JP3615524B2 - コンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高架橋等の既設コンクリート躯体を改修補強する場合などに適用するコンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば道路や鉄道などの高架橋が劣化もしくは老朽化した場合、その劣化もしくは老朽化した部分のコンクリートを斫り取り、鉄筋が露出した場合には防錆処理を施した後、例えば図６（ａ）に示すようにコンクリート躯体５１の欠落部分に無収縮モルタル等の固結材５２を充填して元の形状になるように補修していた。この場合、修復すべき部分が大きいときには何回かに分けて固結材５２を充填する。
【０００３】
また、修復箇所が大きいと、車や列車の通過振動等によって修復した部分が再度剥落するおそれがあるので、例えば図６（ｂ）のように上記修復箇所の表面にエポキシ樹脂等の接着剤５３を塗布した後、同図（ｃ）のようにビニロンシートやカーボンシートもしくはＦＲＰクロスシート等の繊維補強シート５４を、補修した部位を覆うように貼着して補強していた。
【０００４】
ところが、上記のような補修方法では、固結材の充填作業と補強シートの敷設作業を各々別工程で、しかも補強シートの敷設作業は、充填した固結材が充分に固化してから行わなければならない。また固結材の充填作業を複数回に分けて行ったり、補強シートを複数枚積層しなければならない場合も少なくない。そのため、施工に多大な労力と時間を要する等の不具合がある。
【０００５】
一方、例えば道路や鉄道等の供用中のコンクリート構造体の補修にあっては、限られた工事時間内に施工する必要があり、施工期間の短縮が求められている。
また繊維補強シートがエポキシ樹脂によりコンクリートに接着する構造であるため、施工むらがあると、車や列車の通過振動によって接着面が次第に緩み、再補修となる懸念があるため、施工への信頼性が要求されている。なお繊維補強シートを張る代わりに塗装を施す場合もあるが、塗料は劣化が早いため、耐久性が悪くなり近い将来に再び修復が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、施工が容易で耐久性および信頼性のよいコンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法は以下のようにしたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護構造は、剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルを固着し、その保護パネルと上記コンクリート躯体表面との間に固結材を充填固化させてなることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護工法は、剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルをアンカー止めした後、該保護パネルの周囲をシール材でシールし、上記保護パネルと上記コンクリート躯体表面との間に固結材を注入して固化させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明によるコンクリート躯体表面の他の剥落防護工法は、剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に固結材を充填塗布し、その固結材が硬化する前に、上記コンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルをアンカー止めした後、該保護パネルの周囲をシール材でシールするようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
図１〜図４は本発明を鉄道もしくは道路用の既設高架橋の補修工事に適用したもので、図１は本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護構造を適用した高架橋の横断正面図、図２はその側面図、図３（ａ）はその一部の縦断平面図、同図（ｂ）はその側面図、図４（ａ）は一部の拡大横断正面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ部の拡大断面図である。
【００１３】
本実施形態は、図１に示すように補修すべき高架橋１の欄干部１ａの外面と下面との角部におけるコンクリート躯体２の表面に、その表面形状に略対応する断面Ｌ字形の保護パネル３をアンカー４で取付け、その保護パネル３とコンクリート躯体２との間に図４に示すように固結材Ｇを充填して固化させた構成である。図中、１ｂは橋梁・床版部、１ｃは橋脚である。
【００１４】
上記保護パネル３としては、本実施形態においてはアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層板であるアルポリック（登録商標）板が用いられ、上記アンカー４としては、いわゆるＴ字形アンカーが用いられている。また上記固結材Ｇとしては、高流動無収縮モルタルであるエスセイバー（商品名）が用いられている。
【００１５】
上記高架橋１の外側面には、遮音壁５が、Ｈ型鋼よりなる支柱６と、それを高架橋１の外側面にアンカー７等で固定するためのベースプレート８等で取付けられ、そのベースプレート８と支柱６との干渉を避けるために上記保護パネル３には図２および図３に示すように切り欠き部３ａが設けられている。
【００１６】
図中、９は隣接する保護パネル３の端部を固定する押え板で、本実施形態においては隣り合う支柱６・６間に設けた２枚の保護パネル３・３間、および各支柱６の下方の隣接する保護パネル３・３間にそれぞれ上記押え板９を配置し、その押え板９をアンカー１０でコンクリート躯体２に取付けることによって、その押え板９とコンクリート躯体２との間に上記両パネル３・３の端部を挟んで密着固定した構成である。
【００１７】
上記のような剥落防護構造を施工するには、例えば以下の要領で施工すればよい。先ず、補修すべき高架橋１の橋桁部１ａの両側外面と下面との角部におけるコンクリート躯体２の表面の劣化もしくは老朽化した部分のコンクリートを斫り取り、鉄筋が露出した場合には防錆処理を施す。
【００１８】
次いで、上記コンクリート躯体２の表面に保護パネル３を配置してアンカー止めするもので、その保護パネル３は予め工場等で所定の大きさ形状に加工する。あるいは前記のようなアルポリック板等のアルミニウムと合成樹脂との積層板を用いる場合には、現場加工が可能であり、長尺のものを現場で所定の大きさ形状に裁断すると共に、前記のような断面Ｌ字形のパネルにあっては、現場で手作業により容易に且つ精度よく折り曲げることもできる。
【００１９】
またアンカー止めする際には、本実施形態においては予め保護パネル３の所定位置に穿孔しておいたアンカー取付孔からドリル等でコンクリート躯体２にアンカー取付孔を形成するものであるが、保護パネル３として前記のような積層板を用いる場合には、その保護パネル３をコンクリート躯体２の表面の所定の位置に仮固定した状態で保護パネル３の表面からコンクリート躯体２内に直接穿孔することにより、保護パネル３とコンクリート躯体２に同時に容易にアンカー取付孔を形成することができる。
【００２０】
そしてコンクリート躯体２のアンカー取付孔にアンカー４を打設して保護パネル３を取付けるもので、その際、アンカー４または取付孔内にはエポキシ樹脂等の接着剤を付着もしくは注入しておくと、アンカー４をアンカー取付孔内に、より強固に固着することができる。
【００２１】
また上記保護パネル３とコンクリート躯体２との間には、図に省略したワッシャ等の間隔保持スペーサを介在させることによって、保護パネル３を図４（ｂ）のようにコンクリート躯体２の表面から所定量だけ僅かに浮かした状態（本実施形態においては３ｍｍの間隔を保った状態）に取付けるとよい。そのようにすると、保護パネル３とコンクリート躯体２との間に後述する固結材を充填する際に該固結材を良好に充填することが可能となる。
【００２２】
この場合、上記の間隔保持スペーサは、コンクリート躯体２と保護パネル３との間に適宜分散配置する、あるいは上記アンカー４の周囲にワッシャ等よりなるリング状の間隔保持スペーサを嵌めることによってコンクリート躯体２と保護パネル３との間に介在させてもよい。また上記保護パネル３とコンクリート躯体２との間隔は適宜であるが、上記固結材として例えば前記のような高流動無収縮モルタルを用いる場合には、２〜４ｍｍ程度に設定すればよい。
【００２３】
さらに図２および図３のように保護パネル３を複数個並べて配置し、その隣り合う保護パネル３・３間に押え板９を設置する場合には、その隣接する保護パネル３・３の端部に押え板９を被せてアンカー１０等で固定すればよい。
【００２４】
次に、上記のようにしてコンクリート躯体２の表面に取付けた保護パネル３とコンクリート躯体２との間から両者間の隙間内に連通する固結材注入パイプ１１と必要に応じて抜気パイプ１２を図４（ａ）の鎖線示のように設けると共に、保護パネル３の周縁部全周もしくは略全周を図３（ｂ）のようにシリコーン系あるいはエポキシ系等のシール材１３でシールする。
【００２５】
なお上記注入パイプ１１および抜気パイプ１２は、保護パネル３に小孔を形成して、その小孔に連通固定させてもよく、特に保護パネル３として前記のような積層板を用いる場合には、上記のような小孔を現場で容易に形成することができる。また図示例のように保護パネル３とコンクリート躯体２との間の隙間が上下方向に向いている場合には、上記注入パイプ１１は上記隙間のなるべく下側に、また抜気パイプ１２はなるべく上側に設けるのが望ましい。
【００２６】
そして上記注入パイプ１１から上記隙間内に固結材Ｇを注入するもので、その固結材Ｇとして前記のような高流動無収縮モルタルを用いることによって、保護パネル３とコンクリート躯体２との間の隙間が狭くても万遍なく良好に充填させることができると共に、コンクリート躯体２にひび割れ等がある場合にも、その中に良好に浸透させることができる。
【００２７】
上記のようにして保護パネル３とコンクリート躯体２との間の隙間内に固結材Ｇを充填する際、上記隙間内の空気は抜気パイプ１２から順次排出され、上記隙間内に固結材が充分に充填されると、上記抜気パイプ１２から固結材が溢れ出て固結材が充分に充填されたことを確認することができる。
【００２８】
その状態で、上記注入パイプ１１および抜気パイプ１２を引き抜いて除去し、上記隙間内の固結材Ｇが固化することによって、その固結材Ｇとコンクリート躯体２および保護パネル３とが良好に一体化されるものである。
【００２９】
なお上記抜気パイプ１２は必ずしも設けなくてもよく、例えば、保護パネル３の周囲のシール材１３の一部を除去、もしくは始めから設けることなく開口部を設け、あるいは保護パネルに抜気用の小孔を形成し、その小孔または上記開口部によって前記隙間内の空気の抜気および固結材の充填確認を行うようにしてもよい。
【００３０】
以上の実施形態はコンクリート躯体２の表面に保護パネル３を取付けてから、その保護パネル３とコンクリート躯体２との間に固結材Ｇを充填するようにしたが、コンクリート躯体２の表面に固結材Ｇを充填してから保護パネル３を取付けるようにしてもよく、その場合の施工プロセスの一例を順を追って説明する。
【００３１】
先ず、前記実施形態と同様に補修すべき高架橋１の橋桁部１ａの両側外面と下面との角部におけるコンクリート躯体２の表面の劣化もしくは老朽化した部分のコンクリートを斫り取り、鉄筋が露出した場合には防錆処理を施す。
【００３２】
次に、上記コンクリート躯体表面の所定の位置に保護パネル３を仮配置してコンクリート躯体２に埋設した鉄筋と干渉しないように保護パネル３の表面にアンカー位置をマーキングすると共に下孔を穿孔する。
【００３３】
次いで、上記保護パネル３をコンクリート躯体２の表面から外して該コンクリート躯体２の表面にモルタル接着プライマーを塗布した後、コンクリート欠落部にプレミックスモルタル等の固結材Ｇを充填塗布して修復し、その固結材Ｇの表面および躯体表面には必要に応じて亜硝酸リチウム水溶液等のコンクリート中性化防止剤を塗布する。
【００３４】
そして上記の充填塗布した固結材Ｇが固まる前の柔らかい状態でコンクリート躯体表面の所定の位置に保護パネル３を再配置し、穿孔深さをマーキングしたドリル等で、保護パネル３の下孔の上からマーキング位置まで穿孔した後、アンカー４を打設して、上記保護パネル３とコンクリート躯体２との間に上記固結材Ｇを挟んだ状態で上記保護パネル３をコンクリート躯体２に取付ける。
【００３５】
次いで、上記保護パネル３の周縁部からはみ出した固結材Ｇを除去した後、必要に応じて隣接する保護パネル３・３間に押え板９を設置してアンカー１０等で固定すると共に、保護パネル３の周縁部全周もしくは略全周を図３（ｂ）のようにシリコーン系あるいはエポキシ系等のシール材１３でシールすればよい。
【００３６】
なお上記の固結材Ｇは、コンクリートの欠落部にのみ充填塗布するか、あるいは保護パネル３を設置する躯体表面の略全面に充填塗布してもよく、躯体表面の略全面に塗布する場合の上記欠落部以外の固結材Ｇの塗布厚は３〜５ｍｍ程度とすればよい。又その場合、コンクリート躯体２と保護パネル３との間には適宜ワッシャ等の間隔保持スペーサを介在させるとよく、そのスペーサは保護パネル３を設置する前に、コンクリート躯体表面に塗布した固結材Ｇの表面に分散させて付着させる。あるいは保護パネル３をアンカー４で取付ける際に、そのアンカーの周囲にワッシャ等よりなるリング状の間隔保持スペーサを嵌めることによってコンクリート躯体２と保護パネル３との間に介在させることもできる。
【００３７】
上記各実施形態は、前記図１に示すように欄干部１ａの下面が傾斜している高架橋に適用したが、例えば図５のように欄干部１ａの下面が略水平な高架橋にも適用可能であり、また同図のように遮音壁を有しないものにも適用できる。
【００３８】
さらに高架橋に限らず、通常のコンクリート製の橋やビル、その他各種の建築もしくは構築物等のコンクリート躯体にも適用可能であり、また既設のコンクリート躯体を補修もしくは修復する場合に限らず、新設のコンクリート躯体の剥落を防止する等の目的で本発明を適用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるコンクリート躯体表面の剥落防護構造および防護工法は、上記の構成であるから以下のような効果が得られる。
（１）例えばコンクリート躯体の断面修復（コンクリート欠損部の埋め戻し）等の固結材の充填作業と、その固結材に対する保護パネルの接合作業とを１工程で同時に容易に行うことができるので、施工時間や施工の手間を低減できる。特に保護パネルとしてアルポリック板等のアルミニウムと合成樹脂との積層板を用いると、その上から穿孔が可能であるため、アンカー打設や充填材注入のための穿孔を容易に施すことができる。その結果、施工の自由度が増大する。またアルポリック板等の積層板は自由に色が付けられるため、美観に優れ、特に高架橋等にこれを採用すると、構造躯体としての補修と同時に意匠性の復元もしくは新生を行うことができる。さらにアルポリック板等の積層板は軽量であるため、構造体にかかる負担が少なく、又それを取付けるアンカーも軽量かつ少量で済む。
（２）また保護パネルとしてアルポリック板等の積層板を用いる場合は加工性に優れるため、例えばコンクリート躯体の角部に施工する場合には、小さな曲率でＬ字形に容易に加工でき、しかも固結材として高流動無収縮モルタルを用いる場合には、流動性がよいので、躯体表面との隙間を極端に小さくすることができる。例えば、保護パネルとして鋼板を折り曲げて使用する場合、鋼板は柔軟性が劣るため、構造物の形状に追随しにくく、また構造物は施工上の誤差があり、それに対応するためには、上記の隙間は３ｃｍ程度必要であるが、アルポリック板等の積層板は柔軟性がよく、建造物の多少の誤差にも良く追随できるので３ｍｍ程度の隙間を設けるだけで施工可能である。よって、充填材が少量ですみ、さらなる軽量化、施工時間の短縮が可能となり、経済性にも優れる。
（３）本発明によれば、短時間で施工可能なため、供用中の鉄道、道路等での補修作業が可能となる。
（４）保護パネルをアンカーでコンクリート躯体に取付けるので、前記従来の繊維補強シートを接着する場合のように経年変化や施工むらに起因する接着界面剥離の懸念がない。また、振動等に対しても強いので、鉄道や道路などの車両の通過振動に対しても長期間安定的に剥落防護できる。
（５）コンクリート躯体において剥落等のおそれのある部分を、保護パネルで密着させて覆うことによって、コンクリート躯体が空気中の二酸化炭素等と接触しないようにできるので、コンクリート内部の中性化の進行を抑制し、構造体としての寿命を延ばすことができる。特に保護パネルとしてアルポリック板等のアルミと合成樹脂との積層板を用いると、保護パネル自体の耐食性が向上し、耐久性を更に増大させることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による剥落防護構造を適用した高架橋の横断正面図。
【図２】上記高架橋の側面図、
【図３】（ａ）は上記高架橋の一部の縦断平面図。
（ｂ）はその側面図、
【図４】（ａ）は上記高架橋の一部の拡大横断正面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ部の拡大断面図。
【図５】本発明を適用した他の例の高架橋の横断正面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来の剥落防護工法の説明図。
【符号の説明】
１ 高架橋
１ａ 欄干部
１ｂ 橋梁・床版部
１ｃ 橋脚
２ コンクリート躯体
３ 保護パネル
４、７、１０ アンカー
５ 遮音壁
６ 支柱
８ ベースプレート
９ 押え板
１１ 注入パイプ
１２ 抜気パイプ
１３ シール材
Ｇ 固結材

Claims (4)

1. 剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルを固着し、その保護パネルと上記コンクリート躯体表面との間に固結材を充填固化させてなるコンクリート躯体表面の剥落防護構造。
2. 剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルをアンカー止めした後、該保護パネルの周囲をシール材でシールし、上記保護パネルと上記コンクリート躯体表面との間に固結材を注入して固化させるようにしたことを特徴とするコンクリート躯体表面の剥落防護工法。
3. 前記固結材として高流動性無収縮モルタルを用いることを特徴とする請求項２記載のコンクリート躯体表面の剥落防護工法。
4. 剥落を防止すべきコンクリート躯体表面に固結材を充填塗布し、その固結材が硬化する前に、上記コンクリート躯体表面に、その表面形状に略対応するアルミニウムとポリエチレン樹脂との積層体よりなる保護パネルをアンカー止めした後、該保護パネルの周囲をシール材でシールするようにしたことを特徴とするコンクリート躯体表面の剥落防護工法。

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