JP5797221B2 - アンカーキャップの施工法及びアンカー装置 - Google Patents

Description

本発明は、下部構造物に植設されたアンカーバーを収納するために上部構造物に設けられるアンカーキャップの施工法及びアンカー装置に関するものである。

一般に、土木、建築等の構造物においては、上部構造物を下部構造物が支承する構造が広く行われている。高速道路やコンクリート橋の場合、荷重や温度等による構造物の膨張・収縮等によって、上部構造物である橋梁が水平方向に移動して下部構造物である橋脚から落下するのを防止するために、下部構造物に鉛直に設けたアンカーバーを上部構造物に設けたアンカーキャップ内に収納することによって上部構造物の動きを制限している。

上部構造物の水平方向への動きに対応させるため、アンカーキャップはアンカーバーの径よりも大きな内径を有する円筒体となっている。そのため、アンカーバーとアンカーキャップの内面の間に隙間が存在することとなるため、アンカーバーの作用を十分にするためと、隙間に侵入する雨水等によるアンカーバーの防食対策として、一般に緩衝機能と防触作用を有する弾性充填材をアンカーキャップ内に充填している。
アンカーキャップへの充填材の充填は、粘性及びチクソ性（チクソトロピー性）の高い充填材を施工現場にて混練し、適当量をアンカーキャップに充填したのちにアンカーバーを挿入する方法が一般的である。アンカーキャップに充填材を充填する方法としては、予め秤量・調製した充填材を袋又は容器内に入れたものを用意し、これを施工現場でアンカーキャップに充填するなどの方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００３−３３６２５６号公報

従来工法では、施工現場で充填材を配合、混練してアンカーキャップに充填し、アンカーバーを挿入する方法をとる場合、充填材を混練・充填・アンカーキャップをアンカーバーに被せる作業・硬化養生という一連の時間・手間がかかる作業が必要となり、加えて気温、湿度及び作業員の習熟度などの要因による硬化速度のばらつき等、施工品質のばらつきなどの問題があった。

充填材は硬化前の状態では作業性の点で流動性又はチクソ性のあるものが好ましく、また、硬化が適当に速いことが望まれる。しかしながら、流動性のある液剤では、アンカーバーへの適用の際などのこぼれや、硬化までの間にアンカーキャップ外への液漏れの問題があり、構造体の美観、周辺の環境及び景観が汚損されるおそれがある。チクソ材では混練が不十分だと流動性が得られず、充填時に気泡が混入するなどの問題がある。また、硬化剤等と混合する二液型では配合ブレなどにより、十分な緩衝機能を有する弾性充填材とならないなどの問題があった。

従来の方法では、アンカーキャップ内にアンカーバーを同芯的に収納させることが難しかった。また、従来の方法においては、アンカーキャップ内部にプライマー処理をしないことが一般的であるため、硬化後の充填材がアンカーキャップ内壁面に十分に付着しているか否かは確認できなかったため、長期の使用においてこれらの面に腐食が見られるものがあった。また、アンカーバーと弾性充填材においても、弾性充填材が界面剥離を起こした際は、雨水等の侵入によるバーの腐食を招く恐れがあった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、請求項１に記載したアンカーキャップの施工法に係る発明は、下部構造物に鉛直方向に植設された、上部構造物の変位制限構造を目的とするアンカーバーに潤滑剤又は防食剤を塗布した後、該アンカーバーにアンカーキャップを上から被せるようにして、前記アンカーキャップ内に予め充填・接着させた弾性充填材に設けた空間内に前記アンカーバーを嵌め込むことを特徴とする。
また、請求項２に記載したアンカーキャップの施工法に係る発明は、請求項１の発明において、予め施工現場以外の場所にて、前記弾性充填材を接着剤を介して前記アンカーキャップ内に充填・接着することを特徴とする。

請求項３に記載したアンカーキャップの施工法に係る発明は、請求項１または２の発明において、予め施工現場以外の場所にて、前記アンカーキャップの底部に、前記アンカーバーの先端部と前記アンカーキャップの底部とが接触することによる破損を防ぐための緩衝材を設置することを特徴とする。

請求項４に記載したアンカー装置に係る発明は、下部構造物に設けたアンカーバーと上部構造物に埋設したアンカーキャップによって下部構造物に対する上部構造物の移動制限を目的とするアンカー装置において、内部に前記アンカーバーを嵌入できる空間を形成した弾性充填材を充填・接着した前記アンカーキャップに、潤滑剤又は防食剤を介して前記アンカーバーを嵌め込むようにしたことを特徴とする。

本発明によるアンカーキャップの施工法及びアンカー装置の導入により次のような効果を得ることができる。
第一に、アンカーバーを挿入できる空間（孔）を有する弾性充填材を充填接着したアンカーキャップを工場で生産するため、現場での作業性を考慮することなく充填材の材質を任意に選択できるので、防食性、弾力性において従来と同等以上の弾性充填材を使用することもでき、従来工法と同等以上の防食性能を確実に、容易にかつ速やかに提供することが可能となる。従来工法ではアンカーキャップの弾性充填材とバーとが界面剥離する可能性があり、そのことで防食性能を棄損する可能性を有していたが、本発明では弾性充填材に工場でアンカーバーを差し込める空間を形成する際に、アンカーバーのサイズに応じて、アンカーバーと弾性充填材がグリス等の潤滑剤又は防食剤を介して常時接触するように空間の寸法を調整して製造することが可能であり、アンカーバーとアンカーキャップの弾性充填材とがグリス等の潤滑剤を介して常時接触した状態を保つことが可能であるため、本発明においては、従来と同等以上のアンカーバーの防食性能が常時保持される。また、アンカーバーに対する弾性充填材の空間については、原則的にどの外径寸法のアンカーバーに対しても工場生産にて対応可能である。

第二に、施工現場における弾性充填材の混練及びアンカーキャップへの充填作業が省略できるため、施工現場への環境負担が軽減されるとともに、施工による構造体の美観、周囲の環境及び景観を損なう可能性がきわめて少なくなる。
第三に、アンカーキャップ内に弾性充填材が硬化した状態で提供されているので、施工現場において、より簡易にアンカーキャップをアンカーバーに設置することが可能であり、なおかつ気温、湿度及び作業員の習熟度に関係なく、アンカーキャップにおいて一定の品質を確保したアンカーキャップとして提供することが可能となる。

第四に、従来の現場での充填工法では、弾性充填材はアンカーキャップとアンカーバーに同等の強さで付着しているため、上部構造物が移動すると移動方向のキャップ内壁面とバー表面には引張り力が作用し、逆方向のそれぞれの面は圧力を受けるため、長期の使用において、引張り力と圧力を受けたそれぞれの面で界面剥離が生じ防食性能を損なう恐れがあり、また、弾力性が低下する可能性があった。本発明では、弾性充填材を強固に接着したアンカーキャップを別体として作成し、グリス等の潤滑剤を塗布したアンカーバーを使用することにより、上部構造物の移動による弾性充填材が受ける圧力は潤滑剤によって分散され界面剥離等の問題は生じない。

本発明のアンカーキャップの一例を示す断面図。 本発明のアンカーキャップの使用の一例を示す断面図。 アンカーバーへの本発明キャップの適用方法の模式図 本発明のアンカーキャップのＡ−Ａ断面図。 本発明のアンカーキャップの斜視図

発明の実施の形態

アンカーキャップ内に硬化接着させる充填材は、アンカーキャップ内に、所望により接着剤を塗布し、直接に充填材の材料を入れ、硬化させて弾性充填材の成形と同時にキャップ内壁面に接着させる。アンカーバーを差し込むための空間（孔）は、充填材の成形体の充填・成形時に所要の径を有する中子（型）を用いて円筒体に成形するか、切削加工によって設けてもよい。この空間（孔）の大きさは、アンカーバーの径とほぼ同じか少し大きめとし嵌め込む大きさとする。弾性充填材の材質によっては、圧入する程度の大きさとしてもよい。空間の内径は、具体的には、バーに塗布した潤滑剤が使用時に流れ出ない程度の隙間が形成される径であることが好ましく、隙間は０〜0.5mm程度で選択される。
また、充填材の成形体は、アンカーキャップの底部にアンカーバーの先端を受け接触を防止する緩衝材を設置することもできる。キャップ内壁面への充填材、緩衝材の接着には、接着剤を使用することで、弾性充填材とアンカーキャップとの界面剥離を防ぐ。接着剤としては、弾性充填材とアンカーキャップの双方に強い接着力を有するものが好ましく、ゴム系粘着剤などが使用できる。

弾性充填材のアンカーキャップへの充填に関しては、温度及び湿度のぶれがなく、作業条件が一定である工場で効率的に充填したのち硬化させることを特徴としているため、合理的な製造・生産が可能である。また、この弾性充填材はアンカーバーに対する緩衝性能・防食性能が要求されるため、施工現場において混練および充填されるものと硬化後の物性において弾力性・防食性などの点で同等またはそれ以上のものを使用する。

弾性充填材に対して予めアンカーバーを差し込める空間については、予めそれを形成したうえで、アンカーキャップに弾性充填材を硬化接着させるか、弾性充填材の硬化後に切削加工によって設けてもよい。
弾性充填材内に設けられた空間内に対してアンカーバーを被せるように差し込むという簡易な作業だけで、緩衝性能・防食性能を有するアンカーキャップの設置がアンカーバーに対して完了となるため、アンカーキャップの施工が簡素化される。

また、アンカーキャップ弾性充填材のアンカーバーに対する収まりについては、アンカーバー差込みの際に、充填材とアンカーバーが常時接触しながら差し込めるように寸法を調整して製造することが可能である。施工現場においては、アンカーバーにグリスなどの潤滑剤又は防食剤を塗布することでアンカーキャップ内の弾性充填材内に設けられた空間内に接触しながら差し込むことが可能となり、なおかつ設置完了後はアンカーキャップ内の弾性充填材とアンカーバーが常時接触した状態を保ちながら、グリスによりアンカーバーと水の接触が防止されるため、アンカーバーに対して弾性充填材による防食機能を常時保つことが可能となる。

なお、アンカーキャップ内に充填接着される弾性充填材については、金属との接着性が良好であること、例えば75%以上の弾力性を有するなど弾力性に富んでいること、アンカーバー挿入後、４週間の水中浸漬をしてアンカーキャップ内部において錆の発生のない充填材を使用するなどのアンカーバーに対する防食性能を有していることなど、従来の弾性充填材と同等またはそれ以上の物性を満たしていれば、ウレタン、シリコーン、ポリサルファイド、ウレア、アクリル、エポキシ並びにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂やアスファルト、等の施工現場からのさまざまな要求に応じて、それに対応した弾性充填材を工場で充填接着させ提供することが可能である。また、弾性充填材については、耐油性を有していればより望ましい。

以下、本発明の実施形態のいくつかを図面にしたがって説明する。

図1は本発明における代表的な断面図である。このアンカーキャップ（１０）は、構成部材としてキャップ筒体（１）及び弾性充填材（２）、及びアンカーバー（４）の先端とキャップ筒体（１）の底面との間の緩衝材（３）からなり、なおかつ弾性充填材（２）がキャップ筒体（１）に硬化接着された状態で施工現場に提供されるものである。

実施例としては、作業条件の整った工場や作業場においてあらかじめキャップ筒体（１）内にアンカーバー（４）の先端を受けるための緩衝材（３）を挿入し、それから内方に弾性充填材（２）を収容し接着させる。その際に、現場で施工されるアンカーバー（４）の外径寸法に合わせて弾性充填材（２）に空間（孔）（８）を設ける。充填材の硬化接着後は、アンカーバー（４）を挿入するための空間（８）を有する充填材（２）とキャップ筒体（１）及びキャップ筒体内の緩衝材（３）とが一体になった構成のアンカーキャップ（１０）として本発明品が実現される。

図２は、本発明のアンカーキャップ（１０）を施工現場に適用した例を示す図で、下部構造物（５）より鉛直方向に植設されたアンカーバー（４）に本発明のアンカーキャップ（１０）を被せるようにして適用する。アンカーバー（４）を硬化接着された弾性充填材（２）に設けられた空間（８）内に収容する場合には、アンカーバー（４）にグリスなどの潤滑剤を表面塗布し、弾性充填材（２）の挿入孔である空間（８）に挿入する。キャップ先端の緩衝材（３）にアンカーバー（４）の先端が当たり、なおかつアンカーキャップ筒体（１）及び弾性充填材の挿入孔（８）の開口が、下部構造物と上部構造物との間に設けられる緩衝材（シュー）（６）と当たる箇所まで挿入すれば、本発明のアンカーキャップ（１０）の施工現場における適用が完了となる。
図３は、アンカーキャップ（１０）にアンカーバー（４）を挿入する前の状態を示す図である。

アンカーバー（４）挿入時は弾性充填材（２）が柔軟性・弾力性を有しており、なおかつアンカーバー（４）と潤滑剤を介して常時接触しているため、本発明によりアンカーキャップの目的であるところのアンカーバーの緩衝材及び防食材としての機能が実現される。
耐久性試験として、上下構造物としてコンクリート版を用い、常温下、間欠的に水を噴射して左右方向への水平移動の振動を繰り返す促進試験を行った。
その結果、弾性充填材としてゴム弾性材を用い、弾性充填材に設けた空間にアンカーバーの外径との差による隙間の寸法を0.2mm程度とし、潤滑剤として工具用グリースを塗布したアンカーバーを嵌め込んだ本発明のアンカー装置は、同じ弾性充填材を使用して従来工法によって弾性充填材を充填・硬化させたアンカー装置に比べて、１．５倍以上の振動数で界面剥離が認められず、防食性、弾力性において１．５倍以上の耐久性を示した。
また、防食性試験として、本発明の上記アンカー装置を水に浸漬し、経過を観察したところ、1週間の経過後、4週間の経過後においてアンカーバー及びアンカーキャップの内部に錆の発生が確認されず、アンカーキャップとしての防食性を示した。

本発明はアンカーバーとそれに対応するアンカーキャップを用いた構造体であれば、橋梁の下部構造物と上部構造物という関係に限定されるものではなく、種々の方式のアンカーバーに対する防食及び緩衝用アンカーキャップ施工として、例えば橋台と踏掛版などのアンカーキャップ施工や、構造部同士をアンカーバーで接続する場合などにも広く適用することが可能である。

図４は、本発明アンカーキャップの図３におけるＡ−Ａ線断面図である。本図は充填材（２）を接着剤（９）で接着した例を示す。図５は、本発明アンカーキャップの斜視図である。
キャップ筒体（１）の素材は、一般的には鉄など金属製のアンカーキャップが使用されることが多いが、素材に対する要望に応じて、例えば硬質塩化ビニールなどの樹脂系素材をアンカーキャップにすることも可能である。

また、アンカーキャップのキャップ筒体（１）〜緩衝材（３）等の具体的な形状や大きさに関しては、アンカーバーの外形寸法、弾性充填材の充填量など外的要因に対するアンカーキャップへの要求に対して自由に選択し製造することが可能である。

またアンカーバーが収まる弾性充填材の空間（８）については、アンカーバー（４）の外径に合わせた設定での製造が可能である。

アンカーキャップ内に充填される弾性充填材（２）に関しては、現場にて充填する弾性充填材と同等以上の物性を有し、柔軟性・弾力性に富みアンカーバーに対して常時接触できるだけの緩衝・防食機能を有していれば、ウレタン、シリコーン、ポリサルファイド、アスファルト、ウレア、アクリル、エポキシ等の樹脂、並びにポリエチレン。ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネートなど施工現場からのさまざまな要求に応じてそれに対応した弾性充填材を充填接着させ提供することが可能である。

また、アンカーバーの先端を受ける緩衝材（３）は柔軟性に富むものであれば、スポンジかゴムか、またはシーリング材の充填か、などの具体的な素材を特定するものではない。

また、本発明が適用される施工現場における構造において、下部構造物と上部構造物の間に入る緩衝材（６）についても、その素材についてスポンジやゴムなどの具体的な素材を特定するものではなく、施工の基準において指定されている材料の仕様を妨げるものではない。

1：キャップ筒体
2：弾性充填材
3：緩衝材
4：アンカーバー
5：橋梁等下部構造物
6：下部構造物と上部構造物との緩衝材
7：橋梁等上部構造物
8：挿入口
９：接着剤
１０：アンカーキャップ

Claims (4)

1. 下部構造物に鉛直方向に植設された、上部構造物の変位制限構造を目的とするアンカーバーに潤滑剤又は防食剤を塗布した後、該アンカーバーにアンカーキャップを上から被せるようにして、前記アンカーキャップ内に予め充填・接着させた弾性充填材に設けた空間内に前記アンカーバーを嵌め込むことを特徴とするアンカーキャップの施工法。
2. 予め施工現場以外の場所にて、前記弾性充填材を接着剤を介して前記アンカーキャップ内に充填・接着することを特徴とする請求項１記載のアンカーキャップの施工法。
3. 予め施工現場以外の場所にて、前記アンカーキャップの底部に、前記アンカーバーの先端部と前記アンカーキャップの底部とが接触することによる破損を防ぐための緩衝材を設置することを特徴とする請求項１または２記載のアンカーキャップの施工法。
4. 下部構造物に設けたアンカーバーと上部構造物に埋設したアンカーキャップによって下部構造物に対する上部構造物の移動制限を目的とするアンカー装置において、
   内部に前記アンカーバーを嵌入できる空間を形成した弾性充填材を充填・接着した前記アンカーキャップに、潤滑剤又は防食剤を介して前記アンカーバーを嵌め込むようにしたことを特徴とするアンカー装置。

Images