マンホールの補強構造
【課題】短時間に、効率良く、地中に埋設されたマンホールを道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力の向上が得られるようにすることのできるマンホールの補強構造を提供する。
【解決手段】下床版２ｄ、側壁２ｂ、２ｃ、上床版２ａからなる函体２の上床版２ａに開口用の首部３を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロック１９を柱状に積上げて配設した。
【解決手段】下床版２ｄ、側壁２ｂ、２ｃ、上床版２ａからなる函体２の上床版２ａに開口用の首部３を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロック１９を柱状に積上げて配設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されたコンクリート構造物であるマンホールの補強構造に関するものであり、特に、簡単な方法で短時間で補強が可能となり、道路上を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力を向上させることができるマンホールの補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、地中に埋設されている通信ケーブルの分岐、接続部の収容のための空間、及び作業者が入坑してケーブルの建設、保守作業を行う空間を確保するために、マンホール（人孔）が地中に埋設されている。
【０００３】
マンホールの容量、形状は、ルート上の管路の条数、収容するケーブルの条数、或いは分岐方向などによって決定され、適用管路条数に応じて容量の異なる複数種類が規格されている。いずれのマンホールも、次のような基本的な構成を有する。
【０００４】
図１４に示すように、マンホール１は、上床版２ａと、長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、函体２の短手方向（長手方向に直交する方向）に沿う側壁（短手方向側壁）２ｃと、下床版２ｄとで矩形の内部空間を形成した鉄筋コンクリート製の函体２の上床版２ａに開口用首部３を接続した。この開口用首部３は函体２に連通する開口部４を有する円筒状のもので、蓋５を頂部に頂く。
【０００５】
又、函体２の側壁（短手方向側壁）２ｃには、ダクトスリーブ６が形成され、管路７が接続されている。そして、管路７内を通して通信ケーブルなどが敷設される。
【０００６】
図１４に示した寸法は、直線形３号の規格によるもので、一例を示したものに過ぎない。
【０００７】
前記マンホール１は、現場で無筋コンクリートまたは鉄筋コンクリートを打設する現場打ち方式、或いはプレキャスト製品を現場に運搬、据え付けるブロック方式で地中に配設され、当初、側方土圧、路面荷重などに耐え得る強度設計になっているが、土かぶりとの関係で、車両等の通行による輪荷重（道路設計荷重の増大）による劣化が起こる。又、コンクリートの経年による劣化が、多くのマンホール１で見られる。実際にマンホール１の内部から観察すると、コンクリートのひびわれ（亀裂）、鉄筋の露出（爆裂）が観察される。このため、補修・補強が必要である。
【０００８】
従来、マンホール１の補修としては、鉄筋が腐食して膨張し、かぶりコンクリート部分が剥落した箇所などの劣化部分をはつり落とし、防錆処理した後に断面修復することしか行われていなかった、しかしながら、斯かる補修方法は、施工に時間がかかり、又、補強効果は限定的なものであった。
【０００９】
一方、図１５に、出入り口として開口用首部３を有するマンホール１の地中内の函体２の横方向の単位断面１Ｓと縦方向の単位断面２Ｓについて、応力分布（曲げモーメント）を略示する。単位断面１Ｓにおいては矩形であり、側壁のかかる土圧により水平方向の応力またその応力の分圧として隅角部にはマイナス（−）の曲げモーメントが、左右側面の壁面にはプラス（＋）の曲げモーメントが生ずる。単位断面２Ｓについては、この単位断面は幅狭い門型であり、地面における載荷重による上下方向の応力またその応力の分圧として左右横方向の応力により隅角部にはマイナス（−）の曲げモーメントが、上下及び左右側面の壁面にはプラス（＋）の曲げモーメントが生ずる。このため、とくに隅角部８の補強が必要である。
【００１０】
又、マンホール１はその内部の幅が小さく、そこに通信ケーブルが束になって輻輳しており、補修作業が極めて小さい狭隘なスペースしかない悪条件のもとでこれを克服して行われる必要がある。
【００１１】
このようなマンホールの補強に関しては下記特許文献があり、とくにその隅角部とその壁面の補強を目的とした老朽マンホールの狭隘箇所対応補修・補強工法である。
【特許文献１】特開２００５−１５５２７３（老朽マンホールの狭隘箇所対応補修・補強工法）
【００１２】
この特許文献１の工法は、図１６に示すように、隅角部８から直近の隣接する２つの面に、かつその奥行き方向の適当間隔毎に、アンカーボルト９を打ち込み、該ボルトの頭部を介して同様の奥行き方向の適当間隔毎に異型鉄筋１０を緊結し、これらの部材を含浸させるよう樹脂モルタル１１を手詰めにより打設して左官仕上げを行って、隅角部８を補強するものである。
【００１３】
又、上下壁面及び又は左右壁面について下地処理を施した上で、含浸接着剤を使って炭素繊維シート１２を貼り付け、表面仕上げを行って、コンクリート壁を補強する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、この特許文献１では異型鉄筋の配設や樹脂モルタルを手詰めにより打設して左官仕上げを行うことなどで、やはり時間と労力がかかる。施工に時間がかかると、マンホール１は、道路の下の地中に埋設されているため、交通規制が長時間におよび、補修・補強工事が難しいという問題がある。
【００１５】
さらに、含浸接着剤を使っての炭素繊維シートを貼り付けに関しては、図１７に示すように下地ケレン１３による処理、プライマー１４による処理、不陸修正材１５による不陸修正処理、含浸接着剤（下塗）１６ａ、炭素繊維１７、含浸接着剤（上塗）１６ｂによる繊維シート接着処理（樹脂含浸、硬化）などのいくつもの工程を要するため、施工に時間がかかる。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来例の不都合を解消し、短時間に、効率良く、地中に埋設されたマンホールを道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力の向上が得られるようにすることのできるマンホールの補強構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロックを柱状に積上げて配設したことを要旨とするものである。また、請求項９記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行うことを要旨とするものである。
【００１８】
請求項１および請求項９記載の本発明によれば、まず、マンホールの側壁４隅の隅角部の補強を、取り扱いが簡単で取り付け易いハンチブロックを柱状に積上げて配設することで、短時間にかつ効果的に行うことができる。ハンチブロックは施工性を考慮してセグメント化し、セグメント１個あたりの質量を軽量なものとし、揚重を人力で行えるものとした。構造計算でハンチブロックを同サイズの中実のセメントコンクリートハンチとみなして計算することができる。しかもハンチブロックによる柱を側壁４隅に補充するので、函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行うことができる。
【００１９】
請求項２記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅を含む隅角部に台形状のハンチブロックを横並びで配設し、かつ、下床版、側壁、上床版の函体内側面に適宜繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着したことを要旨とするものである。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、前記請求項１の作用に加えて、マンホールの側壁４隅以外も含めて隅角部の補強をハンチブロックを横並びで配設することで、短時間にかつ効果的に行うことができ、 このように隅角部の補強を行った上で、さらに、下床版、側壁、上床版の補強を行うものであり、函体内側面に繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着することで、下床版、側壁、上床版に作用する引張応力に対して、帯状補強材が応力を分担することができ、隅角部の補強との双方の相乗効果で強力な補強が得られる。
【００２１】
また、既に硬化された繊維強化プラスチック製の帯状補強材をマンホール内に運び入れ、これを所定箇所に貼り付けるといった極めて簡単な作業にて、作業性良くマンホールを補強することができる。従って、短時間に効率良くマンホールの補強工事を施工することができる。特に、プライマー、接着樹脂として速硬化型の接着樹脂を使用することで、極めて短時間に作業を完了することができる。さらに、炭素繊維シートと比べて単位幅あたりの強度と剛性が高いので、補修箇所の全面に貼り付ける必要も無く間隔を空けての施工も可能である。
【００２２】
請求項３記載の本発明は、ハンチブロックは、接着により固定することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項３記載の本発明によれば、接着により固定することにより簡単に設置できるものである。
【００２４】
請求項４記載の本発明は、ハンチブロックは、箱抜きとし、相互にボルトで結合することを要旨とするものである。
【００２５】
請求項４記載の本発明によれば、ハンチブロックは箱抜きとし、力学的連結性を容易に実現するために半中空としている。また、相互にボルトで結合することで、接着により固定する際の安定性を高めることができ、連結固定した梁状または柱状の強度をより上げることができる。
【００２６】
請求項５記載の本発明は、ハンチブロックはレジンコンクリート製とすることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項５記載の本発明によれば、レジンコンクリートは、セメントコンクリートに対して５〜７倍の圧縮強さを有している。したがって、ハンチブロックは、中実のセメントコンクリート製ハンチより大きな圧縮性能を有する。特に、接着により固定することにより簡単に設置できる。特に、ハンチブロックをレジンコンクリートで作製しているので接着によりコンクリート製の函体の固定が可能であり、既存マンホールとの接着剤結合により一体化が可能なため、高い補強効果が得られる。ハンチブロックは、工場加工となるため品質が一定となる。
【００２８】
請求項６記載の本発明は、ハンチブロックは、角部が函体隅角部と非接触とした火打ちタイプとすることを要旨とするものである。
【００２９】
請求項６記載の本発明によれば、ハンチブロックは、中央に位置する数個は角部が隅角部と非接触とすることで火打ち的なものとなり、函体の上床版と側壁とへの、または下床版と側壁とへの荷重の分散を図り、無理のない支持補強とすることができる。
【００３０】
請求項７記載の本発明は、ハンチブロックは、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の端部を上に重ね、これを上から押さえ込むことを要旨とするものである。
【００３１】
請求項７記載の本発明によれば、繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着するのに、ハンチブロックを押さえとすることができ、他の押さえを必要としないで、帯状補強材の貼り付けが可能となる。
【００３２】
請求項８記載の本発明は、繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設することを要旨とするものである。
【００３３】
請求項８記載の本発明によれば、繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設することで縦・横での補強が可能であり、実用上十分の補強効果を得ることができる。
【００３４】
請求項１０記載の本発明は、ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで補強程度を制御することを要旨とするものである。
【００３５】
請求項１０記載の本発明によれば、ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで必要とされる補強程度を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
以上述べたように本発明のマンホールの補強構造は、短時間に効率良くマンホールを補強することができるものである。更に、本発明によれば、道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した、補強されたマンホールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢視図、図４は同上縦断側面図、図５は同上要部の斜視図である。
【００３８】
本実施例にて本発明を適用するマンホール１は、構造としては前記図１４で説明した通り、矩形の躯体部分（コンクリートボックス）である函体２、円筒状の首部３、及び蓋５を有する。函体２は、上床版２ａと、函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、函体２の短手方向（長手方向に直交する方向）に沿う側壁（短手方向側壁）２ｃと、下床版２ｄとで矩形の内部空間を形成する。首部３は、上床版２ａに接続され、函体２の内部空間に連通する開口部４を有する。又、函体２の短手方向側壁２ｃには、ダクトスリーブ６が形成され、管路７が接続される。
【００３９】
マンホール１は、ＲＣ製プレキャストマンホールとして大分割タイプとして上床版２ａと側壁の上半分は一体として製作されるものや現場打ちコンクリートで作製される。
【００４０】
このようなマンホール１においては、上床版２ａを単純支持（蓋）として側壁を水平ラーメンとして構造計算が行われているので、上床版２ａに首部３からの輪荷重がかかると、首部３付近の長手方向側壁２ｃと上床版２ａとの接合部において、上床版２ａの上面に引張応力が作用している。コンクリートは、圧縮力には強く、引張力には弱い。又、マンホール１の補強工事を短時間で高率的に行うためには、この上床版２ａの上面に対する補強を函体２の内部空間から補強することが求められる。
【００４１】
また、側壁（長手方向側壁）２ｂや側壁（短手方向側壁）２ｃに水平力が掛かると隅角部外側と側壁中央部内側に引っ張りを発生する。また、輪荷重の増加や側壁の劣化により補強が必要となる。
【００４２】
図２に示す長手方向中心線Ｘ−Ｘを中心として、開口部４の径の約１．５倍の範囲において、長手方向側壁２ｂと上床版２ａとの接合部の上床版２ａの上面に強い引張応力が発生する。
【００４３】
そこで、本発明は、長手方向側壁２ｂと側壁（短手方向側壁）２ｃとで成す内部空間側の隅角部８、すなわち、４隅に台形状のハンチブロック１９を横並びで柱状に積上げて配設する。
【００４４】
また、上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８にハンチブロック１９、２０を横並びで配設し、下床版２ｄの上面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８にハンチブロック２０を横並びで配設する。
【００４５】
上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８の開口部周辺にハンチブロック１９を配設する。このハンチブロック１９、２０は函体２の隅角部８がハンチ形状であるので、これに見合う台形状の立体であるが、ハンチブロック１９は、上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側、下床版２ｄの上面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８では、横並びのうち中央に位置するブロック、ハンチブロック２０は左右に位置するブロックである。また、長手方向側壁２ｂと側壁（短手方向側壁）２ｃとで成す内部空間側の隅角部８ではハンチブロック１９を上下方向に積み重ねる。
【００４６】
ハンチブロック２０は、図９〜図１１に示すように、隅角部８のハンチ形状と合致するもので、ハンチの傾斜面８ａに接合する天端面２０ａがあり、この天端面２０ａから連続する側面２０ｂ、２０ｃは上床版２ａと側壁２ｂに接合する面である。
【００４７】
ハンチブロック１９は、図６〜図８に示すように、隅角部８のハンチの傾斜面８ａに接合しない天端面１９ａを有するものとし、設置の際に、角部が内部空間側の隅角部８と非接触で隙間α（図５参照）を確保する火打ち的なものとする。天端面１９ａから連続する側面１９ｂ、１９ｃは上床版２ａと側壁２ｂに接合する面である点はハンチブロック２０と同じである。
【００４８】
ハンチブロック１９、２０ともに箱抜きとし、ボルト貫通孔２２を設けて相互にボルト２３（及びナット）で結合するものとする。又、天端面１９ａ、２０ａを貫通するアンカーボルト用貫通孔２４を形成し、把手取付用の埋め込みナット２５を側面１９ｂ、２０ｂ、１９ｃ、２０ｃと反対側の箱抜き内面に埋設した。なお、前記アンカーボルト用貫通孔２４はすべてのハンチブロック１９、２０に設ける必要はなく、これを設けるものと、設けないものとを併存させてもよい。前記把手取付用の埋め込みナット２５に対しては、図示は省略するが、コ字形の把手の根元部に設けた板体を蝶ボルトでこの埋め込みナット２５に固定する。このようにすれば、コ字形の把手をハンチブロック１９、２０の裏側左右に設けることができ、嵌め込みの際の支持を行うことができる。
【００４９】
ハンチブロック１９、２０を構成する材質としては、セメントの代わりに酸に強い不飽和ポリエステル樹脂，ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂などを使用し、骨材、充填材と混合、成形したレジンコンクリートが好適であり、素材となるレジンコンクリートは、セメントコンクリートに比べて５〜７倍の圧縮強さを有しており、しかも軽量化できる。
【００５０】
レジンコンクリートは、各種薬品に対して優れた耐食性を示し、特に、硫化水素による腐食には抜群の強さを示す。樹脂だけでなく、骨材や充填材にも耐摩耗性の大きな材料を使用しているため摩耗作用に対しても大きな抵抗を有し、耐久性に優れる。吸水率が非常に小さく、凍結融解による強度劣化がない。又、表面がなめらかで水理特性に優れる。
【００５１】
ハンチブロック１９、２０はレジンコンクリートの一例として下記表１の物性を有する。
【表１】
【００５２】
なお、ハンチブロック１９、２０は前記レジンコンクリートの他に構成する材質としては、コンクリート、アルミダイガスト等の鋳物等特に限定はない。
【００５３】
レジンコンクリート製のハンチブロック１９、２０は接着により固定するものであり、接着剤の規格としては下記表２のものを使用できる。
【表２】
【００５４】
本発明は、上床版２ａと、函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、下床版２ｄの函体内側面に繊維強化プラスチック製の帯状補強材１８を接着樹脂を用いて接着した。
【００５５】
帯状補強材１８は直線形状であり、上床版２ａと下床版２ｄについては、格子状に直交させて配設する。また、側壁（長手方向側壁）２ｂについては、複数段あるいはハ字にして交差させない場合と格子状に交差させる場合がある。
【００５６】
さらに、開口部４の周りの上床版２ａの下面ａには、円弧形の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の補強材（以下「円弧形補強材」という。）１８′を、接着樹脂を用いて接着した。
【００５７】
繊維強化プラスチック製の帯状補強材１８や円弧形補強材１８′はこれに、一方向配列の炭素繊維を熱硬化性樹脂に含浸させ、板状に成型硬化させた炭素繊維補強（ＣＦＲＰ）プレートを用いる場合は、特殊エポキシ樹脂等でコンクリート表面に貼付けるものである。
【００５８】
ＣＦＲＰプレートの特長は以下の通りである。
（１） ＣＦＲＰプレートは炭素繊維シートと比べて単位幅あたりの強度と剛性が高いので、補修箇所の全面に貼り付ける必要も無く間隔を空けての施工も可能である。
（２） ＣＦＲＰプレート１枚は炭素繊維シート６層分に相当し大きな補強効果が得られるため、複層枚数貼り付ける必要が無く、作業量が大幅に減少する。
（３） 高強度の炭素繊維を用いているため、補強効果が高い。
（４） 施工現場で含浸用の含浸・接着剤を使用しないため、上向き施工での作業者の負担や養生も軽減できる。さらに、短時間での施工が可能である。
（５）
軽量であるため、人手で容易に施工ができ、狭い場所での補強工事が可能である。
（６）
接着だけで補強する工法であり、コンクリート躯体を傷つけずに補強できる。
（７）
炭素繊維のＦＲＰとエポキシ樹脂の接着剤にて補強を行う工法となり、錆・腐食の心配が無く耐久性に優れる。
（８）
円弧形補強材１８′は、炭素繊維が周方向に配向されているため、円孔部分に放射状に入るひび割れに対しての拘束効果が高い。
【００５９】
円弧形補強材１８′は、開口部４を通るマンホール１の長手方向の中心線Ｘ−Ｘを基準（０°）として±９０°の半円形として、２つが組み合わされて円形となるものとする。
【００６０】
これら帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、一例として下記表３，４の規格を有する。
【表３】
【表４】
【００６１】
マンホール１の首部３の高さは、通常、５０ｃｍ〜１ｍであり、又、開口部４の内径は６０〜９０ｃｍである。そして、既に硬化された、所定幅を有する帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、この首部３の開口部４を通して函体２内に運び入れることができる大きさである。
【００６２】
図１２に示すように、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、一方向に引き揃えられた連続繊維である強化繊維ｆ１の層（以下「一方向繊維層」という。）Ｆ１を有することが好ましい。そして、強化繊維ｆ１にマトリクス樹脂が含浸され、硬化されることで形成される。
【００６３】
一方向に配列される強化繊維ｆ１は、多数本のフィラメントを平行に或いは緩く撚りを掛けて集束して作製されるストランド、或いはこのストランドを更に複数本平行に或いは緩く撚りを掛けて集束したもの（ロービング、ヤーン）とされる。これにより、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の一方向繊維層Ｆ１は、フィラメントが複数層に積層され一方向に配向された状態でマトリクス樹脂により接着された一方向配列繊維組織を有することになる。
【００６４】
強化繊維ｆ１としては、前記炭素繊維（ＣＦＲＰ）の他には、ガラス繊維、セラミック繊維、ボロン繊維を含む無機繊維；チタン、スチールを含む金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、高強度ポリプロピレンを含む有機繊維から選択されるいずれかの繊維、或いは、これらの繊維を複数種類混入したハイブリッドタイプの繊維を使用することができる。
【００６５】
帯状補強材１８および円弧形補強材１８′を構成する一方向繊維層Ｆ１としては、強化繊維ｆ１を略均一に互いに密に一方向に配置した一方向配列強化繊維シートを用いてもよい。なお、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、同種若しくは異種の強化繊維ｆ１から成る実質的に複数層の一方向繊維層Ｆ１を有していてよい。
【００６６】
又、一方向繊維層Ｆ１の他に、一方向繊維層Ｆ１の第１面（表面）及び／又は第２面（裏面）に、補助層を設けることもできる。
【００６７】
さらに、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、図１３に示すように、断面中心部に一方向繊維層Ｆ１として導電性を有する強化繊維ｆ１の層を有する。更に、この帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、この一方向繊維層Ｆ１の外側、ここでは、一方向繊維層Ｆ１の第１面（表面）及び第２面（裏面）に、電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２の層（補助層）Ｆ２を積層した断面構造（サンドイッチ構造）を有することもできる。
【００６８】
好ましくは、一方向繊維層Ｆ１の強化繊維ｆ１として導電性を有する繊維である炭素繊維を用いる場合に、補助層Ｆ２の電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２としてガラス繊維を好適に用いることができる。又、ガラス繊維ｆ２から成る補助層Ｆ２の組織としては、マットを好適に採用し得る。
【００６９】
このように、一方向繊維層Ｆ１を構成する強化繊維ｆ１が導電性繊維である場合に、その少なくとも一面（マンホールに適用した際に函体２の内部空間に面する側）に電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２を配置することによって、マンホール１内での万一の漏電などに対する安全性を高める効果がある。
【００７０】
又、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の強化繊維の体積含有率は、所望の引張強度が得られ、又、樹脂含浸性も良好であるように、通常、２０〜７０体積％とされる。
【００７１】
又、図１３に示すように、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の外側にガラス繊維マットから成る補助層Ｆ２を設ける場合、ガラス繊維マットの繊維目付は３００〜２，０００ｇ／ｍ2とすることができる。これにより、マトリクス樹脂を含浸して硬化させた後の帯状補強材１８および円弧形補強材１８′（一方向繊維層Ｆ１及び補助層Ｆ２を含む）の厚さｔは、０．５〜２０ｍｍとされる。
【００７２】
次に、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′を函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、下床版２ｄの函体内側面に貼り付ける工程、ハンチブロック１９、２０の設置について更に説明する。本発明に従う帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の貼り付け工程は、次の各工程の全て或いはいずれかの組み合わせを有する。
【００７３】
（準備工）
補強する範囲を清掃、乾燥及び墨出し、墨出しした部分はサンダー等で下地ケレン・サンディングする。
【００７４】
（上床版補強工）
下地ケレンした面にプライマーを塗布し、帯状補強材１８にて補強する箇所は接着剤をコンクリート面と帯状補強材１８のそれぞれに塗布し、帯状補強材１８を接着し、円弧形補強材１８′にて補強する箇所も同様にして行う。
長手面隅角部の中心にハンチブロック１９を仮合わせし、コンクリートドリルで穿孔し、ホールインアンカーを打ち込み、ボルトを取り付ける。
補強範囲面に接着剤を塗布する。
ハンチブロック１９の背面にも接着剤を塗布し、ボルト穴にボルトを通し、ワッシャー、六角ナットでハンチブロック１９を締め付ける。その際、円弧形補強材１８′の端部固定も兼用するため位置確認を充分に行う。
長手面中心に接着したハンチブロック１９を基準にして上記の作業を繰り返し、横並びに３ブロック接着する。その左右にハンチブロック２０を順番に接着する。また、反対側の長手面隅角部についても同様な手順でブロックを接着する。
【００７５】
（側壁補強）
側壁２ｂ面に帯状補強材１８にて補強する箇所は同様にして行う。
側壁隅角部下面に上記の要領でハンチブロック１９を接着する。このとき、下部ハンチに当たらないように、下床板とハンチブロックの間に板等を挟んでハンチブロックの高さを調整する。
このハンチブロック１９を基準とし、上方へブロックを順番に接着していく。このときハンチブロック１９同士も接着剤を塗布し、ボルトで連結する。
同様にして、残りの３つの隅角部についても順番にハンチブロックを接着していく。
【００７６】
（下床版補強）
下地ケレンした面にプライマーを塗布する。
帯状補強材１８にて補強する箇所は同様にして行う。
下床板２ｄの長手面隅角部の中心から、上記の要領で横並びにブロックを接着する。このときハンチブロック２０同士も接着剤を塗布し、ボルトで連結する。
反対方向にもブロックを接着する。
同様にして、下床版２ｄの長手面隅角部の反対面もブロックを接着する。
最後に、下床版２ｄに接着した帯状補強材１８の段差が著しい場合は、樹脂系モルタルにて段差を解消する。
【００７７】
以上説明したように、既設コンクリートマンホールの補修・補強の最重要点は上床版の開口部裏側と隅角部表側に生ずる曲げ引張りの補修・補強を適確に行うことであり、地中に埋設されたマンホール１は、その補修の必要程度に応じて、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′とハンチブロック１９または２０を適宜選択して所定箇所に取り付けることによって、開口部４の周りの上床版２ａの下面に作用する引張応力、上床版２ａの上面の端部に作用する引張応力の両方、即ち、首部３を介して函体２に作用する輪荷重によってマンホール１に発生する主要な引張応力に対して、マンホール１の内側から短時間に効率良く補強を施すことができる。
【００７８】
なお、前記実施例では、コンクリート構造物は、通信ケーブルの分岐スペース等として使用されるマンホールであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、前記マンホールにて極めて有効に作用するものであるが、躯体部分と、この躯体部分の上床版に接続され前記躯体部分の内部空間に連通する開口部を具備する円筒状の首部とを有し、地中に埋設されて使用される任意のコンクリート構造物に対して等しく適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断側面図である。
【図５】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す要部の斜視図である。
【図６】ハンチブロックの第１例を示す底面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】ハンチブロックの第２例を示す底面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】帯状補強材、円弧形補強材の一実施例の斜視図である。
【図１３】帯状補強材、円弧形補強材の他の実施例の断面図である。
【図１４】マンホールの一例の模式図である。
【図１５】マンホールの応力分布（曲げモーメント）の関係を示す説明図である。
【図１６】従来例を示す要部の断面図である。
【図１７】他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…マンホール ２…函体
２ａ…上床版 ２ｂ、２ｃ…側壁
２ｄ…下床版 ３…首部
４…開口部 ５…蓋
６…ダクトスリーブ ７…管路
８…隅角部 ８ａ…傾斜面
９…アンカーボルト １０…異型鉄筋
１１…樹脂モルタル １２…炭素繊維シート
１３…下地ケレン １４…プライマー
１５…不陸修正材 １６ａ、１６ｂ…含浸接着剤
１７…炭素繊維 １８…帯状補強材
１８′…円弧形補強材
１９、２０…ハンチブロック １９ａ、２０ａ…天端面
１９ｂ、１９ｃ、２０ｂ、２０ｃ…側面
２２…ボルト貫通孔 ２３…ボルト
２４…アンカーボルト用貫通孔 ２５…埋め込みナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されたコンクリート構造物であるマンホールの補強構造に関するものであり、特に、簡単な方法で短時間で補強が可能となり、道路上を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力を向上させることができるマンホールの補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、地中に埋設されている通信ケーブルの分岐、接続部の収容のための空間、及び作業者が入坑してケーブルの建設、保守作業を行う空間を確保するために、マンホール（人孔）が地中に埋設されている。
【０００３】
マンホールの容量、形状は、ルート上の管路の条数、収容するケーブルの条数、或いは分岐方向などによって決定され、適用管路条数に応じて容量の異なる複数種類が規格されている。いずれのマンホールも、次のような基本的な構成を有する。
【０００４】
図１４に示すように、マンホール１は、上床版２ａと、長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、函体２の短手方向（長手方向に直交する方向）に沿う側壁（短手方向側壁）２ｃと、下床版２ｄとで矩形の内部空間を形成した鉄筋コンクリート製の函体２の上床版２ａに開口用首部３を接続した。この開口用首部３は函体２に連通する開口部４を有する円筒状のもので、蓋５を頂部に頂く。
【０００５】
又、函体２の側壁（短手方向側壁）２ｃには、ダクトスリーブ６が形成され、管路７が接続されている。そして、管路７内を通して通信ケーブルなどが敷設される。
【０００６】
図１４に示した寸法は、直線形３号の規格によるもので、一例を示したものに過ぎない。
【０００７】
前記マンホール１は、現場で無筋コンクリートまたは鉄筋コンクリートを打設する現場打ち方式、或いはプレキャスト製品を現場に運搬、据え付けるブロック方式で地中に配設され、当初、側方土圧、路面荷重などに耐え得る強度設計になっているが、土かぶりとの関係で、車両等の通行による輪荷重（道路設計荷重の増大）による劣化が起こる。又、コンクリートの経年による劣化が、多くのマンホール１で見られる。実際にマンホール１の内部から観察すると、コンクリートのひびわれ（亀裂）、鉄筋の露出（爆裂）が観察される。このため、補修・補強が必要である。
【０００８】
従来、マンホール１の補修としては、鉄筋が腐食して膨張し、かぶりコンクリート部分が剥落した箇所などの劣化部分をはつり落とし、防錆処理した後に断面修復することしか行われていなかった、しかしながら、斯かる補修方法は、施工に時間がかかり、又、補強効果は限定的なものであった。
【０００９】
一方、図１５に、出入り口として開口用首部３を有するマンホール１の地中内の函体２の横方向の単位断面１Ｓと縦方向の単位断面２Ｓについて、応力分布（曲げモーメント）を略示する。単位断面１Ｓにおいては矩形であり、側壁のかかる土圧により水平方向の応力またその応力の分圧として隅角部にはマイナス（−）の曲げモーメントが、左右側面の壁面にはプラス（＋）の曲げモーメントが生ずる。単位断面２Ｓについては、この単位断面は幅狭い門型であり、地面における載荷重による上下方向の応力またその応力の分圧として左右横方向の応力により隅角部にはマイナス（−）の曲げモーメントが、上下及び左右側面の壁面にはプラス（＋）の曲げモーメントが生ずる。このため、とくに隅角部８の補強が必要である。
【００１０】
又、マンホール１はその内部の幅が小さく、そこに通信ケーブルが束になって輻輳しており、補修作業が極めて小さい狭隘なスペースしかない悪条件のもとでこれを克服して行われる必要がある。
【００１１】
このようなマンホールの補強に関しては下記特許文献があり、とくにその隅角部とその壁面の補強を目的とした老朽マンホールの狭隘箇所対応補修・補強工法である。
【特許文献１】特開２００５−１５５２７３（老朽マンホールの狭隘箇所対応補修・補強工法）
【００１２】
この特許文献１の工法は、図１６に示すように、隅角部８から直近の隣接する２つの面に、かつその奥行き方向の適当間隔毎に、アンカーボルト９を打ち込み、該ボルトの頭部を介して同様の奥行き方向の適当間隔毎に異型鉄筋１０を緊結し、これらの部材を含浸させるよう樹脂モルタル１１を手詰めにより打設して左官仕上げを行って、隅角部８を補強するものである。
【００１３】
又、上下壁面及び又は左右壁面について下地処理を施した上で、含浸接着剤を使って炭素繊維シート１２を貼り付け、表面仕上げを行って、コンクリート壁を補強する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、この特許文献１では異型鉄筋の配設や樹脂モルタルを手詰めにより打設して左官仕上げを行うことなどで、やはり時間と労力がかかる。施工に時間がかかると、マンホール１は、道路の下の地中に埋設されているため、交通規制が長時間におよび、補修・補強工事が難しいという問題がある。
【００１５】
さらに、含浸接着剤を使っての炭素繊維シートを貼り付けに関しては、図１７に示すように下地ケレン１３による処理、プライマー１４による処理、不陸修正材１５による不陸修正処理、含浸接着剤（下塗）１６ａ、炭素繊維１７、含浸接着剤（上塗）１６ｂによる繊維シート接着処理（樹脂含浸、硬化）などのいくつもの工程を要するため、施工に時間がかかる。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来例の不都合を解消し、短時間に、効率良く、地中に埋設されたマンホールを道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力の向上が得られるようにすることのできるマンホールの補強構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロックを柱状に積上げて配設したことを要旨とするものである。また、請求項９記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行うことを要旨とするものである。
【００１８】
請求項１および請求項９記載の本発明によれば、まず、マンホールの側壁４隅の隅角部の補強を、取り扱いが簡単で取り付け易いハンチブロックを柱状に積上げて配設することで、短時間にかつ効果的に行うことができる。ハンチブロックは施工性を考慮してセグメント化し、セグメント１個あたりの質量を軽量なものとし、揚重を人力で行えるものとした。構造計算でハンチブロックを同サイズの中実のセメントコンクリートハンチとみなして計算することができる。しかもハンチブロックによる柱を側壁４隅に補充するので、函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行うことができる。
【００１９】
請求項２記載の本発明は、下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅を含む隅角部に台形状のハンチブロックを横並びで配設し、かつ、下床版、側壁、上床版の函体内側面に適宜繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着したことを要旨とするものである。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、前記請求項１の作用に加えて、マンホールの側壁４隅以外も含めて隅角部の補強をハンチブロックを横並びで配設することで、短時間にかつ効果的に行うことができ、 このように隅角部の補強を行った上で、さらに、下床版、側壁、上床版の補強を行うものであり、函体内側面に繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着することで、下床版、側壁、上床版に作用する引張応力に対して、帯状補強材が応力を分担することができ、隅角部の補強との双方の相乗効果で強力な補強が得られる。
【００２１】
また、既に硬化された繊維強化プラスチック製の帯状補強材をマンホール内に運び入れ、これを所定箇所に貼り付けるといった極めて簡単な作業にて、作業性良くマンホールを補強することができる。従って、短時間に効率良くマンホールの補強工事を施工することができる。特に、プライマー、接着樹脂として速硬化型の接着樹脂を使用することで、極めて短時間に作業を完了することができる。さらに、炭素繊維シートと比べて単位幅あたりの強度と剛性が高いので、補修箇所の全面に貼り付ける必要も無く間隔を空けての施工も可能である。
【００２２】
請求項３記載の本発明は、ハンチブロックは、接着により固定することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項３記載の本発明によれば、接着により固定することにより簡単に設置できるものである。
【００２４】
請求項４記載の本発明は、ハンチブロックは、箱抜きとし、相互にボルトで結合することを要旨とするものである。
【００２５】
請求項４記載の本発明によれば、ハンチブロックは箱抜きとし、力学的連結性を容易に実現するために半中空としている。また、相互にボルトで結合することで、接着により固定する際の安定性を高めることができ、連結固定した梁状または柱状の強度をより上げることができる。
【００２６】
請求項５記載の本発明は、ハンチブロックはレジンコンクリート製とすることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項５記載の本発明によれば、レジンコンクリートは、セメントコンクリートに対して５〜７倍の圧縮強さを有している。したがって、ハンチブロックは、中実のセメントコンクリート製ハンチより大きな圧縮性能を有する。特に、接着により固定することにより簡単に設置できる。特に、ハンチブロックをレジンコンクリートで作製しているので接着によりコンクリート製の函体の固定が可能であり、既存マンホールとの接着剤結合により一体化が可能なため、高い補強効果が得られる。ハンチブロックは、工場加工となるため品質が一定となる。
【００２８】
請求項６記載の本発明は、ハンチブロックは、角部が函体隅角部と非接触とした火打ちタイプとすることを要旨とするものである。
【００２９】
請求項６記載の本発明によれば、ハンチブロックは、中央に位置する数個は角部が隅角部と非接触とすることで火打ち的なものとなり、函体の上床版と側壁とへの、または下床版と側壁とへの荷重の分散を図り、無理のない支持補強とすることができる。
【００３０】
請求項７記載の本発明は、ハンチブロックは、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の端部を上に重ね、これを上から押さえ込むことを要旨とするものである。
【００３１】
請求項７記載の本発明によれば、繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着するのに、ハンチブロックを押さえとすることができ、他の押さえを必要としないで、帯状補強材の貼り付けが可能となる。
【００３２】
請求項８記載の本発明は、繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設することを要旨とするものである。
【００３３】
請求項８記載の本発明によれば、繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設することで縦・横での補強が可能であり、実用上十分の補強効果を得ることができる。
【００３４】
請求項１０記載の本発明は、ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで補強程度を制御することを要旨とするものである。
【００３５】
請求項１０記載の本発明によれば、ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで必要とされる補強程度を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
以上述べたように本発明のマンホールの補強構造は、短時間に効率良くマンホールを補強することができるものである。更に、本発明によれば、道路を通行する車両からの輪荷重などに対する耐力が向上した、補強されたマンホールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢視図、図４は同上縦断側面図、図５は同上要部の斜視図である。
【００３８】
本実施例にて本発明を適用するマンホール１は、構造としては前記図１４で説明した通り、矩形の躯体部分（コンクリートボックス）である函体２、円筒状の首部３、及び蓋５を有する。函体２は、上床版２ａと、函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、函体２の短手方向（長手方向に直交する方向）に沿う側壁（短手方向側壁）２ｃと、下床版２ｄとで矩形の内部空間を形成する。首部３は、上床版２ａに接続され、函体２の内部空間に連通する開口部４を有する。又、函体２の短手方向側壁２ｃには、ダクトスリーブ６が形成され、管路７が接続される。
【００３９】
マンホール１は、ＲＣ製プレキャストマンホールとして大分割タイプとして上床版２ａと側壁の上半分は一体として製作されるものや現場打ちコンクリートで作製される。
【００４０】
このようなマンホール１においては、上床版２ａを単純支持（蓋）として側壁を水平ラーメンとして構造計算が行われているので、上床版２ａに首部３からの輪荷重がかかると、首部３付近の長手方向側壁２ｃと上床版２ａとの接合部において、上床版２ａの上面に引張応力が作用している。コンクリートは、圧縮力には強く、引張力には弱い。又、マンホール１の補強工事を短時間で高率的に行うためには、この上床版２ａの上面に対する補強を函体２の内部空間から補強することが求められる。
【００４１】
また、側壁（長手方向側壁）２ｂや側壁（短手方向側壁）２ｃに水平力が掛かると隅角部外側と側壁中央部内側に引っ張りを発生する。また、輪荷重の増加や側壁の劣化により補強が必要となる。
【００４２】
図２に示す長手方向中心線Ｘ−Ｘを中心として、開口部４の径の約１．５倍の範囲において、長手方向側壁２ｂと上床版２ａとの接合部の上床版２ａの上面に強い引張応力が発生する。
【００４３】
そこで、本発明は、長手方向側壁２ｂと側壁（短手方向側壁）２ｃとで成す内部空間側の隅角部８、すなわち、４隅に台形状のハンチブロック１９を横並びで柱状に積上げて配設する。
【００４４】
また、上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８にハンチブロック１９、２０を横並びで配設し、下床版２ｄの上面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８にハンチブロック２０を横並びで配設する。
【００４５】
上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８の開口部周辺にハンチブロック１９を配設する。このハンチブロック１９、２０は函体２の隅角部８がハンチ形状であるので、これに見合う台形状の立体であるが、ハンチブロック１９は、上床版２ａの下面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側、下床版２ｄの上面と長手方向側壁２ｂとで成す函体２の内部空間側の隅角部８では、横並びのうち中央に位置するブロック、ハンチブロック２０は左右に位置するブロックである。また、長手方向側壁２ｂと側壁（短手方向側壁）２ｃとで成す内部空間側の隅角部８ではハンチブロック１９を上下方向に積み重ねる。
【００４６】
ハンチブロック２０は、図９〜図１１に示すように、隅角部８のハンチ形状と合致するもので、ハンチの傾斜面８ａに接合する天端面２０ａがあり、この天端面２０ａから連続する側面２０ｂ、２０ｃは上床版２ａと側壁２ｂに接合する面である。
【００４７】
ハンチブロック１９は、図６〜図８に示すように、隅角部８のハンチの傾斜面８ａに接合しない天端面１９ａを有するものとし、設置の際に、角部が内部空間側の隅角部８と非接触で隙間α（図５参照）を確保する火打ち的なものとする。天端面１９ａから連続する側面１９ｂ、１９ｃは上床版２ａと側壁２ｂに接合する面である点はハンチブロック２０と同じである。
【００４８】
ハンチブロック１９、２０ともに箱抜きとし、ボルト貫通孔２２を設けて相互にボルト２３（及びナット）で結合するものとする。又、天端面１９ａ、２０ａを貫通するアンカーボルト用貫通孔２４を形成し、把手取付用の埋め込みナット２５を側面１９ｂ、２０ｂ、１９ｃ、２０ｃと反対側の箱抜き内面に埋設した。なお、前記アンカーボルト用貫通孔２４はすべてのハンチブロック１９、２０に設ける必要はなく、これを設けるものと、設けないものとを併存させてもよい。前記把手取付用の埋め込みナット２５に対しては、図示は省略するが、コ字形の把手の根元部に設けた板体を蝶ボルトでこの埋め込みナット２５に固定する。このようにすれば、コ字形の把手をハンチブロック１９、２０の裏側左右に設けることができ、嵌め込みの際の支持を行うことができる。
【００４９】
ハンチブロック１９、２０を構成する材質としては、セメントの代わりに酸に強い不飽和ポリエステル樹脂，ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂などを使用し、骨材、充填材と混合、成形したレジンコンクリートが好適であり、素材となるレジンコンクリートは、セメントコンクリートに比べて５〜７倍の圧縮強さを有しており、しかも軽量化できる。
【００５０】
レジンコンクリートは、各種薬品に対して優れた耐食性を示し、特に、硫化水素による腐食には抜群の強さを示す。樹脂だけでなく、骨材や充填材にも耐摩耗性の大きな材料を使用しているため摩耗作用に対しても大きな抵抗を有し、耐久性に優れる。吸水率が非常に小さく、凍結融解による強度劣化がない。又、表面がなめらかで水理特性に優れる。
【００５１】
ハンチブロック１９、２０はレジンコンクリートの一例として下記表１の物性を有する。
【表１】
【００５２】
なお、ハンチブロック１９、２０は前記レジンコンクリートの他に構成する材質としては、コンクリート、アルミダイガスト等の鋳物等特に限定はない。
【００５３】
レジンコンクリート製のハンチブロック１９、２０は接着により固定するものであり、接着剤の規格としては下記表２のものを使用できる。
【表２】
【００５４】
本発明は、上床版２ａと、函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、下床版２ｄの函体内側面に繊維強化プラスチック製の帯状補強材１８を接着樹脂を用いて接着した。
【００５５】
帯状補強材１８は直線形状であり、上床版２ａと下床版２ｄについては、格子状に直交させて配設する。また、側壁（長手方向側壁）２ｂについては、複数段あるいはハ字にして交差させない場合と格子状に交差させる場合がある。
【００５６】
さらに、開口部４の周りの上床版２ａの下面ａには、円弧形の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の補強材（以下「円弧形補強材」という。）１８′を、接着樹脂を用いて接着した。
【００５７】
繊維強化プラスチック製の帯状補強材１８や円弧形補強材１８′はこれに、一方向配列の炭素繊維を熱硬化性樹脂に含浸させ、板状に成型硬化させた炭素繊維補強（ＣＦＲＰ）プレートを用いる場合は、特殊エポキシ樹脂等でコンクリート表面に貼付けるものである。
【００５８】
ＣＦＲＰプレートの特長は以下の通りである。
（１） ＣＦＲＰプレートは炭素繊維シートと比べて単位幅あたりの強度と剛性が高いので、補修箇所の全面に貼り付ける必要も無く間隔を空けての施工も可能である。
（２） ＣＦＲＰプレート１枚は炭素繊維シート６層分に相当し大きな補強効果が得られるため、複層枚数貼り付ける必要が無く、作業量が大幅に減少する。
（３） 高強度の炭素繊維を用いているため、補強効果が高い。
（４） 施工現場で含浸用の含浸・接着剤を使用しないため、上向き施工での作業者の負担や養生も軽減できる。さらに、短時間での施工が可能である。
（５）
軽量であるため、人手で容易に施工ができ、狭い場所での補強工事が可能である。
（６）
接着だけで補強する工法であり、コンクリート躯体を傷つけずに補強できる。
（７）
炭素繊維のＦＲＰとエポキシ樹脂の接着剤にて補強を行う工法となり、錆・腐食の心配が無く耐久性に優れる。
（８）
円弧形補強材１８′は、炭素繊維が周方向に配向されているため、円孔部分に放射状に入るひび割れに対しての拘束効果が高い。
【００５９】
円弧形補強材１８′は、開口部４を通るマンホール１の長手方向の中心線Ｘ−Ｘを基準（０°）として±９０°の半円形として、２つが組み合わされて円形となるものとする。
【００６０】
これら帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、一例として下記表３，４の規格を有する。
【表３】
【表４】
【００６１】
マンホール１の首部３の高さは、通常、５０ｃｍ〜１ｍであり、又、開口部４の内径は６０〜９０ｃｍである。そして、既に硬化された、所定幅を有する帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、この首部３の開口部４を通して函体２内に運び入れることができる大きさである。
【００６２】
図１２に示すように、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、一方向に引き揃えられた連続繊維である強化繊維ｆ１の層（以下「一方向繊維層」という。）Ｆ１を有することが好ましい。そして、強化繊維ｆ１にマトリクス樹脂が含浸され、硬化されることで形成される。
【００６３】
一方向に配列される強化繊維ｆ１は、多数本のフィラメントを平行に或いは緩く撚りを掛けて集束して作製されるストランド、或いはこのストランドを更に複数本平行に或いは緩く撚りを掛けて集束したもの（ロービング、ヤーン）とされる。これにより、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の一方向繊維層Ｆ１は、フィラメントが複数層に積層され一方向に配向された状態でマトリクス樹脂により接着された一方向配列繊維組織を有することになる。
【００６４】
強化繊維ｆ１としては、前記炭素繊維（ＣＦＲＰ）の他には、ガラス繊維、セラミック繊維、ボロン繊維を含む無機繊維；チタン、スチールを含む金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、高強度ポリプロピレンを含む有機繊維から選択されるいずれかの繊維、或いは、これらの繊維を複数種類混入したハイブリッドタイプの繊維を使用することができる。
【００６５】
帯状補強材１８および円弧形補強材１８′を構成する一方向繊維層Ｆ１としては、強化繊維ｆ１を略均一に互いに密に一方向に配置した一方向配列強化繊維シートを用いてもよい。なお、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、同種若しくは異種の強化繊維ｆ１から成る実質的に複数層の一方向繊維層Ｆ１を有していてよい。
【００６６】
又、一方向繊維層Ｆ１の他に、一方向繊維層Ｆ１の第１面（表面）及び／又は第２面（裏面）に、補助層を設けることもできる。
【００６７】
さらに、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、図１３に示すように、断面中心部に一方向繊維層Ｆ１として導電性を有する強化繊維ｆ１の層を有する。更に、この帯状補強材１８および円弧形補強材１８′は、この一方向繊維層Ｆ１の外側、ここでは、一方向繊維層Ｆ１の第１面（表面）及び第２面（裏面）に、電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２の層（補助層）Ｆ２を積層した断面構造（サンドイッチ構造）を有することもできる。
【００６８】
好ましくは、一方向繊維層Ｆ１の強化繊維ｆ１として導電性を有する繊維である炭素繊維を用いる場合に、補助層Ｆ２の電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２としてガラス繊維を好適に用いることができる。又、ガラス繊維ｆ２から成る補助層Ｆ２の組織としては、マットを好適に採用し得る。
【００６９】
このように、一方向繊維層Ｆ１を構成する強化繊維ｆ１が導電性繊維である場合に、その少なくとも一面（マンホールに適用した際に函体２の内部空間に面する側）に電気絶縁性を有する強化繊維ｆ２を配置することによって、マンホール１内での万一の漏電などに対する安全性を高める効果がある。
【００７０】
又、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の強化繊維の体積含有率は、所望の引張強度が得られ、又、樹脂含浸性も良好であるように、通常、２０〜７０体積％とされる。
【００７１】
又、図１３に示すように、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の外側にガラス繊維マットから成る補助層Ｆ２を設ける場合、ガラス繊維マットの繊維目付は３００〜２，０００ｇ／ｍ2とすることができる。これにより、マトリクス樹脂を含浸して硬化させた後の帯状補強材１８および円弧形補強材１８′（一方向繊維層Ｆ１及び補助層Ｆ２を含む）の厚さｔは、０．５〜２０ｍｍとされる。
【００７２】
次に、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′を函体２の長手方向に沿う側壁（長手方向側壁）２ｂと、下床版２ｄの函体内側面に貼り付ける工程、ハンチブロック１９、２０の設置について更に説明する。本発明に従う帯状補強材１８および円弧形補強材１８′の貼り付け工程は、次の各工程の全て或いはいずれかの組み合わせを有する。
【００７３】
（準備工）
補強する範囲を清掃、乾燥及び墨出し、墨出しした部分はサンダー等で下地ケレン・サンディングする。
【００７４】
（上床版補強工）
下地ケレンした面にプライマーを塗布し、帯状補強材１８にて補強する箇所は接着剤をコンクリート面と帯状補強材１８のそれぞれに塗布し、帯状補強材１８を接着し、円弧形補強材１８′にて補強する箇所も同様にして行う。
長手面隅角部の中心にハンチブロック１９を仮合わせし、コンクリートドリルで穿孔し、ホールインアンカーを打ち込み、ボルトを取り付ける。
補強範囲面に接着剤を塗布する。
ハンチブロック１９の背面にも接着剤を塗布し、ボルト穴にボルトを通し、ワッシャー、六角ナットでハンチブロック１９を締め付ける。その際、円弧形補強材１８′の端部固定も兼用するため位置確認を充分に行う。
長手面中心に接着したハンチブロック１９を基準にして上記の作業を繰り返し、横並びに３ブロック接着する。その左右にハンチブロック２０を順番に接着する。また、反対側の長手面隅角部についても同様な手順でブロックを接着する。
【００７５】
（側壁補強）
側壁２ｂ面に帯状補強材１８にて補強する箇所は同様にして行う。
側壁隅角部下面に上記の要領でハンチブロック１９を接着する。このとき、下部ハンチに当たらないように、下床板とハンチブロックの間に板等を挟んでハンチブロックの高さを調整する。
このハンチブロック１９を基準とし、上方へブロックを順番に接着していく。このときハンチブロック１９同士も接着剤を塗布し、ボルトで連結する。
同様にして、残りの３つの隅角部についても順番にハンチブロックを接着していく。
【００７６】
（下床版補強）
下地ケレンした面にプライマーを塗布する。
帯状補強材１８にて補強する箇所は同様にして行う。
下床板２ｄの長手面隅角部の中心から、上記の要領で横並びにブロックを接着する。このときハンチブロック２０同士も接着剤を塗布し、ボルトで連結する。
反対方向にもブロックを接着する。
同様にして、下床版２ｄの長手面隅角部の反対面もブロックを接着する。
最後に、下床版２ｄに接着した帯状補強材１８の段差が著しい場合は、樹脂系モルタルにて段差を解消する。
【００７７】
以上説明したように、既設コンクリートマンホールの補修・補強の最重要点は上床版の開口部裏側と隅角部表側に生ずる曲げ引張りの補修・補強を適確に行うことであり、地中に埋設されたマンホール１は、その補修の必要程度に応じて、帯状補強材１８および円弧形補強材１８′とハンチブロック１９または２０を適宜選択して所定箇所に取り付けることによって、開口部４の周りの上床版２ａの下面に作用する引張応力、上床版２ａの上面の端部に作用する引張応力の両方、即ち、首部３を介して函体２に作用する輪荷重によってマンホール１に発生する主要な引張応力に対して、マンホール１の内側から短時間に効率良く補強を施すことができる。
【００７８】
なお、前記実施例では、コンクリート構造物は、通信ケーブルの分岐スペース等として使用されるマンホールであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、前記マンホールにて極めて有効に作用するものであるが、躯体部分と、この躯体部分の上床版に接続され前記躯体部分の内部空間に連通する開口部を具備する円筒状の首部とを有し、地中に埋設されて使用される任意のコンクリート構造物に対して等しく適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す縦断側面図である。
【図５】本発明のマンホールの補強構造の１実施形態を示す要部の斜視図である。
【図６】ハンチブロックの第１例を示す底面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】ハンチブロックの第２例を示す底面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】帯状補強材、円弧形補強材の一実施例の斜視図である。
【図１３】帯状補強材、円弧形補強材の他の実施例の断面図である。
【図１４】マンホールの一例の模式図である。
【図１５】マンホールの応力分布（曲げモーメント）の関係を示す説明図である。
【図１６】従来例を示す要部の断面図である。
【図１７】他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…マンホール ２…函体
２ａ…上床版 ２ｂ、２ｃ…側壁
２ｄ…下床版 ３…首部
４…開口部 ５…蓋
６…ダクトスリーブ ７…管路
８…隅角部 ８ａ…傾斜面
９…アンカーボルト １０…異型鉄筋
１１…樹脂モルタル １２…炭素繊維シート
１３…下地ケレン １４…プライマー
１５…不陸修正材 １６ａ、１６ｂ…含浸接着剤
１７…炭素繊維 １８…帯状補強材
１８′…円弧形補強材
１９、２０…ハンチブロック １９ａ、２０ａ…天端面
１９ｂ、１９ｃ、２０ｂ、２０ｃ…側面
２２…ボルト貫通孔 ２３…ボルト
２４…アンカーボルト用貫通孔 ２５…埋め込みナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロックを柱状に積上げて配設したことを特徴とするマンホールの補強構造。
【請求項２】
下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅を含む隅角部に台形状のハンチブロックを横並びで配設し、かつ、下床版、側壁、上床版の函体内側面に適宜繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着したことを特徴とするマンホールの補強構造。
【請求項３】
ハンチブロックは、接着により固定する請求項１または請求項２記載のマンホールの補強構造。
【請求項４】
ハンチブロックは、箱抜きとし、相互にボルトで結合する請求項３記載のマンホールの補強構造。
【請求項５】
ハンチブロックはレジンコンクリート製とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項６】
ハンチブロックは、角部が函体隅角部と非接触とした火打ちタイプとする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項７】
ハンチブロックは、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の端部を上に重ね、これを上から押さえ込む請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項８】
繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項９】
下床版、側壁、上床版からなる函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行う請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項１０】
ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで補強程度を制御する請求項２記載のマンホールの補強構造。
【請求項１】
下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅に台形状のハンチブロックを柱状に積上げて配設したことを特徴とするマンホールの補強構造。
【請求項２】
下床版、側壁、上床版からなる函体の上床版に開口用の首部を接続したマンホールの側壁４隅を含む隅角部に台形状のハンチブロックを横並びで配設し、かつ、下床版、側壁、上床版の函体内側面に適宜繊維強化プラスチック製の帯状補強材を接着したことを特徴とするマンホールの補強構造。
【請求項３】
ハンチブロックは、接着により固定する請求項１または請求項２記載のマンホールの補強構造。
【請求項４】
ハンチブロックは、箱抜きとし、相互にボルトで結合する請求項３記載のマンホールの補強構造。
【請求項５】
ハンチブロックはレジンコンクリート製とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項６】
ハンチブロックは、角部が函体隅角部と非接触とした火打ちタイプとする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項７】
ハンチブロックは、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の端部を上に重ね、これを上から押さえ込む請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項８】
繊維強化プラスチック製の帯状補強材は、直線形状であり、格子状に直交させて配設する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項９】
下床版、側壁、上床版からなる函体の縦圧縮に対する荷重と函体の周辺の水平荷重を側壁４隅に柱状に積上げて配設した台形状のハンチブロックで受け止め、また、このハンチブロックの積上げで上床版と側壁との補強を行う請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のマンホールの補強構造。
【請求項１０】
ハンチブロックの横並び配設と、繊維強化プラスチック製の帯状補強材の接着の組み合わせを適宜選択することで補強程度を制御する請求項２記載のマンホールの補強構造。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２１７５（Ｐ２００８−２１７５Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７３４０３（Ｐ２００６−１７３４０３）
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００１６２５９３）株式会社協和エクシオ (57)
【出願人】（０００１５３３４０）日本メックス株式会社 (7)
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【出願人】（５９１２８７２２２）株式会社サンレック (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００１６２５９３）株式会社協和エクシオ (57)
【出願人】（０００１５３３４０）日本メックス株式会社 (7)
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【出願人】（５９１２８７２２２）株式会社サンレック (10)
【Ｆターム（参考）】
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