(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を補強するために設けられる補強鋼管であって、
コンクリート構造物の孔部に挿入される中空状に形成された鋼管本体を備え、
前記鋼管本体は、コンクリート構造物の孔部に充填材を充填するときに、前記充填材が通過するものとなる１又は複数の貫通孔が、鋼管側面を貫通させて形成され、
前記鋼管本体は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面から凹状に形成された１又は複数の窪み部を有し、前記貫通孔が前記窪み部に形成され、
前記窪み部は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面より最も深く凹状に最深部が形成されて、
前記貫通孔は、前記最深部の全部を包含するように形成されること
を特徴とする補強鋼管。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記鋼管本体の管軸方向の各々の鋼管断面で、前記鋼管本体の管周方向の１箇所以下に形成されること
を特徴とする請求項１記載の補強鋼管。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記鋼管本体の管周方向を直径とする略円形状、又は、前記鋼管本体の管周方向を短径とする略楕円形状に形成されて、前記直径又は前記短径が、５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように形成されること
を特徴とする請求項１又は２に記載の補強鋼管。
【請求項４】
コンクリート構造物を補強するために導入されるコンクリート構造物の補強構造であって、
孔部を有するコンクリート構造物と、前記コンクリート構造物の孔部に挿入される中空状に形成された鋼管本体と、前記コンクリート構造物の孔部に充填される充填材とを備え、
前記鋼管本体は、前記コンクリート構造物の孔部に前記充填材を充填するときに、前記充填材が通過するものとなる１又は複数の貫通孔が、鋼管側面を貫通させて形成され、
前記鋼管本体は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面から凹状に形成された１又は複数の窪み部を有し、前記貫通孔が前記窪み部に形成され、
前記窪み部は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面より最も深く凹状に最深部が形成されて、
前記貫通孔は、前記最深部の全部を包含するように形成されること
を特徴とするコンクリート構造物の補強構造。
【請求項５】
前記コンクリート構造物の孔部は、前記コンクリート構造物の、コンクリートが一体化されていない不連続面を貫通すること
を特徴とする請求項４記載のコンクリート構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物を補強するために設けられる補強鋼管、及び、コンクリート構造物を補強するために導入されるコンクリート構造物の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンクリート構造物の打ち継ぎ面のずれ防止効果を高くすることを目的に、複数回に分けてコンクリートが打ち継がれて形成された新設の打ち継ぎコンクリート構造体に適用されるものとして、特許文献１に開示されるコンクリート構造物が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたコンクリート構造物は、新設の打ち継ぎコンクリート構造体の外面から打ち継ぎコンクリート構造体の打ち継ぎ面を貫通するように設けられた孔と、打ち継ぎ面を貫通するように孔内に設置されたＰＣ鋼材、鋼管等の補強体と、補強体の設置された孔内に充填された充填材とを備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されたコンクリート構造物は、補強体として剛性の低いＰＣ鋼材が用いられる場合に、ＰＣ鋼材が孔内で湾曲等することから、ＰＣ鋼材を孔内の所定の位置に設置することが困難なものとなるおそれがあった。特許文献１に開示されたコンクリート構造物は、充填材を孔内に充填するために注入管が用いられる場合に、補強体として中実状のＰＣ鋼材が用いられることで、注入管とＰＣ鋼材とが孔内で干渉することから、孔内への充填材の充填作業に支障をきたすおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献１に開示されたコンクリート構造物は、補強体として鋼管が用いられる場合であっても、鋼管側面に窪み部が形成されない直管状の鋼管が用いられて、鋼管側面が平滑状に形成されることから、硬化した充填材と鋼管とが孔内で十分に付着しないものとなるおそれがあった。特許文献１に開示されたコンクリート構造物は、孔内に注入管が挿入されて孔内の下端部から充填材が注入される場合であっても、孔の延長が長くなって鋼管が障害となることで、孔内の中間部や上端部で充填材の充填が不十分となる部位が形成されるおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、コンクリート構造物の孔部の所定の位置に鋼管本体を設置して、孔部で鋼管本体と充填材との付着を十分なものとするとともに、充填材の充填性を大幅に向上させた補強鋼管及びコンクリート構造物の補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る補強鋼管は、コンクリート構造物を補強するために設けられる補強鋼管であって、コンクリート構造物の孔部に挿入される中空状に形成された鋼管本体を備え、前記鋼管本体は、コンクリート構造物の孔部に充填材を充填するときに、前記充填材が通過するものとなる１又は複数の貫通孔が、鋼管側面を貫通させて形成され、前記鋼管本体は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面から凹状に形成された１又は複数の窪み部を有し、前記貫通孔が前記窪み部に形成され、前記窪み部は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面より最も深く凹状に最深部が形成されて、前記貫通孔は、前記最深部の全部を包含するように形成されることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る補強鋼管は、第１発明において、前記貫通孔は、前記鋼管本体の管軸方向の各々の鋼管断面で、前記鋼管本体の管周方向の１箇所以下に形成されることを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る補強鋼管は、第１発明又は第２発明の何れかにおいて、前記貫通孔は、前記鋼管本体の管周方向を直径とする略円形状、又は、前記鋼管本体の管周方向を短径とする略楕円形状に形成されて、前記直径又は前記短径が、５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように形成されることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係るコンクリート構造物の補強構造は、コンクリート構造物を補強するために導入されるコンクリート構造物の補強構造であって、孔部を有するコンクリート構造物と、前記コンクリート構造物の孔部に挿入される中空状に形成された鋼管本体と、前記コンクリート構造物の孔部に充填される充填材とを備え、前記鋼管本体は、前記コンクリート構造物の孔部に前記充填材を充填するときに、前記充填材が通過するものとなる１又は複数の貫通孔が、鋼管側面を貫通させて形成され、前記鋼管本体は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面から凹状に形成された１又は複数の窪み部を有し、前記貫通孔が前記窪み部に形成され、前記窪み部は、前記鋼管本体の管軸直交方向の内側に向けて、鋼管外側面より最も深く凹状に最深部が形成されて、前記貫通孔は、前記最深部の全部を包含するように形成されることを特徴とする。
第５発明に係るコンクリート構造物の補強構造は、第４発明において、前記コンクリート構造物の孔部は、前記コンクリート構造物の、コンクリートが一体化されていない不連続面を貫通することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明〜第３発明によれば、鋼管本体の鋼管側面に貫通孔が形成されるため、孔部の他端側と一端側との間となる区間において、孔部の間隙部と鋼管本体の管内部との間を、充填材が貫通孔を通過して交互に融通されるものとなって、孔部における充填材の充填性を大幅に向上させることが可能となる。
【００１５】
第１発明〜第３発明によれば、孔部の間隙部で硬化した充填材と、鋼管本体の管内部で硬化した充填材とが、貫通孔で硬化した充填材を介在させて連結された状態となり、充填材の係止体が貫通孔を挿通するように形成されることで、鋼管本体と硬化した充填材との一体性を向上させて、鋼管本体と充填材との付着性を著しく向上させることが可能となる。
【００１６】
特に、第１発明によれば、窪み部の形状に沿って充填材が硬化するため、鋼管本体の管軸直交方向に凹凸状となる一対の充填材の凹凸体が形成されて、窪み部が一対の凹凸体に挟み込まれることで、鋼管本体と硬化した充填材との一体性を向上させて、鋼管本体と充填材との付着性を著しく向上させることが可能となる。
【００１７】
さらに、第１発明によれば、窪み部の最深部の全部を包含するように貫通孔が形成されて、鋼管側面の塑性変形が最大となる最深部が除去されることで、塑性変形によって強度が不安定となった箇所を取り除いて、信頼性の高い鋼管本体を提供することが可能となる。
【００１８】
特に、第２発明によれば、鋼管本体の管軸方向の各々の鋼管断面において、鋼管本体の管周方向の１箇所以下に貫通孔が形成されることから、管周方向の複数箇所に貫通孔が形成される場合と比較して、鋼管断面における断面欠損の増大を抑制することができるため、鋼管本体の引張耐力、圧縮耐力等の低下を防止することが可能となる。
【００１９】
特に、第３発明によれば、貫通孔の直径又は短径が５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように形成されるため、充填材に含有される骨材等を、貫通孔で容易に通過させるものとして、充填材の融通を円滑に実施することが可能となる。特に、略楕円形状に貫通孔が形成されることで、鋼管本体の管軸方向の各々の鋼管断面において、鋼管側面の断面欠損の増大を抑制しながら、縦長に形成された貫通孔を骨材等が容易に通過するものとして、骨材等を含有する充填材の融通を非常に円滑に実施することが可能となる。
【００２０】
第４発明によれば、断面略中空状に鋼管本体が形成されるため、従来の鉄筋、ＰＣ鋼棒等と比較して、部材剛性を著しく向上させたものとして、孔部の他端側から一端側まで部材剛性の高い鋼管本体を直立させて設置することができるため、孔部における鋼管本体の位置合わせを正確に実施することが可能となる。また、断面略中空状に形成された鋼管本体に注入管が挿入されて、注入管と鋼管本体とを干渉させることなく、孔部の所定の位置に注入管及び鋼管本体が設置されることで、孔部への充填材の充填作業を円滑に実施することが可能となる。
【００２１】
第４発明によれば、鋼管本体の鋼管側面に貫通孔が形成されるため、孔部の他端側と一端側との間となる区間において、孔部の間隙部と鋼管本体の管内部との間で充填材が貫通孔を通過して交互に融通されるものとなって、孔部に隙間なく充填材を充填させて、充填材を孔部に密実に充填することが可能となる。さらに、窪み部の形状に沿って充填材が硬化するため、鋼管本体の管軸直交方向に凹凸状となる一対の充填材の凹凸体が形成されて、窪み部が一対の凹凸体に挟み込まれることで、鋼管本体と硬化した充填材との一体性を向上させて、鋼管本体と充填材との付着性を著しく向上させることが可能となる。さらに、窪み部の最深部の全部を包含するように貫通孔が形成されて、鋼管側面の塑性変形が最大となる最深部が除去されることで、塑性変形によって強度が不安定となった箇所を取り除いて、信頼性の高い鋼管本体が得られる。
第５発明によれば、コンクリート構造物の上部が傾倒しようとし、不連続面において、鋼管本体に管軸方向の引張力又は圧縮力が作用したとしても、鋼管本体の管内部に充填材が充填されるため、鋼管本体が管軸方向の引張力に抵抗するとともに、硬化した充填材が管軸方向の圧縮力に抵抗する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造が導入されるコンクリート構造物を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造及び補強鋼管を示す斜視図である。
【図３】本発明を適用した補強鋼管とコンクリート構造物の孔部とを示す正面図である。
【図４】（ａ）は、本発明を適用した補強鋼管を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線縦断面図である。
【図５】（ａ）は、図４に示す本発明を適用した補強鋼管のＡ−Ａ線横断面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線横断面図である。
【図６】本発明を適用した補強鋼管の窪み部と貫通孔とを示す拡大正面図である。
【図７】（ａ）は、本発明を適用した補強鋼管で横長の窪み部が形成された鋼管本体を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、略直管状の通常鋼管の鋼管本体を示す拡大正面図である。
【図８】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で鋼管本体の管内部にトレミー管等の注入管が挿入される状態を示す正面図である。
【図９】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で注入管の先端部から充填材が吐出される状態を示す正面図である。
【図１０】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で注入管の先端部から吐出された充填材が孔部に充填される過程を示す正面図である。
【図１１】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で充填材が貫通孔を通過する状態を示す拡大正面図である。
【図１２】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で鋼管本体の管内部から注入管を撤去する過程を示す正面図である。
【図１３】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で充填材が孔部に充填された状態を示す正面図である。
【図１４】本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造が導入されたコンクリート構造物に外力が作用した状態を示す正面図である。
【図１５】（ａ）は、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造で鋼管本体の鋼管接触面を示す拡大横断面図であり、（ｂ）は、従来のＰＣ鋼棒の鋼棒接触面を示す拡大横断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明を適用した補強鋼管で鋼管側面の窪み部が一対の充填材の凹凸体に挟み込まれた状態を示す拡大縦断面図であり、（ｂ）は、鋼管側面の貫通孔に充填材の係止体が挿通された状態を示す拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した補強鋼管１及び本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図１に示すように、例えば、鉄筋等が内部８ｂに配設されることなく構築された橋脚８等の無筋のコンクリート構造物に、本発明を適用した補強鋼管１を別途に設けることで、コンクリート構造物を補強するものである。
【００２５】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、例えば、鉄道橋、道路橋等の橋梁の橋脚８や、コンクリート護岸壁等として構築されたコンクリート構造物に、本発明を適用した補強鋼管１に係る鋼管本体２を設けることで導入されて、特に、構築されてから数年以上経過した既設のコンクリート構造物を補強するために導入される。本発明を適用した補強鋼管１は、複数の鋼管本体２がコンクリート構造物に０．３ｍ〜１ｍ程度の間隔で設けられる。
【００２６】
コンクリート構造物は、図２に示すように、複数回に分けてコンクリートを打ち継ぐことによって、所定の規模のものとなるように構築されるため、コンクリートを打ち継いだ境界に、コンクリートが一体化されていない不連続面８５が形成される。また、コンクリート構造物は、コンクリートを複数回に分けずに連続して打設した場合であっても、コールドジョイント等の発生によって、コンクリートが一体化されていない不連続面８５が形成されることもある。
【００２７】
コンクリート構造物は、不連続面８５が形成されることによって、打設されたコンクリートが不連続面８５を境界として内部８ｂで分断されたものとなる。コンクリート構造物は、図３に示すように、橋脚８等の外面８ａから内部８ｂに向けて連続してコンクリートの削孔作業等をすることで、コア抜きされた断面略円形状等の孔部８０が、不連続面８５を貫通させて形成されるものとなる。
【００２８】
孔部８０は、例えば、橋脚８等の外面８ａに配置される一端側８０ａから、橋脚８等の内部８ｂに配置される他端側８０ｂまで、２ｍ〜３０ｍ程度の延長を有する。孔部８０は、特に、不連続面８５を境界とした両側で、少なくとも２ｍ〜３ｍ程度の延長を有する。孔部８０は、例えば、一端側８０ａから他端側８０ｂまで、断面略円形状等となるように孔部内側面８１が形成されることで、１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度の孔径を有するものとなる。
【００２９】
本発明を適用した補強鋼管１は、コンクリート構造物の孔部８０に挿入される断面略中空状に形成された鋼管本体２を備える。鋼管本体２は、断面略円形状となるように鋼管側面２１が形成されて、５ｃｍ〜２０ｃｍ程度の外径を有する。鋼管本体２は、孔部８０の一端側８０ａに設けられる第１端部２ａから、孔部８０の他端側８０ｂに設けられる第２端部２ｂまで、２ｍ〜３０ｍ程度の延長を有する。
【００３０】
鋼管本体２は、橋脚８等のコンクリート構造物の孔部８０に挿入したときに、鋼管本体２の鋼管側面２１と孔部８０の孔部内側面８１とが離間することで、鋼管本体２の外側の孔部８０に間隙部８２が形成される。鋼管本体２は、例えば、鋼管側面２１から管軸直交方向Ｘの外側に向けて複数方向に延びる複数の鋼板等のスペーサーや、略円形状の鋼板等が取り付けられることで、鋼管本体２の鋼管側面２１と孔部８０の孔部内側面８１とを離間させることができる。鋼管本体２は、断面略中空状に形成されることで、鋼管側面２１の内側に管内部２２が形成される。
【００３１】
鋼管本体２は、図４、図５に示すように、管軸直交方向Ｘの内側に向けて熱間加工等で形成された窪み部３と、管軸方向Ｙに延びて略直管状に形成された直管部４とを有する。直管部４は、鋼管側面２１を鋼管本体２の管軸直交方向Ｘに凹凸させることなく、管軸方向Ｙで略同一面上に鋼管側面２１が連続することで、管軸方向Ｙに延びる略直管状に形成される。
【００３２】
窪み部３は、鋼管本体２の管軸方向Ｙ及び管周方向Ｗで、１又は複数形成される。このとき、鋼管本体２の管周方向Ｗに所定の間隔を空けて形成された複数の窪み部３は、管軸直交方向Ｘに凹凸させていない鋼管側面２１と交互となるように、管周方向Ｗに連続させることなく、管周方向Ｗで断続的に形成される。鋼管本体２の管軸方向Ｙに所定の間隔を空けて形成された複数の窪み部３は、管軸方向Ｙで直管部４と交互に形成されて、管軸方向Ｙに連続させることなく、管軸方向Ｙに断続的に形成される。
【００３３】
窪み部３は、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの内側に向けて、鋼管側面２１を湾曲加工等することで、鋼管外側面２１ａから凹状に形成される。窪み部３は、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの内側に向けて、鋼管外側面２１ａより最も深く凹状に鋼管側面２１を押圧加工等することで、鋼管本体２の管周方向Ｗで窪み部３の略中央に最深部３ａが形成される。
【００３４】
窪み部３は、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの内側に向けて、鋼管側面２１を湾曲加工等することで、鋼管内側面２１ｂから凸状に形成される。窪み部３は、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの内側に向けて、鋼管内側面２１ｂから凸状に形成されることで、図５に示すように、管内部２２の管軸直交方向Ｘの断面積が、直管部４と比較して狭小なものとなる。
【００３５】
鋼管本体２は、図４〜図６に示すように、鋼管側面２１を管軸直交方向Ｘに貫通させて、１又は複数の貫通孔２０が形成される。鋼管本体２は、複数の窪み部３の一部又は全部に、各々１箇の貫通孔２０が形成される。鋼管本体２は、これに限らず、窪み部３の形成されていない箇所となる直管部４等に、一部又は全部の貫通孔２０が形成されてもよい。
【００３６】
鋼管本体２は、鋼管本体２の管軸方向Ｙの各々の鋼管断面において、図５（ａ）に示すように、１箇所のみに貫通孔２０が形成される部位と、図５（ｂ）に示すように、１箇所にも貫通孔２０が形成されない部位とを有して、鋼管本体２の管周方向Ｗの１箇所以下に貫通孔２０が形成されるものとなる。鋼管本体２は、これに限らず、鋼管本体２の管軸方向Ｙの各々の鋼管断面において、複数箇所に貫通孔２０が形成されてもよい。
【００３７】
貫通孔２０は、図５、図６（ａ）に示すように、鋼管本体２の管周方向Ｗを直径ｄとする略円形状、又は、図５、図６（ｂ）に示すように、鋼管本体２の管周方向Ｗを短径ｄ１とするとともに鋼管本体２の管軸方向Ｙを長径ｄ２とする略楕円形状に形成される。このとき、貫通孔２０は、直径ｄ又は短径ｄ１が、５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように形成される。貫通孔２０は、窪み部３に形成される場合に、窪み部３の最深部３ａの周囲等で鋼管側面２１を切削加工等することで、窪み部３の最深部３ａの一部又は全部を包含するように形成される。
【００３８】
鋼管本体２は、図４に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙに延びる略楕円形状等に各々の窪み部３が形成されて、管周方向Ｗの３〜９程度の箇所で、鋼管本体２の管軸方向Ｙに沿って縦長に窪み部３が形成される。鋼管本体２は、これに限らず、図７（ａ）に示すように、各々の窪み部３が鋼管本体２の管周方向Ｗに延びる横長に形成されてもよく、また、図７（ｂ）に示すように、鋼管側面２１が略同一面上に連続して形成されて管軸方向Ｙに延びる略直管状の通常鋼管等が用いられてもよい。
【００３９】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図２に示すように、本発明を適用した補強鋼管１に係る鋼管本体２と、コンクリート構造物の孔部８０に充填される充填材６とを備える。充填材６は、モルタル、コンクリート等のセメント系材料等の経時硬化性材料や、ウレタン系材料等の経時硬化性材料が用いられて、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填された後に、所定の時間を経過してから硬化する。
【００４０】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図８〜図１３に示すように、橋脚８等のコンクリート構造物の孔部８０に鋼管本体２を設置して、注入管７０を用いて充填材６を孔部８０に充填する充填工程と、注入管７０を引き抜いて撤去する撤去工程とを経ることで、コンクリート構造物を補強するために導入されるものとなる。
【００４１】
充填工程では、最初に、図８に示すように、橋脚８等のコンクリート構造物が削孔等されて形成された孔部８０に、本発明を適用した補強鋼管１に係る鋼管本体２が挿入されるとともに、鋼管本体２の管内部２２にトレミー管等の注入管７０が挿入される。このとき、充填工程では、例えば、注入管７０の側面若しくは鋼管内側面２１ｂから管軸直交方向Ｘに延びる複数の鋼板等のスペーサー、又は、注入管７０の先端部７０ｂに略円形状の鋼板等が設けられることで、注入管７０の側面と鋼管内側面２１ｂとが離間される。注入管７０は、鋼管本体２の第１端部２ａから第２端部２ｂまで鋼管内側面２１ｂから所定の間隔で離間させて、鋼管本体２の第２端部２ｂに注入管７０の先端部７０ｂを到達させて設けられる。
【００４２】
充填工程では、次に、図９に示すように、注入管７０の基端部７０ａから供給された充填材６を、鋼管本体２の第２端部２ｂに到達させた注入管７０の先端部７０ｂから孔部８０に吐出させる。このとき、充填材６は、注入管７０の先端部７０ｂから吐出されることで、孔部８０の他端側８０ｂに注入されて、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａにかけて、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填される。
【００４３】
充填工程では、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填材６を充填させるときに、図１０に示すように、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａにかけて、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２を充填材６が通過する。このとき、鋼管本体２は、鋼管側面２１に貫通孔２０が形成されるため、充填材６が貫通孔２０を通過するものとなる。
【００４４】
充填工程では、図１１（ａ）に示すように、孔部８０の間隙部８２から鋼管本体２の管内部２２に向けて貫通孔２０を充填材６が通過して、又は、図１１（ｂ）に示すように、鋼管本体２の管内部２２から孔部８０の間隙部８２に向けて貫通孔２０を充填材６が通過する。
【００４５】
撤去工程では、図１２に示すように、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填材６を充填した後に、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａにかけて、注入管７０を引き上げる。このとき、注入管７０は、鋼管本体２の第２端部２ｂから第１端部２ａまで引き抜かれながら、注入管７０の先端部７０ｂから鋼管本体２の管内部２２に充填材６を吐出させるものとなる。
【００４６】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、最後に、図１３に示すように、橋脚８等のコンクリート構造物の孔部８０に鋼管本体２が設置された状態で、孔部８０に充填した充填材６を硬化させて、コンクリート構造物の不連続面８５を貫通するようにして、鋼管本体２及び硬化した充填材６が孔部８０に設けられる。
【００４７】
このとき、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、管内部２２で充填材６を充填、硬化させた鋼管本体２が、橋脚８等のコンクリート構造物の不連続面８５を境界として、コンクリート上部８３とコンクリート下部８４とに架設するように設けられるものとなる。
【００４８】
橋脚８等のコンクリート構造物は、図１４に示すように、地震等によって横方向の外力Ｆが作用することで、不連続面８５を境界としてコンクリート上部８３とコンクリート下部８４とが分断されて、コンクリート上部８３が横方向に傾倒するように変位しようとするものとなる。橋脚８等のコンクリート構造物は、横方向の外力Ｆが左右両側から交互に作用することから、コンクリート上部８３が横方向で交互に傾倒するように変位しようとするものとなる。
【００４９】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、コンクリート上部８３が傾倒しようとするときに、コンクリート構造物の不連続面８５において、鋼管本体２に管軸方向Ｙの引張力Ｐ又は圧縮力Ｃが作用するものとなる。このとき、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鋼管本体２の管内部２２に充填材６が充填されるため、鋼管本体２が管軸方向Ｙの引張力Ｐに抵抗するとともに、硬化した充填材６が管軸方向Ｙの圧縮力Ｃに抵抗する。
【００５０】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、管軸方向Ｙの圧縮力Ｃに対して硬化した充填材６が抵抗するものとなるため、管軸方向Ｙの圧縮力Ｃを鋼管本体２に負担させないものとして、鋼管本体２の座屈変形を防止することが可能となる。さらに、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、コンクリート上部８３が横方向で交互に傾倒するように変位することで、管軸方向Ｙの引張力Ｐと圧縮力Ｃとが鋼管本体２に交互に作用するものの、鋼管本体２の管内部２２で充填材６が硬化するため、硬化した充填材６で鋼管側面２１が拘束されて、鋼管本体２の座屈変形を防止することが可能となる。
【００５１】
これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、管内部２２で充填材６を充填、硬化させた鋼管本体２が、コンクリート上部８３とコンクリート下部８４とに架設するように設けられることで、鋼管本体２の管軸方向Ｙに作用する引張力Ｐ又は圧縮力Ｃに、鋼管本体２及び硬化した充填材６を十分に抵抗させるものとして、コンクリート上部８３が横方向に傾倒して倒壊しないように、橋脚８等のコンクリート構造物を補強することが可能となる。
【００５２】
また、橋脚８等のコンクリート構造物は、地震等によって横方向の外力Ｆが作用することで、不連続面８５を境界としてコンクリート上部８３とコンクリート下部８４とが分断されて、不連続面８５で横方向のせん断力Ｓが鋼管本体２に作用するものとなる。
【００５３】
ここで、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鋼管本体２の管軸方向Ｙに作用する引張力Ｐに抵抗するために、図１５（ａ）に示すように、本発明を適用した補強鋼管１に係る鋼管本体２が、貫通孔２０が形成されることによる断面欠損部分を除いて、鋼管側面２１を形成する管体の断面部分のみで、所定の鋼管断面積を有することが必要となる。また、従来のＰＣ鋼棒９も、同程度の引張力Ｐに抵抗するために、図１５（ｂ）に示すように、鋼管本体２の鋼管側面２１を形成する管体の断面部分と同程度の鋼棒断面積を有することが必要となる。
【００５４】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図１５に示すように、鋼管本体２に管内部２２が形成されるため、鋼管本体２の鋼管側面２１を形成する管体の断面部分の鋼管断面積と従来のＰＣ鋼棒９の鋼棒断面積とを同程度のものとしながら、鋼管本体２の鋼管側面２１と硬化した充填材６との鋼管接触面２３を、従来のＰＣ鋼棒９と硬化した充填材６との鋼棒接触面９０より大きくすることができる。
【００５５】
これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図１４、図１５に示すように、コンクリート上部８３から横方向のせん断力Ｓが鋼管本体２に作用して、鋼管本体２の鋼管側面２１と硬化した充填材６とが鋼管接触面２３で接触した場合であっても、鋼管本体２の鋼管接触面２３が大きく確保されることで、せん断力Ｓに抵抗して鋼管側面２１から硬化した充填材６に作用する支圧力が緩和されて、硬化した充填材６の破損、崩壊を防止することが可能となる。さらに、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６が鋼管側面２１を拘束するため、せん断力Ｓに対する抵抗力を鋼管側面２１に確実に発揮させることが可能となる。
【００５６】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填材６を充填した後に、図１２に示すように、トレミー管等の注入管７０が鋼管本体２の管内部２２から撤去されるため、鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６が注入管７０によって管軸直交方向Ｘに分断されないものとすることができる。これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６を注入管７０で分断させないものとして、鋼管本体２の管内部２２で充填材６を一体的に硬化させることで、横方向のせん断力Ｓ等に対する硬化した充填材６の抵抗力を著しく向上させることが可能となる。
【００５７】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図８に示すように、断面略中空状に鋼管本体２が形成されるため、従来の鉄筋、ＰＣ鋼棒９等と比較して、部材剛性を著しく向上させたものとなる。これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａまで、部材剛性の高い鋼管本体２を直立させて設置して、孔部８０における鋼管本体２の位置合わせを正確に実施することが可能となる。
【００５８】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、断面略中空状に形成された鋼管本体２に注入管７０が挿入されて、注入管７０が鋼管内側面２１ｂから所定の間隔で離間するため、孔部８０に充填材６を充填するときに注入管７０と鋼管本体２とを干渉させないものとすることができる。これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、孔部８０で注入管７０と鋼管本体２とを干渉させないものとして、孔部８０の所定の位置に注入管７０及び鋼管本体２を設置することで、孔部８０への充填材６の充填作業を円滑に実施することが可能となる。
【００５９】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、図１０に示すように、注入管７０が鋼管内側面２１ｂから所定の間隔で離間するため、鋼管本体２の管内部２２に充填材６を充填するときに、充填材６を鋼管内側面２１ｂに直接に接触させながら硬化させることができる。これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６と鋼管本体２とを強固に一体化させて、鋼管本体２の管軸方向Ｙの引張力Ｐ又は圧縮力Ｃに対する鋼管本体２及び硬化した充填材６の抵抗力を著しく向上させることが可能となる。
【００６０】
特に、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、１又は複数の窪み部３を鋼管本体２が有することで、窪み部３が硬化した充填材６に対して管軸直交方向Ｘで凹凸状に形成される。これにより、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６が、鋼管本体２の鋼管側面２１に凹凸状に接触することで、鋼管本体２と硬化した充填材６との一体性を向上させて、鋼管本体２と充填材６との付着を十分なものとすることが可能となる。
【００６１】
本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａにかけて、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填材６が充填されるため、孔部８０の他端側８０ｂから一端側８０ａに向けて順番に、充填材６の自重を利用して充填材６を隙間なく孔部８０に充填させることが可能となる。
【００６２】
本発明を適用した補強鋼管１は、図１０、図１１に示すように、鋼管本体２の鋼管側面２１に貫通孔２０が形成されるため、孔部８０の間隙部８２と鋼管本体２の管内部２２との間で、充填材６を貫通孔２０に通過させながら、孔部８０の間隙部８２及び鋼管本体２の管内部２２に充填材６を充填することができる。これにより、本発明を適用した補強鋼管１は、孔部８０の他端側８０ｂと一端側８０ａとの間となる区間において、孔部８０の間隙部８２と鋼管本体２の管内部２２との間を、充填材６が貫通孔２０を通過して交互に融通されるものとなって、孔部８０の他端側８０ｂから隙間なく孔部８０に充填材６を充填して、孔部８０における充填材６の充填性を大幅に向上させることが可能となる。
【００６３】
本発明を適用した補強鋼管１は、窪み部３に貫通孔２０が形成される場合において、ローラを用いた熱間加工で鋼管側面２１に窪み部３を形成するときに、ローラの略中央等に切削刃を有する突起等が設けられることで、鋼管側面２１に窪み部３を形成すると同時に、窪み部３に貫通孔２０を形成して、貫通孔２０の形成を効率的に実施することが可能となる。
【００６４】
特に、本発明を適用した補強鋼管１は、図５、図１０に示すように、窪み部３が形成された箇所において、管内部２２の管軸直交方向Ｘの断面積が直管部４と比較して狭小なものとなる。このとき、本発明を適用した補強鋼管１は、鋼管本体２の管内部２２において、管軸方向Ｙで窪み部３が形成された箇所を通過する充填材６の内圧を、直管部４を通過する充填材６の内圧より大きなものとして、窪み部３に形成された貫通孔２０から充填材６を孔部８０の間隙部８２に向けて勢いよく通過させることができる。これにより、本発明を適用した補強鋼管１は、充填材６を貫通孔２０で勢いよく通過させて、充填材６の融通を円滑に実施することが可能となる。
【００６５】
本発明を適用した補強鋼管１は、鋼管本体２の管軸方向Ｙの各々の鋼管断面において、鋼管本体２の管周方向Ｗの１箇所以下に貫通孔２０が形成されることから、管周方向Ｗの複数箇所に貫通孔２０が形成される場合と比較して、鋼管断面における断面欠損の増大を抑制することができる。これにより、本発明を適用した補強鋼管１は、鋼管断面における断面欠損の増大を抑制して、鋼管本体２の引張耐力、圧縮耐力等の低下を防止することが可能となる。
【００６６】
本発明を適用した補強鋼管１は、貫通孔２０の直径ｄ又は短径ｄ１が５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように形成されるため、充填材６に含有される骨材等を、貫通孔２０で容易に通過させるものとして、充填材６の融通を円滑に実施することが可能となる。特に、本発明を適用した補強鋼管１は、短径ｄ１を５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下として、略楕円形状に貫通孔２０が形成されることで、鋼管本体２の管軸方向Ｙの各々の鋼管断面において、鋼管側面２１の断面欠損の増大を抑制しながら、縦長に形成された貫通孔２０を骨材等が容易に通過するものとして、骨材等を含有する充填材６の融通を非常に円滑に実施することが可能となる。
【００６７】
本発明を適用した補強鋼管１は、図６に示すように、窪み部３の最深部３ａの一部又は全部を包含するように貫通孔２０が形成されることで、押圧加工等による鋼管側面２１の塑性変形が最大となる最深部３ａが、貫通孔２０を形成するときに切削加工等によって除去されるものとなる。これにより、本発明を適用した補強鋼管１は、鋼管側面２１の塑性変形が最大となる最深部３ａが除去されることで、塑性変形によって強度が不安定となった箇所を取り除いて、信頼性の高い鋼管本体２を提供することが可能となる。
【００６８】
本発明を適用した補強鋼管１は、図４に示すように、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの内側に向けて、窪み部３が鋼管外側面２１ａから凹状に形成されるとともに、鋼管内側面２１ｂから凸状に形成される。このとき、本発明を適用した補強鋼管１は、図１６（ａ）に示すように、窪み部３の形状に沿って充填材６が硬化することで、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘに凹凸状となる一対の充填材６の凹凸体６０が形成されて、窪み部３が一対の凹凸体６０に挟み込まれる。また、本発明を適用した補強鋼管１は、図１６（ｂ）に示すように、孔部８０の間隙部８２で硬化した充填材６と、鋼管本体２の管内部２２で硬化した充填材６とが、貫通孔２０で硬化した充填材６を介在させて連結された状態となり、充填材６の係止体６１が貫通孔２０を挿通するように形成される。
【００６９】
これにより、本発明を適用した補強鋼管１は、図１６に示すように、窪み部３が一対の充填材６の凹凸体６０に挟み込まれて、さらに、充填材６の係止体６１が貫通孔２０に挿通されることで、鋼管本体２と硬化した充填材６との一体性を向上させて、鋼管本体２と充填材６との付着性を著しく向上させることが可能となる。
【００７０】
なお、本発明を適用した補強鋼管１は、コンクリート構造物の孔部８０の延長が長くなった場合において、複数の鋼管本体２を管軸方向Ｙに連結させたものとすることもできる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００７２】
例えば、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、新設のコンクリート構造物に導入することもできる。また、本発明を適用したコンクリート構造物の補強構造７は、鉄筋等が内部に配設された鉄筋コンクリート構造物をさらに補強するものとして、新設又は既設のコンクリート構造物に導入することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１      ：補強鋼管
２      ：鋼管本体
２ａ    ：第１端部
２ｂ    ：第２端部
２０    ：貫通孔
２１    ：鋼管側面
２１ａ  ：鋼管外側面
２１ｂ  ：鋼管内側面
２２    ：管内部
２３    ：鋼管接触面
３      ：窪み部
３ａ    ：最深部
４      ：直管部
６      ：充填材
６０    ：凹凸体
６１    ：係止体
７      ：コンクリート構造物の補強構造
７０    ：注入管
７０ａ  ：基端部
７０ｂ  ：先端部
８      ：橋脚
８ａ    ：外面
８ｂ    ：内部
８０    ：孔部
８０ａ  ：一端側
８０ｂ  ：他端側
８１    ：孔部内側面
８２    ：間隙部
８３    ：コンクリート上部
８４    ：コンクリート下部
８５    ：不連続面
Ｗ      ：管周方向
Ｘ      ：管軸直交方向
Ｙ      ：管軸方向
【図１】
0006515325.tif 000002
【図２】
0006515325.tif 000003
【図３】
0006515325.tif 000004
【図４】
0006515325.tif 000005
【図５】
0006515325.tif 000006
【図６】
0006515325.tif 000007
【図７】
0006515325.tif 000008
【図８】
0006515325.tif 000009
【図９】
0006515325.tif 000010
【図１０】
0006515325.tif 000011
【図１１】
0006515325.tif 000012
【図１２】
0006515325.tif 000013
【図１３】
0006515325.tif 000014
【図１４】
0006515325.tif 000015
【図１５】
0006515325.tif 000016
【図１６】
0006515325.tif 000017