(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に不陸が形成された腐食鋼材の補強構造であって、
腐食鋼材に当接させて設けられて金属を材質とする板体状のフィラープレートと、前記フィラープレートに当接させて設けられる補強板とを備え、
前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面で略凹凸状に形成された凹凸面と、前記補強板に当接される他方の面で略平坦状に形成された平坦面とを有するものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであり、
前記凹凸面は、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状を変位計でスキャンして、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状に合わせて略凹凸状に形成されること
を特徴とする腐食鋼材の補強構造。
【請求項２】
前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面から前記補強板に当接される他方の面まで貫通するボルト挿通孔が形成されるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであること
を特徴とする請求項１記載の腐食鋼材の補強構造。
【請求項３】
前記フィラープレートは、前記凹凸面が形成された一方の面を腐食鋼材に当接させて、前記ボルト挿通孔が形成された位置に合わせて腐食鋼材を削孔して貫通させることで、腐食鋼材に貫通孔を形成させるものであること
を特徴とする請求項２記載の腐食鋼材の補強構造。
【請求項４】
前記フィラープレートは、１枚の前記補強板に対して複数の小片に分割された前記フィラープレートが設けられるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで複数の小片に分割させて成形されるものであること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の腐食鋼材の補強構造。
【請求項５】
前記フィラープレートは、アルミニウムを材質とするものであること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の腐食鋼材の補強構造。
【請求項６】
前記補強板は、腐食鋼材との間に設けられた前記フィラープレートを取り囲むようにして、前記補強板の外周に沿って止水材が設けられること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の腐食鋼材の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に不陸が形成された腐食鋼材の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼材の構造物をボルト、ナット接合により補修するにあたって、ボルト当接面が長年の使用により腐食して凹凸が生じている場合であっても、ボルトに対してボルト軸方向に沿った締付力を得て、また、ボルトに曲げ降伏を発生させることなく有効な締付力を達成することを目的として、例えば、特許文献１に開示されるボルト接合部構造が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたボルト接合部構造は、リング状拘束部材により拘束された不陸修正剤がボルト座金と被接合構造体との間に設けられるものであり、不陸修正剤として、硬化型のセメントモルタル、又は、樹脂、若しくは、これに無機物粒子や短繊維の混入剤を混入させたものが使用されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０８２１２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に開示されたボルト接合部構造は、ボルトに対して所定の締付力が付与されるものであるが、不陸修正剤とボルト座金との間で摩擦抵抗を生じさせるものでないことから、被接合構造体における摩擦接合ができないものであり、また、鋼材の板厚が腐食により薄くなることから、ボルトによる支圧接合も不十分なものとなるという問題点があった。
【０００６】
また、特許文献１に開示されたボルト接合部構造は、硬化型のセメントモルタル等の不定型材料が不陸修正剤として使用されるものであるが、セメントモルタル等が硬化するまでに所定の時間を必要とすることから、被接合構造体を接合させる接合作業の施工時間が長くなって、接合作業の効率性が低下するものとなるという問題点があった。
【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、腐食鋼材の補強作業の信頼性、効率性を向上させて、また、腐食鋼材を確実に接合、補強することのできる腐食鋼材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発明に係る腐食鋼材の補強構造は、表面に不陸が形成された腐食鋼材の補強構造であって、腐食鋼材に当接させて設けられて金属を材質とする板体状のフィラープレートと、前記フィラープレートに当接させて設けられる補強板とを備え、前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面で略凹凸状に形成された凹凸面と、前記補強板に当接される他方の面で略平坦状に形成された平坦面とを有するものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであり、前記凹凸面は、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状を変位計でスキャンして、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状に合わせて略凹凸状に形成されることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第１発明において、前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面から前記補強板に当接される他方の面まで貫通するボルト挿通孔が形成されるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであることを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第２発明において、前記フィラープレートは、前記凹凸面が形成された一方の面を腐食鋼材に当接させて、前記ボルト挿通孔が形成された位置に合わせて腐食鋼材を削孔して貫通させることで、腐食鋼材に貫通孔を形成させるものであることを特徴とする。
【００１１】
第４発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記フィラープレートは、１枚の前記補強板に対して複数の小片に分割された前記フィラープレートが設けられるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで複数の小片に分割させて成形されるものであることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記フィラープレートは、アルミニウムを材質とするものであることを特徴とする。
【００１３】
第６発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第１発明〜第５発明の何れかにおいて、前記補強板は、腐食鋼材との間に設けられた前記フィラープレートを取り囲むようにして、前記補強板の外周に沿って止水材が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明〜第６発明によれば、フィラープレートの凹凸面が腐食鋼材の不陸に噛み合わされるため、腐食鋼材へのフィラープレートの取付作業が正確なものとなるとともに、補強板及びフィラープレートがボルトにより腐食鋼材に固定されるため、腐食鋼材への補強板及びフィラープレートの取付作業が簡易なものとなり、補強板による腐食鋼材の補強作業の信頼性、効率性を向上させることが可能となる。
【００１５】
第１発明〜第６発明によれば、腐食鋼材に補強板が設けられることで全体の板厚を増大させたものとしながら、フィラープレートの一方の面と腐食鋼材の表面との摩擦係数を高くするとともに、フィラープレートの他方の面と補強板とが強固に摩擦接合されるものとなり、腐食鋼材を補強板で確実に接合、補強することが可能となる。
【００１６】
第１発明〜第６発明によれば、フィラープレートが積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材の表面に不規則な不陸が形成されるものとなるにもかかわらず、腐食鋼材の表面の不陸の形状をー変位計で正確にスキャンして、３Ｄプリンタ等によりフィラープレートを容易に出力することができるものとなり、フィラープレートの凹凸面の形状を腐食鋼材の表面の不陸の形状に合わせて容易かつ正確に形成することが可能となる。
【００１７】
特に、第２発明、第３発明によれば、フィラープレートの凹凸面が腐食鋼材の不陸に噛み合わされた状態で、フィラープレートのボルト挿通孔の位置に合わせて、ドリル等の削孔器具により腐食鋼材を削孔して貫通孔が形成されることから、フィラープレートのボルト挿通孔と腐食鋼材の貫通孔との位置合わせを正確なものとしながら、腐食鋼材の削孔作業を容易に実施することが可能となる。
【００１８】
特に、第４発明によれば、フィラープレートを複数の小片に分割させることで、各々の小片の大きさが小さくなり、各々の小片を成形するときの精度を向上させるとともに、各々の小片の運搬及び取付作業における取扱いを容易にして、フィラープレートの管理性を向上させることが可能となる。
【００１９】
特に、第５発明によれば、補強板の主な材質を鋼材とするとともに、フィラープレートの主な材質をアルミニウムとすることで、補強板の当接面とフィラープレートの平坦面とが、ボルトにより圧着された状態でアルミニウムが塑性変形することによって鋼材の補強板との密着度を向上させながら、補強板による拘束でアルミニウムの強度が向上することで、摩擦係数を著しく増大させたものとなり、フィラープレートの他方の面と補強板との摩擦接合による接合強度を向上させることが可能となる。
【００２０】
特に、第６発明によれば、フィラープレートを取り囲むようにして、すなわち補強板よりも外側にフィラープレートが飛び出ないようにフィラープレート及び補強板を配置した上で、補強板の外周に沿ってパテ等の止水材が設けられることで、腐食鋼材と補強板との間でフィラープレートが設けられて形成された隙間に、外部からの水が浸入しないものとなるため、フィラープレート部からの浸水による腐食を防止して、フィラープレートを介して腐食鋼材が補強板で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造が用いられる橋梁の橋桁を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造が用いられる腐食鋼材を示す平面図である。
【図３】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造のフィラープレートを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
【図５】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造で１枚の補強板に対して複数の小片に分割されたフィラープレートが設けられた状態を示す正面図である。
【図６】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造で１枚の補強板に対して１枚のフィラープレートが設けられた状態を示す正面図である。
【図７】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造においてフィラープレートのボルト挿通孔の位置に合わせて形成される腐食鋼材の貫通孔を示す平面図である。
【図８】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造においてフィラープレートの凹凸面と平坦面とを示す平面図である。
【図９】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造においてフィラープレートを取り囲むようにして設けられる止水材を示す正面図である。
【図１０】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造においてフィラープレートの平坦面と補強板の当接面とを当接させて形成される摩擦面を示す平面図である。
【図１１】（ａ）は、従来の腐食鋼材に溶接接合される補強板を示す平面図であり、（ｂ）は、従来の腐食鋼材に支圧接合される補強板を示す平面図である。
【図１２】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造において腐食鋼材の接合箇所に設けられるフィラープレート及び補強板を示す平面図である。
【図１３】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造において腐食鋼材の接合箇所に設けられるフィラープレート、補強板及び止水材を示す正面図である。
【図１４】本発明を適用した腐食鋼材の補強構造が用いられる片側腐食鋼材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１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。
【００２３】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、主に、橋梁の橋桁やベルトコンベアのコンベアフレーム等を構成する既存の鋼材に設けられるものであり、図１に示すように、長期間の使用や塩害等により錆びて腐食した腐食鋼材８を補強するために用いられる。
【００２４】
腐食鋼材８は、橋梁の橋桁を構成する構造部材等として用いられた鋼材が、錆びて腐食することによって、図２に示すように、鋼材の腐食前における新設の板厚ｔ０よりも、鋼材の腐食後における板厚ｔが、鋼材の表面８ａの各々の部位Ｒで不規則に薄くなるものとなる。
【００２５】
腐食鋼材８は、鋼材の腐食後において、鋼材の腐食前における板厚ｔ０よりも薄くなる程度が大きくなることで相対的に薄い板厚ｔ１となる部位Ｒ１や、鋼材の腐食前における板厚ｔ０よりも薄くなる程度が小さくなることで相対的に厚い板厚ｔ２となる部位Ｒ２が形成される。
【００２６】
腐食鋼材８は、相対的に薄い板厚ｔ１となる部位Ｒ１や、相対的に厚い板厚ｔ２となる部位Ｒ２が、鋼材の表面８ａで不規則な凹凸状に形成されることで、鋼材の腐食前の板厚ｔ０よりも腐食後の板厚ｔを全体的に薄くして、鋼材の表面８ａに不陸８０が形成されるものとなる。
【００２７】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図３に示すように、表面８ａに不陸８０が形成された腐食鋼材８に当接させて設けられるフィラープレート２と、フィラープレート２に当接させて設けられる補強板５とを備える。
【００２８】
フィラープレート２は、アルミニウム、鉄等の金属を材質とするものであり、３Ｄプリンタによる積層造形法、又は、３Ｄプロッタによる切削造形法が用いられることで、アルミニウム、鉄等の金属を素材として、三次元造形法により成形されるものとなる。
【００２９】
フィラープレート２は、腐食鋼材８に当接される一方の面３と、補強板５に当接される他方の面４とが、表裏一体となって形成される。フィラープレート２は、腐食鋼材８に当接される一方の面３で略凹凸状に形成された凹凸面３０と、補強板５に当接される他方の面４で略平坦状に形成された平坦面４０とを有する。
【００３０】
フィラープレート２は、図４に示すように、例えば、正面視において略矩形状に形成されるものであり、所定の寸法の長辺と短辺とを有する略長方形状や、略同一長さの四辺を有する略正方形状に形成される。フィラープレート２は、一方の面３から他方の面４まで、所定の内径ｄで貫通するボルト挿通孔２１が形成される。
【００３１】
フィラープレート２は、図５に示すように、１枚の補強板５に対して複数の小片２０に分割されたフィラープレート２が設けられる。フィラープレート２は、複数の小片２０の各々が、１０ｃｍ〜３０ｃｍ程度の長辺と短辺とを有する略長方形状や、１０ｃｍ〜３０ｃｍ程度で略同一長さの四辺を有する略正方形状に形成される。フィラープレート２は、隣り合った複数の小片２０の各々が互いに接触又は離間させた状態で並べられるものとなるように成形される。
【００３２】
フィラープレート２は、複数の小片２０の各々で、正面視における略中央等に１箇のボルト挿通孔２１が形成される。フィラープレート２は、これに限らず、複数の小片２０の各々で、複数のボルト挿通孔２１が形成されてもよく、また、複数の小片２０のうちの一部の小片２０のみで、１箇又は複数のボルト挿通孔２１が形成されてもよい。
【００３３】
フィラープレート２は、複数の小片２０に分割させることなく、図６に示すように、１枚の補強板５に対して１枚のフィラープレート２が設けられてもよい。フィラープレート２は、１枚の補強板５に対して１枚のフィラープレート２が設けられるときに、フィラープレート２の側部又は隅部等で、１箇又は複数のボルト挿通孔２１が形成されるものとなる。
【００３４】
フィラープレート２は、図７に示すように、凹凸面３０が形成された一方の面３を腐食鋼材８に当接させて、腐食鋼材８の表面８ａに接着剤等で仮止めされる。フィラープレート２は、腐食鋼材８の表面８ａに仮止めされた状態で、ボルト挿通孔２１が形成された位置に合わせて、ドリル等の削孔器具６により腐食鋼材８を削孔して貫通させることで、ボルト挿通孔２１が形成された位置と略同一の位置で、腐食鋼材８に貫通孔８１を形成させるものとなる。
【００３５】
フィラープレート２は、凹凸面３０と平坦面４０とを有するとともに、ボルト挿通孔２１が形成されるものとなるように、レーザー積層造形法や粉末積層造形法等の積層造形法、又は、切削造形法が用いられて成形されるものであり、必要に応じて、複数の小片２０に分割させて成形されるものとなる。
【００３６】
ここで、レーザー積層造形法は、アルミニウム、鉄等の金属粉末にレーザーを照射することで、金属粉末を溶解、凝固させて多層に積層させる積層造形法である。また、粉末積層造形法は、アルミニウム、鉄等の金属素材及びバインダを液化させるとともに噴射させて多層に積層させる積層造形法である。さらに、切削造形法は、アルミニウム、鉄等のブロックを切削して所定の形状に造形するものである。
【００３７】
凹凸面３０は、図８に示すように、腐食鋼材８の表面８ａで腐食により形成された不陸８０の形状を変位計７でスキャンして、腐食鋼材８の表面８ａで不規則に形成された不陸８０の形状に合わせて、略凹凸状に形成されるものとなる。ここでは、例えば、可搬性の３次元レーザー変位計（Creaform社製  REVscan）等を使って、不陸８０の形状計測を行うことができる。
【００３８】
なお、腐食した部材の不陸８０の形状計測は、レーザー変位計等の変位計７を現場に持ち込んで、直接計測を行ってもよいし、また、現場でいったん歯科印象材や石膏等で腐食面の不陸８０の型を取り、その型の形状を室内にて変位計７で計測してもよい。
【００３９】
凹凸面３０は、変位計７から腐食鋼材８の表面８ａにレーザーを照射することで、例えば、REVscanであれば最小０．０１ｍｍ程度の単位で、腐食鋼材８の表面８ａの不陸８０の空間位置情報が取得されて、変位計７で取得された空間位置情報に基づいて、３Ｄプリンタ等から出力される。
【００４０】
凹凸面３０は、腐食鋼材８の相対的に薄い板厚ｔ１となる部位Ｒ１に当接される部位Ｑ１で、フィラープレート２が相対的に厚い板厚ｔ３を有するとともに、腐食鋼材８の相対的に厚い板厚ｔ２となる部位Ｒ２に当接される部位Ｑ２で、フィラープレート２が相対的に薄い板厚ｔ４を有するものとなるように、３Ｄプリンタ等から出力されて略凹凸状に形成される。
【００４１】
平坦面４０は、腐食鋼材８の部位Ｒ１の薄い板厚ｔ１及びフィラープレート２の部位Ｑ１の厚い板厚ｔ３の合計の板厚ｔ１＋ｔ３と、腐食鋼材８の部位Ｒ２の厚い板厚ｔ２及びフィラープレート２の部位Ｑ２の薄い板厚ｔ４の合計の板厚ｔ２＋ｔ４とが、例えば、２５ｍｍ程度で略同一の大きさのものとなるように、略平坦状に形成される。フィラープレート２の薄い部位Ｑ２の板厚ｔ４の寸法に特に規定は必要無いが、ｔ４≧１ｍｍ程度とすることで、フィラープレート２の不慮の破損を防ぎ、作業性を向上させることができる。
【００４２】
補強板５は、鋼材等を材質とするものであり、正面視において略矩形状に形成されて、図３に示すように、フィラープレート２の他方の面４に当接される当接面５ａが、略平坦状に形成される。補強板５は、フィラープレート２のボルト挿通孔２１及び腐食鋼材８の貫通孔８１が形成された位置と略同一の位置で、当接面５ａまで貫通する貫通孔５１が形成される。
【００４３】
補強板５は、腐食鋼材８との間にフィラープレート２を挟み込んで、補強板５の貫通孔５１、フィラープレート２のボルト挿通孔２１、及び、腐食鋼材８の貫通孔８１を重ね合わせて、これらに挿通させたボルト６０にナット６１を締結させることで、フィラープレート２とともに腐食鋼材８の表面８ａに固定される。
【００４４】
補強板５は、図９に示すように、腐食鋼材８との間に設けられたフィラープレート２を取り囲むようにして、不透水性樹脂等を材質とするパテ、又は、ゴム等の止水材５０が設けられる。補強板５は、フィラープレート２が設けられることで形成された腐食鋼材８との間の隙間に外部からの水が浸入しないように、補強板５の外周５ｂに沿って、止水材５０が設けられる。
【００４５】
補強板５は、複数の小片２０に分割されたフィラープレート２が設けられる場合に、複数の小片２０の各々が互いに接触又は離間させて並べられた状態で、複数の小片２０の全体を取り囲んで水みちを塞ぐようにして、止水材５０が設けられる。補強板５は、これに限らず、複数の小片２０の各々を取り囲んで水みちを塞ぐようにして、止水材５０が設けられてもよい。
【００４６】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図１０に示すように、腐食鋼材８の表面８ａにフィラープレート２の一方の面３を当接させるとともに、フィラープレート２の他方の面４に補強板５の当接面５ａを当接させることで、腐食鋼材８と補強板５との間にフィラープレート２が挟み込まれた状態で、フィラープレート２及び補強板５が腐食鋼材８に固定される。
【００４７】
このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２の一方の面３での凹凸面３０の形状が、腐食鋼材８の表面８ａでの不陸８０の形状に略合致したものとなり、フィラープレート２の凹凸面３０を腐食鋼材８の不陸８０に噛み合わせて、フィラープレート２の一方の面３が、腐食鋼材８の表面８ａに当接される。
【００４８】
また、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２の他方の面４に形成された略平坦状の平坦面４０と、補強板５の略平坦状の当接面５ａとを当接させて、摩擦面Ｓが形成される。本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２の平坦面４０と補強板５の当接面５ａとを当接させて摩擦面Ｓが形成された状態で、補強板５が腐食鋼材８に固定されることで、フィラープレート２と補強板５とが摩擦接合されるものとなる。
【００４９】
これに対して、従来の腐食鋼材の接合構造９は、図１１（ａ）に示すように、溶接箇所Ｗにおいて腐食鋼材８に補強板９０が溶接接合されるものとなり、又は、図１１（ｂ）に示すように、補強板９０が腐食鋼材８にボルト９１により支圧接合されるものとなる。
【００５０】
このとき、従来の腐食鋼材の接合構造９は、腐食鋼材８に補強板９０が溶接接合される場合に、腐食鋼材８の表面８ａに不陸８０が形成されているため、溶接箇所Ｗで品質及び精度の高い溶接を実施することが困難である。補強板９０と不陸８０との間には大きなギャップがしばしば生じ、そこを溶接金属で埋めようとするとき、溶接金属に高温割れが生じやすくなる。また、腐食が問題となるような古い構造物の場合、それに使われている古い鋼材にはリンや硫黄等、溶接に低温割れを引き起こし易くする成分の含有量が多くなっている場合もある。さらに、橋梁が車両等の通行により振動している場合に溶接作業を行うとき、溶接箇所Ｗで溶接割れ等が発生して、溶接接合の信頼性が著しく低下するものとなる。
【００５１】
また、従来の腐食鋼材の接合構造９は、腐食鋼材８に補強板９０が支圧接合される場合に、腐食鋼材８の板厚ｔ９が腐食により薄くなっているため、ボルト９１を支圧させるための十分な支圧面積を確保することができず、必要な接合強度を設計的に獲得することができないものとなる。もちろん、摩擦接合は補強板９０と腐食鋼材８との間の接触面積が不規則な不陸８０により計算できないため、設計することが不可能である。
【００５２】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図１０に示すように、腐食鋼材８の不陸８０にフィラープレート２の凹凸面３０が噛み合わされることで、腐食鋼材８の表面８ａとフィラープレート２の一方の面３との摩擦係数が非常に高くなり、また、フィラープレート２と補強板５とが摩擦面Ｓで強固に摩擦接合されるものとなる。
【００５３】
このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、腐食鋼材８が錆びて腐食することにより腐食鋼材８の板厚ｔが全体的に薄くなった場合であっても、腐食鋼材８の両面又は片面に補強板５が設けられることで全体の板厚を増大させたものとなり、補強板５により腐食鋼材８を補強することができるものとなる。
【００５４】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図３に示すように、フィラープレート２の凹凸面３０が腐食鋼材８の不陸８０に噛み合わされるため、腐食鋼材８へのフィラープレート２の取付作業が正確なものとなるとともに、補強板５及びフィラープレート２がボルト６０により腐食鋼材８に固定されるため、腐食鋼材８への補強板５及びフィラープレート２の取付作業が簡易なものとなり、補強板５による腐食鋼材８の補強作業の信頼性、効率性を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、腐食鋼材８に補強板５が設けられることで全体の板厚を増大させたものとしながら、フィラープレート２の一方の面３と腐食鋼材８の表面８ａとの摩擦係数を高くするとともに、フィラープレート２の他方の面４と補強板５とが強固に摩擦接合されるものとなり、腐食鋼材８を補強板５で確実に接合、補強することが可能となる。
【００５６】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図７に示すように、フィラープレート２の凹凸面３０が腐食鋼材８の不陸８０に噛み合わされた状態で、フィラープレート２のボルト挿通孔２１の位置に合わせて、ドリル等の削孔器具６により腐食鋼材８を削孔して貫通孔８１が形成されることから、フィラープレート２のボルト挿通孔２１と腐食鋼材８の貫通孔８１との位置合わせを正確なものとしながら、腐食鋼材８の削孔作業を容易に実施することが可能となる。
【００５７】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図８に示すように、フィラープレート２が積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材８の表面８ａに不規則な不陸８０が形成されるものとなるにもかかわらず、腐食鋼材８の表面８ａの不陸８０の形状を変位計７で正確にスキャンして、３Ｄプリンタ等によりフィラープレート２を容易に出力することができるものとなり、フィラープレート２の凹凸面３０の形状を腐食鋼材８の表面８ａの不陸８０の形状に合わせて容易かつ正確に形成することが可能となる。
【００５８】
特に、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２が積層造形法により成形されることで、切削造形法のようにアルミニウム、鉄等のブロックを切削して成形されるものとはならないため、アルミニウム、鉄等の金属素材の使用量を必要以上に増大させることなく、フィラープレート２の成形に必要となる材料コストを低減させることが可能となる。
【００５９】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２が積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材８の厚い板厚ｔ２の部位Ｒ２に当接される部位Ｑ２で、フィラープレート２の薄い板厚ｔ４を如何なる寸法にも設定することができるものとなり、例えば、フィラープレート２の部位Ｑ２での薄い板厚ｔ４が１ｍｍ以上に設定されることで、フィラープレート２の運搬及び取付作業における取扱いを容易にすることが可能となる。
【００６０】
特に、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、補強板５の主な材質を鋼材とするとともに、フィラープレート２の主な材質をアルミニウムとすることで、図１０に示すように、補強板５の当接面５ａとフィラープレート２の平坦面４０とが、ボルトナットにより圧着された状態でアルミニウムが塑性変形することによって鋼材の補強板５との密着度を向上させながら、補強板５による拘束でフィラープレート２のアルミニウムの強度が向上することで、摩擦係数を著しく増大させたものとなり、フィラープレート２の他方の面４と補強板５との摩擦接合による接合強度を向上させることが可能となる。このとき、鋼材と鋼材との接合面の摩擦係数は０．４とすることが基本であるのに対して、アルミニウムと鋼材の接合面の摩擦係数は０．７で設計を行うことができる。
【００６１】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図９に示すように、フィラープレート２を取り囲むようにして、すなわち補強板５よりも外側にフィラープレート２が飛び出ないようにフィラープレート２及び補強板５を配置した上で、補強板５の外周５ｂに沿ってパテ等の止水材５０が設けられることで、腐食鋼材８と補強板５との間でフィラープレート２が設けられて形成された隙間に、外部からの水が浸入しないものとなるため、フィラープレート２からの浸水による腐食を防止して、フィラープレート２を介して腐食鋼材８が補強板５で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。
【００６２】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、腐食鋼材８及び補強板５にフィラープレート２が挟み込まれて設けられることで、図５に示すように、複数の小片２０に分割されたフィラープレート２が設けられた場合であっても、複数の小片２０に分割されたフィラープレート２に１枚の補強板５を連続させて摩擦接合させることができるものとなる。
【００６３】
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、フィラープレート２を複数の小片２０に分割させることで、各々の小片２０の大きさが小さくなり、各々の小片２０を成形するときの精度を向上させるとともに、各々の小片２０の運搬及び取付作業における取扱いを容易にして、フィラープレート２の管理性を向上させることが可能となる。
【００６４】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図１２に示すように、橋梁の橋桁等を構成する鋼材の端部を接合させる接合箇所Ｊで、添接板として補強板５が用いられてもよい。このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、互いに対向する腐食鋼材８の端部をバイパスにより仮保持させた状態で、接合箇所Ｊに設けられた既存の添接板を撤去して、互いに対向する腐食鋼材８の端部の各々にフィラープレート２を設けるとともに、互いに対向する腐食鋼材８の端部に架設させて補強板５を設けることで、互いに対向する腐食鋼材８の端部で補強板５が摩擦接合されるものとなる。
【００６５】
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、橋梁の橋桁を構成する構造部材等の接合箇所Ｊで、構造部材等の腐食鋼材８を補強板５で補強するものとしながら、補強板５を添接板として用いることで、互いに対向する腐食鋼材８の端部を強固に摩擦接合させることができるものとなり、腐食鋼材８を接合箇所Ｊにおいて補強板５で確実に接合、補強することが可能となる。
【００６６】
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図１３に示すように、橋梁の橋桁等を構成する鋼材の端部を接合させる接合箇所Ｊで、互いに対向する腐食鋼材８の端部に架設させて補強板５が設けられる場合に、互いに対向する腐食鋼材８の端部の隙間を埋めるようにして、パテ等の止水材５０が厚盛箇所５０ａで腐食鋼材８の両面に亘って連続して設けられるものとなる。
【００６７】
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、互いに対向する腐食鋼材８の端部の隙間を埋めるようにして厚盛箇所５０ａにパテ等の止水材５０が設けられることで、互いに対向する腐食鋼材８の端部の隙間に、外部からの水が浸入しないものとなり、アルミニウム等を材質とするフィラープレート２の浸水による腐食を防止して、フィラープレート２を介して腐食鋼材８が補強板５で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。
【００６８】
なお、腐食損傷の状況は水かかりの状態が大きく影響する。そのため、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造１は、図１４に示すように、片側だけ腐食減肉によって不陸８０が生じている片側腐食鋼材８２に用いることが必要となる場合がしばしば起きる。このような片側腐食鋼材８２には、フィラープレート２を片側のみに用いれば十分である。
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
１      ：腐食鋼材の補強構造
２      ：フィラープレート
２０    ：小片
２１    ：ボルト挿通孔
３      ：一方の面
３０    ：凹凸面
４      ：他方の面
４０    ：平坦面
５      ：補強板
５ａ    ：当接面
５ｂ    ：補強板の外周
５０    ：止水材
５０ａ  ：厚盛箇所
５１    ：貫通孔
６      ：削孔器具
６０    ：ボルト
６１    ：ナット
７      ：変位計
８      ：腐食鋼材
８ａ    ：表面
８０    ：不陸
８１    ：貫通孔
８２    ：片側腐食鋼材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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