JP6924643B2 - Reinforcing bar reinforcement method - Google Patents
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Description
本発明は、鉄筋補強方法に関し、特に、コンクリート層に埋設された鉄筋を補強する鉄筋補強方法に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing bar reinforcing method, and more particularly to a technique effective when applied to a reinforcing bar reinforcing method for reinforcing a reinforcing bar embedded in a concrete layer.
土木構造物としては、例えば、橋梁や桟橋の梁,床版,橋脚、トンネルや立孔の覆工コンクリート、ボックスカルバート、擁壁、ケーソンなどが知られている。また、建築構造物としては、例えば、ビルや建屋の床スラブ,梁,柱、煙突、サイロなどが知られている。これらの構造物の多くは、コンクリート層に鉄筋が埋設された鉄筋コンクリート構造物によって構築されている。
そして、近年、想定される強大な地震に対する安全性を確保する目的や、車両重量の増加と共に、道路の拡幅,増設などに伴う車両通行量の増加による建設当初の想定荷重を上回る荷重に対して安全性を確保する目的で、既存の鉄筋コンクリート構造物を補強する補強工事が増加している。
Known civil engineering structures include, for example, beams of bridges and piers, decks, piers, lining concrete for tunnels and standing holes, box culverts, retaining walls, casons, and the like. Further, as a building structure, for example, floor slabs, beams, columns, chimneys, silos and the like of buildings and buildings are known. Many of these structures are constructed of reinforced concrete structures with reinforcing bars embedded in the concrete layer.
In recent years, for the purpose of ensuring safety against the expected strong earthquakes, and for loads that exceed the initially assumed load due to the increase in vehicle traffic due to the widening and expansion of roads as well as the increase in vehicle weight. Reinforcement work to reinforce existing reinforced concrete structures is increasing for the purpose of ensuring safety.
既存の鉄筋コンクリート構造物においては、コンクリート層に作用する土圧、水圧、車両の重量や積載荷重、地震力などが設計当初よりも増加することで、コンクリート層中の鉄筋に作用する応力が許容値(許容応力度)を超過する。このため、既存の鉄筋コンクリート構造物の補強においては、既存の鉄筋を新たな補強材で補強して既存の鉄筋に作用する応力を低減することが有効である。 In existing reinforced concrete structures, the stress acting on the reinforcing bars in the concrete layer is an allowable value because the earth pressure, water pressure, vehicle weight and load, seismic force, etc. acting on the concrete layer increase from the initial design. (Allowable stress) is exceeded. Therefore, in the reinforcement of the existing reinforced concrete structure, it is effective to reinforce the existing reinforcing bar with a new reinforcing material to reduce the stress acting on the existing reinforcing bar.
ところで、地中に埋設されたボックスカルバートでは頂版、底版、側壁の外面側が土などで覆われるため、このような鉄筋コンクリート構造物の鉄筋を補強するにあたってはコンクリート層の互いに反対側に位置する外面及び内面のうちの内面側からの施工が条件となる。内面側からの施工では、内面側の鉄筋を補強することは十分可能であり、多くの技術が実用化されている。 By the way, in a box culvert buried in the ground, the outer surface side of the top slab, bottom slab, and side wall is covered with soil, etc., so when reinforcing the reinforcing bars of such a reinforced concrete structure, the outer surfaces located on opposite sides of the concrete layer. And the construction from the inner surface side of the inner surface is a condition. In the construction from the inner surface side, it is sufficiently possible to reinforce the reinforcing bars on the inner surface side, and many techniques have been put into practical use.
一方、内面側からの施工で外面側の鉄筋を補強する技術も提案されている。特許文献1には、鉄筋コンクリート構造物の互いに反対側に位置する2つの面のうちの一方の面側から他方の面側に向けて穿孔してなる上方導入孔及び下方導入孔を設ける。そして、この上方導入孔及び下方導入孔を連結するように穿孔してなる収容孔を設ける。そして、この収容孔の内部に補強部を設けることにより、鉄筋コンクリート構造物の内面側(内空側)からの施工で外面側(地山側)の鉄筋の補強を可能とする技術が開示されている。
On the other hand, a technique for reinforcing the reinforcing bars on the outer surface side by construction from the inner surface side has also been proposed.
しかしながら、この特許文献1の技術は、上方導入孔及び下方導入孔に対して収容孔が直交する方向に延伸しているため、既存の鉄筋の補強材として、可撓性(フレキシビリティ)が低く撓み難い鉄筋などの一般的な材料を収容孔に導入することが困難である。すなわち、既存の鉄筋の補強材として鉄筋などの一般的な材料を使用することが困難であった。
そこで、本発明者らは、補強材を導入する孔の形状に着目し、本発明をなした。
本発明の目的は、コンクリート層の一面側に埋設された鉄筋を一面側とは反対側の他面側から補強するための補強材として鉄筋を使用することが可能な技術を提供することにある。
However, the technique of
Therefore, the present inventors have focused on the shape of the hole into which the reinforcing material is introduced, and have made the present invention.
An object of the present invention is to provide a technique capable of using a reinforcing bar as a reinforcing material for reinforcing a reinforcing bar embedded in one surface side of a concrete layer from the other surface side opposite to the one surface side. ..
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る鉄筋補強方法は、コンクリート層の互いに反対側に位置する第1の面及び第2の面のうちの第1の面側に埋設された鉄筋を第2の面側から施工して補強する鉄筋補強方法である。そして、コンクリート層に、第2の面側から施工して第1の面側に反る弧状孔を形成する工程と、弧状孔の内部に補強材を導入する工程と、弧状孔の内部に導入された補強材をコンクリート層に定着させる工程と、を備える。 In order to achieve the above object, the reinforcing bar reinforcing method according to one aspect of the present invention is a reinforcing bar embedded in the first surface side of the first surface and the second surface located on opposite sides of the concrete layer. This is a reinforcing bar reinforcement method for reinforcing by constructing from the second surface side. Then, a step of constructing the concrete layer from the second surface side to form an arcuate hole warped on the first surface side, a step of introducing a reinforcing material inside the arcuate hole, and an introduction inside the arcuate hole. It is provided with a step of fixing the reinforcing material to the concrete layer.
本発明の一態様の鉄筋補強方法によれば、コンクリート層の一面側に埋設された鉄筋を一面とは反対側の他面側から補強する補強材として鉄筋を使用する事が可能となる。 According to the reinforcing bar reinforcing method of one aspect of the present invention, it is possible to use the reinforcing bar as a reinforcing material for reinforcing the reinforcing bar embedded in one surface side of the concrete layer from the other surface side opposite to the one surface side.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
(実施形態1)
本実施形態1では、地中に埋設されたボックスカルバートの側壁において、補強材として補強鉄筋を使用して、コンクリート層の外面側に埋設された鉄筋を内面側からの施工により補強する鉄筋補強方法について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiment of the invention, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a reinforcing bar reinforcing bar is used as a reinforcing material on the side wall of the box culvert buried in the ground, and the reinforcing bar buried on the outer surface side of the concrete layer is reinforced by construction from the inner surface side. Will be described.
<ボックスカルバートの構造>
まず、鉄筋補強方法を説明する前に、ボックスカルバートの構造について説明する。
図1に示すように、ボックスカルバート1は、例えば地中に埋設されて車両通行用の地下トンネルを構築している。そして、ボックスカルバート1上には、車両通行用道路が構築されている。
ボックスカルバート1は、第1の方向としての高さ方向1Hにおいて互いに離間して対向する頂版2a及び底版2bと、第1の方向と直交する第2の方向としての幅方向1Wにおいて互いに離間して対向し、かつ頂版2a及び底版2bの各々に連結された2つの側壁2c,2dとを有する。そして、これらの頂版2a、底版2b、2つの側壁2c,2dの各々は、図1から図3に示すように、各々の厚さ方向において互いに反対側に位置する第1及び第2の面としての外面3a及び内面3bを有するコンクリート層3と、このコンクリート層3の外面3a側に埋設された鉄筋4a,4b(以下、外側鉄筋4a,4bと呼ぶ)と、このコンクリート層3の内面3b側に埋設された鉄筋5a,5b(以下、内側鉄筋5a,5bと呼ぶ)とを具備する鉄筋コンクリート構造物で構築されている。
<Structure of box culvert>
First, the structure of the box culvert will be described before explaining the reinforcing bar reinforcing method.
As shown in FIG. 1, the
The
2つの側壁2c,2dにおいて、外側鉄筋4a及び内側鉄筋5aの各々は、高さ方向1Hに延伸し、かつ第1の方向及び第2方向と直交する第3の方向としての奥行き方向1L(図3参照)に所定の配列ピッチで複数本配置されている。また、外側鉄筋4b及び内側鉄筋5bの各々は、奥行き方向1Lに延伸し、かつ高さ方向1Hに所定の配列ピッチで複数本配置されている。そして、外側鉄筋4a及び外側鉄筋4bは、各々の一部が互いに重なり合って立体交差するように組まれている。また、内側鉄筋5a及び内側鉄筋5bにおいても、各々の一部が互いに重なり合って立体交差するように組まれている。これらの鉄筋が立体交差する交差部では、細い結束筋や溶接によって固定されている。
なお、頂版2a及び底版2bでは、外側鉄筋4a及び内側鉄筋5aは幅方向1Wに延伸し、外側鉄筋4b及び内側鉄筋5bの各々は幅方向1Wに所定の配列ピッチで複数配置されている。
In the two
In the
外側鉄筋4a及び内側鉄筋5aの各々は、コンクリート層3に働く曲げモーメントによって生じる引張応力に抵抗する役割を担う。ボックスカルバート1の頂版2a、底版2b及び側壁2c,2dの各々では、スパンの短い短辺方向の負担が大きいため、短辺方向が主筋、長辺方向が配力筋(副筋)となる。この実施形態1では、一例として、高さ方向1H及び幅方向1Wに延伸する外側鉄筋4a及び内側鉄筋5aの各々が主筋をなし、奥行き方向1Lに延びる外側鉄筋4b及び内側鉄筋5bの各々が配力筋をなす。
Each of the
<鉄筋補強構造>
次に、鉄筋補強構造について、図2及び図3を用いて説明する。
図2及び図3に示すように、ボックスカルバート1の側壁2cの外側鉄筋4aは、鉄筋補強構造9によって補強されている。鉄筋補強構造9は、コンクリート層3に、コンクリート層3の内面3b側から施工されて外面3a側に反るように設けられた弧状孔6を具備している。また、鉄筋補強構造9は、弧状孔6の内部に導入されて充填材8によりコンクリート層3に定着され、外側鉄筋4aに作用する引張応力を低減する補強材としての鉄筋7(以下、補強鉄筋7と呼ぶ)を具備している。すなわち、ボックスカルバート1の側壁2cの外側鉄筋4aは、コンクリート層3に定着された補強鉄筋7により補強され、外側鉄筋4aに作用する引張応力が低減される。
<Reinforcing bar reinforcement structure>
Next, the reinforcing bar reinforcing structure will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
弧状孔6は、一端側及び他端側がコンクリート層3の外面3a側よりも内面3b側に位置し、一端側と他端側との間の中間部がコンクリート層3の内面3b側よりも外面3a側に位置している。そして、弧状孔6の一端側と他端側とは、外側鉄筋4aの延伸方向に離間している。そして、弧状孔6の一端側はコンクリート層3の内面3bに連なり、弧状孔6の他端側はコンクリート層3の内部で終端している。弧状孔6の形状としては、応力集中を避けるため、弧状円筒形状が好ましい。
One end side and the other end side of the arc-shaped
補強鉄筋7は、弧状孔6の内部において、コンクリート層3の内面3b側から外面3a側に反る弧形状になっている。そして、補強鉄筋7は、一端側及び他端側の各々に定着部7aを有し、一端側と他端側との間の中間部に補強部7bを有する。そして、一端側及び他端側の各々の定着部7aはコンクリート層3の厚さの中間線3sよりも内面3b側に位置し、中間部の補強部7bは中間線3sよりも外面3a側に位置している。そして、補強鉄筋7の一端側の定着部7aと他端側の定着部7aとは、外側鉄筋4aの延伸方向に離間している。そして、補強鉄筋7は、曲率が弧状孔6と同一の弧形状で形成されている。補強鉄筋7としては、応力集中を避けるため弧状円柱形状が好ましい。また、補強鉄筋7としては、外周面が凹凸の無い滑らかな曲面形状の鉄筋を用いてもよいが、コンクリート層3との定着性を高めるため、既存の異形鉄筋のように外周面がリブや節などの凹凸を有する曲面形状の鉄筋を用いてもよい。
The reinforcing
充填材8としては、流動性及び硬化性があるものを用いることが好ましい。例えば、無収縮モルタル、コンクリート、有機系材料、セメント系無機系材料などを用いることができる。
外側鉄筋4aに作用する引張応力を補強鉄筋7で効果的に低減させるためには、補強鉄筋7の定着部7aをコンクリート層3の厚さの中間線3sよりも内面3b側でコンクリート層3に定着させ、補強鉄筋7の補強部7bをコンクリート層3の厚さの中間線3sよりも外面3a側で定着させることが重要である。
As the
In order to effectively reduce the tensile stress acting on the outer reinforcing
なお、この実施形態1では、補強材として補強鉄筋7を用いた場合について説明している。しかしながら、本発明は補強材として補強鉄筋7の使用を可能とするが、この補強鉄筋7に限定されるものではない。補強材としては、補強鉄筋7の他に、弧状孔6に導入するときにフレキシブル性を有す材料、例えば鋼線、鋼より線、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などを用いることができる。補強材としては、コンクリート層3よりも引張強度が高い材料、好ましくは、外側鉄筋4aと同等以上の引張強度を有する材料であればよい。本発明の鉄筋補強方法では、既存の鉄筋を補強するための補強材として可撓性が低く撓み難い鉄筋も使用することができる。
In the first embodiment, the case where the reinforcing reinforcing
<外側鉄筋に作用する応力>
次に、ボックスカルバート1の外側鉄筋4aに作用する応力について、図4を用いて説明する。
地中に埋設されたボックスカルバート1には、頂版2a上の車両通行用道路を通行する車両の重量や積載量の増加と共に、道路幅の拡張や道路の増設などに伴う車両通行量の増加により建設当初の想定荷重を上回る荷重が負荷される。そして、ボックスカルバート1に負荷される荷重が建設当初の想定荷重を上回ると、コンクリート層3中の鉄筋に作用する引張応力が許容値(許容応力度)を超過する。
図4は、図1のボックスカルバート1の外側鉄筋4aに作用する応力状態を示した図である。図中、Aは、ボックスカルバート1を埋設してトンネルを建設した建設当初において外側鉄筋4aに作用する応力である。また、図中、Bは、ボックスカルバート1に負荷される荷重が建設当初の想定荷重を上回った時点において外側鉄筋4aに作用する応力である。
<Stress acting on the outer rebar>
Next, the stress acting on the outer reinforcing
The
FIG. 4 is a diagram showing a stress state acting on the outer reinforcing
図1及び図4に示すように、頂版2a及び底版2bと2つの側壁2c,2dとは、各々の端部で互いに連結されている。このため、図4に示すように、外側鉄筋4aに作用する応力A及び応力Bは、頂版2a、底版2b及び2つの側壁2c,2dの各々の端部側、換言すればボックスカルバート1の角部側で引張応力となり、頂版2a、底版2b及び2つの側壁2c,2dの各々の中央部で圧縮応力となる。そして、引張応力及び圧縮応力の何れも荷重増加後の応力Bの方が建設当初の応力Aよりも増加している。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
鉄筋コンクリート構造物では、主に、コンクリートが圧縮応力に抵抗する役割を担い、鉄筋が引張応力に抵抗する役割を担う。したがって、既存の鉄筋を補強材で補強するにあたっては、既存の鉄筋のうちの引張応力が作用する部分を補強することが好ましい。本実施形態1では、図2に示すように、ボックスカルバート1の側壁2cにおいて、外側鉄筋4aの引張応力作用部分を補強鉄筋7で補強し、外側鉄筋4aに作用する引張応力を低減している。
In reinforced concrete structures, concrete mainly plays a role of resisting compressive stress, and reinforcing bars play a role of resisting tensile stress. Therefore, when reinforcing the existing reinforcing bar with the reinforcing material, it is preferable to reinforce the portion of the existing reinforcing bar on which the tensile stress acts. In the first embodiment, as shown in FIG. 2, in the
<外側鉄筋に作用する引張応力の低減効果>
次に、ボックスカルバート1の側壁2cにおいて、外側鉄筋4aに作用する引張応力の低減効果について、図5を用いて説明する。
図5は、図2のボックスカルバート1の外側鉄筋4aに作用する引張応力状態を示した図である。図中、A1は、ボックスカルバート1を埋設してトンネルを建設した建設当初において外側鉄筋4aに作用する引張応力である。また、図中、B1は、ボックスカルバート1に負荷される荷重が建設当初の想定荷重を上回った時点において外側鉄筋4aに作用する引張応力である。また、図中、C1は、補強鉄筋7で補強した後の外側鉄筋4aに作用する引張応力である。図中、M1は許容応力度、N1は応力ゼロ基準である。
<Effect of reducing tensile stress acting on the outer reinforcing bar>
Next, the effect of reducing the tensile stress acting on the outer reinforcing
FIG. 5 is a diagram showing a tensile stress state acting on the outer reinforcing
図5に示すように、外側鉄筋4aに作用する建設当初の引張応力A1は、外側鉄筋4aの許容応力度M1よりも低くなっている。そして、外側鉄筋4aに作用する荷重増加後の引張応力B1は、外側鉄筋4aの許容応力度を超過している。そして、補強後の外側鉄筋4aに作用する引張応力C1は、外側鉄筋4aの許容応力度M1よりもピーク値が低くなっており、しかも、建設当初の引張応力A1よりもピーク値が低くなっている。
したがって、外側鉄筋4aに作用する引張応力を補強鉄筋7により低減できることが分かる。これは、補強鉄筋7の設置により、下側鉄筋4aの合計断面積が増加し、その効果によって下側鉄筋4aに作用する引張応力が減少したことに起因する。
As shown in FIG. 5, the tensile stress A1 at the beginning of construction acting on the outer reinforcing
Therefore, it can be seen that the tensile stress acting on the outer reinforcing
<鉄筋補強方法>
次に、ボックスカルバート1の側壁2cにおいて、コンクリート層3の外面3a側に埋設された外側鉄筋4aを内面3b側から施工して補強する鉄筋補強方法について、図6から図8を用いて説明する。
まず、図6に示すように、ボックスカルバート1の側壁2cにおいて、コンクリート層3に、コンクリート層3の内面3b側から施工して外面3a側に反る弧状孔6を形成する。この弧状孔6は、外側鉄筋4aのうち、引張応力が作用する部分の近傍に形成する。この弧状孔6は、コアボーリングマシンやウォータジェットなどの公知の技術によりコンクリート層3を切削することで容易に形成することができる。例えば、特開2006−28751号公報には、トンネルの側壁に曲線孔を削孔可能な曲線削孔装置が開示されている。
<Reinforcing bar reinforcement method>
Next, in the
First, as shown in FIG. 6, in the
この弧状孔形成工程において、弧状孔6は、一端側及び他端側がコンクリート層3の外面3a側よりも内面3bに位置し、一端側と他端側との間の中間部がコンクリート層3の内面3b側よりも外面3a側に位置している。そして、弧状孔6の一端側と他端側とは、外側鉄筋4aの延伸方向に離間している。そして、弧状孔6の一端側はコンクリート層3の内面3bに連なり、弧状孔6の他端側はコンクリート層3の内部で終端している。
In this arc-shaped hole forming step, one end side and the other end side of the arc-shaped
次に、図7に示すように、弧状孔6の内部に、外側鉄筋4aに作用する引張応力を低減する補強材として補強鉄筋7を導入する。補強鉄筋7は、弧状孔6の内径よりも小さい外径寸法で形成されている。また、補強鉄筋7は、曲率が弧状孔6と同一の弧形状で形成されている。
この補強鉄筋導入工程において、補強鉄筋7は、曲率が弧状孔6と同一の弧形状で形成されているので、弧状孔6の内部に補強鉄筋7を容易に導入することができる。
Next, as shown in FIG. 7, a reinforcing reinforcing
In this reinforcing bar introduction step, since the reinforcing
次に、弧状孔6の内部に導入された補強鉄筋7をコンクリート層3に定着させる。補強鉄筋7の定着は、例えば、図7に示すように、弧状孔6の内部に補強鉄筋7が導入された状態で弧状孔6の内部に充填材8を充填し、その後、充填材8を硬化させることによって行う。
これにより、ボックスカルバート1の側壁2cの外側鉄筋4aを補強するための鉄筋補強構造9がほぼ完成する。
Next, the reinforcing reinforcing
As a result, the reinforcing
<実施形態1の効果>
以上のように、本実施形態1の鉄筋補強方法によれば、コンクリート層3に、コンクリート層3の内面3a側から施工して外面3a側に反る弧状孔6を形成し、この弧状孔6の内部に補強材として補強鉄筋7を導入してコンクリート層3に定着させることにより、コンクリート層3の互いに反対側に位置する外面3a及び内面3bのうちの外面3a側に埋設された外側鉄筋4aを内面3b側から補強することができる。
また、埋設されたボックスカルバート1のように、頂版2a、底版2b及び側壁2c,2dが土など覆われていて、側壁2cの外面3a側から外側鉄筋4aの補強が困難な場合であっても、コンクリート層3の外面3a側に埋設された外側鉄筋4aをコンクリート層3の内面3b側から補強することができる。
<Effect of
As described above, according to the reinforcing bar reinforcement method of the first embodiment, the
Further, like the buried
また、曲率が弧状孔6と同一の弧形状の補強鉄筋7を用いることにより、弧状孔6の内部に補強鉄筋7を容易に導入することができる。したがって、コンクリート層3の外面3a側に埋設された外側鉄筋4aを外面3aとは反対側の内面3b側から補強するための補強材として補強鉄筋7を使用することができる。
また、補強材として補強鉄筋7を使用できることから、特殊な材料を使用する必要がなく、しかも安価で大量の材料調達ができるため、施工管理が容易である。
Further, by using the reinforcing
Further, since the reinforcing
また、コンクリート層3に1つの弧状孔6を形成することで鉄筋補強構造9を構築することができるので、従来のように3つの孔(上方導入孔,下方導入孔,収容孔)を形成して補強鉄筋構造を構築する場合と比較して、外側鉄筋3aの補強に要する工期及びコストを低減することができる。
また、コンクリート層3の内面3b側から施工して外面3a側に反る弧状孔6を用いるので、外側鉄筋4aの補強を部分的に行うことができる。
また、弧状孔6は他端側がコンクリート層3の内部で終端しているので、充填材8の漏れを抑制することができると共に、定着後の補強鉄筋7の抜けを抑制することができる。
Further, since the reinforcing
Further, since the arc-shaped
Further, since the other end side of the arc-shaped
(実施形態1の変形例)
上述の実施形態1では、弧状円柱状の補強鉄筋7を用いた場合について説明したが、図9に示すように、補強鉄筋7に突起7cを設けてもよい。図9(a)では、補強鉄筋7の両端に突起7cを設けている。図9(b)では、補強鉄筋7の両端側に突起7cを設けている。何れにおいても、突起7cは、補強鉄筋7の定着部7aに設けることが好ましい。
なお、上述の実施形態1では、地中に埋設されたボックスカルバート1の側壁2cの外側鉄筋4aを補強する鉄筋補強方法について説明した。しかしながら、本発明は、この側壁2cの外側鉄筋4aを補強する鉄筋補強方法に限定されるものではない。例えば、本発明は、ボックスカルバート1の頂版2a、底版2bの各々の外側鉄筋4aを補強する鉄筋補強方法にも適用することができる。
(Modified Example of Embodiment 1)
In the above-described first embodiment, the case where the arc-shaped
In the above-described first embodiment, a reinforcing bar reinforcing method for reinforcing the outer reinforcing
また、上述の実施形態1では、コンクリート層3の外面3a側に埋設された外側鉄筋4aを内面3b側から施工して補強する鉄筋補強方法について説明した。しかしながら、本発明は、このコンクリート層3の外面3a側に埋設された外側鉄筋4aを内面3b側から施工して補強する鉄筋補強方法に限定されるものではない。例えば、本発明は、コンクリート層3の内面3b側からの施工が困難であり、コンクリート層3の外面3a側からの施工が可能である場合には、コンクリート層3の内面3b側に埋設された内側鉄筋5aを外面3a側からの施工で補強する補強方法にも適用することができる。
また、本発明は、外側鉄筋4b及び内側鉄筋5bの補強にも適用することができる。
Further, in the above-described first embodiment, a reinforcing bar reinforcing method for reinforcing the outer reinforcing
The present invention can also be applied to the reinforcement of the outer reinforcing
(実施形態2)
本実施形態2では、橋梁の床版の下側鉄筋を補強する鉄筋補強方法について、図10及び図11を用いて説明する。
<橋梁の構成>
まず、鉄筋補強方法を説明する前に、橋梁の構成について説明する。
図10に示すように、橋梁10は、床版(床スラブ)11と、この床版11を支持する梁12と、この梁12を支持する橋脚(図示せず)とを具備している。
床版11は、第1の方向としての厚さ方向11Tにおいて互いに反対側に位置する第1の面及び第2の面としての下面13a及び上面13bを有するコンクリート層13と、このコンクリート層13の下面13a側に埋設された鉄筋14a,14b(以下、下側鉄筋14a,14bと呼ぶ)と、このコンクリート層13の上面13b側に埋設された鉄筋15a,15b(以下、上側鉄筋15a,15bと呼ぶ)とを具備する鉄筋コンクリート構造物で構築されている。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a reinforcing bar reinforcing method for reinforcing the lower reinforcing bar of the deck of the bridge will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
<Bridge composition>
First, before explaining the reinforcing bar reinforcement method, the structure of the bridge will be described.
As shown in FIG. 10, the
The floor slab 11 is a
下側鉄筋14a及び上側鉄筋15aの各々は、第1の方向と直交する第2の方向としての幅方向11Wに延伸し、かつ第1の方向及び第2の方向と直交する第3の方向としての奥行き方向(図示せず)に所定の配列ピッチで複数本配置されている。また、下側鉄筋14b及び上側鉄筋15bの各々は、奥行き方向に延伸し、かつ幅方向11Wに所定の配列ピッチで複数本配置されている。そして、下側鉄筋14a及び下側鉄筋14bは、各々の一部が互いに重なり合って立体交差するように組まれている。また、上側鉄筋15a及び上側鉄筋15bにおいても、各々の一部が互いに重なり合って立体交差するように組まれている。これらの鉄筋が立体交差する交差部では、細い結束筋や溶接によって固定されている。
Each of the lower reinforcing
下側鉄筋14a及び上側鉄筋15aの各々は、コンクリート層3に働く曲げモーメントによって生じる引張応力に抵抗する役割を担う。床版11では、スパンの短い短辺方向の負担が大きいため、短辺方向が主筋、長辺方向が配力筋(副筋)となる。この実施形態2では、一例として、幅方向11Wに延伸する下側鉄筋14a及び上側鉄筋15aの各々が主筋をなし、奥行き方向に延伸する下側鉄筋14b及び上側鉄筋15bの各々が配力筋をなす。
Each of the lower reinforcing
<鉄筋補強構造>
次に、鉄筋補強構造について、図10を用いて説明する。
図10に示すように、橋梁10の床版11の下側鉄筋14aは、鉄筋補強構造19によって補強されている。鉄筋補強構造19は、コンクリート層13に、コンクリート層13の上面13b側から施工されて下面13a側に反るように設けられた弧状孔16を具備している。また、鉄筋補強構造19は、弧状孔16の内部に導入されて充填材18によりコンクリート層13に定着され、下側鉄筋14aに作用する引張応力を低減する補強材としての鉄筋17(以下、補強鉄筋17と呼ぶ)を具備している。すなわち、橋梁10の床版11の下側鉄筋14aは、コンクリート層13に定着された補強鉄筋17により補強され、下側鉄筋14aに作用する引張応力が低減されている。
<Reinforcing bar reinforcement structure>
Next, the reinforcing bar reinforcing structure will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the lower reinforcing
弧状孔16は、一端側及び他端側がコンクリート層13の下面13a側よりも上面13b側に位置し、一端側と他端側との間の中間部がコンクリート層3の上面13b側よりも下面13a側に位置している。そして、弧状孔16の一端側と他端側とは、下側鉄筋14aの延伸方向に離間している。そして、弧状孔16の一端側はコンクリート層13の上面13bに連なり、弧状孔16の他端側はコンクリート層13の内部で終端している。弧状孔16の形状としては、応力集中を避けるため、弧状円筒形状が好ましい。
One end side and the other end side of the arc-shaped
補強鉄筋17は、弧状孔16の内部において、コンクリート層13の上面13b側から下面13a側に反る弧形状になっている。そして、補強鉄筋17は、一端側及び他端側の各々に定着部17aを有し、一端側と他端側との間の中間部に補強部17bを有する。そして、一端側及び他端側の各々の定着部17aはコンクリート層13の厚さの中間線13sよりも上面13b側に位置し、中間部の定着部17aは中間線13sよりも下面13a側に位置している。そして、補強鉄筋17の一端側の定着部17aと他端側の定着部17aとは、下側鉄筋14aの延伸方向に離間している。そして、補強鉄筋17は、曲率が弧状孔16と同一の弧形状で形成されている。補強鉄筋17としては、応力集中を避けるため弧状円柱形状が好ましい。また、補強鉄筋17としては、外周面が凹凸の無い滑らかな曲面形状の鉄筋を用いてもよいが、コンクリート層3との定着性を高めるため、既存の異形鉄筋のように外周面がリブや節などを設けて凹凸を有する曲面形状の鉄筋を用いてもよい。
The reinforcing
充填材18としては、流動性及び硬化性があるものを用いることが好ましい。例えば、無収縮モルタル、コンクリート、有機系材料、セメント系無機系材料などを用いることができる。
下側鉄筋14aに作用する引張応力を補強鉄筋17で効果的に低減させるためには、補強鉄筋17の定着部17aをコンクリート層13の厚さの中間線13sよりも上面13b側でコンクリート層13に定着させ、補強鉄筋17の補強部17bをコンクリート層13の厚さの中間線13sよりも下面13a側で定着させることが重要である。
As the
In order to effectively reduce the tensile stress acting on the lower reinforcing
なお、この実施形態2では、補強材として補強鉄筋17を用いた場合について説明している。しかしながら、本発明は補強材として補強鉄筋17の使用を可能とするが、この補強鉄筋17に限定されるものではない。補強材としては、補強鉄筋17の他に、弧状孔16に導入するときにフレキシブル性を有す材料、例えば鋼線、鋼より線、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などを用いることができる。補強材としては、コンクリート層13よりも引張強度が高い材料、好ましくは、下側鉄筋14aと同等以上の引張強度を有する材料であればよい。本発明の鉄筋補強方法では、既存の鉄筋を補強するための補強材として可撓性が低く撓み難い鉄筋も使用することができる。
In the second embodiment, the case where the reinforcing reinforcing
<外側鉄筋に作用する引張応力の低減効果>
次に、橋梁10の床版11において、下側鉄筋14aに作用する引張応力の低減効果について、図11を用いて説明する。
橋梁10の床版11には、床版11上の車両通行用道路を通行する車両の重量や積載量の増加などにより建設当初の想定荷重を上回る荷重が負荷される。そして、床版11に負荷される荷重が建設当初の想定荷重を上回ると、コンクリート層13中の鉄筋に作用する引張応力が許容値(許容応力度)を超過する。
<Effect of reducing tensile stress acting on the outer reinforcing bar>
Next, in the deck 11 of the
The floor slab 11 of the
図11は、図10の床版11の下側鉄筋14aに作用する応力状態を示した図である。図中、A2は、橋梁10を建設した建設当初において下側鉄筋14aに作用する応力である。また、図中、B2は、床版11に負荷される荷重が建設当初の想定荷重を上回った時点において下側鉄筋14aに作用する応力である。また、図中、C2は、補強鉄筋17で補強した後の下側鉄筋14aに作用する応力である。また、図中、M2は許容応力度、N2は応力ゼロ基準、G1は建設当初の想定荷重、G2建設当初の想定荷重を上回った荷重である。
FIG. 11 is a diagram showing a stress state acting on the lower reinforcing
図10及び図11に示すように、床版11は、幅方向11Wにおいて互いに離間する2つの支点部がそれぞれ梁12に支持されている。このため、図11に示すように、下側鉄筋14aに作用する応力A2及び応力B2は、床版11の2つの支点部近傍で圧縮応力となり、2つの支点部の間の中間部で引張応力A2a,B2aとなる。そして、引張応力及び圧縮応力の何れも荷重増加後の応力B2の方が建設当初の応力A2よりも増加している。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the deck 11, two fulcrums separated from each other in the
鉄筋コンクリート構造物では、主に、コンクリートが圧縮応力に抵抗する役割を担い、鉄筋が引張応力に抵抗する役割を担う。したがって、既存の鉄筋を補強材で補強するにあたっては、既存の鉄筋のうちの引張応力が作用する部分を補強することが好ましい。本実施形態2では、図10に示すように、床版11において、下側鉄筋14aの引張応力作用部分を補強鉄筋17で補強し、下側鉄筋14aに作用する引張応力を低減している。
In reinforced concrete structures, concrete mainly plays a role of resisting compressive stress, and reinforcing bars play a role of resisting tensile stress. Therefore, when reinforcing the existing reinforcing bar with the reinforcing material, it is preferable to reinforce the portion of the existing reinforcing bar on which the tensile stress acts. In the second embodiment, as shown in FIG. 10, in the floor slab 11, the tensile stress acting portion of the lower reinforcing
図11に示すように、下側鉄筋14aに作用する建設当初の引張応力A2aは、下側鉄筋14aの許容応力度M2よりも低くなっている。そして、下側鉄筋14aに作用する荷重増加後の引張応力B2aは、下側鉄筋14aの許容応力度M2を超過している。そして、補強後の下側鉄筋14aに作用する引張応力C2は、下側鉄筋14aの許容応力度M2よりもピーク値が低くなっており、しかも、建設当初の引張応力A2aよりもピーク値が低くなっている。
したがって、下側鉄筋14aに作用する引張応力を補強鉄筋17により低減できることが分かる。これは、補強鉄筋17の設置により、下側鉄筋14aの合計断面積が増加し、その効果によって下側鉄筋14aに作用する引張応力が減少したことに起因する。
As shown in FIG. 11, the tensile stress A2a at the beginning of construction acting on the lower reinforcing
Therefore, it can be seen that the tensile stress acting on the lower reinforcing
<鉄筋補強方法>
次に、橋梁1の床版11において、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aを上面側から施工して補強する鉄筋補強方法について、図10を用いて説明する。
まず、図10に示すように、橋梁10の床版11において、コンクリート層13に、コンクリート層13の上面13b側から施工して下面13a側に反る弧状孔16を形成する。この弧状孔16は、下側鉄筋14aのうち、引張応力が作用する部分の近傍に形成する。この弧状孔16は、コアボーリングマシンやウォータジェットなどの公知の技術によりコンクリート層13を切削することで容易に形成することができる。
<Reinforcing bar reinforcement method>
Next, in the floor slab 11 of the
First, as shown in FIG. 10, in the floor slab 11 of the
この弧状孔形成工程において、弧状孔16は、一端側及び他端側がコンクリート層13の下面13a側よりも上面13bに位置し、一端側と他端側との間の中間部がコンクリート層13の上面13b側よりも下面13a側に位置している。そして、弧状孔16の一端側と他端側とは、下側鉄筋14aの延伸方向に離間している。そして、弧状孔16の一端側はコンクリート層13の上面13bに連なり、弧状孔16の他端側はコンクリート層13の内部で終端している。
In this arc-shaped hole forming step, one end side and the other end side of the arc-shaped
次に、図10に示すように、弧状孔16の内部に、下側鉄筋14aに作用する引張応力を低減する補強材として補強鉄筋17を導入する。補強鉄筋17は、弧状孔16の内径よりも小さい外径寸法で形成されている。また、補強鉄筋7は、曲率が弧状孔と同一の弧形状で形成されている。
この工程において、補強鉄筋17は、曲率が弧状孔16と同一の弧形状で形成されているので、弧状孔16の内部に補強鉄筋17を容易に導入することができる。
Next, as shown in FIG. 10, a reinforcing reinforcing
In this step, since the reinforcing
次に、弧状孔16の内部に導入された補強鉄筋17をコンクリート層13に定着させる。補強鉄筋17の定着は、例えば、図10に示すように、弧状孔16の内部に補強鉄筋17が導入された状態で弧状孔16の内部に充填材18を充填し、その後、充填材18を硬化させることによって行う。
これにより、橋梁10の床版11の下側鉄筋14aを補強するための鉄筋補強構造19がほぼ完成する。
Next, the reinforcing reinforcing
As a result, the reinforcing
<実施形態2の効果>
以上のように、本実施形態2の鉄筋補強方法によれば、コンクリート層13に、コンクリート層13の上面13b側から施工して下面13a側に反る弧状孔16を形成し、この弧状孔16の内部に補強材として補強鉄筋17を導入してコンクリート層13に定着させることにより、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aをコンクリート層13の上面13b側から補強することができる。
<Effect of Embodiment 2>
As described above, according to the reinforcing bar reinforcing method of the second embodiment, the
また、橋梁10の床版11において、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aを下面13a側から補強する場合は、足場を組む必要があった。これに対し、本実施形態2では、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aをコンクリート層13の上面13b側から補強することができるので、足場を組む必要がない。したがって、下側鉄筋14aの補強に要する工期及びコストを低減することができる。
Further, in the floor slab 11 of the
また、曲率が弧状孔16と同一の弧形状の補強鉄筋17を用いることにより、弧状孔6の内部に補強鉄筋17を容易に導入することができる。したがって、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aを下面13aとは反対側の上面13b側から補強するための補強材として補強鉄筋17を使用することができる。
また、補強材として補強鉄筋17を使用できることから、特殊な材料を使用する必要がなく、しかも安価で大量の材料調達ができるため、施工管理が容易である。
Further, by using the reinforcing
Further, since the reinforcing
また、コンクリート層13に1つの弧状孔16を形成することで鉄筋補強構造19を構築することができるので、従来のように3つの孔(上方導入孔,下方導入孔,収容孔)を形成して補強鉄筋構造を構築する場合と比較して、外側鉄筋13aの補強に要する工期及びコストを低減することができる。
また、コンクリート層13の上面13b側から施工して下面13a側に反る弧状孔16を用いるので、下側鉄筋14aの補強を部分的に行うことができる。
また、弧状孔16は他端側がコンクリート層13の内部で終端しているので、充填材18の漏れを抑制することができると共に、定着後の弧状孔16の抜けを抑制することができる。
Further, since the reinforcing
Further, since the arc-shaped
Further, since the other end of the arc-shaped
なお、本実施形態2においても、図9に示す補強鉄筋7を用いることができる。
また、上述の実施形態2では、コンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aを上面13b側から施工して補強する鉄筋補強方法について説明した。しかしながら、本発明は、このコンクリート層13の下面13a側に埋設された下側鉄筋14aを上面3b側から施工して補強する鉄筋補強方法に限定されるものではない。例えば、本発明は、コンクリート層13の上面13b側からの施工が困難であり、コンクリート層13の下面13a側からの施工が可能である場合には、コンクリート層13の上面13b側に埋設された上側鉄筋15aを下面14a側からの施工で補強する補強方法にも適用することができる。
また、本発明は、下側鉄筋14b及び上側鉄筋15bの補強にも適用することができる。
In the second embodiment as well, the reinforcing reinforcing
Further, in the second embodiment described above, a reinforcing bar reinforcing method for reinforcing the lower reinforcing
The present invention can also be applied to the reinforcement of the lower reinforcing
以上、本発明を上記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
例えば、本発明は、土木構造物として、例えば、橋梁や桟橋の梁,床版,橋脚、トンネルや立孔の覆工コンクリート、ボックスカルバート、擁壁、ケーソンなどの鉄筋コンクリート構造物の補強に適用することができる。
また、本発明は、建築構造物として、例えば、ビルや建屋の床スラブ,梁,柱、煙突、サイロなどの鉄筋コンクリート構造物の補強に適用することができる。
Although the present invention has been specifically described above based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist thereof.
For example, the present invention is applied as a civil engineering structure to reinforce reinforced concrete structures such as beams of bridges and piers, slabs, piers, lining concrete of tunnels and standing holes, box culverts, retaining walls, and casons. be able to.
Further, the present invention can be applied to the reinforcement of reinforced concrete structures such as floor slabs, beams, columns, chimneys and silos of buildings and buildings as building structures.
1…ボックスカルバート(コンクリート構造物)
1H…高さ方向(第1の方向)
1W…幅方向(第2の幅方向)
1L…奥行き方向(第3の方向)
2a…頂版
2b…底版
2c,2d…側壁
3…コンクリート層
3a…外面(第1の面)
3b…内面(第2の面)
4a,4b…外側鉄筋
5a,5b…内側鉄筋
6…弧状孔
7…補強鉄筋(補強材)
7a…定着部
7b…補強部
7c…突起
8…充填材
9…鉄筋補強構造
10…橋梁
11…床版(コンクリート構造物)
11T…厚さ方向(第1の方向),
11W…幅方向(第2の方向)
12…梁
13…コンクリート層
13a…下面(第1の面)
13b…上面(第2の面)
14a,14b…下側鉄筋
15a,15b…上側鉄筋
16…弧状孔
17…補強鉄筋(補強材)
18…充填材
19…鉄筋補強構造
1 ... Box culvert (concrete structure)
1H ... Height direction (first direction)
1W ... Width direction (second width direction)
1L ... Depth direction (third direction)
2a ...
3b ... Inner surface (second surface)
4a, 4b ... Outer reinforcing
7a ... Fixing
11T ... Thickness direction (first direction),
11W ... Width direction (second direction)
12 ...
13b ... Top surface (second surface)
14a, 14b ... Lower reinforcing
18 ...
Claims (9)
前記コンクリート層に、前記第2の面側から施工して前記第1の面側に反る弧状孔を形成する工程と、
前記弧状孔の内部に補強材を導入する工程と、
前記弧状孔の内部に導入された前記補強材を前記コンクリート層に定着させる工程と、
を備え、
前記弧状孔は、一端側及び他端側が前記第1の面側よりも前記第2の面側に位置し、前記一端側と他端側との間の中間部が前記第2の面側よりも前記第1の面側に位置していることを特徴とする鉄筋補強方法。 This is a reinforcing bar reinforcement method in which reinforcing bars embedded in the first surface side of the first surface and the second surface located on opposite sides of the concrete layer are constructed from the second surface side to reinforce the concrete layer. hand,
A step of constructing the concrete layer from the second surface side to form an arcuate hole warped on the first surface side.
The process of introducing a reinforcing material inside the arcuate hole and
A step of fixing the reinforcing material introduced into the arcuate hole to the concrete layer, and
Equipped with a,
One end side and the other end side of the arc-shaped hole are located on the second surface side of the first surface side, and the intermediate portion between the one end side and the other end side is from the second surface side. Is also a reinforcing bar reinforcing method, characterized in that it is located on the first surface side.
前記コンクリート層に、前記第2の面側から施工して前記第1の面側に反る弧状孔を形成する工程と、
前記弧状孔の内部に補強材を導入する工程と、
前記弧状孔の内部に導入された前記補強材を前記コンクリート層に定着させる工程と、
を備え、
前記補強材の一端側及び他端側は、前記コンクリート層の厚さの中間線よりも前記第2の面側に位置し、
前記補強材の前記一端側と前記他端側との間の中間部は、前記中間線よりも前記第1の面側に位置していることを特徴とする鉄筋補強方法。 This is a reinforcing bar reinforcement method in which reinforcing bars embedded in the first surface side of the first surface and the second surface located on opposite sides of the concrete layer are constructed from the second surface side to reinforce the concrete layer. hand,
A step of constructing the concrete layer from the second surface side to form an arcuate hole that warps toward the first surface side.
The process of introducing a reinforcing material inside the arcuate hole and
A step of fixing the reinforcing material introduced into the arcuate hole to the concrete layer, and
With
One end side and the other end side of the reinforcing material are located on the second surface side of the intermediate line of the thickness of the concrete layer.
Said intermediate portion between said one end of the reinforcing member and the other end, rebars reinforcing how to and being located on the first surface side of the middle line.
前記補強材の前記一端側と前記他端側との間の中間部は、前記中間線よりも前記第1の面側に位置していることを特徴とする請求項1、3、4、5の何れか1項に記載の鉄筋補強方法。 One end side and the other end side of the reinforcing material are located on the second surface side of the intermediate line of the thickness of the concrete layer.
Claims 1, 3, 4 , 5 characterized in that the intermediate portion between the one end side and the other end side of the reinforcing material is located on the first surface side of the intermediate line. Reinforcing bar reinforcement method according to any one of the above.
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