JP5964730B2 - 中空柱状物の補強用の型枠及び補強材 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電柱等の中空柱状物の補強を行う際に使用する補強用の型枠及びこの型枠を用いた補強材に関する。

従来、電柱や土管のような中空柱状物を補強する場合に、例えば特許文献１に記載されるように、内部に袋体を設置して、袋体内部にセメント等の流動性固化材を充填するものがある。この特許文献１に記載の補強方法では、電柱の地上部分と地中部分の境界付近の内部に袋体を設置し、袋体の内部に流動性固化材を注入する。

特開２００６−３１６４０３号

しかしながら、上記のような従来の補強方法では、電柱の中空部分内部にモルタル等の流動性固化材を充填して中実にするため、電柱の全体の重量が重くなってしまう。また、例えば電柱の上方部分のみを補強したい場合に上方部分のみに流動性固化材を充填すると、電柱の重量が偏ってしまい、電柱全体のバランスが悪くなり、効果的な補強ができない。
本発明の目的は、中空柱状物を重くすることなく中空柱状物を効果的に補強することができる補強用の型枠及びこの型枠を用いた中空柱状物の補強材を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の中空柱状物の補強用の型枠は、外側フィルム及び内側フィルムを有し、内部に空気を充填可能な袋状且つ筒状の型枠本体と、型枠本体の内側に接続され、中空柱状物に充填される充填材を搬送するための充填パイプと、を備え、型枠本体には、外側フィルム及び内側フィルムが互いに結合した結合部が、型枠本体の軸線方向に沿って形成され、充填パイプの外周面は、結合部で型枠本体に接合され、充填パイプと結合部には、充填パイプ及び結合部を貫通する貫通孔が形成されている、ことを特徴としている。

このように構成された本発明においては、中空柱状物内に型枠を配置し、型枠本体内に空気を注入して膨張させることにより筒状の空間を確保する。その後、充填パイプを通して充填材を中空柱状物内に充填することにより、中空柱状物の補強を行う。本発明では、筒状に膨張可能な型枠本体を中空柱状物内に配置するので、中空柱状物に充填材が筒状に充填される。したがって、中空柱状物の補強部分の重量の軽量化を図ることができ、効果的な補強が可能となる。

従来、充填パイプは充填材の中に埋め込まれる場合が多かったため、充填パイプの体積分だけ充填材が充填されず、当該箇所の充填材の強度の低下を招く可能性があった。本発明では、充填パイプが充填材内に埋め込まれないため、所定の厚みの補強層が形成され、充填パイプによる補強層の強度低下が防止される。

更に、本発明では、充填パイプの外周面が、外側フィルムと内側フィルムが互いに結合された結合部で型枠本体に接続されているので、結合部を貫通して充填孔を形成することが可能となる。したがって、充填孔の形成位置の自由度が高くなり、また、複数の充填孔を形成することも可能となるため、充填材の詰まりが防止され、充填材の充填圧の低減が図られ、充填パイプの破損が防止される。

本発明において、好ましくは、型枠本体の外側フィルムの外周には、半径方向に伸びるブレードが形成されている。
このように構成された本発明においては、型枠本体を空気で膨張させると、ブレードが中空柱状物の内壁に押し当てられ、型枠が中空柱状物内の所定の位置で保持される。したがって、別途特別な支持具を必要としないため、型枠の設置作業が簡略化する。

また、上記の目的を達成するために、本発明の中空柱状物の補強材は、前述の型枠と、少なくとも型枠本体を囲むように配置されるとともに、内部に充填材を充填可能な補強材料と、を備えた、ことを特徴としている。
このように構成された本発明においては、補強材を中空柱状物内に配置し、型枠本体内に空気を充填して型枠本体を膨張させ、その後補強材料内に充填材を充填すると、補強材料が膨張しながら中空柱状物の内壁に密着して固定される。補強材料の内部に型枠本体が設けられているため、補強材料内の充填材は、筒状に形成される。したがって、中空柱状物の補強部分の軽量化が図られる。また、充填材と中空柱状物内壁との間に補強材料が配置されるので、中空柱状物の補強強度が向上する。

本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠を示す全体斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠の型枠本体の展開図である。 図１のII-II線に沿った横断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠の設置方法を示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠の、膨張した状態を示す横断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠の設置方法を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠を示す部分断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠の設置方法を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第２実施形態以降では、第１実施形態と同様の構成には、図面に第１実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態にかかる中空柱状物の補強用の型枠について説明する。本実施形態では、中空柱状物として電柱を採用し、電柱の補強用の型枠及びこの型枠を用いた電柱の補強方法について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる電柱の補強用の型枠１の全体斜視図である。この図１に示すように、型枠１は、筒状且つ袋状の型枠本体２と、型枠本体２に接続され型枠本体２の外側にセメント、グラウト、スラリー等の粘性流体等の充填材を電柱内に搬送し且つ電柱内に放出するための充填パイプ４と、型枠本体２を電柱内の所定位置で保持するための保持具６と、を備える。

図２は、本発明の第１実施形態にかかる型枠本体２の展開図である。型枠本体２は、筒状の外側に位置する矩形状の外側フィルム８と、外側フィルム８の内側に位置する矩形状の内側フィルム１０とを有し、これらの外側フィルム８及び内側フィルム１０の外縁が互いに接着、溶着等によって接合された袋状に形成されている。図２に示される袋状の型枠本体２の展開状態において、矩形状の幅方向両端には、外側フィルム８及び内側フィルム１０が互いに結合された接合代である結合部１２，１４が形成されている。型枠本体２は、この図２に示される展開状態の型枠本体２の、結合部１２，１４を互いに重ね合わせて結合することによって、筒状に形成されている。型枠本体２の展開状態において下端の幅方向略中央には、内部からの空気の流出を防止する逆止弁１６が取り付けられている。

図３は、図１のII−II線に沿った型枠１の横断面図である。この図３及び図１に示すように、充填パイプ４は、型枠本体２の軸線Ｘの方向に沿って配置されており、重ね合わされ互いに接合された結合部１２，１４の内側に充填パイプ４の外面が接着、溶着等により接合されている。充填パイプ４と結合部１２，１４が互いに接合された領域には、軸線Ｘの方向に沿って等間隔に、充填パイプ４及び結合部１２，１４を貫通する充填孔（貫通孔）１８が複数個形成されている。
また、充填パイプには、結合部１２，１４を貫通して、ホースを接続するための接続管２０が設けられている。

図１に示すように、保持具６は、型枠本体２の外側フィルム８の外周に取り付けられる環状のブラケット２２と、ブラケット２２から等間隔に、放射状に（半径方向に）伸びる複数個のブレード２４とを有する。ブレード２４の半径方向の寸法Ｌは、補強する電柱の内側に充填する充填材の厚みに相当する寸法に設定されている。

次に、このような構造の型枠１を用いて電柱１００を補強する方法について説明する。
図４乃至図６は、本発明の第１実施形態にかかる型枠１の設置方法を示す。まず、図４に示すように、電柱１００の側面に作業孔１０２を形成する。型枠１の逆止弁１６に、空気を供給する装置（図示せず）を接続するための空気用ホース１０４を接続し、型枠１を電柱１００の内部に挿入する。

なお、本実施形態では、作業孔１０２は、作業が容易に行えるように地面Ｇから所定の高さの位置に形成され、型枠１は、作業孔１０２の上方及び下方にわたって配置される。また本実施形態では、電柱１００内部の底から位置決めされた型枠１の上端まで補強するものとする。

型枠１を電柱１００内に位置決めした状態で、空気用ホース１０４から型枠本体２内部に空気を供給して、型枠本体２を膨張させる。この時、型枠本体２は、図５に示すように、内側フィルム１０が筒状の中心に向かって膨張し、断面略円形となる。充填パイプ４は、空気圧により膨張した内側フィルム１０に押され、結合部１２，１４と内側フィルム１０との間に挟まれ固定される。
型枠本体２が筒状に膨張するにつれ、保持具６のブレード２４が外側に移動し、ブレード２４の先端が電柱１００の内壁に接触して押し付けられる。これにより、型枠１が電柱１００内で保持される。型枠本体２を膨張させた後、逆止弁１６と空気用ホース１０４との接続を解除し、空気用ホース１０４を電柱１００内から取り除く。

次に、図６に示すように、作業孔１０２を通して接続管２０に充填材供給装置（図示せず）を充填用ホース１０６を介して接続する。充填材１０８を充填用ホース１０６から供給すると、充填材１０８は、充填パイプ４の内部を通って、複数の充填孔１８から電柱１００内部に流出する。充填材１０８は、電柱１００内部の型枠１の外側に流出し、電柱１００内部の底部から型枠１の上端まで充填される。なお、このとき、作業孔１０２は電柱１００の内側から蓋１１０等で塞いでおく。

充填材１０８の充填後、充填用ホース１０６を取り外し、作業孔１０２を塞いで、電柱１００の補強を終了する。

このように構成された本実施形態によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
型枠１が筒状且つ袋状に形成されているので、その充填材１０８を充填することにより、電柱１００内を筒状に補強することができる。したがって、電柱１００の補強部分の軽量化を図ることができ、より確実な補強効果が得られる。特に、電柱１００の補強部分が電柱１００の上部である場合には、電柱１００の重量のバランスを崩すことなく補強を行うことができる。

充填パイプ４が型枠本体２の内側に配置されているので、充填材１０８内に充填パイプ４が埋め込まれることがない。したがって、充填パイプ４が充填材１０８内に配置されることによる補強強度の低下を防止することができる。

充填パイプ４の外周面が結合部１２，１４に接合しているので、型枠本体２の内部に貫通することなく、充填孔１８を形成することができる。出願人が過去に開発した型枠として、袋状の型枠本体に充填パイプを貫通させたものがあるが、このような構造の場合には、充填孔は、充填パイプの、型枠本体の外側に突出した部分にしか形成することができない。
これに対して、本実施形態の型枠１では、結合部１２，１４に充填孔１８を形成することができるので、充填孔１８を型枠本体２の軸線Ｘ方向に沿って複数個設けることができる。このように、結合部１２，１４に充填パイプ４を接合することにより、充填孔１８の形成位置の自由度を高めることができる。また、充填孔１８を軸線Ｘの方向に複数個設けることにより、従来の充填パイプの構造に比べて、充填材１０８の充填圧を低減することができ、充填パイプ４の破損を防止することができる。

型枠本体２にブレード２４を有する保持具６を設けたので、型枠本体２をブレード２４によって電柱１００内の所定の位置に位置決めすることができる。したがって、型枠１の仮固定のための装置等が不要となり、作業工程を簡略化することができる。また、ブレード２４が型枠１を保持するように型枠本体２を膨張させるので、型枠本体２を電柱１００の内壁から所定距離Ｌとなるように膨張させることができる。したがって、充填材１０８を所定の厚み（つまり所定距離Ｌの分の厚み）で充填することができるから、安定した補強強度を確保することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかる電柱の補強用の型枠について説明する。本実施形態では、第１実施形態に係る型枠１と同様の型枠を、電柱の補強材の一部として使用する。
図７は、本発明の第２実施形態にかかる電柱の補強材３０を示す。この図７に示すように、補強材３０は、第１実施形態と同様の構造の型枠４０と、型枠１の外側に配置された補強材料３２とを有する。

型枠４０は、第１実施形態に係る型枠１の保持具６がない他は、第１実施形態に係る型枠１と同じ構造である。したがって、型枠４０は、型枠本体４２と、型枠本体４２に連結された充填パイプ４４と、充填パイプ４４及び型枠本体４２の結合部４３を貫通する複数の充填孔４６と、型枠本体４２の下端に設けられた逆止弁４８と、を有する。

補強材料３２は、経糸と緯糸を編み込んだ布状材料であり、高強度、高弾性率繊維（引張強度が２０００ＭＰａ以上、引張弾性率が５０ＧＰａ以上）や、合成繊維等の繊維材料またはこれらの混紡材料が使用できる。補強材料３２は、水分は通すが、補強材３０内部に充填される材料は通さない大きさの編目を有するように編まれている。補強材料３２は、経糸が軸線Ｘの方向に沿って配置されるように設けられている。

補強材料３２は、筒状に形成され、その上端及び下端が、型枠４０の充填パイプ４４の周りに固定されている。したがって、補強材料３２は、充填パイプ４の上下端を除いて型枠１を囲んでいる。補強材料３２と充填パイプ４４との間は、充填材の漏れが防止されている。また、型枠４０の充填パイプ４４には、補強材料３２を貫通する接続パイプ５０が設けられている。補強材料３２と接続パイプ５０との間は、充填材の漏れが防止されている。
型枠本体４２の下端の逆止弁４８には、空気を供給するための空気用ホース３４の一端が接続され、この空気用ホース３４の他端は、充填パイプ４４と補強材料３２の間を通って外部に露出している。

このような構造の補強材３０を用いて電柱２００を補強する方法について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態にかかる補強材３０を使用した電柱１００の補強方法を示す図である。まず、電柱２００の適当な位置に作業孔２０２を形成する。また、第１実施形態にかかる型枠１と同様に、補強材３０の充填パイプ４４の上下端に設置用パイプ２０４を接続する。また、空気用ホース３４にホースを介して空気供給装置を接続しておく。そして、作業孔２０２から、補強材３０が接続された設置用パイプ２０４を挿入して、設置用パイプ２０４を電柱２００の内部に立てかけることにより、補強材３０を所定位置に配置する。

次に、空気供給装置から空気用ホース３４を介して型枠本体４２内に空気を供給し、型枠本体４２を膨張させる。型枠本体４２の膨張後、空気用ホース３４に接続されていたホースを取り外し、今度は接続パイプ５０に充填材供給装置（図示せず）を接続する。充填材供給装置から充填材２０８を供給すると、充填材２０８は充填パイプ４４を通って充填孔４６から補強材料３２内に流出する。充填材２０８の流入により、補強材料３２は膨張し、その外面が電柱２００の内壁に密着し、固定される。充填材２０８中に含まれる水分は、補強材料３２を通って浸みだし、補強材３０の外部に排出される。
充填材１０８の充填後、作業孔２０２を塞いで、電柱２００の補強作業は終了する。

以上のような第２実施形態にかかる補強材３０によれば、以下のような効果が得られる。
補強材３０が補強材料３２を有しているので、補強材料３２に充填材２０８を充填することにより、補強材料３２を膨張させて補強を行う。したがって充填材２０８による補強の他、補強材料３２による補強も行われるので、補強強度を向上させることができる。
また、補強材料３２内に充填材２０８を充填するので、例えば電柱２００の上部の一部分も補強することができる。

補強材料３２は、水分は通すが充填材２０８は通さない編目で形成されているので、充填材２０８を充填するに従い、水分のみが補強材料３２の外側に浸みだしてくる。通常、セメントやグラウト等の充填材は、流動性を確保するために水を混ぜる必要がある。一方、充填材の水分量が多いと緻密な構造とならないため、混ぜた水をある程度排出する必要がある。本実施形態では、充填工程において補強材料３２を通して充填材の水分が補強材３０の外側に排出されるので、充填材を緻密な構造とすることができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、以下のような態様であってもよい。
前述の実施形態では、作業孔の上側及び下側にわたって型枠が配置されたが、例えば電柱の上部のみを補強する場合など、作業孔の上方または下方に型枠が配置されてもよい。その場合には、充填材の充填及び硬化後、型枠を剥がして抜き取ることが可能である。

結合部は、前述の実施形態では、外側フィルムと内側フィルムを袋状に形成する際の接合代を利用したが、これに限らず、例えば筒状の外側フィルムと内側フィルムの上端及び下端を接合して型枠本体を形成し、任意の位置で外側フィルム及び内側フィルムを互いに接合することによって結合部を形成してもよい。

設置用パイプを電柱内部に立てかけることによって型枠または補強材を電柱内の所定の位置に設置する方法に限らず、例えば型枠または補強材の上端にバルーンを取り付け、電柱内でバルーンを膨張させることによって型枠または補強材を所定の位置に保持するようにしてもよい。
本発明の型枠及び補強材は、電柱に限らず、例えば高架橋の柱、橋脚の構造物等、中空となっており補強を必要とする中空柱状物に適用することができる。

前述の第２実施形態において、補強材料は充填パイプの上下端を除いて型枠を囲んでいたが、これに限らず例えば型枠全体を囲んでもよく、要するに、補強材料は、少なくとも型枠本体を囲んでいればよい。

１，４０ 型枠
２，４２ 型枠本体
４，４４ 充填パイプ
６ 保持具
１２，１４，４６ 結合部
１６，４８ 逆止弁
１８ 充填孔（貫通孔）
２４ ブレード
３０ 補強材
３２ 補強材料
１００，２００ 電柱

Claims (3)

1. 中空柱状物の補強用の型枠であって、
   外側フィルム及び内側フィルムを有し、内部に空気を充填可能な袋状且つ筒状の型枠本体と、
   前記型枠本体の内側に接続され、中空柱状物に充填される充填材を搬送するための充填パイプと、を備え、
   前記型枠本体には、前記外側フィルム及び前記内側フィルムが互いに結合した結合部が、前記型枠本体の軸線方向に沿って形成され、
   前記充填パイプの外周面は、前記結合部で前記型枠本体に接続され、
   前記充填パイプと前記結合部には、前記充填パイプ及び前記結合部を貫通する貫通孔が形成されている、
   ことを特徴とする中空柱状物の補強用の型枠。
2. 前記型枠本体の前記外側フィルムの外周には、半径方向に伸びるブレードが形成されている、
   請求項１に記載の型枠。
3. 請求項１または２に記載の型枠と、
   前記充填パイプの上下端を除いて前記型枠を囲むように配置されるとともに、内部に充填材を充填可能な補強材料と、を備えた、
   ことを特徴とする中空柱状物の補強材。

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