JP5922993B2 - Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites - Google Patents
Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites Download PDFInfo
- Publication number
- JP5922993B2 JP5922993B2 JP2012132756A JP2012132756A JP5922993B2 JP 5922993 B2 JP5922993 B2 JP 5922993B2 JP 2012132756 A JP2012132756 A JP 2012132756A JP 2012132756 A JP2012132756 A JP 2012132756A JP 5922993 B2 JP5922993 B2 JP 5922993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement composite
- composite material
- fiber reinforced
- superstructure
- reinforced cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 55
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 54
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 78
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 55
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 38
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 37
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 12
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 67
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 67
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 31
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Description
本発明は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いた構造体およびライニング方法に関し、さらに詳しくは、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料のひずみ硬化特性を効果的に発揮させて、構造体の曲げ耐力をさらに向上させる構造体およびライニング方法に関するものである。 The present invention relates to a structure and a lining method using a plurality of microcracked fiber reinforced cement composite materials, and more particularly, to effectively exhibit the strain hardening characteristics of a plurality of microcracked fiber reinforced cement composite materials. The present invention relates to a structure and a lining method for further improving the bending strength of the steel.
桟橋や道路橋を支える鋼管杭、鋼管橋脚や鉄筋コンクリート支柱などの柱部材、桟橋や道路橋を構成する鋼桁や鉄筋コンクリート桁などの梁部材を補強する際には、例えば、補強対象体(柱部材や梁部材)の表面にコンクリートを増し打ちすることが行なわれている。しかしながら、コンクリートは、ほとんど伸びないため引張力に対抗することができず、増し打ちしたコンクリートは、専ら圧縮力に対抗することになる。そこで、増し打ちしたコンクリートの表面に鋼板を巻き立てるなどして引張力に対しても十分に対抗できる補強も行なわれている。 When reinforcing steel pipe piles supporting steel piers and road bridges, pillar members such as steel pipe piers and reinforced concrete columns, and beam members such as steel girders and reinforced concrete girders that form piers and road bridges, for example, reinforcement objects (column members) In addition, concrete is applied to the surface of the beam member). However, since concrete hardly stretches, it cannot resist the tensile force, and the concrete that has been struck up exclusively resists the compressive force. Therefore, reinforcement that can sufficiently resist the tensile force is performed by winding a steel plate around the surface of the concrete that has been beaten.
一方で、コンクリートに補強繊維を混入することにより、伸びひずみを増大させた短繊維補強セメント複合材料や複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料(以下、HPFRCCという)を用いたライニング方法や構造体が提案されている(特許文献1参照)。短繊維補強セメント複合材料やHPFRCCは、通常のコンクリートに比べて引張力に対する変形性能に優れ、複数の微細なひび割れを形成して擬似ひずみ硬化特性を示すので、引張強度および靭性の向上を期待することができる。 On the other hand, there is a lining method or structure using a short fiber reinforced cement composite material or a multi-fine cracked fiber reinforced cement composite material (hereinafter referred to as HPFRCC) whose elongation strain is increased by mixing reinforcing fibers into concrete. It has been proposed (see Patent Document 1). Short fiber reinforced cement composites and HPFRCC are superior in deformation performance to tensile force compared to ordinary concrete, and form multiple fine cracks to show pseudo-strain hardening characteristics, so expect to improve tensile strength and toughness be able to.
ところで、従来、柱部材等に対するコンクリートまたはモルタル巻き立てによる補強構造では、補強層となるライニング部は、上部工や下部工との接合面(境界面)までにしか形成されていないのが一般的である。構造体に地震等により水平力が作用すると、通常、柱部材と上部工や下部工との接合面(断面が大きく変化する部分)に最大曲げモーメントが発生する。したがって、ライニング部が上部工や下部工との接合面(境界面)までにしか形成されていない従来の補強構造では、構造体に水平力が作用した際に、ライニング部は曲げ圧縮応力に抵抗するだけで、曲げ引張り応力に対する抵抗は期待できない。即ち、ライニング部にHPFRCCを使用しても、従来の補強構造では、HPFRCCのひずみ硬化特性を十分に発揮させることができず、構造体の曲げ耐力を向上させることが難しいという問題があった。 By the way, in the conventional reinforcement structure by concrete or mortar hoisting for pillar members, etc., the lining part that becomes the reinforcement layer is generally formed only up to the joint surface (boundary surface) with the superstructure and substructure. It is. When a horizontal force is applied to the structure due to an earthquake or the like, a maximum bending moment is usually generated at the joint surface between the column member and the superstructure or substructure (section where the cross section changes greatly). Therefore, in the conventional reinforcement structure where the lining part is formed only up to the joint surface (boundary surface) with the superstructure or substructure, the lining part resists bending compressive stress when a horizontal force acts on the structure. By doing so, resistance to bending tensile stress cannot be expected. That is, even if HPFRCC is used for the lining portion, the conventional reinforcing structure cannot sufficiently exhibit the strain hardening characteristics of HPFRCC, and there is a problem that it is difficult to improve the bending strength of the structure.
本発明の目的は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料のひずみ硬化特性を効果的に発揮させて、補強対象体の曲げ耐力をさらに向上させる構造体およびライニング方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a structure and a lining method that can effectively exhibit the strain hardening characteristics of a plurality of fine crack-type fiber reinforced cement composites and further improve the bending strength of the object to be reinforced.
上記目的を達成するため、本発明の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いた構造体は、上部工を支えて立設される補強対象体の表面に補強対象体の軸方向に延設して固定された金属製の応力伝達部材と、この応力伝達部材とともに補強対象体の表面を覆う複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料とで構成された補強層を、前記補強対象体に固定して一体化させるとともに、この複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を、前記上部工を形成するコンクリートに入り込ませて、このコンクリートと前記補強層とを一体化させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the structure using the multiple fine crack type fiber reinforced cement composite material of the present invention extends in the axial direction of the object to be reinforced on the surface of the object to be erected to support the superstructure. A reinforcing layer composed of a metal-made stress transmission member fixed and a plurality of microcracked fiber reinforced cement composites covering the surface of the object to be reinforced together with the stress transmitting member is fixed to the object to be reinforced. And the plurality of fine crack type fiber reinforced cement composite materials are inserted into the concrete forming the superstructure, and the concrete and the reinforcing layer are integrated.
また、本発明の別の構造体は、立設される補強対象体の表面に補強対象体の軸方向に延設して固定された金属製の応力伝達部材と、この応力伝達部材とともに補強対象体の表面を覆う複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料とで構成された補強層を、前記補強対象体に固定して一体化させ、さらに、この複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により前記補強対象体によって支えられる上部工を形成して、この上部工と前記補強層とを連続させて一体化させたことを特徴とする。 Further, another structure of the present invention includes a metal stress transmission member that is fixed to the surface of a reinforcement object to be erected and extends in the axial direction of the reinforcement object, and a reinforcement object together with the stress transmission member. a reinforcing layer composed of a plurality fine cracks type fiber-reinforced cement composite material covering the surface of the body, it is integrated and fixed to the reinforcement subject, further, the reinforcing this plurality fine cracks type fiber-reinforced cement composite material An upper work supported by the object is formed, and the upper work and the reinforcing layer are continuously integrated.
本発明の構造体では、例えば、前記応力伝達部材が、前記上部工の前記複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料で形成された部分にまで延設されている仕様にする。前記上部工との境界となる前記補強層の部分が、補強層の別の部分よりも拡幅化されている仕様にすることもできる。前記複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料が、圧縮強度90MPa以上でかつ、引張終局ひずみが0.5%以上であり、補強繊維を高強度ポリエチレン繊維にした超高強度ひずみ硬化型セメント系材料である仕様にすることもできる。前記応力伝達部材としては、例えば、異形鉄筋を用いる。 In the structure of the present invention, for example, the stress transmission member is set to extend to a portion formed of the plurality of fine crack type fiber reinforced cement composite materials of the superstructure. The part of the reinforcing layer that becomes a boundary with the superstructure may be made wider than another part of the reinforcing layer. The multi-fine crack type fiber reinforced cement composite material is an ultra high strength strain hardening type cementitious material having a compressive strength of 90 MPa or more and a tensile ultimate strain of 0.5% or more, and the reinforcing fiber is a high strength polyethylene fiber. It can be a certain specification. For example, a deformed reinforcing bar is used as the stress transmission member.
本発明の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いたライニング方法は、構造体の上部工を支えて立設される補強対象体の表面に、金属製の応力伝達部材を補強対象体の軸方向に延設して固定した後、前記補強対象体の表面外側に型枠を配置し、この型枠と前記補強対象体の表面との間に複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を打設して前記応力伝達部材を覆って固化させることにより補強層を形成して、この補強層と前記補強対象体とを一体化させるとともに、前記上部工を形成するコンクリートに、前記複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を入り込ませて、このコンクリートと前記補強層とを一体化させることを特徴とする。 The lining method using a plurality of microcracked fiber reinforced cement composite material according to the present invention includes a metal stress transmission member placed on the surface of a reinforcement object that is erected while supporting the superstructure of the structure. After extending and fixing in a direction, a mold frame is arranged outside the surface of the object to be reinforced, and a plurality of fine crack type fiber reinforced cement composite materials are placed between the mold frame and the surface of the object to be reinforced Then, a reinforcing layer is formed by covering and solidifying the stress transmission member, and the reinforcing layer and the object to be reinforced are integrated, and the concrete having the superstructure is formed on the plurality of fine crack-type fibers. A reinforced cement composite material is inserted to integrate the concrete and the reinforcing layer.
本発明の別のライニング方法は、立設される補強対象体の表面に、金属製の応力伝達部材を補強対象体の軸方向に延設して固定した後、前記補強対象体の表面外側および前記補強対象体によって支えられる構造体の上部工に相当する対象部分の外側に型枠を配置し、この型枠と前記補強対象体の表面との間および前記対象部分に複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を打設して、前記応力伝達部材を覆って固化させることにより補強層を形成して、この補強層と前記補強対象体とを一体化させ、さらに、この複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により前記対象部分を形成して、前記補強層と上部工とを連続させて一体化することを特徴とする。 According to another lining method of the present invention, after a metal stress transmission member is extended and fixed in the axial direction of the object to be reinforced on the surface of the object to be reinforced, A mold is disposed outside the target portion corresponding to the superstructure of the structure supported by the reinforcement object, and a plurality of fine crack type fiber reinforcements are provided between the mold and the surface of the reinforcement object and in the object portion. A cement composite material is placed , and the stress transmission member is covered and solidified to form a reinforcing layer, and the reinforcing layer and the object to be reinforced are integrated. The target portion is formed of a cement composite material, and the reinforcing layer and the superstructure are continuously integrated.
本発明のライニング方法では、例えば、前記応力伝達部材を、前記上部工の前記複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料で形成された部分にまで延設する。前記複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料として、例えば、圧縮強度90MPa以上でかつ、引張終局ひずみが0.5%以上であり、補強繊維が高強度ポリエチレン繊維である超高強度ひずみ硬化型セメント系材料を使用し、前記応力伝達部材として、異形鉄筋を使用する。 In the lining method of the present invention, for example, the stress transmission member is extended to a portion of the superstructure made of the multiple fine cracked fiber reinforced cement composite material. As the plural fine crack type fiber reinforced cement composite material, for example, an ultra high strength strain hardening type cement system having a compressive strength of 90 MPa or more and a tensile ultimate strain of 0.5% or more, and the reinforcing fiber is a high strength polyethylene fiber. A material is used, and a deformed reinforcing bar is used as the stress transmission member.
本発明によれば、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により形成される補強層と、上部工とが一体化する。これにより、構造体に水平力が作用した際に最大の曲げモーメントが生じる上部工と補強対象体との接合面(断面積が大きく変化する部分)が複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料により補強される。それ故、水平力により生じる曲げ圧縮応力および曲げ引張り応力に十分に対抗して構造体の曲げ耐力をさらに向上させることができる。 According to the present invention, the reinforcing layer formed by the multiple fine crack type fiber reinforced cement composite material and the superstructure are integrated. As a result, the joint surface between the superstructure that generates the maximum bending moment when a horizontal force is applied to the structure and the object to be reinforced (the part where the cross-sectional area changes greatly) is reinforced with multiple microcracked fiber reinforced cement composites. Is done. Therefore, the bending strength of the structure can be further improved by sufficiently resisting the bending compressive stress and bending tensile stress generated by the horizontal force.
以下、本発明の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いた構造体およびライニング方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a structure and a lining method using the multiple fine crack type fiber reinforced cement composite material of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図1、2に例示するように、本発明の構造体1は、上部工6を支えて立設される補強対象体2の表面に固定された金属製の応力伝達部材5と、補強対象体2の表面を覆う複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料4(以下、HPFRCC4という)とで構成された補強層3と、上部工6を形成するコンクリートとが一体化されて構築されている。この実施形態では、コンクリート6aと鉄筋6bとで形成された桟橋等の上部工6を支える鋼管杭2aが補強対象体2になっている。鋼管杭2aの内部には中詰コンクリート2cが充填されている。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the
応力伝達部材5は、鋼管杭2aの軸方向に延設されている。この応力伝達部材5とともにHPFRCC4とで構成された補強層3が鋼管杭2aに固定されて一体化されている。さらに、HPFRCC4が上部工6を形成するコンクリート6aに入り込んで、このコンクリート6aと補強層3とが一体化されている。
The
応力伝達部材5としては、例えば、異形鉄筋が使用される。その他に、丸棒鉄筋などの種々の金属棒、型鋼等を用いることもできる。応力伝達部材5は、円筒断面の鋼管杭2aに対して周方向等間隔で配置される。例えば、12本の異形鉄筋が、円筒断面の鋼管杭2aに対して周方向等間隔で配置され、鋼管杭2aの軸方向(管長手方向)に平行に延設される。それぞれの応力伝達部材5は、点溶接によって鋼管杭2aの外周表面に固定される。図における符号Wは、鋼管杭2aと応力伝達部材5との点溶接部を示している。応力伝達部材5の本数や配置は、この実施形態に限定されず、適宜決定することができる。応力伝達部材5を異形鉄筋にした場合、例えば、呼び名D6〜D19の仕様を用いて、それぞれを300mm〜500mmの等間隔で配置する。
For example, a deformed reinforcing bar is used as the
応力伝達部材5の鋼管杭2aに対する固定は、点溶接に限らず、応力伝達部材5を全長に渡って溶接することもできる。また、ボルト等の固定部材や磁石を用いて応力伝達部材5を鋼管杭2aに固定することもできる。
The fixing of the
HPFRCC4の構成材料は、セメント、細骨材、混和材、混和剤、強化繊維、水である。セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメントを用いる。細骨材としては、例えば、珪砂を用いる。混和材としては、例えば、フライアッシュを用いる。混和剤としては、例えば、高性能AE減水剤および消泡剤を用いる。強化繊維としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、高強度ポリエチレン繊維を用いて、これら繊維の直径は、0.04mm程度、長さ12mm程度、弾性係数40.6GPa程度、引張破断強度1690MPa程度である。補強繊維混入率は、体積割合で0.5%〜2.0%程度である。 The constituent materials of HPFRCC4 are cement, fine aggregate, admixture, admixture, reinforcing fiber, and water. For example, ordinary Portland cement is used as the cement. For example, silica sand is used as the fine aggregate. For example, fly ash is used as the admixture. As the admixture, for example, a high performance AE water reducing agent and an antifoaming agent are used. As the reinforcing fibers, for example, polyvinyl alcohol (PVA) fibers and high-strength polyethylene fibers are used. The diameters of these fibers are about 0.04 mm, the length is about 12 mm, the elastic modulus is about 40.6 GPa, and the tensile breaking strength is about 1690 MPa. It is. The reinforcing fiber mixing rate is about 0.5% to 2.0% by volume.
HPFRCC4の中でも、超高強度および超高靭性を併せ持つ超高強度ひずみ硬化型セメント系材料(以下、UHP−SHCCという)を用いるとよい。UHP−SHCCの構成材料は、セメント、細骨材、混和材、混和剤、強化繊維、水である。セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメントを用いる。細骨材としては、例えば、珪砂を用いる。混和材としては、例えば、シリカフュームおよび膨張材を用いる。混和剤としては、例えば、高性能AE減水剤および消泡剤を用いる。強化繊維としては、例えば、高強度ポリエチレン繊維(直径0.012mm程度、密度0.97g/cm2程度、弾性係数88GPa程度、引張破断強度2700MPa程度)を用いる。 Among HPFRCC4, an ultrahigh strength strain-hardening cement material (hereinafter referred to as UHP-SHCC) having both ultrahigh strength and ultrahigh toughness may be used. The constituent materials of UHP-SHCC are cement, fine aggregate, admixture, admixture, reinforcing fiber, and water. For example, ordinary Portland cement is used as the cement. For example, silica sand is used as the fine aggregate. As the admixture, for example, silica fume and an expansion material are used. As the admixture, for example, a high performance AE water reducing agent and an antifoaming agent are used. As the reinforcing fibers, for example, high-strength polyethylene fibers (diameter of about 0.012 mm, density of about 0.97 g / cm 2 , elastic modulus of about 88 GPa, and tensile breaking strength of about 2700 MPa) are used.
補強層3(HPFRCC4)の層厚は、補強に必要な強度等に基づいて決定されるが、応力伝達部材5の腐食等を防止するために、かぶり厚は30mm以上とする。
The layer thickness of the reinforcing layer 3 (HPFRCC 4) is determined on the basis of the strength necessary for reinforcement, but the cover thickness is 30 mm or more in order to prevent corrosion of the
補強層3にHPFRCC4を使用した場合、鋼管杭2aが負荷を受けて変形した際に、引張応力下においてHPFRCC4に複数の微細ひび割れが発生することで、通常のセメント材料に比して高い靭性や強度を発揮する。さらに、鋼管杭2aの外周表面に鋼管杭2aの軸方向に延設するように固定した応力伝達部材5によって、鋼管杭2aとHPFRCC4とが応力伝達部材5の延設方向に連続的に一体化しているので、鋼管杭2aとHPFRCC4との剥離が生じ難くなっている。そのため、微細なひび割れがHPFRCC4のより広い範囲に分散されて、HPFRCC4が有する擬似ひずみ硬化特性を効果的に発揮させることができ、一段と耐力を向上させた補強が可能になる。
When the
加えて、本発明の構造体1では、HPFRCC4を、上部工6を形成するコンクリート6aに入り込ませて、コンクリート6aと補強層3とを一体化させているので、構造体1に水平力が作用した際に最大の曲げモーメントが生じる上部工6と鋼管杭2aとの接合面(断面積が大きく変化する部分)がHPFRCC4により補強されることになる。そのため、補強層3を構成するHPFRCC4が、水平力により生じる上部工6と鋼管杭2aとの接合面における曲げ圧縮応力だけでなく、曲げ引張り応力に対抗することができる。即ち、この曲げ圧縮応力を補強層3の広い範囲に分担させることにより、構造体1の曲げ耐力をさらに向上させることが可能になっている。このようにして、HPFRCC4のひずみ硬化特性が効果的に発揮できる構造になっている。
In addition, in the
上部工6を形成するコンクリート6aにHPFRCC4を入り込ませる深さ(上下方向長さ)は、10cm以上であれば一定の効果が得られるので、例えば、10cm〜30cmに設定する。
If the depth (vertical length) at which the
この構造体1を構築して鋼管杭2aを補強する手順は、以下のとおりである。
The procedure for constructing the
まず、図3に例示するように、既設の鋼管杭2aの外周表面に、応力伝達部材5を点溶接する。これにより、応力伝達部材5を補強対象部分のほぼ全長に渡って鋼管杭2aの軸方向に延設するように固定する。また、既設の上部工6の下端部(コンクリート6a)をはつっておく。
First, as illustrated in FIG. 3, the
次いで、図4に例示するように、鋼管杭2aの外周表面外側にすき間をあけて型枠8を配置する。この実施形態では、合成樹脂繊維製のシールカバーを型枠8として使用しているが、一般的な剛体の型枠8を用いることもできる。この型枠8を鋼管杭2aの外周に巻付けて、下端部等を結束バンド等の固定部材9によって締め付けて固定する。鋼管杭2aの外周に固定された型枠8の下端部には注入管10aが設けられ、上端部にはエア抜き管10bが設けられている。
Next, as illustrated in FIG. 4, the
次いで、注入管10aからHPFRCC4を注入して、この型枠8と鋼管杭2aの外周表面との間のすき間にHPFRCC4を打設する。上部工6の下端部のコンクリート6aをはつった部分にもHPFRCC4を入り込ませる。打設したHPFRCC4により応力伝達部材5aを覆って固化させることにより補強層3を形成するとともに、補強層3と鋼管杭2aとを一体化させる。さらに、上部工6の下端部に入り込ませたHPFRCC4と上部工を形成するコンクリート6aとを固着させてコンクリート6aと補強層3とを一体化させることにより、構造体1を構築する。
Subsequently, HPFRCC4 is inject | poured from the
上部工6のコンクリート6aをはつった部分(その後、HPFRCC4で形成される部分)にまで応力伝達部材5を延設した状態にして、HPFRCC4を打設することもできる。これにより、図5に例示するように、応力伝達部材5が上部工6のHPFRCC4で形成される部分にまで延設されている構造体1が構築される。この仕様では、上部工6のHPFRCC4で形成される部分にまで延設された応力伝達部材5を通じて、応力がHPFRCC4に伝わるので、一段と耐力を向上させることが可能になる。
The
図6に例示するように、上部工6との境界となる補強層3の部分が、上部工6よりも狭幅であるとともに補強層2の別の部分よりも拡幅化された拡幅部3aを有する仕様にすることもできる。図7に例示するように、この拡幅部3aを下方に向かって縮径するテーパ部3bにすることもできる。
As illustrated in FIG. 6, the widened portion 3 a in which the portion of the reinforcing
このように拡幅部3a、テーパ部3bを設けることにより、上部工6との境界となる補強層3の部分への応力集中が抑制されるので、耐力を向上させるには有利になる。図6、図7の仕様の場合も、上部工6のHPFRCC4で形成される部分にまで応力伝達部材5を延設させた仕様にすることもできる。
By providing the widened portion 3a and the tapered
図8、図9に本発明の構造体1の別の実施形態を例示する。この実施形態は、既設ではなく、新設の鋼管杭2a等を補強対象体2にするものである。この構造体1は、上部工6を支えて立設される鋼管杭2aの表面に固定された応力伝達部材5と鋼管杭2aの表面を覆うHPFRCC4とで構成された補強層3と、上部工6とが一体化されて構築されている。応力伝達部材5は、鋼管杭2aの軸方向に延設されている。この補強層3が鋼管杭2aに固定されて一体化されている。さらに、上部工6が鉄筋6bとHPFRCC4とで形成されていて、補強層3と上部工6とが一体化されている。
8 and 9 illustrate another embodiment of the
この実施形態では、上部工6を形成するHPFRCC4と補強層3とを一体化させているので、先の実施形態と同様に、構造体1に水平力が作用した際に最大の曲げモーメントが生じる上部工6と鋼管杭2aとの上下方向の接合面がHPFRCC4により補強されることになる。そのため、HPFRCC4が、水平力により生じる上部工6と鋼管杭2aとの接合面における曲げ圧縮応力だけでなく、曲げ引張り応力に対抗して、構造体1の曲げ耐力をさらに向上させることが可能になっている。
In this embodiment, since the
さらに、上部工6と補強層3とが、同じHPFRCC4によって継ぎ目なく形成されているので、上部工6との境界となる補強層3の部分での応力がより広い範囲のHPFRCC4に分担されるので、応力集中が抑制されて耐力を向上させるには有利になる。図8の仕様の場合も、上部工6(HPFRCC4で形成される部分)にまで応力伝達部材5を延設させた仕様にすることもできる。
Furthermore, since the
この構造体1を構築して鋼管杭2aを補強する手順は、以下のとおりである。
The procedure for constructing the
まず、図10に例示するように、新設の鋼管杭2aの外周表面に応力伝達部材5を点溶接する。これにより、応力伝達部材5を補強対象部分のほぼ全長に渡って鋼管杭2aの軸方向に延設するように固定する。また、上部工6を形成する鋼管杭2aの上端部には鉄筋6bを配筋しておく。
First, as illustrated in FIG. 10, the
次いで、図11に例示するように、鋼管杭2aの外周表面外側にすき間をあけて型枠8を配置し、上部工6に相当する対象部分の外側にも型枠8を配置する。この型枠8を鋼管杭2aの外周に巻付けて、下端部等を結束バンド等の固定部材9によって締め付けて固定する。鋼管杭2aの外周に固定された型枠8の下端部には注入管10aが設けられている。
Next, as illustrated in FIG. 11, the
次いで、注入管10aからHPFRCC4を注入して、この型枠8と鋼管杭2aの外周表面との間のすき間および上部工6に相当する対象部分にHPFRCC4を打設する。図12に例示するように、打設したHPFRCC4により応力伝達部材5を覆って固化させることにより補強層3を形成して補強層3と鋼管杭2aとを一体化させる。さらに、HPFRCC4により上部工6を形成して、補強層3と上部工6とを継ぎ目なく連続させて一体化させることにより、構造体1を構築する。
Next,
この実施形態の場合も、上述した拡幅部3a、テーパ部3bを有する仕様にすることもできる。また、上部工6のHPFRCC4で形成される部分にまで応力伝達部材5を延設させた仕様にすることもできる。
In the case of this embodiment, the specification having the widened portion 3a and the tapered
図13に例示するように、本発明の構造体1は陸上の杭等を補強対象体2にすることもできる。例えば、道路橋などの上部工6を支える鋼管橋脚2bを補強対象体2にできる。この実施形態においても上述した実施形態と同様に、既設の上部工6の下端部をはつって、上部工6を形成するコンクリート6aに、補強層3を構成するHPFRCC4を入り込ませて、このコンクリート6aと補強層3とを一体化させることもできる。或いは、HPFRCC4により上部工6を新設して、補強層3と上部工6とを連続させて一体化させることもできる。また、上述した種々の仕様を適用することができる。
As illustrated in FIG. 13, the
下部工7を形成するコンクリート7aに、補強層3を構成するHPFRCC4を入り込ませて、このコンクリート6aと補強層3とを一体化させることもできる。
It is also possible to integrate the
本発明は、鋼管杭2a、鋼管橋脚2bだけではなく、鉄筋コンクリート杭、鉄筋コンクリート柱等を補強対象体2とすることができる。
In the present invention, not only the
図14に示すように、同仕様の鋼管(長さ2000mm、外径89.1mm、厚さ4.2mm)を補強対象体2として、この鋼管に上部工6および下部工7を設けた5種類の構造体の試験サンプルS(比較例、実施例1〜4)を作製した。鋼管の外周面には応力伝達部材5として異形鉄筋(D6)を鋼管の外周面に周方向に等間隔で4本固定して鋼管の軸方向に延設した。そして、これら異形鉄筋とUHP−SHCC4とからなる厚さ21mmの補強層3を鋼管と一体化させて設けた。鋼管の内部には中詰コンクリートが充填されている。上部工6および下部工7の外形は300mm×300mmの正方形である。
As shown in FIG. 14, a steel pipe having the same specifications (length: 2000 mm, outer diameter: 89.1 mm, thickness: 4.2 mm) is used as
比較例および実施例1〜4に使用したUHP−SHCC4の配合は、水結合材比(W/B)が0.22、砂結合材比(S/B)が0.10、補強繊維混入率(Vf)が1.5%である。Bは結合材(セメント+シリカヒューム+膨張材)を示している。補強繊維は、高強度ポリエチレン繊維(直径0.012mm、長さ6mm、密度0.97g/cm2、弾性係数88GPa、引張破断強度2700MPa)を使用した。
The combination of UHP-SHCC4 used in the comparative example and Examples 1 to 4 has a water binder ratio (W / B) of 0.22, a sand binder ratio (S / B) of 0.10, and a reinforcing fiber mixing rate. (Vf) is 1.5%. B represents a binder (cement + silica fume + expansion material). High-strength polyethylene fibers (diameter 0.012 mm,
それぞれの試験サンプルSについて、支持部材11により支持スパン1800mmで両端支持し、上部工6側の支持部材11から800mmの位置を載荷点にして、荷重Fを負荷して曲げ試験を行った。その際の荷重Fと載荷点での変位との関係を図20〜図24に示す。
Each test sample S was supported at both ends by the
比較例は図15に示すように、UHP−SHCC4を上部工6と下部工7とのそれぞれの境界面までにしか設けなかった仕様である。異形鉄筋は、鋼管と下部工7との境界面から上部工6との境界面の100mm手前まで延設した。
As shown in FIG. 15, the comparative example is a specification in which the UHP-
実施例1は図16に示すように、UHP−SHCC4を、上部工6を形成するコンクリート6aに境界面から100mmの位置まで入り込ませた仕様である。その他の仕様は比較例と同じである。
As shown in FIG. 16, Example 1 is a specification in which UHP-
実施例2は図17に示すように、上部工6をUHP−SHCC4により形成して、補強層3と連続させて継ぎ目なく一体化させた仕様である。その他の仕様は比較例と同じである。
As shown in FIG. 17, the second embodiment is a specification in which the
実施例3は図18に示すように、図16に示した実施例1の異形鉄筋5を上部工6に境界面から100mmの位置まで延設した仕様である。
Example 3 is a specification in which the deformed reinforcing
実施例4は図19に示すように、図17に示した実施例2の異形鉄筋5を上部工6に境界面から100mmの位置まで延設した仕様である。
Example 4 is a specification in which the deformed reinforcing
図20〜図24に示すように、実施例1〜4は比較例に対して荷重Fの最大値が大きくなり、耐力が向上することが分かる。 As shown in FIGS. 20 to 24, it can be seen that in Examples 1 to 4, the maximum value of the load F is larger than that of the comparative example, and the proof stress is improved.
実施例1、3の結果(図21、図23)と実施例2、4の結果(図22、図24)との比較により、補強層3を形成するUHP−SHCC4を上部工6のコンクリート6aに入り込ませる仕様と、上部工6をUHP−SHCC4により形成して、UHP−SHCC4により形成される補強層3と一体化させる仕様では同等の耐力向上効果が得られることが分かる。
By comparing the results of Examples 1 and 3 (FIGS. 21 and 23) with the results of Examples 2 and 4 (FIGS. 22 and 24), the UHP-
実施例1、2の結果(図21、図22)と実施例3、4の結果(図23、図24)との比較により、異形鉄筋5を上部工6を形成するUHP−SHCC4にまで延設すると、延設しない場合に比して、耐力が向上することが分かる。
By comparing the results of Examples 1 and 2 (FIGS. 21 and 22) with the results of Examples 3 and 4 (FIGS. 23 and 24), the
1 構造体
2 補強対象体
2a 鋼管杭
2b 鋼管橋脚
2c 中詰コンクリート
3 補強層
3a 拡幅部
3b テーパ部
4 HPFRCC(UHP−SHCC)
5 応力伝達部材(異形鉄筋)
6 上部工
6a コンクリート
6b 鉄筋
7 下部工
7a コンクリート
8 型枠
9 固定部材
10a 注入管
10b エア抜き管
11 支持部材
S 試験サンプル
W 点溶接部
DESCRIPTION OF
5 Stress transmission member (deformed bar)
6
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012132756A JP5922993B2 (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012132756A JP5922993B2 (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013256788A JP2013256788A (en) | 2013-12-26 |
JP5922993B2 true JP5922993B2 (en) | 2016-05-24 |
Family
ID=49953436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012132756A Active JP5922993B2 (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5922993B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6506113B2 (en) * | 2015-06-16 | 2019-04-24 | 東亜建設工業株式会社 | Repair method of reinforced concrete structure |
JP6860381B2 (en) * | 2017-03-10 | 2021-04-14 | 東亜建設工業株式会社 | Reinforcement method and structure of steel pipe pile using multiple fine crack type fiber reinforced cement composite material |
CN115159913A (en) * | 2022-07-29 | 2022-10-11 | 物华能源科技有限公司 | High-strength columnar concrete formula for static penetration of perforating bullet and target |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5011322U (en) * | 1973-05-25 | 1975-02-05 | ||
JP2796501B2 (en) * | 1994-09-05 | 1998-09-10 | 鹿島建設株式会社 | Reinforcement structure for existing concrete structures |
JPH08209630A (en) * | 1995-01-31 | 1996-08-13 | Fusao Sakano | Reinforcing method for structure such as pillar, beam, or girder made of reinforced concrete |
JP3470246B2 (en) * | 1995-05-30 | 2003-11-25 | 株式会社石井鐵工所 | Method of reinforcing steel pedestal and reinforced pedestal |
JPH08333715A (en) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Tonen Corp | Reinforcing method of concrete structure base |
JPH0960308A (en) * | 1995-08-23 | 1997-03-04 | Shimizu Corp | Reinforcing method for column and connection part of column and beam in existing building |
JPH09250111A (en) * | 1996-03-18 | 1997-09-22 | Hazama Gumi Ltd | Coating material and structure for preventing cover concrete separation |
JP3802996B2 (en) * | 1999-05-07 | 2006-08-02 | 戸田建設株式会社 | Construction method of flat slabs using steel pipe concrete columns |
JP3786938B2 (en) * | 2003-08-27 | 2006-06-21 | 株式会社アーテック | Reinforcement method for concrete structures |
JP5660524B2 (en) * | 2010-03-04 | 2015-01-28 | 國枝 稔 | Lining method and structure using multiple fine cracked fiber reinforced cement composites |
-
2012
- 2012-06-12 JP JP2012132756A patent/JP5922993B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013256788A (en) | 2013-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017185942A1 (en) | Steel-fiber composite material concrete combined column, and post-earthquake repair method thereof | |
KR101684771B1 (en) | Method for connection structure for internally confined hollow rc column-foundation connection reinforced with external tube | |
US20120124937A1 (en) | Hybrid frp-concrete-steel double-skin tubular beams and hybrid dstb/slab units using the beams | |
KR101570484B1 (en) | Half-PC Column using lightweight Encased Inner Form And Manufacturing Method Thereof, And Construction Method Using The Same | |
JP6652754B2 (en) | Joint structure of precast concrete slab for rapid construction and its construction method | |
JP2008069605A (en) | Reinforcement structure of h-shaped cross section steel material and reinforcement method | |
KR100878180B1 (en) | Concrete filled fiber reinforced plastics composite column | |
JP5660524B2 (en) | Lining method and structure using multiple fine cracked fiber reinforced cement composites | |
CN105781017A (en) | Ultrahigh-performance assembly column and manufacturing method thereof | |
JP5922993B2 (en) | Structure and lining method using multiple fine crack type fiber reinforced cement composites | |
JP2003041708A (en) | Member for structure | |
JP7330003B2 (en) | Method for reinforcing masonry structures | |
JP2012057443A (en) | Steel pipe reinforced concrete composite pile and manufacturing method for the same | |
JP2010265623A (en) | Reinforcing structure of steel floor slab | |
JP5508070B2 (en) | Joining structure and joining method of steel member and concrete member | |
KR20130090453A (en) | Reinforcement member and girder using the same | |
JP6860381B2 (en) | Reinforcement method and structure of steel pipe pile using multiple fine crack type fiber reinforced cement composite material | |
JP2003253761A (en) | Fiber-reinforced plastics concrete composite structural member | |
JP2008144459A (en) | Slab form and method of constructing composite floor slab | |
KR100712622B1 (en) | Continuous Preflex Girder Structure Using Prestress in Parent Section Using Expanded Concrete and Its Construction Method | |
JP3689182B2 (en) | Solidified plastic structure | |
JP2020063598A (en) | Hinge part reinforcement method and reinforcement structure in hinged girder bridge with pc | |
JP2009097257A (en) | Designing method for bridge pier joint structure | |
CN103334596A (en) | Method of external prestressing and steel cover reinforced concrete pier column | |
KR100570231B1 (en) | Structure section extension equipment and an extension method of construction using ps steel materials and a steel plate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20141204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5922993 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |