(57)【要約】【課題】施工性に優れた多角柱構造物の改修方法を提供すること。【解決手段】複数の角部を有する多角柱構造物１の外周をパネルで覆う多角柱構造物の改修方法において、２枚の基本パネルで補強層２１３を挟んだ構造パネル２であって、内側パネル２１１の端部の少なくとも一方が外側パネル２１２から突出した平面用パネル２１を、前記多角柱構造物の平面部の前方にそれぞれ配置し、前記角部を挟んで配置した前記平面用パネルの外側パネル２１２，２１２間に、角部の角度に合わせた角部用パネル２２を嵌め込み、前記多角柱構造物と前記平面用パネルの間に接合材３を充填することを特徴とする方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角部を有する多角柱構造物の外周をパネルで覆う多角柱構造物の改修方法において、
２枚の基本パネルで補強層を挟んだ構造パネルであって、内側パネルの端部の少なくとも一方が外側パネルから突出した平面用パネルを、前記多角柱構造物の平面部の前方にそれぞれ配置し、
前記角部を挟んで配置した前記平面用パネルの外側パネル間に、角部の角度に合わせた角部用パネルを嵌め込み、
前記多角柱構造物と前記平面用パネルの間に接合材を充填することを特徴とする、
多角柱構造物の改修方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多角柱構造物の改修方法において、
前記角部を挟んで配置する前記平面用パネル間を、内側パネルの端部同士で接合したことを特徴とする、
多角柱構造物の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートや鋼材などで構築した柱、梁、桁、橋脚などの多角柱構造物の劣化による強度低下の回復、増強、劣化の進行防止、耐震補強等、多角柱構造物の補修、補強、機能向上工事などの多角柱構造物の改修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物や鋼製構造物は、種々の材料的・構造的な要因により経年劣化が生じ、ひび割れが発生して内部の鉄筋が腐食したり、腐食により断面欠損などを生じて構造耐力が低下したりするため、必要に応じて補修、補強等の改修をおこなう必要がある。
従来から柱ａや梁などの多角柱構造物の改修方法には、プレキャストコンクリート版ｂを設置する方法、鋼板等を設置する方法、炭素繊維等の化学繊維シートを巻き付ける方法、モルタルを吹き付ける方法、化学材料を塗布する方法などが実施されていた。
この中で、プレキャストコンクリート版ｂ又は鋼板を柱ａなどの外周に設置する方法では、工場などで予め製作又は加工したプレキャストコンクリート版ｂなどを現場に搬入して設置する。
通常、プレキャストコンクリート版ｂは断面Ｌ字型の規定の寸法で製作される。これは、プレキャストコンクリート版ｂ等を設置する場合は突き合わせ接合となり、接合部が弱部となり易いので、角部に弱部や断面の大きな補強部が発生するのを抑えるための措置である。
そして、柱ａの角部ごとに配置したプレキャストコンクリート版ｂ間は、接続用の接続パネルｃで繋ぐことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の多角柱構造物の改修方法には以下のような問題点がある。
＜イ＞大型のプレキャストコンクリート版ｂは、規定の寸法及び角度で製作されることが多く、構造物の形状に合わせて製作することが難しい。例えば柱ａの形状に合わせて外周をコンクリートで覆う場合は、プレキャストコンクリート版ｂを使用せずに現場で配筋及び型枠の製作をして、現場打ちコンクリートを打設することになる。しかし、鉄道工事など一日に数時間しか作業時間が確保できない現場もあり、このような現場では非常に工期が長くなる。また、作業空間に制限がある場合は、この方法では施工できない場合もある。
＜ロ＞プレキャストコンクリート版ｂを構造部材として使用する場合は、あまり鋭角な部材を製作すると構造耐力が低くなるため、平板部材や、角部が直角や鈍角のＬ字状部材となる。一方、改修を必要とする柱ａは、長年の使用や地震などの外力によってゆがみが生じていたり、元々直角以外の角度で角部が製作されていたり、施工誤差があったりして、角部がプレキャストコンクリート版ｂの形状に合わない場合が多い。しかし、上記したようにプレキャストコンクリート版ｂは、柱ａ等の形状に合わせてその都度製作することが制作費や工程の面からも難しいため、規定の寸法のプレキャストコンクリート版ｂを使用することになる。このような規定の寸法のプレキャストコンクリート版ｂを、規格外形状の角部に合わせて設置することは困難であり、柱ａの一方の面に合わせて配置すると、隙間ｄが大きくなり建築限界を侵す構造物となるおそれがある（図４参照）。このため、角部にプレキャストコンクリート版ｂを設置するのに手間がかかり、作業効率が悪くなる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、施工性に優れた多角柱構造物の改修方法を提供することを目的とする。
また、多角柱構造物の改修の目的に合致した品質を容易に確保できる多角柱構造物の改修方法を提供することを目的とする。
さらに、接合部が弱部とならず、改修した多角柱構造物の外周を平面に維持できる多角柱構造物の改修方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の多角柱構造物の改修方法は、複数の角部を有する多角柱構造物の外周をパネルで覆う多角柱構造物の改修方法において、２枚の基本パネルで補強層を挟んだ構造パネルであって、内側パネルの端部の少なくとも一方が外側パネルから突出した平面用パネルを、前記多角柱構造物の平面部の前方にそれぞれ配置し、前記角部を挟んで配置した前記平面用パネルの外側パネル間に、角部の角度に合わせた角部用パネルを嵌め込み、前記多角柱構造物と前記平面用パネルの間に接合材を充填することを特徴とする方法である。ここで、多角柱構造物には、柱、梁、桁、橋脚、タンク又は煙突などの四角柱状、六角柱状の構造物が含まれる。また、多角柱構造物の角部とは、平面部の延長面が交差する部分をいい、通常、構造物の角部において施される面取り部を形成する２つの角は、１つの角部に含まれるものとする。例えば、通常の柱は四角柱状に成形されているが、四つ角のそれぞれに面取り部を設けた場合、正確には八角柱といえるが、角部は４つであるとする。
また、上記の多角柱構造物の改修方法において、前記角部を挟んで配置する前記平面用パネル間は、内側パネルの端部同士を接合するのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。本発明は、多角柱構造物１の改修方法に関する発明であり、多角柱構造物１には、柱１ａ、梁１ｂ、桁、橋脚、タンク又は煙突などの四角柱状、六角柱状の構造物が含まれる。なお、略四角柱状の構造物であっても、面取りなどによって正確には八角柱となる場合（図１参照）もあるが、このような形状は四角柱として説明する。
【０００７】
＜イ＞構造パネル
構造パネル２は、基本パネルと補強層２１３と接着剤とで構成する。構造パネル２は、補強層２１３を２枚の基本パネルで挟み、接着剤で一体化して形成する。
補強層２１３を挟む基本パネルには、それぞれに異なる材料を使用することができる。また、基本パネルは複数のパネルを重ね合わせて形成することもできる。
基本パネルは、補強層２１３を保護し、構造パネル２の剛性を上げるために使用する板材である。
基本パネルには、高強度コンクリート、繊維補強コンクリート、フレキシブルボード、ポリオレフィン系繊維補強パネル等をなどが使用できる。
高強度コンクリートなどのセメント系材料（コンクリートやモルタルなど）を使用すれば、基本パネルを容易に任意の形状に成形することができる。このため、多角柱構造物１の角部がどのような形状であっても、適合する基本パネルを容易に成形することができる。例えば、水とプレミックスセメント及び細骨材、ポリオレフィン系繊維、高性能減水剤などを混合した高強度高流動セメント系材料が使用できる。
【０００８】
フレキシブルボードは、セメント、有機繊維（パルプ）を主成分としており、それらを混練した後、ロール状に成形し、脱水プレスしたものである。この高強度のフレキシブルボードは、周知の製品を使用することができ、入手が容易なものは、厚さ３ｍｍ〜６ｍｍの規格の製品である。
フレキシブルボードは、工場において容易に製造可能であり製品の品質が安定しており、曲げ強度が３０（Ｎ／ｍｍ２）以上と大きく、表面にひび割れが発生しない、不燃性を有するなどの耐久性からみた利点がある。
さらに、加工が容易にでき、所望の形状に成形が可能であること、比重が１．６〜１．８と軽いため作業性や運搬が容易であることなどの施工性からみた利点もある。
【０００９】
ポリオレフィン系繊維補強パネルは、ポリオレフィン系補強繊維と、セメントと、有機繊維とを混合して成形したパネルである。ここで、有機繊維としてはパルプ等を使用する。
ポリオレフィン系繊維補強パネルは、厚さ３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の製品で、通常のプレキャストコンクリート版に比べて非常に薄くて軽い。このため、パネル１枚当たりの大きさを大きくすることができ、施工性に富む。また、曲げ加工などの成形が容易にできる。
【００１０】
ポリオレフィン系補強繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系材料からなる繊維材料である。
この中でも、特にポリプロピレンを原料として使用したポリオレフィン系補強繊維が好適である。
ポリオレフィン系補強繊維は、例えば６〜３０ｍｍ程度の長さに形成して短繊維として使用する。
また、ポリオレフィン系補強繊維の表面には、特殊なエンボス加工を施して凹凸状にする。この結果、セメントからの抜けが起こりにくくなり、パネルの曲げタフネス（粘り強さ）が向上する。
さらに、ポリオレフィン系補強繊維の表面形状には親水処理を施し、セメントマトリックスとの界面接着力を大きくする。ポリプロピレンは、未処理のままでは表面が水となじまない疎水性であるため、親水処理を施すことでパネルの強度やタフネスを向上させることができる。
ポリオレフィン系補強繊維の引張り強度は４００〜４８０（Ｎ／ｍｍ２）あり、パネルの強度特性や諸物性を改良することができる。
ポリプロピレンを原料としたポリオレフィン系補強繊維は、耐アルカリ性に優れ、錆びないだけでなく、燃焼時において窒素、硫黄、塩素系の有害ガスを発生させることがない。
さらに、比重が０．９１と軽いため、パネルを軽量化することができる。
【００１１】
＜ロ＞平面用パネル
平面用パネル２１は構造パネル２を構成するパネルである。複数の平面用パネル２１を接合して構造パネル２を構築する。
平面用パネル２１は、２枚の基本パネルとその間に挟んだ補強層２１３からなり、多角柱構造物１側に配置する基本パネルを内側パネル２１１、外側に配置する基本パネルを外側パネル２１２という。
内側パネル２１１の少なくとも一端は、外側パネル２１２より突出している。図１及び図２に、内側パネル２１１の両端が外側パネル２１２より突出している実施例を示す。構造パネル２を構築する際には、隣接する内側パネル２１１同士を接合する。内側パネル２１１同士の接合は、公知の接合継手を介したものであっても良い。
また、多角柱構造物１の角部付近における内側パネル２１１同士の接合は、交差接合となる。交差接合は、例えば図１に示すように、内側パネル２１１の角部同士を突き合わせる接合であっても、図２に示すように一方の内側パネル２１１が他方の内側パネル２１１の端面と覆う接合であってもよい。
【００１２】
＜ハ＞角部用パネル
多角柱構造物１の角部において、平面用パネル２１，２１を接合したときに発生する外側パネル２１２，２１２間の隙間に設置する基本パネルが、角部用パネル２２である。角部用パネル２２の内側には必要に応じて補強層２１３を貼り付けておいてもよい。
角部用パネル２２は、多角柱構造物１の角部の角度、すなわち平面部の延長面が交差する角度に合わせて成形する。上述したように角部用パネル２２に加工する基本パネルは、曲げ加工が容易に行えるため、多角柱構造物１の角部の角度に応じて角部用パネル２２を加工すればよい。また、角部用パネル２２は、角部に配置するために製作した専用パネルであり、大きさも小さく、角部への配置も容易におこなえる。
この接続方法によれば、角部用パネル２２と平面用パネル２１が一体になって構造用パネル２となる。また、角部用パネル２２によって平面用パネル２１，２１間の接合部は覆われるので、構造パネル２を強固に一体化して構築できる。
なお、平面部において平面用パネル２１，２１間の接合部が発生した場合は、平板状の基本パネルを接続パネルとして使用し、外側パネル２１２，２１２間の隙間に嵌め込めばよい。
【００１３】
＜ニ＞補強層
補強層２１３は、構造パネル２の強度を上げるために配置するシート状又は板状の材料である。
補強層２１３には、例えば炭素繊維シート、アラミド繊維シート、ポリエチレン繊維シート、ポリプロピレン繊維シート、ガラス繊維シート、ビニロン繊維シート等が使用できる。ここで、各種繊維シートは、公知の単一配向シート、単一配向シートを合板のように交互に積層したもの、クロス状のもの等を使用することができる。
補強層２１３として各種繊維シートを使用する場合は、接着剤を含浸させるため、少なくとも接着剤が浸透するような材質又は織り方である必要がある。ここで、含浸とは、多孔性物体（繊維シート）の改質のために空隙中に液状物質（接着剤）を浸入させることをいう。接着剤の含浸は、平面用パネル２１や角部用パネル２２を製造する前に予め行っておいても、製造中に行ってもよい。
【００１４】
ここで炭素繊維シートは、比重が１．７〜１．８と軽量であり、錆びない特性を有するとともに、繊維方向では、鉄筋の約５倍〜６倍である５０００〜６０００（Ｎ／ｍｍ２）という大きな引張強度を有している。
そのため、強度の高い基本パネルの間に、炭素繊維シートを配置することにより、薄膜で鉄筋コンクリートと同等以上の構造耐力を得ることができる。
なお、補強層２１３は上記したシートを複数枚重ねて形成することもできる。
【００１５】
＜ホ＞接着剤
接着剤は、基本パネルと補強層２１３、補強層２１３と角部用パネル２２とを強固に接合して、一体成形できる材料であればどのような種類のものを用いてもよいが、接着強度や作業性の点から、エポキシ樹脂が好ましい。
なお、その他の接着剤としては、酢酸ビニル樹脂系、ＥＶＡ系（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂系）、アクリル樹脂系等の樹脂系接着剤や、クロロプレンゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム系接着剤や、セメント系、石膏系等の水・気硬性接着剤を用いることも可能である。
【００１６】
＜ヘ＞接合材
接合材３は、構造パネル２と多角柱構造物１の間に介在させて両者を一体化する材料である。一体化できる材料であればどのような種類のものを用いてもよいが、接着強度や作業性の点から、高強度無収縮モルタルが好ましい。
なお、その他の接合材３としては、エポキシ樹脂、ＥＶＡ系（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂系）、高分子樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、シリコーン系、アクリル樹脂系等の樹脂系接着剤や、クロロプレンゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム系接着剤や、セメント系、石膏系等の水・気硬性接着剤を用いることも可能である。
【００１７】
【実施例１】
以下、図１，２を参照しながら柱状の多角柱構造物１ａの改修方法の実施例について説明する。
【００１８】
＜イ＞平面用パネルの設置
まず、必要に応じて多角柱構造物１ａの表面の劣化部分を取り除く。
そして、多角柱構造物１ａの平面部に平面用パネル２１をそれぞれ配置する。例えば、四角柱状の柱構造物１ａを改修する場合は、側面部となる４面の平面部にそれぞれ平面用パネル２１を配置する（図１，２参照）。
平面用パネル２１は、多角柱構造物１ａと所定の間隔をおいて配置する。例えば、内側パネル２１１の内面に山形鋼や溝形鋼等からなる間隔保持材４を取り付け、平面部の前方に配置した場合に所定の間隔が保持されるようにするのが好ましい（図２参照）。
【００１９】
＜ロ＞角部用パネルの設置
平面用パネル２１を多角柱構造物１ａの各平面部に設置すると、多角柱構造物１ａの角部において、平面用パネル２１，２１間の接合部ができる。この接合部を覆うように角部用パネル２２を配置する。
角部用パネル２２は、平面用パネル２１，２１の外側パネル２１２間に嵌め込むように配置し、角部用パネル２２や補強層２１３に塗布した接着剤や、アンカーボルト等によって平面パネル２１，２１に固定する。
角部用パネル２２は、角部用に製作された比較的小型の専用部材であるため、取り扱い易く、容易に角部に配置することができる。また、多角柱構造物１ａの角部の角度に合わせて成形されているため、短時間で取り付けることができる。
【００２０】
＜ハ＞接合材の充填
最後に、平面用パネル２１と角部用パネル２１からなる構造パネル２と、多角柱構造物１ａの間に接合材３を充填する（図１参照）。
内側パネル２１１の多角柱構造物１ａ側の面には、必要に応じてジベルなどの突起物を取り付けて、付着力を増加させることもできる。
【００２１】
【実施例２】
次ぎに、図３を参照しながら梁状の多角柱構造物１ｂの改修方法の実施例について説明する。
実施例１で説明した柱状の多角柱構造物１ａであっても、梁状の多角柱構造物１ｂであっても、基本的には改修方法は同じである。
しかし、梁状の多角柱構造物１ｂは桁として使用されることが多く、多角柱構造物１ｂの外周を囲繞するように構造パネル２を配置することができない場合もある。このような場合は、多角柱構造物１ｂとして露出している面を、平面用パネル２１及び角部用パネル２２で構成した構造パネル２によって覆えばよい（図３参照）。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の多角柱構造物の改修方法は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞多角柱構造物の平面部に平面用パネルを配置した後に、平面用パネル間の接合部を角部用パネルで覆えばよい。このため、角部へのパネルの配置が短時間で行え、地下鉄工事などの作業時間が数時間しか確保できない場合においても効率よく施工ができる。
＜ロ＞工場生産された高品質のパネルが使用できるので、現場での作業は最小限となり、高品質の改修をおこなうことができる。
＜ハ＞外側パネル間に角部用パネルを嵌め込んで、平面用パネルの接合部を覆うだけなので、接合部となる角部が大きくなり過ぎないうえに、接合部が弱部になり難い。
＜ニ＞複合構造のパネルを使用するため、必要とされる強度、形状又は使用環境に応じて、強度及び材料を自由に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多角柱構造物の改修方法の実施例の説明図。
【図２】本発明の多角柱構造物の改修方法の実施例の断面図。
【図３】梁状の多角柱構造物の改修方法の実施例の説明図。
【図４】従来の柱の改修方法の実施例において、角部の状態を拡大した断面図。
【符号の説明】
１・・・多角柱構造物
１ａ・・多角柱構造物
１ｂ・・多角柱構造物
２・・・構造パネル
２１・・平面用パネル
２１１・内側パネル
２１２・外側パネル
２１３・補強層
２２・・角部用パネル
３・・・接合材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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