(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ鋼材の曲線緊張に用いるＰＣ鋼材の定着治具であって、
鋼管が側面視でテーパ状に切断され、管壁に超高強度コンクリートの注入口を有する定着治具本体と、
円弧状に曲折し、前記定着治具本体の前後方向に沿って挿通され、ＰＣ鋼材を導くための単数または複数の内部鋼管と、
前記定着治具本体の両切断面を封着し、前記内部鋼管の管口が開放できるように穴が開設される封着版と、
前記注入口から充填される超高強度コンクリートと、
からなることを特徴とするＰＣ鋼材の定着治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＰＣ鋼材の緊張に用いる定着治具であって、特に、通常の直線緊張が難しい場合の曲線緊張に用いるＰＣ鋼材の定着治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２（ｂ）で示す、ＰＣ鋼材の曲線緊張に用いるＰＣ鋼材の定着治具１０’は、無垢の鋼材製であり、側面がテーパ状の形状であり、ＰＣ鋼材の挿通穴２’が短辺および長辺と平行に直線状に設けられた構造をしている。挿通穴が直線なのは、挿通穴を曲線状に切削加工するのは製作上困難だからである。
通常、このＰＣ鋼材の定着治具１０’を使用する場合、このＰＣ鋼材の定着治具１０’の複数個を短辺同士および長辺同士が連なるように組み合わせ、かつ、挿通穴２’が連通するように組み合わせ、そして、その連通した挿通穴２’にＰＣ鋼材５を挿通して、曲線緊張に用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＰＣ鋼材の曲線緊張に用いるＰＣ鋼材の定着治具は、材質が無垢の鋼製であるため、製作費が高く、また重量が重いため設置や移動等が困難であるという問題があった。
【０００４】
また、ＰＣ鋼材が挿通する連通した挿通穴は細かい直線が連続した構造（折れ線構造）をしてあり、角部にＰＣ鋼材が擦れるため、摩擦損失が大きいという問題があった。
【０００５】
そこで、前記問題を解決するために、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具は、定着治具の重量が軽量で、ＰＣ鋼材の摩擦損失が小さく、安価に製作できる曲線緊張時のＰＣ鋼材の定着治具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具は、ＰＣ鋼材の曲線緊張に用いるＰＣ鋼材の定着治具であって、鋼管が側面視でテーパ状に切断され、管壁に超高強度コンクリートの注入口を有する定着治具本体と、円弧状に曲折し、前記定着治具本体の前後方向に沿って挿通され、ＰＣ鋼材を導くための単数または複数の内部鋼管と、前記定着治具本体の両切断面を封着し、前記内部鋼管の管口が開放できるように穴が開設される封着版と、前記注入口から充填される超高強度コンクリートと、からなることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、鋼管を利用して製作することにより安価に製作でき、円弧状に曲折したＰＣ鋼材の挿通穴によりＰＣ鋼材の摩擦損失を低減させ、後からコンクリートを充填できるようにすることにより重量を軽量化できるところに特徴がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の実施の形態を説明する。
図１は、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の断面図であり、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、図２は、ＰＣ鋼材の定着治具の使用例を示す概要図であり、（ａ）はこの発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の使用例を示す概要側断面図であり、（ｂ）は従来技術の使用例を示す概要側断面図であり、図３は、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の性能試験装置を示す概要図であり、図４は、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の他の実施の形態を示す側断面図である。なお、ここでは、鋼管を長手方向から見た状態を「側面」と称している。
【０００９】
この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具１０は、定着治具本体１と、内部鋼管２と、封着版３と、超高強度コンクリート４と、を主たる構成要件とする。
以下、図１に基づき、前記各構成要件およびその他の構成要件について説明する。
【００１０】
定着治具本体１は、鋼管を切断して構成される。前記鋼管は、特に円筒形の鋼管がよいが、円環状（ドーナツ状）の鋼管でもよい。そして、この定着治具本体１の形状は、図１（ａ）に示すように、直線状の鋼管の両端を斜めに切り落とした形状、すなわち、鋼管が側面視でテーパ状であるような形状である。また、この定着治具本体１の管壁には、超高強度コンクリートを注入するための注入口１ａ（図１（ｂ）では２箇所）、超高強度コンクリートの充填の度合いを確認するための充填確認口１ｂが開設されている。また、運搬を容易にするために把手１ｃが管壁に取り付けられている。
【００１１】
内部鋼管２は、前記定着治具本体１の内径よりも外径が小さい鋼管であって、特に円筒形の鋼管が、緩やかに曲げられてカーブを描くように形成される。この内部鋼管２は、定着治具本体１の前面および背面を延長してできる角と、前面と背面の延長線により、弧となるような曲率に形成される。この内部鋼管２は、前記定着治具本体１の内部に挿通され、後述する封着版３により固定される。その際、この内部鋼管２は、定着治具本体１の前面および背面の延長線が結ばれてできる角および前面および背面の延長線により、弧となるように配置する。また、この内部鋼管２の長さは、後述する封着版３を定着治具本体１に封着したときに、封着版３からはみ出ることのない長さである。
また、内部鋼管２の本数は、設計強度等の設計条件により適宜選択できるものとし、単数であっても複数であってもこの発明には適用できる。
この内部鋼管２により、後述するＰＣ鋼材５を挿通させるのである。
【００１２】
封着版３は、定着治具本体１の前面および背面を封着して密封し、内部鋼管２を固定する役割を果たす。この封着版３は、定着治具本体１の外径と同径またはやや大きめ径の鋼材等でできた円平盤に、内部鋼管２の本数と同数の内部鋼管２の外径と同径の穴が開設されている。この封着版３が定着治具本体１に封着されることにより、超高強度コンクリート４をこのＰＣ鋼材の定着治具１０に充填することができ、このＰＣ鋼材の定着治具１０の必要な強度を保つことができる。
【００１３】
超高強度コンクリート４は、このＰＣ鋼材の定着治具１０の強度を高めるために用いるものである。この超高強度コンクリート４は、定着治具本体１に設けられた注入口１ａから注入され、このＰＣ鋼材の定着治具１０に充填される。また、この超高強度コンクリート４は、通常のコンクリートよりも強度が比較的高いコンクリートであれば適用が可能である。さらに、コンクリートのみに限らず、セメントペースト、モルタル等であってもこのＰＣ鋼材の定着治具１０の設計強度を満たすのであれば、適用が可能である。
【００１４】
ＰＣ鋼材５は、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線等を含む概念である。なお、図においては、その目標中心線を示している。
【００１５】
以下、図２に基づき、このＰＣ鋼材の定着治具１０の使用方法を説明する。
まず、このＰＣ鋼材の定着治具１０は、超高強度コンクリート４が注入されていない状態で使用する場所まで運搬する。軽量のため、持ち運びに便利だからである。そして、このＰＣ鋼材の定着治具１０は、図２（ａ）に示すように、複数個を連続に組み合わせ、ＰＣ鋼材５を内部鋼管２に挿通して使用する。その際に、前記複数個のＰＣ鋼材の定着治具１０は、同形状のＰＣ鋼材の定着治具１０を用いる。すなわち、それぞれのＰＣ鋼材の定着治具１０にある内部鋼管２が連続するように、内部鋼管２の配置位置、および、内部鋼管２の曲率が同じＰＣ鋼材の定着治具１０を用いる。さらに、超高強度コンクリート４を定着治具本体１の注入口１ａから充填確認口１ｂで確認しながら注入する。この超高強度コンクリート４の注入は、ＰＣ鋼材の定着治具１０を組み合わせる前に行っても良い。このＰＣ鋼材の定着治具１０は、このように複数個組み合わせて使用することにより、内部鋼管２のカーブが連続した滑らかなものになる。それに対して、図２（ｂ）に示す従来のＰＣ鋼材の定着治具１０’は、ＰＣ鋼材の挿通穴２’が折れ線状になっている。したがって、従来のＰＣ鋼材の定着治具１０’に比べ、摩擦損失を低減させるのである。
このＰＣ鋼材の定着治具１０も一般的な定着治具で用いられるプレストレス工法と同様に、ＰＣ鋼材５を緊張させ、定着し、モルタル等をグラウト（注入）し、解放して用いる。
【００１６】
以下、図３に基づき、ＰＣ鋼材の定着治具の摩擦損失を調べるための実験装置およびその試験方法および実験結果を示す。
図３は、このＰＣ鋼材の定着治具１０を使用した場合のＰＣ鋼材の摩擦損失γｃを試験する実験装置を示す図である。
このＰＣ鋼材の定着治具１０の摩擦損失γｃを試験するための実験装置は、緊張側ジャッキ１１と、アバット１２と、反力側ジャッキ１３と、油圧ポンプ１４と、緊張側圧力計１５と、油圧ポンプ１６と、反力側圧力計１７と、からなる。
この実験装置は、反力側ジャッキ１３にアバット１２が接続されており、アバット１２と緊張側ジャッキ１１との間に、試験体であるこのＰＣ鋼材の定着治具１０を複数個を介在させ、ＰＣ鋼材５を反力側ジャッキ１３、アバット１２、ＰＣ鋼材の定着治具１０、緊張側ジャッキ１１に挿通する。そして、緊張側ジャッキ１１には油圧ポンプ１４が接続されており、その緊張時の圧力を計測する緊張側圧力計１５が接続されている。同様に反力側ジャッキ１３にも油圧ポンプ１６と反力側圧力計１７が接続されている。
【００１７】
そして、試験方法は、この実験装置を用いて、反力側の圧力Ｐａと緊張側の圧力Ｐｂをそれぞれ反力側圧力計１７と緊張側圧力計１５により求め、その差（｜Ｐａ−Ｐｂ｜）を算出する。さらに、前記の差（｜Ｐａ−Ｐｂ｜）を緊張側の圧力Ｐｂで除し１００倍することにより摩擦損失γｃを求める。
【００１８】
前記のような実験装置を用いて、このＰＣ鋼材の定着治具１０の摩擦損失γｃを求めると結果は以下のようになった。ここで、試験体として、曲率１０°のこのＰＣ鋼材の定着治具１０を３個用いて組み合わせ、ＰＣ鋼材５としては、１５．２ｍｍストランド１９本、アバット１２の長さ１０００ｍｍ、緊張側圧力Ｐｂは４００〜５５６ｋｇｆ／ｃｍ2とした。
その結果、ＰＣ鋼材の定着治具１０自体の摩擦損失は６％、ジャッキも含めた全体の摩擦損失γｃは８％であった。
同様な試験を従来のＰＣ鋼材の定着治具１０’を用いて行うと摩擦損失γｃ’は１０％であった。
したがって、摩擦損失は、従来のＰＣ鋼材の定着治具１０’よりも２％も低減することができた。さらにＶＳＬ工法設計施工基準によると、ジャッキを含めた全体の摩擦損失は１４％以下であること望ましいと規定されているが、このＰＣ鋼材の定着治具１０を用いた場合の摩擦損失γｃは８％であるので、摩擦損失を約半分に低減できた。
よって、このＰＣ鋼材の定着治具１０は、摩擦損失による緊張力の減少を低減させることができるので、従来に比べ優れていると言える。
【００１９】
以下、図４に基づき、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の他の実施の形態を説明する。
この実施の形態は、複数個のＰＣ鋼材の定着治具１０を用いる場合、それぞれのＰＣ鋼材の定着治具１０がずれることによる摩擦損失を減少させるため、複数個のＰＣ鋼材の定着治具１０を組み合わせることができるようにしたものである。組み合わせることで、内部鋼管２のずれを防止できるため、摩擦損失を低減することが可能となる。
図４で示すＰＣ鋼材の定着治具１０，１０”，１０は一例であるが、中央部のＰＣ鋼材の定着治具１０”の周囲が他のＰＣ鋼材の定着治具１０の外径と同径の内径を持つ嵌合部材１０ａを前面そして背面から張り出すように接合された形状となっている。
この嵌合部材１０ａにより、他のＰＣ鋼材の定着治具１０を嵌合することが可能となるので、内部鋼管２のずれを防止できるため、摩擦損失を減少することができるのである。
なお、この実施の形態、すなわち、複数個のＰＣ鋼材の定着治具１０が組み合わせることができるようにしたものは、前記の例だけではなく、例えば、正面の封着版３に凸部を、逆に背面の封着版３に凹部を設けておくことにより、または、背面の封着版３に凸部を、逆に正面の封着版３に凹部を設けておくことにより、一のＰＣ鋼材の定着治具１０と他のＰＣ鋼材の定着治具１０が嵌着する事ができるようにしても良い。
【００２０】
【発明の効果】
前記のように、この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具は構成されているので、ＰＣ鋼材の定着治具本体が鋼管できており、製作が容易であるため安価であり、施工段階で、後からコンクリートを注入することが可能となるので、その空洞によりＰＣ鋼材の定着治具本体の重量が軽量であるので、設置や移動等が容易になる。
【００２１】
また、ＰＣ鋼材の挿通穴が角のない滑らかな円弧状の曲線構造であるため、摩擦損失が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の断面図であり、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】ＰＣ鋼材の定着治具の使用例を示す概要図であり、（ａ）はこの発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の使用例を示す概要側断面図であり、（ｂ）は従来技術の使用例を示す概要側断面図である。
【図３】この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の性能試験装置を示す概要図である。
【図４】この発明に係るＰＣ鋼材の定着治具の他の実施の形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１      定着治具本体
１ａ      注入口
２      内部鋼管
２’      挿通穴
３      封着版
４      超高強度コンクリート
５      ＰＣ鋼材
１０      ＰＣ鋼材の定着治具
１０’      ＰＣ鋼材の定着治具（従来）
１０”      ＰＣ鋼材の定着治具（他の実施の形態）
１０ａ      嵌合部材
１１      緊張側ジャッキ
１２      アバット
１３      反力側ジャッキ
１４      油圧ポンプ
１５      緊張側圧力計
１６      油圧ポンプ
１７      反力側圧力計
Ｐａ      反力側圧力
Ｐｂ      緊張側圧力
γｃ      摩擦損失
γｃ’      摩擦損失（従来）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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