JP4951285B2

JP4951285B2 - コンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。

Info

Publication number: JP4951285B2
Application number: JP2006198200A
Authority: JP
Inventors: 道也高田; 昌士窪澤
Original assignee: Sho Bond Corp
Current assignee: Sho Bond Corp
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: JP2008025178A

Description

本発明は、コンクリート構造体に新規な方法でプレストレスを導入したコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法に関する。

コンクリート構造体、たとえば橋桁や床版、建物の梁等の引張域の補強手段として、コンクリート構造体の表面に連続繊維シートや鋼板を接着する方法や鋼材を配置する外ケーブル方式等が一般的に行われている。

また、近時では、コンクリート構造体の外面にＦＲＰ補強材を使用し、固定具を用いてこれを引張ったり、また、繊維強化プラスチックを使用して、同様に定着具を用いてこれを引張ったりしてコンクリート構造体にプレストレスを導入する手段が提案されている。

特許文献１では、緊張材としてのＦＲＰ補強材を機械的に引張り、その両端を定着具に固定する手段が、また、特許文献２でも、繊維プラスチックを機械的に引張っり、同様に固定具に固定する手段が開示されている。

特開２００２−９７７４６特開２００３−３２８５６１

これまでのプレストレス導入手段の多くは上述した従来技術に見られるように、その多くは緊張材を機械的に引張る構造となっているため、作業の容易性の面からも、また、緊張材と定着具との接続の際の一体化の面からも必ずしも十分であるとはいえない懸念があった。

本発明は、上述の点をふまえつつ、緊張材を機械的に引張るのではなく、緊張材の熱による伸縮を利用した新規なコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法を提供するものである。

まず、コンクリート構造体の引張域に補強鋼板を空隙を設けて配置するとともに伸縮可能に仮固定し、補強鋼板を加熱し、加熱により補強鋼板が膨張したとき、引張方向の補強鋼板両端を予めコンクリート構造体に固設した引張方向の補強鋼板の両端のそれぞれを固定するための定着具に固定したのち、常温状態にしてコンクリート構造体への補強鋼板の仮固定を本固定とし、本固定したのち、コンクリート構造体の引張域と補強鋼板の空隙に注入材を注入することを特徴とするコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法を提供する。

上記において、コンクリート構造体の引張域への補強鋼板の伸縮可能な仮固定は、補強鋼板に穿孔した長孔を介してコンクリートアンカーにより行うことを特徴とするコンクリート曲げ補強構造の形成方法を提供する。

上記において、補強鋼板の加熱は、補強鋼板にヒーター線を内包したシリコーンラバーを貼着して通電して行うことを特徴とするコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法を提供する。

または、補強鋼板の加熱は、電磁誘導加熱機を用いて、該電磁誘導加熱機の加熱コイルに電流を流すと磁力線が発生し、加熱コイルに接する補強鋼板に過電流が流れて発熱させることを特徴とするコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法を提供する。

上記において、注入材は、エポキシ樹脂系注入材又はセメント系無収縮注入材であることを特徴とするコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法を提供する。

本発明は、つぎのような効果を有する。

請求項１乃至請求項５において、引張方向の補強鋼板の両端を補強鋼板が膨張したときに、すなわち伸びたとき、予めコンクリート構造体に固設した引張方向の補強鋼板の両端のそれぞれを定着するための定着具に固定するので、緊張材を機械的に引張りながら定着するに比し、その定着は容易で、またその固定は、たとえば溶接で行うことができるので、品質は安定する。

請求項１乃至請求項５において、引張方向の補強鋼板の両端のそれぞれを補強鋼板の膨張時にコンクリート構造体に固定されているそれぞれの定着具に定着されるので、常温時には補強鋼板には縮む力が働き、コンクリート構造体にプレストレスが導入される。また、コンクリート構造体と補強鋼板との空隙に注入された注入材の固化により、コンクリート構造体と補強鋼板とが一体化し、コンクリート構造体と補強鋼板との合成構造体が形成される。

請求項１乃至請求項５において、補強鋼板をコンクリート構造体に仮固定しておくと、本固定時にコンクリート構造体と補強鋼板の隙間の調整を可能にする。

請求項２において、補強鋼板に長孔を穿孔したので挿通されているコンクリートアンカーによる補強鋼板の伸縮の妨げを防止することができる。

請求項３及び請求項４において、補強鋼板の加熱はヒーター線を内包したシリコーンラバー又は電磁誘導加熱機を用いるのを例とし、その取り扱いは容易である。

請求項５において、コンクリート構造体と補強鋼板との空隙に注入材としてエポキシ樹脂を用いると、「外ケーブル」＋「鋼板接着工法」としての補強構造と同じようになり、ひび割れの綴じ効果があり、初期剛性も上がり、曲げ耐力を向上する。また、セメント系無収縮モルタルを使用すると補強鋼板の熱収縮による引張力は、コンクリート構造体の引張域に配された「外ケーブル」と同様の作用の補強構造となる。

本発明を実施するための最良の形態をコンクリート構造体をＲＣホロー桁とし、その下面を引張域とした実施例に基づき説明する。

図１は、図２以下に示すコンクリート構造体の曲げ補強手順の端部詳細横断面図、図２は同下面図である。

図３は、コンクリート構造体であるＲＣホロー桁の引張域である下面に補強鋼板を配置した状態を示す横断面図、図４は同側面図である。

ＲＣホロー桁１は、その下面の橋軸方向両端部の橋脚８手前の位置に補強鋼板２を定着する鋼板の定着具３をアンカーボルト４で固設してある。補強鋼板２はＲＣホロー桁１の軸方向の長さに沿う短冊状に形成されてなる。

補強鋼板２を予めディスクサンダー等で下処理したＲＣホロー桁１の下面に、ＲＣホロー桁１の下面との間に空隙５を設け、長さ方向を橋軸方向にして、幅員方向に適宜の間隔で複数配置し、コンクリートアンカー６を用いて仮固定する。この実施例では、図１及び図２に示すように、ＲＣホロー桁１の下面にアンカーボルト４により定着具３が固設されているので、ここに補強鋼板２を架け渡すようにすることでＲＣホロー桁１と補強鋼板２との間に空隙５が生じる。なお、補強鋼板２は定着具３の外面より浮かして仮固定するのが好ましい。

図５は、補強鋼板の平面図である。

この補強鋼板２のコンクリートアンカー孔７は長孔に穿孔されており、補強鋼板２をＲＣホロー桁１の下面との間に空隙５を設けてコンクリートアンカー６によって仮固定したのちの補強鋼板２の伸縮に対応できるようになっている。

図６は、図４の下面にヒーター線を内包したシリコーンラバーシートを貼着した状態を示す側面図、図７は、シリコーンラバーシートの下面図、図８は、シリコーンラバーシートの拡大平面図である。

図１及び図２において、ＲＣホロー桁１の下面に補強鋼板２を仮固定したのちは、補強鋼板２に加熱器具であるヒーター線１０が内包されたシリコーンラバーシート９を定着具３付近を除いて全面的に貼り付ける。このシリコーンラバーシート９は、幅が補強鋼板２の幅とほぼ同じで長さ方向が補強鋼板の長さより短いので、補強鋼板２の長さ方向に必要な長さまでの複数を使用する。なお、この実施例において使用したシリコーンラバーシート９は、オーエムヒーター株式会社製で、鋼板にマグネットを用いて着脱することができるようになっている。コンクリートアンカー６の位置では、補強鋼板２と同様に長孔のコンクリートアンカー孔１１が形成されており、ヒーター線１０が内包されている。

図９は、図４の下面を断熱材で覆った状態を示す断面図、図１０は断熱材の下面図である。

図６において、シリコーンラバーシート９を貼り付けたのちは、シリコーンラバーシート９の下面から、シリコーンラバーシート９の幅よりやや幅広のシート状の断熱材１１でシリコーンラバーシート９を覆い、ガス銃等を用いてコンクリート釘をコンクリートに打ち込み仮止めする。

ついで、図示してないが、シリコーンラバーシート９のヒーター線１０に電流を流して加熱する。補強鋼板２に貼り付けた熱電対又はデジサーモ（オーエムヒーター株式会社製）より温度管理を行う。

補強鋼板２の温度が１００℃〜３００℃になった状態で定着具３と補強鋼板２とを現場溶接して固設する。補強鋼板２への加熱温度は補強鋼板のぜい化域温度（３００℃〜７２０℃）より低い温度とする。

補強鋼板２が常温になったときに、断熱材１２やシリコーンラバーシート９を除去し、仮固定用に用いたコンクリートアンカー締め込み、ＲＣホロー桁１と補強鋼板２との空隙５を５ｍｍ程度に調整し、補強鋼板２廻りをシールし、図１１に示すようにＲＣホロー桁１と補強鋼板２の空隙５に注入材１４としてエポキシ樹脂注入材又はセメント系無収縮注入材を注入する。

上記実施例において、具体的数字を当て嵌めてコンクリート構造体に導入されたプレストレスを算出するとつぎのようになる。

幅３００ｍｍ、厚み６ｍｍ、長さ９ｍの補強鋼板を一時的に１００℃に加熱し、両端部を躯体コンクリートに固定して、常温１５℃に戻した場合、線膨張率を0.000012とすると、ひずみは１．０２×１０^-3となり、鋼板内部に発生する応力は、２１４２ｋｇ／ｃｍ²となる。補強鋼板には３８．５ｔの収縮力が発生する。また、該補強鋼板を定着具に両端部を固定した場合、コンクリートの見かけの弾性係数をひび割れ等を考慮すると、１．４×１０⁵程度であり、この収縮力と釣り合う率として半分程度と考えると２１．５ｔのプレストレスとしてコンクリート構造体に導入されることになる。

なお、本発明は、上記の実施の態様又は実施例に限定されるものではない。

たとえば、定着具３と補強鋼板２との固設構造は、図１２に示すように定着具３と補強鋼板２とを楔タイプとすることもできるし、図１３に示すように累合タイプとすることもできる。

また、補強鋼板２の加熱は電磁加熱方法を用いることができる。

コンクリート構造体の曲げ補強手順の端部詳細横断面図である。コンクリート構造体の曲げ補強手順の端部詳細下面図である。コンクリート構造体であるＲＣホロー桁の引張域である下面に補強鋼板を配置した状態を示す横断面図である。コンクリート構造体であるＲＣホロー桁の引張域である下面に補強鋼板を配置した状態を示す側面図である。補強鋼板の平面図である。図４の下面にヒーター線を内包したシリコーンラバーシートを貼着した状態を示す側面図である。図４の下面に貼着したヒーター線を内包したシリコーンラバーシートの下面図である。シリコーンラバーシートの一例を示す拡大平面図である。図４の下面を断熱材で覆った状態を示す断面図である。図４の下面を覆った断熱材の下面図である。コンクリート構造体の曲げ補強構造の端部詳細横断面図である。補強鋼板の定着具への定着の別の実施例を示す下面図である。補強鋼板の定着具への定着の別の実施例を示す下面図である。

符号の説明

１ＲＣホロー桁
１ａ高欄
２補強鋼板
３定着具
４アンカーボルト
５空隙
６コンクリートアンカー
７コンクリートアンカー孔
８橋脚
９シリコーンラバーシート
１０ヒーター線
１１長孔
１２断熱材
１３溶接
１４注入材

Claims

コンクリート構造体の引張域に補強鋼板を空隙を設けて配置するとともに伸縮可能に仮固定し、補強鋼板を加熱し、加熱により補強鋼板が膨張したとき、引張方向の補強鋼板両端を予めコンクリート構造体に固設した引張方向の補強鋼板の両端のそれぞれを固定するための定着具に固定したのち、常温状態にしてコンクリート構造体への補強鋼板の仮固定を本固定とし、本固定したのち、コンクリート構造体の引張域と補強鋼板の空隙に注入材を注入することを特徴とするコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。
コンクリート構造体の引張域への補強鋼板の伸縮可能な仮固定は、補強鋼板に穿孔した長孔を介してコンクリートアンカーにより行うことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。
補強鋼板の加熱は、補強鋼板にヒーター線を内包したシリコーンラバーを貼着して通電して行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。
補強鋼板の加熱は、補強鋼板に電磁誘導加熱機を接して通電して行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。
注入材は、エポキシ樹脂系注入材又はセメント系無収縮注入材であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のコンクリート構造体曲げ補強構造の形成方法。