鋼構造物の補修方法
【課題】鋼構造物の貫通亀裂の補修方法において、前記構造物の鋼材の両面からの施工であっても、背面は簡単な施工でほぼ前面のみの施工によって補修部の強度を発現し得る補修方法を提供し、工期の短縮を図る。
【解決手段】鋼構造物２の貫通亀裂５の補修方法であって、前記貫通亀裂５の開口部の背面１１ｂをシート状物２４によって塞ぎ、前記開口部の前面１１ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填した後、前記開口部を含む鋼構造物前面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着する
【解決手段】鋼構造物２の貫通亀裂５の補修方法であって、前記貫通亀裂５の開口部の背面１１ｂをシート状物２４によって塞ぎ、前記開口部の前面１１ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填した後、前記開口部を含む鋼構造物前面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や天井クレーンの走行桁等、供用中の鋼構造物に発生した貫通亀裂を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や天井クレーンの走行桁等は共用の構造物であるため、これらの鋼構造物に亀裂が発生したとしても通行や使用を停止して補修することはなかなか許容されず、現場対応による即応可能な補修方法が求められる。
【０００３】
従来、この様な鋼構造物の補修には、溶接補修や当て板を用いたボルトもしくは溶接による接合等が用いられてきた。当て板を用いる補修方法は煩雑かつ施工性の悪い補修方法であって、工期の長期化が避けられない上、鋼構造物の死荷重を増加させることにもなる。また、溶接を使用すると母材に熱を投入することとなるため、材料の脆化や熱収縮による歪が生じたりする結果、劣化が避けられない。
【０００４】
そこで先ず、この様な鋼構造物の従来例に係る補強方法について以下に説明する。従来例に係る橋梁の補強方法として、炭素繊維強化樹脂板を接着剤によって複数重ね合わせたものを、橋梁の鋼材部材下面に接着剤によって接合した鋼製部材を有する橋梁の補強方法が提案されている（特許文献１参照）。この補強方法によれば、接着剤による貼付のため施工期間が短縮され、炭素繊維強化樹脂板は比重が小さく補強後の死荷重増加を懸念する必要がない。
【０００５】
上記従来例に係る補強方法を鋼構造物の補修方法に適用することは可能であるが、補強（補修）必要箇所を含む周囲全面の塗装を除去し、炭素繊維強化樹脂板からなる補強（補修）用板をクランプで一定時間保持することで、接着剤を有効に機能させることとしている。このため、実施例として轟橋では３時間、長泥橋では２４時間と例示されている様に施工期間は長期化する。
【０００６】
次に、従来例に係る鋼構造物の補修方法について、以下添付図８，９を参照しながら説明する。図８は、従来例に係る鋼構造物の補修方法を実施するための最良の形態の施工の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｆ）の順に工程が示されている。図９は、図８の補修状態の断面図であり、（Ａ）〜（Ｆ）が図８の（Ａ）〜（Ｆ）に対応している。
【０００７】
鋼構造物４１の表面に生じた補修必要箇所４２が発見された（工程Ａ）場合、先ず、この補修必要箇所４２の不陸調整と、補修必要箇所４２の周囲の塗装４３の除去とを施工する。不陸調整の際には、補修必要箇所４２に樹脂パテ等を充填して凹みを修復する（工程Ｂ）。塗装４３の除去では、補修必要箇所４２の周囲を囲む様に帯状の除去ライン４４を形成し、この部分では鋼材４５の表面が露出される。
【０００８】
次いで、除去ライン４４にプライマ４６を塗布（工程Ｃ）した後、補修必要箇所４２及び除去ライン４４に炭素繊維シート４７が被せられる（工程Ｄ）。このシート４７はプライマ４６によって部分的に鋼材４５に接着されるため、位置ずれを起こすことがない。その後、炭素繊維シート４７の上から常温硬化性の接着剤４８を塗布（工程Ｅ）し、更に前記炭素繊維シート４７の外側に補助シート４９を被せて鋼構造物４１に巻付ける（工程Ｆ）。この後、必要に応じて補助シート４９が塗装される（特許文献２参照）
【０００９】
上記従来例に係る鋼構造物の補修方法によれば、補修必要箇所４２の凹みの不陸調整には樹脂パテ等を充填している。鋼構造物４１に発生する補修必要箇所４２は、凹みではなく貫通した亀裂の場合もあるが、貫通亀裂の場合には、亀裂部分に樹脂パテ等を充填させるためには、片面からのみの施工では充填自体が困難もしくは不十分になる。このため、鋼材４５の表裏両面から施工する必要があり、施工期間が長期化する可能性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１９３４２５号公報
【特許文献２】特開２００５−７６２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、鋼構造物の貫通亀裂の補修方法において、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって補修部の強度を発現し得る補修方法を提供し、工期の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、鋼構造物の貫通亀裂の補修方法であって、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項２に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１に記載の鋼構造物の補修方法において、貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を、次式（１）で求められる整数ｎとすることを特徴とするものである。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【００１４】
本発明の請求項３に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１または２に記載の鋼構造物の補修方法において、前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項５に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項４に記載の鋼構造物の補修方法において、前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記接着性樹脂が常温硬化型樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至７の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着するので、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって、補修部の耐荷力を元の鋼材以上に発現し得る補修方法を提供し得ると共に、工期の短縮を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る鋼構造物の補修方法によれば、貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を前式（１）で求められる整数ｎとするので、補修後の鋼材の耐荷力を、前記貫通亀裂の発生していない元の鋼材の耐荷力と同等以上に回復させることができる。
【００２２】
更に、本発明の請求項３に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けるので、補修後に過酷な荷重が繰り返し負荷されたとしても、前記貫通亀裂の進展を防止可能である。
【００２３】
また更に、本発明の請求項４に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなるので、補修後の鋼材の耐荷力を、死荷重を増加させることなく元の鋼材の耐荷力と同等以上に回復させることができる。
【００２４】
そして、本発明の請求項５に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなるので、前記補強繊維の有する高強度や高弾性率の特性を有効に発現させ得る。
【００２５】
本発明の請求項６に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなるので、耐候性、耐熱性及び耐湿性を備え長期に渡る適用環境に耐え得る。
【００２６】
一方、本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記接着性樹脂が常温硬化型樹脂からなるので短時間の施工期間で補修を完了できる。
【００２７】
また、本発明の請求項８に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなので、前記接着性樹脂がこのシート状物から浸透して漏れ出すことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、橋梁等の箱桁における貫通亀裂の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、天井クレーン等の走行桁における貫通亀裂の一例を示し、図（ａ）はその斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｘ−Ｘを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を説明するための補修工程図であって、図（ａ）は塗装除去工程、図（ｂ）は亀裂面研磨工程、図（ｃ）はストップホール加工工程、図（ｄ）はシール状物貼着工程、図（ｅ）は樹脂充填工程、図（ｆ）は繊維強化樹脂シート貼着工程を示す断面図、図（ｇ）は同工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る鋼構造物試料を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。
【図５】図４に示す鋼構造物試料に対する本発明に係る補修方法の実施例を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。
【図６】図４に示した鋼構造物試料の貫通亀裂有無における引張荷重に対する耐荷力の解析結果を示す図である。
【図７】図５に示した鋼構造物試料の貫通亀裂に対する補修後の引張荷重に対する耐荷力の解析結果を示す図である。
【図８】従来例に係る鋼構造物の補修方法を実施するための最良の形態の施工の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｆ）の順に工程が示されている。
【図９】図８の補修状態の断面図であり、（Ａ）〜（Ｆ）が図８の（Ａ）〜（Ｆ）に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を、以下添付図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、橋梁等の箱桁における貫通亀裂の一例を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、天井クレーン等の走行桁における貫通亀裂の一例を示し、図（ａ）はその斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｘ−Ｘを示す断面図である。また、図３は本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を説明するための補修工程図であって、図（ａ）は塗装除去工程、図（ｂ）は亀裂面研磨工程、図（ｃ）はストップホール加工工程、図（ｄ）はシート状物貼着工程、図（ｅ）は樹脂充填工程、図（ｆ）は繊維強化樹脂シート貼着工程を示す断面図、図（ｇ）は同工程を示す斜視図である。
【００３０】
先ず、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる鋼構造物の貫通亀裂として、図１に示す橋梁等の箱桁１や図２に示す天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２に発生した貫通亀裂を例示して説明する。
【００３１】
図１に示す橋梁等の箱桁１は、両側面の長手方向に立設されたウェブ６，６と、これらウェブ６，６の上端面に直交して溶接接合された上フランジ７と、ウェブ３，３の下端面に直交して溶接接合された下フランジ８とにより箱形状に形成されている。そして、前記ウェブ３，３と上フランジ７の張出部７ａとを溶接接合した三角リブ９や、箱形状に形成された桁内面において前記ウェブ３，３及び上下フランジ７，８に直交して溶接された縦リブ１０等によって、この箱桁１が補強されている。
【００３２】
この様に形成された箱桁１において、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる貫通亀裂として、ウェブ６の三角リブ９下方に発生した貫通亀裂３や、上フランジ７のウェブ６との溶接部近傍に発生した貫通亀裂４が例示される。この箱桁１の三角リブ９下方に発生した前記貫通亀裂３は、橋梁に負荷される繰返し荷重による経年的な疲労等に起因して発生し、一方、上フランジ７のウェブ６との溶接部近傍に発生した前記貫通亀裂４は、溶接時の熱歪が橋梁に負荷される繰返し荷重によって顕在化した結果発生したものと推定される。
【００３３】
一方、図２に示す天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２は、長手方向に立設されたウェブ１１と、このウェブ１１の上端面に直交して溶接接合された上フランジ１２と、ウェブ１１の下端面に直交して溶接接合された下フランジ１３とによりＩ形状に形成されている。この様に形成されたＩ桁２において、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる貫通亀裂として、ウェブ１１の高さ方向中央部近傍に発生した貫通亀裂５が例示される。このＩ桁２のウェブ１１に発生した前記貫通亀裂５は、走行桁として負荷される繰返し荷重による経年的な疲労等に起因して発生したものと推定される。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を、上記天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２を代表例に、以下添付図３を参照しながら説明する。先ず、貫通亀裂５の開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａにおいて、前記貫通亀裂５近傍の塗装を、ワイヤブラシやサンダー等の除去手段２１で除去する（工程ａ）。ここで、前記貫通亀裂５の開口部前面５ａとしては、貫通亀裂５の開口部両面５ａ，５ｂにおいて、後述するシート状物貼着工程（工程ｄ）以外の作業がやり易い方の開口部面を選択する。
【００３５】
そして、後述する接着性樹脂をこの貫通亀裂５の亀裂面に良好に接着させるため、バフ研磨、グラインダーまたはサンダー等の研磨手段２２の刃物部を、前記開口部前面５ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に差し込んで、貫通亀裂５の亀裂面に発生した錆や油脂分等を研磨除去する（工程ｂ）。次いで、前記貫通亀裂５の両先端部夫々に、ハンドドリル等を用いてストップホール２３，２３を加工する（工程ｃ）。
【００３６】
これらのストップホール２３，２３は、貫通亀裂５の両端部に発生する応力集中を緩和して前記亀裂の進展を防止するためのものであり、補修後も厳しい荷重負荷によって応力集中が発生し易いと考えられる場合は設けておくのが好ましい。そのため、前記貫通亀裂５の両先端部は、前記ストップホール２３，２３に吸収され、ウェブ１１等の鋼板内に残ることがない様に加工することが肝要である。
【００３７】
その後、貫通亀裂５の開口部背面５ｂ側のウェブ面１１ｂにおいて、前記開口部背面５ｂを接着剤の塗布されたシールテープ（シート状物）２４で塞ぐ（工程ｄ）。そして、開口部前面５ａから、貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填すると同時に、前記開口部前面５ａ側の貫通亀裂５周囲のウェブ面１１ａにも接着性樹脂２５を塗布する（工程ｅ）。次いで、前記貫通亀裂５の開口部前面５ａを含むこの開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着し、硬化するまで養生する（工程ｆ，ｇ）。
【００３８】
ここで、前記鋼構造物２に貼着する前記繊維強化樹脂シート２６の枚数は、次式（１）で求められる整数ｎとするのが好ましい。前記繊維強化樹脂シート２６の枚数を、次式（１）で求められる整数ｎ以上とすることによって、貫通亀裂５を生じた元の鋼板と同一以上の耐荷力を回復し得るからである。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【００３９】
また、前記繊維強化樹脂シート２６を構成する補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなるのが、比重の小さい割には補強効果が大きく死荷重を増加させない点から好ましい。
【００４０】
前記補強繊維の形態については、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなるものが、補強繊維の強度を発現させる点から好ましい。
【００４１】
更に、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなるので、耐候性、耐熱性及び耐湿性を備え長期に渡る適用環境に耐え得る。
【００４２】
一方、前記接着性樹脂２５は、工期の短縮が可能なため常温硬化型樹脂であるのが好ましい。ここで、常温硬化型樹脂とは、温度−１０〜４０℃程度の環境下において１２時間程度放置することによって硬化する接着性樹脂を言い、例えば、エポキシ系樹脂、メチルメタアクリレート（ＭＭＡ）系樹脂或いはシアノアクリレート系樹脂等を揚げることができる。
【００４３】
また、前記シールテープ（シート状物）２４は、接着性樹脂２５に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートであるのが、この接着性樹脂２５が貫通亀裂５からの流出を防止できる点から好ましい。不浸透性を有する合成樹脂系シートとしては、例えばテフロン（登録商標）からなるシートを挙げることができる。この様なシールテープ２４は、接着剤が塗布されているものが好ましいが、塗布されていない場合には、前記接着性樹脂２５をシールテープ２４の貼着面に塗布した後、前記貫通亀裂５の開口部の背面に貼着して塞げば良い。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態に係る鋼構造物２の補修方法によれば、前記貫通亀裂５の開口部背面５ｂをシート状物２４によって塞ぎ、前記開口部前面５ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填した後、前記開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着するので、前記構造物２のウェブ１１両面からの施工であっても、前記開口部背面５ｂ側は簡単に施工でき、ほぼ開口部前面５ａ側のみの施工によって補修が可能となる上、更に補修部の強度を十分発現し得る補修方法を提供し、工期の短縮も図り得る。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明に係る鋼構造物の補修方法に関し、貫通亀裂を開孔した鋼構造物試料を用いた補修の実施例につき、以下添付図４〜７を参照しながら説明する。図４は本発明の実施例に係る鋼構造物試料を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図、図５は図４に示す鋼構造物試料に対する本発明に係る補修方法の実施例を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。また、図６は図４に示した鋼構造物試料の貫通亀裂有無における引張荷重に対する耐荷力の試験結果を示す図、図７は図５に示した鋼構造物試料の貫通亀裂に対する補修後の引張荷重に対する耐荷力の試験結果を示す図である。
【００４６】
本発明の実施例に係る鋼構造物試料３１は、図４に示す如く、厚さ１２ｍｍ、幅７０ｍｍの鋼板３２に、同一厚さで幅３５ｍｍの補強リブ３３を隅肉溶接３４したものを２個作製した。そして、この内１個の鋼構造物試料３１において、補強リブ３３の一端側の隅肉溶接３４近傍に、長さ３０ｍｍで開口部前面３５ａの開口幅４ｍｍ、開口部背面３５ｂの開口幅１ｍｍの貫通亀裂３５を開孔した。
【００４７】
そして、この貫通亀裂３５を有する鋼構造物試料３１に対して、本発明に係る鋼構造物の補修方法に従って、先ず、貫通亀裂３５の開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａにおいて、塗装はされていないが貫通亀裂３５近傍の油脂分をワイヤブラシで除去した後、小型研磨機の刃物部を貫通亀裂３５の開口部前面３５ａから内部亀裂空間に差し込んで、貫通亀裂３５の亀裂面に発生した錆や油脂分等を研磨除去した。尚、前記貫通亀裂３５の両先端部に施すストップホールについては、加工を省略した。
【００４８】
次いで、貫通亀裂３５の開口部背面３５ｂ側の鋼板面３２ｂにおいて、前記亀裂３５の開口部背面３５ｂをシールテープ３６で塞いだ後、開口部前面３５ａから貫通亀裂３５の亀裂内部空間に常温硬化型エポキシ樹脂３７を充填すると同時に、前記開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａにも前記樹脂３７を塗布する。
【００４９】
そして、前記貫通亀裂３５の開口部前面３５ａを含むこの開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａに、鋼板３２と同一幅に切取った厚さ０．１４５ｍｍの炭素繊維強化樹脂シート３８を、各層に前記常温硬化型エポキシ樹脂３７を塗布しつつ１２層積層して貼着し、１２時間養生して硬化させ補修を完了した。尚、炭素繊維強化樹脂シート３８の層数は、前式（１）から予め算出しておいた。
【００５０】
この様にして作製された本発明の実施例に係る鋼構造物試料３１の引張荷重に対する耐荷力の試験結果によれば、図４に示す如く貫通亀裂３５がある場合は、貫通亀裂３５がない場合に比べて、鋼板３２の引張荷重に対する耐荷力が４０％以上大幅に低下する。一方、貫通亀裂３５がある鋼構造物試料３１を上記実施例の通り補修した場合は、鋼板３２の引張荷重に対する耐荷力は、貫通亀裂３５がない鋼板３２以上に回復している。
【００５１】
以上説明した通り、本発明に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着するので、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって、補修部の耐荷力を元の鋼材以上に発現し得る補修方法を提供し得ると共に、工期の短縮を図ることができるのである。
【符号の説明】
【００５２】
１：箱桁， ２：Ｉ桁，
３，４，５：貫通亀裂， ５ａ：開口部前面， ５ｂ：開口部背面，
６：ウェブ，
７：上フランジ， ７ａ：張出部， ８：下フランジ，
９：三角リブ， １０：縦リブ，
１１：ウェブ， １１ａ：開口部前面側のウェブ面，
１１ｂ：開口部背面側のウェブ面，
１２：上フランジ， １３：下フランジ，
２１：除去手段， ２２：研磨手段， ２３：ストップホール，
２４：シールテープ（シート状物）， ２５：接着性樹脂，
２６：繊維強化樹脂シート，
３１：鋼構造物試料，
３２：鋼板， ３２ａ：開口部前面側の鋼板面，
３２ｂ：開口部背面側の鋼板面，
３３：補強リブ， ３４：隅肉溶接，
３５：貫通亀裂， ３５ａ：開口部前面， ３５ｂ：開口部背面，
３６：シールテープ， ３７：常温硬化型エポキシ樹脂，
３８：炭素繊維強化樹脂シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や天井クレーンの走行桁等、供用中の鋼構造物に発生した貫通亀裂を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や天井クレーンの走行桁等は共用の構造物であるため、これらの鋼構造物に亀裂が発生したとしても通行や使用を停止して補修することはなかなか許容されず、現場対応による即応可能な補修方法が求められる。
【０００３】
従来、この様な鋼構造物の補修には、溶接補修や当て板を用いたボルトもしくは溶接による接合等が用いられてきた。当て板を用いる補修方法は煩雑かつ施工性の悪い補修方法であって、工期の長期化が避けられない上、鋼構造物の死荷重を増加させることにもなる。また、溶接を使用すると母材に熱を投入することとなるため、材料の脆化や熱収縮による歪が生じたりする結果、劣化が避けられない。
【０００４】
そこで先ず、この様な鋼構造物の従来例に係る補強方法について以下に説明する。従来例に係る橋梁の補強方法として、炭素繊維強化樹脂板を接着剤によって複数重ね合わせたものを、橋梁の鋼材部材下面に接着剤によって接合した鋼製部材を有する橋梁の補強方法が提案されている（特許文献１参照）。この補強方法によれば、接着剤による貼付のため施工期間が短縮され、炭素繊維強化樹脂板は比重が小さく補強後の死荷重増加を懸念する必要がない。
【０００５】
上記従来例に係る補強方法を鋼構造物の補修方法に適用することは可能であるが、補強（補修）必要箇所を含む周囲全面の塗装を除去し、炭素繊維強化樹脂板からなる補強（補修）用板をクランプで一定時間保持することで、接着剤を有効に機能させることとしている。このため、実施例として轟橋では３時間、長泥橋では２４時間と例示されている様に施工期間は長期化する。
【０００６】
次に、従来例に係る鋼構造物の補修方法について、以下添付図８，９を参照しながら説明する。図８は、従来例に係る鋼構造物の補修方法を実施するための最良の形態の施工の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｆ）の順に工程が示されている。図９は、図８の補修状態の断面図であり、（Ａ）〜（Ｆ）が図８の（Ａ）〜（Ｆ）に対応している。
【０００７】
鋼構造物４１の表面に生じた補修必要箇所４２が発見された（工程Ａ）場合、先ず、この補修必要箇所４２の不陸調整と、補修必要箇所４２の周囲の塗装４３の除去とを施工する。不陸調整の際には、補修必要箇所４２に樹脂パテ等を充填して凹みを修復する（工程Ｂ）。塗装４３の除去では、補修必要箇所４２の周囲を囲む様に帯状の除去ライン４４を形成し、この部分では鋼材４５の表面が露出される。
【０００８】
次いで、除去ライン４４にプライマ４６を塗布（工程Ｃ）した後、補修必要箇所４２及び除去ライン４４に炭素繊維シート４７が被せられる（工程Ｄ）。このシート４７はプライマ４６によって部分的に鋼材４５に接着されるため、位置ずれを起こすことがない。その後、炭素繊維シート４７の上から常温硬化性の接着剤４８を塗布（工程Ｅ）し、更に前記炭素繊維シート４７の外側に補助シート４９を被せて鋼構造物４１に巻付ける（工程Ｆ）。この後、必要に応じて補助シート４９が塗装される（特許文献２参照）
【０００９】
上記従来例に係る鋼構造物の補修方法によれば、補修必要箇所４２の凹みの不陸調整には樹脂パテ等を充填している。鋼構造物４１に発生する補修必要箇所４２は、凹みではなく貫通した亀裂の場合もあるが、貫通亀裂の場合には、亀裂部分に樹脂パテ等を充填させるためには、片面からのみの施工では充填自体が困難もしくは不十分になる。このため、鋼材４５の表裏両面から施工する必要があり、施工期間が長期化する可能性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１９３４２５号公報
【特許文献２】特開２００５−７６２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、鋼構造物の貫通亀裂の補修方法において、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって補修部の強度を発現し得る補修方法を提供し、工期の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、鋼構造物の貫通亀裂の補修方法であって、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項２に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１に記載の鋼構造物の補修方法において、貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を、次式（１）で求められる整数ｎとすることを特徴とするものである。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【００１４】
本発明の請求項３に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１または２に記載の鋼構造物の補修方法において、前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項５に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項４に記載の鋼構造物の補修方法において、前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記接着性樹脂が常温硬化型樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至７の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着するので、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって、補修部の耐荷力を元の鋼材以上に発現し得る補修方法を提供し得ると共に、工期の短縮を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る鋼構造物の補修方法によれば、貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を前式（１）で求められる整数ｎとするので、補修後の鋼材の耐荷力を、前記貫通亀裂の発生していない元の鋼材の耐荷力と同等以上に回復させることができる。
【００２２】
更に、本発明の請求項３に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けるので、補修後に過酷な荷重が繰り返し負荷されたとしても、前記貫通亀裂の進展を防止可能である。
【００２３】
また更に、本発明の請求項４に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなるので、補修後の鋼材の耐荷力を、死荷重を増加させることなく元の鋼材の耐荷力と同等以上に回復させることができる。
【００２４】
そして、本発明の請求項５に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなるので、前記補強繊維の有する高強度や高弾性率の特性を有効に発現させ得る。
【００２５】
本発明の請求項６に係る鋼構造物の補修方法が採用した手段は、請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法において、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなるので、耐候性、耐熱性及び耐湿性を備え長期に渡る適用環境に耐え得る。
【００２６】
一方、本発明の請求項７に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記接着性樹脂が常温硬化型樹脂からなるので短時間の施工期間で補修を完了できる。
【００２７】
また、本発明の請求項８に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなので、前記接着性樹脂がこのシート状物から浸透して漏れ出すことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、橋梁等の箱桁における貫通亀裂の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、天井クレーン等の走行桁における貫通亀裂の一例を示し、図（ａ）はその斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｘ−Ｘを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を説明するための補修工程図であって、図（ａ）は塗装除去工程、図（ｂ）は亀裂面研磨工程、図（ｃ）はストップホール加工工程、図（ｄ）はシール状物貼着工程、図（ｅ）は樹脂充填工程、図（ｆ）は繊維強化樹脂シート貼着工程を示す断面図、図（ｇ）は同工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る鋼構造物試料を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。
【図５】図４に示す鋼構造物試料に対する本発明に係る補修方法の実施例を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。
【図６】図４に示した鋼構造物試料の貫通亀裂有無における引張荷重に対する耐荷力の解析結果を示す図である。
【図７】図５に示した鋼構造物試料の貫通亀裂に対する補修後の引張荷重に対する耐荷力の解析結果を示す図である。
【図８】従来例に係る鋼構造物の補修方法を実施するための最良の形態の施工の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｆ）の順に工程が示されている。
【図９】図８の補修状態の断面図であり、（Ａ）〜（Ｆ）が図８の（Ａ）〜（Ｆ）に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を、以下添付図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、橋梁等の箱桁における貫通亀裂の一例を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る鋼構造物として、天井クレーン等の走行桁における貫通亀裂の一例を示し、図（ａ）はその斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の矢視Ｘ−Ｘを示す断面図である。また、図３は本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を説明するための補修工程図であって、図（ａ）は塗装除去工程、図（ｂ）は亀裂面研磨工程、図（ｃ）はストップホール加工工程、図（ｄ）はシート状物貼着工程、図（ｅ）は樹脂充填工程、図（ｆ）は繊維強化樹脂シート貼着工程を示す断面図、図（ｇ）は同工程を示す斜視図である。
【００３０】
先ず、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる鋼構造物の貫通亀裂として、図１に示す橋梁等の箱桁１や図２に示す天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２に発生した貫通亀裂を例示して説明する。
【００３１】
図１に示す橋梁等の箱桁１は、両側面の長手方向に立設されたウェブ６，６と、これらウェブ６，６の上端面に直交して溶接接合された上フランジ７と、ウェブ３，３の下端面に直交して溶接接合された下フランジ８とにより箱形状に形成されている。そして、前記ウェブ３，３と上フランジ７の張出部７ａとを溶接接合した三角リブ９や、箱形状に形成された桁内面において前記ウェブ３，３及び上下フランジ７，８に直交して溶接された縦リブ１０等によって、この箱桁１が補強されている。
【００３２】
この様に形成された箱桁１において、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる貫通亀裂として、ウェブ６の三角リブ９下方に発生した貫通亀裂３や、上フランジ７のウェブ６との溶接部近傍に発生した貫通亀裂４が例示される。この箱桁１の三角リブ９下方に発生した前記貫通亀裂３は、橋梁に負荷される繰返し荷重による経年的な疲労等に起因して発生し、一方、上フランジ７のウェブ６との溶接部近傍に発生した前記貫通亀裂４は、溶接時の熱歪が橋梁に負荷される繰返し荷重によって顕在化した結果発生したものと推定される。
【００３３】
一方、図２に示す天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２は、長手方向に立設されたウェブ１１と、このウェブ１１の上端面に直交して溶接接合された上フランジ１２と、ウェブ１１の下端面に直交して溶接接合された下フランジ１３とによりＩ形状に形成されている。この様に形成されたＩ桁２において、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法の対象となる貫通亀裂として、ウェブ１１の高さ方向中央部近傍に発生した貫通亀裂５が例示される。このＩ桁２のウェブ１１に発生した前記貫通亀裂５は、走行桁として負荷される繰返し荷重による経年的な疲労等に起因して発生したものと推定される。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態に係る鋼構造物の補修方法を、上記天井クレーンの走行桁等に用いられるＩ桁２を代表例に、以下添付図３を参照しながら説明する。先ず、貫通亀裂５の開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａにおいて、前記貫通亀裂５近傍の塗装を、ワイヤブラシやサンダー等の除去手段２１で除去する（工程ａ）。ここで、前記貫通亀裂５の開口部前面５ａとしては、貫通亀裂５の開口部両面５ａ，５ｂにおいて、後述するシート状物貼着工程（工程ｄ）以外の作業がやり易い方の開口部面を選択する。
【００３５】
そして、後述する接着性樹脂をこの貫通亀裂５の亀裂面に良好に接着させるため、バフ研磨、グラインダーまたはサンダー等の研磨手段２２の刃物部を、前記開口部前面５ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に差し込んで、貫通亀裂５の亀裂面に発生した錆や油脂分等を研磨除去する（工程ｂ）。次いで、前記貫通亀裂５の両先端部夫々に、ハンドドリル等を用いてストップホール２３，２３を加工する（工程ｃ）。
【００３６】
これらのストップホール２３，２３は、貫通亀裂５の両端部に発生する応力集中を緩和して前記亀裂の進展を防止するためのものであり、補修後も厳しい荷重負荷によって応力集中が発生し易いと考えられる場合は設けておくのが好ましい。そのため、前記貫通亀裂５の両先端部は、前記ストップホール２３，２３に吸収され、ウェブ１１等の鋼板内に残ることがない様に加工することが肝要である。
【００３７】
その後、貫通亀裂５の開口部背面５ｂ側のウェブ面１１ｂにおいて、前記開口部背面５ｂを接着剤の塗布されたシールテープ（シート状物）２４で塞ぐ（工程ｄ）。そして、開口部前面５ａから、貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填すると同時に、前記開口部前面５ａ側の貫通亀裂５周囲のウェブ面１１ａにも接着性樹脂２５を塗布する（工程ｅ）。次いで、前記貫通亀裂５の開口部前面５ａを含むこの開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着し、硬化するまで養生する（工程ｆ，ｇ）。
【００３８】
ここで、前記鋼構造物２に貼着する前記繊維強化樹脂シート２６の枚数は、次式（１）で求められる整数ｎとするのが好ましい。前記繊維強化樹脂シート２６の枚数を、次式（１）で求められる整数ｎ以上とすることによって、貫通亀裂５を生じた元の鋼板と同一以上の耐荷力を回復し得るからである。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【００３９】
また、前記繊維強化樹脂シート２６を構成する補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなるのが、比重の小さい割には補強効果が大きく死荷重を増加させない点から好ましい。
【００４０】
前記補強繊維の形態については、フィラメントやストランドを複数本引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなるものが、補強繊維の強度を発現させる点から好ましい。
【００４１】
更に、前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなるので、耐候性、耐熱性及び耐湿性を備え長期に渡る適用環境に耐え得る。
【００４２】
一方、前記接着性樹脂２５は、工期の短縮が可能なため常温硬化型樹脂であるのが好ましい。ここで、常温硬化型樹脂とは、温度−１０〜４０℃程度の環境下において１２時間程度放置することによって硬化する接着性樹脂を言い、例えば、エポキシ系樹脂、メチルメタアクリレート（ＭＭＡ）系樹脂或いはシアノアクリレート系樹脂等を揚げることができる。
【００４３】
また、前記シールテープ（シート状物）２４は、接着性樹脂２５に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートであるのが、この接着性樹脂２５が貫通亀裂５からの流出を防止できる点から好ましい。不浸透性を有する合成樹脂系シートとしては、例えばテフロン（登録商標）からなるシートを挙げることができる。この様なシールテープ２４は、接着剤が塗布されているものが好ましいが、塗布されていない場合には、前記接着性樹脂２５をシールテープ２４の貼着面に塗布した後、前記貫通亀裂５の開口部の背面に貼着して塞げば良い。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態に係る鋼構造物２の補修方法によれば、前記貫通亀裂５の開口部背面５ｂをシート状物２４によって塞ぎ、前記開口部前面５ａから貫通亀裂５の亀裂内部空間に接着性樹脂２５を充填した後、前記開口部前面５ａ側のウェブ面１１ａに繊維強化樹脂シート２６を貼着するので、前記構造物２のウェブ１１両面からの施工であっても、前記開口部背面５ｂ側は簡単に施工でき、ほぼ開口部前面５ａ側のみの施工によって補修が可能となる上、更に補修部の強度を十分発現し得る補修方法を提供し、工期の短縮も図り得る。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明に係る鋼構造物の補修方法に関し、貫通亀裂を開孔した鋼構造物試料を用いた補修の実施例につき、以下添付図４〜７を参照しながら説明する。図４は本発明の実施例に係る鋼構造物試料を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図、図５は図４に示す鋼構造物試料に対する本発明に係る補修方法の実施例を示し、図（ａ）はその平面図、図（ｂ）は図（ａ）の正面図である。また、図６は図４に示した鋼構造物試料の貫通亀裂有無における引張荷重に対する耐荷力の試験結果を示す図、図７は図５に示した鋼構造物試料の貫通亀裂に対する補修後の引張荷重に対する耐荷力の試験結果を示す図である。
【００４６】
本発明の実施例に係る鋼構造物試料３１は、図４に示す如く、厚さ１２ｍｍ、幅７０ｍｍの鋼板３２に、同一厚さで幅３５ｍｍの補強リブ３３を隅肉溶接３４したものを２個作製した。そして、この内１個の鋼構造物試料３１において、補強リブ３３の一端側の隅肉溶接３４近傍に、長さ３０ｍｍで開口部前面３５ａの開口幅４ｍｍ、開口部背面３５ｂの開口幅１ｍｍの貫通亀裂３５を開孔した。
【００４７】
そして、この貫通亀裂３５を有する鋼構造物試料３１に対して、本発明に係る鋼構造物の補修方法に従って、先ず、貫通亀裂３５の開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａにおいて、塗装はされていないが貫通亀裂３５近傍の油脂分をワイヤブラシで除去した後、小型研磨機の刃物部を貫通亀裂３５の開口部前面３５ａから内部亀裂空間に差し込んで、貫通亀裂３５の亀裂面に発生した錆や油脂分等を研磨除去した。尚、前記貫通亀裂３５の両先端部に施すストップホールについては、加工を省略した。
【００４８】
次いで、貫通亀裂３５の開口部背面３５ｂ側の鋼板面３２ｂにおいて、前記亀裂３５の開口部背面３５ｂをシールテープ３６で塞いだ後、開口部前面３５ａから貫通亀裂３５の亀裂内部空間に常温硬化型エポキシ樹脂３７を充填すると同時に、前記開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａにも前記樹脂３７を塗布する。
【００４９】
そして、前記貫通亀裂３５の開口部前面３５ａを含むこの開口部前面３５ａ側の鋼板面３２ａに、鋼板３２と同一幅に切取った厚さ０．１４５ｍｍの炭素繊維強化樹脂シート３８を、各層に前記常温硬化型エポキシ樹脂３７を塗布しつつ１２層積層して貼着し、１２時間養生して硬化させ補修を完了した。尚、炭素繊維強化樹脂シート３８の層数は、前式（１）から予め算出しておいた。
【００５０】
この様にして作製された本発明の実施例に係る鋼構造物試料３１の引張荷重に対する耐荷力の試験結果によれば、図４に示す如く貫通亀裂３５がある場合は、貫通亀裂３５がない場合に比べて、鋼板３２の引張荷重に対する耐荷力が４０％以上大幅に低下する。一方、貫通亀裂３５がある鋼構造物試料３１を上記実施例の通り補修した場合は、鋼板３２の引張荷重に対する耐荷力は、貫通亀裂３５がない鋼板３２以上に回復している。
【００５１】
以上説明した通り、本発明に係る鋼構造物の補修方法によれば、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着するので、前記貫通亀裂の開口部両面からの施工であっても開口部背面側は簡単な施工で済み、ほぼ開口部前面側のみの施工によって、補修部の耐荷力を元の鋼材以上に発現し得る補修方法を提供し得ると共に、工期の短縮を図ることができるのである。
【符号の説明】
【００５２】
１：箱桁， ２：Ｉ桁，
３，４，５：貫通亀裂， ５ａ：開口部前面， ５ｂ：開口部背面，
６：ウェブ，
７：上フランジ， ７ａ：張出部， ８：下フランジ，
９：三角リブ， １０：縦リブ，
１１：ウェブ， １１ａ：開口部前面側のウェブ面，
１１ｂ：開口部背面側のウェブ面，
１２：上フランジ， １３：下フランジ，
２１：除去手段， ２２：研磨手段， ２３：ストップホール，
２４：シールテープ（シート状物）， ２５：接着性樹脂，
２６：繊維強化樹脂シート，
３１：鋼構造物試料，
３２：鋼板， ３２ａ：開口部前面側の鋼板面，
３２ｂ：開口部背面側の鋼板面，
３３：補強リブ， ３４：隅肉溶接，
３５：貫通亀裂， ３５ａ：開口部前面， ３５ｂ：開口部背面，
３６：シールテープ， ３７：常温硬化型エポキシ樹脂，
３８：炭素繊維強化樹脂シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物の貫通亀裂の補修方法であって、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記貫通亀裂の開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着することを特徴とする鋼構造物の補修方法。
【請求項２】
貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を、次式（１）で求められる整数ｎとすることを特徴とする請求項１に記載の鋼構造物の補修方法。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【請求項３】
前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項５】
前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなることを特徴とする請求項４に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項６】
前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項７】
前記接着性樹脂が、常温硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項８】
前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項１】
鋼構造物の貫通亀裂の補修方法であって、前記貫通亀裂の開口部背面をシート状物によって塞ぎ、前記貫通亀裂の開口部前面から貫通亀裂の亀裂内部空間に接着性樹脂を充填した後、前記開口部前面を含む鋼構造物表面に繊維強化樹脂シートを貼着することを特徴とする鋼構造物の補修方法。
【請求項２】
貼着する前記繊維強化樹脂シートの枚数を、次式（１）で求められる整数ｎとすることを特徴とする請求項１に記載の鋼構造物の補修方法。
ｎ ≧（ｄ×Ｅs）／Ｅcf （１）
ここで、
ｄ：貫通亀裂部の鋼板厚さ
Ｅs ：鋼材のヤング率
Ｅcf：繊維強化樹脂シートのヤング率
【請求項３】
前記貫通亀裂の開口部背面を前記シート状物によって塞ぐ前に、前記貫通亀裂の両先端部にストップホールを設けることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維が、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項５】
前記補強繊維の形態が、フィラメントやストランドを引き揃えて形成されたシート状物、織物または編物からなることを特徴とする請求項４に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項６】
前記繊維強化樹脂シートを構成する樹脂が、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂またはフェノール樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項７】
前記接着性樹脂が、常温硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【請求項８】
前記シート状物が、前記接着性樹脂に対し不浸透性を有する合成樹脂系シートからなることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つの項に記載の鋼構造物の補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２５５１９５（Ｐ２０１０−２５５１９５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２９７１（Ｐ２００９−１０２９７１）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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