JPS6335967A - コンクリ−ト構造物の補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、老朽化等の理由で補強をすべきコンクリー
ト構造物の粱、床版等の構造要素に補強を行うコンクリ
ート構造物の補強方法に関する。

「従来の技術」 従来、曲げ応力が作用するコンクリート構造物の梁、床
版等の構造要素が、老朽化等の理由でその強度が低下し
た場合、このコンクリート構造物が耐用年数内であれば
、前記強度が低下した箇所に補強が行なわれることがあ
る。

第５図は、前記従来の構造要素補強方法を示す図である
。第５図において、床版Ｉ及びこの床版ｌを下方から支
持する主桁２．２、・・・からなるコンクリート構造物
Ｃの床版ｌには、老朽化等の理由でその上面に破損部分
３が生じている。この破損部分３を補修して床版Ｉ全体
を補強するには、まず破損部分３にアンカーボルト４．
４、・・・を打ち込んだ後に、このアンカーポル）・４
．４、・・・周囲にグラウト等を注入して固定し、次に
、これらアンカーボルト４．４、・・・に鉄板５を取り
付けることで、この鉄板５により前記破損部分３の上面
を覆い、さらに前記鉄板５の周囲をツーリング材等によ
り封止した後に、前記破損部分３内に接着材６を注入す
るような工法が採られる。

また、前述の如く床版ｌの上面を補強する場合、この床
版ｌの上面に多数の溝を刻設すると共に、これら溝内に
鉄筋等補強部材を配置し、この後面記溝内に接着材、あ
るいはグラウトを充填するような工法も採られることが
ある。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記従来の構造要素補強方法では、その補強
部材として鉄板５を使用しているので、前記破損部分３
が広範囲に亙る場合、前記鉄板５をその側面で溶接によ
り接合して、広範囲な破損部分３に対する補強を行って
いた。しかし、溶接により鉄板５を接合するためには、
この鉄板５自体に溶接を適切に行いうるだけの板厚を必
要とし、これが理由で鉄板５の重量が増加してしまう、
といった問題点を抱えていた。そして、この鉄板５の重
量増加のため、鉄板５の揚重作業、及び床版Ｉ等への取
付作業に困難をきたし、工期の長期化を招く一因ともな
っていた。また、前記鉄板５取り付は前には、前記破損
部分３にアンカーボルト４を打ち込み、グラウト等の注
入により固定する必要があるので、この打ち込み作業に
日数がかかると共に、このアンカーボルト４が固定され
るための養生にも日数がかかり、これが全体の工事日数
を長期化させる要因となっていた。さらに、前述の如く
床版ｌ上面を補強する場合、鉄板５の板厚の分だけ床版
１が突出され、よって床版ｌに段差が生じてしまってい
た。この段差を解消するには、事前に床版Ｉの破損部分
３周囲を前記鉄板５の板厚の分だけ削っておけば良いが
、このはつり作業自体手間がかかると共に、工期の長期
化を招く恐れがあった。

また、前述の如く床版１の上面に溝を刻設する方法は、
この刻設作業に手間及び工数を多大に要し、非経済的な
方法であるために、首記問題点を解決する有効な手段と
はなり得ていない。

この発明は、工数、工期の短縮化を図り、かつ従来必要
としていたはつり作業を不要？こすることの可能なコン
クリート構造物の補強方法を如何にして実現するかを問
題にしている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、コンクリート構造物の梁、床版等曲げ補強
をすべき構造要素の表面に繊維強化プラスチックス部材
を貼付するようなコンクリート構造物の補強方法を構成
して、前記問題点を解決している。

「作用　」 この発明では、ｍ椎強化プラスチックス部材が前記従来
の補強方法における鉄板の役割を果たしているが、繊維
強化プラスチックスｌ打と鉄板とを比較した場合、同程
度の（曲げ）強度を得るために必要な板厚は、繊椎強化
プラスチックス部材のほうが薄くて済むと共に、その比
重差から鑑みて重量ら極めて軽量化することができる。

また、繊椎強化プラスチックスの梁、床板等ｈ”ｌｔ　
ａ要素への固定、及び部材相互間の接合も、前記従来の
鉄板のように、アンカーボルト、あるいは溶接等手間の
かかる作業を用いることなく、接着材等による貼付、接
合等簡易な作業で為しうる。

「実施例」 以下、この発明の一実施例であるコンクリート構造物の
補強方法について、第１図ないし第４図を滲照して説明
する。

第１図は、この発明の一実施例であるコンクリート構造
物の補強方法に使用される繊維強化プラスチックス部材
（以下、ＦＲＰ部材と称する）を示す図である。第１図
において、符号［０は外形平板状のＦＲＰ部材であり、
このＦＲＰｗＪ材ｌＯは、その幅方向に一方向、あるい
はクロス状に交差された直線連続繊維が、マトリックス
となる合成樹脂内に埋設されて、所定の形状に成形され
ている。

ここで、前記直線連続繊維としては、ガラス繊維、炭素
繊維、炭化珪素繊維、硼素繊維、セラミック繊維、金属
′ａ維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊
維、アラミド繊維等の繊維の長繊惟を５θ〜２θθ本合
糸したストランドを、更に８〜１２０本束ねたロービン
グ又はトウが用いられる。また、前記種々の繊維を２種
以上適宜組み合わせた構成であっても良い。

また、前記合成樹脂としては、特に限定されず、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂や、ポリアセタール樹脂、飽和ポリエステル樹脂、
ポリアミド併置、ポリスチロール樹脂、ポリカーボネイ
ト樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ボリプσ
ピレン樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が、前記Ｆ
ＲＰ部材ｌＯの用途等に応じて適宜選択される。

前記直線連続繊維の種類、及びその配置方法、また前記
合成樹脂の種類等は、コンクリート構造物Ｃの梁、床版
１等の構造要素内の補強箇所（破損部分３　）、及び補
強のためにＦＲＰ部材１０に要求される強度等の条件を
勘案して決定される。

好ましくは、前記直線連続繊維としては（高弾性）炭素
繊維、炭化珪素繊維等高弾性の繊維をクロス状に配置し
たものであり、このようｒｉ　Ｆ　ＲＰ部十オＩＯであ
れば、前記鉄板５と同程度の曲げ強度を得るために必要
な板厚を十分に薄くすることが可能であると共に、その
重量も極めて軽量なものとすることができる。

前記ＦＲＰ部材１０は、前記直線連続繊維に前記マトリ
ックスたる合成樹脂を含浸させた後、工場等においてオ
ートクレーブ養生等で硬化、成形して堤供されるのが一
般的であるが、半硬化状態で現場に搬入されたり、また
現場で前記直線連続繊維を前記マトリックスたる合成樹
脂に含浸させ、未だ合成樹脂が硬化しない状態で供用さ
れても良い。

前記ＦＲＰ部材１０を用いてコンクリート構造物Ｃを補
強するには、まず、このＦＲＰ部材ＩＯを、ポリエヂレ
ン等可撓性を有し、かつ後述する接着材との表面親和性
の低い物質で形成される裏当フィルム１１上に載置し、
この状態で、前記Ｆｒ（Ｐ部材ｌＯの上面に接着材１２
をまんべんなく塗布する（第１図）。また同時に、補強
をすべきコンクリート構造物Ｃの構造要素（図示例では
床版ｌ　）の補強箇所（破損部分３　）、及びその周囲
にも、接着材１２との親和性を良好にするプライマー１
３を予め塗布した後に、接着材Ｉ２をまんべんなく塗布
する（第２図）。ここで、前記接着材１２の種類は、エ
ポキン樹脂等周知の合成樹脂接着材から適宜その施工条
件等を勘案して決定されれば良いが、好ましくは首記Ｆ
ＲＰ部材ＩＯのマトリックスたる合成樹脂と同様の樹脂
であり、これによりＦＲＰ部材ｌＯ及び接着材Ｉ２の一
体化を図り、一層の補強効果を期待することが可能とな
る。

次に、前記ＦＲＰ部材ＩＯを補強箇所に貼付、圧着し、
接着材１２が硬化するまでこの圧着状態を保持する。こ
こで、床版ｌ上面の如き場所では、前記圧着状態を保持
するのは容易であるが、床版ｌ下面のような場所では、
何等かの補助的手段を使用する必要がある。この場合、
裏当板１４及びサポート１５．１５、・・・を使用して
、前記圧着状態を保持するか、もしくは空気鋲等でＦＲ
Ｐ部材ＩＯを直接打ち付けて固定するようにすれば良い
（第３図）。

また、補強箇所が広範囲に亙る場合、ＦＲＰ部材１０を
その端部において接合する必要がある。

この場合、第４図に示すように、２枚のＦＲＰ部材１０
，１０をその側面で互いに対向させて位置させると共に
、接合用の帯状のＦＲＰ部材１６をこれらＦＲＰ部材１
０，１０間に架は渡すように貼付するか、もしくは一方
のＦＲＰ部材１０の端部１０ａを他方のＦＲＰ部材１０
の端部ｆｏｂ上に乗せて貼着するような手法を採れば良
い。

以上説明した方法により、コンクリート構造物の粱、床
版１等の構造要素が補強される。ここで、前記ＦＲＰ部
材ｌＯは、前記従来の補強方法における鉄板５の役割を
果たしているが、このＦＲＰ部材ＩＯにおいては、その
直線連続繊維に前述の如く炭素繊維等高弾性の繊維を用
いる等、直線連続繊維及び合成樹脂を適宜選択、吟味す
ることで、前記鉄板５と同等の補強効果を得るのに必要
なＦＲＰ　Ｋ′Ｊｉ４１の板厚を薄くすることが可能で
あると共に、重量も極めて軽量化することができる。従
って、前記鉄板５に比してその揚玉、取付作業か極めて
容易であり、かつ、ＦＲＰ部材ＩＯの床版１等構造要素
への固定も、前記鉄板５の如きアンカーボルト４を使用
することなく、接着材１２等による貼付で行っているの
で、工数、工期共に短縮化することができる。そして、
Ｆ　ＲＰ部材ＩＯ間の接合も、接着という簡易な手段に
よって実現できるので、前記鉄板５の如き大きな仮淳を
必要としないと共に、接合作業の手間を大きく簡略化４
”ることができる。さらに言えば、前記床版１上面に補
強を施しても、Ｆｒ（Ｐ部材ＩＯの板厚が薄いので、仕
上がり段階でほとんど段差を生じることがないため、前
記従来の補強方法で必要としたはつり作業が不要となる
。よって、この発明の一実施例によれば、工数、工期の
短縮化を図り、かつ従来必要としていたはつり作業を不
要にすることの可能なコンクリート構造物の補強方法を
実現することが可能となる。

また、前記工場生産で板状に成形したＦＲＰ部材ｌＯを
、補強箇所に貼付するような方法では、ＦＲＰ部材ＩＯ
そのものの強度を一定の高強度に維持できる利点があり
、従ってＦＲＰ部材ＩＯ貼付による床版１等構造要素の
補強効果を高く期待することができる。一方、半硬化状
態、あるいは現場にて直線連続繊維に合成樹脂を含浸さ
せて貼付し、前記構造要素上でＦＲＰ部材１０を成形し
てしまうような方法では、この構造要素への貼付時にＦ
ＲＰ部材１０が可撓性に富む、という利点があり、従っ
て、柱・梁接合部におけるハンチ等補強箇所が平坦面で
ない場合でも容易にＦＲＰ部材ＩＯを貼付することが可
能である。

以下、実験例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

「実験例」 平板状のコンクリートスラブの下面に炭素繊維が含有さ
れた繊維強化プラスチックス板（以下、ＣＦＲＰ板と称
する）を貼付することにより得られる、コンクリートス
ラブの補強効果について測定した。

実験に供用されるコンクリートスラブ２０は、第６図に
示すように、外形２８０θ×８θθ×１５θ　Ｉ３の平
板状に成形すると共に、その長さ方向に２０θＵピツチ
でＤＩＯ異形鉄筋２Ｉを、また、その幅方向に１００ｍ
ｍピッチで同様にＤＩＯ異形鉄筋２１を配置して、全体
として鉄筋コンクリート構造に成形した。

このコンクリートスラブ２０の下面全面に、この発明で
使用されるＣ　Ｆ　ＲＰ板を貼付した。この場合、前述
の如＜（Ｃ）ＦＲＰ部材の貼付方法には２通りあり、今
回の実験例でも、 （Ａ）　　予め平板状のＣＦＲＰ板を成形し、これをコ
ンクリートスラブ２０に貼付する （Ｂ）　　炭素繊維をクロス状に交差させた織布に合成
樹脂を含浸させ、これをコンクリートスラブ２０に貼付
する の２例について実験した。これらＣＦＲＰ板の繊維の種
類及びその特性を第１表に示す。

第　　１　　表 ＣＦＲＰ板貼付によるコンクリートスラブ２０の補強効
果の算定は、このコンクリートスラブ２０に連続的に変
化する集中荷重Ｐを加え、曲げ剛性及び降伏荷重からの
１耐力を測定することにより行なわれた。面記果中荷重
Ｐは、第７図に示すように、１２θθＩの間隔を置いて
２点支持されたコンクリートスラブ２ｏの支持点２２．
２２がら各々４θθＩ内側の位置に、所定の荷重を二分
するようにして加えた。第２表に曲げ剛性の測定結果、
第３表に耐力の測定結果を掲げる。

本頁以下余白 第　　２　　表 第　　３　　表 以上の実験結果から、この発明によるコンクリート構造
物の補強方法により、コンクリートスラブ２０が十分に
補強されたことが確認できた。

なお、この発明であるコンクリート構造物の補強方法は
前記実施例に限定されず、施工条件等により適宜変形し
て実施されても良い。−例として、この補強方法が適用
されるコンクリート構造物の構造要素は、前記実施例の
如く床版ｌに限定されず、梁、また耐震壁等その要素に
曲げ応力が作用される構造要素であれば、特に限定され
ることはない。ただし、柱等圧縮応力の作用される構造
要素の場合、前記ＦＲＰ部材１０はその表面に沿った方
向の圧縮耐力が低いため、構造要素にＦＲＰ部材ｌＯを
貼付するのみでは補強効果が低く、従って、適宜前記方
法を変形して適用する必要がある。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、コンク
リート構造物の梁、床版等曲げ補強をすべき構造要素の
表面に繊維強化プラスチックス部材を貼付するようなコ
ンクリート構造物の補強方法を構成したので、前記繊維
強化プラスチックス部材と従来の補強方法で使用される
鉄板とを比較した場合、同程度の（曲げ）強度を得るた
めに必要な板厚は、繊維強化プラスチックス部材のほう
が薄くなると共に、その比重差から鑑みて重量も極めて
軽量化することができるため、前記鉄板に比してその揚
重、取付作業を極めて容易に行え、かつ、床版等構造要
素への固定も、接着材等による貼付で行うことが可能で
あるので、工数、工期共に短縮化することができる。そ
して、前記繊維強化プラスチックス部材間の接合も、接
着という簡易な手段によって実現できるので、前記鉄阪
の如き大きな板厚を必要としないと共に、接合作業の手
間を大きく簡略化することができる。さらに言えば、前
記床版等構造要素の上面に補強を施しても、仕上がり段
階でほとんど段差を生じることがないため、前記従来の
補強方法で必要としたはつり作業が不要となる。よって
、この発明によれば、工数、工期の短縮化を図り、かつ
従来必要としていたはつり作業を不要にすることの可能
なコンクリート構造物の補強方法を実現することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるコンクリート構造物
の補強方法に使用されろ繊維強化プラスチックス部材を
示す斜視図、第２図ないし第４図はこの発明の一実施例
であるコンクリート構造物の補強方法を説明するための
図であって、第２図は床版及び繊維強化プラスチックス
部（オに接着剤を塗布した状態を示す断面図、第３図は
床版に繊維強化プラスチックス部材を固定している状態
を示す断面図、第４図は繊維強化プラスチックス部材端
部の接合状態を示す断面図、第５図は従来のコンクリー
ト構造物の補強方法を示す断面図、第６図は実験例に使
用されるコンクリートスラブを示す図、第７図はコンク
リートスラブへの荷重付加方法を示す概略図である。 Ｃ・・・・・・コンクリート構造物、 ■・・・・・・床版（構造要素）、３・・・・・・破損
部分（補強箇所）、１Ｏ１１６・・・・・・ＦＲＰ部材
（繊維強化プラスヂックス部材）、１２・・・・・・接
着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンクリート構造物の梁、床版等曲げ補強をすべき構造
   要素の表面に繊維強化プラスチックス部材を貼付するこ
   とを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。