JP5684557B2

JP5684557B2 - コンクリート柱体の補強方法

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Publication number: JP5684557B2
Application number: JP2010280353A
Authority: JP
Inventors: 幸司酒井; 正英新名
Original assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: JP2012127134A

Description

本発明は、コンクリート電柱またはコンクリートポール等の既設のコンクリート柱体の補強方法に関する。

コンクリート電柱は、遠心力を用いてコンクリートを締め固めるとともに中空部を形成している。

このコンクリート電柱には、架線等への風圧荷重が働き、コンクリート電柱の頂部から地際に向かって、徐々に大きな曲げ応力が作用するため、これに応じた曲げ性能を有するコンクリート電柱を選定している。

コンクリート電柱の地際部付近に最大の曲げ応力が発生するため、設計以上の曲げ応力が作用すると、ひび割れの発生するおそれがある。

さらに、当初計画された以上の架線が敷設されたり、屈曲した架線配置にもかかわらず支線等を設置していないことからも、コンクリート電柱にひび割れの発生するおそれもある。

また、ひび割れの発生したコンクリート電柱を放置しておけば、電柱内部に配置された鉄筋が腐食するため、ひび割れはさらに進展し、折損に至るおそれが指摘されている。

外力に対して設計耐力の不足しているコンクリート電柱、あるいはひび割れの発生しているコンクリート電柱は、より大きな耐力を有するコンクリート電柱に建て替えるべきではあるが、周辺環境の制約（交通規制、作業時間等）から、建て替え作業の進まないのが現状である。

このような状況に対して、いくつかのコンクリート電柱の補強方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

特許文献１には、コンクリート電柱の側面に形成した開口部から、電柱内部にモルタルまたは砂を注入し、さらに、硬化性のある充填材を注入する補強方法と、加えて補強材を挿入する補強方法が示されている。

特許文献２には、コンクリート電柱の頂部の開口部から、電柱内部に補強材を吊り下ろし、硬化性のある充填材を注入する補強方法が示されている。

特許文献３には、コンクリート電柱の外周に、繊維シートを接着剤で貼り付ける補強方法が示されている。

特開２００４−９２３７６号公報（第９頁、図３）特開２００５−３０７４７９号公報（第７頁、図１）特開平６−３２２９９９号公報（第２頁、図２）

特許文献１の方法は、コンクリート電柱の中空部にモルタルまたは砂を注入する工程、補強材を挿入する工程、さらに、硬化性のある充填材を注入する工程が必要であるため、作業が煩雑でかつ非効率である。また、補強材の位置決めに特殊な治具を必要とする上、充填材の注入量の管理にも熟練者の経験を必要とし、作業の容易性に欠ける課題がある。

特許文献２の方法は、補強材をコンクリート電柱の内部に均等配置するために複雑な形状からなる治具を必要とし、なおかつ、その治具を再使用できない。また、全ての作業を立設された電柱の頂部から行なうために、高所での作業となり、落下防止対策、車両通行規制等を行なう必要があり、作業の容易性に欠ける課題がある。

特許文献３の方法は、外周からコンクリート電柱を補強するため、効率的な補強を行なえるものの、地際下の補強を行なうためには電柱の周囲を掘削しなければならず、接着剤が硬化するまで周囲の養生を行なう必要があり、作業の容易性に欠ける課題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、周辺環境の制約を受けることなく、コンクリート柱体に大きな曲げ応力の作用する部分を、効率的に容易かつ確実に補強できるコンクリート柱体の補強方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、コンクリート柱体の側面に開口部を設け、この開口部から上記コンクリート柱体の中空部に、長尺の袋状に成形された強化繊維シートで上記中空部の内壁面に密着可能の形状およびサイズに形成された補強材と、この袋状の補強材の内部に差し込まれた充填材注入用のホースとを、上記補強材の袋底部および上記ホースの先端が上記中空部の底面に到達するまで挿入し、上記ホースにより充填材を上記袋状の補強材の内部に底面側から注入して、上記充填材の内圧により上記袋状の補強材をコンクリート柱体の内壁面に密着するまで広げ、コンクリート柱体の中空部に上記袋状の補強材で覆われた充填材の構造体を形成するコンクリート柱体の補強方法である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のコンクリート柱体の補強方法において、コンクリート柱体の中空部に対する袋状の補強材および充填材による補強は、地上で劣化状況を視認できるチェックポジションのレベルまで行なう補強方法である。

請求項１記載の発明によれば、コンクリート柱体の中空部に、長尺の袋状に成形された強化繊維シートで上記中空部の内壁面に密着可能の形状およびサイズに形成された補強材を充填材注入用のホースとともに、上記補強材の袋底部および上記ホースの先端が上記中空部の底面に到達するまで挿入して、ホースにより上記袋状の補強材の内部に底面側から注入される充填材の内圧により上記袋状の補強材をコンクリート柱体の中空部の内壁面に密着させて、コンクリート柱体に大きな曲げ応力の作用する部分を、上記袋状の補強材および充填材により効率的に容易かつ確実に補強できる。また、コンクリート柱体の側面に開口部を設け、この開口部から袋状の補強材とホースとをコンクリート柱体の中空部に挿入したので、高所での作業や柱体周囲での養生が不要であるとともに周辺環境の制約を受けない効果がある。

請求項２記載の発明によれば、地上で劣化状況を視認できるチェックポジションのレベルまで袋状の補強材および充填材による補強をすることで、そのチェックポジションに負荷がかかり、ひび割れの拡大等の劣化現象が最初に現われるので、チェックポジションを優先的に監視することでコンクリート柱体の劣化状況を把握でき、保守点検を簡易化できる。

本発明に係る補強方法の一実施の形態により補強されたコンクリート柱体を示す断面図である。同上補強方法の一実施の形態を示す工程図である。本発明と関連する補強方法により補強されたコンクリート柱体の参考例を示す断面図である。同上関連する補強方法に用いられる補強材の参考例を示す斜視図である。

以下、本発明を、図１および図２に示された一実施の形態を参照しながら説明する。なお、図３および図４は、本発明と関連する補強方法により補強されたコンクリート柱体および補強材の参考例を示す。

図１および図２に示された一実施の形態は、コンクリート柱体としてのコンクリート電柱11の中空部12の内壁面に、長尺の袋状に成形されたアラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の強化された連続繊維シートすなわち強化繊維シートで形成された補強材13を施工するものであり、この袋状の補強材13は、内部に充填材14を注入することで充填材14からの内圧により広がってコンクリート電柱11の中空部12の内壁面に補強材13を密着可能の形状およびサイズに形成されている。

次に、この補強材13をコンクリート電柱11の内部に施工してコンクリート電柱11の底部から地際GLより１ｍ程度上側までの地際部を補強する補強方法を説明する。

(1) 図２（ａ）に示されるように、コンクリート電柱11の地際GLから１．０ｍ乃至２．５ｍの範囲に設けられている足場受口位置や接地引入口を利用して、電柱内部への開口部15を設ける。

(2) コンクリート電柱11の内面に通水をして、後で充填するモルタル等の水分が吸収されないように準備する。

(3) コンクリート電柱11の設計内径程度の袋状に成形した上記強化繊維シートを上記補強材13として用いるため、この袋状の補強材13を、必要な長さに切断して用意する。この補強材13は、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の強化繊維を織り込んで形成された連続繊維シートであるため、若干の伸縮性を有する。そのため、後で充填されるモルタル等の充填材14から作用する内圧により、コンクリート電柱11の内壁面に密着することが可能である。

(4) 図２（ｂ）に示されるように、上記袋状の補強材13を、その内部に挿入された充填材注入用のホース16とともに、上記コンクリート電柱11の開口部15から電柱中空部12に挿入する。

(5) 強化繊維シート製の補強材13の袋底部およびホース16の先端とが電柱中空部12の底面（品種によって異なるが、開口部から２．５ｍ〜５．５ｍ下側に位置する）に到達したら、底面から徐々にホース16を通じてモルタル等の充填材14をポンプ（図示せず）により注入していく。図２（ｃ）に示されるように、その充填材14の内圧により袋状の補強材13が電柱内壁面に密着するまで広がる。

充填材としては、無収縮モルタルを用いることが望ましく、充填部での隙間の形成を防止し、強度を確保できる。

(6) 充填材14の注入に合わせてホース16を引き上げていき、補強材13の広がりを妨げないようにする。

(7) モルタル等の充填材14が地際GLからほぼ１ｍ程度に達したら、ホース16を取り外し、充填材14の注入を終了する。

(8) コンクリート電柱11の開口部15を塞ぐ処理を行なう。このようにして、コンクリート電柱11の内部に袋状強化繊維シートの補強材13で覆われた充填材14の構造体を形成する。

このように、強化繊維シートの補強材13をコンクリート電柱11の内部に施工してコンクリート電柱11を補強する補強方法では、コンクリート電柱11の側面に開口部15を設け、この開口部15から上記コンクリート電柱11の中空部12に、強化繊維シートの補強材13と、この補強材13の内部に差し込まれた充填材注入用のホース16とを挿入し、上記ホース16によりモルタル等の充填材14を上記補強材13の内部に注入して、上記充填材14の内圧により上記補強材13をコンクリート電柱11の内壁面に密着するまで広げ、コンクリート電柱11の中空部12に、強化繊維シートの補強材13で覆われた充填材14の構造体を形成する。

言い換えると、コンクリート電柱11の地際部に、コンクリート電柱11とモルタル等の充填材14との間に強化繊維シートの補強材13を挟んで一体化された３層構造体を形成する。

このとき、コンクリート電柱11の中空部12に対する補強材13および充填材14による補強は、図２（ｃ）に示されるように地上で劣化状況を視認できるチェックポジション17のレベルまで行なう。

このチェックポジション17は、地際GLから１．０ｍ乃至２．５ｍの範囲に設けられている開口部15のやや下側に設定する。

次に上記図１および図２に示された一実施の形態による効果を説明する。

長尺の袋状に成形された強化繊維シートを内部注入したモルタル等の充填材14によりコンクリート電柱11の中空部12の内壁面に密着可能に形成した補強材13は、必要な長さに切断して用いることができるとともに、コンクリート電柱11の中空部12の内壁面に密着して、コンクリート電柱11に大きな曲げ応力の作用する部分を効率的に容易かつ確実に補強できる。

また、充填材14からの内圧によりコンクリート電柱11の中空部12の内壁面に補強材13を配置できるので、電柱11の周囲を覆ったり養生する手間が不要であるとともに周辺環境の制約を受けない効果がある。

そして、コンクリート電柱11の中空部12でモルタル等の充填材14を注入した強化繊維シート袋の補強材13により、コンクリート電柱11の地際部や地中部を強化することで、これらの地際部や地中部が起点となるコンクリート電柱11の折損倒壊を回避できる。

一方、地上で劣化状況を視認できるチェックポジション17のレベルまで補強材13および充填材14による補強をすることで、そのチェックポジション17に負荷がかかり、ひび割れの拡大等の劣化現象が最初に現われるので、このチェックポジション17を優先的に監視することでコンクリート電柱11の劣化状況を容易に把握でき、保守点検を簡易化できる。

例えば、地際からほぼ１ｍ程度までを充填範囲とした場合は、補強範囲外との境界（地上１ｍ）に負荷がかかり、ひび割れの拡大等の劣化状況を視認し易いので、この特定位置をチェックポジション17として保守管理を行なうと、保守点検が容易となる。

このコンクリート電柱11の中空部12に地際部に近い開口部15から補強材13を挿入する補強方法は、全ての作業を地表から効率良く行なうことができるため、作業時間を短縮でき、かつ作業の容易性および確実性が高く、車両交通規制等の必要があっても最低限ですますことができる。

上記補強材13は、複雑な治具を用いることなく作業を行なえるので、作業者の熟練度の影響を受けることなく、作業の容易性および安定した品質を確保できる。

以上のように、図１および図２に示された一実施の形態によれば、コンクリート電柱11の中空部12に長尺の袋状に成形された強化繊維シートの補強材13を充填材注入用のホース16とともに挿入して、このホース16から注入されるモルタルなどの充填材14の内圧により上記補強材13をコンクリート電柱11の中空部12の内壁面に密着させて、コンクリート電柱11に大きな曲げ応力の作用する部分を、上記補強材13および上記充填材14により効率的に容易かつ確実に補強できる。また、コンクリート電柱11の側面に開口部15を設け、この開口部15から上記補強材13と上記ホース16とをコンクリート電柱11の中空部12に挿入したので、高所での作業や電柱周囲での養生が不要であるとともに周辺環境の制約を受けない効果がある。

次に、図３および図４に、本発明と関連する補強方法により補強されたコンクリート柱体および補強材の参考例を示す。その補強方法は、コンクリート柱体としてのコンクリート電柱11の中空部の内壁面に、上記補強材13とは異なる補強材21を施工するものであり、この補強材21は、コンクリート電柱11の中空部に挿入され内部にモルタル等の充填材14を注入することで充填材14からの内圧により広がってコンクリート電柱11の中空部の内壁面に密着可能の形状およびサイズに形成された長尺の袋体22と、この袋体22に一体的に取り付けられ、袋体22とともに充填材14からの内圧によりコンクリート電柱11の中空部の内壁面に沿って配置される複数の補強体23とを具備したものである。

すなわち、図１および図２に示された上記強化繊維シートを用いた袋状の補強材13の代替品として、図３および図４に示された補強材21は、土嚢袋に用いられているポリエチレン等の袋体22をコンクリート電柱11の中空部サイズの円筒状袋に加工し、その袋体22に可撓性を有する鋼材またはアラミド樹脂棒等の複数の補強体23をコンクリート電柱11の周方向に所定間隔で配置し、袋体22の長尺方向と平行になるように複数の結束体24により結束したり、袋体22に編み込んだり、または接着した補強材である。

このように、補強材21は、袋体22を補強材として用いるのではなく、袋体22に可撓性を有する鋼材またはアラミド樹脂棒等の複数の補強体23をコンクリート電柱の軸方向となるように結束したり編み込んだり接着して、複数の補強体23をコンクリート電柱11の内壁面にバランス良く配置できるように構成したものである。

そして、この図３および図４に示された補強材21をコンクリート電柱11の内部に施工してコンクリート電柱11を補強する補強方法でも、コンクリート電柱11の側面に開口部（図示せず）を設け、この開口部から上記コンクリート電柱11の中空部に、袋体22に可撓性を有する補強体23を一体化した補強材21と、この補強材21の袋体22内に差し込まれた充填材注入用のホース（図示せず）とを縮径方向に纏めた状態で挿入し、上記ホースによりモルタル等の充填材14を上記補強材21の内部に注入して、上記充填材14の内圧により上記補強材21の袋体22をコンクリート電柱11の内壁面に密着するまで広げ、コンクリート電柱11の中空部に、袋体22に補強体23を一体化した補強材21で覆われた充填材14の構造体を形成する。

このとき、コンクリート電柱11の中空部に対する補強材21および充填材14による補強は、地上で劣化状況を視認できるチェックポジションのレベルまで行なうことは、図１および図２の実施の形態と同様である。

このように、袋体22の内部にモルタル等の充填材14を注入することで、この袋体22を広げて、鋼材またはアラミド樹脂棒等の補強体23をコンクリート電柱11の内壁面に沿って配置し、コンクリート電柱11の中空部に、鋼材またはアラミド樹脂棒等の補強体23と充填材14とによる合成構造体を形成する。

そして、充填材14からの内圧によりコンクリート電柱11の中空部の内壁面に密着可能な長尺の袋体22により、補強体23をコンクリート電柱11の中空部の内壁面に沿って配置できるので、コンクリート電柱11に大きな曲げ応力の作用する部分を効率的に容易かつ確実に補強できるコンクリート電柱11の補強材21を提供できる。また、充填材14からの内圧によりコンクリート電柱11の中空部の内壁面に袋体22および補強体23を配置できるので、コンクリート電柱11の周囲を覆ったり養生する手間が不要であるとともに周辺環境の制約を受けない。

以上のように、図３および図４に示されたコンクリート電柱11の中空部に、長尺の袋体22と補強体23とを具備した補強材21を充填材注入用のホースとともに挿入して、ホースから注入される充填材14の内圧により、図３に示されるように上記補強材21をコンクリート電柱11の中空部の内壁面に密着させると、コンクリート電柱11に大きな曲げ応力の作用する部分を、袋体22で形状保持される補強体23と充填材14とにより効率的に容易かつ確実に補強できる。また、コンクリート電柱11の側面に開口部を設け、この開口部から可撓性を有する袋体22と補強体23とで構成した補強材21とホースとをコンクリート電柱11の中空部に挿入したので、高所での作業や電柱周囲での養生が不要であるとともに周辺環境の制約を受けない効果がある。

次に、図示しない別の参考例を説明すると、上記補強方法によりコンクリート電柱11の中空部12を補強するとともに、その中空部補強に加えて、コンクリート電柱11の地中部外周面および地際部外周面を外側からアラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の強化繊維シートの外側補強材（図示せず）で補強することにより、コンクリート電柱11の地中部および地際部を、内側および外側から２重に補強するようにしてもよい。強化繊維シートの地中部は土やアスファルト、強化繊維シートの地際部は外側シートで円周方向を拘束する。

このコンクリート電柱11の地中部および地際部を内側および外側から２重に補強した２重補強方式により、高荷重のコンクリート電柱の折損倒壊を回避できる。

なお、本発明における充填材14としては、硬化性のある充填材であれば一般的なモルタルに限定されず、例えば樹脂モルタルなどでも良い。

さらに、本発明の補強方法は、コンクリート電柱11だけでなく、コンクリートポール（図示せず）などにも適用できる。

本発明は、コンクリート柱体の補修工事を業として行なう者にとって利用可能である。

11 コンクリート柱体としてのコンクリート電柱
12 中空部
13 補強材
14 充填材
15 開口部
16 ホース
17 チェックポジション

Claims

コンクリート柱体の側面に開口部を設け、
この開口部から上記コンクリート柱体の中空部に、長尺の袋状に成形された強化繊維シートで上記中空部の内壁面に密着可能の形状およびサイズに形成された補強材と、この袋状の補強材の内部に差し込まれた充填材注入用のホースとを、上記補強材の袋底部および上記ホースの先端が上記中空部の底面に到達するまで挿入し、
上記ホースにより充填材を上記袋状の補強材の内部に底面側から注入して、上記充填材の内圧により上記袋状の補強材をコンクリート柱体の内壁面に密着するまで広げ、
コンクリート柱体の中空部に上記袋状の補強材で覆われた充填材の構造体を形成する
ことを特徴とするコンクリート柱体の補強方法。
コンクリート柱体の中空部に対する袋状の補強材および充填材による補強は、地上で劣化状況を視認できるチェックポジションのレベルまで行なう
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート柱体の補強方法。