JP4582771B2 - Method for reinforcing concrete structure embedded in the ground and reinforced concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、マンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法及び補強されたコンクリート構造物に関するものであり、特に、簡単な方法で短時間でマンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物を補強するための補強方法、及び道路上を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した補強されたコンクリート構造物に関するものである。 The present invention relates to a method for reinforcing a concrete structure embedded in the ground such as a manhole and a reinforced concrete structure, and more particularly, concrete embedded in the ground such as a manhole in a short time by a simple method. The present invention relates to a reinforcing method for reinforcing a structure, and a reinforced concrete structure having improved resistance to a wheel load from a vehicle traveling on a road.
従来、例えば、地中に埋設されている通信ケーブルの分岐、接続部の収容のための空間、及び作業者が入坑してケーブルの建設、保守作業を行う空間を確保するために、マンホール(人孔)が地中に埋設されている。 Conventionally, for example, in order to secure a space for branching communication cables buried in the ground, accommodating a connection portion, and a space for an operator to enter the mine and construct and maintain the cable, (Human hole) is buried in the ground.
マンホールの容量、形状は、ルート上の管路の条数、収容するケーブルの条数、或いは分岐方向などによって決定される。通常、マンホールは、標準規格の中から選定されるが、必要に応じて特別に形状、構造が設計される。マンホールの標準規格としては、直線形、分岐L形、分岐T形、分岐十字形のものがある。又、それぞれの形について、適用管路条数に応じて容量の異なる複数種類が規格されている。いずれのマンホールも、次のような基本的な構成を有する。 The capacity and shape of the manhole are determined by the number of pipelines on the route, the number of cables to be accommodated, or the branching direction. Usually, manholes are selected from standards, but the shape and structure are specially designed as necessary. Manhole standards include straight, branched L, branched T, and branched cross. Further, for each shape, a plurality of types having different capacities are standardized according to the number of applied pipelines. Each manhole has the following basic configuration.
図14に示すように、マンホール100は、矩形の躯体部分(コンクリートボックス)101、躯体部分101に連通する開口部121を有する円筒状の首部102、及び蓋103を有する。又、躯体部分101の側部には、ダクト104が形成され、管路200が接続されている。そして、管路200内を通して通信ケーブルなどが敷設される。マンホール100は、鉄筋コンクリート(セメントコンクリート、レジンコンクリートなど)で構成され、当初、側方土圧、路面荷重などに耐え得る強度設計になっている。又、マンホール100は、現場で鉄筋コンクリートを打設する現場打ち方式、或いはプレキャスト製品を現場に運搬、据え付けるブロック方式で地中に配設される。
As shown in FIG. 14, the
上述のような従来のマンホール100においては、次のような問題があった。つまり、マンホール100は、通常、道路300の下に土かぶりhが50cm〜1m程度の位置に埋設されているため、道路300上の車両400の通行による輪荷重による劣化が起こる。又、経年による劣化が、多くのマンホール100で見られる。実際にマンホール100の内部から観察すると、コンクリートのひびわれ(亀裂)、鉄筋の露出(爆裂)が観察される。このため、マンホール100の補修・補強が必要である。
The
従来、マンホール100の補修としては、鉄筋が腐食して膨張し、かぶりコンクリート部分が剥落した箇所などの劣化部分をはつり落とし、防錆処理した後に断面修復することしか行われていなかった。しかしながら、斯かる補修方法は、施工に時間がかかり、又、補強効果は限定的なものである。
Conventionally, the repair of the
一方、近年、炭素繊維やアラミド繊維などから成る強化繊維シートに樹脂材料を含浸させて、これを接着することで、コンクリート構造物を補強する工法が提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、斯かる補強工法においては、下地ケレン処理、プライマー処理、不陸修正処理、繊維シート接着処理(樹脂含浸、硬化)などのいくつもの工程を要するため、施工に時間がかかる。又、強化繊維シートは、補強繊維が直線であり、マンホール100の首部102の周りを効率的に補強することは難しい。更に、詳しくは後述するが、斯かる工法では、躯体部分101の頂版111の上面端部に発生する引張力に対しては、補強することができない。
On the other hand, in recent years, there has been proposed a method for reinforcing a concrete structure by impregnating a reinforcing fiber sheet made of carbon fiber, aramid fiber or the like with a resin material and bonding the resin material (for example, Patent Document 1). However, in such a reinforcing method, it takes time to perform the construction because it requires several steps such as a background cleansing process, a primer process, a non-land surface correction process, and a fiber sheet adhesion process (resin impregnation and curing). In the reinforcing fiber sheet, the reinforcing fibers are straight and it is difficult to efficiently reinforce the periphery of the
そして、上述のように施工に時間がかかると、マンホール100は、道路の下の地中に埋設されているため、交通規制が長時間におよび、補修・補強工事が難しいという問題がある。
And if construction takes time as mentioned above, since the
このように、従来、短時間に効率良くマンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物を補強する方法が求められている。本発明者の知る限りにおいて、このような目的に適う方法は未だ提案されていない。 As described above, there is a need for a method for reinforcing a concrete structure embedded in the ground such as a manhole efficiently in a short time. To the best knowledge of the inventor, no method has yet been proposed for such purposes.
又、道路上を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した、補強されたコンクリート構造物が求められている。
本発明の目的は、短時間に効率良くマンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物を補強することのできる補強方法、及び補強されたコンクリート構造物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a reinforcing method and a reinforced concrete structure capable of reinforcing a concrete structure embedded in the ground such as a manhole efficiently in a short time.
本発明の他の目的は、マンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物に対する施工が容易な補強方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a reinforcing method that can be easily applied to a concrete structure embedded in the ground such as a manhole.
本発明の更に他の目的は、道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した、補強されたコンクリート構造物を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a reinforced concrete structure with improved resistance to wheel loads from vehicles traveling on the road.
上記目的は本発明に係る地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法及び補強されたコンクリート構造物にて達成される。要約すれば、本発明は、躯体部分と、前記躯体部分の頂版に接続され前記躯体部分の内部空間に連通する開口部を具備する円筒状の首部と、を有する地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法であって;前記頂版の前記内部空間側の面である頂版下面における前記開口部の周りに、前記開口部の周方向に沿う長さ及び前記開口部側の辺からその反対側の辺までの幅を有する円弧形状に形成された繊維強化プラスチック製の補強材を、接着樹脂を用いて接着することを含み;前記円弧形状の補強材は、平面上で前記円弧形状に沿って一方向に配列された連続する強化繊維を有し、前記躯体部分の長手方向に沿い前記開口部の中心を通る長手方向中心線に対して両側30°以上の範囲にわたり連続することを特徴とする地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法である。
The above objects are achieved by the reinforcing method and reinforced concrete structure of the underground in buried concrete structure according to the present invention. In summary, the present invention relates to a concrete embedded in the ground having a housing portion and a cylindrical neck portion having an opening connected to a top plate of the housing portion and communicating with an internal space of the housing portion. a reinforcing how structures; before Kiitadaki version of the a surface of the internal space side around the opening in the top plate lower surface, the length and the opening side along the circumferential direction of the opening Bonding a reinforcing material made of fiber reinforced plastic formed in an arc shape having a width from the side to the opposite side by using an adhesive resin; It has a continuous reinforcing fibers arranged in one direction along the arc-Ri cotton in a range of more than two
本発明の一実施態様によると、地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法は更に、前記躯体部分の長手方向側版と前記頂版とで成す前記内部空間側の隅角部の、前記躯体部分の長手方向と直交する短手方向に沿い前記開口部の中心を通る短手方向中心線を中心として前記開口部の径の1.5倍の範囲に、前記頂版から30°以上60°以下の角度で前記頂板と前記長手方向側版との間に渡される斜材を、アンカーボルト、パテ状の接着剤、又はアンカーボルトとパテ状の接着剤を用いて固定する。本発明の一実施態様によると、前記円弧形状の補強材としては、中心部に強化繊維として炭素繊維を含む繊維強化プラスチック層を配置し、その外側に電気絶縁性を有する強化繊維を含む繊維強化プラスチック層又は電気絶縁性を有する樹脂層を配置した断面構造を有するものを使用することができる。前記絶縁性を有する強化繊維としては、ガラス繊維を用いることができる。本発明の好ましい一実施態様によると、前記接着樹脂は、速硬化型のラジカル重合樹脂である。 According to an embodiment of the present invention, the method for reinforcing a concrete structure embedded in the ground further includes the corner portion on the inner space side formed by the longitudinal side plate of the housing part and the top plate. 30 ° or more and 60 ° from the top plate in the range of 1.5 times the diameter of the opening centering on the short direction center line passing through the center of the opening along the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the casing portion. The diagonal member passed between the top plate and the longitudinal side plate at an angle of less than 0 ° is fixed using an anchor bolt , a putty-like adhesive, or an anchor bolt and a putty-like adhesive . According to one embodiment of the present invention, as the arc-shape of the reinforcing member, the fiber-reinforced plastic layer containing carbon fibers arranged as reinforcing fibers in the heart, including reinforcing fibers having electrical insulation on the outside Those having a cross-sectional structure in which a fiber reinforced plastic layer or a resin layer having electrical insulation properties are arranged can be used. Glass fiber can be used as the reinforcing fiber having insulating properties. According to a preferred embodiment of the present invention, the adhesive resin is a fast-curing radical polymerization resin.
本発明の他の態様によると、躯体部分と、前記躯体部分の頂版に接続され前記躯体部分の内部空間に連通する開口部を具備する円筒状の首部と、を有する補強されたコンクリート構造物であって;前記頂版の前記内部空間側の面である頂版下面における前記開口部の周りに、前記開口部の周方向に沿う長さ及び前記開口部側の辺からその反対側の辺までの幅を有する円弧形状に形成された繊維強化プラスチック製の補強材が、接着樹脂を用いて接着されており;前記円弧形状の補強材は、平面上で前記円弧形状に沿って一方向に配列された連続する強化繊維を有し、前記躯体部分の長手方向に沿い前記開口部の中心を通る長手方向中心線に対して両側30°以上の範囲にわたり連続することを特徴とする補強されたコンクリート構造物が提供される。本発明の一実施態様によると、補強されたコンクリート構造物は更に、前記躯体部分の長手方向側版と前記頂版とで成す前記内部空間側の隅角部の、前記躯体部分の長手方向と直交する短手方向に沿い前記開口部の中心を通る短手方向中心線を中心として前記開口部の径の1.5倍の範囲に、前記頂版から30°以上60°以下の角度で前記頂板と前記長手方向側版との間に渡される斜材が、アンカーボルト、パテ状の接着剤、又はアンカーボルトとパテ状の接着剤を用いて固定されている。
According to another aspect of the present invention, skeleton portion and the skeleton portion reinforced concrete structure is connected to the top plate to have a, and a cylindrical neck portion which includes an opening communicating with the internal space of the skeleton portion of the be those; before around the opening in the top plate lower surface is a surface of the inner space side of the Kiitadaki plate, the opposite side from the opening length along the circumferential direction and the opening side of the side A reinforcing material made of fiber reinforced plastic formed in an arc shape having a width up to a side of an arc is bonded using an adhesive resin; the arc-shaped reinforcing material is aligned along the arc shape on a plane. has reinforcing fibers successive arranged in a direction, characterized that you continuously Ri cotton in a range of more than two
本発明によれば、短時間に効率良くマンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物を補強することができる。又、本発明の地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法は、マンホール等の地中に埋設されたコンクリート構造物に対して容易に施工することができる。更に、本発明によれば、道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した、補強されたコンクリート構造物を提供することができる。 According to the present invention, a concrete structure embedded in the ground such as a manhole can be reinforced efficiently in a short time. The method for reinforcing a concrete structure embedded in the ground of the present invention can be easily applied to a concrete structure embedded in the ground such as a manhole. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a reinforced concrete structure with improved resistance to wheel loads from vehicles traveling on the road.
以下、本発明に係る地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法及び補強されたコンクリート構造物を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the reinforcing method of a concrete structure embedded in the ground according to the present invention and the reinforced concrete structure will be described in more detail with reference to the drawings.
実施例1
本発明者は、上述のような従来の問題点に鑑み、地中に埋設されたコンクリート構造物であるマンホールの内部で見られる破損(コンクリートの亀裂、鉄筋の露出)の状況と、マンホールにかかる力について鋭意検討した。
Example 1
In view of the conventional problems as described above, the present inventor is in a state of damage (concrete cracks, exposure of reinforcing bars) seen in a manhole, which is a concrete structure embedded in the ground, and the manhole. We studied diligently about power.
先ず、図1を参照して、本実施例にて本発明を適用するコンクリート構造物としてのマンホール100について説明する。マンホール100は、矩形の躯体部分(コンクリートボックス)101、円筒状の首部102、及び蓋103を有する。躯体部分101は、頂版111と、躯体部分101の長手方向に沿う側版(長手方向側版)112と、底版113と、躯体部分101の短手方向(長手方向に直交する方向)に沿う側版(短手方向側版)114とで矩形の内部空間を形成する。首部102は、頂版111に接続され、躯体部分101の内部空間に連通する開口部121を有する。又、躯体部分101の短手方向側版114には、ダクト104が形成され、管路200が接続される。
First, a
道路を通行する車両などから地中に埋設されたマンホール100への輪荷重の主要なものとして、蓋103、首部102を経て頂版101に伝達されるものが挙げられる。そこで、本発明者は、地中に埋設されたマンホール100に車両の輪荷重がかかった場合の頂版111の応力を、FEM(finite element method:有限要素法)を用いて頂版111の下面(内部空間側)111a、上面(道路側)111bについて解析した。
As a main thing of the wheel load to the
ここでは、一例として、直線形の3号マンホール(標準規格)の頂版111をモデル化して解析を行った。3号マンホールの寸法は次の通りである。
長手方向長さ(長さ)L(内法寸法):2.3m
短手方向長さ(幅)W(内法寸法):1.3m
高さH(内法寸法):1.5m
版厚:150mm
開口部の径d:900mm
Here, as an example, the analysis was performed by modeling the
Longitudinal length (length) L (internal dimensions): 2.3 m
Length in the short direction (width) W (internal dimensions): 1.3 m
Height H (internal dimensions): 1.5m
Plate thickness: 150mm
Opening diameter d: 900 mm
そして、図2に示すように、このマンホール100の頂版111に輪荷重が直接作用するものとしてFEM解析を行った。図2は、躯体部分101の長手方向に沿い開口部121の中心を通る軸線(以下「長手方向中心線」という。)A、及び、躯体部分101の短手方向に沿い開口部121の中心を通る軸線(以下「短手方向中心線」という。)Bで切り取った4分の1サイズの頂版111を示す。
Then, as shown in FIG. 2, FEM analysis was performed on the assumption that the wheel load acts directly on the
図中矢印が付された円弧状部分が首部102の接続部であり、この部分に矢印方向の輪荷重がかかる。FEM解析は、次の条件で行った。つまり、コンクリートは等方性材料として、3次元ソリッド要素でモデル化した。周辺2辺(図2及び図3中の長手方向・短手方向の各中心線の反対側の辺)は完全拘束し、長手方向・短手方向の各中心線は対称境界条件とした。又、解析は、弾性解析とした。
In the drawing, an arc-shaped portion with an arrow is a connecting portion of the
結果を図3及び図4に示す。図3は、躯体部分101の内部空間側の頂版111の面(以下「頂版下面」という。)111aに作用する応力の分布を示す。又、図4は、躯体部分101の外側の頂版111の面(以下「頂版上面」という。)111bに作用する応力の分布を示す。尚、図3及び図4は、長手方向中心線A及び短手方向中心線Bで切り取った4分の1サイズの頂版111についての結果を示す。但し、解析結果は、他の4分の1サイズ部分についても同様である。即ち、頂版111の応力は、長手方向中心線A、短手方向中心線Bに対し略対称に現れた。
The results are shown in FIGS. FIG. 3 shows a distribution of stress acting on the surface of the top plate 111 (hereinafter referred to as “top plate bottom surface”) 111a on the inner space side of the
図3及び図4に示すパターン凡例に併記した応力値(単位:N/mm2)が負であれば圧縮応力、正であれば引張応力が作用していることを示す。又、図3及び図4中に示す矢印は、応力の作用方向を示している。 If the stress value (unit: N / mm 2 ) written in the pattern legend shown in FIGS. 3 and 4 is negative, it indicates that compressive stress is applied, and if it is positive, tensile stress is applied. Moreover, the arrow shown in FIG.3 and FIG.4 has shown the action direction of stress.
[繊維強化プラスチック製円弧形補強材の取り付け]
図3示す結果から、頂版111に首部102からの輪荷重がかかると、頂版下面111aの開口部121の周りには引張応力が作用していることが分かる。コンクリートは、圧縮力には強く、引張力には弱い。
[Attaching fiber-reinforced plastic arc-shaped reinforcements]
From the results shown in FIG. 3, it can be seen that when a ring load from the
図5をも参照して更に説明する。本発明者の検討によれば、頂版下面111aには、開口部121の周辺で、長手方向中心線Aを基準(0°)として±60°の範囲、より詳細には±45°の範囲、特に、±30°の範囲に強い引張応力が発生している。
This will be further described with reference to FIG. According to the study of the present inventor, the top plate
そこで、本発明の一実施態様によれば、地中に埋設されたマンホール100の補強方法は、図5に示すように、開口部121の周りの頂板下面111aに、円弧形の繊維強化プラスチック(FRP)製の補強材(以下「円弧形補強材」という。)1を、接着樹脂を用いて接着することを含む。
Therefore, according to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the reinforcing method of the
円弧形補強材1は、開口部121を通るマンホール100の長手方向中心線Aを基準(0°)として±30°以上(即ち、長手方向中心線Aに対し両側30°以上)の範囲、より好ましくは±45°以上(即ち、長手方向中心線Aに対し両側45°以上)の範囲にわたる連続した円弧形とする。
The arc-shaped reinforcing material 1 has a range of ± 30 ° or more (that is, 30 ° or more on both sides with respect to the longitudinal centerline A) with respect to the longitudinal centerline A of the
円弧形補強材1は、所定幅を有するように作成され、上記の如く開口部121の周りに配置されることから、当然、その幅方向の最内周の曲率半径は、開口部121の曲率半径以上である。円弧形補強材1は、開口部121の周により近接して取り付けることが好ましい。しかし、頂版下面111aのコンクリート面の状態などに応じて、開口部121の周から所定距離g隔てて円弧形補強材1を取り付けることができる。開口部121の周りに作用する引張応力に対する補強効果などの点から、距離gは、100mm以下とするのが好ましい。より好ましくは50mm以下とする。一方、通常、距離gは、5mm以上とされる。
Since the arc-shaped reinforcing member 1 is formed so as to have a predetermined width and is arranged around the
尚、マンホール100が直線形ではない場合、例えば、分岐L形、分岐T形、分岐十字形である場合にも、首部102が設けられた、分岐部を除いた基本となる躯体を矩形と擬制して上記同様に考えればよい。
In addition, when the
頂版下面111aに作用する引張応力に対する補強の観点からは、円弧形補強材1は、長手方向中心線Aに対し両側30°以上の範囲で、どの程度の角度まで連続させるかは、特に制限されるものではない。但し、マンホール100の首部102の高さhは、通常、50cm〜1mであり、又、開口部121の内径は60〜90cmである。そして、既に硬化された、所定幅を有する円弧形補強材1を、この首部102の開口部121を通して躯体部分101内に運び入れる。これらのことを考慮すると、円弧形補強材1は、通常、長手方向中心線Aを基準(0°)として±90°(即ち、長手方向中心線Aに対し両側90°以内)の範囲にわたり連続するものとする。又、図3に示す結果から分かるように、長手方向中心線Aを基準(0°)として±60°(即ち、長手方向中心線Aに対し両側60°以内)の範囲にわたり連続する円弧形補強材1を使用すれば、実用上十分の補強効果を得ることができ、又、この場合作業性も良好である。よって、好ましくは、長手方向中心線Aを基準(0°)として±30°〜±60°、より好ましくは±45°〜±60°にわたる2つの円弧形補強材1を、図5に示すように、開口部121の周りに対称に設ける。
From the viewpoint of reinforcing against the tensile stress acting on the top plate
図6は、本発明で使用し得る円弧形補強材1の一実施例を示す。円弧形補強材1は、少なくとも、当該円弧形補強材1の円弧形状に沿って一方向に引き揃えられた(即ち、円弧形補強材1の円周方向に配列された)連続繊維である強化繊維f1の層(以下「円弧状一方向繊維層」という。)F1を有することが好ましい。そして、強化繊維f1にマトリクス樹脂が含浸され、硬化されることで円弧形補強材1が形成される。 FIG. 6 shows an embodiment of an arc-shaped reinforcement 1 that can be used in the present invention. The arc-shaped reinforcing material 1 is a continuous fiber that is at least aligned in one direction along the arc shape of the arc-shaped reinforcing material 1 (that is, arranged in the circumferential direction of the arc-shaped reinforcing material 1). It is preferable to have a layer (hereinafter referred to as “arc-shaped unidirectional fiber layer”) F1 of reinforcing fibers f1. The reinforcing fiber f1 is impregnated with a matrix resin and cured to form the arc-shaped reinforcing material 1.
一方向に配列される強化繊維f1は、多数本のフィラメントを平行に或いは緩く撚りを掛けて集束して作製されるストランド、或いはこのストランドを更に複数本平行に或いは緩く撚りを掛けて集束したもの(ロービング、ヤーン)とされる。これにより、円弧形補強材1の円弧状一方向繊維層F1は、フィラメントが複数層に積層され一方向に配向された状態でマトリクス樹脂により接着された一方向配列繊維組織を有することになる。 Reinforcing fiber f1 arranged in one direction is a strand produced by bundling a large number of filaments in parallel or loosely, or a strand obtained by bundling multiple strands in parallel or loosely. (Roving, yarn). Thus, the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 of the arc-shaped reinforcing member 1 has a unidirectionally arranged fiber structure in which filaments are laminated in a plurality of layers and bonded in one direction with a matrix resin. .
強化繊維f1としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、ボロン繊維を含む無機繊維;チタン、スチールを含む金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBO(ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール)、高強度ポリプロビレンを含む有機繊維;から選択されるいずれかの繊維、或いは、これらの繊維を複数種類混入したハイブリッドタイプの繊維を使用することができる。 As the reinforcing fiber f1, inorganic fibers including carbon fiber, glass fiber, ceramic fiber, boron fiber; metal fiber including titanium and steel; aramid, polyester, polyethylene, nylon, vinylon, polyacetal, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole) ), An organic fiber containing high-strength polypropylene, or a hybrid type fiber in which a plurality of these fibers are mixed.
強化繊維f1としては、所望の補強強度などに応じて上記の如き繊維から選択して使用することができるが、典型的には、炭素繊維を好適に使用することができる。炭素繊維は、PAN系、ピッチ系、その他、いずれのタイプの炭素繊維であっても構わない。好ましくは、引張強度が100Kgf/mm2(980N/mm2)以上、又引張弾性率が10Tonf/mm2(98,000N/mm2)以上の高強度、高弾性率のものを使用する。 The reinforcing fiber f1 can be selected from the above fibers depending on the desired reinforcing strength and the like, but typically, carbon fibers can be preferably used. The carbon fiber may be PAN-based, pitch-based, or any other type of carbon fiber. Preferably, a material having a high strength and a high elastic modulus with a tensile strength of 100 kgf / mm 2 (980 N / mm 2 ) or more and a tensile elastic modulus of 10 Tof / mm 2 (98,000 N / mm 2 ) or more is used.
円弧形補強材1を構成する円弧状一方向繊維層F1としては、強化繊維f1を略均一に互いに密に一方向に配置した一方向配列強化繊維シートを用いてもよい。尚、円弧形補強材1は、同種若しくは異種の強化繊維f1から成る実質的に複数層の円弧状一方向繊維層F1を有していてよい。 As the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 constituting the arc-shaped reinforcing material 1, a unidirectionally arranged reinforcing fiber sheet in which the reinforcing fibers f1 are arranged substantially uniformly in one direction may be used. The arc-shaped reinforcing material 1 may have a plurality of substantially arc-shaped unidirectional fiber layers F1 made of the same or different types of reinforcing fibers f1.
又、円弧状一方向繊維層F1の他に、円弧状一方向繊維層F1の第1面(表面)及び/又は第2面(裏面)に、補助層を設けることができる。 In addition to the arc-shaped unidirectional fiber layer F1, an auxiliary layer can be provided on the first surface (front surface) and / or the second surface (back surface) of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1.
例えば、補助層として、円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維f1と同種又は異種の強化繊維から成るマット、クロス或いはニットの層(以下「補助層」という。)を、円弧状一方向繊維層F1の第1面(表面)及び/又は第2面(裏面)に、単層若しくは複数層積み重ねることができる。これにより、所望に応じて円弧形補強材1の断面剛性を向上させたり、所望の表面性状を与えることができる。 For example, as an auxiliary layer, a mat, cloth or knit layer (hereinafter referred to as “auxiliary layer”) made of reinforcing fibers of the same or different type as the reinforcing fibers f1 constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 is referred to as an arc-shaped unidirectional. A single layer or a plurality of layers can be stacked on the first surface (front surface) and / or the second surface (back surface) of the fiber layer F1. Thereby, the cross-sectional rigidity of the arc-shaped reinforcing material 1 can be improved or a desired surface property can be given as desired.
或いは、補助層として、円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維f1と同種又は異種の強化繊維から成る、円弧状一方向繊維層F1の強化繊維f1と交差する方向に引き揃えられた強化繊維の層(典型的には、円弧形の半径方向に引き揃えられた強化繊維の層)を、円弧状一方向繊維層F1の第1面(表面)及び/又は第2面(裏面)に、単層若しくは複数層積み重ねることができる。これにより、円弧形補強材1に対し、円弧形状の周方向の引張強度に加えて、それに交差する方向(例えば、直交方向)の強度を付与することができる。 Alternatively, as the auxiliary layer, the reinforcing fibers arranged in the direction intersecting with the reinforcing fibers f1 of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 made of the same or different types of reinforcing fibers f1 constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. A layer of fibers (typically, a layer of reinforcing fibers arranged in an arc-shaped radial direction) is arranged on the first surface (front surface) and / or the second surface (back surface) of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. In addition, a single layer or a plurality of layers can be stacked. Thereby, in addition to the circular tensile strength in the circumferential direction, the arc-shaped reinforcing member 1 can be given strength in a direction intersecting the arc-shaped reinforcing material (for example, the orthogonal direction).
補助層を構成する強化繊維は、円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維f1と同様に上述の群より選択されるものを使用することができる。円弧形補強材1は、円弧状一方向繊維層F1と補助層とが交互に複数層積層された構成を有していてもよい。又、円弧形補強材1は、円弧状一方向繊維層F1に対し、同種又は異種の補助層を複数組み合わせて設けてもよい。 As the reinforcing fibers constituting the auxiliary layer, those selected from the above group can be used in the same manner as the reinforcing fibers f1 constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. The arc-shaped reinforcing material 1 may have a configuration in which arc-shaped unidirectional fiber layers F1 and auxiliary layers are alternately stacked. Further, the arc-shaped reinforcing material 1 may be provided by combining a plurality of the same or different auxiliary layers with respect to the arc-shaped unidirectional fiber layer F1.
ここで、マットは、製織によらずに作製される不織布状の任意のものであってよく、例えば、切断されたストランドを無方向に略均一な厚さに積み結合剤で固めたチョッブドストランドマット、連続ストランドを無方向に略均一な厚さに積み結合剤で固めたコンティニュアスストランドマットなどが挙げられる。クロスは、平織、朱子織など任意の織物組織を有する製織により作製される織物であり、ロービングクロスであってもよい。ニットは、縦編み、横編みいずれの編み物組織を有するものであってもよい。 Here, the mat may be an arbitrary non-woven fabric produced without weaving, for example, a chopped strand obtained by cutting the cut strands in a non-direction to a substantially uniform thickness and solidifying with a binder. Examples thereof include a mat and a continuous strand mat in which continuous strands are stacked in a non-directional and substantially uniform thickness and hardened with a binder. The cloth is a woven fabric produced by weaving having an arbitrary woven structure such as plain weaving or satin weaving, and may be a roving cloth. The knit may have a knitted structure of either warp knitting or weft knitting.
又、補助層として、円弧状一方向繊維層F1の強化繊維f1と交差する方向に引き揃えられた強化繊維の層(交差繊維層)を設ける場合、円弧状一方向繊維層F1の強化繊維f1と組み合わせて2方向、若しくは交差繊維層を多層設けることで更に多方向に強化繊維を配置することができる。 Further, when a reinforcing fiber layer (cross fiber layer) aligned in a direction intersecting with the reinforcing fiber f1 of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 is provided as the auxiliary layer, the reinforcing fiber f1 of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. The reinforcing fibers can be arranged in more directions by providing two or more cross fiber layers in combination.
図7は、円弧状一方向繊維層F1の他に補助層を設けた円弧形補強材1の一実施例の断面構成を示す。図7に示す円弧形補強材1は、断面中心部に円弧状一方向繊維層F1として導電性を有する強化繊維f1の層を有する。更に、この円弧形補強材1は、この円弧状一方向繊維層F1の外側、ここでは、円弧状一方向繊維層F1の第1面(表面)及び第2面(裏面)に、電気絶縁性を有する強化繊維f2の層(補助層)F2を積層した断面構造(サンドイッチ構造)を有する。 FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of an embodiment of the arc-shaped reinforcing member 1 in which an auxiliary layer is provided in addition to the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. The arc-shaped reinforcing material 1 shown in FIG. 7 has a layer of reinforcing fibers f1 having conductivity as an arc-shaped unidirectional fiber layer F1 at the center of the cross section. Further, the arc-shaped reinforcing member 1 is electrically insulated on the outer side of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1, here, the first surface (front surface) and the second surface (back surface) of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1. It has a cross-sectional structure (sandwich structure) in which layers (auxiliary layers) F2 of reinforcing fibers f2 having properties are laminated.
好ましくは、円弧状一方向繊維層F1の強化繊維f1として導電性を有する繊維である炭素繊維を用いる場合に、補助層F2の電気絶縁性を有する強化繊維f2としてガラス繊維を好適に用いることができる。又、ガラス繊維f2から成る補助層F2の組織としては、マットを好適に採用し得る。 Preferably, when a carbon fiber that is a conductive fiber is used as the reinforcing fiber f1 of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1, a glass fiber is preferably used as the reinforcing fiber f2 having electrical insulation of the auxiliary layer F2. it can. Further, as the structure of the auxiliary layer F2 made of the glass fiber f2, a mat can be suitably employed.
このように、円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維f1が導電性繊維である場合に、その少なくとも一面(マンホールに適用した際に躯体部分101の内部空間に面する側)に電気絶縁性を有する強化繊維f2を配置することによって、マンホール100内での万一の漏電などに対する安全性を高める効果がある。
As described above, when the reinforcing fiber f1 constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 is a conductive fiber, it is electrically insulated on at least one surface thereof (the side facing the internal space of the
尚、円弧状一方向繊維層F1として炭素繊維などの導電性を有する繊維を用いる際に、円弧形補強材1の表面に絶縁層を設ける目的のためには、補助層として、補強繊維を含有しない電気絶縁性の樹脂層を円弧形補強材1を設けてもよい。 For the purpose of providing an insulating layer on the surface of the arc-shaped reinforcing material 1 when using conductive fibers such as carbon fibers as the arc-shaped unidirectional fiber layer F1, reinforcing fibers are used as auxiliary layers. The arc-shaped reinforcing material 1 may be provided with an electrically insulating resin layer that does not contain.
マトリクス樹脂としては、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、アクリル樹脂(MMA(メチルメタクリレート)樹脂等)、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などのラジカル反応系樹脂(ラジカル重合樹脂)を少なくとも1種類以上含むものを使用することができる。 As matrix resin, polyamide resin, room temperature curable epoxy resin, thermosetting epoxy resin, polycarbonate resin, urethane resin, acrylic resin (MMA (methyl methacrylate) resin, etc.), vinyl ester resin, unsaturated polyester resin, etc. What contains at least 1 or more types of radical reaction system resin (radical polymerization resin) can be used.
又、円弧形補強材1の強化繊維の体積含有率は、所望の引張強度が得られ、又樹脂含浸性も良好であるように、通常、20〜70体積%とされる。 Further, the volume content of the reinforcing fiber of the arc-shaped reinforcing material 1 is usually 20 to 70% by volume so that a desired tensile strength can be obtained and the resin impregnation property is good.
円弧形補強材1の作製方法は、特に制限されるものではなく、利用可能な任意の成形方法を採用することができる。生産性や、製品の寸法精度の安定性の点から、引き抜き成形法が好適である。引き抜き成形法は当業者には周知の通りのものであり、円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維f1(場合によっては更にマット、クロス、ニットなどの補助層F2を構成する強化繊維f2)の供給、マトリクス樹脂の含浸、金型による賦形・硬化、引っ張り、切断などを含む一連の工程を連続して行うことができる。 The production method of the arc-shaped reinforcing material 1 is not particularly limited, and any available molding method can be adopted. From the viewpoint of productivity and stability of dimensional accuracy of the product, the pultrusion method is preferable. The pultrusion method is well known to those skilled in the art, and the reinforcing fiber f1 constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 (in some cases, the reinforcing fiber f2 constituting the auxiliary layer F2 such as mat, cloth, knit). ), Impregnation with a matrix resin, shaping / curing with a mold, pulling, cutting, and the like can be performed continuously.
円弧形補強材1の断面構成は、要求性能に応じて適宜変更可能である。通常、引張強度が1,900〜5,000N/mm2、引張弾性率が0.6×105〜6.5×105N/mm2のものが好ましく使用される。 The cross-sectional configuration of the arc-shaped reinforcing member 1 can be appropriately changed according to the required performance. Usually, those having a tensile strength of 1,900 to 5,000 N / mm 2 and a tensile modulus of 0.6 × 10 5 to 6.5 × 10 5 N / mm 2 are preferably used.
円弧形補強材1の設計厚さt、円弧形補強材1の幅(強化繊維f1の配向方向に略直交する方向の長さ)wは、補強されるマンホール100の寸法、強化繊維f1の種類などに応じて適宜決定する。通常、円弧形補強材1の厚さtは2〜5mm、幅wは20〜100mmとされる。
The design thickness t of the arc-shaped reinforcing material 1 and the width of the arc-shaped reinforcing material 1 (the length in the direction substantially perpendicular to the orientation direction of the reinforcing fibers f1) w are the dimensions of the
例えば、円弧形補強材1の円弧状一方向繊維層F1を構成する強化繊維fとして炭素繊維を用いる場合、7μmφのモノフィラメントを、例えば、約24,000本集束したストランドを50本集束したロービング、即ち、強化繊維f1を使用することができる。この強化繊維f1を、繊維目付300〜5,000g/m2にて、均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列することができる。これにより、例えば、図6に示すように円弧形補強材1が円弧状一方向繊維層F1のみから成る場合、マトリクス樹脂を含浸して硬化させた後の厚さtは、0.5〜15mmとされる。 For example, when carbon fiber is used as the reinforcing fiber f constituting the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 of the arc-shaped reinforcing material 1, the roving is obtained by bundling 50 pieces of, for example, about 24,000 monofilaments of 7 μmφ. That is, the reinforcing fiber f1 can be used. The reinforcing fibers f1 can be evenly aligned at a fiber basis weight of 300 to 5,000 g / m 2 and densely arranged in one direction. Thereby, for example, as shown in FIG. 6, when the arc-shaped reinforcing material 1 is composed only of the arc-shaped unidirectional fiber layer F1, the thickness t after impregnating and curing the matrix resin is 0.5 to 15 mm.
又、例えば、図7に示すように、円弧形補強材1の外側にガラス繊維マットから成る補助層F2を設ける場合、ガラス繊維マットの繊維目付は300〜2,000g/m2とすることができる。これにより、マトリクス樹脂を含浸して硬化させた後の円弧形補強材1(円弧状一方向繊維層F1及び補助層F2を含む)の厚さtは、1〜20mmとされる。 For example, as shown in FIG. 7, when the auxiliary layer F2 made of a glass fiber mat is provided outside the arc-shaped reinforcing material 1, the fiber basis weight of the glass fiber mat is set to 300 to 2,000 g / m 2. Can do. Accordingly, the thickness t of the arc-shaped reinforcing material 1 (including the arc-shaped unidirectional fiber layer F1 and the auxiliary layer F2) after being impregnated and cured with the matrix resin is set to 1 to 20 mm.
次に、円弧形補強材1を頂版下面111aに貼り付ける工程について更に説明する。本発明に従う円弧形補強材1の貼り付け工程は、次の各工程の全て或いはいずれかの組み合わせを有する。図8(a)〜(d)は、円弧形補強材1を張り付ける部分の頂版下面111aの概略断面を示す。
Next, the process of sticking the arc-shaped reinforcing material 1 to the top plate
(1)ケレン処理工程
図8(a)に示すように、頂板下面111aにおける円弧形補強材1を貼り付ける部分の下地コンクリートをケレン処理する。ケレン処理は、ディスクサンダー、サンドブラストなどの任意の手段により行うことができる。
(1) Keren processing step As shown in FIG. 8A, the base concrete of the portion where the arc-shaped reinforcing material 1 is pasted on the
(2)プライマー塗布工程
次に、図8(b)に示すように、ケレン処理した頂板下面111aにプライマー3を塗布して下地処理する。プライマー3は、次に接着樹脂にて接着する円弧形補強材1とコンクリート面との馴染み馴染みを向上させる。プライマー3としては、次に塗布する接着樹脂2との親和性が良く、又円弧形補強材1と共に使用することが許容される任意のものを用いることができる。プライマー3としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの室温硬化樹脂、又は、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などのラジカル反応系樹脂(ラジカル重合樹脂)を用いることができる。又、プライマー3としては、特に、硬化の早い速硬化型のラジカル反応系樹脂、例えばアクリル樹脂が好ましい。より具体的には、速硬化型のアクリル樹脂としては、日鉄コンポジット(株)製FP−Mを好適に用いることができる。プライマー3の塗布量は、好ましくは、円弧形補強材1の表面積当たり0.1〜0.4kg/m2である。
(2) Primer Application Step Next, as shown in FIG. 8B, the
(3)接着樹脂塗布工程
次に、図8(c)に示すように、接着樹脂2を頂板下面111aのコンクリート面(プライマー3を適用する場合はプライマー塗布面)に塗布する。接着樹脂2としては、円弧形補強材1と共に使用することが許容される任意のものを用いることができる。接着樹脂2としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの室温硬化樹脂、又は、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などのラジカル反応系樹脂(ラジカル重合樹脂)を用いることができる。特に、硬化の早い速硬化型のラジカル反応系樹脂、例えばアクリル樹脂が好ましい。より具体的には、速硬化型のアクリル樹脂としては、日鉄コンポジット(株)製FR−MIPを好適に用いることができる。接着樹脂2の塗布量は、好ましくは、円弧形補強材1の表面積当たり0.5〜5.0kg/m2である。
(3) Adhesive resin application process Next, as shown in FIG.8 (c), the adhesive resin 2 is apply | coated to the concrete surface (when
(4)円弧形補強材貼着工程
次に、図8(d)に示すように、円弧形補強材1を、接着樹脂2(プライマー3を適用する場合は更にプライマー3)を介して頂板下面111aに付着させる。その後、接着樹脂2が硬化することにより、円弧形補強材1のマンホール100への適用は終了する。
(4) Arc-shaped reinforcing material adhering step Next, as shown in FIG. 8 (d), the arc-shaped reinforcing material 1 is passed through an adhesive resin 2 (or
尚、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた円弧形補強材1を用いる場合は、エポキシ樹脂接着剤で接着することが好ましい。又、マトリクス樹脂としてアクリル樹脂を用いた円弧形補強材1を用いる場合は、アクリル樹脂接着剤で接着することが好ましい。 In addition, when using the arc-shaped reinforcing material 1 using an epoxy resin as a matrix resin, it is preferable to adhere with an epoxy resin adhesive. Further, when the arc-shaped reinforcing material 1 using an acrylic resin as the matrix resin is used, it is preferable to bond with an acrylic resin adhesive.
本発明の好ましい実施例によれば、円弧形補強材1を頂板下面111aに貼り付ける工程は、上記工程(1)〜(4)の全てを有する。但し、上記工程(2)のプライマー塗布工程、更には上記工程(1)のケレン処理工程は、場合によっては省くことができる。又、上記工程(3)の接着樹脂塗布工程においては、接着樹脂2を円弧形補強材1の面に塗布してもよい。又、上記工程(1)〜(4)の他、公知のコンクリートのひび割れ補修工程など、任意の工程を適宜追加してもよいことを、当業者は容易に理解されよう。
According to a preferred embodiment of the present invention, the step of attaching the arc-shaped reinforcing material 1 to the top plate
尚、図9に示すように、必要に応じて、例えば、直線形の一方向繊維強化プラスチック製の補強材4を頂板下面111aの任意の箇所に、任意の配向にて貼り付けることができる。この追加の補強材4は、特に一方向強化繊維が円弧状に配列されていないことを除けば、上述の円弧形補強材1と同様の構成とすることができる。又、その頂板下面111aへの貼り付け工程も、上記円弧形補強材1と同様とすることができる。好ましくは、この追加の補強材4は、頂板下面111aにおいて引張応力が作用している箇所に、その引張応力の作用方向に沿って一方向連続強化繊維が配向するように貼り付ける。
As shown in FIG. 9, for example, a linear unidirectional fiber reinforced
上述のように、円弧形補強材1を頂板下面111aに貼り付けることによって、開口部121の周りの頂版下面111aに作用する引張応力(図3)に対して、円弧形補強材1が応力を分担することができ、マンホール100の構造を補強することができる。又、既に硬化された円弧形補強材1をマンホール100内に運び入れ、これを所定箇所に貼り付けるといった極めて簡単な作業にて、作業性良くマンホール100を補強することができる。従って、短時間に高率良くマンホール100の補強工事を施工することができる。特に、プライマー3、接着樹脂2として速硬化型の接着樹脂を使用することで、極めて短時間に補強工事を完了することができる。これにより、地中に埋設されたマンホール100の補強工事のための交通規制時間を短縮することができる。
As described above, by attaching the arc-shaped reinforcing material 1 to the top plate
[斜材の取り付け]
上述のように、頂版下面111aの開口部121の周りに作用する引張応力に対しては、躯体部分101の内部空間から円弧形補強材1を貼り付けることで補強することができる。
[Installation of diagonal materials]
As described above, the tensile stress acting around the
更に、マンホール100においては、図3及び図4に示す結果から分かるように、頂版111に首部102からの輪荷重がかかると、首部102付近の長手方向側版112と頂板111との接合部において、頂板上面111bに引張応力が作用している。コンクリートは、圧縮力には強く、引張力には弱い。又、マンホール100の補強工事を短時間で高率的に行うためには、この頂板上面111bに対する補強を躯体部分101の内部空間から補強することが求められる。
Further, as can be seen from the results shown in FIGS. 3 and 4, in the
図10をも参照して更に説明すれば、短手方向中心線Bを中心として、開口部121の径の約1.5倍の範囲において、長手方向側版112と頂板111との接合部の頂板上面111bに強い引張応力が発生している。
Further description will be made with reference to FIG. 10 as well, in the range of about 1.5 times the diameter of the
そこで、本発明の他の実施態様によれば、地中に埋設されたマンホール10の補強方法は更に、図11に示すように、頂板下面111aと長手方向側版112とで成す躯体部分101の内部空間側の隅角部の、短手方向中心線Bを中心として開口部121の径dの1.5倍の範囲Rに、頂版下面111aと長手方向側版の躯体部分101の内部空間側の面(以下「長手方向側版内面」という。)112aとに固定された斜材(ストラット、支え部材)5を設けることを含む。換言すれば、地中に埋設されたマンホール10の補強方法は、長手方向側版112と頂板111とで成す隅角部の軸線上への開口部121の投影部分の両端側に対称に延びる、当該投影部分の長さの1.5倍の範囲に、頂板下面111aと長手方向側版内面112aとに固定された斜材(ストラット、支え部材)5を設けることを含む。
Therefore, according to another embodiment of the present invention, the reinforcing method of the manhole 10 embedded in the ground is further provided as shown in FIG. 11 with the
斜材5は、頂版111(頂板下面111a)から30°以上60°以下の角度θにて設ける。斜材5の軸線が頂板下面111aと成す角度θが、30°未満であるか、或いは60°を超えると、曲げ応力が発生した時の力の伝達が非効率となる。最も好ましくは、斜材5の軸線が頂板下面111aと成す角度θは45°である。尚、図11には、頂板下面111aと長手方向側版112とで成す一方の隅角部のみ示すが、通常、反対側の隅角部にも同様にして斜材5を設ける。
The
斜材5としては、図12(a)、(b)に示すように、棒材、板材を好適に使用することができる。又、斜材5の材料は、圧縮強度や圧縮剛性の観点から、ステンレススチール、鋼など金属が好ましい。
As the
更に説明すると、斜材5は、頂板下面111aと長手方向側版内面112aとの間に斜めに配置される斜材部53と、この斜材部53の軸線(長さ)方向両端部に設けられ、頂板下面111a、長手方向側版内面112aに斜材5を固定するための固定部51と、を有する。固定部51には、ボルト孔(アンカー孔)52が設けられている。これにより、斜材5は、このボルト孔52を利用してアンカーボルト6により頂板下面111a、長手方向側版内面112aに固定することができる。
More specifically, the
斜材5として、図12(a)に示すような棒材を用いる場合、要求される補強強度に応じて、典型的には、上記所定の範囲R内に所定間隔(通常、等間隔)で複数個取り付ける。斜材5の構成は、全体として要求される補強強度、取り付ける棒材の数(即ち、1個の斜材5に要求される補強強度)などに応じて適宜設定可能である。又、斜材5として、図12(b)に示すような板材を用いる場合、典型的には、上記所定の範囲R内で連続した1個の板材を用いる。上記範囲内に所定間隔(通常、等間隔)に分割された複数枚の板材を取り付けてもよい。
When a bar as shown in FIG. 12A is used as the
斜材5の断面構成は、要求性能に応じて適宜変更可能である。棒材の場合、例えば、次のようなものを好適に用いることができる。4.5mm(厚さ)×120mm(幅:断面長)×740mm(長さ)の鋼材(SS400)の、軸線方向(長さ方向)中央の500mm部分を断面(軸線方向に対し直交方向の断面)U字形に加工して斜材部53とする。そして、この斜材部53の軸線方向両端部の120mm部分を、斜材部53に対し45°の角度で曲げて固定部51を形成する。この場合、好ましくは、溶融亜鉛メッキを施すことで耐食性を向上させる。
The cross-sectional configuration of the
又、板材の場合、例えば、次のようなものを好適に用いることができる。4.5mm(厚さ)×500mm(幅)×740mm(長さ)のステンレスチール材(SUS304)の、長さ方向中央の500mm部分を斜材部53とする。この斜材部53の長さ方向両端部の120mm部分を、斜材部53に対し45°の角度で曲げ加工して固定部51を形成する。
Moreover, in the case of a board | plate material, the following can be used suitably, for example. A
上述のように、斜材5は、固定部51においてアンカーボルト6で頂板下面111a、長手方向側版内面112aに固定することができる。この他に、図13(a)に示すように、固定部51と、頂板下面111a、長手方向側版内面112aのコンクリート面との間にパテ状の接着剤7を用いることで、斜材5を頂板下面111a、長手方向側版内面112aに固定することができる。この場合、ボルト孔52(図11)は必要ない。パテ状の接着剤7としては、エポキシ樹脂パテ材を用いることができる。より具体的には、パテ状の接着材7としては、日鉄コンポジット(株)製FE−Zを好適に用いることができる。又、図13(b)に示すように、パテ状の接着剤7とアンカーボルト6を併用してもよい。
As described above, the
つまり、斜材5を取り付ける工程は、斜材5を躯体部分100の内部空間にて所定位置に適合させる工程、そしてこの斜材5をアンカーボルト6及び/又はパテ状7の接着剤を用いて固定する工程を含む。
In other words, the step of attaching the
尚、斜材5の固定部51を固定する箇所のコンクリート面の下処理、アンカー固定孔の加工処理など、公知の任意の工程を適宜追加してもよいことは当業者には容易に理解されよう。
It should be readily understood by those skilled in the art that known arbitrary processes such as the pretreatment of the concrete surface where the fixing
上述のように、頂板上面111bの端部に作用する引張応力(図4)に対しては、上記所定の範囲Rにおいて頂板下面111aと長手方向側版内面112aとに固定された斜材5を設けることによって応力を緩和することができる。又、例えば金属製の棒材とされる斜材5をマンホール100内に運び入れ、これを所定箇所にアンカーボルトなどで固定するといった極めて簡単な作業にて、作業性良くマンホール100を補強することができる。従って、短時間に高率良く補強工事を施工することができる。これにより、地中に埋設されたマンホール100の補強工事のための交通規制時間を短縮することができる。
As described above, against the tensile stress (FIG. 4) acting on the end of the top plate
以上説明したように、地中に埋設されたマンホール100は、最も好ましくは、円弧形補強材1と斜材5との双方を所定箇所に取り付ける。これによって、開口部121の周りの頂版下面111aに作用する引張応力(図3)、頂板上面111bの端部に作用する引張応力(図4)の両方、即ち、首部102を介して躯体部分101に作用する輪荷重によってマンホール100に発生する主要な引張応力に対して、マンホール100の内側から短時間に効率良く補強を施すことができる。
As described above, the
又、本発明によれば、上述のような補強方法によって補強されたマンホール100が提供される。つまり、本発明に従う補強されたマンホール100は、一実施形態によれば、開口部121の周りの所定箇所に、円弧形補強材1が貼り付けられている。又、他の実施形態によれば、補強されたマンホール100は更に、頂板下面111aと長手方向側版112とで成す隅角部の所定箇所において、頂板下面111aと長手方向側版112とに固定された斜材5が設けられている。最も好ましくは、本発明に従う補強されたマンホール100は、円弧形補強材1と斜材5との両方を有する。これにより、開口部121の周りの頂版下面111aに作用する引張応力(図3)、頂板上面111bの端部に作用する引張応力(図4)の両方、即ち、首部102を介して躯体部分101に作用する輪荷重によってマンホール100に発生する主要な引張応力に対する耐力が向上したマンホール100を提供することができる。
In addition, according to the present invention, a
次に、本発明に従う一具体例について説明する。本例では、上記直線形3号マンホール(標準規格)に円弧形補強材1及び斜材5を適用する。
Next, a specific example according to the present invention will be described. In this example, the arc-shaped reinforcing material 1 and the
・円弧形補強材
強化繊維:高強度炭素繊維
マトリクス樹脂:アクリル樹脂[日鉄コンポジット(株)製FR−MIP]
形状:
幅w 50mm
厚さt 5mm
内周の曲率半径 460mm
長手方向中心線に対し±60°にわたる円弧形状
使用強化繊維の機械的特性:
引張強度:4900N/mm2(炭素繊維断面積ベース)
引張弾性率:2.39×105N/mm2(炭素繊維断面積ベース)
この円弧形補強材1を、開口部121の周からの距離gが10mmとなる位置に、頂版下面111aをケレン処理した後、次のプライマー3、接着樹脂2を用いて接着した。
プライマー:速硬化型アクリル樹脂[日鉄コンポジット(株)製 FR−M]
接着樹脂:速硬化型アクリル樹脂[日鉄コンポジット(株)製 FR−MIP]
-Arc-shaped reinforcing material Reinforcing fiber: High-strength carbon fiber Matrix resin: Acrylic resin [FR-MIP manufactured by Nippon Steel Composite Co., Ltd.]
shape:
Width w 50mm
Thickness t 5mm
Inner circumference radius of curvature 460mm
Arc shape over ± 60 ° with respect to the longitudinal center line Mechanical properties of the reinforcing fibers used:
Tensile strength: 4900 N / mm 2 (carbon fiber cross-sectional area base)
Tensile modulus: 2.39 × 10 5 N / mm 2 (based on carbon fiber cross-sectional area)
The arc-shaped reinforcing material 1 was adhered to the position where the distance g from the circumference of the
Primer: Fast-curing acrylic resin [FR-M manufactured by Nippon Steel Composite Co., Ltd.]
Adhesive resin: Fast-curing acrylic resin [FR-MIP manufactured by Nippon Steel Composite Co., Ltd.]
・斜材
材料:鋼材(SS400に亜鉛メッキを施したもの)
形状:棒材(斜材部は断面U字形状)
寸法:斜材部長さ50cm/斜材部断面長12cm/固定部長さ12cm/
アンカー孔8.2mmφ×2カ所
数(間隔):7個(22.5cm間隔)
アンカーボルト:M8拡径式アンカー
接着剤:エポキシ樹脂パテ材
[日鉄コンポジット(株)製 FE−Z(4kg/m2)]
この斜材5を、アンカーボルトにて頂版下面111aと長手方向側版内面112aに固定した。尚、開口部121の径は900mmであり、斜材5取付範囲Rは、短手方向中心線Bを中心として1.35mの範囲であった。
-Diagonal material: Steel (SS400 galvanized)
Shape: Bar (diagonal part is U-shaped in cross section)
Dimensions: diagonal part length 50 cm / diagonal
Anchor hole 8.2 mmφ x 2 Number (interval): 7 (22.5 cm interval)
Anchor bolt: M8 expanded anchor Adhesive: Epoxy resin putty material
[FE-Z (4 kg / m 2 ) manufactured by Nippon Steel Composite Co., Ltd.]
The
尚、上記実施例では、コンクリート構造物は、通信ケーブルの分岐スペース等として使用されるマンホールであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、上記マンホールにて極めて有効に作用するものであるが、躯体部分と、この躯体部分の頂版に接続され前記躯体部分の内部空間に連通する開口部を具備する円筒状の首部と、を有し、地中に埋設されて使用される任意のコンクリート構造物に対して等しく適用し得るものである。 In the above embodiment, the concrete structure is described as a manhole used as a branch space for a communication cable, but the present invention is not limited to this. Although the present invention works extremely effectively in the manhole, a cylindrical neck portion comprising a housing portion and an opening connected to the top plate of the housing portion and communicating with the internal space of the housing portion; And can be equally applied to any concrete structure used by being buried in the ground.
1 円弧形補強材
2 接着樹脂
3 プライマー
5 斜材
100 マンホール
101 躯体部分
102 首部
111 頂版
111a 頂版下面
111b 頂版上面
112 長手方向側版
112a 長手方向側版内面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc-shaped reinforcing material 2
Claims (7)
前記頂版の前記内部空間側の面である頂版下面における前記開口部の周りに、前記開口部の周方向に沿う長さ及び前記開口部側の辺からその反対側の辺までの幅を有する円弧形状に形成された繊維強化プラスチック製の補強材を、接着樹脂を用いて接着することを含み、
前記円弧形状の補強材は、平面上で前記円弧形状に沿って一方向に配列された連続する強化繊維を有し、前記躯体部分の長手方向に沿い前記開口部の中心を通る長手方向中心線に対して両側30°以上の範囲にわたり連続することを特徴とする地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法。 And the frame portion, a reinforcing how the concrete structure, which is buried in the ground with a cylindrical neck portion which includes an opening communicating with the interior space of the connected the skeleton portion in the top plate of the skeleton portion And
Before around the opening in the top plate lower surface is a surface of the inner space side of the Kiitadaki plate, the width of the length along the circumferential direction of the opening and from the opening side of the side to its opposite side A reinforcing material made of fiber reinforced plastic formed into an arc shape having an adhesive using an adhesive resin,
The arc-shaped reinforcing material has continuous reinforcing fibers arranged in one direction along the arc shape on a plane, and a longitudinal center line passing through the center of the opening along the longitudinal direction of the housing portion. method for reinforcing concrete structures which are buried in the ground, characterized in that successive Ri cotton in a range of more than two sides 30 ° with respect.
前記頂版の前記内部空間側の面である頂版下面における前記開口部の周りに、前記開口部の周方向に沿う長さ及び前記開口部側の辺からその反対側の辺までの幅を有する円弧形状に形成された繊維強化プラスチック製の補強材が、接着樹脂を用いて接着されており、
前記円弧形状の補強材は、平面上で前記円弧形状に沿って一方向に配列された連続する強化繊維を有し、前記躯体部分の長手方向に沿い前記開口部の中心を通る長手方向中心線に対して両側30°以上の範囲にわたり連続することを特徴とする補強されたコンクリート構造物。 And the frame portion, a cylindrical neck portion and, reinforced concrete structure to have a having a opening communicating with the interior space of the connected the skeleton portion in the top plate of the skeleton portion,
Before around the opening in the top plate lower surface is a surface of the inner space side of the Kiitadaki plate, the width of the length along the circumferential direction of the opening and from the opening side of the side to its opposite side A reinforcing material made of fiber reinforced plastic formed in an arc shape having an adhesive is bonded using an adhesive resin,
The arc-shaped reinforcing material has continuous reinforcing fibers arranged in one direction along the arc shape on a plane, and a longitudinal center line passing through the center of the opening along the longitudinal direction of the housing portion. continuous be reinforced concrete structure, wherein Rukoto Ri cotton in a range of more than two sides 30 ° with respect.
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