JP2013189845A - Repair structure of steel material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼材補修構造に関し、特に、橋梁、水門、建築物、海洋構造物、プラント等の鋼材を使用した鋼製構造物における腐食部の補修に適した鋼材補修構造に関する。 The present invention relates to a steel material repair structure, and more particularly to a steel material repair structure suitable for repairing a corroded portion in a steel structure using steel materials such as bridges, sluices, buildings, marine structures, and plants.
鋼材（鋼製の材料）は、炭素含有量や熱処理の仕方によって、強度、耐食性、耐熱性、磁気特性、熱膨張率等を調整することができ、種々の種類のものが製造されており、橋梁、水門、建築物、海洋構造物、プラント等、様々な構造物に使用されている。これらの鋼製構造物において、鋼材は荷重を支持する部材として使用されていることが多く、一定の強度を必要とする。一方で、鋼製構造物は、野外に曝露した状態で設置されることが多く、水分の付着等によって鋼材が腐食し易い。鋼材が腐食した場合には、肉厚が部分的に薄くなってしまい、強度が低下し、座屈してしまうおそれがある。そこで、腐食した鋼材を補修する必要があるが、上述した鋼製構造物は、大型であることが多く、部分的な腐食で鋼材全体を交換することは効率が悪く、交換作業も大掛かりなものとなってしまう。特に、鋼製構造物が橋梁等のインフラ設備の場合には、鋼材の交換を行う際に設備の使用を停止しなければならず、社会的に与える影響も大きい。 Steel materials (steel materials) can be adjusted in strength, corrosion resistance, heat resistance, magnetic properties, coefficient of thermal expansion, etc., depending on the carbon content and heat treatment method, and various types of products are manufactured. It is used in various structures such as bridges, sluices, buildings, offshore structures, and plants. In these steel structures, steel is often used as a member that supports a load, and requires a certain strength. On the other hand, steel structures are often installed in a state exposed to the outdoors, and steel materials are easily corroded due to adhesion of moisture. When the steel material is corroded, the thickness is partially reduced, the strength is lowered, and there is a risk of buckling. Therefore, it is necessary to repair the corroded steel material, but the steel structure described above is often large, and replacing the entire steel material with partial corrosion is inefficient and requires large replacement work. End up. In particular, when the steel structure is an infrastructure facility such as a bridge, the use of the facility must be stopped when the steel material is replaced, which has a great social impact.
例えば、特許文献１の従来技術の欄には、補強板を高力ボルトで接合する方法が多用されている旨が記載されており、かかる補修方法の欠点を改善する方法として、既設鋼桁の補強必要部位に鉄筋コンクリートを充填して補修する方法や既設鋼桁の補強必要部位にスタッドを溶着し、該スタッドを利用して鉄筋を取り付け、ついでコンクリートを充填して補修する方法が記載されている。 For example, in the column of the prior art of Patent Document 1, it is described that a method of joining a reinforcing plate with a high-strength bolt is frequently used. As a method for improving the drawbacks of such a repair method, an existing steel girder is used. A method of repairing by filling reinforced concrete in a site where reinforcement is required and a method of welding a stud to a site where reinforcement of an existing steel girder is required, attaching a reinforcing bar using the stud, and then filling and repairing concrete are described. .
また、特許文献２には、橋梁の上部又は底部に補強板（鋼板）を固定して空洞部を形成し、その空洞部にプラスチックや高分子材料等の熱硬化性材料を注入して、鉄道サービスを中断せずに高架鉄道橋を補強又は補修する方法が記載されている。 In Patent Document 2, a reinforcing plate (steel plate) is fixed to the top or bottom of a bridge to form a cavity, and a thermosetting material such as a plastic or a polymer material is injected into the cavity. It describes how to reinforce or repair elevated railway bridges without interrupting service.
また、特許文献３には、架橋ゴム微粒子を分散させたエポキシ樹脂接着剤を介して強化繊維材料を接着する鋼製構造物の補強方法が記載されている。具体的には、試験例として、Ｉ型鋼の底面に上述したエポキシ樹脂接着剤を塗布してプライマー層を形成し、その上に繊維強化シートを積層させることが記載されている。 Patent Document 3 describes a method for reinforcing a steel structure in which a reinforcing fiber material is bonded via an epoxy resin adhesive in which crosslinked rubber fine particles are dispersed. Specifically, as a test example, it is described that the above-described epoxy resin adhesive is applied to the bottom surface of an I-shaped steel to form a primer layer, and a fiber reinforced sheet is laminated thereon.
しかしながら、上述した特許文献１に記載された補修方法では、コンクリートを使用していることから、補修箇所が重量物となり易く鋼製構造物への負荷を増大させてしまう、コンクリートの施工の準備が面倒であるとともに養生完了までに時間を要してしまう等の問題があった。 However, in the repair method described in Patent Document 1 described above, since concrete is used, the repaired portion is likely to be a heavy object, and preparation for concrete construction that increases the load on the steel structure is required. There were problems such as being troublesome and taking time to complete curing.
また、上述した特許文献２及び特許文献３に記載された補修方法を腐食した鋼材の補修に適用することもできる。しかしながら、特許文献２に記載された補修方法では、空洞部を形成する補強板を鋼製構造物に固定しなければならず、補強板が重量物となり易く、固定手段も大型化し易く、設置面積及び設置空間が大きくなり易いという問題がある。また、特許文献３に記載された補修方法では、腐食した鋼製構造物の表面に繊維強化シートを接着しているが、橋梁等の大型構造物の場合には、繊維強化シートでは十分な強度（例えば、圧縮強度や引張強度）が得られないという問題がある。 Moreover, the repair method described in Patent Document 2 and Patent Document 3 described above can be applied to repair of a corroded steel material. However, in the repair method described in Patent Document 2, the reinforcing plate that forms the cavity must be fixed to the steel structure, the reinforcing plate is likely to be heavy, the fixing means is also easily increased in size, and the installation area In addition, there is a problem that the installation space tends to be large. In the repair method described in Patent Document 3, the fiber reinforced sheet is bonded to the surface of the corroded steel structure. However, in the case of a large structure such as a bridge, the fiber reinforced sheet has sufficient strength. There is a problem that (for example, compressive strength and tensile strength) cannot be obtained.
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、簡易な構造で腐食部を補強することができる鋼材補修構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a steel material repair structure that can reinforce a corroded portion with a simple structure.
本発明によれば、鋼材の表面に形成された腐食部を補修する鋼材補修構造であって、前記腐食部に充填されるとともに前記腐食部の外周を被覆する第一補強樹脂層と、該第一補強樹脂層の全体を被覆する第二補強樹脂層と、前記第一補強樹脂層と前記第二補強樹脂層との間に配置され前記第一補強樹脂層及び前記第二補強樹脂層を構成する樹脂剤に埋め込まれる補強材と、前記腐食部及びその外周に固定され少なくとも前記第一補強樹脂層に被覆される複数のズレ止め部材と、を有し、前記ズレ止め部材は、前記鋼材に穿孔される挿通孔の径よりも大きな径を有する拡径部を備えたボルト、前記鋼材に溶接されるスタッドボルト又は前記鋼材に穿孔されるねじ孔に螺合される全ねじボルトにより構成されている、ことを特徴とする鋼材補修構造が提供される。 According to the present invention, there is provided a steel material repair structure for repairing a corroded portion formed on the surface of a steel material, the first reinforcing resin layer being filled in the corroded portion and covering the outer periphery of the corroded portion, A second reinforcing resin layer covering the entire reinforcing resin layer; and the first reinforcing resin layer and the second reinforcing resin layer disposed between the first reinforcing resin layer and the second reinforcing resin layer. A reinforcing material embedded in the resin agent, and a plurality of slip preventing members fixed to the corroded portion and the outer periphery thereof and covered with at least the first reinforcing resin layer, and the slip preventing member is formed on the steel material. It is comprised by the bolt provided with the enlarged diameter part which has a diameter larger than the diameter of the penetration hole drilled, the stud bolt welded to the said steel materials, or the all screw bolts screwed by the screw hole drilled in the said steel materials. Steel material repair structure characterized by There is provided.
前記ボルトは、中央部に前記拡径部を有する両ねじボルトであってもよいし、頭部の根元に前記拡径部を有する片ねじボルトであってもよい。 The bolt may be a double screw bolt having the enlarged diameter portion at the center, or a single screw bolt having the enlarged diameter portion at the base of the head.
前記ズレ止め部材は、前記ボルト、前記スタッドボルト又は前記全ねじボルトに螺合されるナットを有していてもよい。前記ナットは、前記補強材の内側に螺合されていてもよいし、前記補強材の外側に螺合されていてもよいし、前記補強材の内側及び外側に螺合されていてもよい。 The misalignment stopping member may have a nut that is screwed onto the bolt, the stud bolt, or the full screw bolt. The nut may be screwed inside the reinforcing material, may be screwed outside the reinforcing material, or may be screwed inside and outside the reinforcing material.
前記第一補強樹脂層及び前記第二補強樹脂層は、エポキシ系樹脂剤により構成されていてもよい。前記エポキシ系樹脂剤に、繊維材、金属材、セラミックス材、石材又はこれらの混合材を配合してもよい。 The first reinforcing resin layer and the second reinforcing resin layer may be composed of an epoxy resin agent. You may mix | blend a fiber material, a metal material, a ceramic material, a stone material, or these mixed materials with the said epoxy resin agent.
前記補強材は、網筋、薄肉鋼板、パンチングメタル又は三次元織物であってもよい。また、前記第一補強樹脂層の下に配置される副補強材を有していてもよい。 The reinforcing material may be a mesh, a thin steel plate, a punching metal, or a three-dimensional woven fabric. Moreover, you may have the auxiliary | assistant reinforcement material arrange | positioned under said 1st reinforcement resin layer.
前記腐食部を有する前記鋼材の両面に、前記第一補強樹脂層、第二補強樹脂層、前記補強材及び前記ズレ止め部材を配置するようにしてもよい。 You may make it arrange | position the said 1st reinforcement resin layer, the 2nd reinforcement resin layer, the said reinforcement material, and the said slip prevention member on both surfaces of the said steel material which has the said corrosion part.
前記鋼材が長手方向に配列された複数の補強鋼材を有し、前記第一補強樹脂層は、隣接する前記補強鋼材間の全域に渡って形成されていてもよい。 The steel material may include a plurality of reinforcing steel materials arranged in the longitudinal direction, and the first reinforcing resin layer may be formed over the entire area between the adjacent reinforcing steel materials.
さらに、前記第二補強樹脂層の表面を覆うように剥落防止用の防落シートを貼付するようにしてもよい。 Furthermore, you may make it stick the fall prevention sheet for peeling prevention so that the surface of said 2nd reinforcement resin layer may be covered.
上述した本発明に係る鋼材補修構造によれば、補強樹脂剤を使用して腐食部を補修するとともに補強樹脂剤に補強材を埋め込むようにしたことにより、簡易な構造で腐食部を補修することができる。また、コンクリートや大型の補強板を使用しないことから、補修構造の軽量化及び作業性の向上を図ることができる。また、腐食部が狭小部や角隅部に存在する場合であっても容易に補修することができる。 According to the steel material repair structure according to the present invention described above, the corroded portion is repaired with a simple structure by repairing the corroded portion using the reinforcing resin agent and embedding the reinforcing material in the reinforcing resin agent. Can do. Further, since concrete or a large reinforcing plate is not used, it is possible to reduce the weight of the repair structure and improve workability. Further, even if the corroded portion exists in a narrow portion or a corner portion, it can be easily repaired.
特に、ズレ止め部材を、拡径部を備えたボルト又は溶接されるスタッドボルトで構成することにより、ズレ止め部材を鋼材に対してガタが生じないように固定することができ、ズレ止め部材のガタに起因する鋼材補修構造の損壊を抑制することができ、鋼材補修構造の効果を高めることができるとともに、その寿命を延ばすこともできる。 In particular, by constructing the displacement prevention member with a bolt having an enlarged diameter portion or a stud bolt to be welded, the displacement prevention member can be fixed so as not to cause backlash with respect to the steel material. Damage to the steel material repair structure due to play can be suppressed, the effect of the steel material repair structure can be enhanced, and the life can be extended.
以下、本発明に係る鋼材補修構造の実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る鋼材補修構造を示す全体構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、を示している。図２は、ズレ止め部材を示す拡大図であり、（ａ）は第一実施形態、（ｂ）は第一変形例、（ｃ）は第二変形例、（ｄ）は第三変形例、を示している。なお、図２では樹脂層を形成する前の状態を図示している。 Hereinafter, an embodiment of a steel material repair structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a steel material repair structure according to the first embodiment of the present invention, (a) is a plan view, (b) is a BB cross-sectional view in FIG. Is shown. FIG. 2 is an enlarged view showing a misalignment prevention member, in which (a) is a first embodiment, (b) is a first modification, (c) is a second modification, (d) is a third modification, Is shown. FIG. 2 shows a state before the resin layer is formed.
本発明の第一実施形態に係る鋼材補修構造１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、鋼材Ｓの表面に形成された腐食部Ｃを補修する鋼材補修構造であって、腐食部Ｃに充填されるとともに腐食部Ｃの外周を被覆する第一補強樹脂層２と、第一補強樹脂層２の全体を被覆する第二補強樹脂層３と、第一補強樹脂層２と第二補強樹脂層３との間に配置され第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３を構成する樹脂剤に埋め込まれる補強材４と、腐食部Ｃ及びその外周に固定され少なくとも第一補強樹脂層２に被覆される複数のズレ止め部材５と、を有し、ズレ止め部材５は、鋼材Ｓに穿孔される挿通孔５１の径よりも大きな径を有する拡径部５２ａを備えたボルト５２により構成されている。 The steel material repair structure 1 which concerns on 1st embodiment of this invention is a steel material repair structure which repairs the corrosion part C formed in the surface of steel materials S, as shown to Fig.1 (a) and (b). The first reinforcing resin layer 2 that fills the corroded portion C and covers the outer periphery of the corroded portion C, the second reinforcing resin layer 3 that covers the entire first reinforcing resin layer 2, and the first reinforcing resin layer 2 The reinforcing material 4 disposed between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 and embedded in the resin agent constituting the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3, and the corroded portion C and the outer periphery thereof are fixed to at least the first A plurality of misalignment prevention members 5 covered by one reinforcing resin layer 2, and the misalignment prevention member 5 includes an enlarged diameter portion 52 a having a diameter larger than the diameter of the insertion hole 51 perforated in the steel material S. It is constituted by a bolt 52.
前記第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３は、例えば、エポキシ系樹脂剤等の高強度樹脂剤により構成される。かかる高強度樹脂剤は、硬化剤を混合することにより硬化し、接着性に優れ、一定の強度（例えば、圧縮強度及び引張強度）を有する。例えば、鋼材Ｓが１０ｍｍ程度の肉厚を有する場合には、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３はそれぞれ５〜１０ｍｍ程度に設定される。第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３は、同じ樹脂剤により構成されてもよいし、機能性を考慮して異なる樹脂剤により構成されてもよい。また、第二補強樹脂層３の表面には、防水、防錆、美観向上等の効果を有するコーティングや塗装を施すようにしてもよい。なお、第一補強樹脂層２を形成する高強度樹脂剤は、エポキシ系樹脂剤に限定されるものではなく、一定の接着性と一定の強度を有する樹脂剤であれば、他の高強度樹脂剤であってもよい。 The first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 are made of, for example, a high-strength resin agent such as an epoxy resin agent. Such a high-strength resin agent is cured by mixing a curing agent, is excellent in adhesiveness, and has a certain strength (for example, compressive strength and tensile strength). For example, when the steel material S has a thickness of about 10 mm, the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 are each set to about 5 to 10 mm. The 1st reinforcement resin layer 2 and the 2nd reinforcement resin layer 3 may be comprised by the same resin agent, and may be comprised by a different resin agent in consideration of functionality. Further, the surface of the second reinforcing resin layer 3 may be coated or painted with effects such as waterproofing, rust prevention, and aesthetic improvement. The high-strength resin agent that forms the first reinforcing resin layer 2 is not limited to the epoxy-based resin agent, and any other high-strength resin may be used as long as it is a resin agent having a certain adhesion and a certain strength. An agent may be used.
前記補強材４は、例えば、網筋により構成される。網筋とは、網目状又は格子状に形成された鉄筋（ステンレス鋼筋を含む）を意味する。補強材４は、第一補強樹脂層２が硬化する前に配置され、第一補強樹脂層２に補強材４を構成する鉄筋の一部が埋め込まれて接着される。また、第一補強樹脂層２及び補強材４の上に第二補強樹脂層３が形成され、第二補強樹脂層３に補強材４を構成する鉄筋の一部が埋め込まれ、補強材４は第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３により挟持される。 The reinforcing material 4 is constituted by, for example, a mesh. A rebar means a rebar (including a stainless steel rebar) formed in a mesh or lattice. The reinforcing material 4 is disposed before the first reinforcing resin layer 2 is cured, and a part of the reinforcing bars constituting the reinforcing material 4 is embedded in and bonded to the first reinforcing resin layer 2. Further, the second reinforcing resin layer 3 is formed on the first reinforcing resin layer 2 and the reinforcing material 4, and a part of the reinforcing bar constituting the reinforcing material 4 is embedded in the second reinforcing resin layer 3. It is sandwiched between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3.
このように、高強度樹脂剤により補強材４を挟持して腐食部Ｃの上面を覆うことにより、腐食部Ｃの減肉分を補い、鋼材Ｓに作用する応力を第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３を介して補強材４に伝達することができ、座屈や損傷を抑制することができる。 In this way, the reinforcing material 4 is sandwiched by the high-strength resin agent and the upper surface of the corroded portion C is covered to compensate for the thinning of the corroded portion C, and the stress acting on the steel material S is reduced to the first reinforcing resin layer 2 and It can be transmitted to the reinforcing material 4 through the second reinforcing resin layer 3, and buckling and damage can be suppressed.
また、上述した第一補強樹脂層２、第二補強樹脂層３及び補強材４を有する樹脂層は、腐食部Ｃを有する鋼材Ｓの両面に形成されている。かかる構成により、腐食部Ｃの減肉分を鋼材Ｓの両面に形成された樹脂層により補うことができ、鋼材Ｓの座屈や損傷を抑制することができる。また、両面に樹脂層を形成することにより、片面の樹脂層を薄く形成することができ、各面における樹脂層の軽量化を図ることができる。 Moreover, the resin layer which has the 1st reinforcement resin layer 2, the 2nd reinforcement resin layer 3, and the reinforcement material 4 mentioned above is formed in both surfaces of the steel material S which has the corrosion part C. FIG. With this configuration, the thinned portion of the corroded portion C can be supplemented by the resin layers formed on both surfaces of the steel material S, and buckling and damage of the steel material S can be suppressed. Moreover, by forming the resin layer on both surfaces, the resin layer on one side can be formed thin, and the weight of the resin layer on each surface can be reduced.
前記ズレ止め部材５は、第一補強樹脂層２、第二補強樹脂層３及び補強材４を有する樹脂層の鋼材Ｓからの脱落を抑制するとともに、鋼材Ｓに作用する応力を伝達するための部材である。ズレ止め部材５は、図示したように、腐食部Ｃ及びその外周に配置され、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３に被覆される。例えば、鋼材Ｓが１０ｍｍ程度の肉厚を有する場合であって、腐食部Ｃが３ｍｍ程度以下の深さであれば、腐食部Ｃにズレ止め部材５を配置しても鋼材Ｓに与える影響は少ない。腐食部Ｃに挿通孔５１を穿孔する際には、挿通孔５１の支圧面（挿通孔５１の内周面とボルト５２の外周面との接触面）が降伏しないか否かを計算しておく必要がある。 The displacement preventing member 5 is used to suppress the dropping of the resin layer having the first reinforcing resin layer 2, the second reinforcing resin layer 3 and the reinforcing material 4 from the steel material S and to transmit stress acting on the steel material S. It is a member. As shown in the figure, the displacement preventing member 5 is disposed on the corroded portion C and the outer periphery thereof, and is covered with the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3. For example, if the steel material S has a thickness of about 10 mm, and the corroded portion C has a depth of about 3 mm or less, the influence on the steel material S even if the displacement preventing member 5 is arranged in the corroded portion C is not affected. Few. When the insertion hole 51 is drilled in the corroded portion C, it is calculated whether or not the bearing surface of the insertion hole 51 (the contact surface between the inner peripheral surface of the insertion hole 51 and the outer peripheral surface of the bolt 52) does not yield. There is a need.
ズレ止め部材５は、例えば、図２（ａ）に示したように、鋼材Ｓに穿孔される挿通孔５１の径よりも大きな径を有する拡径部５２ａを備えたボルト５２と、ボルト５２に螺合されるナット５３と、により構成される。ボルト５２は、例えば、中央部に拡径部５２ａを有する両ねじボルトにより構成されており、拡径部５２ａの両端部にはテーパ部５２ｂが形成されている。ボルト５２のねじ部の径をｄ１、挿通孔５１の径をｄ２、拡径部５２ａの径をｄ３とすれば、ｄ３＞ｄ２≧ｄ１の関係が成り立つ。Ｍ６のボルト５２を使用した場合、拡径部５２ａの径ｄ３と挿通孔５１の径ｄ２との差分Δｄは、例えば、０＜Δｄ≦０．３ｍｍの範囲に設定される。 For example, as shown in FIG. 2A, the displacement preventing member 5 includes a bolt 52 provided with an enlarged diameter portion 52 a having a diameter larger than the diameter of the insertion hole 51 drilled in the steel material S, and a bolt 52. And a nut 53 to be screwed together. The bolt 52 is constituted by, for example, a double screw bolt having an enlarged diameter portion 52a at the center, and tapered portions 52b are formed at both ends of the enlarged diameter portion 52a. If the diameter of the threaded portion of the bolt 52 is d1, the diameter of the insertion hole 51 is d2, and the diameter of the enlarged diameter portion 52a is d3, the relationship d3> d2 ≧ d1 is established. When the M6 bolt 52 is used, the difference Δd between the diameter d3 of the enlarged diameter portion 52a and the diameter d2 of the insertion hole 51 is set in a range of 0 <Δd ≦ 0.3 mm, for example.
ボルト５２は、鋼材Ｓに穿孔された挿通孔５１にハンマー等で打ち込むことにより、挿通孔５１に固定される。拡径部５２ａの径ｄ２は、挿通孔５１の径ｄ２より大きく形成されていることから、打ち込み時に挿通しやすくなるように、拡径部５２ａの両端部にはテーパ部５２ｂが形成される。なお、図２（ａ）において、拡径部５２ａは塑性変形しながら挿通孔５１に挿入されることから、拡径部５２ａの径ｄ３と挿通孔５１の径ｄ２とが実質的に等しい大きさとなるように図示している。 The bolt 52 is fixed to the insertion hole 51 by driving it into the insertion hole 51 formed in the steel material S with a hammer or the like. Since the diameter d2 of the enlarged diameter portion 52a is formed larger than the diameter d2 of the insertion hole 51, tapered portions 52b are formed at both ends of the enlarged diameter portion 52a so as to facilitate insertion when driven. In FIG. 2A, the enlarged diameter portion 52a is inserted into the insertion hole 51 while being plastically deformed. Therefore, the diameter d3 of the enlarged diameter portion 52a and the diameter d2 of the insertion hole 51 are substantially equal. It is illustrated as follows.
また、ボルト５２は、拡径部５２ａにより挿通孔５１に固定されているが、念のため、ナット５３を両端のねじ部に螺合させることにより、ボルト５２の抜け止めとして使用することができる。また、ボルト５２のねじ山や螺合されたナット５３は、ボルト５２の表面に凹凸を形成し、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３との引っ掛かり部を構成し、ズレ止め部材５の樹脂層の保持力を向上させることができる。なお、ナット５３は、拡径部５２ａと隣接する位置までねじ込む必要はなく、中間部までねじ込むようにしてもよいし、ボルト５２の両端部がナット５３からはみ出るまでねじ込むようにしてボルト５２の両端部のねじ山を潰すようにしてもよい。 Moreover, although the bolt 52 is being fixed to the insertion hole 51 by the enlarged diameter part 52a, it can be used as a retaining prevention of the volt | bolt 52 by screwing the nut 53 to the thread part of both ends just in case. . Further, the screw thread of the bolt 52 and the screwed nut 53 form irregularities on the surface of the bolt 52 to form a catching portion between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3, and a slip prevention member The holding power of the resin layer 5 can be improved. The nut 53 does not need to be screwed up to a position adjacent to the enlarged diameter portion 52 a, and may be screwed up to an intermediate portion, or may be screwed until both ends of the bolt 52 protrude from the nut 53. The thread of the part may be crushed.
上述したズレ止め部材５によれば、挿通孔５１にボルト５２を打ち込んだ状態において、挿通孔５１とボルト５２（拡径部５２ａ）との間に隙間が生じることがなく、ボルト５２のガタを抑制することができる。したがって、ズレ止め部材５を鋼材Ｓに対してガタが生じないように固定することができ、ズレ止め部材５のガタに起因する鋼材補修構造１の損壊を抑制することができ、鋼材補修構造１の効果を高めることができるとともに、その寿命を延ばすこともできる。なお、ズレ止め部材５は、図１（ａ）に示した本数や配置に限定されるものではなく、腐食部Ｃの大きさや深さ、鋼材Ｓの板厚、使用する樹脂剤の種類等に応じて本数や配置は適宜変更される。 According to the displacement preventing member 5 described above, in the state in which the bolt 52 is driven into the insertion hole 51, there is no gap between the insertion hole 51 and the bolt 52 (the enlarged diameter portion 52a), and the backlash of the bolt 52 is reduced. Can be suppressed. Therefore, the slip prevention member 5 can be fixed to the steel material S so as not to be loosened, the steel repair structure 1 can be prevented from being damaged due to the backlash of the slip prevention member 5, and the steel material repair structure 1. The effect of this can be improved and the lifetime can be extended. In addition, the slip prevention member 5 is not limited to the number and arrangement shown in FIG. 1A, but depends on the size and depth of the corroded portion C, the thickness of the steel material S, the type of resin agent to be used, and the like. Accordingly, the number and arrangement are appropriately changed.
図２（ｂ）に示したズレ止め部材５の第一変形例は、拡径部５２ａをボルト５２の表面に形成された凹凸により構成したものである。拡径部５２ａは、図２（ａ）に示したように、全域に渡って挿通孔５１の径ｄ２よりも大きくなるように形成してもよいし、図２（ｂ）に示したように、部分的に挿通孔５１の径ｄ２よりも大きくなるように形成してもよい。なお、拡径部５２ａの凹凸形状は、図示したものに限定されるものではなく、Ｖ字形状や十字形状のパターン化された凹凸であってもよい。 In the first modification of the slip prevention member 5 shown in FIG. 2B, the enlarged diameter portion 52 a is configured by unevenness formed on the surface of the bolt 52. The enlarged diameter portion 52a may be formed so as to be larger than the diameter d2 of the insertion hole 51 over the entire area as shown in FIG. 2A, or as shown in FIG. Alternatively, it may be formed to be partially larger than the diameter d2 of the insertion hole 51. Note that the uneven shape of the enlarged diameter portion 52a is not limited to the illustrated shape, and may be a V-shaped or cross-shaped patterned unevenness.
図２（ｃ）に示したズレ止め部材５の第二変形例は、鋼材Ｓに溶接されるスタッドボルト５４により構成したものである。このようにスタッドボルト５４を鋼材Ｓに溶接した場合も、ズレ止め部材５を鋼材Ｓに対してガタが生じないように固定することができ、ズレ止め部材５のガタに起因する鋼材補修構造１の損壊を抑制することができ、鋼材補修構造１の効果を高めることができるとともに、その寿命を延ばすこともできる。なお、スタッドボルト５４のねじ山により、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３との引っ掛かりを向上させることができる。 A second modification of the slip prevention member 5 shown in FIG. 2C is configured by a stud bolt 54 welded to the steel material S. Even when the stud bolt 54 is welded to the steel material S in this way, the displacement preventing member 5 can be fixed to the steel material S so as not to be rattled, and the steel material repair structure 1 resulting from the play of the displacement preventing member 5 is as follows. Damage can be suppressed, the effect of the steel material repair structure 1 can be enhanced, and the life can be extended. Note that, the thread of the stud bolt 54 can improve the catching between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3.
また、鋼製構造物における鋼材Ｓに引張力が作用し易い場合には、ズレ止め部材５をスタッドボルト５４により構成し、鋼材Ｓに圧縮力が作用し易い場合には、ズレ止め部材５をボルト５２により構成する等、鋼材Ｓの使用環境によってズレ止め部材５を使い分けるようにしてもよい。 In addition, when the tensile force is likely to act on the steel material S in the steel structure, the displacement preventing member 5 is configured by the stud bolt 54, and when the compressive force is likely to act on the steel material S, the displacement preventing member 5 is provided. The misalignment prevention member 5 may be properly used depending on the use environment of the steel material S, such as being configured by the bolt 52.
図２（ｄ）に示したズレ止め部材５の第三変形例は、第二変形例に示したスタッドボルト５４にナット５３を螺合させたものである。ここでは、スタッドボルト５４の両端部がナット５３からはみ出るまでナット５３をねじ込み、スタッドボルト５４の両端部のねじ山を潰した状態を図示している。かかる構成により、ナット５３の脱落を抑制することができるとともに、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３との引っ掛かりを向上させることができる。なお、ナット５３は、スタッドボルト５４の中間部や根元部までねじ込むようにしてもよい。 In the third modification of the slip prevention member 5 shown in FIG. 2D, a nut 53 is screwed into the stud bolt 54 shown in the second modification. Here, a state in which the nut 53 is screwed in until both ends of the stud bolt 54 protrude from the nut 53 and the screw threads at both ends of the stud bolt 54 are crushed is illustrated. With such a configuration, the nut 53 can be prevented from falling off, and the catching between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 can be improved. Note that the nut 53 may be screwed up to an intermediate portion or a root portion of the stud bolt 54.
次に、上述した第一実施形態に係る鋼材補修構造１の施工方法について説明する。ここで、図３は、図１に示した鋼材補修構造の施工方法を示す図であり、（ａ）は施工前の状態、（ｂ）は第一工程、（ｃ）は第二工程、（ｄ）は第三工程、(ｅ)は第四工程、（ｆ）は第五工程、（ｇ）は第六工程、を示している。 Next, the construction method of the steel material repair structure 1 which concerns on 1st embodiment mentioned above is demonstrated. Here, FIG. 3 is a figure which shows the construction method of the steel material repair structure shown in FIG. 1, (a) is the state before construction, (b) is a 1st process, (c) is a 2nd process, ( d) shows the third step, (e) shows the fourth step, (f) shows the fifth step, and (g) shows the sixth step.
図３（ａ）に示したように、鋼材補修構造１の施工前の鋼材Ｓには腐食部Ｃが形成されている。すなわち、本実施形態に係る鋼材補修構造１は、腐食部Ｃを補修して減肉した鋼材Ｓの強度を向上させ、寿命を延ばすために施工される。また、この状態で、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３を形成する部分（腐食部Ｃ内及び鋼材Ｓ表面）を洗浄やケレンするようにしてもよい。 As shown to Fig.3 (a), the corrosion part C is formed in the steel material S before construction of the steel material repair structure 1. As shown in FIG. That is, the steel material repair structure 1 according to the present embodiment is constructed in order to improve the strength of the steel material S that has been thinned by repairing the corroded portion C and to extend the life. Moreover, you may make it wash | clean or clean the part (the corrosion part C and the steel material S surface) which forms the 1st reinforcement resin layer 2 and the 2nd reinforcement resin layer 3 in this state.
図３（ｂ）に示した第一工程は、鋼材Ｓに挿通孔５１を穿孔する工程である。具体的には、作業員がドリル等の工具を使用して穿孔作業を行う。なお、ズレ止め部材５をスタッドボルト５４により構成する場合には、かかる第一工程（穿孔工程）を省略することができる。 The first step shown in FIG. 3B is a step of drilling the insertion hole 51 in the steel material S. Specifically, a worker performs a drilling operation using a tool such as a drill. In addition, when comprising the slip prevention member 5 with the stud bolt 54, this 1st process (drilling process) can be skipped.
図３（ｃ）に示した第二工程は、挿通孔５１にズレ止め部材５を構成するボルト５２を打ち込む工程である。具体的には、作業員がハンマー等の工具を使用して打ち込み作業を行う。なお、ズレ止め部材５をスタッドボルト５４により構成する場合には、かかる第二工程（打ち込み工程）は、スタッドボルト５４を鋼材Ｓに溶接する工程に変更される。 The second step shown in FIG. 3C is a step of driving a bolt 52 that constitutes the displacement preventing member 5 into the insertion hole 51. Specifically, the worker performs a driving operation using a tool such as a hammer. In the case where the displacement preventing member 5 is constituted by the stud bolt 54, the second step (driving step) is changed to a step of welding the stud bolt 54 to the steel material S.
図３（ｄ）に示した第三工程は、鋼材Ｓに固定されたボルト５２にナット５３を螺合する工程である。具体的には、作業員が各ボルト５２にナット５３を螺合する。上述した第一工程〜第三工程により、鋼材Ｓの両面にズレ止め部材５を配置することができる。 The third step shown in FIG. 3D is a step of screwing the nut 53 into the bolt 52 fixed to the steel material S. Specifically, an operator screws a nut 53 into each bolt 52. The slip prevention member 5 can be disposed on both surfaces of the steel material S by the first to third steps described above.
図３（ｅ）に示した第四工程は、腐食部Ｃを含む鋼材Ｓの表面及びその裏面に第一補強樹脂層２を形成する工程である。第一補強樹脂層２を形成する範囲（面積）や厚さは、腐食部Ｃの大きさや深さによって設定され、補強したい強度を補うことができ、補強材４を支持することができるように設定される。なお、複数の腐食部Ｃを同一の第一補強樹脂層２で覆うようにしてもよい。 The fourth step shown in FIG. 3 (e) is a step of forming the first reinforcing resin layer 2 on the front surface and the back surface of the steel material S including the corroded portion C. The range (area) and thickness for forming the first reinforcing resin layer 2 are set according to the size and depth of the corroded portion C so that the strength to be reinforced can be supplemented and the reinforcing material 4 can be supported. Is set. A plurality of corroded portions C may be covered with the same first reinforcing resin layer 2.
図３（ｆ）に示した第五工程は、第一補強樹脂層２の上に補強材４を配置する工程である。補強材４は、第一補強樹脂層２が硬化する前に配置され、補強材４（例えば、網筋）の一部が第一補強樹脂層２に埋め込まれるように押し付けられる。 The fifth step shown in FIG. 3F is a step of disposing the reinforcing material 4 on the first reinforcing resin layer 2. The reinforcing material 4 is disposed before the first reinforcing resin layer 2 is cured, and is pressed so that a part of the reinforcing material 4 (for example, mesh) is embedded in the first reinforcing resin layer 2.
図３（ｇ）に示した第六工程は、補強材４の上から第二補強樹脂層３を形成する工程である。このとき、第二補強樹脂層３は、補強材４及び第一補強樹脂層２の全体を覆うように形成される。第二補強樹脂層３の外周部はテーパ状に形成することにより、接着性や防水性を向上させることができる。なお、第二補強樹脂層３の表面にコーティングや塗装を施すようにしてもよい。 The sixth step shown in FIG. 3G is a step of forming the second reinforcing resin layer 3 from above the reinforcing material 4. At this time, the second reinforcing resin layer 3 is formed so as to cover the entire reinforcing material 4 and the first reinforcing resin layer 2. By forming the outer peripheral portion of the second reinforcing resin layer 3 in a tapered shape, it is possible to improve adhesiveness and waterproofness. The surface of the second reinforcing resin layer 3 may be coated or painted.
上述した施工方法により、腐食部Ｃを有する鋼材Ｓの両面に、第一補強樹脂層２、第二補強樹脂層３、補強材４及びズレ止め部材５を配置することができ、上述した第一実施形態に係る鋼材補修構造１を鋼材Ｓに形成することができる。なお、上述した施工方法では、腐食部Ｃの両面の樹脂層を同時に形成する場合について説明したが、腐食部Ｃの表面側の樹脂層を形成してから、裏面側の樹脂層を形成するようにしてもよい。 By the construction method described above, the first reinforcing resin layer 2, the second reinforcing resin layer 3, the reinforcing material 4, and the displacement preventing member 5 can be disposed on both surfaces of the steel material S having the corroded portion C. The steel material repair structure 1 according to the embodiment can be formed on the steel material S. In the construction method described above, the case where the resin layers on both surfaces of the corroded portion C are simultaneously formed has been described. However, after forming the resin layer on the front surface side of the corroded portion C, the resin layer on the back surface side is formed. It may be.
次に、本発明の他の実施形態に係る鋼材補修構造１について、図４及び図５を参照しつつ説明する。ここで、図４は、本発明の他の実施形態に係る鋼材補修構造を示す断面図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、を示している。図５は、本発明の他の実施形態に係る鋼材補修構造を示す断面図であり、（ａ）は第四実施形態、（ｂ）は第五実施形態、（ｃ）は第六実施形態、（ｄ）は第七実施形態、（ｅ）は第八実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態に係る鋼材補修構造１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。 Next, a steel material repair structure 1 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, FIG. 4 is sectional drawing which shows the steel material repair structure which concerns on other embodiment of this invention, (a) is 2nd embodiment, (b) has shown 3rd embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a steel material repair structure according to another embodiment of the present invention, in which (a) is a fourth embodiment, (b) is a fifth embodiment, (c) is a sixth embodiment, (D) shows a seventh embodiment, and (e) shows an eighth embodiment. In addition, about the same component as the steel material repair structure 1 which concerns on 1st embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図４（ａ）に示した第二実施形態に係る鋼材補修構造１は、第二補強樹脂層３を構成するエポキシ系樹脂剤に繊維材６を配合したものである。繊維材６には、鋼繊維、ポリプロピレン繊維、セラミック繊維等が使用される。繊維材６は、第一補強樹脂層２にも配合するようにしてもよい。かかる繊維材６を樹脂剤に配合することにより、樹脂層のひび割れやクラックの発生及び進展を抑制することができる。 The steel material repair structure 1 according to the second embodiment shown in FIG. 4A is obtained by blending a fiber material 6 with an epoxy resin agent constituting the second reinforcing resin layer 3. For the fiber material 6, steel fiber, polypropylene fiber, ceramic fiber or the like is used. The fiber material 6 may also be blended in the first reinforcing resin layer 2. By mix | blending this fiber material 6 with a resin agent, the generation | occurrence | production and progress of a crack of a resin layer and a crack can be suppressed.
図４（ｂ）に示した第三実施形態に係る鋼材補修構造１は、第二補強樹脂層３を構成するエポキシ系樹脂剤に金属材７を配合したものである。金属材７には、鉄粉やアルミ粉等の金属粉、鉄粒やアルミ粒等の金属粒、鉄球やアルミ球等の金属球等を使用することができる。金属材７の径は、例えば、３ｍｍ以下に調整される。金属材７は、第一補強樹脂層２にも配合するようにしてもよい。かかる金属材７を樹脂剤に配合することにより、樹脂層の強度を向上させることができる。なお、金属材７に替えて、セラミックス材を使用してもよいし、金属材７やセラミックス材を混合した混合材を使用してもよいし、金属材７やセラミックス材に繊維材６を混合した混合材を使用してもよい。 The steel material repair structure 1 according to the third embodiment shown in FIG. 4B is obtained by blending a metal material 7 with an epoxy resin agent constituting the second reinforcing resin layer 3. For the metal material 7, metal powder such as iron powder and aluminum powder, metal particles such as iron particles and aluminum particles, metal balls such as iron balls and aluminum balls, and the like can be used. The diameter of the metal material 7 is adjusted to 3 mm or less, for example. The metal material 7 may be blended also in the first reinforcing resin layer 2. By mix | blending this metal material 7 with a resin agent, the intensity | strength of a resin layer can be improved. In place of the metal material 7, a ceramic material may be used, a metal material 7 or a mixed material in which a ceramic material is mixed may be used, and the fiber material 6 is mixed with the metal material 7 or the ceramic material. Mixed materials may be used.
さらに、金属材７に替えて石材を使用してもよい。石材には、例えば、細骨材に分類される大きさのもの（具体的には、１０ｍｍふるいを全て通過し、５ｍｍふるいを質量で８５％以上通過するもの）が使用される。石材の種類としては、例えば、砂岩石、泥岩石、礫岩石、チャート石灰岩石、凝灰岩石、流紋岩石、安山岩石、玄武岩石、花崗岩石、閃緑岩石、ハンレイ岩石、片岩石、片麻岩石、角閃岩石、緑色岩石、カンラン岩石、大理石、石英、珪石、珪砂、斜長石、カリ長石、斜方輝石、単斜輝石、角閃石、ザクロ石、白雲母石、黒雲母石、緑レン石、磁鉄鉱、黄鉄鉱、火山ガラス、岩片等を使用することができる。石材の硬度は、モース硬度が２．５程度以上のものが好ましい。なお、石材と金属材７やセラミックス材を混合した混合材を使用してもよいし、石材に繊維材６を混合した混合材を使用してもよい。 Further, a stone material may be used instead of the metal material 7. As the stone, for example, a material having a size classified as a fine aggregate (specifically, a material that passes through a 10 mm sieve and passes a 5 mm sieve by 85% or more by mass) is used. Stone types include, for example, sandstone, mudstone, conglomerate, chert limestone, tuffstone, rhyolite, andesite, basalt, granite, diorite, hanleyite, schist, gneiss, Amphibolite, green rock, olivine, marble, quartz, silica, quartz sand, plagioclase, potash feldspar, orthopyroxene, clinopyroxene, amphibolite, garnet, muscovite, biotite, chlorite, Magnetite, pyrite, volcanic glass, rock fragments, etc. can be used. The stone material preferably has a Mohs hardness of about 2.5 or more. Note that a mixed material obtained by mixing a stone material with the metal material 7 or a ceramic material may be used, or a mixed material obtained by mixing the fiber material 6 with the stone material may be used.
図５（ａ）に示した第四実施形態に係る鋼材補修構造１は、補強材４に薄肉鋼板を使用したものである。補強材４は、網筋に限定されるものではなく、他の強度部材により置換するようにしてもよい。さらに、補強材４は、所定の強度を有していれば、薄肉鋼板以外の金属板（例えば、パンチングメタル）や三次元織物等であってもよい。 The steel material repair structure 1 according to the fourth embodiment shown in FIG. 5A uses a thin steel plate for the reinforcing material 4. The reinforcing material 4 is not limited to the mesh, and may be replaced with another strength member. Furthermore, the reinforcing material 4 may be a metal plate (for example, punching metal) other than a thin steel plate, a three-dimensional woven fabric, or the like as long as it has a predetermined strength.
図５（ｂ）に示した第五実施形態に係る鋼材補修構造１は、補強材４をズレ止め部材５に固定したものである。ズレ止め部材５に補強材４を固定する場合には、ボルト５２が補強材４を貫通する長さに設定し、ズレ止め部材５を固定するナット５３の外側から第二ナット５５を締め付けることによって、補強材４をナット５３と第二ナット５５との間で挟持させるようにすればよい。ナット５３は、補強材４の位置決めを行うスペーサとしても機能する。ナット５３は、締付機能を有しない単なるスペーサに置換するようにしてもよい。また、第二ナット５５は、第二補強樹脂層３によって被覆される。 In the steel material repair structure 1 according to the fifth embodiment shown in FIG. 5B, the reinforcing material 4 is fixed to the displacement preventing member 5. When the reinforcing member 4 is fixed to the displacement preventing member 5, the bolt 52 is set to a length that penetrates the reinforcing member 4, and the second nut 55 is tightened from the outside of the nut 53 that fixes the displacement preventing member 5. The reinforcing material 4 may be sandwiched between the nut 53 and the second nut 55. The nut 53 also functions as a spacer for positioning the reinforcing material 4. The nut 53 may be replaced with a simple spacer that does not have a tightening function. The second nut 55 is covered with the second reinforcing resin layer 3.
このように補強材４をズレ止め部材５に固定した場合には、鋼材Ｓに負荷される応力を、ズレ止め部材５を介して確実に補強材４に伝達することができ、効果的に腐食部Ｃを補強することができる。なお、鋼材Ｓが一方向にのみ撓み易い場合には、補強材４のいずれか一方のみをズレ止め部材５に固定するようにしてもよい。 In this way, when the reinforcing material 4 is fixed to the displacement preventing member 5, the stress applied to the steel material S can be reliably transmitted to the reinforcing material 4 via the displacement preventing member 5 and effectively corroded. Part C can be reinforced. In addition, when the steel material S is easily bent only in one direction, only one of the reinforcing members 4 may be fixed to the displacement preventing member 5.
図５（ｃ）に示した第六実施形態に係る鋼材補修構造１は、ズレ止め部材５のナット５３を補強材４の外側に配置したものである。かかる構成によっても、ナット５３はボルト５２の抜け止め部材として機能する。上述した第一実施形態、第五実施形態及び第六実施形態に示したように、ナット５３（第二ナット５５を含む）は、補強材４の内側に螺合されていてもよいし、補強材４の内側及び外側に螺合されていてもよいし、補強材４の外側に螺合されていてもよい。 In the steel material repair structure 1 according to the sixth embodiment shown in FIG. 5 (c), the nut 53 of the slip prevention member 5 is arranged outside the reinforcing material 4. Even with this configuration, the nut 53 functions as a retaining member for the bolt 52. As shown in the first embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment described above, the nut 53 (including the second nut 55) may be screwed into the reinforcing member 4 or may be reinforced. It may be screwed to the inside and the outside of the material 4, or may be screwed to the outside of the reinforcing material 4.
図５（ｄ）に示した第七実施形態に係る鋼材補修構造１は、鋼材Ｓの片面にのみ樹脂層を形成したものである。かかる第七実施形態では、ズレ止め部材５として、例えば、頭部５６ａの根元に拡径部５２ａを有する片ねじボルト５６が使用される。なお、鋼材Ｓの表面に露出した片ねじボルト５６の頭部５６ａは、樹脂剤で被覆したり、塗装を施したり、ボルトキャップを被せたりすることによって、防水対策及び防錆対策を施すようにしてもよい。 In the steel material repair structure 1 according to the seventh embodiment shown in FIG. 5D, a resin layer is formed only on one surface of the steel material S. In the seventh embodiment, for example, a single screw bolt 56 having an enlarged diameter portion 52a at the base of the head portion 56a is used as the displacement preventing member 5. The head 56a of the single screw bolt 56 exposed on the surface of the steel material S is covered with a resin agent, painted, or covered with a bolt cap to take measures against waterproofing and rust. May be.
図５（ｅ）に示した第八実施形態に係る鋼材補修構造１は、第一補強樹脂層２の下に副補強材８を配置したものである。副補強材８は、減肉された腐食部Ｃの強度をさらに補強するための部材であり、例えば、薄肉鋼板、網筋、パンチングメタル等により形成される。副補強材８は、腐食部Ｃを覆うことができる程度の最小限の面積を有し、ズレ止め部材５により鋼材Ｓの表面に直に固定される。かかる構成により、腐食部Ｃを覆って効果的に強度を補強することができる。なお、腐食部Ｃと副補強材８との隙間には、第一補強樹脂層２を形成する高強度樹脂剤で充填してもよいし、空洞のままであってもよい。 In the steel material repair structure 1 according to the eighth embodiment shown in FIG. 5 (e), the auxiliary reinforcing material 8 is arranged under the first reinforcing resin layer 2. The sub-reinforcing member 8 is a member for further reinforcing the strength of the corroded corrosion portion C, and is formed of, for example, a thin steel plate, a mesh, a punching metal, or the like. The auxiliary reinforcing material 8 has a minimum area that can cover the corroded portion C, and is directly fixed to the surface of the steel material S by the shift preventing member 5. With such a configuration, the corrosion portion C can be covered and the strength can be effectively reinforced. In addition, the gap between the corroded portion C and the auxiliary reinforcing material 8 may be filled with a high-strength resin agent that forms the first reinforcing resin layer 2 or may remain hollow.
次に、上述した本実施形態に係る鋼材補修構造１を橋梁に適用した場合について、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここで、図６は、鋼桁橋の腐食部を補修する場合の説明図であり、（ａ）は鋼桁橋の構成図、（ｂ）は補修前の腐食部、（ｃ）は補修後の腐食部、を示している。図７は、トラス橋の腐食部を補修する場合の説明図であり、（ａ）はトラス橋の構成図、（ｂ）は補修前の腐食部、（ｃ）は補修後の腐食部、を示している。 Next, a case where the steel material repair structure 1 according to this embodiment described above is applied to a bridge will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Here, FIG. 6 is an explanatory diagram when repairing a corroded portion of a steel girder bridge, (a) is a block diagram of the steel girder bridge, (b) is a corroded portion before repair, and (c) is after repairing. This shows the corroded part. FIG. 7 is an explanatory diagram when repairing a corroded portion of a truss bridge, (a) is a configuration diagram of the truss bridge, (b) is a corroded portion before repair, (c) is a corroded portion after repair, Show.
図６（ａ）に示した鋼桁橋９は、例えば、両端部及び中間部に配置された橋桁９１と、橋桁９１の上の支持された鋼材９２と、鋼材９２の上に支持された道路や線路を構成する上部構造物９３と、を有する。鋼材９２は、例えば、Ｉ型鋼により構成され、長手方向に配列された複数の垂直補強鋼材９４を有する。 A steel girder bridge 9 shown in FIG. 6A includes, for example, a bridge girder 91 disposed at both ends and an intermediate portion, a steel material 92 supported on the bridge girder 91, and a road supported on the steel material 92. And an upper structure 93 constituting the track. The steel material 92 is made of, for example, I-shaped steel and has a plurality of vertical reinforcing steel materials 94 arranged in the longitudinal direction.
図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡ部拡大図である。図示したように、鋼材９２（Ｉ型鋼）は、ウェブ９２ａ及びフランジ９２ｂを有し、垂直補強鋼材９４は、ウェブ９２ａ及びフランジ９２ｂに溶接されている。鋼材９２のフランジ９２ｂは、略水平面を形成するように形成されていることから、表面に雨水等の水分が溜まり易く腐食し易い。例えば、フランジ９２ｂに腐食部Ｃが生じている場合、上述した第一実施形態〜第八実施形態のいずれかの鋼材補修構造１を使用して、鋼材Ｓを補修することができる。 FIG.6 (b) is the A section enlarged view in Fig.6 (a). As illustrated, the steel material 92 (I-shaped steel) has a web 92a and a flange 92b, and the vertical reinforcing steel material 94 is welded to the web 92a and the flange 92b. Since the flange 92b of the steel material 92 is formed so as to form a substantially horizontal plane, moisture such as rain water is likely to accumulate on the surface and corrodes easily. For example, when the corroded portion C is generated in the flange 92b, the steel material S can be repaired using the steel material repair structure 1 of any of the first to eighth embodiments described above.
図６（ｃ）に示したように、鋼材９２に垂直補強鋼材９４が配置されている場合には、第一補強樹脂層２は、隣接する垂直補強鋼材９４間の全域に渡って形成される。したがって、上述した第一実施形態〜第八実施形態のいずれかの鋼材補修構造１が、隣接する垂直補強鋼材９４の間におけるフランジ９２ｂの表面の全域に渡って形成されることとなる。このように垂直補強鋼材９４の間を鋼材補修構造１で埋めることにより、フランジ９２ｂに生じる応力分布を均一にすることができ、応力集中を抑制することができる。なお、鋼材補修構造１は、実際には、フランジ９２ｂの外側まで拡張するように（フランジ９２ｂの端面を覆うように）施工されるが、ここでは腐食部Ｃの様子を表示するために、フランジ９２ｂの外側に拡張された部分は仮想線（一点鎖線）で図示している。 As shown in FIG. 6C, when the vertical reinforcing steel material 94 is disposed on the steel material 92, the first reinforcing resin layer 2 is formed over the entire area between the adjacent vertical reinforcing steel materials 94. . Therefore, the steel material repair structure 1 of any of the first to eighth embodiments described above is formed over the entire surface of the flange 92b between the adjacent vertical reinforcing steel materials 94. Thus, by filling the space between the vertical reinforcing steel members 94 with the steel material repair structure 1, the stress distribution generated in the flange 92b can be made uniform, and the stress concentration can be suppressed. The steel material repair structure 1 is actually constructed so as to extend to the outside of the flange 92b (so as to cover the end face of the flange 92b). A portion extended to the outside of 92b is illustrated by a virtual line (dashed line).
図７（ａ）に示したトラス橋１０は、例えば、外形を構成する上弦材１０１及び下弦材１０２と、上弦材１０１又は下弦材１０２に固定されるガセットプレート１０３と、両端がガセットプレート１０３に固定される斜材１０４と、を有する。一般に、トラス橋１０では、上弦材１０１、下弦材１０２、ガセットプレート１０３及び斜材１０４は、いずれも鋼材により構成されており、例えば、斜材１０４はＨ型鋼により構成されることが多い。また、トラス橋１０は、図示した上路式のワーレントラスに限定されるものではなく、下路式であってもよいし、プラットトラス、ハウトラス等の他のトラス構造であってもよい。かかるトラス橋では、ガセットプレート１０３と上弦材１０１、下弦材１０２及び斜材１０４との接続部には、リベットやボルト等の締結具が使用されており、この接続部に雨水等の水分が溜まり易くなっている。 The truss bridge 10 shown in FIG. 7A includes, for example, an upper chord material 101 and a lower chord material 102 that form an outer shape, a gusset plate 103 that is fixed to the upper chord material 101 or the lower chord material 102, and both ends of the truss bridge 10 are gusset plates 103. A diagonal member 104 to be fixed. In general, in the truss bridge 10, the upper chord member 101, the lower chord member 102, the gusset plate 103, and the diagonal member 104 are all made of steel, and for example, the diagonal member 104 is often made of H-shaped steel. Further, the truss bridge 10 is not limited to the illustrated upper-type warren truss, and may be a lower-path type or other truss structure such as a platform truss or a howtruss. In such a truss bridge, fasteners such as rivets and bolts are used at the connecting portion between the gusset plate 103 and the upper chord member 101, the lower chord member 102, and the diagonal member 104, and moisture such as rain water collects in the connecting portion. It is easy.
図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ部拡大断面図である。図示したように、斜材１０４は、ガセットプレート１０３の上部に接続されていることが多く、斜材１０４とガセットプレート１０３との接続部に溜まった水分がガセットプレート１０３の表面を伝って下方に流れ易くなっている。したがって、斜材１０４の接続部の周辺におけるガセットプレート１０３が腐食し易い。 FIG.7 (b) is the B section expanded sectional view in Fig.7 (a). As shown in the figure, the diagonal member 104 is often connected to the upper portion of the gusset plate 103, and moisture accumulated at the connecting portion between the diagonal member 104 and the gusset plate 103 travels down along the surface of the gusset plate 103. It is easy to flow. Therefore, the gusset plate 103 around the connecting portion of the diagonal member 104 is easily corroded.
例えば、図７（ｃ）に示したように、ガセットプレート１０３の表面に腐食部Ｃが生じている場合、上述した第一実施形態〜第八実施形態のいずれかの鋼材補修構造１を使用して、鋼材Ｓを補修することができる。 For example, as shown in FIG.7 (c), when the corrosion part C has arisen on the surface of the gusset plate 103, the steel material repair structure 1 in any one of 1st embodiment-8th embodiment mentioned above is used. Thus, the steel material S can be repaired.
ここで、図８は、ズレ止め部材の他の変形例を示す拡大図であり、（ａ）は第四変形例、（ｂ）は第五変形例、を示している。また、図９は、本発明の第九実施形態に係る鋼材補修構造を示す全体構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、を示している。なお、各図において、上述した実施形態又は変形例と同じ構成部品については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 Here, FIG. 8 is an enlarged view showing another modified example of the slip prevention member, where (a) shows a fourth modified example and (b) shows a fifth modified example. Moreover, FIG. 9 is a whole block diagram which shows the steel material repair structure which concerns on 9th embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is BB sectional drawing in Fig.9 (a), Show. In addition, in each figure, about the component same as embodiment or the modification mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
図８（ａ）に示したズレ止め部材５の第四変形例は、ズレ止め部材５を鋼材Ｓに穿孔されたねじ孔５７に螺合された全ねじボルト５８により構成したものである。かかる構成によっても、ズレ止め部材５を鋼材Ｓに対してガタが生じないように固定することができ、ズレ止め部材５のガタに起因する鋼材補修構造１の損壊を抑制することができ、鋼材補修構造１の効果を高めることができるとともに、その寿命を延ばすこともできる。なお、全ねじボルト５８のねじ山により、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３との引っ掛かりを向上させることもできる。 The fourth modification of the misalignment prevention member 5 shown in FIG. 8A is configured by the full displacement bolt 58 screwed into the screw hole 57 perforated in the steel material S. Even with such a configuration, the displacement preventing member 5 can be fixed to the steel material S so as not to be rattled, and the damage of the steel material repair structure 1 due to the play of the displacement preventing member 5 can be suppressed. While the effect of the repair structure 1 can be improved, the lifetime can also be extended. In addition, the hook of the 1st reinforcement resin layer 2 and the 2nd reinforcement resin layer 3 can also be improved with the thread of the all screw bolt 58. FIG.
図８（ｂ）に示したズレ止め部材５の第五変形例は、第四変形例に示した全ねじボルト５８にナット５３を螺合させたものである。ナット５３を鋼材Ｓに達するまで締め付けることにより、全ねじボルト５８をより強固に固定することができる。また、ナット５３を全ねじボルト５８の中間部に配置した場合には、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３との引っ掛かりを向上させることができる。なお、ナット５３を全ねじボルト５８に螺合した後、全ねじボルト５８の両端部のねじ山を潰すようにしてナット５３の脱落を防止するようにしてもよい。 In the fifth modification of the misalignment prevention member 5 shown in FIG. 8B, a nut 53 is screwed to the full screw bolt 58 shown in the fourth modification. By tightening the nut 53 until it reaches the steel material S, the entire screw bolt 58 can be more firmly fixed. In addition, when the nut 53 is disposed in the middle portion of the entire screw bolt 58, the catching between the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 can be improved. In addition, after the nut 53 is screwed to the full screw bolt 58, the nut 53 may be prevented from falling off by crushing the screw threads at both ends of the full screw bolt 58.
図９（ａ）及び（ｂ）に示した鋼材補修構造１の第九実施形態は、第二補強樹脂層３の表面を覆うように剥落防止用の防落シート１１を接着剤により貼付したものである。図９（ａ）及び（ｂ）において、説明の便宜上、防落シート１１を一点鎖線で図示している。防落シート１１には、例えば、樹脂との接着性に優れたガラスクロス、炭素繊維、アラミド繊維等が使用される。かかる防落シート１１を鋼材補修構造１の表面に貼付することにより、第一補強樹脂層２及び第二補強樹脂層３が剥離して落下することを抑制することができ、安全性を向上させることができる。 9th embodiment of the steel material repair structure 1 shown to Fig.9 (a) and (b) attaches the fall prevention sheet 11 for peeling prevention with the adhesive so that the surface of the 2nd reinforcement resin layer 3 may be covered. It is. 9A and 9B, the drop-proof sheet 11 is illustrated by a one-dot chain line for convenience of explanation. For the drop-proof sheet 11, for example, glass cloth, carbon fiber, aramid fiber or the like excellent in adhesiveness with resin is used. By sticking such a drop-proof sheet 11 on the surface of the steel material repair structure 1, it is possible to suppress the first reinforcing resin layer 2 and the second reinforcing resin layer 3 from being peeled off and to improve safety. be able to.
本発明は上述した実施形態に限定されず、橋梁以外の、水門、建築物、海洋構造物、プラント等の鋼材を使用した様々な鋼製構造物における腐食部の補修に適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to repair of corroded portions in various steel structures using steel materials such as sluices, buildings, marine structures, plants, etc. other than bridges, etc. Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１ 鋼材補修構造
２ 第一補強樹脂層
３ 第二補強樹脂層
４ 補強材
５ ズレ止め部材
６ 繊維材
７ 金属材
８ 副補強材
９ 鋼桁橋
１０ トラス橋
１１ 防落シート
５１ 挿通孔
５２ ボルト
５２ａ 拡径部
５２ｂ テーパ部
５３ ナット
５４ スタッドボルト
５５ 第二ナット
５６ 片ねじボルト
５６ａ 頭部
５７ ねじ孔
５８ 全ねじボルト
９１ 橋桁
９２ 鋼材
９２ａ ウェブ
９２ｂ フランジ
９３ 上部構造物
９４ 垂直補強鋼材（補強鋼材）
１０１ 上弦材
１０２ 下弦材
１０３ ガセットプレート
１０４ 斜材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel material repair structure 2 1st reinforcement resin layer 3 2nd reinforcement resin layer 4 Reinforcement material 5 Displacement stop member 6 Fiber material 7 Metal material 8 Sub reinforcement material 9 Steel girder bridge 10 Truss bridge 11 Drop-off sheet 51 Insertion hole 52 Bolt 52a Expanded portion 52b Tapered portion 53 Nut 54 Stud bolt 55 Second nut 56 Single screw bolt 56a Head 57 Screw hole 58 Full screw bolt 91 Bridge girder 92 Steel 92a Web 92b Flange 93 Upper structure 94 Vertical reinforcing steel (reinforcing steel)
101 Upper chord material 102 Lower chord material 103 Gusset plate 104 Diagonal material
Claims (11)
前記腐食部に充填されるとともに前記腐食部の外周を被覆する第一補強樹脂層と、
該第一補強樹脂層の全体を被覆する第二補強樹脂層と、
前記第一補強樹脂層と前記第二補強樹脂層との間に配置され前記第一補強樹脂層及び前記第二補強樹脂層を構成する樹脂剤に埋め込まれる補強材と、
前記腐食部及びその外周に固定され少なくとも前記第一補強樹脂層に被覆される複数のズレ止め部材と、を有し、
前記ズレ止め部材は、前記鋼材に穿孔される挿通孔の径よりも大きな径を有する拡径部を備えたボルト、前記鋼材に溶接されるスタッドボルト又は前記鋼材に穿孔されるねじ孔に螺合される全ねじボルトにより構成されている、ことを特徴とする鋼材補修構造。 A steel material repair structure for repairing a corroded part formed on the surface of a steel material,
A first reinforcing resin layer that fills the corroded portion and covers the outer periphery of the corroded portion;
A second reinforcing resin layer covering the entire first reinforcing resin layer;
A reinforcing material disposed between the first reinforcing resin layer and the second reinforcing resin layer and embedded in a resin agent constituting the first reinforcing resin layer and the second reinforcing resin layer;
A plurality of displacement preventing members fixed to the corroded portion and the outer periphery thereof and covered with at least the first reinforcing resin layer;
The displacement preventing member is screwed into a bolt having an enlarged diameter portion having a diameter larger than a diameter of an insertion hole drilled in the steel material, a stud bolt welded to the steel material, or a screw hole drilled in the steel material. A steel material repair structure characterized by comprising all screw bolts.
The steel material repair structure according to any one of claims 1 to 10, wherein a fall prevention sheet is attached so as to cover the surface of the second reinforcing resin layer.
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