コンクリート構造物の補強構造
【課題】本発明は、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上させることができるとともに、経済効果の高いコンクリート構造物の補強構造を提供することを目的とする。
【解決手段】貯水空間１ａへ出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０を備えた天井部１０と、側壁部２０と、底盤部３０とで構成され、地下に設置された円形防火水槽１の補強構造であって、天井部１０の天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａと、側壁部２０の内側面２０ａに貼り付ける側壁用補強シート６０ｂと、底盤部３０に固着する補強コンクリート８０と、天井部１０を底盤部３０から支持する補強支柱７０とで構成し、補強支柱７０を、マンホール部４０を通過可能な形状で形成した。
【解決手段】貯水空間１ａへ出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０を備えた天井部１０と、側壁部２０と、底盤部３０とで構成され、地下に設置された円形防火水槽１の補強構造であって、天井部１０の天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａと、側壁部２０の内側面２０ａに貼り付ける側壁用補強シート６０ｂと、底盤部３０に固着する補強コンクリート８０と、天井部１０を底盤部３０から支持する補強支柱７０とで構成し、補強支柱７０を、マンホール部４０を通過可能な形状で形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するコンクリート構造物の補強構造として、特許文献１に示すように、躯体内部側の面、すなわち底盤部の上面と、側壁部の内側面と、天井部の底面とに繊維シートを貼り付けて補強する補強構造が提案されている。
【０００３】
しかし、老朽化したコンクリート構造物の耐力を向上するための補強をすべて繊維シートで行うと、繊維シートが非常に高価であるため、補強に係る費用が高額になる。
【０００４】
そこで、上記特許文献１では、躯体内部側の面に繊維シートを貼り付けるとともに、せん断力が大きく係る隅角部の内面側にモルタルを塗布することで、貼り付ける繊維シートの層数を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上載荷重が作用する天井部への曲げの影響が小さい小断面のコンクリート構造物であれば、上記特許文献１での補強構造によって十分に補強効果を得ることができるが、上載荷重が作用する天井部への曲げの影響が大きい大断面のコンクリート構造物の場合、殊に天井部の中央部には大きな曲げ荷重が作用するため、上記特許文献１での補強構造では十分に耐力向上を図ることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上させることができるとともに、経済効果の高いコンクリート構造物の補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造であって、前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、前記側壁部の躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成することを特徴とする。
【０００９】
上記天井部補強シート及び側壁部補強シートは、補強繊維シートであることをいい、さらに詳しくは、炭素繊維シートあるいはアラミド繊維シートであることを含む。
【００１０】
上記構成により、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上することができる。
詳しくは、天井部及び側壁部を施工容易な補強シートで補強し、前記底盤部を施工容易な補強コンクリートで補強するとともに、上載荷重及び自重によってもっとも曲げ加重が作用する天井部を支柱で支持しているため、天井部、側壁部及び底盤部のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部に作用する負荷を底盤部に分散できるため、確実にコンクリート構造物の耐力を向上することができる。
【００１１】
また、天井部を支柱で支持していない場合と比較して、天井部に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部に作用するせん断力も低減できるため、天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートの層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、補強シート貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【００１２】
また、天井部及び側壁部を補強シートで補強しているため、例えば、コンクリート等を増打ちして天井部及び側壁部の壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【００１３】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部を補強コンクリートで補強したことによって、補強シートを底盤部の上面に貼り付けて補強する場合と比較して、確実に補強できるとともに、補強に係る費用を低減することができる。
【００１４】
詳しくは、底盤部が湿潤状態である場合、湿潤状態での貼り付けができない補強シートの場合、一旦底盤部を加熱等して乾燥させてから補強シートを貼り付ける必要がある。さらに、補強シートを貼り付け後の接着剤が硬化するまでの養生中も底盤部を乾燥状態に保つ必要がある。この補強シートの貼り付けにおける底盤部の乾燥状態が不十分であれば、底盤部の上面と補強シートとの接着強度が確保できず、十分な補強効果を得ることはできない。また、コンクリート構造物の躯体内部が略閉鎖空間である場合、底盤部の乾燥のために、バーナー等の火気を使用すると略閉鎖空間である躯体内部の酸素濃度が低下し、酸欠状態となる危険性も生じてくる。
【００１５】
これに対し、底盤部を補強コンクリートで補強する場合、生コンクリートを打設した後、硬化するまでの養生期間は湿潤状態が適しており、十分な強度を発揮できる補強コンクリートを構築することができる。
【００１６】
さらにまた、天井部と側壁部とに補強シートを貼り付け、底盤部に補強コンクリートを構築してコンクリート構造物を補強できるため、例えば、既に設置されている既設のコンクリート構造物を補強する場合、既設のコンクリート構造物を有効活用しながら補強することができる。したがって、例えば、既設のコンクリート構造物を撤去して新たにコンクリート構造物を構築する場合に発生する廃棄物が生じることなく、環境に優しい補強構造を実現することができる。
【００１７】
この発明の態様として、前記コンクリート構造物を、前記天井部に、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備え、地下に設置された地下コンクリート構造物とし、前記支柱を前記マンホールを通過可能な形状で形成することができる。
上記地下コンクリート構造物は、コンクリート製防火水槽、あるいはコンクリート製人孔であることを含む。
【００１８】
これにより、地上のマンホール付近を占用し、マンホールから材料投入等を行って施工できるため、地下コンクリート構造物を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【００１９】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【００２０】
また、この発明の態様として、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱の上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱の下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定することができる。
【００２１】
上記構成により、容易に支柱を設置することができるともに、十分の支持効果を得ることができる。
詳しくは、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さと同じ高さで形成した場合、コンクリート構造物の変形や、天井部の下面及び底盤部の上面の不陸によって所望の位置に支柱を設置できないおそれがある。
【００２２】
逆に、前記支柱の高さが補強後躯体内空高さより低い場合、支柱が補強コンクリート及び天井部のうち少なくとも一方から離れてしまい、底盤部から天井部を十分に支持できない。
【００２３】
これに対し、前記支柱の高さを、前記躯体内空高さより低く、前記補強後躯体内空高さより高く構成し、前記支柱上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定することによって、支柱を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリートを介して底盤部から天井部を支柱によって確実に支持することができる。
【００２４】
また、この発明の態様として、前記側壁部補強シートを、前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成することができる。
【００２５】
上記構成により、側壁部を補強する側壁部補強シートと、底盤部を補強する補強コンクリートとを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、補強効果を向上することができる。
【００２６】
また、補強前のコンクリート構造物の躯体内部の面が、補強後の躯体内部に露出しないため、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体等によってコンクリート構造物の躯体内部の表面の劣化が促進し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれを防止することができる。
【００２７】
また、この発明の態様として、前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えることができる。
上記負荷伝達手段は、せん断伝達筋であることをいう。
これにより、底盤部と補強コンクリートとの一体化を高めることができ、補強コンクリートと、補強コンクリートによって補強された底盤部との耐久性を向上することができる。
【００２８】
また、この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するとともに、地下に設置され、前記天井部に、躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備えたコンクリート構造物の補強構造であって、前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成し、前記側壁部の前記躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成し、該支柱の上端に、前記天井部の下面に固定する固定ボルトの貫通を許容する所定数の貫通孔を有し、前記マンホールの内径以下の径で形成する上フランジを備えるとともに、該支柱の下端に、前記上フランジと同形状で形成する下フランジを備え、前記支柱の高さを、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリート上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱を、前記上フランジを前記天井部の下面に前記所定本数の固定ボルトで固定するとともに、前記下フランジを前記底盤部の上面から離間させた位置で、前記所定本数以下の本数の固定ボルトで固定して、前記補強コンクリートで前記下フランジを巻き込んで設置し、前記天井部補強シートの表面、及び前記側壁部補強シートにおける前記補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布し、前記被露出部に止水手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記表面皮膜は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂塗装による単層又は複層の皮膜であることを含む。
上記構成により、天井部、側壁部及び底盤部のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部に作用する負荷を底盤部に分散できるため、十分な補強効果によって、確実にコンクリート構造物の耐力を向上することができる。
【００３０】
また、天井部を支柱で支持していない場合と比較して、天井部に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部に作用するせん断力も低減できるため、天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートの層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、補強シート貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【００３１】
また、天井部及び側壁部を補強シートで補強しているため、コンクリート等を増打ちして天井部及び側壁部の壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【００３２】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部を補強コンクリートで補強したことによって、底盤部の上面に補強シートを貼り付けて補強する場合と比較して、十分な強度を発揮できる補強コンクリートを構築することによって、安全且つ確実に補強できるとともに、補強に係る費用をさらに低減することができる。
【００３３】
また、前記天井部に備えた、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを通過可能な形状で支柱を形成しているため、地上のマンホール付近を占用し、マンホールから材料投入等を行って施工できるため、地下コンクリート構造物を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【００３４】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【００３５】
また、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定するため、支柱を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリートを介して底盤部から天井部を支柱によって確実に支持することができる。
【００３６】
また、前記側壁部補強シートを、前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成しているため、側壁部を補強する側壁部補強シートと、底盤部を補強する補強コンクリートとを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、確実な補強効果を得ることができる。
【００３７】
また、補強前のコンクリート構造物の躯体内部の面が、補強後の躯体内部に露出しないため、躯体内部に貯留する液体や気体等によってコンクリート構造物の躯体内部の面の劣化が促進し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれを防止することができる。
【００３８】
また、前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えているため、底盤部と補強コンクリートとの一体化を高めることができ、補強コンクリートと、補強コンクリートによって補強された底盤部との耐久性を向上することができる。
また、支柱の固定を、支柱の上下端のそれぞれに備えたフランジに有する貫通孔に固定ボルトを貫通させて固定するため、確実に固定することができる。
【００３９】
また、上フランジと下フランジとを、前記マンホールの内径以下の径で形成しているため、容易に、マンホールを通過させて躯体内部に支柱を投入することができる。
【００４０】
また、上フランジと下フランジとを、同数の貫通孔を有する同形状で構成したため、支柱は上下対称形状となる。例えば、上下非対称形状の支柱の場合、狭い閉鎖空間である躯体内部への支柱の投入方向が上下逆さまになると再度搬出して、正規の投入方向で再度投入し直す必要があるが、上下対称形状である支柱の場合は上下の投入方向を関係なく、支柱の投入施工が容易となる。
【００４１】
また、下フランジは補強コンクリートに巻き込まれて設置されるため、上フランジの固定ボルトより少ない本数で確実に固定することができる。また、上フランジより少ない本数の固定ボルトで確実に固定できる下フランジにも、上フランジと同数の貫通孔を有しているため、下フランジを固定するための所定本数の固定ボルトをセットする貫通孔を選択でき、コンクリート構造物の底盤部に内在する鉄筋が支障する貫通孔を回避して固定ボルトをセットすることができる。
【００４２】
また、上述したように、上フランジより少ない本数の固定ボルトで確実に固定できる下フランジにも、上フランジと同数の貫通孔を有しているため、固定ボルトによる下フランジ固定後であっても、貫通状態の貫通孔が残り、補強コンクリートを構築するための生コンクリート打設時において、貫通孔からエアが抜け、補強コンクリートに空気溜まり等の未充填部分の発生を防止することができる。
【００４３】
また、天井部補強シートの表面、及び側壁部補強シートにおける補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布することにより、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体に対する耐候性を向上させ、コンクリート構造物の耐久性を向上することができる。
【００４４】
また、側壁部補強シートにおける補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部に表面皮膜を塗布しないため、表面皮膜による側壁部補強シートと補強コンクリートとの一体性が低減することを防止できる。
【００４５】
また、被露出部に止水手段を備えているため、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体等による躯体内部劣化の促進を抑制し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれをさらに防止することができる。
【００４６】
この発明の態様として、前記コンクリート構造物を、底盤部に、躯体内部に貯水した水を吸い上げるポンプの設置を許容するピットを有し、前記ピットの躯体内面に貼り付けるピット補強シートを備えることができる。
【００４７】
これにより、底盤部を補強する補強コンクリートの打設の際に、閉鎖空間である躯体内部における左官作業の待避場所としてピットを利用することができるため、確実な左官を行うことができる。したがって、例えば、待避場所のない閉鎖空間での補強コンクリート打設の場合と比較して、均一な表面仕上げが施された補強コンクリートを構築することができる。
【発明の効果】
【００４８】
この発明によれば、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上させることができるとともに、経済効果の高いコンクリート構造物の補強構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】補強前の円形防火水槽についての説明図。
【図２】補強前の円形防火水槽についての説明図。
【図３】補強後の円形防火水槽についての説明図。
【図４】補強後の円形防火水槽についての説明図。
【図５】補強構造における詳細部分についての説明図。
【図６】補強構造における詳細部分についての説明図。
【図７】円形防火水槽の補強構造による補強効果についての説明図。
【図８】円形防火水槽の補強方法を示したフローチャート。
【図９】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１０】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１１】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１２】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１，２は本発明の補強構造による補強を実施する前の円形防火水槽１についての説明図を示し、図３，４は本発明の補強構造によって補強した円形防火水槽１についての説明図を示し、図５，６は補強構造における詳細部分についての説明図を示し、図７は円形防火水槽の補強構造による補強効果についての説明図を示している。
【００５１】
詳しくは、図１は、補強前の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態での奥側部分についての斜視図を示す図１（ａ）と、補強前の円形防火水槽１の中央より手前側部分を透過状態とした斜視図を示す図１（ｂ）とで構成している。
図２は、補強前の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態の断面図を示す図２（ａ）と、補強前の円形防火水槽１の高さ方向中央付近で分断した状態での平面図を示す図２（ｂ）とで構成している。
【００５２】
詳しくは、図３は、補強後の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態での奥側部分についての斜視図を示す図３（ａ）と、補強後の円形防火水槽１の中央より手前側部分を透過状態とした斜視図を示す図３（ｂ）とで構成している。
図４は、補強後の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態の断面図を示す図４（ａ）と、補強後の円形防火水槽１の高さ方向中央付近で分断した状態での平面図を示す図４（ｂ）とで構成している。
【００５３】
図５は、固定状態にある補強支柱７０の高さ方向中央付近で分断した状態における平面図である図５（ａ）と、図４（ａ）のａ部拡大図を示す図５（ｂ）とで構成している。
図６は、図４（ａ）のｂ部拡大図を示す図６（ａ）と、図４（ａ）のｃ部拡大図を示す図６（ｂ）とで構成している。
【００５４】
図７は、耐力が低下していない健全な状態の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ａ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｂ）と、耐力が低下したにもかかわらず補強せずに使用し続けた場合の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ｃ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｄ）と、耐力が低下したが補強した場合の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ｅ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｆ）とで構成している。
【００５５】
円形防火水槽１は、鉄筋コンクリート製であり、図１に示すように、天井部１０と、側壁部２０と、底盤部３０と、天井部１０に備えたマンホール部４０と、底盤部３０におけるマンホール部４０の真下位置に配置した底設ピット５０とで構成している。
【００５６】
また、マンホール部４０と底設ピット５０との間の側壁部２０には、等間隔を隔てて複数配置されたステップ２１を有している（図２参照、図１では省略）。なお、マンホール部４０は貯水空間１ａを出入りする普通人の通過を許容する内径で形成している。
【００５７】
上記構成で構成された円形防火水槽１は、地下に設置された略円筒形の防火水槽であり、天井部１０、側壁部２０及び底盤部３０で囲まれた躯体内部を、内空高さＨ１の貯水空間１ａとし、貯水空間１ａに貯水した水を、地上と貯水空間１ａとを連通するマンホール部４０を介して、底設ピット５０にセットする水中ポンプ（図示省略）で地上にポンプアップして、消火活動等に使用することができる。
なお、上記内空高さＨ１は、底盤部３０の底盤上面３０ａから天井部１０の天井下面１０ａまでの高さを示している。
【００５８】
このような円形防火水槽１は、設置されてからの年数が経過すると、鉄筋１ｄの劣化による鉄筋量不足に起因するクラック１ｃが隅角部１ｂの外側や天井下面１０ａ、底盤部３０の上面の中央付近に生じ、耐力が低下する。
【００５９】
このような耐力が低下した円形防火水槽１を、このまま使用すると、図７（ｃ）に示すように、上記クラック１ｃによる隅角部１ｂの鉄筋破断が生じ、図７（ｄ）に示すように、鉄筋破断による天井部１０や底盤部３０のたわみが増大し、最悪の事態として崩落するおそれがある。
【００６０】
なお、健全な状態における構造計算では隅角部１ｂを剛結合として計算できるが、隅角部１ｂの鉄筋１ｄが破断している図７（ｄ）の構造計算においては、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算することとなる。
【００６１】
したがって、耐力の低下した円形防火水槽１の場合、撤去してから新設するか、補強する必要がある。しかし、地下に設置されている円形防火水槽１を撤去してから新設する場合、開削によって円形防火水槽１を一旦露出させ、解体して撤去し、設置場所を敷き均して、型枠を組み、コンクリートを打設して養生した上で、強度発生後に型枠を脱型して、埋め戻すといった大規模な施工が必要となり、費用が高額になるといった問題がある。また、解体した円形防火水槽を廃棄物として処分する必要がある。
【００６２】
また、貯水空間１ａに貯水した水を消火のために用いる円形防火水槽１は、通常、車道や歩道等の公道に設置されることが多く、上記大規模な施工をするためには、施工箇所を含む周辺を占用する必要があり、交通渋滞を引き起こす可能性もある。また、解体作業を開削してオープンな状態で作業する場合、大きな音が発生し、近隣住民に対する騒音問題も生じる可能性がある。
【００６３】
上述したように、地下に設置されている円形防火水槽１を撤去してから新設すると、費用は高額になるとともに、周辺環境への施工による影響が大きいため、耐力が低下した円形防火水槽１に対する最適な対策とは言い難い。
【００６４】
このような円形防火水槽１を補強する補強構造は、図３乃至図６に示すように、天井部１０、側壁部２０及び底設ピット５０に貼り付ける補強シート６０と、底盤部３０から天井部１０を支持する補強支柱７０と、底盤部３０に固着させる補強コンクリート８０とで構成している。
【００６５】
補強シート６０は、エポキシパテによって下地処理された天井部１０の天井下面１０ａ、側壁部２０の貯水空間１ａ側の内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面に、貼り付ける炭素繊維シート６１と、該炭素繊維シート６１の表面に塗布する表面塗装膜６２とで構成している（図５（ｂ）参照）。
【００６６】
なお、補強シート６０は天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａと、内側面２０ａに貼り付ける側壁用補強シート６０ｂと、底設ピット５０の内側に貼り付けるピット用補強シート６０ｃで構成し、側壁用補強シート６０ｂ及びピット用補強シート６０ｃは１枚の炭素繊維シート６１を用いているのに対し、天井用補強シート６０ａは繊維方向が直交する方向に貼り付けた２枚の炭素繊維シート６１を重ね合わせて構成している。
【００６７】
また、表面塗装膜６２は、側壁用補強シート６０ｂにおける下端付近であって、後述する補強コンクリート８０に埋もれる部分、すなわち補強後の貯水空間１ａに露出しない被露出部６０ｂａには施さず、被露出部６０ｂａの高さ方向中央付近に、水分によって膨張する止水テープ６３を周方向略連続する状態で貼り付けている。
【００６８】
さらに、表面塗装膜６２は、炭素繊維シート６１の表面の直接塗布するエポキシ樹脂塗料による中塗層６２ａと、硬化した中塗層６２ａの表面に塗布するアクリル樹脂塗料による上塗層６２ｂとで構成している。
【００６９】
中塗層６２ａを構成するエポキシ樹脂塗料は、硬化速度が速く、硬化後の硬度も高い塗料であるのに対し、上塗層６２ｂを構成する塗布するアクリル樹脂塗料は、エポキシ樹脂塗料と比べて硬化後の硬度が低いが、耐候性が高い塗料である。
【００７０】
補強支柱７０は、亜鉛メッキ及びエポキシ樹脂塗装がされた鋼管７１と、該鋼管７１の上下端に配置された円形フランジ７３と、鋼管７１の周面と円形フランジ７３との角部に固定され、鋼管７１の周方向に等間隔で配置された８枚のリブ７２とで構成している。
【００７１】
補強支柱７０は、上述の内空高さＨ１より低く、後述する補強後内空高さＨ２より高い高さで構成している。なお、上記補強後内空高さＨ２は、底盤部３０に固着した補強コンクリート８０の補強上面８０ａから天井下面１０ａまでの高さを示している。
【００７２】
円形フランジ７３は、貯水空間１ａを出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０の内径より小さな径の平面視円形形状であり、図５（ａ）に示すように、８枚のリブ７２の間に固定用の固定ボルト７７の貫通を許容するボルト貫通孔７４を形成している。
【００７３】
また、円形フランジ７３における鋼管７１の平面視内側には、補強支柱７０にどぶ漬けによる亜鉛メッキを施す際に、鋼管７１内部まで亜鉛メッキするための内側貫通孔７５を備えている。
なお、ボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５は、後述する補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２の最大骨材寸法以上の径で構成している。
【００７４】
また、円形フランジ７３は、鋼管７１の上端に備えた上フランジ７３ａと、下端に備えた下フランジ７３ｂとで構成し、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとは同形状で形成している。
【００７５】
上述の構成の補強支柱７０は、図４（ｂ）に示すように、円形防火水槽１の径に対して１／３程度の径の同心円上に等間隔で４本配置している。
そして、各補強支柱７０は、天井下面１０ａに装着したコンクリートアンカー７６に螺合させた８本の固定ボルト７７で上フランジ７３ａが固定され、また、底盤上面３０ａに設置したコンクリートアンカー７６に螺合させた４本の固定ボルト７７で下フランジ７３ｂが底盤上面３０ａから離間した上方位置で固定され、設置される（図４（ａ）参照）。
【００７６】
さらに詳しくは、固定ボルト７７は、コンクリートアンカー７６に螺入する全ネジボルト７８と、全ネジボルト７８に螺合するナット７９とで構成している（図６参照）。
また、天井下面１０ａに固定する上フランジ７３ａは、図６（ａ）に示すように、天井下面１０ａに装着されたコンクリートアンカー７６に螺入された全ネジボルト７８をボルト貫通孔７４に挿通し、底面側（図６（ａ）の下側）から２つのナット７９を重ねて螺合し、いわゆるダブルナット状に固定している。
【００７７】
これに対し、底盤上面３０ａに固定する下フランジ７３ｂは、図６（ｂ）に示すように、底盤上面３０ａに装着されたコンクリートアンカー７６に螺入された全ネジボルト７８にまず下ナット７９ｂを螺合してからボルト貫通孔７４に挿通し、上面側（図６（ｂ）の上側）から上ナット７９ａを螺合させて固定される。
【００７８】
上記構成により、全ネジボルト７８に螺合された上ナット７９ａと下ナット７９ｂとは下フランジ７３ｂを上下から挟み込むようにして、底盤上面３０ａから離間した位置で下フランジ７３ｂを固定している。なお、下フランジ７３ｂは、補強コンクリート８０によって固定されるため、上記上フランジ７３ａにおける２つのナット７９によるダブルナットは必要とせず、シングルナットで固定している。
【００７９】
底盤部３０の底盤上面３０ａに固着させる補強コンクリート８０は、内部に略格子状に配筋した補強鉄筋８１と、現場打ちのコンクリート８２と、底盤上面３０ａから突出するように略格子状に配置したせん断伝達筋８３とで、底盤部３０の厚みの半分の厚みに構成している。
【００８０】
なお、せん断伝達筋８３は、底盤上面３０ａに設けたコンクリートアンカー８３ａに、所定の長さの鉄筋８３ｂを差し込んで構成し、鉄筋８３ｂの上部がコンクリート８２に巻き込まれた状態で付着し、底盤部３０と補強コンクリート８０とを一体化している。
【００８１】
上述したように、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて円形防火水槽１を補強することによって、補強後の円形防火水槽１は、図７（ｅ）に示すように、補強シート６０によって天井部１０及び側壁部２０自体の強度が向上するとともに、補強コンクリート８０によって底盤部３０自体の強度が向上する。
【００８２】
さらに、補強後の円形防火水槽１は強度が向上した底盤部３０から強度が向上した天井部１０を補強支柱７０で支持している。したがって、例えば、図７（ｄ）の構造計算と同様に、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算したとしても図７（ｆ）に示すように、補強後の円形防火水槽１の天井部１０及び底盤部３０には、大きなたわみは生じない。
【００８３】
このように、耐力が低下した円形防火水槽１であっても、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて補強することで、大きなたわみが生じる等の危険な状態となることを防止して、安全に使用続けることができる。
【００８４】
なお、天井下面１０ａと、上フランジ７３ａとの間にエポキシパテ等の樹脂製パテを充填してから、上フランジ７３ａを天井下面１０ａに固定してもよい。これにより、天井下面１０ａと上フランジ７３ａとの密着性を向上させ、天井部１０の荷重をより確実に、補強支柱７０に伝達することができる。
【００８５】
次に、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強方法について、図８乃至図１２とともに説明する。なお、図８は円形防火水槽１の補強方法についてのフローチャートを示し、図９乃至図１２は円形防火水槽１の補強方法についての説明図を示している。
【００８６】
まず、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて補強する円形防火水槽１は、貯水空間１ａに貯水した使用状態であるため、補強のための施工ができる状態とするための準備工を実施する（ステップｓ１）。
【００８７】
詳しくは、図９（ａ）に示すように、水中ポンプ１００を用いて、貯水空間１ａの水をマンホール部４０を介して地上に排水し、地上に駐車したトラック２００に車載したハイウォッシャー装置２０１を用いて、円形防火水槽１の内部を洗浄する。そして、洗浄したあと、貯水空間１ａにたまった土砂やゴミを撤去し、貯水空間１ａで今後の高所での作業用の足場１０１を組み立てる。
【００８８】
また、マンホール部４０と底設ピット５０との間の側壁部２０に、もともと複数配置されていたステップ２１がさびや腐食によって危険な状態であれば、この状態でステップ２１を撤去しておく。
【００８９】
そして、補強のための準備が完了した状態になってから、補強シート６０を貼り付ける補強シート設置工を実施する（ステップｓ２）。
詳しくは、ステップｓ１で洗浄された天井下面１０ａ及び内側面２０ａに、サンダー（図示省略）を用いたケレンを行って下地処理し、プライマーを塗布し、炭素繊維シート６１を不陸無く貼り付けるためエポキシパテによる不陸修正を実施する。
【００９０】
不陸修正が完了した後、図９（ｂ）に示すように、マンホール部４０の内径以下の径で所定長さの炭素繊維シート６１を巻いた繊維シートロール６１ａを、マンホール部４０から投入する。そして貯水空間１ａで受け取った繊維シートロール６１ａを、エア溜りが生じることなく、天井下面１０ａ、内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面に貼り付ける。
なお、上述したように、内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面には一枚の炭素繊維シート６１を貼り付けるが、天井下面１０ａには２枚の炭素繊維シート６１を、繊維方向が交差するように貼り付ける。
【００９１】
そして、貼り付けした炭素繊維シート６１の接着剤が硬化したのち、図１０（ａ）に示すように、貼り付けた炭素繊維シート６１の表面に表面塗装膜６２を構築する補強シート樹脂塗装工を実施する（ステップｓ３）。
詳しくは、エポキシ樹脂塗料による中塗層６２ａを炭素繊維シート６１の表面に直接塗布し、塗布した中塗層６２ａのエポキシ樹脂塗料が硬化した後に、アクリル樹脂塗料による上塗層６２ｂを中塗層６２ａの表面に塗布する。
【００９２】
なお、この補強シート樹脂塗装工では、ステップｓ２の補強シート設置工で内側面２０ａに貼り付けた炭素繊維シート６１のうち、後で施工する補強コンクリート８０の補強上面８０ａ（図１０（ａ）において点線で示す）より低い部分、すなわち、補強コンクリート８０によって隠れる被露出部６０ｂａ（図５（ｂ）参照）より上の部分に表面塗装膜６２を形成する。
【００９３】
より具体的には、底盤上面３０ａから１５ｃｍの厚みで補強コンクリート８０が構成されるため、２ｃｍのラップ代を設けて、底盤上面３０ａから１３ｃｍより低い位置を被露出部６０ｂａとしている。
【００９４】
ステップｓ３の補強シート樹脂塗装工が完了したのち、天井部１０及び底盤部３０に内在する鉄筋を、図１０（ｂ）に示すような鉄筋探査装置１０２を用いて探査する（ステップｓ４）。なお、この鉄筋探査工は、ステップｓ１の準備工以降であって、次のステップｓ５の支柱設置工までの間であれば、どのタイミングで行ってもよい。
【００９５】
次に、補強支柱７０を建て込む支柱設置工を実施する（ステップｓ５）。図１１（ａ）に示すように、地上に駐車したクレーン付トラック２０２を用いて、マンホール部４０から貯水空間１ａに補強支柱７０に吊り降ろす。
【００９６】
地上から吊り降ろされた補強支柱７０を受け取った作業者Ｍは台車１０３を用いて補強支柱７０を所定の位置まで運搬し、設置する。
なお、補強支柱７０の設置は、天井下面１０ａ及び底盤上面３０ａに装着したコンクリートアンカー７６に螺合させた固定ボルト７７で円形フランジ７３を固定しておこなう。このとき、ステップｓ４の鉄筋探査工で探査した天井部１０と底盤部３０に内在する鉄筋が支障しない方向で、円形フランジ７３のボルト貫通孔７４の間隔に沿うようコンクリートアンカー７６を装着する。
【００９７】
また、上フランジ７３ａは、上フランジ７３ａに備えた８個のすべてのボルト貫通孔７４に固定ボルト７７が挿入されて８本の固定ボルト７７で固定されるのに対し、補強コンクリート８０に巻き込まれる下フランジ７３ｂは、半分の４本の固定ボルト７７で固定される（図５（ａ）参照）。
【００９８】
したがって、下フランジ７３ｂを固定する４本の固定ボルト７７が螺合するコンクリートアンカー７６は、８個のボルト貫通孔７４に対して、２通りの角度で挿入固定ができるため、例えば、天井部１０に内在する鉄筋配置に合わせて、天井下面１０ａに８本のコンクリートアンカー７６を設置することで、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４の回転位置によっては底盤部３０に内在する鉄筋に支障する場合であっても、残る角度パターンでの固定ができる。
【００９９】
なお、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の固定方法について詳述すると、まず、天井下面１０ａ及び底盤上面３０ａに装着したコンクリートアンカー７６に全ネジボルト７８を螺入する。
【０１００】
そして、底盤上面３０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８に下ナット７９ｂを螺合し、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４に全ネジボルト７８を挿入する。そして、下ナット７９ｂを螺出して、補強支柱７０をジャッキアップし、天井下面１０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８を上フランジ７３ａのボルト貫通孔７４に挿入する。
【０１０１】
さらに、上フランジ７３ａの上面が天井下面１０ａに略密着するまで下ナット７９ｂを螺出し、上フランジ７３ａのボルト貫通孔７４に挿入した全ネジボルト７８にナット７９を螺合して、上フランジ７３ａを天井部１０に固定する。
【０１０２】
天井部１０への上フランジ７３ａの固定ボルト７７による固定が完了すると、補強支柱７０の貯水空間１ａ内での設置高さが確定するため、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４に挿入された全ネジボルト７８に上ナット７９ａを螺合して、底盤部３０への下フランジ７３ｂの固定を完了させる。
このとき、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の下フランジ７３ｂは、底盤上面３０ａから離間した状態、すなわち底盤上面３０ａから浮かせた位置で固定される。
【０１０３】
そして、天井下面１０ａに固定した上フランジ７３ａの固定ボルト７７のボルト頭部を含む周辺を一体的にエポキシ樹脂で防護塗装して、この支柱設置工は完了する。なお、これまでの作業で貯水空間１ａの上部での作業は完了するため、ここで、足場１０１を解体して、搬出すると、今後の作業空間が広がるため、作業性を向上することができる。
【０１０４】
支柱の建て込みが完了すると、補強コンクリート８０を構築するための準備のひとつであるせん断伝達筋８３を設置するせん断伝達筋設置工を実施する（ステップｓ６）。
【０１０５】
せん断伝達筋設置工は、図１１（ｂ）に示すように、コンクリートドリル１０４により底盤上面３０ａにコンクリートアンカー８３ａを挿入するための穴を設け、その穴にコンクリートアンカー８３ａを挿入して固定し、該コンクリートアンカー８３ａに、所定の長さの鉄筋８３ｂを差し込んで構成する。
なお、せん断伝達筋８３は、図４（ｂ）に示すように、下フランジ７３ｂを除く底盤上面３０ａに格子状に設置する。
【０１０６】
そして、補強コンクリート８０を構築するための続く準備である補強鉄筋８１の配筋及び円形型枠１０５を組み立て、さらに止水テープ６３の貼り付けを実施する（ステップｓ７）。
【０１０７】
詳しくは、図１２（ａ）に示すように、地上に駐車したクレーン付トラック２０２によって補強鉄筋８１を、マンホール部４０から吊り降ろし、格子状に配筋する。なお、下フランジ７３ｂ部分には配筋できず、配筋上の開口となるため、開口補強筋（図示省略）も配筋する。
【０１０８】
そして、補強コンクリート８０を構成する生コンクリート状態のコンクリート８２を打設するための円形型枠１０５を底設ピット５０の上方に設置するとともに、図５（ｂ）に示すように、被露出部６０ｂａの高さ方向中央付近に、周方向に略連続するように止水テープ６３を貼り付ける。
【０１０９】
ステップｓ７での補強鉄筋８１の配筋及び円形型枠１０５を組み立て、止水テープ６３の貼り付けが完了すると、補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２を打設する（ステップｓ８）。
図１２（ｂ）に示すように、地上にミキサー車２０３を配置するとともに、垂直方向のホッパー１０６をマンホール部４０に設置して、ミキサー車２０３から搬出された生コンクリート状のコンクリート８２を、ホッパー１０６を介して、貯水空間１ａで作業者Ｍが一輪車１０７で受け取り、ステップｓ７で配筋した補強鉄筋８１の上に敷き均し、図示省略するバイブレータで締め固める。
【０１１０】
そして、締め固めた生コンクリート状のコンクリート８２の表面を左官ゴテで押さえて、表面仕上げを行う。このとき、底設ピット５０から遠い箇所のコンクリート８２の表面から仕上げていくことで、最終の表面仕上げにおいて作業者Ｍは、補強シート６０で補強された底設ピット５０に入って仕上げることができる。
【０１１１】
コンクリート８２の打設が完了すると、湿潤状態を保ちながら、コンクリート８２に所定の強度が発現するまで養生し、コンクリート８２に所定の強度が発現すると、底設ピット５０の上部に設けた円形型枠１０５を脱型して（ステップｓ９）、円形防火水槽１の補強は完了する。
なお、最初にステップ２１を撤去していた場合は、脱型後に、新たなステップ２１を設置して、円形防火水槽１の補強を完了する。
【０１１２】
このような施工フローで補強する、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強構造は、天井部１０、側壁部２０及び底盤部３０のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部１０に作用する負荷を底盤部３０に分散できるため、十分な補強効果によって、確実に円形防火水槽１の耐力を向上することができる。
【０１１３】
したがって、上述したように、図７（ｄ）の構造計算と同様に、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算したとしても図７（ｆ）に示すように、補強後の円形防火水槽１の天井部１０及び底盤部３０には、大きなたわみは生じない。
【０１１４】
また、天井部１０を補強支柱７０で支持していない場合と比較して、天井部１０に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部１ｂに作用するせん断力も低減できるため、天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａの炭素繊維シート６１の層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、炭素繊維シート６１貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【０１１５】
また、天井部１０を天井用補強シート６０ａで補強し、前記側壁部２０を側壁用補強シート６０ｂで補強しているため、コンクリート８２等を増打ちして壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート８２等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【０１１６】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部３０を補強コンクリート８０で補強したことによって、炭素繊維シート６１を底盤上面３０ａに貼り付けて補強する場合と比較して、十分な強度を発揮できる補強コンクリート８０を構築することによって、安全且つ確実に補強できるとともに、補強にかかる費用を低減することができる。
【０１１７】
また、前記補強コンクリート８０にかかる負荷を前記底盤部３０に伝達するせん断伝達筋８３を備えているため、底盤部３０と補強コンクリート８０との一体化を高めることができ、補強コンクリート８０と、補強コンクリート８０によって補強された底盤部３０との耐久性を向上することができる。
【０１１８】
また、地下に設置された円形防火水槽１は、前記天井部１０に、前記貯水空間１ａへ出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０を備え、前記補強支柱７０を前記マンホール部４０を通過可能な形状で形成しているため、マンホール部４０から材料投入等を行って、地上のマンホール部４０付近を占用するだけで施工できるため、円形防火水槽１を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【０１１９】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【０１２０】
また、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強構造の場合、既設の構造部材を撤去することなく補強することができるため、例えば、円形防火水槽１を撤去して新設する場合に発生する廃棄物が生じることなく、環境に優しい補強を実現することができる。
【０１２１】
また、前記補強支柱７０を、前記底盤上面３０ａから前記天井下面１０ａまでの内空高さＨ１より低く、前記補強コンクリート８０の補強上面８０ａから前記天井下面１０ａまでの補強後内空高さＨ２より高い高さで構成し、補強支柱７０の上端となる上フランジ７３ａを天井下面１０ａに固定し、補強支柱７０の下端となる下フランジ７３ｂを補強コンクリート８０で固定しているため、補強支柱７０を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリート８０を介して底盤部３０から天井部１０を補強支柱７０によって確実に支持することができる。
【０１２２】
また、補強支柱７０の固定を、補強支柱７０の上下端のそれぞれに備えた円形フランジ７３に有するボルト貫通孔７４に固定ボルト７７を貫通させて固定するため、確実に固定することができる。
【０１２３】
また、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとを、前記マンホール部４０の内径以下の径で形成しているため、容易に、マンホール部４０を通過させて貯水空間１ａに補強支柱７０を投入することができる。
【０１２４】
また、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとを、同数のボルト貫通孔７４を有する同形状で構成したため、補強支柱７０は上下対称形状となる。例えば、上下非対称形状の補強支柱の場合、狭い閉鎖空間である貯水空間１ａへの補強支柱７０の投入方向が上下逆さまになると再度搬出して、正規の投入方向で再度投入し直す必要があるが、上下対称形状である補強支柱７０の場合は上下の投入方向を関係なく、補強支柱７０の投入施工が容易となる。
【０１２５】
また、下フランジ７３ｂは補強コンクリート８０に巻き込まれて設置されるため、上フランジ７３ａの固定ボルト７７より少ない本数で確実に固定することができる。また、上フランジ７３ａより少ない本数の固定ボルト７７で確実に固定できる下フランジ７３ｂにも、上フランジ７３ａと同数のボルト貫通孔７４を有しているため、下フランジ７３ｂを固定するための所定本数の固定ボルト７７をセットするボルト貫通孔７４を選択できるため、円形防火水槽１の底盤部３０に内在する鉄筋が支障するボルト貫通孔７４を回避して固定ボルト７７をセットすることができる。
【０１２６】
また、上述したように、上フランジ７３ａより少ない本数の固定ボルト７７で確実に固定できる下フランジ７３ｂにも、上フランジ７３ａと同数のボルト貫通孔７４を有しているため、固定ボルト７７による下フランジ７３ｂを固定した後であっても、貫通状態のボルト貫通孔７４が残り、補強コンクリート８０を構築するための生コンクリート８２打設時において、固定ボルト７７が設置されず貫通状態にあるボルト貫通孔７４からエアが抜け、補強コンクリート８０に空気溜まり等の未充填部分の発生を防止することができる。
【０１２７】
また、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の固定方法において、底盤上面３０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８に螺合する下ナット７９ｂを螺することで補強支柱７０をジャッキアップして、補強支柱７０の設置高さを調整する、すなわち補強部材である補強支柱７０を構成する固定ボルト７７で高さ調整するため、例えば、ジャッキ等の別の治具を用いル場合と比較して、施工性が向上し、施工者の満足度を向上することができる。
【０１２８】
また、ボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５は、後述する補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２の最大骨材寸法以上の径で構成しているため、生コンクリート状態のコンクリート８２がボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５を通過できるため、より確実にコンクリート８２を充填でき、密実な補強コンクリート８０を構成することができる。
【０１２９】
また、前記側壁用補強シート６０ｂを、前記側壁部２０に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方となる高さで形成しているため、側壁部２０を補強する側壁用補強シート６０ｂと、底盤部３０を補強する補強コンクリート８０とを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、確実な補強効果を得ることができる。
【０１３０】
また、補強前の円形防火水槽１の側壁部２０の内側面２０ａが、補強後の貯水空間１ａに露出しないため、貯水空間１ａに貯留する液体や気体等によって内側面２０ａの劣化が促進し、補強した円形防火水槽１の耐力を低下するおそれを防止することができる
また、天井用補強シート６０ａの表面、及び側壁用補強シート６０ｂにおける補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方に位置する被露出部６０ｂａを除く側壁用補強シート６０ｂの表面に表面塗装膜６２を塗布することにより、補強後の貯水空間１ａに貯留する液体や気体に対する耐候性を向上させ、円形防火水槽１の耐久性を向上することができる。
【０１３１】
また、側壁用補強シート６０ｂにおける補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方に位置する被露出部６０ｂａに表面塗装膜６２を塗布しないため、表面塗装膜６２による側壁用補強シート６０ｂと補強コンクリート８０との一体性の低下を防止することができる。
【０１３２】
なお、中塗層６２ａを構成するエポキシ樹脂塗料は、硬化速度が速く、硬化後の硬度も高い塗料であるのに対し、上塗層６２ｂを構成する塗布するアクリル樹脂塗料は、エポキシ樹脂塗料と比べて硬化後の硬度が低いが、耐候性が高い塗料であるため、エポキシ樹脂塗料やアクリル樹脂塗料をそれぞれ２層重ねて塗布した場合と比較して耐久性のある補強シート６０を構成することができる。
【０１３３】
また、被露出部６０ｂａに止水テープ６３を備えているため、補強後の貯水空間１ａに貯留する液体や気体等による貯水空間１ａ劣化の促進を抑制し、補強した円形防火水槽１の耐力を低下するおそれをさらに防止することができる。
【０１３４】
また、底盤部３０に備え、貯水空間１ａに貯水した水を吸い上げるポンプの設置する底設ピット５０の貯水空間１ａ側の面に貼り付けるピット用補強シート６０ｃを備えているため、底盤部３０を補強する補強コンクリート８０の打設の際に、閉鎖空間である貯水空間１ａにおける左官作業の待避場所として、ピット用補強シート６０ｃで補強された底設ピット５０を利用することができるため、確実な左官を確実に行うことができる。したがって、例えば、待避場所のない閉鎖空間での補強コンクリート８０を打設する場合と比較して、均一な表面仕上げが施された補強コンクリート８０を構築することができる。
【０１３５】
なお、上述したような補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた補強構造の場合、補強後の貯水空間１ａの容量の低下を最低限に抑制することができる。
【０１３６】
以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明のコンクリート構造物は、円形防火水槽１に対応し、
以下、同様に、
天井部の下面は、天井下面１０ａに対応し、
天井部補強シートは、天井用補強シート６０ａに対応し、
側壁部の躯体内部側の側面は、内側面２０ａに対応し、
側壁部補強シートは、側壁用補強シート６０ｂに対応し、
底盤部の上面は、底盤上面３０ａに対応し、
支柱は、補強支柱７０に対応し、
躯体内部は、貯水空間１ａに対応し、
マンホールは、マンホール部４０に対応し、
躯体内空高さは、内空高さＨ１に対応し、
補強後躯体内空高さは、補強後内空高さＨ２に対応し、
負荷伝達手段は、せん断伝達筋８３に対応し、
貫通孔は、ボルト貫通孔７４に対応し、
表面皮膜は、表面塗装膜６２に対応し、
止水手段は、止水テープ６３に対応し、
ピットは、底設ピット５０に対応し、
ピット補強シートは、ピット用補強シート６０ｃに対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆるコンクリート構造物の補強構造に適用する実施形態を含むものである。
【０１３７】
なお、円形防火水槽１は、円形の防火水槽で構成したが、平面視四角形の防火水槽であってもよい。
また、円形の円形防火水槽１に対して、４本の補強支柱７０を同心円上に配置したが、例えば、３本の補強支柱７０であってもよく、さらには側壁部２０の中心に１本の補強支柱７０を配置してもよい。
また、円形防火水槽１に対して、複数組のマンホール部４０及び底設ピット５０を備えた構成であってもよい。
【０１３８】
また、上記実施例では、支柱設置工（ステップｓ５）において、地上に駐車したクレーン付トラック２０２を用いて、地上から吊り降ろされた補強支柱７０を台車１０３を用いて補強支柱７０を所定の位置まで運搬したが、補強支柱７０を傾け、下フランジ７３ｂの周縁部で底盤上面３０ａ上を転がすようにして、所定の場所まで運搬してもよい。
【０１３９】
また、上記実施例では、コンクリート８２の打設において、図１２（ｂ）に示すように、地上に配置したミキサー車２０３から搬出された生コンクリート状のコンクリート８２を、ホッパー１０６を介して、作業者Ｍが一輪車１０７で受け取って補強鉄筋８１の上に敷き均したが、一輪車１０７を用いずとも、断面Ｕ字状のシュートを用い、所望の場所にコンクリート８２を敷き均す方法であってもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１…円形防火水槽
１ａ…貯水空間
１０…天井部
１０ａ…天井下面
２０…側壁部
２０ａ…内側面
３０…底盤部
３０ａ…底盤上面
４０…マンホール部
５０…底設ピット
６０ａ…天井用補強シート
６０ｂ…側壁用補強シート
６０ｂａ…被露出部
６０ｃ…ピット用補強シート
６２…表面塗装膜
６３…止水テープ
７０…補強支柱
７３ａ…上フランジ
７３ｂ…下フランジ
７４…ボルト貫通孔
７７…固定ボルト
８０…補強コンクリート
８３…せん断伝達筋
Ｈ１…内空高さ
Ｈ２…補強後内空高さ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するコンクリート構造物の補強構造として、特許文献１に示すように、躯体内部側の面、すなわち底盤部の上面と、側壁部の内側面と、天井部の底面とに繊維シートを貼り付けて補強する補強構造が提案されている。
【０００３】
しかし、老朽化したコンクリート構造物の耐力を向上するための補強をすべて繊維シートで行うと、繊維シートが非常に高価であるため、補強に係る費用が高額になる。
【０００４】
そこで、上記特許文献１では、躯体内部側の面に繊維シートを貼り付けるとともに、せん断力が大きく係る隅角部の内面側にモルタルを塗布することで、貼り付ける繊維シートの層数を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上載荷重が作用する天井部への曲げの影響が小さい小断面のコンクリート構造物であれば、上記特許文献１での補強構造によって十分に補強効果を得ることができるが、上載荷重が作用する天井部への曲げの影響が大きい大断面のコンクリート構造物の場合、殊に天井部の中央部には大きな曲げ荷重が作用するため、上記特許文献１での補強構造では十分に耐力向上を図ることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上させることができるとともに、経済効果の高いコンクリート構造物の補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造であって、前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、前記側壁部の躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成することを特徴とする。
【０００９】
上記天井部補強シート及び側壁部補強シートは、補強繊維シートであることをいい、さらに詳しくは、炭素繊維シートあるいはアラミド繊維シートであることを含む。
【００１０】
上記構成により、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上することができる。
詳しくは、天井部及び側壁部を施工容易な補強シートで補強し、前記底盤部を施工容易な補強コンクリートで補強するとともに、上載荷重及び自重によってもっとも曲げ加重が作用する天井部を支柱で支持しているため、天井部、側壁部及び底盤部のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部に作用する負荷を底盤部に分散できるため、確実にコンクリート構造物の耐力を向上することができる。
【００１１】
また、天井部を支柱で支持していない場合と比較して、天井部に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部に作用するせん断力も低減できるため、天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートの層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、補強シート貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【００１２】
また、天井部及び側壁部を補強シートで補強しているため、例えば、コンクリート等を増打ちして天井部及び側壁部の壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【００１３】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部を補強コンクリートで補強したことによって、補強シートを底盤部の上面に貼り付けて補強する場合と比較して、確実に補強できるとともに、補強に係る費用を低減することができる。
【００１４】
詳しくは、底盤部が湿潤状態である場合、湿潤状態での貼り付けができない補強シートの場合、一旦底盤部を加熱等して乾燥させてから補強シートを貼り付ける必要がある。さらに、補強シートを貼り付け後の接着剤が硬化するまでの養生中も底盤部を乾燥状態に保つ必要がある。この補強シートの貼り付けにおける底盤部の乾燥状態が不十分であれば、底盤部の上面と補強シートとの接着強度が確保できず、十分な補強効果を得ることはできない。また、コンクリート構造物の躯体内部が略閉鎖空間である場合、底盤部の乾燥のために、バーナー等の火気を使用すると略閉鎖空間である躯体内部の酸素濃度が低下し、酸欠状態となる危険性も生じてくる。
【００１５】
これに対し、底盤部を補強コンクリートで補強する場合、生コンクリートを打設した後、硬化するまでの養生期間は湿潤状態が適しており、十分な強度を発揮できる補強コンクリートを構築することができる。
【００１６】
さらにまた、天井部と側壁部とに補強シートを貼り付け、底盤部に補強コンクリートを構築してコンクリート構造物を補強できるため、例えば、既に設置されている既設のコンクリート構造物を補強する場合、既設のコンクリート構造物を有効活用しながら補強することができる。したがって、例えば、既設のコンクリート構造物を撤去して新たにコンクリート構造物を構築する場合に発生する廃棄物が生じることなく、環境に優しい補強構造を実現することができる。
【００１７】
この発明の態様として、前記コンクリート構造物を、前記天井部に、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備え、地下に設置された地下コンクリート構造物とし、前記支柱を前記マンホールを通過可能な形状で形成することができる。
上記地下コンクリート構造物は、コンクリート製防火水槽、あるいはコンクリート製人孔であることを含む。
【００１８】
これにより、地上のマンホール付近を占用し、マンホールから材料投入等を行って施工できるため、地下コンクリート構造物を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【００１９】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【００２０】
また、この発明の態様として、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱の上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱の下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定することができる。
【００２１】
上記構成により、容易に支柱を設置することができるともに、十分の支持効果を得ることができる。
詳しくは、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さと同じ高さで形成した場合、コンクリート構造物の変形や、天井部の下面及び底盤部の上面の不陸によって所望の位置に支柱を設置できないおそれがある。
【００２２】
逆に、前記支柱の高さが補強後躯体内空高さより低い場合、支柱が補強コンクリート及び天井部のうち少なくとも一方から離れてしまい、底盤部から天井部を十分に支持できない。
【００２３】
これに対し、前記支柱の高さを、前記躯体内空高さより低く、前記補強後躯体内空高さより高く構成し、前記支柱上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定することによって、支柱を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリートを介して底盤部から天井部を支柱によって確実に支持することができる。
【００２４】
また、この発明の態様として、前記側壁部補強シートを、前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成することができる。
【００２５】
上記構成により、側壁部を補強する側壁部補強シートと、底盤部を補強する補強コンクリートとを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、補強効果を向上することができる。
【００２６】
また、補強前のコンクリート構造物の躯体内部の面が、補強後の躯体内部に露出しないため、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体等によってコンクリート構造物の躯体内部の表面の劣化が促進し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれを防止することができる。
【００２７】
また、この発明の態様として、前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えることができる。
上記負荷伝達手段は、せん断伝達筋であることをいう。
これにより、底盤部と補強コンクリートとの一体化を高めることができ、補強コンクリートと、補強コンクリートによって補強された底盤部との耐久性を向上することができる。
【００２８】
また、この発明は、底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するとともに、地下に設置され、前記天井部に、躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備えたコンクリート構造物の補強構造であって、前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成し、前記側壁部の前記躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成し、該支柱の上端に、前記天井部の下面に固定する固定ボルトの貫通を許容する所定数の貫通孔を有し、前記マンホールの内径以下の径で形成する上フランジを備えるとともに、該支柱の下端に、前記上フランジと同形状で形成する下フランジを備え、前記支柱の高さを、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリート上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱を、前記上フランジを前記天井部の下面に前記所定本数の固定ボルトで固定するとともに、前記下フランジを前記底盤部の上面から離間させた位置で、前記所定本数以下の本数の固定ボルトで固定して、前記補強コンクリートで前記下フランジを巻き込んで設置し、前記天井部補強シートの表面、及び前記側壁部補強シートにおける前記補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布し、前記被露出部に止水手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記表面皮膜は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂塗装による単層又は複層の皮膜であることを含む。
上記構成により、天井部、側壁部及び底盤部のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部に作用する負荷を底盤部に分散できるため、十分な補強効果によって、確実にコンクリート構造物の耐力を向上することができる。
【００３０】
また、天井部を支柱で支持していない場合と比較して、天井部に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部に作用するせん断力も低減できるため、天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートの層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、補強シート貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【００３１】
また、天井部及び側壁部を補強シートで補強しているため、コンクリート等を増打ちして天井部及び側壁部の壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【００３２】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部を補強コンクリートで補強したことによって、底盤部の上面に補強シートを貼り付けて補強する場合と比較して、十分な強度を発揮できる補強コンクリートを構築することによって、安全且つ確実に補強できるとともに、補強に係る費用をさらに低減することができる。
【００３３】
また、前記天井部に備えた、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを通過可能な形状で支柱を形成しているため、地上のマンホール付近を占用し、マンホールから材料投入等を行って施工できるため、地下コンクリート構造物を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【００３４】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【００３５】
また、前記支柱を、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、前記支柱上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定するため、支柱を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリートを介して底盤部から天井部を支柱によって確実に支持することができる。
【００３６】
また、前記側壁部補強シートを、前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成しているため、側壁部を補強する側壁部補強シートと、底盤部を補強する補強コンクリートとを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、確実な補強効果を得ることができる。
【００３７】
また、補強前のコンクリート構造物の躯体内部の面が、補強後の躯体内部に露出しないため、躯体内部に貯留する液体や気体等によってコンクリート構造物の躯体内部の面の劣化が促進し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれを防止することができる。
【００３８】
また、前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えているため、底盤部と補強コンクリートとの一体化を高めることができ、補強コンクリートと、補強コンクリートによって補強された底盤部との耐久性を向上することができる。
また、支柱の固定を、支柱の上下端のそれぞれに備えたフランジに有する貫通孔に固定ボルトを貫通させて固定するため、確実に固定することができる。
【００３９】
また、上フランジと下フランジとを、前記マンホールの内径以下の径で形成しているため、容易に、マンホールを通過させて躯体内部に支柱を投入することができる。
【００４０】
また、上フランジと下フランジとを、同数の貫通孔を有する同形状で構成したため、支柱は上下対称形状となる。例えば、上下非対称形状の支柱の場合、狭い閉鎖空間である躯体内部への支柱の投入方向が上下逆さまになると再度搬出して、正規の投入方向で再度投入し直す必要があるが、上下対称形状である支柱の場合は上下の投入方向を関係なく、支柱の投入施工が容易となる。
【００４１】
また、下フランジは補強コンクリートに巻き込まれて設置されるため、上フランジの固定ボルトより少ない本数で確実に固定することができる。また、上フランジより少ない本数の固定ボルトで確実に固定できる下フランジにも、上フランジと同数の貫通孔を有しているため、下フランジを固定するための所定本数の固定ボルトをセットする貫通孔を選択でき、コンクリート構造物の底盤部に内在する鉄筋が支障する貫通孔を回避して固定ボルトをセットすることができる。
【００４２】
また、上述したように、上フランジより少ない本数の固定ボルトで確実に固定できる下フランジにも、上フランジと同数の貫通孔を有しているため、固定ボルトによる下フランジ固定後であっても、貫通状態の貫通孔が残り、補強コンクリートを構築するための生コンクリート打設時において、貫通孔からエアが抜け、補強コンクリートに空気溜まり等の未充填部分の発生を防止することができる。
【００４３】
また、天井部補強シートの表面、及び側壁部補強シートにおける補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布することにより、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体に対する耐候性を向上させ、コンクリート構造物の耐久性を向上することができる。
【００４４】
また、側壁部補強シートにおける補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部に表面皮膜を塗布しないため、表面皮膜による側壁部補強シートと補強コンクリートとの一体性が低減することを防止できる。
【００４５】
また、被露出部に止水手段を備えているため、補強後の躯体内部に貯留する液体や気体等による躯体内部劣化の促進を抑制し、補強したコンクリート構造物の耐力を低下するおそれをさらに防止することができる。
【００４６】
この発明の態様として、前記コンクリート構造物を、底盤部に、躯体内部に貯水した水を吸い上げるポンプの設置を許容するピットを有し、前記ピットの躯体内面に貼り付けるピット補強シートを備えることができる。
【００４７】
これにより、底盤部を補強する補強コンクリートの打設の際に、閉鎖空間である躯体内部における左官作業の待避場所としてピットを利用することができるため、確実な左官を行うことができる。したがって、例えば、待避場所のない閉鎖空間での補強コンクリート打設の場合と比較して、均一な表面仕上げが施された補強コンクリートを構築することができる。
【発明の効果】
【００４８】
この発明によれば、十分な補強効果によって、コンクリート構造物の耐力を向上させることができるとともに、経済効果の高いコンクリート構造物の補強構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】補強前の円形防火水槽についての説明図。
【図２】補強前の円形防火水槽についての説明図。
【図３】補強後の円形防火水槽についての説明図。
【図４】補強後の円形防火水槽についての説明図。
【図５】補強構造における詳細部分についての説明図。
【図６】補強構造における詳細部分についての説明図。
【図７】円形防火水槽の補強構造による補強効果についての説明図。
【図８】円形防火水槽の補強方法を示したフローチャート。
【図９】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１０】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１１】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【図１２】円形防火水槽の補強方法についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１，２は本発明の補強構造による補強を実施する前の円形防火水槽１についての説明図を示し、図３，４は本発明の補強構造によって補強した円形防火水槽１についての説明図を示し、図５，６は補強構造における詳細部分についての説明図を示し、図７は円形防火水槽の補強構造による補強効果についての説明図を示している。
【００５１】
詳しくは、図１は、補強前の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態での奥側部分についての斜視図を示す図１（ａ）と、補強前の円形防火水槽１の中央より手前側部分を透過状態とした斜視図を示す図１（ｂ）とで構成している。
図２は、補強前の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態の断面図を示す図２（ａ）と、補強前の円形防火水槽１の高さ方向中央付近で分断した状態での平面図を示す図２（ｂ）とで構成している。
【００５２】
詳しくは、図３は、補強後の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態での奥側部分についての斜視図を示す図３（ａ）と、補強後の円形防火水槽１の中央より手前側部分を透過状態とした斜視図を示す図３（ｂ）とで構成している。
図４は、補強後の円形防火水槽１の中央付近で分断した状態の断面図を示す図４（ａ）と、補強後の円形防火水槽１の高さ方向中央付近で分断した状態での平面図を示す図４（ｂ）とで構成している。
【００５３】
図５は、固定状態にある補強支柱７０の高さ方向中央付近で分断した状態における平面図である図５（ａ）と、図４（ａ）のａ部拡大図を示す図５（ｂ）とで構成している。
図６は、図４（ａ）のｂ部拡大図を示す図６（ａ）と、図４（ａ）のｃ部拡大図を示す図６（ｂ）とで構成している。
【００５４】
図７は、耐力が低下していない健全な状態の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ａ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｂ）と、耐力が低下したにもかかわらず補強せずに使用し続けた場合の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ｃ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｄ）と、耐力が低下したが補強した場合の円形防火水槽１の断面モデル図を示す図７（ｅ）と、同状態の円形防火水槽１の構造計算モデル図を示す図７（ｆ）とで構成している。
【００５５】
円形防火水槽１は、鉄筋コンクリート製であり、図１に示すように、天井部１０と、側壁部２０と、底盤部３０と、天井部１０に備えたマンホール部４０と、底盤部３０におけるマンホール部４０の真下位置に配置した底設ピット５０とで構成している。
【００５６】
また、マンホール部４０と底設ピット５０との間の側壁部２０には、等間隔を隔てて複数配置されたステップ２１を有している（図２参照、図１では省略）。なお、マンホール部４０は貯水空間１ａを出入りする普通人の通過を許容する内径で形成している。
【００５７】
上記構成で構成された円形防火水槽１は、地下に設置された略円筒形の防火水槽であり、天井部１０、側壁部２０及び底盤部３０で囲まれた躯体内部を、内空高さＨ１の貯水空間１ａとし、貯水空間１ａに貯水した水を、地上と貯水空間１ａとを連通するマンホール部４０を介して、底設ピット５０にセットする水中ポンプ（図示省略）で地上にポンプアップして、消火活動等に使用することができる。
なお、上記内空高さＨ１は、底盤部３０の底盤上面３０ａから天井部１０の天井下面１０ａまでの高さを示している。
【００５８】
このような円形防火水槽１は、設置されてからの年数が経過すると、鉄筋１ｄの劣化による鉄筋量不足に起因するクラック１ｃが隅角部１ｂの外側や天井下面１０ａ、底盤部３０の上面の中央付近に生じ、耐力が低下する。
【００５９】
このような耐力が低下した円形防火水槽１を、このまま使用すると、図７（ｃ）に示すように、上記クラック１ｃによる隅角部１ｂの鉄筋破断が生じ、図７（ｄ）に示すように、鉄筋破断による天井部１０や底盤部３０のたわみが増大し、最悪の事態として崩落するおそれがある。
【００６０】
なお、健全な状態における構造計算では隅角部１ｂを剛結合として計算できるが、隅角部１ｂの鉄筋１ｄが破断している図７（ｄ）の構造計算においては、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算することとなる。
【００６１】
したがって、耐力の低下した円形防火水槽１の場合、撤去してから新設するか、補強する必要がある。しかし、地下に設置されている円形防火水槽１を撤去してから新設する場合、開削によって円形防火水槽１を一旦露出させ、解体して撤去し、設置場所を敷き均して、型枠を組み、コンクリートを打設して養生した上で、強度発生後に型枠を脱型して、埋め戻すといった大規模な施工が必要となり、費用が高額になるといった問題がある。また、解体した円形防火水槽を廃棄物として処分する必要がある。
【００６２】
また、貯水空間１ａに貯水した水を消火のために用いる円形防火水槽１は、通常、車道や歩道等の公道に設置されることが多く、上記大規模な施工をするためには、施工箇所を含む周辺を占用する必要があり、交通渋滞を引き起こす可能性もある。また、解体作業を開削してオープンな状態で作業する場合、大きな音が発生し、近隣住民に対する騒音問題も生じる可能性がある。
【００６３】
上述したように、地下に設置されている円形防火水槽１を撤去してから新設すると、費用は高額になるとともに、周辺環境への施工による影響が大きいため、耐力が低下した円形防火水槽１に対する最適な対策とは言い難い。
【００６４】
このような円形防火水槽１を補強する補強構造は、図３乃至図６に示すように、天井部１０、側壁部２０及び底設ピット５０に貼り付ける補強シート６０と、底盤部３０から天井部１０を支持する補強支柱７０と、底盤部３０に固着させる補強コンクリート８０とで構成している。
【００６５】
補強シート６０は、エポキシパテによって下地処理された天井部１０の天井下面１０ａ、側壁部２０の貯水空間１ａ側の内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面に、貼り付ける炭素繊維シート６１と、該炭素繊維シート６１の表面に塗布する表面塗装膜６２とで構成している（図５（ｂ）参照）。
【００６６】
なお、補強シート６０は天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａと、内側面２０ａに貼り付ける側壁用補強シート６０ｂと、底設ピット５０の内側に貼り付けるピット用補強シート６０ｃで構成し、側壁用補強シート６０ｂ及びピット用補強シート６０ｃは１枚の炭素繊維シート６１を用いているのに対し、天井用補強シート６０ａは繊維方向が直交する方向に貼り付けた２枚の炭素繊維シート６１を重ね合わせて構成している。
【００６７】
また、表面塗装膜６２は、側壁用補強シート６０ｂにおける下端付近であって、後述する補強コンクリート８０に埋もれる部分、すなわち補強後の貯水空間１ａに露出しない被露出部６０ｂａには施さず、被露出部６０ｂａの高さ方向中央付近に、水分によって膨張する止水テープ６３を周方向略連続する状態で貼り付けている。
【００６８】
さらに、表面塗装膜６２は、炭素繊維シート６１の表面の直接塗布するエポキシ樹脂塗料による中塗層６２ａと、硬化した中塗層６２ａの表面に塗布するアクリル樹脂塗料による上塗層６２ｂとで構成している。
【００６９】
中塗層６２ａを構成するエポキシ樹脂塗料は、硬化速度が速く、硬化後の硬度も高い塗料であるのに対し、上塗層６２ｂを構成する塗布するアクリル樹脂塗料は、エポキシ樹脂塗料と比べて硬化後の硬度が低いが、耐候性が高い塗料である。
【００７０】
補強支柱７０は、亜鉛メッキ及びエポキシ樹脂塗装がされた鋼管７１と、該鋼管７１の上下端に配置された円形フランジ７３と、鋼管７１の周面と円形フランジ７３との角部に固定され、鋼管７１の周方向に等間隔で配置された８枚のリブ７２とで構成している。
【００７１】
補強支柱７０は、上述の内空高さＨ１より低く、後述する補強後内空高さＨ２より高い高さで構成している。なお、上記補強後内空高さＨ２は、底盤部３０に固着した補強コンクリート８０の補強上面８０ａから天井下面１０ａまでの高さを示している。
【００７２】
円形フランジ７３は、貯水空間１ａを出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０の内径より小さな径の平面視円形形状であり、図５（ａ）に示すように、８枚のリブ７２の間に固定用の固定ボルト７７の貫通を許容するボルト貫通孔７４を形成している。
【００７３】
また、円形フランジ７３における鋼管７１の平面視内側には、補強支柱７０にどぶ漬けによる亜鉛メッキを施す際に、鋼管７１内部まで亜鉛メッキするための内側貫通孔７５を備えている。
なお、ボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５は、後述する補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２の最大骨材寸法以上の径で構成している。
【００７４】
また、円形フランジ７３は、鋼管７１の上端に備えた上フランジ７３ａと、下端に備えた下フランジ７３ｂとで構成し、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとは同形状で形成している。
【００７５】
上述の構成の補強支柱７０は、図４（ｂ）に示すように、円形防火水槽１の径に対して１／３程度の径の同心円上に等間隔で４本配置している。
そして、各補強支柱７０は、天井下面１０ａに装着したコンクリートアンカー７６に螺合させた８本の固定ボルト７７で上フランジ７３ａが固定され、また、底盤上面３０ａに設置したコンクリートアンカー７６に螺合させた４本の固定ボルト７７で下フランジ７３ｂが底盤上面３０ａから離間した上方位置で固定され、設置される（図４（ａ）参照）。
【００７６】
さらに詳しくは、固定ボルト７７は、コンクリートアンカー７６に螺入する全ネジボルト７８と、全ネジボルト７８に螺合するナット７９とで構成している（図６参照）。
また、天井下面１０ａに固定する上フランジ７３ａは、図６（ａ）に示すように、天井下面１０ａに装着されたコンクリートアンカー７６に螺入された全ネジボルト７８をボルト貫通孔７４に挿通し、底面側（図６（ａ）の下側）から２つのナット７９を重ねて螺合し、いわゆるダブルナット状に固定している。
【００７７】
これに対し、底盤上面３０ａに固定する下フランジ７３ｂは、図６（ｂ）に示すように、底盤上面３０ａに装着されたコンクリートアンカー７６に螺入された全ネジボルト７８にまず下ナット７９ｂを螺合してからボルト貫通孔７４に挿通し、上面側（図６（ｂ）の上側）から上ナット７９ａを螺合させて固定される。
【００７８】
上記構成により、全ネジボルト７８に螺合された上ナット７９ａと下ナット７９ｂとは下フランジ７３ｂを上下から挟み込むようにして、底盤上面３０ａから離間した位置で下フランジ７３ｂを固定している。なお、下フランジ７３ｂは、補強コンクリート８０によって固定されるため、上記上フランジ７３ａにおける２つのナット７９によるダブルナットは必要とせず、シングルナットで固定している。
【００７９】
底盤部３０の底盤上面３０ａに固着させる補強コンクリート８０は、内部に略格子状に配筋した補強鉄筋８１と、現場打ちのコンクリート８２と、底盤上面３０ａから突出するように略格子状に配置したせん断伝達筋８３とで、底盤部３０の厚みの半分の厚みに構成している。
【００８０】
なお、せん断伝達筋８３は、底盤上面３０ａに設けたコンクリートアンカー８３ａに、所定の長さの鉄筋８３ｂを差し込んで構成し、鉄筋８３ｂの上部がコンクリート８２に巻き込まれた状態で付着し、底盤部３０と補強コンクリート８０とを一体化している。
【００８１】
上述したように、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて円形防火水槽１を補強することによって、補強後の円形防火水槽１は、図７（ｅ）に示すように、補強シート６０によって天井部１０及び側壁部２０自体の強度が向上するとともに、補強コンクリート８０によって底盤部３０自体の強度が向上する。
【００８２】
さらに、補強後の円形防火水槽１は強度が向上した底盤部３０から強度が向上した天井部１０を補強支柱７０で支持している。したがって、例えば、図７（ｄ）の構造計算と同様に、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算したとしても図７（ｆ）に示すように、補強後の円形防火水槽１の天井部１０及び底盤部３０には、大きなたわみは生じない。
【００８３】
このように、耐力が低下した円形防火水槽１であっても、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて補強することで、大きなたわみが生じる等の危険な状態となることを防止して、安全に使用続けることができる。
【００８４】
なお、天井下面１０ａと、上フランジ７３ａとの間にエポキシパテ等の樹脂製パテを充填してから、上フランジ７３ａを天井下面１０ａに固定してもよい。これにより、天井下面１０ａと上フランジ７３ａとの密着性を向上させ、天井部１０の荷重をより確実に、補強支柱７０に伝達することができる。
【００８５】
次に、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強方法について、図８乃至図１２とともに説明する。なお、図８は円形防火水槽１の補強方法についてのフローチャートを示し、図９乃至図１２は円形防火水槽１の補強方法についての説明図を示している。
【００８６】
まず、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いて補強する円形防火水槽１は、貯水空間１ａに貯水した使用状態であるため、補強のための施工ができる状態とするための準備工を実施する（ステップｓ１）。
【００８７】
詳しくは、図９（ａ）に示すように、水中ポンプ１００を用いて、貯水空間１ａの水をマンホール部４０を介して地上に排水し、地上に駐車したトラック２００に車載したハイウォッシャー装置２０１を用いて、円形防火水槽１の内部を洗浄する。そして、洗浄したあと、貯水空間１ａにたまった土砂やゴミを撤去し、貯水空間１ａで今後の高所での作業用の足場１０１を組み立てる。
【００８８】
また、マンホール部４０と底設ピット５０との間の側壁部２０に、もともと複数配置されていたステップ２１がさびや腐食によって危険な状態であれば、この状態でステップ２１を撤去しておく。
【００８９】
そして、補強のための準備が完了した状態になってから、補強シート６０を貼り付ける補強シート設置工を実施する（ステップｓ２）。
詳しくは、ステップｓ１で洗浄された天井下面１０ａ及び内側面２０ａに、サンダー（図示省略）を用いたケレンを行って下地処理し、プライマーを塗布し、炭素繊維シート６１を不陸無く貼り付けるためエポキシパテによる不陸修正を実施する。
【００９０】
不陸修正が完了した後、図９（ｂ）に示すように、マンホール部４０の内径以下の径で所定長さの炭素繊維シート６１を巻いた繊維シートロール６１ａを、マンホール部４０から投入する。そして貯水空間１ａで受け取った繊維シートロール６１ａを、エア溜りが生じることなく、天井下面１０ａ、内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面に貼り付ける。
なお、上述したように、内側面２０ａ及び底設ピット５０の内面には一枚の炭素繊維シート６１を貼り付けるが、天井下面１０ａには２枚の炭素繊維シート６１を、繊維方向が交差するように貼り付ける。
【００９１】
そして、貼り付けした炭素繊維シート６１の接着剤が硬化したのち、図１０（ａ）に示すように、貼り付けた炭素繊維シート６１の表面に表面塗装膜６２を構築する補強シート樹脂塗装工を実施する（ステップｓ３）。
詳しくは、エポキシ樹脂塗料による中塗層６２ａを炭素繊維シート６１の表面に直接塗布し、塗布した中塗層６２ａのエポキシ樹脂塗料が硬化した後に、アクリル樹脂塗料による上塗層６２ｂを中塗層６２ａの表面に塗布する。
【００９２】
なお、この補強シート樹脂塗装工では、ステップｓ２の補強シート設置工で内側面２０ａに貼り付けた炭素繊維シート６１のうち、後で施工する補強コンクリート８０の補強上面８０ａ（図１０（ａ）において点線で示す）より低い部分、すなわち、補強コンクリート８０によって隠れる被露出部６０ｂａ（図５（ｂ）参照）より上の部分に表面塗装膜６２を形成する。
【００９３】
より具体的には、底盤上面３０ａから１５ｃｍの厚みで補強コンクリート８０が構成されるため、２ｃｍのラップ代を設けて、底盤上面３０ａから１３ｃｍより低い位置を被露出部６０ｂａとしている。
【００９４】
ステップｓ３の補強シート樹脂塗装工が完了したのち、天井部１０及び底盤部３０に内在する鉄筋を、図１０（ｂ）に示すような鉄筋探査装置１０２を用いて探査する（ステップｓ４）。なお、この鉄筋探査工は、ステップｓ１の準備工以降であって、次のステップｓ５の支柱設置工までの間であれば、どのタイミングで行ってもよい。
【００９５】
次に、補強支柱７０を建て込む支柱設置工を実施する（ステップｓ５）。図１１（ａ）に示すように、地上に駐車したクレーン付トラック２０２を用いて、マンホール部４０から貯水空間１ａに補強支柱７０に吊り降ろす。
【００９６】
地上から吊り降ろされた補強支柱７０を受け取った作業者Ｍは台車１０３を用いて補強支柱７０を所定の位置まで運搬し、設置する。
なお、補強支柱７０の設置は、天井下面１０ａ及び底盤上面３０ａに装着したコンクリートアンカー７６に螺合させた固定ボルト７７で円形フランジ７３を固定しておこなう。このとき、ステップｓ４の鉄筋探査工で探査した天井部１０と底盤部３０に内在する鉄筋が支障しない方向で、円形フランジ７３のボルト貫通孔７４の間隔に沿うようコンクリートアンカー７６を装着する。
【００９７】
また、上フランジ７３ａは、上フランジ７３ａに備えた８個のすべてのボルト貫通孔７４に固定ボルト７７が挿入されて８本の固定ボルト７７で固定されるのに対し、補強コンクリート８０に巻き込まれる下フランジ７３ｂは、半分の４本の固定ボルト７７で固定される（図５（ａ）参照）。
【００９８】
したがって、下フランジ７３ｂを固定する４本の固定ボルト７７が螺合するコンクリートアンカー７６は、８個のボルト貫通孔７４に対して、２通りの角度で挿入固定ができるため、例えば、天井部１０に内在する鉄筋配置に合わせて、天井下面１０ａに８本のコンクリートアンカー７６を設置することで、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４の回転位置によっては底盤部３０に内在する鉄筋に支障する場合であっても、残る角度パターンでの固定ができる。
【００９９】
なお、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の固定方法について詳述すると、まず、天井下面１０ａ及び底盤上面３０ａに装着したコンクリートアンカー７６に全ネジボルト７８を螺入する。
【０１００】
そして、底盤上面３０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８に下ナット７９ｂを螺合し、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４に全ネジボルト７８を挿入する。そして、下ナット７９ｂを螺出して、補強支柱７０をジャッキアップし、天井下面１０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８を上フランジ７３ａのボルト貫通孔７４に挿入する。
【０１０１】
さらに、上フランジ７３ａの上面が天井下面１０ａに略密着するまで下ナット７９ｂを螺出し、上フランジ７３ａのボルト貫通孔７４に挿入した全ネジボルト７８にナット７９を螺合して、上フランジ７３ａを天井部１０に固定する。
【０１０２】
天井部１０への上フランジ７３ａの固定ボルト７７による固定が完了すると、補強支柱７０の貯水空間１ａ内での設置高さが確定するため、下フランジ７３ｂのボルト貫通孔７４に挿入された全ネジボルト７８に上ナット７９ａを螺合して、底盤部３０への下フランジ７３ｂの固定を完了させる。
このとき、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の下フランジ７３ｂは、底盤上面３０ａから離間した状態、すなわち底盤上面３０ａから浮かせた位置で固定される。
【０１０３】
そして、天井下面１０ａに固定した上フランジ７３ａの固定ボルト７７のボルト頭部を含む周辺を一体的にエポキシ樹脂で防護塗装して、この支柱設置工は完了する。なお、これまでの作業で貯水空間１ａの上部での作業は完了するため、ここで、足場１０１を解体して、搬出すると、今後の作業空間が広がるため、作業性を向上することができる。
【０１０４】
支柱の建て込みが完了すると、補強コンクリート８０を構築するための準備のひとつであるせん断伝達筋８３を設置するせん断伝達筋設置工を実施する（ステップｓ６）。
【０１０５】
せん断伝達筋設置工は、図１１（ｂ）に示すように、コンクリートドリル１０４により底盤上面３０ａにコンクリートアンカー８３ａを挿入するための穴を設け、その穴にコンクリートアンカー８３ａを挿入して固定し、該コンクリートアンカー８３ａに、所定の長さの鉄筋８３ｂを差し込んで構成する。
なお、せん断伝達筋８３は、図４（ｂ）に示すように、下フランジ７３ｂを除く底盤上面３０ａに格子状に設置する。
【０１０６】
そして、補強コンクリート８０を構築するための続く準備である補強鉄筋８１の配筋及び円形型枠１０５を組み立て、さらに止水テープ６３の貼り付けを実施する（ステップｓ７）。
【０１０７】
詳しくは、図１２（ａ）に示すように、地上に駐車したクレーン付トラック２０２によって補強鉄筋８１を、マンホール部４０から吊り降ろし、格子状に配筋する。なお、下フランジ７３ｂ部分には配筋できず、配筋上の開口となるため、開口補強筋（図示省略）も配筋する。
【０１０８】
そして、補強コンクリート８０を構成する生コンクリート状態のコンクリート８２を打設するための円形型枠１０５を底設ピット５０の上方に設置するとともに、図５（ｂ）に示すように、被露出部６０ｂａの高さ方向中央付近に、周方向に略連続するように止水テープ６３を貼り付ける。
【０１０９】
ステップｓ７での補強鉄筋８１の配筋及び円形型枠１０５を組み立て、止水テープ６３の貼り付けが完了すると、補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２を打設する（ステップｓ８）。
図１２（ｂ）に示すように、地上にミキサー車２０３を配置するとともに、垂直方向のホッパー１０６をマンホール部４０に設置して、ミキサー車２０３から搬出された生コンクリート状のコンクリート８２を、ホッパー１０６を介して、貯水空間１ａで作業者Ｍが一輪車１０７で受け取り、ステップｓ７で配筋した補強鉄筋８１の上に敷き均し、図示省略するバイブレータで締め固める。
【０１１０】
そして、締め固めた生コンクリート状のコンクリート８２の表面を左官ゴテで押さえて、表面仕上げを行う。このとき、底設ピット５０から遠い箇所のコンクリート８２の表面から仕上げていくことで、最終の表面仕上げにおいて作業者Ｍは、補強シート６０で補強された底設ピット５０に入って仕上げることができる。
【０１１１】
コンクリート８２の打設が完了すると、湿潤状態を保ちながら、コンクリート８２に所定の強度が発現するまで養生し、コンクリート８２に所定の強度が発現すると、底設ピット５０の上部に設けた円形型枠１０５を脱型して（ステップｓ９）、円形防火水槽１の補強は完了する。
なお、最初にステップ２１を撤去していた場合は、脱型後に、新たなステップ２１を設置して、円形防火水槽１の補強を完了する。
【０１１２】
このような施工フローで補強する、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強構造は、天井部１０、側壁部２０及び底盤部３０のそれぞれを施工容易な補強方法で確実に補強でき、さらに、天井部１０に作用する負荷を底盤部３０に分散できるため、十分な補強効果によって、確実に円形防火水槽１の耐力を向上することができる。
【０１１３】
したがって、上述したように、図７（ｄ）の構造計算と同様に、鉄筋破断した隅角部１ｂをピン結合１ｅとして計算したとしても図７（ｆ）に示すように、補強後の円形防火水槽１の天井部１０及び底盤部３０には、大きなたわみは生じない。
【０１１４】
また、天井部１０を補強支柱７０で支持していない場合と比較して、天井部１０に作用する曲げ応力が低減できるとともに、隅角部１ｂに作用するせん断力も低減できるため、天井下面１０ａに貼り付ける天井用補強シート６０ａの炭素繊維シート６１の層数を低減でき、補強に係る費用を低減することができるとともに、炭素繊維シート６１貼り付けのための工期及び工数を低減できる。
【０１１５】
また、天井部１０を天井用補強シート６０ａで補強し、前記側壁部２０を側壁用補強シート６０ｂで補強しているため、コンクリート８２等を増打ちして壁厚を増加させる補強方法と比較して、自重増加による補強効果の低減を防止するとともに、コンクリート８２等を増打ちするための困難な型枠設置等の手間も省けるため、より効率的な補強を実現することができる。
【０１１６】
また、湿潤状態である可能性が高く、自重増加による補強効果の低下が極めて少ない底盤部３０を補強コンクリート８０で補強したことによって、炭素繊維シート６１を底盤上面３０ａに貼り付けて補強する場合と比較して、十分な強度を発揮できる補強コンクリート８０を構築することによって、安全且つ確実に補強できるとともに、補強にかかる費用を低減することができる。
【０１１７】
また、前記補強コンクリート８０にかかる負荷を前記底盤部３０に伝達するせん断伝達筋８３を備えているため、底盤部３０と補強コンクリート８０との一体化を高めることができ、補強コンクリート８０と、補強コンクリート８０によって補強された底盤部３０との耐久性を向上することができる。
【０１１８】
また、地下に設置された円形防火水槽１は、前記天井部１０に、前記貯水空間１ａへ出入りする普通人の通過を許容するマンホール部４０を備え、前記補強支柱７０を前記マンホール部４０を通過可能な形状で形成しているため、マンホール部４０から材料投入等を行って、地上のマンホール部４０付近を占用するだけで施工できるため、円形防火水槽１を掘り出す開削工法による補強や新設の場合と比較して、小規模な施工で確実に補強できる。
【０１１９】
したがって、大規模な占用作業を不要とするとともに、大規模に占用することによって生じやすい交通渋滞や、オープンで施工することによって生じやすい騒音問題等も低減でき、補強工事に伴う周辺環境への影響が少なくなり、補強工事に関係する周辺住民を含めた関係者の満足度を向上することができる。
【０１２０】
また、補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた円形防火水槽１の補強構造の場合、既設の構造部材を撤去することなく補強することができるため、例えば、円形防火水槽１を撤去して新設する場合に発生する廃棄物が生じることなく、環境に優しい補強を実現することができる。
【０１２１】
また、前記補強支柱７０を、前記底盤上面３０ａから前記天井下面１０ａまでの内空高さＨ１より低く、前記補強コンクリート８０の補強上面８０ａから前記天井下面１０ａまでの補強後内空高さＨ２より高い高さで構成し、補強支柱７０の上端となる上フランジ７３ａを天井下面１０ａに固定し、補強支柱７０の下端となる下フランジ７３ｂを補強コンクリート８０で固定しているため、補強支柱７０を容易に所望の箇所に設置するとともに、補強コンクリート８０を介して底盤部３０から天井部１０を補強支柱７０によって確実に支持することができる。
【０１２２】
また、補強支柱７０の固定を、補強支柱７０の上下端のそれぞれに備えた円形フランジ７３に有するボルト貫通孔７４に固定ボルト７７を貫通させて固定するため、確実に固定することができる。
【０１２３】
また、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとを、前記マンホール部４０の内径以下の径で形成しているため、容易に、マンホール部４０を通過させて貯水空間１ａに補強支柱７０を投入することができる。
【０１２４】
また、上フランジ７３ａと下フランジ７３ｂとを、同数のボルト貫通孔７４を有する同形状で構成したため、補強支柱７０は上下対称形状となる。例えば、上下非対称形状の補強支柱の場合、狭い閉鎖空間である貯水空間１ａへの補強支柱７０の投入方向が上下逆さまになると再度搬出して、正規の投入方向で再度投入し直す必要があるが、上下対称形状である補強支柱７０の場合は上下の投入方向を関係なく、補強支柱７０の投入施工が容易となる。
【０１２５】
また、下フランジ７３ｂは補強コンクリート８０に巻き込まれて設置されるため、上フランジ７３ａの固定ボルト７７より少ない本数で確実に固定することができる。また、上フランジ７３ａより少ない本数の固定ボルト７７で確実に固定できる下フランジ７３ｂにも、上フランジ７３ａと同数のボルト貫通孔７４を有しているため、下フランジ７３ｂを固定するための所定本数の固定ボルト７７をセットするボルト貫通孔７４を選択できるため、円形防火水槽１の底盤部３０に内在する鉄筋が支障するボルト貫通孔７４を回避して固定ボルト７７をセットすることができる。
【０１２６】
また、上述したように、上フランジ７３ａより少ない本数の固定ボルト７７で確実に固定できる下フランジ７３ｂにも、上フランジ７３ａと同数のボルト貫通孔７４を有しているため、固定ボルト７７による下フランジ７３ｂを固定した後であっても、貫通状態のボルト貫通孔７４が残り、補強コンクリート８０を構築するための生コンクリート８２打設時において、固定ボルト７７が設置されず貫通状態にあるボルト貫通孔７４からエアが抜け、補強コンクリート８０に空気溜まり等の未充填部分の発生を防止することができる。
【０１２７】
また、内空高さＨ１より低い高さで構成している補強支柱７０の固定方法において、底盤上面３０ａのコンクリートアンカー７６に螺入した全ネジボルト７８に螺合する下ナット７９ｂを螺することで補強支柱７０をジャッキアップして、補強支柱７０の設置高さを調整する、すなわち補強部材である補強支柱７０を構成する固定ボルト７７で高さ調整するため、例えば、ジャッキ等の別の治具を用いル場合と比較して、施工性が向上し、施工者の満足度を向上することができる。
【０１２８】
また、ボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５は、後述する補強コンクリート８０を構成するコンクリート８２の最大骨材寸法以上の径で構成しているため、生コンクリート状態のコンクリート８２がボルト貫通孔７４及び内側貫通孔７５を通過できるため、より確実にコンクリート８２を充填でき、密実な補強コンクリート８０を構成することができる。
【０１２９】
また、前記側壁用補強シート６０ｂを、前記側壁部２０に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方となる高さで形成しているため、側壁部２０を補強する側壁用補強シート６０ｂと、底盤部３０を補強する補強コンクリート８０とを一体化することができ、それぞれが一体化しない補強構造と比べて、確実な補強効果を得ることができる。
【０１３０】
また、補強前の円形防火水槽１の側壁部２０の内側面２０ａが、補強後の貯水空間１ａに露出しないため、貯水空間１ａに貯留する液体や気体等によって内側面２０ａの劣化が促進し、補強した円形防火水槽１の耐力を低下するおそれを防止することができる
また、天井用補強シート６０ａの表面、及び側壁用補強シート６０ｂにおける補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方に位置する被露出部６０ｂａを除く側壁用補強シート６０ｂの表面に表面塗装膜６２を塗布することにより、補強後の貯水空間１ａに貯留する液体や気体に対する耐候性を向上させ、円形防火水槽１の耐久性を向上することができる。
【０１３１】
また、側壁用補強シート６０ｂにおける補強コンクリート８０の補強上面８０ａより下方に位置する被露出部６０ｂａに表面塗装膜６２を塗布しないため、表面塗装膜６２による側壁用補強シート６０ｂと補強コンクリート８０との一体性の低下を防止することができる。
【０１３２】
なお、中塗層６２ａを構成するエポキシ樹脂塗料は、硬化速度が速く、硬化後の硬度も高い塗料であるのに対し、上塗層６２ｂを構成する塗布するアクリル樹脂塗料は、エポキシ樹脂塗料と比べて硬化後の硬度が低いが、耐候性が高い塗料であるため、エポキシ樹脂塗料やアクリル樹脂塗料をそれぞれ２層重ねて塗布した場合と比較して耐久性のある補強シート６０を構成することができる。
【０１３３】
また、被露出部６０ｂａに止水テープ６３を備えているため、補強後の貯水空間１ａに貯留する液体や気体等による貯水空間１ａ劣化の促進を抑制し、補強した円形防火水槽１の耐力を低下するおそれをさらに防止することができる。
【０１３４】
また、底盤部３０に備え、貯水空間１ａに貯水した水を吸い上げるポンプの設置する底設ピット５０の貯水空間１ａ側の面に貼り付けるピット用補強シート６０ｃを備えているため、底盤部３０を補強する補強コンクリート８０の打設の際に、閉鎖空間である貯水空間１ａにおける左官作業の待避場所として、ピット用補強シート６０ｃで補強された底設ピット５０を利用することができるため、確実な左官を確実に行うことができる。したがって、例えば、待避場所のない閉鎖空間での補強コンクリート８０を打設する場合と比較して、均一な表面仕上げが施された補強コンクリート８０を構築することができる。
【０１３５】
なお、上述したような補強シート６０、補強支柱７０及び補強コンクリート８０を用いた補強構造の場合、補強後の貯水空間１ａの容量の低下を最低限に抑制することができる。
【０１３６】
以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明のコンクリート構造物は、円形防火水槽１に対応し、
以下、同様に、
天井部の下面は、天井下面１０ａに対応し、
天井部補強シートは、天井用補強シート６０ａに対応し、
側壁部の躯体内部側の側面は、内側面２０ａに対応し、
側壁部補強シートは、側壁用補強シート６０ｂに対応し、
底盤部の上面は、底盤上面３０ａに対応し、
支柱は、補強支柱７０に対応し、
躯体内部は、貯水空間１ａに対応し、
マンホールは、マンホール部４０に対応し、
躯体内空高さは、内空高さＨ１に対応し、
補強後躯体内空高さは、補強後内空高さＨ２に対応し、
負荷伝達手段は、せん断伝達筋８３に対応し、
貫通孔は、ボルト貫通孔７４に対応し、
表面皮膜は、表面塗装膜６２に対応し、
止水手段は、止水テープ６３に対応し、
ピットは、底設ピット５０に対応し、
ピット補強シートは、ピット用補強シート６０ｃに対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆるコンクリート構造物の補強構造に適用する実施形態を含むものである。
【０１３７】
なお、円形防火水槽１は、円形の防火水槽で構成したが、平面視四角形の防火水槽であってもよい。
また、円形の円形防火水槽１に対して、４本の補強支柱７０を同心円上に配置したが、例えば、３本の補強支柱７０であってもよく、さらには側壁部２０の中心に１本の補強支柱７０を配置してもよい。
また、円形防火水槽１に対して、複数組のマンホール部４０及び底設ピット５０を備えた構成であってもよい。
【０１３８】
また、上記実施例では、支柱設置工（ステップｓ５）において、地上に駐車したクレーン付トラック２０２を用いて、地上から吊り降ろされた補強支柱７０を台車１０３を用いて補強支柱７０を所定の位置まで運搬したが、補強支柱７０を傾け、下フランジ７３ｂの周縁部で底盤上面３０ａ上を転がすようにして、所定の場所まで運搬してもよい。
【０１３９】
また、上記実施例では、コンクリート８２の打設において、図１２（ｂ）に示すように、地上に配置したミキサー車２０３から搬出された生コンクリート状のコンクリート８２を、ホッパー１０６を介して、作業者Ｍが一輪車１０７で受け取って補強鉄筋８１の上に敷き均したが、一輪車１０７を用いずとも、断面Ｕ字状のシュートを用い、所望の場所にコンクリート８２を敷き均す方法であってもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１…円形防火水槽
１ａ…貯水空間
１０…天井部
１０ａ…天井下面
２０…側壁部
２０ａ…内側面
３０…底盤部
３０ａ…底盤上面
４０…マンホール部
５０…底設ピット
６０ａ…天井用補強シート
６０ｂ…側壁用補強シート
６０ｂａ…被露出部
６０ｃ…ピット用補強シート
６２…表面塗装膜
６３…止水テープ
７０…補強支柱
７３ａ…上フランジ
７３ｂ…下フランジ
７４…ボルト貫通孔
７７…固定ボルト
８０…補強コンクリート
８３…せん断伝達筋
Ｈ１…内空高さ
Ｈ２…補強後内空高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造であって、
前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、
前記側壁部の躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、
前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、
前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成する
コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２】
前記コンクリート構造物を、前記天井部に、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備え、地下に設置された地下コンクリート構造物とし、
前記支柱を、前記マンホールを通過可能な形状で形成した
請求項１に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項３】
前記支柱を、
前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、
前記支柱の上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱の下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定した
請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項４】
前記側壁部補強シートを、
前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成した
請求項１乃至３のうちいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項５】
前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えた
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項６】
底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するとともに、地下に設置され、前記天井部に、躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備えたコンクリート構造物の補強構造であって、
前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、
前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、
下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成し、前記側壁部の前記躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、
前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成し、
該支柱の上端に、前記天井部の下面に固定する固定ボルトの貫通を許容する所定数の貫通孔を有し、前記マンホールの内径以下の径で形成する上フランジを備えるとともに、該支柱の下端に、前記上フランジと同形状で形成する下フランジを備え、
前記支柱の高さを、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリート上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、
前記支柱を、前記上フランジを前記天井部の下面に前記所定本数の固定ボルトで固定するとともに、前記下フランジを前記底盤部の上面から離間させた位置で、前記所定本数以下の本数の固定ボルトで固定して、前記補強コンクリートで前記下フランジを巻き込んで設置し、
前記天井部補強シートの表面、及び前記側壁部補強シートにおける前記補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布し、
前記被露出部に止水手段を備えた
コンクリート構造物の補強構造。
【請求項７】
前記コンクリート構造物を、
底盤部に、躯体内部に貯水した水を吸い上げるポンプの設置を許容するピットを有し、
前記ピットの躯体内面に貼り付けるピット補強シートを備えた
請求項６に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項１】
底盤部と、側壁部と、天井部とで構成されたコンクリート構造物の補強構造であって、
前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、
前記側壁部の躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、
前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、
前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成する
コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２】
前記コンクリート構造物を、前記天井部に、前記躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備え、地下に設置された地下コンクリート構造物とし、
前記支柱を、前記マンホールを通過可能な形状で形成した
請求項１に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項３】
前記支柱を、
前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリートの上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、
前記支柱の上端を前記天井部の下面に固定するとともに、前記支柱の下端を前記底盤部の上面から離間させた位置で固定した
請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項４】
前記側壁部補強シートを、
前記側壁部に貼り付けた状態において、下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成した
請求項１乃至３のうちいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項５】
前記補強コンクリートにかかる負荷を前記底盤部に伝達する負荷伝達手段を備えた
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
【請求項６】
底盤部と、側壁部と、天井部とで構成するとともに、地下に設置され、前記天井部に、躯体内部へ出入りする普通人の通過を許容するマンホールを備えたコンクリート構造物の補強構造であって、
前記底盤部の上面に固着する補強コンクリートと、
前記天井部の下面に貼り付ける天井部補強シートと、
下端が前記補強コンクリートの上面より下方となる高さで形成し、前記側壁部の前記躯体内部側の側面に貼り付ける側壁部補強シートと、
前記天井部を前記底盤部から支持する支柱とで構成し、
該支柱の上端に、前記天井部の下面に固定する固定ボルトの貫通を許容する所定数の貫通孔を有し、前記マンホールの内径以下の径で形成する上フランジを備えるとともに、該支柱の下端に、前記上フランジと同形状で形成する下フランジを備え、
前記支柱の高さを、前記底盤部の上面から前記天井部の下面までの躯体内空高さより低く、前記補強コンクリート上面から前記天井部の下面までの補強後躯体内空高さより高い高さで構成し、
前記支柱を、前記上フランジを前記天井部の下面に前記所定本数の固定ボルトで固定するとともに、前記下フランジを前記底盤部の上面から離間させた位置で、前記所定本数以下の本数の固定ボルトで固定して、前記補強コンクリートで前記下フランジを巻き込んで設置し、
前記天井部補強シートの表面、及び前記側壁部補強シートにおける前記補強コンクリートの上面より下方に位置する被露出部を除く側壁部補強シートの表面に表面皮膜を塗布し、
前記被露出部に止水手段を備えた
コンクリート構造物の補強構造。
【請求項７】
前記コンクリート構造物を、
底盤部に、躯体内部に貯水した水を吸い上げるポンプの設置を許容するピットを有し、
前記ピットの躯体内面に貼り付けるピット補強シートを備えた
請求項６に記載のコンクリート構造物の補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１８９８５７（Ｐ２０１０−１８９８５７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２６４６（Ｐ２００９−３２６４６）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（５０８０９８３１６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（５０８０９８３１６）
【Ｆターム（参考）】
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