(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート躯体の表面近傍に取り付けられる支圧板と、該支圧板に嵌込み自在に構成され緊張材用挿通孔が放射状に複数形成された円筒形状の定着ブロックと、該定着ブロックの外周面にねじ込まれ該定着ブロックを前記支圧板に係止する環状のロックナットと、前記緊張材用挿通孔のそれぞれに緊張材を挟み込むようにして挿入される複数のくさびとから構成され、前記定着ブロックには前記緊張材用挿通孔で取り囲まれた領域に所定のテンションロッドが着脱自在に螺着される雌ねじが形成されてなるＰＣ定着具であって、前記緊張材用挿通孔の断面を角孔状としてその対向内面の一組をテーパ状に形成するとともに、前記くさびを一方の面が前記緊張材用挿通孔のテーパ内面に当接されるようにテーパ状に形成され、他方の面が帯状緊張材との接触面となっている一対のくさび部材とから構成し、該一対のくさび部材で前記帯状緊張材を挟み込むように構成したことを特徴とするＰＣ定着具。
【請求項２】
前記緊張材用挿通孔に挿入された前記くさびの端部に当接される突起が背面に形成されるとともに前記定着ブロックへの取付け用ボルト孔が形成されてなる押さえ板を備えた請求項１記載のＰＣ定着具。
【請求項３】
円筒形状の定着ブロックに放射状に複数形成された緊張材用挿通孔に緊張材を挿通し、前記定着ブロックをコンクリート躯体の表面近傍に取り付けられた支圧板に嵌め込むとともに該定着ブロックの外周面にねじ込まれた環状のロックナットで前記支圧板に係止し、前記緊張材用挿通孔のそれぞれに前記緊張材を挟み込むようにしてくさびを挿入するとともに前記緊張材用挿通孔で取り囲まれた前記定着ブロックの領域に形成された雌ねじに所定のテンションロッドを螺着し、前記支圧板から反力をとりつつ前記テンションロッドに引張力を与えることで前記緊張材に緊張力を導入し、前記ロックナットを回して前記支圧板との間に生じた隙間をなくし、前記テンションロッドの引張力を解除して前記緊張材の緊張力を前記支圧板に伝達させ、前記テンションロッドを取り外すＰＣ定着方法であって、前記緊張材用挿通孔の断面を角孔状としてその対向内面の一組をテーパ状に形成するとともに、前記くさびを一方の面が前記緊張材用挿通孔のテーパ内面に当接されるようにテーパ状に形成され、他方の面が帯状緊張材との接触面となっている一対のくさび部材とから構成し、該一対のくさび部材で前記帯状緊張材を挟み込むように構成したことを特徴とするＰＣ定着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポストテンション方式に用いられるＰＣ定着具及びＰＣ定着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレストレストコンクリートは、プレストレスの導入時期によって、プレテンション方式とポストテンション方式とに大別されるが、ポストテンション方式では、緊張材をコンクリート内に自由に配置することができるので、さまざまな形状の場所打ちコンクリートに対して容易にかつ大きなプレストレスを導入することが可能であり、プレテンション方式よりも適用範囲が広い。
【０００３】
かかるポストテンション方式に用いられる緊張材の定着具としては、緊張材であるＰＣ鋼材をくさびにより定着するもの（フレシネ工法、ＶＳＬ工法、シングルストランド工法など）、ＰＣ鋼材端部にねじ転造加工を行ってナットで定着するもの、ＰＣ鋼材端部に製頭加工によって頭を作製して定着するもの（ＢＢＲＶ工法）、ＰＣ鋼材端部の外側にスリーブを冷間加工などによって圧着しスリーブのＰＣ鋼材側端面の支圧で定着するもの（ＳＥＥＥ工法）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、最近では、ＰＣ鋼材に代えて炭素繊維、アラミド繊維等を用いたＦＲＰ材（繊維補強プラスチック材）を緊張材として使用するケースが増えてきた。かかるＦＲＰ材は、軽量ゆえ作業性がよく、また、塩分による被害を回避できることから、湾岸部でのＰＣ橋などに徐々に採用されつつある。
【０００５】
しかしながら、かかるＦＲＰ緊張材は、引張強度を改善する目的で偏平な帯状に形成されるのが一般的であるため、円形断面のＰＣ鋼材を定着するための上述した定着具をそのままＦＲＰ緊張材に転用することはできない。
【０００６】
特に、構造物の大型化や長大化に対応して大きなプレストレスを導入するには、ＦＲＰ緊張材の本数を多くする必要があるが、かかる複数のＦＲＰ緊張材に対してまとめて緊張作業を行うことができる定着具はいまだ開発されておらず、現場においては一本ずつの緊張定着作業を余儀なくされていた。そのため、かかる緊張並びに定着作業に時間がかかるとともに、緊張力にばらつきが生じることがあるという問題も生じていた。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、複数のＦＲＰ緊張材に対して一括して緊張並びに定着を行うことが可能なＰＣ定着具及びＰＣ定着方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＰＣ定着具は請求項１に記載したように、コンクリート躯体の表面近傍に取り付けられる支圧板と、該支圧板に嵌込み自在に構成され緊張材用挿通孔が放射状に複数形成された円筒形状の定着ブロックと、該定着ブロックの外周面にねじ込まれ該定着ブロックを前記支圧板に係止する環状のロックナットと、前記緊張材用挿通孔のそれぞれに緊張材を挟み込むようにして挿入される複数のくさびとから構成され、前記定着ブロックには前記緊張材用挿通孔で取り囲まれた領域に所定のテンションロッドが着脱自在に螺着される雌ねじが形成されてなるＰＣ定着具であって、前記緊張材用挿通孔の断面を角孔状としてその対向内面の一組をテーパ状に形成するとともに、前記くさびを一方の面が前記緊張材用挿通孔のテーパ内面に当接されるようにテーパ状に形成され、他方の面が帯状緊張材との接触面となっている一対のくさび部材とから構成し、該一対のくさび部材で前記帯状緊張材を挟み込むように構成したものである。
【００１０】
また、本発明のＰＣ定着具は、前記緊張材用挿通孔に挿入された前記くさびの端部に当接される突起が背面に形成されるとともに前記定着ブロックへの取付け用ボルト孔が形成されてなる押さえ板を備えたものである。
【００１１】
また、本発明のＰＣ定着方法は請求項３に記載したように、円筒形状の定着ブロックに放射状に複数形成された緊張材用挿通孔に緊張材を挿通し、前記定着ブロックをコンクリート躯体の表面近傍に取り付けられた支圧板に嵌め込むとともに該定着ブロックの外周面にねじ込まれた環状のロックナットで前記支圧板に係止し、前記緊張材用挿通孔のそれぞれに前記緊張材を挟み込むようにしてくさびを挿入するとともに前記緊張材用挿通孔で取り囲まれた前記定着ブロックの領域に形成された雌ねじに所定のテンションロッドを螺着し、前記支圧板から反力をとりつつ前記テンションロッドに引張力を与えることで前記緊張材に緊張力を導入し、前記ロックナットを回して前記支圧板との間に生じた隙間をなくし、前記テンションロッドの引張力を解除して前記緊張材の緊張力を前記支圧板に伝達させ、前記テンションロッドを取り外すＰＣ定着方法であって、前記緊張材用挿通孔の断面を角孔状としてその対向内面の一組をテーパ状に形成するとともに、前記くさびを一方の面が前記緊張材用挿通孔のテーパ内面に当接されるようにテーパ状に形成され、他方の面が帯状緊張材との接触面となっている一対のくさび部材とから構成し、該一対のくさび部材で前記帯状緊張材を挟み込むように構成したものである。
【００１２】
本発明のＰＣ定着具及びＰＣ定着方法においては、定着ブロックにテンションロッドが螺着される雌ねじが形成してあるので、該雌ねじの回りに放射状に複数配置された緊張材用挿通孔に緊張材を挿通してくさびで固定した後、上述の雌ねじにテンションロッドを螺着して該ロッドに引張力を与えるようにすれば、該ロッドの引張力は、定着ブロック及びくさびを介して複数の緊張材に伝達され、各緊張材には、所定の緊張力がほぼ均等に導入される。
【００１３】
緊張材用挿通孔の数については複数であればその数は問わない。
【００１４】
緊張材用挿通孔やくさびについては、使用する緊張材の断面形状や種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、円形断面のＰＣ鋼材を緊張材とするのであれば、緊張材用挿通孔を円錐内面とするとともに該円錐内面に対応する円錐外面を持つ、数個に分割されてなるくさび部材を使用すればよいが、前記緊張材用挿通孔の断面を角孔状としてその対向内面の一組をテーパ状に形成するとともに、前記くさびを一方の面が前記緊張材用挿通孔のテーパ内面に当接されるようにテーパ状に形成され、他方の面が帯状緊張材との接触面となっている一対のくさび部材とから構成し、該一対のくさび部材で前記帯状緊張材を挟み込むように構成した場合には、帯状に形成された複数のＦＲＰ緊張材を一括緊張することが可能となる。
【００１５】
なお、ＦＲＰ緊張材としては、すべての繊維強化プラスチック緊張材が包摂されるものとし、具体的には強化繊維として、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイド繊維などが、プラスチックとしては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの組み合わせによる緊張材が含まれるが、これらに限定されない。
【００１６】
緊張材用挿通孔に挿入されたくさびを固定する際、従来のように木づち等で孔内に一つ一つ打ち込んでもよいが、背面に突起が形成された押さえ板を定着ブロックに重ねて該突起をくさびの端部に当接し、かかる状態で該押さえ板に形成された取付け用ボルト孔にボルトを通して定着ブロックにねじ込むようにすれば、各くさびを押さえ板の突起によって同時にかつ均等に緊張材用挿通孔内に押し込むことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＰＣ定着具及びＰＣ定着方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るＰＣ定着具を示した断面図である。同図でわかるように、本実施形態のＰＣ定着具１は、支圧板３と、該支圧板に嵌込み自在に構成された定着ブロック４と、該定着ブロックの外周面にねじ込まれ該定着ブロックを支圧板３に係止する環状のロックナット５と、緊張材としてのＦＲＰ緊張材６を定着ブロック４に固定するくさび７とから概ね構成される。
【００１９】
支圧板３は、コンクリート躯体２の表面に埋設されており、ＦＲＰ緊張材６の緊張力をコンクリート躯体２にプレストレスとして伝達するようになっているとともに、コンクリート躯体内に配置されたシース８の端部に接続してある。
【００２０】
定着ブロック４は、図２(a)の正面図でよくわかるように全体として円筒形状をなし、その中央には、後述するテンションロッドが着脱自在に螺着される雌ねじ９を穿孔してあるとともに、その外周面には、ロックナット５をねじ込むための雄ねじ１１を形成してある。
【００２１】
また、定着ブロック４には、雌ねじ９を取り囲むようにして緊張材用挿通孔２１を放射状に６個形成してあり、該緊張材用挿通孔は、図２でよくわかるように角孔状断面を有し、その対向内面２２、２２をテーパ状に形成してある。
【００２２】
なお、定着ブロック４には、図２に示すように、後述する押さえ板を取り付けるためのボルト穴１２を設けてある。
【００２３】
一方、くさび７は、図３に示すように、一対のくさび部材３１、３１から構成され、各くさび部材３１は、緊張材用挿通孔２１のテーパ内面２２に当接されるテーパ面３２と、帯状断面を有するＦＲＰ緊張材６との当接面となる緊張材当接面３３とを有し、該緊張材当接面３３を対向させた状態で帯状ＦＲＰ緊張材６を挟み込むようになっている。
【００２４】
ロックナット５は、図４に示すようにその内面に雌ねじ４１を形成してあり、定着ブロック４の外周面に形成された雄ねじ１１と螺合するようになっている。
【００２５】
本実施形態のＰＣ定着具１を用いてＦＲＰ緊張材６の緊張並びにコンクリート躯体２への定着を行うには、ＰＣ工事に先だって予め、シース８をコンクリート打設領域に配置するとともに図示しない型枠内面に支圧板３を取り付け、かかる状態でコンクリート打設を行う。そして、所定の期間コンクリートを養生する。
【００２６】
次に、所定のコンクリート強度が発現したならば、ＦＲＰ緊張材６をシース８に挿通する。そして、該緊張材の端部を図５に示すように定着ブロック４の緊張材用挿通孔２１に挿通するとともに、該ブロックの外周面にロックナット５をねじ込み、定着ブロック４がロックナット５で係止されるまで、該ブロックを同図矢印に示すように支圧板３に嵌め込む。
【００２７】
次に、図６に示すように、定着ブロック４の各緊張材用挿通孔２１にＦＲＰ緊張材６を挟み込むようにしてくさび部材３１、３１を挿入する。
【００２８】
次に、定着ブロック４の手前側に押さえ板５１を取り付ける。押さえ板５１は、図７でよくわかるように、後述するテンションロッドが通されるロッド孔５２が中央に形成された環状円板で構成され、定着ブロック４の緊張材用挿通孔２１に対応する箇所には、該挿通孔に通されたＦＲＰ緊張材６を通過させるためのスリット５３が形成してあるとともに、それらの両脇背面側には突起５４が形成してあり、ＦＲＰ緊張材６を挟み込んでいるくさび部材３１、３１の端部に当接されてこれらを緊張材用挿通孔２１の奥に押し込むようになっている。
【００２９】
また、押さえ板５１には、定着ブロック４に設けられたボルト穴１２に対応する位置において取付け用ボルト孔５５を穿孔してあり、該取付け用ボルト孔にボルトを通して定着ブロック４のボルト穴１２にねじ込むことができるようになっている。
【００３０】
かかる押さえ板５１を用いてくさび部材３１、３１を緊張材用挿通孔２１の奥に押し込むには、図６に示すように、押さえ板５１の背面に形成された突起５４が緊張材用挿通孔２１に挿入されたくさび部材３１の端部に当接されるように位置決めする。このとき、ＦＲＰ緊張材６が邪魔にならないように押さえ板５１のスリット５３に通しておく。次に、押さえ板５１の取付け用ボルト孔５５に図示しないボルトを通して定着ブロック４のボルト穴１２にねじ込む。ボルトのねじ込みは、６カ所で均等に行うようにする。
【００３１】
このようにすると、押さえ板５１が全体的に定着ブロック４の側に引き寄せられるが、かかる引き寄せの際、押さえ板５１の背面に形成された突起５４が、緊張材用挿通孔２１内に挿入されたくさび部材３１、３１を押し込むので、それらで挟み込まれたＦＲＰ緊張材６は、定着ブロック４にしっかりと固定される。
【００３２】
このようにしてＦＲＰ緊張材６を定着ブロック４の緊張材用挿通孔２１に固定したならば、図８に示すように、先端に雄ねじが形成されたテンションロッド６１を、押さえ板５１のロッド孔５２に通した上で定着ブロック４の雌ねじ９に螺着する。
【００３３】
次に、図９に示すように、反力部材７１及びセンタホールジャッキ７２をテンションロッド６１が貫通されるようにして支圧板３に据え付ける。
【００３４】
このようにして緊張の準備が整ったならば、センタホールジャッキ７２を駆動する。そして、反力部材７１を介して支圧板３に反力をとることによって、テンションロッド６１を同図矢印に示す方向に引っ張る。
【００３５】
このようにすると、テンションロッド６１に作用する引張力は、定着ブロック４及びくさび７を介してＦＲＰ緊張材６に伝達され、該緊張材に緊張力が導入される。
【００３６】
次に、ロックナット５と支圧板３との間に生じた隙間がなくなるように該ロックナットを回すとともに、押さえ板５１の突起５４とくさび部材３１との間に隙間が生じているのであれば、押さえ板５１に通したボルトを増し締めし、くさび部材３１をさらに緊張材用挿通孔２１内に押し込んでおく。
【００３７】
次に、センタホールジャッキ７２を緩めてテンションロッド６１の引張力を解除する。
【００３８】
すると、ＦＲＰ緊張材６の緊張力がくさび７、定着ブロック４を介して支圧板３に伝達され、コンクリート躯体２にプレストレスが導入される。
【００３９】
コンクリート躯体２にプレストレスが導入されたならば、センタホールジャッキ７２、反力部材７１及びテンションロッド６１を取り外して図１のような状態とする。なお、緊張作業終了後は、従来のＰＣ工事と同様、シース８内にグラウトを注入し、支圧板３に蓋を取り付けるが、グラウト注入の際には、定着ブロック４の雌ねじ９をグラウト注入口とすればよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係るＰＣ定着具及びＰＣ定着方法によれば、定着ブロック４の中心に形成された雌ねじ９にテンションロッド６１を螺着してこれに引張力を与えるようにしたので、該雌ねじを取り囲むようにして配置された緊張材用挿通孔２１にて固定された複数のＦＲＰ緊張材６は、テンションロッド６１及び定着ブロック４を介して一括緊張されることとなる。
【００４１】
そのため、構造物の大型化や長大化に対応して大きなプレストレスを導入する必要がある場合には、個々の緊張材に対して緊張定着作業を行っていた従来に比べ、かかる作業に要する時間を大幅に短縮することが可能となるとともに、緊張力のばらつきも低減することができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、押さえ板５１の背面に設けた突起５４をくさび部材３１の端部に当接させた状態で該押さえ板を定着ブロック４に引き寄せるようにしたので、各くさび部材３１は、同時にかつ均等な力で緊張材用挿通孔２１内に押し込まれることとなる。
【００４３】
そのため、従来のようにくさび部材を個々に木づち等で打ち込む必要がなくなり、くさびの打ち込み作業が短縮されるとともに、くさびの押込み作業を均等に行うことが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、緊張材用挿通孔２１を角孔状断面としたので、帯状断面のＦＲＰ緊張材６の定着に最適な構造となり、該緊張材の緊張並びに定着を確実に行うことが可能となる。
【００４５】
本実施形態では、緊張材用挿通孔２１の数を６つとしたが、本発明の定着具がかかる数に限定されるものでないことは言うまでもない。図１０は、１２本のＦＲＰ緊張材を使用することを前提として、該緊張材が挿通される緊張材用挿通孔８１を１２カ所設けた定着ブロック８２を示したものである。
【００４６】
また、本実施形態では、押さえ板５１を使って緊張材用挿通孔２１に挿入されたくさび部材３１、３１を固定するようにしたが、従来のように木づち等で孔内に一つ一つ打ち込むようにしてもよい。
【００４７】
かかる構成においても、緊張材を一括緊張することができる効果については、上述の実施形態と同様に享受することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、ＦＲＰ緊張材の使用を前提としたが、本発明の定着具はＦＲＰ緊張材に限定されるものではなく、従来から広く使用されているＰＣ鋼材を使用してもよい。
【００４９】
図１１は、円形断面を持つＰＣ鋼材を緊張材とした場合に適した定着ブロック９１を示したものである。同図に示すように、定着ブロック９１には、円錐内面９３を有する緊張材用挿通孔９２を形成してある。かかる定着ブロック９１を使用する際には、図１２に示すような、円錐外面を持つ、３分割されたくさび部材９４ａ、９４ｂ、９４ｃを、同図(c)に示すように、ＰＣ鋼材９５を挟み込んだ状態で緊張材用挿通孔９２に挿入するようにすればよい。
【００５０】
かかる構成においても、上述したと同様、一括緊張を行うことができるので、緊張作業に要する時間を大幅に短縮することが可能となるとともに、押さえ板５１と同様の押さえ板を用いることによって、円錐外面を有する３分割されたくさび部材９４ａ、９４ｂ、９４ｃを同時にかつ均等な力で緊張材用挿通孔９２内に押し込むことが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明のＰＣ定着具によれば、複数の緊張材を一括緊張することが可能となり、緊張作業に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
また、請求項１に係る本発明のＰＣ定着具によれば、帯状断面のＦＲＰ緊張材の定着に最適な構造となり、該緊張材の緊張並びに定着を確実に行うことが可能となるという効果も奏する。
【００５３】
また、請求項２に係る本発明のＰＣ定着具によれば、請求項１の効果に加えて、各くさび部材を同時にかつ均等な力で緊張材用挿通孔内に押し込むことが可能となるという効果も奏する。
【００５４】
また、請求項３に係る本発明のＰＣ定着方法によれば、複数の緊張材を一括緊張することが可能となり、緊張作業に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るＰＣ定着具の断面図。
【図２】本実施形態に係るＰＣ定着具を構成する定着ブロックの図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のＡ―Ａ線に沿った詳細断面図。
【図３】本実施形態に係るＰＣ定着具を構成するくさびの図であり、(a)は緊張材用挿通孔の手前側から見た正面図、(b)はＢ―Ｂ線に沿った断面図、(c)はＣ―Ｃ線方向から見た平面図。
【図４】本実施形態に係るＰＣ定着具を構成するロックナットの図であり、(a)は正面図、(b)は、(a)のＤ―Ｄ線に沿った断面図。
【図５】本実施形態に係るＰＣ定着方法の手順を示した図。
【図６】本実施形態に係るＰＣ定着方法において押さえ板を取り付けている様子を示した図。
【図７】本実施形態のＰＣ定着方法で使用する押さえ板を示した背面図。
【図８】本実施形態に係るＰＣ定着方法において定着ブロックの雌ねじにテンションロッドを螺着している様子を示した図。
【図９】本実施形態に係るＰＣ定着方法においてテンションロッドに引張力を付与している様子を示した図。
【図１０】変形例に係る定着ブロックを示した正面図。
【図１１】別の変形例に係る定着ブロックを示した図であり、(a)は正面図、(b)はＥ―Ｅ線に沿った詳細断面図。
【図１２】図１１の定着ブロックに使用するくさびを示した図であり、(a)は正面図、(b)は該くさびを構成するくさび部材の斜視図、(c)は緊張材を挟み込んだ状態の全体斜視図。
【符号の説明】
１                      定着具
２                      コンクリート躯体
３                      支圧板
４、８２、９１          定着ブロック
５                      ロックナット
６                      ＦＲＰ緊張材（緊張材）
７                      くさび
９                      雌ねじ
２１、８１、９２        緊張材用挿通孔
２２                    テーパ内面
３１、９４ａ、９４ｂ、９４ｃ
くさび部材（くさび）
５１                    押さえ板
５４                    突起
６１                    テンションロッド
９５                    ＰＣ鋼材（緊張材）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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