JP6046302B1 - 補強材固定具およびコンクリート構造物の剥落防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】取付け後もアンカーボルト付近の状況を目視で点検でき、アンカー材からの緩み止め効果を備える、補強材固定具およびコンクリート構造物の剥落防止構造を提供すること。【解決手段】本発明の補強材固定具は、平板状を呈し、板面の中央部を貫通して形成されているボルト孔と、板面の周辺に延在する支持部と、中央部と支持部の間に形成されている複数の開放窓と、複数の開放窓の間に、中央部から支持部に亘って延在する屈撓部と、を備え、ボルト孔に挿通したアンカー材によって中央部が壁面に固定されることで、支持部が屈撓部の撓みを介して格子状補強材を壁面に押付け可能に構成されていることを特徴とする。本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造は、シート体と、シート体の厚み方向に突出して形成されている格子枠とを備え、コンクリート構造物の壁面に展張されている、格子状補強材と、格子状補強材の表面に配置されている、複数の補強材固定具と、コンクリート構造物内に、壁面から頭部が突出した状態で固定されており、頭部に格子状補強材の挿通孔と、補強材固定具のボルト孔とが挿通されている、複数のアンカー材と、を備え、アンカー材によって補強材固定具の中央部が壁面に固定されることで、補強材固定具の支持部が屈撓部の撓みを介して格子状補強材の格子枠を壁面に押付けて固定していることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は補強材固定具、およびコンクリート構造物の剥落防止構造に関し、特に、取付け後もアンカー材付近の状況を目視で点検でき、アンカー材からの緩み止め効果を備える、補強材固定具およびコンクリート構造物の剥落防止構造に関する。

トンネルや高架橋等のコンクリート構造物において、経年や損傷などの原因によってコンクリートの表層が劣化して破壊され、壁面からコンクリートが剥落する事故が発生している。このため、コンクリートの剥落を防止するための各種工法や構造が開発されている。
特許文献１には、ＦＲＰ格子筋をアンカーボルトでコンクリート面に固定する剥落防止方法が開示されている。
この剥落防止方法は、コンクリート面上に展張したＦＲＰ格子筋の外表面にワッシャーを設置し、これを挿通してアンカーボルトを打設することで、ワッシャーを介してＦＲＰ格子筋をコンクリート面に押付けて固定する方法である。
このワッシャーは、矩形の鋼板等からなり、中央にはＦＲＰ格子筋の１升に相当する凹部を備えていて、凹部はＦＲＰ格子筋の厚み分の深さ窪んでいる。

特開２００６−９２６６号公報

従来技術には、次のような課題がある。
＜１＞コンクリートの剥落防止構造は、施工後にも定期的な点検が義務付けられている。特にアンカーボルト付近は壁面にひび割れ等が生じた場合、アンカーボルトの強度に影響するため、他の部分に比べて点検の必要性が高い。しかし、従来技術は、ワッシャーがその背面の壁面を塞いでしまうため、アンカーボルト付近の壁面の状態を目視で確認することができない。
＜２＞格子状補強材の取付け後、格子状補強材にかかる風圧や車両の通行による振動などによって、アンカーボルトのナットが緩んだり格子状補強材がずれたりしやすい。
＜３＞鋼板であるため自重が大きい。このため、運搬や取付け作業における取り廻しが困難である。
＜４＞格子状補強材の格子枠の大きさや格子の厚みに合わせて、凹部の大きさや深さを個別に設計しなければならならないため、汎用性が低い。また、凹部を備える立体形状であるため製造コストが高い。

以上の課題を解決する、本発明の補強材固定具は、コンクリート構造物の壁面に格子状補強材を押付けて固定する、平板状の補強材固定具であって、板面の中央部を貫通して形成されているボルト孔と、板面の周辺に延在する支持部と、中央部と支持部の間に形成されている複数の開放窓と、複数の開放窓の間に、中央部から支持部に亘って延在する屈撓部と、を備え、ボルト孔に挿通したアンカー材によって中央部が壁面に固定されることで、支持部が屈撓部の撓みを介して格子状補強材を壁面に押付け可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の補強材固定具は、支持部が、底面側に突起している固定爪部を備えていてもよい。

本発明の補強材固定具は、支持部が、表面側に突起している補強リブを備えていてもよい。

本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造は、シート体と、シート体の厚み方向に突出して形成されている格子枠とを備え、コンクリート構造物の壁面に展張されている、格子状補強材と、格子状補強材の表面に配置されている、複数の補強材固定具と、コンクリート構造物内に、壁面から頭部が突出した状態で固定されており、頭部に格子状補強材の挿通孔と、補強材固定具のボルト孔とが挿通されている、複数のアンカー材と、を備え、アンカー材によって補強材固定具の中央部が壁面に固定されることで、補強材固定具の支持部が屈撓部の撓みを介して格子状補強材の格子枠を壁面に押付けて固定していることを特徴とする。

本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造は、補強材固定具の支持部が、格子状補強材の対応する格子枠を被覆していてもよい。

本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造は、アンカー材は、アンカー孔内で先端を拡張可能な拡張アンカーであってもよい。

本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造は、拡張アンカーは、頭部にねじを備えないねじ無し拡張アンカーであってもよい。

本発明は以上の構成より、次の効果のうち少なくとも一つを備える。
＜１＞設置後も開放窓を通じて背面の壁面の劣化状況を目視で点検できる。
＜２＞屈撓部が撓んだ反発力によって、中央部が常時ナットの座面を押し付けると同時に支持部が格子状補強材を壁面に押付ける。このため、ナットの緩みや格子状補強材の位置ずれがおこりにくい。
＜３＞開放窓が形成されているため軽量である。このため、運搬や取付け作業における取り扱いが容易である。
＜４＞凹部を有さない平板状の形状であるため、汎用性が高く、製造コストが安い。

本発明に係る補強材固定具の説明図。 本発明に係るコンクリート構造物の剥落防止構造の説明図。 本発明に係るコンクリート構造物の剥落防止構造の説明図。 本発明に係るコンクリート構造物の剥落防止構造の説明図。 本発明に係る実施例２の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の補強材固定具およびコンクリート構造物の剥落防止構造について詳細に説明する。
なお、本明細書と請求項において「壁面」とは、コンクリート構造物のコンクリート面であるが、坑壁や側壁などの垂直方向の面に限られず、天井面など、コンクリートの剥落が生じる可能性のある全てのコンクリート面を含む。
また、補強材固定具の「底面」とは供用時に壁面側になる面であり、「表面」とはその反対面である。

[補強材固定具]
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明の補強材固定具は、コンクリート構造物の壁面に格子状補強材を押さえつけて固定するための平板状の部材である。
本発明の補強材固定具１０は、中央部１１と、支持部１２と、屈撓部１３と、開放窓１４と、を少なくとも備える。
本例では、補強材固定具１０として、平面視が略正方形状の鋼板を採用する。
補強材固定具１０の中央部１１と周辺の支持部１２との間に、複数の開放窓１４が形成され、隣り合う開放窓１４の間に屈撓部１３が延在する。
本例では、開放窓１４を４つ設ける。よって、中央部１１と支持部１２とが４本の屈撓部１３で接続する。
なお、補強材固定具１０は鋼板に限られず、ステンレス板、アルミニウム板、樹脂板、ＦＲＰ板などであってもよい。

＜２＞中央部。
中央部１１は、補強材固定具１０の中心部であって、供用時にアンカー材３０によって壁面側に押付けられて固定される部分である。
中央部１１の中心には、ボルト孔１１ａを形成する。ボルト孔１１ａの内径は、後述するアンカー材３０の外径に対応する。

＜３＞支持部。
支持部１２は、補強材固定具１０の外周部であって、供用時に格子状補強材２０の格子枠２２を壁面に押付けて固定する部分である。
本例では、補強材固定具１０の外周に沿ったロの字形状の部分である。

＜４＞屈撓部。
屈撓部１３は、中央部１１と支持部１２とを接続する帯状の部分である。
屈撓部１３は、補強材固定具１０の供用時、撓みを介して、中央部１１の壁面側への押付け力を支持部１２に伝達する、板バネ状の機能を有する。
本例では、補強材固定具１０の対角線に沿って、中央部１１と支持部１２との間に合計４本の屈撓部１３を形成する。

＜５＞開放窓。
開放窓１４は、補強材固定具１０に形成される孔部であって、供用時に背面の壁面を視認で点検可能とするための部分である。
本例では、２本の屈撓部１３と支持部１２とに囲まれた三角形状の開放窓１４を、ボルト孔１１ａに頂点を向けてこれを囲むように４つ形成する。

[剥落防止構造]
＜１＞全体の構成（図２）。
引き続き、本発明の補強材固定具を用いたコンクリート構造物の剥落防止構造について説明する。
本発明の剥落防止構造１は、トンネルや橋梁などのコンクリート構造物Ａの壁面において、壁面から剥離したコンクリート片の落下を防止するための構造である。
本発明の剥落防止構造１は、コンクリート構造物Ａの壁面に展設した格子状補強材２０を、補強材固定具１０とアンカー材３０とで固定してなる。

＜２＞格子状補強材（図３）。
格子状補強材２０は、コンクリート構造物Ａの壁面を被覆するためのシートである。
本例では、格子状補強材２０として、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のメッシュ面２１に補強用の格子枠２２を格子状に形成した、ＦＲＰメッシュシートを採用する。ただし、素材はこれに限られず、樹脂製シートや金網などを採用してもよい。
格子枠２２部分の厚みはメッシュ面２１の厚みより大きい。
メッシュ面２１上に、格子枠２２を縦横、等間隔で交差するように形成することで、格子状補強材２０は複数の正方形の格子体２０ａに区画される。

＜２．１＞補強材固定具と格子体との関係（図３）。
後述するように、本発明の剥落防止構造１は、補強材固定具１０によって格子状補強材２０を常時壁面に押付けて固定する点に特徴の一つがある。
従って、格子状補強材２０の固定時に、支持部１２の底面が格子枠２２の表面に当接していることが望ましい。
このため、本例では、補強材固定具１０の幅、すなわち対向する２つの支持部１２、１２の外縁間の幅Ｗ１を、格子状補強材２０の対向する２つの格子枠２２、２２の間の幅Ｗ２より広く形成する。
より望ましくは、対向する２つの格子枠２２、２２の外縁間の幅Ｗ３より広く形成する。
幅Ｗ１を幅Ｗ３より広くした場合、補強材固定具１０と格子状補強材２０の各格子体２０ａはいずれも正方形であるため、格子状補強材２０の固定時には、補強材固定具１０の各支持部１２が対応する格子体２０ａの格子枠２２の表面を被覆する。
なお、補強材固定具１０、または格子状補強材２０の各格子体２０ａが正方形でない場合には、対向する２つの格子枠２２、２２の少なくとも一部がそれぞれ補強材固定具１０の支持部１２によって被覆されるように設計する。

＜３＞アンカー材（図４）。
アンカー材３０は、補強材固定具１０を介してコンクリート構造物Ａの壁面に格子状補強材２０を固定するための部材である。
本例では、アンカー材３０として、芯棒打ち込み式の拡張アンカーを採用する。これは、コンクリート構造物Ａのアンカー孔内に差し込んだ後に、ハンマーなどで頭部の芯棒を打撃することで、先端部がアンカー孔内で押し広げられることによって、壁面に強固に固定される構造である。
なお、アンカー材３０は、拡張アンカーに限られず、接着式やねじ込み式のアンカーを採用してもよい。

＜４＞補強材固定具の機能（図４）。
本発明の剥落防止構造１は、アンカー材３０による中央部１１の壁面側への押圧力を、屈撓部１３の撓みを介して支持部１２に伝達し、これをもって格子状補強材２０を常時壁面に押付けて固定する点に特徴の一つがある。
すなわち、アンカー材３０の頭部に、格子状補強材２０と補強材固定具１０のボルト孔１１ａを挿通してナットを締結すると、中央部１１は、格子状補強材２０のメッシュ面２１を介してコンクリート構造物Ａの壁面に押付けられる。
一方、支持部１２の底面は格子枠２２の上面に当接しており、格子枠２２はメッシュ面２１より厚いため、屈撓部１３が板バネ状に変形して、中央部１１の表面と支持部１２の表面との間に弾性変形量（撓み量）δの撓みが生じる。
この撓みによって常時押付けられることで、格子状補強材２０が壁面に強固に固定される。
同時に、中央部１１も屈撓部１３の撓みによって壁面前面方向に付勢されるため、中央部１１の表面がアンカー材３０のナットの座面に常時押付けられる。これによって、振動や衝撃によるナットの緩みを防止することができる。

＜５＞剥落防止構造の施工方法。
本発明のコンクリート構造物の剥落防止構造１は、以下の手順で施工する。
（１）壁面に所定の間隔でアンカー孔を穿設する。
（２）アンカー孔内にアンカー材３０を挿通して、芯棒を打撃して壁面に固定する。
（３）アンカー材３０の頭部に格子状補強材２０と補強材固定具１０のボルト孔１１ａを挿通する。この際、補強材固定具１０の支持部１２が、格子状補強材２０の格子枠２２を押えるように位置決めする。なお、格子状補強材２０には予めアンカー材３０の頭部を挿通する挿通孔を設けておく。
（４）アンカー材３０の頭部のねじ山をナットで締結して、補強材固定具１０、格子状補強材２０を壁面に固定する。
（５）このようにして壁面の各部に格子状補強材２０を固定する。
この他、壁面に格子状補強材２０と補強材固定具１０を位置決めした上で、これらを挿通するように壁面にアンカー材３０を打ち込み、最後にナットで締結してもよい。

[他の形状の例]
引き続き、補強材固定具１を他の形状とした実施例について説明する。
本発明の補強材固定具１は、実施例１の矩形に限られず、円形であってもよい（図５（Ａ））。この場合、実施例１では支持部１２によって塞がれていた四隅に対応する部分の壁面を目視できるため、検査が更に容易になる。
また、開放窓１４の数も実施例１に示した４つに限られず、８つ（図５（Ｂ））その他任意の数設けてよい。
このように、本発明の補強材固定具１は、中央部１１、支持部１２、屈撓部１３、開放窓１４、を所定の構成で備えさえしていれば、形状や構成要素の数は適宜選択できる。
これによって、補強材固定具１の重量や強度、屈撓部１３の撓み量δや、開放窓１４の広さなどを、用途に応じて自由に設計することができる。

[固定爪部を設けた例]
引き続き、補強材固定具の支持部に固定爪部を備えた他の実施例について説明する。
本例では、矩形の補強材固定具１０の幅Ｗ１を対応する格子枠２２の外縁間の幅Ｗ３より広く形成し（図３）、四隅を底面方向に９０°折り曲げることで、支持部１２の底面に突起状の固定爪部１５を形成する。このほか、支持部１２を部分的に底面方向に打ち抜いて固定爪部１５を形成してもよい。
補強材固定具１０の供用時、４つの固定爪部１５が、対応する格子体２０ａの斜め上下方向に位置する４つの格子体２０ａ‘の格子枠２２の隅部にひっかかる。このように、固定爪部１５が対応する格子体２０ａを格子枠２２の外側から保持することによって、固定後に格子状補強材２０が位置ずれするのを防ぐことができる。

[補強リブを設けた例]
引き続き、補強材固定具の支持部に補強リブを備えた他の実施例について説明する。
本例では、補強材固定具１０の周辺を表面方向に折り曲げて、補強リブ１６を形成する。補強リブ１６は、補強材固定具１０の周辺に実質的に平行する向きに線状に形成する。
あるいは、支持部１２を表面方向に隆起させたり、支持部１２の表面に鋼棒を溶接して補強リブ１６としてもよい。
補強リブ１６は補強材固定具１０の全辺に設けるのが望ましいが、本数は限定されない。
支持部１２に補強リブ１６を設けることによって、支持部１２を補強し、アンカー材３０のボルト締結によって、支持部１２が変形するのを防ぐことができる。

[ねじ無しアンカーを適用する例]
引き続き、アンカー材３０として、ねじ無しアンカーを採用した他の実施例について説明する。
本例のアンカー材３０は、実施例１と同じ芯棒打ち込み式のアンカーであるが、その頭部にねじ山がない、ねじ無しアンカーである点で異なる。
ねじ無しアンカーの頭部は、補強材固定具１０を壁面に固定するための拡大皿部を備えた釘の頭状の形状を呈する。拡大皿部の径は補強材固定具１０のボルト孔１１ａの径より大きい。
本例の場合、まずコンクリート構造物Ａの壁面に所定の深さのアンカー孔を穿設し、壁面に格子状補強材２０と補強材固定具１０を位置決めした上で、これらを挿通するようにアンカー材３０の先端をアンカー孔内に挿入する。
続いて、アンカー材３０頭部の芯棒を打ち込むことで、先端の拡径部が押し広げられ、補強材固定具１０と格子状補強材２０とが壁面に強固に固定される。
本例では、実施例１の効果に加えて、ナットがないため締め付け作業が不要である、固定後にナットのゆるみが生じない、作業完了が目視で確認できる、などの更なる効果を奏する。

１ 剥落防止構造
１０ 補強材固定具
１１ 中央部
１１ａ ボルト孔
１２ 支持部
１３ 屈撓部
１４ 開放窓
１５ 固定爪部
１６ 補強リブ
２０ 格子状補強材
２０ａ 格子体
２１ メッシュ面
２２ 格子枠
３０ アンカー材
Ａ コンクリート構造物

Claims (7)

1. コンクリート構造物の壁面に格子状補強材を押付けて固定する、平板状の補強材固定具であって、
   板面の中央部を貫通して形成されているボルト孔と、
   板面の周辺に延在する支持部と、
   前記中央部と前記支持部の間に形成されている複数の開放窓と、
   前記複数の開放窓の間に、前記中央部から前記支持部に亘って延在する屈撓部と、を備え、
   前記ボルト孔に挿通したアンカー材によって前記中央部が壁面に固定されることで、前記支持部が前記屈撓部の撓みを介して格子状補強材を壁面に押付け可能に構成されていることを特徴とする、
   補強材固定具。
2. 前記支持部は、底面側に突起している固定爪部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の補強材固定具。
3. 前記支持部は、表面側に突起している補強リブを備えることを特徴とする、請求項１に記載の補強材固定具。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の補強材固定具を備えた、コンクリート構造物の剥落防止構造であって、
   シート体と、前記シート体の厚み方向に突出して形成されている格子枠とを備え、コンクリート構造物の壁面に展張されている、格子状補強材と、
   前記格子状補強材の表面に配置されている、複数の補強材固定具と、
   前記コンクリート構造物内に、壁面から頭部が突出した状態で固定されており、頭部に前記格子状補強材の挿通孔と、前記補強材固定具のボルト孔とが挿通されている、複数のアンカー材と、を備え、
   前記アンカー材によって前記補強材固定具の中央部が壁面に固定されることで、前記補強材固定具の支持部が屈撓部の撓みを介して前記格子状補強材の格子枠を壁面に押付けて固定していることを特徴とする、
   コンクリート構造物の剥落防止構造。
5. 前記補強材固定具の支持部が、前記格子状補強材の対応する格子枠を被覆していることを特徴とする、請求項４に記載のコンクリート構造物の剥落防止構造。
6. 前記アンカー材は、アンカー孔内で先端を拡張可能な拡張アンカーであることを特徴とする、請求項４または５に記載のコンクリート構造物の剥落防止構造。
7. 前記拡張アンカーは、頭部にねじを備えないねじ無し拡張アンカーであることを特徴とする、請求項６に記載のコンクリート構造物の剥落防止構造。

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