(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
ボックスカルバートの底版と側壁や柱との接合箇所、側壁や柱と頂版との接合箇所など、複数の鉄筋コンクリート部材(以下、RC部材という)の接合箇所では、その後の補修の容易さ等を考慮して、外力を受けた際に接合箇所が損傷せず、RC部材の損傷が先行するように設計される。
【0003】
そのため、従来はこのような接合箇所に大量の補強鉄筋が配置されることが多い。接合箇所にはさらにRC部材の主鉄筋の定着部も設けられ、複数の方向からの鉄筋が集中する。
【0004】
結果、接合箇所では配筋が過密となり、鉄筋の組立作業が煩雑となる。また作業員の経験や技能に接合箇所の品質や作業効率が大きく影響される。さらに、コンクリート打設時の型枠の設置も容易でなく、手間のかかる作業となることが多い。
【0005】
このような接合箇所の施工を容易にする技術として、例えば特許文献1では、ボックスカルバートのRC部材の接合箇所に繊維補強コンクリートを用いることで、接合箇所の補強鉄筋を低減することが記載されている。
【0006】
また特許文献2には、ボックスカルバートの頂版の埋設型枠に設けた鋼製リブ材の端部と、ボックスカルバートの側壁から突出させた鋼製リブとを接合し、コンクリートを打設することで頂版と側壁の接合箇所を構築することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1では繊維補強コンクリートを用いることで接合箇所の補強鉄筋を低減できるものの、接合箇所のコンクリートを打設する際に型枠が必要である。特許文献1では接合箇所の補強のためにハンチ部が設けられており、ハンチ部の型枠が浮き型枠となるのでそのセットや固め作業に手間がかかり、型枠のセットがうまくいかないとコンクリートの打設時の品質不良が生じる問題もある。
【0009】
特許文献2では、頂版の埋設型枠に設けた鋼製リブ材の端部と側壁から突出させた鋼製リブとを接合するが、上記と同様、接合箇所についてはコンクリート打設時の型枠が別途必要になる。
【0010】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、RC部材の接合箇所を補強するとともに、接合箇所の施工を容易とする補強材および補強構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述した課題を解決するための第1の発明は、鉄筋コンクリート部材の接合箇所を補強するための補強板と、前記補強板の外周部の一部に設けられた、接合箇所のコンクリート打設時に用い
、接合箇所のみに配置される埋設型枠と、を有し、前記補強板は、前記埋設型枠と略直交する
略矩形板状の部材であり、前記埋設型枠は前記補強板の隅部に設けられることを特徴とする補強材である。
前記埋設型枠には、例えばコンクリートが用いられる。
【0012】
本発明では、RC部材の接合箇所のコンクリートに補強材の補強板を埋設し一体化することで接合箇所の補強を行うことができ、補強鉄筋を省略できる。また、補強板はこれと略直交する方向の埋設型枠と一体になっているので、補強板がRC部材の鉄筋の間に位置するように補強材を配置するだけで、補強板と埋設型枠のセットが同時且つ容易にでき、手間のかかる型枠のセット作業を別途行わずに済む。結果、接合箇所の施工が容易になり、生産性が向上する。また埋設型枠が浮き型枠となる場合にも、補強板が埋設型枠を固定する役割を有するので、埋設型枠のセットや固め作業が容易になり、コンクリートの打設時の品質不良を防止することができる。
【0013】
複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられ
、前記補強板が、前記補強板の隅部の前記埋設型枠のみで連結されることが望ましい。
このように補強板を複数枚とすることで、ボックスカルバートなど奥行きのある鉄筋コンクリート躯体について補強材による補強を行うことができ、また補強材の設置時の安定性も向上する。
【0014】
前記補強板に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられることも望ましい。
このように、補強板に鉄筋の定着具を設けることで配筋を容易に行うことができ、配筋作業の効率化につながる。
【0015】
本発明では、埋設型枠を略矩形板状の補強板の隅部に設けることで、RC部材が略直交する鉄筋コンクリート躯体の隅角部の接合箇所の補強を補強板によって好適に行いつつ、埋設型枠を隅角部の型枠として好適に機能させることができる。
【0016】
複数の前記補強板が、前記埋設型枠の長手方向に沿って間隔を空けて略平行に設けられ、前記補強板を連結する連結材を有することが望ましい。また、前記補強板を連結する連結材に、
鉛直方向の鉄筋を通すための挿通部が設けられることも望ましい。さらに、前記補強板を連結する連結材に、鉄筋の端部を定着するための定着具が設けられることも望ましい。
このように、複数の補強板を連結材で連結することで、補強材の剛性が向上し運搬時等の変形を防止できる。また連結材に鉄筋の挿通部や定着具を設けることで、配筋が容易になり且つ鉄筋の位置を精度良く固定でき、配筋作業の効率化や作業性の向上に寄与する。
【0017】
第2の発明は、第1の発明の補強材を用いた鉄筋コンクリート部材の接合箇所の補強構造であって、前記補強材の補強板が、鉄筋コンクリート部材の接合箇所において前記鉄筋コンクリート部材の鉄筋の間に配置され、前記補強材の埋設型枠が、前記鉄筋コンクリート部材の接合箇所のコンクリートの外面に配置されたことを特徴とする補強構造である。
第2の発明は、第1の発明の補強材を用いた補強構造に関するものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明により、RC部材の接合箇所を補強するとともに、接合箇所の施工を容易とする補強材および補強構造を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0021】
[第1の実施形態]
(1.ボックスカルバート100)
図1は、本発明の実施形態に係る補強材1を用いたボックスカルバート100を示す図である。ボックスカルバート100は筒状の鉄筋コンクリート躯体であり、RC部材である底版101および頂版103と側壁102とが隅角部で略直交するように接合される。補強材1は、ボックスカルバート100の隅角部のうち、底版101と側壁102の接合箇所に配置される。
【0022】
この接合箇所には、接合箇所の補強のためのハンチ部104が設けられる。ハンチ部104は、側壁102の下部が内側に向かって斜めに拡幅し、底版101と接続する部分である。同様のハンチ部104は、頂版103と側壁102の接合箇所にも設けられる。
【0023】
(2.補強材1)
図2は補強材1を示す図である。
図2(a)は補強材1の斜視図であり、
図2(b)は補強材1を側方から見た図である。補強材1は鋼やコンクリートなどにより形成されたプレキャスト部材であり、補強板11の外周部の一部に型枠13を設け、これらを一体とした構造を有する。補強材1は、工場や現場等で予め製作する。
【0024】
補強板11は、ボックスカルバート100の隅角部の損傷の抑制が目的となることから高い引張強度を有する材料が好適であり、例えば鋼や繊維補強コンクリート等を用いることができる。なお、型枠13は表面に露出するため、緻密性(例えば空気や水分の浸透しにくさ)などが当該型枠13を用いて打設するコンクリートと同等以上であり、長期耐久性を有する材料を使用する事が望ましい。緻密性は、塩化物イオンや二酸化炭素、水分など、劣化因子の浸透に対する抵抗性を保持するために求められる性能であり、型枠13にコンクリートを用いる場合、一般的に緻密性を高めるためには、水セメント比が小さいコンクリートが用いられる。
【0025】
補強板11は、底版101と側壁102の接合箇所を補強するための略矩形板状の部材であり、立面の隅部が縦横の辺に対して略斜め方向に面取りされる。
【0026】
型枠13は、ハンチ部104を形成する際に用いるコンクリート打設時の埋設型枠であり、補強板11の外周部の上記した隅部に設けられる。
【0027】
型枠13は略長方形状の板材であり、補強板11の立面と略直交する方向に配置される。補強板11は、型枠13の長手方向に沿って間隔を空けて複数略平行に配置される。
【0028】
型枠13の幅方向(長手方向と直交する方向)は補強板11の隅部の傾斜に沿って配置され、その両端部には、補強板11から縦方向と横方向に突出する突出部131、132がそれぞれ設けられる。上記の傾斜はハンチ部104の傾斜に合わせたものとなっている。
【0029】
(3.底版101と側壁102の接合箇所の構築方法)
次に、底版101と側壁102の接合箇所の構築方法について説明する。
【0030】
本実施形態では、まず、底版101と側壁102の接合箇所に、
図3に例示するように底版101および側壁102の主鉄筋2(鉄筋)を配置する。こうして配筋を行った後、ボックスカルバート100の奥行方向(
図3の右斜め上方向に対応する)に隣り合う主鉄筋2の間に各補強板11を挿入するようにして、補強材1を底版101と側壁102の接合箇所に設置する。補強材1は図示しない設置台等の上に設置される。
【0031】
補強材1を設置した状態を側方から見たものが
図4(a)であり、特に本実施形態では、底版101の厚さ範囲W1と側壁102の厚さ範囲W2の交差部Aに補強板11が達し、且つ、補強板11の全体が、型枠13の両突出部131、132の先端よりも交差部A側の範囲B内に収まるようになっている。
【0032】
この後
図4(b)に示すように底版101と側壁102のコンクリート3を打設することで、底版101と側壁102の接合箇所が構築され、コンクリート3に埋設された補強板11によって接合箇所が補強された補強構造が形成されることとなる。
【0033】
このとき型枠13は接合箇所のコンクリート3上に配置されてハンチ部104の外面に沿った浮き型枠となっており、そのまま埋設型枠として残置される。
【0034】
以上説明したように、本実施形態では、ボックスカルバート100の底版101と側壁102の接合箇所のコンクリート3に補強材1の補強板11を埋設し一体化することで接合箇所の補強を行うことができ、補強鉄筋を省略できる。また、補強板11はこれと略直交する方向の型枠13と一体になっているので、補強板11が底版101や側壁102の主鉄筋2の間に位置するように補強材1を配置するだけで、補強板11と型枠13のセットが同時且つ容易にでき、手間のかかる型枠のセット作業を別途行わずに済む。結果、接合箇所の施工が容易になり、生産性が向上する。補強板11は接合箇所のみ、特に上記した範囲Bのみに設置され、接合する底版101や側壁102の曲げ耐力、剛性に影響を与えることはなく、底版101や側壁102の損傷を接合箇所の損傷に先行させることができる。
【0035】
また型枠13は浮き型枠となるが、補強板11が型枠13を固定する役割を有するので、型枠13のセットや固め作業が容易になり、コンクリート3の打設時の品質不良を防止することができる。
【0036】
本実施形態では、上記の型枠13が、略矩形状の補強板11の斜めに面取りした隅部に沿って設けられることで、底版101と側壁102が略直交するボックスカルバート100の隅角部の接合箇所の補強を補強板11によって好適に行いつつ、型枠13を隅角部のハンチ部104の型枠として好適に機能させ、ハンチ部104を好適に形成できる。
【0037】
また本実施形態では補強材1が型枠13の長手方向に沿って複数枚の補強板11を有することで、ボックスカルバート100のような奥行きのある鉄筋コンクリート躯体について補強材1による補強を行うことができ、補強材1の設置時の安定性も向上する。
【0038】
しかしながら、本発明は上記の実施形態に限ることはない。例えば補強板11や型枠13は鋼やコンクリート製に限らず、炭素繊維やアラミド繊維を使用した部材を用いても良い。
【0039】
また本実施形態では現場において底版101と側壁102の接合箇所の配筋を行った後に補強材1を設置したが、別の箇所で接合箇所の主鉄筋2を先組しておき、それに補強材1をセットした状態で主鉄筋2と補強材1を現場で設置しても良い。
【0040】
また本実施形態では底版101と側壁102の接合箇所にハンチ部104を設けており、型枠13等はこれに対応した形状を有しているが、本発明は
図5(a)のボックスカルバート100’のようにハンチ部が無い場合にも適用できる。この場合は、
図5(b)の補強材1’に示すように、ボックスカルバート100’の隅角部の形状に合わせた略L字状の型枠13’を補強板11’の隅部に設ければよい。
【0041】
また、本実施形態では補強材1を底版101と側壁102の接合箇所に設置する例を説明したが、頂版103と側壁102の接合箇所でも同様に用いることが可能である。さらに、補強材1はボックスカルバート100の隅角部に限らず、RC部材の接合箇所全般に適用することが可能である。その場合、型枠13は接合箇所の形状に合わせて任意の形状とすることができる。また本実施形態では型枠13を補強板11の隅部に設けているが、接合箇所の形状に応じて、補強板11の外周部のその他の箇所に設けることも可能である。
【0042】
次に、本発明の別の例を第2〜第4の実施形態として説明する。第2〜第4の実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。また、第1の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせて用いることが可能である。
【0043】
[第2の実施形態]
第2の実施形態として、補強板に加工を施してコンクリート3への定着性を高める例について説明する。
【0044】
図6は第2の実施形態に係る補強材1aを示す図であり、補強板11aの表面に凹凸が設けられている。
図6の例では、補強板11aの表面に1又は複数の凸部111を設けることで、後に打設するコンクリート3への定着性を高め、コンクリート3との一体性を向上させることができる。
【0045】
その他、
図7の補強材1bに示すように、補強板11bに鋼板を用い、1又は複数の孔112を設けても良く、上記と同様、コンクリート3への定着性を高めることができる。
【0046】
さらに、
図8の補強材1cに示すように、補強板11cの外周部に略T字状のフランジ部113を設けてコンクリート3への定着性を高めてもよい。
図9の補強材1c’の補強板11c’に示すようにフランジ部113’は略L字状としても良く、同様の効果が得られる。
【0047】
なお、
図8、9の例では、フランジ部113を、補強板11c(11c’)の対角線上において型枠13の反対側にある隅部で交差する辺のそれぞれに設けているが、フランジ部113を設ける位置は、補強材の設置箇所その他の条件に応じて異なるものとでき、特に限定されない。
【0048】
このように、補強板に凹凸や孔、フランジ部を設けることにより、コンクリート3に対する補強板の定着性を高め、補強板とコンクリート3の一体性を向上させることができる。
【0049】
[第3の実施形態]
第3の実施形態として、補強板に治具を取付けて配筋を容易にする例について説明する。
【0050】
図10(a)は第3の実施形態に係る補強材1dを示す図である。この補強材1dでは、補強板11に固定具14を予め取付けておき、配筋時にこの固定具14に底版101や側壁102の主鉄筋2を固定する。本実施形態では、
図10(b)に示すように固定具14が略C字状の部材となっており、その内部に主鉄筋2が保持される。固定具14は例えば弾性を有する部材で形成される。
【0051】
その他、
図11(a)の補強材1eに示すように、補強板11に機械式の定着具15を取付け、配筋時にこの定着具15に底版101や側壁102の主鉄筋2の端部を固定し、主鉄筋2の端部の定着を行うようにしてもよい。これにより、主鉄筋2の定着力が確実に補強板11に伝達され、補強効果が高まる。また
図4等に示すようなRの大きな主鉄筋2を用いることなく、これを定着具付きの直筋に代えることができるため、プレハブ化や施工性の向上に有効である。
【0052】
なお、この例では、定着具15がネジ孔を有する筒体151の底部にプレート152を設けたものとなっており、主鉄筋2の端部に設けたネジを筒体151のネジ孔に螺合させて当該端部を定着具15に固定できる。補強板11にはL字状の鋼材等による取付材16が取付けられており、定着具15は、
図11(b)に示すように取付材16に設けた切欠き161に筒体151を挿入して取付材16に固定できる。
【0053】
また、
図11の例では補強板11の一部の辺(
図11の左辺と下辺)が主鉄筋2より外側にあるので、仮に補強板11に鋼板を用いる場合、補強板11(鋼板)に対するコンクリート3のかぶり厚t(
図12(a)参照)が問題となる可能性がある。その場合は、
図12(b)に示すように鋼板110aをコンクリート110bで被覆したものを補強板11”として用い、コンクリート110bを含めてかぶり厚tを確保することもできる。コンクリート110bには、前記と同様、繊維補強コンクリートを用いることなども可能である。
【0054】
さらに、
図10、11の例では補強材1d、1eを設置した後で配筋を行うが、この場合、補強板11には、主鉄筋2と平面において略直交する方向の配力鉄筋(鉄筋)を通すための挿通部を設けておくことも可能である。
図13の補強材1d’の補強板11dは、
図10の補強材1dの補強板11に配力鉄筋を通すための挿通部114として孔を設けた例である。この場合、配力鉄筋を補強板11dの挿通部114に通して配筋し、これにより位置を固定することで、結束作業などが不要になる。挿通部114としては、孔の代わりに切欠きを設けてもよい。
【0055】
このように、補強板に鉄筋の固定具14や定着具15、挿通部114を設けることで配筋を容易に行うことができ、配筋作業の効率化につながる。
【0056】
[第4の実施形態]
図14は第4の実施形態に係る補強材1fを示す図である。
図14(a)は補強材1fの斜視図であり、
図14(b)は補強材1fを側方から見た図である。
【0057】
第4の実施形態の補強材1fでは、複数の補強板11がアングル材などの鋼材による連結材17、18、19で連結される。連結材17、18は、型枠13の両突出部131、132に沿って配置される。また連結材19は、各補強板11の隅部を連結するように配置される。この隅部は、補強板11の立面の対角線上において型枠13の反対側に位置する隅部である。
【0058】
連結材17、18には主鉄筋2の挿通部171、181を形成しておき、配筋時に底版101や側壁102の主鉄筋2を通すようにしておく。また挿通部171、181にコンクリート3が入り込むことで、コンクリート3との付着力が向上する効果もある。なお、図の例では挿通部171、181が孔であるが、前記と同様、切欠きとしてもよい。
【0059】
一方、連結材19には孔191を形成し、この孔191に先程の定着具15と同様の定着具20を取付けて主鉄筋2の端部を固定し、主鉄筋2の端部の定着に用いるようにしておく。上記と同じく、孔191の代わりに切欠きを用いてもよい。
【0060】
このように、本実施形態では、補強板11を連結材17、18、19で連結することで、補強材1fの剛性が向上し運搬時等の変形を防止できる。また、これらの連結材17、18、19に配筋時のガイドとなる挿通部171、181や定着具20を設けることで、配筋が容易になり且つ鉄筋の位置を精度良く固定でき、配筋作業の効率化や作業性の向上に寄与する。
【0061】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。