特許 5969741 繊維材料により補強したコンクリートポール及びコンクリートポールの繊維材料による補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969741

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】繊維材料により補強したコンクリートポール及びコンクリートポールの繊維材料による補強方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20160804BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 F

【請求項の数】7

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2011-179211(P2011-179211)

(22)【出願日】2011年8月18日

(65)【公開番号】特開2012-62746(P2012-62746A)

(43)【公開日】2012年3月29日

【審査請求日】2014年7月8日

(31)【優先権主張番号】特願2010-183004(P2010-183004)

(32)【優先日】2010年8月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390026103

【氏名又は名称】大日コンクリート工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100080137

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 昭男

(74)【代理人】

【識別番号】100096013

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100093089

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 滋

(72)【発明者】

【氏名】松本 総史

(72)【発明者】

【氏名】松井 孝洋

【審査官】 仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−３３２０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９９９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−８９０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／００−２３／０８

Ｅ０４Ｈ １２／００−１４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に複数本の鉄筋（３）が配設されたコンクリートポール本体（５）と、
前記コンクリートポール本体の外周面のうち、前記鉄筋の配設位置外方の少なくとも一部に貼設されるシート状の繊維材料（７）に対して樹脂系接着剤（９）を含浸させることによって形成される繊維強化プラスチック層（１１）と、
を具備し、
前記シート状の繊維材料（７）は、前記鉄筋の配設位置外方の少なくとも一部に２層分又は３層分の厚さになるよう重ねて貼設され、
前記シート状の繊維材料（７）の引張剛性が、１５０−３５０ｋＮ／ｍｍであり、
前記シート状の繊維材料（７）の貼設範囲は、コンクリートポール本体（５）の外周面上であって、１本又は複数本の劣化が確認された鉄筋（３）に対応する部分的な各長手方向及び周方向を含む部分的周辺領域のみであることを特徴とする繊維材料により補強したコンクリートポール。

【請求項2】

請求項１記載の繊維材料により補強したコンクリートポールにおいて、
前記シート状の繊維材料（７）の長手方向における貼設範囲は、前記鉄筋（３）が配設されている地上部での全領域であることを特徴とする繊維材料により補強したコンクリートポール。

【請求項3】

請求項１記載の繊維材料により補強したコンクリートポールにおいて、
前記鉄筋（３）の劣化部位（１３）を含む部分的周辺領域は、前記シート状の繊維材料（７）が、該劣化部位（１３）を中心に長手方向に±５０ｃｍの範囲の長さにわたって貼設されることを特徴とする繊維材料により補強したコンクリートポール。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れかに記載の繊維材料により補強したコンクリートポールにおいて、
前記シート状の繊維材料（７）は炭素繊維シートであり、前記樹脂系接着剤（９）はエポキシ樹脂系の接着剤又はアクリル樹脂系の接着剤であることを特徴とする繊維材料により補強したコンクリートポール。

【請求項5】

内部に複数本の鉄筋（３）が配設されたコンクリートポール本体（５）の外周面の下地処理を実行するステップと、
前記下地処理が実行されたコンクリートポール本体（５）の外周面にプライマー（１５）を塗布するステップと、
前記プライマー（１５）が塗布されたコンクリートポール本体（５）の外周面に樹脂系接着剤（９）を下塗りするステップと、
前記樹脂系接着剤（９）が下塗りされたコンクリートポール本体（５）の外周面にシート状の繊維材料（７）を貼り付けるステップであって、前記シート状の繊維材料（７）は、１本又は複数本の劣化が確認された前記鉄筋（３）に対応する部分的な各長手方向及び周方向を含む部分的周辺領域のみに２層分又は３層分の厚さになるよう重ねて貼り付けられ、前記シート状の繊維材料（７）の引張剛性が、１５０−３５０ｋＮ／ｍｍである、前記シート状繊維材料の貼り付けステップと、
前記シート状の繊維材料（７）に前記下塗りした樹脂系接着剤（９）を含浸させながらシート状の繊維材料（７）とコンクリートポール本体（５）との間に残留している気泡を取り除くステップと、
前記樹脂系接着剤が含浸したシート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着剤（９）を上塗りするステップと、
を具備することを特徴とする、コンクリートポールの繊維材料による補強方法。

【請求項6】

請求項５記載のコンクリートポールの繊維材料による補強方法において、
前記シート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着味（９）が上塗りされたコンクリートポール本体（５）の外周面に対して仕上げ塗装を施すステップが含まれていることを特徴とするコンクリートポールの繊維材料による補強方法。

【請求項7】

請求項５又は６記載のコンクリートポールの繊維材料による補強方法において、
前記コンクリートポール本体（５）の外周面にプライマー（１５）を塗布するステップと、前記シート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着剤（９）を上塗りするステップとの間の時間が、６０分以内であることを特徴とするコンクリートポールの繊維材料による補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部に鉄筋が配設されたコンクリートポールに対して、鉄筋の劣化が確認されて所望の機械的強度が発揮できないと判断された時等に実施される補強が施されたコンクリートポール及び該コンクリートポールの補強方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリートポールの主な使用用途は、第１の種類のコンクリートポールとして、長さ１７ｍ（地中部分長さ４．５ｍを含む）程度で地上高さ１２−１３ｍ程度に電力設備送配電用の電力線を空中で支持するものがある。また、第２の種類のコンクリートポールとして、長さ９．５ｍｍ（地中部分長さ２．８ｍを含む）程度で地上高さ６ｍ程度に電話設備の信号通信用の電話線を空中で支持する。

【0003】

また、上記各種のコンクリートポールは、電力線や電話線以外にもケーブルテレビ用の通信線、有線放送、ＰＨＳアンテナ、無線ＬＡＮケーブル、水道やガスメーターの監視線なども架設される。
更に、最近では交通信号の制御線、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）の情報線や地域気象観測システム（ＡＭｅＤＡＳ）の情報線などもコンクリートポールに対して架設されるようになってきており、これらの多くは最初に設置した電線等よりも後になって架線されることからコンクリートポールに要求される機械的強度は、将来の架線重量の増加を見越したものでなければならず、コンクリートポールに過大な荷重が作用して該コンクリートポールに対する架線状況は日増しに過酷になっている。

【0004】

上記過酷な架線状況の下、架線設備を所有する電力会社や電話会社等によって定期的にコンクリートポールの劣化診断が実施されている。具体的には、コンクリートポールの外観に現れるひび割れ等の有無によって劣化の具合を判断する目視検査が主流であるが、最近では探査機械等を使用して内部鉄筋の破断等を検知することも行われている。

【0005】

また、鉄筋の劣化が確認され、危険と判断されたコンクリートポールはできるだけ早く撤去して、新しいコンクリートポールに交換することが望ましい。この場合、架線されている電線等の取り外し等の作業に伴ない、近隣住民に対して停電等の状態が発生する旨を知らせて了解を取り付ける必要がある。
そして、劣化が確認されたコンクリートポールを撤去し、新しいコンクリートポールを設置する本格的工事の開始までの期間は、上記近隣住民への周知・了解処置を含め、２週間−２、３ヶ月の長期間に及んでいた。

【0006】

また、上記本格的工事を開始するまでの２週間−２、３ヶ月の間は、劣化したコンクリートポールの安全性を確保するためにそのコンクリートポールに対して仮補強が施される。具体的にはコンクリートポールの外周面に馴染むように湾曲した長さ１．５ｍ程度の細長い補強板を３−４枚使用して、これらをコンクリートポールの外周面に添わせて縦向きで地中に打ち込み、金属製のバンド部材で固定することによってコンクリートポールの仮補強を実施していた。
更に、上記補強板に加えてコンクリートポールに隣接するように添え柱を建てて補強する場合もある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記補強板を使用した補強は、バンド部材が緩んで補強板の位置がずれ易く、あくまで新しいコンクリートポールに交換するまでの仮補強であるので、仮補強が完成しても後日早いうちに該当コンクリートポールを撤去して新しいコンクリートポールを設置し直すという本格的工事を別途必要とする。
また、上記補強板を使用した補強方法は、作業に手間がかかり、１人で作業を行うことは困難で作業時間も長くかかってしまう。

【0008】

また、コンクリートポールが設置されている場所がアスファルトやコンクリート等で舗装されている場合には、上記補強板を地中に打ち込むことができない。
更に、上記バンド部材による補強板の固定方法は、コンクリートポールと補強板を必ずしも一体化させる構造にはなっていないこともあって、補強板による補強効果がどの程度あるのかが判別し難く、より確実性のある補強方法の確立が求められていた。
また、上記補強板は長さが１．５ｍに設定されているため、それ以上の補強長さが必要なコンクリートポールに対して上記補強板による固定方法を採用することは困難であった。

【0009】

そこで、本発明が解決しようとする課題を要約すると、コンクリートポールの補強作業を簡単に短時間で実行することができ、上記仮補強工事の必要なくほぼ本格的とも言える工事を直接的に行い得るコンクリートポール及びその補強方法、即ち補強長さに制限のない繊維材料により補強することにより、長期に亘って安定した補強効果を得ることができるコンクリートポール及びコンクリートポールの繊維材料による補強方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の繊維材料より補強したコンクリートポールは、内部に鉄筋（３）が配設されたコンクリートポール本体（５）と、前記コンクリートポール本体の外周面のうち、前記鉄筋の配設位置外方の少なくとも一部に貼設されるシート状の繊維材料（７）に対して樹脂系接着剤（９）を含浸させることによって形成される繊維強化プラスチック層（１１）と、を具備していることを特徴とする。

【0011】

また、前記シート状の繊維材料（７）の貼設位置は、劣化が確認された鉄筋（３）の配設位置に対応したコンクリートポール本体（５）の外周面に設定することが可能である。
そして、前記シート状の繊維材料（７）の長手方向における貼設範囲は、前記鉄筋（３）が配設されている地上部での全領域に設定したり、前記鉄筋（３）の劣化部位（１３）を含む周辺領域に設定することが可能である。

【0012】

また、前記シート状の繊維材料（７）としては炭素繊維シートが適用可能であり、前記樹脂系接着剤（９）としてはエポキシ樹脂系の接着剤が適用可能である。

【0013】

また、本発明のコンクリートポールの繊維材料による補強方法は、コンクリートポール本体（５）の外周面の下地処理を実行するステップと、前記下地処理が実行されたコンクリートポール本体（５）の外周面にプライマー（１５）を塗布するステップと、前記プライマー（１５）が塗布されたコンクリートポール本体（５）の外周面に樹脂系接着剤（９）を下塗りするステップと、前記樹脂系接着剤（９）が下塗りされたコンクリートポール本体（５）の外周面にシート状の繊維材料（７）を貼り付けるステップと、前記シート状の繊維材料（７）に前記下塗りした樹脂系接着剤（９）を含浸させながらシート状の繊維材料（７）とコンクリートポール本体（５）との間に残留している気泡を取り除くステップと、前記樹脂系接着剤が含浸したシート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着剤（９）を上塗りするステップと、を具備することを特徴とする。

【0014】

また、前記シート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着剤（９）が上塗りされたコンクリートポール本体（５）の外周面に対して仕上げ塗装を施すステップを含めることが可能である。

【発明の効果】

【0015】

本発明の繊維材料により補強したコンクリートポールによれば、次に示す効果がある。
（１）繊維材料７を使用したコンクリートポールの補強方法では、繊維強化プラスチック層１１によりコンクリートポール、特に劣化したＰＣ鉄筋部分を十分に補強し得る上に、繊維強化プラスチック層１１も位置ずれ等なく安定しているのでほぼ本格的工事に相当するため、短期間の仮補強工事は必要なく、コンクリートポールの寿命を１０年程度のばし得る本格的補強効果を得ることができる。従って、従来の仮補強工事を必要としない分だけコストと低減し、且つ従来、仮補強工事期間中の２週間−２、３ヶ月の長期間に近隣住民への停電の告知と了解を得る手間は不要となり工事期間を大幅に短縮し得る。しかも、大幅な工期短縮化によって、発生する人件費も縮小でき、補強に係る経済性が向上する。
（２）また、コンクリートポール本体の外周面に繊維材料７に樹脂系接着剤９を含浸させることによって繊維強化プラスチック層１１を形成したことによりコンクリートポール本体５と繊維材７料との結合が強固になって両者は一体化されるため、繊維材料の有する引張強度がコンクリートポール本体にも作用するようになりコンクリートポールの所定の機械的強度が安定して長期間持続される。
つまり、上記繊維材料を、鉄筋の劣化が生じていないコンクリートポールに適用した場合には、コンクリートポールの機械的強度を初期設定値以上に高めることができ、他方、上記繊維材料を、鉄筋の劣化が生じているコンクリートポールに適用した場合には、コンクリートポールの劣化部位を部分的に補強して所定の機械的強度を保つようにすることが可能になる。
従って、従来の仮補強工事で補強板を使用した補強作業において問題になっていたバンド部材の緩みや曲がりに起因する補強効果の低下は生じない。
（３）また、繊維材料７を使用したコンクリートポールの補強方法では、使用する繊維材料の長さを自由に調節することができるから、補強長さの制限はなく種々の補強長さに対応できるようになる。
（４）また、コンクリートポールの補強に繊維材料７を使用したことにより、コンクリートポールの補強作業を１人でも簡単に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態を示す図で、繊維材料により補強したコンクリートポールを示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態を示す図で、繊維材料により補強したコンクリートポールを示す正面図である。

【図3】図２中のＡ−Ａ拡大断面図である。

【図4】本発明の他の実施形態を示す図で、繊維材料の貼設位置と貼設範囲を異ならせた３種の態様（ａ）（ｂ）（ｃ）を示すコンクリートポールの横断面図と側断面図である。

【図5】本発明の実施の形態を示す図で、コンクリートポールの補強作業の流れを示すブロック図である。

【図6】本発明の効果を試すために実施した曲げ試験の条件を示す図で、コンクリートポールの平面図である。

【図7】本発明の効果を試すために実施した曲げ試験の４種類の試験体を示す図で、コンクリートポールの横断面図と側断面図である。

【図8】本発明の効果を試すために実施した、複数の鉄筋のうち５０％の鉄筋が劣化した場合に炭素繊維シートで補強したコンクリートポールの試験体５、７及び９（表７及び１０参照）の曲げ試験を示す図で、コンクリートポールの側面図と、該側面図中Ａ−Ａ´線に沿った横断面図である。

【図9】本発明の効果を試すために実施した、複数の鉄筋のうち５０％の鉄筋が劣化した場合に炭素繊維シートで補強したコンクリートポールの試験体６及び８（表７及び１０参照）の曲げ試験を示す図で、コンクリートポールの側面図と、該側面図中Ａ−Ａ´線に沿った横断面図である。

【図10】本発明の効果を試すために実施した、複数の鉄筋のうち５０％の鉄筋が劣化した場合に炭素繊維シートで補強したコンクリートポールの曲げ試験を行ったとき、表８に示す如く、コンクリートポールの切断面からの各位置において、荷重の変化に対応した炭素繊維シートの歪み、コンクリートポールのたわみの変化を示すグラフである。

【図11】本発明の効果を試すために実施した、複数の鉄筋のうち５０％の鉄筋が劣化した場合に炭素繊維シートで補強したコンクリートポールの曲げ試験を行ったとき、表８に示す如く、荷重を変化させたときの、コンクリートポールの切断面からの位置の変化に対応した炭素繊維シートの歪みの変化を示すグラフである。

【図12】図１０と同様の試験を行ったとき、表９に示す如く、コンクリートポールの切断面からの各位置において、荷重の変化に対応した炭素繊維シートの歪み、コンクリートポールのたわみの変化を示すグラフである。

【図13】図１０と同様の試験を行ったとき、表９に示す如く、荷重を変化させたときの、コンクリートポールの切断面からの位置の変化に対応した炭素繊維シートの歪みの変化を示すグラフである。

【図14】図１０と同様の試験を行ったとき、表１１に示す如く、コンクリートポールの切断面からの各位置において、荷重の変化に対応した炭素繊維シートの歪み、コンクリートポールのたわみの変化を示すグラフである。

【図15】図１０と同様の試験を行ったとき、表１１に示す如く、荷重を変化させたときの、コンクリートポールの切断面からの位置の変化に対応した炭素繊維シートの歪みの変化を示すグラフである。

【図16】図１０と同様の試験を行ったとき、表１２に示す如く、コンクリートポールの切断面からの各位置において、荷重の変化に対応した炭素繊維シートの歪み、コンクリートポールのたわみの変化を示すグラフである。

【図17】図１０と同様の試験を行ったとき、表１２に示す如く、荷重を変化させたときの、コンクリートポールの切断面からの位置の変化に対応した炭素繊維シートの歪みの変化を示すグラフである。

【図18】図１０と同様の試験を行ったとき、表１３に示す如く、コンクリートポールの切断面からの各位置において、荷重の変化に対応した炭素繊維シートの歪み、コンクリートポールのたわみの変化を示すグラフである。

【図19】図１０と同様の試験を行ったとき、表１３に示す如く、荷重を変化させたときの、コンクリートポールの切断面からの位置の変化に対応した炭素繊維シートの歪みの変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る繊維材料により補強したコンクリートポール１の構造と、前記繊維材料を使用した本発明のコンクリートポールの補強方法を図示の実施の形態を例にとって具体的に説明する。
最初に図１乃至図３に基づいて本実施の形態に係るコンクリートポール１の構造について説明する。

【0018】

本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１は、前述したように電力線や電話線に限らず、ケーブルテレビ・有線放送・ＰＨＳアンテナ用の通信線、無線ＬＡＮケーブル、水道やガスメーターの監視線、交通信号の制御線、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）の情報線や地域気象観測システム（ＡＭｅＤＡＳ）の情報線等、種々の架空ケーブルの支持柱として利用可能である。
そして、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１は、内部に鉄筋３が配設されたコンクリートポール本体５を母体として構成されており、当該コンクリートポール本体５の外周面に形成した繊維強化プラスチック層１１の存在が本発明の特徴的構成となっている。

【0019】

コンクリートポール本体５は、一例として上端面１７が閉塞され下端面１９が開放されている長尺な円管状の部材である。そして、該コンクリートポール本体５の側胴部２１には、コンクリートポール本体５の長手方向Ｙに延びる一例として６本の鉄筋３が、同一円周上に等間隔で配置されている。
また、コンクリートポール本体５の上端面１７の直径Ｄは、下端面１９の直径Ｄ０（図２参照）よりも幾分小さめに設定されており、下端面１９から上端面１７にかけて緩やかな傾斜を有するテーパ管形状のコンクリートポール本体５となっている。

【0020】

そして、上記コンクリートポール本体５の外周面のうち、劣化が確認された鉄筋３Ｃの配設位置外方の地上部には、長手方向Ｙに向けて延びるシート状の繊維材料７が上記地上部の全領域に貼設範囲が及ぶように設けられている。
また、上記繊維材料７を上記コンクリートポール本体５に貼設する接着剤として樹脂系接着剤９が使用されており、更に該樹脂系接着剤９を上記繊維材料７中に含浸させることによって上述した繊維強化プラスチック層１１が形成されている。

【0021】

また、上記シート状の繊維材料７としては、炭素繊維シートが一例として使用でき、本実施の形態では「東レ株式会社」製造の商品名「トレカクロス」を使用している。尚、シート状の繊維材料７としては、他にアラミド繊維シートやガラス繊維シート等を適用することが可能である。
また、樹脂系接着剤９としては、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の接着剤が一例として使用でき、他にポリアミド樹脂系、フェノール樹脂系や不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂系の接着剤を適用することが可能である。

【0022】

そして、繊維強化プラスチック層１１は、上記炭素繊維シートにエポキシ樹脂系の接着剤を含浸させることによって形成される炭素繊維強化プラスチック層によって構成されており、該繊維強化プラスチック層１１が上記コンクリートポール本体５の外周面に強固に接着し結合することによって両者は一体化されている。
従って、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１の機械的強度は、コンクリートポール本体５の有する機械的強度に繊維強化プラスチック層１１の有する機械的強度が加味された構成になっている。

【0023】

また、このようにして構成される本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１のサイズとしては、下記の表１に示すように設計許容曲げ荷重Ｐが５．０ｋＮ、全長Ｌが１４ｍ、地面ＧＬに設置された時の地上高さＨが１１．６ｍ、埋設深さＵが２．４ｍ、上端面１７の直径Ｄが１９ｃｍのコンクリートポール１Ａと、設計許容曲げ荷重Ｐが３．５ｋＮ、全長Ｌが１２ｍ、地面ＧＬに設置された時の地上高さＨが１０ｍ、埋設深さＵが２ｍ、上端面１７の直径Ｄが１９ｃｍのコンクリートポール１Ｂとが一例として適用可能である。

【0024】

【表1】

【0025】

次に、図５に示すブロック図に基づいて本発明のコンクリートポールの繊維材料による補強方法について説明する。尚、図５は、劣化が確認されたコンクリートポール１に対して繊維材料７を使用して補強する場合の補強作業の流れをブロック図で示している。

【0026】

本発明のコンクリートポールの繊維材料による補強方法は、ステップＳ１で示す下地処理工程と、ステップＳ２で示すプライマー塗布工程と、ステップＳ３で示す接着剤下塗り工程と、ステップＳ４で示す繊維材料貼付工程と、ステップＳ５で示す接着剤含浸・脱泡工程と、ステップＳ６で示す接着剤上塗り工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
また、本実施の形態では上記ステップＳ６の後、ステップＳ７で示す仕上げ塗装工程が実行される。

【0027】

以下、図５に示すコンクリートポール１の補強作業の流れに従って上記各ステップＳ１−Ｓ７について具体的に説明する。
（１）下地処理工程（ステップＳ１）
ステップＳ１は、コンクリートポール本体５の外周面の下地処理を実行するステップである。
本ステップＳ１では、本ステップＳ１に先立って実行される目視点検と探査機械等を使用して行う内部点検等によってコンクリートポールの劣化が確認され、補強が必要と判断された部位のコンクリートポール本体５の外周面に対して下地処理を行う。

【0028】

尚、上記目視点検では、コンクリートポール本体５の外観に現れるひび割れ等の有無が点検され、上記内部点検では、コンクリートポール本体５内部の鉄筋３の破断等の有無が点検される。
そして、コンクリートポール本体５の外周面にひび割れ個所等がある場合には、そのひび割れ個所に補修材２３を充填し、ハンディタイプのグラインダー２５等によって凸部やこびりついたゴミ等を除去してコンクリートポール本体５の外周面を平滑にする。

【0029】

（２）プライマー塗布工程（ステップＳ２）
ステップＳ２は、上記ステップＳ１で下地処理が実行されたコンクリートポール本体５の外周面にプライマー１５を塗布するステップである。
プライマー１５は最初に塗る塗料のことであり、本ステップＳ２では、次のステップＳ３で塗る樹脂系接着剤９の定着を良好にする目的で実施される。尚、プライマー１５の塗布には、一例としてハンディタイプの塗工ロール２７が使用可能である。

【0030】

（３）接着剤下塗り工程（ステップＳ３）
ステップＳ３は、上記ステップＳ２でプライマー１５が塗布されたコンクリートポール本体５の外周面に樹脂系接着剤９を下塗りするステップである。
樹脂系接着剤９としては、前述したエポキシ樹脂系の接着剤が使用でき、本ステップＳ３では、次のステップＳ４でコンクリートポール本体５の外周面に貼り付ける繊維材料７の接着を目的として樹脂系接着剤９の下塗りが実施される。尚、樹脂系接着剤９の下塗りには、一例としてハンディタイプの塗工ロール２７が使用可能である。

【0031】

（４）繊維材料貼付工程（ステップＳ４）
ステップＳ４は、上記ステップＳ３で樹脂系接着剤９が下塗りされたコンクリートポール本体５の外周面にシート状の繊維材料７を貼り付けるステップである。
シート状の繊維材料７としては、前述した「トレカクロス」等の炭素繊維シートが使用でき、貼付範囲に合わせて適宜の長さに裁断してコンクリートポール本体５の長手方向Ｙに沿うようにして貼付される。

【0032】

（５）接着剤含浸・脱泡工程（ステップＳ５）
ステップＳ５は、上記ステップＳ４で貼り付けたシート状の繊維材料７に上記ステップＳ３で下塗りした樹脂系接着剤９を含浸させながらシート状の繊維材料７とコンクリートポール本体５との間に残留している気泡２９を取り除くステップである。
尚、本ステップＳ５では、一例としてハンディタイプの塗工ロール２７が使用でき、該塗工ロール２７をシート状の繊維材料７に押し付けて上記気泡２９を外部に取り出すように転がすことで、上記樹脂系接着剤９の繊維材料７の裏面側からの含浸と脱泡とを同時に実行する。

【0033】

（６）接着剤上塗り工程（ステップＳ６）
ステップＳ６は、上記ステップＳ５で樹脂系接着剤９が含浸したシート状の繊維材料７の表面に樹脂系接着剤９を上塗りするステップである。
樹脂系接着剤９としては、前述したエポキシ樹脂系の接着剤が使用でき、本ステップＳ６では、シート状の繊維材料７の表面側からの樹脂系接着剤９の含浸と、該繊維材料７表面への樹脂層の形成を目的として樹脂系接着剤９の上塗りが実施される。尚、樹脂系接着剤９の上塗りには、一例としてハンディタイプの塗工ロール２７が使用可能である。

【0034】

（７）仕上げ塗装工程（ステップＳ７）
ステップＳ７は、上記ステップＳ６でシート状の繊維材料７の表面に樹脂系接着剤９が上塗りされたコンクリートポール本体５の外周面に対して仕上げ塗装を施すステップである。
上記仕上げ塗装は、上記ステップＳ６で形成された繊維強化プラスチック層１１を被覆する塗膜層を形成することで繊維強化プラスチック層１１を保護する役割と、繊維材料７により補強していない他のコンクリートポールの外周面と同じ色になるように塗装することで他のコンクリートポールとの違和感を解消させる役割を有している。尚、仕上げ塗装には、一例としてエアコンプレッサによって生起された圧縮空気を利用して塗料３１を吹き付け塗装するスプレーガン３３等が使用可能である。

【0035】

次に、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１の効果を試すために実施した比較試験の内容と結果について説明する。
図６は、本比較試験において採用した曲げ試験の条件を示している。図中Ｌは、試験体であるコンクリートポール１の全長、図中Ｈは、地上高さであり、内側の支持点３５の内側端面とコンクリートポール１の上端面１７間の距離である。

【0036】

また、図６中のＳは、内側の支持点３５の内側端面と外側の支持点３７の外側端面との間の距離であり、図中Ｐは設計許容曲げ荷重、図中δは荷重点Ｏでの撓みである。
また、荷重点Ｏをコンクリートポール１の上端面１７から２５０ｍｍの位置に取り、該荷重Ｏに無負荷の状態から設計許容曲げ荷重Ｐをかけ、一旦、該荷重Ｐを取り除いた後続いて設計許容曲げ荷重Ｐの１．５倍の荷重（１．５Ｐ）、同じく２倍の荷重（２Ｐ）と荷重を徐々に大きくして最終的にコンクリートポール１が破断される破壊荷重をかけることで撓みδの大きさとひび割れを計測し、破壊の状況を目視検査した。

【0037】

また、本比較試験を行った試験体は図７と下記の表２に示す４種類であり、表２中の試験体１は、繊維材料７により補強がされていない表１中、上段に示す通常のコンクリートポールＣＰであり、全長Ｌが１４ｍ、上端面１７の直径Ｄが１９ｃｍ、設計許容曲げ荷重Ｐが５．０ｋＮ、地上高さＨが１１．６ｍ、埋設深さＵに対応する支持点間距離Ｓが２．４ｍである。
従って、表２中の試験体１及び２は、試験体１が繊維材料７により補強されておらず、且つ試験体２が繊維材料７により補強されている点で相違するのみで、その他の全長Ｌ、直径Ｄ、設計許容曲げ荷重Ｐ、地上高さＨ、支持点間距離Ｓ等の値は同一である。

【0038】

また、表２中の試験体３は、曲げ引張側のコンクリートポール１における外周面の地上部の全高さにわたって長尺の繊維材料７により補強すると共に、ＰＣ鉄筋６本のうち当該繊維材料７内方の曲げ引張側の１本の鉄筋３を除去した表１中、下段に示すコンクリートポール１Ｂであり、全長Ｌが１２ｍ、上端面１７の直径Ｄが１９ｃｍ、設計許容曲げ荷重Ｐが３．５ｋＮ、地上高さＨが１０．０ｍ、埋設深さＵに対応する支持点間距離Ｓが２．０ｍである。

【0039】

また、表２中の試験体４は、曲げ引張側の１本の鉄筋３が地上ＧＬに対応する内側の支持点３５における内側端面から距離Ｅ＝１ｍ（図７（ｄ）参照）の位置で予め切断されており、該切断されている劣化部位１３（図７（ｄ）参照）を中心にして長手方向Ｙに沿って補強長さＦ＝１ｍの繊維材料７を使用して補強した表１中、下段に示すコンクリートポール１Ｂである。
従って、表２中の試験体３及び４は、共に繊維材料７により補強されており、しかも全長Ｌ、直径Ｄ、設計許容曲げ荷重Ｐ、地上高さＨ、支持点間距離Ｓ等の値は互いに同一である。

【0040】

【表2】

【0041】

そして、上記４種類の試験体１−４について行った曲げ試験の結果は、下記の表３−表６に示す通りである。

【0042】

【表3】

【0043】

【表4】

【0044】

【表5】

【0045】

【表6】

【0046】

先ず、表３と表４に基づいて試験体１と試験体２を比較すると、試験体２（表４）に係るコンクリートポール１Ａの方が試験体１（表３）に係る通常のコンクリートポールＣＰよりも撓みδが設計荷重×２（２Ｐ）において１２５５ｍｍから６７５ｍｍへ小さくなっており、またひび割れの幅も設計荷重×２（２Ｐ）において０．３０ｍｍから０．１０ｍｍへ小さくなっていることが分かる。
また、試験体２（表４）の方が試験体１（表３）よりも破壊荷重が１３．３９ｋＮから１５．０２ｋＮへ大きくなり、繊維材料７によって補強した効果が数字の上でも明確に証明された。

【0047】

次に、表５と表６に基づいて試験体３と試験体４を比較すると、試験体３（表５）に係るコンクリートポール１Ｂの方が試験体４（表６）に係るコンクリートポール１Ｂよりも破壊荷重が７．１５ｋＮから７．８０ｋＮへと大きくなり、ひび割れの幅が設計荷重Ｐにおいて０．１０ｍｍから０．０５ｍｍへと小さくなっている。
設計荷重Ｐがかかっている状態では、幾分、試験体３（表５）の方が試験体４（表６）よりも撓みδが大きくなっているが、設計荷重Ｐの２倍の荷重（２Ｐ）がかかっている状態では、試験体３の方が試験体４よりも撓みδが１３００ｍｍから７２０ｍｍへとかなり小さくなっている。

【0048】

従って、上記表３−表６の４本の試験体１−４を比較してみると、通常のコンクリートポールである試験体１（表３）に比して、引張側及び圧縮側に繊維材料の補強を行った試験体２では、たわみ、ひび割れが抑制され且つ破壊荷重がアップする。また、引張側の鉄筋１本を抜いた直上に長尺の繊維材料の補強を行った試験体３（表５）では、試験体１に比して、破壊安全率は若干低下するが設計荷重Ｐ×２（２Ｐ）において撓みδが抑制され、また引張側鉄筋１本を切断した直上に部分的長さの繊維材料の補強を行った試験体４（表６）では、試験体１（表３）に比して、やはり破壊安全率は若干低下するが設計荷重Ｐ×２（２Ｐ）において撓みδがほぼ同等であった。
上記の如く、試験体４（表６）の如く、繊維材料７の長さＦを１ｍ程度（図７（ｄ）参照）と短くしても、鉄筋３Ｃの劣化部位１３の周辺領域に繊維材料７を貼付した場合には、鉄筋３に劣化のない通常のコンクリートポールＣＳに相当するような機械的強度が得られることが分かる。

【0049】

このように、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１及びコンクリートポールの繊維材料による補強方法によれば、コンクリートポール１のほぼ本格的補強作業を簡単に短時間で実行することができるようになり、当該補強作業の際に従来、行っていた仮補強工事は不要となり且つその間の停電の告知・了解等の手間がなくなって大幅な労力の削減が図られるようになる。
また、コンクリートポール本体５と、繊維材料７を含む繊維強化プラスチック層１１との一体化によって、従来、生じていたバンド部材の緩み等が生じないから長期に亘って安定した補強効果を得ることができる。
また、長さが決まっていた従来の補強板のような補強長さＦの制限がないから、コンクリートポール１の地上部の全領域に及ぶような補強長さＦにすることもできるし、鉄筋３の劣化部位１３の周辺領域のみを補強長さＦにするような繊維材料７の使い方が可能になる。

【0050】

以上が本発明の基本的な実施の形態であるが、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール１及びコンクリートポールの繊維材料による補強方法は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略、あるいは当業者において周知、慣用の技術を追加することが可能である。
例えば、本発明による繊維材料７によるコンクリートポール１の補強は、劣化が確認されたコンクリートポール１に限らず、劣化が確認されていないが一層の安全を図るためにコンクリートポール１を補強したいような場合にも適用可能である。

【0051】

具体的には、図４（ａ）に示すように劣化が確認された鉄筋３Ｃの外方と、当該鉄筋３Ｃの反対側に位置する劣化が生じていない鉄筋３の外方との２個所を繊維材料７によって補強することが可能である。
因みにこのような構成にした場合には、同一直線上の２方向の曲げ荷重に対して上記２つの繊維材料７の引張強度が交互に作用してコンクリートポール１の撓みδが小さくなって曲げ強度が向上する。

【0052】

また、すべての鉄筋３に劣化が生じていない場合には、図４（ｂ）に示すように予めすべての鉄筋３の外方に位置するコンクリートポール本体５の外周面に対して複数の繊維材料７を貼付しておくことも可能である。
また、前記実施の形態の中でも一部言及したように、シート状の繊維材料７の長手方向Ｙにおける貼設範囲は、鉄筋３が配設されている地上部での全領域に限らず、図４（ｃ）に示すように鉄筋３の劣化部位１３を含む周辺領域のみに設定することが可能である。

【0053】

この他、前記実施の形態で採用したステップＳ７の仕上げ塗装工程を省略してステップＳ１−ステップＳ６の工程によって本発明のコンクリートポールの繊維材料による補強方法を構成することが可能である。また、上記ステップＳ６の接着剤上塗り工程によって繊維材料７の表裏両面からの樹脂系接着剤９の含浸と脱泡が同時に実行できる場合には、ステップＳ５とステップＳ６を一工程にして同時に上記２つのステップＳ５とステップＳ６とを実行するように構成することも可能である。

【0054】

なお、図４（ｃ）及び図７（ｄ）中、鉄筋３の劣化部位１３を含む部分的周辺領域において、前記シート状の繊維材料７は、該劣化部位１３を中心に長手方向に±５０ｃｍの範囲内の長さにわたって貼設されることが好ましい。これによれば、破壊が補強範囲の末端部の鉄筋抜けで決まるので、この程度の長さであれば目標とする補強効果に対して実用的に補強程度の最適化を図ることができ、コストダウンが可能である。この場合のシート状の繊維材料７の長さは上記下限数値より短いと補強効果が低下し、（つまり、引張鉄筋の抜けが早い段階で発生し）、また上記上限数値より長いと補強効果の割にコストが高くなってしまう（つまり、CFS（炭素繊維シート）とコンクリートの境界でひびわれから進展する引張鉄筋の抜けが抑制され、あたかも通常のコンクリートポールのような曲げ挙動を示すため破壊安全率は上昇する。しかし、安全率は上げる必要はない。）

【0055】

また、図１、図３、図５中、前記樹脂系接着剤９は一例としてエポキシ樹脂系の接着剤を使用しているが、これに限らず、アクリル樹脂系の接着剤でもよい。アクリル樹脂系の接着剤の一例としては、「デンカ・ハードロックＩＩ」（登録商標：電気化学工業株式会社製）接着剤でよく、その仕様は、マイナス１５°Ｃでも使用可能であり、初期硬化時間は３０〜６０分程度である。またアクリル樹脂系の特徴として、その下層のプライマー１５が完全硬化しない半乾き状態でも引き続く接着剤下塗り（図５中、ステップＳ３参照）が可能であり工期を短縮できる等のメリットがある。なお、上記乾燥時間については、プライマー、接着剤は気温によりまた、接着剤タイプ（S夏用、W冬用、R春秋用）でも変わってくる。本工法は乾燥時間の如何にかかわらず、生乾きでも接着工程へと進むことができるものである。

【0056】

すなわち、樹脂系接着剤にアクリル接着剤を用いた場合、前記コンクリートポール本体（５）の外周面にプライマー（１５）を塗布するステップＳ２（図５）と、前記シート状の繊維材料（７）の表面に樹脂系接着剤（９）を上塗りするステップＳ３（図５）との間の時間は、６０分以内で対応可能であり、更なる工期短縮を図ることができる。

【0057】

また、前記シート状の繊維材料（７）の引張剛性は、１５０−３５０ｋＮ／ｍｍである。これにより、コンクリートポールの補強程度の最適化が図れ、且つコストダウンができる。この引張剛性が下限値１５０ｋＮ／ｍｍより小さくなると、補強効果が低下し、また、上限値３５０ｋＮ／ｍｍより大きくなっても、補強効果はさして変わらない。なお、今回検討した炭素繊維シートの機械的性質は引張強度が２．４ｋＮ／ｍｍ^２以上、弾性係数は２４５〜４４０ｋＮ／ｍｍ^２であり、また、引張り強度と弾性係数は比例関係ではない（つまり、どちらかが高ければ一方は低いという関係である）。補強効果は弾性係数が高いほど変形に対する剛性が上昇し、ひびわれ、全体変形などを抑制できる。一方、これが低ければその逆となる（特に伸びが大きいためシート剥離を助長する）引張り強度については、下限値２．４ｋＮ／ｍｍ^２でも本補強においては十分である。従って、本発明における補強効果は弾性係数が大なる方が有利である。

【0058】

ここで、前記表２及び表３においては、試験体１乃至４は、コンクリートポールの一本のみの鉄筋３が劣化（切断）したことを想定し、その代替鉄筋として、炭素繊維シート（ＣＦＲＰ）７を接着補強しその曲げ性能を次のように確認した。
［補強内容］
（１）（図７(a)に対応）試験体１…１４（ｍ；全長、以下同様）−５（ｋＮ；設計荷重、以下同様）（無補強）
（２）（図７(b)に対応）試験体２…１４−５（補強）試験体１の曲げ引張縁に補強したもの
（３）（図７(c)に対応）試験体３…１２−３．５（引張鉄筋１本全長除去＋その引張縁にＣＦＲＰ７補強）
（４）（図７(d)に対応）試験体４…１２−３．５（引張鉄筋１本１箇所で予め切断＋切断箇所にＣＦＲＰ７部分補強）
［結果］
（１）試験体１、２…補強効果有り、（強度、ひび割れ抑制効果、変形抑制効果）
（２）試験体３…無補強コンクリートポールと同程度に回復（破壊安全率Ｆ＝２．０以上）
（３）試験体４…無補強コンクリートポールと同程度に回復（破壊安全率Ｆ＝２．０以上）

【0059】

なお、実際の現場では、前記試験体４のような状況において複数本の鉄筋３が同時に劣化（切断又は破断）する事態がしばしば起こると想定される。即ち、一本でなく複数本の鉄筋３が同時に劣化（切断又は破断）した箇所を炭素繊維シート７により部分補強した方が補強の無駄がなく、経済的である。従って、次のような条件（Ａ）において、前記現実に起こり易い部分補強に焦点を絞り込み検証試験を行った。
（Ａ）ＣＰ（コンクリートポール）の劣化条件として、鉄筋３は、１本の鉄筋でなく、全鉄筋の５０％が部分的に劣化（破断）、即ち、試験体４（１２−３．５）であれば全鉄筋６本中３本が部分的に破断し、試験体２（１４−５）であれば、全鉄筋１２本中６本が部分的に破断した状態を想定する。なお、５０％の鉄筋３が劣化（破断）した場合、にコンクリートポール（ＣＰ）が無補強であると、
（１）試験体３又は４（前記１２−３．５）の破壊荷重は約１．７ｋＮ実験値（破壊安全率Ｆ＝０．５）であり、
（２）試験体１又は２（前記１４−５）の破壊荷重約２．０ｋＮ計算値（破壊安全率Ｆ＝０．４）であった。従って、コンクリートポール（ＣＰ）が無補強の場合、設計荷重（使用状態性能）の半分程度の耐力となってしまうことが分かる。

【0060】

この場合、現実に求められる補強効果は、（ｉ）鉄筋が５０％劣化した箇所を炭素繊維シート７で部分補強することにより、コンクリートポールの設計荷重（使用状態性能）以上の回復が可能である事、及び（ｉｉ）無補強コンクリートポール（引張鉄筋５０％劣化）の２倍以上の安全率を確保することである。即ち、炭素繊維シート７による補強による目標破壊安全率は、試験体３及び４（１２−３．５）、及び試験体１及び２（１４−５）において、破壊安全率Ｆ＞１．０以上である。ここで、CFS（炭素繊維シート）の長さを延長することにより、引張鉄筋の抜けを防止できるため、破壊安全率F＝２に近づけることができる。

【0061】

次に、上記試験体１乃至４の一部の複数の鉄筋のうち５０％が切断された何れかを使用し、且つ特定の炭素繊維シート７（「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」登録商標：東レ株式会社製）を補強用に使用したもので、３回の曲げ実験を行った。使用した炭素繊維シート７は、「東レ製トレカクロス：ＵＭ４６−４０Ｇ、1層あたり、長さ１ｍ×幅２５ｃｍ」を、次の表７に示す如く、使用した。ここで、曲げ試験は、UM４０のCFSで、１２−３．５を３回、１４−５を３回実施した。また、UT７０のCFSで１２−３．５を１回実施した。

【0062】

【表7】

【0063】

なお、各３本の試験体５、６を使用し、各コンクリートポールの６本の鉄筋のうち３本（５０％）を切断し、試験体５では、これを「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」の炭素繊維シート７で２層補強し（表7中、ＣＦ２中の数値２が2層補強を意味する）、且つ試験体６では、これを「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」の炭素繊維シート７で３層補強した（表7中、ＣＦ３中の数値３が３層補強を意味する）。また表7中、「ＵＭ４０」は「ＵＭ４６−４０Ｇ」の略称であり、「ＵＭ」は高弾性を意味し、且つ「４０」は繊維重量×１０ｇ／ｍ^２を意味し、また「＿５０」は、ポールの切断位置から端部までの補強長さである。また、接着剤、プライマーは冬用（Ｗ）、プライマーと事前のコンクリート下地処理は、サンダー研磨で表面清掃処理を行った。又、表７中、「接着材令が１５日」とは、接着剤を塗布してから１５日が経過した時点を言う。

【0064】

次に、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール４１（図８参照）の効果を試すために実施した曲げ試験の内容と結果について説明する。
図８は、本曲げ試験において採用したコンクリートポール４１（全長１２ｍ、設計荷重３．５ｋＮ）の曲げ条件を示している。図中Ｌ１（＝１２ｍ）は、試験体であるコンクリートポール４１の全長、図中Ｈ１（＝９．５ｍ）は、コンクリートポール４１の地上高さであり、内側の支持点３５の内側端面とコンクリートポール４１の上端面１７間の距離である。

【0065】

また、図８中のＳ１は、内側の支持点３５の内側端面と外側の支持点３７の外側端面との間の距離でありこの場合２．０ｍである。また、図中Ｐは曲げ荷重（ｋＮ）、図中δは荷重点Ｏでの撓み量（ｍｍ）である。 また、内側支持点３５から距離Ｔ（＝１ｍ）の位置の外周面に「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」の炭素繊維シート７ａ（長さ１ｍ）が２層分付着形成されている。従って、コンクリートポール４１の荷重点Ｏに無負荷の状態から荷重Ｐ（ｋＮ）をかけ、この荷重Ｐの値を順次大きくしていって、最終的にポール４１が破壊する荷重を測定、また破壊するまでの撓みδの量（ｍｍ）とひび割れ幅（ｍｍ）とを計測した。ここでいう破壊とは、「CFS破断」「CFS剥離」「鉄筋抜け」「コンクリート圧壊」が考えられる。し、破壊の状況を目視検査した。

【0066】

本比較試験を行った試験結果は表８に示されている。

【0067】

【表8】

【0068】

表８中、荷重Ｐ（ｋＮ）が３．５０ｋＮ（設計荷重）→５．００ｋＮ（設計荷重×１．４３）→最大荷重（６．００ｋＮ；この時点でＣＰは破壊される）→ポール４１の破壊後に更に強制曲げて炭素繊維シート７ａの境界部を大きく開かせたとき（以下、強制曲げ時という）の荷重値（４．３５ｋＮ）、と変化するに応じて、たわみδ量（ｍｍ）は順次大きくなり、荷重Ｐが３．５０ｋＮ及び５．００ｋＮでひび割れ幅（ｍｍ）も順次大きくなるが、荷重Ｐが最大荷重及び強制曲げ時では、更に大きく開いてひび割れの概念を超えるため計測しなかった。また歪については、試験体５の曲げ引張側で、値「０」は炭素繊維シート７ａの中間位置を示し、また「−１００」、「−２００」、・・・「−５５０」は夫々、炭素繊維シート７ａの中間位置（引張り鉄筋を切断した位置）からポール４１の根本方向への距離（ｍｍ）を示しており、最後の「ＧＬ」はグラウンドレベル位置を示している。なお、炭素繊維シート７ａの長さは１ｍであり半分長さは５００ｍｍであるから数値「−４５０」と「−５５０」との中間位置の「−５００」（ｍｍ）で終了していることになる。同様に、試験体５の曲げ圧縮側の数値「−２００」、・・・「−５５０」についても同様である。これらによれば、荷重Ｐが３．５０ｋＮ→５．００ｋＮ→６．００ｋＮ（最大荷重、破壊時）と大きくなるに連れて、曲げ引張り側及び曲げ圧縮側でも歪みは徐々に大きくなるが、ポール４１の破壊後の強制曲げ時では弾性変形でなく塑性変形なので歪み値はむしろ小さくなっている。また破壊安全率は、（最大荷重）／（設計荷重）＝１．７１であり、１．０より大きいから安全と言える。

【0069】

図１０のグラフは、上記表８中の数値を「荷重―ＣＦＳひずみ、たわみ図」として示したものであり、図１０中、距離「０（切断面）」（ｍｍ）（グラフ中、数値１、以下同様）、「−１００」（ｍｍ）（数値２）、「−２００」（ｍｍ）（数値３）、「−３００」（ｍｍ）（数値４）、「−４００」（ｍｍ）（数値５）、「−４５０」（ｍｍ）（数値６）、「−５５０」（ｍｍ）（数値７）、「ＧＬ引張」（数値８）、距離「０（切断面での解析値）」（ｍｍ）（数値９）の各位置に貼付したＣＦＳひずみの分布である。また、ひずみ値を１０で除した値はたわみ値「μ／１０」（ｍｍ）（数値１０）として読み取ることができ、たわみの単位はｍｍである。
表８及び図１０を比べて見ると、荷重を加えるに従い、各箇所のひずみ値は増加していき、その値は鉄筋切断位置「０」部を最大として、端部に行くほどその値は小さくなっていく。最大荷重後、引張鉄筋の抜けにより荷重がいったん落ちて、たわみの増加とともにＣＦＳひずみ値は減少していくが、急激に倒壊する（破壊する）ことなくたわみが進行していくのが確認できる。通常のコンクリートポールは最大荷重に達した時点で脆性的に倒壊（破壊）するが、本補強工法では、破壊まで粘りある変形性能を有していると言える。

【0070】

また、図１１のグラフは、上記表８中の数値を「各荷重のＣＦＳひずみ値」として示したものであり、図１１中、荷重の変化に応じて、「０（切断面）」（ｍｍ）からの距離に対応した歪み（μ）の変化を示しており、荷重は「３．５ｋＮ」（グラフ中、数値１、以下同様）、「４ｋＮ」（数値２）、「４．９ｋＮ」（数値３）、「６ｋＮ」（ｍｍ）（数値４）、「３．５ｋＮ（ひび割れ拡大）」（数値５）と変化している。
表８中、設計荷重時（Ｐ＝３．５０ｋＮ）には、炭素繊維シート７ａの引張歪みは応力換算値で、４５０，０００×１，５５０×１０^∧−６＝６９７Ｍｐａ程度であると思われる。（炭素繊維シート７ａ自体の引張強度は２，５００Ｍｐａ）次に、設計荷重×１．４３（Ｐ＝５．００ｋＮ）時には、炭素繊維シート７ａの歪み分布は図１１のグラフから見て、「０（切断面）」（ｍｍ）で最大値となる山のような分布形状であり、データ上からＣＦＳの剥離はないと言えるが、目視でも炭素繊維シート７ａ自体の剥離は観察されなかった。このとき、炭素繊維シート７ａ中央部のひび割れ幅は０．２ｍｍ。コンクリート部の地際付近に同程度のひび割れが確認できた。

【0071】

次に、最大荷重時（Ｐ＝６．００ｋＮ）には、炭素繊維シート７ａ下端とコンクリートとの境界部でひび割れが拡大が始まる、荷重は徐々に落ちながら、たわみδが進行する。そして、ひび割れ拡大と同時に引っ張り鉄筋の抜けが支配的になり、その後、圧縮側コンクリートが圧縮破壊した。このとき鉄筋自体の破断は確認されなかった。次に、強制曲げ時では、荷重Ｐ＝約４ｋＮのままで、たわみだけが増大していった。最終的には、炭素繊維シート７ａ下端とコンクリートとの境界部のひび割れが拡大し、縮破壊されたコンクリートが崩れ落ちながら徐々に荷重は落ちていき、試験は終了した。なお、「破壊荷重」とは、最後にコンクリートが圧壊した時点、つまり、上記のように最大荷重以降、荷重の低下とともにたわみδが増大し、同時に境界のひびわれが鉄筋抜けととも大きく開き強制曲げにてコンクリートが圧壊した時点での荷重、を意味する。

【0072】

次に、図９に示すコンクリートポール４２（全長１４ｍ、設計荷重５．００ｋＮ）の曲げ条件試験を示している。図中Ｌ２（＝１４ｍ）は、試験体であるコンクリートポール４２の全長、図中Ｈ２（１１．６ｍ）は、地上高さであり、内側の支持点３５の内側端面とコンクリートポール４１の上端面１７間の距離である。

【0073】

また、図９中のＳ２は、２．４ｍである。また、図中Ｐは曲げ荷重（ｋＮ）、δは荷重点Ｏでの撓み量（ｍｍ）である。また、内側支持点３５から距離Ｔ（＝１ｍ）の位置の外周面に「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」の炭素繊維シート７ｂ（長さ１ｍ）が２層分でなく３層分付着形成されている。他の条件は図８の場合と同様である。

【0074】

本曲げ試験を行った試験結果は表９に示されている。

【0075】

【表9】

【0076】

表９中、荷重Ｐ（ｋＮ）が５．００ｋＮ（設計荷重）→６．００ｋＮ（設計荷重×１．２）→最大荷重（６．４０ｋＮ；この時点でＣＰは破壊）→ポール４２の破壊後の強制曲げ（荷重値＝４．４０ｋＮ）、と変化するに応じて、たわみδ量（ｍｍ）、ひび割れ幅、ひび割れ個数、歪みを計測している。また、表９中、設計荷重時（Ｐ＝５．００ｋＮ）には、炭素繊維シート７ｂの引張歪みは応力換算値で、４５０，０００×１，９０７×１０^∧−６＝８５８Ｍｐａ程度であると思われる。その他の点は表８と同様である。また破壊安全率は、（最大荷重）／（設計荷重）＝１．２８であり、１．０より大きいから安全と言える。

【0077】

図１２のグラフは、上記表９中の数値を「荷重―ＣＦＳひずみ、たわみ図」として示したものであり、図１２中に付した数値１、２、３、・・・１０の折れ線の意味は図１０の場合と同様である。
表９及び図１２を比べて見ると、荷重を加えるに従い、各箇所のひずみ値は増加していき、その値は鉄筋切断位置「０」部を最大として、端部に行くほどその値は小さくなっていく。最大荷重後、引張鉄筋の抜けにより荷重がいったん落ちて、たわみの増加とともにＣＦＳひずみ値は減少していくが、急激に倒壊する（破壊する）ことなくたわみが進行していくのが確認できる。通常のコンクリートポールは最大荷重に達した時点で脆性的に倒壊（破壊）するが、本補強工法では、破壊まで粘りある変形性能を有していると言える。

【0078】

また、図１３のグラフは、上記表９中の数値を「各荷重のＣＦＳひずみ値」として示したものであり、図１３中に付した数値１、２、・・５の折れ線の意味は、荷重値が若干変化しているのみで、その意義は図１１の場合と同様である。
荷重の変化に応じて、「０（切断面）」（ｍｍ）からの距離に対応した歪み（μ）の変化を示しており、荷重は「５ｋＮ」（グラフ中、数値１、以下同様）、「５．９ｋＮ」（数値２）、「６．４ｋＮ（最大荷重）」（数値３）、「３．９８ｋＮ（ひび割れ拡大）」（ｍｍ）（数値４）、「２．２２ｋＮ（たわみ１ｍ）」（数値５）と変化している。

【0079】

次に、上記図８及び図９の曲げ試験の結果の表８及び表９より、次のことが言える。コンクリートポール表面の下地処理は、コンクリート表面の清掃処理を２４番手程度に行う。また、図８及び図９のコンクリートポール４１及び４２は夫々、実際に現場にあったコンクリート電柱を撤去して計測したものであり、何れも、炭素繊維シート７ａ、７ｂ端部とコンクリートとの境界部におけるひび割れ幅が徐々に拡大することによるコンクリートの圧縮破壊を生ずるが、炭素繊維シート７ａ、７ｂも剥離することなく粘りのある破壊であることを確認した。なお、試験体５の条件では炭素繊維シート７ａは２層で十分であり、他方、試験体６の条件では炭素繊維シート７ｂは３層が必要であることがわかった。

【0080】

次に、下記の表１０に示した３種類の試験体７、８、９は何れも、複数の鉄筋のうち５０％が切断され、使用した炭素繊維シート７は、「東レ製トレカクロス：ＵＭ４６−４０Ｇ、1層あたり、長さ１ｍ×幅２５ｃｍ」を、試験体７「１２−３．５」（表１０）では2層補強、試験体８「１４−５」（表１０）では３層補強、試験体９「１２−３．５」（表１０）では２層補強で使用した。なおこの場合、試験体７及び８では、表７の場合と同様に高弾性の炭素繊維シート７（「トレカクロス（ＵＭ４６−４０Ｇ）」登録商標：東レ株式会社製）を補強用に使用しているが、試験体９では、高強度の炭素繊維シート７ｃ（「トレカクロス（ＵＴ７０−４０Ｇ）」（略称は「ＵＴ４０」）；登録商標：東レ株式会社製）を補強用に使用している。

【0081】

【表10】

【0082】

次に、本発明の繊維材料により補強したコンクリートポール４３、４４の効果を試すために実施した曲げ試験の内容と結果について説明する。
図８は、本曲げ試験において採用した試験体７及び９のコンクリートポール４３（全長１２ｍ、設計荷重３．５ｋＮ）の曲げ試験状態図を示しており、図８の試験体５の試験の場合と大略同様の構成であるから、その説明を省略する。ただし、炭素繊維シート７ａ（長さ１ｍ）が２層分付着形成されている。

【0083】

試験体７（表１０参照）の曲げ試験を行った結果が表１１に示されている。

【0084】

【表11】

【0085】

表１１中、荷重Ｐ（ｋＮ）が３．５０ｋＮ（設計荷重）→５．００ｋＮ（設計荷重×１．４３）→最大荷重（５．９２ｋＮ；この時点でＣＰは破壊される）→強制曲げ荷重５．５５ｋＮと変化するに応じて、たわみδ量（ｍｍ）及びひび割れ幅（ｍｍ）は順次大きくなるが、荷重Ｐが最大荷重及び強制曲げ荷重時では、更に大きく開いてひび割れの概念を超えるため計測しなかった。また歪については、試験体５の曲げ引張側及び曲げ圧縮側の数値についても表８と同様の傾向を有している。また破壊安全率は、（最大荷重）／（設計荷重）＝１．６９であり、１．０より大きいから安全と言える。

【0086】

図１４のグラフは、上記表１１中の数値を「荷重―ＣＦＳひずみ、たわみ図」として示したものであり、図１４中に付した数値１、２、３、・・・１０の折れ線の意味は図１０及び図１２の場合と同様である。
表１１及び図１４を比べて見ると、荷重を加えるに従い、各箇所のひずみ値は増加していき、その値は鉄筋切断位置「０」部を最大として、端部に行くほどその値は小さくなっていく。最大荷重後、引張鉄筋の抜けにより荷重がいったん落ちて、たわみの増加とともにＣＦＳひずみ値は減少していくが、急激に倒壊する（破壊する）ことなくたわみが進行していくのが確認できる。通常のコンクリートポールは最大荷重に達した時点で脆性的に倒壊（破壊）するが、本補強工法では、破壊まで粘りある変形性能を有していると言える。

【0087】

また、図１５のグラフは、上記表１１中の数値を「各荷重のＣＦＳひずみ値」として示したものであり、図１５中に付した数値１、２、・・５の折れ線の意味は、荷重値が若干変化しているのみで、その意義は図１１及び図１３の場合と同様である。
荷重の変化に応じて、「０（切断面）」（ｍｍ）からの距離に対応した歪み（μ）の変化を示しており、荷重は「３．５ｋＮ」（グラフ中、数値１、以下同様）、「５ｋＮ」（数値２）、「５．９２ｋＮ（最大荷重時）」（数値３）、「５．３９ｋＮ（たわみ５３０ｍｍ時）」（ｍｍ）（数値４）、「２．７ｋＮ（たわみ７２７ｍｍ時）」（数値５）と変化している。

【0088】

また、表１１中、設計荷重時（Ｐ＝３．５０ｋＮ）には、炭素繊維シート７ａの引張歪みは応力換算値で、４５０，０００×１，６９３×１０^∧−６＝７６２Ｍｐａ程度であると思われる。（炭素繊維シート７ａ自体の引張強度は２，５００Ｍｐａ）次に、設計荷重×１．４３（Ｐ＝５．００ｋＮ）時、最大荷重時（Ｐ＝５．９２ｋＮ）及び強制曲げ時（Ｐ＝５．５５ｋＮ）には、上記表８の場合と同様の事が言える。また、炭素繊維シート７ａの歪み分布は、図１５のグラフ「各荷重のＣＦＳひずみ値」切断位置を最大値とした山のような分布形状であり、データ上からもＣＦＳの剥離はないと言える。

【0089】

次に、図９は、本曲げ試験において採用した試験体８のコンクリートポール４４（全長１４ｍ、設計荷重５．００ｋＮ）の曲げ試験状態図を示しており、コンクリートポール４２の場合と大略同様の構成であるから、その説明を省略する。

【0090】

表１２には、試験体８（表１０参照）の曲げ試験を行った結果が示されている。

【0091】

【表12】

【0092】

表１２中、荷重Ｐ（ｋＮ）が５．００ｋＮ（設計荷重）→６．００ｋＮ（設計荷重×１．２）→最大荷重（７．４２ｋＮ；この時点でＣＰは破壊される）→強制曲げ荷重４．２０ｋＮ、と変化するに応じて、たわみδ量（ｍｍ）及びひび割れ幅（ｍｍ）は順次大きくなるが、この場合荷重Ｐが６．００ｋＮ（設計荷重×１．２）になった時点で、更に大きく開いてひび割れの概念を超えるため計測しなかった。また歪については、試験体５の曲げ引張側及び曲げ圧縮側の位置を示す数値についても表８、表１０と同様の傾向であり、何れも歪みは最大荷重（Ｐ＝７．４２Ｋｇ）時に最高値となった。また破壊安全率は、（最大荷重）／（設計荷重）＝１．４８であり、１．０より大きいから安全と言える。

【0093】

また、表１２中、設計荷重時（Ｐ＝５．００ｋＮ）には、炭素繊維シート７ｂの引張歪みは応力換算値で、４５０，０００×１，６７１×１０^∧−６＝７５２Ｍｐａ程度であると思われる。（炭素繊維シート７ａ自体の引張強度は２，５００Ｍｐａ）次に、設計荷重×１．２（Ｐ＝６．００ｋＮ）時、最大荷重時（Ｐ＝７．４２ｋＮ）及び強制曲げ時（Ｐ＝４．２０ｋＮ）には、上記表８及び表１０の場合と同様の事が言える。

【0094】

図１６のグラフは、上記表１２中の数値を「荷重―ＣＦＳひずみ、たわみ図」として示したものであり、図１６中に付した数値１、２、３、・・・１０の折れ線の意味は図１０の場合と同様であり、数値１１はたわみを１０で除した値（ｍｍ）である。
表１２及び図１６を比べて見ると、荷重を加えるに従い、各箇所のひずみ値は増加していき、その値は鉄筋切断位置「０」部を最大として、端部に行くほどその値は小さくなっていく。最大荷重後、引張鉄筋の抜けにより荷重がいったん落ちて、たわみの増加とともにＣＦＳひずみ値は減少していくが、急激に倒壊する（破壊する）ことなくたわみが進行していくのが確認できる。通常のコンクリートポールは最大荷重に達した時点で脆性的に倒壊（破壊）するが、本補強工法では、破壊まで粘りある変形性能を有していると言える。

【0095】

また、図１７のグラフは、上記表１２中の数値を「各荷重のＣＦＳひずみ値」として示したものであり、図１７中に付した数値１、２、・・５の折れ線の意味は、荷重値が若干変化しているのみで、その意義は図１１、１３及び１５の場合と同様である。
荷重の変化に応じて、「０（切断面）」（ｍｍ）からの距離に対応した歪み（μ）の変化を示しており、荷重は「３．５ｋＮ（設計荷重時）」（グラフ中、数値１、以下同様）、「５ｋＮ」（数値２）、「５．９２ｋＮ（最大荷重時）」（数値３）、「５．３９ｋＮ（たわみ５３０ｍｍ時）」（ｍｍ）（数値４）、「２．７ｋＮ（たわみ７２７ｍｍ）」（数値５）と変化している。
また、３層の炭素繊維シート７ｂの歪み分布は、図１７のグラフ「各荷重のＣＦＳひずみ値」切断位置を最大値とした山のような分布形状であり、データ上からもＣＦＳの剥離はないと言える。

【0096】

次に、表１３に、図８に示したコンクリートポール４３とほぼ同様にセットした、試験体９（表１０参照）の新品のコンクリートポール４３´（図示せず；全長１２ｍ、設計荷重３．５０ｋＮ）に２層の炭素繊維シート７ｂを接着した場合の曲げ試験結果を示している。

【0097】

【表13】

【0098】

表１１及び１２中では、コンクリートポール４３及び４４に対して使用された炭素繊維シート７は、高弾性の「ＵＭ４６−４０Ｇ」（略して、ＵＭ４０）シートであったが、表１３中で使用した炭素繊維シートは、高強度の炭素繊維シート７ｃ（「トレカクロス（ＵＴ７０−４０Ｇ）」（略して、ＵＴ４０）（長さ１ｍ）が２層にして使用している。

【0099】

高強度の「ＵＴ７０−４０Ｇ」（略して、ＵＴ４０）は、弾性係数が「ＵＭ４６−４０Ｇ」（略して、ＵＭ４０）より低いためひずみ値が大きくまたひび割れ幅も大きい。変形抑止効果という点では、高弾性（ＵＭ４０）が有利な結果となった。なお、ＵＭ４０とＵＴ４０との違いは、試験体７（ＵＭ４０）及び９（ＵＴ４０）「１２−３．５のシート」中央（０）のひび割れ幅の値が、荷重Ｐ＝３．５ｋＮ時において、ＵＭ４０→０．０５ｍｍ、ＵＴ４０→０．１５ｍｍであった。つまり、ひび割れ幅について、ＵＭ４０はＵＴ４０の１/３まで抑えられており、ひび割れ抑止効果があることがわかった。従って、１４−５の試験体についても同じ結果になることが予想される。

【0100】

表１３によれば、試験体９（表１０参照）の曲げ試験を行った結果が示されている。表１３中、荷重Ｐ（ｋＮ）が３．５０ｋＮ（設計荷重）→５．００ｋＮ（設計荷重×１．２）→最大荷重（５．１５ｋＮ；この時点でＣＰは破壊される）→強制曲げ荷重４．３７ｋＮ、と変化するに応じて、たわみδ量（ｍｍ）及びひび割れ幅（ｍｍ）は順次大きくなるが、この場合荷重Ｐが５．１５ｋＮ（最大荷重）になった時点で、更に大きく開いてひび割れの概念を超えるため計測しなかった。また歪については、試験体１−９の曲げ引張側及び曲げ圧縮側の位置を示す数値についても表１１、表１２と同様であり、何れも歪みは最大荷重（Ｐ＝５．１５Ｋｇ）時に最高値となった。また破壊安全率は、（最大荷重）／（設計荷重）＝１．４７であり、１．０より大きいから安全と言える。

【0101】

また、表１３中、設計荷重時（Ｐ＝３．５０ｋＮ）には、炭素繊維シートの引張歪みは応力換算値で、２３５０，０００×３，３２２×１０^∧−６＝７８０Ｍｐａ程度であると思われる。（炭素繊維シート７ａ自体の引張強度は３，５００Ｍｐａ）次に、設計荷重×１．２（Ｐ＝５．００ｋＮ）時、最大荷重時（Ｐ＝５．１５ｋＮ）及び強制曲げ時（Ｐ＝４．３７ｋＮ）には、上記表１１及び表１２の場合と同様の事が言える。

【0102】

図１８のグラフは、上記表１３中の数値を「荷重―ＣＦＳひずみ、たわみ図」として示したものであり、図１８中に付した数値１、２、３、・・・１０の折れ線の意味は図１０の場合と同様である。
表１３及び図１８を比べて見ると、荷重を加えるに従い、各箇所のひずみ値は増加していき、その値は鉄筋切断位置「０」部を最大として、端部に行くほどその値は小さくなっていく。最大荷重後、引張鉄筋の抜けにより荷重がいったん落ちて、たわみの増加とともにＣＦＳひずみ値は減少していくが、急激に倒壊する（破壊する）ことなくたわみが進行していくのが確認できる。通常のコンクリートポールは最大荷重に達した時点で脆性的に倒壊（破壊）するが、本補強工法では、破壊まで粘りある変形性能を有していると言える。

【0103】

また、図１９のグラフは、上記表１３中の数値を「各荷重のＣＦＳひずみ値」として示したものであり、図１９中に付した数値１、２、・・５の折れ線の意味は、荷重値が若干変化しているのみで、その意義は図１１、１３、１５及び１７の場合と同様である。
荷重の変化に応じて、「０（切断面）」（ｍｍ）からの距離に対応した歪み（μ）の変化を示しており、荷重は「３．５ｋＮ」（グラフ中、数値１、以下同様）、「５ｋＮ」（数値２）、「５．１５ｋＮ（最大荷重時）」（数値３）、「４．３７ｋＮ（たわみ５３４ｍｍ時）」（ｍｍ）（数値４）、「２．８２ｋＮ（たわみ７９７ｍｍ）」（数値５）と変化している。また、炭素繊維シート７ｃの歪み分布は、図１９のグラフ「各荷重のＣＦＳひずみ値」切断位置を最大値とした山のような分布形状であり、データ上からもＣＦＳの剥離はないと言える。

【0104】

次に、上記図８及び図９の曲げ試験の結果の表１１乃至表１３より、次のことが言える。コンクリートポール表面の下地処理は、コンクリート表面の清掃処理を２４番手程度に行う。また、図８及び図９のコンクリートポール４１、４２、４３、４４は夫々、実際に現場にあったコンクリート電柱を撤去して計測したものであり、何れも、炭素繊維シート７ａ−７ｃ端部とコンクリートとの境界部におけるひび割れ幅が徐々に拡大することによるコンクリートの圧縮破壊を生ずるが、炭素繊維シートも剥離することなく粘りのある破壊であることを確認した。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明は、内部に鉄筋が配設されたコンクリートポールの補強分野等で利用でき、特に短かい工期で簡単確実に安定した補強効果を得たい場合に利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0106】

１、４１−４４ コンクリートポール
３ 鉄筋
３Ｃ （劣化が確認された）鉄筋
５ コンクリートポール本体
７ 繊維材料
７ａ−７ｃ 炭素繊維シート
９ 樹脂系接着剤
１１ 繊維強化プラスチック層
１３ 劣化部位
１５ プライマー
１７ 上端面
１９ 下端面
２１ 側胴部
２３ 補修材
２５ グラインダー
２７ 塗工ロール
２９ 気泡
３１ 塗料
３３ スプレーガン
３５ 支持点
３７ 支持点
Ｐ 設計許容曲げ荷重
Ｌ 全長
ＧＬ 地面
Ｆ 補強長さ
ＣＰ （無補強の）コンクリートポール
Ｓ１ 下地処理工程
Ｓ２ プライマー塗布工程
Ｓ３ 接着剤下塗り工程
Ｓ４ 繊維材料貼付工程
Ｓ５ 接着剤含浸・脱泡工程
Ｓ６ 接着剤上塗り工程
Ｓ７ 仕上げ塗装工程

【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18】

【図19】