既設コンクリート構造体のせん断補強方法
【課題】せん断応力に対する耐力を向上させることができる既設コンクリート構造体のせん断補強方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２より穿孔された有底孔３内に設置され充填材６が有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔３として、一方の面２に開口するベース孔部１０とベース孔部１０の内壁面１１からベース孔部の孔の中心線１２と交差する方向に延長する係止凹部１３とを備えたものを形成し、補強部材４として、係止凹部１３の係止面２１に係止する係止部２２を備えたものを形成し、補強部材４の係止部２２が係止面２１に係止されて充填材６が補強部材４と有底孔３の内壁面１１との間に充填されたことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２より穿孔された有底孔３内に設置され充填材６が有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔３として、一方の面２に開口するベース孔部１０とベース孔部１０の内壁面１１からベース孔部の孔の中心線１２と交差する方向に延長する係止凹部１３とを備えたものを形成し、補強部材４として、係止凹部１３の係止面２１に係止する係止部２２を備えたものを形成し、補強部材４の係止部２２が係止面２１に係止されて充填材６が補強部材４と有底孔３の内壁面１１との間に充填されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断応力に対する耐力を向上させることが可能な既設コンクリート構造体のせん断補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボックスカルバート等の既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に補強部材を設置する既設コンクリート構造体のせん断補強方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１のせん断補強方法は、有底孔の開口側及び底側を拡幅し、補強部材の一端部を有底孔の開口側拡幅部内に位置させ、補強部材の他端部を有底孔の底側拡幅部内に位置させ、そして、補強部材と有底孔の内壁との間に充填材を充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５７５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のせん断補強方法によるせん断補強構造を備えたコンクリート構造体では、補強部材と充填材との付着力によりせん断応力に抵抗するので、補強部材と充填材との付着力が十分でない場合、充填材が破壊された場合等、補強部材と充填材との一体性が失われて補強部材が滑ったりすることによりコンクリート構造体に加わる引張力が補強部材に伝達されなくなって、コンクリート構造体がせん断破壊してしまう可能性がある
本発明は、せん断応力に対する耐力を向上させることができる既設コンクリート構造体のせん断補強方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する係止凹部とを備えたものを形成し、補強部材として、係止凹部の係止面に係止する係止部を備えたものを形成し、補強部材の係止部が係止面に係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたので、コンクリート構造体に加わる引張力が係止面及び係止部を介して補強部材に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体を提供できるようになる。
一端部に雄ねじ部を有し他端部に係止部を有した補強部材と、定着板とナットとを有した定着手段とを用い、有底孔内に補強部材を他端部側から挿入して、補強部材の係止部を係止凹部の係止面に係止させた状態でベース孔部の開口より突出する補強部材の一端部を定着板の貫通孔に通し、雄ねじ部に螺着されたナットにより定着板を押圧して定着板を既設コンクリート構造体の一方の面に接触させることにより、補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に固定したので、ナットを締結することにより補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に簡単かつ安定に固定できて補強部材の設置作業を容易に行えるとともに、定着板とコンクリート構造体の一方の面とが圧接状態となることで、補強部材の係止部と定着板との間の既設コンクリート構造体の部分にプレストレスを導入でき、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の開口側及び底部側にそれぞれ設けられてベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部とを備えたものを形成し、補強部材として、各係止凹部の係止面にそれぞれ係止する係止部を備えたものを形成し、補強部材の各係止部が対応する係止凹部の係止面にそれぞれ係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたので、コンクリート構造体に加わる引張力が複数の係止面及び係止部を介して補強部材に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体を提供できるようになる。
ベース孔部を形成した後に、ベース孔部に挿入されてベース孔部の中心線に沿って延長する導水管と導水管の一端に設けられて導水管の中心線と直交する方向に向けて高圧水を噴射する高圧水噴射孔とを備えたウォータージェットを用いて係止凹部を形成するので、補強部材の係止部が係止して補強部材の有底孔の開口側への移動を確実に阻止できるベース孔部の中心線と直交するような係止面を容易に形成できる。
ベース孔部を形成した後に、回転軸の先端に回転軸を回転中心として回転する切削部を備えたグラインダー装置を用い、回転する切削部をベース孔部の内壁面に接触させながら回転軸を回転軸の回転中心線と交差する方向に移動させることにより係止凹部を形成したので、ベース孔部の中心線と直交するような係止面をより容易に形成できる。
既設コンクリート構造体を鉄筋コンクリート構造体により形成し、係止面を係止凹部の内壁面に露出させた鉄筋により形成したので、コンクリート構造体に加わる引張力が係止面を形成する鉄筋及び補強部材に伝達され、また、係止面を形成する鉄筋と既設コンクリート構造体の一方の面と間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋により分散できるので、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態１）。
【図２】有底孔の形成方法を示す説明図（実施形態１）。
【図３】係止凹部の形成方法を示す説明図（実施形態１）。
【図４】ベース孔部を形成する際に用いるウォータージェットの高圧水噴射部を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図（実施形態１）。
【図５】係止凹部を形成する際に用いるウォータージェットの高圧水噴射部を示す斜視図（実施形態１）。
【図６】補強部材及び定着手段を示す斜視図（実施形態１）。
【図７】係止凹部を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（実施形態２）。
【図８】係止凹部を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（実施形態３）。
【図９】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態７）。
【図１０】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態８）。
【図１１】係止凹部の形成方法を示す説明図（実施形態９）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１に示すように、実施形態１によるコンクリート構造体１は、例えば、橋脚、ボックスカルバート等の鉄筋コンクリート構造体のような既設コンクリート構造体の一方の面２より穿孔された有底孔３を有した有底孔形成後の既設コンクリート構造体１Ａと、有底孔３内に設置された補強部材４と、補強部材４を既設コンクリート構造体１Ａに固定する定着手段５と、補強部材４が設置された有底孔３内に充填された充填材６とを備える。
【０００８】
有底孔３は、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２（例えば、ボックスカルバートの内面）に開口するベース孔部１０と、ベース孔部１０の底部１０ａの内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線１２と直交する方向に延長する係止凹部１３とを備える。ベース孔部１０の孔径は後述する係止部材１７の長手方向の長さよりも大きい寸法に形成される。
【０００９】
図１；図６に示すように、補強部材４は、例えば真っ直ぐに延長する金属棒体により形成された棒状補強部１５と、棒状補強部１５の他端部１６に設けられた係止部材１７とを備える。
係止部材１７は、例えば、長方形状の金属平板材の長手方向の一端側が半円形状に形成された板材により形成される。当該係止部材１７の一端部１８には板材を貫通する貫通孔１９が形成され、棒状補強部１５の他端部１６が当該貫通孔１９内に嵌合された状態で棒状補強部１５と係止部材１７とが例えば溶接やねじ等の接合手段により接合されたことで、棒状補強部１５の他端部１６に係止部材１７が固定された構成の補強部材４が形成される。
このように棒状補強部１５の他端部１６に固定された係止部材１７において、係止部材１７の長手方向の他端２０と棒状補強部１５との間の板部が、係止凹部１３の係止面２１に係止する係止部２２として機能する。
係止面２１は、係止凹部１３内において有底孔３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出する鉄筋２４の外周面により形成される。
棒状補強部１５の一端部２５には、雄ねじ部２６が形成される。
【００１０】
図１；図６に示すように、定着手段５は、定着板３０と、ナット３１とを備える。
定着板３０は、有底孔３の開口２３の径よりも大径の例えば円形金属板により形成される。定着板３０には、円形金属板の板面の中央を貫通する中央貫通孔３２と、円形金属板の板面を貫通する１つ以上の周辺貫通孔、例えば、２つの周辺貫通孔３３；３４とが形成される。
【００１１】
そして、補強部材４が他端部１６（他端）側から有底孔３内に挿入されて補強部材４の係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されることによって補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態で有底孔３内に設置される。この状態で補強部材４の棒状補強部１５の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通して棒状補強部１５の雄ねじ部２６にナット３１を螺着して締結する。これにより、定着板３０がナット３１で押圧されて既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に接触（圧接）して有底孔３の開口２３を覆うとともに、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定される。さらに、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定された定着板３０の充填孔を介して有底孔３内に充填されて固化した充填材６を備える。この場合、例えば２つの周辺貫通孔３３；３４のうちの一方を充填孔として用い、他方を空気逃し孔として用いればよい。例えば補強部材４の中心線４ａよりも下方に位置する周辺貫通孔３３を充填孔として使用し、有底孔３内の下側から充填材６が充填されるように充填すれば、周辺貫通孔３４から空気が逃げやすくなるので、有底孔３内に充填材６を密に充填できる。尚、図外の充填材供給管の先端開口を有底孔３内に設置して充填材供給管の先端開口から充填材６を供給するようにしてもよい。この場合、充填材供給管の先端開口を、有底孔３の開口２３を介して有底孔３内に挿入してもよいし、周辺貫通孔３３；３４のうちの一方を介して有底孔３内に挿入してもよい。
【００１２】
即ち、補強部材４が、有底孔形成後の既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に開口する有底孔３内に挿入されて係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されたことによって有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態に設置されるとともに、定着手段５により既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定され、かつ、充填材６が、有底孔３の内壁面１１及び補強部材４に付着した状態のせん断補強構造を備えたコンクリート構造体１となる。図１；図２では、鉄筋コンクリート構造体により形成された既設ボックスカルバートに本発明のせん断補強構造を採用したコンクリート構造体１を図示しており、鉄筋２４は縦筋、鉄筋２７は横筋を示しているが、係止面２１として機能させる鉄筋２４は、本発明のせん断補強構造を採用しようとする既設の鉄筋コンクリート構造体に組み込まれた鉄筋であればよい。
【００１３】
次にせん断補強構造を備えたコンクリート構造体１の施工方法を説明する。
施工方法は、有底孔形成工程と、補強部材設置工程と、充填材充填工程とを備える。
【００１４】
有底孔形成工程においては、まず、第１のウォータージェット４０を用いて有底孔３のベース孔部１０を形成する。即ち、図２（ａ）のように既設コンクリート構造体の一方の面２に例えば２００ＭＰａの高圧水Ｗを噴射して、既設コンクリート構造体の内部に延長するベース孔部１０を形成していく。そして、図２（ｂ）のようにベース孔部１０が目的の鉄筋２４を越えた位置まで到達したならば、図２（ｃ）のように第２のウォータージェット４１を用いて有底孔３の係止凹部１３を形成する。つまり、ベース孔部１０の底部１０ａにおける内壁面１１の一部１１ａに高圧水Ｗを噴射して、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２から見て目的の鉄筋２４の裏側に延長する係止凹部１３を形成する。この場合、目的の鉄筋２４の裏側が係止凹部１３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出するような係止凹部１３を形成する。尚、有底孔３の形成作業は、既設コンクリート構造体の鉄筋配置図、有底孔３の形成作業の途中で孔内を撮影する図外のボアホールカメラ等の撮影手段により得られる画像情報等に基づいて、目的の鉄筋２４の位置を確認しながら行う。
【００１５】
高圧水Ｗを噴射して有底孔３を穿孔するための穿孔装置としてのウォータージェット４０；４１は、図示しないが、高圧水発生装置と、噴射操作部と、高圧水発生装置からの高圧水を噴射操作部に供給する耐圧ホースのような高圧水供給路とを備える。
高圧水発生装置は、水源から供給された水と圧縮空気とを混合した高圧水を高圧水供給路に送る。
噴射操作部は、図外の高圧水受口と、図２（ａ）に示すような高圧水噴射部４２と、高圧水受口で受けた高圧水を高圧水噴射部４２に送る導水管４３と、導水管４３の管路を開閉する図外の開閉弁と、開閉弁の開閉を操作する図外の操作レバーとを備える。
高圧水噴射部４２は、導水管４３の終端に着脱自在に取付けられる噴射孔４４付きの噴射構成部材（ノズルヘッド）、あるいは、導水管４３の終端に形成された噴射孔４４により形成される。
ウォータージェット４０；４１は、高圧水噴射部４２を介して噴射される高圧水の圧力値が、コンクリートを削ることが可能でかつ鉄筋を削ることが不可能な圧力値に調整されているものを用いる。
【００１６】
ウォータージェット４０；４１は、噴射孔４４が１つの高圧水噴射部４２、あるいは、噴射孔４４が複数の高圧水噴射部４２を備えたものを用いればよい。
有底孔３のベース孔部１０を形成するための第１のウォータージェット４０として、図２（ａ）に示すように、噴射孔４４が１つの高圧水噴射部４２を備えたものを用いる場合、例えば、噴射孔４４の中心線４４ａと導水管４３の管の中心線４３ａとが同一線上に位置され、高圧水Ｗが噴射孔４４を経由して噴射孔４４の中心線の延長方向に噴射される構成のものを用いる。この場合、噴射孔４４をベース孔部１０の穿孔する方向に向けて導水管４３を上下方向（あるいは左右方向）に振りながら噴射孔４４から高圧水を噴射させることでベース孔部１０を形成していく。
また、第１のウォータージェット４０として、例えば、図４に示すように、複数の噴射孔４４を有したノズルプレートのような高圧水噴射部４２を備えたものを用いてもよい。当該第１のウォータージェット４０としては、高圧水の水流を受けて導水管４３の中心線４３ａを回転中心として回転可能に構成された円筒箱体の高圧水噴射部４２、あるいは、図外のモーターのような回転駆動源により導水管４３の中心線４３ａを回転中心として回転可能に構成された円筒箱体の高圧水噴射部４２を備え、高圧水噴射部４２の円筒箱体の一端閉塞板４５に噴射孔４４として機能する例えば２つの貫通孔が形成されたものを用いればよい。この場合は、高圧水噴射部４２を少なくとも一方方向Ｘに回転させながら２つの噴射孔４４から高圧水Ｗを噴射させることでベース孔部１０を簡単に形成できる。
【００１７】
有底孔３の係止凹部１３を形成するために用いる第２のウォータージェット４１としては、例えば、図５に示すように、噴射孔４４の中心線４４ａと導水管４３の管の中心線４３ａとが直交し、高圧水Ｗが１つの噴射孔４４を経由して導水管４３の中心線４３ａの延長方向と直交する方向に噴射される構成の高圧水噴射部４２を備えたものを用いる。この場合、例えば、高圧水噴射部４２は、導水管４３の中心線４３ａと直交する方向に延長する円筒箱体により形成され、円筒箱体の一端閉塞板４５に噴射孔４４が形成される。即ち、噴射孔４４は、導水管４３の中心線４３ａと直交する線と直交するように設けられた一端閉塞板４５に形成された貫通孔からなる。
このような第２のウォータージェット４１を用い、まず、図３（ａ）に示すように、高圧水噴射部４２の噴射孔４４をベース孔部１０の底部１０ａにおける内壁面１１の一部１１ａに向け、次に、図３（ｂ）に示すように、導水管４３の中心線４３ａを回転中心として高圧水噴射部４２を所定角度範囲Ｙで往復回転運動させながら噴射孔４４から高圧水Ｗを噴射させることで係止凹部１３を形成していく。
また、第２のウォータージェット４１として、上記一端閉塞板４５に複数の噴射孔４４が形成された構成の高圧水噴射部４２を備えたものを用いてもよい。
【００１８】
補強部材設置工程は、有底孔３の開口２３を介して有底孔３内に補強部材４を係止部材１７側から挿入していき、そして、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の内壁面１３ａに露出する係止面２１としての鉄筋２４に係止させた状態で、開口２３を越えて既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２より突出する補強部材４の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通し、補強部材４の雄ねじ部２６にナット３１を螺着して締結することにより、定着板３０が既設コンクリート構造体１Ａの開口２３の開口縁回りの一方の面２に接触してベース孔部１０の開口２３を覆う。
この場合、定着板３０と既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２とが圧接状態となることで、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定されるので、補強部材４の係止部２２と定着板３０との間の既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂ（図１参照）が補強部材４の係止部２２と定着板３０とにより押圧されて圧縮された状態となり、既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂにプレストレスが導入された状態となるので、せん断応力に対する当該部分１Ｂの耐力が向上し、コンクリート構造体１のせん断応力に対する耐力が向上する。
【００１９】
そして、充填材充填工程は、充填孔に図外の充填材充填装置の充填口を繋ぎ、充填材充填装置のポンプを駆動することにより有底孔３内に充填材６を注入する。これにより、有底孔３内に充填材６が充填される。
以上により、せん断補強構造を備えたコンクリート構造体１が完成する。
【００２０】
実施形態１の既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、ベース孔部１０と係止凹部１３とを備えた有底孔３を形成し、補強部材４に係止部２２を形成し、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１としての鉄筋２４に係止したことによって、補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態に、かつ、鉄筋２４と一方の面２との間のコンクリートを拘束するように設置されたので、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１としての鉄筋２４及び係止部２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。
また、係止面２１を、係止凹部１３内において有底孔３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出する鉄筋２４の外周面により形成したので、係止面２１を形成する鉄筋２４と一方の面２との間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋２４により分散できて、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、ベース孔部１０を形成した後に、ベース孔部１０に挿入されてベース孔部１０の中心線１２に沿って延長する導水管４３と導水管４３の一端に設けられて導水管４３の中心線４３ａと直交する方向に向けて高圧水Ｗを噴射する高圧水噴射孔４４とを備えた第２のウォータージェット４１を用いて係止凹部１３を形成したので、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を確実に阻止できるベース孔部１０の中心線１２と直交するような係止面２１を容易に形成できる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、定着手段５を用いたので、ナット３１を締結することにより補強部材４を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に簡単かつ安定に固定できて補強部材４の設置作業を容易に行える。しかも、定着板３０と既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２とが圧接状態となることで、補強部材４の係止部２２と定着板３０との間の既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂにプレストレスを導入でき、せん断応力に対する耐力を向上させることができるコンクリート構造体１を形成できる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、定着板３０が有底孔３内に充填材６を充填するための充填孔を備え、補強部材４が設置された有底孔３内に充填された充填材６を備えたので、充填材６の充填作業を容易に行えるとともに、有底孔３の内壁面１１と充填材６との付着力、及び、充填材６と補強部材４との付着力によって、せん断応力が補強部材４に伝達されるので、せん断応力に対する耐力を向上させることができるコンクリート構造体１を形成できる。
【００２１】
実施形態２
ベース孔部１０の底部１０ａの内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線１２と交差する方向、好ましくは、孔の中心線１２と直交する方向に延長する係止凹部１３を、複数設けてもよい。例えば、図７に示すように、ベース孔部１０の底部１０ａにおける内周面の互いに１８０度離れた位置にそれぞれ係止凹部１３を設けてもよい。
この場合、例えば、図５に示した第２のウォータージェット４１を用いて一方の係止凹部１３を形成した後に第２のウォータージェット４１の導水管４３を導水管４３の中心線４３ａを回転中心として１８０度回転させてから噴射孔４４より高圧水Ｗを噴射させることで他方の係止凹部１３を形成すればよい。
また、この場合に用いる補強部材４は、棒状補強部１５の他端部１６に、棒状補強部１５の中心線と直交する方向に、図外のばねの付勢力等で移動自在となった係止部材１７を備えた構成のものを用いればよい。例えば、ベース孔部１０を通過した後にばねの付勢力等で棒状補強部１５の中心線と直交する方向に移動し、かつ、図外のストッパなどで棒状補強部１５の中心線と直交する状態に維持される係止部材１７を備えた構成の補強部材４を用いればよい。
この場合、互いに１８０°隔てた係止部材１７；１７により、補強部材４が係止面２１に２点で係止されることになり、補強部材４を安定に係止面２１に係止できて好ましい。
【００２２】
実施形態３
図８に示すように、係止凹部１３は、ベース孔部１０の底部１０ａに設けられたベース孔部１０の孔径よりも拡径した拡幅孔部により構成してもよい。例えば、拡幅孔部の中心線とベース孔部１０の中心線１２とが同じであるようなベース孔部１０と同心の孔により形成された拡幅孔部からなる係止凹部１３でもよい。
この場合、補強部材４の係止部材１７と係止凹部１３との位置合わせ作業が不要となるので、補強部材４の設置作業をより簡単に行える。
【００２３】
実施形態４
定着手段５を用いる場合において使用する補強部材４は、一端部２５に雄ねじ部２６を有し他端部１６に係止部２２を備えた構成のものであればよい。例えば、一端部に雄ねじ部を有し他端部が折り曲げられて係止部に形成された丸棒材を補強部材４として用いてもよい。
【００２４】
実施形態５
また、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止させた状態でベース孔部１０の開口２３より突出する補強部材４の一端部２５を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定する定着手段として、上記定着板３０と当該定着板３０を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定するアンカーボルト等の固定手段とを備えた定着手段を用いてもよい。この場合、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止させた状態でベース孔部１０の開口２３より突出する補強部材４の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通した後に定着板３０を固定手段により既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定し、さらに、補強部材４の一端部２５と定着板３０とを接着剤等で仮固定してから充填材６を充填すればよい。この場合、一端部２５に雄ねじ部を備えず他端部１６を折り曲げて係止部に形成した鉄筋等の棒材を補強部材４として用いることができるので、補強部材４のコストを安くできる。
【００２５】
実施形態６
定着手段５を用いなくてもよい。この場合において使用する補強部材４は、他端部１６に係止部２２を備えた構成のものであればよい。例えば、一端部２５に雄ねじ部を備えず他端部１６を折り曲げて係止部に形成した鉄筋等の棒材を補強部材４として用いることができるので、補強部材４のコストを安くできる。
この場合、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されて、補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態で、有底孔３内に充填材６を充填して充填材６を固化させた構成、あるいは、予め有底孔３内に充填材６を充填しておいてから有底孔３内に補強部材４を挿入して補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止して補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態とした構成とすればよい。
【００２６】
実施形態７
図９に示すように、棒状補強部１５の両端に棒状補強部１５の径よりも拡径した拡径端部６０；６０を備えた補強部材４を用いてもよい。そして、各拡径端部６０；６０は同形状に形成される。拡径端部６０と棒状補強部１５との境界部が係止面２１としての鉄筋２４の周面と係合する湾曲面形状の係止部２２に形成される。この場合、例えば、一方の拡径端部６０側の係止部２２を鉄筋２４の開口２３とは反対側に位置する他方の面６１側の外周面（係止面２１）に係止させた状態で有底孔３孔の底側から充填材６を充填していけばよい。このような補強部材４を用いれば、係止面２１としての鉄筋２４の外周面と係止部２２との係合を強固にできる。
【００２７】
実施形態８
図１０に示すように、一方の面２側と他方の面６１側とにそれぞれ縦筋（主筋）のような鉄筋２７が配置された構成の既設の鉄筋コンクリート構造体においては、例えば棒状補強部１５の両端を互いに近づく方向に棒状補強部１５の中心軸に対して直角に折り曲げて形成した係止部２２；２２を備えた鉄筋のような補強部材４を用いる。また、有底孔３としては、ベース孔部１０の底部１０ａ側に配置された鉄筋２７の他方の面６１側、及び、ベース孔部１０の開口２３側に配置された鉄筋２７の一方の面２側の両方にそれぞれ係止凹部１３；１３を備えたものを用いる。そして、補強部材４の他端側の係止部２２を有底孔３の底部１０ａ側の係止面としての鉄筋２７における他方の面６１側の外周面に係止させ、補強部材４の一端側の係止部２２を有底孔３の開口２３側の係止面としての鉄筋２７における一方の面２側の外周面に係止させて、有底孔３内に充填材６を充填する。このようにすれば、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７とを挟み込んで一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７との間に位置するコンクリートを拘束するように補強部材４が設置されるので、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１としての鉄筋２７；２７及び係止部２２；２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。また、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７とを挟み込むように補強部材４が設置されるので、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７との間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋２７；２７により分散できて、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
【００２８】
即ち、有底孔３が、一方の面２に開口するベース孔部１０と、ベース孔部１０の開口２３側及び底部１０ａ側にそれぞれ設けられてベース孔部１０の内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部１３；１３とを備え、補強部材４が、各係止凹部１３；１３の係止面にそれぞれ係止する係止部２２；２２を備え、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２；２２が係止凹部１３；１３の係止面２１；２１を形成する鉄筋２７；２７の外周面に係止され、かつ、有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間には、有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間の隙間を埋めるように充填材６が充填された構成のコンクリート構造体１とした。
【００２９】
実施形態９
係止凹部１３は、図１１に示すような、グラインダー装置５０を用いて形成してもよい。グラインダー装置５０は、例えば図外のモーター等により回転する回転軸５１の先端に回転軸５１を回転中心として回転する切削部としての円盤砥石５２が固定された構成のものを用いる。この場合、例えば第１のウォータージェット４０でベース孔部１０を形成した後に、グラインダー装置５０の円盤砥石５２を回転させるとともに円盤砥石５２の外周面を図１１（ａ）のようにベース孔部１０の内壁面１１に寄せて内壁面１１に接触させながら回転軸５１を回転軸５１の回転中心線と交差する方向に移動させることによって、図１１（ｂ）のようにベース孔部１０に係止凹部１３を形成できる。このように、グラインダー装置５０を用いた場合でも、ベース孔部１０の中心線１２（図１参照）と直交するような係止面２１を容易に形成できるようになる。尚、回転軸５１の回転中心線と円盤砥石５２の中心とがずれた構成（偏心構成）のグラインダー装置を用いてもよい。
【００３０】
実施形態１０
上記では、係止面２１を鉄筋の外周面により構成したが、係止面２１を既設コンクリート構造体１Ａの内部に形成されたコンクリート面により形成してもよい。このようにしても、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１及び係止部２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。
【００３１】
本発明は、既設の鉄筋コンクリート構造物、無鉄コンクリート構造物、鉄骨鉄筋コンクリート構造物等のコンクリート構造体１に適用可能である。
充填材６としては、グラウト、モルタル、セメントミルク、レジンコンクリート等の固化する材料を用いればよい。
ベース孔部１０は、コアドリル装置やその他の穿孔装置を用いて形成してもよい。
【００３２】
また、係止凹部１３の係止面２１は、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を阻止できる面であればよい。つまり、ベース孔部１０の孔の中心線１２と交差する方向に延長するように形成された係止凹部の係止面であっても良く、要は、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を阻止できる面に形成されていればよい。また、係止凹部１３は、ベース孔部１０の中心線１２より上方、左方、右方、下方等、どの方向に延長するように形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ コンクリート構造体、１Ａ 既設コンクリート構造体、２ 一方の面、
３ 有底孔、４ 補強部材、５ 定着手段、６ 充填材、１０ ベース孔部、
１１ ベース孔部の内壁面、１３ 係止凹部、１３ａ 係止凹部の内壁面、
２１ 係止面、２２ 係止部、２３ ベース孔部の開口、２４ 鉄筋、
２５ 補強部材の一端部、２６ 雄ねじ部、
３０ 定着板、３１ ナット、３２ 中央貫通孔（貫通孔）、
４１ 第２のウォータージェット（ウォータージェット）、４３ 導水管、
５０ グラインダー装置、５１ 回転軸、５２ 円盤砥石（切削部）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断応力に対する耐力を向上させることが可能な既設コンクリート構造体のせん断補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボックスカルバート等の既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に補強部材を設置する既設コンクリート構造体のせん断補強方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１のせん断補強方法は、有底孔の開口側及び底側を拡幅し、補強部材の一端部を有底孔の開口側拡幅部内に位置させ、補強部材の他端部を有底孔の底側拡幅部内に位置させ、そして、補強部材と有底孔の内壁との間に充填材を充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５７５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のせん断補強方法によるせん断補強構造を備えたコンクリート構造体では、補強部材と充填材との付着力によりせん断応力に抵抗するので、補強部材と充填材との付着力が十分でない場合、充填材が破壊された場合等、補強部材と充填材との一体性が失われて補強部材が滑ったりすることによりコンクリート構造体に加わる引張力が補強部材に伝達されなくなって、コンクリート構造体がせん断破壊してしまう可能性がある
本発明は、せん断応力に対する耐力を向上させることができる既設コンクリート構造体のせん断補強方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する係止凹部とを備えたものを形成し、補強部材として、係止凹部の係止面に係止する係止部を備えたものを形成し、補強部材の係止部が係止面に係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたので、コンクリート構造体に加わる引張力が係止面及び係止部を介して補強部材に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体を提供できるようになる。
一端部に雄ねじ部を有し他端部に係止部を有した補強部材と、定着板とナットとを有した定着手段とを用い、有底孔内に補強部材を他端部側から挿入して、補強部材の係止部を係止凹部の係止面に係止させた状態でベース孔部の開口より突出する補強部材の一端部を定着板の貫通孔に通し、雄ねじ部に螺着されたナットにより定着板を押圧して定着板を既設コンクリート構造体の一方の面に接触させることにより、補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に固定したので、ナットを締結することにより補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に簡単かつ安定に固定できて補強部材の設置作業を容易に行えるとともに、定着板とコンクリート構造体の一方の面とが圧接状態となることで、補強部材の係止部と定着板との間の既設コンクリート構造体の部分にプレストレスを導入でき、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
本発明に係る既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の開口側及び底部側にそれぞれ設けられてベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部とを備えたものを形成し、補強部材として、各係止凹部の係止面にそれぞれ係止する係止部を備えたものを形成し、補強部材の各係止部が対応する係止凹部の係止面にそれぞれ係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたので、コンクリート構造体に加わる引張力が複数の係止面及び係止部を介して補強部材に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体を提供できるようになる。
ベース孔部を形成した後に、ベース孔部に挿入されてベース孔部の中心線に沿って延長する導水管と導水管の一端に設けられて導水管の中心線と直交する方向に向けて高圧水を噴射する高圧水噴射孔とを備えたウォータージェットを用いて係止凹部を形成するので、補強部材の係止部が係止して補強部材の有底孔の開口側への移動を確実に阻止できるベース孔部の中心線と直交するような係止面を容易に形成できる。
ベース孔部を形成した後に、回転軸の先端に回転軸を回転中心として回転する切削部を備えたグラインダー装置を用い、回転する切削部をベース孔部の内壁面に接触させながら回転軸を回転軸の回転中心線と交差する方向に移動させることにより係止凹部を形成したので、ベース孔部の中心線と直交するような係止面をより容易に形成できる。
既設コンクリート構造体を鉄筋コンクリート構造体により形成し、係止面を係止凹部の内壁面に露出させた鉄筋により形成したので、コンクリート構造体に加わる引張力が係止面を形成する鉄筋及び補強部材に伝達され、また、係止面を形成する鉄筋と既設コンクリート構造体の一方の面と間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋により分散できるので、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態１）。
【図２】有底孔の形成方法を示す説明図（実施形態１）。
【図３】係止凹部の形成方法を示す説明図（実施形態１）。
【図４】ベース孔部を形成する際に用いるウォータージェットの高圧水噴射部を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図（実施形態１）。
【図５】係止凹部を形成する際に用いるウォータージェットの高圧水噴射部を示す斜視図（実施形態１）。
【図６】補強部材及び定着手段を示す斜視図（実施形態１）。
【図７】係止凹部を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（実施形態２）。
【図８】係止凹部を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（実施形態３）。
【図９】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態７）。
【図１０】コンクリート構造体を示す断面図（実施形態８）。
【図１１】係止凹部の形成方法を示す説明図（実施形態９）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１に示すように、実施形態１によるコンクリート構造体１は、例えば、橋脚、ボックスカルバート等の鉄筋コンクリート構造体のような既設コンクリート構造体の一方の面２より穿孔された有底孔３を有した有底孔形成後の既設コンクリート構造体１Ａと、有底孔３内に設置された補強部材４と、補強部材４を既設コンクリート構造体１Ａに固定する定着手段５と、補強部材４が設置された有底孔３内に充填された充填材６とを備える。
【０００８】
有底孔３は、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２（例えば、ボックスカルバートの内面）に開口するベース孔部１０と、ベース孔部１０の底部１０ａの内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線１２と直交する方向に延長する係止凹部１３とを備える。ベース孔部１０の孔径は後述する係止部材１７の長手方向の長さよりも大きい寸法に形成される。
【０００９】
図１；図６に示すように、補強部材４は、例えば真っ直ぐに延長する金属棒体により形成された棒状補強部１５と、棒状補強部１５の他端部１６に設けられた係止部材１７とを備える。
係止部材１７は、例えば、長方形状の金属平板材の長手方向の一端側が半円形状に形成された板材により形成される。当該係止部材１７の一端部１８には板材を貫通する貫通孔１９が形成され、棒状補強部１５の他端部１６が当該貫通孔１９内に嵌合された状態で棒状補強部１５と係止部材１７とが例えば溶接やねじ等の接合手段により接合されたことで、棒状補強部１５の他端部１６に係止部材１７が固定された構成の補強部材４が形成される。
このように棒状補強部１５の他端部１６に固定された係止部材１７において、係止部材１７の長手方向の他端２０と棒状補強部１５との間の板部が、係止凹部１３の係止面２１に係止する係止部２２として機能する。
係止面２１は、係止凹部１３内において有底孔３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出する鉄筋２４の外周面により形成される。
棒状補強部１５の一端部２５には、雄ねじ部２６が形成される。
【００１０】
図１；図６に示すように、定着手段５は、定着板３０と、ナット３１とを備える。
定着板３０は、有底孔３の開口２３の径よりも大径の例えば円形金属板により形成される。定着板３０には、円形金属板の板面の中央を貫通する中央貫通孔３２と、円形金属板の板面を貫通する１つ以上の周辺貫通孔、例えば、２つの周辺貫通孔３３；３４とが形成される。
【００１１】
そして、補強部材４が他端部１６（他端）側から有底孔３内に挿入されて補強部材４の係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されることによって補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態で有底孔３内に設置される。この状態で補強部材４の棒状補強部１５の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通して棒状補強部１５の雄ねじ部２６にナット３１を螺着して締結する。これにより、定着板３０がナット３１で押圧されて既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に接触（圧接）して有底孔３の開口２３を覆うとともに、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定される。さらに、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定された定着板３０の充填孔を介して有底孔３内に充填されて固化した充填材６を備える。この場合、例えば２つの周辺貫通孔３３；３４のうちの一方を充填孔として用い、他方を空気逃し孔として用いればよい。例えば補強部材４の中心線４ａよりも下方に位置する周辺貫通孔３３を充填孔として使用し、有底孔３内の下側から充填材６が充填されるように充填すれば、周辺貫通孔３４から空気が逃げやすくなるので、有底孔３内に充填材６を密に充填できる。尚、図外の充填材供給管の先端開口を有底孔３内に設置して充填材供給管の先端開口から充填材６を供給するようにしてもよい。この場合、充填材供給管の先端開口を、有底孔３の開口２３を介して有底孔３内に挿入してもよいし、周辺貫通孔３３；３４のうちの一方を介して有底孔３内に挿入してもよい。
【００１２】
即ち、補強部材４が、有底孔形成後の既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に開口する有底孔３内に挿入されて係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されたことによって有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態に設置されるとともに、定着手段５により既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定され、かつ、充填材６が、有底孔３の内壁面１１及び補強部材４に付着した状態のせん断補強構造を備えたコンクリート構造体１となる。図１；図２では、鉄筋コンクリート構造体により形成された既設ボックスカルバートに本発明のせん断補強構造を採用したコンクリート構造体１を図示しており、鉄筋２４は縦筋、鉄筋２７は横筋を示しているが、係止面２１として機能させる鉄筋２４は、本発明のせん断補強構造を採用しようとする既設の鉄筋コンクリート構造体に組み込まれた鉄筋であればよい。
【００１３】
次にせん断補強構造を備えたコンクリート構造体１の施工方法を説明する。
施工方法は、有底孔形成工程と、補強部材設置工程と、充填材充填工程とを備える。
【００１４】
有底孔形成工程においては、まず、第１のウォータージェット４０を用いて有底孔３のベース孔部１０を形成する。即ち、図２（ａ）のように既設コンクリート構造体の一方の面２に例えば２００ＭＰａの高圧水Ｗを噴射して、既設コンクリート構造体の内部に延長するベース孔部１０を形成していく。そして、図２（ｂ）のようにベース孔部１０が目的の鉄筋２４を越えた位置まで到達したならば、図２（ｃ）のように第２のウォータージェット４１を用いて有底孔３の係止凹部１３を形成する。つまり、ベース孔部１０の底部１０ａにおける内壁面１１の一部１１ａに高圧水Ｗを噴射して、既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２から見て目的の鉄筋２４の裏側に延長する係止凹部１３を形成する。この場合、目的の鉄筋２４の裏側が係止凹部１３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出するような係止凹部１３を形成する。尚、有底孔３の形成作業は、既設コンクリート構造体の鉄筋配置図、有底孔３の形成作業の途中で孔内を撮影する図外のボアホールカメラ等の撮影手段により得られる画像情報等に基づいて、目的の鉄筋２４の位置を確認しながら行う。
【００１５】
高圧水Ｗを噴射して有底孔３を穿孔するための穿孔装置としてのウォータージェット４０；４１は、図示しないが、高圧水発生装置と、噴射操作部と、高圧水発生装置からの高圧水を噴射操作部に供給する耐圧ホースのような高圧水供給路とを備える。
高圧水発生装置は、水源から供給された水と圧縮空気とを混合した高圧水を高圧水供給路に送る。
噴射操作部は、図外の高圧水受口と、図２（ａ）に示すような高圧水噴射部４２と、高圧水受口で受けた高圧水を高圧水噴射部４２に送る導水管４３と、導水管４３の管路を開閉する図外の開閉弁と、開閉弁の開閉を操作する図外の操作レバーとを備える。
高圧水噴射部４２は、導水管４３の終端に着脱自在に取付けられる噴射孔４４付きの噴射構成部材（ノズルヘッド）、あるいは、導水管４３の終端に形成された噴射孔４４により形成される。
ウォータージェット４０；４１は、高圧水噴射部４２を介して噴射される高圧水の圧力値が、コンクリートを削ることが可能でかつ鉄筋を削ることが不可能な圧力値に調整されているものを用いる。
【００１６】
ウォータージェット４０；４１は、噴射孔４４が１つの高圧水噴射部４２、あるいは、噴射孔４４が複数の高圧水噴射部４２を備えたものを用いればよい。
有底孔３のベース孔部１０を形成するための第１のウォータージェット４０として、図２（ａ）に示すように、噴射孔４４が１つの高圧水噴射部４２を備えたものを用いる場合、例えば、噴射孔４４の中心線４４ａと導水管４３の管の中心線４３ａとが同一線上に位置され、高圧水Ｗが噴射孔４４を経由して噴射孔４４の中心線の延長方向に噴射される構成のものを用いる。この場合、噴射孔４４をベース孔部１０の穿孔する方向に向けて導水管４３を上下方向（あるいは左右方向）に振りながら噴射孔４４から高圧水を噴射させることでベース孔部１０を形成していく。
また、第１のウォータージェット４０として、例えば、図４に示すように、複数の噴射孔４４を有したノズルプレートのような高圧水噴射部４２を備えたものを用いてもよい。当該第１のウォータージェット４０としては、高圧水の水流を受けて導水管４３の中心線４３ａを回転中心として回転可能に構成された円筒箱体の高圧水噴射部４２、あるいは、図外のモーターのような回転駆動源により導水管４３の中心線４３ａを回転中心として回転可能に構成された円筒箱体の高圧水噴射部４２を備え、高圧水噴射部４２の円筒箱体の一端閉塞板４５に噴射孔４４として機能する例えば２つの貫通孔が形成されたものを用いればよい。この場合は、高圧水噴射部４２を少なくとも一方方向Ｘに回転させながら２つの噴射孔４４から高圧水Ｗを噴射させることでベース孔部１０を簡単に形成できる。
【００１７】
有底孔３の係止凹部１３を形成するために用いる第２のウォータージェット４１としては、例えば、図５に示すように、噴射孔４４の中心線４４ａと導水管４３の管の中心線４３ａとが直交し、高圧水Ｗが１つの噴射孔４４を経由して導水管４３の中心線４３ａの延長方向と直交する方向に噴射される構成の高圧水噴射部４２を備えたものを用いる。この場合、例えば、高圧水噴射部４２は、導水管４３の中心線４３ａと直交する方向に延長する円筒箱体により形成され、円筒箱体の一端閉塞板４５に噴射孔４４が形成される。即ち、噴射孔４４は、導水管４３の中心線４３ａと直交する線と直交するように設けられた一端閉塞板４５に形成された貫通孔からなる。
このような第２のウォータージェット４１を用い、まず、図３（ａ）に示すように、高圧水噴射部４２の噴射孔４４をベース孔部１０の底部１０ａにおける内壁面１１の一部１１ａに向け、次に、図３（ｂ）に示すように、導水管４３の中心線４３ａを回転中心として高圧水噴射部４２を所定角度範囲Ｙで往復回転運動させながら噴射孔４４から高圧水Ｗを噴射させることで係止凹部１３を形成していく。
また、第２のウォータージェット４１として、上記一端閉塞板４５に複数の噴射孔４４が形成された構成の高圧水噴射部４２を備えたものを用いてもよい。
【００１８】
補強部材設置工程は、有底孔３の開口２３を介して有底孔３内に補強部材４を係止部材１７側から挿入していき、そして、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の内壁面１３ａに露出する係止面２１としての鉄筋２４に係止させた状態で、開口２３を越えて既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２より突出する補強部材４の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通し、補強部材４の雄ねじ部２６にナット３１を螺着して締結することにより、定着板３０が既設コンクリート構造体１Ａの開口２３の開口縁回りの一方の面２に接触してベース孔部１０の開口２３を覆う。
この場合、定着板３０と既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２とが圧接状態となることで、補強部材４が既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定されるので、補強部材４の係止部２２と定着板３０との間の既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂ（図１参照）が補強部材４の係止部２２と定着板３０とにより押圧されて圧縮された状態となり、既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂにプレストレスが導入された状態となるので、せん断応力に対する当該部分１Ｂの耐力が向上し、コンクリート構造体１のせん断応力に対する耐力が向上する。
【００１９】
そして、充填材充填工程は、充填孔に図外の充填材充填装置の充填口を繋ぎ、充填材充填装置のポンプを駆動することにより有底孔３内に充填材６を注入する。これにより、有底孔３内に充填材６が充填される。
以上により、せん断補強構造を備えたコンクリート構造体１が完成する。
【００２０】
実施形態１の既設コンクリート構造体のせん断補強方法によれば、ベース孔部１０と係止凹部１３とを備えた有底孔３を形成し、補強部材４に係止部２２を形成し、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１としての鉄筋２４に係止したことによって、補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態に、かつ、鉄筋２４と一方の面２との間のコンクリートを拘束するように設置されたので、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１としての鉄筋２４及び係止部２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。
また、係止面２１を、係止凹部１３内において有底孔３の開口２３に近い側の内壁面１３ａに露出する鉄筋２４の外周面により形成したので、係止面２１を形成する鉄筋２４と一方の面２との間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋２４により分散できて、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、ベース孔部１０を形成した後に、ベース孔部１０に挿入されてベース孔部１０の中心線１２に沿って延長する導水管４３と導水管４３の一端に設けられて導水管４３の中心線４３ａと直交する方向に向けて高圧水Ｗを噴射する高圧水噴射孔４４とを備えた第２のウォータージェット４１を用いて係止凹部１３を形成したので、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を確実に阻止できるベース孔部１０の中心線１２と直交するような係止面２１を容易に形成できる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、定着手段５を用いたので、ナット３１を締結することにより補強部材４を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に簡単かつ安定に固定できて補強部材４の設置作業を容易に行える。しかも、定着板３０と既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２とが圧接状態となることで、補強部材４の係止部２２と定着板３０との間の既設コンクリート構造体１Ａの部分１Ｂにプレストレスを導入でき、せん断応力に対する耐力を向上させることができるコンクリート構造体１を形成できる。
実施形態１の既設コンクリート構造体１のせん断補強方法によれば、定着板３０が有底孔３内に充填材６を充填するための充填孔を備え、補強部材４が設置された有底孔３内に充填された充填材６を備えたので、充填材６の充填作業を容易に行えるとともに、有底孔３の内壁面１１と充填材６との付着力、及び、充填材６と補強部材４との付着力によって、せん断応力が補強部材４に伝達されるので、せん断応力に対する耐力を向上させることができるコンクリート構造体１を形成できる。
【００２１】
実施形態２
ベース孔部１０の底部１０ａの内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線１２と交差する方向、好ましくは、孔の中心線１２と直交する方向に延長する係止凹部１３を、複数設けてもよい。例えば、図７に示すように、ベース孔部１０の底部１０ａにおける内周面の互いに１８０度離れた位置にそれぞれ係止凹部１３を設けてもよい。
この場合、例えば、図５に示した第２のウォータージェット４１を用いて一方の係止凹部１３を形成した後に第２のウォータージェット４１の導水管４３を導水管４３の中心線４３ａを回転中心として１８０度回転させてから噴射孔４４より高圧水Ｗを噴射させることで他方の係止凹部１３を形成すればよい。
また、この場合に用いる補強部材４は、棒状補強部１５の他端部１６に、棒状補強部１５の中心線と直交する方向に、図外のばねの付勢力等で移動自在となった係止部材１７を備えた構成のものを用いればよい。例えば、ベース孔部１０を通過した後にばねの付勢力等で棒状補強部１５の中心線と直交する方向に移動し、かつ、図外のストッパなどで棒状補強部１５の中心線と直交する状態に維持される係止部材１７を備えた構成の補強部材４を用いればよい。
この場合、互いに１８０°隔てた係止部材１７；１７により、補強部材４が係止面２１に２点で係止されることになり、補強部材４を安定に係止面２１に係止できて好ましい。
【００２２】
実施形態３
図８に示すように、係止凹部１３は、ベース孔部１０の底部１０ａに設けられたベース孔部１０の孔径よりも拡径した拡幅孔部により構成してもよい。例えば、拡幅孔部の中心線とベース孔部１０の中心線１２とが同じであるようなベース孔部１０と同心の孔により形成された拡幅孔部からなる係止凹部１３でもよい。
この場合、補強部材４の係止部材１７と係止凹部１３との位置合わせ作業が不要となるので、補強部材４の設置作業をより簡単に行える。
【００２３】
実施形態４
定着手段５を用いる場合において使用する補強部材４は、一端部２５に雄ねじ部２６を有し他端部１６に係止部２２を備えた構成のものであればよい。例えば、一端部に雄ねじ部を有し他端部が折り曲げられて係止部に形成された丸棒材を補強部材４として用いてもよい。
【００２４】
実施形態５
また、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止させた状態でベース孔部１０の開口２３より突出する補強部材４の一端部２５を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定する定着手段として、上記定着板３０と当該定着板３０を既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定するアンカーボルト等の固定手段とを備えた定着手段を用いてもよい。この場合、補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止させた状態でベース孔部１０の開口２３より突出する補強部材４の一端部２５を定着板３０の中央貫通孔３２に通した後に定着板３０を固定手段により既設コンクリート構造体１Ａの一方の面２に固定し、さらに、補強部材４の一端部２５と定着板３０とを接着剤等で仮固定してから充填材６を充填すればよい。この場合、一端部２５に雄ねじ部を備えず他端部１６を折り曲げて係止部に形成した鉄筋等の棒材を補強部材４として用いることができるので、補強部材４のコストを安くできる。
【００２５】
実施形態６
定着手段５を用いなくてもよい。この場合において使用する補強部材４は、他端部１６に係止部２２を備えた構成のものであればよい。例えば、一端部２５に雄ねじ部を備えず他端部１６を折り曲げて係止部に形成した鉄筋等の棒材を補強部材４として用いることができるので、補強部材４のコストを安くできる。
この場合、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２が係止凹部１３の係止面２１に係止されて、補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態で、有底孔３内に充填材６を充填して充填材６を固化させた構成、あるいは、予め有底孔３内に充填材６を充填しておいてから有底孔３内に補強部材４を挿入して補強部材４の係止部２２を係止凹部１３の係止面２１に係止して補強部材４が有底孔３の開口２３側への移動を阻止された状態とした構成とすればよい。
【００２６】
実施形態７
図９に示すように、棒状補強部１５の両端に棒状補強部１５の径よりも拡径した拡径端部６０；６０を備えた補強部材４を用いてもよい。そして、各拡径端部６０；６０は同形状に形成される。拡径端部６０と棒状補強部１５との境界部が係止面２１としての鉄筋２４の周面と係合する湾曲面形状の係止部２２に形成される。この場合、例えば、一方の拡径端部６０側の係止部２２を鉄筋２４の開口２３とは反対側に位置する他方の面６１側の外周面（係止面２１）に係止させた状態で有底孔３孔の底側から充填材６を充填していけばよい。このような補強部材４を用いれば、係止面２１としての鉄筋２４の外周面と係止部２２との係合を強固にできる。
【００２７】
実施形態８
図１０に示すように、一方の面２側と他方の面６１側とにそれぞれ縦筋（主筋）のような鉄筋２７が配置された構成の既設の鉄筋コンクリート構造体においては、例えば棒状補強部１５の両端を互いに近づく方向に棒状補強部１５の中心軸に対して直角に折り曲げて形成した係止部２２；２２を備えた鉄筋のような補強部材４を用いる。また、有底孔３としては、ベース孔部１０の底部１０ａ側に配置された鉄筋２７の他方の面６１側、及び、ベース孔部１０の開口２３側に配置された鉄筋２７の一方の面２側の両方にそれぞれ係止凹部１３；１３を備えたものを用いる。そして、補強部材４の他端側の係止部２２を有底孔３の底部１０ａ側の係止面としての鉄筋２７における他方の面６１側の外周面に係止させ、補強部材４の一端側の係止部２２を有底孔３の開口２３側の係止面としての鉄筋２７における一方の面２側の外周面に係止させて、有底孔３内に充填材６を充填する。このようにすれば、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７とを挟み込んで一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７との間に位置するコンクリートを拘束するように補強部材４が設置されるので、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１としての鉄筋２７；２７及び係止部２２；２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。また、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７とを挟み込むように補強部材４が設置されるので、一方の面２側に位置する鉄筋２７と他方の面６１側に位置する鉄筋２７との間に位置するコンクリートに加わる圧縮力を鉄筋２７；２７により分散できて、せん断応力に対する耐力を向上させることができる。
【００２８】
即ち、有底孔３が、一方の面２に開口するベース孔部１０と、ベース孔部１０の開口２３側及び底部１０ａ側にそれぞれ設けられてベース孔部１０の内壁面１１からベース孔部１０の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部１３；１３とを備え、補強部材４が、各係止凹部１３；１３の係止面にそれぞれ係止する係止部２２；２２を備え、有底孔３内に挿入された補強部材４の係止部２２；２２が係止凹部１３；１３の係止面２１；２１を形成する鉄筋２７；２７の外周面に係止され、かつ、有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間には、有底孔３の内壁面１１と補強部材４との間の隙間を埋めるように充填材６が充填された構成のコンクリート構造体１とした。
【００２９】
実施形態９
係止凹部１３は、図１１に示すような、グラインダー装置５０を用いて形成してもよい。グラインダー装置５０は、例えば図外のモーター等により回転する回転軸５１の先端に回転軸５１を回転中心として回転する切削部としての円盤砥石５２が固定された構成のものを用いる。この場合、例えば第１のウォータージェット４０でベース孔部１０を形成した後に、グラインダー装置５０の円盤砥石５２を回転させるとともに円盤砥石５２の外周面を図１１（ａ）のようにベース孔部１０の内壁面１１に寄せて内壁面１１に接触させながら回転軸５１を回転軸５１の回転中心線と交差する方向に移動させることによって、図１１（ｂ）のようにベース孔部１０に係止凹部１３を形成できる。このように、グラインダー装置５０を用いた場合でも、ベース孔部１０の中心線１２（図１参照）と直交するような係止面２１を容易に形成できるようになる。尚、回転軸５１の回転中心線と円盤砥石５２の中心とがずれた構成（偏心構成）のグラインダー装置を用いてもよい。
【００３０】
実施形態１０
上記では、係止面２１を鉄筋の外周面により構成したが、係止面２１を既設コンクリート構造体１Ａの内部に形成されたコンクリート面により形成してもよい。このようにしても、コンクリート構造体１に加わる引張力が係止面２１及び係止部２２を介して補強部材４に伝達され、せん断応力に対する耐力が向上するコンクリート構造体１が得られる。
【００３１】
本発明は、既設の鉄筋コンクリート構造物、無鉄コンクリート構造物、鉄骨鉄筋コンクリート構造物等のコンクリート構造体１に適用可能である。
充填材６としては、グラウト、モルタル、セメントミルク、レジンコンクリート等の固化する材料を用いればよい。
ベース孔部１０は、コアドリル装置やその他の穿孔装置を用いて形成してもよい。
【００３２】
また、係止凹部１３の係止面２１は、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を阻止できる面であればよい。つまり、ベース孔部１０の孔の中心線１２と交差する方向に延長するように形成された係止凹部の係止面であっても良く、要は、補強部材４の係止部２２が係止して補強部材４の有底孔３の開口２３側への移動を阻止できる面に形成されていればよい。また、係止凹部１３は、ベース孔部１０の中心線１２より上方、左方、右方、下方等、どの方向に延長するように形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ コンクリート構造体、１Ａ 既設コンクリート構造体、２ 一方の面、
３ 有底孔、４ 補強部材、５ 定着手段、６ 充填材、１０ ベース孔部、
１１ ベース孔部の内壁面、１３ 係止凹部、１３ａ 係止凹部の内壁面、
２１ 係止面、２２ 係止部、２３ ベース孔部の開口、２４ 鉄筋、
２５ 補強部材の一端部、２６ 雄ねじ部、
３０ 定着板、３１ ナット、３２ 中央貫通孔（貫通孔）、
４１ 第２のウォータージェット（ウォータージェット）、４３ 導水管、
５０ グラインダー装置、５１ 回転軸、５２ 円盤砥石（切削部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、
有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する係止凹部とを備えたものを形成し、
補強部材として、係止凹部の係止面に係止する係止部を備えたものを形成し、
補強部材の係止部が係止面に係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたことを特徴とする既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項２】
一端部に雄ねじ部を有し他端部に係止部を有した補強部材と、定着板とナットとを有した定着手段とを用い、有底孔内に補強部材を他端部側から挿入して、補強部材の係止部を係止凹部の係止面に係止させた状態でベース孔部の開口より突出する補強部材の一端部を定着板の貫通孔に通し、雄ねじ部に螺着されたナットにより定着板を押圧して定着板を既設コンクリート構造体の一方の面に接触させることにより、補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に固定したことを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項３】
補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、
有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の開口側及び底部側にそれぞれ設けられてベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部とを備えたものを形成し、
補強部材として、各係止凹部の係止面にそれぞれ係止する係止部を備えたものを形成し、
補強部材の各係止部が対応する係止凹部の係止面にそれぞれ係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたことを特徴とする既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項４】
ベース孔部を形成した後に、ベース孔部に挿入されてベース孔部の中心線に沿って延長する導水管と導水管の一端に設けられて導水管の中心線と直交する方向に向けて高圧水を噴射する高圧水噴射孔とを備えたウォータージェットを用いて係止凹部を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項５】
ベース孔部を形成した後に、回転軸の先端に回転軸を回転中心として回転する切削部を備えたグラインダー装置を用い、回転する切削部をベース孔部の内壁面に接触させながら回転軸を回転軸の回転中心線と交差する方向に移動させることにより係止凹部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項６】
既設コンクリート構造体を鉄筋コンクリート構造体により形成し、係止面を係止凹部の内壁面に露出させた鉄筋により形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項１】
補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、
有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する係止凹部とを備えたものを形成し、
補強部材として、係止凹部の係止面に係止する係止部を備えたものを形成し、
補強部材の係止部が係止面に係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたことを特徴とする既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項２】
一端部に雄ねじ部を有し他端部に係止部を有した補強部材と、定着板とナットとを有した定着手段とを用い、有底孔内に補強部材を他端部側から挿入して、補強部材の係止部を係止凹部の係止面に係止させた状態でベース孔部の開口より突出する補強部材の一端部を定着板の貫通孔に通し、雄ねじ部に螺着されたナットにより定着板を押圧して定着板を既設コンクリート構造体の一方の面に接触させることにより、補強部材を既設コンクリート構造体の一方の面に固定したことを特徴とする請求項１に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項３】
補強部材が既設コンクリート構造体の一方の面より穿孔された有底孔内に設置され充填材が有底孔の内壁面と補強部材との間の隙間を埋めるように充填された既設コンクリート構造体のせん断補強方法において、
有底孔として、一方の面に開口するベース孔部とベース孔部の開口側及び底部側にそれぞれ設けられてベース孔部の内壁面からベース孔部の孔の中心線と交差する方向に延長する各係止凹部とを備えたものを形成し、
補強部材として、各係止凹部の係止面にそれぞれ係止する係止部を備えたものを形成し、
補強部材の各係止部が対応する係止凹部の係止面にそれぞれ係止されて充填材が補強部材と有底孔の内壁面との間に充填されたことを特徴とする既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項４】
ベース孔部を形成した後に、ベース孔部に挿入されてベース孔部の中心線に沿って延長する導水管と導水管の一端に設けられて導水管の中心線と直交する方向に向けて高圧水を噴射する高圧水噴射孔とを備えたウォータージェットを用いて係止凹部を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項５】
ベース孔部を形成した後に、回転軸の先端に回転軸を回転中心として回転する切削部を備えたグラインダー装置を用い、回転する切削部をベース孔部の内壁面に接触させながら回転軸を回転軸の回転中心線と交差する方向に移動させることにより係止凹部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【請求項６】
既設コンクリート構造体を鉄筋コンクリート構造体により形成し、係止面を係止凹部の内壁面に露出させた鉄筋により形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の既設コンクリート構造体のせん断補強方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５６６４０（Ｐ２０１１−２５６６４０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３１８６（Ｐ２０１０−１３３１８６）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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