(57)【要約】【課題】  取付物の設置作業を短時間で能率よく行ない、且つ高引張強度を継続して維持する止め着けができるものとする。【解決手段】  取付物Ｗを重ねたコンクリート構造物Ｃに取付孔Ｈを穿設して接着剤Ｂを注入し、その硬化前にアンカ１を挿入して拡開片６を押し拡げ孔壁に食い込ませて固着する。接着剤Ｂはアンカ１の挿入によりその周囲の孔壁との隙間に回り込み、硬化してアンカ１を固着する。アンカ１の機械的固着と接着剤Ｂの物理的固着とによって、大荷重や振動が加えられる、または亀裂による劣化を生じているコンクリート構造物Ｃに対して、取付物を安定よく定着させておくものである。【選択図】      図１
2005180132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に取付孔を穿設して接着剤を注入すること、
アンカ本体が先端前方に小径軸部および拡張子を有していてこれらが中実体であるとともに、前記アンカ本体の基端部分に取付物の定着手段を有しており、且つ拡開片を前記小径軸部に装着しているアンカを前記接着剤の硬化前に前記取付孔に挿入し、前記拡開片を前記拡張子により押し拡げ孔壁に食い込ませることによって固定すること、
前記アンカの固定と同時にまたは引き続いて取付物を前記定着手段によりコンクリート構造物の表面に押え止めること、
前記接着剤が前記アンカと取付孔との隙間で硬化して前記アンカを固着すること、
を包含してなることを特徴とするアンカ施工方法。
【請求項２】
前記接着剤が前記アンカを前記取付孔に挿入固定したときそれらの隙間のほぼ全体に充満して硬化する請求項１に記載したアンカ施工方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載した方法に使用するアンカであって、
アンカ本体が先端前方に拡開片を装着した小径軸部および前記拡開片を押し拡げる拡張子を有していてこれらが中実体であるとともに、前記アンカ本体は基端部から少なくとも先端付近に亘って接着剤を食い込ませる凹凸が設けられ、前記凹凸は少なくとも基端部分がおねじであってこの基端部にナットを螺装しており、そして前記基端部分のおねじと前記ナットとが取付物の定着手段を構成している、
ことを特徴とするアンカ。
【請求項４】
請求項１または２に記載した方法に使用するアンカであって、
アンカ本体が先端前方に拡開片を装着した小径軸部および前記拡開片を押し拡げる拡張子とその前方へ延びる先細りの錐状部とを有していてこれらが中実体であるとともに、前記アンカ本体は基端部から少なくとも先端付近に亘って接着剤を食い込ませる凹凸が設けられ、前記凹凸は少なくとも基端部分がおねじであってこの基端部にナットを螺装しており、そして前記基端部分のおねじと前記ナットとが取付物の定着手段を構成している、
ことを特徴とするアンカ。
【請求項５】
前記凹凸は全体がおねじによって形成されたものである請求項３または４に記載したアンカ。
【請求項６】
前記凹凸は基端部分がおねじによって形成されそれより先端側がローレットによって形成されたものである請求項３または４に記載したアンカ。
【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の表面に取付物を定着させるためのアンカ施工方法、およびそれに用いられるアンカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物の表面に内・外装材、機器類、補強材などの取付物を重ねて定着させるため、コンクリート構造物に取付孔を穿設して取付具を挿入固定し、この取付具に設けたねじ手段を使用して取付物を止め着けることは広く行われており、既存のコンクリート構造物に取付物を止め着けるためのあと施工アンカとして、拡開片が押し拡げられて取付孔の孔壁に食い込むことによって固定される形式の取付具である金属拡張アンカと、取付孔の内部で接着剤が化学反応により硬化することによって取付具であるボルトなどを固定させる接着系アンカとがあることは周知である。
【０００３】
そして、金属拡張アンカはコンクリート構造物への固定と同時にまたは引き続いて取付物の止め着けを行なうことができるので取付物設置を短時間で完了できる、という利点を有し、接着系アンカは挿入したボルトなどの凹凸および孔壁の凹凸に接着剤が食い込み硬化することによる物理的固着であるため局部的な応力の発生がない、という利点を有することも広く知られている。
【０００４】
前述のアンカを用いて例えば鉄道トンネルに配管類、電線取付金具、補強材などの取付物を定着させる場合、列車が走行しない深夜から早朝にかけての短い時間内で作業を行なうのが通常であり、そのために金属拡張アンカを用いるのが有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、トンネルは大深度であると地盤による大荷重が間断なく作用し、殊に鉄道トンネルは列車走行に伴う振動が繰り返し作用することによって亀裂を生じ、コンクリート構造物自体が劣化していることがある。また、重量車両や列車の走行に伴う荷重や振動を繰り返し受ける橋梁、高架道路、高架鉄道においても亀裂を生じる。このようなコンクリート構造物に取付孔を穿設しその中で拡開片を押し拡げて孔壁に食い込ませることによる機械的固着を行なう金属拡張アンカでは、充分な強度を継続して確保するのが困難で経時的に緩みを生じるという心配がある。
【０００６】
尚、取付物を安定よく定着させるために必要な強度はアンカの使用本数を多くすることによって容易に得られるが、取付孔の穿設作業数が多くなるので作業能率が低下し、短時間で予定の作業を終了できず工期が長くなるという問題を生じることとなる。
【０００７】
本発明は金属拡張アンカが取付物設置を短時間で行なうことができる、という利点をもっているにもかかわらず、取付物を設置するコンクリート構造物の環境や劣化状態によっては充分な強度を継続して確保できない心配がある、という前記課題を解決するためになされたものであって、アンカの使用本数を多くすることなく作業の高能率を維持して信頼性ある強度を確保することができるものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はアンカ施工方法をコンクリート構造物に取付孔を穿設して接着剤を注入すること；アンカ本体が先端前方に小径軸部および拡張子を有していてこれらが中実体であるとともに、アンカ本体の基端部分に取付物の定着手段を有しており、且つ拡開片を小径軸部に装着しているアンカを接着剤の硬化前に取付孔に挿入し、拡開片を拡張子により押し拡げ孔壁に食い込ませることによって固定すること；アンカの固定と同時にまたは引き続いて取付物を定着手段によりコンクリート構造物の表面に押え止めること；接着剤がアンカと取付孔との隙間で硬化してアンカを固着すること；を包含してなるものとしたことをもって前記課題を解決するための第一手段とした。
【０００９】
拡開片を押し拡げてアンカを機械的に固着させることにより取付物の止め着けを直ちに行なうことができ、またアンカを中実体としたことによって接着剤をアンカ内部に流入させることなく孔壁との隙間に充分行き亘らせて強固に固着することができるものであり、アンカの使用本数を多くすることなく作業の高能率を維持して信頼性ある強度を確保させる、という目的が達成される。
【００１０】
また、本発明は前記第一手段の方法に使用するアンカについて、アンカ本体が先端前方に拡開片を装着した小径軸部および拡開片を押し拡げる拡張子を有していてこれらが中実体であるとともに、アンカ本体は基端部から少なくとも先端付近に亘って接着剤を食い込ませる凹凸が設けられ、この凹凸は少なくとも基端部分がおねじであってこの基端部にナットを螺装しており、そして基端部分のおねじとナットとが取付物の定着手段を構成しているものとしたことをもって前記課題を解決するための第二手段とした。
【００１１】
或いは、本発明は前記第一手段の方法に使用するアンカについて、アンカ本体が先端前方に拡開片を装着した小径軸部および拡開片を押し拡げる拡張子とその前方へ延びる先細りの錐状部とを有していてこれらが中実体であるとともに、アンカ本体は基端部から少なくとも先端付近に亘って接着剤を食い込ませる凹凸が設けられ、この凹凸は少なくとも基端部分がおねじであってこの基端部にナットを螺装しており、そして基端部分のおねじとナットとが取付物の定着手段を構成しているものとしたことをもって前記課題を解決するための第三手段とした。
【００１２】
これら第二、第三手段に係るアンカを用いることにより、取付孔に機械的に固着させて短時間で取付物の止め着けを行なうことができるとともに、凹凸に食い込んだ接着剤の硬化により高引張強度が得られ、アンカの使用本数を多くすることなく作業の高能率を維持して信頼性ある取付物の定着強度を確保させる、という前述の目的が達成されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によると金属拡張アンカの機械的固着によって取付物のコンクリート構造物表面への設置を短時間で能率よく行なうことができるとともに、接着剤の物理的固着によって金属拡張アンカの緩みが防止され、大荷重や振動が作用するコンクリート構造物や亀裂による劣化を生じているコンクリート構造物に対しても、取付物を少ないアンカ使用本数で信頼性ある取り付け強度を継続して確保させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）および図２は請求項１，２に記載したアンカ施工方法および請求項３，５に記載したアンカのそれぞれの実施の形態を示しており、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示した施工は図２に示したアンカを使用している。
【００１５】
図２を参照して、このアンカ１は基端から先端まで全長に亘っておねじ３を有するボルトであるアンカ本体２の先端前方に小径軸部４と截頭円錐状の拡張子５とが一体成形により設けられており、これらは内部に中空部分、殊に先端に開口した中空部分をもたない中実体である。また、小径軸部４はアンカ本体２とほぼ等しい外径の拡開片６を嵌装して装着保持しており、更にアンカ本体２の基端部にはナット７が螺装されている。
【００１６】
このアンカ１はナット７がコンクリート構造物の表面に重ねた取付物に接するまで取付孔に挿入し、ナット７を取付物に押し付けた状態で回してアンカ本体２を引き抜き方向へ移動させることにより、拡開片６はその爪が取付孔の孔壁に食い付いて停止させられた状態で拡張子５により押し拡げられ孔壁に食い込むことによって機械的に固着させるものであって、一般にウエッジ式アンカと呼ばれているものと同じ固着原理で取付物を定着させる。
【００１７】
次に、図１（Ａ）を参照して、コンクリート構造物Ｃの表面に取付物Ｗが重ねられており、その穴を通してドリルにより所定深さの取付孔Ｈを穿設形成する。そして、取付孔Ｈのコンクリート粉を除去してから図１（Ｂ）に示すように注入器のノズルＮを取付孔Ｈに差し込み、一般にはエポキシ系樹脂またはポリエステル系樹脂からなる接着剤Ｂの適量を取付孔Ｈの奥底部に注入供給する。
【００１８】
接着剤Ｂの注入を終ったとき、直ちにアンカ１を取付孔Ｈに取付物Ｗの穴を通して挿入する。このとき、図１（Ｃ）に示すようにナット７をアンカ本体２のほぼ基端まで後退させておくことが好ましく、また接着剤Ｂはアンカ１により押されて取付孔Ｈの入口近くまで回り込んでそれらの隙間に充満する。続いてナット７を取付物Ｗに押し付けた状態でねじ込み方向へ回すと、アンカ本体２、小径軸部４、拡張子５が一体に引き抜き方向へ移動し、拡開片６を拡張子５が押し拡げて取付孔Ｈの孔壁に食い込ませ、図１（Ｄ）に示す状態となる。
【００１９】
以上の工程によりアンカ１は機械的に固着されて取付物Ｗをコンクリート構造物Ｃの表面に定着させ、接着剤Ｂは経時的に硬化してアンカ１を物理的に固着するに至る。このとき、拡開片６の外側面の接着剤Ｂは孔壁に食い込んだ拡開片６を孔壁に接着させ、緩みを生じさせることなく食い込み状態を維持させる。また、本実施の形態ではアンカ本体２の取付孔Ｈに挿入されている部分のおねじ３が接着剤Ｂを食い込ませて高引張強度を与える凹凸として働き、取付物Ｗから突出している部分のおねじ３がナット７と協働して取付物Ｗの定着手段として働くものであり、一つのおねじ３が二つの機能をもつことから簡単な構造で高引張強度を得ることができる。更に、アンカ１は中実体であって接着剤Ｂを侵入させる中空部分をもたないので、少量の接着剤Ｂを無駄なく固着に使用することができる。
【００２０】
尚、接着剤Ｂは隙間の適宜深さ部位まで充満させるものとしてもよいが、本実施の形態のように取付孔Ｈの入口近くまで充満させると、アンカ本体２がボルトであることによってそのおねじ３への食い込み量が多くなり引張強度を大幅に高めることができる。
【００２１】
図３は請求項４，６に記載したアンカの実施の形態を示すものであって、このアンカ１１の丸棒状のアンカ本体１２は基端部分におねじ１３Ａが形成されているとともにそれより先端に至る部分にローレット１３Ｂが形成されている。  そして、アンカ本体１２の先端前方に小径軸部１４と先太り載頭円錐状の拡張子１５と先細り載頭円錐状の錐状部１８とが一体成形により設けられており、これらは内部に中空部分、殊に先端に開口した中空部分をもたない中実体である。  また、小径軸部１４はアンカ本体１２とほぼ等しい外径の拡開片１６を嵌装して装着保持しており、更に基端部分のおねじ１３Ａにはナット１７が螺装されている。
【００２２】
このアンカ１１もナット１７がコンクリート構造物の表面に接するまで取付孔に挿入し、ナット１７を回してアンカ本体１２を引き抜き方向へ移動させることにより、拡開片１６を拡張子１５により押し拡げて孔壁に食い込ませ機械的に固着するものである。
【００２３】
本実施の形態においては、アンカ本体１２の凹凸が基端部分をナット１７が螺装されるおねじ１３Ａで形成しそれ以外をローレット１３Ｂで形成したものとされており、アンカ本体１２が長尺である場合にそのほぼ全長におねじを転造により設ける、という困難な加工が不要となり、基端部分のおねじ１３Ａとそれ以外のローレット１３Ｂとを同時転造により容易に成形することができる。  尚、図３のものにおいても凹凸全体をおねじで形成できること、或いは図２のものにおける凹凸をおねじとローレットで形成できることは勿論であり、ローレットは平目、網目のいずれであってもよい。
【００２４】
更に、図３のアンカ１１は先端に先細りの錐状部１８を有しているので、接着剤が高粘度であっても錐状部１８が接着剤に進入して押しのけ、容易に所定深さまで挿入することができる、という利点がある。
【００２５】
ここで、図２に示したアンカであって外径１２ｍｍ、アンカ本体が長さ１８０ｍｍのボルトであるステンレス鋼製アンカを取付孔に先端から２００ｍｍ挿入し、拡開片を押し拡げて機械的固着のみを行なったものと、アクリル樹脂系接着剤を併用して取付孔入口附近まで充満させたものとについて引抜き試験を行なった結果を述べる。
【００２６】
図４は機械的固着と接着剤とを併用したものについて、機械的固着を行なって１時間後（Ａ曲線）、２時間後（Ｂ曲線）、２４時間後（Ｃ曲線）のそれぞれに行なった結果、および機械的固着のみのもの（Ｄ曲線）について行なった結果を引抜き荷重−変位（アンカの抜出量）のグラフに表した図である。
【００２７】
接着剤を用いないで機械的固着のみとしたアンカは荷重３．６７ＫＮで抜出しを開始し（変位０．１１４ｍｍ）、最大荷重３９．１３ＫＮで１８．８１ｍｍ変位して取付孔から抜出した。接着剤を併用して養生時間１時間のものは荷重４７．２０ＫＮで抜出しを開始し（変位０．３８８ｍｍ）、最大荷重７０．６７ＫＮで６．２２ｍｍ変位しアンカが破断した。養生時間２時間のものは荷重２４．２１ＫＮで抜出しを開始し（変位０．２６８ｍｍ）、最大荷重６８．２３ＫＮで４．８１ｍｍ変位しアンカが破断した。養生時間２４時間のものは荷重６６．７６ＫＮで抜出しを開始し（変位０．１３０ｍｍ）、最大荷重７２．６３ＫＮで４．６６ｍｍ変位しアンカが破断した。破断個所はいずれもアンカ本体の取付孔入口部分のナット近傍であった。
【００２８】
以上の試験結果から、金属拡張アンカに接着剤を併用したことによって施工後短時間で高い強度が得られるようになり、施工時は主に機械的固着により取付物を定着させて作業の能率化を図り、その後は短時間で急速に強度を増して取付物を安定よく定着できることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る施工方法の実施の形態を説明する縦断面図。
【図２】図１に示した方法に使用するアンカの実施の形態を示す一部切截した正面図。
【図３】図１に示した方法に使用するアンカの異なる実施の形態を示す一部切載した正面図。
【図４】引抜き試験の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３０】
１  アンカ，２  アンカ本体，３  おねじ，４  小径軸部，  ５  拡張子，６  拡開片，Ｂ  接着剤，Ｃ  コンクリート構造物，Ｈ  取付孔，Ｗ  取付物
【図１】
2005180132.tif 000003
【図２】
2005180132.tif 000004
【図３】
2005180132.tif 000005
【図４】
2005180132.tif 000006