JP4681748B2 - 構造物の補強方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、強化繊維シート緊張接着工法による建築或いは土木構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物（本願明細書では、コンクリート構造物或いは鋼構造物を含めて単に「構造物」という。）の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の補強方法として、近年、既存或いは新設の構造物の表面に連続強化繊維シートを貼り付けたり、巻き付けたりする接着工法が開発されている。
【０００３】
しかしながら、上記接着工法は、単純な接着のみであり、ＦＲＰ補強材の剥離による構造物の早期破壊により、終局耐力の補強効果の向上に限界がある一方、例えばコンクリート構造物のひび割れの抑制効果にも限界がある。その上、ＦＲＰ補強材の高い性能が有効に活用されていない場合が多い。
【０００４】
このような問題を改善するべく、強化繊維シートを用いた緊張接着工法が提案されている。例えば特開平１１−１８２０６１号公報には、強化繊維として少なくとも炭素繊維を含む炭素繊維シート、クロス及び樹脂を含浸したプリプレグ等からなる繊維材に対して、治具を介して緊張装置により緊張力を導入し、次いで、接着剤により繊維材をコンクリート部材の表面に貼着し、その後、治具及び緊張装置を除去する緊張接着工法が開示されている。
【０００５】
特に、このような緊張接着工法においては、作業性などの点から、強化繊維シートに対する緊張力導入時には、事前に強化繊維シートの樹脂含浸、硬化の工程を行わず、即ち、無含浸のままで緊張導入ができることが望ましい。
【０００６】
従来、強化繊維シートに対する緊張力導入方法としては、例えば、本願添付の図３及び図４に記載するような緊張装置１０を用いて行われる。
【０００７】
つまり、緊張装置１０は、図３及び図４に示すように、強化繊維シート１Ａの一端が取付けられる固定側取付け手段１１と、他端に取付けられ、強化繊維シート１Ａに引張力を付与する可動側取付け手段１２とを有する。
【０００８】
固定側取付け手段１１は、矩形状のシート固着板部材とされ、この板部材のシート取付け部１１Ａに強化繊維シート１Ａの一端が接着などにより固定され、他側の梁取付け部１１Ｂにはボルト穴１１Ｃが形成されている。この板部材１１は、梁取付け部１１Ｂのボルト穴１１Ｃを利用して、コンクリート構造物であるコンクリート梁１００のシート貼着面１０１の片側に位置してアンカーボルト１３にて取付けられる。
【０００９】
可動側取付け手段１２は、シート固着アングル部材１３と、ジャッキ手段１４とを有する。シート固着アングル部材１３は、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の他側に位置して設置される水平部１３Ａと、この水平部１３Ａに対して直交して形成された垂直部１３Ｂとを備え、水平部１３Ａには、強化繊維シート１Ａの一端が接着などにより固定され、垂直部１３Ｂには、ジャッキ手段１４を構成する例えば油圧ジャッキ１５の可動先端部１５Ａが連結される。又、ジャッキ１５は、取付け基台１６に取付けられており、取付け基台１６は、ボルト穴１６Ａが形成されており、このボルト穴１６Ａを用いてコンクリート梁１００の貼着面１０１と同一面にボルト１７などにて固定される。
【００１０】
先ず、補強方法を施工するに際して、強化繊維シート１Ａの一端には、緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａが接着剤などを使用して固着され、又、強化繊維シート１Ａの他端には、シート固着アングル部材１３の水平部１３Ａが接着剤などを使用して固着される。
【００１１】
次いで、シート固着板部材１１は、上述のように、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の一方側部に位置したコンクリート梁１００の下面に、上述したように、ボルト穴１１Ｃを利用してアンカーボルト１３により固定される。
【００１２】
一方、ジャッキ手段１２の取付け基台１６が、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の他方側部に位置したコンクリート梁１００の下面にボルト穴１６Ａを利用してアンカーボルト１７により固定される。ジャッキ１５の可動先端部１５Ａには、シート固着アングル部材１３の垂直部１３Ｂが接続される。ジャッキ１５を駆動することにより、強化繊維シート１Ａに引張力が付与される。強化繊維シート１Ａは、コンクリート梁１００の貼着面１０１に沿って伸張し、緊張力が導入される。
【００１３】
又、別法としては、特開２０００−１２９９２９に記載するように、強化繊維シートの両端或いは一端を、緊張装置に設けたローラに巻付け、ローラを回転することにより強化繊維シートに緊張力を導入することが提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは、緊張接着工法について多くの研究実験を行った結果、強化繊維シートに緊張力を導入する際に、上記のように強化繊維シートの一端を緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａに接着剤などを使用して固着し、ジャッキ１５などで引っ張ったり、又は、ローラに巻付けて強化繊維シートの一端或いは両端を引っ張った場合には、緊張装置１０の設置時の取付誤差、傾きなどに起因して、強化繊維シートの幅が２０ｃｍを超えると幅方向に均一に緊張力を導入することが極めて困難となり、強化繊維シートの長手方向において撚れが生じたり、場合によっては部分的な糸切れを生じ、そのために、この状態で強化繊維シートをコンクリート構造物或いは鋼構造物に貼着した場合には、所期の補強効果が得られないことが分かった。
【００１５】
特に、コンクリート桁の補強に使用する場合のように、強化繊維シート１Ａの長手方向の長さ（Ｌ０）が１０ｍ以上、強化繊維シート１Ａの長手方向に対する直交方向の長さ、即ち、幅（Ｗ０）が３０〜５０ｃｍとされるような場合には、このような傾向が顕著である。
【００１６】
つまり、強化繊維シート１Ａは、取り扱いを容易とするために、図５に示すように、強化繊維２を一方向に配列した強化繊維層の片面、或いは、両面を、メッシュ状の支持体シート３により支持した構成とするか、或いは、図６に示すように、一方向に配列された強化繊維２に対して直交して、繊維２のバラケ止めとして繊維４を横糸として一定の間隔にて打ち込み、所謂、織物（クロス）のような構造のシートとされているに過ぎず、強化繊維シート１Ａに導入される緊張力が緊張装置取り付け時の僅かなくるい或いは傾きなどによって強化繊維シート１Ａの幅方向に均一には付与されない場合には、強化繊維シート１Ａの長手方向の撚れ、或いは糸切れとなることが分かった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、強化繊維シートを用いた緊張接着工法にて、特に、無含浸での緊張力導入を可能とし、信頼性の高い、しかも施工性の向上を図ることのできるコンクリート構造物或いは鋼構造物の補強方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る構造物の補強方法にて達成される。
【００２３】
要約すれば、本発明によれば、連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートであって、
前記強化繊維シートの長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸硬化された樹脂含浸硬化領域を有し、前記樹脂含浸硬化領域は、前記強化繊維シートの長手方向の距離（硬化幅）が３〜５０ｃｍで、前記強化繊維シートの長手方向に沿って５０ｃｍ〜１０ｍの間隔（硬化間隔）で形成され、
前記樹脂含浸硬化領域以外の領域においては、樹脂未含浸とされるか、或いは樹脂含浸とされる前記強化繊維シートを長手方向に引っ張り、前記強化繊維シートに均一な緊張力を導入した状態で前記強化繊維シートをバキュームバッグを用いて構造物表面側へと押圧して接着することを特徴とする構造物の補強方法が提供される。本発明の一実施態様によれば、前記バキュームバッグは、前記強化繊維シートの端部に隣接して形成された樹脂含浸硬化領域を利用して設置される。
【００２４】
本発明にて他の実施態様によれば、前記部分含浸硬化された以外の領域において樹脂未含浸とされる強化繊維シートを構造物の表面に接着する場合、
（ａ）前記樹脂未含浸の強化繊維シートを、緊張力を導入した状態で構造物の表面に適合する工程、
（ｂ）前記強化繊維シート側から樹脂を塗布し、前記強化繊維シートに含浸すると共に、前記強化繊維シートを構造物表面に接着する工程、
（ｃ）前記樹脂を硬化する工程、
を有する。
【００２５】
本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維は、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用される。
他の実施態様によれば、前記強化繊維シートは、その片面、或いは、両面を、メッシュ状の支持体シートにより支持されているか、或いは、一方向に配列された強化繊維に対して直交して横糸として繊維が一定の間隔にて打ち込まれている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る構造物の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２７】
実施例１
本発明の構造物の補強方法は、梁又は桁部材、更には、壁、柱部材、床版などのスラブ部材など、建築或いは土木構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物の補強に広く適用し得るが、本実施例では、コンクリート梁に適用した場合について説明する。
【００２８】
図１に、本発明にて使用する強化繊維シート１の一実施例を示す。強化繊維シート１は、連続した強化繊維２を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した、所定の単位重量を有している。強化繊維シート１の長さ（Ｌ０）及び幅（Ｗ０）は、補強されるコンクリート構造物の寸法、形状に応じて適宜決定される。
【００２９】
強化繊維２としては、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【００３０】
又、強化繊維シート１は、取り扱いを容易とするために、図５に示す従来の強化繊維シート１Ａと同様に、強化繊維２を一方向に配列した強化繊維層の片面、或いは、両面を、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維にて作製したメッシュ状の支持体シート３により支持した構成とすることもできる。図１に示す強化繊維シート１においては、図面を簡単にするために支持体シート３は省略されている。
【００３１】
メッシュ状支持体シート３にて強化繊維シートを保持する方法としては、図５を参照して説明すれば、例えば、メッシュ状支持体シート３を構成する縦糸６及び横糸７の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３を強化繊維層２の両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸６及び横糸７の部分を強化繊維層４に溶着する。
【００３２】
別法として、図６に示す従来の強化繊維シート１Ａと同様に、一方向に配列された強化繊維２に対して直交して、繊維２のバラケ止めとして繊維４を横糸として一定の間隔にて打ち込み、所謂、織物（クロス）のような構造のシートとすることも可能である。繊維４としては、上述と同様に、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或は有機繊維が使用可能であるが、ガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維は、繊維束のバラケ防止効果が大きく、好ましく用いられる。この方法での、横糸の打ち込み間隔（ｐ）に特に制限はないが、作製されたシートの取り扱い性を考慮して、通常１〜１５ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３３】
本発明に従うと、図１に示すように、緊張工法に使用される強化繊維シート１の長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸され、硬化された樹脂含浸硬化領域Ｒを有する。樹脂含浸硬化領域Ｒは、強化繊維シート１の長手方向に沿って所定の硬化間隔Ｌ１が、通常、５０ｃｍ〜１０ｍにて形成される。勿論、この硬化間隔Ｌ１は、一定であっても良く、異なるものであってもよい。又、樹脂含浸硬化領域Ｒの長手方向の距離（硬化幅）Ｌ２は、通常、３〜５０ｃｍとされる。この硬化間隔Ｌ１及び硬化幅Ｌ２は、補強されるコンクリート構造物の寸法、形状に応じて適宜決定される強化繊維シート１の長さＬ０及び幅Ｗ０によって適宜決定される。
【００３４】
例えば、本実施例では、コンクリート梁の補強に使用される、強化繊維としてＰＢＯ繊維を使用した強化繊維シートにおいて、その長手方向の長さが１０ｍ、幅が３０〜５０ｃｍとされる場合には、樹脂含浸硬化領域Ｒの硬化間隔Ｌ１及び硬化幅Ｌ２をそれぞれ、２．５ｍ及び１０ｃｍとすることにより良好な結果を得ることができた。
【００３５】
尚、本実施例では、強化繊維シート１は、単糸デニールが１．５デニールのモノフィラメントを、例えば、約２０００本収束した繊維束、即ち、ＰＢＯ繊維２を使用し、このＰＢＯ繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列したＰＢＯ連続繊維シートであった。ＰＢＯ連続繊維シートの厚さは０．１２８ｍｍ（繊維目付２００ｇ／ｍ2）であった。通常、ＰＢＯ連続繊維シート１の繊維目付（単位面積当たりの重量：ｇ／ｍ2で表す）は、１００〜１６００ｇ／ｍ2（設計シート厚さ（ｔ）０．０６４〜１．０２ｍｍ）とされるが、好ましくは、１４０〜６００ｇ／ｍ2（設計シート厚さ（ｔ）０．０９０〜０．３８ｍｍ）である。
【００３６】
樹脂含浸硬化領域Ｒを形成するべく含浸される樹脂は、本発明の補強方法を実施する際に強化繊維シート１に含浸されるマトリクス樹脂と同じものが使用される。つまり、マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。又、樹脂含浸硬化領域における樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。
【００３７】
上記構成の強化繊維シート１を使用した本発明の構造物の補強方法の一実施例について説明する。本実施例では、緊張装置としては、先に説明した図３及び図４に示す緊張装置１０を利用し、コンクリート構造物１００を補強するものとして説明する。
【００３８】
本発明によると、強化繊維シート１をコンクリート構造物１００に接着するに先立って、強化繊維シート１に緊張力が導入される。本実施例では、強化繊維シート１には、樹脂は未だ含浸されていないものとする。又、本実施例でＰＢＯ繊維を使用した強化繊維シート１は、長さが１０ｍ、幅が３０ｃｍ、硬化間隔が２．５ｍ、硬化幅が１０ｃｍであった。
【００３９】
本実施例によると、緊張装置１０は、図３及び図４に示すように、強化繊維シート１の一端が取付けられる固定側取付け手段１１と、他端に取付けられ、強化繊維シート１に引張力を付与する可動側取付け手段１２とを有する。
【００４０】
図２をも参照すると、固定側取付け手段１１は、本実施例では、矩形状のシート固着板部材とされ、この板部材のシート取付け部１１Ａに、本発明に従った強化繊維シート１の一端が接着などにより固定される。板部材の他側の梁取付け部１１Ｂにはボルト穴１１Ｃが形成されており、板部材１１は、このボルト穴１１Ｃを利用して、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の片側に位置してボルト１８にて取付けられる。
【００４１】
可動側取付け手段１２は、本実施例では先に説明した従来と同様とされ、シート固着アングル部材１３と、ジャッキ手段１４とを有する。シート固着アングル部材１３は、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の他側に位置して設置される水平部１３Ａと、この水平部１３Ａに対して直交して形成された垂直部１３Ｂとを備え、水平部１３Ａには、強化繊維シート１の一端が接着などにより固定される。垂直部１３Ｂには、ジャッキ手段１４を構成する例えば油圧ジャッキ１５の可動先端部１５Ａが連結される。又、ジャッキ１５は、取付け基台１６に取付けられており、取付け基台１６は、ボルト穴１６Ａが形成されており、本実施例では、図３に示すように、このボルト穴１６Ａを用いてコンクリート梁１００の貼着面１０１と同一面にボルト１７などにて固定される。
【００４２】
先ず、本発明の補強方法を施工するに際して、強化繊維シート１の一端には、緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａが接着剤などを使用して固着され、又、強化繊維シート１の他端には、シート固着アングル部材１３の水平部１３Ａが接着剤などを使用して固着される。
【００４３】
次いで、シート固着板部材１１は、上述のように、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の一方側部に位置したコンクリート梁１００の下面に、上述したように、ボルト穴１１Ｃを利用してアンカーボルト１８により固定される。
【００４４】
一方、ジャッキ手段１２の取付け基台１６が、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の他方側部に位置したコンクリート梁１００の下面にボルト穴１６Ａを利用してアンカーボルト１７により固定される。ジャッキ１５の可動先端部１５Ａには、シート固着アングル部材１３の垂直部１３Ｂが接続される。ジャッキ１５を駆動することにより、強化繊維シート１に引張力が付与される。強化繊維シート１は、コンクリート梁１００の貼着面１０１に沿って伸張し、緊張力が導入される。
【００４５】
強化繊維シート１への緊張力導入は、予め設定された引張量を引っ張った時点にて停止するか、或いは、ロードセルなどを固定側取付け手段１１或いは稼動側取付け手段１２の適所に設置し、緊張荷重を計測しながらジャッキを駆動し、所定荷重を印加した時点でジャッキの駆動を停止することも可能である。
【００４６】
本発明者らの研究実験の結果、強化繊維シート１に複数箇所に渡って樹脂含浸硬化領域Ｒを設けることにより、シート幅が３０〜５０ｃｍ、長さが１０ｍであっても緊張装置１０による強化繊維シート１への緊張力導入が幅方向において均一に行なわれ、強化繊維シート１の長手方向の撚れ、或いは、糸切れが完全に防止されることが分かった。強化繊維シート１は、樹脂含浸硬化領域Ｒ（２．５ｍ間隔、３箇所）の存在により、長さが約２．５ｍ単位の短いシート４枚の連続体となった。そのため、この方式により、元の長いシートの緊張を短いシートの緊張に置き換えることが可能になっていると考えられる。
【００４７】
強化繊維シート１に緊張力を導入したこの状態で、強化繊維シート１側から接着剤、即ち、マトリクス樹脂を塗布し、樹脂を強化繊維シート１へと含浸させ、強化繊維シート１をコンクリート梁１００の貼着面１０１に接着する。
【００４８】
尚、含浸した強化繊維シート１がコンクリート梁１００の貼着面１０１に空隙が発生することなく接着させるために、強化繊維シート１をコンクリート梁１００側へと押圧するのが好ましい。押圧手段としては任意の手段を使用し得るが、バキュームバッグとシール材を用いて含浸した強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、ラップ内エアーをポンプにより吸引し、シートを被補強構造物に押し付け常温硬化することが好ましい。
【００４９】
又、バキュームバッグとシール材を用いて強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、ラップ内エアーをポンプにより効率良く吸引することができるように、図１及び図２に示す如く、強化繊維シート１は、その両端部に隣接した領域にも樹脂含浸硬化領域Ｒが形成されているのが好ましい。バキュームバッグは、この樹脂含浸硬化領域Ｒを利用して設置される。
【００５０】
又、コンクリート梁１００の貼着面１０１は、強化繊維シート１を接着するに先立って、予めプライマーを塗布して下地処理を行うのが好ましい。又、更に、予めマトリクス樹脂を塗布しておくこともできる。
【００５１】
マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。プライマーとしては、マトリクス樹脂と同系の又は同じ樹脂、例えば、通常使用されている、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などとし得る。
【００５２】
マトリクス樹脂が硬化し、樹脂含浸された強化繊維シート１がコンクリート構造物表面１０１に完全に貼着した時点において、ジャッキ１５を駆動して所定の速度で、例えば１分間当たり１００〜５００Ｎ／ｍｍ2に相当する定荷重速度にて緊張力を解放する。
【００５３】
その後、今や、樹脂が硬化し繊維強化プラスチック（ＦＲＰ部材）とされる強化繊維シート１の両端部を切断し、シート固着板部材１１及びシート固着アングル部材１３をコンクリート構造物表面１０１から除去する。
【００５４】
更に、硬化したＦＲＰ部材上に、上記工程を繰り返し、強化繊維シート１をコンクリート構造物表面１０１に複数層積層することも可能である。
【００５５】
尚、樹脂が含浸し、硬化した強化繊維シート、即ち、ＦＲＰ部材の両端は、例えば、剥離防止のために、両端部の上に、上記強化繊維シート１と同じか、或いは異なる強化繊維を使用した繊維シートにて作製された端部補強シート（図示せず）を貼着するか、又は、金属製の補強板（図示せず）をボルトなどにより取りつけることにより、補強することができる。
【００５６】
実施例２
上記実施例１では、樹脂含浸硬化領域Ｒ以外は樹脂が未だ含浸されていない強化繊維シート１を使用し、この強化繊維シート１に緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、その後、樹脂を強化繊維シート１に含浸させ、コンクリート構造物表面１０１に接着するものとしたが、樹脂含浸硬化領域以外の領域においても樹脂が含浸された強化繊維シートを使用することもできる。
【００５７】
つまり、樹脂を含浸しながら強化繊維シート１に緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、コンクリート構造物表面１０１に接着することができる。更には、強化繊維シート１に予めマトリクス樹脂を含浸し、プリプレグの形態とされた樹脂含浸強化繊維シートに緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、コンクリート構造物表面１０１に接着することも可能である。
【００５８】
マトリクス樹脂は、実施例１の場合と同様に、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。プリプレグ形態とされた樹脂含浸強化繊維シートにおいては、樹脂を用いてコンクリート構造物１００の表面１０１に接着されるが、接着樹脂としてはマトリクス樹脂と同じ或いは同系の樹脂を使用することができる。
【００５９】
コンクリート梁１００の貼着面１０１は、強化繊維シート１を接着するに先立って、予めプライマーを塗布して下地処理を行うのが好ましい。又、更に、予めマトリクス樹脂を塗布しておくこともできる。
【００６０】
又、実施例１の場合と同様に、プリプレグとされる強化繊維シート１をコンクリート梁１００の貼着面１０１に空隙が発生することなく接着させるために、バキュームバッグとシール材を用いて強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、必要に応じてオートクレーブを用いて加熱するバキュームバッグを用いることが好ましい。
【００６１】
マトリクス樹脂が硬化し、樹脂含浸強化繊維シートがコンクリート構造物表面に完全に貼着した後の工程は、実施例１で説明したと同じであるので、再度の説明は省略する。
【００６２】
上記実施例では、コンクリート構造物の補強に関して説明したが、本発明は、鋼構造物の補強に際しても同様に適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る構造物の補強方法は、連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートが、強化繊維シートの長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸硬化された樹脂含浸硬化領域を有する構成とされるので、強化繊維シートを用いた緊張接着工法にて、特に、無含浸での緊張力導入を可能とし、信頼性の高い、しかも施工性の向上を図ることができる、という作用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る強化繊維シートの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の強化繊維シートを緊張するための緊張装置の一実施例の概略構成図であり、強化繊維シートを緊張装置に取り付けた状態を示す概略斜視図である。
【図３】従来のコンクリート構造物の補強方法を説明するための図である。
【図４】従来の強化繊維シートを緊張装置に取付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明を適用し得る従来の強化繊維シートの一例を示す斜視図である。
【図６】本発明を適用し得る従来の強化繊維シートの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 強化繊維シート
２ 強化繊維
３ 支持体
４ バラケ止め繊維
１０ 緊張装置
１１ 固定側取付け手段（シート固着板部材）
１２ 可動側取付け手段
１３ シート固着アングル部材
１４ ジャッキ手段
本発明は、強化繊維シート緊張接着工法による建築或いは土木構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物（本願明細書では、コンクリート構造物或いは鋼構造物を含めて単に「構造物」という。）の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の補強方法として、近年、既存或いは新設の構造物の表面に連続強化繊維シートを貼り付けたり、巻き付けたりする接着工法が開発されている。
【０００３】
しかしながら、上記接着工法は、単純な接着のみであり、ＦＲＰ補強材の剥離による構造物の早期破壊により、終局耐力の補強効果の向上に限界がある一方、例えばコンクリート構造物のひび割れの抑制効果にも限界がある。その上、ＦＲＰ補強材の高い性能が有効に活用されていない場合が多い。
【０００４】
このような問題を改善するべく、強化繊維シートを用いた緊張接着工法が提案されている。例えば特開平１１−１８２０６１号公報には、強化繊維として少なくとも炭素繊維を含む炭素繊維シート、クロス及び樹脂を含浸したプリプレグ等からなる繊維材に対して、治具を介して緊張装置により緊張力を導入し、次いで、接着剤により繊維材をコンクリート部材の表面に貼着し、その後、治具及び緊張装置を除去する緊張接着工法が開示されている。
【０００５】
特に、このような緊張接着工法においては、作業性などの点から、強化繊維シートに対する緊張力導入時には、事前に強化繊維シートの樹脂含浸、硬化の工程を行わず、即ち、無含浸のままで緊張導入ができることが望ましい。
【０００６】
従来、強化繊維シートに対する緊張力導入方法としては、例えば、本願添付の図３及び図４に記載するような緊張装置１０を用いて行われる。
【０００７】
つまり、緊張装置１０は、図３及び図４に示すように、強化繊維シート１Ａの一端が取付けられる固定側取付け手段１１と、他端に取付けられ、強化繊維シート１Ａに引張力を付与する可動側取付け手段１２とを有する。
【０００８】
固定側取付け手段１１は、矩形状のシート固着板部材とされ、この板部材のシート取付け部１１Ａに強化繊維シート１Ａの一端が接着などにより固定され、他側の梁取付け部１１Ｂにはボルト穴１１Ｃが形成されている。この板部材１１は、梁取付け部１１Ｂのボルト穴１１Ｃを利用して、コンクリート構造物であるコンクリート梁１００のシート貼着面１０１の片側に位置してアンカーボルト１３にて取付けられる。
【０００９】
可動側取付け手段１２は、シート固着アングル部材１３と、ジャッキ手段１４とを有する。シート固着アングル部材１３は、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の他側に位置して設置される水平部１３Ａと、この水平部１３Ａに対して直交して形成された垂直部１３Ｂとを備え、水平部１３Ａには、強化繊維シート１Ａの一端が接着などにより固定され、垂直部１３Ｂには、ジャッキ手段１４を構成する例えば油圧ジャッキ１５の可動先端部１５Ａが連結される。又、ジャッキ１５は、取付け基台１６に取付けられており、取付け基台１６は、ボルト穴１６Ａが形成されており、このボルト穴１６Ａを用いてコンクリート梁１００の貼着面１０１と同一面にボルト１７などにて固定される。
【００１０】
先ず、補強方法を施工するに際して、強化繊維シート１Ａの一端には、緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａが接着剤などを使用して固着され、又、強化繊維シート１Ａの他端には、シート固着アングル部材１３の水平部１３Ａが接着剤などを使用して固着される。
【００１１】
次いで、シート固着板部材１１は、上述のように、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の一方側部に位置したコンクリート梁１００の下面に、上述したように、ボルト穴１１Ｃを利用してアンカーボルト１３により固定される。
【００１２】
一方、ジャッキ手段１２の取付け基台１６が、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の他方側部に位置したコンクリート梁１００の下面にボルト穴１６Ａを利用してアンカーボルト１７により固定される。ジャッキ１５の可動先端部１５Ａには、シート固着アングル部材１３の垂直部１３Ｂが接続される。ジャッキ１５を駆動することにより、強化繊維シート１Ａに引張力が付与される。強化繊維シート１Ａは、コンクリート梁１００の貼着面１０１に沿って伸張し、緊張力が導入される。
【００１３】
又、別法としては、特開２０００−１２９９２９に記載するように、強化繊維シートの両端或いは一端を、緊張装置に設けたローラに巻付け、ローラを回転することにより強化繊維シートに緊張力を導入することが提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは、緊張接着工法について多くの研究実験を行った結果、強化繊維シートに緊張力を導入する際に、上記のように強化繊維シートの一端を緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａに接着剤などを使用して固着し、ジャッキ１５などで引っ張ったり、又は、ローラに巻付けて強化繊維シートの一端或いは両端を引っ張った場合には、緊張装置１０の設置時の取付誤差、傾きなどに起因して、強化繊維シートの幅が２０ｃｍを超えると幅方向に均一に緊張力を導入することが極めて困難となり、強化繊維シートの長手方向において撚れが生じたり、場合によっては部分的な糸切れを生じ、そのために、この状態で強化繊維シートをコンクリート構造物或いは鋼構造物に貼着した場合には、所期の補強効果が得られないことが分かった。
【００１５】
特に、コンクリート桁の補強に使用する場合のように、強化繊維シート１Ａの長手方向の長さ（Ｌ０）が１０ｍ以上、強化繊維シート１Ａの長手方向に対する直交方向の長さ、即ち、幅（Ｗ０）が３０〜５０ｃｍとされるような場合には、このような傾向が顕著である。
【００１６】
つまり、強化繊維シート１Ａは、取り扱いを容易とするために、図５に示すように、強化繊維２を一方向に配列した強化繊維層の片面、或いは、両面を、メッシュ状の支持体シート３により支持した構成とするか、或いは、図６に示すように、一方向に配列された強化繊維２に対して直交して、繊維２のバラケ止めとして繊維４を横糸として一定の間隔にて打ち込み、所謂、織物（クロス）のような構造のシートとされているに過ぎず、強化繊維シート１Ａに導入される緊張力が緊張装置取り付け時の僅かなくるい或いは傾きなどによって強化繊維シート１Ａの幅方向に均一には付与されない場合には、強化繊維シート１Ａの長手方向の撚れ、或いは糸切れとなることが分かった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、強化繊維シートを用いた緊張接着工法にて、特に、無含浸での緊張力導入を可能とし、信頼性の高い、しかも施工性の向上を図ることのできるコンクリート構造物或いは鋼構造物の補強方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る構造物の補強方法にて達成される。
【００２３】
要約すれば、本発明によれば、連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートであって、
前記強化繊維シートの長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸硬化された樹脂含浸硬化領域を有し、前記樹脂含浸硬化領域は、前記強化繊維シートの長手方向の距離（硬化幅）が３〜５０ｃｍで、前記強化繊維シートの長手方向に沿って５０ｃｍ〜１０ｍの間隔（硬化間隔）で形成され、
前記樹脂含浸硬化領域以外の領域においては、樹脂未含浸とされるか、或いは樹脂含浸とされる前記強化繊維シートを長手方向に引っ張り、前記強化繊維シートに均一な緊張力を導入した状態で前記強化繊維シートをバキュームバッグを用いて構造物表面側へと押圧して接着することを特徴とする構造物の補強方法が提供される。本発明の一実施態様によれば、前記バキュームバッグは、前記強化繊維シートの端部に隣接して形成された樹脂含浸硬化領域を利用して設置される。
【００２４】
本発明にて他の実施態様によれば、前記部分含浸硬化された以外の領域において樹脂未含浸とされる強化繊維シートを構造物の表面に接着する場合、
（ａ）前記樹脂未含浸の強化繊維シートを、緊張力を導入した状態で構造物の表面に適合する工程、
（ｂ）前記強化繊維シート側から樹脂を塗布し、前記強化繊維シートに含浸すると共に、前記強化繊維シートを構造物表面に接着する工程、
（ｃ）前記樹脂を硬化する工程、
を有する。
【００２５】
本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維は、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用される。
他の実施態様によれば、前記強化繊維シートは、その片面、或いは、両面を、メッシュ状の支持体シートにより支持されているか、或いは、一方向に配列された強化繊維に対して直交して横糸として繊維が一定の間隔にて打ち込まれている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る構造物の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２７】
実施例１
本発明の構造物の補強方法は、梁又は桁部材、更には、壁、柱部材、床版などのスラブ部材など、建築或いは土木構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物の補強に広く適用し得るが、本実施例では、コンクリート梁に適用した場合について説明する。
【００２８】
図１に、本発明にて使用する強化繊維シート１の一実施例を示す。強化繊維シート１は、連続した強化繊維２を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した、所定の単位重量を有している。強化繊維シート１の長さ（Ｌ０）及び幅（Ｗ０）は、補強されるコンクリート構造物の寸法、形状に応じて適宜決定される。
【００２９】
強化繊維２としては、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【００３０】
又、強化繊維シート１は、取り扱いを容易とするために、図５に示す従来の強化繊維シート１Ａと同様に、強化繊維２を一方向に配列した強化繊維層の片面、或いは、両面を、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維にて作製したメッシュ状の支持体シート３により支持した構成とすることもできる。図１に示す強化繊維シート１においては、図面を簡単にするために支持体シート３は省略されている。
【００３１】
メッシュ状支持体シート３にて強化繊維シートを保持する方法としては、図５を参照して説明すれば、例えば、メッシュ状支持体シート３を構成する縦糸６及び横糸７の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３を強化繊維層２の両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸６及び横糸７の部分を強化繊維層４に溶着する。
【００３２】
別法として、図６に示す従来の強化繊維シート１Ａと同様に、一方向に配列された強化繊維２に対して直交して、繊維２のバラケ止めとして繊維４を横糸として一定の間隔にて打ち込み、所謂、織物（クロス）のような構造のシートとすることも可能である。繊維４としては、上述と同様に、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或は有機繊維が使用可能であるが、ガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維は、繊維束のバラケ防止効果が大きく、好ましく用いられる。この方法での、横糸の打ち込み間隔（ｐ）に特に制限はないが、作製されたシートの取り扱い性を考慮して、通常１〜１５ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３３】
本発明に従うと、図１に示すように、緊張工法に使用される強化繊維シート１の長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸され、硬化された樹脂含浸硬化領域Ｒを有する。樹脂含浸硬化領域Ｒは、強化繊維シート１の長手方向に沿って所定の硬化間隔Ｌ１が、通常、５０ｃｍ〜１０ｍにて形成される。勿論、この硬化間隔Ｌ１は、一定であっても良く、異なるものであってもよい。又、樹脂含浸硬化領域Ｒの長手方向の距離（硬化幅）Ｌ２は、通常、３〜５０ｃｍとされる。この硬化間隔Ｌ１及び硬化幅Ｌ２は、補強されるコンクリート構造物の寸法、形状に応じて適宜決定される強化繊維シート１の長さＬ０及び幅Ｗ０によって適宜決定される。
【００３４】
例えば、本実施例では、コンクリート梁の補強に使用される、強化繊維としてＰＢＯ繊維を使用した強化繊維シートにおいて、その長手方向の長さが１０ｍ、幅が３０〜５０ｃｍとされる場合には、樹脂含浸硬化領域Ｒの硬化間隔Ｌ１及び硬化幅Ｌ２をそれぞれ、２．５ｍ及び１０ｃｍとすることにより良好な結果を得ることができた。
【００３５】
尚、本実施例では、強化繊維シート１は、単糸デニールが１．５デニールのモノフィラメントを、例えば、約２０００本収束した繊維束、即ち、ＰＢＯ繊維２を使用し、このＰＢＯ繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列したＰＢＯ連続繊維シートであった。ＰＢＯ連続繊維シートの厚さは０．１２８ｍｍ（繊維目付２００ｇ／ｍ2）であった。通常、ＰＢＯ連続繊維シート１の繊維目付（単位面積当たりの重量：ｇ／ｍ2で表す）は、１００〜１６００ｇ／ｍ2（設計シート厚さ（ｔ）０．０６４〜１．０２ｍｍ）とされるが、好ましくは、１４０〜６００ｇ／ｍ2（設計シート厚さ（ｔ）０．０９０〜０．３８ｍｍ）である。
【００３６】
樹脂含浸硬化領域Ｒを形成するべく含浸される樹脂は、本発明の補強方法を実施する際に強化繊維シート１に含浸されるマトリクス樹脂と同じものが使用される。つまり、マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。又、樹脂含浸硬化領域における樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。
【００３７】
上記構成の強化繊維シート１を使用した本発明の構造物の補強方法の一実施例について説明する。本実施例では、緊張装置としては、先に説明した図３及び図４に示す緊張装置１０を利用し、コンクリート構造物１００を補強するものとして説明する。
【００３８】
本発明によると、強化繊維シート１をコンクリート構造物１００に接着するに先立って、強化繊維シート１に緊張力が導入される。本実施例では、強化繊維シート１には、樹脂は未だ含浸されていないものとする。又、本実施例でＰＢＯ繊維を使用した強化繊維シート１は、長さが１０ｍ、幅が３０ｃｍ、硬化間隔が２．５ｍ、硬化幅が１０ｃｍであった。
【００３９】
本実施例によると、緊張装置１０は、図３及び図４に示すように、強化繊維シート１の一端が取付けられる固定側取付け手段１１と、他端に取付けられ、強化繊維シート１に引張力を付与する可動側取付け手段１２とを有する。
【００４０】
図２をも参照すると、固定側取付け手段１１は、本実施例では、矩形状のシート固着板部材とされ、この板部材のシート取付け部１１Ａに、本発明に従った強化繊維シート１の一端が接着などにより固定される。板部材の他側の梁取付け部１１Ｂにはボルト穴１１Ｃが形成されており、板部材１１は、このボルト穴１１Ｃを利用して、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の片側に位置してボルト１８にて取付けられる。
【００４１】
可動側取付け手段１２は、本実施例では先に説明した従来と同様とされ、シート固着アングル部材１３と、ジャッキ手段１４とを有する。シート固着アングル部材１３は、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１の他側に位置して設置される水平部１３Ａと、この水平部１３Ａに対して直交して形成された垂直部１３Ｂとを備え、水平部１３Ａには、強化繊維シート１の一端が接着などにより固定される。垂直部１３Ｂには、ジャッキ手段１４を構成する例えば油圧ジャッキ１５の可動先端部１５Ａが連結される。又、ジャッキ１５は、取付け基台１６に取付けられており、取付け基台１６は、ボルト穴１６Ａが形成されており、本実施例では、図３に示すように、このボルト穴１６Ａを用いてコンクリート梁１００の貼着面１０１と同一面にボルト１７などにて固定される。
【００４２】
先ず、本発明の補強方法を施工するに際して、強化繊維シート１の一端には、緊張装置１０のシート固着板部材１１のシート取付け部１１Ａが接着剤などを使用して固着され、又、強化繊維シート１の他端には、シート固着アングル部材１３の水平部１３Ａが接着剤などを使用して固着される。
【００４３】
次いで、シート固着板部材１１は、上述のように、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の一方側部に位置したコンクリート梁１００の下面に、上述したように、ボルト穴１１Ｃを利用してアンカーボルト１８により固定される。
【００４４】
一方、ジャッキ手段１２の取付け基台１６が、コンクリート梁１００のシート貼着面１０１と同一面ではあるが、シート貼着面１０１の他方側部に位置したコンクリート梁１００の下面にボルト穴１６Ａを利用してアンカーボルト１７により固定される。ジャッキ１５の可動先端部１５Ａには、シート固着アングル部材１３の垂直部１３Ｂが接続される。ジャッキ１５を駆動することにより、強化繊維シート１に引張力が付与される。強化繊維シート１は、コンクリート梁１００の貼着面１０１に沿って伸張し、緊張力が導入される。
【００４５】
強化繊維シート１への緊張力導入は、予め設定された引張量を引っ張った時点にて停止するか、或いは、ロードセルなどを固定側取付け手段１１或いは稼動側取付け手段１２の適所に設置し、緊張荷重を計測しながらジャッキを駆動し、所定荷重を印加した時点でジャッキの駆動を停止することも可能である。
【００４６】
本発明者らの研究実験の結果、強化繊維シート１に複数箇所に渡って樹脂含浸硬化領域Ｒを設けることにより、シート幅が３０〜５０ｃｍ、長さが１０ｍであっても緊張装置１０による強化繊維シート１への緊張力導入が幅方向において均一に行なわれ、強化繊維シート１の長手方向の撚れ、或いは、糸切れが完全に防止されることが分かった。強化繊維シート１は、樹脂含浸硬化領域Ｒ（２．５ｍ間隔、３箇所）の存在により、長さが約２．５ｍ単位の短いシート４枚の連続体となった。そのため、この方式により、元の長いシートの緊張を短いシートの緊張に置き換えることが可能になっていると考えられる。
【００４７】
強化繊維シート１に緊張力を導入したこの状態で、強化繊維シート１側から接着剤、即ち、マトリクス樹脂を塗布し、樹脂を強化繊維シート１へと含浸させ、強化繊維シート１をコンクリート梁１００の貼着面１０１に接着する。
【００４８】
尚、含浸した強化繊維シート１がコンクリート梁１００の貼着面１０１に空隙が発生することなく接着させるために、強化繊維シート１をコンクリート梁１００側へと押圧するのが好ましい。押圧手段としては任意の手段を使用し得るが、バキュームバッグとシール材を用いて含浸した強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、ラップ内エアーをポンプにより吸引し、シートを被補強構造物に押し付け常温硬化することが好ましい。
【００４９】
又、バキュームバッグとシール材を用いて強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、ラップ内エアーをポンプにより効率良く吸引することができるように、図１及び図２に示す如く、強化繊維シート１は、その両端部に隣接した領域にも樹脂含浸硬化領域Ｒが形成されているのが好ましい。バキュームバッグは、この樹脂含浸硬化領域Ｒを利用して設置される。
【００５０】
又、コンクリート梁１００の貼着面１０１は、強化繊維シート１を接着するに先立って、予めプライマーを塗布して下地処理を行うのが好ましい。又、更に、予めマトリクス樹脂を塗布しておくこともできる。
【００５１】
マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。プライマーとしては、マトリクス樹脂と同系の又は同じ樹脂、例えば、通常使用されている、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などとし得る。
【００５２】
マトリクス樹脂が硬化し、樹脂含浸された強化繊維シート１がコンクリート構造物表面１０１に完全に貼着した時点において、ジャッキ１５を駆動して所定の速度で、例えば１分間当たり１００〜５００Ｎ／ｍｍ2に相当する定荷重速度にて緊張力を解放する。
【００５３】
その後、今や、樹脂が硬化し繊維強化プラスチック（ＦＲＰ部材）とされる強化繊維シート１の両端部を切断し、シート固着板部材１１及びシート固着アングル部材１３をコンクリート構造物表面１０１から除去する。
【００５４】
更に、硬化したＦＲＰ部材上に、上記工程を繰り返し、強化繊維シート１をコンクリート構造物表面１０１に複数層積層することも可能である。
【００５５】
尚、樹脂が含浸し、硬化した強化繊維シート、即ち、ＦＲＰ部材の両端は、例えば、剥離防止のために、両端部の上に、上記強化繊維シート１と同じか、或いは異なる強化繊維を使用した繊維シートにて作製された端部補強シート（図示せず）を貼着するか、又は、金属製の補強板（図示せず）をボルトなどにより取りつけることにより、補強することができる。
【００５６】
実施例２
上記実施例１では、樹脂含浸硬化領域Ｒ以外は樹脂が未だ含浸されていない強化繊維シート１を使用し、この強化繊維シート１に緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、その後、樹脂を強化繊維シート１に含浸させ、コンクリート構造物表面１０１に接着するものとしたが、樹脂含浸硬化領域以外の領域においても樹脂が含浸された強化繊維シートを使用することもできる。
【００５７】
つまり、樹脂を含浸しながら強化繊維シート１に緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、コンクリート構造物表面１０１に接着することができる。更には、強化繊維シート１に予めマトリクス樹脂を含浸し、プリプレグの形態とされた樹脂含浸強化繊維シートに緊張装置１０を利用して緊張力を導入し、コンクリート構造物表面１０１に接着することも可能である。
【００５８】
マトリクス樹脂は、実施例１の場合と同様に、熱硬化性樹脂とすることができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂を好適に使用し得る。樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。プリプレグ形態とされた樹脂含浸強化繊維シートにおいては、樹脂を用いてコンクリート構造物１００の表面１０１に接着されるが、接着樹脂としてはマトリクス樹脂と同じ或いは同系の樹脂を使用することができる。
【００５９】
コンクリート梁１００の貼着面１０１は、強化繊維シート１を接着するに先立って、予めプライマーを塗布して下地処理を行うのが好ましい。又、更に、予めマトリクス樹脂を塗布しておくこともできる。
【００６０】
又、実施例１の場合と同様に、プリプレグとされる強化繊維シート１をコンクリート梁１００の貼着面１０１に空隙が発生することなく接着させるために、バキュームバッグとシール材を用いて強化繊維シート１の補強部分を完全にラップし、必要に応じてオートクレーブを用いて加熱するバキュームバッグを用いることが好ましい。
【００６１】
マトリクス樹脂が硬化し、樹脂含浸強化繊維シートがコンクリート構造物表面に完全に貼着した後の工程は、実施例１で説明したと同じであるので、再度の説明は省略する。
【００６２】
上記実施例では、コンクリート構造物の補強に関して説明したが、本発明は、鋼構造物の補強に際しても同様に適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る構造物の補強方法は、連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートが、強化繊維シートの長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸硬化された樹脂含浸硬化領域を有する構成とされるので、強化繊維シートを用いた緊張接着工法にて、特に、無含浸での緊張力導入を可能とし、信頼性の高い、しかも施工性の向上を図ることができる、という作用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る強化繊維シートの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の強化繊維シートを緊張するための緊張装置の一実施例の概略構成図であり、強化繊維シートを緊張装置に取り付けた状態を示す概略斜視図である。
【図３】従来のコンクリート構造物の補強方法を説明するための図である。
【図４】従来の強化繊維シートを緊張装置に取付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明を適用し得る従来の強化繊維シートの一例を示す斜視図である。
【図６】本発明を適用し得る従来の強化繊維シートの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 強化繊維シート
２ 強化繊維
３ 支持体
４ バラケ止め繊維
１０ 緊張装置
１１ 固定側取付け手段（シート固着板部材）
１２ 可動側取付け手段
１３ シート固着アングル部材
１４ ジャッキ手段
Claims (6)
- 連続した強化繊維を均一に引き揃え、互いに密に一方向に配列した強化繊維シートであって、
前記強化繊維シートの長手方向に沿った複数箇所にて、樹脂が含浸硬化された樹脂含浸硬化領域を有し、前記樹脂含浸硬化領域は、前記強化繊維シートの長手方向の距離（硬化幅）が３〜５０ｃｍで、前記強化繊維シートの長手方向に沿って５０ｃｍ〜１０ｍの間隔（硬化間隔）で形成され、
前記樹脂含浸硬化領域以外の領域においては、樹脂未含浸とされるか、或いは樹脂含浸とされる前記強化繊維シートを長手方向に引っ張り、前記強化繊維シートに均一な緊張力を導入した状態で前記強化繊維シートをバキュームバッグを用いて構造物表面側へと押圧して接着することを特徴とする構造物の補強方法。 - 前記バキュームバッグは、前記強化繊維シートの端部に隣接して形成された樹脂含浸硬化領域を利用して設置されることを特徴とする請求項１の構造物の補強方法。
- 前記部分含浸硬化された以外の領域において樹脂未含浸とされる強化繊維シートを構造物の表面に接着する場合、
（ａ）前記樹脂未含浸の強化繊維シートを、緊張力を導入した状態で構造物の表面に適合する工程、
（ｂ）前記強化繊維シート側から樹脂を塗布し、前記強化繊維シートに含浸すると共に、前記強化繊維シートを構造物表面に接着する工程、
（ｃ）前記樹脂を硬化する工程、
を有することを特徴とする請求項１又は２の構造物の補強方法。 - 前記強化繊維は、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の構造物の補強方法。
- 前記強化繊維シートは、その片面、或いは、両面を、メッシュ状の支持体シートにより支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の構造物の補強方法。
- 前記強化繊維シートは、一方向に配列された強化繊維に対して直交して横糸として繊維が一定の間隔にて打ち込まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の構造物の補強方法。
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