(57)【要約】      （修正有）【課題】建設現場におけるコンクリート打設作業を不要とし、建造物の建築や補修のための作業を容易にできるＰＣパネルを使用した建造物の構造を提供する。【解決手段】ＰＣパネル１を使用した建造物の構造では、接合されるＰＣパネル１の各々の接合面１ａからＣｒ含有量が５質量％以上の鉄筋２を突出させ、鉄筋２どうしを機械式継手４により結合する。ＰＣパネルの接合面１ａから突出させる鉄筋２は、ＰＣパネル１本体に埋設される鉄筋２の端部であり、そのＣｒ含有量は５質量％以上とする必要があり、好ましくは１０．５質量％以上である。機械式継手４は、カプラーに鉄筋を挿入して接合し接合剤を充填して固定する型式のものが好適である。なお、カプラーを有する型式のものを使用する場合、カプラーは、ステンレス鋼製または塗装防食鋼製であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合されるプレキャストパネルの各々の接合面からＣｒ含有量が５質量％以上の鉄筋を突出させ、前記鉄筋どうしを機械式継手により結合することを特徴とするプレキャストパネルを使用した建造物の構造。
【請求項２】
前記接合されるプレキャストパネルの接合面のそれぞれから突出した前記鉄筋どうしの、少なくとも一方が曲がり鉄筋である請求項１に記載のプレキャストパネルを使用した建造物の構造。
【請求項３】
前記接合されるプレキャストパネルの各々の接合面から突出させた前記鉄筋は、Ｃｒ含有量が１０．５質量％以上のステンレス鉄筋である請求項１又は２に記載のプレキャストパネルを使用した建造物の構造。
【請求項４】
前記機械式継手のカプラーがステンレス鋼製または塗装防食鋼製である請求項１、２又は３のいずれかに記載のプレキャストパネルを使用した建造物の構造。
【請求項５】
前記接合されるプレキャストパネルの各々の接合面に、相互に適合する嵌合部を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のプレキャストパネルを使用した建造物の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャストパネルを使用した建造物の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物を構築する際、建設現場でのコンクリート打設作業に要する時間を短縮するなどの目的で、プレキャストコンクリート版（或いは、プレキャストパネル、以下、ＰＣパネルとする）が広く使用されている。ＰＣパネルは、工場などで形成されたコンクリート構造体であり、これを並べることによりコンクリートの建造物を構築することができ、ＰＣパネルそのものやその施工方法に関する多くの提案がなされている。特に、複数のＰＣパネルを並べる場合、その接合部がＰＣパネル本体と同様の耐久性を持つことが必要となるため、その接合方法に関する提案も多くなされており、例えば、橋梁の床版として使用する場合の接続に関する方法として、実開昭５８−３３６０４号公報に開示されたコンクリート構造物の接続構造、実用新案登録第３０９００６０号公報に開示されたプレキャスト床版の継目部の構造、特開２００４−２７５０６号公報に開示されたプレキャストコンクリート床版の継手構造がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５８−３３６０４号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９００６０号公報
【特許文献３】特開２００４−２７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、ＰＣパネルを使用して建造物を構築する場合、建造物全体を建設現場におけるコンクリート打設で構築する場合と比較し、工期を短縮できるという利点があることから、その様々な応用が考えられる。そして、その典型として、橋脚構造があげられる。道路構造物の建設工事では、用地買収等の遅れにより橋脚施工の着手が遅れた場合、道路開通の全体工程に大きく影響することがある。そのような場合、全体工程の短縮のために橋脚の急速施工が求められる。従来、橋脚の急速施工では、鋼製橋脚が採用されていたが、この場合、道路橋の完成後に、塗替え塗装や溶接部亀裂の点検、補修といった維持管理に要する費用が嵩むという問題があった。
【０００５】
また、ＰＣパネルを使用して建造物を構築する場合の他の利点として、既設の建造物に手を加えることなく簡単に追加施工できることから、その応用として、既設建造物をＰＣパネルで囲う耐震補強構造が考えられる。更に、複数のＰＣパネルにより構築した建造物では、その一部が破損した場合、その破損の生じたＰＣパネルのみを交換することによる補修も可能であることから、その応用として、橋梁の壁高欄をＰＣパネルで構築することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ＰＣパネルを使用した従来の建造物では、ＰＣパネルの接続部分における腐食を防止し、接続部にＰＣパネル本体と同等の耐久性を持たせるため、接続部にコンクリートを打設する必要があった。そのため、建造物全体を建設現場におけるコンクリート打設で構築する場合と比較して作業を削減し工期を短縮できるものの、依然としてコンクリート打設のための作業や時間が必要となる問題があった。
【０００７】
また、複数のＰＣパネルにより構築した建造物であっても、ＰＣパネルの接合部にコンクリートが打設されていることから、その一部が破損した場合であっても、その補修には大がかりな掘削作業が必要となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、建設現場におけるコンクリート打設作業を不要とし、建造物の建築や補修のための作業を容易にできるＰＣパネルを使用した建造物の構造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】
【０００９】
本発明に係るＰＣパネルを使用した建造物の構造では、そのいずれにおいても、接合されるＰＣパネルの各々の接合面からＣｒ含有量が５質量％以上の鉄筋を突出させ、前記鉄筋どうしを機械式継手により結合する。
【００１０】
前記接合されるＰＣパネルの各々の接合面から突出した鉄筋どうしの、少なくとも一方が曲がり鉄筋であってもよい。
【００１１】
本発明において、ＰＣパネルの接合面から突出させる鉄筋は、ＰＣパネル本体に埋設される鉄筋の端部である。従って、鉄筋の組成は、ＰＣパネルの使用される状況に応じて適宜決めればよい。ただし、Ｃｒ含有量については５質量％以上とする必要がある。その理由について説明する。ステンレス鋼便覧−第３版−（１９９５年１月２４日  日刊工業新聞社発行）ｐ．５６４図４．２０（Ｒ．Ｊ．Ｓｃｈｍｉｔｔ  ａｎｄ  Ｃ．Ｘ．  Ｍｕｌｌｅｎ：ＡＳＴＭ  ＳＴＰ  ４５４（１９６９）ｐ．１２４から引用）のＦｅ−Ｃｒ合金の８年間大気暴露結果に及ぼすＣｒ量の影響と題した図（図８）に示されるように、Ｃｒ量が増加するに従い、大気中での腐食量（平均浸食深さ）は抑制される。これは、Ｃｒ量が多いほどステンレス鋼表面の不動態皮膜が安定で強固なものになり、母地が腐食から保護されるからである。Ｃｒ量が５質量％以上含有される鋼材は、Ｃｒを０〜１質量％程度しか含有されない鋼材に比べ、海塩粒子付着の少ない半田園地帯や工業地帯において、平均浸食深さが１／４以下となり腐食が抑制されるためＣｒ含有量については５質量％以上とする。さらに殆ど腐食を発生させないためにはＣｒ量を１０．５％以上とする。この場合、中程度海岸のような海塩粒子付着の多い地帯においてもＣｒを０〜１質量％程度しか含有されない鋼材に比べ、平均浸食深さは１／６以下となる。但し海洋など腐食環境がさらに厳しくなる場合は、腐食を抑制するためにＣｒ量を増やしたりあるいはＮｉやＭｏ等の有効元素を加えたステンレス鋼を使用することが望ましい。
【００１２】
本発明において、機械式継手は、鉄筋どうしを、溶接などによらず機械的につなぎ合わせる継手であり、例えば、グラウトなどの接合剤を充填する孔を備えた筒材（カプラー）に鉄筋を挿入して接合し、カプラーに接合剤を充填して固定する型式のものが好適である。なお、カプラーを有する型式のものを使用する場合、カプラーは、ステンレス鋼製または塗装防食鋼製であることが好ましい。
【００１３】
前記接合されるＰＣパネルの各々の接合面に、相互に適合する嵌合部を設けてもよい。相互に適合する嵌合部とは、例えば、一方の面の突出部が、他方の面に形成された凹部に嵌まり込むことで密着する部位である。ただし、双方の面が強固に密着するものであればその構造に制限はなく、どちらか一方の面に突出部のみを、他方の面に凹部のみを設けた構造や、双方の面に突出部と凹部を交互に設けた櫛歯構造など、使用状況に好適な構造とすればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＰＣパネルを使用した建造物の構造では、ＰＣパネルから突出させた鉄筋どうしを機械式継手により結合することで、ＰＣパネルの接合部における耐久性を確保することが可能となる。従って、接合部にコンクリートを打設する必要が無く、パネルを組立てる要領で、容易かつ急速な建築施工が可能となる。また、機械式継手による結合状態を解除するのみで所望のＰＣパネルを容易に取り外すことが可能となるため、特に壁高欄構造では、損傷した部位の補修はＰＣパネルの交換により行うことができ、その作業が容易なものとなる。
【００１５】
また、接合されるＰＣパネルの接合面のそれぞれから突出した前記鉄筋どうしの、少なくとも一方を曲がり鉄筋にすることによって、直交して並ぶＰＣパネルどうしを接合するために、それらの鉄筋どうしをカプラーで容易に結合することができる。
【００１６】
鉄筋の発錆に対する耐久性は、海水由来の飛来塩分や凍結防止剤による塩分の付着が起こらない環境において、Ｃｒ含有量を５質量％以上とすることで充分なものとなる。ただし、これら塩分の付着が想定される環境においては、Ｃｒ含有量を１０．５質量％以上のステンレス鉄筋とすることで、必要な耐久性を得ることができる。
【００１７】
また、機械式継手として、カプラーに接合剤を充填して固定する型式のものを使用する場合、カプラーをステンレス鋼製または塗装防食鋼製とすることで接合部の耐久性を更に向上させることができる。
【００１８】
更に、接合されるＰＣパネルの各々の接合面に、相互に適合する嵌合部を設けた場合、嵌合部を介して密着固定されたＰＣパネルは、その設置後における相対位置が固定されるため、鉄筋の端部の結合作業を円滑に行うことができる。また、接合されるＰＣパネルどうしが密着固定されることから、その接合状態をより強固なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るＰＣパネルを使用した耐震補強構造を概念的に示し、（ａ）は接合される前の状態を示す斜視図、（ｂ）は接合された状態の斜視図である。
【図２】同耐震補強構造の機械的継手による接合部を拡大して示す正面図である。
【図３】同耐震補強構造を採用した巻き立て工法により補強された橋脚の概観を示す斜視図である。
【図４】図３の巻き立て工法においてフーチングに対する固定構造を示し、（ａ）はＰＣパネルから突出するステンレス鉄筋とあと施工アンカーとの接合状態を示すフーチング近傍の側面図、（ｂ）はあと施工アンカーが施工された状態にあるフーチングを示す斜視図である。
【図５】従来の巻き立て工法におけるフーチングに対する固定構造を示すフーチング近傍の側面図である。
【図６】曲がり鉄筋を使用した接合構造を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図７】二つの曲がり鉄筋を使用した構造を示す平面図である。
【図８】Ｆｅ−Ｃｒ合金の８年間大気暴露結果に及ぼすＣｒ量の影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜４を参照しながら、本発明に係るＰＣパネルを使用した耐震補強構造の実施例を説明する。なお、図１〜４において、構造の理解を容易にするための便宜上、一部の部位が強調して示されており、各部位の大きさの相対関係は正確ではない。
【００２１】
この耐震補強構造は、図３に示すように、橋脚１０の周囲に巻き立て工法によって配置されるＰＣパネル１により構築したものとなっている。ＰＣパネル１は、内部に、Ｃｒ含有量が５質量％以上のステンレス鉄筋２が配置されたもので、それらステンレス鉄筋２の端部２ａは、図１に示すように、接合面１ａからを突出したものとなっている。また、接合面１ａには、ステンレス鉄筋２の端部２ａと同方向に突出する嵌合片３が櫛歯状に複数設けられている。そして、ステンレス鉄筋２の端部２ａは、隣接する別のＰＣパネル１の接合面１ａから突出しているステンレス鉄筋２の端部２ａと機械式継手４により結合されるとともに、嵌合片３（本発明の嵌合部に相当）が、隣接する別のＰＣパネル１の接合面１ａから突出している嵌合片３の間隙にはめ込まれ結合されている。なお、図３においては、説明の便宜上、機械的継手４の図示は省略する。
【００２２】
機械的継手４には、図２に示すように、カプラー５にステンレス鉄筋２の端部２ａを挿入して接合したうえ、モルタルを充填して固定する型式のものが採用されている。そして、カプラー５は、ステンレス鋼製となっている。ただし、機械的継手３は、ステンレス鉄筋２を機械的に強固に結合できるものであれば制限はなく、その他の型式のものを適宜使用してもよい。
【００２３】
従来の接合方法を採用した巻き立て工法では、ＰＣパネル１の一体化を図るためその内部にグラウトを注入する必要があったところ、この構造を採用した場合、接合部６における耐久性を確保することが可能となるため、パネルを組立てる要領で、容易かつ急速な建築施工が可能となる。
【００２４】
また、従来の接合方法を採用した巻き立て工法では、曲げ耐力向上を図るためフーチング１１に対し、図４（ｂ）に示すようにあと施工アンカー１２を施工し、橋脚基部にコンクリートを打設して、図５に示すような、あと施工アンカーを含めた鉄筋コンクリート巻き立て部１３を構築する必要があった。これに対し、この構造を採用した場合、最下段に配置されるＰＣパネル１の接合面１ａから突出するステンレス鉄筋２の端部２ａをあと施工アンカー１２と機械的継手４で接合することにより、巻き立て部（橋脚１０周囲におけるＰＣパネル１の積層部）が基礎に対して充分な強度で固定されることになる。従って、基部に対する固定の点においても、容易かつ急速な建築施工が可能となる。
【００２５】
嵌合片３は必要に応じて設ければよいが、これを設けることにより、ＰＣパネル１どうしを密着固定し、その設置後における相対位置を固定することで、ステンレス鉄筋２の端部２ａの結合作業を円滑に行うことができる。なお、嵌合片３はエポキシパテ等で後埋めを行うことが好ましいものの、その作業にはそれほどの手間を必要としないため、施工工程に深刻な影響を与えるおそれはない。
【００２６】
ＰＣパネル１を形成するコンクリートの組成等は、使用状況に応じて適宜決めればよいが、ＰＣパネル１の運搬・架設時・完成時などの必要に応じて高強度コンクリートとすることがこのましい。また、必要に応じてＰＣパネル内に配筋したステンレス鉄筋２にプレストレスを導入することが好まし。プレストレスを導入する場合は、プレストレス導入用のステンレス製ＰＣ鋼材を用いてもよく、その場合、ＰＣパネル内の鋼材はアンボンドとすることが好ましい。
【００２７】
図３に示すＰＣパネル１の垂直に立ち上がった端面については、一方のＰＣパネル１の端面を他方のＰＣパネル１の裏面に付き合わせて接合するものとされているが、これを、水平の接合面１ａと同様の構造とすることができる。ただし、その場合は、接合されるＰＣパネル１、１の各々の接合面から突出した鉄筋どうしの、少なくとも一方を曲がり鉄筋とすることが好ましい。図６に、曲がり鉄筋を使用した構造の実施例を示す。なお、図６において、図１〜図４に示す構造と実質的に同一の部分には同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００２８】
図６に示す構造において、接合されるＰＣパネル１、１の直交する接合面１ｂ、１ｂの各々から突出したステンレス鉄筋２の一方の端部２ｂは、曲がり鉄筋とされている。そして、曲がり鉄筋とされている端部２ｂと、直状の端部２ａは、カプラー５を介して結合されている。
【００２９】
接合されるＰＣパネル１、１の直交する接合面１ｂ、１ｂの各々から突出したステンレス鉄筋２は、その双方の端部を曲がり鉄筋としてもよい。図７に、二つの曲がり鉄筋を使用した構造の実施例を示す。図７において、図１〜図６の構造と実質的に同一の部分には同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００３０】
図７に示す構造において、接合されるＰＣパネル１、１の直交する接合面１ｂ、１ｂの各々から突出したステンレス鉄筋２の双方の端部２ｂは、曲がり鉄筋とされている。そして、これら両端部２ｂ、２ｂは、カプラー５を介して結合されている。
【００３１】
なお、上記耐震補強構造の接合手法は、上記巻き立て工法に限定されず、その他の施工においても適用することが可能である。例えば、橋脚そのものの構築にも好適である。上記接合手法を使用してＰＣパネルにより建設した橋脚構造であれば、パネルを組立てる要領で、容易かつ急速な施工を可能としながら、鋼製橋脚と比べて維持管理が容易となり費用の低減も可能となる。
【００３２】
更に、壁高欄構造に適用した場合であっても、充分な耐久性を得ることが可能となり、しかも、事故等により破損した際は、破損した部位の取替え作業を容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１    ＰＣパネル
１ａ、１ｂ  接合面
２    ステンレス鉄筋
２ａ、２ｂ  端部
３    嵌合片
４    機械的継手
５    カプラー
６    接合部
１０  橋脚
１１  フーチング
１２  あと施工アンカー
１３  鉄筋コンクリート巻き立て部
【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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