(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブと嵌合するウェッジにより緊張材を把持し、緊張材に与える引張力を該ウェッジからスリーブ及び支圧板を介してコンクリート躯体に伝達する緊張材定着装置であって、支圧板の開孔内周に設けたメネジと、前記スリーブの円筒外周に設けたオネジの一部とを螺合させて、スリーブが支圧板の開孔を貫通するようにしてこれらを相互に連繋させ、コンクリート躯体への前記引張力の伝達を該相互に連繋した支圧板から、または該支圧板及びこれを貫通したスリーブの一端とから行わせ、
前記支圧板の開孔を貫通してコンクリート躯体内に突出したスリーブの端面に固着するフランジと、前記緊張材を包囲したシースに連なる筒部とを有するジョイントパイプを設けたことを特徴とする緊張材定着装置。
【請求項２】
コンクリート架橋の少なくとも軌道横方向に緊張材によりプレストレスを与えるために、請求項１に記載の緊張材定着装置を、軌道方向に所定間隔で多数設けたことを特徴とするコンクリート架橋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、コンクリート架橋においてその軌道横方向にコンクリートに対してプレストレスを与える場合などに用いられる緊張材の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、緊張材としてＰＣ鋼より線を単独で用いてコンクリート構造物にプレストレスを与える工法（通常「シングルストランド工法」と呼ばれる）に使われている定着装置は、一般に、緊張材の端部を把持するウェッジ、このウェッジが嵌合するテーパー付きの貫通孔を有するスリーブ、及び上記ウェッジで把持した緊張材の引張力をコンクリート躯体に伝えるための支圧板を用いて構成され、コンクリート躯体の打設時に上記支圧板を埋込むかまたは後付けの状態で取付け、支圧板の外表面にスリーブを当てがってそのテーパー付きの貫通孔に緊張材を通した後、所定の引張力をかけてその状態で該スリーブのテーパー付き貫通孔に嵌合させたウェッジで緊張材を噛んで（把持して）緊張・定着を行なう方式のものが知られている。
【０００３】
図５はこのような従来の定着具を用いた緊張材定着装置をコンクリート架橋に適用した場合の一例を示したものであり、図中の（イ）は架橋の軌道横方向の側端部分及びその近傍を示した平面図、（ロ）はＢ−Ｂ線断面図、（ハ）は架橋の側面図である。
【０００４】
この例は、コンクリートの打設後に緊張材を緊張させるポストテンション方式のものであり、緊張材は架橋の軌道方向（図５（イ）の矢印方向）に沿って所定の間隔で多数配置され、それぞれ軌道横方向に延在するＰＣ鋼より線１１は、シース（図示せず）を外装した状態でコンクリート架橋の躯体１２（例えば桁）の打設時に埋設される。この時、定着装置組み込み用の凹部（「箱抜き」と称される）１２１をコンクリート躯体１２の側縁部に切欠形成し、支圧板１３を後付けの状態でその凹部１２１の底部に取付け、支圧板１３の外表面にスリーブ１４を当てがって貫通孔にＰＣ鋼より線１１を通し、所定の引張力で該ＰＣ鋼より線１１を緊張した後、その伸長状態から自然状態に戻れないようにスリーブ貫通孔に嵌合したウェッジ（図示せず）でＰＣ鋼より線１１を把持・拘束し、更に、該凹部１２１をコンクリートで後埋めする。これにより、ＰＣ鋼より線１１が自然状態に復元しようとする力でコンクリート躯体１２に圧縮力（プレストレス）を与えて強度の向上が図られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記図５で説明した従来の定着装置を用いてＰＣ鋼より線を緊張定着する場合、支圧板およびスリーブは、コンクリート躯体の側縁に切欠形成した凹部１２１内に露出した状態で組み込まれるため、定着装置および緊張材に対する「かぶり」を考慮すると切欠きの深さが大きくなり、凹部の形体が大型化する。特に、近時においてはより大径、高強度のＰＣ鋼材を用いる傾向となりつつあるため、定着装置は全体としてますます大型化する。なお、ＰＣ工法では、一般に定着具、緊張材およびシース等に対して耐久性，耐火性等の面から所定の「かぶり」が定められており、このために、部材内に位置する定着具の最外側部分から部材コンクリートの外表面までの距離が最小かぶりの条件を満たす必要がある。
【０００６】
しかし、定着装置の大型化はこれを組み込む凹部の空間も大きくする必要を招くという問題がある。つまりこの凹部が大きくなると、図５（イ）にハッチングで示した緊張材によるプレストレスが作用するコンクリート躯体の範囲は、該躯体の側縁から軌道横方向の内側に大きく入りこむことを意味し、コンクリート躯体全体の強度（特に側縁近傍の強度）を強化できない領域、つまり躯体側縁のプレストレスが作用しない領域が大きくなるという問題を招く。
【０００７】
また、ＰＣ鋼より線の緊張力が大きくなると、スリーブが変形する虞れ、すなわちそのテーパー付き貫通孔に嵌合してＰＣ鋼より線を把持するウェッジから受ける径方向外側への力による変形の虞れが高くなるため、スリーブの更なる大型化や高耐力材料の使用が必要になって、コストが嵩むという問題もある。
【０００８】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、定着装置を組み込むための上記「箱抜き」と呼ばれる躯体側縁の凹部の空間を可能な限り小さくすることができ、これによってコンクリート躯体全体の強度の向上、特に軌道側縁近傍の強度向上を有効に達成できるようにすることを目的としてなされたものである。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、上記したスリーブの変形防止を、その大型化や高強度材料を用いることなしに向上させることができ、あるいは大型化や高強度材料の使用と組み合わせてより向上させることができる支圧板との新規な連繋構造を提供するところにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の緊張材定着装置の特徴は以下の通りである。
（１）スリーブと嵌合するウェッジにより緊張材を把持し、緊張材に与える引張力を該ウェッジからスリーブ及び支圧板を介してコンクリート躯体に伝達する緊張材定着装置であって、支圧板の開孔内周に設けたメネジと、上記スリーブの円筒外周に設けたオネジの一部とを螺合させて、スリーブが支圧板の開孔を貫通するようにしてこれらを相互に連繋させ、コンクリート躯体への上記引張力の伝達を該相互に連繋した支圧板から、または該支圧板及びこれを貫通したスリーブの一端とから行わせることを特徴とする。
【００１１】
この発明（１）において、「スリーブ」というのは、円筒の外周の少なくとも一部にオネジが設けられ、かつウェッジが嵌合される軸方向のテーパー付き貫通孔を有するくさび受け具であり、「ウェッジ」は、例えば三割り形などの鋼製等のくさびであり、「支圧板」は、上記スリーブ円筒のオネジと螺合するメネジが開孔の内周に設けられた鋼製等の支承板をいい、コンクリート躯体に係合することで、スリーブに嵌合したウェッジが緊張した緊張材（ＰＣ鋼より線等のＰＣ鋼材）を把持・固定した状態で該スリーブを介しその緊張力の反力をコンクリート躯体から受ける部材をいう。
【００１２】
上記構成において、支圧板のメネジがスリーブのオネジの「一部に」螺合するというのは、支圧板とスリーブの螺合軸方向の位置を調整できる関係にすることを意味する。この軸方向の位置調整を可能とすることにより、緊張材に与えた引張力をコンクリート躯体に伝えることを、支圧板からだけでなく、支圧板とスリーブの端部の双方から伝達できるようにする好ましい構成が採用できる。
【００１３】
この（１）の発明の構成に加えて、更に次の構成を採用することができる。
（２）上記支圧板のコンクリート躯体に係合する端面に固着するフランジと、支圧板の開孔を貫通してコンクリート躯体内に突出したスリーブを段付きに被覆し、かつ緊張材を包囲したシースに連なる段付筒部とを有するコーンジョイントを設けたこと。
（３）上記支圧板の開孔を貫通してコンクリート躯体内に突出したスリーブの端面に固着するフランジと、緊張材を包囲したシースに連なる筒部とを有するジョイントパイプを設けたこと。
【００１４】
これらの（２），（３）の発明は、緊張材（例えばＰＣ鋼より線）をその延在方向に外装するように用いられるシース（「ダクトシース」とも称す）と、緊張材定着装置との連繋を好適に実現するコーンジョイントあるいはジョイントパイプを採用したものであり、上記スリーブ，ウェッジ及び支圧板と共に、緊張材定着装置の好ましい構成を提供することができる。
【００１５】
ここで「コーンジョイント」というのは、一端に支圧板の端面（コンクリート躯体に係合して引張力を伝達する面）に固着される径方向外向きのフランジを有し、かつ他端側には支圧板の開孔を貫通してコンクリート躯体内に突出したスリーブを段付きに被覆する段付き管状に絞って上記シースに連なる筒部を有する、例えば薄鋼板製のフランジ付き円筒型の継手部品を例示することができる。
【００１６】
また「ジョイントパイプ」というのは、スリーブの一端面に固着される径方向外向きのフランジを有し、かつ他端側には上記シースに連なる筒部を有する、例えば薄鋼板製のフランジ付き円筒型のパイプ継手を例示することができる。
【００１７】
これらのコーンジョイントあるいはジョイントパイプを用いた定着装置によれば、迅速に定着作業を行うことができる。
【００１８】
また上記緊張材定着装置の組み立て方法の発明の特徴は以下の通りである。
（４）上記支圧板、スリーブ、及び上記（２）のコーンジョイント、又は上記（３）のジョイントパイプを予め組立て、この組立て体をコンクリート躯体打設時に埋め込むことを特徴とする。
（５）上記コーンジョイントをコンクリート躯体打設時に埋め込み、かつ予め組立てた上記スリーブ及び支圧板を、上記埋め込んだコーンジョイントに組み込むことを特徴とする。
【００１９】
上記（４）の発明は、支圧板、スリーブと、コーンジョイントを組み合わせて予め一体に組立てるか、あるいは同様に、支圧板、スリーブと、ジョイントパイプを組み合わせて予め一体に組立てるかして、これらの組立て体をコンクリート躯体打設時に埋設し、スリーブが支圧板を貫通してコンクリート躯体内に突出した分だけ、コンクリート躯体の側縁に形成する凹部（箱抜き部）の凹設の程度を小さくすることを特徴とする。また上記（５）の発明は、コーンジョイントだけをコンクリート躯体打設時に埋設し、支圧板及びこれに連繋したスリーブの組立て体を、この埋設したコーンジョイントに対して組み込むようにしたことを特徴とする。なお、ウェッジは、好ましくは脱落防止を図って上記組立て体の一部として組み合わせておくこともできるし、緊張材を緊張する際に後付けで組み付けることもできる。
【００２０】
更に上記（１）〜（３）の緊張材定着装置を使用したコンクリート架橋の特徴は以下の通りである。
（６）コンクリート架橋の少なくとも軌道横方向（通常「横方向」という）に緊張材によりプレストレスを与えるために、上記（２）又は（３）の緊張材定着装置を、軌道方向（通常「主方向」という）に所定間隔で多数設けたことを特徴とする。
【００２１】
この発明（６）における緊張材及び定着装置の軌道方向の設置の間隔は、コンクリート躯体に与える必要のある強度向上の領域からすればできるだけ小さい間隔であることが望ましいが、例えば５０〜８０ｃｍ毎に緊張材を配置するとすれば大きな凹部の切欠・形成は極めて困難であるが、少なくとも支圧板及びスリーブを上記の構成で組立てて用いる本発明によれば、埋設形であっても後付け形であっても、凹部自体を十分に小さくできるので、コンクリート躯体全体の強度が高く、特にその側縁部近傍における強度向上がない領域を十分に少なくした架橋などを構築することができ、更には、定着装置のスリーブ自体に求められる機械的な強度を、同装置の構造に基づいて軽減することができるという利点があるので、大きさや材質的に求められるコスト面の負担を軽減できる。
【００２２】
なお、定着装置の使用は、上記発明（６）のように軌道に対して横方向にプレストレスを与える場合に限定されるものではなく、主方向（軌道方向）にプレストレスを与えるために用いることもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
実施形態１
本例の定着装置は、図１に示した埋込み型の装置として以下の部品により構成される。
【００２５】
スリーブ１は、その円筒外周の一部にオネジ１０１が切削され、例えば鋼製くさび（例えば三割り形）であるウェッジ２が嵌合される軸方向のテーパー付き貫通孔１０２が設けられたくさび受け具を構成する。
【００２６】
３は支圧板であり、上記スリーブ１の円筒外周のオネジ１０１と螺合するメネジ３０２が、その中央部の開孔３０１の内周に切削・形成された例えば鋼製の支承板として構成される。
【００２７】
４はコーンジョイントであり、一端にフランジ４０１を有し、他端側は大径円筒部４０２から小径円筒部４０３に段付き管状に絞った形状に設けられた例えば薄鋼板製の円筒型の継手部品として構成されている。ここで、該コーンジョイント４の段付きに絞ぼられた小径円筒部４０３は、緊張材であるＰＣ鋼線の束（複数のＰＣ鋼線を撚て形成した緊張材（個々のＰＣ鋼線は図示せず））５を外装するシース（外装円筒管）６に連なる径に設けられている。なお、シース６内にグラウトを注入する方式のものである場合には、コーンジョイント４の小径円筒部４０３にそのグラウト注入のための導入管等が設けられるが、本発明とは直接関係がないので図示，説明は省略する。
【００２８】
次に上記各定着装置構成部品を用いてＰＣ鋼より線５を緊張する作業について説明すると、本例においてはまず、スリーブ１に対して支圧板３を一端（コンクリート躯体８の軌道横方向の外側端（以下「後端」という）となる側の端部）から所定位置まで螺合し、次に、スリーブ１の他端側（同軌道横方向の内側端（以下「先端」という）となる側の端部）から、コーンジョイント４の大径部４０２（つまりフランジ４０１のある側）を該スリーブ１に嵌挿させ、そのフランジ部４０１を支圧板３の背面にボルト７で固定する。
【００２９】
これにより、スリーブ１，支圧板３及びコーンジョイント４が一体に組付けられた組立て体が形成される。なおこの組立て体において、コーンジョイント４の段付の軸方向に直角な面はスリーブ１の先端面と係合する関係となるように該組立て体を形成することが緊張力の伝達面積を広くする上で好ましいが、支圧板３とコンクリート躯体８の係合面からの緊張力伝達のみで緊張材に必要な緊張力付与、及び定着装置の構成部品に必要な耐力が満足されるように設計することもでき、この場合には、コーンジョイント４の上記軸方向に直角な面とスリーブ先端面との係合は必ずしも必須ではない。
【００３０】
そして、（ダクト）シース６を通してＰＣ鋼より線５からなる緊張材が貫通・嵌挿され、その両端に上記のようにして定着装置の一部を予め組み立てた組立て体が連結された緊張力付与構造を構成するものを、図１に示すように配置して、該支圧板表面（コンクリート躯体の外側縁側表面）が露出するように、コンクリート躯体を凹部付きに打設する。
【００３１】
以上のようにして装着した定着装置に対して、ＰＣ鋼より線５を緊張するために図示しないジャッキ（緊張油圧装置）を組み付けて、ウェッジ２が遊嵌した状態でＰＣ鋼より線５を所定の引張力で緊張した後、該ウェッジ２をスリーブ１のテーパー付き貫通孔１０２に押し込んで該ＰＣ鋼より線５を把持・固定して、作業を終了する。
【００３２】
このようにして構成されたコンクリート躯体８に与えられるプレストレスが作用する範囲は、軌道横方向の図３（イ）のハッチングで示される。そして図５（イ）との対比から明らかなように軌道横方向の側縁に近い範囲まで広がって（近づいて）おり、またコンクリートで後埋めするコンクリート躯体８の凹部１２１も小さくなり、更にまた架橋等のコンクリート躯体全体の軌道横方向の強度が向上する利点も得られる。
【００３３】
また、この例で明らかなように、スリーブ１の所定位置の外周に支圧板３がこれを取り囲むように螺合固定されるため、ウェッジ２の押し込み固定時に該スリーブ１を径方向外側に変形させるように作用する力は、このスリーブ１の耐力だけでなく、支圧板３の耐剪断抵抗力によって補完されるという構造的な補強が得られるため、定着装置全体の小型化も実現できる。
【００３４】
実施形態２
本例は図２により示され、上記実施形態１のコーンジョイント４に代えて、ジョイントパイプ８０を使用するようにした埋込み型の例のものを示している。
【００３５】
ここで、ジョイントパイプ８０は、一端に、スリーブ１の先端にボルト８０２で連結固定されるフランジ８０１を有するように設けられた薄鋼板製のパイプ継手として構成され、該パイプ部分（筒状部分）はＰＣ鋼より線である緊張材５を外装するシース６に連なる径に設けられて、これに連結される。なお、他の構成は図１の構成と同じであるので、同じ構成部材については同じ符号を付して説明は省略する。
【００３６】
本例の各定着装置構成部品を用いてＰＣ鋼より線５を緊張する作業について説明すると、この例では、コーンジョイント４とジョイントパイプ８０の形状，構造が異なるものの、基本的な作用は同じであり、したがって、スリーブ１の先端にジョイントパイプ８０フランジ８０１をボルト８０２で固定する他は、実施形態１と同じにして、該組立て体をコンクリート躯体打設時に埋め込み、その後、ジャッキを組み付けてＰＣ鋼より線５の緊張、ウェッジ２の押し込み、固定によって、プレストレスを付与した構成を構築することができる。
【００３７】
実施形態３
図４に示される本例は、上記実施形態１で説明したスリーブ１，支圧板３及びコーンジョイント４からなる組立て体を用いて、埋込み型でなく、後付け型で組み付ける例を示したものである。
【００３８】
この例では、コンクリート躯体８の打設時に、シース６に連結させたコーンジョイント４のみを埋設し、一方、予め一体化した組立てたスリーブ１，支圧板３からなる組立て体を、上記コーンジョイント４に組み込んで、その後は実施形態１と同じように、ＰＣ鋼より線５を緊張するために不図示のジャッキを組み付けて、ウェッジ２が遊嵌した状態でＰＣ鋼より線５を所定の引張力で緊張し、該ウェッジ２をスリーブ１のテーパー付き貫通孔１０２に押し込んで把持・固定し、作業を終了する。なお、同じ構成部分については実施形態と同じ符号を付して説明は省略する。
【００３９】
上記のようにすることで、後付け型としても、スリーブ１の一定長をコンクリート躯体８に埋め込んだのと略同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
なお、以上説明した各実施形態は、橋梁に箱抜きと呼ばれる凹部を形成してここに定着装置を組み付ける場合の例として説明したが、本発明の定着装置はこれらの場合に限定的に用いられるものではなく、例えば既知のデッドアンカー方式の定着装置を併用して緊張材の片端の定着装置をコンクリート躯体内に埋設し、他端に本発明の定着装置を取付けて、一端固定、他端緊張の形態として用いることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本願の各発明によれば、定着装置を構成する部品の一つであるスリーブが、その外周に螺合する支圧板によって取り囲まれるために定着時のスリーブの変形が拘束を受け、従来のスリーブと支圧板がその軸方向にのみ係合して力学的な力の伝達をする関係だけでは期待できない構造のものに比べて、スリーブの変形防止に有効に機能するという効果が得られる。
【００４２】
また、定着装置を構成するスリーブを、支圧板がその軸方向の端部でなく中間位置に固定された状態でコンクリート躯体内に実質的に埋設する形で組み付けることができるので、従来のコンクリート躯体の端面からスリーブが剥き出し状態になる型式のものと比べて、緊張力の反力を伝達する面（位置）をコンクリート躯体の軌道横方向の外側に偏らせることを構造的に実現でき、これによって、コンクリート躯体の軌道横方向の強度向上を図ることができる領域を拡大できる利点がある。
【００４３】
更に、定着装置の支圧板をスリーブに螺合する際の操作で、スリーブと支圧板の相対的な螺合位置関係を軸方向に前後させることも容易であり、より効果的な楔定着を行うことができる。
【００４４】
以上のような本願発明の種々の効果をより具体的に言えば、上記したいわゆる「箱抜き」の深さを１／３程度まで縮小することが可能となり、加えて、定着装置を構成する各構成部品の寸法や、求められる強度諸元を小さくすることができるという利点が得られる。
【００４５】
以上の特性から、結果的には、本願において提案する発明は、従来のものに比して、定着装置およびこれを構成する各構成部品諸元の小形化，軽減化を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態１の定着装置の構成概要を示した概要図。
【図２】本願発明の実施形態２の定着装置の構成概要を示した概要図。
【図３】本願発明の緊張材定着装置をコンクリート架橋に適用した本発明の構成概要一例を示したものであり、図中の（イ）は架橋の軌道横方向の一端側を示した平面図、（ロ）はＡ−Ａ線断面図、（ハ）は架橋の側面図である。
【図４】本願発明の実施形態３の定着装置の構成概要を示した概要図。
【図５】緊張材定着装置をコンクリート架橋に適用した従来の一例を示したものであり、図中の（イ）は架橋の軌道横方向の一端側を示した平面図、（ロ）はＢ−Ｂ線断面図、（ハ）は架橋の側面図。
【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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