(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緊張力が付与された緊張線材の端部を所与の定着対象部に定着するための構造であって、
前記緊張線材の端部に係止部材を設け、この係止部材と前記定着対象部との間に、前記緊張線材の緊張力を前記定着対象部に伝達するとともに、当該緊張力に応じたせん断歪みを生ずるよう構成された歪部材を介設し、この歪部材にそのせん断歪量を検出する歪センサを設けたことを特徴とする緊張線材の定着構造。
【請求項２】
前記歪部材は、前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記せん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部とを備え、前記梁部に前記歪センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緊張線材の定着構造。
【請求項３】
前記歪部材は、複数の分割片により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の緊張線材の定着構造。
【請求項４】
所与の定着対象部にその端部が定着された緊張線材の張力を測定するセンサであって、
前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部と、前記梁部のせん断歪量を検出する歪センサとを備えたことを特徴とする緊張線材の張力測定用センサ。
【請求項５】
前記歪部材は、複数の分割片により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の緊張線材の張力測定用センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊張力が付与された緊張線材の端部を所与の定着対象部に定着する緊張線材の定着構造及び張力測定用センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンクリート構造体の内部に例えばＰＣ鋼線等の緊張線材を挿通して、この緊張線材に緊張力を導入して、コンクリート構造体にあらかじめプレストレスを付与しておくことによって、コンクリート構造体の強度の増強を図るプレストレストコンクリート構造（ＰＣ構造）と呼ばれる構造が知られている。このプレストレストコンクリート構造は、従来より高度な安全性が要求される構造物、例えば原子力発電施設の原子炉格納容器等において好適に実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレストレストコンクリート構造により構築された原子炉格納容器にあっては、高度な安全性が常に要求されることから、建設から所定期間、例えば、１年、３年、１０年を経過した時点で、プレストレストコンクリート構造に適用された緊張線材に十分な張力が付与されているか否か定期的に点検することが義務付けられている。従来、この点検作業にあっては、緊張線材の端部に緊張ジャッキを取り付けて当該緊張線材を引っ張り、残存張力を測定していたため、建設時と同程度の労力と時間がかかり、非常に煩雑な作業となっていた。このため、メンテナンスコストの大幅なアップを招いていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、所与の定着対象部にその端部が定着された緊張線材の緊張力を定着後でも簡単に測定することができる緊張線材の定着構造及び張力測定用センサを提供することを特徴とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明に係る緊張線材の定着構造にあっては、緊張力が付与された緊張線材の端部を所与の定着対象部に定着するための構造であって、前記緊張線材の端部に係止部材を設け、この係止部材と前記定着対象部との間に、前記緊張線材の緊張力を前記定着対象部に伝達するとともに、当該緊張力に応じたせん断歪みを生ずるよう構成された歪部材を介設し、この歪部材にそのせん断歪量を検出する歪センサを設けたことを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
このような定着構造にあっては、緊張線材の端部に設けられた係止部材と定着対象部との間に、緊張線材からの緊張力を定着対象部に伝達するとともに、その緊張力に応じたせん断歪みが生ずるように構成された歪部材を介設し、その歪部材にそのせん断歪み量を検出する歪センサを設けたことで、緊張線材の張力をいつでも測定することができる。これにより、原子炉格納容器の場合、緊張線材の定期的な張力測定作業をきわめて容易に済ませることができる。しかも、せん断歪みを利用して測定するから、歪部材は測定箇所に容易に装着できる薄型の形状とすることができ、かつ非常に高精度な測定を行うことができる。
【０００７】
また、この定着構造にあっては、前記歪部材は、前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記せん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部とを備え、前記梁部に前記歪センサが設けられていることを特徴とする（請求項２）。このように歪部材が形成されることによって、緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みを梁部に生じさせて歪センサを通じて簡単に検出することができる。これにより、緊張線材の緊張力を精度よく検出することができる。
【０００８】
また、本発明に係る緊張線材の張力測定用センサにあっては、所与の定着対象部にその端部が定着された緊張線材の張力を測定するセンサであって、前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部と、前記梁部のせん断歪量を検出する歪センサとを備えたことを特徴とする（請求項４）。このようなセンサにあっては、緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みを簡単に生じさせることができ、緊張線材の緊張力を精度よく検出することができる。
【０００９】
また、前記歪部材にあっては、複数の分割片により構成されていることを特徴とする（請求項３・請求項５）。このように歪部材が複数の分割片により分割可能に構成されていることによって、係止部材と定着対象部との間からの取り外し作業や当該間への取り付け作業を容易に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る緊張線材の定着構造の実施の形態について添付図面を用いて説明する。図１〜図５は、本発明に係る緊張線材の定着構造をプレストレストコンクリート製原子炉格納容器（ＰＣＣＶ）に適用した場合の一実施形態を示したものである。図１は、その原子炉格納容器全体を示した外観図であり、図２は、その原子炉格納容器の外壁部の断面構造を示した部分断面斜視図であり、図３は、その原子炉格納容器の内部に挿通されたＰＣ鋼線の定着構造を示した断面図である。図４及び図５は、そのＰＣ鋼線の定着構造に用いられた張力測定用センサの平面図及び縦断面図である。
【００１１】
ここで適用される原子炉格納容器１０は、図１に示すように、下部に構築された円筒状の下部コンクリート構造体１２と、その上部に一体的に構築されたドーム状の上部コンクリート構造体１４とから構成されている。これら下部コンクリート構造体１２及び上部コンクリート構造体１４の内部には、図２に示すように、鉄筋１６等の補強材とともに、緊張線材としてＰＣ鋼線１８が多数挿通されている。このＰＣ鋼線１８は、コンクリート構造体１２，１４にプレストレスを導入して強度の向上を図るべく配設されたもので、下部コンクリート構造体１２の内部には、その周方向及び高さ方向に沿って配設されている。また、上部コンクリート構造体１４の内部には、ＰＣ鋼線１８がドーム形状に沿って縦横に交差して網目状に配設されている。
【００１２】
各ＰＣ鋼線１８は、コンクリート構造体１２，１４の内部にあらかじめ埋設されたシース管２０に各々挿通されている。各ＰＣ鋼線１８は、その両端部がそれぞれコンクリート構造体１２，１４の表面部から突出され、コンクリート構造体１２，１４の表面部に定着されている。下部コンクリート構造体１２の内部のＰＣ鋼線１８は、下部コンクリート構造体１２の外壁部に高さ方向に沿って突設されたバットレス２２に定着されている。また、上部コンクリート構造体１４の内部のＰＣ鋼線１８は下部コンクリート構造体１２の内部を通ってその下端周縁部に設けられた基礎部２４に定着されている。
【００１３】
各ＰＣ鋼線１８には、それぞれ緊張力が付与されており、各コンクリート構造体１２，１４にプレストレスを導入されていて、原子炉格納容器１０の強度が増強されて高度な安全性が確保されるようになっている。
【００１４】
このＰＣ鋼線１８の定着構造について説明する。図３は、ＰＣ鋼線１８の両端部の定着構造を拡大して示したものである。１本のシース管２０内には、多数のＰＣ鋼線１８が挿通されている。各ＰＣ鋼線１８の端部１８ａは、コンクリート構造体１２，１４側に設けられた開口部２８から突出され、そこに本発明に係る係止部材としてアンカーヘッド２６が一体的に装着されている。このアンカーヘッド２６は、ＰＣ鋼線１８が各々個別に１本ずつ挿通される孔部２６ａを複数備えており、各孔部２６ａにそれぞれＰＣ鋼線１８が挿通されて、複数のＰＣ鋼線１８を束ねて係止するようになっている。
【００１５】
このアンカーヘッド２６とコンクリート構造体１２，１４との間には、ＰＣ鋼線１８の緊張力を測定するための張力測定用センサ３０が介設されている。この張力測定用センサ３０は、図４及び図５に示すような歪部材３１と、歪センサ４２とを備えている。
【００１６】
歪部材３１は、ＰＣ鋼線１８の外周を囲繞するように形成された所定の肉厚を有する円環状の部材で、その中央部には、アンカーヘッド２６に係止される複数本のＰＣ鋼線１８がまとめて挿通される１つの挿通穴部３２が貫通形成されている。その挿通穴部３２の外側には、アンカーヘッド２６に当接される内周部３４が設けられている。歪部材３１は、この内周部３４でＰＣ鋼線１８の緊張力をアンカーヘッド２６を介して受圧するようになっている。
【００１７】
さらに内周部３４の外側には円環状の溝部３５が形成されている。円環状の溝部３５は、歪部材３１の上下両側にそれぞれほぼ同サイズにかつ同軸に形成されている。これら上下２つの溝部３５を結んで当該溝部３５内に貫通孔部３６が設けられている。この貫通孔部３６は、溝部３５に沿って等間隔に形成されている。
【００１８】
また、溝部３５の外側には、コンクリート構造体１２，１４側に当接される外周部３８が設けられている。この外周部３８は、コンクリート構造体１２，１４側の開口部２８の周りに配設された環状の支圧板３９に当接されるようになっている。これによって、ＰＣ鋼線１８の緊張力をその内周部３４でアンカーヘッド２６から荷重として受圧して外周部３８からコンクリート構造体１２，１４側へと伝達するようになっている。
【００１９】
内周部３４と外周部３８との間には、貫通孔部３６の形成により梁部４０が設けられている。すなわち、梁部４０は、内周部３４と外周部３８とを連結しており、ＰＣ鋼線１８の緊張力をアンカーヘッド２６からコンクリート構造体１２，１４側へと伝達する。その際に、梁部４０にはその緊張力の大きさに応じたせん断歪みが発生する。歪センサ４２は、図５に示すように、貫通孔部３６の内部に配設されて梁部４０のせん断歪み量を検出するようになっている。本実施例では、歪センサ４２が貫通孔部３６の内壁部に交差しつつ斜めに２つ配設されている。このように斜めに歪センサ４２が配設されていることで、梁部４０に生じたせん断歪み量を高い感度で検出することができる。この検出により得られたせん断歪み量は、ＰＣ鋼線１８の緊張力に応じた値となることから、ＰＣ鋼線１８の緊張力を高精度にかつ効率よく測定することができる。
【００２０】
溝部３５は、内周部３４に当接されるアンカーヘッド２６と、外周部３８に当接されるコンクリート構造体１２，１４側（支圧板３９）との間を確実に縁切りする役目を果たしている。つまり、本実施形態のように、アンカーヘッド２６の内周部３４との当接部２６ｂの外径寸法が、コンクリート構造体１２，１４側の開口部２８の内径寸法よりも若干小さく設定されていて、ＰＣ鋼線１８の緊張力が直接コンクリート構造体１２，１４側に伝達されないようになっている場合には、問題はないが、アンカーヘッド２６の当接部２６ｂの外径寸法とコンクリート構造体１２，１４側の開口部２８の内径寸法とがほぼ一致している場合や、あるいはアンカーヘッド２６の当接部２６ｂの外径寸法が開口部２８の内径寸法よりも大きい場合には、ＰＣ鋼線１８の緊張力が直接コンクリート構造体１２，１４側に伝達されることがある。このため、このような溝部３５を形成しておくことによって、ＰＣ鋼線１８の緊張力が確実に梁部４０を経由するようにすることができる。なお、溝部３５の幅寸法については、アンカーヘッド２６の当接部２６ｂの外径寸法や開口部２８の内径寸法に応じて適宜設定する。
【００２１】
また、内周部３４のアンカーヘッド２６側の面は、外周部３８の面よりもアンカーヘッド側にわずかに突出する形状とする。一方、内周部３４のコンクリート構造体１２，１４側の面は、コンクリート構造体１２，１４（支圧板３９）の面よりわずかに外方（図５の上方）となる形状とする。このような形状とすることにより、溝部３５を設けることによる効果に加えて、ＰＣ鋼線１８の緊張力を一層確実に梁部４０を経由させることができる。
【００２２】
さらに、このように形成される張力測定用センサ３０は、歪部材３１が半割れ構造となっている。これは、この張力測定用センサ３０がＰＣ鋼線１８を外側から囲繞して配設されるためで、このように歪部材３１が２つの半円形状の分割片より構成されることで、ＰＣ鋼線１８の端部１８ａにアンカーヘッド２６が装着された状態で、当該張力測定用センサ３０をアンカーヘッド２６とコンクリート構造体１２，１４との間に介装することができる。これによって、張力測定用センサ３０の取付作業または撤去作業を簡単に実施することができる。
【００２３】
そして、これらＰＣ鋼線１８の端部１８ａ、アンカーヘッド２６及び張力測定用センサ３０の外側には、これらを覆ってカップ状のエンドキャップ５０が装着され、さらにこのエンドキャップ５０の内側には防錆材５２が充填されている。
【００２４】
歪センサ４２の検知信号は、図３に示すように、歪部材３１から延出されて防錆材５２を貫通してエンドキャップ５０の外部へと導出された信号ライン５４を通じて出力される。この信号ライン５４は、いずれも図示しない歪測定器を介してコンピュータ装置などに接続されていて、歪センサ４２の検知結果、即ち、ＰＣ鋼線１８の緊張力をいつでもモニタできるようになっている。
【００２５】
以上この定着構造では、コンクリート構造体１２，１４にプレストレスを付与すべくその内部に挿通されたＰＣ鋼線１８の端部１８ａに一体的に設けられたアンカーヘッド２６と、コンクリート構造体１２，１４との間に張力測定用センサ３０が介設されていることで、従来のようにＰＣ鋼線１８の緊張力をいつでもモニタできるので、張力を点検するために、いちいちＰＣ鋼線１８に再度緊張力を与えるような作業をする必要がない。このため、緊張力が不足している場合にのみ緊張力を付与すれば良く、従って、定期点検を非常に簡略的に済ませることができる。しかも、この張力測定用センサ３０にあっては、ＰＣ鋼線１８の緊張力をせん断歪みとして検知して歪センサ４２により測定を行うから、非常に高精度に測定を行うことができ、これによって、点検精度の向上を図ることができる。
【００２６】
次にこの定着構造の施工方法について説明する。図６は、従来の定着構造に置き換えて本発明に係る定着構造を施工する場合の手順を示したものである。
【００２７】
まず、図６（ａ）に示すように、アンカーヘッド２６から突出したＰＣ鋼線１８の端部１８ａにリフトオフジャッキ６０を取り付けて、ＰＣ鋼線の端部を把持させる。リフトオフジャッキ６０は、ジャッキチェア６２を介してコンクリート構造体１２，１４側に固定する。このジャッキチェア６２を利用して各ＰＣ鋼線１８の端部１８ａを引っ張る。次にリフトオフジャッキ６０でＰＣ鋼線１８の端部１８ａを引っ張ったまま、図６（ｂ）に示すようにシム６４を撤去する。そして、図６（ｃ）に示すように、取り外したシム６４の代わりに、前述した張力測定用センサ３０を装着する。ここで上記のように張力測定用センサ３０は、半割れ構造となっており、２つの半円形状の分割片に分割されるようになっている。これにより、取り付け時または撤去時には、２つの分割片に分割することで、ＰＣ鋼線１８の外側へと取り付けることができ、また当該箇所から撤去することができる。そして、図６（ｄ）に示すように、リフトオフジャッキ６０を撤去し、さらにエンドキャップ５０を装着してその内部に防錆材５２を充填して作業が完了する。
【００２８】
次に本発明に係る定着構造を新設する場合の施工方法について説明する。図７は、その施工方法を説明するためのものである。新たにプレストレストコンクリート製原子炉格納容器等を構築した場合には、ＰＣ鋼線１８の定着構造を新設することになる。この場合には、ＰＣ鋼線１８に緊張力を付与するに際し、アンカーヘッド２６とコンクリート構造体１２，１４との間に張力測定用センサ３０を介装することができる。そして、張力測定用センサ３０を介装した後、図７に示すように、アンカーヘッド２６から突出したＰＣ鋼線１８の端部に緊張ジャッキ７０をセットしてＰＣ鋼線１８の端部１８ａを緊張ジャッキ７０に把持させて、張力測定用センサ３０をアンカーヘッド２６とコンクリート構造体１２，１４との間に挟んだ状態で、ＰＣ鋼線１８の端部１８ａを緊張ジャッキ７０で徐々に引っ張り、ＰＣ鋼線１８に緊張力を導入してゆく。
【００２９】
なお、前記実施の形態では、本発明に係る緊張線材の定着構造がプレストレストコンクリート構造のＰＣ鋼線等の緊張線材の定着構造に適用される場合について説明したが、本発明にあってはこのような場合に限らず、例えば橋梁の吊構造の緊張線材の定着構造や、また法面、山留め壁などのグランドアンカーの定着構造にも好適に適用することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、歪部材３１が、２つの分割片からなる半割れ構造になっているが、本発明にあってはこのような場合に限らず、３つ以上の分割片により構成されても構わない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る緊張線材の定着構造にあっては、緊張線材の端部に設けられた係止部材と定着対象部との間に、緊張線材からの緊張力を定着対象部に伝達するとともに、その緊張力に応じたせん断歪みが生ずるように構成された歪部材を介設し、その歪部材にそのせん断歪み量を検出する歪センサを設けたことで、緊張線材の張力をいつでも測定することができる。これにより、原子炉格納容器の場合、緊張線材の定期的な張力測定作業をきわめて容易に済ませることができる。しかも、せん断歪みを利用して測定するから、歪部材は測定箇所に容易に装着できる薄型の形状とすることができ、かつ非常に高精度な測定を行うことができる（請求項１）。
【００３２】
また、歪部材が、前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記せん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部とを備え、前記梁部に前記歪センサが設けられていることによって、緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みを梁部に生じさせて歪センサを通じて簡単に検出することができる。これにより、緊張線材の緊張力を精度よく検出することができる（請求項２）。
【００３３】
また、本発明に係る緊張線材の張力測定用センサによれば、所与の定着対象部にその端部が定着された緊張線材の張力を測定するセンサであって、前記係止部材に当接されて前記緊張線材の緊張力を受圧する内周部と、前記定着対象部側に当接されて前記緊張力を前記定着対象部側に伝達する外周部と、これら内周部と外周部との間を連結して介設され、前記緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みが生ずる梁部と、前記内周部に設けられ前記緊張線材が挿通される挿通穴部と、前記梁部のせん断歪量を検出する歪センサとを備えたことによって、その梁部に緊張線材の緊張力に応じたせん断歪みを生じさせて、これを歪センサにより簡単に検出することができる。これにより、緊張線材の緊張力を精度よく検出することができる（請求項４）。
【００３４】
また、前記歪部材にあっては、複数の分割片により構成されていることによって、係止部材と定着対象部の間からの撤去作業や取り付け作業を容易に行うことができる（請求項３・請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る緊張線材の定着構造が適用されるプレストレストコンクリート製原子炉格納容器（ＰＣＣＶ）の外観を示した全体斜視図である。
【図２】図１に示すプレストレストコンクリート製原子炉格納容器の外壁部の断面構造を示した部分断面斜視図である。
【図３】本発明に係る緊張線材の定着構造の一実施形態を示した断面図である。
【図４】本発明に係る緊張線材の定着構造における張力測定用センサの一実施形態を示した平面図である。
【図５】本発明に係る緊張線材の定着構造における張力測定用センサの一実施形態を示した断面図である。
【図６】本発明に係る緊張線材の定着構造を従来の既存の定着構造に置き換えて施工する場合の施工手順を示した説明図である。
【図７】本発明に係る緊張線材の定着構造を新設する場合の施工方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０  原子炉格納容器
１２  下部コンクリート構造体
１４  上部コンクリート構造体
１６  鉄筋
１８  ＰＣ鋼線（緊張線材）
２０  シース管
２６  アンカーヘッド（係止部材）
３０  張力測定用センサ
３２  挿通穴部
３４  内周部
３６  貫通孔部
３８  外周部
３９  支圧板
４０  梁部
４２  歪センサ
５０  エンドキャップ
５２  防錆材
【図１】
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【図２】
0004063525.tif 000003
【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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