アンカー及びアンカーの固定方法
【課題】少ない本数で鋼ブラケット等の付加部材を既存のコンクリート部材に強固に固着するアンカーを提供する。
【解決手段】 既存のコンクリート部材３の表面３ａから該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴３ｂに鋼管１１を挿入し、穴３ｂの内周面との間に充填材１６を充填して固定する。上記穴の底部からさらに深い位置までこの穴より内径の小さい小径穴３ｃを設け、アンカーボルト１２を挿入して固着する。アンカーボルトの後端部に形成された雄ねじ部にナット１４を螺合し、支圧プレート１３を介して鋼管がコンクリート部材から抜け出さないように拘束する。また鋼管の内部には充填材１８を充填して硬化させる。上記鋼管の外周面には雄ねじが形成されており、この雄ねじに第２のナット１５を螺合し、この第２のナットとコンクリート部材との間に付加部材である鋼ブラケットの当接板２ａを挟み込み、固定する。
【解決手段】 既存のコンクリート部材３の表面３ａから該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴３ｂに鋼管１１を挿入し、穴３ｂの内周面との間に充填材１６を充填して固定する。上記穴の底部からさらに深い位置までこの穴より内径の小さい小径穴３ｃを設け、アンカーボルト１２を挿入して固着する。アンカーボルトの後端部に形成された雄ねじ部にナット１４を螺合し、支圧プレート１３を介して鋼管がコンクリート部材から抜け出さないように拘束する。また鋼管の内部には充填材１８を充填して硬化させる。上記鋼管の外周面には雄ねじが形成されており、この雄ねじに第２のナット１５を螺合し、この第２のナットとコンクリート部材との間に付加部材である鋼ブラケットの当接板２ａを挟み込み、固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存のコンクリート部材又はコンクリート構造物に鋼等からなる付加部材を固着するためのアンカーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート部材又はコンクリート構造物はコンクリートが硬化した後に鋼ブラケット等の付加部材を固着する必要が生じる場合がある。例えば、特許文献１に記載されているように、コンクリートの橋脚と橋桁とに鋼ブラケットを取り付け、これらを連結して落橋防止装置とする場合がある。また、橋脚の頂部に鋼ブラケットを取り付け、橋桁が橋脚に対して大きく変位しても鋼ブラケットで橋桁を支持する落橋防止装置が採用されることもある。
コンクリー構造物の改修や拡張を行うときには、特許文献２に記載されているように、作業足場や支保工を支持するために既存のコンクリート部材に鋼ブラケットを取り付け、この鋼ブラケットに作業足場や新たに打設するコンクリートの重量を一時的に支持させる場合がある。
一方、コンクリート部材の補強が必要となった場合にも、特許文献３に記載されているようにコンクリート部材の複数の位置にブラケットを取り付け、これらの間に緊張材を張架してコンクリート部材に追加のプレストレスを導入することがある。この他に既存のコンクリート部材に直接付加する部材をアンカーによって固着することなどが広く行われている。
【０００３】
このようなブラケット等の付加部材は、一般に図１０に示すようにアンカー１００を用いて固着されている。この構造は、コンクリート部材１１０に固着しようとする付加部材に当接板１０３を設け、この当接板１０３をコンクリート部材１１０の表面に当接させる。当接板１０３には貫通孔を設けておき、この貫通孔にはコンクリート部材１１０に埋め込んだアンカーボルト１０１を挿通する。そして、アンカーボルト１０１にねじり合わされたナット１０４で鋼ブラケット１０２の当接板１０３を締め付け、コンクリート部材１００に固着するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３８３９２号公報
【特許文献２】特開２００９−６２７６８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８３７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鋼ブラケット１０２や付加部材等をアンカーボルト１０１で固定する従来の構造では、次のような解決が望まれる課題がある。
鋼ブラケット１０２や付加部材に荷重が作用し、コンクリート部材１１０の鋼ブラケット１０２等が取り付けられた面に沿って大きな力が作用すると、この力はアンカーボルト１０１を介してコンクリー部材１１０に伝達され、アンカーボルト１０１には大きなせん断力が作用する。このせん断力に抵抗するためには、アンカーボルト１０１の本数を多くするか、又はアンカーボルトの径を大きくしなければならない場合が生じる。アンカーボルト１０１の本数が多くなると、アンカーボルト１０１を埋め込むための穴を多く切削する必要があり、既存のコンクリート部材１１０の耐久性等を保持するためには望ましくない。また、アンカーボルト１０１の径を大きくするとコンクリート部材１１０に切削する穴の径も大きくしなければならず、鉄筋１０５を切断しないように穴を穿設することが難しくなる。
一方、アンカーボルト１０１に大きなせん断力が作用すると、せん断力が作用する方向の背面側でアンカーボルト１０１とコンクリートとの接触面１０６で大きな支圧力が作用する。この支圧力を低減するためにも、アンカーボルト１０１の数を多くするか、又は径を拡大する必要が生じることがある。
【０００６】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ない本数でブラケット等の付加部材を既存のコンクリート部材に強固に固着するアンカーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴に挿入された鋼管と、 前記穴の底部から該穴より小さい内径でさらに深い位置まで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削された小径穴に挿入され、抜け出さないように固定されるとともに、前記鋼管の内側に挿通されたアンカーボルトと、 前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した端部に形成された雄ねじ部に螺合され、前記鋼管が該コンクリート部材から抜け出さないように拘束するナットと、を有し、 前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間及び前記鋼管の内部には、充填材が充填されて硬化しているアンカーを提供する。
【０００８】
上記アンカーでは、先端から穴に挿入された鋼管の後端に、アンカーボルトが挿通される貫通孔を備えた支圧プレートが当接され、この支圧プレートを介してナットが鋼管の抜け出しを拘束するものとするのが望ましい。また、鋼管の端面に当接される支圧プレートは、鋼管とは分離可能な部材であっても良いし、後端面に当接して一体に接合されたものであってもよい。さらに、この支圧プレートは、このアンカーによってコンクリート部材に固着されるブラケット等、付加部材の一部を構成するものであっても良い。
上記鋼管は、先端から上記穴に挿入されたときに、コンクリート部材の表面より後端部が突出する長さを有するものであっても良いし、上記のように支圧プレートと一体に接合される場合には、上記鋼管は穴の深さより短いものであっても良い。
また、上記鋼管の外周面と穴の内周面との間に充填される充填材と、鋼管の内側に充填される充填される充填材とは、充填する時期が異なるものであっても良いし、双方に連続して充填されるものであっても良い。時期が異なるときには異なる種類の充填材を用いることもできる。
【０００９】
上記アンカーでは、コンクリート部材に深く埋め込まれたアンカーボルトが引き抜きに対して抵抗し、鋼管がコンクリート部材から引き抜かれないように拘束する。そして、コンクリート部材の表面に沿った方向の力に対して、鋼管とアンカーボルトとこれらの間に充填され硬化した充填材とが一体となって抵抗する。したがって、大きなせん断抵抗力を有し、付加部材を支持するためのアンカー数は少なくなる。また、コンクリート部材に深く埋め込まれるアンカーボルトの径は小さくしても鋼管の外径を大きくしてコンクリート部材に作用する支圧力を小さく抑えることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアンカーにおいて、 前記鋼管の外周面に雄ねじが形成され、該雄ねじに螺合された第２のナットを有し、 前記コンクリート部材に支持させる付加部材に設けられた貫通孔に前記鋼管を挿通し、前記第２のナットと前記コンクリート部材との間に前記付加部材を挟み込み、前記第２のナットを締め付けて前記付加部材を支持するものとする。
【００１１】
このアンカーでは、鋼管をコンクリート部材から突出するように固着し、その後に、付加部材に設けられた貫通孔に鋼管を挿通して付加部材を固着することができる。したがって、鋼管をコンクリートに固着する工程、付加部材をコンクリート部材に固着する工程を分離して確実に行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のアンカーにおいて、 先端が前記穴に挿入された前記鋼管の後端に、前記コンクリート部材の表面に当接される鋼プレートが固着され、 該鋼プレートが前記付加部材の一部を構成するものであり、 前記アンカーボルトに螺合されたナットを締め付けることにより、前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付けるものとする。
【００１３】
このアンカーでは、鋼管とこれに固着された付加部材とを一体にしてコンクリート部材に固着することができ、効率の良い作業が可能となる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、 前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底から所定の深さまで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、 前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、 前記穴に鋼管を挿入し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを前記鋼管に係止した状態で締め付け、前記鋼管を前記コンクリート部材側に押し付けるとともに、前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間に充填した充填材の硬化によって前記鋼管を前記コンクリート部材に固定する工程と、 前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むアンカーの固定方法を提供するものである。
【００１５】
この方法では、内径の大きな穴を鉄筋に到達する深さで穿設してコンクリート部材の表面近くに埋め込まれた鉄筋の位置を確認することができる。そして、この穴の底から鉄筋の位置を避けて鉄筋より深い位置まで小径穴を穿設することができ、鉄筋を損傷することなくアンカーボルト用の穴を設けることができる。そして、小径穴内に固着したアンカーボルトで浅く挿入された鋼管が抜け出さないように拘束することによって、コンクリート部材の表面近くで外形が大きく、大きなせん断抵抗力を有するアンカーが形成される。
なお、上記発明において、コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで切削する穴は、鉄筋の表面が穴の底に露出する深さで形成するものであっても良いし、これより浅い穴であって穴の底の凹凸等によって鉄筋の表面の一部が露出し、鉄筋の位置が認識できる程度の深さであっても良い。
【００１６】
請求項５に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、 前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底部から所定の深さまで、又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、 前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、 前記穴と対応する位置に貫通孔を有し、該貫通孔を囲むように鋼管が溶接された鋼プレートを前記コンクリート部材の表面に当接し、該鋼プレートに軸線がほぼ直角となるように接合された前記鋼管を前記穴に挿入するとともに、前記鋼管の内側及び前記鋼プレートに設けられた貫通孔に前記アンカーボルトを挿通し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを締め付けて前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付ける工程と、 前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間、及び前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むアンカーの固定方法を提供する。
【００１７】
この方法では、鉄筋を切断することなく、アンカーボルトを埋め込むための小径穴を形成することができる。そして、コンクリート部材の表面近くでは外径が太く、小径のアンカーボルトがコンクリート部材の深くまで埋め込まれて強固に固着されたアンカーが形成される。また、予め付加部材と一体に固着された鋼管を、アンカーの一部として付加部材とともにコンクリート部材に強固に固着することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明のアンカーでは、大きなせん断抵抗力を有し、少ない本数で付加部材を強固に支持することができる。また、本発明のアンカーの固定方法では、コンクリート部材に埋め込まれている鉄筋を損傷することなくアンカーを固着するための穴をコンクリート部材に穿設することができるとともに、大きなせん断抵抗力を有するアンカーとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。
【図２】図１に示す鋼ブラケットを固着するアンカーの拡大断面図である。
【図３】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図４】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図５】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるアンカーによって付加部材をコンクリート部材に固着した状態を示す断面図である。
【図７】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図８】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図９】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図１０】従来のアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。また、図２は、図１に示す鋼ブラケットを固着するアンカーの拡大断面図である。
この鋼ブラケット２は、コンクリート部材３の鉛直面３ａにアンカー１によって取り付けられたものであり、アンカー１は上下に２段が設けられ、横方向には２列以上が設けられている。
鋼ブラケット２は、コンクリート部材３の鉛直面３ａに当接される当接板２ａを有し、この当接板２ａに張り出し部２ｂが設けられ、この張り出し部２ｂによって作業足場や支保工等の荷重を支持するものとなっている。
【００２１】
上記アンカー１は、既存のコンクリート部材３に穴３ｂを切削し、この穴３ｂに先端部が埋め込まれた鋼管１１と、この鋼管１１の内側に挿通されるとともに、前記穴３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３ｃに挿入して固定されたアンカーボルト１２と、中央部に有する貫通孔に上記アンカーボルト１２が挿通された支圧プレート１３と、上記アンカーボルト１２のコンクリート部材３から突き出した後端部に形成された雄ねじ部１２ａに螺合され、上記支圧プレート１３を上記鋼管１１の後端面に押し付けるナット１４と、上記鋼管１１の外周面に形成された雄ねじにねじ合わされた第２のナット１５と、を有するものである。
【００２２】
上記鋼管１１は、既存のコンクリート部材３の表面から切削された穴３ｂに挿入して固定されたものである。この穴３ｂはコアドリル等を用いて切削することができ、鋼管１１の外径よりやや大きい内径となっている。そして、鋼管１１の外周面もしくは穴の内周面又はこれらの双方に塗布され、鋼管１１を穴３ｂ内へ挿入した後に硬化した充填材１６を介して双方が互いに固着されている。充填材１６は、例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂又はモルタル等を用いることができる。
また、上記鋼管１１の長さは、上記穴３ｂの深さより大きくなっており、先端部を穴３ｂに挿入して固定された状態で後部がコンクリート部材３の表面から突き出している。このコンクリート部材３の表面から突き出した部分には、雄ねじが形成されており、上記第２のナット１５が螺合されている。
【００２３】
上記アンカーボルト１２は断面が円形となった棒状の鋼部材であり、小径穴３ｃ内から抜け出さないように先端部分に複数の凹部が設けられたものが望ましい。
このアンカーボルト１２は、上記鋼管１１が挿入される穴３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３ｃに先端から挿入され、硬化した充填材１７によって抜け出さないように固定されたものである。上記小径穴３ｃは上記穴３ｂより内径が小さくなっており、上記穴３ｂと同様にコアドリルや、ハンマードリル等のコンクリートに削孔が可能な既存の手段を用いて設けることができる。この小径穴３ｃ内に上記アンカーボルト１２を固定する充填材１７は、上記鋼管１１を固定するものと同様にエポキシ樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
【００２４】
上記支圧プレート１３は、中央部に円形の貫通孔を有する鋼板部材であり、この貫通孔に上記アンカーボルト１２が挿通され、穴３ｂに挿入された上記鋼管１１の後端面に当接されている。また、上記ナット１４は上記アンカーボルト１２の後端部にねじ合わされ、上記支圧プレート１３に当接して、支圧プレート１３を介して鋼管１１をコンクリート部材３側に押し付けるものとなっている。
【００２５】
また、上記鋼管１１の内側には充填材１８が充填され、この充填材１８の硬化によって鋼管１１の内側に挿通されたアンカーボルト１２と一体に固着されている。
【００２６】
上記のような構成を有するアンカー１によってコンクリート部材３に固定する鋼ブラケット２つまり付加部材は、コンクリート部材３の表面に当接される当接板２ａを有し、この当接板２ａに設けられた貫通孔に上記鋼管１１が挿通されている。そして、上記第２のナット１５を締め付けて、鋼ブラケット２の当接板２ａをコンクリート部材３の表面３ａに押し付けて固定される。また、当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間、及び鋼管１１の外周面と鋼ブラケットの当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面との間には、モルタル又はエポキシ樹脂等の充填材が介挿され、硬化している。これにより、当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間、及び鋼管の外周面と鋼ブラケットの当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面との間が硬化した充填材で埋められ、充填材を介して力の伝達が可能な状態となっている。
【００２７】
上記アンカー１でコンクリート部材３に固着された鋼ブラケット２に、コンクリート部材の表面３ａに沿った方向の力Ｐが作用すると、第２のナット１５によって締め付けられた当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間の接着力及び摩擦力と、アンカー１のせん断抵抗力によって鋼ブラケット２が支持される。つまり、アンカー１は鋼管１１とアンカーボルト１２と鋼管内で硬化した充填材１８とが一体となった合成部材としてせん断力に抵抗し、鋼管に作用した力をコンクリート部材３に伝達する。このとき、アンカー１に力が作用する方向の背面側１ａでは、鋼管１１の外周面とコンクリートとの間に支圧力が作用するが、鋼管１１の外径は、図１０に示すような従来のアンカー構造におけるアンカーボルトの外径より充分に大きく、支圧力は小さく抑えられる。また、鋼管１１はコンクリート部材３に埋め込まれた長さが小さくなっているが、アンカーボルト１２、支圧プレート１３及びナット１４によってコンクリート部材３から抜け出すのが拘束され、上記力Ｐに対して抵抗するものとなる。
【００２８】
次に、上記のようなアンカー１をコンクリート部材３に設ける工程を図３から図５までに基づいて説明する。
アンカー１を設置するには、まずコンクリート部材３の鋼ブラケット２を取り付けようとする位置に鋼管１１を挿入するための穴３ｂを設ける。この穴３ｂは、図３（ａ）に示すように鋼管１１の外径よりやや大きいものとし、コンクリート部材の表面３ａ近くに埋め込まれている鉄筋３ｄに到達する深さとする。また、この穴３ｂの切削によって鉄筋３ｄを損傷しない深さとする。この穴３ｂを設けることにより、鉄筋３ｄの位置を確認することが可能となり、鉄筋３ｄの位置を避けて上記穴３ｂの底部からアンカーボルト１２を挿入して固定する小径穴３ｃをさらに深い位置まで切削する。このとき小径穴３ｃは必ずしも径が大きい穴３ｂの中心に設ける必要はない。鉄筋３ｄが配置されている位置を避けて、中心からはずれた位置に設けることができる。
なお、上記鋼管を挿入するための穴３ｂは、コンクリート部材が無筋コンクリート又は鉄筋が穴を切削する位置に無いことが明確なものであるときには、鉄筋が配置されている深さに関係なく穴の深さを設定することができる。
【００２９】
上記小径穴３ｃが切削されると、図３（ｂ）に示すように小径穴３ｃにアンカーボルト１２を先端から挿入するとともに、小径穴３ｃ内にエポキシ樹脂等の充填材を充填し、固化させてアンカーボルト１２をコンクリート部材３に固着する。続いて、図４（ａ）に示すように径が大きい穴３ｂには鋼管１１を先端から挿入して固定する。この鋼管１１の固定は、該鋼管１１の外周面もしくは穴３ｂの内周面又はこれらの双方にエポキシ樹脂等の充填材を塗布しておき、鋼管１１を穴内に挿入して鋼管１１の外周面と穴の内周面との間に充填材１６が満たされた状態とする。なお、注入管等を用いて充填材を注入するものであっても良い。
【００３０】
充填材１６の硬化によって鋼管１１がコンクリート部材３に固定されると、鋼ブラケット２を所定の位置でコンクリート部材の表面３ａに当接する。鋼ブラケット２はコンクリート部材の表面３ａに当接される位置に鋼からなる当接板２ａを備えており、図４（ｂ）に示すように、この当接板２ａに設けられた貫通孔に上記アンカーの鋼管１１を挿通して当接板２ａをコンクリート部材３に当接する。また、鋼管１１には外周面に形成されている雄ねじに第２のナット１５をねじ合わせる。当接板２ａをコンクリート部材の表面３ａに当接するときには、予めコンクリート部材の表面３ａもしくは当接板２ａのコンクリート部材３に当接される面又はこれらの双方にエポキシ樹脂等の充填材又は接着剤を塗布しておく。また、当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面と鋼管１１の外周面との間にも充填材が充填されるように鋼管１１の外周面もしくは当接板２ａの貫通孔の内周面又はこれらの双方に充填材を塗布しておく。
【００３１】
上記アンカーボルト１２は、図５（ａ）に示すように支圧プレート１３の貫通孔に挿通させ、支圧プレート１３を鋼管１１の後端面に当接させる。そして、アンカーボルト１２の後端部に形成されている雄ねじにナット１４を螺合し、支圧プレート１３に締め付けて鋼管１１をコンクリート部材３側に押し付ける。上記ナット１４を締め付けた後に第２のナット１５を締め付け、鋼ブラケットの当接板２ａをコンクリート部材の表面３ａに押し付けて固定する。
上記支圧プレート１３を鋼管１１の後端面に当接したとき、小径穴３ｃが径の大きい穴３ｂの中心に設けられていないと支圧プレート１３が鋼管１１に対して偏心することになるが、支圧プレート１３は偏心があっても鋼管１１の後端面の全域に当接する大きさに設定されており、鋼管１１の後端面の全域に押し付けることができる。
【００３２】
その後、図５（ｂ）に示すように支圧プレート１３に設けられている注入孔１３ａに注入管１３ｂを取り付け、充填材１８を鋼管１１の内側に注入する。この充填材１８は、モルタル、セメントミルク、合成樹脂等を用いることができる。この充填材１８が硬化することによりアンカー１の設置及び鋼ブラケット２の取り付けを完了する。
【００３３】
このようなアンカー１では、径の大きい穴３ｂは深さがコンクリート部材３に埋め込まれている鉄筋３ｄの位置より浅くなっているので、鉄筋３ｄの位置に影響されること無く正確な位置に設けることができる。したがって、鋼ブラケット２の当接板２ａに設ける貫通孔はこの径の大きい穴３ｂに挿入される鋼管１１の位置に合わせて形成しておけば、これらの貫通孔に鋼管１１を挿入して鋼ブラケット２をコンクリート部材３に当接させることができる。そして、鉄筋３ｄの位置を避けて設ける小径穴３ｃの位置は鉄筋３ｄの位置に影響されて実際に切削するまでは正確な位置が定まらないが、アンカーボルト１２と鋼管１１とは偏心が許容される。したがって、従来のように実際にアンカーボルトが設置された位置に合わせて当接板の貫通孔を設ける必要はない。
【００３４】
図６は、本発明の他の実施形態であるアンカー３１によって付加部材である鋼ブラケットの当接板３２をコンクリート部材３３に固着した状態を示す断面図である。
このアンカー３１は、コンクリート部材３３中に埋め込まれた鉄筋３３ｄに到達する深さで切削された穴３３ｂに挿入された鋼管４１と、上記穴３３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３３ｃに挿入して固定されたアンカーボルト４２と、中央部に有する貫通孔に上記アンカーボルト４２が挿通された支圧プレート４３と、上記アンカーボルト４２のコンクリート部材３３から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合され、上記支圧プレート４３に当接されるナット４４と、を有するものである。上記鋼管４１は、鋼ブラケットの当接板３２に溶接よって固着されている。そして、上記支圧プレート４３は鋼ブラケットの当接板３２に押し付けられ、当接板３２をコンクリート部材３３の表面３３ａに押し付けて固定するものとなっている。
【００３５】
上記アンカーボルト４２は、図２に示すアンカー１と同様に先端から小径孔３３ｃに挿入され、硬化した充填材４７によってコンクリート部材３３に固着されている。このアンカーボルト４２の後端部はコンクリート部材３３の表面より突き出しているが、図２に示すアンカー１より突き出し長は短くなっている。
【００３６】
鋼ブラケットの当接板３２には貫通孔が設けられており、上記鋼管４１はこの貫通孔を囲むように接合されている。つまり、貫通孔から鋼管４１の内側に通じるように接合されており、この鋼管４１が接合された位置は、コンクリート部材３３に径が大きい穴３３ｂが設けられた位置と対応している。そして、上記当接板３２がコンクリート部材の表面３３ａに当接され、鋼管４１がコンクリート部材３３に穿設された径の大きい穴３３ｂに挿入されている。また、小径穴３３ｃに挿入して固着されたアンカーボルト４２は鋼管４１及び当接板３２に設けられた貫通孔に挿通され、当接板３２より後方に突き出している。このアンカーボルト４２の突出した部分に、貫通孔を有する支圧プレート４３が装着され、ナット４４が螺合されている。
【００３７】
一方、穴３３ｂに挿入された鋼管４１の先端面は穴３３ｂの底面との間に間隔を保持して対向するように、鋼管４１の長さ及び穴３３ｂの深さが設定されている。また、この鋼管４１が挿入される穴３３ｂの径は、内周面と鋼管４１の外周面との間に、充填材４６を注入することができる程度の間隔が生じるように設定されている。
【００３８】
上記支圧プレート４３は、ナット４４を締め付けることによって鋼ブラケットの当接板３２に当接され、鋼ブラケットの当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに押し付けて固定するものとなっている。この支圧プレート４３は、アンカーボルト４２を挿入する小径穴３３ｃが鉄筋３３ｄを避けて径の大きい穴３３ｂに対して偏心している場合にも、貫通孔の周囲の全域にわたって当接板３２に当接されるものとなっている。
【００３９】
上記支圧プレート４３には、充填材４６の注入孔４３ａが設けられており、この注入孔４３ａから注入された充填材４６が鋼管４１の内側に充填されるとともに先端から外側に回り込んで鋼管４１の外周面とコンクリート部材３３に設けられた穴３３ｂの内周面との間にも充填されている。
【００４０】
このようなアンカーは、次のような工程によって設けることができる。
コンクリート部材３３のアンカーが設けられる位置には、図２に示すアンカーと同様に、鋼管４１を挿入する大きい径の穴３３ｂを穿設する。この穴３３ｂはコンクリート部材３３の表面近くに埋め込まれている鉄筋３３ｄに到達する深さで設け、鉄筋３３ｄの位置を避けてこの穴３３ｂの底部からアンカーボルト４２を固定する小径穴３３ｃを穿設する。そして、図７（ａ）に示すようにアンカーボルト４２を小径穴３３ｃに挿入し、充填した充填材４７の硬化によってコンクリート部材３３に固着する。
【００４１】
コンクリート部材３３に固定する鋼ブラケットは、図７（ｂ）に示すように当接板３２に鋼管４１を溶接で接合しておき、これをコンクリート部材３３に当接させる。つまり、当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに当接させるとともに、鋼管４１を穴３３ｂに挿入し、コンクリート部材３３に固着されたアンカーボルト４２を鋼管４１の内側に挿通させる。
【００４２】
上記アンカーボルト４２には、図８（ａ）に示すように支圧プレート４３を装着し、ナットを螺合する。そして、図８（ｂ）に示すようにナット４４を支圧プレート４３に締め付け、当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに押し付けて鋼ブラケットを固定する。その後、図９に示すように支圧プレート４３に設けられた注入孔４３ａから充填材４６を注入し、鋼管４１の内側に充填するとともに、鋼管４１の先端から鋼管４１の外側にも充填材を回り込ませ、鋼管４１の外周面と穴３３ｂの内周面との間にも充填材４６を充填する。この充填材４６が硬化することによってアンカーボルト４２と、鋼管４１と、鋼ブラケットの当接板３２とが一体に固着され、アンカー３１の設置及び鋼ブラケットの固着が完了する。
【００４３】
このようなアンカー３１では、鋼ブラケットの当接板３２に結合された鋼管４１とアンカーボルト４２と充填材４６との合成部材によって鋼ブラケットの当接板３２から作用する荷重に抵抗するものとなる。これにより、アンカー３１の本数を少なくするとともに、既存のコンクリート部材３３に埋め込まれた鉄筋３３ｄを損傷することなく、アンカーボルト４２を固着するための穴３３ｃを穿設することができる。また、鋼管４１を付加部材である鋼ブラケットに予め固着しておくことにより、部品の数を減じるとともに、アンカー３１によって鋼ブラケットをコンクリート部材３３に固着する工程を効率よく行うことが可能となる。
【００４４】
以上に説明した実施の形態では、コンクリート部材３，３３に所定の深さの小径穴３ｃ，３３ｃを設けてアンカーボルト１２，４２を挿入し、固定するものであったが、上記小径穴３ｃ、３３ｃに代えてコンクリート部材を貫通する孔を設けるものであっても良い。貫通孔を設けた場合には、アンカーボルトを先端から貫通孔に挿入し、貫通した先端にプレート及びナット等を装着して後方への引き抜きに対して抵抗させることができる。
また、本発明のアンカーでコンクリート部材に固着される付加部材は、作業足場や支保工等の鉛直方向への荷重を支持するブラケットや、プレストレスを導入するための緊張材が定着されるブラケットとすることができる。また、構造物の改修等によって付加される設備、例えば照明灯の支柱等を支持する構造であっても良い。
その他、本発明は上述の態様に限定されること無く、様々な態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１：アンカー、 ２：鋼ブラケット、 ３：コンクリート部材、 ３ａ：コンクリート部材の表面（鉛直面）、 ３ｂ：鋼管を挿入する径の大きい穴、 ３ｃ：アンカーボルトを挿入する小径穴、 ３ｄ：コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋、
１１：鋼管、 １２：アンカーボルト、 １３：支圧プレート、 １４：ナット、 １５：第２のナット、 １６：充填材、 １７：充填材、 １８：充填材、
３１：アンカー、 ３２：鋼ブラケットの当接板、 ３３：コンクリート部材、 ３３ａ：コンクリート部材の表面、 ３３ｂ：鋼管を挿入する径の大きい穴、 ３３ｃ：アンカーボルトを挿入する小径穴、 ３３ｄ：コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋、
４１：鋼管、 ４２：アンカーボルト、 ４３：支圧プレート、 ４４：ナット、 ４６：充填材、 ４７：充填材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存のコンクリート部材又はコンクリート構造物に鋼等からなる付加部材を固着するためのアンカーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート部材又はコンクリート構造物はコンクリートが硬化した後に鋼ブラケット等の付加部材を固着する必要が生じる場合がある。例えば、特許文献１に記載されているように、コンクリートの橋脚と橋桁とに鋼ブラケットを取り付け、これらを連結して落橋防止装置とする場合がある。また、橋脚の頂部に鋼ブラケットを取り付け、橋桁が橋脚に対して大きく変位しても鋼ブラケットで橋桁を支持する落橋防止装置が採用されることもある。
コンクリー構造物の改修や拡張を行うときには、特許文献２に記載されているように、作業足場や支保工を支持するために既存のコンクリート部材に鋼ブラケットを取り付け、この鋼ブラケットに作業足場や新たに打設するコンクリートの重量を一時的に支持させる場合がある。
一方、コンクリート部材の補強が必要となった場合にも、特許文献３に記載されているようにコンクリート部材の複数の位置にブラケットを取り付け、これらの間に緊張材を張架してコンクリート部材に追加のプレストレスを導入することがある。この他に既存のコンクリート部材に直接付加する部材をアンカーによって固着することなどが広く行われている。
【０００３】
このようなブラケット等の付加部材は、一般に図１０に示すようにアンカー１００を用いて固着されている。この構造は、コンクリート部材１１０に固着しようとする付加部材に当接板１０３を設け、この当接板１０３をコンクリート部材１１０の表面に当接させる。当接板１０３には貫通孔を設けておき、この貫通孔にはコンクリート部材１１０に埋め込んだアンカーボルト１０１を挿通する。そして、アンカーボルト１０１にねじり合わされたナット１０４で鋼ブラケット１０２の当接板１０３を締め付け、コンクリート部材１００に固着するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３８３９２号公報
【特許文献２】特開２００９−６２７６８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８３７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鋼ブラケット１０２や付加部材等をアンカーボルト１０１で固定する従来の構造では、次のような解決が望まれる課題がある。
鋼ブラケット１０２や付加部材に荷重が作用し、コンクリート部材１１０の鋼ブラケット１０２等が取り付けられた面に沿って大きな力が作用すると、この力はアンカーボルト１０１を介してコンクリー部材１１０に伝達され、アンカーボルト１０１には大きなせん断力が作用する。このせん断力に抵抗するためには、アンカーボルト１０１の本数を多くするか、又はアンカーボルトの径を大きくしなければならない場合が生じる。アンカーボルト１０１の本数が多くなると、アンカーボルト１０１を埋め込むための穴を多く切削する必要があり、既存のコンクリート部材１１０の耐久性等を保持するためには望ましくない。また、アンカーボルト１０１の径を大きくするとコンクリート部材１１０に切削する穴の径も大きくしなければならず、鉄筋１０５を切断しないように穴を穿設することが難しくなる。
一方、アンカーボルト１０１に大きなせん断力が作用すると、せん断力が作用する方向の背面側でアンカーボルト１０１とコンクリートとの接触面１０６で大きな支圧力が作用する。この支圧力を低減するためにも、アンカーボルト１０１の数を多くするか、又は径を拡大する必要が生じることがある。
【０００６】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ない本数でブラケット等の付加部材を既存のコンクリート部材に強固に固着するアンカーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴に挿入された鋼管と、 前記穴の底部から該穴より小さい内径でさらに深い位置まで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削された小径穴に挿入され、抜け出さないように固定されるとともに、前記鋼管の内側に挿通されたアンカーボルトと、 前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した端部に形成された雄ねじ部に螺合され、前記鋼管が該コンクリート部材から抜け出さないように拘束するナットと、を有し、 前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間及び前記鋼管の内部には、充填材が充填されて硬化しているアンカーを提供する。
【０００８】
上記アンカーでは、先端から穴に挿入された鋼管の後端に、アンカーボルトが挿通される貫通孔を備えた支圧プレートが当接され、この支圧プレートを介してナットが鋼管の抜け出しを拘束するものとするのが望ましい。また、鋼管の端面に当接される支圧プレートは、鋼管とは分離可能な部材であっても良いし、後端面に当接して一体に接合されたものであってもよい。さらに、この支圧プレートは、このアンカーによってコンクリート部材に固着されるブラケット等、付加部材の一部を構成するものであっても良い。
上記鋼管は、先端から上記穴に挿入されたときに、コンクリート部材の表面より後端部が突出する長さを有するものであっても良いし、上記のように支圧プレートと一体に接合される場合には、上記鋼管は穴の深さより短いものであっても良い。
また、上記鋼管の外周面と穴の内周面との間に充填される充填材と、鋼管の内側に充填される充填される充填材とは、充填する時期が異なるものであっても良いし、双方に連続して充填されるものであっても良い。時期が異なるときには異なる種類の充填材を用いることもできる。
【０００９】
上記アンカーでは、コンクリート部材に深く埋め込まれたアンカーボルトが引き抜きに対して抵抗し、鋼管がコンクリート部材から引き抜かれないように拘束する。そして、コンクリート部材の表面に沿った方向の力に対して、鋼管とアンカーボルトとこれらの間に充填され硬化した充填材とが一体となって抵抗する。したがって、大きなせん断抵抗力を有し、付加部材を支持するためのアンカー数は少なくなる。また、コンクリート部材に深く埋め込まれるアンカーボルトの径は小さくしても鋼管の外径を大きくしてコンクリート部材に作用する支圧力を小さく抑えることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアンカーにおいて、 前記鋼管の外周面に雄ねじが形成され、該雄ねじに螺合された第２のナットを有し、 前記コンクリート部材に支持させる付加部材に設けられた貫通孔に前記鋼管を挿通し、前記第２のナットと前記コンクリート部材との間に前記付加部材を挟み込み、前記第２のナットを締め付けて前記付加部材を支持するものとする。
【００１１】
このアンカーでは、鋼管をコンクリート部材から突出するように固着し、その後に、付加部材に設けられた貫通孔に鋼管を挿通して付加部材を固着することができる。したがって、鋼管をコンクリートに固着する工程、付加部材をコンクリート部材に固着する工程を分離して確実に行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のアンカーにおいて、 先端が前記穴に挿入された前記鋼管の後端に、前記コンクリート部材の表面に当接される鋼プレートが固着され、 該鋼プレートが前記付加部材の一部を構成するものであり、 前記アンカーボルトに螺合されたナットを締め付けることにより、前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付けるものとする。
【００１３】
このアンカーでは、鋼管とこれに固着された付加部材とを一体にしてコンクリート部材に固着することができ、効率の良い作業が可能となる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、 前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底から所定の深さまで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、 前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、 前記穴に鋼管を挿入し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを前記鋼管に係止した状態で締め付け、前記鋼管を前記コンクリート部材側に押し付けるとともに、前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間に充填した充填材の硬化によって前記鋼管を前記コンクリート部材に固定する工程と、 前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むアンカーの固定方法を提供するものである。
【００１５】
この方法では、内径の大きな穴を鉄筋に到達する深さで穿設してコンクリート部材の表面近くに埋め込まれた鉄筋の位置を確認することができる。そして、この穴の底から鉄筋の位置を避けて鉄筋より深い位置まで小径穴を穿設することができ、鉄筋を損傷することなくアンカーボルト用の穴を設けることができる。そして、小径穴内に固着したアンカーボルトで浅く挿入された鋼管が抜け出さないように拘束することによって、コンクリート部材の表面近くで外形が大きく、大きなせん断抵抗力を有するアンカーが形成される。
なお、上記発明において、コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで切削する穴は、鉄筋の表面が穴の底に露出する深さで形成するものであっても良いし、これより浅い穴であって穴の底の凹凸等によって鉄筋の表面の一部が露出し、鉄筋の位置が認識できる程度の深さであっても良い。
【００１６】
請求項５に係る発明は、 既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、 前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底部から所定の深さまで、又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、 前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、 前記穴と対応する位置に貫通孔を有し、該貫通孔を囲むように鋼管が溶接された鋼プレートを前記コンクリート部材の表面に当接し、該鋼プレートに軸線がほぼ直角となるように接合された前記鋼管を前記穴に挿入するとともに、前記鋼管の内側及び前記鋼プレートに設けられた貫通孔に前記アンカーボルトを挿通し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを締め付けて前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付ける工程と、 前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間、及び前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むアンカーの固定方法を提供する。
【００１７】
この方法では、鉄筋を切断することなく、アンカーボルトを埋め込むための小径穴を形成することができる。そして、コンクリート部材の表面近くでは外径が太く、小径のアンカーボルトがコンクリート部材の深くまで埋め込まれて強固に固着されたアンカーが形成される。また、予め付加部材と一体に固着された鋼管を、アンカーの一部として付加部材とともにコンクリート部材に強固に固着することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明のアンカーでは、大きなせん断抵抗力を有し、少ない本数で付加部材を強固に支持することができる。また、本発明のアンカーの固定方法では、コンクリート部材に埋め込まれている鉄筋を損傷することなくアンカーを固着するための穴をコンクリート部材に穿設することができるとともに、大きなせん断抵抗力を有するアンカーとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。
【図２】図１に示す鋼ブラケットを固着するアンカーの拡大断面図である。
【図３】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図４】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図５】図２に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるアンカーによって付加部材をコンクリート部材に固着した状態を示す断面図である。
【図７】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図８】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図９】図６に示すアンカーを設ける工程を示す概略断面図である。
【図１０】従来のアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアンカーによってコンクリート部材に固着された鋼ブラケットを示す概略断面図である。また、図２は、図１に示す鋼ブラケットを固着するアンカーの拡大断面図である。
この鋼ブラケット２は、コンクリート部材３の鉛直面３ａにアンカー１によって取り付けられたものであり、アンカー１は上下に２段が設けられ、横方向には２列以上が設けられている。
鋼ブラケット２は、コンクリート部材３の鉛直面３ａに当接される当接板２ａを有し、この当接板２ａに張り出し部２ｂが設けられ、この張り出し部２ｂによって作業足場や支保工等の荷重を支持するものとなっている。
【００２１】
上記アンカー１は、既存のコンクリート部材３に穴３ｂを切削し、この穴３ｂに先端部が埋め込まれた鋼管１１と、この鋼管１１の内側に挿通されるとともに、前記穴３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３ｃに挿入して固定されたアンカーボルト１２と、中央部に有する貫通孔に上記アンカーボルト１２が挿通された支圧プレート１３と、上記アンカーボルト１２のコンクリート部材３から突き出した後端部に形成された雄ねじ部１２ａに螺合され、上記支圧プレート１３を上記鋼管１１の後端面に押し付けるナット１４と、上記鋼管１１の外周面に形成された雄ねじにねじ合わされた第２のナット１５と、を有するものである。
【００２２】
上記鋼管１１は、既存のコンクリート部材３の表面から切削された穴３ｂに挿入して固定されたものである。この穴３ｂはコアドリル等を用いて切削することができ、鋼管１１の外径よりやや大きい内径となっている。そして、鋼管１１の外周面もしくは穴の内周面又はこれらの双方に塗布され、鋼管１１を穴３ｂ内へ挿入した後に硬化した充填材１６を介して双方が互いに固着されている。充填材１６は、例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂又はモルタル等を用いることができる。
また、上記鋼管１１の長さは、上記穴３ｂの深さより大きくなっており、先端部を穴３ｂに挿入して固定された状態で後部がコンクリート部材３の表面から突き出している。このコンクリート部材３の表面から突き出した部分には、雄ねじが形成されており、上記第２のナット１５が螺合されている。
【００２３】
上記アンカーボルト１２は断面が円形となった棒状の鋼部材であり、小径穴３ｃ内から抜け出さないように先端部分に複数の凹部が設けられたものが望ましい。
このアンカーボルト１２は、上記鋼管１１が挿入される穴３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３ｃに先端から挿入され、硬化した充填材１７によって抜け出さないように固定されたものである。上記小径穴３ｃは上記穴３ｂより内径が小さくなっており、上記穴３ｂと同様にコアドリルや、ハンマードリル等のコンクリートに削孔が可能な既存の手段を用いて設けることができる。この小径穴３ｃ内に上記アンカーボルト１２を固定する充填材１７は、上記鋼管１１を固定するものと同様にエポキシ樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
【００２４】
上記支圧プレート１３は、中央部に円形の貫通孔を有する鋼板部材であり、この貫通孔に上記アンカーボルト１２が挿通され、穴３ｂに挿入された上記鋼管１１の後端面に当接されている。また、上記ナット１４は上記アンカーボルト１２の後端部にねじ合わされ、上記支圧プレート１３に当接して、支圧プレート１３を介して鋼管１１をコンクリート部材３側に押し付けるものとなっている。
【００２５】
また、上記鋼管１１の内側には充填材１８が充填され、この充填材１８の硬化によって鋼管１１の内側に挿通されたアンカーボルト１２と一体に固着されている。
【００２６】
上記のような構成を有するアンカー１によってコンクリート部材３に固定する鋼ブラケット２つまり付加部材は、コンクリート部材３の表面に当接される当接板２ａを有し、この当接板２ａに設けられた貫通孔に上記鋼管１１が挿通されている。そして、上記第２のナット１５を締め付けて、鋼ブラケット２の当接板２ａをコンクリート部材３の表面３ａに押し付けて固定される。また、当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間、及び鋼管１１の外周面と鋼ブラケットの当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面との間には、モルタル又はエポキシ樹脂等の充填材が介挿され、硬化している。これにより、当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間、及び鋼管の外周面と鋼ブラケットの当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面との間が硬化した充填材で埋められ、充填材を介して力の伝達が可能な状態となっている。
【００２７】
上記アンカー１でコンクリート部材３に固着された鋼ブラケット２に、コンクリート部材の表面３ａに沿った方向の力Ｐが作用すると、第２のナット１５によって締め付けられた当接板２ａとコンクリート部材の表面３ａとの間の接着力及び摩擦力と、アンカー１のせん断抵抗力によって鋼ブラケット２が支持される。つまり、アンカー１は鋼管１１とアンカーボルト１２と鋼管内で硬化した充填材１８とが一体となった合成部材としてせん断力に抵抗し、鋼管に作用した力をコンクリート部材３に伝達する。このとき、アンカー１に力が作用する方向の背面側１ａでは、鋼管１１の外周面とコンクリートとの間に支圧力が作用するが、鋼管１１の外径は、図１０に示すような従来のアンカー構造におけるアンカーボルトの外径より充分に大きく、支圧力は小さく抑えられる。また、鋼管１１はコンクリート部材３に埋め込まれた長さが小さくなっているが、アンカーボルト１２、支圧プレート１３及びナット１４によってコンクリート部材３から抜け出すのが拘束され、上記力Ｐに対して抵抗するものとなる。
【００２８】
次に、上記のようなアンカー１をコンクリート部材３に設ける工程を図３から図５までに基づいて説明する。
アンカー１を設置するには、まずコンクリート部材３の鋼ブラケット２を取り付けようとする位置に鋼管１１を挿入するための穴３ｂを設ける。この穴３ｂは、図３（ａ）に示すように鋼管１１の外径よりやや大きいものとし、コンクリート部材の表面３ａ近くに埋め込まれている鉄筋３ｄに到達する深さとする。また、この穴３ｂの切削によって鉄筋３ｄを損傷しない深さとする。この穴３ｂを設けることにより、鉄筋３ｄの位置を確認することが可能となり、鉄筋３ｄの位置を避けて上記穴３ｂの底部からアンカーボルト１２を挿入して固定する小径穴３ｃをさらに深い位置まで切削する。このとき小径穴３ｃは必ずしも径が大きい穴３ｂの中心に設ける必要はない。鉄筋３ｄが配置されている位置を避けて、中心からはずれた位置に設けることができる。
なお、上記鋼管を挿入するための穴３ｂは、コンクリート部材が無筋コンクリート又は鉄筋が穴を切削する位置に無いことが明確なものであるときには、鉄筋が配置されている深さに関係なく穴の深さを設定することができる。
【００２９】
上記小径穴３ｃが切削されると、図３（ｂ）に示すように小径穴３ｃにアンカーボルト１２を先端から挿入するとともに、小径穴３ｃ内にエポキシ樹脂等の充填材を充填し、固化させてアンカーボルト１２をコンクリート部材３に固着する。続いて、図４（ａ）に示すように径が大きい穴３ｂには鋼管１１を先端から挿入して固定する。この鋼管１１の固定は、該鋼管１１の外周面もしくは穴３ｂの内周面又はこれらの双方にエポキシ樹脂等の充填材を塗布しておき、鋼管１１を穴内に挿入して鋼管１１の外周面と穴の内周面との間に充填材１６が満たされた状態とする。なお、注入管等を用いて充填材を注入するものであっても良い。
【００３０】
充填材１６の硬化によって鋼管１１がコンクリート部材３に固定されると、鋼ブラケット２を所定の位置でコンクリート部材の表面３ａに当接する。鋼ブラケット２はコンクリート部材の表面３ａに当接される位置に鋼からなる当接板２ａを備えており、図４（ｂ）に示すように、この当接板２ａに設けられた貫通孔に上記アンカーの鋼管１１を挿通して当接板２ａをコンクリート部材３に当接する。また、鋼管１１には外周面に形成されている雄ねじに第２のナット１５をねじ合わせる。当接板２ａをコンクリート部材の表面３ａに当接するときには、予めコンクリート部材の表面３ａもしくは当接板２ａのコンクリート部材３に当接される面又はこれらの双方にエポキシ樹脂等の充填材又は接着剤を塗布しておく。また、当接板２ａに設けられた貫通孔の内周面と鋼管１１の外周面との間にも充填材が充填されるように鋼管１１の外周面もしくは当接板２ａの貫通孔の内周面又はこれらの双方に充填材を塗布しておく。
【００３１】
上記アンカーボルト１２は、図５（ａ）に示すように支圧プレート１３の貫通孔に挿通させ、支圧プレート１３を鋼管１１の後端面に当接させる。そして、アンカーボルト１２の後端部に形成されている雄ねじにナット１４を螺合し、支圧プレート１３に締め付けて鋼管１１をコンクリート部材３側に押し付ける。上記ナット１４を締め付けた後に第２のナット１５を締め付け、鋼ブラケットの当接板２ａをコンクリート部材の表面３ａに押し付けて固定する。
上記支圧プレート１３を鋼管１１の後端面に当接したとき、小径穴３ｃが径の大きい穴３ｂの中心に設けられていないと支圧プレート１３が鋼管１１に対して偏心することになるが、支圧プレート１３は偏心があっても鋼管１１の後端面の全域に当接する大きさに設定されており、鋼管１１の後端面の全域に押し付けることができる。
【００３２】
その後、図５（ｂ）に示すように支圧プレート１３に設けられている注入孔１３ａに注入管１３ｂを取り付け、充填材１８を鋼管１１の内側に注入する。この充填材１８は、モルタル、セメントミルク、合成樹脂等を用いることができる。この充填材１８が硬化することによりアンカー１の設置及び鋼ブラケット２の取り付けを完了する。
【００３３】
このようなアンカー１では、径の大きい穴３ｂは深さがコンクリート部材３に埋め込まれている鉄筋３ｄの位置より浅くなっているので、鉄筋３ｄの位置に影響されること無く正確な位置に設けることができる。したがって、鋼ブラケット２の当接板２ａに設ける貫通孔はこの径の大きい穴３ｂに挿入される鋼管１１の位置に合わせて形成しておけば、これらの貫通孔に鋼管１１を挿入して鋼ブラケット２をコンクリート部材３に当接させることができる。そして、鉄筋３ｄの位置を避けて設ける小径穴３ｃの位置は鉄筋３ｄの位置に影響されて実際に切削するまでは正確な位置が定まらないが、アンカーボルト１２と鋼管１１とは偏心が許容される。したがって、従来のように実際にアンカーボルトが設置された位置に合わせて当接板の貫通孔を設ける必要はない。
【００３４】
図６は、本発明の他の実施形態であるアンカー３１によって付加部材である鋼ブラケットの当接板３２をコンクリート部材３３に固着した状態を示す断面図である。
このアンカー３１は、コンクリート部材３３中に埋め込まれた鉄筋３３ｄに到達する深さで切削された穴３３ｂに挿入された鋼管４１と、上記穴３３ｂの底部からさらに深い位置まで切削された小径穴３３ｃに挿入して固定されたアンカーボルト４２と、中央部に有する貫通孔に上記アンカーボルト４２が挿通された支圧プレート４３と、上記アンカーボルト４２のコンクリート部材３３から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合され、上記支圧プレート４３に当接されるナット４４と、を有するものである。上記鋼管４１は、鋼ブラケットの当接板３２に溶接よって固着されている。そして、上記支圧プレート４３は鋼ブラケットの当接板３２に押し付けられ、当接板３２をコンクリート部材３３の表面３３ａに押し付けて固定するものとなっている。
【００３５】
上記アンカーボルト４２は、図２に示すアンカー１と同様に先端から小径孔３３ｃに挿入され、硬化した充填材４７によってコンクリート部材３３に固着されている。このアンカーボルト４２の後端部はコンクリート部材３３の表面より突き出しているが、図２に示すアンカー１より突き出し長は短くなっている。
【００３６】
鋼ブラケットの当接板３２には貫通孔が設けられており、上記鋼管４１はこの貫通孔を囲むように接合されている。つまり、貫通孔から鋼管４１の内側に通じるように接合されており、この鋼管４１が接合された位置は、コンクリート部材３３に径が大きい穴３３ｂが設けられた位置と対応している。そして、上記当接板３２がコンクリート部材の表面３３ａに当接され、鋼管４１がコンクリート部材３３に穿設された径の大きい穴３３ｂに挿入されている。また、小径穴３３ｃに挿入して固着されたアンカーボルト４２は鋼管４１及び当接板３２に設けられた貫通孔に挿通され、当接板３２より後方に突き出している。このアンカーボルト４２の突出した部分に、貫通孔を有する支圧プレート４３が装着され、ナット４４が螺合されている。
【００３７】
一方、穴３３ｂに挿入された鋼管４１の先端面は穴３３ｂの底面との間に間隔を保持して対向するように、鋼管４１の長さ及び穴３３ｂの深さが設定されている。また、この鋼管４１が挿入される穴３３ｂの径は、内周面と鋼管４１の外周面との間に、充填材４６を注入することができる程度の間隔が生じるように設定されている。
【００３８】
上記支圧プレート４３は、ナット４４を締め付けることによって鋼ブラケットの当接板３２に当接され、鋼ブラケットの当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに押し付けて固定するものとなっている。この支圧プレート４３は、アンカーボルト４２を挿入する小径穴３３ｃが鉄筋３３ｄを避けて径の大きい穴３３ｂに対して偏心している場合にも、貫通孔の周囲の全域にわたって当接板３２に当接されるものとなっている。
【００３９】
上記支圧プレート４３には、充填材４６の注入孔４３ａが設けられており、この注入孔４３ａから注入された充填材４６が鋼管４１の内側に充填されるとともに先端から外側に回り込んで鋼管４１の外周面とコンクリート部材３３に設けられた穴３３ｂの内周面との間にも充填されている。
【００４０】
このようなアンカーは、次のような工程によって設けることができる。
コンクリート部材３３のアンカーが設けられる位置には、図２に示すアンカーと同様に、鋼管４１を挿入する大きい径の穴３３ｂを穿設する。この穴３３ｂはコンクリート部材３３の表面近くに埋め込まれている鉄筋３３ｄに到達する深さで設け、鉄筋３３ｄの位置を避けてこの穴３３ｂの底部からアンカーボルト４２を固定する小径穴３３ｃを穿設する。そして、図７（ａ）に示すようにアンカーボルト４２を小径穴３３ｃに挿入し、充填した充填材４７の硬化によってコンクリート部材３３に固着する。
【００４１】
コンクリート部材３３に固定する鋼ブラケットは、図７（ｂ）に示すように当接板３２に鋼管４１を溶接で接合しておき、これをコンクリート部材３３に当接させる。つまり、当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに当接させるとともに、鋼管４１を穴３３ｂに挿入し、コンクリート部材３３に固着されたアンカーボルト４２を鋼管４１の内側に挿通させる。
【００４２】
上記アンカーボルト４２には、図８（ａ）に示すように支圧プレート４３を装着し、ナットを螺合する。そして、図８（ｂ）に示すようにナット４４を支圧プレート４３に締め付け、当接板３２をコンクリート部材の表面３３ａに押し付けて鋼ブラケットを固定する。その後、図９に示すように支圧プレート４３に設けられた注入孔４３ａから充填材４６を注入し、鋼管４１の内側に充填するとともに、鋼管４１の先端から鋼管４１の外側にも充填材を回り込ませ、鋼管４１の外周面と穴３３ｂの内周面との間にも充填材４６を充填する。この充填材４６が硬化することによってアンカーボルト４２と、鋼管４１と、鋼ブラケットの当接板３２とが一体に固着され、アンカー３１の設置及び鋼ブラケットの固着が完了する。
【００４３】
このようなアンカー３１では、鋼ブラケットの当接板３２に結合された鋼管４１とアンカーボルト４２と充填材４６との合成部材によって鋼ブラケットの当接板３２から作用する荷重に抵抗するものとなる。これにより、アンカー３１の本数を少なくするとともに、既存のコンクリート部材３３に埋め込まれた鉄筋３３ｄを損傷することなく、アンカーボルト４２を固着するための穴３３ｃを穿設することができる。また、鋼管４１を付加部材である鋼ブラケットに予め固着しておくことにより、部品の数を減じるとともに、アンカー３１によって鋼ブラケットをコンクリート部材３３に固着する工程を効率よく行うことが可能となる。
【００４４】
以上に説明した実施の形態では、コンクリート部材３，３３に所定の深さの小径穴３ｃ，３３ｃを設けてアンカーボルト１２，４２を挿入し、固定するものであったが、上記小径穴３ｃ、３３ｃに代えてコンクリート部材を貫通する孔を設けるものであっても良い。貫通孔を設けた場合には、アンカーボルトを先端から貫通孔に挿入し、貫通した先端にプレート及びナット等を装着して後方への引き抜きに対して抵抗させることができる。
また、本発明のアンカーでコンクリート部材に固着される付加部材は、作業足場や支保工等の鉛直方向への荷重を支持するブラケットや、プレストレスを導入するための緊張材が定着されるブラケットとすることができる。また、構造物の改修等によって付加される設備、例えば照明灯の支柱等を支持する構造であっても良い。
その他、本発明は上述の態様に限定されること無く、様々な態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１：アンカー、 ２：鋼ブラケット、 ３：コンクリート部材、 ３ａ：コンクリート部材の表面（鉛直面）、 ３ｂ：鋼管を挿入する径の大きい穴、 ３ｃ：アンカーボルトを挿入する小径穴、 ３ｄ：コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋、
１１：鋼管、 １２：アンカーボルト、 １３：支圧プレート、 １４：ナット、 １５：第２のナット、 １６：充填材、 １７：充填材、 １８：充填材、
３１：アンカー、 ３２：鋼ブラケットの当接板、 ３３：コンクリート部材、 ３３ａ：コンクリート部材の表面、 ３３ｂ：鋼管を挿入する径の大きい穴、 ３３ｃ：アンカーボルトを挿入する小径穴、 ３３ｄ：コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋、
４１：鋼管、 ４２：アンカーボルト、 ４３：支圧プレート、 ４４：ナット、 ４６：充填材、 ４７：充填材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴に挿入された鋼管と、
前記穴の底部から該穴より小さい内径でさらに深い位置まで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削された小径穴に挿入され、抜け出さないように固定されるとともに、前記鋼管の内側に挿通されたアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した端部に形成された雄ねじ部に螺合され、前記鋼管が該コンクリート部材から抜け出さないように拘束するナットと、を有し、
前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間及び前記鋼管の内部には、充填材が充填されて硬化していることを特徴とするアンカー。
【請求項２】
前記鋼管の外周面に雄ねじが形成され、該雄ねじに螺合された第２のナットを有し、
前記コンクリート部材に支持させる付加部材に設けられた貫通孔に前記鋼管を挿通し、前記第２のナットと前記コンクリート部材との間に前記付加部材を挟み込み、前記第２のナットを締め付けて前記付加部材を支持するものであることを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
【請求項３】
先端が前記穴に挿入された前記鋼管の後端に、前記コンクリート部材の表面に当接される鋼プレートが固着され、
該鋼プレートが前記付加部材の一部を構成するものであり、
前記アンカーボルトに螺合されたナットを締め付けることにより、前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付けるものであることを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
【請求項４】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、
前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底から所定の深さまで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、
前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、
前記穴に鋼管を挿入し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを前記鋼管に係止した状態で締め付け、前記鋼管を前記コンクリート部材側に押し付けるとともに、前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間に充填した充填材の硬化によって前記鋼管を前記コンクリート部材に固定する工程と、
前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むことを特徴とするアンカーの固定方法。
【請求項５】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、
前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底部から所定の深さまで、又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、
前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、
前記穴と対応する位置に貫通孔を有し、該貫通孔の周囲を囲むように鋼管が溶接された鋼プレートを前記コンクリート部材の表面に当接し、鋼プレートに軸線がほぼ直角となるように接合された前記鋼管を前記穴に挿入するとともに、前記鋼管の内側及び前記鋼プレートに設けられた貫通孔に前記アンカーボルトを挿通し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを締め付けて前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付ける工程と、
前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間、及び前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むことを特徴とするアンカーの固定方法。
【請求項１】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材中の所定の深さまで切削された穴に挿入された鋼管と、
前記穴の底部から該穴より小さい内径でさらに深い位置まで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削された小径穴に挿入され、抜け出さないように固定されるとともに、前記鋼管の内側に挿通されたアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した端部に形成された雄ねじ部に螺合され、前記鋼管が該コンクリート部材から抜け出さないように拘束するナットと、を有し、
前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間及び前記鋼管の内部には、充填材が充填されて硬化していることを特徴とするアンカー。
【請求項２】
前記鋼管の外周面に雄ねじが形成され、該雄ねじに螺合された第２のナットを有し、
前記コンクリート部材に支持させる付加部材に設けられた貫通孔に前記鋼管を挿通し、前記第２のナットと前記コンクリート部材との間に前記付加部材を挟み込み、前記第２のナットを締め付けて前記付加部材を支持するものであることを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
【請求項３】
先端が前記穴に挿入された前記鋼管の後端に、前記コンクリート部材の表面に当接される鋼プレートが固着され、
該鋼プレートが前記付加部材の一部を構成するものであり、
前記アンカーボルトに螺合されたナットを締め付けることにより、前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付けるものであることを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
【請求項４】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、
前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底から所定の深さまで又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、
前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、
前記穴に鋼管を挿入し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを前記鋼管に係止した状態で締め付け、前記鋼管を前記コンクリート部材側に押し付けるとともに、前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間に充填した充填材の硬化によって前記鋼管を前記コンクリート部材に固定する工程と、
前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むことを特徴とするアンカーの固定方法。
【請求項５】
既存のコンクリート部材の表面から該コンクリート部材に埋め込まれた鉄筋に到達する深さで穴を切削する工程と、
前記穴より内径の小さい小径穴を、前記穴の底部から所定の深さまで、又は前記コンクリート部材を貫通するように切削する工程と、
前記小径穴にアンカーボルトを挿入し、充填材によって前記アンカーボルトが抜け出さないように固定するか、又は該小径穴にアンカーボルトを貫通させ、該アンカーボルトが抜け出さないように貫通した先端部をコンクリー部材に係止する工程と、
前記穴と対応する位置に貫通孔を有し、該貫通孔の周囲を囲むように鋼管が溶接された鋼プレートを前記コンクリート部材の表面に当接し、鋼プレートに軸線がほぼ直角となるように接合された前記鋼管を前記穴に挿入するとともに、前記鋼管の内側及び前記鋼プレートに設けられた貫通孔に前記アンカーボルトを挿通し、前記アンカーボルトの前記コンクリート部材から突き出した後端部に形成された雄ねじ部に螺合されるナットを締め付けて前記鋼プレートを前記コンクリート部材側に押し付ける工程と、
前記鋼管の外周面と前記穴の内周面との間、及び前記鋼管の内側に充填材を充填する工程と、を含むことを特徴とするアンカーの固定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２５０９０（Ｐ２０１２−２２５０９０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５０６８（Ｐ２０１１−９５０６８）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
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