(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物の少なくとも一部を構成するコンクリート部材に対し、外部からの物体が衝突する面となるコンクリート部材表面以外の面に、連続繊維を含む補強材を貼り付けるとともに、前記補強材を定着材でコンクリート部材に固定し、かつ、前記定着材の一部を前記補強材に対し巻き付けて前記補強材を固定することを特徴とするコンクリート部材の補強方法。
【請求項２】
前記定着材を、少なくとも前記補強材の端部に配置する、請求項１に記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項３】
前記定着材の少なくとも一部を前記補強材に貼り付ける、請求項１または２に記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項４】
前記定着材の少なくとも一部をコンクリート部材に形成した孔に挿入する、請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項５】
前記定着材が強化繊維からなる、請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項６】
前記定着材を構成する強化繊維を、ストランド、網織物、組紐および撚り紐の少なくとも一つの形態に形成する、請求項５に記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項７】
前記補強材を、前記外部からの物体が衝突する面となるコンクリート部材表面の反対面に貼り付ける、請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項８】
前記補強材が繊維強化プラスチックからなる、請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート部材の補強方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法により補強されたコンクリート部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックシェッドやスノーシェッドなどのように落石などの外部からの物体が衝突するコンクリート構造物におけるコンクリート部材の補強方法と、その補強方法により補強されたコンクリート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロックシェッドやスノーシェッドなどのように落石などの物体が繰返し衝突する鉄筋コンクリート部材において、コンクリート部材の破壊を防ぐ目的として、コンクリート部材の物体が衝突する表面上に、砂などの緩衝材を設置してきた。しかし、想定した質量以上の落石の衝突や、落石の繰返しによる衝撃疲労の蓄積によって、既設のコンクリート部材が破壊することが起こり得る。従来はスクラップ・アンド・ビルト方式で建て替えを行うことが多かったが、近年、社会資本投資が縮減されていく情勢により、既存構造物を長寿命化させる方針へ変化してきた。
【０００３】
外部からの物体の衝突を受ける既設コンクリート構造物を長寿命化させる場合、一般に、既設コンクリート構造物が受ける衝撃および衝撃疲労を緩和させる方法、もしくは既設コンクリート構造物を補強する方法が採られる。
【０００４】
衝撃緩和方法を採る場合、物体が衝突するコンクリート部材表面にある砂などで構成された緩衝帯の上からさらに砂などで構成された追加緩衝帯を設置する方法、または一旦緩衝帯を撤去した後に、特許文献１に記載されているような緩衝帯を設置する方法、つまり衝突面に緩衝材を設置することでコンクリート構造物の防護を行う方法がある。しかし、これらの方法を採用する場合、施工に重機が必要となるため、長い工期となる。また、施工中に大掛かりな交通規制が必要なため、交通渋滞を招く恐れがある。さらに、通常山間部での施工となるため、資材および重機の搬入が困難なことが多い。
【０００５】
また、既設コンクリート構造物を補強する方法の場合、特許文献２に記載されているように、高強力繊維シートを貼り付ける補強方法がある。しかし、この補強方法は、既設コンクリート部材に高強力繊維シートを貼り付けるだけの方法であるため、補強効果はシートと既設コンクリート部材との間に介在する接着剤の付着力に依存する。したがって、シートが既設コンクリート部材から剥離したら、急激にコンクリート部材の補強効果を失い破壊に至る恐れがある。
【特許文献１】特開平１０−１２１４２０号公報
【特許文献２】特開２００６−２５７６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如く、たとえ特許文献２に記載の方法を採ったとしても、例えば、貼り付けたシートがその端部から剥離すると、補強強度が低下する。また、コンクリート部材をＵ字状シートで被覆したり、シートを何重にも巻きつけたりしたとしても、一旦シート端部の剥離が発生したら、強化繊維方向に対する補強効果はなくなるか、極端に低下する可能性が高い。
【０００７】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、基本的には貼り付けた補強材がコンクリート部材の表面から剥離しにくいようにして補強効果を維持できるようにし、とくに、補強材の端部の剥離を防止することで優れた補強効果を安定して維持できるようにした、簡単な資材搬入と施工によるコンクリート部材の補強方法と、その方法により補強されたコンクリート部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るコンクリート部材の補強方法は、コンクリート構造物の少なくとも一部を構成するコンクリート部材に対し、外部からの物体が衝突する面となるコンクリート部材表面以外の面に、連続繊維を含む補強材を貼り付けるとともに、前記補強材を定着材でコンクリート部材に固定し、かつ、前記定着材の一部を前記補強材に対し巻き付けて前記補強材を固定することを特徴とする方法からなる。
【０００９】
補強材は、外部からの物体が衝突する表面以外のコンクリート部材表面に貼り付けられるので、基本的に補強材には落石などの外部からの物体は直接衝突することはなく、補強材の性能および補強材とコンクリート部材表面との接着性は良好に維持されることになり、補強材による補強効果が良好に維持されて、コンクリート部材の破壊耐力は高く維持される。例えば、コンクリート部材内に急激にかかる引張力を補強材が負担することで、コンクリート部材の耐衝撃および耐衝撃繰返し性能が向上される。
【００１０】
とくに、補強材を、外部からの物体が衝突する面となるコンクリート部材表面の反対面に貼り付けることにより、補強材の性能および補強材とコンクリート部材表面との接着性をより確実にかつより良好に維持できる。
【００１１】
本発明における補強材は、強化繊維の連続繊維を含む補強材であれば特に限定しないが、優れた補強効果およびコンクリート部材表面への接着性の面からは、繊維強化プラスチックからなることが好ましい。ただし、強化繊維のままの形態、例えば束状やシート状の強化繊維のままの形態でも使用可能である。
【００１２】
本発明においては、とくに、補強材を定着材でコンクリート部材に固定する。定着材にて補強材を固定することにより、補強材を接着剤で貼り付けるだけの場合に比べ、固定度合（固定強度）が高くなるとともに、貼り付けられた補強材が剥がれにくくなる。とくに、定着材を補強材の端部に配置することにより、補強材の端部剥離を適切に防止できるようになり、前述の端部剥離に伴う補強効果の低下を防止できる。さらに、とくに本発明では、定着材の一部を補強材に対し巻き付けて補強材を固定するようにしているので、より確実に補強材の端部剥離を防止でき、このような定着材を用いて補強材端部の剥離を防止することで補強効果を持続させることができる。
【００１３】
定着材と補強材との接合あるいは接続方法はとくに限定されず、例えば、定着材の少なくとも一部を補強材の所定部位（例えば、端部）に貼り付ければよい。本発明では、とくに、定着材の一部を補強材に対して巻き付けるようにしている。
【００１４】
定着材とコンクリート部材との接合あるいは接続方法もとくに限定されないが、上述の如く、定着材は補強材のコンクリート部材への固定強度を増したり、補強材の端部剥離を防止したりすることができるものであるから、定着材も極力強力にコンクリート部材に固定されていることが好ましい。例えば、定着材の少なくとも一部をコンクリート部材に形成した孔に挿入し、それによって定着材をコンクリート部材に対し強固に固定することが好ましい。
【００１５】
定着材の材質や形態は特に限定されないが、補強材が連続繊維を含むもの、とくに繊維強化プラスチックからなり、その補強材と接合または接続して補強材の固定強度を増大させることを考慮すれば、とくに強化繊維からなることが好ましい。この定着材を構成する強化繊維は、例えば、ストランド、網織物、組紐および撚り紐の少なくとも一つの形態に形成することができる。
【００１６】
本発明は、このようなコンクリート部材の補強方法により補強されたコンクリート部材についても提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
（１）補強材を物体衝突面以外のコンクリート部材面に配置することで、落石などの物体による衝撃繰返しを受けても破壊することなく、コンクリート部材内に急激にかかる引張力等を連続繊維を含む補強材で負担することで、コンクリート部材の耐衝撃および耐衝撃繰返し性能が向上できる。
（２）所定のコンクリート部材面に補強材を貼り付ける施工であるから、重機や大掛かりな交通規制を必要とすることなく、簡単に施工でき、短い工期で施工を完了させることができる。また、資材も軽量でコンパクトであるため、材料搬入が容易である。
（３）定着材を用いて補強材端部の剥離を防止することで補強効果を持続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るコンクリート部材の補強方法により補強されたコンクリート部材を示している。本実施態様においては、コンクリート部材１において、繰返し落石等の外部からの物体２が衝突するコンクリート部材表面３とは反対側のコンクリート部材表面４に、繊維強化プラスチックからなる補強材５が貼り付けられる。この繊維強化プラスチックからなる補強材５は、例えば、現場で強化繊維とマトリックス樹脂を用いて強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させることにより、コンクリート部材１に接着させ、繊維強化プラスチック化して貼り付ける。または、工場で予め繊維強化プラスチックにしたものをマトリックス樹脂と同系の接着剤で貼り付けることもできる。
【００１９】
そして、本実施態様においては、補強材５はコンクリート部材１に接着されているとともに、定着材６でコンクリート部材１に固定されている。定着材６は強化繊維で構成されており、定着材６を構成する強化繊維形態は、ストランド、網織物、組紐および撚り紐のいずれか少なくとも一つの形態で構成されている。また、本実施態様では、定着材６は補強材５の両端部に接合されるとともに、定着材６の一部がコンクリート部材１に形成された孔７に挿入されてコンクリート部材１に対し強固に固定されている。
【００２０】
定着材６の補強材５側端部に関しては、補強材５と強固に接合されるよう、図２や図３に示すように末広がり状に幅が拡大されている形態も採り得る。コンクリート部材１に形成された孔７に定着材６の一部が挿入されているが、貫通させることができるコンクリート部材１の場合、図２や図３に示すように貫通孔７ａ，７ｂに定着材６ａ、６ｂを通し、定着材両端を補強材５ａ，５ｂと接合させることが好ましい。貫通できないコンクリート部材の場合、例えば図４に示すように、定着材６ｃの一端側をコンクリート部材１に埋め込み、他端側を補強材５ｃと接合させるようにすればよい。
【００２１】
定着材は、補強材の両端だけでなく、２箇所以上接合させることが好ましい。例えば、図５、図６に示すように、補強材５ｄに対し２箇所以上に同形態の定着材６ｄを配置することができる。
【００２２】
補強材と定着材との接合については、マトリックス樹脂と同系の接着剤で接合させる方法が採用可能である。また、本発明では、定着材の一部を補強材に対して巻き付ける形態を採用しているが、この形態は、例えば図７に示すように、定着材６ｅを補強材５ｅに巻きつける形態を採用できる。また、図８に示すように、定着材６ｆの接合部が網織物や組紐等に形成されている場合には、補強材５ｆ自身を定着材６ｆで覆う方法を採用できる。
【００２３】
定着材の形状は、孔に貫通させる定着材の場合、中央部が強化繊維の束となるが、補強材とのより強固な接合とするために、例えば図９に示すように、両端（定着材端８）が扇状もしくは円形状に広がることで、全体形状がダンベル状もしくは蝶ネクタイ状に形成された定着材６ｇとされていることが好ましい。また、貫通できない定着材の場合、例えば図１０に示すように、片方が強化繊維の束で、もう一方が扇状もしくは円形状に広がる定着材端８を有する定着材６ｈとすることができる。
【００２４】
ここで、定着材端の形状は、広げた平面形状とすることが可能であり、例えば図１１に示すような扇形状の定着材端８ａ、図１２に示すような多角形状の定着材端８ｂ、図１３に示すような円形状の定着材端８ｃを採用でき、さらにこれら以外に、例えば図１４に示すような茸状の定着材端８ｄ、図１５に示すような団扇状の定着材端８ｅを採用できる。これらの中でも、繊維を直線状に保ちながら広げることが可能な扇状とすることが可能である。ただし、本発明の如く補強材に巻きつける方法の場合には、定着材の両端は強化繊維の束のままとすることもできる。
【００２５】
補強材および定着材を構成する強化繊維としては、例えば、金属繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維および１００万以上の分子量からなるポリエチレン繊維からなる群から選ばれる少なくとも一種の連続繊維からなるものであることが好ましいが、中でも、高強度の炭素繊維とするのがより好ましい。
【００２６】
繊維強化プラスチックからなる補強材構成のために用いるマトリックス樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂およびメタクリル（ＭＭＡ）樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種のマトリックス樹脂とすることが好ましいが、耐久性、使用性に優れたエポキシ樹脂とするのがより好ましい。
【００２７】
定着材を補強材に貼り付ける場合、またはコンクリート部材と定着材とを接着固定する場合には、補強材を構成するマトリックス樹脂を用いることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明による補強方法は主にロックシェッド等の山岳部のコンクリート構造物の補強に用いられるが、その応用範囲は、ロックシェッド等のコンクリート構造物の補強に限られず、船舶や波浪を受ける岸壁などのコンクリート構造物にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施態様に係るコンクリート部材の補強方法により補強されたコンクリート部材の側面図である。
【図２】別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図３】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図４】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図５】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の側面図である。
【図６】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図７】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図８】さらに別の実施態様に係るコンクリート部材の斜視図である。
【図９】定着材の一例を示す平面図である。
【図１０】定着材の別の例を示す平面図である。
【図１１】定着材端の一例を示す平面図である。
【図１２】定着材端の別の例を示す平面図である。
【図１３】定着材端のさらに別の例を示す平面図である。
【図１４】定着材端のさらに別の例を示す平面図である。
【図１５】定着材端のさらに別の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  コンクリート部材
２  外部からの物体
３  物体が衝突するコンクリート部材表面
４  物体衝突面とは反対側のコンクリート部材表面
５  繊維強化プラスチックからなる補強材
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ  補強材
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ  定着材
７、７ａ、７ｂ  孔
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ  定着材端
【図１】
0005072703.tif 000002
【図２】
0005072703.tif 000003
【図３】
0005072703.tif 000004
【図４】
0005072703.tif 000005
【図５】
0005072703.tif 000006
【図６】
0005072703.tif 000007
【図７】
0005072703.tif 000008
【図８】
0005072703.tif 000009
【図９】
0005072703.tif 000010
【図１０】
0005072703.tif 000011
【図１１】
0005072703.tif 000012
【図１２】
0005072703.tif 000013
【図１３】
0005072703.tif 000014
【図１４】
0005072703.tif 000015
【図１５】
0005072703.tif 000016