JPH0749722B2 - 既存コンクリート構造物の補強方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はコンクリート製既存構造物の補強方法に関する
ものである。

《従来の技術》 既存構造物のなかには古い設計規準・指針によって構築
されたため、現行の規準による構造物に比べて耐震性能
が劣り耐震補強を必要とする場合とか、構造物の増改築
に際して建物階数を増やす等の理由から設計荷重に対し
て補強を必要とする場合等がある。

従来の耐震補強方法の代表的なものは、既存柱部材の周
囲を鋼板で囲んだり、或いは既存柱部材を溶接金網や鉄
筋籠で囲繞し、主として柱部材の靱性の向上、即ち、ひ
び割れなどの多少の損傷を受けても載荷能力及びエネル
ギー消費能力を減少させないことを意図した補強方法が
提案されていた。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、この補強方法では、現場において鋼板な
どの溶接作業が不可欠であって、溶接は技能の優れた熟
練者によって確実に行なわなければ、所望の強度が得ら
れないと共に、鋼板の既存建物内への搬入は重機の使用
ができない為に、困難で、人力によって搬入できる大き
さに鋼板を切断する。その場合、現場での溶接量が増え
る等の問題があった。

また、既存柱部材と鋼板，溶接金網，鉄筋籠との間に
は、モルタルなどを注入して応力の伝達を図ることにな
るが、注入されたモルタルをこれらの間に密実に充填す
ることが難しかった。

さらに、一般的に上述した補強方法では、既存柱部材の
剪断強度だけを増大させ、曲げ強度を補強前と同じよう
にするため、鋼板などの補強部材にスリットを設けてい
るが、外表面に位置する補強部材ではこの部分の雨仕舞
が悪くなり、その結果漏水事故が発生し易いという欠点
と共に、鋼板に防錆処置を講じなければならず、維持管
理費が嵩むという問題もあった。

さらにまた、上記補強方法を行うと、補強による重量が
増大し、重量増による補強も加味しなければならない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は高強度長繊維を既存構造物に貼着すると言った簡単
な作業により既存構造物を効果的に耐震補強せんとする
ものである。

《課題を解決するための手段》 本願出願人は耐震補強方法として先に高強度長繊維スト
ランドを鉄筋コンクリート柱の表面にスパイラル状に捲
回する方法を提案した（特願昭59-273357）。この方法
は補強材としての高強度長繊維ストランドに鉄筋コンク
リート柱のスパイラルフープとしての機能を持たせ、柱
の強度の増加と靱性の向上の両効果が期待できるもので
ある。

しかしながら、上記の方法について実験を重ねた結果、
高強度長繊維ストランドをコンクリート柱と強固に接着
した場合には、柱の初期亀裂の発生を抑えることができ
るが、一旦亀裂が発生すると亀裂発生個所のストランド
に応力が集中してストランドが比較的早い時期に破断し
てしまい、一方これに対し、上記ストランドをコンクリ
ート柱と未接着状態で捲回した場合には、柱の初期亀裂
の発生抑止効果は期待できないが、亀裂が発生した後に
おいて大きな拘束力を発揮することが知得された。

更にまた本出願人は上記知得に基づいて、先に特願昭62
-239013号を提案しており、本発明は叙述知得に基づく
補強方法を効率的に実施するためになされたものであっ
て、その既存コンクリート構造物の補強方法によれば、
テープまたはシートに成形した高強度補強繊維を巻き出
し可能なロールに構成し、まず被補強コンクリート構造
物の表面に第一の接着剤を塗布し、その上に該補強繊維
のロールを当てて、これを接着剤塗布面に沿って走行さ
せながら該補強繊維を巻き出し、これをローラーで押え
た後、更にその表面に第二の接着剤を塗布するのであ
る。

その施工装置は前記高強度補強繊維のロール回転方向の
前段に第一の接着剤塗布機を配し、また該ロールの直後
に該ロールから巻き出した補強繊維を被補強コンクリー
ト構造物の表面に押える押えローラーを配し、これらの
ロールおよびローラーは回動自在に一定の間隔を空けて
フレームに一体的に支持して成り、或いは前記ローラー
およびロールはその支軸方向に引張バネ、引張ゴム等で
横並びに、かつ環状に連結して成るのである。

《作用》 以上の構成によれば、高強度長繊維によるので、鉄板に
比較して極めて軽量であり、補強による重量増が少な
く、補強断面の増加も殆んどない。また、 炭素繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等
の高強度補強繊維が接着剤によってコンクリート表面に
貼着され、このことによって炭素繊維がコンクリートと
完全に一体化し、コンクリートのヒビ割れ挙動を強制的
に拘束するとともにその成長を抑止する。

そして、補強繊維ロールの後にある押えローラーは上記
ロールの移動にしたがって、その表面を押えながら、先
に塗布した接着剤を補強繊維の貼着面に充分に含漬し、
また皺を伸ばして応力伝達をよくする。その表面に更に
第二の接着剤が塗布され確実な一体化が図られる。

ロールとローラーが一体に構成してある結果、ロールを
走らせながらコンクリート表面に補強繊維をローラーで
押え得る。これらのロールとローラーは引張バネや引張
ゴムで円周方向に引き合い、環状の中心方向に求心的に
常時牽引されているので、これを柱などの外周面に装着
したとき、その表面を常に押圧している。

したがって、この押圧力によって増加する摩擦力と第一
の接着剤の粘性とが相俟ってロールは柱等の表面に密着
したまま移動方向に回転し、補強繊維を巻き出す。

《実施例》 以下に本発明の好適な実施例について添附図面を参照に
して説明する。

図において、符号１は鉄筋コンクリート製の既存煙突の
外壁を示し、この煙突の外壁１には先ず第１図の如く、
煙突１の外周面かつ軸方向に沿って炭素長繊維２を偏平
に、すなわちテープ状に形成してロール３状に巻いた高
強度長繊維を煙突の外周面方向に複数枚貼り付ける。

この炭素長繊維２は炭素長繊維を複数本引き揃えて接着
剤（レジン）を含浸し、これを圧延することによってテ
ープ状に形成したものを使用してもよい。こうすること
によって折り曲げが可能になり、運搬や施工上の取り扱
いに便利になるからである。

尤も、この炭素長繊維２は、炭素長繊維による糸を縦横
に折り込んだ織布テープでもよい。これらテープ又はシ
ート状に形成したものを使用すると、現場での施工性が
向上するほか、特に前者の場合には外周面軸方向にすき
間なく貼り付けることにより縦横の両方向にも糸がある
ため、縦横方向に補強できる。丁度、外周面に炭素繊維
を捲回した場合に近い作用を得る。

また、補強に使用する繊維は炭素繊維に限らず、ガラス
繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維を用いても良い。

炭素長繊維２の裏面には巻回して重なり合う繊維同士が
粘着することなく巻き出し易いように、縁切り材として
合成樹脂フィルム、例えばポリエステルフィルムなどの
縁切り用フィルム４が貼着してあり、これを回転自在に
軸支した円筒体に巻き、ロール３を得ている。

外壁１の外側に作業床５を吊り下げ、作業床５の外壁１
に面する側には縦長なフレーム６を設けている。

このフレーム６の上下両端部には夫々ドライヤー７−7a
を取り付け、その上方にロール３を回動自在なレバー８
で支持している。更にその上方に縁切り用フィルム４の
巻き取りローラー９、また更にその上方に押えローラー
10を配している。

ローラ9,10もレバー8a,8bでフレーム６に回動自在に軸
着してある。また、各レバー8,8a,8bは引張バネ11でフ
レーム６の方へ引張り、若干上の方へ引き上げるととも
に、各レバー8,8a,8bの基部を軸支している軸12はリン
グに形成してあり、レバー8,8a,8bはリング状の軸12の
軸方向に自由に移動できる。そして更に、これらのロー
ル３および巻取りローラー9,押えローラー10は第２図，
第３図に示す如く煙突の外壁１の外周囲に環状に配設
し、夫々軸方向相互間に引張バネ13を介設して円周方向
に引き合い、半径方向に縮む。その時、レバー8,8a,8b
は半径方向に縮む挙動に追従して回動する。

接着剤は未硬化のエポキシ樹脂，不飽和ポリエステル樹
脂等を使用している。作業床５の下端部に取付けたドラ
イヤー7aとロール３との間に接着剤吹付け機を設け、こ
れによる接着剤を第一の接着剤14とし、さらに上端部の
ドライヤー７と押えローラー10との間に設けた別の接着
剤吹付け機による接着剤を第二の接着剤15としている。

然して、作業床５を煙突の外壁１に沿って上から下へ移
動すると、ドライヤー7aがコンクリート表面を乾燥し、
接着剤の付着を良好にしながら、そこに第一の接着剤14
が吹き付け塗布される。

その塗布面を引張バネ13で外壁１に押圧されたロール３
が炭素長繊維２を巻き出しながら下方へ走行移動する。
縁切り用フィルム４はローラー９にて巻取り剥離され
る。

こうして、外壁１表面に巻き出し貼着された炭素長繊維
２の表面は押えローラー10にて押えられる。更にその表
面に第二の接着剤15を塗布し、炭素長繊維の表裏両面か
ら接着剤14,15が繊維テープ内に浸み込み、接着剤14,15
は風及び降雨対策上最終段にあるドライヤー７にて早く
乾燥硬化させている。

《効果》 以上詳細に説明したように、本発明に係る既存コンクリ
ート構造物の補強方法とその装置によれば、高強度補強
繊維が巻き出し可能なロールになっているので取り扱い
易く、これを予め塗布した接着面上に転動させるだけで
貼着できるので、補強繊維の貼着作業は極めて効率よく
迅速に施工できる。そして、この表面をローラーで押え
た後に更に接着剤を塗布しているので、屋外での施工も
容易であり補強繊維とコンクリート構造物とを確実強固
に一体化できる。

また、補強繊維のロールの進行方向後段に押えローラー
をフレームで一体に構成し、最前段と最後段には接着剤
塗布機を配設しているので、フレームを移動させるだけ
で補強繊維を強固に貼着一体化し、極めて効率よく補強
作業を実施できる効果がある。

更に、上記ロールやローラーは軸方向に横並び、かつ環
状に引張バネやゴムで連結しているので、半径方向に小
さな環状となるように不勢され、これらを柱または煙突
などの円柱体や角柱体に覆設した場合、そのまま引き上
げるか引き下げることによって補強繊維を強固に貼着固
定化できるとともに、横風による揺れの影響を小さくす
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は何れも本発明の実施例に係り、第１図は本発明方法
を説明するとともに、その実施装置を示す側面図、第２
図は各ロールおよびローラーを環状に連結した様子を示
す斜視図、第３図はロールまたはローラーを支持した状
態を示す平面図である。 １……煙突の外壁、２……炭素長繊維 ３……ロール、４……縁切り用フィルム ５……作業床、６……フレーム ７……ドライヤー、８……レバー ９……巻取りローラー、10……押えローラー 11……引張バネ、12……軸 13……引張バネ、14……第一の接着剤 15……第二の接着剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テープまたはシートに成形した高強度補強
   繊維を巻き出し可能なロールに構成し、まず被補強コン
   クリート構造物の表面に第一の接着剤を塗布し、その上
   に該補強繊維のロールを当てて、これを接着剤塗布面に
   沿って走行させながら該補強繊維を巻き出し、これをロ
   ーラーで押えた後、更にその表面に第二の接着剤を塗布
   する既存コンクリート構造物の補強方法。
2. 【請求項２】前記高強度補強繊維のロール回転方向の前
   段に第一の接着剤塗布機を配し、また該ロールの直後に
   該ロールから巻き出した補強繊維を被補強コンクリート
   構造物の表面に押える押えローラーを配し、これらのロ
   ールおよびローラーは回動自在に一定の間隔を空けてフ
   レームに一体的に支持するとともに、最後段に第二の接
   着剤塗布機を配して成る請求項１記載方法の補強装置。
3. 【請求項３】前記ローラーおよびロールはその支軸方向
   に引張バネ、引張ゴム等で横並びに、かつ環状に連結し
   て成る請求項２記載の補強装置。