(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物内に装着された複数本のＰＣ鋼材を、前記コンクリート構造物の端面において固定して、前記ＰＣ鋼材を緊張状態に保持するようにしたプレストレス導入装置であって、前記コンクリート構造物の端部に形成された凹部内に装着され、コンクリートに面接触させられる支圧板に嵌合させられる雌型コーンと、この雌型コーンに嵌合させられ、外周面に前記複数本のＰＣ鋼材が嵌合する、その設置本数分の溝が形成された雄型コーンとを有し、前記雌型コーンと前記雄型コーンとによって前記複数本のＰＣ鋼材の端部を挟持固定する定着具を備え、前記定着具に、この定着具の端部に露出する前記複数本のＰＣ鋼材と前記定着具を覆うように防水キャップが設けられ、前記防水キャップの端面には上下に間隔をおいてグラウト充填孔が形成されており、前記防水キャップは前記グラウト充填孔の端部を除いて前記凹部内に充填される埋め込みコンクリート中に埋め込まれ、その埋め込みコンクリートの表面から前記グラウト充填孔の端部が外側へ突出し、前記ＰＣ鋼材の端部が前記防水キャップによって前記埋め込みコンクリートから分離し、前記防水キャップ内に前記グラウト充填孔を通じて充填材が充填されていることを特徴とするプレストレス導入装置。
【請求項２】
前記防水キャップが、合成樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレストレス導入装置。
【請求項３】
前記防水キャップが、透明な材料によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載のプレストレス導入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物にプレストレスを与えるために用いられるプレストレス導入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート構造物として、プレストレスを与えて強度を高めたプレストレストコンクリートが知られている。
【０００３】
そして、前記コンクリート構造物にプレストレスを与えるために、図５および図６に符号１で示すような定着具を用いたプレストレス導入装置が用いられている。
【０００４】
このプレストレス導入装置は、定着具１を備え、この定着具１は、コンクリート構造物２の端面に設置されるもので、コンクリート構造物２を貫通して配設された多数のＰＣ鋼材３の端部を固定して、これらのＰＣ鋼材３を緊張状態に保持するものである。
【０００５】
すなわち、前記コンクリート構造物３の端部に固定されるとともに、前記各ＰＣ鋼材３が挿通される円錐台形状の貫通孔４ａが形成された雌型コーン４と、この雌型コーン４の貫通孔４ａ内に嵌合させられて、前記貫通孔４ａの内周面との間に前記各ＰＣ鋼材３を挟持固定する雄型コーン５とによって構成されている。
また、前記雄型コーン５の外面には、前記各ＰＣ鋼材３の位置決めをなすとともに、これらのＰＣ鋼材３に挟持力を与える半円弧状の溝５ｂが、前記ＰＣ鋼材３の長さ方向に沿い、かつ、雄型コーン５の軸線周りに所定間隔をおいて形成されている。
【０００６】
そして、前記ＰＣ鋼材３は、一端部が適宜の固定部材によって前記コンクリート構造物３の一端部に固定され、他端部において、ジャッキ等によって張力が与えられるとともに、前記雌型コーン４と、この雌型コーン４に嵌合させられる前記雄型コーン５とによって固定される。
この結果、前記各ＰＣ鋼材３が緊張状態に保持されて、前記コンクリート構造物３にプレストレスが与えられるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の定着具１にあっては、つぎのような改善すべき課題が残されている。
すなわち、前記ＰＣ鋼材３は、図７に示すように、複数本（図示例では７本）の素線６を編み込んで形成されている。
このために、前記雌型コーン４の貫通孔４ａと雄型コーン５の溝５ｂとによって挟持された状態においても、前記各素線６間に隙間ｇが存在し、この隙間ｇを介して水が浸入することが想定される。
【０００８】
そして、前述したように各ＰＣ鋼材３の隙間ｇ内に水が浸入すると、毛細管現象によって、前記水が前記ＰＣ鋼材３の長さ方向に移動して、その途中に滞留し、この滞留水によって、前記各素線６が腐食してしまい、これに起因して、前記ＰＣ鋼材３の強度低下や破断といった不具合が発生してしまうことがある。
特に、浸入した水が塩分を含んでいる場合には、前述した腐食の進行が速い。
【０００９】
一方、図８に示すように、前記定着具１を、埋め込みコンクリート７で覆うことによって前記各ＰＣ鋼材３の端部を密閉し、これによって、これらのＰＣ鋼材３内への水の浸入を抑制することが検討されている。
しかしながら、このような対処方法にあっても、たとえば、前記埋め込みコンクリート７に、その劣化等によってひび８が発生した場合、このひび８から水が浸入し、この埋め込みコンクリート７による密閉効果がなくなってしまうことが考えられ、有効な解決手段とは成り得ていない。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決すべくなされたもので、プレストレストコンクリートに設置されているＰＣ鋼材の腐食の発生を抑制することのできるプレストレス導入装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のプレストレス導入装置は、前述した目的を達成するために、コンクリート構造物内に装着された複数本のＰＣ鋼材を、前記コンクリート構造物の端面において固定して、前記ＰＣ鋼材を緊張状態に保持するようにしたプレストレス導入装置であって、前記コンクリート構造物の端部に形成された凹部内に装着され、コンクリートに面接触させられる支圧板に嵌合させられる雌型コーンと、この雌型コーンに嵌合させられ、外周面に前記複数本のＰＣ鋼材が嵌合する、その設置本数分の溝が形成された雄型コーンとを有し、前記雌型コーンと前記雄型コーンとによって前記複数本のＰＣ鋼材の端部を挟持固定する定着具を備え、前記定着具に、この定着具の端部に露出する前記複数本のＰＣ鋼材と前記定着具を覆うように防水キャップが設けられ、前記防水キャップの端面には上下に間隔をおいてグラウト充填孔が形成されており、前記防水キャップは前記グラウト充填孔の端部を除いて前記凹部内に充填される埋め込みコンクリート中に埋め込まれ、その埋め込みコンクリートの表面から前記グラウト充填孔の端部が外側へ突出し、前記ＰＣ鋼材の端部が前記防水キャップによって前記埋め込みコンクリートから分離し、前記防水キャップ内に前記グラウト充填孔を通じて充填材が充填されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載のプレストレス導入装置は、請求項１に記載の前記防水キャップが、合成樹脂によって構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のプレストレス導入装置は、請求項２に記載の前記防水キャップが、透明な材料によって構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１ないし図３を参照して説明する。
図１において、符号１０はプレストレストコンクリートとなされるコンクリート構造物を示し、後述する定着具１１が固定されるグリッド筋１２と、このグリッド筋１２を覆って打設固化されたコンクリート１３とによって構成されている。
【００１３】
前記コンクリート１３の端部には、凹部１３ａが形成されており、この凹部１３ａ内に前記定着具１１が装着されている。
【００１４】
前記定着具１１は、前記コンクリート１３内に埋設されるとともに、前記グリッド筋１２に固定されたガイドコネクション１４を備え、このガイドコネクション１４の内側の端部に取り付けられて、前記コンクリート１３内に、プレストレス導入用のＰＣ鋼材１５が配設される貫通孔を形成するシース１６が固定されている。
このシース１６は、このシース１６内に装着される前記ＰＣ鋼材１５と前記コンクリート１３とを液密に遮蔽するように、また、前記コンクリート１３内の水分や塩分に対して耐腐食性を有する材料、たとえば、非鉄金属によって形成されている。
【００１５】
また、前記ガイドコネクション１４の、前記凹部１３ａ側の端部には、前記コンクリート１３に面接触させられる支圧板１７がボルト１８によって固定されている。
この支圧板１７の中心部には、円形の貫通孔１７ａが形成されており、この貫通孔１７ａ内に、中心部に円錐台形状の貫通孔１９ａが形成された雌型コーン１９が嵌合させられ、さらに、この雌型コーン１９に、この雌型コーン１９の貫通孔１９ａ内に嵌合させられるとともに、この雌型コーン１９の内周面との間に前記ＰＣ鋼材１５を挟み込んで固定する雄型コーン２０が取り付けられている。
【００１６】
そして、前記雌型コーン１９は、前記支圧板１７の端面に当接させられるフランジ部１９ｂと、このフランジ部１９ｂの中心部に一体に連設され、前記支圧板１７の貫通孔１７ａに嵌合させられる突起部１９ｃとによって構成されている。
また、前記雄型コーン２０の中心部には、前記シース１６と連通する貫通孔２０ａが形成されている。
【００１７】
さらに、前記雄型コーン２０の外周面は、前記雌型コーン１９の貫通孔１９ａの内周面と略同一角度のテーパ角度が与えれられているとともに、前記雄型コーン２０の外周面には、図２に示すように、前記ＰＣ鋼材１５が、その半周にわたって嵌合させられる溝２０ｄが、前記ＰＣ鋼材１５の設置本数分形成されており、これらの溝２０ｄと前記雌型コーン１９の貫通孔１９ａとの間に、前記各ＰＣ鋼材１５が挟持されるようになっている。
【００１８】
一方、本実施形態においては、前記支圧板１７に、前記雌型コーン１９、および、雄型コーン２０を覆って防水キャップ２１が、ボルト２２によって取り付けられており、この防水キャップ２１によって、前記雌型コーン１９および雄型コーン２０の外側部分が水密に覆われ、かつ、前記雌型コーン１９および雄型コーン２０から突出させられている、前記各ＰＣ鋼材１５の端部が水密に覆われている。
【００１９】
また、前記防水キャップ２１の端面には、図１および図２に示すように、上下に間隔をおいた位置に、グラウト充填孔２３が形成されており、前記雄型コーン２０の貫通孔２０ａを介して、前記シース１６内に充填材を充填するようになっている。
そして、前記防水キャップ２１は、グラウトを充填する際に、その充填状況を確認するために、透明あるいは半透明な材料、たとえば、ＦＲＰやアクリル樹脂等によって形成することが好ましい。
【００２０】
このように構成された本実施形態においては、前記コンクリート構造物１０の凹部１３ａ内に取り付けられた支圧板１７に雌型コーン１９を嵌合させるとともに、この雌型コーン１９の貫通孔１９ａに、前記シース１６内に挿通された複数のＰＣ鋼材１５の端部をそれぞれ嵌め込み、さらに、前記雌型コーン１９の貫通孔１９ａ内に前記雄型コーン２０を嵌合させるとともに、その外周面に形成されている各溝２０ｄに、前記ＰＣ鋼材１５を嵌め込んで、前記各ＰＣ鋼材１５の端部を仮固定する。
【００２１】
ついで、前記コンクリート構造物１０の端面にジャッキ（図示略）を設置して、前記各ＰＣ鋼材１５に所定の張力を与えた状態で、前記雄型コーン２０を前記雌型コーン１９へ押し込んで前記各ＰＣ鋼材１５を固定した後に、前記ジャッキを取り外す。
このような操作によって、前記コンクリート構造物１０にプレストレスを導入することができる。
【００２２】
ついで、前記支圧板１７に、防水キャップ２１をボルト２２によって固定した後に、図３に示すように、前記凹部１３ａ内に埋め込みコンクリート２４を充填する。
これより、必要に応じて、前記防水キャップ２１の下方に設けられているグラウト充填孔２３から充填材を充填して、この充填材を、前記防水キャップ２１から前記シース１６の全長にわたって充填する。
以上の作業によって、前記コンクリート構造物１０にプレストレスを与えることができる。
【００２３】
このようにして得られたプレストレストコンクリートは、前記各ＰＣ鋼材１５の端部が、前記防水キャップ２１によって前記埋め込みコンクリート２４から分離されていることから、前記埋め込みコンクリート２４に亀裂が入り、この亀裂から水が染みこんだとしても、この水が前記防水キャップ２１によって遮られて、前記ＰＣ鋼材１５の端部へ到達することがない。
したがって、前記ＰＣ鋼材１５の腐食や錆の発生が抑制され、その強度低下や破断といった不具合が防止される。
【００２４】
図４は、本発明の他の実施形態を示すもので、前記各ＰＣ鋼材１５の端部のそれぞれに、これらの端部を直接被覆する防水キャップ２５を被せた構成としたものである。
このような構成とすることにより、付着した水がＰＣ鋼材１５の内部まで短時間で移動する、前記ＰＣ鋼材１５の端部を直接密封することにより、最小限度の密封構造で、前記ＰＣ鋼材１５の腐食や錆の発生を抑制することができるとともに、前記凹部１３ａ内に充填される埋め込みコンクリート２４の埋め込み量を十分に確保することにより、前記凹部１３ａ部分におけるコンクリート構造物１０の強度を確保することができる。
【００２５】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
たとえば、前記実施形態においては、定着具１１を、雌型コーン１９と雄型コーン２０とによって構成し、複数のＰＣ鋼材１５を一括して挟持固定する構成とした例について示したが、くさびを利用して、前記複数のＰＣ鋼材１５を個々に挟持固定するような構成とすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わるプレストレストコンクリート用ＰＣ鋼材定着具によれば、コンクリート構造物にプレストレスを与えるＰＣ鋼材への水の浸入を防止して、このＰＣ鋼材の腐食や錆びに起因した強度低下や破断といった不具合を防止して、プレストレスコンクリートの長期にわたる強度確保を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、要部の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、要部の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、要部の縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すもので、要部の縦断面図である。
【図５】一従来例を示す要部の縦断面図である。
【図６】一従来例を示す要部の正面図である。
【図７】一従来例を示す要部の拡大正面図である。
【図８】一従来例を示す要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１  定着具
２  コンクリート構造物
３  ＰＣ鋼材
４  雌型コーン
４ａ  貫通孔
５  雄型コーン
５ｂ  溝
６  素線
７  埋め込みコンクリート
８  ひび
１０  コンクリート構造物
１１  定着具
１２  グリッド筋
１３  コンクリート
１３ａ  凹部
１４  ガイドコネクション
１５  ＰＣ鋼材
１６  シース
１７  支圧板
１７ａ  貫通孔
１８  ボルト
１９  雌型コーン
１９ａ  貫通孔
１９ｂ  フランジ部
１９ｃ  突起部
２０  雄型コーン
２０ａ  貫通孔
２０ｄ  溝
２１  防水キャップ
２２  ボルト
２３  グラウト充填孔
２４  埋め込みコンクリート
２５  防水キャップ
ｇ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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