JP4027517B2 - 構造物の補強方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する、構造物の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、構造物として、例えば、橋や高架道路等のコンクリート桁あるいはプレストレストコンクリート桁を後から補強するにあたって、その桁の下面等に、補強材としての炭素繊維シートを何枚も貼り付けることで、その桁を補強することがあった。
【０００３】
しかし、この補強方法を、例えば、プレストレストコンクリート桁に用いた場合は、炭素繊維シートを桁の断面係数の増加分にしか反映できず、炭素繊維シートを有効に利用しているとはいえなかった。すなわち、炭素繊維シートの設計引張強度が２４，４９０キログラム／平方センチメートルであるのに対して、桁の破断時における炭素繊維シートの引張応力が、例えば、５，７５０キログラム／平方センチメートルというように、設計引張強度の１／４程度しか使用しておらず、この炭素繊維シートの強度を十分に活かしていなかった。
【０００４】
この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、補強材の強度を活かして、構造物を効果的に補強することができる、構造物の補強方法を提供することにある。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る構造物の補強方法は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係る構造物の補強方法は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する方法であって、前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記構造物の貼付面に貼り付けることで、前記構造物に圧縮応力を与えるものである。前記補強材の緊張にあたっては、前記補強材を、その一端側を前記構造物に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように延ばし、その延びた先端部を前記貼付面から離れるように延ばす方向に引っ張る。こうして、構造物は、繊維材または繊維強化材からなる補強材が貼り付けられることによりその補強材の追加分によって、補強されるだけでなく、構造物自身に圧縮応力が与えられることにより、直接的に補強される。ここにおいて、補強材の他端側が、貼付面から離れるように延びて引っ張られることで、この補強材に緊張力が付与される。そして、この補強材を緊張する作業を、補強材の他端側の、貼付面から離れるように延びた先端部を引っ張ることで、構造物から離れた作業の行い易い場所を選んで安全に行うことができる。なお、補強材の一端側においては、その一端側を、構造物に、引っ張ることができないように固定的に取り付けてもよく、また、引っ張り可能に取り付けてもよい。このように、補強材の一端側を、構造物に引っ張り可能に取り付けた場合には、補強材の他端側だけでなく、一端側をもまた、引っ張ることで、その補強材を緊張してもよい。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の他端側は、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように延びてもよい。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明に係る構造物の補強方法は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する方法であって、前記構造物は、コンクリート桁からなり、前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記コンクリート桁の下面の貼付面に貼り付けることで、前記コンクリート桁に圧縮応力を与えるものである。前記補強材の緊張にあたって、前記補強材を、その一端側を前記コンクリート桁に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように下方に延ばし、その延びた先端部を、前記コンクリート桁が載った橋脚の側面に固定された反力台に取り付けられた引張手段により、下方に引っ張る。こうして、コンクリート桁は、繊維材または繊維強化材からなる補強材が貼り付けられることによりその補強材の追加分によって、補強されるだけでなく、コンクリート桁自身に圧縮応力が与えられることにより、直接的に補強される。ここにおいて、補強材の他端側が、貼付面から離れるように下方に延びて引っ張られることで、この補強材に緊張力が付与される。そして、この補強材を緊張する作業を、補強材の他端側の、貼付面から離れるように下方に延びた先端部を引っ張ることで、コンクリート桁から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚の側面に固定された 反力台を介して、補強するコンクリート桁以外の橋脚から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。なお、補強材の一端側においては、その一端側を、コンクリート桁に、引っ張ることができないように固定的に取り付けてもよく、また、引っ張り可能に取り付けてもよい。このように、補強材の一端側を、コンクリート桁に引っ張り可能に取り付けた場合には、補強材の他端側だけでなく、一端側をもまた、引っ張ることで、その補強材を緊張してもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の他端側は、方向変換具を介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように下方に延びてもよい。ここで、前記方向変換具は、前記コンクリート桁の自重を利用するようにして、そのコンクリート桁と前記橋脚との間に突っ張るようにして取り付けられる。このように、方向変換具の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁を痛めることがない。
【００１２】
【００１３】
また、請求項５に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の貼り付けにあたって、前記補強材の中間部分の適宜箇所を前記貼付面に押し付けるようにして、前記補強材を前記貼付面に貼り付けてもよい。こうして、補強材を構造物の貼付面に貼り付ける際に、補強材の中間部分の適宜箇所が、貼付面に押し付けられるので、補強材の中間部分が貼付面から浮くことなく、補強材は、貼付面に貼り付けられる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る構造物の補強方法を、コンクリート構造物に適用した実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図３は、参考例ではあるが、構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の第一の実施の形態を示す。この補強方法は、繊維材からなる補強材としての炭素繊維シート１を緊張して、その緊張した炭素繊維シート１を、構造物としての、例えば、橋や高架道路等のコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けることで、そのコンクリート桁２に圧縮応力を与えるものである。図中符号３および４は、コンクリート桁２の両端部分のそれぞれを支持する、ローラー支点およびヒンジ支点である。
【００１８】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂを平板矩形状の支持板５に貼り付けるなどして取り付ける。そして、その支持板５を、コンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃの下面側に固定した、移動手段としてのジャッキ６により、炭素繊維シート１の一端側１ａから他端側１ｂに向かう方向に移動させることで、その炭素繊維シート１の他端側１ｂを引っ張り、炭素繊維シート１を緊張させる。ここで、ジャッキ６は、コンクリート桁２へ、そのコンクリート桁２にアンカー７により固定された平板矩形状の固定板８を介して、固定される。このように、支持板５、ジャッキ６および固定板８は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置９となっている。また、図示実施の形態においては、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様の、支持板１０、ジャッキ１１、固定板１２およびアンカー１３を介して、コンクリート桁２に取り付けられており、その一端側１ａもまた、支持板１０を、ジャッキ１１により、他端側１ｂから一端側１ａに向かう方向に移動させることで、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた引っ張ることができるようになっている。したがって、これら支持板１０、ジャッキ１１および固定板１２もまた、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置１４となっている。当然ながら、炭素繊維シート１の一端側１ａもしくは他端側１ｂのいずれか一方を、引っ張ることができないように、コンクリート桁２に、固定的に取り付けても構わない（後述する第二および第三の実施の形態についても同様である。）
また、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付けにあたっては、予め、コンクリート桁２の貼付面２ａまたは（および）炭素繊維シート１に、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布しておくことで、その接着剤を介して、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに貼り付けられる。
【００１９】
このとき、コンクリート桁２の貼付面２ａと、その貼付面２ａに面して配備した炭素繊維シート１との間に隙間があり、接着剤の効きが十分でない場合には、貼付装置１５により、炭素繊維シート１の中間部分１ｃの適宜箇所（例えば、２〜３ｍピッチで、炭素繊維シート１の緊張方向に並ぶ複数箇所）を貼付面２ａに押し付けるようにして、炭素繊維シート１を貼付面２ａに貼り付ける。この貼付装置１５は、図３に示されるように、ベース部材１５ａと、押え部材１５ｂと、付勢手段１５ｃとからなる。ベース部材１５ａは、コンクリート桁２の下側フランジ部２ｄを囲むように、縦断面略Ｕ字形状をしており、ベース部材１５ａの両先端部分１５ｄ、１５ｄは、内側に倒れるように回動可能に形成されている（その回動する構造は図示せず）。そして、ベース部材１５ａは、両先端部分１５ｄ、１５ｄが、コンクリート桁２の側面を挟むようにして、そのコンクリート桁２に取り付けられ、また、両先端部分１５ｄ、１５ｄが、互いに離れるように回動することで、コンクリート桁２から取り外し可能となっている。押え部材１５ｂは、コンクリート桁２の貼付面２ａに面して配備された炭素繊維シート１の中間部分１ｃに対向して、炭素繊維シート１の、その緊張方向に直交する幅方向に、その炭素繊維シート１を横切るように延びた角材状のものからなる。付勢手段１５ｃは、ベース部材１５ａの略Ｕ字形状の下部部分を構成する下部片１５ｅと押え部材１５ｂとの間に位置し、下部片１５ｅに支持されて押え部材１５ｂを炭素繊維シート１側に付勢するものであり、例えば、ターンバックルやジャッキあるいはスプリング等からなっている。
【００２０】
こうして、緊張した炭素繊維シート１を、コンクリート桁２の貼付面２ａに貼ることができ、接着剤の養生期間終了後に、炭素繊維シート１は、支持板５、１０との付け根部分で切断等される。ここで、炭素繊維シート１は、一枚だけとは限らず、コンクリート桁２を補強する程度に応じて、複数枚が、同様の手順を繰り返すことで、コンクリート桁２の貼付面２ａに、積み重なるように貼り付けられる。そして、貼付装置１５および緊張装置９、１４が、コンクリート桁２から取り外される。こうして、コンクリート桁２の特に下部側に圧縮応力が与えられる。
【００２１】
次に、以上の構成からなる構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の作用効果について説明する。コンクリート桁２は、炭素繊維シート１が貼り付けられることにより、その炭素繊維シート１の追加分によって、補強されるだけでなく、緊張された炭素繊維シート１により、コンクリート桁２自身に圧縮応力が与えられて、直接的に補強される。こうして、炭素繊維シート１の強度を活かして、コンクリート桁２に圧縮応力が与えられることにより、コンクリート桁２を効果的に補強することができる。
【００２２】
また、炭素繊維シート１の、緊張装置９による緊張にあたっては、炭素繊維シート１の他端側１ｂが、支持板５に貼り付けなどによって取り付けられることで、その他端側１ｂは、支持板５を介して、ジャッキ６により、幅全体が安定して容易に引っ張られて、この炭素繊維シート１に緊張力が容易に付与される。さらに、緊張装置９は、支持板５、ジャッキ６および固定板８という簡単な構造からなっており、その簡単な構造の緊張装置９によって、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。また、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様に、緊張装置１４により、引っ張ることが可能となっており、炭素繊維シート１の他端側１ｂだけでなく一端側１ａもまた引っ張ることで、炭素繊維シート１に緊張力を付与することもできる。
【００２３】
また、炭素繊維シート１をコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付ける際に、貼付装置１５を使用することにより、そのベース部材１５ａに支持された押え部材１５ｂが、付勢手段１５ｃにより炭素繊維シート１側に付勢されて、炭素繊維シート１の中間部分１ｃの適宜箇所が、貼付面２ａに押し付けられる。したがって、炭素繊維シート１の中間部分１ｃが貼付面２ａから浮くことなく、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに貼り付けられ、その貼り付けは確実となる。
【００２４】
図４および図５は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第二の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１を緊張する方法が異なるが、他は同一であり（但し、貼付装置１５は、 図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００２５】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂをコンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃの下面側に回転可能に支持されたローラー２１に巻く。そして、この炭素繊維シート１の他端側１ｂをローラー２１に巻き付けるように、そのローラー２１を回転することで、炭素繊維シート１の他端側１ｂを引っ張り、この炭素繊維シート１を緊張させる。ここで、ローラー２１は、そのコンクリート桁２にアンカー２２により固定された断面略コの字状のフレーム２３に回転可能に支持されており、こうして、このローラー２１は、フレーム２３を介すことで、コンクリート桁２に回転可能に支持されている。そして、フレーム２３には、ローラー２１と一体となって回転するように、歯車２４、２４が取り付けられている。そして、この歯車２４は、モーターや人力等の動力により作動する駆動部（図示せず）により、回転駆動するようになっており、この回転駆動する歯車２４と一体となってローラー２１が回転することとなる。こうして、歯車２４および駆動部は、ローラー２１を回転させる駆動手段となっている。また、このように、フレーム２３、ローラー２１および駆動手段は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置２５となっている。また、図示実施の形態においては、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様の、ローラー２６、フレーム２７およびアンカー２８を介して、コンクリート桁２に取り付けられている。そして、炭素繊維シート１の他端側１ｂと同様に、歯車を含む駆動手段により、炭素繊維シート１の一端側１ａをローラー２６に巻き付けるように、ローラー２６を回転することで、その一端側１ａもまた引っ張ることができるようになっている。したがって、これらフレーム２７、ローラー２６および駆動手段もまた、第１の実施の形態と同様に、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３０となっている。
【００２６】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第二の実施の形態においては、炭素繊維シート１の緊張にあたって、この炭素繊維シート１の他端側１ｂがローラー２１に巻き付けられるように、駆動手段を通じてローラー２１を回転するだけで、炭素繊維シート１の他端側１ｂは、容易に引っ張られて、この炭素繊維シート１に緊張力が容易に付与される。
【００２７】
図６は、本発明に係る構造物の補強方法の実施の形態（第三の実施の形態）を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１を緊張する方法が異なるが、他はほぼ同一であり（但し、貼付装置１５は、図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００２８】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂをコンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃで貼付面２ａから離れるように延ばし、その延びた先端部１ｄを引っ張り、炭素繊維シート１を緊張させる。具体的には、コンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃには、炭素繊維シート１の延びる方向を変換するための、方向変換具３１が、補強する構造物であるコンクリート桁２の自重を利用するようにして、コンクリート桁２とそのコンクリート桁２が載った橋脚３２との間にジャッキ構造等で突っ張るようにして取り付けられている。そして、炭素繊維シート１は、その他端側１ｂが、方向変換具３１のローラー３１ａを介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって、貼付面２ａから離れるように下方に延びている。さらに、炭素繊維シート１の他端側１ｂは、その延びた先端部１ｄが、補強するコンクリート桁２以外の構造物である橋脚３２の側面に固定された反力台３３に取り付けられた引張手段としての、例えばジャッキ３４により、下方に引っ張られて、炭素繊維シート１は緊張される。こうして、方向変換具３１、反力台３３およびジャッキ３４は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３５となっている。また、炭素繊維シート１の一端側１ａは、コンクリート桁２に取り付けられた他の方向変換具３６および、他の引張手段としての、例えば他のジャッキ３７を介して、コンクリート桁２に取り付けられており、その一端側１ａは、方向変換具３６のローラー３６ａを介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって下方に延びている。そして、その一端側１ａの延びた先端部１ｅを、ジャッキ３７により、下方に引っ張ることができるようになっている。したがって、これら方向変換具３６およびジャッキ３７もまた、第１の実施の形態と同様に、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３８となっている。
【００２９】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態と同様であるが、この第三の実施の形態においては、炭素繊維シート１の緊張にあたって、その緊張する作業を、炭素繊維シート１の他端側１ｂの、貼付面２ａから離れるように延びた先端部１ｄを引っ張ることで、コンクリート桁２から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚３２に反力台３３を取り付けて、その反力台３３を介して、補強するコンクリート桁２以外の構造物である橋脚３２から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。また、方向変換具３１の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁２の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁２に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁２を痛めることがない。
【００３０】
図７は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第四の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１の緊張方法が異なるが、他はほぼ同一であり（但し、貼付装置１５は、図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００３１】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、緊張方向の両端部１ｆ、１ｆを固定するようにして緊張した状態で保持した、保持具４１を用意しておくことで、この炭素繊維シート１は、緊張された状態に保持される。ここで、保持具４１は、平板状の基台４１ａと、その基台４１ａの両端から上方に向かって立設する取付部４１ｂ、４１ｂとからなる。そして、炭素繊維シート１は、緊張した状態で、その両端部１ｆ、１ｆが保持具４１の取付部４１ｂ、４１ｂに貼り付けなどによって固定されるようにして、この保持具４１に取り付けられている。
【００３２】
そして、炭素繊維シート１をコンクリート桁２の貼付面２ａに宛てがうように、前記保持具４１を配備するとともに、炭素繊維シート１を貼付面２ａに、エポキシ樹脂等の接着剤により貼り付ける。この接着剤の養生期間終了後に、炭素繊維シート１は、保持具４１の取付部４１ｂ、４１ｂとの付け根部分で切断等されて、この炭素繊維シート１から、保持具４１が取り除かれる。ここで、一枚の炭素繊維シート１は、コンクリート桁２の貼付面２ａの一部を覆うのみであるが、複数枚の炭素繊維シート１、１を、順次、貼付面２ａに貼り付けることで、貼付面２ａ全体が、これら炭素繊維シート１、１で覆われる。
【００３３】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第四の実施の形態においては、緊張した炭素繊維シート１が取り付けられる、コンクリート桁２とは独立した保持具４１を、使用することで、炭素繊維シート１を緊張する作業と、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業とを独立して行うことができる。
【００３４】
従って、例えば、炭素繊維シート１を緊張する作業を工場で行い、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼付作業を現場で行うことができる。また、現場で、炭素繊維シート１を緊張する作業も行う場合には、コンクリート桁２の貼付面２ａに炭素繊維シート１を何枚も重ねて貼り付ける際に、保持具４１を複数使用することで、貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業と、次に貼り付ける炭素繊維シート１を緊張する作業とを並行して行うこともできる。このように、緊張した炭素繊維シート１が取り付けられる保持具４１を使用することで、その炭素繊維シート１を緊張する作業と、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業とを独立して行うことができるので、それら緊張作業と貼り付け作業とを効率的に行うことができる。
【００３５】
また、一枚の炭素繊維シート１は、コンクリート桁２の貼付面２ａの一部を覆うのみであるので、貼付面２ａが湾曲している等平面でない場合であっても、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに容易に倣って、貼付面２ａの一部を覆うことができる。したがって、炭素繊維シート１を、コンクリート桁２の貼付面２ａにしっかりと貼り付けることができる。
【００３６】
図８は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第五の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法と比較すると、補強材として、炭素繊維シート１の代わりにプレート状に形成された炭素繊維プレート５１を使用する点、押えシート５２が追加される点が異なるが、他は同一であり、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００３７】
炭素繊維プレート５１は、炭素繊維シートを、例えば、八枚程度、エポキシ樹脂等の樹脂を含浸させながら層状に重ねたものである。この炭素繊維プレート５１は、緊張した状態で、図示実施の形態においては、二本が、コンクリート桁２の幅方向に並ぶようにして、そのコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けられる。
【００３８】
押えシート５２は、繊維シートその他のシート材からなり、炭素繊維プレート５１、５１を貼付面２ａに貼り付けた後に、その炭素繊維プレート５１、５１に密着してその炭素繊維プレート５１、５１を覆うようにして、コンクリート桁２の下面に、エポキシ樹脂等の接着剤により貼り付けられる。
【００３９】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第五の実施の形態においては、炭素繊維プレート５１、５１がプレート状であるために、貼付面２ａが例えば湾曲している等平面でないとか、接着面積が小さくなる等の理由により、貼付面２ａへの炭素繊維プレート５１、５１の貼り付けが十分でない場合がある。かかる場合であっても、押えシート５２を、炭素繊維プレート５１、５１に密着してその炭素繊維プレート５１、５１を覆うようにして、コンクリート桁２の下面に貼り付けることで、貼付面２ａへの炭素繊維プレート５１、５１の貼り付けの弱さを補うことができ、その貼り付けを確実にすることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、炭素繊維シート１や炭素繊維プレート５１は、コンクリート桁２の下面に貼り付けられなくとも、側面や上面に貼り付けられてもよい。また、補強される構造物は、コンクリート桁２だけでなく、橋脚、梁、柱、床版、その他のコンクリート構造物（鉄筋コンクリート構造物とかプレストレストコンクリート構造物等）であってもよく、また、コンクリート製の構造物に限定されるものでもない。また、第一ないし第四の実施の形態において、炭素繊維シート１の代わりに炭素繊維プレートを使用してもよい。また、繊維材からなる補強材は、炭素繊維シート１あるいは炭素繊維プレート５１でなくとも、ガラス繊維、アラミド繊維等の、繊維シートあるいは繊維プレートであってもよい。また、補強材は、繊維材からなるものでなくとも、ガラス繊維強化プラスチック、その他の繊維強化プラスチック等の、繊維強化材からなるものであってもよい。
【００４１】
また、第一の実施の形態において、炭素繊維シート１を支持板５、１０に取り付ける方法として、貼り付けだけでなく、くさび方式、モルタル充填方式によって取り付けてもよい。
【００４２】
また、第三の実施の形態において、炭素繊維シート１の他端側１ｂの、貼付面２ａから離れるように延びた他端側１ｂの先端部１ｄを引っ張るには、反力台３３およびジャッキ３４を使用しなくとも、第一または第二の実施の形態に示す緊張装置９、２５を橋脚３２に固定するようにして使用してもよい。
【００４３】
また、第四の実施の形態における保持具４１は、図９に示すように、基台４１ａが、中央から両端に延びるにつれて、上方に向かうように傾斜して形成され、その基台４１ａの両端が、炭素繊維シート１が固定される取付部４１ｂ、４１ｂとなっていてもよい。
【００４４】
また、第四の実施の形態における保持具４１は、図１０または図１１に示すように、その保持具４１自身に、炭素繊維シート１に緊張力を付与する緊張構造を備えていてもよい。すなわち、図１０にあっては、基台４１ａは、二つの基部材４１ｃ、４１ｃからなり、これら基部材４１ｃ、４１ｃは、それらの一方端が、互いにヒンジ４１ｅで結合されて、Ｖ字形状に形成されている。そして、これら基部材４１ｃ、４１ｃの他方端が、炭素繊維が貼り付けられる取付部４１ｂ、４１ｂとなっている。また、突っ張り手段としての、例えばジャッキ４１ｄが、二つの基部材４１ｃ、４１ｃの中間部分をつなぐように取り付けられる。こうして、炭素繊維シート１が取り付けられた保持具４１の基部材４１ｃ、４１ｃを互いに開くように、ジャッキ４１ｄを突っ張るように操作することにより、取付部４１ｂ、４１ｂは互いに離れて、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。また、図１１にあっては、基台４１ａは、ガイド孔４１ｆを備えた第１の基部材４１ｇと、スライド可能となるようガイド孔に挿通されて案内される第２の基部材４１ｈとからなる。そして、突っ張り手段としての、例えばジャッキ４１ｄが、第１および第２の基部材４１ｇ、４１ｈの端部から上方に向かって立設する取付部４１ｂ、４１ｂの中間部分をつなぐように取り付けられる。こうして、炭素繊維シート１が取り付けられた保持具４１の基部材４１ｇ、４１ｈを互いにスライドさせて離すように、ジャッキ４１ｄを突っ張るように操作することで、取付部４１ｂ、４１ｂは互いに離れて、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。
【００４５】
また、第五の実施の形態において、コンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けられる炭素繊維プレート５１は、ニ本でなくとも、一本あるいは三本以上であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳述したところから明らかなように、この発明に係る構造物の補強方法によれば、以下の効果がある。
【００４７】
請求項１および２に記載された構造物の補強方法によれば、繊維材または繊維強化材からなる補強材の強度を活かして、構造物に圧縮応力が与えられることにより、構造物を効果的に補強することができる。そして、補強材を緊張する際に、その緊張する作業を、構造物から離れた作業の行いやすい場所で行うことで、その緊張を安全に行うことができる。
【００４８】
【００４９】
また、請求項３に記載された構造物の補強方法によれば、繊維材または繊維強化材からなる補強材の強度を活かして、コンクリート桁に圧縮応力が与えられることにより、コンクリート桁を効果的に補強することができる。そして、補強材を緊張する際に、その緊張する作業を、コンクリート桁から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚の側面に固定された反力台を介して、補強するコンクリート桁以外の橋脚から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。
【００５０】
また、請求項４に記載された構造物の補強方法によれば、方向変換具の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁を痛めることがない。
【００５１】
【００５２】
また、請求項５に記載された構造物の補強方法によれば、補強材を構造物の貼付面に貼り付ける際に、補強材の中間部分が貼付面から浮くことなく、補強材を、貼付面に貼り付けることができ、その貼り付けを確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例ではあるが、構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の第一の実施の形態の、正面図である。
【図２】 同じく、要部拡大底面図である。
【図３】 図１における、Ａ−Ａ線による拡大断面図である。
【図４】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第二の実施の形態の、正面図である。
【図５】 同じく、要部拡大底面図である。
【図６】 この発明に係る構造物の補強方法の実施の形態（第三の実施の形態）の、正面図である。
【図７】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第四の実施の形態の、正面図である。
【図８】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第五の実施の形態の、図３相当の拡大断面図である。
【図９】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【図１０】 参考例ではあるが、構造物の補強方法のさらに他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【図１１】 参考例ではあるが、構造物の補強方法のさらに他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 炭素繊維シート（補強材） １ａ 一端側
１ｂ 他端側 １ｃ 中間部分
１ｄ 先端部
２ コンクリート桁（構造物） ２ａ 貼付面
３１ 方向変換具 ３２ 橋脚
３３ 反力台 ３４ ジャッキ（引張手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する、構造物の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、構造物として、例えば、橋や高架道路等のコンクリート桁あるいはプレストレストコンクリート桁を後から補強するにあたって、その桁の下面等に、補強材としての炭素繊維シートを何枚も貼り付けることで、その桁を補強することがあった。
【０００３】
しかし、この補強方法を、例えば、プレストレストコンクリート桁に用いた場合は、炭素繊維シートを桁の断面係数の増加分にしか反映できず、炭素繊維シートを有効に利用しているとはいえなかった。すなわち、炭素繊維シートの設計引張強度が２４，４９０キログラム／平方センチメートルであるのに対して、桁の破断時における炭素繊維シートの引張応力が、例えば、５，７５０キログラム／平方センチメートルというように、設計引張強度の１／４程度しか使用しておらず、この炭素繊維シートの強度を十分に活かしていなかった。
【０００４】
この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、補強材の強度を活かして、構造物を効果的に補強することができる、構造物の補強方法を提供することにある。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る構造物の補強方法は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係る構造物の補強方法は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する方法であって、前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記構造物の貼付面に貼り付けることで、前記構造物に圧縮応力を与えるものである。前記補強材の緊張にあたっては、前記補強材を、その一端側を前記構造物に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように延ばし、その延びた先端部を前記貼付面から離れるように延ばす方向に引っ張る。こうして、構造物は、繊維材または繊維強化材からなる補強材が貼り付けられることによりその補強材の追加分によって、補強されるだけでなく、構造物自身に圧縮応力が与えられることにより、直接的に補強される。ここにおいて、補強材の他端側が、貼付面から離れるように延びて引っ張られることで、この補強材に緊張力が付与される。そして、この補強材を緊張する作業を、補強材の他端側の、貼付面から離れるように延びた先端部を引っ張ることで、構造物から離れた作業の行い易い場所を選んで安全に行うことができる。なお、補強材の一端側においては、その一端側を、構造物に、引っ張ることができないように固定的に取り付けてもよく、また、引っ張り可能に取り付けてもよい。このように、補強材の一端側を、構造物に引っ張り可能に取り付けた場合には、補強材の他端側だけでなく、一端側をもまた、引っ張ることで、その補強材を緊張してもよい。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の他端側は、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように延びてもよい。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明に係る構造物の補強方法は、構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する方法であって、前記構造物は、コンクリート桁からなり、前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記コンクリート桁の下面の貼付面に貼り付けることで、前記コンクリート桁に圧縮応力を与えるものである。前記補強材の緊張にあたって、前記補強材を、その一端側を前記コンクリート桁に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように下方に延ばし、その延びた先端部を、前記コンクリート桁が載った橋脚の側面に固定された反力台に取り付けられた引張手段により、下方に引っ張る。こうして、コンクリート桁は、繊維材または繊維強化材からなる補強材が貼り付けられることによりその補強材の追加分によって、補強されるだけでなく、コンクリート桁自身に圧縮応力が与えられることにより、直接的に補強される。ここにおいて、補強材の他端側が、貼付面から離れるように下方に延びて引っ張られることで、この補強材に緊張力が付与される。そして、この補強材を緊張する作業を、補強材の他端側の、貼付面から離れるように下方に延びた先端部を引っ張ることで、コンクリート桁から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚の側面に固定された 反力台を介して、補強するコンクリート桁以外の橋脚から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。なお、補強材の一端側においては、その一端側を、コンクリート桁に、引っ張ることができないように固定的に取り付けてもよく、また、引っ張り可能に取り付けてもよい。このように、補強材の一端側を、コンクリート桁に引っ張り可能に取り付けた場合には、補強材の他端側だけでなく、一端側をもまた、引っ張ることで、その補強材を緊張してもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の他端側は、方向変換具を介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように下方に延びてもよい。ここで、前記方向変換具は、前記コンクリート桁の自重を利用するようにして、そのコンクリート桁と前記橋脚との間に突っ張るようにして取り付けられる。このように、方向変換具の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁を痛めることがない。
【００１２】
【００１３】
また、請求項５に記載の発明に係る構造物の補強方法のように、前記補強材の貼り付けにあたって、前記補強材の中間部分の適宜箇所を前記貼付面に押し付けるようにして、前記補強材を前記貼付面に貼り付けてもよい。こうして、補強材を構造物の貼付面に貼り付ける際に、補強材の中間部分の適宜箇所が、貼付面に押し付けられるので、補強材の中間部分が貼付面から浮くことなく、補強材は、貼付面に貼り付けられる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る構造物の補強方法を、コンクリート構造物に適用した実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図３は、参考例ではあるが、構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の第一の実施の形態を示す。この補強方法は、繊維材からなる補強材としての炭素繊維シート１を緊張して、その緊張した炭素繊維シート１を、構造物としての、例えば、橋や高架道路等のコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けることで、そのコンクリート桁２に圧縮応力を与えるものである。図中符号３および４は、コンクリート桁２の両端部分のそれぞれを支持する、ローラー支点およびヒンジ支点である。
【００１８】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂを平板矩形状の支持板５に貼り付けるなどして取り付ける。そして、その支持板５を、コンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃの下面側に固定した、移動手段としてのジャッキ６により、炭素繊維シート１の一端側１ａから他端側１ｂに向かう方向に移動させることで、その炭素繊維シート１の他端側１ｂを引っ張り、炭素繊維シート１を緊張させる。ここで、ジャッキ６は、コンクリート桁２へ、そのコンクリート桁２にアンカー７により固定された平板矩形状の固定板８を介して、固定される。このように、支持板５、ジャッキ６および固定板８は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置９となっている。また、図示実施の形態においては、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様の、支持板１０、ジャッキ１１、固定板１２およびアンカー１３を介して、コンクリート桁２に取り付けられており、その一端側１ａもまた、支持板１０を、ジャッキ１１により、他端側１ｂから一端側１ａに向かう方向に移動させることで、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた引っ張ることができるようになっている。したがって、これら支持板１０、ジャッキ１１および固定板１２もまた、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置１４となっている。当然ながら、炭素繊維シート１の一端側１ａもしくは他端側１ｂのいずれか一方を、引っ張ることができないように、コンクリート桁２に、固定的に取り付けても構わない（後述する第二および第三の実施の形態についても同様である。）
また、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付けにあたっては、予め、コンクリート桁２の貼付面２ａまたは（および）炭素繊維シート１に、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布しておくことで、その接着剤を介して、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに貼り付けられる。
【００１９】
このとき、コンクリート桁２の貼付面２ａと、その貼付面２ａに面して配備した炭素繊維シート１との間に隙間があり、接着剤の効きが十分でない場合には、貼付装置１５により、炭素繊維シート１の中間部分１ｃの適宜箇所（例えば、２〜３ｍピッチで、炭素繊維シート１の緊張方向に並ぶ複数箇所）を貼付面２ａに押し付けるようにして、炭素繊維シート１を貼付面２ａに貼り付ける。この貼付装置１５は、図３に示されるように、ベース部材１５ａと、押え部材１５ｂと、付勢手段１５ｃとからなる。ベース部材１５ａは、コンクリート桁２の下側フランジ部２ｄを囲むように、縦断面略Ｕ字形状をしており、ベース部材１５ａの両先端部分１５ｄ、１５ｄは、内側に倒れるように回動可能に形成されている（その回動する構造は図示せず）。そして、ベース部材１５ａは、両先端部分１５ｄ、１５ｄが、コンクリート桁２の側面を挟むようにして、そのコンクリート桁２に取り付けられ、また、両先端部分１５ｄ、１５ｄが、互いに離れるように回動することで、コンクリート桁２から取り外し可能となっている。押え部材１５ｂは、コンクリート桁２の貼付面２ａに面して配備された炭素繊維シート１の中間部分１ｃに対向して、炭素繊維シート１の、その緊張方向に直交する幅方向に、その炭素繊維シート１を横切るように延びた角材状のものからなる。付勢手段１５ｃは、ベース部材１５ａの略Ｕ字形状の下部部分を構成する下部片１５ｅと押え部材１５ｂとの間に位置し、下部片１５ｅに支持されて押え部材１５ｂを炭素繊維シート１側に付勢するものであり、例えば、ターンバックルやジャッキあるいはスプリング等からなっている。
【００２０】
こうして、緊張した炭素繊維シート１を、コンクリート桁２の貼付面２ａに貼ることができ、接着剤の養生期間終了後に、炭素繊維シート１は、支持板５、１０との付け根部分で切断等される。ここで、炭素繊維シート１は、一枚だけとは限らず、コンクリート桁２を補強する程度に応じて、複数枚が、同様の手順を繰り返すことで、コンクリート桁２の貼付面２ａに、積み重なるように貼り付けられる。そして、貼付装置１５および緊張装置９、１４が、コンクリート桁２から取り外される。こうして、コンクリート桁２の特に下部側に圧縮応力が与えられる。
【００２１】
次に、以上の構成からなる構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の作用効果について説明する。コンクリート桁２は、炭素繊維シート１が貼り付けられることにより、その炭素繊維シート１の追加分によって、補強されるだけでなく、緊張された炭素繊維シート１により、コンクリート桁２自身に圧縮応力が与えられて、直接的に補強される。こうして、炭素繊維シート１の強度を活かして、コンクリート桁２に圧縮応力が与えられることにより、コンクリート桁２を効果的に補強することができる。
【００２２】
また、炭素繊維シート１の、緊張装置９による緊張にあたっては、炭素繊維シート１の他端側１ｂが、支持板５に貼り付けなどによって取り付けられることで、その他端側１ｂは、支持板５を介して、ジャッキ６により、幅全体が安定して容易に引っ張られて、この炭素繊維シート１に緊張力が容易に付与される。さらに、緊張装置９は、支持板５、ジャッキ６および固定板８という簡単な構造からなっており、その簡単な構造の緊張装置９によって、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。また、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様に、緊張装置１４により、引っ張ることが可能となっており、炭素繊維シート１の他端側１ｂだけでなく一端側１ａもまた引っ張ることで、炭素繊維シート１に緊張力を付与することもできる。
【００２３】
また、炭素繊維シート１をコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付ける際に、貼付装置１５を使用することにより、そのベース部材１５ａに支持された押え部材１５ｂが、付勢手段１５ｃにより炭素繊維シート１側に付勢されて、炭素繊維シート１の中間部分１ｃの適宜箇所が、貼付面２ａに押し付けられる。したがって、炭素繊維シート１の中間部分１ｃが貼付面２ａから浮くことなく、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに貼り付けられ、その貼り付けは確実となる。
【００２４】
図４および図５は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第二の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１を緊張する方法が異なるが、他は同一であり（但し、貼付装置１５は、 図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００２５】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂをコンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃの下面側に回転可能に支持されたローラー２１に巻く。そして、この炭素繊維シート１の他端側１ｂをローラー２１に巻き付けるように、そのローラー２１を回転することで、炭素繊維シート１の他端側１ｂを引っ張り、この炭素繊維シート１を緊張させる。ここで、ローラー２１は、そのコンクリート桁２にアンカー２２により固定された断面略コの字状のフレーム２３に回転可能に支持されており、こうして、このローラー２１は、フレーム２３を介すことで、コンクリート桁２に回転可能に支持されている。そして、フレーム２３には、ローラー２１と一体となって回転するように、歯車２４、２４が取り付けられている。そして、この歯車２４は、モーターや人力等の動力により作動する駆動部（図示せず）により、回転駆動するようになっており、この回転駆動する歯車２４と一体となってローラー２１が回転することとなる。こうして、歯車２４および駆動部は、ローラー２１を回転させる駆動手段となっている。また、このように、フレーム２３、ローラー２１および駆動手段は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置２５となっている。また、図示実施の形態においては、炭素繊維シート１の一端側１ａもまた、他端側１ｂと同様の、ローラー２６、フレーム２７およびアンカー２８を介して、コンクリート桁２に取り付けられている。そして、炭素繊維シート１の他端側１ｂと同様に、歯車を含む駆動手段により、炭素繊維シート１の一端側１ａをローラー２６に巻き付けるように、ローラー２６を回転することで、その一端側１ａもまた引っ張ることができるようになっている。したがって、これらフレーム２７、ローラー２６および駆動手段もまた、第１の実施の形態と同様に、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３０となっている。
【００２６】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第二の実施の形態においては、炭素繊維シート１の緊張にあたって、この炭素繊維シート１の他端側１ｂがローラー２１に巻き付けられるように、駆動手段を通じてローラー２１を回転するだけで、炭素繊維シート１の他端側１ｂは、容易に引っ張られて、この炭素繊維シート１に緊張力が容易に付与される。
【００２７】
図６は、本発明に係る構造物の補強方法の実施の形態（第三の実施の形態）を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１を緊張する方法が異なるが、他はほぼ同一であり（但し、貼付装置１５は、図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００２８】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、その一端側１ａをコンクリート桁２の長手方向の一端側２ｂの下面側に取り付けるとともに、コンクリート桁２の下面の貼付面２ａに面して配備し、炭素繊維シート１の他端側１ｂをコンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃで貼付面２ａから離れるように延ばし、その延びた先端部１ｄを引っ張り、炭素繊維シート１を緊張させる。具体的には、コンクリート桁２の長手方向の他端側２ｃには、炭素繊維シート１の延びる方向を変換するための、方向変換具３１が、補強する構造物であるコンクリート桁２の自重を利用するようにして、コンクリート桁２とそのコンクリート桁２が載った橋脚３２との間にジャッキ構造等で突っ張るようにして取り付けられている。そして、炭素繊維シート１は、その他端側１ｂが、方向変換具３１のローラー３１ａを介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって、貼付面２ａから離れるように下方に延びている。さらに、炭素繊維シート１の他端側１ｂは、その延びた先端部１ｄが、補強するコンクリート桁２以外の構造物である橋脚３２の側面に固定された反力台３３に取り付けられた引張手段としての、例えばジャッキ３４により、下方に引っ張られて、炭素繊維シート１は緊張される。こうして、方向変換具３１、反力台３３およびジャッキ３４は、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３５となっている。また、炭素繊維シート１の一端側１ａは、コンクリート桁２に取り付けられた他の方向変換具３６および、他の引張手段としての、例えば他のジャッキ３７を介して、コンクリート桁２に取り付けられており、その一端側１ａは、方向変換具３６のローラー３６ａを介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって下方に延びている。そして、その一端側１ａの延びた先端部１ｅを、ジャッキ３７により、下方に引っ張ることができるようになっている。したがって、これら方向変換具３６およびジャッキ３７もまた、第１の実施の形態と同様に、補強材としての炭素繊維シート１を緊張する緊張装置３８となっている。
【００２９】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態と同様であるが、この第三の実施の形態においては、炭素繊維シート１の緊張にあたって、その緊張する作業を、炭素繊維シート１の他端側１ｂの、貼付面２ａから離れるように延びた先端部１ｄを引っ張ることで、コンクリート桁２から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚３２に反力台３３を取り付けて、その反力台３３を介して、補強するコンクリート桁２以外の構造物である橋脚３２から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。また、方向変換具３１の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁２の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁２に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁２を痛めることがない。
【００３０】
図７は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第四の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法とは、炭素繊維シート１の緊張方法が異なるが、他はほぼ同一であり（但し、貼付装置１５は、図示せず、省略する。）、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００３１】
炭素繊維シート１の緊張にあたっては、炭素繊維シート１を、緊張方向の両端部１ｆ、１ｆを固定するようにして緊張した状態で保持した、保持具４１を用意しておくことで、この炭素繊維シート１は、緊張された状態に保持される。ここで、保持具４１は、平板状の基台４１ａと、その基台４１ａの両端から上方に向かって立設する取付部４１ｂ、４１ｂとからなる。そして、炭素繊維シート１は、緊張した状態で、その両端部１ｆ、１ｆが保持具４１の取付部４１ｂ、４１ｂに貼り付けなどによって固定されるようにして、この保持具４１に取り付けられている。
【００３２】
そして、炭素繊維シート１をコンクリート桁２の貼付面２ａに宛てがうように、前記保持具４１を配備するとともに、炭素繊維シート１を貼付面２ａに、エポキシ樹脂等の接着剤により貼り付ける。この接着剤の養生期間終了後に、炭素繊維シート１は、保持具４１の取付部４１ｂ、４１ｂとの付け根部分で切断等されて、この炭素繊維シート１から、保持具４１が取り除かれる。ここで、一枚の炭素繊維シート１は、コンクリート桁２の貼付面２ａの一部を覆うのみであるが、複数枚の炭素繊維シート１、１を、順次、貼付面２ａに貼り付けることで、貼付面２ａ全体が、これら炭素繊維シート１、１で覆われる。
【００３３】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第四の実施の形態においては、緊張した炭素繊維シート１が取り付けられる、コンクリート桁２とは独立した保持具４１を、使用することで、炭素繊維シート１を緊張する作業と、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業とを独立して行うことができる。
【００３４】
従って、例えば、炭素繊維シート１を緊張する作業を工場で行い、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼付作業を現場で行うことができる。また、現場で、炭素繊維シート１を緊張する作業も行う場合には、コンクリート桁２の貼付面２ａに炭素繊維シート１を何枚も重ねて貼り付ける際に、保持具４１を複数使用することで、貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業と、次に貼り付ける炭素繊維シート１を緊張する作業とを並行して行うこともできる。このように、緊張した炭素繊維シート１が取り付けられる保持具４１を使用することで、その炭素繊維シート１を緊張する作業と、コンクリート桁２の貼付面２ａへの炭素繊維シート１の貼り付け作業とを独立して行うことができるので、それら緊張作業と貼り付け作業とを効率的に行うことができる。
【００３５】
また、一枚の炭素繊維シート１は、コンクリート桁２の貼付面２ａの一部を覆うのみであるので、貼付面２ａが湾曲している等平面でない場合であっても、炭素繊維シート１は、貼付面２ａに容易に倣って、貼付面２ａの一部を覆うことができる。したがって、炭素繊維シート１を、コンクリート桁２の貼付面２ａにしっかりと貼り付けることができる。
【００３６】
図８は、参考例ではあるが、構造物の補強方法の第五の実施の形態を示す。この補強方法は、第一の実施の形態に示す補強方法と比較すると、補強材として、炭素繊維シート１の代わりにプレート状に形成された炭素繊維プレート５１を使用する点、押えシート５２が追加される点が異なるが、他は同一であり、以下に、その異なる部分を主に説明する。
【００３７】
炭素繊維プレート５１は、炭素繊維シートを、例えば、八枚程度、エポキシ樹脂等の樹脂を含浸させながら層状に重ねたものである。この炭素繊維プレート５１は、緊張した状態で、図示実施の形態においては、二本が、コンクリート桁２の幅方向に並ぶようにして、そのコンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けられる。
【００３８】
押えシート５２は、繊維シートその他のシート材からなり、炭素繊維プレート５１、５１を貼付面２ａに貼り付けた後に、その炭素繊維プレート５１、５１に密着してその炭素繊維プレート５１、５１を覆うようにして、コンクリート桁２の下面に、エポキシ樹脂等の接着剤により貼り付けられる。
【００３９】
以上の構成からなる構造物の補強方法の作用効果は、第一の実施の形態とほぼ同様であるが、この第五の実施の形態においては、炭素繊維プレート５１、５１がプレート状であるために、貼付面２ａが例えば湾曲している等平面でないとか、接着面積が小さくなる等の理由により、貼付面２ａへの炭素繊維プレート５１、５１の貼り付けが十分でない場合がある。かかる場合であっても、押えシート５２を、炭素繊維プレート５１、５１に密着してその炭素繊維プレート５１、５１を覆うようにして、コンクリート桁２の下面に貼り付けることで、貼付面２ａへの炭素繊維プレート５１、５１の貼り付けの弱さを補うことができ、その貼り付けを確実にすることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、炭素繊維シート１や炭素繊維プレート５１は、コンクリート桁２の下面に貼り付けられなくとも、側面や上面に貼り付けられてもよい。また、補強される構造物は、コンクリート桁２だけでなく、橋脚、梁、柱、床版、その他のコンクリート構造物（鉄筋コンクリート構造物とかプレストレストコンクリート構造物等）であってもよく、また、コンクリート製の構造物に限定されるものでもない。また、第一ないし第四の実施の形態において、炭素繊維シート１の代わりに炭素繊維プレートを使用してもよい。また、繊維材からなる補強材は、炭素繊維シート１あるいは炭素繊維プレート５１でなくとも、ガラス繊維、アラミド繊維等の、繊維シートあるいは繊維プレートであってもよい。また、補強材は、繊維材からなるものでなくとも、ガラス繊維強化プラスチック、その他の繊維強化プラスチック等の、繊維強化材からなるものであってもよい。
【００４１】
また、第一の実施の形態において、炭素繊維シート１を支持板５、１０に取り付ける方法として、貼り付けだけでなく、くさび方式、モルタル充填方式によって取り付けてもよい。
【００４２】
また、第三の実施の形態において、炭素繊維シート１の他端側１ｂの、貼付面２ａから離れるように延びた他端側１ｂの先端部１ｄを引っ張るには、反力台３３およびジャッキ３４を使用しなくとも、第一または第二の実施の形態に示す緊張装置９、２５を橋脚３２に固定するようにして使用してもよい。
【００４３】
また、第四の実施の形態における保持具４１は、図９に示すように、基台４１ａが、中央から両端に延びるにつれて、上方に向かうように傾斜して形成され、その基台４１ａの両端が、炭素繊維シート１が固定される取付部４１ｂ、４１ｂとなっていてもよい。
【００４４】
また、第四の実施の形態における保持具４１は、図１０または図１１に示すように、その保持具４１自身に、炭素繊維シート１に緊張力を付与する緊張構造を備えていてもよい。すなわち、図１０にあっては、基台４１ａは、二つの基部材４１ｃ、４１ｃからなり、これら基部材４１ｃ、４１ｃは、それらの一方端が、互いにヒンジ４１ｅで結合されて、Ｖ字形状に形成されている。そして、これら基部材４１ｃ、４１ｃの他方端が、炭素繊維が貼り付けられる取付部４１ｂ、４１ｂとなっている。また、突っ張り手段としての、例えばジャッキ４１ｄが、二つの基部材４１ｃ、４１ｃの中間部分をつなぐように取り付けられる。こうして、炭素繊維シート１が取り付けられた保持具４１の基部材４１ｃ、４１ｃを互いに開くように、ジャッキ４１ｄを突っ張るように操作することにより、取付部４１ｂ、４１ｂは互いに離れて、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。また、図１１にあっては、基台４１ａは、ガイド孔４１ｆを備えた第１の基部材４１ｇと、スライド可能となるようガイド孔に挿通されて案内される第２の基部材４１ｈとからなる。そして、突っ張り手段としての、例えばジャッキ４１ｄが、第１および第２の基部材４１ｇ、４１ｈの端部から上方に向かって立設する取付部４１ｂ、４１ｂの中間部分をつなぐように取り付けられる。こうして、炭素繊維シート１が取り付けられた保持具４１の基部材４１ｇ、４１ｈを互いにスライドさせて離すように、ジャッキ４１ｄを突っ張るように操作することで、取付部４１ｂ、４１ｂは互いに離れて、炭素繊維シート１に緊張力が付与される。
【００４５】
また、第五の実施の形態において、コンクリート桁２の貼付面２ａに貼り付けられる炭素繊維プレート５１は、ニ本でなくとも、一本あるいは三本以上であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳述したところから明らかなように、この発明に係る構造物の補強方法によれば、以下の効果がある。
【００４７】
請求項１および２に記載された構造物の補強方法によれば、繊維材または繊維強化材からなる補強材の強度を活かして、構造物に圧縮応力が与えられることにより、構造物を効果的に補強することができる。そして、補強材を緊張する際に、その緊張する作業を、構造物から離れた作業の行いやすい場所で行うことで、その緊張を安全に行うことができる。
【００４８】
【００４９】
また、請求項３に記載された構造物の補強方法によれば、繊維材または繊維強化材からなる補強材の強度を活かして、コンクリート桁に圧縮応力が与えられることにより、コンクリート桁を効果的に補強することができる。そして、補強材を緊張する際に、その緊張する作業を、コンクリート桁から離れた作業の行い易い場所、例えば、地面に近い場所で安全に行うことができる。さらに、橋脚の側面に固定された反力台を介して、補強するコンクリート桁以外の橋脚から反力を取ることで、一層安全に作業を行うことができる。
【００５０】
また、請求項４に記載された構造物の補強方法によれば、方向変換具の取り付けにあたって、補強する構造物であるコンクリート桁の自重を利用することで、アンカー等をコンクリート桁に埋め込む必要がなくなり、コンクリート桁を痛めることがない。
【００５１】
【００５２】
また、請求項５に記載された構造物の補強方法によれば、補強材を構造物の貼付面に貼り付ける際に、補強材の中間部分が貼付面から浮くことなく、補強材を、貼付面に貼り付けることができ、その貼り付けを確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例ではあるが、構造物の補強方法および、補強材の貼付装置の第一の実施の形態の、正面図である。
【図２】 同じく、要部拡大底面図である。
【図３】 図１における、Ａ−Ａ線による拡大断面図である。
【図４】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第二の実施の形態の、正面図である。
【図５】 同じく、要部拡大底面図である。
【図６】 この発明に係る構造物の補強方法の実施の形態（第三の実施の形態）の、正面図である。
【図７】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第四の実施の形態の、正面図である。
【図８】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の第五の実施の形態の、図３相当の拡大断面図である。
【図９】 参考例ではあるが、構造物の補強方法の他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【図１０】 参考例ではあるが、構造物の補強方法のさらに他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【図１１】 参考例ではあるが、構造物の補強方法のさらに他の実施の形態の、保持具を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 炭素繊維シート（補強材） １ａ 一端側
１ｂ 他端側 １ｃ 中間部分
１ｄ 先端部
２ コンクリート桁（構造物） ２ａ 貼付面
３１ 方向変換具 ３２ 橋脚
３３ 反力台 ３４ ジャッキ（引張手段）
Claims (5)
- 構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する、構造物の補強方法であって、
前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記構造物の貼付面に貼り付けることで、前記構造物に圧縮応力を与えるものであり、
前記補強材の緊張にあたって、前記補強材を、その一端側を前記構造物に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように延ばし、その延びた先端部を前記貼付面から離れるように延ばす方向に引っ張ることを特徴とする、構造物の補強方法。 - 請求項１に記載の、構造物の補強方法であって、
前記補強材の他端側は、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように延びることを特徴とする、構造物の補強方法。 - 構造物に繊維材または繊維強化材からなる補強材を貼り付けることで、その構造物を補強する、構造物の補強方法であって、
前記構造物は、コンクリート桁からなり、
前記補強材を緊張して、その緊張した補強材を前記コンクリート桁の下面の貼付面に貼り付けることで、前記コンクリート桁に圧縮応力を与えるものであり、
前記補強材の緊張にあたって、前記補強材を、その一端側を前記コンクリート桁に取り付けるとともに、前記貼付面に面して配備し、前記補強材の他端側を、前記貼付面から離れるように下方に延ばし、その延びた先端部を、前記コンクリート桁が載った橋脚の側面に固定された反力台に取り付けられた引張手段により、下方に引っ張ることを特徴とする、構造物の補強方法。 - 請求項３に記載の、構造物の補強方法であって、
前記補強材の他端側は、方向変換具を介すことで、ほぼ直角に折れ曲がって、前記貼付面から離れるように下方に延び、
前記方向変換具は、前記コンクリート桁の自重を利用するようにして、そのコンクリート桁と前記橋脚との間に突っ張るようにして取り付けられることを特徴とする、構造物の補強方法。 - 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の構造物の補強方法であって、
前記補強材の貼り付けにあたって、
前記補強材の中間部分の適宜箇所を前記貼付面に押し付けるようにして、前記補強材を前記貼付面に貼り付けることを特徴とする、構造物の補強方法。
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