(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割片を組み合わせることで中空の円錐状に形成されてPC鋼材を把持するPC鋼材の定着くさびであって、
このくさびの少なくとも太径側が金属部で構成され、細径側に樹脂部を有することを特徴とするPC鋼材の定着くさび。
【請求項２】
樹脂部の長さは、くさびの軸方向全長に対して5〜50％であることを特徴とする請求項1に記載のPC鋼材の定着くさび。
【請求項３】
樹脂部は、デュロメータ硬さ（タイプD）で50以上の材料で構成されることを特徴とする請求項1に記載のPC鋼材の定着くさび。
【請求項４】
前記金属部はくさび外周側の軸方向全長におよび、
前記樹脂部は細径側の内周側にのみ形成されたことを特徴とする請求項1に記載のPC鋼材の定着くさび。
【請求項５】
請求項１〜4のいずれかに記載のPC鋼材の定着くさびでPC鋼材を定着することを特徴とするPC鋼材の定着構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PC鋼材の定着くさびと、そのくさびを用いたPC鋼材の定着構造に関するものである。特に、くさび近傍におけるPC鋼材のフレッチングを緩和できる定着くさびに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、橋梁やPC構造物に用いられるPC鋼材の定着具として、くさびとくさび受けを用いたものが知られている。このくさびは、組み合わせることで中空の円錐状になる複数の金属製分割片から構成される。一般に、くさびの内周には雌ねじ面が形成され、この雌ねじ面でPC鋼材を把持する。一方、くさび受けには、前記くさびがはめ込まれる円錐状の孔が形成され、この孔にPC鋼材を把持したくさびをはめ込んで定着を行っている。
【０００３】
通常、高い疲労荷重を受けるPC鋼材の定着具は、くさびそのものにかかる疲労荷重の低減措置が採られている。例えば、鋼製くさびに刻まれた雌ねじ面のピッチを細かくしたり、くさびの先端部分に樹脂やセメントミルクやモルタル製の充填材を用いたテーパーソケット部を設けることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の定着具では、次のような問題があった。
▲１▼  くさび雌ねじ面のピッチを小さくしても、PC鋼材におけるくさび先端部に加わる疲労荷重の低減効果が少なく、PC鋼材はくさび先端部でフレッチングが発生し、破断に至ることがある。
【０００５】
▲２▼  くさびの先端部分にテーパーソケット部を設け、樹脂やセメントミルクやモルタル製の充填材を用いる構成では、充填材の充填に手間、時間、費用がかかる上、作業が行い難いという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の主目的は、くさび先端部におけるPC鋼材とフレッチングを緩和できるくさびと、そのくさびを用いたPC鋼材の定着構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、くさびの一部を異種材料で構成することで上記の目的を達成する。
すなわち、本発明PC鋼材の定着くさびは、複数の分割片を組み合わせることで円錐状に形成されてPC鋼材を把持するPC鋼材の定着くさびであって、このくさびの少なくとも太径側が金属部で構成され、細径側に樹脂部を有することを特徴とする。
【０００８】
PC鋼材をくさび定着した場合、疲労荷重を受けてPC鋼材が破断する位置は、通常、くさび先端部位置である。この位置での鋼材とくさびの金属接触によるフレッチングにより破断が進展する。そのため、くさびの先端側、すなわち細径側を樹脂部で構成することでフレッチングを防止してくさび先端位置でのPC鋼材の破断を抑制する。
【０００９】
くさびの金属部と樹脂部とは一体に構成する。樹脂部と金属部が分離していると、緊張途中の盛替え定着時に樹脂部が荷重を保持できないので、高い荷重で緊張することが難しい。また、緊張中に金属部の先端が樹脂部とPC鋼材との隙間に入り込んだりして正常な緊張が難しい。
【００１０】
金属部と樹脂部を一体化するには、金属部と樹脂部に互いにはめ合う凸部と凹部を用いて連結したり、接着剤を用いたりする。はめ合い結合によれば、金属部と樹脂部との一体性を強固に保つことができる。通常、金属部と樹脂部は、くさびの軸方向に直交する境界面を有する構成が考えられる。その他、くさびの内周側と外周側に分割して境界面を形成した構成でも良い。例えば、金属部はくさび外周側の軸方向全長におよび、樹脂部は細径側の内周側にのみ形成された構成にしても良い。
【００１１】
樹脂部の長さは、くさびの軸方向全長に対して5〜50％であることが好ましい。樹脂部の長さが5％未満であれば疲労荷重の軽減効果が少なく、50％を超えるとくさびの全体形状が大きくなりすぎるためである。この樹脂部の長さの設定は、くさびにかかる疲労荷重のレベルやくさびの全体の大きさ、長さによって適宜選択すればよい。
【００１２】
樹脂部を構成する材料は、デュロメータ硬さ（タイプD）で50以上の材料が望ましい。あまり軟らかい材料ではPC鋼材との接触部分で変形が大きくなって、疲労荷重を負担することができないからである。具体的には、ベークライトなどのプラスチックが好適である。一方、金属部の構成材料は鋼が一般的である。
【００１３】
さらに、本発明PC鋼材の定着構造は、上記のくさびを用いてPC鋼材を定着することを特徴とする。上記のくさびを用いることで、くさび先端部でのPC鋼材の破断を抑制することができ、信頼性の高い定着構造を実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（くさび：実施例１）
図1、2は本発明くさび10を構成する分割片を示す平面図である。図1(A)に示すように、この分割片は、一端が外径の大きい太径部、他端が外径の小さい細径部となっている。ここでは中空の円錐台を、中心軸を含む面で２つに分割して各分割片としている。従って、分割片を組み合わせることで中空円錐状のくさび10が形成される。分割片の数は特に限定されない。一般に２〜３程度の分割片で構成される。
【００１５】
このようなくさび10の太径部側が金属部11で構成され、細径部側が樹脂部12で構成されている。ここでは、金属部11を鋼で、樹脂部12をベークライトで構成した。このベークライトのデュロメータ硬さ（タイプD）は75である。また、くさび全体の軸方向長に対する樹脂部12の軸方向長の割合は約18％である。さらに、金属部11と樹脂部12との接合面は平面とし、両者の接合は接着剤により行った。
【００１６】
各分割片の接合面には、断面が半円状の溝13が形成され、分割片を組み合わせた際に、この溝13がPC鋼線を把持する把持面となる。ここでは金属部11の把持面にのみ雌ねじを形成し、樹脂部12の把持面は円筒面とした。
【００１７】
図１(B)は、樹脂部12の内周面にも雌ねじを設けたくさび10を示している。このくさびは、図１(A)のくさびに比べて樹脂部12でもPC鋼材を把持しやすい構成となっている。
【００１８】
図１（C）では、金属部11と樹脂部12の双方の内周面に雌ねじを設けると共に、両者を凸部14と凹部15のはめ合せにより結合したくさび10を示している。このくさびは、図１（A）のくさびに比べて金属部11と樹脂部12との結合性に優れる。ここでは、把持面と同軸に設けられた環状の突条を樹脂部12の上面に形成し、この突条がはめ込まれる環状溝を金属部11の下面に形成した。本例のくさび全体の軸方向長に対する樹脂部の軸方向長の割合は約35％である。
【００１９】
別構成のくさび10としては、図１（D）に示すように、金属部11の把持面にのみ雌ねじを設け、金属部11と樹脂部12との結合に凸部14と凹部15とのはめ合わせを用いた例も挙げられる。ここでは、径方向に伸びる直線状の突条を樹脂部12の上面に形成し、この突条がはめ込まれる直線溝を金属部11の下面に形成した。本例のくさび全体の軸方向長に対する樹脂部12の軸方向長の割合は約26％である。
【００２０】
金属部11と樹脂部12とを結合する凸部14と凹部15とは、互いにはめ合わされるものであれば、その形状は特に問わない。図1（C）、図1（D）では断面が矩形の凸部14と凹部15とのはめ合せにより金属部と樹脂部が結合されているが、Ω型の凸部と、これに対応する凹部とのはめ込みにより金属部と樹脂結合しても良い。
【００２１】
このように、くさびの細径部側を樹脂部で構成することにより、PC鋼材とくさびの金属接触によるフレッチングによるPC鋼材の破断を抑制できる。
【００２２】
（くさび：実施例２）
前記実施例１では、金属部11と樹脂部12との境界面を、くさびの軸方向に直交する面としたくさびを示したが、本例では、境界面をくさびの内周側と外周側との間にも設けた実施例を説明する。
【００２３】
図2はその実施例の本発明くさびを構成する分割片10の平面図である。図１と同一部分には同一符号を付している。このくさびでは、くさび細径側の内周側のみに樹脂部12が形成され、その外周側には金属部11が延びている構成である。すなわち、くさびを外周側から見た場合、金属部11はくさび軸方向の全長に及んでいるが、内周側から見た場合、太径部側が金属部11で細径部側が樹脂部12となっている構成である。その他、中心部の軸方向にPC鋼材を把持する溝13が形成されている点は実施例１と同様である。
【００２４】
この構成でも、細径部側の樹脂部12により、PC鋼材とくさびの金属接触によるフレッチングによるPC鋼材の破断を抑制できる。
【００２５】
（定着構造）
次に、上記くさびを用いる定着構造を説明する。まず、リングナットタイプの定着構造を説明する。図３は同定着構造の部分断面図である。
【００２６】
コンクリート構造物の端面には、リセスチューブ21につながる環状のベアリングプレート22が配置され、その内側に筒状のソケット23が内蔵されて、さらにソケット内に複数のPC鋼より線50が挿通されている。ソケット開口部側の外周には雄ねじが形成されている。この雄ねじには、ベアリングプレート22上に環状のシム24を介して配置されるリングナット25がねじ込まれる。このリングナット25により、ソケット23がベアリングプレート22に対して所定位置に保持される。
【００２７】
一方、各PC鋼より線50は、ソケット内において円盤状のスペーサ26で所定の間隔に保持され、ソケット内にはグラウト27が充填されている。このようなPC鋼より線50の端部は、ソケット開口部に配置される円盤状のウェッジプレート28を貫通する。ウェッジプレート28は複数の孔が形成された円盤状のもので、その孔の一部が円錐状に形成されてくさび受けとなっている。上述したくさび10は、所定の緊張力が付与されたPC鋼より線50を把持面で把持し、ウェッジプレート28のくさび受けにはめ込まれてPC鋼より線50を定着する。ウェッジプレート28の上面はグラウトキャップ29で覆われて、同キャップ29の内部にグラウトが充填される。さらに、必要に応じて、シム24、リングナット25、グラウトキャップ29を覆うグリースキャップ30をベアリングプレート上に設け、内部をグリースで充填しても良い。
【００２８】
この定着構造において、細径部側を樹脂部で構成したくさびを用いることで、フレッチングを防止してくさび先端位置でのPC鋼より線の破断を抑制することができる。
【００２９】
次に、シムタイプの定着構造を説明する。図4はシムタイプの定着構造の部分断面図である。図3と同一部材には同一符号を付している。この定着構造は、前記のリングナット25の代わりにソケットベアリングフランジ31を用いる。ソケットベアリングフランジ31は、一端の開口部がフランジ状に形成された筒状のものである。リセスチューブ21と筒状のソケット23との間にソケットベアリングフランジ31を介在し、そのフランジ部分をウェッジプレート28とシム24との間に挟みこむ。以上の構成以外は、基本的に図3の定着構造と同様である。
【００３０】
この定着構造でも、細径部側を樹脂部で構成したくさびを用いることで、フレッチングを防止してくさび先端位置でのPC鋼より線の破断を抑制することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明くさびによれば、くさびの先端側を樹脂部とすることで、樹脂部が疲労荷重を分担し、金属部にかかる疲労荷重を軽減する。そのため、くさび先端部でPC鋼材が疲労破断することを抑制できる。
【００３２】
また、樹脂部が金属部と一体となっていることで、すべて金属で構成される従来からの鋼製くさびを用いる場合と全く同じ方法・定着構造で緊張・定着ができる。従って、特別な構成のくさびやくさび受けを用いる必要はない。そのため、くさびの先端部にテーパーソケット部を設けて、樹脂やセメントミルクやモルタル製の充填材を充填する手間、時間、費用を節約することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明くさびを構成する分割片の平面図で、(A)は樹脂部の内周面に雌ねじがなく、金属部と平面で結合したくさびを示し、（B）は樹脂部の内周面にも雌ねじを設けたくさびを示し、（C）は金属部と樹脂部の双方の内周面に雌ねじを設け、両者を凸部と凹部のはめ合せにより結合したくさびを示し、（D）は金属部の把持面にのみ雌ねじを設け、金属部と樹脂部との結合に凸部と凹部とのはめ合わせを用いたくさびを示す。
【図２】本発明くさびを構成する分割片の平面図であり、金属部の径方向の一部に樹脂部が形成されたくさびを示す。
【図３】リングナットタイプの定着構造の部分断面図である。
【図４】シムタイプの定着構造の部分断面図である。
【符号の説明】
10  くさび
11  金属部
12  樹脂部
13  溝
14  凸部
15  凹部
21  リセスチューブ
22  ベアリングプレート
23  ソケット
24  シム
25  リングナット
26  スペーサ
27  グラウト
28  ウェッジプレート
29  グラウトキャップ
30  グリースキャップ
31  ソケットベアリングフランジ
50  PC鋼より線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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