(57)【要約】【課題】定着部のコンクリート構造物に、支圧による局所的な圧縮応力が集中しない緊張材の定着構造を提供すること。【解決手段】コンクリート構造物４に緊張力を導入する緊張材３を定着するための緊張材の定着構造であって、前記コンクリート構造物に固着した定着用筒体１に前記緊張材の端部を固定し、前記定着用筒体と前記コンクリート構造物の間の周面摩擦抵抗を介して緊張反力を前記コンクリート構造物に伝達することを特徴とする構造である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に緊張力を導入する緊張材を定着するための緊張材の定着構造であって、
前記コンクリート構造物に固着した定着用筒体に前記緊張材の端部を固定し、前記定着用筒体と前記コンクリート構造物の間の周面摩擦抵抗を介して緊張反力を前記コンクリート構造物に伝達することを特徴とする、
緊張材の定着構造。
【請求項２】
前記緊張材を前記定着用筒体に固定するためにクサビを使用し、前記クサビが前記緊張材よりも弾性係数が小さい材料からなる低弾性クサビであって、軸方向に複数箇所で緊張材を固定することを特徴とする、
請求項１記載の緊張材の定着構造。
【請求項３】
前記緊張材を前記定着用筒体に固定するためにクサビを使用し、前記クサビが複数の突起部を有する歯型クサビであることを特徴とする、
請求項１又は２記載の緊張材の定着構造。
【請求項４】
コンクリート構造物に緊張力を導入する緊張材を定着するための緊張材の定着構造であって、
前記コンクリート構造物に固着した定着用筒体の露出した端面に、前記緊張材の端部を固定した定着具を載置し、前記定着用筒体と前記コンクリート構造物の間の周面摩擦抵抗を介して緊張反力を前記コンクリート構造物に伝達することを特徴とする、
緊張材の定着構造。
【請求項５】
前記定着用筒体の外周面に、凸部又は凹部を設けたことを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の緊張材の定着構造。
【請求項６】
前記定着用筒体の外周面と前記コンクリート構造物の間に、前記定着用筒体よりも弾性係数が小さい材料からなる低弾性層を介在させたことを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれかに記載の緊張材の定着構造。
【請求項７】
前記定着用筒体の外周面に、可撓性の突出片を設けたことを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の緊張材の定着構造。
【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（ＰＣ）構造物の構築やプレキャスト部材の製造、又はプレキャスト部材の連結などに使用する緊張材を定着する緊張材の定着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレストレストコンクリート構造物を構築する方法は、コンクリート構造物ｅを構築前に緊張材を緊張するか、構築した後に緊張材を緊張するかによって、プレテンション方式とポストテンション方式に分けることができる。
ポストテンション方式では、まずシース管ｆを配置した型枠内にコンクリートを打設してコンクリート構造物ｅを構築する。そして、コンクリートが硬化した後に、シース管ｆ内にＰＣ鋼線ｄを挿入する。このＰＣ鋼線ｄが緊張材であり、ＰＣ鋼線ｄをジャッキで緊張した後に、コンクリート構造物ｅの端面に定着する。定着は、コンクリート構造物ｅの端面に支圧板ａと呼ばれる穴開きの矩形の板材を配置し、支圧板ａ上にＰＣ鋼線ｄの端部を挿入する孔を有する定着ヘッドｂを設置し、定着ヘッドｂの孔とＰＣ鋼線ｄの間にクサビｃを噛ませてＰＣ鋼線ｄの端部を定着ヘッドｂに固定する。
【０００３】
ここで、ＰＣ鋼線ｄを定着した支圧板ａの裏側のコンクリート構造物ｅには、支圧によって大きな圧縮応力が発生する。このため、定着部周辺のコンクリート構造物ｅは、補強のために板厚を大きくしたり、補強鉄筋を配置したりするため、ＰＣ鋼線ｄが挿入されているだけの中間部に比べて寸法が大きくなる傾向にある。また、定着部がコンクリート構造物ｅの外面から突出しないように、予め定着ヘッドｂ等が収まる窪みを成形しておき、その中で定着することが多く、これもまた定着部の構造を大きく、かつ複雑にする原因になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の緊張材の定着構造にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞コンクリート構造物の端面に定着荷重となる緊張反力を作用させた場合、多大な圧縮応力が定着部周辺のコンクリート構造物に集中して発生する。このため、定着部周辺の構造物の寸法を大きくしたり、補強したりする必要がある。
＜ロ＞プレストレストコンクリート構造物を採用する目的は、部材厚を薄くし、軽量化をさせることを目的とするものが多い。このため、定着部といえども大きくなることは望ましくない。
＜ハ＞緊張材の定着に使用する定着具が、コンクリート構造物の端面から大きく突出する場合は、コンクリート構造物の端面に窪みを設けて定着具が突出しないようにしなければならない場合が多い。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、定着部のコンクリート構造物に、支圧による局所的な圧縮応力が集中しない緊張材の定着構造を提供することを目的とする。
また、定着部のコンクリート構造物の形状を可能な限り小さく、かつ単純な構造にできる緊張材の定着構造を提供することを目的とする。
さらに、定着部周辺のコンクリート構造物の補強が、ほとんど必要のない緊張材の定着構造を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の緊張材の定着構造は、コンクリート構造物に緊張力を導入する緊張材を定着するための緊張材の定着構造であって、前記コンクリート構造物に固着した定着用筒体に前記緊張材の端部を固定し、前記定着用筒体と前記コンクリート構造物の間の周面摩擦抵抗を介して緊張反力を前記コンクリート構造物に伝達することを特徴とする構造である。ここで、前記緊張材を前記定着用筒体に固定するためにクサビを使用し、前記クサビが前記緊張材よりも弾性係数が小さい材料からなる低弾性クサビであって、軸方向に複数箇所で緊張材を固定することができる。また、前記緊張材を前記定着用筒体に固定するためにクサビを使用し、前記クサビとして複数の突起部を有する歯型クサビを使用することができる。
【０００７】
また、コンクリート構造物に緊張力を導入する緊張材を定着するための緊張材の定着構造であって、前記コンクリート構造物に固着した定着用筒体の露出した端面に、前記緊張材の端部を固定した定着具を載置し、前記定着用筒体と前記コンクリート構造物の間の周面摩擦抵抗を介して緊張反力を前記コンクリート構造物に伝達することを特徴とする構造である。
【０００８】
また、上記した緊張材の定着構造において、前記定着用筒体の外周面に、凸部又は凹部を設けることができる。さらに、前記定着用筒体の外周面と前記コンクリート構造物の間に、前記定着用筒体よりも弾性係数が小さい材料からなる低弾性層を介在させてもよい。また、前記定着用筒体の外周面に、可撓性の突出片を設けることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
＜イ＞適用範囲
本発明の緊張材３の定着構造は、引っ張って緊張した緊張材３を定着する様々な状況で適用することができる。
最も適しているのが、コンクリート構造物４をプレストレストコンクリート構造物にするときの定着に使用する場合である。この場合においても、緊張材３をコンクリート構造物４の内部に配置する内ケーブル方式や、緊張材３をコンクリート構造物４の外部に配置し、コンクリート構造物４から突出するように設けた定着架台に緊張材３を定着する外ケーブル方式の両方に適用できる。ここで、プレストレストコンクリート構造物には、現場で構築する構造物や工場などで製造するプレキャスト部材などが含まれる。
また、複数のプレキャストブロックを、緊張材３で緊結して接合する場合にも、本発明の緊張材の定着構造を採用することは可能である。
【００１１】
＜ロ＞緊張材
緊張材３は、ジャッキなどによって引っ張って緊張力を与える材料である。
緊張材３には、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒、アラミド繊維などの繊維補強プラスチック製線材など公知の材料が使用できる。
緊張材３は、コンクリート構造物４の内部等に、予め配置したシース管５に挿入することで配置する。シース管５は、緊張材３を挿入する孔を形成することを目的に配置される公知の部材であり、コンクリート構造物４内に孔を保持できる程度の強度を有するものであればよい。
【００１２】
＜ハ＞定着用筒体
定着用筒体１は、緊張材３の緊張反力をコンクリート構造物４に伝達させる部材である。定着用筒体１は、コンクリート構造物４の内部に配置して、コンクリートの結合力によって固着させる。このため、定着用筒体１に発生した応力は、周囲のコンクリートとの周面摩擦抵抗を介してコンクリート構造物４に伝達される。このため、定着用筒体１の外周面積が広い方が応力集中は少なくなるため、長尺物の定着用筒体１を使用するのが好ましい。シース管５と同程度の外形を有する定着用筒体１であれば、従来のように定着部のコンクリート構造物の形状を格別に大きくする必要はない。
定着用筒体１は、緊張材３を挿通可能な中空構造であればよく、円筒形、截頭円錐形の筒、角筒などが使用できる。定着用筒体１は、軸方向に作用する緊張反力によって破壊したり、容易に変形したりしない材料で形成する。例えば、鋳物、鋼材、セラミックなどが材料として使用できる。
定着用筒体１の外周には、例えば軸方向に所定の間隔を置いて凸部１１を設ける。このような構造にすることによって、コンクリート構造物４との付着力を高めることができる。
【００１３】
また、定着用筒体１の外周には、定着用筒体１よりも弾性係数の小さい材料からなる低弾性層１２を設けることができる。弾性係数の大きな剛性の材料に載荷した場合、載荷部付近に応力が集中するおそれがある。本発明の定着用筒体１は、全域に応力を分散させ、コンクリート構造物４への応力集中を可能な限り少なくすることが好ましい。このため、例えば低弾性層１２を設けることにより、定着用筒体１の全域に定着荷重が分散する構成にする。この低弾性層１２の作用については後述する。
また、定着用筒体１の外周に可撓性の突出片１３を設けて、突出片１３を変形させることによって応力集中を回避する方法もある。この方法についても、後述する実施例で詳しく説明する。
また、必要に応じて定着用筒体１の周囲に螺旋鉄筋を配置するなどして、コンクリート構造物４を補強することもできる。
【００１４】
【実施例１】
外周面に軸方向に所定の間隔を置いて凸部１１を設けた定着用筒体１ａを使用した緊張材の定着構造について説明する（図１参照）。
コンクリート構造物４の端面付近に定着用筒体１ａを配置した後に、コンクリートを打設して定着用筒体１ａとコンクリート構造物４を一体化させる。
そして、シース管５及び定着用筒体１ａに緊張材３を通し、緊張材３の両端又は固定されていない端部をジャッキによって緊張する。内側をすり鉢状に形成した定着用筒体１ａの口元には、クサビ２ａを打ち込み、緊張した緊張材３を定着用筒体１ａに固定する。
図１のようにコンクリート構造物４を直接、支圧しない構成では、緊張材３の緊張反力は、緊張材３を固定した定着用筒体１ａに伝わり、定着用筒体１ａの外周面とコンクリートとの周面摩擦抵抗によってコンクリート構造物４に伝達される。このため、緊張材３の定着荷重は定着用筒体１ａの周辺に分散して伝達され、従来の支圧板ａをコンクリート構造物４の端面に配置したときのように集中的に圧縮力を受けることがない。また、コンクリート構造物４に応力集中が起きなければ、定着部周辺のコンクリート構造物４の補強を、低減又は無くすことができる。
【００１５】
【実施例２】
実施例２では、緊張材３の端部を局所的に固定するのではなく、分散して固定する実施例について説明する（図２参照）。定着用筒体１ｂ，１ｃの外周面の構造は、他の実施例で採用する構造を採用できる。
実施例２では、緊張材３の端部を、幅を持った区間で固定させるために、複数のクサビを使用したり、固定区間の長さに相当するような長いクサビを使用したりする。
例えば、緊張材３よりも弾性係数が小さい材料からなる低弾性クサビ２ｂを、定着用筒体１ｂの固定区間に複数配置する（図２（ａ）参照）。緊張材３を複数の箇所で固定すれば、固定した箇所ごとに緊張反力の伝達がおこなわれるため、定着力を分散することができる。また、低弾性クサビ２ｂを使用すれば、クサビが変形することによって前後に配置された低弾性クサビ２ｂに荷重を分けることができる。すなわち、クサビを複数配置しても、一つのクサビが効きすぎれば、そのクサビによってのみ緊張材３は固定されることになるが、一つ一つのクサビの効きを弱くすることで、広範囲に定着荷重を分散することができる。ここで、クサビをセットする際に、頭部に配置した低弾性クサビ２ｂのみがジャッキで押し込まれることがないように、複数の低弾性クサビ２ｂを鋼棒などで連結しておくこともできる。
【００１６】
また、長いクサビ２を使用することで、上記した分散効果と同じ効果を得ることができる。長いクサビ２は、定着用筒体１ｃとの接触面積も広くなるため、それだけ分散して定着用筒体１ｃに荷重を伝えることができる。
この長いクサビ２の外周に、複数の突起部を設けて歯型クサビ２ｃにすることができる（図２（ｂ）参照）。このようにクサビの表面を凹凸状に形成することで、突起部のみが定着用筒体１ｃの内面と接触し、接触部から荷重が伝達されるため、定着荷重を分散させることができる。
【００１７】
【実施例３】
実施例３では、公知の定着具６を使用して緊張材３を固定した緊張材の定着構造について説明する（図３）。
従来から、緊張材３を挿通する貫通孔を設けた定着ヘッドｂとクサビｃを組み合わせたクサビ式定着具６ａが使用されている（図３（ａ）参照）。このクサビ式定着具６ａによって緊張材３を固定し、定着用筒体１ｄを介してコンクリート構造物４に緊張反力を伝達する。
まず、コンクリート構造物４の端面から定着用筒体１ｄの端面が露出するようにコンクリート構造物４を構築する。そして、定着用筒体１ｄの露出した環状の端面に、クサビ式定着具６ａを設置する。緊張材３はクサビ式定着具６ａに固定され、クサビ式定着具６ａと定着用筒体１ｄの接触面から定着用筒体１ｄの内部に定着荷重が伝達される。
この定着構造は、緊張材３の端部にネジ溝を設けたボルト型カバー３１を取り付け、ナットを嵌めて定着をおこなう、公知のナット式定着具６ｂを使用した場合などにも適用できる（図３（ｂ）参照）。
【００１８】
【実施例４】
実施例４では、定着用筒体１ｅに伝達された緊張反力を、より広い範囲に分散させるための構造について説明する。この構造は、他の実施例においても適用することができる。
図４には、クサビ式定着具６ａで緊張材３を固定し、定着用筒体１ｅの端面に載置した緊張材の定着構造を示す。定着用筒体１ｅの外周にはエポキシ樹脂などを塗布した低弾性層１２が設けてある。このように定着用筒体１ｅの端部から順に荷重を伝達する方式を採用した場合、定着用筒体１ｅの口元付近の外周に比較的応力が集まり易い。そこで、口元付近の定着用筒体１ｅの外周に低弾性層１２を設けておけば、低弾性層１２が変形することによって緊張反力が定着用筒体１ｅの後方に伝達され易くなる。低弾性層１２は、変形して荷重を先送りする機能を有するため、定着用筒体１ｅの口元付近、上半分又は全域と任意の範囲に設けることができる。
なお、図４にはクサビ式定着具６ａを緊張材３の固定に使用した実施例を示したが、固定方式はこれに限定されるものではなく、他の実施例の構成においても低弾性層１２を設けることはできる。
【００１９】
【実施例５】
実施例５も実施例４と同様に、定着用筒体１ｆに伝達された緊張反力を、より広い範囲に分散させるための構造について説明した実施例である。この構造についても、他の実施例において適用することができる。
例えば、定着用筒体１ｆの外周に、鍔状の突出片１３を軸方向に間隔を置いて複数設ける（図５参照）。突出片１３は、荷重が作用することによってたわみ易い板状のものが好ましいが、ゴムなどの弾性係数の小さい変形し易い材料で突起部を設けても良い。また、突出片１３と突出片１３の間に位置する定着用筒体１ｆの外周面は、平滑面にするなどして摩擦抵抗があまり発生しない構成にしておくことが好ましい。
緊張材３を固定したクサビ式定着具６ａから定着用筒体１ｆの軸方向に伝達される力は、主に突出片１３によって支持される。この突出片１３が剛性の高い部材であれば、定着用筒体１ｆの口元付近に応力が集中することになる。しかし、突出片１３が伝達してきた力によって変形することで、後方の突出片１３にも力が順に伝達されていくことになる。
なお、緊張材３の固定形式がクサビ式定着具６ａに限定されるものではないことは、実施例４と同様である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の緊張材の定着構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞定着用筒体の周面摩擦抵抗を介して緊張反力をコンクリート構造物に伝達する。このため、支圧による局所的な圧縮応力がコンクリート構造物に集中しない。
＜ロ＞シース管と同程度の外形を有する定着用筒体を配置することで、緊張材の定着をおこなうことができる。このため、定着部のコンクリート構造物の形状を可能な限り小さくでき、かつ単純な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【図２】（ａ）低弾性クサビを複数配置した緊張材の定着構造の実施例の断面図。（ｂ）歯型クサビを配置した緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【図３】（ａ）クサビ式定着具で緊張材を固定した緊張材の定着構造の実施例の断面図。（ｂ）ナット式定着具で緊張材を固定した緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【図４】定着用筒体の外周に低弾性層を設けた緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【図５】定着用筒体の外周に突出片を設けた緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【図６】クサビ式定着具と支圧板を使用した従来の緊張材の定着構造の実施例の断面図。
【符号の説明】
１・・・定着用筒体
２・・・クサビ
３・・・緊張材
４・・・コンクリート構造物
５・・・シース管
【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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