(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に緊張するプレストレストコンクリート構造物の施工方法であって、
一定の高さに型枠で所定の厚さを有する円筒空間を形成しその中に適度な間隔をおいてアンボンドＰＣ鋼より線を収容するためのシース管を配置し、続いて、型枠にコンクリートを充填して養生し、養生後のコンクリートの鉛直上方向にさらに前記円筒空間を形成しその中にシース管を継ぎ足し延長する打設作業を繰り返して設計高さに到達させるコンクリート構造物の施工方法において、
曲がり部分および上下端の定着部分がポリエチレン管で形成され、その他の部分が樹脂管で形成され、前記ポリエチレン管と前記樹脂管とが連結されたシース管をコンクリートの打設時に鉛直方向に埋設し、
防錆剤に防錆ワックスが使用され、被覆樹脂で被覆されたアンボンドＰＣ鋼より線を緊張材として前記シース管内に挿通させ、
前記シース管の上下端部またはそのいずれか一方で前記緊張材に緊張力を与え、
前記設計高さによらず、前記シース管の上下端近傍におけるポリエチレン管の内部であって、前記被覆樹脂が除去された区間のみにセメントをグラウトする
ことを特徴とするプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【請求項２】
前記防錆ワックスは、前記防錆ワックスが塗布された試験体を４０℃に保持された恒温槽内に吊して１週間後の前記防錆ワックスの漏れ出しがない特性を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【請求項３】
前記防錆ワックスを使用したＰＣ鋼より線と被覆樹脂との分離抵抗力は、ＰＣ鋼より線の一方の端部における被覆樹脂に切り込みを入れて内部のＰＣ鋼線を切断し他方の端部において被覆樹脂を露出させた試験体に対する引き抜き抵抗試験において、切り込みが入れられた被覆樹脂と被覆樹脂を露出させたＰＣ鋼線とに引張力を加えた場合の被覆樹脂が破断したときの引張応力が被覆樹脂の引張降伏応力に略等しいことにより実証される程度で
ある
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【請求項４】
前記緊張材として厚さ２ｍｍ以上のポリエチレンで被覆されたアンボンドＰＣ鋼より線を使用する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【請求項５】
前記シース管における曲がり部分に蛇腹のポリエチレン管を使用する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【請求項６】
前記シース管における真っ直ぐな部分に硬質塩化ビニル樹脂管を使用する
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のプレストレストコンクリート構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略鉛直方向にプレストレスを与える（緊張する）プレストレストコンクリート構造物の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、建築構造物等に、プレストレスを与えたコンクリート構造物（以下「ＰＣ構造物」という）が使用されている。
ＰＣ構造物は、高強度材料であるＰＣ鋼材がコンクリートに埋設され、水平方向および鉛直方向にプレストレスが与えられた大型サイロ、ＰＣタンク、電気通信設備、灯台および風力発電の風車塔等にも利用される（特許文献１，２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３０７４１４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８００８２号公報
【特許文献３】特開２００７−７７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、塔状または筒状のコンクリート構造物に使用されていた鉛直方向ＰＣケーブルは、主に鋼製スパイラルシースをコンクリート部材中に埋設し、裸ＰＣケーブルを配線、緊張した後、シース管全長に渡ってセメントグラウトを注入する方式（内ケーブル方式、グラウト方式）が採用されていた。シース管全長に渡ってセメントグラウトを注入する方式では、作業用足場の仮設、グラウト注入等の作業の増加に伴う工期増大、およびセメントグラウトにより全体の重量が大きくなり、基礎工事の負担が大きくなるという問題がある。また、内ケーブル、ノングラウト方式として、グリースを防錆剤としたアンボンドＰＣ鋼より線が使用されるが、外気温が高くなると軟化した防錆グリースが下端からしみ出し、防錆上、美観上問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、性能上の問題が生じにくくかつ工期の短縮およびＰＣ構造物全体の重量を軽量化することができるプレストレストコンクリート構造物の施工方法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】
【０００６】
本発明に係る施工方法は、鉛直方向に緊張するプレストレストコンクリート構造物の施工方法であって、少なくとも曲がり部分がポリエチレン管で形成され全体が樹脂で形成されたシース管をコンクリートの打設時に鉛直方向に埋設し、防錆剤に防錆ワックスが使用されたアンボンドＰＣ鋼より線を緊張材として前記シース管内に挿通させ、前記シース管の上下端部またはそのいずれか一方で前記緊張材に緊張力を与え、前記シース管の上下端近傍におけるその内部にセメントをグラウトする。
【０００７】
好ましくは、前記緊張材として厚さ２ｍｍ以上のポリエチレンで被覆されたアンボンドＰＣ鋼より線を使用する。
前記シース管における曲がり部分には蛇腹のポリエチレン管が使用される。
前記シース管における真っ直ぐな部分には硬質塩化ビニル樹脂管が使用される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、性能上美観上の問題が生じにくくかつ工期の短縮およびＰＣ構造物全体の重量を軽量化することができるプレストレストコンクリート構造物の施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はＰＣ鋼より線の断面図である。
【図２】図２は防錆剤の漏れ出し試験の様子を示す図である。
【図３】図３は引き抜き抵抗試験の様子を示す図である。
【図４】図４はＰＣ鋼より線の配置を示す平面図である。
【図５】図５は図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図６は曲管部の正面拡大断面図である。
【図７】図７はＰＣ鋼より線が挿通されたシース管の断面図である。
【図８】図８は下端定着部近傍の正面断面図である。
【図９】図９は上端定着部近傍の正面断面図である。
【図１０】図１０は摩擦ロスの試験体の概略図である。
【図１１】図１１は被覆樹脂の厚さと摩擦ロス率γとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１はＰＣ鋼より線１，１Ｂの断面図である。図１において（ａ）に示されるＰＣ鋼より線１を「円筒型」といい、（ｂ）に示されるＰＣ鋼より線１Ｂを「フィット型」という。以下、単に「ＰＣ鋼より線」というときは「円筒型」を言うものとする。
ＰＣ鋼より線１は、断面形状が丸形のＰＣ鋼線２，…，２を複数本撚り合わせ、防錆剤３が塗布されて樹脂により被覆されたものである。以下、撚り合わされたＰＣ鋼より線を被覆する樹脂を被覆樹脂４という。ＰＣ鋼より線１は、施工において直接コンクリート等に固着されないアンボンドＰＣ鋼より線である。なお、フィット型のＰＣ鋼より線１Ｂは、被覆樹脂４Ｂを、内部の７本のＰＣ鋼線２，…，２の合わされた断面形状に沿わせた断面形状としたものである。
【００１１】
ＰＣ鋼線２は、高炭素鋼線材（ピアノ線材）で製造される。ＰＣ鋼より線１においては、ＰＣ鋼線２は７本が撚り合わされている。
防錆剤３には、防錆ワックスが使用される。使用される防錆ワックスの物性値を表１に示す。
【００１２】
【表１】
0005601874.tif 000002
【００１３】
被覆樹脂４には、高密度ポリエチレン樹脂が使用される。ＰＣ鋼より線１における被覆樹脂４は、通常よりも厚さが大きく、２ｍｍである。被覆樹脂４の厚さは、２ｍｍ以上とするのが好ましい。
ところで、ＰＣ鋼より線に塗布される防錆剤３として、一般には滴点が１５０℃前後の防錆グリースが使用される。しかし、例えばＰＣタンク、風車塔等に使用されるＰＣ鋼より線のように略垂直に配されてプレストレスが加えられる場合、防錆グリースが下方に移動して下端から外部に漏れ出し、防錆機能が低下し美観も損ねるという問題がある。そこで、防錆ワックスにおいても同様な問題が生じるかどうかについて、漏れ出しの有無を指標に検討を行った。
【００１４】
図２は防錆剤３の漏れ出し試験の様子を示す図である。
漏れ出し試験の試験体１１は、表１の物性を有する防錆ワックスが塗布された図１に示されるＰＣ鋼より線１（７本より標準径１５．２ｍｍ、公称断面積１３８．７ｍｍ2）である。漏れ出し試験は、この試験体１ｍを、４０℃に保持された恒温槽７１内に吊して、１週間後の受け皿７２への防錆剤３の漏れ出し量を測定するものである。図２における符合７３は温度計（熱電対）である。
【００１５】
ＰＣ鋼より線１は、１週間の漏れ出し試験では、防錆ワックスの漏れ出しが見られなかった。
図３は引き抜き抵抗試験の様子を示す図である。
引き抜き抵抗試験は、ＰＣ鋼より線１における被覆樹脂４の被覆強度、つまり７本のＰＣ鋼線２，…，２が撚り合わされたより線と被覆樹脂４との分離のし難さを試験するものである。
【００１６】
引き抜き抵抗試験の試験体１２は、ＰＣ鋼より線１の一方の端部における被覆樹脂４に切り込み１３を入れて内部のＰＣ鋼線２，２，２を切断し、他方の端部において被覆樹脂４を露出させたものである。試験体１２の長さは、一方の端部におけるＰＣ鋼線２，２，２の切断箇所から他方の端部における被覆樹脂４の端までが３ｍである。
試験体１２の両端はグリップ７４，７５に固着される。露出したＰＣ鋼線２，２，２を固着するグリップ７５は固定され、切り込み１３部分を固着するグリップ７４は、ロードセル７６およびレバーブロック７７に連結される。
【００１７】
引き抜き抵抗試験は、レバーブロック７７を操作して試験体１２に引張力を加え、ロードセル７６が検出する試験体１２に生じた引張応力を記録することにより行った。引張力を増加させると被覆樹脂４は破断し、そのときの引張応力（引張強さ）は、被覆樹脂４の引張降伏応力（原料高密度ポリエチレン樹脂の物性値）に略等しいものであった。このことから、防錆ワックスを使用したＰＣ鋼より線１のより線と被覆樹脂４との分離抵抗力は、実用上十分なものであるといえる。
【００１８】
次に、ＰＣ鋼より線１を使用した高さが高い筒状のコンクリート構造物の施工について説明する。
図４はＰＣ鋼より線１の配置を示す平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ矢視断面図、図６は曲管部の正面拡大断面図、図７はＰＣ鋼より線１が挿通されたシース管１５の断面図、図８は下端定着部５近傍の正面断面図、図９は上端定着部６近傍の正面断面図である。なお、図４は完成後のコンクリート構造物の一部である。
【００１９】
施工は、一定の高さに型枠で所定の厚さを有する円筒空間を形成し、その中に適度な間隔をおいてＰＣ鋼より線１を収容するためのシース管１５，１５，１５，１５を配置する。図４はシース管１５の配置を示す図でもある。シース管１５には、硬質塩化ビニル樹脂管１６が使用される。
続いて、型枠にコンクリートを充填する。養生が終了したら、養生後のコンクリートの上にさらに一定の高さに型枠で所定の厚さを有する円筒空間を形成する。このとき、必要であればシース管１５を継ぎ足し延長する。型枠の空間にコンクリートを充填し、養生する。
【００２０】
以上のコンクリート打設作業を、コンクリート構造物の設計高さに到達するまで繰り返す。この作業において、ＰＣ鋼より線１の端定着部の相互干渉の回避、鉄筋との干渉の回避のため、直線状のシース管１５の途中に湾曲部分（曲がり部分）を設ける必要が生ずる。この湾曲部分には、硬質塩化ビニル樹脂管１６に換えてポリエチレンシース管１７が用いられる（図６）。以下、この湾曲部分を「曲管部」という。
【００２１】
コンクリートの打設作業が終了すると、それぞれのシース管１５，…，１５の内部に、下端または上端の開口部分からＰＣ鋼より線１が挿入される。ＰＣ鋼より線１は、１つのシース管１５につき７本挿通される。シース管１５に挿通されたＰＣ鋼より線１，…，１は、下端部が下端定着部５によりコンクリート構造物に固定される。
下端定着部５は、支圧板２１、定着ブロック２２、複数のウェッジ（くさび）２３，２３，２３および防錆キャップ２４からなる。下端定着部５と硬質塩化ビニル樹脂管１６との間は、ポリエチレンシース管１７で連結されている。
【００２２】
それぞれのＰＣ鋼より線１，…，１は、端部近傍の被覆樹脂４が剥がされる。露出したより線は、支圧板２１および定着ブロック２２の孔を貫通して、端が中空円錐台状のウェッジ２３に嵌め入れられる。ウェッジ２３は、定着ブロック２２の孔に嵌り込むに伴い、より線を貫通させた孔の径が減少してより線を固く保持する。露出したより線の端、定着ブロック２２およびウェッジ２３，２３，２３は、被せられた防錆キャップ２４により保護される。
【００２３】
上端定着部６は、支圧板２１、定着ブロック２２および複数のウェッジ２３，２３，２３からなる。上端定着部６と硬質塩化ビニル樹脂管１６との間は、下端定着部５と同様にポリエチレンシース管１７で連結されている。
ＰＣ鋼より線１，…，１は、上端部近傍の被覆樹脂４が剥がされる。露出したより線の上端を、支圧板２１および定着ブロック２２の孔に貫通させ、下端定着部５および上端定着部６の両方またはいずれか一方に固定されたジャッキによりＰＣ鋼より線１，…，１に所定の緊張力を与える。
【００２４】
より線の上端は、ウェッジ２３，２３，２３の孔に挿通され、より線に与えられた緊張力によってウェッジ２３，２３，２３が定着ブロック２２の孔内に嵌り込むことにより、ＰＣ鋼より線１，…，１の上端が上端定着部６に固着される。
ＰＣ鋼より線１，…，１が下端定着部５および上端定着部６に固着された後、防錆キャップ２４またはグラウトキャップ２７により封がされ、それぞれのポリエチレンシース管１７，１７における被覆樹脂４が除去された区間にセメントグラウトされる（図８の符合２５、図９の符合２６）。
【００２５】
従来のＰＣ構造物の施工では、シース管内にもセメントをグラウトすることが一般に行われていた。しかし、コンクリート構造物の高さが高い場合、グラウトを注入する圧力が高くなるため、高さ方向に数回に分けてグラウトを行わなければならず、作業量の増加、工期の長期化および全体の重量の増加が避けられない。
これに対して、上述した施工方法では、下端定着部５および上端定着部６の近傍におけるシース管１５の一部分にしかグラウトしないため、これらの問題が生じない。
【００２６】
ＰＣ鋼より線１，…，１は、前述したように被覆樹脂４の厚さが２ｍｍのものを使用した。以下、被覆樹脂４の厚さについて説明する。
被覆樹脂４の厚さを２ｍｍとする場合ＰＣ鋼より線の外径が大きくなる。シース管１５の一部に曲管部が存在するので、外径が大きなＰＣ鋼より線１に緊張力を与えた場合の緊張力の摩擦ロスが懸念される。
【００２７】
図１０は摩擦ロスの試験体７の概略図である。図１０において（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）における右側面図である。
試験体７は、曲管部を形成するポリエチレンシース管１７の湾曲状態をフレーム３１により維持するものである。フレーム３１は、実際のコンクリート構造物を想定して、コンクリート内にポリエチレンシース管１７が埋設されて形成される。埋設されたポリエチレンシース管１７は、内径が８５ｍｍ、外径が９８ｍｍである。
【００２８】
摩擦ロス測定は、試験体７のポリエチレンシース管１７に被覆樹脂４の厚さが２ｍｍのＰＣ鋼より線１または被覆樹脂４の厚さが１ｍｍのＰＣ鋼より線を７本貫通させ、試験体７の両側の露出する部分の被覆樹脂４を除去する。そして、露出した各より線は、ロードセルおよび定着部を貫通させて、ジャッキに連結される。
つまり、両側の定着部の内側に２つのロードセルが配され、試験体７は両側のロードセルに挟まれる。また、ＰＣ鋼より線は、両側でロードセルの外方から緊張力が与えられる。
【００２９】
試験は、いずれか一方の側のジャッキでより線に緊張力を与え、両側のロードセルが検出する引張力を比較する。これを両側のジャッキについて複数回繰り返し、両側のロードセルの検出値の相違からポリエチレンシース管１７内の摩擦ロスを算出する。
摩擦ロス率γ（％）は、緊張力を与えた側のロードセル検出値をＰａ、反対側のロードセル検出値をＰｂとしたとき、
γ＝（Ｐａ−Ｐｂ）÷Ｐａ        ・・・  （１）
で求められる。
【００３０】
図１１は被覆樹脂４の厚さと摩擦ロス率γとの関係を示す図である。図１１からは厚さ２ｍｍの被覆樹脂４を有するＰＣ鋼より線１の方が、厚さ１ｍｍの被覆樹脂４を有するＰＣ鋼より線よりも摩擦ロス率γ平均値が若干小さい。摩擦ロスは、防錆ワックスを介した被覆樹脂４の内面とＰＣ鋼線２とに生じ、また、被覆樹脂４の外面とポリエチレンシース管１７の内面とに生ずる。図１１の結果の理由は不明であるが、少なくとも緊張力を与えるときの摩擦ロスは、被覆樹脂４の厚さが２ｍｍであるＰＣ鋼より線１と１ｍｍであるＰＣ鋼より線とでは、厚さ２ｍｍであるＰＣ鋼より線１の方が若干小さいといえる。
【００３１】
また、ＰＣ鋼より線１をシース管１５に挿通させたとき、被覆樹脂４の厚さを２ｍｍとした場合に損傷がなかったのに対して、被覆樹脂の厚さを１ｍｍとすると側圧により被覆樹脂が損傷し、防錆剤３（防錆ワックス）の漏れ出しが生じた。
上述の実施形態において、ＰＣ鋼より線１，１Ｂ、防錆剤３としての防錆ワックス、被覆樹脂４，４Ｂ、シース管１５等の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。また、本発明に係るプレストレストコンクリート構造物の施工方法における施工順序等は、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、略垂直方向にプレストレスを与えるプレストレストコンクリート構造物の施工方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１，１Ｂ  ＰＣ鋼より線（アンボンドＰＣ鋼より線）
３  防錆剤
４，４Ｂ  被覆樹脂
１６  硬質塩化ビニル樹脂管
１７  ポリエチレンシース管（ポリエチレン管）
２５  セメントグラウト（セメント）
２６  セメントグラウト（セメント）
【図４】
0005601874.tif 000003
【図５】
0005601874.tif 000004
【図６】
0005601874.tif 000005
【図１１】
0005601874.tif 000006
【図１】
0005601874.tif 000007
【図２】
0005601874.tif 000008
【図３】
0005601874.tif 000009
【図７】
0005601874.tif 000010
【図８】
0005601874.tif 000011
【図９】
0005601874.tif 000012
【図１０】
0005601874.tif 000013