋼板組立柱の補強材配置用治具要部（腕部材の連結部）の構成を表す拡大斜視図である。 鋼板組立柱の構成及び側面開口の位置を示す図である。 補強材を鋼板組立柱内部に挿入したときの鋼板組立柱の中空部最下端付近の状態を示す図である。 補強材配置用治具を用いて補強材を配置したときの鋼板組立柱の中空部最下端付近の状態を示す図である。 補強材配置用補助具の構成を示す平面図である。 補強材配置用治具の構成を示す平面図である。

符号の説明

１０…補強材配置用治具
１１…軸棒
１３…ロッド保持部
１５…アラミドロッド
１７…補強材配置用補助具
１９…開口閉塞具
２１…砕石
２３…無収縮モルタル
１０１…可動連結部
１０３…基部上腕部
１０５…端部上腕部
１０７…端部下腕部
１０９…基部下腕部
１１１…スリーブ
１１３…固定連結部
１１５…ストッパ
１３１…切り欠き
１３３…六角ナット
１５１…ロッドひも
１５３…異型鉄筋
１５５…留め具
１７１…フレーム
１７３…ロッド保持部
Ｈ…側面開口
Ｐ…鋼板組立柱

Claims (6)

1. 既設の鋼板組立柱を補強するために、当該鋼板組立柱の中空部内部に補強材として挿入される複数の棒状部材を前記中空部内に配置するときの鋼板組立柱の補強材配置用治具であって、
   軸棒と、
   この軸棒に軸方向に摺動自在に外嵌される可動連結部と、
   この可動連結部と離間して前記軸棒に固設される固定連結部と、
   一端が前記可動連結部に蝶着される２枚の板状体とこの２枚の板状体と接続される１枚の板状体からなる上腕部と、一端が前記固定連結部に蝶着される２枚の板状体とこの２枚の板状体と接続される１枚の板状体からなる下腕部と、前記上腕部の１枚の板状体からなる他端と前記下腕部の１枚の板状体からなる他端とを回動自在に連結する腕連結部とからなり、前記可動連結部が前記軸棒に沿って摺動することにより前記軸棒を中心に放射状に展開可能に前記可動連結部と前記固定連結部との間に構成される複数の腕部材と、
   この複数の腕部材のそれぞれに設けられ前記複数の棒状部材を保持するほぼ環状の保持部と
   を有することを特徴とする鋼板組立柱の補強材配置用治具。
2. 前記保持部は、ほぼ円形の環状に形成され、該環状体の一部には前記棒状部材を吊る紐を通すに十分な間隙が設けられていることを特徴とする請求項１記載の鋼板組立柱の補強材配置用治具。
3. 前記可動連結部と前記固定連結部との間に上腕部の摺動位置の下端を規制するストッパが前記軸棒に固設されることを特徴とする請求項１または２記載の鋼板組立柱の補強材配置用治具。
4. 前記保持部は、所定長の連結部材を介して前記腕部材に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の鋼板組立柱の補強材配置用治具。
5. 既設の鋼板組立柱を補強するために、当該鋼板組立柱の中空部内部に補強材として挿入される複数の棒状部材を前記中空部内に配置するときの鋼板組立柱の補強方法であって、
   前記鋼板組立柱の開口部から前記複数の棒状部材を前記中空部に挿入するステップと、
   このステップで挿入した前記複数の棒状部材を配置するための請求項１乃至４に記載の補強材配置用治具を前記開口部から前記中空部へ挿入するステップと、
   このステップで挿入した補強材配置用治具を用いて補強材としての複数の棒状部材を前記中空部内に配置するステップと、
   前記中空部内側面と前記複数の棒状部材の隙間を充填する隙間充填材を前記中空部に注入するステップと
   を少なくとも行うことを特徴とする鋼板組立柱の補強方法。
6. 請求項５に記載した鋼板組立柱の補強方法によって補強されたことを特徴とする補強鋼板組立柱。

Images