トレカ
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クロス工法技術資料
炭 素 繊 維 シ ー ト 接 着 工 法 に よ る コ ン ク リ ー ト 構 造 物 の 補 修 ・ 補 強
２０１１年５月
トレカクロス工法技術資料
－目 次－ １章 工 法 概要 1.1 ト レ カク ロ ス工 法 ････････････ 1-1 1.2 工 法 の特 長 ････････････ 1-1 1.3 工 法 の適 用 範囲 ････････････ 1-2 ２章 材 料 編 2.1 ト レ カク ロ ス ････････････ 2-1 2.2 プ ラ イマ ー ････････････ 2-2 2.3 不 陸 修正 材 ････････････ 2-4 2.4 含 浸 接着 樹 脂 ････････････ 2-6 2.5 CFRP の 引張 試 験結 果 ････････････ 2-11 2.6 CFRP と コン ク リー トの 付 着試 験 結果 ････････････ 2-15 2.7 CFRP の 継手 強 度 ････････････ 2-18 2.8 曲 率 がト レ カク ロス の引 張 強度 に 与え る影 響 ････････････ 2-21 2.9 CFRP（TS ﾚｼﾞﾝ）と コン ク リー ト と接 着試 験結 果 ････････････ 2-22 2.10 CFRP の 耐久 性 評価 試験 ････････････ 2-25 2.11 CFRP の 熱特 性 ････････････ 2-26 2.12 価 格 表 ････････････ 2-27 ３章 設 計 編 3.1 曲 げ 補強 設 計 ････････････ 3-1 3.2 せ ん 断補 強 設計 ････････････ 3-4 3.3 橋 脚 耐震 補 強設 計 ････････････ 3-9 3.4 床 版 補強 設 計 ････････････ 3-14 3.5 設 計 例 ････････････ 3-16 ４章 施 工 編 4.1 使 用 材料 ････････････ 4-1 4.2 施 工 手順 ････････････ 4-3 4.3 ト レ カク ロ ス工 法に おけ る 安全 の 留意 点 ････････････ 4-16 ５章 そ の 他 5.1 歩 掛 り ････････････ 5-1 5.2 ト レ カク ロ ス工 法の 第３ 者 評価 ････････････ 5-12 5.2 下 地処 理 材・ 仕上 げ材 ････････････ 5-15１章 工法概要
1.1 トレ カク ロ ス工 法 ト レ カ ク ロ ス 工 法 と は 、 従 来 材 料 で あ る 鋼 材 等 に か わ っ て 、 先 端 材 料 で あ る 炭 素 繊 維 “ト レカ®”を 織 物に 加工 した ト レカ ク ロス を使 い、含 浸接 着樹 脂 でコ ンク リ ート 表 面に 含浸 ・接 着 ・硬 化 させ るコ ンク リ ート 構 造物 の補 修・ 補 強工 法 であ る。 1.2 工法 の特 長 トレ カク ロ ス工 法 の特 長を 以下 に 示す 。 (1) 炭 素 繊維 強 化プ ラス チッ ク （CFRP）の 特長 ・ CFRP の密 度は 、約 1.6g/cm3と鉄 の約 1/5 程度 であ り 、補 強 によ る重 量増 加 はほ と ん ど生 じな い 。 ・ 高強 度型 ト レカ ク ロス の引 張強 度 は 3,400 N/mm2以上 であ り 、鋼 材 の 10 倍以 上 であ る 。 ・ 補強 後の 厚 みが 薄 いた め、補強 に よる コ ンク リー ト躯 体 の形 状 変化 は、従来 材 料に 比 べ、 非常 に 少な い 。 (2) 補強 効果 ・ 炭素 繊維 が 1 方 向 に配 列さ れて い るト レ カク ロ ス 1 方 向 タイ プ は、トレ カク ロ スの も つ優 れた 強 度特 性 が最 大限 に発 揮 され 、 高い 補強 効果 が 得ら れ る。 ・ トレ カク ロ ス は 1 方向 のみ 補強 効 果を 発 揮す るの で 、必 要と す る方 向の みを 補 強す る こと がで き る。ま た、トレ カク ロ ス 2 方 向タ イプ は 2 方 向に 炭 素繊 維が 配向 さ れて い るの で 2 方 向に 効 果が 発揮 でき る （主 に 剥落 ・ひ び割 れ 対策 で 使用 ）。 ・ CFRP は 積層 す るこ と が可 能で あ る 。要 求補 強量 に対 し 、積層 数 の 調 整 に よ り 経 済 的 ・ 効率 的な 補 強が 可 能で ある 。 (3) 施工 性 ・ トレ カク ロ スを 常 温硬 化の 含浸 接 着樹 脂 で含 浸・接着 す る簡 単 な施 工で 、少 人 数か つ 短工 期で 済 む。 ・ 軽量 で 手 作 業 だ け で 施 工 が 可 能 で あ り 、 重 機 が 不 要 で 施 工 ス ペ ー ス に 制 約 さ れ な い 。 ・ トレ カク ロ スは 、 構造 物の 複雑 形 状に 柔 軟に 対応 でき 、 また 自 由に カッ トで き る。 ・ 軽量 で運 搬 性に 優 れ、 搬入 が容 易 であ り 、高 所・ 狭い 場 所で の 作業 にも 適す る 。 ・ トレ カク ロ ス１ 方 向タ イプ には ガ ラス 糸 が挿 入さ れて お り、樹 脂の 含浸 状況 を 目視 で 確認 する こ とが で きる 。（ ト レカ クロ ス G 工 法と し て NETIS 登 録済 み：KT-090053-A） (4) 耐久 性、 耐 食性 ・ 炭 素 繊 維 シ ー ト と 含 浸 接 着 樹 脂 の み を 用 い る 補 強 工 法 の た め 、 ほ と ん ど の 環 境 で 腐 食・劣化 に対 し て安 定 であ る。また 、材 料自 体は 既往 の 研究 な どか ら疲 労に 対 して も 鋼材 以上 の 耐久 性 を発 揮す る。(5) コス ト ・ 工事 費は ト レカ ク ロス の層 数に よ って 変 化す るが 、一 般 的に 低 コス トで ある 。 ・ 付帯 工事 費 、工 期 等を 含め て総 合 的コ ス トで 有利 とな る 。 1.3 工法 の適 用 範囲 トレ カク ロ ス工 法 の適 用範 囲は コ ンク リ ート 構造 物全 般 であ る。そ の適 用例 に つい て 、 土木 用途 と 建築 用 途に 分け ると 以 下の よ うに なる 。 ①土 木用 途 例 ・ ・・ 道 路橋 ・ 鉄道 高 架橋 の橋 脚の 耐 震補 強 、 地 下鉄 中 柱の 耐 震補 強、 道路 橋 RC 床 版の 補修 ・補 強 、 道 路橋 等 桁の 曲 げ補 強・ せん 断 補強 、 トン ネル 、 ボッ ク スカ ルバ ート の 補修 ・ 補強 など ②建 築用 途 例 ・ ・・ 柱 ・壁 の 耐震 補 強、 梁・ 床等 の 補修 ・ 補強 ・た わみ 防 止、 RC 煙突 の耐 震 補強 な ど 【 適用 範 囲】 橋脚 桁・ 梁 床版 煙突 柱 トン ネル
２章 材料編
2.1 トレ カク ロ ス トレ カク ロ スの 性 能一 覧表 を下 表 に示 す 。 （な お、 下 表は カ タロ グ値 であ り 、保 証 値を 示す もの で はな い 。） 表 2.1-1 ト レカ ク ロ ス性 能一 覧 表 ク ロ ス 物 性 CFRP 物 性 ヤ ン グ 係 数 kN/㎜２ [kgf/㎝２] ※ 3 種 類 品 番 繊 維 重 量 g/㎡ ※ 1 設 計 厚 み ㎜ ※ 2 密 度 g/㎝３ 引 張 強 度 N/㎜２ ※ 3 [kgf/㎝２] 建 築 ※ ４ 土 木 ※ ５ UT70-20G 200 0.111 1.80 3,400 [35,000] 230 [2.34×10６] 245 [2.50×10６] UT70-30G 300 0.167 1.80 3,400 [35,000] 230 [2.34×10６] 245 [2.50×10６] UT70-40G 400 0.222 1.80 3,400 [35,000] － 245 [2.50×10６] UT70-45G 450 0.250 1.80 3,400 [35,000] － 245 [2.50×10６] 一 方 向 高 強 度 UT70-60G 600 0.333 1.80 3,400 [35,000] － 245 [2.50×10６] UM46-30G 300 0.163 1.84 2,400 [25,000] 440 [4.45×10６] 440 [4.45×10６] UM46-34G 340 0.185 1.84 2,400 [25,000] － 440 [4.45×10６] 一 方 向 高 弾 性 UM46-40G 400 0.217 1.84 2,400 [25,000] － 440 [4.45×10６] BT70-20 ﾀﾃ 100 ﾖｺ 100 ﾀﾃ 0.056 ﾖｺ 0.056 1.80 ﾀﾃ 2,900 ﾖｺ 2,900 [ﾀﾃ 30,000] [ﾖｺ 30,000] 230 [2.34×10６] 245 [2.50×10６] 二 方 向 高 強 度 BT70-30 ﾀﾃ 150 ﾖｺ 150 ﾀﾃ 0.083 ﾖｺ 0.083 1.80 ﾀﾃ 2,900 ﾖｺ 2,900 [ﾀﾃ 30,000] [ﾖｺ 30,000] 230 [2.34×10６] 245 [2.50×10６] ※ 1.単 位 面 積 あ た り の 炭 素 繊 維 重 量 で あ り 、 目 付 量 と も い う 。 ※ 2.炭 素 繊 維 の 実 断 面 積 か ら 設 定 し た 値 。 樹 脂 を 含 め た 施 工 後 の 厚 さ は 一 層 当 た り 0.6～ 1.5 ㎜ 。 ※ 3.引 張 強 度 は 平 均 -3σ と し た 値 、 ヤ ン グ 係 数 は 平 均 値 を 示 す 。 ※ 4.(財 )日 本 建 築 防 災 協 会 、平 成 11 年 9 月「 連 続 繊 維 補 強 材 を 用 い た 既 存 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 造 及 び 鉄 骨 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 造 建 築 物 の 耐 震 改 修 設 計 ・ 施 工 指 針 」 に 記 載 の ヤ ン グ 係 数 。 ※ 5.建 設 省 土 木 研 究 所 構 造 橋 梁 部 橋 梁 研 究 室 ／ 炭 素 繊 維 補 修 ・ 補 強 工 法 技 術 研 究 会 、 平 成 11 年 12 月 「 コ ン ク リ ー ト 部 材 の 補 修 ・ 補 強 に 関 す る 共 同 研 究 報 告 書 （ Ⅲ ） － 炭 素 繊 維 シ ー ト 接 着 工 法 に よ る 道 路 橋 コ ン ク リ ー ト 部 材 の 補 修 ・ 補 強 に 関 す る 設 計 ・ 施 工 指 針 （ 案 ） － 」 に 記 載 の ヤ ン グ 係 数 。2.2 プラ イマ ー トレ カク ロ ス工 法 では 、標 準プ ラ イマ ー とし て以 下の4種類 が ある 。 ①TSP400（ 東レ ㈱ ） ②シ ョ ー ボ ン ド ネ オ プ ラ イ マ ー（ シ ョー ボン ド化 学㈱ ） ③ボ ンドE810L（ コニ シ㈱ ） ④ト ーホ ー ダイ トCF5（㈱ 東邦 ア ース テ ック ） (1) TSP400（東 レ㈱ ） 表2.2-1 TSP400の種 類 品 名 項 目 TSP400S TSP400W 備 考 硬 化 物 比 重 1.00～ 1.30 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2:1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ す べてJAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.2-2 TSP400の温 度と 可使 時 間 品 名 TSP400S TSP400W 温 度 （ ℃ ） 15 20 25 30 35 5 10 15 20 指 触 硬 化 時 間（ 時 間 ） 24 16 12 8 6 32 24 16 10 可 使 時 間 （ 分 ） 120 60 45 25 15 120 90 60 40 (2) ショーボンドネオプライマー（シ ョ ーボ ンド 化 学㈱ ） 表2.2-3 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ プ ラ イ マ ーの 種類 品 名 項 目 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ プ ラ イ マ ー 備 考 液 比 重 1.00±0.10 JIS K 5600 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 1:1 使 用 温 度 5℃ ～ 35℃ JAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.2-4 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ プ ラ イ マ ーの 温 度と 可使 時 間 品 名 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ プ ラ イ マ ー 温 度 （ ℃ ） 5 10 20 30 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 20 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） ８ ６ ２ １ 可 使 時 間 （ 時 間 ） １ ０ ８ ６ ４
(3) ボン ドE810L（コ ニシ ㈱） 表2.2-5 ボン ドE810Lの種 類 品 名 項 目 ボ ン ド E810L S ボ ン ド E810L W 備 考 硬 化 物 比 重 1.10±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 5:2 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ す べてJAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.2-6 ボン ドE810Lの温 度と 可 使時 間 品 名 ボ ン ド E810L S ボ ン ド E810L W 温 度 （ ℃ ） 10 20 30 5 10 20 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 1,600 600 300 2,500 1,500 500 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 15 6 3 15 8 5 可 使 時 間 （ 分 ） 120 60 30 120 60 30 (4) トー ホー ダ イトCF5（㈱東 邦 アー ス テッ ク） 表2.2-7 トー ホ ーダ イトCF5の 種類 品 名 項 目 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5 W 備 考 硬 化 物 比 重 1.20±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2： 1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ す べてJAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.2-8 トー ホ ーダ イトCF5の 温度 と 可使 時間 品 名 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5 W 温 度 （ ℃ ） 10 20 30 5 10 20 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 6,200 1,800 600 3,400 2,400 700 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 26 15 6 36 26 13 可 使 時 間 （ 分 ） 110 60 30 150 110 35
2.3 不 陸 修正 材 トレ カク ロ ス工 法 では 、標 準不 陸 修正 材 とし て以 下の4種類 が ある 。 ①TSF600（ 東レ ㈱ ） ②ボ ンドE395（ コ ニシ ㈱） ③シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テF（ショーボンド化学㈱） ④ト ーホ ー ダイ トS901（㈱ 東邦 ア ース テ ック ） (1) TSF600（東 レ㈱ ） 表2.3-1 TSF600の種 類 品 名 項 目 TSF600S TSF600W 備 考 硬 化 物 比 重 1.40±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2： 1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ すべ てJAIA F☆ ☆☆ ☆に 登録 済 み 表2.3-2 TSF600の温 度と 可使 時 間 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 5 10 15 20 30 35 TSF600S － － 120 90 45 15 可 使 時 間 （ 分 ） TSF600W 120 90 60 40 － － (2) ボン ドE395（コ ニシ ㈱） 表2.3-3 ボン ドE395の種 類 品 名 項 目 ボ ン ド E395S ボ ン ド E395W 備 考 硬 化 物 比 重 1.50±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2： 1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ すべ てJAIA F☆ ☆☆ ☆に 登録 済 み 表2.3-4 ボン ドE395の温 度と 可 使時 間 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 5 10 20 25 35 E395S － 140 70 35 25 可 使 時 間 （ 分 ） E395W 90 50 30 － －
表2.3-5 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ Fの種 類 品 名 項 目 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ F（ S） シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ F（ W） 備 考 硬 化 物 比 重 1.40±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2： 1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ 表2.3-6 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ Fの温 度と 可使 時間 品 名 シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ F（ S） シ ョ ー ボ ン ド ネ オ パ テ F（ W） 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 20 25 30 5 10 15 可 使 時 間 （ 分 ） 60 40 30 60 40 30 (4) ト ー ホー ダ イト S901（㈱ 東 邦ア ー ステ ック ） 表2.3-5 トー ホ ーダ イトS901の 種類 品 名 項 目 ト ー ホ ー ダ イ ト S901 ト ー ホ ー ダ イ ト S901 W 備 考 硬 化 物 比 重 1.60±0.10 JIS K 7112 混 合 比 （ 重 量 ） 主 剤 ： 硬 化 剤 ＝ 2： 1 使 用 温 度 15℃ ～ 35℃ 5℃ ～ 20℃ 表2.3-6 トー ホ ーダ イトS901の 温度 と 可使 時間 品 名 ト ー ホ ー ダ イ ト S901 ト ー ホ ー ダ イ ト S901 W 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 10 20 30 5 10 20 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 24 14 6 16 14 8 可 使 時 間 （ 分 ） 110 90 45 140 120 45
2.4 含浸 接着 樹 脂 トレ カク ロ ス工 法 では 、標 準含 浸 接着 樹 脂と して 以下 の4種 類 があ る。 ①TSR800（ 東レ ㈱ ） ②シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅ(ショーボンド化学㈱) ③ボ ンドE2500（ コニ シ㈱ ） ④ト ーホ ー ダイ トCF5P（㈱ 東邦 ア ース テ ック ） また 、エ ポ キシ 系 含浸 接着 樹脂 の 品質 基 準の 一例 を 表 2.4-1 に 示す 。 表2.4-1 エポ キ シ系 含浸 接着 樹 脂の 品 質基 準 規 格 値 試 験 項 目 単 位 試 験 条 件 一 般 用 冬 用 試 験 方 法 外 観 異 常 が な い こ と JIS K6833 硬 化 物 比 重 23℃ 7 日 表 示 項 目 JIS K7112 可 使 時 間 分 5 ま た は 23℃ 表 示 項 目 温 度 上 昇 法
粘 度 Pa×s 5 ま た は 23℃ 表 示 項 目 JIS K7117/JIS K6833 初 期 硬 化 性 N/mm2 5 ま た は 23℃ 表 示 項 目 JIS A6024 引 張 強 さ N/mm2 23℃ 7 日 30 以 上 JIS K7113 曲 げ 強 さ N/mm2 23℃ 7 日 40 以 上 JIS K7171 圧 縮 強 さ N/mm2 23℃ 7 日 70 以 上 JIS K7181 圧 縮 ヤ ン グ 係 数 N/mm2 23℃ 7 日 1500 以 上 JIS K7181 引 張 せ ん 断 接 着 強 さ N/mm2 23℃ 7 日 10 以 上 JIS K6850 低 温 時 曲 げ 接 着 強 さ N/mm2 5℃ 14 日 3 以 上 JIS A6024 質 量 ％ 5 以 下 JIS A6024 加 熱 変 化 体 積 ％ 5 以 下 JIS A6024 ※発 注者 に よっ て 、要 求さ れる 品 質基 準 は異 なり ます の で、 事 前に 確認 が必 要 です 。
(1) TSR800（東 レ㈱ ） 表 2.4-2 TSR800 の種 類と 測定 値 試 験 結 果 試 験 項 目 単 位 TSR800S TSR800W 外 観 異 常 な し 硬 化 物 比 重 1.13 1.14 可 使 時 間 分 60(20℃ ) 60（ 10℃ ） 粘 度 Pa×s 6.8(20℃ ) 12.2(10℃ ) 初 期 硬 化 性 N/mm2 7.9 8.9 引 張 強 さ N/mm2 53.2 48.9 曲 げ 強 さ N/mm2 81.3 72.0 圧 縮 強 さ N/mm2 92.1 84.5 圧 縮 ヤ ン グ 係 数 N/mm2 2,750 2,680 引 張 せ ん 断 接 着 強 さ N/mm 2 22.4 19.9 低 温 時 の 曲 げ 接 着 強 さ N/mm 2 － 6.7 質 量 ％ 2.33 3.04 加 熱 変 化 体 積 ％ 1.89 2.90 混 合 比 （ 重 量 ） 2:1 す べ て JAIA F☆ ☆☆ ☆に 登 録済 み 表2.4-3 TSR800の温 度と 可使 時 間 品 名 TSR800S TSR800W 温 度 （ ℃ ） 15 20 25 30 35 5 10 15 20 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 9,600 7,200 5,600 4,800 4,300 17,600 12,200 8,300 6,300 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 24 16 12 8 6 32 24 16 10 可 使 時 間（ 分 ） 60 45 25 15 10 120 60 45 20
(2) ショーボンドＣＥ(ショーボンド化学㈱) 表 2.4-4 シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅの 種類 と測 定 値 試 験 結 果 試 験 項 目 単 位 シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅ （ Ｓ ） シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅ （ Ｗ ） 外 観 異 常 な し 硬 化 物 比 重 1.12 1.10 可 使 時 間（ 23℃ ） 分 37 22 粘 度 (23℃ ) Pa×s 13.6 7.2 初 期 硬 化 性 N/mm2 12.8 13.9 引 張 強 さ N/mm2 47.4 40.5 曲 げ 強 さ N/mm2 72.9 62.2 圧 縮 強 さ N/mm2 79.6 73.4 圧 縮 ヤ ン グ 係 数 N/mm2 2,620 2,400 引 張 せ ん 断 接 着 強 さ N/mm 2 30.3 25.9 低 温 時 の 曲 げ 接 着 強 さ N/mm 2 － 7.8 質 量 ％ 1.6 2.7 加 熱 変 化 体 積 ％ 1.6 2.8 混 合 比 （ 重 量 ） 7:3 す べてJAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.4-5 シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅの 温度 と可 使 時 間 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 5 10 15 20 25 30 CE(S) － － 65 50 40 30 可 使 時 間 （ 分 ） CE(W) 50 40 30 20 － －
(3) ボン ドE2500（コ ニシ ㈱） 表 2.4-6 ボ ン ド E2500 の種 類 と測 定値 試 験 結 果 試 験 項 目 単 位 ボ ン ド E2500S ボ ン ド E2500W 外 観 異 常 な し 硬 化 物 比 重 1.17 1.19 可 使 時 間（ 20℃ ） 分 66 40 粘 度 (20℃ ) Pa×s 19.0 8.4 初 期 硬 化 性 N/mm2 4.6 10.8 引 張 強 さ N/mm2 54.1 46.9 曲 げ 強 さ N/mm2 95.4 75.9 圧 縮 強 さ N/mm2 100.9 94.6 圧 縮 ヤ ン グ 係 数 N/mm2 2,800 2,800 引 張 せ ん 断 接 着 強 さ N/mm 2 16.7 17.3 低 温 時 の 曲 げ 接 着 強 さ N/mm 2 － 7.4 質 量 ％ 3 3 加 熱 変 化 体 積 ％ 3 3 混 合 比 （ 重 量 ） 2:1 す べてJAIA F☆ ☆ ☆☆ に登 録済 み 表2.4-7 ボン ドE2500の温 度と 可 使時 間 雰 囲 気 温 度 （ ℃ ） 5 10 15 20 25 30 E2500S － － 150 90 65 35 可 使 時 間 （ 分 ） E2500W 150 80 50 40 － －
(4) ト ー ホー ダ イト CF5P（㈱ 東 邦ア ー ステ ック ） 表 2.4-8 ト ーホ ー ダ イ ト CF5P の種 類 と測 定値 試 験 結 果 試 験 項 目 単 位 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5P ト ー ホ ー ダ イ ト CF5PW 外 観 異 常 な し 硬 化 物 比 重 1.16 1.16 可 使 時 間（ 20℃ ） 分 32 20 粘 度 (20℃ ) Pa×s 11.7 5.15 初 期 硬 化 性 N/mm2 14.1 9.0 引 張 強 さ N/mm2 43.1 39.5 曲 げ 強 さ N/mm2 68.8 58.6 圧 縮 強 さ N/mm2 84.6 70.5 圧 縮 ヤ ン グ 係 数 N/mm2 2,840 2,260 引 張 せ ん 断 接 着 強 さ N/mm 2 24.8 21.6 低 温 時 の 曲 げ 接 着 強 さ N/mm 2 － 8.2 質 量 ％ 2.3 4.3 加 熱 変 化 体 積 ％ 2.2 4.3 混 合 比 （ 重 量 ） 2:1 す べてJAIA F☆☆ ☆☆ に登 録 済み 表2.4-9 トー ホ ーダ イトCF5Pの 温度 と 可使 時間 品 名 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5P 温 度 （ ℃ ） 10 15 20 25 30 35 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 26,000 19,300 14,400 10,300 8,700 7,200 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 24 23 16 9 6 5 可 使 時 間 （ 分 ） 170 120 50 30 20 15 表2.4-10 トー ホ ーダ イトCF5PWの温 度 と可 使時 間 品 名 ト ー ホ ー ダ イ ト CF5PW 温 度 （ ℃ ） 5 10 15 20 混 合 物 粘 度 （ mPa･s） 14,800 11,000 7,500 5,700 指 触 硬 化 時 間 （ 時 間 ） 33 23 17 13 可 使 時 間 （ 分 ） 120 100 50 30
2.5 CFRPの引 張 試験 結果 （ 当 時JIS K7073、現 在JIS A1191準拠 ） （ トレ カ クロ ス×Ｔ ＳＲ ８０ ０,シ ョ ー ボ ン ド Ｃ Ｅ,コニ シE2500） (1) 目的 炭 素繊 維 シー ト の0°引張試 験 を実 施 し、 引張 強度 、 ヤン グ 係数 の特 性値 を 確認 す る。 (2) 試料 ト レカ ク ロス とTSR800、ショ ー ボン ドCEお よび コニ シE2500を使 って 作成 さ れた 試 験片 の引 張試 験 を行 っ た。 表2.5-1 試料 の 組み 合わ せ ※ １： 同 等 品 の UT70-20,UT70-30,UT70-40,UM46-30。 (3) 試験 方法 ・試 験方 法 JIS K 7073に準 拠 ・試 験片 形 状 図2.5-1の 通り 図2.5-１ 引張 試 験片 ク ロ ス ク ロ ス 含 浸 接 着 樹 脂 性 能 品 番 TSR800 ｼｮｰﾎﾞﾝﾄﾞ CE E2500 ［ 東 レ ］ ［ ｼｮｰﾎﾞﾝﾄﾞ化 学 ］ ［ コ ニ シ ］ UT70-20G ○ ○※ １ ○※ １ UT70-30G ○ ○※ １ ○※ １ 高 強 度 UT70-40G － － ○※ １ 高 弾 性 UM46-30G － ○ ○※ １
(4) 引張 試験 デ ータ （例 ） a) 高強 度 クロ ス の引 張試 験デ ー タ ① TSR800使用 炭 素繊 維 シー ト ：UT70-20G 含浸 接着 樹 脂 ：TSR800 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：48 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,257 246.1 標 準 偏 差 σ 252.4 13.54 X-3σ 3,499 － （引 張強 度 規格 値 ）X-3σ：3,400N/mm2以 上 炭素 繊維 シ ート ：UT70-30G 含浸 接着 樹 脂 ：TSR800 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：47 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,640 241.8 標 準 偏 差 σ 241.8 12.15 X-3σ 3,915 － （引 張強 度 規格 値 ）X-3σ：3,400 N/mm2以上 ②シ ョー ボ ンド Ｃ Ｅ使 用 炭 素繊 維 シー ト：UT70-20(UT70-20Gと 同等 品) 含浸 接着 樹 脂 ：ｼｮｰﾎﾞﾝﾄﾞCE 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：50 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,535 246.1 標 準 偏 差 σ 265.4 9.50 X-3σ 3,739 － 0% 5% 10% 15% 20% 25% 3000 3500 4000 4500 5000 5500 引張強度 (N/mm2) 発 現 頻 度 （ ％ ） 規 格 値 X -3 σ = 3 ,4 9 9 0% 5% 10% 15% 20% 25% 3000 3500 4000 4500 5000 5500 引張強度 (N/mm2) 発 現 頻 度 （ ％ ）
規
格
値
X
-3σ
=3,
915
炭素 繊維 シ ート：UT70-30(UT70-30Gと同 等品 ) 含浸 接着 樹 脂 ：ｼｮｰﾎﾞﾝﾄﾞCE 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：50 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,887 249.7 標 準 偏 差 σ 453.5 9.09 X-3σ 3,527 － (引張 強度 規格 値) X-3σ：3,400 N/mm2以 上 炭素 繊維 シ ート ：UM46-30G 含浸 接着 樹 脂 ：ｼｮｰﾎﾞﾝﾄﾞCE 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：50 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 3,518 458.8 標 準 偏 差 σ 186.0 13.0 X-3σ 2,960 － (引張 強度 規格 値) X-3σ：2,400 N/mm2以 上 ③ボ ンドE2500使 用 炭 素繊 維 シー ト：UT70-20(UT70-20Gと 同等 品 ) 含浸 接着 樹 脂 ：ボ ンドE2500 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：54 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,576 253.7 標 準 偏 差 σ 358.3 11.31 X-3σ 3,501 － (引張 強度 規格 値) X-3σ：3,400 N/mm2以 上 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 2000 2500 3000 3500 4000 4500 引張強度（N/mm2） 発 現 頻 度 （ % ） 規 格 値 X － ３ σ = 2 ,9 6 0
炭 素繊 維 シー ト ：UT70-30(UT70-30Gと 同等 品) 含浸 接着 樹 脂 ：ボ ンドE2500 積層 枚数 ：1枚 サン プル 数 ：58 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,504 243.2 標 準 偏 差 σ 265.3 10.02 X-3σ 3,708 － (引張 強度 規格 値) X-3σ：3,400 N/mm2以 上 炭素 繊維 シ ート ：UT70-40(UT70-40Gと同 等品 ) 含浸 接着 樹 脂 ：ボ ンドE2500 積層 枚数 ：2 枚 サン プル 数 ：30 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 4,753 261.0 標 準 偏 差 σ 198.0 6.2 X-3σ 4,159 － (引張 強度 規格 値) X-3σ：3,400 N/㎜２ 以 上 b) 高 弾性 クロ ス の引 張試 験デ ー タ ①ボ ンドE2500使 用 炭素 繊維 シ ート ：UM46-30(UM46-30Gと同 等品 ) 含浸 接着 樹 脂 ：ボ ンドE2500 積層 枚数 ：2 枚 サン プル 数 ：30 引 張 強 度 N/mm2 ヤ ン グ 係 数 kN/mm2 平 均 値 X 3,331 433.0 標 準 偏 差 σ 205.0 1.6 X-3σ 2,716 －
2.6 CFRPとコ ン クリ ート の付 着 試験 結 果 (1) 目的 トレ カク ロ スを 貼 り付 けた コン ク リー ト の引 張試 験を 実 施し 、コン クリ ート とCFRPの 付 着強 度を 求 める 。 (2) 試料 試料 の組 み合 わ せは 表の 通り 炭 素 繊 維 シ ー ト 含 浸 接 着 樹 脂 1方 向 ク ロ ス UT70-30 （ 300g/㎡ ） (UT70-30Gと 同 等 品 ) 東 レ (株 )製 含 浸 接 着 樹 脂 (3) 試験 方法 付着 試験 の 試験 体 は図 2.6-1に示 す材 軸 方向 中央 にノ ッ チ（ 幅15mm、深 さ7.5mm）を 有し た断 面10cm角、長さ60cmのコ ンク リー ト ブロ ック の材 軸 方向 両 面に 幅40mmのト レカ ク ロス を貼 り付 け たも の であ る。 図2.6-1 付着 試 験体 の形 状と 寸 法
(4) 試験 結果 トレ カク ロ スUT70-30を貼 り付 け た試 験 体は 、い ずれ も 補強 材 の剥 離に よっ て 終局 状 態 に至 った 。 試験 結 果を 表2.6-1及び 図2.6-3に示 す。 表2.6-1 最 大 荷重 と付 着強 度 の一 覧 *1） 付 着 強 度 ｆｃ ｆ ＝ Ｐｕ／ ｛ Ｌｊ（ 貼 り 付 け 長 さ ） ×4cm×2｝ ＝ Ｐｕ／ ｛ Ａｃ ｆ（ 貼 り 付 け 面 積 ） ×2｝ *2） 実 験 で の 軸 方 向 変 位 か ら 求 め た 付 着 長 さ （ 有 効 付 着 長 さ Ｌｅ） *3） 有 効 付 着 長 さ Ｌｅを 用 い て 求 め た 付 着 強 度 *4） 有 効 付 着 長 さ と は 図 2.6-2の 変 位 モ デ ル に 基 づ く 、 付 着 切 れ 範 囲 を 除 い た 区 間 の 長 さ で あ る 。 試 験 体 最 大 荷 重 Ｐｕ N （ ㎏ f） 最 大 変 位 δｕ mm 付 着 強 度 *1 N/㎜２ (㎏ f/㎝２) 定 着 *2 長 さ Ｌｅ cm 付 着 強 度 *3 N/㎜２ (㎏ f/㎝２) 最 大 測 定 歪 （ ×10－ ６ ） LS15-1 18,721(1,909) 0.85 1.56 (15.9) 7.48 3.13 (31.9) 2,756/6,018 LS15-2 16,828(1,716) 0.59 1.40 (14.3) 9.29 2.27 (23.1) 3,229/3,479 LS15-3 16,014(1,633) 0.33 1.33 (13.6) 11.81 1.70 (17.3) 1,112/2,384 平 均 17,188(1,753) 0.59 1.43 (14.6) 9.53 2.37 (24.1) LS20-1 21,702(2,213) 1.78 1.35 (13.8) 6.09 4.45 (45.4) 3,415/5,373 LS20-2 19,309(1,969) 1.44 1.21 (12.3) 7.39 3.27 (33.3) 4,641/4,665 LS20-3 20,976(2,139) 1.20 1.31 (13.4) 10.42 2.52 (25.7) 4,278/5,930 平 均 20,662(2,107) 1.36 1.29 (13.2) 7.97 3.41 (34.8) LS25-1 21,839(2,227) 2.11 1.09 (11.1) 8.54 3.20 (32.6) 6,657/5,216 LS25-2 20,800(2,121) 1.92 1.04 (10.6) 9.29 2.79 (28.5) 6,442/4,702 LS25-3 17,554(1,790) 1.04 0.88 (9.00) 15.07 1.45 (14.8) 2,208/4,595 平 均 20,064(2,046) 1.69 1.00 (10.2) 10.97 2.48 (25.3) LW15-1 19,133(1,951) 0.87 1.60 (16.3) 7.73 3.09 (31.5) 4,057/3,072 LW15-2 19,496(1,988) 1.07 1.63 (16.6) 6.15 3.96 (40.4) 2,710/4,595 LW15-3 20,800(2,121) 1.32 1.74 (17.7) 4.70 5.53 (56.4) 5,546/2,117 平 均 19,810(2,020) 1.09 1.66 (16.9) 6.19 4.19 (42.8) LW20-1 19,760(2,015) 0.93 1.24 (12.6) 12.46 1.98 (20.2) 1,655/4,165 LW20-2 18,270(1,863) 1.20 1.14 (11.6) 9.33 2.45 (25.0) 1,468/4,597 LW20-3 18,593(1,896) 1.19 1.17 (11.9) 9.61 2.42 (24.7) 4,404/3,398 平 均 18,874(1,925) 1.11 1.18 (12.0) 10.47 2.28 (23.3) LW25-1 21,565(2,199) 1.71 1.08 (11.0) 12.03 2.24 (22.8) 2,562/5,773 LW25-2 19,447(1,983) 1.39 0.97 (9.92) 13.35 1.82 (18.6) 1,780/2,969 LW25-3 21,339(2,176) 1.81 1.07 (10.9) 11.10 2.40 (24.5) 2,404/3,648 平 均 20,784(2,119) 1.64 1.04 (10.6) 12.16 2.15 (22.0)
図2.6-2 変 位モ デル 図2.6-3 付着 強度 と貼 り 付け 長 さ (5) 考察 なお 、表2.6-1か ら有 効定 着長 さ を用 い て求 めた 付着 強 度は 、 「日 本建 築学 会 ・鉄 筋 コ ンク リー ト 構造 計 算基 準・ 同解 説 」で 求 めた コン クリ ー トの 短 期せ ん断 強度 1.03N/㎜２ 〔10.5㎏/㎝２＝1.5×(5＋Fc/100)〕を ほぼ 下限 値と し た値 に なっ てお り、 コ ンク リ ート とCFRPの付 着強 度 はコ ンク リー ト のせ ん 断強 度と 同等 以 上で あ る。
2.7 CFRPの継 手 強度 (1) 目的 トレ カク ロ ス繊 維 方向 の重 ね継 ぎ 手部 長 さが Ｌ＝10㎝ で 充分 で ある こと を確 認 する 。 多く の設 計 指針 等 で「 継手 長は 最 低10㎝ は必 要で あり 、 安全 率 を2.0とし て、20㎝ と す る。 」と い う規 格 が示 され てお り 、そ の 実証 を目 的と し た。 (2) 試料 以下 の試 料 によ り 、確 認試 験を 実 施し た 。 ク ロ ス 繊 維 方 向 ク ロ ス 品 番 含 浸 接 着 樹 脂 UT70-30 (UT70-30Gと 同 等 品 ) E2500[コ ニ シ ] 1方 向 UT70-45G TSR800[東 レ ] 2方 向 BT70-30 E2500[コ ニ シ ] (3) 試験 方法 試験 片の 作 成は 、 離型 フィ ルム 上 でト レ カク ロス に接 着 樹脂 を 含浸 させ る。 さ らに2枚 目を10㎝ 重 ねて セ ット する。そ の上 に 接着 樹 脂を 重ね 塗 りし 、硬 化 板を 作成 す る。この 基 準面 に沿 っ てGFRPタブ を貼 り付 け 、養 生 硬化 後、 基準 面 に沿 っ て平 行に 短冊 加 工し た 。 ・試 験方 法 土木 学会 (JSCE-E 542-2000)に準拠 ・継 手長 10㎝ （ 建 築防 災 協会 ・土 木研 究 所等 の 継手 長基 準に よ る） ・試 験装 置 イン スト ロ ン社 製 Model 1185 ・測 定温 度 23℃ ・引 張速 度 2mm／min
(4) 判定 基準 a) 既往 の 研究 成 果 炭素 繊維 シ ート の 貼り 合わ せ部 の 一体 性 を確 保で きる 継 ぎ手 長 さは 、図2.7-2のよ うに6 ㎝の 継ぎ 手 長さ が あれ ば十 分と 考 えら れ てい る。 図 2.7-1炭 素 繊 維 シ ー ト 同 士 の 付 着 試 験 図 2.7-2 炭 素 繊 維 シ ー ト の 貼 合 わ せ 長 さ の 影 響 b) 規格 値 （鉄 道総 研 炭 素 繊維 シー トに よ る地 下 鉄RC柱の 耐震 補 強工 法 設計 ・施 工指 針 ） 項 目 合 否 判 定 基 準 と す る 規 格 値 試 験 方 法 継 手 強 度 試 験 継 ぎ 手 部 引 張 強 度 が 母 材 引 張 強 度 以 上 で 、 母 材 破 断 す る こ と 。 ・ 1方 向 ： 3,400N/㎜２ （ 35,000㎏ f/㎝２） ・ 2方 向 ： 2,900N/㎜２ （ 30,000㎏ f/㎝２） JSCE-E 542-2000 に 準 拠 (JISA1191) 引 張 力 L=20,40,60 80,100mm 引 張 力 引 張 力 (N) 3000 重 ね 合 わ せ 長 さ (cm) 素 材 強 度 2 2000 1000 0 4 6 8 10
(5) 試験 結果 a) 1方向 UT70-30(UT70-30Gと同等 品)×ボ ンドE2500 ｎ＝10 No 引 張 強 度 N/㎜２（ ㎏ f/cm２） No 引 張 強 度 N/㎜２（ ㎏ f/cm２） ① ② ③ ④ ⑤ 3,883 （ 39,600） 3,991 （ 40,700） 4,021 （ 41,000） 4,001 （ 40,800） 3,991 （ 40,700） ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 3,805 （ 38,800） 4,158 （ 42,400） 3,942 （ 40,200） 3,893 （ 39,700） 4,089 （ 41,700） 最 小 値 3,883 （ 39,600） 規 格 値 3,400 （ 35,000） 以 上 c) １方 向 UT70-45G×TSR800 ｎ ＝5 No 引 張 強 度 N/㎜２（ ㎏ f/cm２） ① ② ③ ④ ⑤ 3,620 （ 36,900） 3,963 （ 40,400） 4,179 （ 42,60） 4,092 （ 41,800） 4,042 （ 41,200） 最 小 値 3,620 （ 36,900） 規 格 値 3,400 （ 35,000） 以 上 c) 2方向 BT70－30×ボンドE2500 ｎ＝5 No 引 張 強 度 N/㎜２（ ㎏ f/cm２） ① ② ③ ④ ⑤ 3,432 （ 35,000） 3,099 （ 31,600） 3,226 （ 32,900） 3,432 （ 35,000） 3,962 （ 40,400） 最 小 値 3,099 （ 31,600） 規 格 値 2,900 （ 30,000） 以 上
2.8 曲率 がト レ カク ロス の引 張 強度 に 与え る影 響 (1) 目的 炭素 繊維 シ ート を 用い て、コン クリ ー ト構 造 物を 補修・補 強 する 際 にコ ーナ ー 部は 炭 素 繊維 の折 れ 曲が り によ る強 度低 下 を引 き 起こ すの で、Ｒ 加工 が必 要 とな る。ト レカ クロ ス 高強 度1方 向タ イ プに つき 、曲 率半 径 の大 き さと 引張 強 度の 関 係を 試験 によ っ て確 認 した 。 (2) 試験 方法 a) 試験 片 炭素 繊維 シ ート ： トレ カク ロス UT70-30 含浸 接着 樹 脂 ： ショ ーボ ンドCE（シ ョ ーボ ンド 化学(株)） ※試験 片 はあ ら かじ め試 験を 実 施す る それ ぞれ の曲 率 半径 に 合わ せて 作製 し、鉄 製ピ ン タブ を付 け 、片 側 を固 定し た（ 試 験片 幅 ；12.5mm）。 b) CF引張 方法 （ 測定 治具 ） 試験 半径 （ Ｒ；5、10、20、30mm） 図2.8-1 試験 状 況概 略図 (3) 試験 結果 10R以 上に て保 証 強度 の3,400N/㎜２以上 と なっ た 。従 って ト レカ クロ スを 構 造補 強 とし て用 いる 場 合の コ ーナ ー部 曲率 は10R以 上と した 方が よ い。 ＊本 実 験は 日 米 共同 研 究 の (Hybrid)のFRPｰHibrid委員 会 (主査 東 京理 科 大 学 松 崎 育 弘 教 授 )の下 で 行 われ た も の であ る ｡ R 治 具 （ R=5,10,20,30,100mm） ピ ン タ ブ （ 鉄 ） 破 断 箇 所 250mm 2mm/min 荷 重 ア ル ミ タ ブ 100mm 150mm ピ ン
図 2.8-2 試験 結果 分 布図 2.9 CFRP（TSﾚｼﾞﾝ）とコ ンク リ ート と の接 着試 験結 果 (1) 目的 トレ カク ロ ス／TSレジ ンと コン ク リー ト との 接着 強度 を 確認 し た。なお 不陸 修 正材 は コ ニシ（株 ）製E395を使 用し 、通 常 の全 面接 着 の他 、悪 条 件下 とし て 部分 浮き を 想定 し た試 験体 （故 意 に10％ の不 接着 部を 設 置） も 作製 し試 験を 行 った 。 (2) 試験 内容 a) 使用 材 料： 使 用し た材 料は 次 のと お り。 Ａ． 炭素 繊 維シ ー ト： ［東 レ ］ トレ カ クロ スUT70-30（300g/㎡） Ｂ ．プ ラ イマ ー ：［ 東 レ ］TSプ ライ マー(W)（ 主剤 ： 硬化 剤＝3:1） Ｃ ．不 陸 修正 材 ：［ コニ シ ］ボ ン ド E395W（主 剤： 硬 化剤 ＝2:1） Ｄ ．含 浸 接着 樹 脂 ：［ 東 レ ］TSレ ジン (W)（ 主剤 ：硬 化 剤＝3:1） Ｅ ．コ ン クリ ー ト ：歩 道用 コ ンク リ ート 平板 ブロ ッ ク（ 当 時JIS A 5304） （現 JIS A 5371） b) 未接 着 部分 の 大き さ： 未接 着 部分 の 大き さは 次の と おり と した 。 水 準 ① ② 未 接 着 部 分 の 大 き さ な し 12.5×12.5 接 着 面 の 面 積 に 対 す る 割 合 （ 40×40㎜ ） 0％ 10％ ※ 未 接 着 部 分 は 、 上 記 大 き さ に 切 っ た ガ ム テ ー プ を コ ン ク リ ー ト の 上 に 貼 付 け て 模 擬 し た 。 （N/mm2） 5,000 引 張 強 度 4,000 3,000 2,000 1,000 0 10 20 30 40 引張 強 度 3,400（N/mm2） Ｒ： 曲率 半 径(mm)
d) 試験 方 法： 当 時JIS A 5400 （現 在JIS A 6909） 建研 式接 着 試験 （ 試験 機：LPT-1500［山 本扛 重機 （株 ） 製］ ） (3) 試験 方法 a) 試験 体 作製 手 順 試 験体 作 製手 順は 次の と おり 。 コン クリ ー ト平 板 の ディ スク サ ンダ ー 掛け ガ ムテ ー プ貼 付 け プラ イマ ー 塗布 不陸 修 正材 塗 布 含浸 樹 脂塗 布 １ 層 目 トレ カク ロ ス貼 付 け 樹 脂 含浸 含 浸接 着 樹脂 塗 布 ２ 層 目 トレ カク ロ ス貼 付 け 樹 脂 含浸 含浸 樹脂 塗 布・ 脱 泡 試験 体作 製 ：1997.6.11 試 験 ：1997.6.23 養生（ 室 温［25℃程 度］ 、12日 間） 不 陸 修 正 材
試験 手順 は 次の と おり 。 切込 み 入れ アタ ッチ メ ント 装 着 試験 機 取付 け 試験 (4) 確認 項目 本試 験 にお い て次 の項 目を 合 格基 準 とし た。 a) 接 着 強度 ：T/1600＝1.5N/㎜２ 以 上 ただし 、T＝ 総接 着 強度 （N） b) 破 壊 モー ド ：母 材破 壊 (5) 試験 結果 ① 接着 強 度に つ いて 、試 験の 結 果は 次 のグ ラフ の通 り であ っ た。 接着 強度 （ 平均 ）は 各水 準 とも3N/㎜２程度 で 、1.5N/㎜２以 上で あっ た 。 ② 破 壊 モー ド はす べて 母材 破 壊で あ り、浮き 率10％ とい う 悪条 件下 でも 接 着性 能 に変 化は なか っ た｡ コン クリ ー ト平 板 （JIS A5304） アタ ッチ メ ント （4×4cm） 切込 み
2.10 CFRPの耐 久 性評 価試 験 (1) 目的 トレ カク ロ スを 使 用し たCFRP耐久 性把 握 のた め、JIS A 1415に準 拠 して サン シ ャイ ン カ ーボ ンア ー クラ ン プ促 進暴 露試 験 を実 施 し、所定 の時 間 毎に 接 着試 験及 び引 張 試験 に より 劣化 度の 確 認を し た。 (2) 促進 暴露 後 の接 着試 験・ 引 張試 験 結果 促 進 暴 露 処 理 時 間 0 時 間 500 時 間 1000 時 間 1500 時 間 2000 時 間 試 験 方 法 引 張 強 度 (N/mm2) 規 格 値 3,400 以 上 4,047 OK 4,577 OK 4,606 OK 4,273 OK 4,508 OK 促 進 暴 露 JIS A 1415 準 拠 引 張 試 験 JIS K 7073 準 拠 接 着 強 度 (N/mm2) 規 格 値 1.5 以 上 2.7 OK 3.1 OK 2.7 OK 2.8 OK 2.7 OK 促 進 暴 露 JIS A 1415 準 拠 接 着 試 験 JIS A 6069 準 拠 (3) 考察 2000時間 の 促進 暴 露後 にお いて も、CFRPと モ ルタ ルと の 接着 強 度及 びCFRP本体 の引 張 強 度の 低下 は 認め ら れな い。
2.11 CFRPの熱 特 性 (1) 目的 火災 後の 使 用な ど を想 定し 、一 時 的に 温 度が 上昇 し、2時間 一 定温 度で 加熱 し た後 、 常 温に 戻っ た 場合 を 想定 し、 強度 保 持率 の 測定 を行 った 。 併せ て、加 熱中 の強 度（熱 間引 張 強度 ）に つ いて も、一 定温 度で30分間 加熱 後 に測 定 を 行っ た。 (2) 温度 特性 図 図2.11-1 CFRPの 熱特 性 (3) 試験 結果 a) 熱間 引 張強 度 100℃ に加 熱中 に 引張 強度 を測 定 する と 、常 温時 の引 張 試験 の50％ 以下 に低 下 する 。 → 耐震 補強 に おい て、CFRPは 地震 力 のみ を負 担す る ので 問 題無 し。 （建 築 基準 法で は地 震 と火 災 は同 時に 作用 し ない 前 提） b) 火災 後 の使 用 を考 慮 加熱 温度260℃ を2時間 維持 し、その 後 常温 に 冷ま した 場 合に 引 張強 度は 当初 値 に復 元 す る。 → 260℃ を越 え ない よう な耐 火 被覆 を 施す こと によ り 、火 災 後の CFRPの強 度 は当 初 値 を確 保で き る。 （2時 間以 内に 鎮 火の 場 合）
2.12 価 格 表 (1) ト レ カク ロ ス価 格表 2011-4-1現在 品 番 方 向 ｸﾛｽ 寸 法 （ W ㎝ ×L m） 価 格 （ ￥ /㎡ ） 識 別 ガ ラ ス 色 糸 UT70-20G UT70-30G UT70-40G UT70-45G UT70-60G 1方 向 1方 向 1方 向 1方 向 1方 向 25,33,50×50 25,33,50×50 25,33,50×50 50×50 50×50 5,800 8,800 9,800 11,000 13,200 赤 － オ レ ン ジ 緑 青 UM46-30G UM46-34G UM46-40G 1方 向 1方 向 1方 向 25×50 25×50 25×50 12,500 14,900 16,500 黄 黄 青 BT70-20 BT70-30 2方 向 2方 向 100×50 100×50 6,000 9,500 － －
(2) 樹 脂 価格 表 2011-4-1現 在 種 別 メ ー カ ー 品 番 仕 様 出 荷 単 位 （ 主 剤 /硬 化 剤 ） 価 格 （ ￥ /㎏ ） 東 レ TSP400S TSP400W 春 夏 秋 用 冬 用 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 6.7㎏ /3.3㎏ ） 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 6.7㎏ /3.3㎏ ） 3,200 3,200 コ ニ シ ﾎﾞﾝﾄﾞE810L S ﾎﾞﾝﾄﾞE810L W 夏 用 冬 用 7㎏ ｾｯﾄ（ 5㎏ 缶 /2㎏ 缶 ） 7㎏ ｾｯﾄ（ 5㎏ 缶 /2㎏ 缶 ） 3,700 3,700 ｼ ｮ ｰ ﾎ ﾞ ﾝ ﾄﾞ化 学 ﾈｵﾌﾟﾗｲﾏｰ － 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 5㎏ /5㎏ ） 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 5㎏ /5㎏ ） 2,400 2,400 プ ラ イ マ ｜ 東 邦 ｱｰｽﾃｯｸ ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄCF5 ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄCF5W 一 般 用 冬 用 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 3,200 3,200 東 レ TSF600S TSF600W 春 夏 秋 用 冬 用 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.7㎏ 缶 /3.3㎏ 缶 ） 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.7㎏ 缶 /3.3㎏ 缶 ） 2,200 2,200 コ ニ シ ﾎﾞﾝﾄﾞE395 S ﾎﾞﾝﾄﾞE395 W 夏 用 冬 用 15㎏ ｾｯﾄ（ 10㎏ 缶 /5㎏ 缶 ） 15㎏ ｾｯﾄ（ 10㎏ 缶 /5㎏ 缶 ） 2,300 2,300 ｼ ｮ ｰ ﾎ ﾞ ﾝ ﾄﾞ化 学 ﾈｵﾊﾟﾃF(S) ﾈｵﾊﾟﾃF(W) 夏 用 冬 用 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 2,150 2,150 不 陸 修 正 材 東 邦 ｱｰｽﾃｯｸ ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄS901 ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄS901W 一 般 用 冬 用 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 2,300 2,300 東 レ TSR800S TSR800W 春 夏 秋 用 冬 用 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 6.7㎏ /3.3㎏ ） 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 6.7㎏ /3.3㎏ ） 3,200 3,200 コ ニ シ ﾎﾞﾝﾄﾞE2500 S ﾎﾞﾝﾄﾞE2500 W 夏 用 冬 用 15㎏ ｾｯﾄ（ 10㎏ 缶 /5㎏ 缶 ） 15㎏ ｾｯﾄ（ 10㎏ 缶 /5㎏ 缶 ） 3,700 3,700 ｼ ｮ ｰ ﾎ ﾞ ﾝ ﾄﾞ化 学 CE(S) CE(W) 夏 用 冬 用 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 7㎏ /3㎏ ） 10㎏ 缶 ｾｯﾄ（ 7㎏ /3㎏ ） 3,500 3,500 含 浸 接 着 樹 脂 東 邦 ｱｰｽﾃｯｸ ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄCF5P ﾄｰﾎｰﾀﾞｲﾄCF5PW 一 般 用 冬 用 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 10㎏ ｾｯﾄ（ 6.67㎏ 缶 /3.33㎏ 缶 ） 3,200 3,200 注 ） エ ポ キ シ 樹 脂 は 気 温 に 応 じ た 使 い 分 け が 必 要 で す 。 夏 用 (S)・ 一 般 用 と 冬 用 (W)の 切 り 替 え は 日 中 の 平 均 気 温 が 15℃ 位 を 一 応 の 目 安 と し て 下 さ い 。
３章 設計編
本 章 は 、 ト レ カ ク ロ ス を 用 い た コ ン ク リ ー ト 構 造 物 の 補 強 設 計 方 法 の 一 例 を 示 し た もの であ る。実 際に 設 計を 行う 場 合、5.3 章 の主 な技 術 指針 や、そ れ以 外に あ る既 存 の 設計 指針 を 十分 に 理解 した うえ で 、適 用 用途 に応 じた 設 計を 行 う必 要が ある 。 3.1 曲げ 補強 設 計 (1) 基本 的な 考 え方 曲 げ を 受 け る 床 版 ・ 床 ス ラ ブ ・ 梁 ・ 桁 な ど の 部 材 に 対 し て 、 ト レ カ ク ロ ス を 部 材 の 曲 げ 引 張 縁 に 接 着 さ せ る こ と に よ っ て 、 曲 げ 応 力 の 一 部 を ト レ カ ク ロ ス に 負 担 さ せ 、 鉄筋 の応 力 を低 減 する こと で補 強 を行 う 。 (2) 設計 a) 補強 量 弾 性 理 論 に 基 づ く 許 容 応 力 度 設 計 法 を 用 い る 。 基 本 的 に 下 に 示 す 設 計 フ ロ ー に 基 づ い て 、 現 況 部 材 に 発 生 す る 応 力 が 許 容 応 力 度 以 下 と な る よ う に ト レ カ ク ロ ス の ヤ ン グ 係数 ・積 層 数を 決 定す る。 図 3.1-1 基 本的 な 設 計フ ロー ①ト レカ ク ロス の 仮選 定 は じ め に 品 種 ・ 目 付 量 （ シ ー ト 厚 み ）・ 積 層 数 を 仮 定 し て 、 部 材 の 補 強 計 算 を 行 う 。 ト レ カ ク ロ ス は 高 強 度 型 、 高 弾 性 型 の ２ 種 類 の シ ー ト が あ り 、 目 付 量 増 加 に よ っ て 補 強 効 果 が 増 大 す る 。 ま た 、 複 数 積 層 に よ っ て も 補 強 効 果 が 増 大 す る 。 し た が っ て 、 こ れら をは じ めに 仮 定す るこ とで 、 曲げ 補 強設 計が スタ ー トす る 。 ① ト レ カ ク ロ ス の 仮 選 定 ② 中 立 軸 の 算 定 ③ 断 面 二 次 モ ー メ ン ト の 算 定 設 計 条 件 の 整 理 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｔ ④ 各 材 料 の 発 生 応 力 度 の 算 定 お よ び 照 査 Ｅ Ｎ Ｄ Ｏ Ｋ Ｎ Ｇ ヤ ン グ 係 数 ・ 積 層 数 の 見 直 し②中 立軸 の 算定 圧縮 縁か ら 中立 軸 まで の距 離 x は 、平面 保 持 が成 立す る 前提 で 、次 の式 で算 定 する 。
b
bB
2
A
A
x
2+
+
-=
h
A
n
'
d
'
A
n
d
A
n
B
A
n
'
A
n
A
n
A
CF C s s CF C s s×
×
+
×
×
+
×
×
=
×
+
×
+
×
=
（記 号） As ：引 張鉄 筋 断面 積 （mm2） As’ ：圧 縮鉄 筋 断面 積 （mm2） ACF ：ト レカ ク ロス の 断面 積（mm2） ＝tCF×b×nCF nCF ：ト レカ ク ロス の 積層 数（ 層） tCF ：ト レカ ク ロス の 設計 厚み （mm） n ：鉄 筋と コ ンク リ ート のヤ ング 係 数比 （ 通常 は n＝15） nC ：ト レカ ク ロス と コン クリ ート の ヤン グ 係数 比（nC＝ECF/Ec） b ：梁 の幅 （mm） h ：梁 の高 さ （mm） d ：引 張鉄 筋 の圧 縮 端か らの 距離 （mm） d’ ：圧 縮鉄 筋 の圧 縮 端か らの 距離 （mm） x ：中 立軸 の 圧縮 端 から の距 離（mm） ③断 面二 次 モー メ ント の算 定 次の 式で 算 定す る 。 2 2 2 3 ) ( ) ' ( ' ) ( 3 ' x h A n d x A n x d A n bx I n I n I n I I CF C S S CF C S S C -× × + -× × + -× × + = × + × + × + = ④各 材料 の 発生 応 力度 の算 定お よ び照 査 各 材 料 の 発 生 応 力 度 は 次 の 式 で 算 定 す る 。 こ の 発 生 応 力 度 が 許 容 応 力 度 以 内 に あ る こ と を 確 認 し な け れ ば な ら な い 。 発 生 応 力 度 が 許 容 応 力 度 内 に あ る 場 合 は 合 格 と な る が 、 こ れ を 超 え る 場 合 は ト レ カ ク ロ ス の ヤ ン グ 係 数 お よ び 積 層 数 を 見 直 し 、 フ ロ ー ② から 再度 計 算し な けれ ばな らな い 。 (a)コ ンク リー ト x I M σc = × ≦ σc a（N/mm2） (b)引 張側 鉄筋 (d x) I M n σS = × × - ≦ σs a（N/mm2） M h b AS’ AS AC F d d’ X CS’ CC TS TC F εc 図 3.1-2 断 面模 式 図(d)ト レカ クロ ス (h x) I M nC CF = × ×
-s
≦ σC Fa（N/mm2） (記号) Ｍ ：曲 げモ ー メン ト （N･mm） Ｉ ：断 面二 次 モー メ ント （mm4） σC ：コ ンク リ ート の 圧縮 応力 度（N/mm2） σCa ：コ ンク リ ート の 許容 圧縮 応力 度 （N/mm2） σS ：引 張側 鉄 筋の 引 張応 力度 （N/mm2） σsa ：引 張側 鉄 筋の 許 容引 張応 力度 （N/mm2） σS’ ：圧 縮側 鉄 筋の 圧 縮応 力度 （N/mm2） σsa’ ： 圧縮 側鉄 筋 の 許容 圧縮 応 力度 （N/mm2） σCF ：ト レカ ク ロス の 引張 応力 度（N/mm2） σCFa ：ト レカ ク ロス の 許容 引張 応力 度 （N/mm2） b) 定着 長 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 製 の 梁 や 桁 等 に 対 す る ト レ カ ク ロ ス 曲 げ 補 強 に お け る 定 着 は 、 補 強を 必要 と する 位 置か ら定 着長 さ LCFと なる 範囲 まで 接 着す る 。 CF CF CF CF CF τ t n σ L = × × (記号) σCF ：ト レカ ク ロス の 引張 応力 度（N/mm2） nCF ：ト レカ ク ロス の 積層 数（ 層） tCF ：ト レカ ク ロス の 設計 厚み （mm） τCF ：ト レカ ク ロス の 許容 平均 付着 応 力 度 0.44（N/mm2） 補 強 必 要 ﾓｰﾒﾝﾄ範 囲 LC F 図 3.1-3 定 着範 囲 Ｍ － 図 LC F ト レ カ ク ロ ス ト レ カ ク ロ ス 接 着 範 囲3.2 せん 断補 強 設計 3.2.1 土木 (1) 基本 的な 考 え方 せ ん 断 力 を 受 け る 矩 形 ・ 床 ス ラ ブ ・ 梁 ・ 桁 な ど の 部 材 に 対 し て 、 ト レ カ ク ロ ス を 部 材 の 側 面 に 巻 き 立 て る こ と に よ っ て 、 せ ん 断 力 の 一 部 を ト レ カ ク ロ ス に 負 担 さ せ る こ と で 補 強 を 行 う 。 な お 、 対 象 躯 体 は 斜 め せ ん 断 ひ び 割 れ の 発 生 し て い な い コ ン ク リ ー ト桁 を対 象 とし た 。 (2) 設計 法 基 本 的 に 下 に 示 す 設 計 フ ロ ー に 基 づ い て 、 現 況 部 材 に 発 生 す る 応 力 が 許 容 応 力 度 以 下と なる よ うに ト レカ クロ スの ヤ ング 係 数・ 積層 数を 決 定す る 。 図 3.2-1 基 本的 な 設 計フ ロー ①設 計条 件 の整 理 せ ん 断 補 強 設 計 に 先 立 っ て 、 設 計 条 件 を 整 理 し な け れ ば な ら な い 。 ト レ カ ク ロ ス が 負担 すべ き せん 断 力を 算定 し、 補 強目 標 を設 定す る必 要 があ る 。 ②ト レカ ク ロス の 選定 せん 断補 強 用途 で のト レカ クロ ス は一 般 的に 高強 度型 を 使用 す る。 ③ト レカ ク ロス が 負担 する せん 断 力の 算 定と 照査 負担 でき る せん 断 力と 積層 数は 次 の式 で 算定 する 。 CF CF CF A ) θ cos θ (sin d σ a S 15 . 1 A + × × × = Ｅ Ｎ Ｄ Ｏ Ｋ ② ト レ カ ク ロ ス の 仮 選 定 ③ ト レ カ ク ロ ス が 負 担 す る せ ん 断 力 の 算 定 と 照 査 ① 設 計 条 件 の 整 理 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｔ Ｎ Ｇ ヤ ン グ 係 数・積 層 数 の 見 直 ④ 定 着 方 法 の 選 定
(記号) ＳCF ：不 足せ ん 断力 （N） θ ：ト レカ ク ロス の 繊維 方向 が部 材 軸と の なす 角（°） ＡCF ：ト レカ ク ロス の 必要 断面 積（mm2） σCF ：ト レカ ク ロス の 曲げ 補強 用設 計 強度 （N/mm2） 設計 荷重 作 用時 S CF sa CF E E σ σ = ´ 終局 荷重 作 用時
σ
CF=
0
.
8
´
ε
CF´
E
CF ※σCFは 設計 要領 書 に 記載 があ る 場合 は 、適 用を 注意 す るこ と 。 ＥCF ：ト レカ ク ロス の ヤン グ係 数（N/mm2） ＥS ：鉄 筋の ヤ ング 係 数（ N/mm2） εCF ：ト レカ ク ロス の 保証 ひず み a ：ト レカ ク ロス の 貼付 間隔 （mm） d ：部 材高(mm) nCF ：ト レカ ク ロス の 積層 数（ 層） tCF ：ト レカ ク ロス の 設計 厚み （mm） ④定 着方 法 の選 定 コン クリ ー ト桁 等 への ウェ ブへ の 必要 定 着 長 LCFと定 着方 法 は次 の式 から 求 める 。た だし 、ℓCF＜LCFと なる 場合 は、 別 途定 着 方法 を考 えな け れば な らな い。 CF CF CF CFτ
b
T
L
´
=
CF CF CF CF L L ³ ´ ³ 2 ：機械式定着併用 ：接着 (記号) ＴCF ：トレ カ クロ スが 負 担 する せん 断 力に よる 引張 力（N） τCF ：ト レ カク ロス の 許容 付着 応力 度 0.44（N/mm2） bCF ：ト レカ ク ロス の 幅（ mm） ℓCF ：ウ ェブ の 貼付 長 （mm） ※機 械式 定 着に つ いて 鋼板 とア ン カー で 定着 する 場合 、繊 維目 付 量 200g/㎡の 高強 度 型ト レカ クロ ス 2 層 ま でで あれ ば 、下 の 規格 を用 いて よ い*1。 ・ 鋼板 （SS400）長 さ 100cm、 幅 15cm、厚 さ 9mm 以上 ・ アン カー ボ ルト M-20 以上 *1 「コ ンク リー ト 部 材の 補修・補 強に 関 す る共 同研 究 報告 書（ Ⅲ ）,土木 研究 所他 平 成 11 年 12 月 」 より ト レ カ ク ロ ス 機 械 式 定 着 繊 維 方 向 図3.2-2 せん 断 補強 例3.2.2 建築 (1) 基本 的な 考 え方 せ ん 断 力 を 受 け る 柱 ・ 梁 な ど の 部 材 に 対 し て 、 ト レ カ ク ロ ス を 部 材 の 側 面 に 巻 き 立 てる こと に よっ て 、せ ん断 力の 一 部を ト レカ クロ スに 負 担さ せ る補 強と する 。 (2) 設計 法 （ 財 ） 日 本 建 築 防 災 協 会 「 連 続 繊 維 補 強 材 を 用 い た 既 存 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 造 及 び 鉄 骨 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 造 建 築 物 の 耐 震 改 修 設 計 ・ 施 工 指 針 」 の 設 計 法 を 用 い る 。 基 本 的 に 下 に 示 す 設 計 フ ロ ー に 基 づ い て 、 必 要 終 局 せ ん 断 力 を 満 足 す る に ト レ カ ク ロ ス の ヤ ング 係数 ・ 積層 数 を決 定す る。 図 3.2-3 基 本的 な 設 計フ ロー ①設 計条 件 の整 理 せ ん 断 補 強 設 計 に 先 立 っ て 、 設 計 条 件 を 整 理 し な け れ ば な ら な い 。 ト レ カ ク ロ ス が 負担 すべ き 終局 せ ん断 力を 算定 し 、補 強 目標 を設 定す る 必要 が ある 。 ②ト レカ ク ロス の 選定 せん 断補 強 用途 で のト レカ クロ ス は一 般 的に 高強 度型 を 使用 す る。 ③ト レカ ク ロス が 負担 する せん 断 力の 算 定と 照査 負担 でき る せん 断 力と 積層 数は 次 の式 で 算定 する 。 Ｅ Ｎ Ｄ Ｏ Ｋ ② ト レ カ ク ロ ス の 仮 選 定 ③ ト レ カ ク ロ ス が 負 担 す る せ ん 断 力 の 算 定 と 照 査 ① 設 計 条 件 の 整 理 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｔ Ｎ Ｇ ヤ ン グ 係 数・積 層 数 の 見 直 ④ 定 着 方 法 の 選 定
■ 柱 の せ ん 断 終 局 強 度
(
)
(
・
)
＋
＋
・σ
＋
σ
・
／
＋
＝
0.845
Pw
wy
0.1
o
b
j
0.12
d
Q
Fc
17.6
0.053Pt
0.23þ
ý
ü
î
í
ì
å
M
Qsu
（ N）å
Pw
・σ
wy
＝
Pws
・σ
wys
＋
Pwf
・σ
fd
（ MPa）å
Pw
・σ
wy
≦
10MPa
(
Q
d
)
3
M
1
≦
／
・
≦
σ o ： 軸 方 向 応 力 度 （ ≦ 7.84）（ MPa） M／ Q ： せ ん 断 ス パ ン （ mm）。 た だ し 、 ho／ 2（ ho： 柱 内 法 寸 法 ） と し て よ い 。 b ： 補 強 後 の 柱 断 面 幅 （ mm） d ： 補 強 後 の 柱 断 面 有 効 せ い （ mm） j ： 応 力 中 心 間 距 離 （ mm）。 た だ し 、 0.8D と し て よ い 。 D ： 補 強 後 の 柱 せ い （ mm） Pt ： 引 張 鉄 筋 比 （ ％ ） Fc ： 既 存 部 分 の コ ン ク リ ー ト 圧 縮 強 度 （ MPa） Pws ： 既 存 柱 部 せ ん 断 補 強 筋 の 補 強 後 断 面 に 対 す る せ ん 断 補 強 筋 比 Pwf ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 補 強 後 断 面 に 対 す る せ ん 断 補 強 筋 比 σ wys ： 既 存 柱 部 せ ん 断 補 強 筋 の 降 伏 点 強 度 （ MPa） σ fd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の せ ん 断 設 計 用 引 張 強 度 （ MPa） σ fd＝ min.[Efd・ ε fd、 (2／ 3)σ f] Efd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 規 格 ヤ ン グ 係 数 （ ＝ 230GPa） ε fd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 有 効 ひ ず み 度 （ ＝ 0.7％ ） σ f ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 規 格 引 張 強 度 （ ＝ 3400MPa） ２ ． 最 低 補 強 量 の 制 限 (Pwf・ σ fd)は 0.04Fc 以 上 か つ 0.8MPa 以 上 と す る 。 ３ ． ト レ カ ク ロ ス 補 強 方 法 （ １ ） 独 立 柱 炭 素 繊 維 の 方 向 が 材 軸 に 対 し て ほ ぼ 直 角 と な る よ う に 閉 鎖 型 に 連 続 し て 巻 き 付 け る 。 （ ２ ） 袖 壁 付 き 柱 柱 際 の 袖 壁 に ｽﾘｯﾄを 設 け て 独 立 柱 の 閉 鎖 型 の 補 強 を 行 う 。 （ ３ ） 垂 壁 ・ 腰 壁 付 き 柱 柱 際 の 垂 壁 ・ 腰 壁 に ｽﾘｯﾄを 設 け て 柱 全 体 に わ た っ て 同 量 の 補 強 を 行 う 。■ 梁 の せ ん 断 終 局 強 度
(
)
(
・
)
＋
＋
・σ
・
／
＋
＝
0.845
Pw
wy
b
j
0.12
d
Q
Fc
17.6
0.053Pt
0.23þ
ý
ü
î
í
ì
å
M
Qsu
（ N）å
Pw
・σ
wy
＝
Pws
・σ
wys
＋
Pwf
・σ
fd
（ MPa）å
Pw
・σ
wy
≦
10MPa
(
Q
d
)
3
M
1
≦
／
・
≦
M／ Q ： せ ん 断 ス パ ン （ mm）。 た だ し 、 Lo／ 2（ Lo： 梁 内 法 寸 法 ） と し て よ い 。 b ： 補 強 後 の 梁 断 面 幅 （ mm） d ： 補 強 後 の 梁 断 面 有 効 せ い （ mm） j ： 応 力 中 心 間 距 離 （ mm）。 た だ し 、 7／ 8d と し て よ い 。 D ： 補 強 後 の 梁 せ い （ mm） Pt ： 引 張 鉄 筋 比 （ ％ ） Fc ： 既 存 部 分 の コ ン ク リ ー ト 圧 縮 強 度 （ MPa） Pws ： 既 存 梁 部 せ ん 断 補 強 筋 の 補 強 後 断 面 に 対 す る せ ん 断 補 強 筋 比 Pwf ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 補 強 後 断 面 に 対 す る せ ん 断 補 強 筋 比 σ wys ： 既 存 梁 部 せ ん 断 補 強 筋 の 降 伏 点 強 度 （ MPa） σ fd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の せ ん 断 設 計 用 引 張 強 度 （ MPa） σ fd＝ min.[Efd・ ε fd、 (2／ 3)σ f] Efd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 規 格 ヤ ン グ 係 数 （ ＝ 230GPa） ε fd ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 有 効 ひ ず み 度 （ ＝ 0.7％ ） σ f ： 連 続 繊 維 補 強 材 の 規 格 引 張 強 度 （ ＝ 3400MPa） ２ ． 最 低 補 強 量 の 制 限 (Pwf・ σ fd)は 0.04Fc 以 上 か つ 0.8MPa 以 上 と す る 。 ３ ． ト レ カ ク ロ ス 補 強 方 法 （ １ ） 矩 形 梁 炭 素 繊 維 の 方 向 が 材 軸 に 対 し て ほ ぼ 直 角 と な る よ う に 閉 鎖 型 に 連 続 し て 巻 き 付 け る 。 （ ２ ） T 形 梁 炭 素 繊 維 ｼｰﾄを 閉 鎖 型 に 巻 き 付 け ら れ な い 場 合 は 、 適 切 な 方 法 に よ り ト レ カ ク ロ ス 端 部 を 躯 体 に 定 着 す る 。3.3 橋脚 の耐 震 補強 設計 (1) 基本 的な 考 え方 橋 脚 の 耐 震 補 強 は 、 既 設 の 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 橋 脚 に 対 し て 、 通 常 高 強 度 型 ト レ カ ク ロス を接 着 する こ とで 、曲 げ耐 力 およ び せん 断耐 力を 向 上さ せ る補 強方 法で あ る。 鉄筋 コン ク リー ト 橋脚 の破 壊形 態 は 、曲 げ 破 壊型 、曲 げ損 傷か ら せ ん断 破壊 移 行型、 せ ん 断 破 壊 型 に 分 類 さ れ る が 、 ト レ カ ク ロ ス を 用 い る こ と で 橋 脚 基 部 の 曲 げ 破 壊 型 に 破壊 形態 を 移行 さ せる こと を基 本 とす る 。 橋脚 耐震 補 強の 場 合、大規 模地 震 に対 し て弱 点と なる 橋 脚段 落 し部 補強 が主 で ある 。 (2) 設計 法 主に 高速 道 路株 式 会社 ３社 の設 計 要領*1に 準 拠し 、下に 示 す設 計フ ロー に基 づ いて 設 計 を 行 う 。 な お 、 下 図 の 点 線 範 囲 は ト レ カ ク ロ ス 工 法 に よ る 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 橋 脚 の 耐震 補強 の 標準 的 な適 用範 囲で あ る。 図 3.3-1 基 本的 な 設 計フ ロー *1 「設 計 要領 第二 集 橋梁 保 全編 」 ① 先 行 破 壊 箇 所 の 判 定 ② 段 落 し 部 の 破 壊 形 態 の 判 定 設 計 条 件 の 整 理 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｔ Ｅ Ｎ Ｄ Ｏ Ｋ 曲 げ 破 壊 先 行 ③ 段 落 し 部 の 曲 げ 破 壊 照 査 ⑦ 基 部 の 破 壊 形 態 の 判 定 ④ 段 落 し 部 の 曲 げ 補 強 補 強 不 要 ⑤ 段 落 し 部 の せ ん 断 補 強 ⑤ 基 部 の せ ん 断 補 強 基 部 の 曲 げ 破 壊 照 査 補 強 不 要 基 部 の 曲 げ 補 強 （ 別 途 考 慮 ） 段 落 し 部 破 壊 先 行 基 部 破 壊 先 行 せ ん 断 破 壊 先 行 せ ん 断 破 壊 先 行 曲 げ 破 壊 先 行 Ｎ Ｇ Ｏ Ｋ ト レ カ ク ロ ス 工 法 の 標 準 的 な 適 用 範 囲 ⑥ 段 落 し 部 の 耐 力 の 照 査 Ｎ Ｇ
①破 壊形 態 の判 定 次の 式に よ り、 破 壊形 態の 判定 を 行う 。 ：段落し部破壊先行型 ：基部破壊先行型 1.2 1.2 h M h M By 0 By t 0 ty < ³ ïþ ï ý ü (記号) ＭBy0 ：躯 体下 端 断面 に おけ る初 降伏 曲 げモ ー メン ト （kN･m） Ｍty0 ：躯 体段 落 し断 面 にお ける 初降 伏 曲げ モ ーメ ント （kN･m） hBy ：躯 体下 端 断面 か ら上 部構 造の 慣 性力 の 作用 位置 まで の 高さ （m） ht ：躯 体段 落 し断 面 から 上部 構造 の 慣性 力 の作 用位 置ま で の高 さ （m） ②段 落し 部 破壊 形 態の 判定 次の 式に よ り、 破 壊形 態の 判定 を 行う 。 ：せん断破壊先行 ：曲げ破壊先行 Sd ud Sd ud P P P P > £ (記号) Pud ：段 落し 部 の終 局 水平 耐力 （kN） PSd ：段 落し 部 のせ ん 断耐 力（kN） ③段 落し 部 の曲 げ 破壊 照査 次の 式に よ り、 破 壊形 態の 判定 を 行う 。 ïþ ï ý ü -× × = t ty0 By 0 By M h h M 2 . 1 M Δ ：曲げ補強不要 ：曲げ補強必要 0 0 £ > (記号) ΔＭ ：段 落と し 部の 不 足モ ーメ ント （kN･m） ④段 落と し 部の 曲 げ補 強 a) 曲げ 補 強計 算 次の 式で 算 定す る 。 CF CF CF CF CF CF
b
t
A
n
d
σ
8
7
1000
M
Δ
A
×
=
×
´
=
照 査 段 落 と し 位 置 段 落 と し 部 の 降 伏 抵 抗 ﾓｰﾒﾝﾄ 基 部 の 終 局 抵 抗 ﾓｰﾒﾝﾄ 又 は 降 伏 抵 抗 ﾓｰﾒﾝﾄの 1.2倍 実 際 の 段 落 と し 位 置 Δ Ｍ 段 落 し 部 作 用 ﾓｰﾒﾝﾄ 曲 げ 補 強 範 囲 交 点 上 側 へ の 定 着 下 側 へ の 定 着 照 査 位 置(記号) ＡCF ：ト レカ ク ロス の 必要 断面 積（mm2） σCF ：ト レカ ク ロス の 曲げ 補強 用設 計 強度 （N/mm2） d ：部 材高(m) nCF ：ト レカ ク ロス の 積層 数（ 層） tCF ：ト レカ ク ロス の 設計 厚み （mm） bCF ：ト レカ ク ロス の 接着 幅（mm） b) トレ カ クロ ス の定 着長 ⅰ) 上側 定着 長 上側 定着 長 は、 実 際に 段落 しさ れ た位 置 から 定着 長 さ LCF と なる 範 囲ま で接 着 する 。 た だ し 、 そ の 長 さ が 段 落 し 部 降 伏 抵 抗 モ ー メ ン ト と 作 用 モ ー メ ン ト と の 交 点 か ら 、 ト レカ クロ ス １枚 あ たり の定 着長 さ LCF1と 比較 し、LCFが LCF1より 短 い場 合 は LCFを LCF1ま で延 ばす 。 CF CF CF CF CF τ t n σ L = × × (記号) τCF ：ト レカ ク ロス の 設計 用付 着強 度 （N/mm2） ⅱ) 下側 定着 長 照査 段落 し 位置 か ら前 項式 定着 長 さ LCFとな る範 囲ま で 接着 す る。 ⑤基 部・ 段 落と し 部の せん 断補 強 次の 式で 算 定す る 。 CF CF CF CF S CF t 2 A n ) θ cos θ (sin d σ P Δ 15 . 1 A ´ = + × × = (記号) ΔPS ：不 足せ ん 断耐 力 （kN） θ ：ト レカ ク ロス と 鉛直 軸と のな す 角（°） ⑥段 落と し 部の 耐 力の 照査 a) 補強 後 の曲 げ 耐力 補強 後の 曲 げ耐 力 Puが必 要曲 げ 耐 力 P0を 上回 るこ と を確 認 する 。
(
)
{
CF CF y0}
t 0{
CF(
CF)
y0}
t uA
'
7
8
σ
d
1000000
M
h
P
A
7
8
σ
d
1000000
M
h
P
=
×
×
+
³
=
×
×
+
(記号) Pu ：曲 げ補 強 後の 段 落と し部 の曲 げ 耐力 （kN） ＡCF’ ： トレ カク ロ ス の断 面積 （mm2） ＭBy0 ：躯 体下 端 断面 に おけ る初 降伏 曲 げモ ー メン ト （kN･m） b) 補強 後 のせ ん 断耐 力 補強 後の せ ん断 耐 力 PS Sが必 要 せん 断耐 力 PS0を上 回る こ とを 確 認す る。 S CF CF 0 S S CF CF SS
A
'
σ
d
1
.
15
P
P
A
σ
d
1
.
15
P
P
=
×
×
+
³
=
×
×
+
(記号) PS ：せ ん断 補 強前 の せん 断耐 力（kN） ⑦基 部の 破 壊形 態 の判 定 次の 式に よ り、 破 壊形 態の 判定 を 行う 。 ：せん断破壊先行 ：曲げ破壊先行 Sk uk Sk uk P P P P > £ (記号) Puk ：基 部の 終 局水 平 耐力 （kN） PSk ：基 部の せ ん断 耐 力（ kN）（参 考） 橋 脚の 耐 震補 強の 比較 表 ト レ カ ク ロ ス 工 法 RC 増 打 ち 工 法 鋼 板 接 着 工 法 図 段 落 し 部 ○ （ 部 分 施 工 可 ） ○ （ 全 面 施 工 ） ○ （ 部 分 施 工 可 。景 観 に 考 慮 す る 場 合 は 全 面 施 工 ） せ ん 断 ○ （ 部 分 施 工 可 ） ○ （ 全 面 施 工 ） ○ （ 部 分 施 工 可 。景 観 に 考 慮 す る 場 合 は 全 面 施 工 ） 靭 性 ○ （ た だ し 、壁 式 橋 脚 の 場 合 は 、中 間 貫 通 鋼 材 等 で 拘 束 度 を 高 め る 必 要 あ り ） ○ （ た だ し 、壁 式 橋 脚 の 場 合 は 、中 間 貫 通 鋼 材 等 で 拘 束 度 を 高 め る 必 要 あ り ） ○ （ た だ し 、壁 式 橋 脚 の 場 合 は 、中 間 貫 通 鋼 材 等 で 拘 束 度 を 高 め る 必 要 あ り ） 補 強 対 象 基 部 × （ RC と の 併 用 は 実 例 あ り ） ○ ○ 断 面 積 の 増 加 小 大 小 重 量 増 加 小 大 大 施 工 ス ペ ー ス 小 大 大 重 機 の 必 要 性 (工 事 用 道 路 ) 不 要 必 要 必 要 耐 久 性 （ 維 持 管 理 ） 良 好 （ 劣 化 因 子 の 遮 断 効 果 有 ） 良 好 定 期 的 な 塗 装 導 電 性 有 無 有 経 済 性 △ （ 巻 立 て 数 に よ っ て 、鋼 板 接 着 工 法 に 比 べ 有 利 ） ○ △ 補 強 鉄 筋 巻 立 てコンクリート 鋼 板 巻 立 て 注 入 材 トレカクロス
