(57)【要約】      （修正有）【課題】スリーブチャック要素とジャッキー要素をハウジング内に一体化させて軽量・小型化したロックボルト用引抜抵抗強度試験装置を提供する。【解決手段】鋼管膨張型ロックボルトに被着したスリーブＳにハウジング１を被せ、油圧ポンプ１３から圧力油を供給し、チャックピストン６をハウジング１の底部２方向に移動させて、チャック爪７をスリーブＳに食い込ませ、スリーブＳを固定する。その後、引抜きシリンダー４をハウジング１の底部２方向に移動させて、スリーブＳに引抜きの力を付与する。スリーブＳの頭部変位量を測定することにより、ロックボルトの引抜抵抗強度を知った後、油圧を開放し、スプリング８の付勢力により引抜きシリンダー４をハウジング１の開口方向に戻させるとともに、チャックオフ送油管路１５を経由して圧力油を供給し、チャック爪７が開いて食い込みを開放し、ハウジング１をスリーブＳから取り外す。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状のハウジングと、該ハウジング内の円筒空間を摺動部として往復摺動する引抜きシリンダーと、該引抜きシリンダーの前記ハウジングの開口側端面に設けられたスリーブチャック部と、前記ハウジングの底部と引抜きシリンダーとの間に配置されて前記引抜きシリンダーを前記ハウジングの開口方向に付勢するスプリングを備えた引抜き装置と、該引抜き装置の外に設けた油圧ポンプとを有し、
スリーブチャック部は、引抜きシリンダーのハウジング開口側端部に穿たれた円筒状空隙内に配置されて往復摺動するチャックピストンと、該チャックピストンが前記ハウジングの底部方向に摺動することにより引抜きシリンダーの半径方向に押されてスリーブに食い込みスリーブを保持するチャック爪とを有し、前記チャックピストンを前記引抜きシリンダーの円筒状空隙内を往復摺動させるように当該チャックピストンに圧力油を供給するチャッキング送油管路とチャックオフ送油管路がそれぞれ三方向弁を介して別々に前記油圧ポンプに接続されているとともに、
前記引抜きシリンダーを前記ハウジングの円筒空間内をその底部方向に移動させるように当該引抜きシリンダーに圧力油を供給する引抜き送油管路が前記油圧ポンプに三方向弁を介して接続されていることを特徴とするロックボルト用引抜抵抗試験装置。
【請求項２】
引抜き送油管路はチャッキング送油管路から分岐され、分岐点とハウジング円筒空間の間にチャック用圧力調整弁が設けられている請求項１に記載のロックボルト用引抜抵抗試験装置。
【請求項３】
引抜き送油管路の先端が開口するハウジング円筒空間には、バルブを介して外部と連通する油圧開放口が設けられている請求項１または２に記載のロックボルト用引抜抵抗試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、岩盤に設けた孔内に挿入して膨張させた鋼管膨張型ロックボルトの引抜抵抗強度を測定するための引抜抵抗試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自然地山や切土斜面を補強するための工法として、棒状のロックボルトを地山中に挿入し、周囲にグラウト材を注入・固化させて地山との一体化を図って地盤を強化する方法が知られている。
このような地盤強化方法においては、強化度合いの確認の意味で、埋め込まれた棒状ロックボルトを引抜試験して、その引抜抵抗を調べる引抜抵抗試験が行われている。その試験装置として、例えば特開２００１−３７００号公報に、地山中に挿入・設置された棒鋼部材の引抜抵抗強度を試験するための引抜抵抗試験装置が提案されている。
【０００３】
ところで、近年、従来の棒状ロックボルトに代わって、崩落し易い岩盤や地盤を固結させるために管状の鋼管膨張型ロックボルトが使用されるようになった。
長手方向に膨張用凹部を有し、先端部が閉じられ、後端部に高圧水圧入用スリーブが被せられた鋼管製のロックボルトを岩盤に設けた孔内に挿入し、スリーブの側面に穿った高圧水圧入孔から高圧水を圧入し、鋼管を加圧・膨張させて孔壁と密着させることによって岩盤や地盤を鋼管で固結しようとするものである。
このような管状の鋼管膨張型ロックボルトを使用した場合にあっても、当然引抜抵抗試験を行う必要がある。前記特開２００１−３７００号公報に記載の引抜抵抗試験装置は、棒鋼部材の引抜抵抗強度を試験するための装置であるから、鋼管膨張型ロックボルトの引抜試験には使用できない。
【０００４】
そこで、図１に示すように、鋼管膨張型ロックボルトに被着したスリーブＳにスリーブチャック治具２１を被着した後、テンションロッド２２をスリーブチャック治具２１に締め込むことによって、スリーブチャック治具２１をスリーブＳに固着する。その後平面出し用ケーシング２３をテンションロッド２２を貫通させた状態でスリーブチャック治具２１に被せ、アジャスタボルト２４を調整して平面出しを行った後、高さ調整用スペーサー２５をテンションロッド２２に装入セットする。そしてセンターホールジャッキー２６をテンションロッド２２に装入セットする。テンションロッド２２の先端にナット２７を取り付けて締め込む。手動の油圧ポンプ（図示せず）にてセンターホールジャッキー２６に油を送り込み、テンションロッド２２を介して鋼管膨張型ロックボルトに被着したスリーブＳに引抜きの力を付与したときのスリーブＳ頭部の変位量から引抜抵抗強度を測ることが試みられた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような装置を用いて引抜抵抗強度試験を行おうとすると、まず、スリーブＳにスリーブチャック治具２１を被着する必要がある。スリーブチャック治具２１のチャック機構は、図２に示すように、テンションロッド２２を締め込むことによって図２の（ｂ）に示す爪２８を食い込ませるようになっているので、作業員２人にて、１人がスリーブチャック治具２１の外形部にて反力を受け、他の１人がテンションロッド２２を締め込む作業を行うことになる。なお、図２（ｂ）中、２９は軟質樹脂の成形体であり、爪２８と軟質樹脂２９でチャック型３０を構成している（図２ａ参照）。
スリーブチャック治具２１をスリーブＳに取り付ける作業が人力で、かつかなりの力を要するものであるため、チャック力が不足して負荷試験中にスリップが発生し、引抜き試験のやり直しが必要となる場合がある。
【０００６】
また、スリーブチャック治具２１そのものが重く、鋼管膨張型ロックボルトのスリーブＳに被着し、テンションロッド２２の締め込み作業で固定する作業が煩雑になる。さらに面合わせや、高さ調整用スペーサー２５やセンターホールジャッキー２６の取り付け、ナット２７の締め込み等、複数の作業を順次行う必要があって、作業効率は極めて悪い。特に、トンネル内等、それぞれが異なった打設方向のロックボルトに対応させるためには、重量の重いスリーブチャック治具２１を支えつつ軸芯を合わせて固着する必要があり、この作業にも多大な労力と時間を要することになる。このため引抜抵抗強度試験を実施できるロックボルトに数的に限度がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、スリーブチャック要素とジャッキー要素をハウジング内に一体化させて軽量・小型化し、作業性を高めて信頼性を向上できるロックボルト用引抜抵抗強度試験装置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】
本発明のロックボルト用引抜抵抗試験装置は、その目的を達成するため、有底円筒状のハウジングと、該ハウジング内の円筒空間を摺動部として往復摺動する引抜きシリンダーと、該引抜きシリンダーの前記ハウジングの開口側端面に設けられたスリーブチャック部と、前記ハウジングの底部と引抜きシリンダーとの間に配置されて前記引抜きシリンダーを前記ハウジングの開口方向に付勢するスプリングを備えた引抜き装置と、該引抜き装置の外に設けた油圧ポンプとを有し、スリーブチャック部は、引抜きシリンダーのハウジング開口側端部に穿たれた円筒状空隙内に配置されて往復摺動するチャックピストンと、該チャックピストンが前記ハウジングの底部方向に摺動することにより引抜きシリンダーの半径方向に押されてスリーブに食い込みスリーブを保持するチャック爪とを有し、前記チャックピストンを前記引抜きシリンダーの円筒状空隙内を往復摺動させるように当該チャックピストンに圧力油を供給するチャッキング送油管路とチャックオフ送油管路がそれぞれ三方向弁を介して別々に前記油圧ポンプに接続されているとともに、前記引抜きシリンダーを前記ハウジングの円筒空間内をその底部方向に移動させるように当該引抜きシリンダーに圧力油を供給する引抜き送油管路が前記油圧ポンプに三方向弁を介して接続されていることを特徴としている。
【０００９】
引抜き送油管路を、チャッキング送油管路から分岐させ、分岐点とハウジング円筒空間の間にチャック用圧力調整弁を設けることが好ましい。
さらに、引抜き送油管路の先端が開口するハウジング円筒空間には、バルブを介して外部と連通する油圧開放口を設けることが好ましい。
【００１０】
【実施の態様】
本発明ロックボルト用引抜抵抗試験装置のスリーブチャック要素とジャッキー要素をハウジング内に一体化させて組み込み、それぞれを油圧駆動させる好ましい態様について、図３を参照しながら説明する。
スリーブチャック要素とジャッキー要素をハウジング内に一体化させて組み込まれている。円筒状ハウジング１の一端は閉じられ、いわゆる底部２となっている。ハウジング１の他端は開口され、内部には円筒空間３が形成されている。ハウジング１の円筒空間３内には、引抜きシリンダー４が往復摺動可能に嵌め込まれている。
【００１１】
引抜きシリンダー４の前記ハウジングの開口側端面にはスリーブチャック部が設けられている。本実施の態様では、引抜きシリンダー４のハウジング１の底部２とは反対側の端面側から円筒状空隙５が穿たれている。そしてこの円筒状空隙５内には、ハウジング１の底部２方向が大きくハウジング１の開口方向が小さくなるように円錐形状の中空部が設けられたチャックピストン６が配置され、その中空部内にクサビ状のチャック爪７が配置されている。
チャック爪７は、その内側にスリーブＳが装入され、チャックピストン６の作動により半径方向移動させられたとき、スリーブＳに食い込むようにサイズ調整されている。
なお、円筒状空隙５の底部には、チャックピストン６の先端部が入り込めるように環状の溝９が穿たれている。
【００１２】
ハウジング１の底部２と引抜きシリンダー４との間には、当該引抜きシリンダー４をハウジング１の開口方向に付勢するスプリング８を取り付けている。
一方、チャック爪７を引抜きシリンダー４の半径方向に押し出すべく、チャックピストン６を引抜きシリンダー４の円筒状空隙５内でハウジング１の底部２方向に移動させるように圧力油を供給するチャッキング送油管路１０を引抜きシリンダー４から、三方向弁１２を介して油圧ポンプ１３に接続している。この送油管路には、引抜きシリンダー４をハウジング１の円筒空間３内でハウジング１の底部２方向に移動させるように圧力油を供給する引抜き送油管路１１を、圧力調整弁１４を介して分岐させている。
さらに、チャックピストン６を引抜きシリンダー４の円筒状空隙５内でハウジング１の開口方向に移動させるように圧力油を供給するチャックオフ送油管路１５を前記油圧ポンプ１３に三方向弁１６を介して接続している。
なお、ハウジング１の円筒空間３で引抜きシリンダー４を摺動させるシリンダーの前後位置には、バルブ１７を介して外部とつながる開口１８と、そのまま外部とつながって大気開放される連通口１９が設けられている。
【００１３】
次に、上記態様のロックボルト用引抜抵抗試験装置を使用して、鋼管膨張型ロックボルトの引抜試験を実施する態様について説明する。
鋼管膨張型ロックボルトに被着したスリーブＳに本発明ロックボルト用引抜抵抗試験装置のハウジング１を被せ、スリーブＳを用引抜抵抗試験装置のチャック爪７内に挿入セットした状態とする。三方向弁１６を緩め、三方向弁１２を締める側にセットして、油圧ポンプ１３からチャッキング送油管路１０を経由して引抜きシリンダー４の円筒状空隙拡径部５’に、チャックピストン６をハウジング１の底部２方向に移動させるように圧力油を供給する。それにより、チャック爪７は引抜きシリンダー４の半径方向に押し込まれてスリーブＳに食い込み、スリーブＳを固定する。
【００１４】
圧力調整弁１４は、チャッキング送油管路１０から分岐された引抜き送油管路１１に設置している。この圧力調整弁１４は、設定された圧力でスリーブＳがチャック爪７によりチャッキングされた後、チャッキングされた状態で引抜きシリンダー４がハウジング１内で摺動され、スリーブＳの引抜き動作が開始されるように圧力調整されている。この圧力調整弁１４の作動により、スリーブＳのチャッキングが完了した後、引抜き送油管路１１を経由してハウジング１の円筒空間３に、引抜きシリンダー４をハウジング１の底部２方向に移動させるように圧力油を供給する。引抜きシリンダー４の摺動により、岩盤に対してスリーブＳに引抜きの力を付与できることになる。
なお、本態様の引抜抵抗試験装置では、引抜き送油管路１１は剛体パイプで構成され引抜きシリンダー４に固着されているので、引抜き送油管路１１に取り付けた三方向弁１２のハウジング１に対する変位量が上記スリーブＳの頭部変位量に相当する。したがって、ハウジング１に対する三方向弁１２の変位量をダイヤルゲージ等で測定することにより、スリーブＳの頭部変位量を測定することができる。
【００１５】
引抜抵抗強度が測定できた後は、三方向弁１２を緩める側にセットして圧力油の供給を停止するとともに、バルブ１７を開にして開口１８から圧力油は排出させ、スプリング８の付勢力により引抜きシリンダー４をハウジング１の開口方向に戻させる。その後、三方向弁１６を締める側にセットしてチャックオフ送油管路１５を経由して、チャックピストン６をハウジング１の開口方向に移動させるように圧力油を供給する。これによりチャック爪７が開いて食い込みが開放され、ハウジング１をスリーブＳから取り外すことにより、１本のロックボルトについての引抜抵抗試験が終了する。
その後、次のロックボルトの引抜抵抗試験に移ることになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のロックボルト用引抜抵抗強度試験装置においては、スリーブチャッキング機構がジャッキー機構を組み込んだハウジング内に一体に設けられている。このため装置が小型化され、搬送・取り扱いが簡素化されることになる。特にチャッキング機構として、スリーブに食い込む爪とそれをスリーブ方向に押付ける油圧駆動ピストンを採用することにより、スリーブのチャッキングに、本来ジャッキー機構の駆動に用いる油圧ポンプを使用することが可能になる。このため、装置自体が小型化されるばかりでなく、チャッキング作業が行いやすくなって、作業負担が大幅に軽減する。スリーブのチャッキングが人力ではなく、油圧を使用して行っているので、強いチャッキング力が安定して得られて負荷試験中にスリップが発生することもなく、再試験の頻度も大幅に減少する。また、スリーブチャッキング機構とジャッキー機構がハウジング内に一体的の組み込まれているので、面合わせがなされた状態でスリーブにハウジングが被着され、引抜抵抗強度試験工程も短縮化される。さらに、小型・軽量化されているので、トンネル内等、足場が悪く、しかも打設方向が様々なロックボルトに装着して引抜抵抗強度試験を行う作業が、少ない作業員で短時間に行える。
このため、引抜抵抗強度試験を実施するロックボルトに数的な制約が少なくなり、より多数のロックボルトに対して引抜抵抗強度試験を実施することができるので、岩盤補強の信頼性が大幅に向上する。
【００１７】
以上に説明したように、本発明のロックボルト用引抜抵抗強度試験装置は、スリーブチャック要素とジャッキー要素をハウジング内に一体化させて軽量・小型化し、それぞれを油圧ポンプで作動させるようにしたため、作業性が極めて向上し、信頼性を高めることができるロックボルト用引抜抵抗強度試験装置を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のロックボルト用引抜抵抗強度試験態様を説明する図
【図２】従来のスリーブチャック態様を説明する断面図
【図３】本発明ロックボルト用引抜抵抗強度試験の構造を説明する断面図
【符号の説明】
Ｓ：スリーブ      １：円筒状ハウジング      ２：底部      ３：円筒空間
４：引抜きシリンダー      ５：円筒状空隙      ６：チャックピストン
７：チャック爪      ８：スプリング      ９：環状溝
１０：チャッキング送油管路      １１：引抜き送油管路
１２：三方向弁      １３：油圧ポンプ１３      １４：圧力調整弁      １５：チャックオフ送油管路      １６：三方向弁      １７：バルブ
１８：開口      １９：連通口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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