JP6529358B2 - コンクリート構造物の補強方法およびスペーサ - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物の補強方法およびスペーサに関する。

既設コンクリート構造物を補強する方法として、炭素繊維等からなる補強シートを既設コンクリート構造物に取り付ける方法が知られている。
この他の補強方法として、補強シートの片面又は両面にセメント板などを貼り付けて形成したパネルを、既設コンクリート構造物に取り付ける方法もある（特許文献１，２参照）。

これらの方法では、補強シート（またはセメント板）と既設コンクリート構造物との間に隙間を設け、この隙間に充填材を充填することで、補強シートと既設コンクリート構造物とを一体化している。

特開２００６−２８３５５５号公報 特開２０１３−１９１３８号公報

補強シートの片面にセメント板を貼り付けた特許文献１のパネルでは、隣り合う補強シート同士の接着作業を、補強シートとコンクリート構造物との間に充填材を充填する前に行う必要がある。隣り合う補強シート同士の接着作業は裏当てを使用せずに行われることになるので、接着面に大きな押圧力を付与することができない。
一方、補強シートの両面にセメント板を張り付けた特許文献２のパネルでは、コンクリート構造物側のセメント板を裏当てにして、隣り合う補強シート同士の接着作業を行うことができるので、接着作業性は改善する。しかし、補強シートの表裏２枚のパネルが必要であり、不経済である。

このような観点から、本発明は、補強シートの表裏２枚のパネルを使用しなくとも、隣り合う補強シート同士の接着作業を容易に行うことができるコンクリート構造物の補強方法およびコンクリート構造物の外側に補強部材を配置する際に使用可能なスペーサを提供することを課題とする。

このような課題を解決するための請求項１に係る発明は、コンクリート構造物を補強部材で補強する方法であって、膨縮可能なスペーサをコンクリート構造物の外側に配置するスペーサ配置工程と、面材に補強シートを貼着してなる補強パネルを前記コンクリート構造物の周囲に複数設置するパネル設置工程と、膨張させた状態の前記スペーサを裏当てにして、隣り合う前記補強シート同士を接合する接合工程と、前記スペーサを収縮させるスペーサ収縮工程と、前記スペーサを撤去するスペーサ撤去工程と、前記コンクリート構造物と前記補強パネルとの間に充填材を充填する充填工程とを有している。前記スペーサは、隣り合う前記補強パネルの前記補強シートの接合部に配置される第一のスペーサと、前記接合部以外の部分に配置される第二のスペーサとからなり、前記スペーサ配置工程では、前記第一のスペーサを前記接合部に対応する位置に配置するとともに、前記第二のスペーサを前記第一のスペーサとは異なる位置に配置し、前記接合工程では、膨張させた状態の前記第一のスペーサを裏当てにして、隣り合う前記補強シート同士を接合する。

本発明に係るコンクリート構造物の補強方法では、膨張させたスペーサを、隣り合う補強シート同士を接着する際の裏当てとして利用するので、隣り合う補強シート同士を容易に接合することができる。また、本発明によれば、スペーサを撤去する前にスペーサを収縮させているので、スペーサの撤去作業をスムーズに行うことができる。さらに、本発明によれば、スペーサが充填材の内部に残置されることもないので、補強シートとコンクリート構造物との一体性を高めることができる。

請求項２に係る発明は、コンクリート構造物と前記コンクリート構造物の周囲に複数設置される補強パネルからなる補強部材との間に配置されるスペーサであって、膨縮可能な袋状のスペーサ本体と、前記スペーサ本体に充填された流体を排出可能なバルブとを有しており、隣り合う前記補強パネルの接合部に配置される第一のスペーサと、前記接合部以外の部分に配置される第二のスペーサとからなる。

かかるスペーサをコンクリート構造物と補強部材との間に配置すれば、補強部材同士を接合する際の裏当てとして利用することができる。また、本発明に係るスペーサによれば、スペーサ本体を収縮できるので、コンクリート構造物と補強部材との間から容易に撤去することができる。
請求項３に係る発明は、前記第一のスペーサは、扁平状を呈し、前記第二のスペーサは、円柱状を呈している、ことを特徴とする、請求項２に記載のスペーサである。

請求項４に係る発明は、前記スペーサ本体の表面に剥離層を有する、請求項２または請求項３に記載のスペーサである。

面材に補強シートを貼着してなる補強部材（補強パネル）でコンクリート構造物を補強する場合において、スペーサを裏当てにして補強シート同士を接着剤で接着すると、補強シートがスペーサに接着する虞があるが、本発明に係るスペーサによれば、剥離層を有するので、補強シートがスペーサに接着することはない。

本発明に係るコンクリート構造物の補強方法によれば、補強シートとコンクリート構造物との一体性を高めつつ、隣り合う補強シート同士の接着作業を容易に行うことができる。
また、本発明に係るスペーサは、コンクリート構造物と補強部材との間から容易に撤去することができる。

本発明の実施形態に係るスペーサの使用状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るスペーサであって、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法のスペーサ配置工程を説明するための図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法のパネル設置工程および接合工程を説明するための図であって、（ａ）は補強パネルの平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は平面断面図である。 接合工程に続く工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法のスペーサ撤去工程を説明するための断面図である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法の充填工程を説明するための断面図である。

本発明の実施形態に係るスペーサ１，１ａは、図１に示すように、鉄筋コンクリート構造物である断面矩形の既設柱Ｐを耐震補強する際に使用するものである。
本実施形態では、補強パネル（補強部材）６で既設柱Ｐを補強する場合を例示する。補強パネル６は、繊維強化セメント板（いわゆるフレキシブルボード）からなる面材２２の一面に連続炭素繊維シートからなる補強シート２１を貼着してなるＣＦ複合パネルである。補強パネル６は、既設柱Ｐの周囲に複数設置する。

第一のスペーサ１は、補強パネル６，６の接合部に配置されるものであり、扁平状を呈している。
第二のスペーサ１ａは、補強パネル６，６の接合部以外の部分に配置されるものであり、円柱状を呈している。

第一のスペーサ１は、袋状のスペーサ本体２と、バルブ３と、剥離層４とを備えている。
第二のスペーサ１ａは、袋状のスペーサ本体２と、バルブ３とを備えている。
なお、スペーサ１，１ａの構成は、スペーサ本体２の形状および剥離層４の有無を除いて同様であるので、以下では、第一のスペーサ１について詳細に説明し、第二のスペーサ１ａについての詳細な説明を省略する。

スペーサ本体２は、ゴム製の袋（チューブ）からなり、膨縮可能である。図２の（ａ）に示すように、スペーサ本体２は、正面視略長方形を呈している。スペーサ本体２の長さは、補強パネル６の長さ（高さ）よりも大きい。また、図２の（ｂ）および（ｃ）に示すように、スペーサ本体２の縦断面形状および横断面形状も、略長方形である。スペーサ本体２は、膨張時に既設柱Ｐの表面に当接する第一の平坦部１１（以下、「裏面側平坦部１１」という。）と、補強パネル６の補強シート２１に当接する第二の平坦部１２（以下、「表面側平坦部１２」という。）とを備えている。

バルブ３は、スペーサ本体２の上部に取り付けられた開閉弁である。バルブ３は、スペーサ本体２の表面側平坦部１２を貫通している。スペーサ本体２の内部空間は、バルブ３を介して外部と連通している。バルブ３を開くと、水や空気等の流体をスペーサ本体２に注入することができ、あるいは、スペーサ本体２の内部の流体を外部に排出することができる。寒冷地に適用する場合には、流体は熱湯であってもよい。

剥離層４は、紙や樹脂フィルムからなるシート状基材の一面に形成されている。シート状基材は、接着層を介してスペーサ本体２の表面側平坦部１２に貼着されている。なお、表面側平坦部１２の表面に剥離加工を施して剥離層４を形成してもよい。

次に、スペーサ１，１ａを用いた補強方法について説明する。
本実施形態の補強方法は、準備工程と、スペーサ配置工程と、パネル設置工程と、接合工程と、スペーサ収縮工程と、スペーサ撤去工程と、充填工程とを主に有する。

準備工程は、既設柱Ｐに対する清掃・下地処理を行うとともに、スペーサ１，１ａを準備する工程である。
スペーサ１が収縮している場合には、スペーサ本体２にバルブ３から流体（空気、水など）を注入する。

スペーサ配置工程は、図３に示すように、耐震補強を行う既設柱Ｐの外側にスペーサ１，１ａを配置する工程である。既設柱Ｐの四つの側面のうち、対向する一対の側面には、第一のスペーサ１を一つずつ配置し、残りの側面には、第二のスペーサ１ａを三つずつ配置する。第一のスペーサ１は、裏面側平坦部１１が既設柱Ｐの側面に接するように配置する。
スペーサ１，１ａを配置したら、スペーサ抑え５を用いて既設柱Ｐにスペーサ１，１ａの上部を固定する。スペーサ抑え５は、後述する補強パネル６と干渉しない高さに取り付ける。スペーサ抑え５には、ゴムバンドやパイプ、或いは桟木等を使用することができる。本実施形態では、ゴムバンドからなるスペーサ抑え５を既設柱Ｐに巻き付け、スペーサ抑え５でスペーサ１，１ａの上部を既設柱Ｐに押し付けることにより、複数のスペーサ１，１ａを一括して既設柱Ｐに固定する。

なお、本実施形態では、剥離層４を具備したスペーサ１を使用する場合を例示したが、剥離層４を具備しないスペーサを既設柱Ｐの周囲に配置した後に、剥離層４をスペーサに取り付けてもよい。
また、本実施形態では、膨張した状態のスペーサ１を既設柱Ｐに設置する場合を例示したが、収縮した状態のスペーサ１を既設柱Ｐの周囲に配置した後に、スペーサ１を膨張させてもよい。

パネル設置工程は、図４の（ａ）に示す補強パネル６を既設柱Ｐの周囲に複数設置する工程である。本実施形態のパネル設置工程では、平面視コ字状の補強パネル６を既設柱Ｐの周囲に二つ設置する。
なお、補強パネル６は、平面視コ字状を呈する面材２２と、面材２２の内面に沿って配置された補強シート２１とを備えている。面材２２は、複数のフレキシブルボード２２ａ，２２ｂ，２２ｃを平面視コ字状に組み合わせて形成したものである。補強シート２１は、面材２２の内面に貼着された部分と面材２２の両側縁から延出する部分（以下「接合部２１ａ」という。）とを備えている。中央のフレキシブルボード２２ａの幅寸法は、既設柱Ｐの一側面（フレキシブルボード２２ａに対向する側面）の幅寸法よりも大きい。両側のフレキシブルボード２２ｂ，２２ｃの幅寸法は、既設柱Ｐの他側面の幅寸法の半分よりも小さい。

一方の補強パネル６を設置する場合には、中央のフレキシブルボード２２ａの背面を既設柱Ｐの一側面（第二のスペーサ１ａを配置した側面）に対向させ、両側のフレキシブルボード２２ｂ，２２ｃの背面を前記一側面に隣接する他側面（第一のスペーサ１を配置した側面）に対向させる。他方の補強パネル６は、既設柱Ｐを挟んで一方の補強パネル６の反対側に設置する。補強シート２１，２１の接合部２１ａ，２１ａは、スペーサ１の表面側平坦部１２に沿わせた状態で重ね合わせる。
補強パネル６，６を設置したら、補強パネル６の上端部に間隔保持材４０を配置し、補強パネル６の下端部付近にセパレータ４１を配置し、補強パネル６と既設柱Ｐとの間隔を保持する（図４の（ｂ）および（ｃ）参照）。

接合工程は、膨張させた状態のスペーサ１を裏当てにして、隣り合う補強シート２１，２１の接合部２１ａ，２１ａを接着する工程である。接合工程では、まず、少なくとも一方の補強シート２１の接合部２１ａに接着剤を塗布し、その後、一方の補強シート２１の接合部２１ａに他方の補強シート２１の接合部２１ａを重ね合せ、重ね合せた接合部２１ａ，２１ａをスペーサ１に押し付ける。接合部２１ａ，２１ａをスペーサ１に押し付ければ、スペーサ１から反力を得ることができるので、接合部２１ａ，２１ａを確実に接着することができる。なお、接着剤の種類としては、接着強度や作業性の観点から、エポキシ樹脂系が好適だが、例えば、アクリル樹脂系やクロロプレンゴム系などを用いてもよい。

補強シート２１，２１の重ね合せ部分（接合部２１ａ，２１ａ）を接着したら、当該重ね合せ部分の表面に接着剤を塗布し、その後、図５に示すように、当該重ね合せ部分を覆うように接合パネル７を設置する。なお、接合パネル７は、繊維強化セメント板（フレキシブルボード）からなる。接合パネル７を設置したら、接合パネル７をスペーサ１に向けて押圧し、補強シート２１と接合パネル７とを接着する。

スペーサ収縮工程は、スペーサ１，１ａを収縮させる工程である。スペーサ１，１ａを収縮させるには、スペーサ１，１ａのバルブ３を開き、スペーサ本体２の内部の流体を外部に排出すればよい。

スペーサ撤去工程は、スペーサ１，１ａを撤去する工程である。本実施形態では、スペーサ抑え５を取り外した後、収縮させた状態のスペーサ１，１ａを上方に引き上げることで、スペーサ１を撤去する。
スペーサ１を撤去したら、補強パネル６と接合パネル７との隙間や、補強パネル６と床スラブとの隙間をシールする。その後、図６に示すように、補強パネル６の外面に複数の桟木４２，４２，…を配置し、桟木４２，４２，…をテープ４３で取り囲む。

充填工程は、図７に示すように、既設柱Ｐと補強パネル６との間に充填材９を充填する工程である。充填材９の種類に制限はないが、本実施形態の充填材９は、無収縮モルタルである。充填材９が固化すると、補強シート２１と既設柱Ｐとが一体化し、既設柱Ｐが補強される。充填材９が固化した後、間隔保持材４０を撤去し、必要に応じて補修整形する。

本実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法によれば、膨張させたスペーサ１を、隣り合う補強シート２１，２１同士を接着する際の裏当てとして利用するので、隣り合う補強シート２１，２１を容易に接合することができる。すなわち、本実施形態に係るコンクリート構造物の補強方法によれば、補強シート２１の接合部２１ａの背面側に面材２２が存在しない補強パネル６（補強シート２１の片面だけに面材２２を配置した補強パネル６）を使用することができる。補強シート２１の片面だけに面材２２を配置した補強パネル６を使用すれば、補強シート２１と既設柱Ｐとの一体性を高めることができる。

また、スペーサ１を撤去する前にスペーサ１を収縮させているので、スペーサ１の撤去作業をスムーズに行うことができる。さらに、スペーサ１が充填材９の内部に残置されることもないので、補強シート２１と既設柱Ｐとの一体性を高めることができる。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。

本実施形態では、既設柱Ｐの断面形状が四角形である場合を例示したが、本発明を適用可能な既設柱の断面形状を限定する趣旨ではない。また、本実施形態では、コンクリート構造物が柱である場合を例示したが、本発明は、壁や梁などを補強する場合にも適用することができる。
また、本実施形態では、補強シート６が炭素繊維シートである場合を例示したが、アラミド繊維シートやガラスクロスを使用することもできる。

Ｐ 既設柱
１ スペーサ
２ スペーサ本体
３ バルブ
４ 剥離層
５ スペーサ抑え
６ 補強パネル
７ 接合パネル
９ 充填材
２１ 補強シート
２２ 面材

Claims (4)

1. コンクリート構造物を補強部材で補強する方法であって、
   膨縮可能なスペーサをコンクリート構造物の外側に配置するスペーサ配置工程と、
   面材に補強シートを貼着してなる補強パネルを前記コンクリート構造物の周囲に複数設置するパネル設置工程と、
   隣り合う前記補強シート同士を接合する接合工程と、
   前記スペーサを収縮させるスペーサ収縮工程と、
   前記スペーサを撤去するスペーサ撤去工程と、
   前記コンクリート構造物と前記補強パネルとの間に充填材を充填する充填工程とを有しており、
   前記スペーサは、隣り合う前記補強パネルの前記補強シートの接合部に配置される第一のスペーサと、前記接合部以外の部分に配置される第二のスペーサとからなり、
   前記スペーサ配置工程では、前記第一のスペーサを前記接合部に対応する位置に配置するとともに、前記第二のスペーサを前記第一のスペーサとは異なる位置に配置し、
   前記接合工程では、膨張させた状態の前記第一のスペーサを裏当てにして、隣り合う前記補強シート同士を接合する、
   ことを特徴とする、コンクリート構造物の補強方法。
2. コンクリート構造物と前記コンクリート構造物の周囲に複数設置される補強パネルからなる補強部材との間に配置されるスペーサであって、
   膨縮可能な袋状のスペーサ本体と、
   前記スペーサ本体に充填された流体を排出可能なバルブとを有しており、
   隣り合う補強パネルの接合部に配置される第一のスペーサと、前記接合部以外の部分に配置される第二のスペーサとからなる、
   ことを特徴とする、スペーサ。
3. 前記第一のスペーサは、扁平状を呈し、
   前記第二のスペーサは、円柱状を呈している、
   ことを特徴とする、請求項２に記載のスペーサ。
4. 前記スペーサ本体の表面に剥離層を有する、
   ことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のスペーサ。

Images