JP4041708B2 - 橋脚横梁の補強方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路や鉄道等の橋脚横梁の補強方法に係り、特に、上面に支承や落橋防止装置等が配置された橋脚横梁を補強するのに好適な橋脚横梁の補強方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラーメン橋脚横梁に代表される橋脚横梁には、橋脚横梁の上面に支承や落橋防止装置等が配置されている。このため、橋脚等の柱状部のように、鋼板や強化繊維シートで橋脚横梁を完全に包み込んで補強することができない。また、仮に支承や落橋防止装置等が無くとも、横梁上面と橋梁上部工などの構築物下面との隙間が狭く、横梁の幅が広いことから、人力での作業が困難であり、強化シートに樹脂を良好に含浸し、硬化させる際の施工品質の確保は極めて困難である。
【0003】
このため、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン、チタン、スチール等の無機繊維、アラミド、ポリエステル、ナイロン等の有機繊維を一種もしくは複数種混入して形成された強化繊維シートを、橋脚横梁の両側面と下面にU字状に配置し、該強化繊維シートに、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の樹脂を含浸させて、該強化繊維シートを橋脚横梁に接着すると共に硬化させて、橋脚横梁を補強することが行なわれていた。
【0004】
通常、コンクリート構造物の補強設計を行なう場合、対象となるコンクリート構造物に強化繊維シートを完全に巻き付けた状態の補強効率を求め、前記のように強化繊維シートをU字状に巻き付けた場合でも完全に巻き付けた場合と同等の補強効率が得られるものとして補強設計を行なっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
強化繊維シートを橋脚横梁にU字状に巻きつける補強方法は、施工が簡便であるが、強化繊維シートを橋脚横梁に完全に巻き付けていないため、その補強効率は、橋脚横梁に強化繊維シートを完全に巻き付けた場合の補強効率の半分程度と低いものになる。
【0006】
即ち、強化繊維シートをU字状に巻きつけて補強した場合、強化繊維シートに樹脂を含浸させ硬化させているとしても、U字状の開口部を押し広げる力が作用した場合、硬化している強化繊維シートの開口部が開き橋脚横梁にクラックが発生しやすい。このため、設計時に想定したせん断耐力が期待できず、地震時に橋脚横梁のせん断破壊が発生する危険性があり、強化繊維シートを完全に巻き付けることができない橋脚横梁を、簡便に、かつ確実に補強することができる補強方法の開発が望まれていた。
【0007】
前記の事情に鑑み、本発明は、支承や落橋防止装置等が配置され、強化繊維シートを完全に巻き付けることができない橋脚横梁を、簡便、かつ確実に補強することができる橋脚横梁の補強方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、上面に落橋防止装置(5)又は支承(3)が配置された橋脚横梁(2)を強化繊維シートによって補強する、橋脚横梁の補強方法において、
該橋脚横梁の長手方向に沿った区間であって、前記落橋防止装置(5)又は支承(3)が配置されている区間及び前記落橋防止装置(5)又は支承(3)が配置されていない区間に亘って、該橋脚横梁の両側面(2b)及び下面(2c)を覆うようにU字状に強化繊維シート(7)を巻き付け、
該強化繊維シート(7)に樹脂を含浸させて該両側面(2b)及び下面(2c)に接着し、
樹脂を含浸させて硬化させたプレキャスト部(11、16)を中央に有して未硬化部(12、17)を両端に有する補強帯(10、15)の前記プレキャスト部(11、16)に接着剤(13)を塗布し、
前記橋脚横梁の上面であって前記落橋防止装置(5)又は支承(3)が配置されていない区間の平坦部分に前記接着剤(13)を介して接着されるように前記プレキャスト部(11、16)を配置し、
前記落橋防止装置(5)又は支承(3)が配置されていない区間における前記橋脚横梁の両側面(2b)及び下面(2c)に、前記U字状に巻き付けられた強化繊維シート(7)の上から巻き付けるように前記補強体(10、15)の未硬化部(12、17)を配置し、
該未硬化部(12、17)に樹脂を含浸させるようにすることを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、前記補強帯(10、15)は、強化繊維で帯状に、しかも前記橋脚横梁の軸直角断面における外周長よりも長く形成され、
その中央部に形成された前記プレキャスト部(11、16)は、前記橋脚横梁の上面の幅よりも短い長さに形成されたことを特徴とする。
【0012】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであって、特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【0013】
【発明の効果】
請求項1及び2に係る発明によると、橋脚横梁にU字状に巻き付けた強化繊維シートの上から補強帯を巻き付けて固定するようにしているので、補強帯で強化繊維シートのU字状の開口部の広がりを抑制することが出来、橋脚横梁のせん断耐力を大幅に向上させることができる。また、補強帯は、予め硬化処理されたプレキャスト部を橋脚横梁の上に載置して橋脚横梁に巻き付け、樹脂を含浸させるだけであるので、施工が容易であり、施工品質を確保することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1ないし図4は、本発明の実施の形態を示すもので、図1は、本発明の補強方法によって補強された橋脚横梁の側面図、図2は、図1のA−A断面図、図3は、図1のB−B断面図、図4は、図1における補強帯の展開図である。
【0019】
図1に示すように、所定の間隔で立設されたラーメン橋脚1の上端には、橋脚横梁2が一体に形成されている。該橋脚横梁2の上面2aには、支承3と落橋防止装置5等が配置され、該支承3で橋梁上部工6が支承され、落橋防止装置5で落下が防止されるようになっている。なお、橋脚横梁2の上面2aと橋梁上部工6の下面6aとの間隔Gは、通常30〜40cm程度になっている。
【0020】
図2に示すように、前記橋脚横梁2の外周に、橋脚横梁2の両側面2b及び下面2cを覆うように、強化繊維を布状に織り上げた柔軟な強化繊維シート7が巻き付けられ、樹脂が含浸されて橋脚横梁2に接着、硬化されている。なお、強化繊維シート7は、橋脚横梁2の上面に寸法lだけ被さるように巻き付けられている。従って、橋脚横梁2の幅をL1とすると、橋脚横梁2の上面2aには、強化繊維シート7が巻きつけられていない幅L2(L1−2l)の開口部8が発生する。
【0021】
図3に示すように、前記橋脚横梁2の上面2aと前記強化繊維シート7の外周には、橋脚横梁2の上面2aと対向する位置に、可撓性を有する強化繊維シートに予め樹脂が含浸され硬化させたプレキャスト部11と、その両端に未硬化部12が形成され、該プレキャスト部11に接着剤13が塗布された補強帯10が、橋脚横梁2の図1で軸心方向である左右方向に、間隔LM(LM1、LM2、LM3)を置いて複数個(図1の場合、4個)設置されている。
【0022】
該補強帯は、その未硬化部12(施工前においては樹脂が含浸されておらず、強化繊維シートからなる柔軟性(可撓性)を有する部分の意、施工中に樹脂が含浸されプレキャスト部11と同様に硬化する。)の端部が橋脚横梁2の下面2cで重なるように巻き付けられ、未硬化部12に樹脂が含浸されて、前記強化繊維シート7の外周面に接着、硬化されている。このとき、プレキャスト部分11は、接着剤13により橋脚横梁2の上面2aに接着固定される。
【0023】
前記補強帯10は、図4に示すように、幅W、長さL5の帯状に形成され、その中央部のプレキャスト部11は長さL3に形成されている。前記補強帯10の幅Wは、図1に示すように、橋脚横梁2の上面2aに配置される支承3や落橋防止装置5などの配置間隔Pよりも小さく形成されている。また補強帯10の長さL5は、図3に示すように、橋脚横梁2に強化繊維シート7を巻き付けた状態で、強化繊維シート7の幅をL4、高さをH、補強帯10の両端の重ね量をl2とすると、L5=2(L4+H)+l2に形成されている。即ち、橋脚横梁の軸直角断面における外周長(≒2(L4+H))よりも長い帯状に形成されている。なお、補強帯10の両端を重ね合わせる長さl2は、10cm程度あればよい。
【0024】
また、前記補強帯10のプレキャスト部11の長さL3は、図2に示す橋脚横梁2の上面2aの幅L1より短く、強化繊維シート7の開口部8の幅より長く(L1<L3<L2)なるように形成されている。前記プレキャスト部11の少なくとも一方の面には、図4に示すように、施工時に接着剤を塗布すべき領域として、長さL6、幅W2なる接着剤塗布領域ARAが形成されている。この接着剤塗布領域ARAに、施工現場で塗布する接着剤13の塗布長さL6は、図2に示す強化繊維シート7の開口部8の長さL2と略同じ長さL6≒L2でよい
【0025】
前記のように、支承3や落橋防止装置5が配置されている橋脚横梁2に強化繊維シート7をU字状に巻き付け、該強化繊維シート7に樹脂を含浸させて、橋脚横梁2に接着、硬化させる。次に、プレキャスト部分11が形成された補強帯10を巻き付けて、プレキャスト部分11を接着剤13で橋脚横梁2の上面2aに接着し、未だ樹脂が含浸されず強化繊維シートからなる柔軟な可撓性を有する未硬化部分12を、図3に示すように、橋脚横梁2の周囲を被覆する形で巻きつけ、該未硬化部分12に樹脂を含浸させて強化繊維シート7に接着固定する。更に、図3で橋脚横梁2の下部の補強帯10の両端部10a、10aを重ね合わせて樹脂を含浸させ閉鎖環状に一体にして硬化させることにより、補強帯10の巻き付け強度を向上させることができる。
【0026】
地震等により橋脚横梁2に外力が作用した場合、閉鎖環状に設置、固定された補強帯10により強化繊維シート7の開口部8の広がりを防止することができ、強化繊維シート7だけでU字状に補強した場合に比べ、橋脚横梁2のせん断耐力を大幅に増大させることができる。なお、本実施の形態において、橋脚横梁2に巻き付ける補強帯10の数をn、幅をWとすると、橋脚横梁2に巻きつけた補強帯10の橋脚横梁2の軸方向の総延長Mは、M=n×W(図1の場合、M=4W)になる。この補強帯10を巻きつける総延長Mは、橋脚横梁2のせん断区間の長さL7(図1参照、ラーメン橋脚1、1間の長さ)の1/9程度あれば橋脚横梁2のせん断耐力を大幅に向上させることができる。
【0027】
図5及び図6は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、図5は、図1のB−B断面図、図6は、図5における補強帯の展開図である。
【0028】
同図において、図1乃至図4と同じものは同じ符号をつけて示し説明を省略する。図6に示すように、補強帯15は、主帯15aと副帯15bで構成され、主帯15aには、施工前に予め強化繊維シートを樹脂で含浸固化させたプレキャスト部16が形成され、その両端に未だ樹脂が含浸されていない柔軟な可撓性を有する強化繊維シートからなる未硬化部17がつながっている。
【0029】
そして、図5に示すように、主帯15aのプレキャスト部16に接着剤13を塗布した状態で橋脚横梁2の上面2aに載置し固定し、両側の未硬化部17を橋脚横梁2の側面2bに巻き付けられた強化繊維シート7の側面に巻き付け、樹脂を含浸させて、強化繊維シート7に接着させる。
【0030】
主体15aの接着が終了したら、橋脚横梁2の下面2cに巻き付けられた強化繊維シート7に、柔軟な可撓性を有する強化繊維シートからなる副帯15bの中央部を当て、樹脂を含浸させて接着した後、その両側を橋脚横梁2の側面2bに沿って立上げ、主帯15aの両端部15c、15cと重ね合わせて樹脂を含浸させ、主帯15aと副帯15bを一体に接合して、閉鎖環状に硬化させる。
【0031】
なお、図6に示すように、主帯15a及び副帯15bは、幅W、長さL8に形成されている。この主帯15aと副帯15bの長さL8は、図5に示すように、橋脚横梁2に巻き付けられた強化繊維シート7の幅をL4、高さをH、重ね合わせ部の長さをl2とすると、L8=L4+H+l2になる。
【0032】
このような構成としても、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、主帯15aと副帯15bの長さL8を短くすることができ、補強工事の施工時に、主帯15a、副帯15bの取り扱いを容易にすることができ、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の補強方法によって補強された橋脚横梁の側面図。
【図2】図1のA−A断面図。
【図3】図1のB−B断面図。
【図4】図1における補強帯の展開図。
【図5】本発明の他の実施形態を示す、図1のB−B断面図。
【図6】図5における補強帯の展開図。
【符号の説明】
2…橋脚横梁
2a…上面
2b…側面
2c…下面
3…支承
5…落橋防止装置
7…強化繊維シート
10…補強帯
11…プレキャスト部
12…未硬化部
13…接着剤
15…補強帯
15a…主帯
15b…副帯
16…プレキャスト部
17…未硬化部
Claims (2)
- 上面に落橋防止装置又は支承が配置された橋脚横梁を強化繊維シートによって補強する、橋脚横梁の補強方法において、
該橋脚横梁の長手方向に沿った区間であって、前記落橋防止装置又は支承が配置されている区間及び前記落橋防止装置又は支承が配置されていない区間に亘って、該橋脚横梁の両側面及び下面を覆うようにU字状に強化繊維シートを巻き付け、
該強化繊維シートに樹脂を含浸させて該両側面及び下面に接着し、
樹脂を含浸させて硬化させたプレキャスト部を中央に有して未硬化部を両端に有する補強帯の前記プレキャスト部に接着剤を塗布し、
前記橋脚横梁の上面であって前記落橋防止装置又は支承が配置されていない区間の平坦部分に前記接着剤を介して接着されるように前記プレキャスト部を配置し、
前記落橋防止装置又は支承が配置されていない区間における前記橋脚横梁の両側面及び下面に、前記U字状に巻き付けられた強化繊維シートの上から巻き付けるように前記補強体の未硬化部を配置し、
該未硬化部に樹脂を含浸させる、
ことを特徴とする橋脚横梁の補強方法。 - 前記補強帯は、強化繊維で帯状に、しかも前記橋脚横梁の軸直角断面における外周長よりも長く形成され、
その中央部に形成された前記プレキャスト部は、前記橋脚横梁の上面の幅よりも短い長さに形成された、
ことを特徴とする請求項1に記載の橋脚横梁の補強方法。
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