(57)【要約】【課題】既設のコンクリート部材内に配置され、周面に付着力が作用して既設のコンクリート部材と一体となっている既設のＰＣ鋼材を新設のＰＣ鋼材と接続する。【解決手段】既設のコンクリート部材１０に配置された既設のＰＣ鋼棒１１の端部を露出し、外周面に雄ねじ２ａを有した雌コーン２、この雄ねじに螺合される定着ナット４、雄コーン３、支圧板５を既設のＰＣ鋼材１１に取り付け、雌コーンを介して既設のＰＣ鋼材を軸線方向に引張する。これにより、雌コーンと支圧板との間に隙間が生じ、定着ナットを支圧板に密着するまで締め付けて、既設のＰＣ鋼棒を定着する。上記雌コーンの雄ねじとカプラー７の第１の雌ねじ７ａと螺合させ、第２の雌ねじ７ｂを新設のＰＣ鋼棒１３の雄ねじに螺合させる。その後、新設のコンクリート部材１２を形成する領域にコンクリートを打設し、コンクリートの硬化後、新設のＰＣ鋼棒に引張力を導入して定着する。【選択図】図１
2014148870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緊張力が導入された状態で既設のコンクリート部材に定着され、周面に付着力が作用してコンクリートと一体となっている既設のＰＣ鋼材と、新設のコンクリート部材内に配置されて引張力が導入される新設のＰＣ鋼材とを、引張力が伝達されるように接続するＰＣ鋼材の接続方法であって、
前記既設のＰＣ鋼材の前記新設のＰＣ鋼材と接続される側の端部に設けられた定着具を除去するとともに、前記既設のコンクリート部材内に埋設されている端部をはつり出して該既設のコンクリート部材から突出させる工程と、
円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、  前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、  前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、  前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、を備える定着具を前記既設のＰＣ鋼材の突出した部分に取り付ける工程と、
前記支圧板と前記既設のコンクリート部材との間にコンクリート又はモルタルを充填して前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達することを可能とする工程と、
前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじに引張用部材を螺合して該引張用部材を前記既設のＰＣ鋼材の軸線方向に引張し、該引張用部材を引張した状態で前記定着ナットを前記支圧板に密着するように締め付ける工程と、
前記既設のＰＣ鋼材と前記新設のＰＣ鋼材とを接続するためのカプラーの一方の端部に形成された第１の雌ねじを前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合し、該カプラーの他方の端部に形成された第２の雌ねじを介して前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と接続する工程と、を含むことを特徴とするＰＣ鋼材の接続方法。
【請求項２】
コンクリートからなる既設の桁に沿って新設の桁を増設し、既設の桁に配置され周面に付着力が作用してコンクリートと一体となっている横方向の既設のＰＣ鋼材に、新設の桁に配置する新設のＰＣ鋼材を接続し、引張力を導入して新設の桁を既設の桁と一体とする橋梁の拡幅方法であって、
前記既設のＰＣ鋼材の前記新設のＰＣ鋼材と接続される側の端部に設けられた定着具を除去するとともに、前記既設の桁内に埋設されている端部をはつり出して該既設の桁から突出させる工程と、
円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、  前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、  前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、  前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、を備える定着具を前記既設のＰＣ鋼材の突出した部分に取り付ける工程と、
前記支圧板と前記既設の桁との間にコンクリート又はモルタルを充填して前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設の桁に伝達することを可能とする工程と、
前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじに引張用部材を螺合して該引張用部材を前記既設のＰＣ鋼材の軸線方向に引張し、該引張用部材を引張した状態で前記定着ナットを前記支圧板に密着するように締め付ける工程と、
前記既設のＰＣ鋼材と前記新設のＰＣ鋼材とを接続するためのカプラーの一方の端部に形成された第１の雌ねじを前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合し、該カプラーの他方の端部に形成された第２の雌ねじを介して前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と接続する工程と、
前記新設の桁を形成する領域又は予め形成された新設の桁と前記既設の桁との間にコンクリートを打設し、該コンクリートの硬化後、前記新設のＰＣ鋼材を引張して前記新設の桁に定着することを特徴とする橋梁の拡幅方法。
【請求項３】
引張力が導入された状態で既設のコンクリート部材に定着され、周面に付着力が作用して前記既設のコンクリート部材と一体となっている既設のＰＣ鋼材と、新設のコンクリート部材内に配置されて引張力が導入される新設のＰＣ鋼材とを、引張力が伝達されるように接続するためのＰＣ鋼材の接続具であって、
円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、
前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、
前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、
前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、
軸線方向における一方の端部に形成された第１の雌ねじが前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合され、他方の端部に形成された第２の雌ねじが前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と螺合されるカプラーと、を有することを特徴とするＰＣ鋼材の接続具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のコンクリート部材内で緊張力が既に導入されている既設のＰＣ鋼材と、既設のコンクリート部材と連続するように新設されるコンクリート部材に配置される新設のＰＣ鋼材とを接続するＰＣ鋼材の接続方法、この接続方法を用いた橋梁の拡幅方法、及び上記接続方法で用いることができるＰＣ鋼材の接続具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート部材内に緊張材であるＰＣ鋼材を配置し、引張力を導入した状態で該コンクリート部材に定着してプレストレスを導入した構造物が広く用いられている。上記ＰＣ鋼材の多くは、コンクリート部材内に埋め込まれたシース内に挿通され、引張力を導入した後にグラウトを施して硬化したグラウトの付着力によってコンクリート部材と一体とされている。
【０００３】
このようなＰＣ鋼材によってプレストレスが導入された構造物例えば橋桁の改修や補修、又は橋桁の拡幅等が必要となる場合がある。このような場合には既設のコンクリート部材に連続するように新たなコンクリートを打設し、一体となるようにプレストレスを導入することが望まれる。このためには、既存のコンクリート部材に配置されているＰＣ鋼材に新設するコンクリート部材内に配置するＰＣ鋼材を接続し、既設のコンクリート部材から新設するコンクリート部材に連続するように引張力を導入するのが望ましい。
【０００４】
しかし、既存のコンクリート部材内に配置されているＰＣ鋼材は、端部が定着具によってコンクリート部材に定着されており、定着具の背面側では、ＰＣ鋼材が短く切断されていることが多い。これは定着具及びＰＣ鋼材の端部をコンクリート内に埋め込んで腐食を防止するための処置として広く行われている。このため、ＰＣ鋼材の定着端をコンクリート部材内からはつりだしたとしても、このＰＣ鋼材に、新たなＰＣ鋼材を接続することは難しい。また、定着具を取り外すことも、大きな引張力が導入されている状態ではできない。
【０００５】
一方、特許文献１には、既設のコンクリート部材に削孔を施し、この孔に挿入してグラウトを注入することによって定着されたＰＣ鋼材に新たなコンクリート部材に配置するＰＣ鋼材を接続してプレストレスを導入する方法が記載されている。
しかし、このように既存のコンクリート部材に多くの削孔を行ってＰＣ鋼材を定着した場合には、既設のコンクリート部材と新たに打設するコンクリート部材との接合部付近で複雑な応力が発生し、構造上の弱点となる可能性がある。また、既存のコンクリート部材に多くの削孔を行うことは既存のコンクリート部材の耐力を劣化させる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０６３７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、既存のコンクリート部材内に配置され、緊張力が既に導入されている既設のＰＣ鋼材と、既存のコンクリート部材と連続するように新設されるコンクリート部材に配置される新設のＰＣ鋼材とを接続するＰＣ鋼材の接続方法、このＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋梁の拡幅方法、及びこれらの接続方法に使用されるＰＣ鋼材の接続具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  緊張力が導入された状態で既設のコンクリート部材に定着され、周面に付着力が作用してコンクリートと一体となっている既設のＰＣ鋼材と、新設のコンクリート部材内に配置されて引張力が導入される新設のＰＣ鋼材とを、引張力が伝達されるように接続するＰＣ鋼材の接続方法であって、  前記既設のＰＣ鋼材の前記新設のＰＣ鋼材と接続される側の端部に設けられた定着具を除去するとともに、前記既設のコンクリート部材内に埋設されている端部をはつり出して該既設のコンクリート部材から突出させる工程と、  円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、を備える定着具を前記既設のＰＣ鋼材の突出した部分に取り付ける工程と、  前記支圧板と前記既設のコンクリート部材との間にコンクリート又はモルタルを充填して前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達することを可能とする工程と、  前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじに引張用部材を螺合して該引張用部材を前記既設のＰＣ鋼材の軸線方向に引張し、該引張用部材を引張した状態で前記定着ナットを前記支圧板に密着するように締め付ける工程と、  前記既設のＰＣ鋼材と前記新設のＰＣ鋼材とを接続するためのカプラーの一方の端部に形成された第１の雌ねじを前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合し、該カプラーの他方の端部に形成された第２の雌ねじを介して前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と接続する工程と、を含むＰＣ鋼材の接続方法を提供する。
【０００９】
このＰＣ鋼材の接続方法では、既設のコンクリート部材内に配置されているＰＣ鋼材の端部を、コンクリート部材をはつることによって露出させ、定着具を除去するものであるが、一般にＰＣ鋼材がグラウト等の付着力によってコンクリート部材と一体となっていると、定着具を除去しても、ＰＣ鋼材の長さ方向におけるほとんどの領域で緊張力が維持され、コンクリート部材のプレストレスも維持される。しかし、この状態ではＰＣ鋼材の周面に作用する付着力によって引張力がコンクリート部材に伝達されており、コンクリート部材の振動等によって徐々に付着力が失われることがあり、コンクリート部材に導入されているプレストレスが減少する虞がある。これに対して、本発明の接続方法では、既設のコンクリートをはつることによって露出したＰＣ鋼材に定着具を取り付け、引張した状態で既設のコンクリート部材に定着することによってプレスレスの低減を抑止することができる。このとき、ＰＣ鋼材の定着にくさびとして機能する雄コーンを用いることによって鋼棒、鋼線、鋼より線等の様々なＰＣ鋼材に対しても定着することができる。
【００１０】
くさびを用いた定着では、ＰＣ鋼材を把持して引張および定着を行うと、くさびとして機能する雄コーンと雌コーンとの間及び雄コーンとＰＣ鋼材との間で滑りが生じて、定着時における引張力の損失が起こる。これに対して、本発明の方法では、雌コーンを把持して引張し、この雌コーンに螺合されたナットを支圧板に締め付けることにより、定着時の損失がほとんど生じないものすることができる。
そして、上記雌コーンに装着したカプラーを介して新設するコンクリート部材に配置するＰＣ鋼材を接続することにより、既設のコンクリート部材から新設のコンクリート部材に連続するように配置されたＰＣ鋼材によってプレストレス導入することが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、  コンクリートからなる既設の桁に沿って新設の桁を増設し、既設の桁に配置され周面に付着力が作用してコンクリートと一体となっている横方向の既設のＰＣ鋼材に、新設の桁に配置する新設のＰＣ鋼材を接続し、引張力を導入して新設の桁を既設の桁と一体とする橋梁の拡幅方法であって、  前記既設のＰＣ鋼材の前記新設のＰＣ鋼材と接続される側の端部に設けられた定着具を除去するとともに、前記既設の桁内に埋設されている端部をはつり出して該既設の桁から突出させる工程と、  円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、を備える定着具を前記既設のＰＣ鋼材の突出した部分に取り付ける工程と、  前記支圧板と前記既設の桁との間にコンクリート又はモルタルを充填して前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設の桁に伝達することを可能とする工程と、  前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじに引張用部材を螺合して該引張用部材を前記既設のＰＣ鋼材の軸線方向に引張し、該引張用部材を引張した状態で前記定着ナットを前記支圧板に密着するように締め付ける工程と、  前記既設のＰＣ鋼材と前記新設のＰＣ鋼材とを接続するためのカプラーの一方の端部に形成された第１の雌ねじを前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合し、該カプラーの他方の端部に形成された第２の雌ねじを介して前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と接続する工程と、  前記新設の桁を形成する領域又は予め形成された新設の桁と前記既設の桁との間にコンクリートを打設し、該コンクリートの硬化後、前記新設のＰＣ鋼材を引張して前記新設の桁に定着する橋梁の拡幅方法を提供するものである。
【００１２】
この橋梁の拡幅方法では、請求項１に係る接続方法と同様に、既設の橋桁に配置されているＰＣ鋼材の端部を、橋桁のコンクリートをはつることによって露出させ、橋桁に導入されているプレストレスを維持した状態で定着具を取り付けることができる。そして、ＰＣ鋼材の定着にくさびとして機能する雄コーンを用いることによって既設の橋桁に使用されているＰＣ鋼材が鋼棒、鋼線、鋼より線等のいずれであって定着することができる。また、くさびを用いた定着具を使用するものであるが、雌コーンを把持して引張し、この雌コーンに螺合されたナットを支圧板に締め付けることにより、定着時の損失がほとんど生じないものすることができ、既設の橋桁のプレスレスの低減を抑止することができる。そして、上記雌コーンに装着したカプラーを介して新設部分の橋桁に配置するＰＣ鋼材を接続し、引張力を導入することにより、新設の橋桁にプレストレスを導入するともに既設の橋桁と新設の橋桁とを締め付け、一体となった橋桁とすることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、  引張力が導入された状態で既設のコンクリート部材に定着され、周面に付着力が作用して前記既設のコンクリート部材と一体となっている既設のＰＣ鋼材と、新設のコンクリート部材内に配置されて引張力が導入される新設のＰＣ鋼材とを、引張力が伝達されるように接続するためのＰＣ鋼材の接続具であって、  円筒状となった外周部に雄ねじが形成され、中空孔内に前記既設のＰＣ鋼材が挿通される雌コーンと、  前記雌コーンの外周部に形成された前記雄ねじに螺合された定着ナットと、  前記雌コーンの中空孔の内周面と該中空孔に挿通された前記既設のＰＣ鋼材の外周面との間に押し入れられて前記既設のＰＣ鋼材と前記雌コーンとを固定する雄コーンと、  前記定着ナットに当接されて前記既設のＰＣ鋼材の引張力を前記既設のコンクリート部材に伝達する支圧板と、  軸線方向における一方の端部に形成された第１の雌ねじが前記雌コーンの外周部に形成された雄ねじと螺合され、他方の端部に形成された第２の雌ねじが前記新設のＰＣ鋼材の一方の端部と螺合されるカプラーと、を有するＰＣ鋼材の接続具を提供するものである。
【００１４】
このＰＣ鋼材の接続具では、雌コーンの外周面に形成された雄ねじを利用してＰＣ鋼材に引張力を導入し、この雄ねじに螺合された定着ナットを支圧板に締め付けることにより、定着時における定着具の雄コーンと雌コーンとの間のすべり、雄コーンとＰＣ鋼材との間のすべりによる引張力の損失を防止することができる。また、雌コーンの外周面に形成された雄ねじにカプラーの一端を螺合し、このカプラーの他端に形成されている雌ねじの径を調整することにより、径の異なる鋼棒、外周面に雄ねじを有する定着部材が端部に装着された鋼より線等と接続することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明のＰＣ鋼材の接続方法、橋梁の拡幅方法、及びＰＣ鋼材の接続具では、既に構築されたコンクリート部材に導入されているプレストレスを維持したまま、既設のコンクリート部材に配置されている既設のＰＣ鋼材と、新しく構築されるコンクリート部材に配置される新設のＰＣ鋼材とを接続することができる。そして、新設のコンクリート部材にプレストレスを導入するともに既設のコンクリート部材と新設のコンクリート部材とを締め付けて一体となった構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続具を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すＰＣ鋼材の接続具を用いたＰＣ鋼材の接続方法であって、本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続方法を説明するための概略断面図である。
【図３】図１に示すＰＣ鋼材の接続具を用いたＰＣ鋼材の接続方法であって、本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続方法を説明するための概略断面図である
【図４】図１に示すＰＣ鋼材の接続具を用いたＰＣ鋼材の接続方法であって、本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続方法を説明するための概略断面図である。
【図５】図１に示すＰＣ鋼材の接続具を用いたＰＣ鋼材の接続方法であって、本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続方法を説明するための概略断面図である。
【図６】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋梁の拡幅方法であって、本発明の一実施形態である橋梁の拡幅方法を説明するための概略断面図である。
【図７】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋梁の拡幅方法であって、本発明の一実施形態である橋梁の拡幅方法を説明するための概略断面図である。
【図８】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋梁の拡幅方法であって、本発明の一実施形態である橋梁の拡幅方法を説明するための概略断面図である。
【図９】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋桁の修復方法を説明するための概略断面図である。
【図１０】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋桁の修復方法を説明するための概略断面図である。
【図１１】図２から図５までに示すＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋桁の修復方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続具を示す概略断面図であり、図２はこのＰＣ鋼材の接続具を用いたＰＣ鋼材の接続方法であって本発明の一実施形態であるＰＣ鋼材の接続方法を説明するための概略断面図である。なお、この実施の形態では、ＰＣ鋼材としてＰＣ鋼棒を用いるものとなっている。
このＰＣ鋼材の接続具１は、既設のコンクリート部材１０内に配置された既設のＰＣ鋼棒１１と、既設のコンクリート部材１０と連続するように新設するコンクリート部材１２内に配置される新設のＰＣ鋼棒１３とを緊張力が伝達されるように接続するものであり、既設のＰＣ鋼棒１１に取り付けられる定着具１４と、この定着具１４を介して既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３とを接続するカプラー７と、を含むものである。
【００１８】
上記定着具１４は、円筒状となった外周面に雄ねじが形成された雌コーン２と、雌コーン２が有する中空孔の内側に挿通された既設のＰＣ鋼棒１１と雌コーン２の内周面との間に押し入れられてくさびとして機能する雄コーン３と、上記雌コーン２の外周面に形成された雄ねじに螺合された定着ナット４と、既設のＰＣ鋼棒１１に導入される引張力を既設のコンクリート部材１０に広く伝達させるための支圧板５と、を含むものとなっている。
上記支圧板５は、コンクリート部材１０に密着するように又は既設のコンクリート部材１０との間に充填されたモルタル１６もしくはコンクリートと密着するように配置される。
上記雌コーン２は中空孔を備えており、この中空孔に既設のＰＣ鋼棒１１の端部が挿通される。この中空孔の内周面は円錐形状となっており、内径が挿通されたＰＣ鋼棒１１の先端側から中央側に向かって縮小されている。
上記定着ナット４は、支圧板５に当接して締め付け可能となっており、既設のＰＣ鋼棒１１を引張した状態で雌コーン２の雄ねじに沿って回転させ、支圧板５に密接するまで締め付けて既設のＰＣ鋼棒１１を既設のコンクリート部材１０に定着するものとなっている。
上記雄コーン３は、複数に分割された楔形状の部材であり、内面には凹凸が形成されて、既設のＰＣ鋼棒１１との間で滑りが生じにくくなっている。これら楔形状となった雄コーン３が雌コーン２の中空孔内の周方向に配列されるとともに、それぞれの間に隙間をあけて雌コーン２と既設のＰＣ鋼棒１１との間に均等に押し入れられる。これにより、雄コーン３は既設のＰＣ鋼棒１１の周面を保持するとともに雌コーン２の円錐状となった中空孔の内周面に強く押し付けられ、既設のＰＣ鋼棒１１と雌コーン２とを固定するものである。
【００１９】
上記カプラー７は、中心軸線上に貫通孔を有するものであり、軸線方向の一方の端部における貫通孔の内周面に第１の雌ねじ７ａが形成され、他方の端部における貫通孔の内周面に第２の雌ねじ７ｂが形成されている。第１の雌ねじ７ａは、図１に示すように、雌コーン２の外周面に形成された雄ねじ２ａと螺合され、第２の雌ねじ７ｂは新設のＰＣ鋼棒１３の外周面に形成された雄ねじ１３ａと螺合されるものとなっている。したがって、既設のＰＣ鋼棒１１に装着された定着具１４及びカプラー７を介して既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３とが接続されるものとなっている。
なお、図１に示す例では新設のＰＣ鋼棒１３としてプレグラウトタイプのＰＣ鋼棒を使用している。したがって、カプラー７と螺合される雄ねじ１３ａが形成された部分を除いて予めシース９が装着され、新設のＰＣ鋼棒１３に引張力を導入した後に硬化する充填剤が充填されている。また、シース９の端部にはリング部材Ｌが装着され、このリング部材Ｌによってシース９内の未硬化の充填材が漏出するのを防止するともに、このリング部材Ｌがカプラー７に形成された座堀部に嵌め入れられ、固定されるものとなっている。
図１中の符号８は、新設のコンクリート部材１２を形成するときに、既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３との接続部を覆い、周囲に空隙を保持するためのカプラーシースである。
【００２０】
このようなＰＣ鋼材の接続具１を用いて、既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３とを接続するＰＣ鋼材の接続方法について以下に説明する。
既設ＰＣの鋼棒１１は、シース１５内に挿通されており、図２（ａ）に示すように、緊張力が導入された状態で既設のコンクリート部材１０の端部で定着されている。本実施の形態ではＰＣ鋼材としてＰＣ鋼棒が用いられていることから、定着具３１としては既設のコンクリート１０の端面に当接した支圧板３１ａとこの支圧板３１ａに密着するように締め付けられたナット３１ｂが採用されており、この定着具３１はＰＣ鋼棒に引張力を導入した後に打設されたコンクリート３２内に埋め込まれている。
【００２１】
まず、このような既設のＰＣ鋼棒１１について、シース１５内に充填されているグラウトを介してコンクリート部材１０への付着力が作用していることを確認する。グラウトの未充填箇所がある場合は、グラウトを再注入して既設のＰＣ鋼棒１１とコンクリート部材１０と間の付着力を作用させる。
次に、図２（ｂ）に示すように、既設のコンクリート部材１０内に埋設されている既設のＰＣ鋼棒１１の新設のＰＣ鋼棒が接続される側の定着具３１を除去する。つまり、定着具３１付近のコンクリートをはつり、支圧板３１ａ及びナット３１ｂを既設のＰＣ鋼棒１１の端部とともに露出し、ＰＣ鋼棒１１の端部を切断する。このとき、ＰＣ鋼棒１１の端部からは定着具３１が除去され、定着具３１を除去した端部付近でＰＣ鋼棒１１の引張力が失われる。しかし、ＰＣ鋼棒１１と既設のコンクリート部材１０との間に付着力が作用していると、この付着力によってＰＣ鋼棒の１１の引張力がコンクリート部材１０に伝達され、定着具１４を除去した端部付近を除いてＰＣ鋼棒１１の引張力は維持される。
なお、既設のコンクリート部材１０から露出させる既設のＰＣ鋼棒１１の端部１１ａは、本発明に係る定着具１４を装着できる長さを突出させるものとし、本実施の形態では、既設のコンクリート部材１０から約２００ｍｍを露出させている。
【００２２】
その後、図３（ａ）に示すように、既設のＰＣ鋼棒１１の端部１１ａが突出した既設のコンクリート部材１０の端面と対向するように支圧板５を装着し、この支圧板５と既設のコンクリート部材との間にモルタル１６又はコンクリートを充填して、支圧板５から既設のコンクリート部材１０にＰＣ鋼棒１１の引張力を伝達することが可能な状態とする。上記モルタル１６又はコンクリートが硬化した後、突出したＰＣ鋼棒１１を雌コーン２の中空孔に挿通して装着し、この雌コーン２に定着ナット４を螺合して、この定着ナット４を支圧板５に当接又は近接させておく。雌コーン２の内周面と既設のＰＣ鋼棒１１の外周面との間には複数に分割された雄コーン３を周方向に間隔を空けて配置し、既設のＰＣ鋼棒１１の外周面をしっかりと保持するように均等に押し入れる。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、引張用部材として引張力導入用ロッド１７を用いてジャッキ例えばセンターホールジャッキ１８により既設のＰＣ鋼棒１１を引張する。上記引張力導入用ロッド１７は鋼からなるもので棒状部材の先端に雌コーン２の外周面に形成された雄ねじと螺合することができる雌ねじを有するものであり、後端部は上記センターホールジャッキ１８に係止することができるものとなっている。上記センターホールジャッキ１８は上記引張力導入用ロッド１７に装着し、ジャッキチェア１９を介して反力が既設のコンクリート部材１０に作用するものとして既設のＰＣ鋼棒１１に引張力を導入するものである。また、ジャッキチェア１９を用いることにより、センターホールジャッキ１８でＰＣ鋼棒１１に引張力を導入した状態を維持しながら定着ナット４を操作できるものとする。なお、引張用部材としては、上記カプラー７と、このカプラーの後部の雌ねじに螺合される短い鋼棒とを用いることもできる。
【００２４】
上記センターホールジャッキ１８から引張力導入用ロッド１７を介して雌コーン２を軸線方向に引っ張ると、雄コーン３が雌コーン２の円錐状となった内周面と既設のＰＣ鋼棒１１との間に押し入れられ、既設のＰＣ鋼棒１１と雌コーン２とが固定されて雌コーン２から既設のＰＣ鋼棒１１に引張力が伝達される。既設のＰＣ鋼棒１１には、長さ方向のほとんどの部分で引張力は既に導入された状態となっているが、新設のＰＣ鋼棒１３を接続しようとする端部付近では定着具３０を取りはずしたことによって引張力が消失しており、上記引張力の導入によりこの部分に引張力が導入される。これにともない、既設のＰＣ鋼棒１１に若干の伸びが生じて雌コーン２はセンターホールジャッキ側に引き寄せられ、図３（ｂ）に示すように雌コーン２に螺合された定着ナット４と支圧板５との間に隙間が生じる。この状態で、図４（ａ）に示すように定着ナット４を回転し、支圧板５に当接して締め付ける。その後、センターホールジャッキ１８による引張力を解放すると、既設のＰＣ鋼棒１１は、雄コーン３、雌コーン２、定着ナット４、支圧板５を介して既設のコンクリート部材１０に定着される。ＰＣ鋼棒１１を引張したとき、センターホールジャッキ１８からは雌コーン２を介して引張力が既設のＰＣ鋼棒１１に伝達されているので、雌コーン２と雄コーン３との間のすべり及び雄コーン３とＰＣ鋼棒１１との間のすべりは既に生じており、センターホールジャッキ１８による引張力を解放したときにＰＣ鋼棒１１の引張力が損失することはほとんどない。したがって、既設のＰＣ鋼棒１１の引張力が低下して既設のコンクリート部材１０のプレストレスが減少することを防止することができる。
【００２５】
既設のＰＣ鋼棒１１が上記のように定着されると、引張力導入用ロッド１７が取り外される。そして、図４（ｂ）に示すように、カプラー７を介して雌コーン２に新設のＰＣ鋼棒１３を接合する。つまり、カプラー７の第１の雌ねじ７ａを雌コーン２の外周面に形成された雄ねじ２ａを螺合させるとともに、第２の雌ねじ７ｂに新設のＰＣ鋼棒１３の外周面に形成された雄ねじ１３ａを螺合させる。その後、新設のＰＣ鋼棒１３に装着されているシース９と連続するようにカプラーシース８を取り付け、図５（ａ）に示すように、既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３との接続部を覆ってカプラーシース８の開口する先端を支圧板５に当接する。これにより、カプラー７、雌コーン２、雄コーン３及び定着ナット４がカプラーシース８に覆われているので、新設のコンクリート部材１２となるコンクリートを打設して上記新設のＰＣ鋼棒１３を引張するときに、新設のＰＣ鋼棒１３及び既設のＰＣ鋼棒１１の伸びによる変位が可能となっている。
【００２６】
このように、既設のＰＣ鋼棒１１と新設のＰＣ鋼棒１３とがカプラー７を介して接続されると、型枠２２設け、図５（ｂ）に示すように新設のコンクリート部材１２を形成するためのコンクリートを打設する。このコンクリートの硬化後、ジャッキにより、新設のＰＣ鋼棒１３を他端から所定の伸び量となるまで引張し、新設のコンクリート部材１２に定着する。その後、既設ＰＣ鋼棒１１と新設ＰＣ鋼棒１３との接続部を覆っているカプラーシース８内にグラウトを充填し、接続部の防食を施す。
なお、この実施の形態では新設のＰＣ鋼棒１３として、プレグラウトタイプを用いているが、通常のシースに挿通したＰＣ鋼棒を用いて、上記シースをカプラーシースと接続するものであっても良い。このようなＰＣ鋼棒及びシースを用いたときには、新設のコンクリート部材を形成するためのコンクリートが硬化した後に、上記シース内にグラウトを充填して新たに打設したコンクリートと一体化するともともに、ＰＣ鋼棒の腐食を防止する。
【００２７】
上記のように、本実施形態のＰＣ鋼材の接続方法では、既設のコンクリート部材１０内に配置されて付着力によってコンクリートと一体となっている既設のＰＣ鋼棒１１と新たに打設するコンクリート部材１２内に配置する新設のＰＣ鋼棒１３とを緊張力が伝達するように接続することができる。
【００２８】
次に、上記ＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋梁の拡幅方法について説明する。
図６から図８までは、上記ＰＣ鋼材の接続方法を用いて橋梁を拡幅する方法を説明する概略断面図である。なお、この橋梁の拡幅方法においても、上記ＰＣ鋼材の接続具を用いるものであり、ＰＣ鋼材の接続具に関しては上記実施の形態と同じ符号を付して説明する。
この橋梁２０は、図６（ａ）に示すように、断面がＴ型となったコンクリートの桁２１を幅方向に複数並べて形成されており、この既設の桁２１の床版部分２１ａには幅方向のＰＣ鋼材すなわち横締め鋼材としてＰＣ鋼棒２２が緊張力を導入した状態で埋設されている。この既設のＰＣ鋼棒２２は、橋梁２０の両側縁部すなわち両側部に配置された桁２１の床版部分の先端付近で定着されており、該ＰＣ鋼棒２２の両端部の外周面に形成された雄ねじにナットを螺合し、支圧板を介して既設の桁２１に反力が作用するように定着されている。また、橋梁２０の両側縁部には地覆２３が形成されており、上記ＰＣ鋼棒２２の定着具２４は地覆２３を形成するコンクリート内に埋め込まれている。
なお、この既設のＰＣ鋼棒２２は床版部の幅方向に配置されたシース（図示しない）内に挿通されており、シース内に充填されたグラウトと付着してコンクリートと一体となっている。
【００２９】
このような橋梁は次のように拡幅することができる。
まず、シース内のグラウトの充填状況を調査し、グラウトの無充填箇所がある場合はグラウトを注入して既設のＰＣ鋼棒２２と床版部分２１ａを構成するコンクリートとの付着力が作用するものとする。
次に、図６（ｂ）に示すように、既設の桁２１の拡幅される側に設けられている地覆２２３を撤去し、既設のＰＣ鋼棒２２の定着具２４付近における桁の床版部分２１ａのコンクリートをはつって既存の定着具２４及びＰＣ鋼棒２２の定着端付近を露出する。そして、ＰＣ鋼棒２２を切断して既存の定着具２４を除去し、ＰＣ鋼棒２２の先端部分２２ａが床版のコンクリートから突き出した状態とする。
このように既存の定着具２４を除去することによって既設のＰＣ鋼棒２２の引張力は、定着具２４からコンクリートに伝達されないものとなり、端部付近で引張力が開放されるが、ＰＣ鋼棒２２の周面の付着力により既設の桁２１のコンクリートに定着される。したがって、定着具２４を除去した端部付近を除き、該ＰＣ鋼棒２２の反対側の端部まで引張力は導入された状態で維持される。
【００３０】
その後、床版部分２１ａのコンクリートから突出した既設のＰＣ鋼棒２２には、図３（ａ）に示すように支圧板５を装着し、桁２１の床版部分２１ａのコンクリートと支圧板５との間にモルタル１６又はコンクリートを充填して支圧板５から既設の桁２１のコンクリートに、ＰＣ鋼棒２２に導入された引張力の反力を伝達できるものとする。さらに、既設のＰＣ鋼棒２２の露出している端部に雌コーン２、雌コーン２の外周面に螺合した定着ナット４を装着し、ＰＣ鋼棒２２と雌コーン２との間に雄コーン３を押し入れて新たな定着具１４を取り付ける。そして、雌コーン２に引張用部材として引張力導入用ロッド１７を取り付け、図７（ａ）及び図３（ｂ）に示すようにセンターホールジャッキ１８を用いて雌コーン２を介して既設のＰＣ鋼棒２２を軸線方向に引張する。これにより、既設のＰＣ鋼棒２２には引張している端部から反対側の定着端までの全長にわたって引張力が導入される。そして、引張力導入用ロッド１７を接合した雌コーン２は既設のＰＣ鋼棒２２が引張される方向にわずかに移動する。このように引張力を導入した状態で、雌コーン２の外周面に螺合している定着ナット４を支圧板５に密着するまで締め付け、センターホールジャッキ１６による引張力を解放して既設のＰＣ鋼棒２２を新たな定着具１４によって既設の桁２１に定着する。
このように既設のＰＣ鋼棒２２が定着具１４によって既設の桁２１に定着され、全長にわたって引張力が導入されていることにより、拡幅工事の施工中に既設の桁２１上を供用して繰り返し通行する車両の荷重が作用しても、既設のＰＣ鋼棒２２の引張力が低下することはなく、既設の桁２１の床版部分の強度を維持することができる。
【００３１】
上記のように既設の桁２１に配置されたＰＣ鋼棒２２が新たな定着具１４によって定着された後、図７（ｂ）に示すように既設の桁２１に並列して新設の桁２５を架け渡す。そして、既設のＰＣ鋼棒２２を定着するために用いた雌コーン２の外周面に形成されている雄ねじにカプラー７を螺合し、このカプラー７を介して新設の桁２５に配置する新設のＰＣ鋼棒２６を接続する。新設のＣ鋼棒２６は、新設の桁２５に埋め込まれているシース内に挿通し、拡幅されたときの側縁となる部分で新設の桁２５ａに定着するための定着具２７を装着する。そして、図８（ａ）に示すように既設の桁２１と新設の桁２５ａとの間の床版部分２８ａ、新設の桁２５ａと新設の桁２５ａとの間の床版部分２８ｂ及び新設の桁２５ａの側縁部における新設のＰＣ鋼棒２６の定着部２９にコンクリートを打設して全ての桁２１，２５を連結する。コンクリートの硬化後、図８（ｂ）に示すように新設のＰＣ鋼棒２６をジャッキ３０によって新設の桁２５ｂの側縁部で引張し、定着具２７によって新設の桁２５ｂに定着する。これにより、互いに接合された既設の桁２１及び新設の桁２５の全幅にわたって幅方向のプレストレスが導入され、地覆を復元して拡幅を完了する。
【００３２】
この橋梁の拡幅方法では、既設の桁２１に作用している幅方向のプレストレスを維持した状態で拡幅工事を行うことができるので、拡幅工事にともなって既設の橋梁２０の供用を制限することを少なくすることができる。また、新設の桁２５に配置されたＰＣ鋼棒２６を既設の桁２１に配置された既設のＰＣ鋼棒２１と接続して引張力を導入することができるので、既設の桁２１に削孔を施す必要が無く、コストの増大を抑制するとともに、既設の桁２１を損傷することなく橋梁を拡幅することができる。
【００３３】
次に、本発明に係るＰＣ鋼材の接続方法を用いた橋桁の修復方法について説明する。
図９から図１１までは、この橋桁の修復方法を説明する概略側面図である。なお、この橋桁の修復方法においても、図１に示すＰＣ鋼材の接続具を用いるものであり、ＰＣ鋼材の接続具に関しては図１と同じ符号を付して説明する。
この橋桁４１は、図９（ａ）に示すように、橋桁内にＰＣ鋼棒４５を配置し、プレストレスを導入したプレストレストコンクリート桁である。この橋桁４１の端部が支承４３を介して橋台４２上に支持されているが、端部４１ａが劣化して修復が必要となったものであり、修復は次のように行うことができる。
【００３４】
まず、図９（ｂ）に示すように支承４３付近に仮支柱４４を設け、橋桁４１を支承４３付近で仮支持する。そして、劣化した端部４１ａを切断又は破砕して除去する。このとき、橋桁４１のコンクリート中に配置されている橋軸方向のＰＣ鋼棒４５は、端部が除去された橋桁の端面４１ｂから突出させ、定着具を装着して引張力を導入することができる長さの位置で切断する。このようにＰＣ鋼棒４５の端部が切断されて定着具４６が除去されるとＰＣ鋼棒４５の突出した部分では引張力が解放されるが、ＰＣ鋼棒４５の周面に付着力が作用しており、端部が除去された橋桁４１の端面４１ｂからＰＣ鋼棒４５の軸線に沿って作用する付着力でＰＣ鋼棒４５が橋桁のコンクリートに定着される。したがって、図９（ａ）中に示す定着具４６が除去されてＰＣ鋼棒４５が切断された状態では、橋桁４１から突出した部分及び端部が除去された橋桁の端面４１ｂから充分にコンクリートとの付着力が作用するまでの範囲でＰＣ鋼棒４５の引張力は解放されるが、橋桁４１の長さ方向におけるほとんどの領域でコンクリート内に配置されたＰＣ鋼棒４５の引張力が維持される。そして、橋桁４１はプレストレスが導入された状態で、支承４３に代えて仮支柱４４に支持されるとともに他の橋台又は橋脚との間に架け渡された状態が維持される。
なお、橋台４２は、橋桁４１の端部を除去するときにパラペット部分を除去しておくのが望ましい。
【００３５】
橋桁の端部４１ａが除去された後、切断されて橋桁のコンクリートから突き出したＰＣ鋼棒４５に、図１に示す定着具１４を装着するともに、支圧板５から橋桁４１にＰＣ鋼棒４５の引張力が伝達されるように支圧板５と橋桁４１との間にモルタル又はコンクリートを充填し硬化させる。その後、図３（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように装着した定着具１４の雌コーン２に引張力導入用ロッド１７を接合し、センターホールジャッキ１８によってＰＣ鋼棒４５に引張力を導入する。この状態で、雌コーン２の外周面に螺合した定着ナット４を回転して定着ナット４を支圧板５に締め付ける。そして、センターホールジャッキ１８による引張力を解放することによってＰＣ鋼棒４５の端部を雄コーン３、雌コーン２、定着ナット４及び支圧板５を介して橋桁４１に定着する。
【００３６】
このように定着されたＰＣ鋼棒４５には、図４（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように雌コーン２の外周面に形成された雄ねじにカプラー７の第１の雄ねじを螺合し、軸線方向の反対側に形成された第２の雄ねじには接続する新設のＰＣ鋼棒４７を螺合して既設のＰＣ鋼棒４５に新設のＰＣ鋼棒４７を接続する。そして、修復する橋桁の端部に新たな定着具４８を装着するともに、橋桁の修復する範囲に鉄筋（図示しない）を配置し、図１１（ａ）に示すように型枠４９を組み立てる。そして、型枠４９内にコンクリートを打設し、硬化後に型枠４９を撤去する。その後、図１１（ｂ）に示すようにジャッキ５０を用いて新設のＰＣ鋼棒４７に引張力を導入し、定着具４８によって新たに打設したコンクリートに定着して橋桁端部の修復を完了する。仮支柱４４は、橋桁端部の修復が完了した後に撤去し、橋台４２のパラペットも復元する。
なお、新設のＰＣ鋼棒４７は、上記コンクリートの打設前にシースで被覆しておき、引張力の導入後にシース内のグラウトを施すものであっても良いし、予め装着されたシース内に充填されているグラウト材が引張力の導入後に硬化するプレグラウトタイプのＰＣ鋼棒を用いても良い。
【００３７】
以上に説明した実施の形態では、既設のＰＣ鋼材及び新設のＰＣ鋼材の双方がＰＣ鋼棒である場合について説明したが、既設のＰＣ鋼材及び新設のＰＣ鋼材の双方がＰＣ鋼より線であってもよい。また、既設のＰＣ鋼材としてＰＣ鋼棒が用いられているときに、新設のＰＣ鋼材として鋼より線を用いること、又は既設のＰＣ鋼材として鋼より線が用いられているときに新設のＰＣ鋼材としてＰＣ鋼棒を用いることもできる。また、既設のＰＣ鋼材と新設のＰＣ鋼材とが互いに径が異なるものであっても良い。
新設のＰＣ鋼材として鋼より線を用いるときには、新設の鋼より線の接続端部に鋼からなるスリーブを圧着してその外周面に雄ねじが形成されたタイプのものを用い、この雄ねじをカプラーに螺合するのが望ましい。また、雌コーン内に押し入れられてくさびとして作用する雄コーンによって雌コーンを鋼より線に固着し、雌コーンの外周面に形成された雄ねじとカプラーとを螺合するものであっても良い。
【００３８】
また、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で他の形態として実施することができる。そして、上記ＰＣ鋼材の接続方法は上記のような橋梁の拡幅方法や橋桁の修復方法以外であって、既設のコンクリート部材内に配置されたＰＣ鋼材に新設のＰＣ鋼材を接続する場合においても適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：ＰＣ鋼材の接続具、  ２：雌コーン、  ３：雄コーン、    ４：定着ナット、    ５：支圧板、    ７：カプラー、    ８：カプラーシース、    ９：新設のＰＣ鋼棒に装着されたシース、    
１０：既設のコンクリート部材、    １１：既設のＰＣ鋼棒、    １２：新設のコンクリート部材、    １３：新設のＰＣ鋼棒、    １４：既設のＰＣ鋼棒の定着具、      １５：既設のＰＣ鋼棒に装着されたシース、    １６：モルタル、    １７：引張力導入用ロッド、    １８：センターホールジャッキ、    １９：ジャッキチェア、    
２０：橋梁、    ２１：既設の橋桁、    ２２：既設のＰＣ鋼棒、    ２３：地覆、    ２４：既設のＰＣ鋼棒の定着具、    ２５：新設の桁、    ２６：新設のＰＣ鋼棒、    ２７：新設のＰＣ鋼棒を定着する定着具、    ２８：桁間のコンクリートを打設する床版部分、    ２９：新設のＰＣ鋼棒の定着部、    ３０：ジャッキ、    
３１：既設のＰＣ鋼棒を定着する定着具、    ３２：既設のＰＣ鋼棒の端部及び定着具を覆うコンクリート、    
４１：橋桁、    ４２：橋台、    ４３：支承、    ４４：仮支柱、    ４５：ＰＣ鋼棒、    ４６：修復前におけるＰＣ鋼棒の定着具、    ４７：修復部分に配置する新設のＰＣ鋼棒、    ４８：修復後におけるＰＣ鋼棒の定着具、    ４９：型枠、    ５０：ジャッキ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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