JP2003293324A - コンクリート構造物の補強工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート構造物の補強に際して、コンク
リート構造物の表面から補強用網体と被覆樹脂とが剥離
するのを防止する。 【解決手段】 コンクリート橋梁の床版１の表面部に補
強用の格子筋２０を嵌め込む溝１１を形成し、この溝１
１に格子筋２０を嵌め込んで固定することにより補強層
が床版１に食い込んだ状態となり、取り付けられた既設
橋梁が撓んだ場合にも、格子筋２０がこの橋梁の変位に
追従しながら引っ張り応力を発揮するので、補強層とコ
ンクリートの間に隙間が生じることがなく、格子筋２０
と既設橋梁との一体化が図れ、長期にわたって表面の剥
離防止を維持できる補強方法となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート床版
に補強用網体を固定させるコンクリート構造物の補強方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート橋梁の床版は、自動車など
の車輌の動荷重が直接的にしかも繰り返し加わり、道路
橋の主要部材の中でも最も過酷な荷重、応力を受ける。
このため、特に床版の下面において、一方向の亀裂から
縦横の亀裂が発生し、さらにはこれらの亀裂が成長して
細網化し、最終的にはコンクリートの剥落などの原因と
なる。

【０００３】このような損傷は放置しておくと、亀裂が
さらに進み鉄筋の腐食へと進展し、最終的には橋梁の破
壊にまで至る。このような事態を避けるために、コンク
リート橋梁の床版の下面を補修してこれを補強すること
が行われている。

【０００４】この補強方法の一例として、特開平８−３
３８００５号公報に記載の方法がある。これは、図５の
（ａ）に示すように、鉄筋棒５１ａ，５１ｂを格子状に
してその格子点部分を溶接によって接合した補強用網鉄
筋５１を予め製作しておき、この補強用網鉄筋５１を同
図の（ｂ）に示すようにコンクリート橋梁の床版５０の
下面に沿わせて配置することによって補強するようにし
たものである。そして、補強用網鉄筋５１は床版５０に
打ち込むアンカーピン式の固定具５２によって固定さ
れ、この固定の後に３層の被覆層５３ａ，５３ｂ，５３
ｃによって被覆した補強構造が施工される。

【０００５】固定具５２は、そのヘッド５２ａに連なる
ピン５２ｂの基端部分を先細りするテーパ５２ｃとした
ものである。そして、同図の（ａ）に示すように、固定
具５２のピン５２ｂの先端を補強用網鉄筋５１の格子点
に接する位置で床版５０に打ち込むことにより、テーパ
５２ｃが補強用網鉄筋５１の互いに交差する鉄筋棒に突
き当たる。これにより、同図の（ａ）において矢印で示
す方向に補強用網鉄筋５１の格子部分を押す力が作用
し、補強用網鉄筋５１の全体にプレストレスを負荷した
状態となる。

【０００６】このような補強構造であれば、補強用網鉄
筋５１によって床版５０が裏打ちされて床版５０の強度
が補強されると同時に、補強用網鉄筋５１にはプレスト
レスが負荷されているので、床版５０が荷重によって撓
んだり変位したりしたときでも、補強用網鉄筋５１はこ
れらの撓みや変位に追従可能なので、補強用網鉄筋５１
と既設の床版５０との一体化が強化され、その補強効果
が長期間にわたって維持される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の補強構造におい
て、被覆層５３ａは床版５０の下面に直接接着させるこ
とにより固定されており、床版５０と被覆層５３ａとの
間は、膨張係数や弾性係数が相違する性状の部材どうし
が接着されていることになる。このため、床版５０が動
荷重によって繰り返して撓み変形するとき、床版５０と
被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃの間の伸び変形の差によ
って、撓み部分でこれらの被覆層５３ａ，５３ｂ，５３
ｃが床版５０の下面から離れて浮き上がりを生じる可能
性がある。また、損傷した床版５０においては、通行車
輌の輪荷重による撓みと亀裂開口の開閉の相乗作用によ
り、床版５０と被覆層５３ａの接着面に剪断力が発生し
て、被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃが浮き上がりを生じ
る可能性がある。

【０００８】このような挙動によって被覆層５３ａ，５
３ｂ，５３ｃの一部が床版５０の下面から離れてしまう
と、床版５０に対する裏打ち効果がなくなる。そして、
床版５０から浮き上がる被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃ
の広さが大きくなるに従って、床版５０に対する補強効
果も減退してしまうことになる。さらに、被覆層５３
ａ，５３ｂ，５３ｃの浮き上がりによって補強用網体５
１の固定が不安定になり、補強効果が減退する。

【０００９】このように、従来の床版５０の補強方法で
は、被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃを床版５０の下面に
直接接着する工法であることから、コンクリート製の床
版５０と被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃとの間の材質の
相違、および床版５０の亀裂開口の開閉が原因となっ
て、被覆層５３ａ，５３ｂ，５３ｃが床版５０の下面か
ら離れて補強強度の低下を招く恐れがある。また床版全
体が補強用網鉄筋５１やその他の部材により覆われてし
まうために施工後の床版５０の経過を目視で観察するこ
ともできない。

【００１０】上記の問題は、コンクリート橋梁の床版に
限った問題ではなく、ビル建築物などの他のコンクリー
ト構造物の場合にも言えることである。また、上記の例
では補強用網体として鉄製の網鉄筋を用いているが、網
体の材質が合成樹脂の場合であっても同様な問題があ
る。

【００１１】本発明において解決すべき課題は、コンク
リート構造物の補強に際して、補強用網体が床版の面上
を移動しないように拘束することにより、コンクリート
構造物の表面から補強用網体と被覆樹脂とが剥離するの
を防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンクリート
構造物の床版の表面に補強用網体を固定して床版を補強
するコンクリート構造物の補強工法であって、床版の表
面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成し、この溝に補強
用網体を嵌め込んで固定することを特徴とする。

【００１３】床版の表面部に補強用網体を嵌め込む溝を
形成し、この溝に補強用網体を嵌め込んで固定すること
により、補強用網体による補強層が床版内部に食い込ん
で存在する構成となる。この補強層はコンクリート構造
物自体の撓みに対して高い引っ張り応力を発揮すること
で撓みによる変形を防ぐことができる。

【００１４】この補強用網体は、角材で形成された格子
状の形状を備えることが望ましい。網体を角材で形成さ
れた格子状の形状とすることにより、補強用網体の製造
および溝の施工が容易になる。また、この網体の材質と
しては繊維強化プラスチックの積層により成形するのが
望ましい。繊維強化プラスチックは錆びなどの腐食を発
生しにくく、高い引っ張り強度を備えながら軽量である
ために施工時の運搬なども容易である。さらに床版に形
成する溝は、コンクリートの主筋および背筋の方向と一
致させることで補強用網体の引っ張り強度を最も効率的
に発揮させることができる。

【００１５】ここで、床版の溝に補強用網体を嵌め込ん
だあと、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカ
ーを打ち込んで補強用網体を拘束するとともに隙間に樹
脂を注入して補強用網体を床版に固定することが望まし
い。溝の内面と補強用網体との隙間にアンカーを打ち込
み樹脂により固定することによって、補強用網体と溝の
嵌め合い寸法の精度を厳密に管理しなくとも補強用網体
と溝内壁とを面接触させて強固に固定することができ
る。

【００１６】上記工法を実施する具体的な工程として
は、切削工具により床版の表面部に補強用網体を嵌め込
む溝を形成する工程と、溝を洗浄する工程と、溝に補強
用網体を嵌め嵌め込んだ後、溝の内面と補強用網体との
隙間に楔形のアンカーを打ち込んで補強用網体を拘束す
る工程と、溝を含む床版表面を樹脂で覆う工程と、補強
用網体を拘束し、床版表面を樹脂で覆った状態で前記溝
の隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版に固定する工
程と、床版表面を覆う樹脂を除去する工程を含むものと
なる。

【００１７】溝を形成する工程と、この溝に補強用網体
を嵌め嵌め込んだ後に補強用網体を拘束する工程によっ
て、コンクリート表面に食い込んだ補強層を形成させる
ことができる。また、溝を洗浄する工程と、溝の内面と
補強用網体との隙間に樹脂を注入して補強用網体を床版
に固定する工程とにより、床版に発生していた亀裂の内
部に網体固定のための樹脂を浸透させて亀裂の進展を抑
制することができる。また、最後に床版表面を覆う樹脂
を除去することにより、コンクリート製の床版の表面が
露出する構成となるので、補強後の床版の表面状態の変
化を引き続き監視することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて具体的に説明する。図１の（ａ）は本発明を適用
したコンクリート橋梁の全体図を示し、１は鉄筋コンク
リート製の床版で、床版１の両端には地覆２が形成さ
れ、床版１の下面には３列の橋桁３が設けられている。
そして床版１の下面全面に補強用被覆層９が形成されて
いる。

【００１９】図１の（ｂ）は同図（ａ）のＡ部の拡大断
面図であり、図１の（ｃ）は同図（ｂ）の補強用被覆層
９の底面図である。床版１の内部には、上側鉄筋４ａと
下側鉄筋４ｂが配置されている。この床版１の下面１ｓ
に、鉄筋４ａ，４ｂと同一方向およびこれと直角な方向
に格子状の溝１１が形成され、この溝１１内部に繊維強
化プラスチック（ＦＲＰ）製の格子筋２０が嵌め込まれ
ている（図２の（ｂ）参照）。この格子筋２０は、溝１
１内部にエキポシ樹脂３０を充填し硬化させることによ
って溝１１内に固定されている。

【００２０】以上の構成において、格子筋２０は床版１
の下面１ｓに形成された溝１１内に嵌め込まれた状態で
固定されている。しかも格子筋２０と溝１１の間にはエ
ポキシ樹脂を素材とする樹脂３０を介在させているの
で、床版１が動荷重によって繰り返して撓み変形すると
きでも、この床版１の変形による歪み力は溝１１内の樹
脂３０を介して格子筋２０に伝達される。

【００２１】すなわち、格子筋２０は床版１の溝１１の
中に封止されているので、床版１が撓み変形するときに
は、床版１の撓み変形に対し格子筋２０が床版１の溝１
１の側壁間の距離Ｄを一定に保つ作用を備えている。こ
れにより床版１が荷重によって撓みによる変位が発生し
た場合でも、格子筋２０の弾性域の範囲内では変位を吸
収することによって床版１の面方向全体が高い引っ張り
応力を備えた構成となる。さらに格子筋２０が床版１の
溝１１から浮き上がることはない。

【００２２】次いで図２および図３を参照して、被覆層
９の施工手順について説明する。図２（ａ）において、
１は鉄筋コンクリート製の床版であり、１ｓはこの床版
１の下面である。この下面１ｓには亀裂１ｃが存在して
いる。この床版１を補強するために、図２（ｂ）に示す
ように、床版１の下面１ｓ表面に、コンクリートカッタ
ーによって床版１に配筋されている主筋および背筋とそ
れぞれ平行な方向に幅１５ｍｍ、深さ１５ｍｍ程度の格
子状の溝１１を１００ｍｍピッチで穿つ。このあと１０
〜２０ＭＰａのジェット水による高圧水洗ケレンによっ
て全面を洗浄する。この洗浄により下面１ｓの亀裂１ｃ
内にあるゴミなどを除去する。

【００２３】次いで、幅１０ｍｍ×高さ１０ｍｍの角部
材で形成し、溝１１と同ピッチの格子を備えたＦＲＰ製
の格子筋２０を、下面１ｓの溝１１内に嵌め込む。ここ
で、格子筋２０の接手部分に２枚の格子筋２０を配置す
るときには、図２（ｃ）に示すように深い溝１１ａを形
成し、この深い溝１１ａに接手用の格子筋２０ａを嵌め
込む。これにより、連続して強度を発揮するように連結
する構成となり、床版１の補強面全体を覆い、切れ間な
く引っ張り強度を備えた一体のＦＲＰ製の格子筋２０と
同様の構成とすることができる。

【００２４】次いで、図３（ａ）に示すように、この床
版１の溝１１内部の側壁と、ＦＲＰ製の格子筋２０との
隙間にくさびアンカー２５を嵌入して格子筋２０を固定
する。このくさびアンカー２５は、図３（ｃ）に示すよ
うに底面は円形を形成し、上面は楕円を形成し、内部は
中空となっている。この中空部２５ａは後述するように
低粘度樹脂３０注入時の注入口となる。

【００２５】次いで、図４（ａ）に示すように、このく
さびアンカー２５を嵌入した箇所以外の全部の溝に粘土
状樹脂２１を、格子筋２０を覆うように被せていく。こ
の粘土状樹脂２１は、低粘度樹脂３０が樹脂注入時に漏
れないようにする目的のものなので、樹脂モルタルで施
工することも可能である。さらに図４（ｂ）に示すよう
に、この粘土状樹脂２１の上から剥離型樹脂２２を吹き
付けることで粘土状樹脂２１からの低粘度樹脂３０の漏
れを防ぐ。この剥離型樹脂２２の塗布方法はコテ塗りに
よってももちろん可能であるが、特に天井への上向きの
塗布を行う場合には吹き付けによる施工が効率面で適し
ている。

【００２６】これらの工程のあとに、図３（ｂ）に示す
ようにくさびアンカー２５の内部に注入器を接続し、粘
土状樹脂２１で密封された溝１１の内部に低粘度樹脂３
０を注入していく。この低粘度樹脂３０は粘度が低いの
で、溝１１内の空間部に充填されるとともに床版１の亀
裂１ｃ内部の空間に浸透していく。

【００２７】また低粘度樹脂３０の注入を補修面中央か
ら行うことで注入箇所以外のアンカー２５は空気抜きと
して機能する。低粘度樹脂３０が空気抜きのアンカー２
５まで到達したのを確認したあと、最初の注入アンカー
２５をゴム栓などで封入し、低粘度樹脂３０の逆流を防
いだあとに空気抜きのアンカー２５から注入していくこ
とで空気の混入を最小限にしながら全部の溝に低粘度樹
脂３０を注入することができる。この低粘度樹脂３０と
しては、施工が容易である点からエキポシ樹脂などを用
いることが望ましい。

【００２８】亀裂１ｃに浸透した低粘度樹脂３０は剥離
型樹脂２２によって表面１ｓまで到達した亀裂１ｃから
漏れることなく、コンクリート内部の亀裂１ｃの先端方
向へ浸透していく。この浸透した低粘度樹脂３０が硬化
した後は、既存の亀裂１ｃ内への水分の浸透を防ぐ。こ
れにより、コンクリート内部の鉄筋が浸透してきた水分
に起因して腐食することによって鉄筋自体の体積が膨脹
して新たな亀裂を発生させることを防ぐ。またこの低粘
度樹脂３０を注入し硬化した後に剥離型樹脂２２を剥離
することにより既設のコンクリート表面が露出するの
で、施工後の亀裂１ｃの進行具合を目視観察することも
可能となる。

【００２９】また既存の亀裂の内部に硬化した低粘度樹
脂３０が浸透した構成となるので、撓みによる引っ張り
が発生した場合でも低粘度樹脂３０自体の弾性力によっ
て亀裂の引っ張りを抑制する。この引っ張りの抑制によ
って撓みによる変位自体を抑制することにより、変位の
繰り返しによる床版１の亀裂の進行を遅らせることがで
きる。

【００３０】また本工法はコンクリート内にアンカーを
打ち込むことはないために、新たな亀裂を発生させるこ
とがなく、既存のコンクリートにも負担をかけない構成
となる。

【００３１】なお、本実施例の方法は、損傷したコンク
リート構造物の補修に止まらず、例えば、耐用年数が２
０年で設計された橋梁を耐用年数を２５年に増強する場
合にも適用できることはもちろんである。また、床版の
みならず桁下面の補強にも同様に適用できる。特に施工
中においても通過交通によって絶えず撓みが繰り返され
る床版や桁において最も効果を発揮するものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。 （１）コンクリート構造物の床版の表面部に補強用網体
を嵌め込む溝を形成し、この溝に補強用網体を嵌め込ん
で固定することにより補強層が床版に食い込んだ状態と
なり、取り付けられた既設橋梁が撓んだ場合にも、補強
用網体がこの橋梁の変位に追従しながら引っ張り応力を
発揮するので、補強層とコンクリートの間に隙間が生じ
ることがなく、補強用網体と既設橋梁との一体化が図
れ、長期にわたって表面の剥離防止を維持できる補強方
法となる。

【００３３】（２）床版の溝に補強用網体を嵌め込んだ
あと、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカー
を打ち込んで補強用網体を拘束するとともに前記隙間に
樹脂を注入して補強用網体を床版に固定することによっ
て、補強用網体と溝の嵌め合い寸法の精度にかかわらず
コンクリートに対する引っ張り強度を効率よく発揮する
補強層となる。また、床版と補強用網体との間に樹脂を
介在させることにより、補強用網体に対する剪断力が発
生せず、剪断力破壊が生じない。さらにこの樹脂が床版
の亀裂の補修材としても機能する。

【００３４】（３）溝を形成する工程と、前記溝を洗浄
する工程と、前記溝に補強用網体を嵌め嵌め込んだ後、
アンカーを打ち込んで拘束する工程と、樹脂で覆う工程
と、補強用網体を拘束し、樹脂を注入して補強用網体を
床版に固定する工程と、前記床版表面を覆う樹脂を除去
する工程を含むものとすることで補強用網体の固定と剥
離防止の施工を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明を適用したコンクリート橋梁
の全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大断面図、（ｃ）
は（ｂ）の補強用被覆層の底面図である。

【図２】 本発明の施工手順を示す説明図である。

【図３】 本発明の施工手順を示す説明図である。

【図４】 本発明の施工手順を示す説明図である。

【図５】 従来の補強構造を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 床版 １ｓ 下面 １ｃ 亀裂 ２ 地覆 ３ 橋桁 ４ａ 上部鉄筋 ４ｂ 下部鉄筋 ９ 補強用被覆層 １１ 溝 ２０ 格子筋 ２１ 粘土状樹脂 ２２ 剥離型樹脂 ２５ アンカー ３０ 低粘度樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の表面に補強用網体
   を固定するコンクリート構造物の補強工法であって、前
   記コンクリート構造物の表面に補強用網体を嵌め込む溝
   を形成し、前記溝に補強用網体を嵌め込んで固定するこ
   とを特徴とするコンクリート構造物の補強工法。
2. 【請求項２】 前記補強用網体を前記溝に嵌め込んだ
   後、前記補強用網体と前記溝の内面との隙間に楔形のア
   ンカーを打ち込んで前記補強用網体を拘束するとともに
   前記隙間に樹脂を注入して前記補強用網体を前記床版に
   固定することを特徴とする請求項１に記載のコンクリー
   ト構造物の補強工法。
3. 【請求項３】 切削工具によりコンクリート構造物の表
   面部に補強用網体を嵌め込む溝を形成する工程と、前記
   溝を洗浄する工程と、前記溝に補強用網体を嵌め嵌め込
   んだ後、溝の内面と補強用網体との隙間に楔形のアンカ
   ーを打ち込んで補強用網体を拘束する工程と、前記溝を
   含む床版表面を樹脂で覆う工程と、補強用網体を拘束
   し、床版表面を樹脂で覆った状態で前記溝の隙間に樹脂
   を注入して補強用網体を床版に固定する工程と、前記床
   版表面を覆う樹脂を除去する工程を含むことを特徴とす
   るコンクリート構造物の補強工法。