(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなるマット（１１ｃ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる防護材（１１ｅ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、
前記空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、
前記被覆材（１１）中において、前記マット（１１ｃ）は前記長繊維（１１ｂ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記防護材（１１ｅ）は前記マット（１１ｃ）の前記充填材（１２）側に配置されることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項２】
合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなる第１のマット（１１ｃ）及び第２のマット（１１ｄ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる第１の防護材（１１ｅ）及び第２の防護材（１１ｆ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、
前記空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、
前記被覆材（１１）中において、前記第１のマット（１１ｃ）は前記長繊維（１１ｂ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記第２のマット（１１ｄ）は前記長繊維（１１ｂ）の外表面側に配置され、前記第１の防護材（１１ｅ）は前記第１のマット（１１ｃ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記第２の防護材（１１ｆ）は前記第２のマット（１１ｄ）の前記外表面側に配置されることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項３】
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、合成樹脂又は低磁性鋼からなる短繊維により補強されることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項４】
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、合成樹脂又は低磁性鋼からなる短繊維により補強されることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項５】
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、硬化後のセメントモルタル又はセメントコンクリート中にモノマーを含浸させポリマーと一体化させたポリマー含浸モルタル又はポリマー含浸コンクリートであることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項６】
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、硬化後のセメントモルタル又はセメントコンクリート中にモノマーを含浸させポリマーと一体化させたポリマー含浸モルタル又はポリマー含浸コンクリートであることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項７】
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記被覆材（１１）は、一端又は両端が蓋（１７）で閉塞された中空筒状に形成されるとともに充填孔（１６）を有し、未固化の前記充填材を前記充填孔（１６）から充填したのちに固化させることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【請求項８】
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記被覆材（１１）は、一端又は両端が蓋（１７）で閉塞された中空筒状に形成されるとともに充填孔（１６）を有し、未固化の前記充填材を前記充填孔（１６）から充填したのちに固化させることを特徴とする繊維補強合成樹脂製構造部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維補強合成樹脂材料からなる被覆材中にモルタル系又はコンクリート系の充填材を充填させた繊維補強合成樹脂製構造部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス繊維等の繊維を合成樹脂内に配置した繊維補強合成樹脂（以下、「ＦＲＰ」という。ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics ）からなる繊維補強合成樹脂製構造部材が知られている。この繊維補強合成樹脂製構造部材は、ＦＲＰによりＴ型断面等を有する中空筒状に成形されており、構造物中において梁等として使用されていた。このようなＦＲＰ製の中空構造部材は、軽量である上、腐食に対して強く、これらの機能が要求される海浜地区等において用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のＦＲＰ製の中空構造部材においては、強度は十分確保でき特に問題はなかったが、断面の剛性はあまり大きくできなかった。このため、例えば梁として使用した場合には、たわみ変形量が大きく、構造物に要求される機能を果たせない場合があった。これは、断面内での変形拘束が小さく、変形に対して断面の隅角部が弱点となるためと考えられる。
【０００４】
上記の問題を解決するため、断面の大きな大型構造部材では、空洞部分に補強リブを設けるという対策がとられるが、このような対策を行った場合でも、断面内での変形拘束は完全ではなく、変形に対する断面剛性を大きくすることは困難である。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、断面剛性の大きいＦＲＰ製構造部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなるマット（１１ｃ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる防護材（１１ｅ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、
前記空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、
前記被覆材（１１）中において、前記マット（１１ｃ）は前記長繊維（１１ｂ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記防護材（１１ｅ）は前記マット（１１ｃ）の前記充填材（１２）側に配置されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなる第１のマット（１１ｃ）及び第２のマット（１１ｄ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる第１の防護材（１１ｅ）及び第２の防護材（１１ｆ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、
前記空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、
前記被覆材（１１）中において、前記第１のマット（１１ｃ）は前記長繊維（１１ｂ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記第２のマット（１１ｄ）は前記長繊維（１１ｂ）の外表面側に配置され、前記第１の防護材（１１ｅ）は前記第１のマット（１１ｃ）の前記充填材（１２）側に配置され、前記第２の防護材（１１ｆ）は前記第２のマット（１１ｄ）の前記外表面側に配置されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、合成樹脂又は低磁性鋼からなる短繊維により補強されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、合成樹脂又は低磁性鋼からなる短繊維により補強されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、硬化後のセメントモルタル又はセメントコンクリート中にモノマーを含浸させポリマーと一体化させたポリマー含浸モルタル又はポリマー含浸コンクリートであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記充填材（１２）は、硬化後のセメントモルタル又はセメントコンクリート中にモノマーを含浸させポリマーと一体化させたポリマー含浸モルタル又はポリマー含浸コンクリートであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項１に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記被覆材（１１）は、一端又は両端が蓋（１７）で閉塞された中空筒状に形成されるとともに充填孔（１６）を有し、未固化の前記充填材を前記充填孔（１６）から充填したのちに固化させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る繊維補強合成樹脂製構造部材は、
請求項２に記載された繊維補強合成樹脂製構造部材において、
前記被覆材（１１）は、一端又は両端が蓋（１７）で閉塞された中空筒状に形成されるとともに充填孔（１６）を有し、未固化の前記充填材を前記充填孔（１６）から充填したのちに固化させることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る繊維補強合成樹脂製構造部材の第１実施形態である梁部材の構成を示す図であり、図１（Ａ）は全体構成を示す斜視図を、図１（Ｂ）は被覆材の構成を示す一部拡大斜視図を、それぞれ示している。図１（Ａ）に示すように、この梁部材１０１は、被覆材１１と充填材１２を備えて構成されている。
【００２１】
被覆材１１は、略「Ｔ」字形状の中空筒状に形成された繊維補強合成樹脂製の部材である。被覆材１１は、図１（Ｂ）に示すように、合成樹脂からなる母材１１ａ中に、長繊維１１ｂと、マット１１ｃ及び１１ｄが配置されて補強されている。マット１１ｃは、母材１１ａ中において長繊維１１ｂの充填材側に配置され、マット１１ｄは、母材１１ａ中において長繊維１１ｂの外表面側に配置される。また、母材１１ａ中には、マット１１ｃの充填材側に防護材１１ｅが配置され、マット１１ｄの外表面側に防護材１１ｆが配置されている。
【００２２】
母材１１ａとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、汎用樹脂、エンジニアリングプラスチックス等が使用可能である。例えば、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００２３】
長繊維１１ｂとしては、ガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維等が使用可能である。合成樹脂繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド樹脂（アラミド樹脂）繊維等が挙げられる。
【００２４】
また、マット１１ｃ及び１１ｄとしては、ガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維等からなる織布（クロス）又は不織布等が使用可能である。合成樹脂繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド樹脂繊維等が挙げられる。このマット１１ｃ及び１１ｄは、平板状部材に相当している。
【００２５】
なお、被覆材１１中における長繊維とマットの配置は、上記とは逆であってもよく、例えば、マットを挟むようにマットの上下両側に長繊維を配置してもよい。また、マットは、長繊維の充填材側、又は長繊維の外表面側のいずれかの片側のみに配置されるようにしてもよい。あるいは、長繊維とマットのいずれか一方、又は両方はそれぞれ複数段重ねて配置してもよい。
【００２６】
防護材１１ｅは、被覆材１１中において、マット１１ｃの充填材側に配置される。この防護材１１ｅは、充填材１２がセメントモルタル又はセメントコンクリート等のセメント系物質の場合はアルカリ性を示すことから、マット１１ｃを化学的に変質させたり腐食させたりすることを防止するために配置されるものである。なお、被覆材１１中において、充填材の近傍に長繊維１１ｂが配置される場合には、防護材１１ｅを長繊維１１ｂの充填材側に配置してもよい。
【００２７】
また、防護材１１ｆは、被覆材１１中において、マット１１ｄの外表面側に配置される。この防護材１１ｆは、紫外線等の環境条件がマット１１ｄを化学的に変質させたり腐食させたりすることを防止するために配置されるものである。なお、被覆材１１中において、外表面の近傍に長繊維１１ｂが配置される場合には、防護材１１ｆを長繊維１１ｂの外表面側に配置してもよい。
【００２８】
これらの防護材１１ｅ，１１ｆとしては、ポリエステル等の合成樹脂材料からなる不織布等が使用可能である。なお、これらの防護材１１ｅ，１１ｆは、充填材の材質、被覆材の外部の環境条件によっては設置しなくてもよい。
【００２９】
上記した被覆材１１は、例えば、「引抜き成形法」により製造される。この引抜き成形法では、母材１１ａとして熱硬化性樹脂を用い、長繊維１１ｂとマット１１ｃ及び１１ｄと防護材１１ｅ，１１ｆを重ねて液状の母材１１ａを含浸し、金型（図示せず）に引き込み、加熱することにより母材１１ａを硬化させる。硬化状態でプーラー（図示せず）により金型内の被覆材１１を連続的に引く抜くことにより、中空筒状の被覆材１１を成形する。
【００３０】
また、被覆材１１は、母材１１ａとして熱可塑性樹脂を用いる「押出し成形法」によっても製造可能である。
【００３１】
充填材１２は、被覆材１１内の略「Ｔ」字形状の空洞に充填されている。充填材１２としては、無収縮性を有するように配合されたセメントモルタル、無収縮性を有するように配合されたセメントコンクリート、無収縮性を有するように配合された軽量コンクリート等のモルタル系又はコンクリート系の充填材が使用可能である。
【００３２】
無収縮性のセメントモルタルは、セメントと水と砂に加え、膨張材、混和材及び混和剤等を配合して練混ぜることにより生成することができる。また、無収縮性のセメントコンクリートは、セメントと水と細骨材（砂）と粗骨材（砂利）に加え、膨張材、混和材及び混和剤等を配合して練混ぜることにより生成することができる。また、無収縮性の軽量コンクリートは、無収縮性コンクリートにおいて、粗骨材として多孔質の人工軽量骨材等を用いることにより生成することができる。
【００３３】
また、上記の無収縮モルタル、無収縮コンクリート、無収縮軽量コンクリートにおいては、上記の配合に加え、スチレンブタジエンゴムラテックス、エチレン酢酸ビニルとポリアクリル酸エステルのエマルジョン等のポリマー混和剤をさらに混合することにより、セメントとポリマーの両方を結合材とするポリマーセメントモルタルやポリマーセメントコンクリートとしてもよい。あるいは、結合材としてセメントを全く用いず、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を結合材としこれらにより骨材を結合するポリマーモルタル、ポリマーコンクリートとしてもよい。さらに、硬化後のセメントモルタル、又はセメントコンクリート中にモノマーなどを含浸させポリマーと一体化させたポリマー含浸モルタル、ポリマー含浸コンクリートとしてもよい。
【００３４】
充填材１２は、材料を混合して練り混ぜ、未固化の流動状態で被覆材１１の空洞部分に充填し、固化させることにより形成する。
【００３５】
この充填材１２は、短繊維の混合によって補強されてもよい。充填材１２がセメントコンクリートの場合には、繊維補強コンクリート（ＦＲＣ：Fiber Reinforced Concrete ）となる。この短繊維としては、鋼、ガラス、炭素、合成樹脂からなる短繊維等が使用可能である。合成樹脂繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド樹脂繊維等が挙げられる。また、これらの短繊維単独だけでなく、これら短繊維の適宜の組合わせも使用可能である。
【００３６】
充填材１２は、内部に筋状補強材を埋設することによって補強されてもよい。この筋状補強材としては、鉄筋、繊維補強合成樹脂を鉄筋状に形成した部材（以下、「ＦＲＰ筋」という。）等が使用可能である。ＦＲＰ筋は、芳香族ポリアミド樹脂等の合成樹脂からなる筋状の母材（図示せず）の内部に、長繊維（図示せず）が長手方向に配置され補強されたものである。合成樹脂としては１１ａと同様のものが、長繊維としては、１１ｂと同様のものが、それぞれ使用可能である。充填材１２がセメントコンクリートで筋状補強材が鉄筋の場合には、鉄筋コンクリート（ＲＣ：Reinforced Concrete ）となる。なお、上記した筋状補強材としては、芳香族ポリアミド樹脂等の合成樹脂からなる長繊維状の部材も含まれる。
【００３７】
また、充填材１２は、内部に鉄骨を埋設することによって補強されてもよい。鉄骨としては、例えば、Ｈ型鋼、山型鋼等の型鋼、あるいはこれらの型鋼を溶接等によって組み合わせた部材が使用可能である。充填材１２がセメントコンクリートの場合には、鉄骨コンクリート（ＳＲＣ：Steel Reinforced Concrete ）となる。また、短繊維、筋状補強材、あるいは鉄骨単独だけでなく、これらの適宜の組合わせによって補強を行ってもよい。
【００３８】
次に、図１に示す梁部材１０１に荷重を載荷した試験の結果を図２に示す。図２（Ａ）は梁部材１０１に荷重Ｐを加えた場合の荷重−変位曲線図を、図２（Ｂ）は荷重Ｐの載荷条件を、それぞれ示している。
図２（Ｂ）に示すように、載荷試験に使用した梁部材１０１は、全長１７６０ｍｍで単純支持されており、両支点から５８７ｍｍの点にＰ／２の荷重が作用するようになっている。また、変位は梁部材の中央の点ｃにおいて計測した。
【００３９】
載荷試験の結果は、図２（Ａ）においてａで示す曲線（白色四角点を結んだ曲線）のようになった。比較のため、梁部材１０１から充填材１２を除き被覆材１１のみとした部材（以下、「無充填梁部材」という。）について全く同一の載荷を行った結果、図２（Ａ）においてｂで示す曲線（黒色三角点を結んだ曲線）のようになった。
【００４０】
この結果からわかるように、無充填梁部材の場合は、荷重Ｐが４ｔ程度になると変位が急激に増大する。一方、本実施形態の梁部材１０１の場合は、荷重が１８ｔ程度まで荷重に対する変位の増加率はほぼ一定であり、無充填梁部材の変位増加率よりも小さい。また、図２（Ａ）の無充填梁部材の荷重−変位曲線において急激な変化が生じる直前の点（屈曲点）の変位は、荷重約４．０ｔのときに約７．５ｍｍとなるが、本実施形態の梁部材１０１で変位が約７．５ｍｍとなるのは荷重が約１０．５ｔのときである。このように、本実施形態の梁部材１０１は、無充填の被覆材のみの場合に比べ、荷重に対するたわみ変形量が小さく、梁の断面剛性が増大していることがわかる。
【００４１】
次に、本発明に係る繊維補強合成樹脂製構造部材の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態である床版部材と、上記した梁部材１０１とを用いて構成した土木構造物を示す斜視図である。
図３に示すように、この床版部材１０２は、被覆材２１と充填材２２を備えて構成されている。
【００４２】
被覆材２１は、扁平な略「ロ」字形状の中空筒状に形成された繊維補強合成樹脂製の部材である。被覆材２１は、梁部材１０１における被覆材１１と同様の構成を有しており、同様の方法で製造される。充填材２２は、被覆材２１内の略「ロ」字形状の空洞に充填されるモルタル系又はコンクリート系充填材であり、その構成や配合は梁部材１０１の場合と同様である。
【００４３】
図３においては、受台コンクリート２０３の上に梁部材１０１を所定間隔で並べ、梁部材１０１にあらかじめ設けたボルト用孔（図５，６における１５参照）に梁固定ボルト２０２Ａを挿通したのち梁固定ナット２０２Ｂを締結し、梁部材１０１を受台コンクリート２０３に固定する。また、各梁部材１０１にはあらかじめ床版固定ボルト２０１Ａを取り付けておき、各床版部材１０２の対応する位置にあらかじめ設けたボルト用孔（図示せず）に床版固定ボルト２０１Ａを挿通したのち床版固定ナット２０１Ｂを締結し、床版部材１０２を梁部材１０１に固定する。このようにして床版構造を構成することができる。このような構造物は、例えば海浜地区等の腐食しやすい環境に好適である。
【００４４】
次に、上記の梁部材１０１を磁気浮上式鉄道ガイドウェイの案内車輪走行路に用いる例を図４に示す。図４（Ａ）は磁気浮上式鉄道ガイドウェイの高速用トラバーサ分岐装置における断面図であり、図の左側と右側はそれぞれ異なる断面を示している。また、図４（Ｂ）は案内車輪走行路の一般部の断面を、図４（Ｃ）は案内車輪走行路の支持装置部分における断面を、それぞれ示している。
【００４５】
図４（Ａ）の左側に示すように、ガイドウェイ２０４Ａは、磁気浮上式車両の浮上・推進用のコイル２０５Ａと、支持装置２０６Ａと、案内車輪走行路である梁部材１０１と、支持ピン２０７Ａを有している。支持装置２０６Ａに対応する梁部材１０１の位置には、ピン孔１３が設けられており、このピン孔１３に支持ピン２０７Ａが挿通され、ガイドウェイ２０４Ａの側壁上部に設置された支持装置２０６Ａにより梁部材１０１が支持されるようになっている。ピン孔１３の周辺には、図４（Ｃ）に示すように、補強板２０８が取り付けられている。
【００４６】
図４（Ａ）の右側に示すガイドウェイ２０４Ｂもガイドウェイ２０４Ａと同様の構成を有しており、磁気浮上式車両の浮上・推進用のコイル２０５Ｂと、支持装置２０６Ｂと、案内車輪走行路である梁部材１０１と、支持ピン２０７Ｂを有して構成されている。
【００４７】
梁部材１０１を上記のような磁気浮上式鉄道ガイドウェイの案内車輪走行路に用いる場合には、コイルによる磁気浮上力や磁気推進力を妨害しないように、充填材内部に設ける補強用の短繊維や筋状補強材は合成樹脂や低磁性鋼等の低磁性材料によって形成することが望ましい。
【００４８】
次に、上記した梁部材１０１を作成する方法について説明する。図５は、梁部材１０１をプレキャスト方式で作成する場合の作成方法を示す斜視図である。
この作成方法では、被覆材１１は、図の右端が開放されるとともに図の左端（図示せず）が閉塞された中空筒状に形成されている。また、被覆材１１は、高さの異なる受台２０９Ａと２０９Ｂの上に渡された受梁２１０の上に右端が高く左端が低くなるような傾斜状態で載置されている。被覆材１１の左側には空気抜き用の孔１４が設けられている。この状態で、開放された右端から内部の空洞へ未固化の充填材１２を充填し、固化させることにより梁部材１０１を作成する。図５において、１５は、図３における受台コンクリート２０３等に固定するためのボルトを挿通するための孔である。また、２０１Ａは、図３における床版部材１０２等を固定するためのボルトである。
【００４９】
また、図６は、梁部材１０１を現場施工で作成する場合の作成方法を示す斜視図である。
この作成方法では、被覆材１１は、中空筒状で両端が蓋１７で閉塞されている。また、被覆材１１は、鉄筋コンクリート構造等の支持構造物によって支持されている。この被覆材１１の右側には充填用の孔１６が設けられている。この状態で、充填孔１６から内部の空洞へ未固化の充填材１２を充填し、固化させることにより梁部材１０１を作成する。図６において、１５は、図３における受台コンクリート２０３等に固定するためのボルトを挿通するための孔である。また、２０１Ａは、図３における床版部材１０２等を固定するためのボルトである。
【００５０】
次に、本発明に係る繊維補強合成樹脂製構造部材の第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態である梁部材の構成を示す斜視図である。図に示すように、この梁部材１０３は、被覆材３１と充填材３２を備えて構成されている。
【００５１】
被覆材３１は、上板３１Ａと、Ｉ型桁３１Ｂ，３１Ｃと、下板３１Ｄを有しており、全体として略「ロ」字形状の中空筒状となるように組み合わされ、接着、又はボルト，ナット等の結合具により固定されている。上板３１Ａと、Ｉ型桁３１Ｂ，３１Ｃと、下板３１Ｄは、繊維補強合成樹脂製の部材であり、梁部材１０１における被覆材１１と同様の構成を有しており、同様の方法で製造される。充填材３２は、被覆材３１内の略「ロ」字形状の空洞に充填されるモルタル系又はコンクリート系充填材であり、その構成や配合は梁部材１０１の場合と同様である。
【００５２】
この第３実施形態のように、一体成形の被覆材ではなく、複数の部材を組み合わせて被覆材を構成することによっても、本発明を実現することができる。
【００５３】
次に、本発明に係る繊維補強合成樹脂製構造部材の第４実施形態について説明する。図８は、本発明の第４実施形態である梁部材の構成を示す斜視図である。図に示すように、この梁部材１０４は、被覆材４１と、充填材４２と、連結材４３を備えて構成されている。
【００５４】
被覆材４１は、上部が開放された略「Ｔ」字形状の溝型部材の垂直部分に隔壁４５が設けられており、略「Ｔ」字形状の凹部と、略「ロ」字形状の空洞を有している。被覆材４１は、繊維補強合成樹脂製の部材であり、梁部材１０１における被覆材１１と同様の構成を有しており、同様の方法で製造される。
【００５５】
充填材４２は、被覆材４１の略「Ｔ」字形状の凹部と略「ロ」字形状の空洞内に充填されるモルタル系又はコンクリート系充填材であり、その構成や配合は梁部材１０１の場合と同様である。このように、隔壁４５を設けることにより被覆材４１の内部の空洞を複数の室に区画する構成とすると、隔壁４５が補強リブとして働き、梁部材１０４全体の剛性を高めることができる。また、図に示すように、内部に鉄筋４４等を埋設することにより充填材４２を補強するようにしてもよい。
【００５６】
また、連結材４３は、被覆材４１の上部開放部付近に配置され、略「Ｔ」字形状の水平部分の被覆材４１及び充填材４２が変形することを防止する。
【００５７】
この第４実施形態のように、被覆材内部の空洞ではなく、被覆材によって形成される凹部に充填材を充填するようにしても、本発明を実現することができる。この場合には、必要に応じて、充填材が被覆材から離脱することを防止するジベル等の離脱防止具を設けてもよい。
【００５８】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５９】
例えば、上記各実施形態においては、繊維補強合成樹脂製構造部材の例として梁部材と床版部材について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の繊維補強合成樹脂製構造部材、例えば柱部材、壁部材、その他の補強用部材又は補剛用部材として使用してもよい。また、繊維補強合成樹脂製構造部材が支持する外力としては、引張力、圧縮力、曲げ、せん断、ねじりの各力のほか、これらの適宜の組合わせの力が作用するものであってもよい。
【００６０】
また、上記各実施形態においては、被覆材を引抜き成形法（又は押出し成形法）により製造する例について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の方法を用いて製造してもよい。例えば、合成樹脂を含浸させたガラスマットやガラスクロス等を型の上に置き人間の手加工によって型とおりの形状に成形する「手加工法（ハンドレイアップ法）」、合成樹脂を含浸させたガラスマットやガラスクロス等を型の上に置き真空ポンプ等を用いた吸着によって型に密着させて型とおりの形状に成形する「バキュームモールディング法」、合成樹脂を含浸させたガラスマットやガラスクロス等を型の上に置き圧縮空気を吹き込んで型に密着させて型とおりの形状に成形する「プレッシャーバッグモールディング法」、合成樹脂を含浸させたガラスマットやガラスクロス等を下型の上に置いて上型を押し付けて型とおりの形状に成形する「マッチドダイモールド法」、ガラスマットやガラスクロス等を型上に置いて表面に合成樹脂と硬化剤の混合物を吹き付けて型とおりの形状に成形する「スプレーアップ成形法」等が挙げられる。
【００６１】
また、上記各実施形態においては、被覆材の内部の空洞あるいは被覆材に設けられる凹部の形状として、略「Ｔ」字形状の断面と略「ロ」字形状の断面を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他の断面形状、例えば略「Ｉ」字形状断面、略「Ｌ」字形状断面、略「Ｈ」字形状断面、略「コ」字形状断面、円形断面、多角形断面等であってもよい。
【００６２】
また、上記した第４実施形態においては、被覆材の内部の空洞を隔壁によって複数の室に区画する例について説明したが、本発明はこれには限定されず、被覆材に設けられる凹部を隔壁によって複数の部分に区画するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記各実施形態においては、被覆材の内部に形成される空洞、あるいは被覆材に設けられる凹部の個数が一つの場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、一又は複数の隔壁等を適宜設けて空洞あるいは凹部を複数形成してもよい。また、これら一又は複数の空洞又は凹部のうち、全部を充填材で充填してもよいし、それらの一部、すなわち一つの空洞又は凹部の一部分、あるいは複数の空洞又は凹部のうちのいくつかを充填材で充填するようにしてもよい。このように空洞又は凹部の一部のみの充填を行えば、繊維補強合成樹脂製構造部材をさらに軽量化することが可能となる。また、充填材で充填された空洞又は凹部のうちの一部又は全部を、短繊維、筋状補強材、鉄骨、あるいはこれらの適宜の組合わせによって補強するようにしてもよい。
【００６４】
また、図５に示した実施形態においては、被覆材の一端が開放され他端が閉塞された例を、また図６に示した実施形態においては、被覆材の両端が閉塞された例を、それぞれ示したが、本発明はこれには限定されず、被覆材の両端が開放され、充填材の充填時にのみ被覆材の一端又は両端を仮の蓋等で閉塞するようにし、充填材の固化後に蓋を取り外すようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなるマット（１１ｃ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる防護材（１１ｅ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、被覆材（１１）中において、マット（１１ｃ）は長繊維（１１ｂ）の充填材（１２）側に配置され、防護材（１１ｅ）はマット（１１ｃ）の前記充填材（１２）側に配置されるように構成し、又は、合成樹脂からなる母材（１１ａ）中に、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維からなる長繊維（１１ｂ）と、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維による織布又は不織布からなる第１のマット（１１ｃ）及び第２のマット（１１ｄ）と、合成樹脂材料製の不織布からなる第１の防護材（１１ｅ）及び第２の防護材（１１ｆ）が配置されて補強され、一又は複数の空洞又は凹部を有する形状に形成された被覆材（１１）と、空洞又は凹部の一部又は全部に充填されるモルタル系又はコンクリート系の充填材（１２）を備え、被覆材（１１）中において、第１のマット（１１ｃ）は長繊維（１１ｂ）の充填材（１２）側に配置され、第２のマット（１１ｄ）は長繊維（１１ｂ）の外表面側に配置され、第１の防護材（１１ｅ）は第１のマット（１１ｃ）の充填材（１２）側に配置され、第２の防護材（１１ｆ）は第２のマット（１１ｄ）の外表面側に配置されるように構成したので、軽量かつ腐食に対して強く、かつ繊維補強合成樹脂製構造部材の断面剛性を増大させることができる。
これにより、断面内での変形拘束を大きくすることができ、梁として使用した場合には、たわみ変形量を小さくすることができ、構造物に要求される機能を十分発揮することができる、という利点がある。
また、これにより、低磁性を必要とする構造部材や腐食しやすい環境への適用部材として有効であるとともに、繊維補強合成樹脂製構造部材をコンクリート打設時の型枠として利用できる、という利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である梁部材の構成を示す図であり、図１（Ａ）は全体構成を示す斜視図を、図１（Ｂ）は被覆材の構成を示す一部拡大斜視図を、それぞれ示している。
【図２】図１に示す梁部材の載荷試験の結果を示す図であり、図２（Ａ）は図１に示す梁部材に荷重を加えた場合の荷重−変位曲線図を、図２（Ｂ）は荷重Ｐの載荷条件を、それぞれ示している。
【図３】本発明の第２実施形態である床版部材と図１に示す梁部材とを用いて構成した土木構造物を示す斜視図である。
【図４】図１に示す梁部材を磁気浮上式鉄道ガイドウェイの案内車輪走行路に用いた例を示す図であり、図４（Ａ）は磁気浮上式鉄道ガイドウェイの構成を示す断面図を、図４（Ｂ）は案内車輪走行路の一般部の断面を、図４（Ｃ）は案内車輪走行路の支持装置部分における断面を、それぞれ示している。
【図５】図１に示す梁部材をプレキャスト方式で作成する場合の作成方法を示す斜視図である。
【図６】図１に示す梁部材を現場施工で作成する場合の作成方法を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態である梁部材の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態である梁部材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１  被覆材
１１ａ  母材
１１ｂ  長繊維
１１ｃ，１１ｄ  マット
１１ｅ，１１ｆ  防護材
１２  充填材
１３  ピン孔
１４  空気抜孔
１５  ボルト用孔
１６  充填孔
１７  蓋
２１  被覆材
２２  充填材
３１  被覆材
３１Ａ  上板
３１Ｂ，３１Ｃ  Ｉ型桁
３１Ｄ  下板
３２  充填材
４１  被覆材
４２  充填材
４３  連結材
４４  鉄筋
４５  隔壁
１０１，１０３，１０４  梁部材
１０２  床版部材
２０１Ａ  床版固定ボルト
２０１Ｂ  床版固定ナット
２０２Ａ  梁固定ボルト
２０２Ｂ  梁固定ナット
２０３  受台コンクリート
２０４Ａ，２０４Ｂ  ガイドウェイ
２０５Ａ，２０５Ｂ  コイル
２０６Ａ，２０６Ｂ  支持装置
２０７Ａ，２０７Ｂ  支持ピン
２０８  補強板
２０９Ａ，２０９Ｂ  受台
２１０  受梁
２１１  支持構造物
【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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