(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、緊張作業中および供用中に破断した場合の飛散や落下が防止され安全性に優れたＰＣ鋼部材を提供する。【解決手段】ＰＣ鋼材１をＰＣ鋼材１より伸びの大きい棒状部材の外周部に長手方向に平行となるように配置し、円筒状、またはＰＣ鋼材１および棒状部材２の端部を覆うキャップ状の飛散防止部材３を該部材の端部をなすように棒状部材に固着し、ＰＣ鋼材１と棒状部材２は、両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置し、更に必要に応じて棒状部材中にひずみ検出用センサ１３を配置する。または径方向断面において周辺部と中心部が異なる素材からなる棒状部材２とし、前記周辺部の素材をＰＣ鋼棒、前記中心部の素材を前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材とし、前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材の面積比率を前記棒状部材の端部近傍から端部にむけて漸次増大する。【選択図】            図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ鋼材と前記ＰＣ鋼材より伸びの大きい素材からなる棒状部材と飛散防止部材を備えたＰＣ鋼部材であって、前記ＰＣ鋼材は前記棒状部材の外周部に長手方向に平行となるように配置され、前記飛散防止部材は前記棒状部材端部に固着され該部材端部をなすことを特徴とする飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【請求項２】
前記飛散防止部材が、円筒状であることを特徴とする請求項１記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【請求項３】
前記飛散防止部材が、前記ＰＣ鋼材および前記棒状部材の端部を覆うキャップ状であることを特徴とする請求項１記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【請求項４】
前記ＰＣ鋼材と前記棒状部材が、両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置され、前記棒状部材中にひずみ検出用センサを配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【請求項５】
径方向断面において周辺部と中心部が異なる素材からなる棒状部材であって、前記周辺部の素材がＰＣ鋼棒、前記中心部の素材が前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材からなり、前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材の面積比率が前記棒状部材の端部近傍から端部にむけて漸次増大し、飛散防止部を形成することを特徴とする飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【請求項６】
ＰＣ鋼棒とＰＣ鋼棒より伸びの大きい素材が、両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置され、前記ＰＣ鋼棒より伸びの大きい素材中にひずみ検出用センサを配置したことを特徴とする請求項５記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土木・建築構造物のプレキャストコンクリート部材にプレストレスを導入する際に用いるＰＣ鋼部材であって、特に、緊張作業中および供用中、ＰＣ鋼材が破断した際の安全性確保に優れるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木・建築構造物に用いるＰＣ鋼材が、経年による腐食劣化や、コンクリートグラウト不良により破断すると、プレストレスにより軸方向に飛散するおそれがあるため、その防止に関し種々の提案がなされている。
【０００３】
特許文献１は、破断時の安全手段を備えたＰＣ鋼棒ユニットに関し、筒状鋼棒とその内部に挿設された中実の反力鋼棒と両者の間隙に所定時間経過すると硬化する未硬化の粘性材料を備え、ＰＣ鋼棒緊張作業で筒状鋼棒が破断した場合、破断部材を飛散させる力を、間隙に充填されている粘性材料の粘着力によって減衰させ、飛散速度を人に傷害を与えない程度とすることが記載されている。
【０００４】
特許文献２は、ＰＣ鋼棒緊張作業用防護板に関し、緊張作業においてＰＣ鋼棒が飛び出し、防護板に衝突した際、該ＰＣ鋼棒を貫通させたり、反射・反発させることなく停留させるため、厚みのある発泡樹脂ボード間にプラスチック製細薄帯体を縦横に織った織布を複数枚挿入させ防護板とすることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３２１１号公報
【０００６】
【特許文献２】登録実用新案公報第３０１３１１７号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術の場合、特許文献１に記載された方法では、使用する常温遅延硬化性接着剤の粘着力は６ヶ月程度で、経年変化でＰＣ鋼材が腐食・劣化し破断するような場合に有効なものではない。
【０００８】
特許文献２に記載された防護板は、緊張作業時の破断対策としては有効であるもののそれを設置するためのスペースや維持管理を必要とするため、橋梁など長期に使用する構造物における供用期間中のＰＣ鋼材の破断対策としては好ましいものではない。
【０００９】
そこで本発明は緊張作業時はもちろんのこと経年変化によるＰＣ鋼材の腐食・劣化に起因する破断対策としても有効でかつ防護板のように設置スペースや維持管理を必要としない緊張用部材を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段により達成される。
【００１１】
１．ＰＣ鋼材と前記ＰＣ鋼材より伸びの大きい素材からなる棒状部材と飛散防止部材を備えたＰＣ鋼部材であって、前記ＰＣ鋼材は前記棒状部材の外周部に長手方向に平行となるように配置され、前記飛散防止部材は前記棒状部材端部に固着され該部材端部をなすことを特徴とする飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１２】
２．前記飛散防止部材が、円筒状であることを特徴とする１記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１３】
３．前記飛散防止部材が、前記ＰＣ鋼材および前記棒状部材の端部を覆うキャップ状であることを特徴とする１記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１４】
４．前記ＰＣ鋼材と前記棒状部材が、両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置され、前記棒状部材中にひずみ検出用センサを配置したことを特徴とする１ないし３のいずれか一つに記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１５】
５．径方向断面において周辺部と中心部が異なる素材からなる棒状部材であって、前記周辺部の素材がＰＣ鋼棒、前記中心部の素材が前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材からなり、前記ＰＣ鋼棒より伸びが大きい素材の面積比率が前記棒状部材の端部近傍から端部にむけて漸次増大し、飛散防止部を形成することを特徴とする飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１６】
６．ＰＣ鋼棒とＰＣ鋼棒より伸びの大きい素材が、両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置され、前記ＰＣ鋼棒より伸びの大きい素材中にひずみ検出用センサを配置したことを特徴とする５記載の飛散防止機能を有するＰＣ鋼部材。
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、請求項１記載の発明の一実施例に係るＰＣ鋼部材５の端部を模式的に示す部分断面図で、ＰＣ鋼材１と前記ＰＣ鋼材１より伸びが大きな素材からなる棒状部材２と前記棒状部材２の端部にネジ部４により螺合して固着される飛散防止部材３を有する。  （ａ）は前記飛散防止部材３が円筒状の場合、（ｂ）は前記飛散防止部材３がＰＣ鋼材１の端部を覆うキャップ状の場合で、キャップ状とすると、円筒状に比し、ＰＣ鋼材１の飛散がより効果的に防止できる。（ｃ）は飛散防止部材３の断面積が端部近傍から端部へ向けて漸次増大するように、ＰＣ鋼材端部と接する面を滑らかな曲面とした場合で、ＰＣ鋼材１が破断した際の応力を緩和することができる。
【００１９】
尚、ＰＣ鋼部材５に緊張力を導入する際、飛散防止部材３の棒状部材２への取付けにおいて、ＰＣ鋼材１と飛散防止部材３の間に、ＰＣ鋼材１の緊張時の伸びを考慮した間隔ｇを設けておくこともできる。
【００２０】
これにより、ＰＣ鋼材１の緊張時に棒状部材２および飛散防止部材３に力が生じることを軽減できる。しかしながら、このような力が問題とならない場合には間隔ｇを設ける必要はない。
【００２１】
ＰＣ鋼材１はＪＩＳＧ３５３６に規定するＰＣ鋼線およびＰＣ鋼より線（個々のＰＣ鋼線は図示せず）またはＰＣ鋼線と同等の機械的特性を有する鋼材とし、ＰＣ鋼材１より伸びが大きな素材よりなる棒状部材２は、金属材料の場合、破断伸び１５％以上、好ましくは２０％程度で、靭性は０℃におけるシャルピー吸収エネルギが２７Ｊ以上、好ましくは４７Ｊ以上で、降伏比８０％以下とすることが望ましい。
【００２２】
また、棒状部材２の断面積はＰＣ鋼材のプレストレス力で降伏する程度とするのが好ましい。
【００２３】
ＰＣ鋼材１より伸びが大きな素材よりなる棒状部材２を、粘弾性材料とする場合、破断時に伸び過ぎないように破断伸び２０％程度で、靭性に優れたものを選定することが好ましい。
【００２４】
図２は、キャップ状の飛散防止部材３をＰＣ鋼部材の端部に装着する際の状況を示す説明図で、棒状部材２の端部に設けられたねじ部４に螺合させて固着する。キャップ状の飛散防止部材３は、先に定着部材７を取付けた後、緊張作業を行う前に固着する。
【００２５】
図３は、請求項１記載の発明に係るＰＣ鋼部材をコンクリート部材１５に装着した状況（装着部６）を模式的に示すもので、既存の定着装置によりコンクリート部材１５に定着することが可能である。
【００２６】
図４，５は、請求項１記載の発明に係るＰＣ鋼部材５の作用を示す図で、コンクリート部材（図では省略）に定着具７により定着されたＰＣ鋼部材５において、ＰＣ鋼材１が破断すると高い引張応力が付加されたＰＣ鋼材１は軸方向に飛散しようとするが、ＰＣ鋼材１より伸びの大きな素材からなる棒状部材２が、未破断のため、棒状部材２の端部ネジ部４に装着された飛散防止部材３によりその飛散が防止される。
【００２７】
図６は請求項５記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材８を示すもので、径方向断面の周辺部がＰＣ鋼棒９、中心部が前記ＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０からなり、その両端部に定着用のねじ部１１を有する棒状部材であって、その径方向断面積中における前記ＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０の面積比率がＰＣ鋼材８の端部近傍から端部にむけて漸次増大し、飛散防止部を形成することを特徴とする。
【００２８】
ＰＣ鋼棒９は、ＪＩＳＧ３１０９に規定される機械的性質を満足する鋼材で有れば良く、前記ＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０としては、金属材料の場合、破断伸び１５％以上、好ましくは２０％程度で、靭性は０℃におけるシャルピー吸収エネルギが２７Ｊ以上、好ましくは４７Ｊ以上で、降伏比８０％以下とすることが望ましい。
【００２９】
また、前記ＰＣ鋼棒９より伸びが大きな素材１０の断面積はＰＣ鋼棒のプレストレス力で降伏する程度とするのが好ましい。
【００３０】
ＰＣ鋼棒９より伸びが大きな素材１０を、粘弾性材料とするの場合、破断時に伸び過ぎないように破断伸び２０％程度で、靭性に優れたものを選定することが好ましい。
【００３１】
ＰＣ鋼部材８の端部にかけて、ＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０の面積比率が増大し、飛散防止部を形成することにより、周辺部のＰＣ鋼棒９が破断した際にその飛散が抑制される。
【００３２】
Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面にＰＣ鋼部材８の断面におけるＰＣ鋼棒９とＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０の面積変化の様子を模式的に示す。
【００３３】
尚、ＰＣ鋼部材８は、これらの素材を同心円状に配置したビレットを用いて製造可能であるが、特にその製造方法を限定するものでない。
【００３４】
ＰＣ鋼部材８の端部（飛散防止部）をＰＣ鋼棒９より伸びが大きい素材１０によって図７に示すように形成することも可能である。図８にコンクリート部材１５に装着した状況（定着部１２）を示す。
【００３５】
図９は請求項５記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材８の作用を示す図でコンクリート部材（図では省略）に装着されたＰＣ鋼部材８において、周辺部のＰＣ鋼棒９が破断してもＰＣ鋼棒９より伸びの大きな素材１０からなる中心部が、未破断のため、ＰＣ鋼部材８の飛散が防止される。
【００３６】
図１０は請求項４記載の発明に係るＰＣ鋼部材５を示し、棒状部材２中にひずみ検出用センサ１３を配置した例を示す。ＰＣ鋼材１と棒状部材２を両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置することにより、ＰＣ鋼材１と棒状部材２は、緊張力（引張応力）に対して同じ歪を生じることになり、棒状部材２中に取付けたひずみ検出用センサ１３で得られたひずみをＰＣ鋼材１のひずみとすることが可能である。
【００３７】
図１１は請求項６記載の発明に係るＰＣ鋼部材８でＰＣ鋼棒９より伸びの大きな素材１０中にひずみ検出用センサ１３を配置した例を示す。
【００３８】
ＰＣ鋼棒９とＰＣ鋼棒９より伸びの大きな素材１０を両者間に長手方向の相対変位が生じないように配置することにより、ＰＣ鋼棒９とＰＣ鋼棒９より伸びの大きな素材１０は、緊張力（引張応力）に対して同じ歪を生じることになり、ＰＣ鋼棒９より伸びの大きな素材１０中に取付けたひずみ検出用センサ１３で得られたひずみをＰＣ鋼棒９のひずみとすることが可能である。
【００３９】
ＰＣ鋼部材５またはＰＣ鋼部材８に導入される軸力とひずみの関係を予め実験室などで求めておくと、得られたひずみからＰＣ鋼部材５またはＰＣ鋼部材８に生じている軸力が求められ、ＰＣ鋼部材５またはＰＣ鋼部材８の軸力の変化から、その破断を事前に察知することが可能となる。
【００４０】
図１２は、ひずみ検出用センサ１３を取付けたＰＣ鋼部材５をＰＣ橋１４に用い、供用中、検出器１６により監視する状況を模式的に示した図である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、緊張作業時のみならず設置後長時間経た後でもＰＣ鋼材が破断した際の飛散を確実に防止することができ、産業上極めて有用である。
【００４２】
また、ひずみ検出用センサを配置した場合には、緊張作業時のみならず設置後長時間経た後のＰＣ鋼材に生じている軸力が求められ、ＰＣ鋼材の軸力の変化から、その破断を事前に察知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材の端部の構造例を示す部分断面図で、（ａ）は飛散防止部材が円筒状、（ｂ）は飛散防止部材がキャップ状、（ｃ）は飛散防止部材が滑らかな曲面状のものを示す。
【図２】棒状部材にキャップ状の飛散防止部材を取付ける際の説明図
【図３】コンクリート部材にＰＣ鋼部材を取付けた状況を示す斜視図。
【図４】請求項１記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材の作用を示す説明図
【図５】請求項１記載の発明の他の実施形態に係るＰＣ鋼部材の作用を示す説明図
【図６】請求項６記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材の部分断面図
【図７】請求項６記載の発明の他の実施形態に係るＰＣ鋼部材の部分断面図
【図８】コンクリート部材にＰＣ鋼部材を取付けた状況を示す図
【図９】請求項６記載の発明の一実施形態に係るＰＣ鋼部材の作用を示す説明図
【図１０】ひずみ検出用センサの配置状況の一例を示す図
【図１１】ひずみ検出用センサの配置状況の他の例を示す図
【図１２】ひずみ検出用センサを取付けたＰＣ鋼部材をＰＣ橋に適用した状況を示す図
【符号の説明】
１    ＰＣ鋼材
２    棒状部材
３    飛散防止部材
４    ねじ部
５    ＰＣ鋼部材
６    定着部
７    定着部材
８    ＰＣ鋼部材
９    ＰＣ鋼棒
１０    ＰＣ鋼棒より伸びの大きい素材
１１    ねじ部
１２    定着部
１３    ひずみ検出用センサ
１４    ＰＣ橋
１５    コンクリート部材
１６    計測装置
【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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【図９】
2004183361.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月27日(2002.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】