(57)【要約】【課題】上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる桁構造物の補強構造を提供する。【解決手段】非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維３１が含浸された補強層３を有し、他方の面に接着層４を有する積層補強材１が、橋梁１０などの桁構造物の主桁１３の長手方向に沿うように設けられ、積層補強材１が接着層４で主桁１３の下面１３３１に接着されている桁構造物の補強構造。【選択図】図４
2020204169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が含浸された補強層、他方の面に接着層を有する積層補強材が主桁の長手方向に沿うように設けられ、
前記積層補強材が前記接着層で前記主桁の下面に接着されていることを特徴とする桁構造物の補強構造。
【請求項２】
前記主桁が橋梁の鋼製主桁、前記主桁の下面が前記鋼製主桁の下フランジの連続した平滑な下面であり、
前記鋼製主桁を支持する支承の相互間における前記下フランジの下面に、前記下フランジの長手方向に沿うように前記積層補強材が一層で接着されていることを特徴とする請求項１記載の桁構造物の補強構造。
【請求項３】
前記補強繊維が前記縁切層に縫着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の桁構造物の補強構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の桁構造物の補強構造の施工方法であって、
前記主桁の下面に接着剤を塗布する第１工程と、
非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が設けられ、前記主桁の下面に対応する幅を有する帯状の補強シートを用い、前記補強シートの他方の面を前記主桁の下面に押し付けて接着し、前記縁切層の他方の面に接着層を形成すると共に、前記縁切層の前記補強繊維が設けられた一方の面に含浸剤を塗布して補強層を形成する第２工程を備えることを特徴とする桁構造物の補強構造の施工方法。
【請求項５】
前記第２工程において、ロール状に巻回された前記補強シートを繰り出しながら前記補強シートを接着することを特徴とする請求項４記載の桁構造物の補強構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁などの桁構造物を補強する桁構造物の補強構造及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
桁構造物の鋼橋は、車両等の進行方向に沿って橋脚間に掛け渡される何本かの主桁によって床版が支持されており、主桁はＩ型鋼からなっている（図１参照）。Ｉ型鋼の主桁は元来靭性に富んだ材料で形成されているが、車両等の移動する荷重体が床版上を長年にわたって大量に通行することにより、繰り返し撓ませ続けられ、疲労が蓄積して強度が低下してしまう。主桁の端部や支承の劣化は認識し易いため、補強が行なわれているが、強度が低下した主桁自体も補強することが必要となる。
【０００３】
また、主桁の補強に関する補強構造として特許文献１、２が公知である。特許文献１には、天井クレーンの繰り返し載荷を受ける鋼製の主桁に生じた疲労亀裂の内部に、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂などの樹脂を注入し、樹脂の硬化後に、疲労亀裂の周囲に炭素繊維のストランドをシート状に加工した繊維含有強化材を貼り付け、疲労亀裂の進展を抑制することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、鋼橋の鋼製主桁の鋼桁腹板に繊維強化樹脂層を設置して鋼桁腹板の終局耐荷力を増強する補強構造が開示され、鋼桁腹板の表面にプライマーを施し、プライマー上にポリウレア樹脂などのパテ層を形成している。そして、樹脂のパテ層の硬化後に、パテ層の上にマトリクス樹脂を塗布し、その上に連続繊維シートを載置し、さらにマトリクス樹脂を塗布して含浸させて連続繊維シートを接着することにより、繊維強化樹脂層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１２６５９号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１、２の補強構造は、疲労亀裂の進展の抑制や、鋼桁腹板の腐食減肉を補強して鋼桁腹板の終局耐荷力の増強を図ることが可能であるものの、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することは困難である。また、特許文献１、２の補強構造を施工する際には、疲労亀裂に注入した樹脂の硬化やパテ層の樹脂の硬化を施工工程の途中で待つ必要があるが、これらの樹脂の硬化には時間を要するため、施工工期が長くなってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる桁構造物の補強構造及びその施工方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、施工工期を短縮することができる桁構造物の補強構造及びその施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の桁構造物の補強構造は、非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が含浸された補強層、他方の面に接着層を有する積層補強材が主桁の長手方向に沿うように設けられ、前記積層補強材が前記接着層で前記主桁の下面に接着されていることを特徴とする。
これによれば、補強繊維が含浸された補強層が主桁の長手方向に沿うように設けられることにより、主桁の曲げ歪量を効果的に低減し、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる。更に、主桁の支承その他の部材との連結部分の繰り返し荷重による疲労を低減することができる。従って、桁構造物全体の剛性、耐久性を高め、桁構造物の長寿命化を図ることができる。また、非通液性の縁切層によって補強層と接着層の引張弾性率等の性状をそれぞれ適切な性状に異ならせることが可能になり、主桁の撓み変形を接着層の弾性変形、追従性で分散吸収し、接着層或いは積層補強材の主桁からの剥離を防止して、積層補強材の設置状態の安定性を高めることができると共に、主桁が受ける曲げ荷重を補強層に負担させ、主桁と補強層で協働して繰り返し受ける曲げ荷重を高い強度で支持することができる。即ち、接着層の接着性と補強層の補強強度の双方において優れた特性をそれぞれに最大限発揮することができる。また、雨が降っても濡れない主桁の下面に積層補強材を設けることにより、施工実施の確実性、安定性を高めることができる。
【０００９】
本発明の桁構造物の補強構造は、前記主桁が橋梁の鋼製主桁、前記主桁の下面が前記鋼製主桁の下フランジの連続した平滑な下面であり、前記鋼製主桁を支持する支承の相互間における前記下フランジの下面に、前記下フランジの長手方向に沿うように前記積層補強材が一層で接着されていることを特徴とする。
これによれば、一層の積層補強材は、例えば疲労亀裂に注入した樹脂やパテ層として塗布した樹脂のような樹脂硬化を待たずに、主桁に接着し、接着剤の硬化を待たずに含浸による補強層を形成して施工工程を完了することが可能であるから、桁構造物の補強構造の施工期間を短縮することができる。また、主桁の連続した平滑な下面に、主桁の長手方向に沿って連続的に積層補強材を設けて補強することができることから、高効率で施工することができる。また、主桁を支持する支承の相互間に積層補強材を設けることから、支承等の他の部材に変更を加えることなく施工でき、かかる点からも高効率で施工することができる。また、工場で必要量の補強繊維を一層に配した積層補強材を現場で接着することにより、施工ムラの懸念なく安定的に補強効果を得ることが出来、桁構造物の橋梁の全体の剛性、耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。
【００１０】
本発明の桁構造物の補強構造は、前記補強繊維が前記縁切層に縫着されていることを特徴とする。
これによれば、補強繊維の目付量を自在に調整することができ、所要の補強繊維を安定的に配した繊維強化プラスチックで補強層を形成することができる。また、補強繊維を含浸する前の補強シートの状態では、補強繊維を縁切層に縫着した補強シートであることから、積層補強材を構成する前の補強シートの柔軟性を高め、取り扱いを容易にすることができる。
【００１１】
本発明の桁構造物の補強構造の施工方法は、本発明の桁構造物の補強構造を施工する方法であって、前記主桁の下面に接着剤を塗布する第１工程と、非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が設けられ、前記主桁の下面に対応する幅を有する帯状の補強シートを用い、前記補強シートの他方の面を前記主桁の下面に押し付けて接着し、前記縁切層の他方の面に接着層を形成すると共に、前記縁切層の前記補強繊維が設けられた一方の面に含浸剤を塗布して補強層を形成する第２工程を備えることを特徴とする。
これによれば、桁構造物の主桁以外の構成部材に影響を及ぼさずに、主桁の下面の配置状態を活用して補強シートを敷設し、非通液性の縁切層と補強層と接着層を有する積層補強材を省力な作業工程で施工することができる。また、本発明は主桁の下面に補強シートを貼るだけで効果的な補強ができる為、鋼桁腹板の両面、或いは腹板から上フランジの下面、下フランジの上面や垂直補剛材に掛かるように連続繊維シートを接着しなければならない従来方法に比較して作業工程が少なくてすむ。従って、非常に短時間での施工を行うことができると共に、施工管理が容易となる。
【００１２】
本発明の桁構造物の補強構造の施工方法は、前記第２工程において、ロール状に巻回された前記補強シートを繰り出しながら前記補強シートを接着することを特徴とする。
これによれば、ロール状に巻回された補強シートを用いることにより、補強シートの運搬の容易性、取り扱いの容易性を高めることができる。また、ロール状に巻回された補強シートを繰り出しながら補強シートを接着することにより、補強シートの接着、積層補強材の形成の作業工程を一層容易化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の桁構造物の補強構造或いはその施工方法によれば、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による実施形態の桁構造物の補強構造が設置される橋梁の一部を示す上方斜視図。
【図２】（ａ）は本発明による実施形態の桁構造物の補強構造が設置された橋梁の一部を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図。
【図３】（ａ）は実施形態の桁構造物の補強構造を有する主桁の斜視断面説明図、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図。
【図４】実施形態の桁構造物の補強構造を有する主桁の一部と積層補強材を示す縦断説明図。
【図５】（ａ）は実施形態の桁構造物の補強構造で用いられる補強シートの斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の補強シートの縦断説明図。
【図６】実施形態の桁構造物の補強構造の施工工程を説明する工程説明図。
【図７】実施形態の桁構造物の補強構造の施工工程を示すフローチャート。
【図８】（ａ）、（ｂ）は縁切層の有無による補強層の追従性の相違を説明する説明図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は曲げ試験の装置構成の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態の桁構造物の補強構造及びその施工方法〕
本発明による実施形態の桁構造物の補強構造は、桁構造物に相当する図１及び図２に示す橋梁１０に設置される。橋梁１０には、橋脚１１の上に支承１２が設けられ、支承１２・１２の上に鋼製の主桁１３が設けられており、主桁１３が支承１２・１２で支持されている。橋脚１１・１１間には複数本の主桁１３が幅方向に並列配置されていると共に、長手方向に揃えて配置される主桁１３・１３相互は連結部１４で連結されている。幅方向と長手方向に並置される主桁１３は、上側に設けられる床版１５を支持している。橋梁１０の床版１５上には、車両１６等が通行する。図中のＰは、主桁１３が繰り返し受ける荷重方向である。
【００１６】
主桁１３は、長尺のＩ形鋼であり、ウェブ１３１の上側に上フランジ１３２、下側に下フランジ１３３が設けられている（図１〜図４参照）。下フランジ１３３の下面１３３１は主桁１３の下面に相当し、下面１３３１は連続した平滑面で形成されている。下面１３３１は、主桁１３の長手方向に沿って延設されている。
【００１７】
主桁１３の下面に相当する下面１３３１には、図２〜図４に示すように、桁構造物の補強構造を構成する積層補強材１が接着され、主桁１３の長手方向に沿うように設けられている。積層補強材１は、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間における下フランジ１３３の下面１３３１に、下フランジ１３３の長手方向に沿うように一層で接着されている。尚、積層補強材１は、厚さ方向に複数個積層して設置することも可能である。また、積層補強材１の設置領域は、例えば下フランジ１３３の下面幅若しくは下面幅より僅かに小さい幅×橋脚１１・１１間の数ｍ〜十数ｍの距離×橋脚１１・１１間の下フランジ１３３の箇所数とすると好適である。
【００１８】
積層補強材１は、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維が含浸された補強層３が設けられ、他方の面に接着層４が設けられて構成され、接着層４で主桁１３の下面１３３１に接着されている（図３、図４参照）。非通液性の縁切層２は、補強層３と接着層４を浸透不能に分離するようになっており、非通液性フィルム２１の一方の面に高目付の不織布２２、他方の面に高目付の不織布２３がそれぞれ積層、固着されて構成されている。
【００１９】
非通液性フィルム２１は、補強層３と接着層４を浸透不能に分離可能な適宜の素材で形成することが可能であり、例えばポリエステルフィルム等で形成される。不織布２２、２３は、接着層４に含浸して接着強度を高められる適宜の素材、目付で構成することが可能であり、例えばポリエステル繊維等の不織布２２、２３とすることができる。
【００２０】
補強層３は、略平面状に配置される補強繊維３１と、補強繊維３１を含浸するように含浸剤を塗布して形成された含浸材３２とから構成される。補強繊維３１は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能に、且つ所要の強度を有する適宜の繊維で形成されており、例えば１方向繊維又は２方向繊維等で構成される。補強繊維３１の素材例としては、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ＰＢＯ繊維、或いは超高強度ポリエチレン繊維等とすることが可能である。図４の例の補強繊維３１は、炭素繊維を素材とする一方向繊維になっている。補強繊維３１の密度、繊維径、フィラメント数、目付は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能で、且つ所要強度を確保可能な範囲で適宜であり、例えば補強繊維３１を炭素繊維とする場合には、引張弾性率：２００〜１０００Ｇｐａ、フィラメント数：１０００〜２４０００本、炭素繊維目付け：６００〜３０００ｇ／ｍ２とすると好適である。
【００２１】
補強繊維３１は、縁切層２の非通液性フィルム２１を貫通して接着層４側の不織布２３に通される縫製糸３１１で縫い付けられ、縁切層２に縫着されている。図４の例では、一方向に並ぶ補強繊維３１と直交する方向に縫製糸３１１で縫われており、補強繊維３１が厚さ方向と幅方向で縫製糸３１１によって固定されている。
【００２２】
含浸材３２を構成する含浸剤には、例えば２液無溶剤型エポキシ樹脂などエポキシ樹脂系の含浸剤、アクリル樹脂系の含浸剤等、高い含浸強度が得られるように、所要の含浸性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。含浸剤には、主桁１３の下面１３３１に上向きで施工し、高い目付の補強繊維３１に含浸させるために、低粘度で且つ上向き施工後のダレを抑制するためのチクソ性を備えるものを用いると好適である。不織布２２に含浸するようにして合成樹脂で形成された含浸材３２と、含浸材３２で含浸された補強繊維３１は、一体化して繊維強化プラスチックの補強層３を構成する。
【００２３】
接着層４は、主桁１３の下面１３３１に接着剤を塗布して形成される。接着層４を構成する接着剤には、例えば２液無溶剤型エポキシ樹脂などエポキシ樹脂系の含浸剤、アクリル樹脂系の含浸剤等、高い接着強度が得られるように、接着性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。尚、接着剤と含浸剤に同一材料を用いる場合には粘性等の特性、性状を変えて用いる。接着剤には、主桁１３の下面１３３１に上向きで施工するため、低粘度で且つ上向き施工後のダレを抑制するためのチクソ性を備えるものを用いると好適である。接着層４は、不織布２３に含浸するように形成され、縁切層２との接着強度が高められている。また、本実施形態の接着層４は、プライマー５を介して主桁１３の下面１３３１に接着されている。
【００２４】
次に、本実施形態の桁構造物の補強構造を施工する方法について説明する。図７に示すように、先ず主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間において主桁１３の下面１３３１に下地処理を施す（Ｓ１、図６参照）。下地処理は、主桁１３の下面１３３１をケレン処理するが、ケレン処理に代えてブラスト処理を行うことも可能である。下地処理を施した主桁１３の下面１３３１には接着性を高めるためプライマー５を塗布する（Ｓ２）。更に、プライマー５を塗布した主桁１３の下面１３３１に接着剤を塗布する（Ｓ３）。
【００２５】
その後、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維３１が設けられ、主桁１３の下面１３３１に対応する幅を有する帯状の補強シート６を用い（図５参照）、接着層４、含浸による補強層３を形成する工程を行う（Ｓ４、Ｓ５）。補強シート６は、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維３１が縫製糸３１１で縫着されたものであり、ロール状に巻回されて準備される。そして、図５及び図６に示すように、ロール状に巻回された補強シート６を繰り出しながら、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間において主桁１３の下面１３３１において、補強シート６の他方の面を接着剤が塗布された主桁１３の下面１３３１に押し付けて接着し、縁切層２の他方の面に接着層４を形成すると共に、縁切層２の補強繊維３１が設けられた一方の面に押えコテ１７を用いて含浸剤を塗布し、補強繊維３１に含浸させて補強層３を形成する（Ｓ４、Ｓ５）。このＳ４、Ｓ５の工程により、積層補強材１が主桁１３の長手方向に沿うように主桁１３の下面１３３１に固着される。
【００２６】
その後、主桁１３の長手方向に沿うように設けられた積層補強材１にトップコート、塗装等の仕上処理を行い（Ｓ６）、本実施形態の桁構造物の補強構造が得られる。補強シート６の接着（Ｓ４）、含浸による補強層３の形成（Ｓ５）、仕上処理（Ｓ６）の工程は連続する工程で行われ、接着剤などの硬化を待つ必要のない連続工程で施工される。
【００２７】
本実施形態によれば、補強繊維３１が含浸された補強層３が主桁１３の長手方向に沿うように設けられることにより、主桁１３の曲げ歪量を効果的に低減し、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁１３の変形、振動を抑制して主桁１３の疲労を低減することができる。更に、主桁１３の支承１２その他の部材との連結部分の繰り返し荷重による疲労を低減することができる。従って、桁構造物である橋梁１０の全体の剛性、耐久性を高め、桁構造物の長寿命化を図ることができる。
【００２８】
また、非通液性の縁切層２によって補強層３と接着層４の引張弾性率等の性状をそれぞれ適切な性状に異ならせることが可能になり、主桁１３或いはその下フランジ１３３の撓み変形を接着層４の弾性変形、追従性で分散吸収し、接着層４或いは積層補強材１の主桁１３からの剥離を防止して、積層補強材１の設置状態の安定性を高めることができると共に、主桁１３が受ける曲げ荷重を補強層３に負担させ、主桁１３と補強層３で協働して繰り返し受ける曲げ荷重を高い強度で支持することができる（図８（ａ）参照）。即ち、接着層４の接着性と補強層３の補強強度の双方において優れた特性をそれぞれに最大限発揮することができる。これに対して、縁切層２がない場合には、補強層３ｅと接着層４ｅの性状は近いものとなり、補強層３ｅと接着層４ｅで構成される積層補強材は主桁１３或いはその下フランジ１３３から剥離する可能性が高くなり、補強効果が失われてしまう（図８（ｂ）参照）。
【００２９】
また、雨が降っても濡れない主桁１３の下面１３３１に積層補強材１を設けることにより、施工実施の確実性、安定性を高めることができる。
【００３０】
また、主桁１３の下面１３３１に一層の積層補強材１を接着する構成では、工場で必要量の補強繊維３１を一層に配した積層補強材１を現場で接着することにより、施工ムラの懸念なく安定的に補強効果を得ることが出来る。さらに本発明では、例えば疲労亀裂に注入した樹脂やパテ層として塗布した樹脂のような樹脂硬化を待たずに、主桁１３に接着し、接着剤の硬化を待たずに含浸による補強層３を形成して施工工程を完了することが可能であるから、桁構造物の補強構造の施工期間を短縮することができる。また、主桁１３の連続した平滑な下面１３３１に、主桁１３の長手方向に沿って連続的に積層補強材１を設けて補強することができることから、高効率で施工することができる。また、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間に積層補強材１を設けることから、支承１２等の他の部材に変更を加えることなく施工でき、かかる点からも高効率で施工することができる。
【００３１】
また、補強繊維３１を縁切層２に縫着することにより、補強繊維３１の目付量を自在に調整することができ、所要の補強繊維３１を安定的に配した繊維強化プラスチックで補強層３を形成することができる。また、補強繊維３１を含浸する前の補強シート６の状態では、補強繊維３１を縁切層２に縫着した補強シート６であることから、積層補強材１を構成する前の補強シート６の柔軟性を高め、取り扱いを容易にすることができる。
【００３２】
また、本実施形態の桁構造物の補強構造の施工方法によれば、桁構造物の主桁１３以外の構成部材に影響を及ぼさずに、主桁１３の下面１３３１の配置状態を活用して補強シート６を敷設し、非通液性の縁切層２と補強層３と接着層４を有する積層補強材１を省力な作業工程で施工することができる。また、作業工程数が少ないことから、非常に短時間での施工を行うことができると共に、施工管理が容易となる。
【００３３】
また、ロール状に巻回された補強シート６を用いて施工することにより、補強シート６の運搬の容易性、取り扱いの容易性を高めることができる。また、ロール状に巻回された補強シート６を繰り出しながら補強シート６を接着することにより、補強シート６の接着、積層補強材１の形成の作業工程を一層容易化することができる。
【００３４】
〔桁構造物の補強構造の試験例〕
本発明の桁構造物の補強構造による、主桁１３ａの長手方向に沿うように下面に１層の積層補強材１ａが接着された主桁１３ａの実施例（図９参照）と、積層補強材１ａが接着されていない同一の主桁の比較例について、主桁の曲げひずみ量の低減効果を検証する為、室内曲げ試験を行った。実施例の試験体の仕様は下記表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、比較例の試験体の仕様は下記表１の補強無Ｎｏ．０の通りである。また、実施例の試験体の積層補強材１ａは、上記実施形態の構成を有するＣＦＲＰ（炭素繊維シート）による積層補強材１ａである。炭素繊維を補強繊維とする積層補強材１ａの物性は、炭素繊維目付量：２４００ｇ／ｍ２、引張強度：３４３０Ｍｐａ、引張弾性率：６２０Ｇｐａとした。
【００３５】
【表１】
2020204169.tif 000003
【００３６】
この曲げ試験は静的載荷試験で行い、図９に示すように、実施例の主桁１３ａと比較例の主桁の長手方向の中央部の下側に変位計７１とひずみゲージ７２を配置し、対応する中央部に図示のように荷重Ｐａを負荷して段階的に載荷を行った。この試験結果を下記表２に示す。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２において、１層補強の平均ひずみは、実施例の試験体Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の主桁長さ方向中央部下面の２箇所に貼られたひずみゲージ７２のひずみの値、即ち計６点のひずみの値を、各載荷荷重ごとに平均した平均値である。また、補強無の平均ひずみは、比較例の試験体Ｎｏ．０の主桁長さ方向中央部下面の２箇所に貼られたひずみゲージ７２のひずみの値を各載荷荷重ごとに平均した平均値である。この試験結果から、補強のない主桁に対して、実施例の主桁１３ａ及び積層補強材１ａで構成される補強構造は的確にひずみ低減効果を発揮し、主桁の変形、疲労を低減できることが分かる。
【００３９】
また、別の試験として、２００万回の連続載荷による動的載荷試験を行った。この試験における試験体には、積層補強材を長さ方向の下面に接着したＨ型鋼の試験体（鋼種ＳＳ４００、高さ３００ｍｍ×幅３００ｍｍ×長さ３．５ｍ）、即ち表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の試験体と長さだけが異なるものを用いた。尚、積層補強材の構成、物性は表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３と同じである。この試験結果を下記表３に示す。
【００４０】
【表３】
2020204169.tif 000005
【００４１】
上記表３から明らかなように、２００万回の連続載荷の前後において、相対たわみの変化がないことが分かる。即ち、連続載荷による積層補強材の剥離が生じないことと、補強効果の長期耐久性を確認された。
【００４２】
〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や変形例も含まれる
【００４３】
例えば上記実施形態では、補強繊維３１が縁切層２に縫着された補強シート６を用いて積層補強材１を形成したが、補強繊維３１の縁切層２側の一部が縁切層２に部分接着されている補強シートを用いて本発明の補強構造における積層補強材を形成してもよい。また、本発明の桁構造物の補強構造が対象とする桁構造物は、上記実施形態の橋梁１０に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば橋梁などの桁構造物を補強する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…積層補強材  ２…縁切層  ２１…非通液性フィルム  ２２、２３…不織布  ３…補強層  ３１…補強繊維  ３１１…縫製糸  ３２…含浸材  ４…接着層  ５…プライマー  ６…補強シート  １０…橋梁  １１…橋脚  １２…支承  １３…主桁  １３１…ウェブ  １３２…上フランジ  １３３…下フランジ  １３３１…下面  １４…連結部  １５…床版  １６…車両  １７…押えコテ  Ｐ…荷重方向  ３ｅ…補強層  ４ｅ…接着層
【図１】
2020204169.tif 000006
【図２】
2020204169.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月21日(2020.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が含浸された補強層、他方の面に接着剤のみで形成された接着層を有する積層補強材が主桁の長手方向に沿うように設けられ、
前記積層補強材が前記接着層で前記主桁の下面に接着され、
前記主桁が橋梁の鋼製主桁、前記主桁の下面が前記鋼製主桁の下フランジの連続した平滑な下面であり、
前記鋼製主桁を支持する支承の相互間における前記下フランジの下面に、前記下フランジの長手方向に沿うように前記積層補強材が一層で接着されていると共に、
前記補強繊維が前記縁切層に縫着されていることを特徴とする桁構造物の補強構造。
【請求項２】
請求項１記載の桁構造物の補強構造の施工方法であって、
前記主桁の下面に接着剤を塗布する第１工程と、
非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が設けられ、前記主桁の下面に対応する幅を有する帯状の補強シートを用い、前記補強シートの他方の面を前記主桁の下面に押し付けて接着し、前記縁切層の他方の面に接着層を形成すると共に、前記縁切層の前記補強繊維が設けられた一方の面に含浸剤を塗布して補強層を形成する第２工程を備えることを特徴とする桁構造物の補強構造の施工方法。
【請求項３】
前記第２工程において、ロール状に巻回された前記補強シートを繰り出しながら前記補強シートを接着することを特徴とする請求項２記載の桁構造物の補強構造の施工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁などの桁構造物を補強する桁構造物の補強構造及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
桁構造物の鋼橋は、車両等の進行方向に沿って橋脚間に掛け渡される何本かの主桁によって床版が支持されており、主桁はＩ型鋼からなっている（図１参照）。Ｉ型鋼の主桁は元来靭性に富んだ材料で形成されているが、車両等の移動する荷重体が床版上を長年にわたって大量に通行することにより、繰り返し撓ませ続けられ、疲労が蓄積して強度が低下してしまう。主桁の端部や支承の劣化は認識し易いため、補強が行なわれているが、強度が低下した主桁自体も補強することが必要となる。
【０００３】
また、主桁の補強に関する補強構造として特許文献１、２が公知である。特許文献１には、天井クレーンの繰り返し載荷を受ける鋼製の主桁に生じた疲労亀裂の内部に、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂などの樹脂を注入し、樹脂の硬化後に、疲労亀裂の周囲に炭素繊維のストランドをシート状に加工した繊維含有強化材を貼り付け、疲労亀裂の進展を抑制することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、鋼橋の鋼製主桁の鋼桁腹板に繊維強化樹脂層を設置して鋼桁腹板の終局耐荷力を増強する補強構造が開示され、鋼桁腹板の表面にプライマーを施し、プライマー上にポリウレア樹脂などのパテ層を形成している。そして、樹脂のパテ層の硬化後に、パテ層の上にマトリクス樹脂を塗布し、その上に連続繊維シートを載置し、さらにマトリクス樹脂を塗布して含浸させて連続繊維シートを接着することにより、繊維強化樹脂層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１２６５９号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１、２の補強構造は、疲労亀裂の進展の抑制や、鋼桁腹板の腐食減肉を補強して鋼桁腹板の終局耐荷力の増強を図ることが可能であるものの、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することは困難である。また、特許文献１、２の補強構造を施工する際には、疲労亀裂に注入した樹脂の硬化やパテ層の樹脂の硬化を施工工程の途中で待つ必要があるが、これらの樹脂の硬化には時間を要するため、施工工期が長くなってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる桁構造物の補強構造及びその施工方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、施工工期を短縮することができる桁構造物の補強構造及びその施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の桁構造物の補強構造は、非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が含浸された補強層、他方の面に接着剤のみで形成された接着層を有する積層補強材が主桁の長手方向に沿うように設けられ、前記積層補強材が前記接着層で前記主桁の下面に接着され、前記主桁が橋梁の鋼製主桁、前記主桁の下面が前記鋼製主桁の下フランジの連続した平滑な下面であり、前記鋼製主桁を支持する支承の相互間における前記下フランジの下面に、前記下フランジの長手方向に沿うように前記積層補強材が一層で接着されていると共に、前記補強繊維が前記縁切層に縫着されていることを特徴とする。
これによれば、補強繊維が含浸された補強層が主桁の長手方向に沿うように設けられることにより、主桁の曲げ歪量を効果的に低減し、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる。更に、主桁の支承その他の部材との連結部分の繰り返し荷重による疲労を低減することができる。従って、桁構造物全体の剛性、耐久性を高め、桁構造物の長寿命化を図ることができる。また、非通液性の縁切層によって補強層と接着層の引張弾性率等の性状をそれぞれ適切な性状に異ならせることが可能になり、主桁の撓み変形を接着層の弾性変形、追従性で分散吸収し、接着層或いは積層補強材の主桁からの剥離を防止して、積層補強材の設置状態の安定性を高めることができると共に、主桁が受ける曲げ荷重を補強層に負担させ、主桁と補強層で協働して繰り返し受ける曲げ荷重を高い強度で支持することができる。即ち、接着層の接着性と補強層の補強強度の双方において優れた特性をそれぞれに最大限発揮することができる。また、雨が降っても濡れない主桁の下面に積層補強材を設けることにより、施工実施の確実性、安定性を高めることができる。また、一層の積層補強材は、例えば疲労亀裂に注入した樹脂やパテ層として塗布した樹脂のような樹脂硬化を待たずに、主桁に接着し、接着剤の硬化を待たずに含浸による補強層を形成して施工工程を完了することが可能であるから、桁構造物の補強構造の施工期間を短縮することができる。また、主桁の連続した平滑な下面に、主桁の長手方向に沿って連続的に積層補強材を設けて補強することができることから、高効率で施工することができる。また、主桁を支持する支承の相互間に積層補強材を設けることから、支承等の他の部材に変更を加えることなく施工でき、かかる点からも高効率で施工することができる。また、工場で必要量の補強繊維を一層に配した積層補強材を現場で接着することにより、施工ムラの懸念なく安定的に補強効果を得ることが出来、桁構造物の橋梁の全体の剛性、耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。また、補強繊維の目付量を自在に調整することができ、所要の補強繊維を安定的に配した繊維強化プラスチックで補強層を形成することができる。また、補強繊維を含浸する前の補強シートの状態では、補強繊維を縁切層に縫着した補強シートであることから、積層補強材を構成する前の補強シートの柔軟性を高め、取り扱いを容易にすることができる。
【０００９】
本発明の桁構造物の補強構造の施工方法は、本発明の桁構造物の補強構造を施工する方法であって、前記主桁の下面に接着剤を塗布する第１工程と、非通液性の縁切層の一方の面に補強繊維が設けられ、前記主桁の下面に対応する幅を有する帯状の補強シートを用い、前記補強シートの他方の面を前記主桁の下面に押し付けて接着し、前記縁切層の他方の面に接着層を形成すると共に、前記縁切層の前記補強繊維が設けられた一方の面に含浸剤を塗布して補強層を形成する第２工程を備えることを特徴とする。
これによれば、桁構造物の主桁以外の構成部材に影響を及ぼさずに、主桁の下面の配置状態を活用して補強シートを敷設し、非通液性の縁切層と補強層と接着層を有する積層補強材を省力な作業工程で施工することができる。また、本発明は主桁の下面に補強シートを貼るだけで効果的な補強ができる為、鋼桁腹板の両面、或いは腹板から上フランジの下面、下フランジの上面や垂直補剛材に掛かるように連続繊維シートを接着しなければならない従来方法に比較して作業工程が少なくてすむ。従って、非常に短時間での施工を行うことができると共に、施工管理が容易となる。
【００１０】
本発明の桁構造物の補強構造の施工方法は、前記第２工程において、ロール状に巻回された前記補強シートを繰り出しながら前記補強シートを接着することを特徴とする。
これによれば、ロール状に巻回された補強シートを用いることにより、補強シートの運搬の容易性、取り扱いの容易性を高めることができる。また、ロール状に巻回された補強シートを繰り出しながら補強シートを接着することにより、補強シートの接着、積層補強材の形成の作業工程を一層容易化することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の桁構造物の補強構造或いはその施工方法によれば、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁の変形、振動を抑制して主桁の疲労を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による実施形態の桁構造物の補強構造が設置される橋梁の一部を示す上方斜視図。
【図２】（ａ）は本発明による実施形態の桁構造物の補強構造が設置された橋梁の一部を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図。
【図３】（ａ）は実施形態の桁構造物の補強構造を有する主桁の斜視断面説明図、（ｂ）は同図（ａ）の一部を示す拡大図。
【図４】実施形態の桁構造物の補強構造を有する主桁の一部と積層補強材を示す縦断説明図。
【図５】（ａ）は実施形態の桁構造物の補強構造で用いられる補強シートの斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の補強シートの縦断説明図。
【図６】実施形態の桁構造物の補強構造の施工工程を説明する工程説明図。
【図７】実施形態の桁構造物の補強構造の施工工程を示すフローチャート。
【図８】（ａ）、（ｂ）は縁切層の有無による補強層の追従性の相違を説明する説明図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は曲げ試験の装置構成の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態の桁構造物の補強構造及びその施工方法〕
本発明による実施形態の桁構造物の補強構造は、桁構造物に相当する図１及び図２に示す橋梁１０に設置される。橋梁１０には、橋脚１１の上に支承１２が設けられ、支承１２・１２の上に鋼製の主桁１３が設けられており、主桁１３が支承１２・１２で支持されている。橋脚１１・１１間には複数本の主桁１３が幅方向に並列配置されていると共に、長手方向に揃えて配置される主桁１３・１３相互は連結部１４で連結されている。幅方向と長手方向に並置される主桁１３は、上側に設けられる床版１５を支持している。橋梁１０の床版１５上には、車両１６等が通行する。図中のＰは、主桁１３が繰り返し受ける荷重方向である。
【００１４】
主桁１３は、長尺のＩ形鋼であり、ウェブ１３１の上側に上フランジ１３２、下側に下フランジ１３３が設けられている（図１〜図４参照）。下フランジ１３３の下面１３３１は主桁１３の下面に相当し、下面１３３１は連続した平滑面で形成されている。下面１３３１は、主桁１３の長手方向に沿って延設されている。
【００１５】
主桁１３の下面に相当する下面１３３１には、図２〜図４に示すように、桁構造物の補強構造を構成する積層補強材１が接着され、主桁１３の長手方向に沿うように設けられている。積層補強材１は、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間における下フランジ１３３の下面１３３１に、下フランジ１３３の長手方向に沿うように一層で接着されている。尚、積層補強材１は、厚さ方向に複数個積層して設置することも可能である。また、積層補強材１の設置領域は、例えば下フランジ１３３の下面幅若しくは下面幅より僅かに小さい幅×橋脚１１・１１間の数ｍ〜十数ｍの距離×橋脚１１・１１間の下フランジ１３３の箇所数とすると好適である。
【００１６】
積層補強材１は、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維が含浸された補強層３が設けられ、他方の面に接着層４が設けられて構成され、接着層４で主桁１３の下面１３３１に接着されている（図３、図４参照）。非通液性の縁切層２は、補強層３と接着層４を浸透不能に分離するようになっており、非通液性フィルム２１の一方の面に高目付の不織布２２、他方の面に高目付の不織布２３がそれぞれ積層、固着されて構成されている。
【００１７】
非通液性フィルム２１は、補強層３と接着層４を浸透不能に分離可能な適宜の素材で形成することが可能であり、例えばポリエステルフィルム等で形成される。不織布２２、２３は、接着層４に含浸して接着強度を高められる適宜の素材、目付で構成することが可能であり、例えばポリエステル繊維等の不織布２２、２３とすることができる。
【００１８】
補強層３は、略平面状に配置される補強繊維３１と、補強繊維３１を含浸するように含浸剤を塗布して形成された含浸材３２とから構成される。補強繊維３１は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能に、且つ所要の強度を有する適宜の繊維で形成されており、例えば１方向繊維又は２方向繊維等で構成される。補強繊維３１の素材例としては、例えば炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ＰＢＯ繊維、或いは超高強度ポリエチレン繊維等とすることが可能である。図４の例の補強繊維３１は、炭素繊維を素材とする一方向繊維になっている。補強繊維３１の密度、繊維径、フィラメント数、目付は、含浸性に優れる含浸剤の含浸を確保可能で、且つ所要強度を確保可能な範囲で適宜であり、例えば補強繊維３１を炭素繊維とする場合には、引張弾性率：２００〜１０００Ｇｐａ、フィラメント数：１０００〜２４０００本、炭素繊維目付け：６００〜３０００ｇ／ｍ２とすると好適である。
【００１９】
補強繊維３１は、縁切層２の非通液性フィルム２１を貫通して接着層４側の不織布２３に通される縫製糸３１１で縫い付けられ、縁切層２に縫着されている。図４の例では、一方向に並ぶ補強繊維３１と直交する方向に縫製糸３１１で縫われており、補強繊維３１が厚さ方向と幅方向で縫製糸３１１によって固定されている。
【００２０】
含浸材３２を構成する含浸剤には、例えば２液無溶剤型エポキシ樹脂などエポキシ樹脂系の含浸剤、アクリル樹脂系の含浸剤等、高い含浸強度が得られるように、所要の含浸性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。含浸剤には、主桁１３の下面１３３１に上向きで施工し、高い目付の補強繊維３１に含浸させるために、低粘度で且つ上向き施工後のダレを抑制するためのチクソ性を備えるものを用いると好適である。不織布２２に含浸するようにして合成樹脂で形成された含浸材３２と、含浸材３２で含浸された補強繊維３１は、一体化して繊維強化プラスチックの補強層３を構成する。
【００２１】
接着層４は、主桁１３の下面１３３１に接着剤を塗布して形成される。接着層４を構成する接着剤には、例えば２液無溶剤型エポキシ樹脂などエポキシ樹脂系の含浸剤、アクリル樹脂系の含浸剤等、高い接着強度が得られるように、接着性に優れる硬化速度、粘度等の性状を有するものが用いられる。尚、接着剤と含浸剤に同一材料を用いる場合には粘性等の特性、性状を変えて用いる。接着剤には、主桁１３の下面１３３１に上向きで施工するため、低粘度で且つ上向き施工後のダレを抑制するためのチクソ性を備えるものを用いると好適である。接着層４は、不織布２３に含浸するように形成され、縁切層２との接着強度が高められている。また、本実施形態の接着層４は、プライマー５を介して主桁１３の下面１３３１に接着されている。
【００２２】
次に、本実施形態の桁構造物の補強構造を施工する方法について説明する。図７に示すように、先ず主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間において主桁１３の下面１３３１に下地処理を施す（Ｓ１、図６参照）。下地処理は、主桁１３の下面１３３１をケレン処理するが、ケレン処理に代えてブラスト処理を行うことも可能である。下地処理を施した主桁１３の下面１３３１には接着性を高めるためプライマー５を塗布する（Ｓ２）。更に、プライマー５を塗布した主桁１３の下面１３３１に接着剤を塗布する（Ｓ３）。
【００２３】
その後、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維３１が設けられ、主桁１３の下面１３３１に対応する幅を有する帯状の補強シート６を用い（図５参照）、接着層４、含浸による補強層３を形成する工程を行う（Ｓ４、Ｓ５）。補強シート６は、非通液性の縁切層２の一方の面に補強繊維３１が縫製糸３１１で縫着されたものであり、ロール状に巻回されて準備される。そして、図５及び図６に示すように、ロール状に巻回された補強シート６を繰り出しながら、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間において主桁１３の下面１３３１において、補強シート６の他方の面を接着剤が塗布された主桁１３の下面１３３１に押し付けて接着し、縁切層２の他方の面に接着層４を形成すると共に、縁切層２の補強繊維３１が設けられた一方の面に押えコテ１７を用いて含浸剤を塗布し、補強繊維３１に含浸させて補強層３を形成する（Ｓ４、Ｓ５）。このＳ４、Ｓ５の工程により、積層補強材１が主桁１３の長手方向に沿うように主桁１３の下面１３３１に固着される。
【００２４】
その後、主桁１３の長手方向に沿うように設けられた積層補強材１にトップコート、塗装等の仕上処理を行い（Ｓ６）、本実施形態の桁構造物の補強構造が得られる。補強シート６の接着（Ｓ４）、含浸による補強層３の形成（Ｓ５）、仕上処理（Ｓ６）の工程は連続する工程で行われ、接着剤などの硬化を待つ必要のない連続工程で施工される。
【００２５】
本実施形態によれば、補強繊維３１が含浸された補強層３が主桁１３の長手方向に沿うように設けられることにより、主桁１３の曲げ歪量を効果的に低減し、上下方向に繰り返し受ける荷重に対する主桁１３の変形、振動を抑制して主桁１３の疲労を低減することができる。更に、主桁１３の支承１２その他の部材との連結部分の繰り返し荷重による疲労を低減することができる。従って、桁構造物である橋梁１０の全体の剛性、耐久性を高め、桁構造物の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、非通液性の縁切層２によって補強層３と接着層４の引張弾性率等の性状をそれぞれ適切な性状に異ならせることが可能になり、主桁１３或いはその下フランジ１３３の撓み変形を接着層４の弾性変形、追従性で分散吸収し、接着層４或いは積層補強材１の主桁１３からの剥離を防止して、積層補強材１の設置状態の安定性を高めることができると共に、主桁１３が受ける曲げ荷重を補強層３に負担させ、主桁１３と補強層３で協働して繰り返し受ける曲げ荷重を高い強度で支持することができる（図８（ａ）参照）。即ち、接着層４の接着性と補強層３の補強強度の双方において優れた特性をそれぞれに最大限発揮することができる。これに対して、縁切層２がない場合には、補強層３ｅと接着層４ｅの性状は近いものとなり、補強層３ｅと接着層４ｅで構成される積層補強材は主桁１３或いはその下フランジ１３３から剥離する可能性が高くなり、補強効果が失われてしまう（図８（ｂ）参照）。
【００２７】
また、雨が降っても濡れない主桁１３の下面１３３１に積層補強材１を設けることにより、施工実施の確実性、安定性を高めることができる。
【００２８】
また、主桁１３の下面１３３１に一層の積層補強材１を接着する構成では、工場で必要量の補強繊維３１を一層に配した積層補強材１を現場で接着することにより、施工ムラの懸念なく安定的に補強効果を得ることが出来る。さらに本発明では、例えば疲労亀裂に注入した樹脂やパテ層として塗布した樹脂のような樹脂硬化を待たずに、主桁１３に接着し、接着剤の硬化を待たずに含浸による補強層３を形成して施工工程を完了することが可能であるから、桁構造物の補強構造の施工期間を短縮することができる。また、主桁１３の連続した平滑な下面１３３１に、主桁１３の長手方向に沿って連続的に積層補強材１を設けて補強することができることから、高効率で施工することができる。また、主桁１３を支持する支承１２・１２の相互間に積層補強材１を設けることから、支承１２等の他の部材に変更を加えることなく施工でき、かかる点からも高効率で施工することができる。
【００２９】
また、補強繊維３１を縁切層２に縫着することにより、補強繊維３１の目付量を自在に調整することができ、所要の補強繊維３１を安定的に配した繊維強化プラスチックで補強層３を形成することができる。また、補強繊維３１を含浸する前の補強シート６の状態では、補強繊維３１を縁切層２に縫着した補強シート６であることから、積層補強材１を構成する前の補強シート６の柔軟性を高め、取り扱いを容易にすることができる。
【００３０】
また、本実施形態の桁構造物の補強構造の施工方法によれば、桁構造物の主桁１３以外の構成部材に影響を及ぼさずに、主桁１３の下面１３３１の配置状態を活用して補強シート６を敷設し、非通液性の縁切層２と補強層３と接着層４を有する積層補強材１を省力な作業工程で施工することができる。また、作業工程数が少ないことから、非常に短時間での施工を行うことができると共に、施工管理が容易となる。
【００３１】
また、ロール状に巻回された補強シート６を用いて施工することにより、補強シート６の運搬の容易性、取り扱いの容易性を高めることができる。また、ロール状に巻回された補強シート６を繰り出しながら補強シート６を接着することにより、補強シート６の接着、積層補強材１の形成の作業工程を一層容易化することができる。
【００３２】
〔桁構造物の補強構造の試験例〕
本発明の桁構造物の補強構造による、主桁１３ａの長手方向に沿うように下面に１層の積層補強材１ａが接着された主桁１３ａの実施例（図９参照）と、積層補強材１ａが接着されていない同一の主桁の比較例について、主桁の曲げひずみ量の低減効果を検証する為、室内曲げ試験を行った。実施例の試験体の仕様は下記表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、比較例の試験体の仕様は下記表１の補強無Ｎｏ．０の通りである。また、実施例の試験体の積層補強材１ａは、上記実施形態の構成を有するＣＦＲＰ（炭素繊維シート）による積層補強材１ａである。炭素繊維を補強繊維とする積層補強材１ａの物性は、炭素繊維目付量：２４００ｇ／ｍ２、引張強度：３４３０Ｍｐａ、引張弾性率：６２０Ｇｐａとした。
【００３３】
【表１】
2020204169.tif 000015
【００３４】
この曲げ試験は静的載荷試験で行い、図９に示すように、実施例の主桁１３ａと比較例の主桁の長手方向の中央部の下側に変位計７１とひずみゲージ７２を配置し、対応する中央部に図示のように荷重Ｐａを負荷して段階的に載荷を行った。この試験結果を下記表２に示す。
【００３５】
【表２】
2020204169.tif 000016
【００３６】
表２において、１層補強の平均ひずみは、実施例の試験体Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の主桁長さ方向中央部下面の２箇所に貼られたひずみゲージ７２のひずみの値、即ち計６点のひずみの値を、各載荷荷重ごとに平均した平均値である。また、補強無の平均ひずみは、比較例の試験体Ｎｏ．０の主桁長さ方向中央部下面の２箇所に貼られたひずみゲージ７２のひずみの値を各載荷荷重ごとに平均した平均値である。この試験結果から、補強のない主桁に対して、実施例の主桁１３ａ及び積層補強材１ａで構成される補強構造は的確にひずみ低減効果を発揮し、主桁の変形、疲労を低減できることが分かる。
【００３７】
また、別の試験として、２００万回の連続載荷による動的載荷試験を行った。この試験における試験体には、積層補強材を長さ方向の下面に接着したＨ型鋼の試験体（鋼種ＳＳ４００、高さ３００ｍｍ×幅３００ｍｍ×長さ３．５ｍ）、即ち表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の試験体と長さだけが異なるものを用いた。尚、積層補強材の構成、物性は表１の１層補強Ｎｏ.１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３と同じである。この試験結果を下記表３に示す。
【００３８】
【表３】
2020204169.tif 000017
【００３９】
上記表３から明らかなように、２００万回の連続載荷の前後において、相対たわみの変化がないことが分かる。即ち、連続載荷による積層補強材の剥離が生じないことと、補強効果の長期耐久性を確認された。
【００４０】
〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や変形例も含まれる
【００４１】
例えば上記実施形態では、補強繊維３１が縁切層２に縫着された補強シート６を用いて積層補強材１を形成したが、補強繊維３１の縁切層２側の一部が縁切層２に部分接着されている補強シートを用いて本発明の補強構造における積層補強材を形成してもよい。また、本発明の桁構造物の補強構造が対象とする桁構造物は、上記実施形態の橋梁１０に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、例えば橋梁などの桁構造物を補強する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…積層補強材  ２…縁切層  ２１…非通液性フィルム  ２２、２３…不織布  ３…補強層  ３１…補強繊維  ３１１…縫製糸  ３２…含浸材  ４…接着層  ５…プライマー  ６…補強シート  １０…橋梁  １１…橋脚  １２…支承  １３…主桁  １３１…ウェブ  １３２…上フランジ  １３３…下フランジ  １３３１…下面  １４…連結部  １５…床版  １６…車両  １７…押えコテ  Ｐ…荷重方向  ３ｅ…補強層  ４ｅ…接着層