(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている既設の緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、
前記定着部材と前記支圧部材の間に予め介設される油圧作用部と、
前記油圧作用部への油圧供給手段と、
前記油圧供給手段から前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、
前記油圧作用部に作用する油圧を測定するための圧力測定手段とを備え、
前記油圧作用部は、前記緊張材の挿通部、及び、前記油圧供給手段と接続する油圧室を有する本体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記本体部から離間する向きに変位するラム部材とから構成され、
緊張力の測定を行っていないときには、前記本体部の定着部材側の端面と前記ラム部材の支圧部材側の端面とが密着した状態であることを特徴とする緊張力測定装置。
【請求項２】
前記ラム部材は、前記油圧室に挿設される柱体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記柱体部とともに前記本体部から離間する向きに変位する押圧部とから構成され、
緊張力の測定を行っていないときには、前記本体部の定着部材側の端面と前記押圧部の支圧部材側の端面とが密着した状態であることを特徴とする請求項１に記載の緊張力測定装置。
【請求項３】
前記油量検出手段は、シリンダと前記シリンダの内部を軸方向に移動自在であるロッド部材と、前記シリンダと前記ロッド部材との相対変位量を検出する相対変位量検出部と、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の緊張力測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の緊張力測定装置を用いて、定着部材を介して支圧部材に定着されている既設の緊張材に作用する緊張力を測定する方法であって、
前記油圧供給手段により前記油圧作用部へ圧油を供給する第１工程と、
前記油量検出手段により前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測する第２工程と、
前記油圧検出手段により前記油圧作用部に作用する油圧を計測する第３工程と、
前記油量検出手段により計測した油量の変化に基づいて前記緊張材の初期変位を検出し、当該初期変位を検出した時点における前記油圧から、前記緊張材に作用する緊張力を求める第４工程と、からなることを特徴とする緊張力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレストコンクリート（以下、「ＰＣ」という）構造物において、コンクリート部材への緊張材の定着部における緊張力（以下、「緊張材の緊張力」という）を測定するための緊張力測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣ構造物の構築において、ＰＣ鋼材等の緊張材を緊張させ、コンクリート部材に定着させてプレストレスを与えるための代表的な工法の一つにアンボンドポストテンション工法（ＶＳＬ工法、ＢＢＲＶ工法、フレシネ工法、ＫＴＢ工法、Ｄｙｗｉｄａｇ工法等）が存在している。前記工法において、緊張材の緊張作業の完了後に、その構造的健全性を定期的に確認するために、緊張材の緊張力変化を調べてプレストレス力の状態を把握することがある。
【０００３】
従来、図５に示すように、シース９０内に挿設されており、コンクリート部材９１の端部において、アンカーヘッド９２を介して支圧板９３に定着されている緊張材９４の定着端緊張力（リフトオフ荷重）の測定は、作業性等の要因から、以下に示すリフトオフ試験法が一般的に用いられていた。
【０００４】
（１）アンカーヘッド９２の周囲にジャッキチェアリング９７を設けるとともに、アンカーヘッド９２を支圧板９３から離間させるための油圧ジャッキ９５をチェーンブロック（図示せず）等により取り付ける。
（２）油圧ジャッキ９５を作動させ、緊張材９４に張力を付与することで、アンカーヘッド９２を支圧板９３から離間させる。そして、アンカーヘッド９２が支圧板９３から離間したことを、アンカーヘッド９２と支圧板９３の間に予め対称に介設した左右２枚の薄板状の測定板９６（厚さ約０．３ｍｍのステンレス薄銅板）が引き抜かれたことを検知して判定し、その時点の油圧ジャッキ９５に作用する圧力を油圧計やマノメータ等により測定する。
このように、アンカーヘッド９２に作用している定着力を測定することにより、その反力である緊張材９４の緊張力の測定を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記リフトオフ試験法では、緊張力測定時に支圧板９３とアンカーヘッド９２との間に挟設されている左右２枚の測定板９６を、２人の作業者が測定中の常時にわたって、両側から引っ張り続けなければならず、多大な手間と労力を必要としていた。また、測定板９６が引き抜かれた瞬間の油圧を精度良く読みとれるように、油圧ジャッキ９５の加力操作を正確に行わなければならないが、その操作は非常に難しく、熟練した作業者が行わなければならなかった。
さらに、測定板９６を支圧板９３とアンカーヘッド９２との間に緊張力計測前に挟装するためには、アンカーヘッド９２を支圧板９３から離間させなければならないため、緊張力測定時と同様な労力を要していた。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、測定板を使用することなく、簡易に緊張材の緊張力を測定することが可能となる緊張力測定装置およびこれを用いた緊張力測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の緊張力測定装置は、コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている既設の緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記定着部材と前記支圧部材の間に予め介設される油圧作用部と、前記油圧作用部への油圧供給手段と、前記油圧供給手段から前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、前記油圧作用部に作用する油圧を測定するための圧力測定手段とを備え、前記油圧作用部は、前記緊張材の挿通部、及び、前記油圧供給手段と接続する油圧室を有する本体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記本体部から離間する向きに変位するラム部材とから構成され、緊張力の測定を行っていないときには、前記本体部の定着部材側の端面と前記ラム部材の支圧部材側の端面とが密着した状態であることを特徴としている。
【０００９】
従って、本発明の緊張力測定装置によれば、油圧供給手段から供給される油量の変化を油量検出手段により検出し、緊張材の張力とつり合う油圧式離間手段或いは油圧作用部に作用する油圧を正確に測定することができることになるため、測定板を使用することなく、簡易に緊張材の緊張力を測定することができる。
なお、前記ラム部材は、前記油圧室に挿設される柱体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記柱体部とともに前記本体部から離間する向きに変位する押圧部とから構成され、緊張力の測定を行っていないときには、前記本体部の定着部材側の端面と前記押圧部の支圧部材側の端面とが密着した状態であることが好適である。
【００１０】
さらに、前記緊張力測定装置において、前記油量検出手段は、シリンダと前記シリンダの内部を軸方向に移動自在であるロッド部材と、前記シリンダと前記ロッド部材との相対変位量を検出する相対変位量検出部と、を有しているものであってもよい。
【００１１】
従って、本発明の緊張力測定装置によれば、油圧供給手段から供給される油量の変化を、相対変位量検出部により、シリンダとロッド部材との相対変位量として検出することにより、緊張材の張力とつり合う油圧式離間手段或いは油圧作用部に作用する油圧を正確に測定することができる。
また、本発明の緊張力測定方法は、請求項１または請求項２に記載の緊張力測定装置を用いて、定着部材を介して支圧部材に定着されている既設の緊張材に作用する緊張力を測定する方法であって、前記油圧供給手段により前記油圧作用部へ圧油を供給する第１工程と、前記油量検出手段により前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測する第２工程と、前記油圧検出手段により前記油圧作用部に作用する油圧を計測する第３工程と、前記油量検出手段により計測した油量の変化に基づいて前記緊張材の初期変位を検出し、当該初期変位を検出した時点における前記油圧から、前記緊張材に作用する緊張力を求める第４工程と、からなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【００１３】
［第１実施形態］
○緊張力測定装置
本実施形態の緊張力測定装置Ｓは、装置を構成する油圧式ロードセル１０を常時、支圧板ＢとアンカーヘッドＡとの間に介設しておくことにより、所望のときに、緊張力Ｋを計測することができる優れた装置である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本発明の緊張力測定装置Ｓ（第１実施形態）は、油圧式ロードセル１０（油圧作動部）と、当該油圧式ロードセル１０のオイルセル１３（油圧室）へ圧油を供給し、また、オイルセル１３から圧油を排出するための手動式の油圧ポンプ２０（油圧供給手段）と、前記油圧式ロードセル１０に作用する油圧を測定するための油圧計測器３０（圧力測定手段）と、油圧ポンプ２０から油圧式ロードセル１０に供給される油量の変化を計測するための油量検出装置４０（油量検出手段）とを主要部として構成されている。
【００１５】
図２に示すように、油圧式ロードセル１０の本体部１１は円筒形状であり、中央に円柱形状の緊張材Ｋ（ＰＣ鋼より線等）の挿通部１２を有している。この本体部１１は、挿通部１２の軸線方向であり、かつ、本体部１１の端面に形成される中空円の直径を通る向きに垂直に切断して２分割した、いわゆる半割形状に形成されている（以下、半割形状である一方の本体部を「半円筒本体部」という）、２体の半円筒本体部１１Ａ，１１Ｂから形成されている。これらの２体の半円筒本体部１１Ａ，１１Ｂは、外形が同一形状であり、連結部材（図示せず）により一体化されている。
【００１６】
また、それぞれの半円筒本体部１１Ａ，１１Ｂの一端側の端面部１１ａには、加工性に特に優れている、複数の円柱体形状（本実施形態では６つ）の凹部であるオイルセル１３が形成されている。この複数のオイルセル１３は、それぞれ連通しており、そのうちの一つのオイルセル１３Ａが、本体部１１に形成されている油路１４と油圧管路２１Ａ，２１Ｂを介して、油圧ポンプ２０と接続している。
なお、本体部１１の油路１４の出入口部には、カプラ２４が付設されている。
【００１７】
ラム部材１５も、同一形状の２体の半割部１５Ａ，１５Ｂから形成されている。このラム部材１５の半割部１５Ａ，１５Ｂは、半円筒本体部１１Ａ，１１Ｂの端面部１１ａと同一形状である半割形状の押圧部１５ａと、前記各オイルセル１３内にＯリング１６を介して挿設されており、軸方向に移動可能な形状に形成されている複数本の柱体部１５ｂとから構成されている。これにより、オイルセル１３に導油されることによりラム部材１５が、本体部１１から離間する向きに移動可能となっている。
なお、符号１７は、ラム部材１５を本体部１１に近接する方向に付勢するために各オイルセル１３内に設けられているスプリングである。
【００１８】
さらに、油圧管路２１Ｂの先端側には、本体部１１のカプラ２４と係合するカプラ２３が付設されており、他端側は、油量検出装置４０のシリンダ４２に接続されている。このシリンダ４２は、油圧管路２１Ａにより油圧ポンプ２０の吐出部と接続されている。前記油圧管路２１Ｂは、カプラ２３，２４により着脱自在になっており、緊張力測定時において導油を行う際にのみ、別体的に設けられている油圧ポンプ２０、油圧計測器３０及び油量検出装置４０の取り付けを行うことが可能となっている。
【００１９】
なお、この油圧式ロードセル１０は、常時、支圧板ＢとアンカーヘッドＡに挟着された状態となっている。そのため、緊張力の測定を行っていない通常時には、オイルセル１３には油圧が発生しておらず、本体部１１とラム部材１５とは密着した状態であり、シムとしての役割を果たしている。
【００２０】
油量検出装置４０は、シリンダ４２、ロッド４３（ロッド部材）及び変位計４４（相対変位量検出部）を備えている。
シリンダ４２は、油圧管路２１Ａ，２１Ｂと接続しているシリンダ室（図示せず）を備えており、当該シリンダ室の油量に応じてシリンダ室の内部を軸方向に移動可能であるロッド４３が設けられている。また、変位計４４は、前記シリンダ４２とロッド４３との相対変位量を検出するための装置である。
【００２１】
なお、油圧計測器３０は、油圧管路２１Ｂに装脱自在に接続されており、当該油圧計測器３０及び油量検出装置４０で計測された油圧及び相対変位量は、小型コンピュータであるデータ収集装置２２に記録されるようになっている。そして、油圧（Ｐ）と相対変位量（ｄ）との関係（油圧・相対変位量曲線）は、前記小型コンピュータのディスプレイ（図示せず）に表示されるようになっている（図３参照）。
【００２２】
○緊張力の測定方法
以下に、図１を参照して、シース内Ｄに挿設されており、コンクリート部材Ｃの端部において、アンカーヘッドＡ（定着部材）を介して支圧板Ｂ（支圧部材）に定着している既設の緊張材Ｋに作用する緊張力を測定する方法について説明する。
なお、前記緊張力測定装置Ｓにおける油圧式ロードセル１０は、予め支圧板ＢとアンカーヘッドＡとの間に介設されており、その他の装置も総て設置された状態となっている。
【００２３】
緊張力の測定作業は、油圧式ロードセル１０のオイルセル１３に送油することによりラム部材１５を軸方向（本体部１１から離間する方向）に変位させ、前記ラム部材１５が初期変位した時点において、当該ラム部材１５に作用する油圧力を油圧計測器３０により測定することにより、前記緊張材Ｋに作用する緊張力を求める作業を行うものであり、以下の手順で行う。
【００２４】
油圧ポンプ２０によりオイルセル１３に導油して、ラム部材１５を徐々に加圧する。加圧が進行し、ラム部材１５の押圧力がアンカーヘッドＡに作用している定着力を上回ると、当該ラム部材１５がアンカーヘッドＡの方向に変位する。このラム部材１５の初期変位を検出し、予め定められた所定の変位量を検出した時点においてラム部材１５に作用している油圧力を油圧計測器３０により測定することにより、データ記録装置２２に記録する。これにより、アンカーヘッドＡに作用している定着力を測定して、その反力である緊張材Ｋの緊張力の測定を行うことができる。
【００２５】
このラム部材１５の初期変位は、以下の方法により検出する。
すなわち、ラム部材１５が変位する際には、油圧式ロードセル１０におけるオイルセル１３の容積が増加するため、当該オイルセル１３に流入する油量が急激に増大することになる。このとき、油圧ポンプ２０からオイルセル１３に流入する油は、油量検出装置４０におけるシリンダ４２のシリンダ室を通過することになる。
ここで、シリンダ室内の油量が増大すると、シリンダ室内のロッド４３が、シリンダ４２と離間する方向に伸長（図１における左側方向）し、シリンダ４２とロッド４３との相対変位量が急激に増大する。この相対変位量が急激に増大する点は、図３に示すように、油圧・相対変位量曲線の傾きが変化し、緩勾配になる点（イ点）を検出することにより明らかになり、当該イ点の油圧力を検出することにより、前記オイルセル１３に流入する油の増加量から、緊張材Ｋの張力とつり合うオイルセル１３内に作用する圧力の値を正確に計測することができる。
【００２６】
なお、このイ点の検出は、ディスプレイを測定者が目視しながら行うことや、データ収集装置に予め記憶させておいた所定のプログラムにより行わせてもよく、また、記録された油圧と相対変位量のデータを事後的に解析することにより行うものでもよい。
【００２７】
なお、本実施形態の緊張力測定装置Ｓを構成する油圧式ロードセル１０は、一度設置してしまえば、常時、設置しておくことが可能であり、油圧ポンプ２０、油圧計測器３０及び油量検出装置４０は適宜、着脱することが可能である。そのため、緊張力の測定後に油圧ポンプ２０、油圧計測器３０及び油量検出装置４０を取り外し、次回以降の測定時には、油圧ポンプ２０及び油圧計測器３０のみを取り付けることにより測定が可能となるため、測定作業を非常に容易に行うことができる。
【００２８】
このように、前記緊張力測定装置Ｓによれば、緊張材Ｋの緊張力測定時において、測定板を設ける必要がなく、油圧計測器３０によりラム部材１５の初期変位が生じた際の油圧を計測することができる。そのため、従来必要となっていた測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。
【００２９】
［第２実施形態］
本発明の緊張力測定装置Ｓ’（第２実施形態）は、アンカーヘッドＡの端部にセンターホールジャッキ１０’（油圧式離間手段）を設ける装置であり、支圧板Ｂに直接的にアンカーヘッドＡが固定されている場合に、緊張材Ｋの緊張力を計測するための装置である。
【００３０】
○緊張力測定装置
図４に示すように、本実施形態の緊張力測定装置Ｓ’は、センターホールジャッキ１０’と、当該センターホールジャッキ１０’の油圧室（図示せず）へ圧油を供給し、また、当該油圧室から圧油を排出するための電動式の油圧ポンプ２０’（油圧供給手段）と、前記センターホールジャッキ１０’に作用する油圧を測定するための油圧計測器３０（圧力測定手段）と、油圧ポンプ２０からセンターホールジャッキ１０’に供給される油量の変化を計測するための油量検出装置４０（油量検出手段）とを主要部として構成されている。
【００３１】
センターホールジャッキ１０’は既存の装置を使用することが可能であり、本体部１１’と、当該本体部１１’の内部に形成されている油圧室と、当該油圧室への導油量に応じてその内部を軸方向に移動可能であるラム部材１５’とを主要部として形成されている。
本体部１１’の中央には、複数本の緊張材Ｋを挿通するための挿通孔（図示せず）が形成されているとともに、それぞれの緊張材Ｋをラム部材１５’の後方位置で固定することができるようになっている。
また、油圧ポンプ２０’は、第１実施形態と同様の装置である油圧計測器３０及び油量検出装置４０を介して、油圧管路２１Ａ’，２１Ｂ’（符号２１Ｃ’も油圧管路）によりセンターホールジャッキ１０’の油圧室に接続されている。
【００３２】
○緊張力の測定方法
以下に、図４を参照して、既設の緊張材Ｋに作用する緊張力を測定する方法について説明する。
なお、緊張力測定装置Ｓ’におけるセンターホールジャッキ１０’は、予めアンカーヘッドＡ’の端部にジャッキチェアリングＪを介して取り付けられており、緊張材Ｋはくさび１９によりアンカーヘッドＡに固定されている。また、その他の装置も総て設置された状態となっている。
【００３３】
油圧ポンプ２０’によりセンターホールジャッキ１０’の油圧室（図示せず）に導油して、緊張材Ｋに張力を付与することで、アンカーヘッドＡを支圧板Ｂから離間させる。このときに、ラム部材１５’は本体部１１’と離間する方向に変位するため、当該本体部１１’の油圧室の容積が増加し、当該油圧室に流入する油量が急激に増大することになる。このとき、第１実施形態の場合と同様の原理により、油圧ポンプ２０’から油圧室に流入する油の増加量を通じて、油圧計測器３０により、油圧室に作用する油圧を計測することができる。
【００３４】
従って、第２実施形態の緊張力測定装置Ｓ’によっても、従来必要となっていた測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
なお、油圧ポンプと、油圧作動部或いは油圧式離間手段との間には圧力増幅器等が設けられているものであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、緊張材の緊張力測定時において、測定板を設ける必要がないことから、測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緊張力測定装置（第１実施形態）を示す側断面図である。
【図２】油圧式ロードセルを示す図であり、（ａ）は本体部の横断面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図３】油圧・相対変位量曲線（油圧と相対変位量との関係を示す曲線）を示すグラフ（縦軸は油圧（Ｐ）、横軸は相対変位量（ｄ）を示す）である。
【図４】本発明の緊張力測定装置（第２実施形態）を示す側断面図である。
【図５】従来の緊張力測定装置を示す図であり、（ａ）は側断面、（ｂ）はＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
Ａ      アンカーヘッド（定着部材）
Ｂ      支圧板（支圧部材）
Ｃ      コンクリート部材
Ｋ      緊張材
Ｓ，Ｓ’      緊張力測定装置
１０    油圧式ロードセル（油圧作用部）
１０’  油圧ジャッキ（油圧式離間手段）
１１，１１’    本体部
１２    挿通部
１３    オイルセル（油圧室）
１５，１５’    ラム部材
２０，２０’    油圧ポンプ（油圧供給手段）
３０    油圧計測器
４０    油量検出装置
４２    シリンダ
４３    ロッド（ロッド部材）
４４    変位計（相対変位量検出部）
【図１】
0003603277.tif 000002
【図２】
0003603277.tif 000003
【図３】
0003603277.tif 000004
【図４】
0003603277.tif 000005
【図５】
0003603277.tif 000006