JP7125819B1

JP7125819B1 - 鋼管支柱の補強構造及び補強方法

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Publication number: JP7125819B1
Application number: JP2022086535A
Authority: JP
Inventors: 忍渡井; 任佐野
Original assignee: マックストン株式会社
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2042-05-27
Also published as: JP2023173958A

Abstract

【課題】補強箇所を万遍なく内側からバックアップして確実なる補強を図ることができる一方、容易に補強を図ることができる鋼管支柱の補強構造の提供。
【解決手段】本発明に係る鋼管支柱の補強構造は、鋼管支柱の補強箇所において支柱内部に補強部材を配設して該補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強構造であって、該補強部材は三個以上の同形状で且つ横断面扇状の単位中実柱部材から成り、該各単位中実柱部材を上記支柱内部において一体化して配設することにより補強を図るため、簡易構造ながら補強箇所の鋼管内側を均密にバックアップすることができ、効果的な補強が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガードレール支柱や各種柵の支柱、街路灯の支柱等として用いられる鋼管支柱の補強構造及び補強方法に関するものである。

従来、ガードレール支柱をはじめとして様々な場所で使用されている鋼管支柱は、経年劣化や凍結防止剤の影響等により、埋設されずに露出している部分の根元部が腐食されてしまい、強度が低下してしまう問題点を抱えており、種々の補強構造や補強方法が開発されている。

中でも、鋼管支柱が中空構造であることから、腐食した補強箇所の支柱内部に補強材を配して、該補強材によって補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強構造・補強方法が広く普及している。

ところが、鋼管支柱の内部に障害物が存在する場合には、補強材を補強箇所の支柱内部に配設するために当該障害物を一旦取り除く必要がある。たとえば、ガードレール支柱は上端部にビーム固定用のボルトが貫通して横断している。

そこで、下記特許文献１の補強構造・補強方法は、補強箇所の支柱内部に補強材としてコンクリートを打設して硬化させることにより補強を図っている。このようにコンクリートを補強材とすれば、該補強材を貫通ボルトの影響を受けずに補強箇所の支柱内部にまで到達させることができるが、コンクリートの養生期間を考慮すると補強完了までに相当の時間がかかることとなる問題点を有している。

そのため、下記特許文献２の補強構造・補強方法は、下記特許文献１の補強方法のような湿式の補強方法を廃し、貫通ボルトと鋼管の内周面間を通過できる一対の補強部材と、該一対の補強部材間に挿入可能な一対のスペーサーを利用して、すなわち乾式の部材を利用して補強を図ることを開示している。

特開２０１２－２１９６１０号公報特開２０１９－２１８７５７号公報

上記特許文献２の補強構造・補強方法によれば、一対の補強部材と一対のスペーサーを補強箇所の支柱内部に配設するだけで補強完了することができるが、補強箇所の支柱内周面に対向し当該補強箇所を内側からバックアップするのは補強部材だけであり、スペーサーにバックアップ機能がない。よって、補強箇所に加わる力の方向によっては、適切に補強効果を発揮できないおそれがある。

また、上記特許文献２にあっては、少なくとも補強部材とスペーサーとが別形状であるから、これら補強部材及びスペーサーを個別に用意する必要があり、煩雑である。

本発明は上記従来の鋼管支柱の補強構造・補強方法が抱える問題点を抜本的に解決し、補強箇所を万遍なく内側からバックアップして確実なる補強を図ることができる一方、容易に補強を図ることができる補強構造・補強方法を提供する。

要述すると、本発明に係る鋼管支柱の補強構造は、鋼管支柱の補強箇所において支柱内部に補強部材を配設して該補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強構造であって、該補強部材は三個以上の同形状で且つ横断面扇状の単位中実柱部材から成り、該各単位中実柱部材を上記支柱内部において一体化して配設することにより補強を図るため、簡易構造ながら補強箇所の鋼管内側を均密にバックアップすることができ、効果的な補強が可能となる。また、たとえ鋼管支柱内に障害物が存在するとしても、該障害物を避けて鋼管支柱内に挿入できるように単位中実柱部材の大きさを調整することができる。

好しくは、上記単位中実柱部材はレジンコンクリート製または合成樹脂製とすることにより、当該単位中実柱部材を可及的に密実且つ軽量とすることができる。

また、上記単位中実柱部材は隣接する単位中実柱部材との係合面に凹凸部を設けることにより、単位中実柱部材同士を容易に係合させて補強部材を構築することができる。

本発明に係る鋼管支柱の補強方法は、鋼管支柱の補強箇所において支柱内部に補強部材を配設して該補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強方法であって、上記補強部材を構成する三個以上の同形状で且つ横断面扇状の単位中実柱部材を別々に上記支柱内部に挿入して配設する単位中実柱部材挿入工程と、該挿入した単位中実柱部材同士を一体化させる単位中実柱部材一体化工程とを備えることを特徴とする。

好しくは、上記単位中実柱部材一体化工程において、単位中実柱部材同士を接着することにより容易に一体化させることができる。

本発明に係る鋼管支柱の補強構造によれば、簡易構造ながら補強箇所の支柱内周面を均密にバックアップすることができ、効果的な補強が可能となる。

また、たとえ鋼管支柱内に障害物が存在するとしても、該障害物を避けて支柱内に挿入できるように単位中実柱部材の大きさを簡単に調整することができる。

本発明に係る鋼管支柱の補強方法によれば、煩雑な工程を経ることなく、有効な補強構造を容易に構築することができる。

本発明に係る鋼管支柱の補強構造を示す斜視図である。単位中実柱部材を示す斜視図である。単位中実柱部材同士の係合状態を示す拡大断面図である。単位中実柱部材が３個の場合の単位中実柱部材挿入工程を順を追って説明する平面図であり、（ａ）は最初の単位中実柱部材を挿入した状態を示す図、（ｂ）は二つ目の単位中実柱部材を挿入した状態を示す図、（ｃ）は最後の単位中実柱部材を挿入した状態を示す図である。単位中実柱部材挿入工程を示す縦断面図である。本発明に係る鋼管支柱の補強構造の他例を示す斜視図である。

本発明に係る鋼管支柱の補強構造及び補強方法の最適な実施例を図１乃至図６に基づき説明する。なお、本願においては、鋼管支柱としてガードレール支柱を例に説明するが、鋼管支柱はガードレール支柱に限らず、各種柵の支柱や街路灯の支柱など様々な場所で使用されている。

〈鋼管支柱の補強構造〉
本発明に係る鋼管支柱の補強構造は、基本的には、鋼管支柱１０の補強箇所１１において支柱内部に該支柱内部と相似する形状の補強部材１を配設して該補強箇所１１を内側からバックアップして補強を図る補強構造である。

本発明にあっては、特に、図１，図６に示すように、補強部材１が同形状の単位中実柱部材２を３個以上組み合わせて一体化して成る点に特徴を有している。

詳述すると、図１，図２，図６に示すように、単位中実柱部材２は文字通り中実の柱状部材であり、横断面形状が扇状を呈し、後述するように、全ての単位中実柱部材２が一体化して補強部材１を構成したときに、支柱内部形状と相似する形状となり、各単位中実柱部材２の曲面状の外面２ａが補強箇所１１の支柱内周面１０ａをバックアップし補強を図る。

単位中実柱部材２は、好ましくは、三個以上で一つの補強部材１を構成するようにする。たとえば、図１に示すように、三個の単位中実柱部材２で補強部材１を構成する場合には、各単位中実柱部材２の横断面形状は中心角が約１２０度の扇状とし、図６に示すように、四個の単位中実柱部材２で補強部材１を構成する場合には、各単位中実柱部材２の横断面形状は中心角が約９０度の扇状とする。

このような形状とすることにより、全ての単位中実柱部材２が一体化して補強部材１を構成したときには、全単位中実柱部材２の曲面状の外面２ａが連なって補強部材１の外周面１ａを構成し、該外周面１ａで補強箇所１１における鋼管支柱１０の内周面１０ａを均密にバックアップすることができ、効果的な補強が可能となる。

また、鋼管支柱１０がガードレール支柱の場合のように、鋼管支柱１０の内部に貫通ボルト１０ｂなどの支柱内部を二分するような障害物が存在している場合でも、容易に貫通ボルト１０ｂを避けて補強箇所１１の内部まで挿入することができる大きさに容易に調整することができる。

さらに、全ての単位中実柱部材２を同形状とすれば良いので、製造や管理が容易となると共に、施工もシンプルにすることができる。

好ましくは、図２に示すように、単位中実柱部材２の内側には平面状の内面２ｃを設ける。このように、内面２ｃを設けることにより、補強部材１の中心部に空洞１ｂを設けることができ、たとえば、該空洞１ｂに心材を挿入して各単位中実柱部材２の外面２ａを拡径させて、より強固に補強箇所１１の支柱内周面１０ａをバックアップすることが可能となると共に、各単位中実柱部材２の内側同士が干渉せずにスムーズに一体化することが可能となる。さらには、鋼管支柱１０の内部を横断する貫通ボルト１０ｂのような障害物があっても該障害物を避けつつ補強箇所１１の内部まで挿通することが可能となる。なお、内面２ｃは平面ではなく、曲面としても良い。

単位中実柱部材２の材質としては、密実構造とすることできれば特に限定はなく、モルタル又はコンクリートを用いることもできるが、レジンコンクリート又は各種ＡＢＳ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の合成樹脂を用いることが望ましい。また、合成樹脂として、ＰＰやＰＥの廃材にフライアッシュを混合したフライアッシュ混練樹脂を使用することも実施に応じ任意である。これらレジンコンクリート又は合成樹脂を用いることにより、密実でありながら軽量な単位中実柱部材２を製造でき、該単位中実柱部材２の運搬や管理が容易になると共に補強工事の施工も容易となる。

また、単位中実柱部材２は、隣接する単位中実柱部材２との係合面２ｂに凹凸部３を設けることが望ましい。隣接する単位中実柱部材２同士を容易に係合させることができるからである。

たとえば、図２に示すように、各単位中実柱部材２の係合面２ｂに断面半円状の突条からなる凸部３ａを上下方向に沿って複数設け、該凸部３ａ同士の隣接間隔を凹部３ｂとして設ければ、図３に示すように、隣接する一方の単位中実柱部材２′に対して他方の単位中実柱部材２′′が上から挿入されると同時に各単位中実柱部材２の凹凸部３同士が嵌合して両単位中実柱部材２同士が強固に係合することとなる。

又は、具体的には図示しないが、鋼管支柱１０と各単位中実柱部材２を水平方向に貫通する貫通部材を設け、該貫通部材によって各単位中実柱部材２の位置決め及び一体化を行うことができる補強構造とすることもできる。

＜鋼管支柱の補強方法＞
本発明に係る鋼管支柱の補強方法は、上述した本発明に係る補強部材１、すなわち３個以上の同形状の単位中実柱状部材２を一体化して構成された補強部材１を鋼管支柱１０の補強箇所１１において支柱内部に配設して該補強箇所１１を内側からバックアップして補強を図る補強方法である。

工程としては、補強部材１を構成する単位中実柱部材２を別々に支柱内部に挿入して配設する単位中実柱部材挿入工程と、該挿入した単位中実柱部材２同士を一体化させる単位中実柱部材一体化工程とを備える。

単位中実柱部材挿入工程においては、たとえば、単位中実柱部材２が三個で一組の場合には、図４（ａ），図５に示すように、まず、最初の単位中実柱部材２を鋼管支柱１０の上端部より支柱内部に挿入することになる。このとき、貫通ボルト１０ｂのような障害物があったとしても、単位中実柱部材２が貫通ボルト１０ｂと支柱１０の内周面１０ａ間を擦り抜けることができる。

単位中実柱部材２の挿入は、図５に示すように、好ましくは、吊り下げながら行い、単位中実柱部材２の長手方向の中央部が補強箇所１１付近に位置する深さまで挿入し、その位置でキープする。若しくは、具体的には図示しないが、鋼管支柱１０の地中埋設部分の内部にスペーサーを配設したり、砂等の詰め物を充填したりして、それより下方へ単位中実柱部材２が挿入されるのを制限することにより、単位中実柱部材２を所定位置に配設するようにしても良い。なお、上記のように、単位中実柱部材２を、その長手方向の中央部が補強箇所１１付近に位置する深さまで挿入するのが好ましいが、本発明にあっては、補強対象の鋼管支柱１０の立設状況や埋設状況に応じて、単位中実柱部材２の中央部でない部分が補強箇所１１付近に位置することになることを排除しない。

次いで、図４（ｂ）に示すように、最初に挿入した単位中実柱部材２と同様に、二番目の単位中実柱部材２を支柱内部に挿入する。このとき、最初の単位中実柱部材２は、鋼管支柱１０の内周面１０ａに沿って移動して、二番目の単位中実柱部材２の挿入スペースを空けることとなる。

最後に、図４（ｃ）に示すように、最初と二番目に挿入した単位中実柱部材２と同様に、三番目の単位中実柱部材２を支柱内部に挿入する。このとき、最初と二番目に挿入した単位中実柱部材２は、それぞれ、鋼管支柱１０の内周面１０ａに沿って移動して、三番目の単位中実柱部材２の挿入スペースを空けることとなる。

単位中実柱部材一体化工程においては、全ての単位中実柱部材２を挿入した後、これらを一体化する。

一体化の方法として、単位中実柱部材２同士を係合面２ｂ同士で接着することにより容易に一体化させることができる。接着剤としては、特に限定はないが、高性能エポキシ樹脂系の接着剤又はチキソトロピー（揺変性）を有する接着剤が、低粘度であり、一対の係合面２ｂ間の隙間（微細間隙）への浸透性が良いため望ましい。また係合面２ｂに凹凸部３を設けて、より強力に接着しても良い。

また、前述したように、隣接する単位中実柱部材２同士を係合面２ｂに設けた凹凸部３のみで係合させて一体化させるときや、貫通部材によって一体化させるときは、単位中実柱部材挿入工程と単位中実柱部材一体化工程を同時に行うことができる。

なお、説明の便宜上、本実施例においては、鋼管支柱１０の一部が地盤Ｇに埋設されている場合について説明したが、路盤やコンクリートブロックなどに埋設されている場合も補強方法としては同様であることは勿論である。

以上のとおり、本発明に係る補強構造によれば、簡易構造ながら補強箇所１１の支柱内周面１０ａを均密にバックアップすることができ、効果的な補強が可能となる。

また、たとえ鋼管支柱１０内に障害物が存在するとしても、該障害物を避けて支柱内に挿入できる大きさに単位中実柱部材２の大きさを簡単に調整することができる。

また、本発明に係る鋼管支柱の補強方法によれば、煩雑な工程を経ることなく、有効な補強構造を容易に構築することができる。

１…補強部材、１ａ…外周面、１ｂ…空洞部、２…単位中実柱部材、２ａ…外面、２ｂ…係合面、２ｃ…内面、２′…一方の単位中実柱部材、２′′…他方の単位中実柱部材、
３…凹凸部、３ａ…凸部、３ｂ…凹部、１０…鋼管支柱、１０ａ…内周面、１０ｂ…貫通ボルト、１１…補強箇所、Ｇ…地盤。

Claims

鋼管支柱の補強箇所において支柱内部に補強部材を配設して該補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強構造であって、該補強部材は三個以上の同形状で且つ横断面扇状の単位中実柱部材から成り、該各単位中実柱部材を上記支柱内部において一体化して配設することにより補強を図ることを特徴とする鋼管支柱の補強構造。
上記単位中実柱部材はレジンコンクリート製または合成樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の鋼管支柱の補強構造。
上記単位中実柱部材は隣接する単位中実柱部材との係合面に凹凸部を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管支柱の補強構造。
鋼管支柱の補強箇所において支柱内部に補強部材を配設して該補強箇所を内側からバックアップして補強を図る補強方法であって、上記補強部材を構成する三個以上の同形状で且つ横断面扇状の単位中実柱部材を別々に上記支柱内部に挿入して配設する単位中実柱部材挿入工程と、該挿入した単位中実柱部材同士を一体化させる単位中実柱部材一体化工程とを備えることを特徴とする鋼管支柱の補強方法。
上記単位中実柱部材一体化工程において、単位中実柱部材同士を接着することを特徴とする請求項４記載の鋼管支柱の補強方法。