JP6789093B2 - 支柱の補強方法および加熱システム - Google Patents

Description

本発明は、リブ等の障害物を含む支柱を補強する補強方法および加熱システムに関する。

近年、道路附属物である照明柱や標識柱の老朽化対策の必要性が唱えられている。
これらの金属管柱には、その基礎構造として、基礎コンクリート内に埋込されたものや、ベースプレート構造によって基礎コンクリートにボルト止めされたものがある。

例えば、特許文献１には、支柱の防錆処理、防食処理を行う補強方法として、繊維強化プリプレグを支柱に巻回させて樹脂を硬化させる現場硬化軟質炭素繊維強化プリプレグおよび炭素繊維強化プラスチック板による構築物強化方法について開示されている。

特開平１−１９７５３２号公報 特開２０００−１８４７３号公報

しかしながら、上記従来の支柱の補強方法では、以下に示すような問題点を有している。

すなわち、上記公報に開示された支柱の補強方法では、支柱の外周面に設けられたリブ等の障害物について何ら考慮されていない。

よって、貼り付けられた炭素繊維強化プリプレグに含まれる樹脂を硬化させるために、通常のバンドヒータや熱風発生機を用いて加熱すると、支柱底部、鉄製リブ、または地盤に熱が移動して、樹脂に対して均一な加熱を行うことができず、樹脂の硬化不良が発生するおそれがある。

特に、リブ等の障害物の周辺は、効率よく熱を伝達して樹脂を硬化させることが困難である。

本発明の課題は、リブ等の障害物を含む支柱を補強する際に、支柱の外周部分を均一に加熱して、補強繊維に含浸させた樹脂を効果的に硬化させることが可能な支柱の補強方法および加熱システムを提供することにある。

第１の発明に係る支柱の補強方法は、支柱における障害物を含む外周部分を、補強繊維を用いて補強する方法であって、補強繊維配置工程と、加熱部材取付工程と、均熱板配置工程と、硬化工程と、を備えている。補強繊維配置工程は、支柱における外周部分に未硬化状態の樹脂を含浸させた補強繊維を配置する。加熱部材取付工程は、補強繊維の外周面に帯状の加熱部材を巻回させた状態で取り付ける。均熱板配置工程は、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に、障害物の形状に合わせて加熱部材の端部から突出するように、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって加熱部材から付与された熱を補強繊維に伝達する均熱板を配置する。硬化工程は、加熱部材を駆動する加熱システムを駆動し、均熱板を介して、補強繊維に含浸させた樹脂に熱を付与して硬化させる。

ここでは、例えば、リブ等の障害物が外周面に配置された支柱の外周部分を補強するために、補強繊維に含浸させた樹脂に熱を付与して硬化させる際に、補強繊維の外周面に巻回される帯状の加熱部材と、補強繊維と加熱部材との間に設けられ加熱部材から付与される熱を樹脂に伝達する均熱板とを用いる。そして、均熱板は、支柱に設けられた障害物等の形状に合わせて、加熱部材の端部から突出するように配置されている。

ここで、補強対象となる支柱としては、例えば、道路端に設置される照明灯、信号機等の支柱が含まれる。そして、支柱における障害物としては、支柱の下端部に設けられたリブ、中程に設けられたボックス状の部分等、支柱の外周面から突出した部分等が含まれる。

また、加熱部材としては、例えば、内部にニクロム線（電熱線）を含む帯状のバンドヒータ等を用いることができる。

また、支柱の補強に用いられる補強繊維としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、アクリル繊維等を用いることができる。

さらに、補強繊維に含浸される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル等の樹脂を用いることができる。

また、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に挿入される均熱板としては、例えば、銅やアルミニウム等のように、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属等の板材を用いることができる。

これにより、リブ等の障害物を含む支柱の外周面に配置された補強繊維に対して、加熱部材の端部から突出するように配置された均熱板を介して、ほぼ均一に熱を付与して、補強繊維に含浸された樹脂を硬化させることができる。

つまり、障害物の形状に合わせて加熱部材の端部から突出するように配置された均熱板によって、障害物の周辺に配置された樹脂に対して、加熱部材からの熱をほぼ均一に付与することができる。

この結果、リブ等の障害物を含む支柱を補強する際に、支柱の外周部分を均一に加熱して、補強繊維に含浸させた樹脂を効果的に硬化させ、硬化不良等の不具合の発生を抑制することができる。

第２の発明に係る支柱の補強方法は、第１の発明に係る支柱の補強方法であって、加熱部材取付工程では、仮固定具を用いて加熱部材を仮止めした後、締付け具を用いて加熱部材を補強繊維の外周面を巻回した状態で締め付ける。

ここでは、支柱の補強部分に取り付けられた補強繊維の外周面に加熱部材を取り付ける際に、仮固定具を用いて仮止めした後、締付け具によって加熱部材を締め付ける。

ここで、仮固定具としては、例えば、リング状の部材が回動自在に支持されるレバー部材を含む係合部と、リング状の部材が係止される被係合部とを有する、いわゆるパッチン錠等を用いることができる。

また、締付け具としては、例えば、加熱部材による補強繊維の外周面を締め付ける締付け力を調整可能なネジ等を用いることができる。

これにより、加熱部材取付工程では、加熱部材を仮止めして締付け力も緩めにしておくことで、均熱板配置工程において、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間における所定の位置に、均熱板を挿入することができる。

よって、障害物の形状に合わせて、均熱板を所望の位置へ配置して、加熱部材から付与された熱を、補強繊維に含浸された樹脂に対して効果的に伝達して硬化させることができる。

第３の発明に係る支柱の補強方法は、第２の発明に係る支柱の補強方法であって、均熱板配置工程では、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に均熱板を挿入した後、締付け具を用いて加熱部材を補強繊維の外周面に向かって締め付ける。

ここでは、均熱板配置工程において、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に均熱板を挿入した後、締付け具によって締付け力を増加させる。

これにより、支柱の障害物に合わせて均熱板を配置した後、締付け具によって加熱部材の締付けを行うことができる。よって、均熱板を所望の位置へ配置した状態で、加熱部材を締め付けて固定することができる。

第４の発明に係る支柱の補強方法は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る支柱の補強方法であって、補強繊維配置工程の前に、支柱の外周面、あるいは補強繊維の内周面に、接着剤を塗布する接着剤塗布工程を、さらに備えている。

ここでは、補強繊維を支柱の外周面に配置する前段階として、支柱の外周面と補強繊維の内周面とを接着するための接着剤を塗布する。

ここで、塗布される接着剤としては、例えば、補強繊維配置工程において、垂れてしまうことのない粘度を有するエポキシ等の樹脂を用いることができる。

なお、塗布される接着剤は、支柱の外周面および補強繊維の内周面のずれか一方に塗布されていればよいが、双方の面に塗布されていてもよい。

これにより、補強繊維を支柱の外周面に貼り付ける際に接着剤の接着力を利用することができる。

第５の発明に係る支柱の補強方法は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る支柱の補強方法であって、均熱板は、加熱部材よりも大きい面積を有している。

ここでは、均熱板として、加熱部材よりも面積が大きい板材を用いている。
ここで、均熱板および加熱部材の面積とは、補強繊維の外周面に対して当接する面積を意味している。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第６の発明に係る支柱の補強方法は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る支柱の補強方法であって、均熱板は、加熱部材における熱発生部分に対応する部分から、熱発生部分に対応しない部分にまで延伸している。

ここでは、加熱部材における熱発生部分に対応する位置だけでなく、熱発生部分に対応していない位置にも延伸した均熱板を配置している。

ここで、加熱部材における熱発生部分としては、例えば、帯状の加熱部材に内蔵されたニクロム線等が配置された部分が含まれる。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第７の発明に係る支柱の補強方法は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る支柱の補強方法であって、均熱板は、支柱に含まれる障害物の形状に合わせて形成された切欠き部を有している。

ここでは、均熱板に、リブ等の障害物に合わせて形成された、単数または複数の切欠き部を設けている。

ここで、切欠き部とは、リブ等の障害物の形状に沿って形成された均熱板の加工部分を意味している。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、切欠き部が形成された均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第８の発明に係る支柱の補強方法は、第１から第７の発明のいずれか１つに係る支柱の補強方法であって、加熱部材は、複数に分割可能な状態で構成されている。

ここでは、帯状の加熱部材として、例えば、支柱に取り付けられる際に分割可能な分割構造を採用している。

ここで、加熱部材は、支柱の外周面に配置された補強繊維の外周面側から熱を付与するために、補強繊維の外周面に巻回される。

このとき、帯状の加熱部材を単数の部品として構成した場合には、補強繊維の外周面に巻回することが難しい場合がある。

これにより、加熱部材として複数に分割された構造を採用することで、補強繊維の外周面に対して、加熱部材を容易に装着することができる。

第９の発明に係る加熱システムは、支柱における障害物を含む外周部分を、補強繊維を用いて補強する際に、補強繊維に含浸された未硬化状態の樹脂を加熱して硬化させる加熱システムであって、加熱部材と、固定部と、均熱板と、を備えている。加熱部材は、発熱する。固定部は、支柱の外周面に加熱部材を巻回した状態で固定する。均熱板は、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に配置され、障害物の形状に合わせて加熱部材の端部から突出するとともに、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって加熱部材から付与された熱を補強繊維に伝達する。

ここでは、例えば、リブ等の障害物が外周面に配置された支柱の外周部分を補強するために、補強繊維に含浸させた樹脂に熱を付与して硬化させるために用いられる加熱システムにおいて、補強繊維の外周面に巻回される加熱部材と、補強繊維と加熱部材との間に設けられ加熱部材から付与される熱を樹脂に伝達する均熱板とを用いる。そして、均熱板は、支柱に設けられた障害物等の形状に合わせて、加熱部材の端部から突出するように配置されている。

ここで、補強対象となる支柱としては、例えば、道路端に設置される照明灯、信号機等の支柱が含まれる。そして、支柱における障害物としては、支柱の下端部に設けられたリブ、中程に設けられたボックス状の部分等、支柱の外周面から突出した部分等が含まれる。

また、加熱部材としては、例えば、内部にニクロム線を含む帯状のバンドヒータ等を用いることができる。

また、支柱の補強に用いられる補強繊維としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、アクリル繊維等を用いることができる。

さらに、補強繊維に含浸される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル等の樹脂を用いることができる。

また、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間に挿入される均熱板としては、例えば、銅やアルミニウム等のように、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属等の板材を用いることができる。

これにより、リブ等の障害物を含む支柱の外周面に配置された補強繊維に対して、加熱部材の端部から突出するように配置された均熱板を介して、ほぼ均一に熱を付与して、補強繊維に含浸された樹脂を硬化させることができる。

つまり、障害物の形状に合わせて加熱部材の端部から突出するように配置された均熱板によって、障害物の周辺に配置された樹脂に対して、加熱部材からの熱をほぼ均一に付与することができる。

この結果、リブ等の障害物を含む支柱を補強する際に、支柱の外周部分を均一に加熱して、補強繊維に含浸させた樹脂を効果的に硬化させ、硬化不良等の不具合の発生を抑制することができる。

第１０の発明に係る加熱システムは、第９の発明に係る加熱システムであって、均熱板は、加熱部材よりも大きい面積を有している。

ここでは、均熱板として、加熱部材よりも面積が大きい板材を用いている。
ここで、均熱板および加熱部材の面積とは、補強繊維の外周面に対して当接する面積を意味している。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第１１の発明に係る加熱システムは、第９または第１０の発明に係る加熱システムであって、均熱板は、加熱部材における熱発生部分に対応する部分から、熱発生部分に対応しない部分にまで延伸している。

ここでは、加熱部材における熱発生部分に対応する位置だけでなく、熱発生部分に対応していない位置にも延伸した均熱板を配置している。

ここで、加熱部材における熱発生部分としては、例えば、帯状の加熱部材に内蔵されたニクロム線等が配置された部分が含まれる。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第１２の発明に係る加熱システムは、第９から第１１の発明のいずれか１つに係る加熱システムであって、均熱板は、支柱に含まれる障害物の形状に合わせて形成された切欠き部を有している。

ここでは、均熱板に、リブ等の障害物に合わせて形成された、単数または複数の切欠き部を設けている。

ここで、切欠き部とは、リブ等の障害物の形状に沿って形成された均熱板の加工部分を意味している。

これにより、加熱部材だけでは熱を均等に付与しにくいリブ等の障害物等の周囲に対しても、切欠き部が形成された均熱板を介して均等に熱を伝達することができる。

第１３の発明に係る加熱システムは、第９から第１２の発明のいずれか１つに係る加熱システムであって、加熱部材は、複数に分割可能な状態で構成されている。

ここでは、帯状の加熱部材として、例えば、支柱に取り付けられる際に分割可能な分割構造を採用している。

ここで、加熱部材は、支柱の外周面に配置された補強繊維の外周面側から熱を付与するために、補強繊維の外周面に巻回される。

このとき、帯状の加熱部材を単数の部品として構成した場合には、補強繊維の外周面に巻回することが難しい場合がある。

これにより、加熱部材として複数に分割された構造を採用することで、補強繊維の外周面に対して、加熱部材を容易に装着することができる。

第１４の発明に係る加熱システムは、第９から第１３の発明のいずれか１つに係る加熱システムであって、固定部は、加熱部材を補強繊維の外周面において仮止めする仮固定具と、仮固定具によって仮止めされた状態の加熱部材を、補強繊維の外周面に向かって締め付ける締付け具と、を有している。

ここでは、補強繊維の外周面に巻回させた状態で加熱部材を取り付けるための固定部として、加熱部材を仮止めする仮固定具と、仮止めされた加熱部材を内径側へ締め付ける締付け具とを用いる。

ここで、仮固定具としては、例えば、リング状の部材が回動自在に支持されるレバー部材を含む係合部と、リング状の部材が係止される被係合部とを有する、いわゆるパッチン錠等を用いることができる。

また、締付け具としては、例えば、加熱部材による補強繊維の外周面を締め付ける締付け力を調整可能なネジ等を用いることができる。

これにより、加熱部材を取り付ける際に、加熱部材を仮止めして締付け力も緩めにしておくことで、均熱板を配置する工程において、補強繊維の外周面と加熱部材の内周面との間における所定の位置に、均熱板を挿入することができる。そして、均熱板を挿入した後、締付け具を用いて、加熱部材を補強繊維の外周面に向かって締めつけることができる。

よって、障害物の形状に合わせて、均熱板を所望の位置へ配置して、加熱部材から付与された熱を、補強繊維に含浸された樹脂に対して効果的に伝達して硬化させることができる。

本発明に係る支柱の補強方法によれば、リブ等の障害物を含む支柱を補強する際に、支柱の外周部分を均一に加熱して、補強繊維に含浸させた樹脂を効果的に硬化させることができる。

本発明の一実施形態に係る支柱の補強方法によって補強される支柱の構成を示す斜視図。 図１の支柱が地中に設置された状態を示す側面図。 図１の支柱を補強する補強繊維に含浸された樹脂を加熱するために、支柱に取り付けられた加熱システムの構成を示す側面図。 図３の加熱システムの平面図。 図３の加熱システムの構成を示すＡ−Ａ線矢視断面図。 図３の加熱システムを示す側面図。 図６の加熱システムに含まれる固定バンドの構成を示す側面図。 図６の加熱システムに含まれる加熱部材の構成を示す側面図。 図６の加熱システムに含まれる均熱板の構成を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る支柱の補強方法の流れを示すフローチャート。

本発明の一実施形態に係る支柱の補強方法および加熱システム１０について、図１〜図１０を用いて説明すれば以下の通りである。

本実施形態に係る支柱の補強方法は、図１に示す支柱５０における所定箇所を補強するための方法であって、後述する加熱システム１０を用いて実施される。

（補強対象となる支柱５０の構造）
本実施形態において補強対象となる支柱５０は、管状または柱状の構造物であって、例えば、照明柱および標識柱などの支柱構造物である。支柱５０は、図１に示すように、円筒状の管柱部５１と、４つのリブ５２と、土台部５３とを備えている。そして、支柱５０は、図２に示すように、リブ５２および土台部５３を含む下端部分が、土やアスファルト中に埋められた状態で立設される。

なお、補強される支柱５０は、既設のものであってもよいし、新設されるものであってもよい。また、補強対象が既設の支柱５０である場合には、すでに外周面等に劣化が生じているものであってもよい。

既設の支柱５０を補強対象とする場合には、地中に埋設された支柱５０の下部を覆う土等を掘り起こして補強処理が行われる。

支柱５０の材質としては、特に限定さるものではないが、金属、樹脂、およびモルタル硬化物などが挙げられる。

支柱５０の断面形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、円および多角形をはじめ、あらゆる形状のものが含まれる。また、支柱５０は、中実構造であってもよいし中空構造であってもよい。

本実施形態では、支柱５０の補強構造体は、支柱５０の長手方向における土等に埋められた下端部付近において、管柱部５１の外周面５１ａの全周を、後述する樹脂が含浸された補強繊維２０によって被覆されることで構成される。

管柱部５１は、図１に示すように、金属等で形成された円筒状の構造物であって、外周面５１ａにおける下端部分に４つのリブ５２が溶接によって接合されている。また、管柱部５１の下端には、土台部５３が溶接によって接合されている。

また、管柱部５１は、図２に示すように、リブ５２および土台部５３を含む下端部分が地中に埋設されている。

４つのリブ５２は、図１に示すように、管柱部５１の外周面５１ａに対して略直角な方向に沿って突出するように、周方向において約９０度間隔で設けられている。また、４つのリブ５２は、溶接によって、土台部５３と管柱部５１の外周面５１ａとにそれぞれ接合されている。

ここで、これらの４つのリブ５２は、後述する補強繊維２０を貼り付けて固定する際の障害物となる。

また、４つのリブ５２は、図２に示すように、支柱５０が設置された状態において、地中に埋設される。

なお、リブ５２の数、設置間隔等については、４つ、９０度間隔に限定されるものではなく、例えば、６つ、６０度間隔等で設けられていてもよい。

土台部５３は、図１に示すように、支柱５０をその下端部において支持するベースプレートであって、管柱部５１の軸心方向に対して略垂直な方向に沿って配置されている。

そして、土台部５３は、図２に示すように、支柱５０が設置された状態において、リブ５２とともに地中に埋設される。

そして、本実施形態の支柱５０の補強方法では、管柱部５１の外周面５１ａにおける、図２に示す地面ＧＬに対応する部分付近に対して、補強繊維２０を巻回させて含浸させた樹脂を硬化させることで、支柱５０が補強される。

なお、埋設状態における管柱部５１の外周面５１ａの地面ＧＬに対応する部分周辺および地中に埋設されたリブ５２の周辺は、劣化しやすいため、以下の加熱システム１０を用いた補強方法によって補強される。

（加熱システム１０の構成）
本実施形態の加熱システム１０は、支柱５０における所定の箇所を補強するために、本支柱５０の補強方法において用いられ、管柱部５１の外周面５１ａに巻回された補強繊維２０に含浸された未硬化状態のマトリックス樹脂を加熱して硬化させる。

より具体的には、加熱システム１０は、図３に示すように、埋設状態における管柱部５１の外周面５１ａにおける地面ＧＬに対応する部分から地中に埋設されたリブ５２が設けられた部分にかけて巻回された補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂を加熱する。

本実施形態では、特に、支柱５０の外周面５１ａにおけるリブ５２等の障害物が設けられた部分を補強するために設けられた補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂を効果的に加熱して硬化させるために、以下のような構成を備えている。

なお、補強繊維２０に含浸されるマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ-７）、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール２ＰＨＺ−ＰＷ、ポリメタクリル酸エステル系有機微粒子を用いることができる。

また、補強繊維２０には、繊維素材として、ガラス繊維が含まれている。
加熱システム１０は、図３および図４に示すように、固定バンド（固定部）１１、角パイプ１２、バンドヒータ（加熱部材）１３、均熱板１４を備えている。

（固定バンド１１）
固定バンド（固定部）１１は、円筒状の固定部材であって、２つ部品に分割可能な分割構造を有している。そして、固定バンド１１は、内周側に配置されるバンドヒータ１３等を固定するために、加熱システム１０の最外周側に配置されている。そして、固定バンド１１は、図５および図６に示すように、帯状の外周面に、パッチン錠（仮止め具）１１ａと、締付けネジ（締付け具）１１ｂと、を有している。

パッチン錠１１ａは、図３に示すように、固定バンド１１を補強繊維２０の外周面に仮固定するために、支柱５０の長手方向に沿って２つ設けられている。そして、パッチン錠１１ａは、リング状の部材が回動自在に支持されるレバー部材を含む係合部と、リング状の部材が係止される被係合部とを有している。

これにより、リング状の部材を被係合部に係止させてレバー部材を回動させることで、２つに分割された固定バンド１１の一端を容易に連結することができる。

なお、パッチン錠１１ａは、一般的な構造であることから、ここでは詳細な説明を省略する。

締付けネジ１１ｂは、図３および図７に示すように、固定バンド１１の外周面におけるパッチン錠１１ａとは反対側に、支柱５０の長手方向に沿って２つ設けられている。そして、締付けネジ１１ｂは、螺合した状態で回転させることで、周方向に２分割された固定バンド１１の周方向における隙間を調整する。

これにより、パッチン錠１１ａによって仮固定された状態の固定バンド１１の内径を調整して、固定バンド１１によってバンドヒータ１３を締め付けることができる。

（角パイプ１２）
角パイプ１２は、図４に示すように、断面視において略四角形の中空パイプであって、固定バンド１１の内周面に溶接によって接合されている。そして、角パイプ１２は、支柱５０の外周面５１ａにおける補強部分に貼り付けられた補強繊維２０の外周面に巻回されたバンドヒータ１３の外周面と、固定バンド１１の内周面との間に挟まれる位置において、リブ５２を避けるように、周方向において９０度間隔で４つ設けられている。

これにより、固定バンド１１の締付けネジ１１ｂを回転させて締め付けていくと、角パイプ１２を介して、外周面における４箇所からバンドヒータ１３が内径側に押し付けられる。

また、４本の角パイプ１２は、図３および図６に示すように、支柱５０の長手方向において、固定バンド１１よりも下方に向かって長く、バンドヒータ１３の長さと略同等の長さを有している。

これにより、４本の角パイプ１２を介して外周側から固定バンド１１によって締め付けることで、支柱５０の長手方向における固定バンド１１の長さがバンドヒータ１３の長さよりも短い場合でも、リブ５２の部分を避けながら、固定バンド１１の締付け力を、補強繊維２０の下方まで充分に伝達することができる。

この結果、補強繊維２０の外周面側から内径側に向かって、バンドヒータ１３を全体的に押し付けることができる。

（バンドヒータ１３）
バンドヒータ（加熱部材）１３は、内部にニクロム線等の発熱部分を含む帯状の部材であって、図４に示すように、補強繊維２０の外周面に巻回される。そして、バンドヒータ１３は、補強繊維２０の外周面に巻回された状態で、補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂を加熱して硬化させる。

なお、バンドヒータ１３は、支柱５０の周方向において２つに分割された構造を有しており、接着剤によって支柱５０の外周面５１ａにおける補強部分を覆うように貼り付けられる。

また、バンドヒータ１３は、図８に示すように、突出部１３ａ、切欠き部１３ｂ、およびリード線１３ｃを有している。

突出部１３ａは、図３に示すように、埋設状態における地面ＧＬ付近から、リブ５２の部分を避けて、外周面５１ａにおけるリブ５２との連結部分の周辺まで延伸した部分であって、切欠き部１３ｂの両側に設けられている。そして、突出部１３ａは、リブ５２の長さに相当する支柱５０の外周面５１ａの部分に巻回された補強繊維２０を加熱するために、支柱５０の長手方向においてリブ５２と同等の長さを有している。

切欠き部１３ｂは、図３に示すように、支柱５０の下端部に設けられたリブ５２を避けるように、突出部１３ａの間に４つ形成されている。また、切欠き部１３ｂは、突出部１３ａと同様に、支柱５０の長手方向においてリブ５２と同等の長さを有している。

リード線１３ｃは、図５および図６に示すように、バンドヒータ１３内のニクロム線等の加熱部分に電流を供給するために、バンドヒータ１３の外周面に設けられた電極部分に接続されており、固定バンド１１の外側へと導出されている。

（均熱板１４）
均熱板１４は、厚さｔが０．３ｍｍで熱伝導率が３７２Ｗ／ｍ・Ｋの銅製の板材を用いて形成されている。そして、均熱板１４は、バンドヒータ１３において発生させた熱を、補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂に対して伝達するために、図４に示すように、バンドヒータ１３の内周面と補強繊維２０の外周面との間に設けられている。

また、均熱板１４は、図９に示すように、突出部１４ａ、切欠き部１４ｂを有している。

突出部１４ａは、バンドヒータ１３の突出部１３ａと同様に、図３に示すように、埋設状態における地面ＧＬ付近から、リブ５２の部分を避けて、外周面５１ａにおけるリブ５２との連結部分の周辺まで延伸した部分であって、切欠き部１４ｂの両側に設けられている。そして、突出部１４ａは、リブ５２の長さに相当する支柱５０の外周面５１ａの部分に巻回された補強繊維２０を加熱するために、支柱５０の長手方向においてリブ５２と同等の長さを有している。

切欠き部１４ｂは、バンドヒータ１３の切欠き部１３ｂと同様に、図３に示すように、支柱５０の下端部に設けられたリブ５２を避けるように、突出部１４ａの間に、４つ形成されている。また、切欠き部１４ｂは、突出部１４ａと同様に、支柱５０の長手方向においてリブ５２と同等の長さを有している。

また、均熱板１４は、図３および図６に示すように、側面視において、補強繊維２０の外周面において、バンドヒータ１３よりも支柱５０の長手方向に大きい。具体的には、均熱板１４は、支柱５０の長手方向において、バンドヒータ１３の端部から約１０ｍｍ程度突出するように、突出部１４ａが配置されている。

さらに、均熱板１４は、図４に示すように、上面視において、補強繊維２０の外周面におけるリブ５２の周辺において、バンドヒータ１３よりも周方向に大きい。具体的には、均熱板１４は、周方向において、バンドヒータ１３の両端からそれぞれ約１０ｍｍ程度突出するように、突出部１４ａが配置されている。

つまり、均熱板１４は、バンドヒータ１３における加熱部に対向配置された部分から加熱部のない部分にかけて配置されている。

これにより、均熱板１４は、図６に示すように、リブ５２の近傍において、周方向における両端および下端部から約１０ｍｍ程度突出しており、バンドヒータ１３よりも大きい面積を有する。

ここで、リブ５２の近傍に配置された補強繊維２０に熱を付与するために、バンドヒータ１３をリブ５２の近接配置することも考えられる。しかし、このような構成では、バンドヒータ５２が直接的にリブ５２に接触するリスクを伴うため、好ましくない。

そこで、本実施形態では、バンドヒータ１３の代わりに、リブ５２の近傍まで突出した均熱板１４を用いている。

これにより、補強繊維２０の外周面において、リブ５２との連結部分の近傍等のように、バンドヒータ１３が設けられていない領域に対しても、バンドヒータ１３よりも大きい面積を有する均熱板１４を介して加熱することができる。

＜支柱５０の補強方法＞
本実施形態の支柱５０の補強方法は、上述したように、支柱５０における所定の部分を補強するために、図１０に示すフローチャートに従って実施される。

具体的には、本実施形態の支柱５０の補強方法では、管柱部５１の外周面５１ａに巻回された補強繊維２０に含浸された未硬化状態のマトリックス樹脂に熱を加えて硬化させて、支柱５０の補強を行う。

まず、ステップＳ１では、未硬化状態のマトリックス樹脂を含浸した補強繊維２０の内周面側（支柱５０の外周面５１ａ側）に、支柱５０の外周面５１ａに補強繊維２０を貼り付けるための接着剤が塗布される。

また、接着剤としては、例えば、常温硬化エポキシ樹脂系接着剤（エスダインジョイナーＷＧ）を用いることができる。そして、その塗布量は、例えば、１，６００ｇ／ｍ^２である。

次に、ステップＳ２では、支柱５０の外周面５１ａにおける補強箇所に、接着剤が塗布された補強繊維２０を貼り付ける。

本実施形態では、支柱５０の外周面５１ａにおける地面ＧＬ（図２参照）に相当する部分から、外周面５１ａから突出する４つのリブ５２との接合部分を含む範囲が補強される。よって、補強繊維２０は、リブ５２の形状に合わせて切欠き等が形成・加工され、外周面５１ａに配置される。

次に、ステップＳ３では、支柱５０の外周面５１ａに巻回された補強繊維２０の外周面に、シリコン系の離型シート（図示せず）が貼り付けられる。

なお、離型シートは、後述するバンドヒータ１３を用いて補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂を硬化させた後、補強繊維２０の外周面とバンドヒータ１３の内周面とが接着されないようにするために用いられる。

次に、ステップＳ４では、加熱システム１０の固定バンド１１に設けられたパッチン錠１１ａと締付けネジ１１ｂとを用いて補強繊維２０の外周面にバンドヒータ１３を仮固定する。

具体的には、補強繊維２０の外周面にバンドヒータ１３を接触配置し、バンドヒータ１３の外周面側に、固定バンド１１の内周面における４箇所に溶接接合された角パイプ１２を当接させた状態で、固定バンド１１で仮固定する。

固定バンド１１で仮固定する際には、固定バンド１１を巻回した状態で、先にパッチン錠１１ａを係止・固定した後、締付けネジ１１ｂを緩めに締めていく。

本実施形態の加熱システム１０では、バンドヒータ１３は、離型シートを介して補強繊維２０の外周面に接触する内周面側に、バンドヒータ１３よりも大きい面積を有する均熱板１４が取り付けられている。

そして、バンドヒータ１３および均熱板１４は、支柱５０に設けられたリブ５２の部分を避けるように、それぞれ、切欠き部１３ｂ、切欠き部１４ｂを有している。

均熱板１４は、バンドヒータ１３よりも面積が大きいため、バンドヒータ１３の端部から突出した状態で、補強繊維２０の外周面とバンドヒータ１３の内周面との間に設けられる。

なお、本実施形態では、バンドヒータ１３は、円筒状の部材を２分割した２ピース型のヒータであって、上述したように、支柱５０のリブ５２の部分を避けるように切欠き部１３ｂが形成されている。

そして、均熱板１４は、厚さｔが０．３ｍｍ、熱伝導率が３７２Ｗ／ｍ・Ｋの銅製の板状部材であって、バンドヒータ１３の端部から約１０ｍｍ突出する大きさを有している。

次に、ステップＳ５では、固定バンド１１の締付けネジ１１ｂを締めていき、バンドヒータ１３を内周面側に配置された補強繊維２０に向かって締め付ける。なお、締め付けネジの締め付けトルクは、０．５〜１．５Ｎ・ｍ程度とする。

次に、ステップＳ６では、バンドヒータ１３を所定の温度になるまで加熱する。本実施形態では、１５０〜１８０℃の範囲で維持されるように、バンドヒータ１３を加熱制御する。

このとき、補強繊維２０の表面温度を測定し、リブ５２の近傍に配置された補強繊維２０の表面温度が１３０℃を超えるまで、バンドヒータ１３によって加熱する。

次に、ステップＳ７では、バンドヒータ１３が所定温度まで加熱された後、所定時間が経過するまで加熱を継続する。本実施形態では、所定時間は１０分に設定されている。

これにより、所定時間加熱された補強繊維２０は、支柱５０のリブ５２の部分を避けるようにバンドヒータ１３と均熱板１４とが配置された状態で効果的に加熱される。このため、補強繊維２０は、リブ５２を避けるように形成された切欠き部分まで十分な熱が付与されて硬化する。

この結果、外周面５１ａにリブ５２等の障害物を有する支柱５０において、リブ５２付近に設けられた補強繊維２０のマトリックス樹脂の硬化不良の発生を抑制することができる。

次に、ステップＳ８では、固定バンド１１の締付けネジ１１ｂを緩めて固定バンド１１を取り外した後、補強繊維２０の外周面からバンドヒータ１３、離型シートを取り外す。

本実施形態の支柱５０の補強方法によれば、リブ５２を避けるようにリブ５２の近傍に配置された補強繊維２０に対して、バンドヒータ１３の端部から突出するように配置された均熱板１４を介して、ほぼ均一に熱を付与することができる。

よって、補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂の全体を効果的に硬化させることができる。

つまり、リブ５２の形状に合わせて形成されたバンドヒータ１３およびバンドヒータ１３よりも大きい均熱板１４によって、リブ５２の周辺に配置された補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂に対して、確実に熱を付与することができる。

この結果、支柱５０におけるリブ５２等の障害物を含む部分を補強する際に、リブ５２周辺における補強繊維２０に含浸させたマトリックス樹脂の硬化不良等の不具合の発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態の支柱５０の補強方法によれば、例えば、補強作業を実施する現場等において、バンドヒータ１３の形状を変更することなく、均熱板１４の形状をリブ５２等の障害物に合わせて形成することで、上記の効果を得ることができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、ステップＳ４において、予め内周面側に均熱板１４が貼り付けられた状態のバンドヒータ１３を、補強繊維２０の外周面に仮固定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、バンドヒータ（加熱部材）を補強繊維の外周面に仮固定した後、バンドヒータの内周面と補強繊維の外周面との間に、均熱板を挿入してもよい。

すなわち、バンドヒータの設置と、均熱板の設置とを別々の工程において実施してもよい。

この場合でも、バンドヒータの端部から突出する均熱板を介して、補強繊維に含浸されたマトリックス樹脂を加熱することで、上記と同様の効果を得ることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、バンドヒータ１３を補強繊維２０の外周面に仮固定し、締め付ける工程を、仮固定具としてのパッチン錠１１ａと締付けネジ１１ｂとを用いて実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、バンドヒータの固定については、上記パッチン錠と締付けネジの組み合わせ以外にも、他の固定部材を用いて実施してもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、支柱５０の外周面５１ａに補強繊維２０を配置する際に、補強繊維２０の内周面側に接着剤を塗布し、接着剤の接着力を利用して補強繊維２０を支柱５０の補強箇所に固定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、接着剤を用いることなく、補強繊維に含浸されたマトリックス樹脂の硬化によって、補強繊維を支柱の外周面に固定してもよい。

また、接着剤を用いる場合でも、補強繊維の内周面側ではなく、支柱の外周面側に塗布してもよい。あるいは、補強繊維の内周面と支柱の外周面との双方に、接着剤を塗布してもよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、均熱板１４として、銅製の板材を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率が高い金属であれば、銅以外にも、アルミニウム等の他の金属によって形成された均熱板を用いてもよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、固定バンド１１の内周面側に溶接接合された角パイプ１２を４つ用いてバンドヒータ１３を締め付ける例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、固定バンドの内周面側に設けられる角パイプの数は、４つに限定されるものではなく、６本、８本等、他の本数であってもよい。

また、角パイプの利用は、本発明において必須ではなく、角パイプを用いずにリブ等の障害物付近のバンドヒータを径方向内側へ締め付けることが可能な他の部材を用いてもよい。

（Ｆ）
上記実施形態では、支柱５０の外周面５１ａにおける補強時の障害物として、４つのリブ５２が設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、支柱の外周面に設けられるリブの数は、４つに限定されるものではなく、５つ、６つ、８つ等、他の数であってもよい。

この場合には、バンドヒータ（加熱部材）および均熱板の切欠き部も、リブの数に合わせて形成されていればよい。

また、リブ以外にも、支柱の中程に設けられたボックス状の部分、支柱の外周面から突出した部分等が障害物として設けられた支柱の補強に対しても、本発明の適用は可能である。

この場合でも、バンドヒータ（加熱部材）および均熱板の切欠き部を、障害物の形状、数等に合わせて形成することで、上記と同様の効果を得ることができる。

（Ｇ）
上記実施形態では、補強繊維２０に含浸されたマトリックス樹脂として、エポキシ系の樹脂を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、およびシリコン樹脂等の他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。

（Ｈ）
上記実施形態では、補強繊維２０に含まれる繊維素材として、ガラス繊維を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、補強繊維に含まれる繊維素材は、ガラス繊維に限定されるものではなく、例えば、金属繊維その他の無機繊維；カーボン繊維、アラミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、塩化ビニル繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、およびアセテート繊維その他の有機合成繊維；麻および竹その他の天然繊維；ならびにレーヨンその他の再生繊維等から選択して用いられてもよい。

また、上述した補強繊維に含まれる繊維素材は、１種類の繊維素材が単独で用いられてもよいし、複数種類の繊維素材が組み合わされて用いられてもよい。

本発明の支柱の補強方法は、リブ等の障害物を含む支柱を補強する際に、支柱の外周部分を均一に加熱して、補強繊維に含浸させた樹脂を効果的に硬化させることができるという効果を奏することから、道路附属物である照明柱や標識柱等の各種支柱の補強方法に対して広く適用可能である。

１０ 加熱システム
１１ 固定バンド（固定部）
１１ａ パッチン錠（仮止め具）
１１ｂ 締付けネジ（締付け具）
１２ 角パイプ
１３ バンドヒータ（加熱部材）
１３ａ 突出部
１３ｂ 切欠き部
１３ｃ リード線
１４ 均熱板
１４ａ 突出部
１４ｂ 切欠き部
２０ 補強繊維
５０ 支柱
５１ 管柱部
５１ａ 外周面
５２ リブ（障害物）
５３ 土台部
ＧＬ 地面（グランドレベル）
Ｓ ステップ

Claims (14)

1. 支柱の外周部分を、補強繊維を用いて補強する方法であって、
   前記支柱の前記外周部分には、複数の障害物が設置され、前記複数の障害物は、前記支柱の長手方向に延び、前記支柱の外周面に対して略直角方向に突出し、前記支柱の周方向に間隔をあけて配置されており、
   前記支柱の前記外周面上に、未硬化状態の樹脂を含浸させた補強繊維を前記障害物を避けて配置する補強繊維配置工程と、
   前記補強繊維の外周面に帯状の加熱部材を巻回させた状態で取り付ける加熱部材取付工程と、
   前記補強繊維の外周面と前記加熱部材の内周面との間に、前記障害物の形状に合わせて前記加熱部材の端部から突出するように、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって前記加熱部材から付与された熱を前記補強繊維に伝達する均熱板を配置する均熱板配置工程と、
   前記加熱部材を駆動する加熱システムを駆動し、前記均熱板を介して、前記外周面上に配置されている前記補強繊維に含浸させた前記樹脂に熱を付与して硬化させる硬化工程と、
   を備え、
   前記均熱板が、前記補強繊維の前記外周面のうち前記障害物と前記長手方向に隣接する部位と接触する板状部と、前記板状部から前記長手方向に延伸して前記補強繊維の前記外周面のうち前記障害物と前記周方向に隣接する部位と接触する一対の突出部と、前記一対の突出部の間に形成されて前記板状部および前記突出部が前記補強繊維と接触する状態で前記障害物が挿通される切欠き部と、を有する、
   支柱の補強方法。
2. 前記加熱部材取付工程では、仮固定具を用いて前記加熱部材を仮止めした後、締付け具を用いて前記加熱部材を前記補強繊維の外周面を巻回した状態で締め付ける、
   請求項１に記載の支柱の補強方法。
3. 前記均熱板配置工程では、前記補強繊維の外周面と前記加熱部材の内周面との間に前記均熱板を挿入した後、前記締付け具を用いて前記加熱部材を前記補強繊維の外周面に向かって締め付ける、
   請求項２に記載の支柱の補強方法。
4. 前記補強繊維配置工程の前に、前記支柱の外周面、あるいは前記補強繊維の内周面に、接着剤を塗布する接着剤塗布工程を、さらに備えている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の支柱の補強方法。
5. 前記均熱板は、前記加熱部材よりも大きい面積を有している、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の支柱の補強方法。
6. 前記均熱板は、前記加熱部材における熱発生部分に対応する部分から、前記熱発生部分に対応しない部分にまで延伸している、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の支柱の補強方法。
7. 前記均熱板は、前記支柱の前記周方向に分割可能な状態で構成されており、
   第１の均熱板の一方の突出部と、前記第１の均熱板と前記周方向に隣接する第２の均熱板の一方の突出部との間に、前記障害物が挿通される切欠き部が形成される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の支柱の補強方法。
8. 前記均熱板の前記板状部は、前記一対の突出部それぞれに対して前記周方向の両側に突出した部分を有する、
   請求項７に記載の支柱の補強方法。
9. 前記加熱部材は、複数に分割可能な状態で構成されている、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の支柱の補強方法。
10. 支柱の外周部分を、補強繊維を用いて補強する際に、前記補強繊維に含浸された未硬化状態の樹脂を加熱して硬化させる加熱システムであって、
    前記支柱の前記外周部分には、複数の障害物が設置され、前記複数の障害物は、前記支柱の長手方向に延び、前記支柱の外周面に対して略直角方向に突出し、前記支柱の周方向に間隔をあけて配置され、前記補強繊維は、前記支柱の前記外周面上に前記障害物を避けて配置され、当該システムは、
    発熱する加熱部材と、
    前記支柱の外周面に前記加熱部材を巻回した状態で固定する固定部と、
    前記補強繊維の外周面と前記加熱部材の内周面との間に配置され、前記障害物の形状に合わせて前記加熱部材の端部から突出するとともに、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって前記加熱部材から付与された熱を前記補強繊維に伝達する均熱板と、
    を備え、
    前記均熱板が、前記補強繊維の前記外周面のうち前記障害物と前記長手方向に隣接する部位と接触する板状部と、前記板状部から前記長手方向に延伸して前記補強繊維の前記外周面のうち前記障害物と前記周方向に隣接する部位と接触する一対の突出部と、前記一対の突出部の間に形成されて前記板状部および前記突出部が前記補強繊維と接触する状態で前記障害物が挿通される切欠き部と、を有する、
    加熱システム。
11. 前記均熱板は、前記加熱部材よりも大きい面積を有している、
    請求項１０に記載の加熱システム。
12. 前記均熱板は、前記加熱部材における熱発生部分に対応する部分から、前記熱発生部分に対応しない部分にまで延伸している、
    請求項１０または１１に記載の加熱システム。
13. 前記加熱部材は、複数に分割可能な状態で構成されている、
    請求項１０から１２のいずれか１項に記載の加熱システム。
14. 前記固定部は、前記加熱部材を前記補強繊維の外周面において仮止めする仮固定具と、前記仮固定具によって仮止めされた状態の前記加熱部材を、前記補強繊維の外周面に向かって締め付ける締付け具と、を有している、
    請求項１０から１３のいずれか１項に記載の加熱システム。

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