(57)【要約】      （修正有）【課題】補強用シート材を、緊張力を作用させた状態で構造物表面に貼り付けて該構造物を補強する工法において、作業を簡単なものにする。【解決手段】補強用シート材１の両端部にループ部１ａを形成し、該ループ部１ａに連結部材４を挿通し、緊張手段５からの緊張力は、それらの連結部材４及びループ部１ａを介して作用させる。連結部材４は、ループ部１ａに挿通させるだけでシート材１に連結されることとなり、該連結のために接着剤やピンやボルトや他の固定部材を必要としないため、連結作業は非常に簡単なものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
緊張力が掛かった状態の補強用シート材を構造物の表面に貼り付けることにより該構造物を補強する、構造物の補強工法において、    前記補強用シート材の少なくとも２箇所に形成されたループ部にそれぞれ第１連結部材を挿通させる工程と、    一方の第１連結部材を前記構造物に固定する工程と、    他方の第１連結部材を、前記構造物の側に取り付けた緊張手段に連結し、該緊張手段から該第１連結部材を介して前記補強用シート材に緊張力を印加する工程と、    前記ループ部以外の部分であって樹脂が含浸硬化されてあるシート材の部分を、接着剤によって前記構造物の表面に接着する工程と、    を備えたことを特徴とする構造物の補強工法。    
【請求項２】
シート材の両端部近傍を折り返し、一部を接着して前記ループ部を形成する工程と、    該ループ部が形成された部分以外の部分に樹脂を含浸硬化させる工程と、    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の構造物の補強工法。    
【請求項３】
前記第１連結部材を、前記補強用シート材よりも幅広であって、該シート材の両縁からはみ出すように配置し、    該はみ出した部分と前記緊張手段とを第２連結部材によって連結する、    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物の補強工法。    
【請求項４】
前記補強用シート材を前記構造物の表面に接着した後に、前記緊張手段及び前記第１連結部材を取り外す工程、    を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造物の補強工法。    
【請求項５】
前記第１連結部材を取り外した後に、前記ループ部に切れ目を入れて、該ループ部をシート材長手方向に拡げ、該拡がったループ部を前記構造物の表面に貼り付ける、    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物の補強工法。    
【請求項６】
前記補強用シート材の接着領域端部に使用する接着剤は、破断時の伸び率が１５０％程度である、    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造物の補強工法。    
【請求項７】
前記補強用シート材の接着領域端部は中間シートを介して前記構造物の表面に接着された、    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造物の補強工法。    
【請求項８】
前記中間シートは、強化繊維が縦横に二方向に織り込まれたシートである、    ことを特徴とする請求項７に記載の構造物の補強工法。    
【請求項９】
少なくとも２箇所に、樹脂が含浸硬化されていないループ部が形成され、    それらのループ部とループ部との間には、樹脂が含浸硬化された平板状の含浸硬化部分が形成された、    ことを特徴とする補強用シート材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のコンクリート製構造物（プレストレストコンクリート構造物や鉄筋コンクリート構造物）及び鋼製構造物を補強する補強工法、及び補強用シート材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋や高架道路等の既設の構造物を補強する工法であって、緊張力を掛けた状態の緊張材を前記構造物の表面に貼り付けるようにした工法が、種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。      
【０００３】
図７(a) は、従来の構造物の補強工法の一例（以下、適宜“従来例１”と称する）を示す断面図であり、図７(b) は、その底面図である。符号１００は、繊維に樹脂が含浸硬化されて構成された板状の緊張材を示し、符号１０１は、該緊張材１００の端部に連結された連結部材を示す。不図示のジャッキにより連結部材１０１を介して緊張材１００に緊張力を付与し、その状態でナット１０２を締め付ける。これにより、緊張材１００は緊張力が掛かった状態となる。      
【０００４】
また、図８は、従来の構造物の補強工法の一例（以下、適宜“従来例２”と称する）を示すための図面である。緊張材（ＣＦＲＰシート）２００の両端部に連結部材２０１をそれぞれ配置し、該端部を連結部材２０１の曲面に沿って折り曲げ（同図(a) (b) 参照）、該端部を連結部材２０１と押え板２０２とによって挟持し、ピン２０３で固定する。        
【特許文献１】特開２００３−３２８５６１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８２０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した緊張材１００，２００には大きな緊張力が印加されるため、緊張材１００，２００と連結部材１０１，２０１との接続強度を十分に確保しておく必要がある。そのため、上記従来例１では、連結部材１０１と緊張材１００とを、珪砂や砕石等の粒状物が混入された充填材によって接着しており、上記従来例２では、連結部材２０１と緊張材２００とをピン２０３だけでなく接着剤によっても固定したり、或いは連結部材２０１及び押え板２０２に凹凸面を設けて、緊張材２００との接着強度を高めたりするといった方法が採られていた。しかしながら、いずれの従来例でも、連結部分の構造や連結作業が複雑化してしまうという問題があった。      
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決することを目的とした構造物の補強工法、及び補強用シート材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、緊張力が掛かった状態の補強用シート材（１）を構造物の表面（２ａ）に貼り付けることにより該構造物（２）を補強する、構造物の補強工法において、    前記補強用シート材（１）の少なくとも２箇所に形成されたループ部（１ａ）にそれぞれ第１連結部材（４）を挿通させる工程と、    一方の第１連結部材（４）を前記構造物（２）に固定する工程と、    他方の第１連結部材（４）を、前記構造物（２）の側に取り付けた緊張手段（５）に連結し、該緊張手段（５）から該第１連結部材（４）を介して前記補強用シート材（１）に緊張力を印加する工程と、    前記ループ部（１ａ）以外の部分であって樹脂が含浸硬化されてあるシート材の部分（１ｂ）を、接着剤（６ａ，６ｂ）によって前記構造物（２）の表面（２ａ）に接着する工程と、を備えたことを特徴とする。      
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、シート材の両端部近傍（図３の符号１Ａ参照）を折り返し、一部（図２の符号１ａ２参照）を接着して前記ループ部（１ａ）を形成する工程と、    該ループ部（１ａ）が形成された部分以外の部分（１ｂ）に樹脂を含浸硬化させる工程と、を備えたことを特徴とする。      
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、図４に詳示するように、前記第１連結部材（４）を、前記補強用シート材（１）よりも幅広であって、該シート材（１）の両縁からはみ出すように配置し、    該はみ出した部分（４ａ）と前記緊張手段（５）とを第２連結部材（７）によって連結することを特徴とする。      
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、図１(d) 及び(e) に示すように、前記補強用シート材（１）を前記構造物（２）の表面（２ａ）に接着した後に、前記緊張手段（５）及び前記第１連結部材（４）を取り外す工程、を備えたことを特徴とする。      
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記第１連結部材（４）を取り外した後に、前記ループ部（１ａ）に切れ目を入れて（図５の符号Ｈ参照）、該ループ部（１ａ）をシート材長手方向に拡げ（符号Ｉ参照）、該拡がったループ部を前記構造物の表面（２ａ）に貼り付けることを特徴とする。      
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発明において、前記補強用シート材の接着領域端部に使用する接着剤（６ａ）は、破断時の伸び率が１５０％程度であることを特徴とする。      
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発明において、前記補強用シート材の接着領域端部は中間シート（１０）を介して前記構造物の表面（２ａ）に接着されたことを特徴とする。      
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、前記中間シート（１０）は、強化繊維が縦横に二方向に織り込まれたシートであることを特徴とする。      
【００１５】
請求項９に係る発明は、図２に示すように、少なくとも２箇所に、樹脂が含浸硬化されていないループ部（１ａ，１ａ）が形成され、    それらのループ部（１ａ）とループ部（１ａ）との間には、樹脂が含浸硬化された平板状の含浸硬化部分（１ｂ）が形成されたことを特徴とする。      
【００１６】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１乃至３に係る発明によれば、補強用シート材にはループ部が形成され、緊張手段からの緊張力は該ループ部に挿通された第１連結部材を介して伝達されるようになっている。したがって、該第１連結部材から該ループ部への緊張力伝達のために、それらを接着したり、ピンやボルト等で固定したりする必要がなく、第１連結部材の構造を簡素化でき、その連結作業も簡単にできる。それに伴い、コスト削減を図ることができる。また、第１連結部材とシート材との連結作業（つまり、第１連結部材をループ部に挿通させる作業）は現場にて行えば足りるので、工場から現場までは、第１連結部材等の部品と補強用シート材とは切り離した状態で別々に運搬することができ、効率的な運搬が可能となる。      
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、前記緊張手段や前記第１連結部材は、補強用シート材を貼り付けた後は構造物から取り外されるものであるため、耐候性に富んだ構造や材質にしておく必要が無い。したがって、前記緊張手段や前記第１連結部材として安価なものを使用することができる。      
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、補強用シート材の貼付面積を増加させて、補強効果を向上させることができる。      
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、構造物表面の応力を低減でき、コンクリート製構造物からのコンクリート片の剥がれを防止することができる。      
【００２１】
請求項７及び８に係る発明によれば、中間シートの使用によって構造物表面の応力を低減すると共に表面を強化でき、コンクリート製構造物からのコンクリート片の剥がれを防止することができる。また、該中間シートの使用によって、構造物表面の下地処理作業の低減、並びに不陸の解消等を図ることも可能となる。
【００２２】
請求項９に係る発明によれば、該補強用シート材のループ部を介して緊張力を伝え、その状態で該シート材を構造物表面に貼り付けることにより、構造物の補強を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１乃至図６に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る構造物の補強工法の手順を模式的に示す断面図であり、図２は、本発明に係る補強用シート材の概略形状を示す側面図であり、図３は、補強用シート材を作成するための繊維シート材の形状を示す斜視図である。また、図４は、アンカー手段及び第１連結部材等の構造の一例を示す斜視図であり、図５は、補強用シート材のループ部の詳細構成を示す断面図であり、図６は、構造物表面に作用する応力の分布を示す応力分布特性曲線図である。      
【００２４】
本発明に係る構造物の補強工法は、図１に示すように、緊張力が掛かった状態の補強用シート材１を構造物２の表面２ａに貼り付けることにより該構造物を補強する工法である。補強用シート材１としては、図２に詳示するように、少なくとも２箇所にループ部１ａがそれぞれ形成されたものを用いる。そして、該補強用シート材１は、炭素繊維やアラミド繊維等からなるものであって、略均一幅（アラミド繊維の場合は最大幅が３０ｃｍ程度）であり、その長さは、補強すべき構造物表面の寸法に応じて自由に調整される。また、この補強用シート材１における、ループ部１ａとループ部１ａとの間には、樹脂が含浸硬化された平板状の含浸硬化部分１ｂが形成されている。また、ループ部１ａの一部である重なり部（符号１ａ２に示す部分）は、樹脂等の適切な方法によって接合されており、それ以外の部分（符号１ａ１に示す部分）は、樹脂が含浸硬化されていない（以下、“未含浸硬化部分”と称する）。      
【００２５】
上述のような補強用シート材１は、図３に示すような略矩形状のシートにより形成することができる。すなわち、同図に示す略矩形状のシート材の両端部近傍１Ａを折り返し、一部（図２の符号１ａ２参照）を接着してループ部（同図の符号１ａ参照）を形成し、該ループ部１ａが形成された部分以外の部分（同図の符号１ｂ参照）に樹脂を含浸硬化させると良い。含浸硬化部分の作成は予め工場にて行っておくと良く、ループ部１ａの作成は、工場か現場で行うようにすると良い。      
【００２６】
ところで、本発明においては、補強用シート材１に緊張力を作用させる必要があり、そのためには構造物の側に、反力を生じさせるための部分（以下、“アンカー手段”と称する）が対向するように少なくとも２つ設けられている必要がある（図１の符号３Ｌ，３Ｒ参照）。そして、上述の補強用シート材１を図１(a) 及び(b) に示すように、アンカー手段３Ｌ，３Ｒの間に配置する。      
【００２７】
一方、各ループ部１ａには、図４に詳示するように、シート材の幅方向ｙに第１連結部材４をそれぞれ挿通させ、一方の第１連結部材４は前記アンカー手段３Ｒを介して前記構造物２に固定する（図１(b) 参照）。他方のアンカー手段３Ｌには、ジャッキ等の緊張手段（図１(b) の符号５参照）を取り付けておいて、該緊張手段５と他方の第１連結部材４とを連結する。その後、該緊張手段５を駆動し、該緊張手段５から前記第１連結部材４を介して前記補強用シート材１に緊張力を印加する（図１(b) の矢印Ｆ参照）。      
【００２８】
その状態で、前記含浸硬化部分１ｂ及び／又は構造物表面に接着剤（図１(c) 及び図５の符号６ａ，６ｂ参照）を塗布し、該含浸硬化部分１ｂを構造物表面に押し付ける（同図(d) の矢印Ｇ参照）。接着剤６ａ，６ｂが硬化されるまでの間も緊張力が掛かった状態にしておく。これにより、構造物の表面には、補強用シート材１が緊張された状態で貼付されることとなり、構造物が補強されることとなる。なお、上述した緊張手段５及び第１連結部材４は、前記補強用シート材１を前記構造物の表面２ａに接着した後（接着剤６ａ，６ｂが硬化した後）に取り外すようにすると良い（図１(e) 参照）。      
【００２９】
本発明によれば、緊張手段５や第１連結部材４等を取り外すことにより、構造物表面には、略矩形状のシート材だけが配置されることとなる。したがって、構造物表面全体にシート材を隙間無く配置することも可能となり、緊張力の付与に伴う構造物２の補強だけでなく、コンクリート製構造物の場合には、コンクリート片の剥がれや落下を防止することができる。また、本発明によれば、隙間を開けた状態に補強用シート材１を貼付しておいて、その後、必要に応じ、補強用シート材１を追加貼付することも可能となる。      
【００３０】
ところで、前記第１連結部材４を取り外した後に、前記ループ部１ａ（図５に符号Ｈで示すような部分であって、接着部１ａ２に近い部分）に切れ目を入れ、該ループ部１ａをシート材長手方向に拡げ（図示の矢印Ｉ参照）、該拡げた部分（つまり、ループ上側部）１ａ１１及びループ下側部１ａ１２を構造物表面２ａに貼り付けるようにしても良い。これにより、ループ上側部１ａ１１及びループ下側部１ａ１２により被覆された構造物表面２ａでは、コンクリート片の剥離等を防止することができる。      
【００３１】
図７や図８に示す従来構造の場合は、緊張力を加えた際に緊張材１００，２００と連結部材１０１，２０１とが外れたりしないように様々な工夫がなされていた。しかし、本発明によれば、緊張材である補強用シート材１にはループ部１ａが形成されているので、第１連結部材４が該ループ部１ａに挿通されている限りにおいて該連結部材４とシート材１とが外れるおそれは無く、上記従来例におけるような様々な工夫（例えば、充填材の充填や、押え板２０２やピン２０３等の配置）は不要となる。その結果、第１連結部材４の構造や連結作業は簡素なものとなり、コスト削減を図ることができる。また、第１連結部材４とシート材１との連結は、現場にて行えば足りるので、工場から現場までは、第１連結部材４等の部品と補強用シート材１とは切り離した状態で別々に運搬することができ、効率的な運搬が可能となる。      
【００３２】
一方、該ループ部１ａには樹脂は含浸硬化されておらず、該ループ部１ａは前記第１連結部材４の表面に沿って変形するため、確実に緊張力を伝達することができる。      
【００３３】
第１連結部材４としては、シート材長手方向ｘ及びシート材短手方向ｙに沿ってある程度の面積を有する板状部材を用いると良い。また、第１連結部材４の端面は図５に符号４ａで示すように曲面にし、補強用シート材１に円滑に緊張力が伝達されるようにすると良い。さらに、第１連結部材４は、均等厚にするのではなく、図５に示すように、漸次厚さが減少するような形状にすると良い。これにより、ループ上側部１ａ１１とループ下側部１ａ１２との離間距離（符号ｔ参照）が、接着部１ａ２に近づくにつれて連続的に減少されることとなり、(1)   ループ部１ａから接着部１ａ２への緊張力のスムーズな伝達、並びに、(2)   ループ部１ａの長さ（図５における左右方向の長さ）の低減を図ることができる。さらに、(3)   連結部材４自体の剛性を確保した状態での軽量化、(4)   機械装置による貼り付けの容易化（コンクリート面からループ下側部１ａ１２までの距離を小さくすることで）(5)   プレキャスト板の端部１ａ２の破壊の防止を図ることができる。      
【００３４】
ところで、前記第１連結部材４を、前記補強用シート材１よりも幅広であって、前記シート材１の両縁からはみ出すように配置し（図４の符号４ａ参照）、該はみ出した部分４ａと前記緊張手段５とを第２連結部材７によって連結すると良い。この場合、第１連結部材４と第２連結部材７とは着脱自在に構成しておくと良い。第２連結部材７としては、ＰＣ鋼棒を挙げることができるが、それに限定されるものではない。      
【００３５】
次に、アンカー手段の構成の一例について、図４を参照して説明する。      
【００３６】
図４に示すアンカー手段３は、構造物２に埋設された鋼棒８と、該鋼棒８に螺合されるナット９とによって、構造物２に対して脱着可能となるように構成されている。このアンカー手段３は、(i)  複数枚の鋼板３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって箱状に構成されると共に鋼棒８が上下に貫通される本体部３０と、(ii)  前記鋼棒８が貫通された状態で該本体部３０の上面に載置される押え板３１と、(iii)  該押え板３１の端部（シート材１が配置されている方とは反対側の端部）から垂下されたネジ棒３２と、(iv)  上下に移動自在となるように該ネジ棒３２に支持されると共に、前記第２連結部材７のガイドのためのガイド孔３３ａを有するガイド部材３３と、(v)  前記ネジ棒３２に螺合されて前記ガイド部材３３の位置を規定するナット３４と、によって構成されている。アンカー手段３は、上述のような構成のガイド部材３３を備えているため、接着剤６ａ，６ｂを塗布するまではシート材１を構造物２から離しておいて作業スペースを確保し（図１(a) 〜(c) 参照）、シート材１を構造物２に押し付ける段階ではガイド部材３３を構造物側に移動させるようにすると良い（図１(d) 参照）。なお、当然ながら、アンカー手段としては図４に示す構成以外のものを使用しても良い。      
【００３７】
ところで、補強用シート材１に作用している緊張力は接着剤６ａ，６ｂを介して構造物表面に伝えられるが、その応力は、補強用シート材１の長手方向に沿った分布を持ち、図６の曲線Ｃ１のように、補強用シート材の端部では最大となり、端部から離れるに従って小さくなるという傾向にある。補強対象である構造物が鋼製の場合には大きな問題は生じないが、コンクリート製の場合には、表面の応力が所定値τ０よりも大きいとその部分のコンクリートが剥がれてしまい、補強用シート材１から構造物への緊張力の伝達が不十分になってしまうという問題がある。      
【００３８】
かかる問題を回避する１つの方法としては、構造物表面の応力が高くなる領域（補強用シート材１における、構造物表面に接着されている部分の端部であり、以下“接着領域端部”と称する）に使用する接着剤（以下、“応力緩和剤”とする）６ａを、他の領域に使用する接着剤６ｂに比べて弾性率の低いものにする方法を挙げることができる。具体的には、前記補強用シート材の接着領域端部に使用する接着剤６ａは、破断時の伸び率が１４０％〜２００％、好ましくは１５０％（つまり、歪み（破断歪み）に換算すれば、１，５００，０００μ）程度のものにすると良い。このような応力緩和剤６ａにてシート材１を貼付することにより、応力分布曲線は図６のＣ２のように最大値が所定値τ０よりも低下し、コンクリートの剥がれを防止することができる。      
【００３９】
別の方法として、補強用シート材１の接着領域端部を、構造物表面に直接貼り付けるのではなく、該接着領域端部の面積よりも広い接着面積を持つ中間シート１０を介して貼り付ける方法を挙げることができる。該中間シート１０としては、強化繊維が縦横に二方向に織り込まれたシートを挙げることができる。このような中間シート１０を使用した場合、構造物表面の応力が低減されると共に表面が強化されることとなり、コンクリート片の剥がれ等を防止することができる。      
【００４０】
さらに、上述の中間シート１０と補強用シート材１とを上述の応力緩和剤によって接着するようにしても良い。      
【００４１】
また、補強用シート材の端部を覆うように鋼板（不図示）やＦＲＰ板などを配置し、アンカーボルト等によって該鋼板などを構造物表面に貼り付けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明に係る構造物の補強工法の手順を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る補強用シート材の概略形状を示す側面図である。
【図３】図３は、補強用シート材を作成するための繊維シート材の形状を示す斜視図である。
【図４】図４は、アンカー手段及び第１連結部材等の構造の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、補強用シート材のループ部の詳細構成を示す断面図である。
【図６】図６は、構造物表面に作用する応力の分布を示す応力分布特性曲線図である。
【図７】図７(a) は、従来の構造物の補強工法の一例を示す断面図であり、図７(b) は、その底面図である。
【図８】図８は、従来の構造物の補強工法の一例を示すための図面である。
【符号の説明】
【００４３】
１            補強用シート材    １ａ          ループ部    １ｂ          含浸硬化部分    ２            構造物    ２ａ          構造物表面    ４            第１連結部材    ５            緊張手段    ６ａ          接着剤（応力緩和剤）又は応力緩和剤    ６ｂ          接着剤    ７            第２連結部材    １０          中間シート
【図１】
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【図２】
2007239215.tif 000004
【図３】
2007239215.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007239215.tif 000007
【図６】
2007239215.tif 000008
【図７】
2007239215.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月10日(2006.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007239215.tif 000011
【図２】
2007239215.tif 000012
【図３】
2007239215.tif 000013
【図４】
2007239215.tif 000014
【図５】
2007239215.tif 000015
【図６】
2007239215.tif 000016
【図７】
2007239215.tif 000017
【図８】
2007239215.tif 000018