JPH10168825A - シ−ト巻き付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素繊維等の繊維シ−トを鉄筋コンクリ−ト
製の支柱等に自動的に貼り付けることができるシ−ト巻
き付け装置を提供する。 【解決手段】 一部を開閉可能として内部に鉄筋コンク
リ−トの支柱５を位置させるようにしたフレ−ム１２に
は支柱５の周囲を走行可能とし、繊維シ−１９をロ−ル
状に巻いたリ−ル１８と該繊維シ−ト１９を上から押さ
えると共に該繊維シ−トを把持及びカットするシ−トカ
ット把持装置を備えた押さえロ−ラ２１と接着剤タンク
２３と接着剤供給ポンプ２４と前記繊維シ−ト１９に接
着剤を塗布する接着剤ノズル２５とを備えた作業台車１
７を設置する。このフレ−ム１２の上に、一部を開閉可
能として内部に鉄筋コンクリ−トの支柱５を位置させロ
−ラを備えた支持ア−ムと全体を吊り下げるワイヤロ−
プを巻装するウインチを設置したフレ−ムを連結しても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高速道路、鉄
道、新幹線等の高架橋梁等の鉄筋コンクリ−ト造の橋脚
支柱等の径年劣化に対する補強或いは耐震補強を簡便か
つ効率良く行うことのできるシ−ト巻き付け装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高速道路や鉄道等の高架橋梁では鉄筋コ
ンクリ−ト造の橋脚や支柱が用いられるが、径年変化に
よる劣化或いは耐震強化が問題となっている。鉄筋コン
クリ−トを劣化させる要因としては、コンクリ−トの中
性化、塩害、排気ガス、酸性雨等の自然環境によるもの
と、アルカリ骨材反応という化学変化によるものとがあ
る。前者は内部の鉄筋を腐食させ、コンクリ−トのひび
割れや剥離等の劣化をもたらし、後者はコンクリ−トの
膨張によるコンクリ−トの異常ひび割れ発生という難問
をもたらしている。

【０００３】このような橋脚等の鉄筋コンクリ−ト造の
支柱の劣化に対応するため、鋼板接着工法或いは増厚工
法等が行われるようになっている。鋼板接着工法は支柱
の支柱表面に通常４．５ｍｍ程度の鋼板を被せ溶接して
補強する工法である。これに対して増厚工法は、支柱の
周囲に接着剤の樹脂を含浸させた繊維シ−トを貼り付け
る工法で、例えば図１３に示すように、既存の鉄筋コン
クリ−ト製の支柱５に樹脂を含浸させた繊維ストランド
（連続繊維を、張力を与えながら集束しストランド状に
成形したもの）６１を巻き付けて補修・補強する工法、
或いは図１４に示すように、支柱５に下地処理（図１４
（Ａ））した後、樹脂をプライマ−塗布（図１４（Ｂ）
して、連続繊維テ−プ６２を巻き付けて樹脂を含浸（図
１４（Ｃ）させ、更に、巻き付けた連続繊維テ−プ６２
の上から樹脂を塗布（図１４（Ｄ）して仕上げる工法等
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】鉄筋コンクリ−ト造の
支柱の補強工法として、鋼板接着工法は鋼板という重量
物を扱う工法であり溶接作業を伴い熟練や多数の人手、
更にクレ−ン等の作業ヤ−ドを要し作業が困難であると
いう問題がある。このため、近年は鉄より強度的に強く
て軽い炭素繊維のような繊維シ−トを利用した連続繊維
シ−ト貼り付け工法が多くなっているが、上記するよう
に繊維シ−トに接着用樹脂を塗布或いは注入しなければ
ならず人手による手作業が多いという問題がある。

【０００５】この発明は上記する課題に対処するためな
されたものいであり、炭素繊維等の繊維シ−トを鉄筋コ
ンクリ−ト造の柱材等に巻き付けることができ且つコン
パクトで場所もとらないシ−ト巻き付け装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、シ−ト巻き付け装置が、 鉄筋コンクリ−ト造等の柱材の表面に繊維シ−トを巻
き付ける装置であって、一部を開閉可能として柱材の周
囲に設置することのできる環状フレ−ムと、この環状フ
レ−ムに沿って移動可能な状態に設置された作業台と、
該作業台に取り付けられた繊維シ−トロ−ルと、該繊維
シ−トロ−ルの繊維シ−トを柱材の表面に貼り付ける手
段と、から構成されることを特徴とする。

【０００７】また、前記作業台上に、繊維シ−トを柱
材表面に押圧しながら巻き付けるための押さえロ−ラと
該押さえロ−ラを回動させるア−ムと繊維シ−トを把持
し且つカットするシ−トカット把持装置と、を設置した
ことを特徴とする。

【０００８】或いは、前記繊維シ−トを柱材の表面に
貼り付ける手段は、接着剤タンクと接着剤供給ポンプと
接着剤ノズルとから成ることを特徴とする。

【０００９】或いはまた、上下移動可能に全体を吊り
下げるワイヤロ−プを巻装するウインチと柱材表面に接
触支持させるロ−ラを備えた支持ア−ムとを設置し、一
部を開閉可能として柱材の周囲に設置することのできる
環状フレ−ムを、前記作業台を設置した環状フレ−ムに
連結したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施の形
態について図面を参照して説明する。図１は鉄筋コンク
リ−ト造の柱材（以下、単に支柱とすることがある）に
この発明のシ−ト巻き付け装置を取り付けて繊維シ−ト
貼り付け作業をしている状態を示す図である。作業車１
に搭載したクレ−ン２の先端部には吊り下げ装置３が取
り付けられ、該吊り下げ装置３からワイヤロ−プ４，４
でこの発明のシ−ト巻き付け装置１０が上下移動可能に
吊り下げられている。該シ−ト巻き付け装置１０は、高
速道路６を支持している支柱５の回りに設置される。

【００１１】図２はこの発明のシ−ト巻き付け装置１０
の縦断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ矢視図であり、
図４は図２のＰ部拡大図である。このシ−ト巻き付け装
置１０のフレ−ムは、一部のフレ−ムを開閉可能として
内部に鉄筋コンクリ−ト造の支柱５を位置させることが
できるようにした上部フレ−ム１１及び下部フレ−ム１
２と、これら上部フレ−ム１１及び下部フレ−ム１２を
連結する連結バ−１３，１３とで構成されている。上部
フレ−ム１１と下部フレ−ム１２とは環状に形成され
（ただし、必ずしも円形状である必要はない）、特に下
部フレ−ム１２はその断面がＨ形の型鋼を用いてある。

【００１２】前記上部フレ−ム１１にはウインチ１４，
１４が設置されワイヤロ−プ４，４をシ−ブ８，８を介
して巻き取ったり、繰り出したりしてこのシ−ト巻き付
け装置１０全体を上下移動させるようにしてある。ま
た、この上部フレ−ム１１には支持ア−ム１５，１５が
設置され、先端部に回動自在に取り付けたロ−ラ１６，
１６を支柱５の表面に支持させてある。この上部フレ−
ム１１は、内部に支柱５を位置させるため後述する下部
フレ−ム１２のように、一部を部分フレ−ムとして開閉
可能なようにしてある。

【００１３】前記下部フレ−ム１２には、駆動装置（図
示省略）により該下部フレ−ム１２上を円形状に走行す
る円弧状の作業台車１７（断面はコの字形）が設置され
ている。該作業台車１７の上には、炭素繊維等の繊維シ
−ト１９をロ−ル状に巻いたリ−ル１８と、繊維シ−ト
１９を押さえると共に該繊維シ−ト１９を把持及びカッ
トするシ−トカット把持装置２０（後述）を備えた押さ
えロ−ラ２１と、該押さえロ−ラ２１を駆動装置（流体
シリンダ３４）により支柱５表面まで往復駆動する回転
ア−ム２２と、樹脂（例えばエポキシ樹脂）の接着剤を
入れた接着剤タンク２３と、接着剤供給ポンプ２４と、
繊維シ−ト１９に接着剤を塗布するための接着剤ノズル
２５と、が設置されている。また、この作業台車１７の
内側（リ−ル１８の下側）には繊維シ−ト１９を支柱５
に巻き付けて行くとき該リ−ルの回転方向（繊維シ−ト
１９を繰り出す方向）とは反対側に回転トルクを作用さ
せるトルクモ−タ２６が該リ−ル１８の軸に取り付けら
れている。

【００１４】前記下部フレ−ム１２の一部は、図３にも
示すように、一部の部分フレ−ム１２ａと部分フレ−ム
１２ｂとが、それぞれブラケット１２ｃ，１２ｄに設け
た軸１２ｅ，１２ｆ回りに回動可能に枢着され、該下部
フレ−ム１２の一部を開放することができるように構成
されている。これらの部分フレ−ム１２ａ，１２ｂは、
シ−ト巻き付け装置１０内に支柱５を位置させるため開
閉させるものであるが、前記上部フレ−ム１１も同様一
部の部分フレ−ム（図示省略）を開閉可能としてある。

【００１５】前記作業台車１７の断面コの字状の台板１
７ａには、窓１７ｂ，１７ｃが穿設され、ここに走行ロ
−ラ２７，２８が配置されている。そして該窓１７ｂ，
１７ｃの外側と内側には、ブラケット２９がそれぞれ対
向するように設置され、前記走行ロ−ラ２７，２８の軸
が取り付けられている。また、前記下部フレ−ム１２を
構成するＨ形鋼の内径側リブ１２ｇ上面にはレ−ル３０
が設置され、前記走行ロ−ラ２７，２８はこのレ−ル３
０の上を走行するようにしてある。

【００１６】図４に示すように、前記下部フレ−ム１２
を走行する作業台車１７には、該下部フレ−ム１２のＨ
形鋼の内径側リブ１２ｇの内側側面にガイドロ−ラ３１
が、該内径側リブ１２ｇの外側側面にガイドロ−ラ３２
及び３３が、それぞれ当接するように取り付けてある。
これらのガイドロ−ラ３１，３２，３３を当接させるこ
とにより走行台車１７はスム−ズに下部フレ−ム１２の
レ−ル３０上を走行させることができる。なお、前記作
業台車１７の駆動装置の図示及び説明は省略したが、ピ
ニオンとラックによる駆動、ベルト駆動、ゴムロ−ラ等
の摩擦車による駆動等種々考えられる。

【００１７】図５は、前記押さえロ−ラ２１近傍の詳細
図である。この押さえロ−ラ２１は接着剤を塗布した繊
維シ−ト１９を支柱５の側壁に押さえ付けるためのもの
であるが、流体シリンダ３４（図３参照）によって駆動
される前記回転ア−ム２２端部に取り付けられ、繊維シ
−ト１９を支柱５に貼り付ける際該支柱５に近づけた
り、遠ざけたりする。また、該押さえロ−ラ２１の近く
には接着剤ノズル２５が配置されているが、該接着剤ノ
ズル２５は流体シリンダ３５による駆動装置で該押さえ
ロ−ラ２１に接近させたり、遠ざけたりすることができ
るようにしてある。更に、該接着剤ノズル２５の近くに
も該接着剤ノズル２５で接着剤を繊維シ−ト１９に塗布
する際該繊維シ−ト１９を前記押さえロ−ラ２１に押し
付けるための押さえロ−ラ３６が配置されている。ま
た、押さえロ−ラ２１の軸心部には駆動装置（例えばモ
−タ）３７により回転駆動される回転ア−ム３８が取り
付けられ、該回転ア−ム３８の端部にシ−トカット把持
装置２０が取り付けられている。該シ−トカット保持装
置２０は繊維シ−ト１９を保持すると共に該繊維シ−ト
１９を適宜カットする機能を備えているが、このシ−ト
カット把持装置２０の詳細については次に説明する。

【００１８】図６及び図７は、前記シ−トカット把持装
置２０の詳細を示す図である。図６において、図６
（Ｂ）はこのシ−トカット把持装置２０の底面図、図６
（Ａ）は図６（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視図、図６（Ｃ）は図６
（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。また、図７（Ａ）は図６
（Ｂ）のＤ−Ｄ矢視図であり、図７（Ｂ）は図６（Ｂ）
のＥ−Ｅ矢視図である。このシ−トカット把持装置２０
は、中央部に縦方向の一定の空間２０ａを設けて両端部
を二つの軸４１，４２間で連結し且つ多数の小孔４３
ａ，４３ａ，・・・４４ａ，４４ａ，・・・を穿設した
二枚の固定プレ−ト４３，４４と、該固定プレ−ト４
３，４４のそれぞれの片側面に配置され前記小孔４３
ａ，４３ａ，・・・４４ａ，４４ａ，・・・に嵌め入れ
るための多数のニ−ドルピン４５，４６，・・・を植設
した二つの可動プレ−ト４７，４８と、これらの可動プ
レ−ト４７，４８に穿設した穴にゆるく嵌め入れたガイ
ドピン４９，５０によって前記二つの固定プレ−ト４
３，４４と連結されたベ−スプレ−ト５１と、前記可動
プレ−ト４７，４８を前記固定プレ−ト４３，４４側に
押しつける流体シリンダ５２，５３と、前記二つの固定
プレ−ト４３，４４との間の空間２０ａに配置されるカ
ッティングユニット５４と、で構成されている。

【００１９】前記カッティングユニット５４は、チェ−
ン（ベルトでもよい）５４ａにカッタ５４ｂを取り付
け、該チェ−ン５４ａをモ−タ５４ｃで軸４１と軸４２
との間で搬送させ繊維シ−ト１９をカットするようにし
たものである。前記可動プレ−ト４７，４８は流体シリ
ンダ５２，５３によって固定プレ−ト４３，４４側に往
復移動可能としてある。この場合、一方の可動プレ−ト
４７は、流体シリンダ５２を駆動することによって繊維
シ−ト１９にニ−ドルピン４５，４５，・・・を突き刺
し該繊維シ−ト１９を把持する。他方の可動プレ−ト４
８は、繊維シ−ト１９をカッティングするときのみ固定
プレ−ト４４側へ押し付けるようにしてある。即ち、流
体シリンダ５３を駆動してニ−ドルピン４６，４６，・
・・を繊維シ−ト１９に突き刺した状態で前記カッティ
ングユニット５４を作動させカットする。尚、可動プレ
−ト４７，４８と固定プレ−ト４３，４４との間にはば
ね５５を配置して、前記流体シリンダ５２，５３をＯＦ
Ｆとしたら該ばね５５の付勢力により可動プレ−ト４
７，４８をベ−スプレ−ト５１側に戻るようにしてあ
る。

【００２０】図２及び図３に示すように、この発明のシ
−ト巻き付け装置１０は、前記リ−ル１８から繰り出さ
れた繊維シ−ト１９を、アイドルロ−ラ９と押さえロ−
ラ２１に接触させ、接着剤タンク２３から供給ポンプ２
４により接着剤を吐出させ、接着剤ノズル２５で接着剤
を塗布し、支柱５の側壁に貼り付けながら作業台車１７
を走行させて支柱５の回りを一周させる装置である。

【００２１】次に、前記押さえロ−ラ２１及び接着剤ノ
ズル２５による繊維シ−ト１９の貼り付け動作について
図８〜図１２を参照しながら説明する。 （１）図８は、押さえロ−ラ２１の軸心回りを回動する
回転ア−ム３８の端部に取り付けたシ−トカット把持装
置２０が、繊維シ−ト１９の端部を把持した状態を示
す。この状態は丁度繊維シ−ト１９の支柱５への貼り付
けが終了し、該繊維シ−ト１９をカットした状態でもあ
る。この状態で、図９に示すように、ア−ム２２を支柱
５の側壁から少し離す。また、この場合、接着剤ノズル
２５も押さえロ−ラ２１から少し離してある。 （２）次に、図１０に示すように、接着剤ノズル２５を
繊維シ−ト１９に近づけつつ、繊維シ−ト１９を把持し
た回転ア−ム３８を駆動装置３７により回転させながら
該繊維シ−ト１９に接着剤を塗布する。 （３）繊維シ−ト１９に接着剤を塗布しながら押さえロ
−ラ２１を支柱５の側壁に近づけ、図１１に示すよう
に、回転ア−ム３８は側壁より少し離し、接着剤ノズル
２５で接着剤を塗布し且つ走行台車１７を走行させなが
ら繊維シ−ト１９を該鉄筋コンクリ−ト造の支柱５の側
壁に張り付けて行く。 （４）繊維シ−ト１９を支柱５の側壁に一周させて張り
付けたら、図１２に示すように、前記シ−トカット把持
装置２０を装着した回転ア−ム３８を回転させ、適当な
位置でシ−トカット把持装置２０でこの繊維シ−ト１９
をカットすると共に端部を把持する。 （５）次に、クレ−ン２（図１参照）を少し上げ、
（１）〜（４）の動作を繰り返して繊維シ−ト１９を再
び支柱５の側壁に貼り付ける。 以上の動作の繰り返しながら支柱５の側壁に繊維シ−ト
１９を巻き付け貼り付けて行く。また、これらの動作は
演算処理装置（ＣＰＵ）を用いて行う。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明のシ−ト
巻き付け装置によれば、自動的に炭素繊維等の繊維シ−
トを橋脚に貼り付けることががきる。そして繊維シ−ト
の巻き出し及びカットも自動作業とすることができるの
ですべての作業を無人自動作業とすることができる。従
って、高い橋脚支柱であっても作業の危険性をなくする
ことができる。また、このシ−ト巻き付け装置にはリ−
ルに一橋脚分の繊維シ−トを保持させることができるの
で作業途中で繊維シ−トを補給する必要がない。このた
め作業能率も大幅に向上させることができる。更に、こ
の発明のシ−ト巻き付け装置は全体をコンパクトとする
ことができるので大きなスペ−スを必要としない。更に
また、この装置は作業用の足場ともすることができるの
で橋脚支柱の他の種々の作業にも利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄筋コンクリ−ト製の支柱にこの発明のシ−ト
巻き付け装置を取り付けて繊維シ−ト貼り付け作業をし
ている状態を示す図である。

【図２】この発明のシ−ト巻き付け装置の縦断面図（主
として下部）である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図２のＰ部拡大図である。

【図５】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装置
の押さえロ−ラ近傍の詳細図である。

【図６】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装置
のシ−トカット把持装置の詳細を示す図であって、図６
（Ａ）は図６（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視図であり、図６（Ｂ）
はこのシ−トカット把持装置の底面図であり、図６
（Ｃ）は図６（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。

【図７】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装置
のシ−トカット把持装置の詳細を示す図であって、図７
（Ａ）は図６（Ｂ）のＤ−Ｄ矢視図であり、図７（Ｂ）
は図６（Ｂ）のＥ−Ｅ矢視図である。

【図８】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装置
のシ−トカット把持装置が、繊維シ−トの端部を把持し
た状態を示す図である。

【図９】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装置
のシ−トカット把持装置が、繊維シ−トの端部を把持し
回転ア−ムを支柱の側壁から少し離した状態を示す図で
ある。

【図１０】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装
置の接着剤ノズルを繊維シ−トに近づけ、回転ア−ムを
回転させながら該繊維シ−トに接着剤を塗布する状態を
示す図である。

【図１１】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装
置の押さえロ−ラを支柱の側壁に近づけ、接着剤ノズル
で接着剤を塗布し且つ走行台車を走行させながら繊維シ
−トを貼り付けていく状態を示す図である。

【図１２】この発明で使用する発明のシ−ト巻き付け装
置で繊維シ−トを支柱に貼り付けた後適当な位置でシ−
トカット把持装置でこの繊維シ−トをカットすると共に
端部を把持した状態を示す図である。

【図１３】支柱に樹脂を含浸させた繊維ストランドを巻
き付けて補修・補強する従来の工法を示す図である。

【図１４】図１４（Ａ）乃至図１４（Ｄ）は、鉄筋コン
クリ−ト柱に下地処理した後、樹脂をプライマ−塗布し
て、連続繊維テ−プを巻き付けて樹脂を含浸させ、更
に、巻き付けた連続繊維テ−プの上から樹脂を塗布して
仕上げる従来の工法を示す図である。

【符号の説明】

３ 吊り下げ装置 ４ ワイヤロ−プ ５ 鉄筋コンクリ−ト造支柱 １０ シ−ト巻き付け装置 １１ 上部フレ−ム １２ 下部フレ−ム １３ 連結バ− １４ ウインチ １５ 支持ア−ム １６ ロ−ラ １７ 作業台車 １８ リ−ル １９ 繊維シ−ト ２０ シ−トカット把持装置 ２１ 押さえロ−ラ ２２ 回転ア−ム ２３ 接着剤タンク ２４ 接着剤供給ポンプ ２５ 接着剤ノズル ２６ トルクモ−タ ２７，２８ 走行ロ−ラ ３０ レ−ル ３１，３２，３３ ガイドロ−ラ ３７ 駆動装置 ３８ 回転ア−ム ４３，４４ 固定プレ−ト ４５，４６ ニ−ドルピン ４７，４８ 可動プレ−ト ４９，５０ ガイドピン ５１ ベ−スプレ−ト ５２，５３ 流体シリンダ ５４ カッティングユニット ５５ ばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋コンクリ−ト造等の柱材の表面に繊
   維シ−トを巻き付ける装置であって、一部を開閉可能と
   して柱材の周囲に設置することのできる環状フレ−ム
   と、この環状フレ−ムに沿って移動可能な状態に設置さ
   れた作業台と、該作業台に取り付けられた繊維シ−トロ
   −ルと、該繊維シ−トロ−ルの繊維シ−トを柱材の表面
   に貼り付ける手段と、から構成されることを特徴とする
   シ−ト巻き付け装置。
2. 【請求項２】 作業台上に、繊維シ−トを柱材表面に押
   圧しながら巻き付けるための押さえロ−ラと該押さえロ
   −ラを回動させるア−ムと繊維シ−トを把持し且つカッ
   トするシ−トカット把持装置と、を設置したことを特徴
   とする請求項１に記載のシ−ト巻き付け装置。
3. 【請求項３】 繊維シ−トを柱材の表面に貼り付ける手
   段は、接着剤タンクと接着剤供給ポンプと接着剤ノズル
   とから成ることを特徴とする請求項１若しくは請求項２
   に記載のシ−ト巻き付け装置。
4. 【請求項４】 上下移動可能に全体を吊り下げるワイヤ
   ロ−プを巻装するウインチと柱材表面に接触支持させる
   ロ−ラを備えた支持ア−ムとを設置し、一部を開閉可能
   として柱材の周囲に設置することのできる環状フレ−ム
   を、作業台を設置した環状フレ−ムに連結したことを特
   徴とする請求項１、請求項２、請求項３に記載のシ−ト
   巻き取り装置。