(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管表面の外周面を被覆する防食保護材の締結構造であって、繊維強化プラスチックからなるＬ型アングル材の一片内側面と、繊維強化プラスチックからなる板状材の一端とが機械的に固定され、接合部を形成し、該接合部の表面又は表面と裏面に繊維強化プラスチックの積層が施され、該Ｌ型アングル材の他片に予め設けられている防食保護材締結用穴によりボルト及びナットにて締付け固定されてなる防食保護材の締結構造。
【請求項２】
上記Ｌ型アングル材の接合部を形成する部分が、板状材の厚さ分だけ薄く、段差を有し、板状材との接合時に防食保護材表面が同一厚みとなる請求項１記載の防食保護材の締結構造。
【請求項３】
上記裏面側の積層がＬ型アングル材の他片まで延長され、ボルト及びナットの締付け時においてアングル材の変形を防止できる請求項１又は２記載の防食保護材の締結構造。
【請求項４】
上記繊維強化プラスチックがガラス繊維強化プラスチックである請求項１、２又は３記載の防食保護材の締結構造。
【請求項５】
上記機械的に固定される手段が、リベット又はボルトである請求項１〜４のいずれかに記載の防食保護材の締結構造。
【請求項６】
上記接合部の表面に、積層樹脂の専用プライマーが塗布されている請求項１〜５のいずれかに記載の防食保護材の締結構造。
【請求項７】
鋼管の外周面を被覆する防食保護材の締結方法であって、連続機械成形加工した繊維強化プラスチックからなるＬ型アングル材の一片内面と、上記と同様に成形加工した繊維強化プラスチックからなる板状材の一端を機械的に固定し、接合部を形成し、該接合部の表面又は表面と裏面に上記と同一の繊維強化プラスチックの積層を施し、該Ｌ型アングル材の他片に予め設けておいた防食保護材締結用穴を用い、ボルト及びナットにて締付け固定をすることを特徴とする防食保護材の締結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋環境にある鋼管杭等の防食保護材の締結構造及びその締結方法に関し、特に機械成形加工品の組合わせにより、従来の方法と同程度の高強度を有する防食保護材が、従来の方法よりも短時間で簡便に製作でき、しかも様々な杭径に対応できる防食保護材の締結構造及びその締結方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
水上施設、例えば桟橋を支持する鋼管杭は長期の使用によって腐食を受け易い。特に、海水の接触と、空気中の酸素との接触が繰り返される飛沫帯においては、その傾向が顕著である。
【０００３】
このため、従来より、鋼管杭の外周面を防食保護材（カバー材）で被覆する試みがなされている。この種の防食保護材は、多様な鋼管杭径に対応させるため、それぞれ対応する金型を用い、手作業によりガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）積層を繰り返し、所定の厚さと強度を持つ防食保護材を作成する方法が一般的である。
【０００４】
この方法は、杭径に合わせた防食保護材を製作できるが、それぞれ対応する金型を用意しなければならず、手作業による積層作業は多くの手間と時間を必要とし、樹脂が硬化するまでは型から外せないことから連続作業ができないという問題がある。
【０００５】
他の方法として、機械成形材を利用する方法がある。この方法は、防食保護材の締結部又は結合部となるアングル形状のフランジ部と防食部となる板材とに分け、両者を結合して防食保護材を作成する方法が一般的である。この際の結合方法としては、熱可塑性樹脂からなる両者の間に電熱線を設け、熱融着する方法（特公昭６１−３２４６８号公報）、両者を接着剤により貼り合わせる方法（実公平３−２２２７３号公報）等がある。またポリオレフィン樹脂により防食保護材を一度に連続機械成形加工することも提案されている（特開昭５９−６２１１０号公報）。
【０００６】
しかし、特公昭６１−３２４６８号公報に開示の方法では、製作上の手間が少なく、仕上がりも一定した防食保護材を作製することができるが、融着されたアングル材と板材の接合端部はボルトによる締め付け固定時に、締め付け力の反動で広がってしまう。このため、経時的にはくさび的に剥離する力が働き、これにより波浪の大きな海洋環境では破損してしまう恐れがある。
【０００７】
また実公平３−２２２７３号公報に記載の方法のように、アングル材と板材を接着剤により接着させ、さらに板材と同材質の板をアングル材の上側にも貼り付ける方法があるが、接着による方法は経時的に接着力が低下することから、長期的な耐久性が劣る。特に海洋環境では波浪や潮流等により繰り返しの応力を受けるため問題が残る。
【０００８】
また、特開昭５９−６２１１０号公報のように、防食保護材全体を一度に機械成形する場合は、防食保護材の固定をフランジ形式とすると、厚さが不足するため、ボルトによる締め付け固定が充分にできず、一方、フランジのために板厚を厚くすると、防食保護材全体が重くなり、取り付け時の作業性が著しく低下する。
【０００９】
また、チタン又はチタン合金による機械成形品を用いた防食保護材も提案されている（特公平２−１９２５３号公報、特公平２−１９２５４号公報）。
【００１０】
この場合は、海洋環境において優れた耐食性をもつチタンを使用するため、プラスチック材よりも高強度と耐久性を有する防食保護材となるが、チタン板のみでフランジ構造を作ると、一般的には板厚が薄いため、ボルト締めにより曲がってしまう。そこでフランジ構造を維持するために、成形したアングル材を保護材として取付ける必要がある。
【００１１】
さらに、紫外線硬化タイプのＦＲＰテープを用い、防食保護材を作成したり、フランジの形状や保護材の材質を変えたもの等がある。
【００１２】
紫外線硬化タイプのＦＲＰテープを用いた場合には、フランジを必要としない防食保護材が可能であるが、紫外線硬化であるため、水中では硬化し難く、また大気中においても紫外線が不充分な場所では、そのための専用の紫外線照射装置が必要となる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、高強度を有し、また短時間で簡便に製作でき、しかも様々な杭径に対応できる防食保護材の締結構造及びその締結方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、検討の結果、機械成形品の組み合わせにより、上記目的が達成し得ることを知見した。
【００１５】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、鋼管表面の外周面を被覆する防食保護材の締結構造であって、繊維強化プラスチックからなるＬ型アングル材の一片内側面と、繊維強化プラスチックからなる板状材の一端とが機械的に固定され、接合部を形成し、該接合部の表面又は表面と裏面に繊維強化プラスチックの積層が施され、該Ｌ型アングル材の他片に予め設けられている防食保護材締結用穴によりボルト及びナットにて締付け固定されてなる防食保護材の締結構造を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、鋼管の外周面を被覆する防食保護材の締結方法であって、連続機械成形加工した繊維強化プラスチックからなるＬ型アングル材の一片内面と、上記と同様に成形加工した繊維強化プラスチックからなる板状材の一端を機械的に固定し、接合部を形成し、該接合部の表面又は表面と裏面に上記と同一の繊維強化プラスチックの積層を施し、該Ｌ型アングル材の他片に予め設けておいた防食保護材締結用穴を用い、ボルト及びナットにて締付け固定をすることを特徴とする防食保護材の締結方法を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の防食保護材の締結構造の一例を示す斜視図であり、図２は、その断面図である。図１及び図２において、１はＬ型アングル材、２は板状材、３は表面ＦＲＰ積層体、４は機械的固定手段（接合部固定用リベット）、５は防食保護材締結用ボルト穴、６は裏面ＦＲＰ積層体、７はアングル・板接合部をそれぞれ示す。
【００１８】
図１及び図２において、Ｌ型アングル材１は、連続機械成形加工により製造された繊維強化プラスチックからなる。ここに用いられる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維等が用いられるが、経済性の観点からガラス繊維が好ましい。また、プラスチックとしては、熱硬化性樹脂が好ましく、特に耐候性に優れた不飽和ポリエステルが好ましい。
【００１９】
このＬ型アングル材１の一片内側面と、このＬ型アングル材と同様に連続機械成形加工により製造された繊維強化プラスチックからなる板状材２の一端とが機械的に固定され、アングル・板接合部７を形成する。この機械的固定手段４としては、リベット、ボルト等が例示される。
【００２０】
また、Ｌ型アングル材１のアングル・板接合部７を形成する部分は、板状材の厚さ分だけ薄く、段差を有しており、板状材との接合時に防食保護材表面が同一厚みとなる構造を有することが望ましい。このことによって、防食保護材の表面が鋼管と同心円となるようにし、内側の厚さ変化は発泡ポリエチレン等の緩衝材で吸収するようにすると、防食保護材の鋼管への取り付け時に変形を生じない。
【００２１】
本発明では、上記アングル・板接合部７の表面又は表面と裏面に、繊維強化プラスチック、例えば上記したようなガラス繊維強化ポリエステルの積層（表面ＦＲＰ積層体３及び裏面ＦＲＰ積層体６）が施される。この繊維強化プラスチック積層体の積層枚数は任意である。また、アングル・板接合部７に上記プラスチック専用のプライマーを塗布することによって、繊維強化プラスチック積層体の接合部への接着がより強固となる。この接合部の表面又は表面と裏面へのＦＲＰ積層体の積層作業は、いずれも型を必要とせず、特に熟練を要する工程もないことから、短時間で簡単に作業することができる。
【００２２】
本発明では、上記のようなリベットやボルト等の機械的な固定と繊維強化プラスチックによる積層によって、アングル・板接合部７には２重の機械的な接合力が加えられ、一体成形とほぼ同等の強度を有する。また、リベットやボルト等にステンレス鋼等の金属材料を用いた場合、接合部の表面又は表面と裏面に繊維強化プラスチックの積層を施すことによって、これら金属材料は被覆防食され、長期的にその機能を維持することができる。
【００２３】
上記Ｌ型アングル材１の他片（フランジ）には、防食保護材締結用穴５が設けられ、ボルト及びナットにて締付け固定される。上記した裏面ＦＲＰ積層体６をこのＬ型アングル材１の他片まで延長することにより、機械成形材のみでは製作し難い、他片のみをさらに高強度をすることができ、これによりボルト締めによる強度な締め付け圧が働いても、他片の変形を防ぐことができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
【００２５】
〔実施例１〕
板厚が５ｍｍと２ｍｍのガラス繊維強化プラスチック板を用い、５ｍｍ厚のガラス繊維強化プラスチック板を表面側とし、リベット止めと表面と裏面にガラス繊維強化プラスチックの積層を行った。リベットはＳＵＳ系φ５ｍｍとし、接合部の重ね代はリベットを中心に約３０ｍｍとした。プラスチックとしては、常温硬化型イソフタル酸ポリエステルを用い、積層は表裏ともリベットを中心に約１００ｍｍとした。また、積層数は、表１に示されるように、表面ＦＲＰ積層体を１プライ、裏面ＦＲＰ積層体を２プライとした。
【００２６】
この試験片を用い、ＪＩＳ  Ｋ７０５４に準拠して荷重を評価した。荷重は試験片（幅２５ｍｍ）が破壊したときの値であり、５ピースの最大値、最小値及び平均値で示した。その結果を表２に示す。
【００２７】
〔実施例２〕
表１に示されるように、裏面の積層を行わない以外は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様に荷重を測定した。結果を表２に示す。
【００２８】
〔比較例１〕
表１に示されるように、実施例１で用いた板厚２ｍｍのガラス繊維強化プラスチック板を試験片とした。実施例１と同様に荷重を測定した。また、この試験片については単位面積当たりの強度を評価した。結果を表２に示す。
【００２９】
〔比較例２〕
表１に示されるように、表面及び裏面の積層を行わない以外は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様に荷重を測定した。結果を表２に示す。
【００３０】
〔比較例３〕
表１に示されるように、表面の積層を行わない以外は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様に荷重を測定した。結果を表２に示す。
【００３１】
〔比較例４〕
表１に示されるように、リベット止めを行わない以外は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様に荷重を測定した。結果を表２に示す。
【００３２】
【表１】
0003741585.tif 000002
【００３３】
【表２】
0003741585.tif 000003
【００３４】
表２の結果から明らかなように、機械的固定に加え、表面と裏面に繊維強化プラスチックの積層を行った実施例１は、継ぎ目の無い板材を用いた比較例１とほぼ同等の強度を発揮することが判った。このような構造を持つ防食保護材は、機械的固定と繊維強化プラスチックの積層との相乗効果によって、波浪や潮流の激しい苛酷な環境でも充分に使用することができる。これに対して、比較例２〜４は、比較例１に比べて強度に劣ったものであった。
【００３５】
また、繊維強化プラスチックの積層が表面のみの実施例２は、継ぎ目の無い板材を用いた比較例１に比較して、約３割の強度低下が見込まれ、比較例３〜４と同等であるが、機械的固定部材の防食保護及びフランジの締付け固定時の反動によるフランジ近傍の盛り上がりを防止できるため、内湾のような比較的穏やかな環境の防食保護材として使用できる。
【００３６】
これに対して、比較例３は、表面の積層がないため、機械的固定手段（リベット、ボルト等）が腐食の問題が生じる。また、比較例４は、接着固定のみなので、剪断方向の剥離の問題や接着力の経時的低下が生じ、長期の耐久性に問題がある。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の防食保護材の締結構造及びその締結方法は、高強度を有し、また短時間で簡便に製作でき、しかも様々な杭径に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の防食保護材の締結構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の防食保護材の締結構造の断面図である。
【符号の説明】
１：Ｌ型アングル材
２：板状材
３：表面ＦＲＰ積層体
４：機械的固定手段（接合部固定用リベット）
５：防食保護材締結用ボルト穴
６：裏面ＦＲＰ積層体
７：アングル・板接合部
【図１】
0003741585.tif 000004
【図２】
0003741585.tif 000005