(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体に挿通されたＰＣ鋼棒を流体圧式のジャッキで緊張させた状態でＰＣ鋼棒のナットを締付け、その状態で前記ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放することにより、ＰＣ鋼棒を構造体に定着させる施工において、ＰＣ鋼棒の張力を管理する方法であって、
前記ナットの締付前の前記ジャッキの流体圧と、前記ナットの締付完了時の前記ジャッキの流体圧の低下量と、前記ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力との関係を予め求めておき、
前記ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力が所定値となるように、前記関係に基づいて、前記ナットの締付前の前記ジャッキの流体圧と、前記ナットの締付時の前記ジャッキの流体圧の低下量とを決定し、決定した量だけ前記ジャッキの流体圧が低下するように前記ナットの締付を行うことを特徴とするＰＣ鋼棒の張力の管理方法。
【請求項２】
前記ジャッキにより所定の流体圧で前記ナットの締付前のＰＣ鋼棒を緊張させて当該ＰＣ鋼棒の張力を測定する工程と、
前記ナットの締付完了時の前記ジャッキの流体圧を測定する工程と、
前記ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力を測定する工程と、
を実施することにより前記関係を求めることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ鋼棒の張力の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ鋼棒の張力を管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンクリート構造体に挿通させたＰＣ鋼棒を緊張させてコンクリート構造体にプレストレスを導入したり、当該ＰＣ鋼棒でコンクリート構造体とコンクリート又は鋼製の構造体とを結合したりすることが行われており、その際のＰＣ鋼棒の張力を管理する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のＰＣ鋼棒の緊張方法は、油圧ジャッキでＰＣ鋼棒を緊張させた状態でＰＣ鋼棒のナットを締付け、その後、油圧ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放するというものである。
【０００３】
また、特許文献１に記載のＰＣ鋼棒の張力の評価方法は、ＰＣ鋼棒に超音波パルスを入射し、その反射波の伝搬時間に基づいてＰＣ鋼棒の張力を評価するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のＰＣ鋼棒の緊張方法では、油圧ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放した後、ナットの雌ネジとＰＣ鋼棒の雄ネジとの隙間によるガタ（セット量）の分だけＰＣ鋼棒の伸びが減少して張力が低下することから、ＰＣ鋼棒の張力が設計緊張力を下回ってしまう場合がある。
【０００６】
なお、特許文献１には、ＰＣ鋼棒の緊張時と非緊張時との反射波の伝搬時間の差に基づいてＰＣ鋼棒の張力を評価することが開示されているが、この反射波の伝搬時間の差から如何にしてＰＣ鋼棒の緊張力を求めるかは開示されておらず、ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力を正確に管理できるには至っていない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力を正確に管理することを課題とするものである。
【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、本発明に係るＰＣ鋼棒の張力の管理方法は、構造体に挿通されたＰＣ鋼棒を流体圧式のジャッキで緊張させた状態でＰＣ鋼棒のナットを締付け、その状態で前記ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放することにより、ＰＣ鋼棒を構造体に定着させる施工において、ＰＣ鋼棒の張力を管理する方法であって、前記ナットの締付前の前記ジャッキの流体圧と、前記ナットの締付完了時の前記ジャッキの流体圧の低下量と、前記ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力との関係を予め求めておき、前記ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力が所定値となるように、前記関係に基づいて、前記ナットの締付前の前記ジャッキの流体圧と、前記ナットの締付時の前記ジャッキの流体圧の低下量とを決定し、決定した量だけ前記ジャッキの流体圧が低下するように前記ナットの締付を行うことを特徴とする。
【０００９】
前記ＰＣ鋼棒の張力の管理方法において、前記ジャッキにより所定の流体圧で前記ナットの締付前のＰＣ鋼棒を緊張させて当該ＰＣ鋼棒の張力を測定する工程と、前記ナットの締付完了時の前記ジャッキの流体圧を測定する工程と、前記ジャッキによるＰＣ鋼棒の緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力を測定する工程と、を実施することにより前記関係を求めてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ジャッキによる緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力を正確に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コンクリート構造体にプレストレスを導入している状態を示す断面図である。
【図２】定着開始から定着完了までのＰＣ鋼棒の張力の増減を示すグラフである。
【図３】ナットとＰＣ鋼棒との螺合状態を拡大して示す図である。
【図４】ＰＣ鋼棒の張力の管理方法の概要を説明するためのグラフである。
【図５】ＰＣ鋼棒の張力と油圧ジャッキの油圧との相関関係を求めるための実験をしている状態を示す断面図である。
【図６】ＰＣ鋼棒の張力と油圧ジャッキの油圧との相関関係を求めるための実験の手順を示すフローチャートである。
【図７】コンクリート構造体にプレストレスを導入する作業の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、油圧ジャッキ２０によりＰＣ鋼棒１０を緊張させてコンクリート構造体１にプレストレスを導入している状態を示す断面図である。この図に示すように、ＰＣ鋼棒１０は、梁や柱や壁や基礎等のコンクリート構造体１に空けられた貫通孔２に挿通され、両端に設けられたナット１２及び支圧板１３からなる定着具でコンクリート構造体１に定着される。このＰＣ鋼棒１０は、１〜３ｍの比較的短いものであり、緊張力による伸び量は数ｍｍ程度である。
【００１３】
油圧ジャッキ２０は、内部にピストンが配されたシリンダ２２と、ジャッキ反力を取るためのラムチェア２４と、シリンダ２２及びピストンに挿通されたロッド２６と、ロッド２６の一端側をピストンに固定するナット２８とを備えている。ロッド２６の他端側にはＰＣ鋼棒１０のネジ部と螺合する袋ナット２６Ａが形成されている。
【００１４】
この油圧ジャッキ２０では、油圧ポンプ３０により圧油が供給されるとピストン及びロッド２６がラムチェア２４の反対側へ移動する。これにより、ＰＣ鋼棒１０が緊張される。また、油圧ジャッキ２０の油圧はマノメータ３２により測定される。
【００１５】
コンクリート構造体１にプレストレスを導入する際には、ＰＣ鋼棒１０の両端のナット１２を支圧板１３に当接させた状態にして、油圧ジャッキ２０でＰＣ鋼棒１０を緊張させる。そして、油圧ジャッキ２０側のナット１２をレンチで回して締付けた後に、油圧ジャッキ２０への油圧の供給を停止して油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放する。以上により、ＰＣ鋼棒１０の緊張力によってコンクリート構造体１にプレストレスが与えられた状態になる。
【００１６】
図２は、ナット１２の締付によるＰＣ鋼棒１０の定着開始から油圧ジャッキ２０の油圧を開放することによるＰＣ鋼棒１０の定着完了までのＰＣ鋼棒１０の張力の増減を示すグラフである。このグラフに示すように、ナット１２の締付作業を開始すると、ＰＣ鋼棒１０に締付力が生じることによりＰＣ鋼棒１０の張力が増加する。そして、ナット１２の締付を完了して、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放すると、ＰＣ鋼棒１０の張力は減少する。
【００１７】
ここで、図３に示すように、ナット１２の雌ネジとＰＣ鋼棒１０の雄ネジとの間には微小な隙間が存在するため、ＰＣ鋼棒１０には、その隙間の分のセット量が存在する。従って、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放した後、上記セット量の分だけ、ＰＣ鋼棒１０の伸びが減少し、ＰＣ鋼棒１０の張力が減少する。
【００１８】
特に、本実施形態で張力を管理するＰＣ鋼棒１０は、１〜３ｍと比較的短いところ、元々の伸びが数ｍｍ程度と小さいため、セット量による緊張力の減少率が大きくなり、その影響が大きくなる場合がある。例えば、伸びが４ｍｍでセット量による伸びの減少が０．５ｍｍの場合、セット量による緊張力の減少率は１２．５％となり、その影響は大きくなる。
【００１９】
そこで、本実施形態に係るＰＣ鋼棒１０の張力の管理方法では、ＰＣ鋼棒１０の張力を、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放した後のセット量による減少分を考慮して管理する。
【００２０】
図４は、本実施形態に係るＰＣ鋼棒１０の張力の管理方法の概要を説明するためのグラフである。このグラフに示すように、ナット１２の締付作業を開始すると、ＰＣ鋼棒１０に締付力が生じることによりＰＣ鋼棒１０の張力が増加する一方、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の張力の負担が減少することにより油圧ジャッキ２０の油圧は低下する。
【００２１】
ここで、ナット１２の締付開始時から締付完了時までのＰＣ鋼棒１０の張力に応じて、油圧ジャッキ２０の油圧が低下し、油圧ジャッキ２０による緊張を開放した後のＰＣ鋼棒の張力が低下する。即ち、ナット１２の締付開始時、締付完了時、及び油圧開放時のＰＣ鋼棒１０の張力と、ナット１２の締付開始時の油圧ジャッキ２０の油圧と、ナット１２の締付開始時から締付完了時までの油圧ジャッキ２０の油圧の低下量との間には相関関係がある。
【００２２】
そこで、本実施形態に係るＰＣ鋼棒１０の張力の管理方法では上記相関関係を実験で求めておき、その相関関係に基づいて、油圧ジャッキ２０の油圧を指標としてナット１２の締付を行う。
【００２３】
図５は、上記相関関係を求めるための実験をしている状態を示す図であり、図６は、当該実験の手順を示すフローチャートである。当該実験では、図５に示すように、ＰＣ鋼棒１０の一端側は油圧ジャッキ２０のロッド２６の袋ナット２６Ａに螺合させ、当該一端側のナット１２は支圧板１３に当接させる。一方、ＰＣ鋼棒１０の他端側のナット１２と支圧板１３との間にはロードセル等の歪ゲージ（荷重計）３４を設置する（ステップ１）。
【００２４】
次に、油圧ジャッキ２０によりＰＣ鋼棒１０を緊張させる（ステップ２）。この際、油圧ジャッキ２０の油圧は、ＰＣ鋼棒１０の張力の設計値（例えば、４０ｔ）程度に設定し、歪ゲージ３４でＰＣ鋼棒１０の張力を確認する。次に、ナット１２の締付を開始し、歪ゲージ３４の計測値が所定値（例えば、４４ｔ）になるとナット１２の締付を完了する（ステップ３）。この際、油圧ジャッキ２０の油圧（例えば、締付開始時に対して８０％の値）をマノメータ３２で確認する。
【００２５】
次に、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放する（ステップ４）。次に、歪ゲージ３４の値を確認して、設計値以上であるか否かを判断する（ステップ５）。そして、歪ゲージ３４の値が設計値以上である場合には、ナット１２の締付開始時の油圧ジャッキ２０の油圧、締付完了時の油圧ジャッキ２０の油圧を、施工時の設定値とする（ステップ６）。一方、歪ゲージ３４の計測値が設計値未満である場合には、ナット１２の締付開始時の油圧ジャッキ２０の油圧をより高い値（例えば、４２ｔ）に上げてから（ステップ７）、ステップ２〜４を繰返す。そして、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放した後の歪ゲージ３４の計測値が設計緊張力以上であれば、ナット１２の締付開始時の油圧ジャッキ２０の油圧、締付完了時の油圧ジャッキ２０の油圧を、施工時の設定値とする（ステップ６）。
【００２６】
図７は、コンクリート構造体１にプレストレスを導入する作業の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示すように、まず、油圧ジャッキ２０によりＰＣ鋼棒１０を緊張させる（ステップ１１）。この際の油圧ジャッキ２０の油圧は、上記実験で求めたナット１２の締付開始時の油圧（例えば、４２ｔ）に設定する。
【００２７】
次に、マノメータ３２の値を確認しながら、ナット１２を締付け、油圧ジャッキ２０の油圧が上記実験で求めた値（例えば、締付開始時の８０％の値）まで低下するとナット１２の締付を完了する（ステップ１２）。次に、油圧ジャッキ２０によるＰＣ鋼棒１０の緊張を開放する（ステップ１３）。
【００２８】
以上により、ナット１２の締付開始から油圧ジャッキ２０による緊張を解放した後までのＰＣ鋼棒１０の張力を、油圧ジャッキ２０の油圧という数値で管理することによって、ナット１２の締付力やセット量を一定にすることができ、油圧ジャッキ２０による緊張を開放した後のＰＣ鋼棒１０の張力を所望の値（設計緊張力）に管理することができる。特に、本実施形態では、ＰＣ鋼棒１０が１〜３ｍと比較的短く、油圧ジャッキ２０による緊張を開放した後のＰＣ鋼棒１０の張力の減少率が高いため、効果的である。
【００２９】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、梁や柱や壁や基礎等のコンクリート構造体１にプレストレスを導入する例を挙げて本発明を説明したが、ＰＣ鋼棒１０を用いてコンクリート構造体同士を結合したり、コンクリート構造体に鉄骨や鉄板等を結合したりする場合にも本発明を適用することができる。
【００３０】
また、上述の実施形態では、ＰＣ鋼棒１０の張力と油圧ジャッキ２０の油圧との相関関係を、実験により求めたが解析により求めてもよい。また、上述の実施形態では、１〜３ｍの比較的短いＰＣ鋼棒１０を例に挙げて本発明を説明したが、それよりも長いＰＣ鋼棒１０にも本発明を適用することができる。さらに、上述の実施形態では、油圧ジャッキを用いた例を挙げて本発明を説明したが、他の液体や気体等の他の作動流体の圧力でＰＣ鋼棒を緊張させる他の流体圧式のジャッキを用いた場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  コンクリート構造体（構造体）、２  貫通孔、１０  ＰＣ鋼棒、１２  ナット、１３  支圧板、２０  油圧ジャッキ（ジャッキ）、２２  シリンダ、２４  ラムチェア、２６  ロッド、２６Ａ  袋ナット、２８  ナット、３０  油圧ポンプ、３２  マノメータ（油圧計）、３４  歪ゲージ（荷重計）
【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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