(57)【要約】【課題】既設コンクリート柱を効率的に補強できる管状補強材を提供する。【解決手段】管状補強材１は、既設コンクリート柱内に挿入されて、充填材によって固定されるものである。この管状補強材１は、互いに連結可能な複数の管状の補強体4a，4bを備える。各補強体4a，4bは、最大外径が既設コンクリート柱の内径より小さく、軸方向の一端部の内径が軸方向の他端部の外径より大きい補強体本体11を有する。そして、各補強体4a，4bは、一の補強体4aにおける補強体本体11の軸方向の一端部に設けられた嵌合管12内に、他の補強体4bにおける補強体本体11の軸方向の他端部が挿入された状態で連結可能である。また、連結された状態の各補強体4aは、充填材によって既設コンクリート柱内で固定される。【選択図】図１
2020158976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリート柱内に挿入されて充填材によって固定される既設コンクリート柱補強用の管状補強材であって、
互いに連結可能な複数の管状の補強体を備え、
各補強体は、その最大外径が既設コンクリート柱の内径より小さく、かつ、軸方向の一端部の内径が軸方向の他端部の外径より大きく構成され、
一の補強体の軸方向の一端部に他の補強体の軸方向の他端部が挿入されて連結された状態で既設コンクリート柱に挿入される
ことを特徴とする管状補強材。
【請求項２】
補強体は、既設コンクリート柱の上端の開口部に保持するための保持部材とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の管状補強材。
【請求項３】
既設コンクリート柱の上端部に設置され保持部材と係合可能な保持治具を備える
ことを特徴とする請求項２記載の管状補強材。
【請求項４】
補強体の連結状態を保持する連結保持体を備え、
補強体は、連結保持体を取り付けるための取付部を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の管状補強材。
【請求項５】
補強体は、既設コンクリート柱に対して位置決めするためのガイド部材を有する
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の管状補強材。
【請求項６】
補強体は、中空な内部空間に連通し充填材が流入可能な流入孔を有する
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の管状補強材。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか一記載の管状補強材を用いた既設コンクリート柱の補強方法であって、
下側に配置される一の補強体を吊り上げ、
その一の補強体を既設コンクリート柱の上端部の開口部に保持し、
その一の補強体の上側に他の補強体を連結し、
管状補強材が所定の軸方向長さになるまで複数の補強体を連結し、
複数の補強体が連結された所定の長さの管状補強材を既設コンクリート柱内に設置し、
既設コンクリート柱内に充填材を所定高さまで充填して固化させる
ことを特徴とする既設コンクリート柱の補強方法。
【請求項８】
３つ以上の補強体を連結する場合には、連結されている複数の補強体のうちの最上部の補強体を既設コンクリート柱の上端部の開口部に保持し、
その保持された最上部の補強体に他の補強体を連結する
ことを特徴とする請求項７記載の既設コンクリート柱の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のコンクリート柱を補強するための管状補強材、および、その管状補強材を用いた既設コンクリート柱の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば配電線や通信線の架線等に使用されるコンクリート柱の補強技術としては、特許文献１および特許文献２等のように、柱の中空部分に鉄筋やアラミドロッドを挿入し、セメント系固化材にて硬化固定して断面耐力を向上する方法が知られている。
【０００３】
その他にも、柱の中空部分を利用して補強する方法としては、特許文献３のように柱の中空部分に発泡性の樹脂材料を注入し硬化させて補強する方法や、特許文献４のように、柱の中空部分に繊維シートで形成された袋体を挿入しその中に固化材を注入し硬化させて補強する方法等も知られている。
【０００４】
また、特許文献５のように、柱の外周部に湾曲した鋼板を設置して断面耐力を向上させる方法や、特許文献６のように、柱の外周部に繊維シートを接着剤で貼り付ける方法等も知られている。
【０００５】
さらに、既設のコンクリート柱の中空部分に補強材を設ける方法としては、特許文献７のように、柱の上端部の開口部から補強材を吊り下ろして挿入し設置する方法や、特許文献４のように、柱の側面に設けられた開口部から補強材を挿入する方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６６３５２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７４７９号公報
【特許文献３】特開２００９−１１４８１５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１２７１３４号公報
【特許文献５】特開２０１６−３７７６４号公報
【特許文献６】特開平６−３２２９９９号公報
【特許文献７】特開２０１７−８９２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１の方法では、柱内に挿入された鉄筋の位置が固定されないため、確実に補強できない可能性がある。
【０００８】
特許文献２の方法では、補強材であるアラミドロッドを所定位置に配置するために構造が複雑化してしまうとともに、より耐力を向上させるためにアラミドロッドの本数が多くなるほど、柱内が狭隘になり、固化材が適切に充填されない可能性がある。
【０００９】
特許文献３の方法では、補強材が発泡性の樹脂材料であるため、そもそも補強強度が比較的低く、補強効率が低い問題が考えられる。
【００１０】
特許文献４の方法では、繊維シートで形成された袋体を損傷することなく柱内に挿入する必要があり、高強度の繊維シートは比較的高価で材料コストが上昇するとともに、補強性能を十分に奏するには、袋体を柱の内壁に密着させるように設置する必要があり、空気や充填材を袋体に高圧で注入する必要があり、作業が煩雑である。
【００１１】
また、柱のコンクリート内に軸方向に沿って配設された補強鋼材を損傷しないように側面に開口部を設ける必要がある。また、補強材の挿入後に、柱の側面に設けられた開口部を柱と同等以上の強度を有する材料で閉塞する必要がある。したがって、このような柱の側面に設けられた開口部の処理を含めて、補強材の設置作業が煩雑である。
【００１２】
特許文献５および特許文献６の方法では、柱の外周部に補強材を取り付けるために、柱の外側に取り付けられた装柱金具や機器等を一旦取り外す必要がある。また、地震等の外力による曲げ応力が最大となる地際部を補強する場合には、柱の周囲を一旦掘削し補強材の設置後に埋め戻す必要がある。したがって、補強材の設置作業が煩雑である。
【００１３】
特許文献７の方法では、補強材を吊り下ろして挿入するため、一般的に地上高１０ｍ以上である柱の約２倍の揚程を有するクレーンを用いる必要がある。
【００１４】
したがって、材料コスト的にも作業的にも既設コンクリート柱を効率的に補強できる技術が求められていた。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、既設コンクリート柱を効率的に補強できる管状補強材および既設コンクリート柱の補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載された管状補強材は、既設コンクリート柱内に挿入されて充填材によって固定される既設コンクリート柱補強用の管状補強材であって、互いに連結可能な複数の管状の補強体を備え、各補強体は、その最大外径が既設コンクリート柱の内径より小さく、かつ、軸方向の一端部の内径が軸方向の他端部の外径より大きく構成され、一の補強体の軸方向の一端部に他の補強体の軸方向の他端部が挿入されて連結された状態で既設コンクリート柱に挿入されるものである。
【００１７】
請求項２に記載された管状補強材は、請求項１記載の管状補強材において、補強体は、既設コンクリート柱の上端の開口部に保持するための保持部材とを有するものである。
【００１８】
請求項３に記載された管状補強材は、請求項２記載の管状補強材において、既設コンクリート柱の上端部に設置され保持部材と係合可能な保持治具を備えるものである。
【００１９】
請求項４に記載された管状補強材は、請求項１ないし３いずれか一記載の管状補強材において、補強体の連結状態を保持する連結保持体を備え、補強体は、連結保持体を取り付けるための取付部を有するものである。
【００２０】
請求項５に記載された管状補強材は、請求項１ないし４いずれか一記載の管状補強材において、補強体は、既設コンクリート柱に対して位置決めするためのガイド部材を有するものである。
【００２１】
請求項６に記載された管状補強材は、請求項１ないし５いずれか一記載の管状補強材において、補強体は、中空な内部空間に連通し充填材が流入可能な流入孔を有するものである。
【００２２】
請求項７に記載された既設コンクリート柱の補強方法は、請求項１ないし６いずれか一記載の管状補強材を用いた既設コンクリート柱の補強方法であって、下側に配置される一の補強体を吊り上げ、その一の補強体を既設コンクリート柱の上端部の開口部に保持し、その一の補強体の上側に他の補強体を連結し、管状補強材が所定の軸方向長さになるまで複数の補強体を連結し、複数の補強体が連結された所定の長さの管状補強材を既設コンクリート柱内に設置し、既設コンクリート柱内に充填材を所定高さまで充填して固化させるものである。
【００２３】
請求項８に記載された既設コンクリート柱の補強方法は、請求項７記載の既設コンクリート柱の補強方法において、３つ以上の補強体を連結する場合には、連結されている複数の補強体のうちの最上部の補強体を既設コンクリート柱の上端部の開口部に保持し、その保持された最上部の補強体に他の補強体を連結するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、連結可能な複数の補強体を有し、連結された状態の各補強体が充填材によって既設コンクリート柱内で固定されるため、既設コンクリート柱を効率的に補強できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る管状補強材の構成を示す断面図である。
【図２】同上管状補強材を用いた既設コンクリート柱の補強方法を説明するための説明図である。
【図３】同上図２に続く説明図である。
【図４】同上図３に続く説明図である。
【図５】同上図４に続く説明図である。
【図６】同上図５に続く説明図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、同上管状補強材における補強治具の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１において、１は管状補強材であり、この管状補強材１は、図２ないし図６に示すように、既設コンクリート柱２内に挿入されて、その既設コンクリート柱２内に充填されたセメント系固化材等の充填材３にて固定される。すなわち、既設コンクリート柱２内の充填された充填材３が固化することで、既設コンクリート柱２に対して管状補強材１が固定され、その結果、既設コンクリート柱２の断面耐力が向上する。
【００２８】
管状補強材１は、互いに連結可能な複数、例えば２つの中空な管状の補強体4a，4bと、これら補強体4a，4bの連結状態を保持する連結保持体としての棒状のピン６と、補強体4aを既設コンクリート柱２の上端の開口部に保持する際に使用する保持治具７とを備えている。
【００２９】
そして、管状補強材１は、複数の補強体4a，4bが連結され、その連結がピン６で保持された状態で、既設コンクリート柱２内に挿入される。
【００３０】
補強体4a，4bは、管状の補強体本体11を有し、この補強体本体11は、最大外径が既設コンクリート柱２の内径より小さく、既設コンクリート柱２内に軸方向に沿って挿入可能である。
【００３１】
また、補強体本体11は、軸方向の一端部である上端部に嵌合管12が溶着等によって一体的に設けられている。
【００３２】
この嵌合管12は、内径が、補強体本体11の軸方向の他端部である下端部の外径よりやや大きい。すなわち、補強体本体11は、上端部に位置する嵌合管12の内径が下端部の外径よりやや大きく、一の補強体4aの嵌合管12内に他の補強体4bの補強体本体11の下端部を挿入可能である。
【００３３】
このような補強体4a，4bは、既設コンクリート柱２の上端の開口部13に係止して保持するための保持部材としての保持金具14と、軸方向の両端部近傍にて側部に設けられた取付部としての挿入孔15と、既設コンクリート柱２内で位置決めするためのガイド部材16と、既設コンクリート柱２内に設置する際に例えばクレーン等で吊るためのフック部材17と、補強体本体11の外周面に設けられたリング筋部材18とを有している。
【００３４】
保持金具14は、補強体本体11の側面に溶着等によって一体化され、補強体本体11の側面から突出するように設けられている。
【００３５】
この保持金具14は、補強体本体11の周方向に離間して配置されている。より具体的には、保持金具14同士は、補強体本体11の外周面において径方向の中心を基準にそれぞれ反対側に設けられ、対をなすように補強体本体11の径方向に対向して配置されている。
【００３６】
挿入孔15は、嵌合管12および補強体本体11の軸方向の他端部近傍に設けられおり、それぞれピン６を挿通可能である。すなわち、一の補強体4aの嵌合管12に他の補強体4bの補強体本体11の下端側を挿入した状態にて、各補強体4a，4bの挿入孔15同士を重なるように対応して配置させて、それら挿入孔15にピン６を挿通し固定することで補強体4a，4b同士の連結状態が保持される。
【００３７】
ガイド部材16は、補強体本体11に溶着等によって一体的に設けられており、断面視で三角形状に構成されている。
【００３８】
そして、この三角形状の先端部が既設コンクリート柱２の内周面や上端の開口部13の内周縁部に当接することで、既設コンクリート柱２に対して管状補強材１が位置決めされた状態で挿入される。
【００３９】
フック部材17は、棒状の部材を湾曲して一部が円弧状になるように略Ｕ字状に形成されている。
【００４０】
また、円弧状に湾曲された部分が嵌合管12の上端部から上側へ突出するように、両端部が嵌合管12の外周部に溶着等によって一体化されている。そして、嵌合管12から突出した円弧状の部分にクレーンのフック等を引っ掛けることが可能である。
【００４１】
リング筋部材18は、充填材３に対する補強体4a，4bの接触面積をより大きくするために設けられたものであり、補強体本体11の側面に周方向に沿って１周するように配置され、溶着等によって一体化されている。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、保持治具７は、既設コンクリート柱２の上端縁部に載置される円板状の治具本体21を有している。
【００４３】
治具本体21には、その中心に位置する貫通孔である中心孔部22と、中心孔部22の周縁に設けられそれぞれ周方向に離間した複数、例えば４つの挿通孔部23とが設けられている。
【００４４】
中心孔部22は、補強体本体11が挿通可能であるが、保持金具14は挿通できない大きさに開口されている。すなわち。中心孔部22の径は、補強体本体11の外径より大きく、かつ、保持金具14同士の先端部間の距離より小さい。
【００４５】
挿通孔部23は、中心孔部22から外側へ開口されて形成されている。また、各挿通孔部23は、中心孔部22の周方向において所定角度、例えば９０度ずつ離間して配置されている。すなわち、各挿通孔部23は、２つの挿通孔部23同士が中心孔部22の径方向に対向して配置されて対をなし、２対の挿通孔部23が交差方向に配置されている。
【００４６】
また、１対の挿通孔部23同士の先端部間の距離は、保持金具14同士の先端部間の距離より長い。
【００４７】
したがって、補強体4a，4bは、平面視にて保持金具14の位置が保持治具７の挿通孔部23の位置と対応している場合には、保持金具14が挿通孔部23を通過して既設コンクリート柱２内へ挿入可能である。
【００４８】
一方、平面視にて保持金具14の位置が保持治具７の挿通孔部23の位置と対応していない場合には、保持金具14が保持治具７の中心孔部22の周縁に係合して下側への移動が係止される。すなわち、補強体4a，4bは、既設コンクリート柱２内に挿入されず、保持治具７を介して既設コンクリート柱２の上端の開口部13に保持される。
【００４９】
このように補強体4a，4bは、平面視での保持治具７に対する保持金具14の配置関係に応じて、既設コンクリート柱２内に挿入可能な状態と、既設コンクリート柱２の上端部に保持可能な状態とが切り替えられる。
【００５０】
次に、上記一実施の形態の作用および効果を説明する。
【００５１】
管状補強材１を用いて既設コンクリート柱２を補強する際には、まず、図２に示すように、既設コンクリート柱２の上端の開口部13に保持治具７を設置する。
【００５２】
クレーンによって一の補強体4aを吊り上げ、図３に示すように、既設コンクリート柱２の上側から一の補強体4aの一部を挿入するとともに、補強体4aの保持金具14と保持治具７とを係合させて、保持治具７を介して既設コンクリート柱２の開口部13に一の補強体4aを保持する。
【００５３】
次いで、他の補強体4bをクレーンによって吊り上げ、一の補強体4aの上側から他の補強体4bを下降させて、一の補強体4aの嵌合管12に他の補強体4bにおける補強体本体11の下端部を挿入する。
【００５４】
なお、複数の補強体4a，4b…を連結する際には、既に連結されている補強体4a，4b…のうちの最上部の補強体を保持治具７を介して既設コンクリート柱２の開口部13に保持し、その保持された最上部の補強体に、連結されていない他の補強体を連結させる。
【００５５】
一の補強体4aの嵌合管12に他の補強体4bの下端部を挿入した状態で、一の補強体4aの嵌合管12に設けられた挿入孔15と、他の補強体4bの補強体本体11の下端部近傍に設けられた挿入孔15とが対応するように、一の補強体4aに対する他の補強体4bの位置を調整する。
【００５６】
また、図４に示すように、挿入孔15にピン６を挿入し固定して、一の補強体4aと他の補強体4bとが連結された状態を保持する。
【００５７】
このように複数の補強体4a，4bを連結して、管状補強材１の軸方向の長さが所定の長さに達した後、その管状補強材１をクレーンでやや吊り上げ、一の補強体4aの保持金具14と保持治具７との係合を解除する。
【００５８】
また、保持治具７の挿通孔部23の位置と保持金具14の位置とが対応するように管状補強材１を回転させて、その管状補強材１を吊り下ろすように下降させ既設コンクリート柱２内へ挿入し、図５に示すように、既設コンクリート柱２内の底部に管状補強材１を設置する。
【００５９】
管状補強材１を下降させる際には、ガイド部材16を既設コンクリート柱２の内周面や開口部13の周縁に接触させることで、管状補強材１が既設コンクリート柱２内の略中央部に配置されるように位置決めした状態で下降できる。
【００６０】
その後、既設コンクリート柱２の上端の開口部13から充填材注入管を挿入して充填材３を既設コンクリート柱２内に注入し、既設コンクリート柱２内の所定の高さまで充填する。なお、充填材３を充填した状態では、少なくとも既設コンクリート柱２の内周と管状補強材１の外周との間に充填材３が充填される。
【００６１】
そして、充填材３が固化することで、既設コンクリート柱２内で管状補強材１が固定されて、既設コンクリート柱２が補強される。
【００６２】
上記一実施の形態によれば、管状補強材１が連結可能な複数の補強体4a，4bを有することにより、連結された複数の補強体4a，4bが充填材３によって既設コンクリート柱２内で固定されるため、管状補強材１を設置する際の基本的な作業としては、複数の補強体4a，4bの連結、その連結された複数の補強体4a，4bによって構成された管状補強材１の既設コンクリート柱２内への挿入、および、充填材３の充填だけであるので、設置作業が煩雑化せず容易である。
【００６３】
また、複数の補強体4a，4bを連結させて管状補強材１が構成されるため、長尺のいわゆる１本ものの補強材を用いずに、既設コンクリート柱２内に所定高さの管状補強材１を設置できるため、クレーンの揚程を抑えることができる。すなわち、補強体4a，4bを１つずつ吊り上げて、既設コンクリート柱２の上端部で順次連結して管状補強材１を組み立てるため、管状補強材１の設置作業に用いるクレーンは、既設コンクリート柱２の地上高さに加え、１つの補強体4a，4bの高さ（軸方向の長さ）分の揚程を有していればよい。
【００６４】
したがって、特殊な材料や必要以上に大型の作業機械や煩雑な作業を要することなく、また、作業現場が狭隘な場所でも作業できるため、製造コスト的な観点からも作業性の観点からも、既設コンクリート柱２を効率的に補強できる。
【００６５】
また、管状補強材１は、複数の補強体4a，4bが連結されて構成される組立式であることにより、連結させる補強体4a，4bの数に応じて補強高さを調整できるため、既設コンクリート柱２の補強の際に求められる高さが異なる現場において、設置作業および材料を共通化でき、汎用性が良好である。
【００６６】
さらに、管状補強材１は、補強体4aと補強体4bとの連結状態を保持するピン６を備え、各補強体4a，4bがそのピン６を挿入可能な挿入孔15を有することにより、簡単な構成で確実に補強体4a，4b同士の連結を保持できる。
【００６７】
各補強体4a，4bは、既設コンクリート柱２の上端の開口部13に保持するための保持金具14を有することにより、補強体4aと補強体4bとを連結させる際に下側の補強体4aを既設コンクリート柱２の開口部13に保持した状態で、その上側に補強体4bを連結できるため、簡単な構成で補強体4a，4bを１つずつ順次連結でき、クレーンの揚程を抑えることができる。
【００６８】
また、管状補強材１が保持治具７を備えることにより、補強体4aの保持金具14を保持治具７に係合することで、既設コンクリート柱２の開口部13に補強体4aをより確実に保持できる。
【００６９】
各補強体4a，4bは、ガイド部材16を有するため、管状補強材１を既設コンクリート柱２内へ挿入して下降する際に、既設コンクリート柱２に対して管状補強材１を位置決めでき、適切な位置に設置して充填材３を確実に充填できる。
【００７０】
なお、上記一実施の形態では、管状補強材１は、２つの補強体4a，4bを連結させた構成としたが、このような構成には限定されず、管状補強材１が所定の高さになるように、連結させる補強体4a，4b…の数は適宜変更できる。
【００７１】
また、例えば３つ以上の補強体を連結させる際には、上述のように２つの補強体4a，4bを連結した後、下側の補強体4aの保持金具14と保持治具７との係合を解除し、連結されている２つの補強体4a，4bをやや下降させるとともに、上側の補強体4bの保持金具14を保持治具７に係合させて、その補強体4bにさらに上側から他の補強体を連結させる。
【００７２】
すなわち、３つ以上の補強体4a，4b…を連結する際には、既に連結されている補強体4a，4b…のうちの最上部に位置する補強体4a，4b…を補強治具７に係合させて開口部13の保持し、その最上部の補強体4a，4b…に、連結されていない他の補強体を連結する。
【００７３】
補強体4a，4bは、補強体本体11の上端部に、内径が補強体本体11の外径より大きい嵌合管12が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、補強体4a，4bは、軸方向の一端部の内径が軸方向の他端部の外径より大きく構成され、一の補強体4aの軸方向の一端部に他の補強体4bの軸方向の他端部が挿入されることで連結される構成であればよい。
【００７４】
保持治具７は、図７（ａ）に示す構成には限定されず、例えば図７（ｂ）に示す変形例のように、保持治具７に対する保持金具14の配置関係に応じて、既設コンクリート柱２内に挿入可能な状態と、既設コンクリート柱２の上端部に保持可能な状態とを切り替えることができる構成であればよい。
【００７５】
充填材３は、少なくとも既設コンクリート柱２の内周面と管状補強材１の外周面との間のスペースに充填されていれば良いが、例えば補強体本体11の側面に、補強体本体11内の内部空間に連通し、未固化状態の充填材３が流入可能な図示しない流入孔が設けられた構成にすることで、既設コンクリート柱２内に注入された充填材３が管状補強材１の内部まで回り込みやすく、既設コンクリート柱２に対して管状補強材１をより強固に固定でき、一体性を向上できるので好ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１    管状補強材
２    既設コンクリート柱
３    充填材
4a    補強体
4b    補強体
６    連結保持体としてのピン
７    保持治具
13    開口部
14    保持部材としての保持金具
15    取付部としての挿入孔
16    ガイド部材
【図１】
2020158976.tif 000003
【図２】
2020158976.tif 000004
【図３】
2020158976.tif 000005
【図４】
2020158976.tif 000006
【図５】
2020158976.tif 000007
【図６】
2020158976.tif 000008
【図７】
2020158976.tif 000009