JP6895245B2 - 目地構造、コンクリート構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、埋設型枠間の目地構造およびコンクリート構造物の構築方法に関する。

橋脚基部を構築する際、超高強度繊維補強コンクリート製のプレキャスト部材を基部外周の埋設型枠に用いることで、耐震性を高めた橋脚が知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１、２では、プレキャスト部材間の目地部をひび割れ誘導目地として機能させることで、同部分を確実に塑性化させるとともに、地震時における曲げひび割れを分散させてひび割れ幅を低減している。

ひび割れ誘導目地としては、プレキャスト部材の積層時に高強度無収縮モルタル等の目地材のみを敷設したり、ステンレス板を埋設したりして、地震時に確実に目開きするようにしている。

また、このような高耐震性橋脚の内部に高強度鉄筋を埋設することで、曲げによる圧縮に対し安全性を高める高耐震性橋脚に、引張に対する安全性を高める高強度鉄筋を併用することとなり耐震性能上極めて合理的である。

特許第5367496号 特許第4992479号

ひび割れ誘導目地は、確実に目開きさせるため引張強度を小さくしている。そのため、地震によって目開きが生じると、同部分が水分等の劣化因子の侵入経路となり、橋脚の耐久性が低下することが懸念される。

例えばレベル１地震で生じた目開きから劣化因子が侵入すると、鉄筋が腐食するなどして橋脚が有する耐震性能が喪失し、以後のレベル２地震で想定外の損傷を受ける可能性がある。

また、前述の高強度鉄筋を適用する場合でも、目開きから侵入した劣化因子によって鉄筋が劣化する可能性を考慮してひび割れ幅を制限するために、レベル１地震時に対する高強度鉄筋の許容応力度は降伏強度に対して低く設定されていることが多い。そのため高強度鉄筋の本数を増やさざるを得ないなど、高強度鉄筋を用いる利点を十分に得ることができない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、目開き後にも劣化因子の侵入を防ぐことができる埋設型枠間の目地構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するための第１の発明は、埋設型枠の内側にコンクリートを打設して構築されるコンクリート構造物において、前記埋設型枠間の目地部に用いられる目地構造であって、伸長可能なカバー層が、前記埋設型枠の内面に前記目地部に跨るように設置され、前記目地部および前記埋設型枠の前記目地部に隣接する区間に対応する範囲で、前記埋設型枠、前記目地部、および前記コンクリートと前記カバー層の付着を防ぐための付着防止層が、前記カバー層の、前記目地部と前記埋設型枠の前記区間とが隣接する方向の両端部を除く位置で設けられ、前記付着防止層が、第１の付着防止層と第２の付着防止層とを備え、前記第１の付着防止層は、前記埋設型枠と前記カバー層との間に設けられ、前記第２の付着防止層は、前記カバー層と前記コンクリートとの間に設けられることを特徴とする目地構造である。

本発明の目地構造では、伸長可能なカバー層が、埋設型枠の内面で目地部に跨るように設置される。そのため、目地部が目開きした後でも伸長したカバー層が水分等の劣化因子の侵入を防いで目開き前と同等の耐久性を確保でき、補修も不要になる。さらに、カバー層を埋設型枠の内面に設置することで紫外線の影響を回避でき、カバー層自体の耐久性も確保できる。また本発明によれば目開きによる耐久性低下の問題が解決されるため、高強度鉄筋を高い許容応力度を持つ鉄筋として設計でき、コンクリート構造物の鉄筋本数を削減できるなど、その効果を十分に発揮できる。

また本発明では、前記目地部および前記埋設型枠の前記目地部に隣接する区間に対応する範囲で、前記埋設型枠、前記目地部、および前記コンクリートと前記カバー層の付着を防ぐための付着防止層が設けられることで、目地部が目開きした時に、付着防止層に対応する範囲のカバー層が一様に伸びることになるため、カバー層の伸び率を抑え、カバー層の破断を防ぐことができる。

前記カバー層の内側に、前記カバー層を保護するための保護層が設けられることも望ましい。
保護層を設けることで、埋設型枠内での鉄筋の組立時やコンクリート打設時にカバー層の損傷を防止することができる。

前記カバー層の前記両端部は、前記埋設型枠の内面に形成された凹凸部に設けられることも望ましい。
埋設型枠の内面に凹凸部を形成することで、カバー層と埋設型枠との付着性を高めることができる。

前記カバー層は耐アルカリ性を有することが望ましい。
耐アルカリ性を有するカバー層を用いることで、カバー層自体のコンクリートに対する耐久性も確保できる。

第２の発明は、埋設型枠間の目地部において第１の発明の目地構造を形成し、前記埋設型枠の内側にコンクリートを打設することを特徴とするコンクリート構造物の構築方法である。

本発明によれば、目開き後にも劣化因子の侵入を防ぐことができる埋設型枠間の目地構造等を提供できる。

コンクリート構造物１００とその構築方法について示す図。 目地構造１０を示す図。 目地構造１０ａを示す図。 目地構造１０ｂを示す図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
（１．コンクリート構造物１００とその構築方法）
図１は本発明の実施形態に係る目地構造を有するコンクリート構造物１００とその構築方法について示す図である。

ここでは、図１（ａ）に示すように複数のプレキャスト型枠１を上下に積層し、上下のプレキャスト型枠１の間に無収縮モルタル等の目地材を設置して略水平方向の目地部１５を形成する。

プレキャスト型枠１は、平面が略ロ字状のコンクリート製の埋設型枠であり、例えば超高強度繊維補強コンクリート等が用いられる。目地部１５の引張強度はプレキャスト型枠１のコンクリートの引張強度よりも低く、目地部１５は前記したひび割れ誘導目地として機能する。

プレキャスト型枠１の積層後、プレキャスト型枠１の内面に後述するカバー層等を設けて目地構造を形成し、プレキャスト型枠１の内側に鉄筋１２を配置する。鉄筋１２は例えばUSD685などの高強度鉄筋であるが、これに限ることはない。

その後、図１（ｂ）に示すように、プレキャスト型枠１の内側およびプレキャスト型枠１の上部にコンクリート１３を打設することでコンクリート構造物１００を構築する。上記のプレキャスト型枠１はコンクリート構造物１００の基部外周を構成する。コンクリート構造物１００は例えば橋脚である。

（２．目地構造１０）
図２（ａ）は、コンクリート構造物１００における目地構造１０を示す図である。目地構造１０はプレキャスト型枠１間の目地部１５に用いられる。

目地構造１０では、プレキャスト型枠１の内面に伸長可能なカバー層７が設けられる。カバー層７は目地部１５に跨るように設けられる。なお、内面とはコンクリート１３側の面をいうものとする。

カバー層７には、伸縮性および耐アルカリ性を有し、塗布や吹付が可能で、プレキャスト型枠１のコンクリートとの付着性が良好な材料を用いる。このような材料としては、例えばポリウレア樹脂、アクリルエマルジョン系樹脂、ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂の混合物、エポキシ系ライニング材、ポリマーセメントモルタル、アスファルトモルタル等がある。伸縮性に関しては、カバー層７が200%以上の伸び率を有する（元の長さの２倍以上の長さに伸びる）ことが望ましい。またカバー層７をシート状のものとしてプレキャスト型枠１の内面に貼着等して設置することも可能である。

図２（ｂ）は目地部１５が目開きした状態を示す図である。図２（ｂ）に示すように目地部１５が目開きすると、目開きした箇所のカバー層７が目開きに追従して伸びた状態となり、この伸長したカバー層７によって水分等の劣化因子の侵入が防止される。

このように、本実施形態の目地構造１０では、伸長可能なカバー層７が、プレキャスト型枠１の内面で目地部１５に跨るように設置される。そのため、目地部１５が目開きした後でも伸長したカバー層７が水分等の劣化因子の侵入を防いで目開き前と同等の耐久性を確保でき、補修も不要になる。また、カバー層７がひび割れ誘導目地としての目地部１５の機能を損なうこともない。

さらに、カバー層７をプレキャスト型枠１の内面に設置することで紫外線の影響を回避でき、カバー層７自体の耐久性も確保できる。また本実施形態によれば目開きによる耐久性低下の問題が解決されるため、ひび割れ幅で許容応力度が制限されず、高強度鉄筋を高い許容応力度を持つ鉄筋として設計でき、鉄筋本数の削減等、鉄筋１２に高強度鉄筋を用いる効果を十分に発揮できる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態ではコンクリート構造物１００として橋脚の例を説明したが、目地構造１０はこれに限らず、埋設型枠を用いた各種の構造物に適用可能である。またプレキャスト型枠１の形状や配置も、内側にコンクリート１３を打設するものであれば特に限定されない。例えば略水平方向に並んだ埋設型枠間の略鉛直方向の目地部に同様の目地構造を適用することも可能である。

以下、本発明の別の例を第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また第２の実施形態で説明する構成は必要に応じて第１の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。

[第２の実施形態]
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る目地構造１０ａを示す図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、プレキャスト型枠１’の内面からコンクリート１３側へと順に、付着防止層５、カバー層７、付着防止層９が設けられる。すなわち、付着防止層５、９がカバー層７の外側（プレキャスト型枠１’側）および内側（コンクリート１３側）に設けられる。ただし、場合によってはどちらか一方にのみ付着防止層を設けることも可能である。

付着防止層５はカバー層７がプレキャスト型枠１’や目地部１５に直接付着するのを防ぐためのものであり、目地部１５を跨ぐようにプレキャスト型枠１’の内面に設けられる。付着防止層５は目地部１５およびその上下のプレキャスト型枠１’の付着切れ区間１９に対応する範囲に配置される。付着切れ区間１９は、目地部１５の上下に隣接する所定長さの区間である。

付着防止層５は、カバー層７との間の付着強度が低いものとするのが望ましい。例えば、付着防止層５の上記付着強度を、カバー層７とプレキャスト型枠１’の間の付着強度よりも低くする。

本実施形態では、上記の付着防止層５として、前記したカバー層７の材料との付着強度が小さい材料を用いる。例えばカバー層７がポリウレア樹脂の場合、ポリウレタン樹脂等を用いることで付着防止層５を形成することができる。付着防止層５は、目地部１５およびプレキャスト型枠１’の付着切れ区間１９の内面に平滑に塗布や吹付を行うことで形成できる。またシート等を貼着することによっても形成できる。

付着防止層９はカバー層７がコンクリート１３に直接付着するのを防ぐためのものであり、カバー層７の内面に設けられる。付着防止層９も、目地部１５およびその上下のプレキャスト型枠１’の付着切れ区間１９に対応する範囲に設けられる。

この付着防止層９も、カバー層７との間の付着強度が低いものとするのが望ましい。例えば、付着防止層９の上記付着強度を、カバー層７とコンクリート１３の間の付着強度よりも低くする。

本実施形態では、上記の付着防止層９として、例えばステンレス板、セラミック板等の剛性を有する板材を用い、カバー層７の硬化後に当該板材をカバー層７の内面に配置する。これによりカバー層７と付着防止層９との付着はほとんど無い状態となり、この付着防止層９によってカバー層７とコンクリート１３の付着を物理的に遮断する。

なお、前記した付着防止層５についても上記と同様、剛性を有する板材を用いることが可能である。この場合、板材としてはカバー層７との間の付着強度が低い材料を用いるとよい。また、上記の付着防止層９として前記のようなポリウレタン樹脂等のカバー層７と付着しにくい材料を用いることもできる。

カバー層７は、付着防止層５、９の間で、目地部１５およびプレキャスト型枠１’の付着切れ区間１９を跨ぐように設けられる。カバー層７の両端部７ａは、付着切れ区間１９を超えた位置でプレキャスト型枠１’の内面に直接設けられる。

この位置ではプレキャスト型枠１’の内面に凹凸部１ａが形成されており、カバー層７の付着性を高め、プレキャスト型枠１’、カバー層７、コンクリート１３を一体化するようにしている。なお、凹凸部１ａはプレキャスト型枠１’の製作時にエアキャップ等を配置した状態でコンクリートを打設することにより形成できる。

図３（ｂ）は目地部１５が目開きした状態を示す図である。本実施形態では、目地部１５および付着切れ区間１９に対応する範囲でプレキャスト型枠１’、目地部１５およびコンクリート１３とカバー層７との付着が切られているため、目地部１５が目開きすると、当該範囲にある長さＬ（図３（ａ）参照）のカバー層７が目開きに追従して一様に伸びた状態となり、このカバー層７によって水分等の劣化因子の侵入が防止される。

これにより、本実施形態でも第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態では、目地部１５が目開きした時に目地部１５および付着切れ区間１９に対応する範囲のカバー層７が一様に伸びることになるため、微小長さのカバー層７のみが目開きに応じて伸びることで伸び率が過大になるのを防止し、カバー層７の破断を防ぐことができる。付着切れ区間１９の範囲は、想定される目開きの幅とカバー層７の伸び性能から決定され、目地部１５の上下いずれかの側にのみ設定することも可能である。

さらに、本実施形態ではカバー層７の両端部７ａがプレキャスト型枠１’の内面に設けられ、この位置でプレキャスト型枠１’の内面に凹凸部１ａが形成されているので、カバー層７とプレキャスト型枠１’との付着性をより高めることができる。

その他、図４の目地構造１０ｂに示すように、カバー層７や付着防止層９の内側にカバー層７等を保護するための保護層１１を設けてもよい。保護層１１は例えばモルタル等であり、カバー層７等を覆うように塗布または吹付を行うことで形成できる。これにより、プレキャスト型枠１’内での鉄筋の組み立てやコンクリート１３の打設の作業時に、カバー層７等の損傷を防止することができる。また、保護層１１としてステンレス板、セラミック板等、カバー層７との付着強度が低く、剛性と強度を有するものを用いた場合は、付着防止層９として兼用することも可能であり、カバー層７の内側における付着防止層９を省略することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１'：プレキャスト型枠
１ａ：凹凸部
５、９：付着防止層
７：カバー層
１０、１０ａ、１０ｂ：目地構造
１１：保護層
１２：鉄筋
１３：コンクリート
１５：目地部
１９：付着切れ区間
１００：コンクリート構造物

Claims (5)

1. 埋設型枠の内側にコンクリートを打設して構築されるコンクリート構造物において、前記埋設型枠間の目地部に用いられる目地構造であって、
   伸長可能なカバー層が、前記埋設型枠の内面に前記目地部に跨るように設置され、
   前記目地部および前記埋設型枠の前記目地部に隣接する区間に対応する範囲で、前記埋設型枠、前記目地部、および前記コンクリートと前記カバー層の付着を防ぐための付着防止層が、前記カバー層の、前記目地部と前記埋設型枠の前記区間とが隣接する方向の両端部を除く位置で設けられ、
   前記付着防止層が、第１の付着防止層と第２の付着防止層とを備え、前記第１の付着防止層は、前記埋設型枠と前記カバー層との間に設けられ、前記第２の付着防止層は、前記カバー層と前記コンクリートとの間に設けられることを特徴とする目地構造。
2. 前記カバー層の内側に、前記カバー層を保護するための保護層が設けられたことを特徴とする請求項１記載の目地構造。
3. 前記カバー層の前記両端部は、前記埋設型枠の内面に形成された凹凸部に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の目地構造。
4. 前記カバー層は耐アルカリ性を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の目地構造。
5. 埋設型枠間の目地部において請求項１から請求項４のいずれかに記載の目地構造を形成し、前記埋設型枠の内側にコンクリートを打設することを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。

Images