(57)【要約】【課題】  削孔等により既設橋桁に悪影響を与えることなく、死荷重による応力を軽減し、活荷重による応力に対する十分な耐力が得られる既設橋桁の補強方法の提供。【解決手段】  両端が橋脚１，１等の橋桁支持構造体に支持された既設橋桁２の下面にシート状の引張補強材１７を貼着することにより補強する既設橋桁の補強方法において、橋桁２中央部分をジャッキ１１により上向きに持ち上げて橋桁２内の既設鉄筋２ａの引っ張り応力を緩和させ、この状態を維持させて引張補強材１７を既設橋桁２下面に貼り付け、しかる後ジャッキ１１による持ち上げを解除する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が橋脚等の橋桁支持構造体に支持された既設橋桁の下面にシート状の引張補強材を貼着することにより補強する既設橋桁の補強方法において、
前記橋桁中央部分又はその付近をジャッキにより上向きに持ち上げて該橋桁内の既設鉄筋の引っ張り応力を緩和させ、この状態を維持させて前記引張補強材を既設橋桁下面に貼り付け、しかる後ジャッキによる持ち上げを解除することを特徴としてなる既設橋桁の補強方法。
【請求項２】
前記ジャッキによる持ち上げ作業前に、補強しようとする既設橋桁の下面に現れている亀裂に接着剤を充填し、然る後ジャッキによる持ち上げ作業を行う請求項１に記載の既設橋桁の補強方法。
【請求項３】
前記ジャッキの反力受けに弾性支持部材を備え、該ジャッキによる既設橋桁の持ち上げ中に、該既設橋桁に対して下向きの活荷重が作用した際に、前記ジャッキが弾性的に押し下げられるようにする請求項１又は２に記載の既設橋桁の補強方法。
【請求項４】
ジャッキの反力受けは、両端を地上又は橋脚等の不動部分に支持させて前記既設橋桁下に平行に配置させた可撓性を有する桁部材と、該桁部材の両端部間に張設され、その中央部分に上向きの揚力を作用させる緊張線材とをもって構成させ、前記桁部材の中央部分に前記ジャッキを支持させるようにした請求項３に記載の既設橋桁の補強方法。
【請求項５】
シート状の引張補強材は炭素繊維を使用した炭素繊維シートである請求項１〜３又は４に記載の既設橋桁の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に高架橋等の橋梁の橋脚間に架け渡された既設橋桁の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁上を通過する交通量の増減、長期使用による劣化、地震等の天災による破損等により、既設の橋桁を補強する必要が生じた場合、既設橋桁の補強は、例えば、図４〜図６に示すような方法で行われている。
【０００３】
図４に示す補強方法では、所定の間隔を置いて設置された橋脚１，１間に架け渡された既設橋桁２の下面に現れた亀裂３，３…に必要に応じてエポキシ樹脂等からなる接着剤を充填するとともに、その橋桁２の下面に、炭素繊維、鋼板材等からなるシート状の引張補強材４を貼り付けることにより補強するようになっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
一方、図５に示す方法では、既設橋桁２の両端部間に外ケーブル５を張設し、この外ケーブル５と橋桁２との間に枕材６，６…等を配置し、その外ケーブル５の両端を引張して外ケーブル５を緊張させ、橋桁２に死荷重を打ち消す方向に応力を作用させて耐荷重を増大させることにより補強するようになっている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
更に、図６に示す方法では、既設橋桁２下に反力受け用の桁材７等を設置し、その桁材７に反力を取ってジャッキ８により既設橋桁２を上向きに持ち上げ、橋桁２に作用する活荷重及び死荷重による応力を軽減することにより補強するようになっている（例えば、特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９３４２５号公報
【特許文献２】特開平５−７９０１６号公報
【特許文献３】特開２００３−１７１９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の図４に示す補強方法は、橋桁下面に引張補強材を貼り付けることによって、橋桁内に配置された鉄筋に作用する応力の増大に対処するものであって、既に発生した亀裂の幅をそれ以上広がらないようにすることはできても、小さくすることはできないという問題があり、また、既設橋桁の内部に配置された鉄筋には、すでに死荷重による引張応力が作用しており、この鉄筋に活荷重により作用する引張応力が許容値内に収まるようにするには、引張補強材そのものの応力度は許容値に対して十分余裕があるにも関わらず、引張補強材を多層に重ねて貼り付けなければならず、引張補強材の性能を生かしきれていないという問題があった。
【０００７】
また、図５に示す補強方法では、既設橋桁に外ケーブルや枕材を設置するために、アンカーボルトの埋め込みや削孔等の作業が必要となり、それらの作業が橋桁の強度等に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題があった。
【０００８】
更には、図６に示す補強方法では、橋桁をジャッキにより持続して押し上げる必要があり、ジャッキを取り外すことができず、そのままジャッキを設置したままにしなければならないという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上述の従来技術の問題を鑑み、削孔等により既設橋桁に悪影響を与えることなく、死荷重による応力を軽減し、活荷重による応力に対する十分な耐力が得られるようにする既設橋桁の補強方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、両端が橋脚等の橋桁支持構造体に支持された既設橋桁の下面にシート状の引張補強材を貼着することにより補強する既設橋桁の補強方法において、前記橋桁中央部分又はその付近をジャッキにより上向きに持ち上げて該橋桁内の既設鉄筋の引っ張り応力を緩和させ、この状態を維持させて前記引張補強材を既設橋桁下面に貼り付け、しかる後ジャッキによる持ち上げを解除することを特徴とする既設橋桁の補強方法である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加え、前記ジャッキによる持ち上げ作業前に、補強しようとする既設橋桁の下面に現れている亀裂に接着剤を充填し、然る後ジャッキによる持ち上げ作業を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加え、前記ジャッキの反力受けに弾性支持部材を備え、該ジャッキによる既設橋桁の持ち上げ中に、該既設橋桁に対して下向きの活荷重が作用した際に、前記ジャッキが弾性的に押し下げられるようにすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成に加え、ジャッキの反力受けは、両端を地上又は橋脚等の不動部分に支持させて前記既設橋桁下に平行に配置させた可撓性を有する桁部材と、該桁部材の両端部間に張設され、その中央部分に上向きの揚力を作用させる緊張線材とをもって構成させ、前記桁部材の中央部分に前記ジャッキを支持させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３又は４の構成に加え、シート状の引張補強材は炭素繊維を使用した炭素繊維シートであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る既設橋桁の補強方法は、両端が橋脚等の橋桁支持構造体に支持された既設橋桁の下面にシート状の引張補強材を貼着することにより補強する既設橋桁の補強方法において、前記橋桁中央部分又はその付近をジャッキにより上向きに持ち上げて該橋桁内の既設鉄筋の引っ張り応力を緩和させ、この状態を維持させて前記引張補強材を既設橋桁下面に貼り付け、しかる後ジャッキによる持ち上げを解除することによって、死荷重の一部を引張補強材に受け持たせ、引張補強材を効率良く利用して既設橋桁を補強することができ、また、ジャッキアップにより亀裂の幅が小さくなった状態で引張補強材を貼り付けるので、亀裂の幅を小さいままで維持することができる。
【００１６】
前記ジャッキによる持ち上げ作業前に、補強しようとする既設橋桁の下面に現れている亀裂に接着剤を充填し、然る後ジャッキによる持ち上げ作業を行うことによって、橋桁下面に現れた亀裂を好適に補修することができる。
【００１７】
前記ジャッキの反力受けに弾性支持部材を備え、該ジャッキによる既設橋桁の持ち上げ中に、該既設橋桁に対して下向きの活荷重が作用した際に、前記ジャッキが弾性的に押し下げられるようにすることによって、橋桁に活荷重が作用したとしても、桁の上縁部に引張応力を生じさせずに橋桁を持ち上げた状態を維持することができ、引張応力によって橋桁に悪影響が及ぶのを防止することができる。
【００１８】
ジャッキの反力受けは、両端を地上又は橋脚等の不動部分に支持させて前記既設橋桁下に平行に配置させた可撓性を有する桁部材と、該桁部材の両端部間に張設され、その中央部分に上向きの揚力を作用させる緊張線材とをもって構成させ、前記桁部材の中央部分に前記ジャッキを支持させるようにしたことによって、ジャッキは好適に弾性支持させた状態で反力受けに対し反力をとることができる。
【００１９】
シート状の引張補強材は、炭素繊維を使用した炭素繊維シートであることによって、橋桁に作用する引張応力に対し好適に対抗することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明に係る既設橋桁の補強方法について図に基づいて説明する。尚、上述の従来例と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明方法により補強を行う橋梁の一例を示し、所定の間隔を置いて配置された橋脚１，１間にＲＣ桁又はＰＣ桁からなる既設橋桁２が架け渡されている。尚、図中符号２ａは既設橋桁内に配置された鉄筋であり、この鉄筋には、死荷重による引張応力が作用している。
【００２２】
本発明方法は、まず、橋桁２のたわみや橋桁２の下面に亀裂３，３…等が現れていないか等を調査し、例えば、亀裂幅０．２ｍｍ以上の亀裂３が現れている場合、エポキシ系樹脂等からなる接着剤を亀裂３，３…に充填する。
【００２３】
次に、図２に示すように、橋桁下に反力受け１０及びそれに支持されたジャッキ１１を設置し、橋桁２の中央部分を反力受け１０に反力をとったジャッキ１１により、橋桁２のたわみに応じて上向きに持ち上げ、橋桁２内の両橋脚１，１間方向に配置された既設鉄筋２ａの引張応力を緩和させた状態とする。
【００２４】
尚、この反力受け１０は、ジャッキ１１を弾性的に支持する弾性支持部材を備え、ジャッキ１１による既設橋桁２の持ち上げ中に、橋桁２に対して下向きの活荷重、即ち自動車の通過等による荷重が作用した際に、ジャッキ１１が弾性的に押し下げられ、橋桁２の上縁部に引張応力を生じさせないようにする。そして、その活荷重が除去されると元の状態に復帰させるようになっている。
【００２５】
反力受け１０は、橋桁２に対して不動な部分である橋脚１，１に支持させた支持柱１２，１２間に架け渡され、橋桁２下に平行に配置された可撓性を有するＨ鋼等からなる桁部材１３と、桁部材１３の中央部に下向きに突出した張設部材１４と、張設部材１４の下端部を介して桁部材１３の両端部間に張設されたＰＣ鋼材等の緊張線材１５とを備え、桁部材１３の中央部分にジャッキ１１を支持させるようになっている。尚、図中符号１６，１６は、緊張線材１５の端部を桁部材１３に固定するための固定具である。
【００２６】
このように構成された反力受け１０は、桁部材１３の両端部間に張設部材１４の下端部を介して緊張線材１５を張設し、緊張線材１５を緊張させたことによって、桁部材１３の中央部分に上向きの揚力を作用させることができ、ジャッキ１１により既設橋桁２を持ち上げた際に、ジャッキ１１を弾性的に支持するようになっている。即ち、桁部材１３、張設部材１４及び緊張線材１５により弾性支持部材を構成するようになっている。
【００２７】
反力受け１０をこのように構成することにより、ジャッキ１１による持ち上げ作業中に、自動車の通過等により橋桁２に活荷重が作用しても、桁材１３が弾性変形してジャッキ１１が弾性的に押し下げられ、橋桁２の上縁部に引張応力を生じさせずに、橋桁２を持ち上げた状態を維持することができる。
【００２８】
次に、この状態、即ち橋桁２の中央部分を反力受け１０に反力をとったジャッキ１１により上向きに持ち上げ、橋桁２内に配置された既設鉄筋２ａの引張応力を緩和させた状態を維持させ、その状態でシート状の引張補強材１７を橋桁２の下面に接着剤等により貼り付ける。
【００２９】
引張補強材１７は、炭素繊維を使用した炭素繊維シートからなり、橋桁２の引張方向応力に対し十分な耐力を有している。尚、この引張補強材１７は、必要に応じて複数枚を多層状に重ねて使用するが、上述した図４に示す従来の工法に比べて少ない枚数でよい。
【００３０】
そして、引張補強材１７を橋桁２下面に貼り付ける際に使用した接着剤及び亀裂に充填された接着剤を養生した後、ジャッキ１１による橋桁２の持ち上げを解除し、反力受け１０及びジャッキ１１を橋桁２下より撤去する。
【００３１】
このようにすることにより、桁製作時に引張補強材１７を貼り付けた状態と同様になり、死荷重、即ち構造物の自重による荷重の一部を引張補強材１７に受け持たせることができる。
【００３２】
また、ジャッキ１１で橋桁２を持ち上げた状態で橋桁２下面に引張補強材１７を貼り付けたことによって、ジャッキアップにより小さくなった亀裂幅がそのまま維持され、図４に示す従来の引張補強材を貼り付けるだけの工法に比べて亀裂幅を小さくすることができる。
【００３３】
尚、反力受けは、上述の実施例の他、例えば、図３に示すように、橋桁２下の地面より組立てられた支持柱２０の上端に、コイルスプリング等を使用した弾性支持部材２１を介してジャッキ１１が支持されるようにしたものであってもよく、ジャッキ１１による既設橋桁２の持ち上げ中に、橋桁２に対して下向きの活荷重、即ち自動車の通過等による荷重が作用した際に、ジャッキ１１が弾性的に押し下げられるようになっている。尚、上述の実施例と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
また、上述の実施例では、桁部材１３をそれぞれ橋脚１に支持された支持柱１２，１２間に支持させた例について説明したが、桁部材１３を両橋脚１，１間に支持させるようにしてもよく、桁部材１３は、支持柱を介して地面等の橋脚以外の不動部分に支持させてもよい。
【００３５】
更に、上述の実施例では、引張補強材として炭素繊維シートを用いた例について説明したが、鋼板材等その他の材質であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る既設橋桁の補強方法により補強する構造物の一例を示す側面図である。
【図２】同上の補強方法における既設橋桁持ち上げ作業の状態を示す側面図である。
【図３】同上の既設橋桁持ち上げ作業の他の反力受けを使用した例の状態を示す側面図である。
【図４】従来の既設橋桁の補強方法の状態を示す側面図である。
【図５】同上の他の補強方法の状態を示す側面図である。
【図６】同上の更に他の補強方法の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  橋脚
２  橋桁
２ａ  鉄筋
３  亀裂
１０  反力受け
１１  ジャッキ
１２  支持柱
１３  桁部材
１４  張設部材
１５  緊張線材
１６  固定部材
１７  引張補強材
２０  支持柱
２１  弾性支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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