(57)【要約】【課題】現場施工性がよく、端面で剥離しにくい鋼構造物補強用繊維強化樹脂に使用する繊維シートを提供する。【解決手段】本発明の繊維シート１は、複数の繊維が互いに平行に配列されて形成された繊維束１１を並列に並べて固定し、繊維束１１の繊維方向端部において繊維束を間引くなどして応力緩和領域１７を設けることにより、樹脂を含浸固化した後の鋼構造物補強用繊維強化樹脂の端部での剥離を防止する。繊維シート１にはあらかじめ樹脂を含浸させておいてもよい。【選択図】図１
2010203153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維が互いに平行に配列されて形成された繊維束を並列に並べて固定したシートであって、繊維束の繊維方向端部に応力緩和領域を設けたことを特徴とする鋼構造物補強用繊維強化樹脂に用いる繊維シート。
【請求項２】
前記繊維束は、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維のいずれかのフィラメント糸が単独であるいは複数種混合することにより形成される、請求項１記載の繊維シート。
【請求項３】
前記応力緩和領域は、該応力緩和領域において繊維束を間引くことにより形成される、請求項１または２記載の繊維シート。
【請求項４】
前記応力緩和領域は、繊維束の繊維量を減少させることにより形成される、請求項１または２記載の繊維シート。
【請求項５】
前記応力緩和領域は、繊維束の繊維の方向を屈曲させることにより形成される、請求項１または２記載の繊維シート。
【請求項６】
前記応力緩和領域は、繊維束の繊維を編むことにより形成される、請求項１または２記載の繊維シート。
【請求項７】
前記繊維束は、現場での処理により硬化する樹脂をあらかじめ含浸した、請求項１から６のいずれか１項に記載の繊維シート。
【請求項８】
前記樹脂は、常温硬化型、熱硬化型もしくは光硬化型の、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂のいずれかである、請求項７記載の繊維シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や高架道路などの鋼構造部材を繊維強化樹脂で補強するときに用いる繊維シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や高架道路などの鋼構造物を補強する手段として、鋼部材上の必要箇所に高力ボルト（ＨＴＢ）や溶接で鋼板を添接する工法が知られている。しかし、このような鋼板による補修方法では、重量のある鋼材を使用するため重機が必要となったり、溶接工や鳶工など施工技量が求められたりするので、現場施工性が良くない。また、施工対象の構造物に穴を開けたり溶接したりするので、疲労耐久性の低下を招く恐れがある。さらに、鋼材を添接した部分に雨水が浸入し易くなる場合も多く、高い品質の処置をすることが難しい。また、施工前に詳細形状寸法を決める設計図を準備して、適用する材料を調達しておく必要があり、材料手配に労力が掛かる。このような観点から、施工上の経済性はよいとはいえない。
【０００３】
これに対して、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維などを用いて強化した繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を、コンクリートや鋼などの構造部材面に貼り付けて、ひび割れ進展の防止、腐食損傷部や疲労損傷部の補修補強などに利用する方法がある。繊維強化樹脂には、構造部材に生ずる応力に抗する方向に強い剛性を持つように繊維の方向を揃えた繊維シートが埋め込まれる。繊維強化樹脂に使われる繊維シートには、樹脂に浸漬固化して１方向に剛性を有するようになる１方向強化繊維シートばかりでなく、２方向強化繊維シート、場合によっては、３方向強化繊維シートや４方向強化繊維シートのものなどが適用されている。
【０００４】
なお、１方向強化繊維シートは、一般に、繊維束を１方向に並列に配置し、繊維束同士の位置関係がずれないように組付け糸で編み込んで固定したものである。シート端部の繊維束、すなわち最外側の繊維束はしばしば解けて繊維束が綻びる場合があるので、最外側の繊維束に、繊維束に比べて強度の小さい編み込み糸で解け防止編みを施して、綻びを防止するようにしたものもある。解け防止編みに代えて、繊維端部を熱融着させてもよい。解け防止は、２方向強化繊維シートなどにも必要になり、周囲の各辺に施される場合もある。
【０００５】
特許文献１には、所定強度を持った厚さ１．２ｍｍの炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）板をあらかじめ接着剤により厚さが数ｍｍになるまで重ね合わせて必要な引張強度を持つようにしたものを、橋梁の鋼製部材の下面に接着剤で接合して補強する工法が開示されている。なお、梁の中央では曲げモーメントが大きくなるため、中央部付近では接合するＣＦＲＰ板の枚数を増やすことができる。図１３は特許文献１に記載の工法におけるＣＦＲＰ板の添接状態を説明する側面図、図１４はＣＦＲＰ板の端部を示す拡大図である。
【０００６】
一般に、鋼部材のヤング係数に比較してＣＦＲＰ板のヤング係数はかなり高いので、厚さが１ｍｍを超えるようなＣＦＲＰ板を用いた場合には鋼部材との間で剛性が大きく相違するため、鋼構造物の使用中に鋼部材の表面からＣＦＲＰ板が剥離し易くなる。
たとえば、図１３に示すように、ＣＦＲＰ板を鋼部材の下面に接着した場合、曲げモーメントが作用したときなど図１４に示す左右方向に引張力が働いたとすると、鋼部材とＣＦＲＰ板の剛性差に基づいて両者の接着面に水平せん断力Ｈが作用する。図１５は、このときのせん断力Ｈを、接着したＣＦＲＰ板端面からの距離ｘに対してプロットしたグラフである。せん断力Ｈは、端面から２５ｍｍ付近に鋭いピークを持つことが分かる。このピーク値が接着材の耐剥離強度を超えると剥離が生じる。
【０００７】
これに対して、特許文献２には、複数の強化繊維シートの端部を引張力が作用する方向に階段状に重なるように鋼部材の表面に接着して補強する、シートずらし貼り工法が開示されている。特許文献１に開示された工法では、あらかじめ積層・固化された厚さが数ｍｍのＣＦＲＰ板を使うのに対して、特許文献２に開示された工法では、炭素繊維などの強化繊維を樹脂未含浸の厚さ０．９ｍｍ以下の薄い布状にした強化繊維シートを複数枚使用する。
【０００８】
特許文献２に開示された工法では、鋼部材の表面に含浸接着剤を塗り、含浸接着剤が固化する前に強化繊維シートを重ね、その上に含浸接着剤を塗り、ローラ等を用いて繊維間に含浸接着剤を浸透させて固化するのを待つ。次に、強化繊維シートを前の強化繊維シートの端面から約２５ｍｍ内側にずらすこと以外は同じ手順を繰り返して、強化繊維シートを重ねて固化する。図１６は、特許文献２に開示された鋼構造物補強工法における炭素繊維強化樹脂の端部を示す側面図である。図１６に示すように、３−５枚など、必要とされる枚数の強化繊維シートを、所定幅ずらしながら重ねて、同じ手順で接着して固化することにより、繊維強化樹脂層を形成して鋼部材を補強する。
【０００９】
図１７は、図１６に示した炭素繊維強化樹脂の端部における水平せん断力の変化を示すグラフである。特許文献２に開示されたシートずらし貼り工法では、図１７に示すように、強化繊維シートの端面に見られる水平せん断力Ｈのピークは分散してより広がる代わりに、ピーク値が低下して緩和されるので、端部における剥離は起こり難くなることが分かる。
【００１０】
特許文献２のシートずらし貼り工法は、通常の塗装工が簡単に施工することができるが、多くの樹脂未含浸繊維シートを貼り付ける必要があり、現場施工性は良くない。しかし、シートずらし貼り工法では、強化繊維シートをずらして貼ることにより応力集中が緩和され、端部からの剥がれを防止できる。繊維強化樹脂の端部が剥がれにくいと腐食も防止でき、耐久性が向上する。ボルト穴の加工や溶接熱による強度低下を招かないので、補強品質を向上させることができる。また、事前に特別な準備をしなくても、強化繊維シートを現場合わせで切断して利用することができるので、材料手配は簡単である。ただし、現場における接着剤の重ね塗りなど、現場における施工工数は多いので、経済性は優れていると言い難い。
【００１１】
さらに、橋梁や高架道路などの鋼構造物を補強する手段として、現場の寸法に合わせたプレキャストの繊維強化樹脂板を貼り付ける方法がある。この方法は、工場で鋼部材の対象部分に適合する繊維強化樹脂板をあらかじめ製造しておいて、完成した繊維強化樹脂板を現場に搬入して接着剤で貼付するものである。現場では、工場で製作した樹脂板を構造物に接着するだけであるので、この分野に熟練していない通常の塗装工でも施工可能で、現場施工性は良好である。ただし、繊維強化樹脂板端部に応力集中が発生するため、剥がれやすい。また、鋼材との一体性に懸念があり、補強品質は必ずしも良くない。さらに、繊維強化樹脂板は、施工前に詳細形状寸法を決める設計図を準備して工場で製造するため、材料手配に労力が掛かる。このように、現場工事費は抑えられるが、工場製作費が高い。総合的にみて、経済性が優れているとは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１９３４２５号公報
【特許文献２】特開２００７−３３２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、橋梁や高架道路などの鋼構造物を補強する手段として、構造部材に生ずる応力に抗する方向に強い剛性を持つように繊維の方向を揃えた繊維シートを埋め込んだ繊維強化樹脂で補強する方法を用いることができる。しかし、鋼部材と繊維強化樹脂の間で剛性が大きく相違することから、両者の接着面に働く水平せん断力が端面に近いところに鋭いピークを持つため、この方法には、鋼構造物の使用中に繊維強化樹脂の端部から剥離し易いという問題がある。
【００１４】
この問題を解決する目的で開発された、複数の強化繊維シートを少しずつずらしながら重ねては接着剤で接着固化する、シートずらし貼り工法では、水平せん断力のピークが緩和されるので端部における剥離は起こり難くなるが、現場における接着剤の重ね塗りなど、現場における施工工数が多く経済性に問題があった。
なお、プレキャストの繊維強化樹脂板を貼り付ける方法は、工場で製作した樹脂板を構造物に接着するだけであるので、現場施工性は良好であるが、繊維強化樹脂板端部で剥がれやすいという問題が解決されていない。
【００１５】
このように、従来の鋼構造物補強工法は、いずれも何らかの問題を抱えていて、施工時や構造物の使用中に困難が生ずる。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、現場施工性がよく、端面で剥離しにくい繊維強化樹脂を用いた鋼構造物補強工法において使用する繊維シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、鋼構造物補強用繊維強化樹脂に用いる本発明の繊維シートは、複数の繊維が互いに平行に配列されて形成された繊維束を並列に並べて固定したシートであって、繊維束の繊維方向端部に応力緩和領域を設けたことを特徴とする。応力緩和領域は、繊維束を間引くことにより形成される。また、繊維束の繊維量を減少させることにより形成することもできる。さらに、繊維束の端部において繊維の方向を屈曲させることにより、繊維方向の剛性を実質的に減少させて形成することができる。また、繊維束を編むことにより剛性を減少させて形成してもよい。
【００１７】
さらに、本発明の繊維シートは、現場で対象構造物に適用する前には柔軟で、現場での処理により硬化する接着剤をあらかじめ含浸したものであってもよい。接着剤は、常温硬化型、熱硬化型もしくは光硬化型の、エポキシ樹脂、ＭＭＡ(メタクリル)樹脂等のアクリル樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂のいずれかを用いることができる。また、繊維束は、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維のいずれかが単独であるいは複数種混合することにより形成される。
また、本発明の繊維シートは、複数の繊維束を並列に並べて固定するが、同種繊維の繊維束に限らず、異種繊維の繊維束を並べて用いても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鋼構造物補強用繊維強化樹脂に用いる繊維シートは、対象鋼部材に貼付する繊維強化樹脂に強化繊維として埋め込んで鋼部材を強化するが、繊維強化樹脂の強化方向になる繊維束の繊維方向の端部に応力緩和領域が設けられるため、従来発生した樹脂端部における剥離が生じにくくなる。さらに、本発明の繊維シートを用いた鋼構造物補強工法では、通常、鋼部材に接着剤を施し、その上に本発明の繊維シートを１枚だけ当てて、繊維シートに接着剤を与えて含浸させ、さらにその上から接着剤を加えて、熱や光で硬化させる。この工法には、現場において特殊な技能を要求するような作業がなく、普通の塗装工など非熟練工が簡単に施工することができる。
また、さらに、繊維シートに樹脂をあらかじめ含浸させて硬化させずにおいた樹脂含浸繊維シートを用いる場合は、現場で繊維シートに接着剤を含浸させる手間を省くことができるので、現場施工性は一段と向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る繊維シートを示す平面図である。
【図２】図１の繊維シートの側面断面図である。
【図３】本実施例の繊維シートを用いた鋼構造物補強工法の手順例を示す工程図である。
【図４】本実施例の補強樹脂部の端部における水平せん断力の変化を示すグラフである。
【図５】本実施例において樹脂含浸繊維シートを用いたときの鋼構造物補強工法の手順例を示す工程図である。
【図６】本実施例の繊維シートの利点を従来工法と比較して示す表である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図と繊維密度を表すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る繊維シートの端部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る繊維シートの端部を示す斜視図である。
【図１３】従来の鋼構造物補強工法の１例を説明する概念図である。
【図１４】図１３の炭素繊維強化樹脂の端部を示す側面図である。
【図１５】図１３の炭素繊維強化樹脂の端部における水平せん断力の変化を示すグラフである。
【図１６】従来の別の鋼構造物補強工法における炭素繊維強化樹脂の端部を示す側面図である。
【図１７】図１６の炭素繊維強化樹脂の端部における水平せん断力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１実施形態に係る繊維シートを示す平面図、図２は図１のII−II線で切断して示した繊維シートの側面断面図である。以下、本明細書の図面において、同じ機能を有する要素については同じ参照番号を付すことにより、説明を簡略にすると共に重複した説明を避けるようにした。
【００２２】
本実施例の繊維シート１は、鋼構造物の鋼部材を補強するために貼付された繊維強化樹脂に含有される強化繊維を供給するもので、図１および図２に示すように、強化軸の方向に強化繊維の軸方向が来るようにするため、繊維束１１を軸方向が平行になるように平面上に１方向に並べて、組付け糸１３で繊維束１１が移動しないように止めて１方向強化の繊維シートとしたものである。なお、最外側の繊維束１１の繊維軸方向でない側方端部には、繊維束に比べて強度の小さい編み込み糸で解け防止編み１５を施して、繊維束が解けて綻びるのを防止している。また、組み付け糸１３の代わりに、たとえば芯鞘型融着糸等の熱融着機能を有する糸により繊維束１１を保形するような構造であっても良い。
【００２３】
繊維束１１は、繊維の屈曲により強度を損ねることがないように、長尺のフィラメント糸を互いに絡まないように平行に並べて束ねたものである。繊維束１１には、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維などの高張力繊維が単独であるいは複数種混合で束ねられている。また、繊維シート１の両側部に設けた解け防止編みに代えて、熱融着機能を持った繊維糸を配し、繊維束の端部を熱融着させてフィラメント糸同士が分かれないようにしてもよい。
【００２４】
本発明は、鋼部材に貼着したときの繊維強化樹脂端における応力集中を緩和して繊維強化樹脂が鋼部材から剥離するのを防ぐことを目的として、図１に表示した通り、繊維シート１の繊維軸方向における端部に応力緩和領域１７を設けることを特徴とする。なお、本発明における応力緩和領域とは、繊維強化樹脂の繊維強化方向における見かけ上の繊維シート弾性係数を減少させて応力集中を緩和する部分をいう。
本実施例においては、応力緩和領域１７に当たる部分で、一部の繊維束１１の先端部分を間引くことにより、強化繊維の密度を低くして、鋼部材に貼着したときに生じる応力を緩和させるようにしている。本実施例においては、応力緩和領域１７は、２５ｍｍから５０ｍｍ程度の幅で設定するとよい。
【００２５】
図３は、本実施例の繊維シート１を用いて鋼構造物の鋼部材２１を補強するときの手順例を示す工程図である。
ひび割れや腐食損傷などの欠陥がある鋼部材２１を見つけたときは（図３（ａ））、欠陥部２３に不陸修正剤を適用して平滑化した後に、欠陥部２３を覆う部分の表面に含浸接着剤２５を塗り（図３（ｂ））、それが固化する前に繊維シート１を重ね（図３（ｃ））、繊維シート１に含浸したうえで表面に溢れる程度に含浸接着剤を塗り、ローラ２９等を用いて繊維間に含浸接着剤を浸透させると共に表面を平坦化する（図３（ｄ））。繊維シート１は、欠陥部２３を覆う部分の大きさに対応するものであればよく、無駄な大きさのものを使わなくて済むように、たとえば、厚み０．５ｍｍから３ｍｍ、幅２５ｍｍから５０ｍｍ、長さ５０ｍｍから２００ｍｍ、あるいは幅１ｍ程度、長さ２ｍから５ｍなど、ありうる欠陥部の状況に合わせた適当なサイズのものを複数種類準備しておいてもよい。
【００２６】
含浸接着剤として、常温硬化型、熱硬化型もしくは光硬化型の、エポキシ樹脂、ＭＭＡ(メタクリル)樹脂等のアクリル樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。光硬化型のたとえば紫外線硬化型接着剤を使用したときは、接着剤を硬化させる紫外線を発生する照射ランプ３１を所定時間当てると（図３（ｅ））、所要の紫外線エネルギーを吸収した接着剤が固化して、鋼部材２１の欠陥部２３をカバーする繊維強化樹脂製の補強樹脂部３３が形成される（図３（ｆ））。
【００２７】
図４は、本実施例における繊維シートを用いて形成された補強樹脂部３３の端部近傍に発生する水平せん断力Ｈのグラフである。図３の手順によって形成された補強樹脂部３３は、薄い繊維シートを強化繊維として含有する薄い補強樹脂として形成され、補強樹脂部３３の端部における強化繊維の密度が低下しているので、鋼部材２１と補強樹脂部３３の界面において作用する水平せん断力Ｈは、図４に示すように、補強樹脂端部近傍に高いピーク値を持たず、十分緩和されている。したがって、補強樹脂が端部を起点として剥離する現象が抑制され、耐久性のある信頼性の高い補強ができる。
【００２８】
なお、本実施例の繊維シート１は、現場で接着剤を含浸させて固化することにより樹脂の強化繊維として機能するものであるので、現場に持ち込むまでの管理が容易であり、現場施工の際に、繊維束に接着剤を含浸させ、表面を平坦化させる必要はあるが、熟練工によらずに施工が可能である。
【００２９】
また、現場施工時間短縮のため、繊維シート１にあらかじめ接着剤を含浸させておいて、現場では鋼部材に繊維シート１を当てて硬化させるだけで補強樹脂が形成できるようにした樹脂含浸繊維シート２も利用することができる。図５は、光硬化型樹脂含浸繊維シート２を使って鋼構造物の鋼部材２１を補強するときの手順例を示す工程図である。
【００３０】
欠陥部２３の存在する鋼部材２１に対して（図５（ａ））、欠陥部２３を覆う部分の表面に含浸接着剤２５を塗り（図５（ｂ））、接着剤２５が固化する前に樹脂含浸繊維シート２を重ね（図５（ｃ））、接着剤を硬化させる照射ランプ３１を所定時間当てると（図５（ｄ））、接着剤が固化して、鋼部材２１の欠陥部２３をカバーする繊維強化樹脂製の補強樹脂部３３が形成される（図５（ｅ））。
【００３１】
このように、樹脂含浸繊維シート２を使うことにより、繊維シートを欠陥部に当てて樹脂を硬化させるだけで処置が完了するうえ、特殊な技能は全く要求されないので、現場施工性は格段に向上する。ただし、樹脂含浸繊維シート２を事前に準備して、自然硬化しないように管理する必要が新たに生じる。しかし、樹脂含浸繊維シート２の管理は、含浸させる樹脂の性質に従って満たすべき条件が決まり、たとえば、熱硬化型樹脂では冷所保管、光硬化型樹脂では暗所保管、時間硬化型樹脂では短時間保管などの条件を満たすようにすればよい。
【００３２】
図６は、本実施例の繊維シートを用いた鋼部材補修工法を従来の工法と比較して評価した結果を示す表である。従来工法の評価結果は、本明細書の背景技術の欄で説明した通りである。端部の繊維を減少させて応力緩和領域を設けた繊維シートを用いた鋼部材補修工法では、上記の通り、当技術分野に係る熟練技能を有しない通常の塗装工であっても施工可能であり、ＣＦＲＰプレートを使う工法と比較して必要な工数は大きいが、繊維シートを１枚接着するだけなので現場施工性はよい。
【００３３】
また、繊維強化樹脂部の端部に応力緩和領域が形成されているので、剥がれが防止でき、腐食対策となるので、耐久性が向上する。事前に各種サイズの繊維シートを準備しておけば、現場合わせで選択した繊維シートを貼り付けることができるので、材料手配は容易である。繊維シートの材料費が若干高いが、施工費用等を勘案すると、他の手法と比較して最も経済性がよい。こうした評価を総合すると、従来工法より優れた工法ということができる。
【実施例２】
【００３４】
図７は本発明の第２実施形態に係る繊維シートを説明する図面で、（ａ）図は繊維シートの端部を示す平面図、（ｂ）図は端部における繊維の質量変化を説明するグラフである。本実施形態の繊維シート１は、繊維束１１の繊維軸方向の端部において、繊維束の長さを２段に短く摘んで繊維の量を段階的に減少させることにより、よりスムーズな応力緩和領域１７を形成している。繊維の量が減少すれば、同じ応力に対する繊維の歪み量は大きくなり、鋼部材との間の応力緩和が図れる。
【実施例３】
【００３５】
図８は本発明の第３実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。本実施形態の繊維シート１は、繊維束１１の繊維軸方向の端部において、繊維束ごとの繊維の量を段階的に減少させることにより、応力緩和領域１７を形成している。なお、繊維束の端部の繊維を削ぐようにして、繊維密度を徐々に減少させるようにすると、鋼部材との間でより円滑な応力緩和が生じる。
【実施例４】
【００３６】
図９は本発明の第４実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。本実施形態の繊維シート１は、繊維束１１の繊維軸方向の端部において、繊維束１１の繊維の向きを変えることにより、元の繊維軸方向における実効的なヤング率を低下させている。このように、繊維シート１の端部における強化繊維のヤング率の繊維軸方向成分が低下するため、形成される繊維強化樹脂の端部に応力緩和領域１７が形成される。なお、解け防止編み１５は、繊維束１１の繊維と異なる弱い糸を使っていて、鋼構造物の補強には貢献しない。また、同様な方法として、繊維束１１の繊維軸方向の端部において、編み糸で編んで繊維束１１をたるませるようにすることにより、元の繊維軸方向における実効的なヤング率を低下させる方法もある。
【実施例５】
【００３７】
図１０は本発明の第５実施形態に係る繊維シートの端部を示す平面図である。本実施形態の繊維シート１は、繊維束１１の繊維軸方向の端部において、繊維束１１の繊維を使って、メリヤス編み、ラッセル編み、パール編み、平編みなど、任意の編み方で編み物にすることにより、繊維の向きを変化させて元の繊維軸方向における剛性を弱化させ、実効的なヤング率を低下させることにより、応力緩和領域１７を形成している。
【実施例６】
【００３８】
図１１は本発明の第６実施形態に係る繊維シートの端部を示す斜視図である。本実施形態の繊維シート１は、２方向強化繊維シートの上下左右４辺の繊維方向端部に繊維量を減少させた応力緩和領域１７を設けたものである。２方向強化繊維シートを使って補強すると、対象とする構造部材が２方向以上の応力を受ける場合に有効である。繊維量を減少させた応力緩和領域は、一部の繊維束の末端を摘んで短くする方法、繊維束の端部を削ぐなどして繊維数を減少させる方法、などで形成することができる。
【００３９】
図１１に表示した本実施例の繊維シート１は、繊維シート１の端部において繊維束１１の先端部分を１束おきに間引くことにより強化繊維の密度を低くして、応力緩和領域１７を形成している。なお、２方向強化繊維シート１は、第１の方向に繊維軸を持つように繊維束１１を並列配置した層と、第１方向と直交する第２の方向に繊維軸を持つように繊維束１１を並列配置した層を、２層に重ねて形成されている。第１方向と第２方向の直交する繊維束１１を経糸と緯糸として編むと、繊維の実効的なヤング率が低下して、鋼部材に貼付した繊維強化樹脂の補強効果が低下するからである。なお、繊維シート１は、繊維束１１を各層ごとに組み付け糸で固定したものであっても、両層の繊維束１１を一緒に組み付け糸で固定したものであっても良い。また、両層の繊維束１１を芯鞘型融着糸等の熱融着機能を有する糸により固定したものであっても良い。
【実施例７】
【００４０】
図１２は本発明の第７実施形態に係る繊維シートの端部を示す斜視図である。本実施形態の繊維シート１は、２方向強化繊維シートであって、繊維束１１の端部で繊維の向きを変更したり編み物を形成したりして、繊維方向における実効的なヤング率を低下させることにより応力緩和させたものである。図１２に表示した、本実施形態の繊維シート１は、第１方向と第２方向の繊維束１１の繊維軸方向の端部において、繊維束１１の繊維を使って、メリヤス編み、ラッセル編み、パール編み、平編みなど、任意の編み方で編み物にすることにより、繊維の向きを変化させて元の繊維軸方向における剛性を弱化させ、実効的なヤング率を低下させることにより、応力緩和領域１７を形成したものである。図１２では、繊維束１１の層それぞれで編み部を形成した上で重ねているが、繊維シート１端部の応力緩和領域１７において、第１方向と第２方向の繊維束１１をそれぞれ経糸と緯糸にして編んで編み部としても良い。
【００４１】
なお、第６実施形態と第７実施形態は、繊維束１１を２層重ねた２方向強化繊維シート１に係るものであるが、さらに異なる方向に繊維軸を有する繊維束１１の層を加えた、３方向強化や４方向強化の繊維シートについても、同様の応力緩和領域を形成することが好ましい。
また、第２実施形態から第７実施形態の繊維シート１は、説明の都合上、あらかじめ樹脂を含浸させていない状態で表示されているが、第１実施形態のものと同様、樹脂を含浸して樹脂含浸繊維シート２として、現場に搬入して施工しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、橋梁や高速道路などの鋼構造物の補強や増強に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  繊維シート
２  樹脂含浸繊維シート
１１  繊維束
１３  組付け糸
１５  解け防止編み
１７  応力緩和領域
２１  鋼部材
２３  欠陥部
２５  接着剤
２７  接着剤
２９  ローラ
３１  照射ランプ
３３  補強樹脂
【図１】
2010203153.tif 000003
【図２】
2010203153.tif 000004
【図３】
2010203153.tif 000005
【図４】
2010203153.tif 000006
【図５】
2010203153.tif 000007
【図６】
2010203153.tif 000008
【図７】
2010203153.tif 000009
【図８】
2010203153.tif 000010
【図９】
2010203153.tif 000011
【図１０】
2010203153.tif 000012
【図１１】
2010203153.tif 000013
【図１２】
2010203153.tif 000014
【図１３】
2010203153.tif 000015
【図１４】
2010203153.tif 000016
【図１５】
2010203153.tif 000017
【図１６】
2010203153.tif 000018
【図１７】
2010203153.tif 000019