JP2003013445A - Ｐｃ構造物のグラウト工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の緊張材の防食性能を向上することが
出来るＰＣ構造物のグラウト工法を提供する。 【解決手段】 ＰＣ構造物（１０、２００）に中のシー
ス（２）に緊張材（４）を挿入する緊張材挿入工程と、
挿入された緊張材（４）に緊張力を付加する緊張力付加
工程と、硬化材（Ｇ）を振動（５）しつつシース（２）
内に硬化材（Ｇ）を注入する硬化材注入工程、とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣ（プレストレ
ストコンクリート）構造物（例えば、橋梁やタンク、そ
の他の構造物）の緊張材であって、当該構造物に作用す
る応力を緩和するべく予応力が付加された緊張材を施工
する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】緊張材を構造物に施工するに際して、構
造物に設けられた挿入孔に緊張材を挿入し、硬化材を注
入している。

【０００３】しかし、硬化材の粘性抵抗が大きい場合、
または空気が残留した場合等、緊張材に良く馴染まない
と、緊張材の近傍に硬化材が存在しない領域（所謂
「巣」）を形成してしまう恐れがある。

【０００４】巣や各種亀裂等が発生した場合、巣や各種
亀裂等を介して、空気や水が緊張材に接触し、緊張材が
発錆し強度が低下する。また、緊張材が発錆し強度が低
下すると、構造物に作用する曲げモーメント等を緩和で
きなくなる、と言う問題点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述する従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構造物の
緊張材の防食性能を向上出来る様なＰＣ構造物のグラウ
ト工法の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のＰＣ構造物のグ
ラウト工法は、ＰＣ構造物（１０、２００）に緊張材
（４、２１０、３００）を挿入する緊張材挿入工程と、
挿入された緊張材（４、２１０、３００）に緊張力を付
加する緊張力付加工程と、緊張材（４、２１０、３０
０）に取り付けた振動発生手段（３）により硬化材
（Ｇ）を振動（５）しつつ注入する硬化材注入工程、と
を有している（請求項１）。

【０００７】本発明の実施に際して、前記ＰＣ構造物は
橋梁（１０：所謂「ＰＣ橋梁」）であり、前記緊張材挿
入工程では橋梁（１０）中に設けられた挿入孔（２）に
緊張材（４）が挿入され、前記硬化材注入工程では橋梁
（１０）中の挿入孔（２）に硬化材（Ｇ）が注入される
のが好ましい（請求項２）。その場合、前記緊張材
（４）は剪断補強筋或いは張出し鋼材であるのが好まし
い（請求項３）。

【０００８】ここで、ＰＣ構造物中に設けられた挿入孔
は下り勾配を有する領域を有しているか、或いは、下方
に凸の形状の領域を有しており、前記振動生手段は下り
勾配を有する領域或いは下方に凸の形状の領域に配置さ
れているのが好ましい（請求項４）。すなわち、この場
合は、挿入孔に挿入されるシースが下り勾配を有する領
域を有しているか、或いは、下方に凸の形状の領域を有
しており、係る領域に生じる空気溜り部が、振動を付加
することにより解消するのである。

【０００９】或いは、前記ＰＣ構造物はタンク（２０
０：例えば、水タンク、ＬＰＧタンク、ガスタンク等）
であり、前記緊張材挿入工程ではタンク（２００）に設
けられたシースに緊張材（２１０、３００）が挿入さ
れ、前記硬化材注入工程ではタンク（２００）に設けら
れたシースに硬化材（Ｇ）が注入されるのが好ましい
（請求項４）。この場合において、前記緊張材（２１
０、３００）は、縦締め鋼線或いは横締め鋼線であるの
が好ましい（請求項５）。

【００１０】かかる構成を具備する本発明によれば、硬
化材が挿入孔或いはシース内に注入される際に振動発生
手段により振動するので、硬化材の見掛けの粘性が減少
して流動性が向上する。その結果、硬化材と緊張材、硬
化材と挿入孔或いはシースの内壁面とが非常に強固に結
合する（良く馴染む）。そして、硬化材が凝固した後に
は、緊張材、硬化材、挿入孔内壁面或いはシース内壁面
が強固に結合し、硬化材近傍に亀裂等が生じ難い状態と
なる。すなわち、緊張材に水や空気が接触することが防
止され、緊張材の防食が十分に達成出来る。

【００１１】ここで、前記振動は所謂「超音波振動」で
あるのが好ましい。そして、振動を発生する手段として
は、１９９９年８月２６日発行のネイチャー誌第４００
号（２６ Ａｕｇｕｓｔ １９９９ Ｎａｔｕｒｅ ４
００）の第８５３−８５５頁に掲載された多孔質シリコ
ン材料を用いた微細なアレイにより構成されるのが好ま
しい。その様な微細なアレイであれば、緊張材に巻き付
けて、挿入孔に挿入することが可能だからである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態に関
して、図１−８を参照して説明する。図８は橋脚部１１
と、橋桁部１２と、剪断補強筋２０で構成されるＰＣ橋
梁１０の側面の一部を描いたものである。図１（図８の
Ｘ―Ｘ断面図）において、橋桁１２は上床板１２ａと、
下床板１２ｂと、左右両脇のウエブ１２ｃとにより井桁
状に構成される。前記左右両脇のウエブ１２ｃには前記
上床板１２ａの上面から前記下床板１２ｂの下面に向か
って垂直に挿入孔が設けられ、シース２が配置されてい
る。

【００１３】図１において、シース２はハッチングを付
して示されているが、図２−図４においては、図示の簡
略化のため、シース２のハッチングを省略する。

【００１４】図２に示す段階においては、前記シース２
の上方から鋼棒製の剪断補強筋（請求項１において緊張
材）４を挿入する。該剪断補強筋は上下両端に雄ねじを
形成し、周囲に予めフィルム状の振動素子３を貼り付け
てある。尚、前述の「挿入孔２の上方から鋼棒製の剪断
補強筋４を挿入する」のに代えて、「シースの内部に振
動素子を配置し、振動素子を配置されたシースに剪断補
強筋４を挿入する」様に構成しても良い。

【００１５】図３に示す段階では、前記シース２に挿入
された剪断補強筋４は上下に後述する手段により予め引
張力（緊張力）Ｐが与えられる。

【００１６】図４で示す段階においては、前記シース２
の下部の注入口１１（簡略化のため、図１−図３では図
示せず）から硬化材Ｇを注入（白抜きの矢印Ｇ）しつ
つ、前記振動素子３を図示しない手段で作動させ、硬化
材Ｇを超音波振動５させる。

【００１７】図２、図３及び図４の左側のシース２内に
おいて、剪断補強筋４にフィルム状の振動素子３を貼り
付けている。しかし、図２に関連して前述した通り、或
いは、図４の右側のシース２で示す通り、シース２内に
フィルム状の振動素子３を貼り付け、シース２内の硬化
材Ｇに超音波振動を付与しても良い。

【００１８】ここで、シース２の周辺を、図５−図７に
基づいて詳述する。簡略化のため、図５−図７におい
て、シース２の厚さ寸法は省略して示してある。

【００１９】図５及び図５の部分（下部分）拡大図であ
る図７において、ウエブ１２ｃに穿孔された挿入孔には
シース２が設けられており、同径部２ａと、上下のテー
パ状開口部２ｂとが形成されている。また、シース２が
設けられた前記孔には、同径部２ａの上方に軸心に直交
する排出口２ｃと、下方には同じく軸心に直交する注入
口２ｄとが存在し、夫々硬化材排出ホース８０、硬化材
注入ホース８１に接続されている。

【００２０】そして、前記同径部２ａと前記テーパ状開
口部２ｂの境界部には、ウエブ１２ｃにアンカープレー
ト６が埋設されている。該アンカープレート６は、中心
軸に沿って前記同径部２ａ側の円筒部６ａと、中央のフ
ランジ部６ｂと、前記テーパ状開口部２ｂ側の円錐台部
６ｃと、軸心の緊張材貫通孔６ｄとにより構成される。

【００２１】一方、前記剪断補強筋４は、両端の雄ねじ
部４ｂと、雄ねじ部を除く軸部４ａとで構成される。

【００２２】剪断補強筋４の挿入方法、即ち橋桁への取
付け方法の１例として、剪断補強筋４の上端の雄ねじ部
４ｂに雌ねじ７ａを有するナット７を、剪断補強筋４が
取付け終った状態が上下の前記アンカープレート６から
の剪断補強筋４の突出し量が略等しくなる様に仮付けす
る。前記ナット７を仮付けした剪断補強筋４を、下端側
から上方の前記アンカープレート６の貫通穴に前記仮付
けしたナット７が引っかかるまで挿入する（この時、前
記剪断補強筋４は下部のアンカープレート６から、上部
と略同じ量の突き出し量を有している：図５参照）。

【００２３】挿入し終わった剪断補強筋４は、上下のナ
ット７により、所定の引張力を発生する様に、上下のア
ンカープレート６に締結される。

【００２４】剪断補強筋４が上下のアンカープレート６
に締結された後、図７に示すように図示しない手段によ
り、硬化材注入ホース８１を介して硬化材Ｇが注入口２
ｄから注入される。注入された硬化材Ｇが、挿入孔の上
下のアンカープレート６で区画された領域を充填し終え
ると、余剰の硬化材Ｇは、前記排出口２ｃから橋桁外部
に排出される。硬化材Ｇが注入されると共に、或いは一
定量注入した後に、前述した様に振動素子３が作動し、
前記剪断補強筋４は超音波の振動を発生する。

【００２５】尚、図７では前記挿入孔にシース４０が挿
入され、硬化材Ｇはシース内の前記剪断補強筋４との隙
間を充填するように注入される。

【００２６】図６は、図５が高粘性硬化材を使用するの
に対して、低粘性硬化材を使用した場合を示す。図６に
対する相違点は、硬化材の排出口２１ｃ（図５では２
ｃ）及び上下のアンカープレート６０の形状のみである
ので、詳細な説明は省略する。

【００２７】かかる構成を具備する本発明によれば、硬
化材Ｇがシース２或いは４０内に注入される際に剪断補
強筋４周辺の硬化材Ｇが振動するので、硬化材Ｇの見掛
けの粘性抵抗が減少して流動性が向上する。その結果、
硬化材Ｇと剪断補強筋４、硬化材Ｇとシース２或いはシ
ース４０の内壁面とが非常に強固に結合する（良く馴染
む）。そして、硬化材Ｇが凝固した後には、剪断補強筋
４、硬化材Ｇ、シース２内壁面或いはシース４０内壁面
が強固に結合し、硬化材Ｇ近傍に亀裂等が生じ難い状態
となる。すなわち、剪断補強筋４に水や空気が接触する
ことが防止され、剪断補強筋４の防食が十分に達成出来
る。

【００２８】本発明の第２実施形態に関して、図９に基
づいて説明する。本発明の第２実施形態は全体を符号９
０で示す橋梁の橋脚部９１の中央９１ａからＰＣ橋梁の
長手方向（図面の左右方向）に対照の円弧を成す張出し
鋼材１００に図示しないフィルム状の振動素子を巻きつ
けて、シース内に挿入して、前述の第１実施形態と同様
に処理したものである。

【００２９】図９で示す第２実施形態における施工の詳
細は、第１実施形態の場合と概略同様であるため、詳細
な説明は省略する。なお、図９中において、ＰＣ橋梁１
０のコンクリート打設は、領域Ｂ１、領域Ｂ２、領域Ｂ
３、・・・Ｂｎの順に行われる。

【００３０】かかる構成を具備する本発明によれば、硬
化材がシース内に注入される際に振動が付与されるの
で、硬化材の見掛けの粘性抵抗或いは見掛けの粘性が減
少して流動性が向上する。その結果、硬化材と張出し鋼
材１００とが強固に結合し、硬化材とシースの内壁面と
が非常に強固に結合する（良く馴染む）。そして、硬化
材が凝固した後には、張出し鋼材１００、硬化材、シー
ス内壁面が強固に結合し、硬化材近傍に亀裂等が生じ難
い状態となる。すなわち、張出し鋼材１００に水や空気
が接触することが防止され、張出し鋼材１００の防食が
十分に達成出来る。

【００３１】図１０−図１４は、本発明の第３実施形態
を示している。この第３実施形態は、挿入孔の内部に配
置されるシースに空気溜り部が生じる事を解消するもの
である。より具体的には、本発明の第３実施形態は、挿
入孔或いはシースに下り勾配を有する領域が形成されて
おり（図１０−図１２）か、或いは、下方に凸の形状の
領域が形成されている場合（図１３、図１４）に対処し
ている。

【００３２】図１０−図１２で示す例では、シース２
（或いは挿入孔）に下り勾配を有する領域が形成されて
いる。図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、粘性の低い
硬化材Ｇをシース２内に注入する作業を時系列で表現し
ている。特に（ｂ）、（ｃ）で示す様に、粘性の低い硬
化材Ｇをシース２内に注入すると、シース２の下り勾配
領域に空気が残留する領域ＳＡｉｒ（空気溜り部）が生
じてしまう。そのため、従来は粘性の高い硬化材を用い
なければならず、ポンプその他の機器に多大な負荷を掛
けていた。

【００３３】これに対して第３実施形態では、図１１で
示す様に、シース２内に配置される緊張材４にフィルム
状の振動素子３を貼り付け、係る振動素子３を空気溜り
部ＳＡｉｒと対応する様に位置せしめ、硬化材Ｇ内で超
音波振動５を生じさせる。硬化材Ｇ内で超音波振動５を
生じることにより、図１２で示す様に、粘性の低い硬化
材Ｇであっても、粘性の高い硬化材を使用した場合と同
様に、空気溜り部ＳＡｉｒが生じる事無くシース２内に
充填される。

【００３４】図１３、図１４で示す例は、シース２（或
いは挿入孔）に下方に凸の領域が存在し、係る領域で
は、緊張材４はシース２の天井と競っている。なお、図
１３、図１４では、硬化材Ｇについてはハッチングを付
していない。

【００３５】図１３で示す様に、緊張材４がシース２の
天井と競っている領域（下方に凸の領域）では、硬化材
注入に際して、空気溜りＢＡｉｒが形成されてしまう。
これに対して、緊張材４にフィルム状の振動素子３を設
け、緊張材４がシース２の天井と競っている領域に係る
振動素子３が配置される様にすれば（図１４）、シース
２が下方に凸となった領域に充填され、巣の形成が無く
なり、硬化材Ｇが充填される。

【００３６】本発明の第４実施形態は、水タンクの横締
め緊張材及び縦締め緊張材の施工に本発明の第１実施形
態と同内容（緊張材に予応力を加えること、および、硬
化材注入時に緊張材に振動を与えること）を適用したも
のである。図１５−図１８を用いて簡単に説明する。

【００３７】図１５に立体図として全体を示す水タンク
２００は、Ｕ字状部を有する鋼棒より成る縦締め緊張材
２１０を具備している。縦締め緊張材２１０の施工に際
して、該縦締め緊張材２１０に図示しないフィルム状の
振動素子を取り付けて、前述の第１実施形態と同様に処
理が為される。

【００３８】なお、図１６は前記水タンク２００の円筒
部２０５を平面に展開し、前記縦締め緊張材２１０の配
置を示した図である。図１６中、３００は横締め緊張材
を示し、Ｙ―Ｙ断面共々、第５実施形態で説明する。図
１７は、図１６のＸ―Ｘ断面図であり、図中、２０５は
円筒部を、２０６は該円筒部の上縁部を、２０７は水タ
ンク２００の底部を、２０８は下面を示す。

【００３９】また、図１８は前記水タンク２００の円筒
部２０５において、前記縦締め緊張材２１０のＵ字状部
の中心軸を含む断面詳細図であり、２３０は縦締め緊張
材２１０のシース（簡略化のため、シース２３０の厚さ
寸法を省略して表現している）、２３０ａは水タンク２
００の下面２０８に開口する前記縦締め緊張材２１０の
シース２３０内の領域へ硬化材を注入する注入口を示
す。図１５−図１８の実施形態における施工自体は、図
１−図８の第１実施形態と概略同様であるため、詳細な
説明は省略する。

【００４０】かかる構成を具備する本発明によれば、硬
化材がシース２３０内に注入される際に縦締め緊張材２
１０が振動するので、硬化材の見掛けの粘性抵抗が減少
して流動性が向上する。その結果、硬化材と縦締め緊張
材２１０、硬化材とシース２３０の内壁面とが非常に強
固に結合する（良く馴染む）。そして、硬化材が凝固し
た後には、縦締め緊張材２１０、硬化材、シース２３０
の内壁面が強固に結合し、硬化材近傍に亀裂等が生じ難
い状態となる。すなわち、縦締め緊張材２１０に水や空
気が接触することが防止され、縦締め緊張材２１０の防
食が十分に達成出来る。

【００４１】本発明の第５実施形態は、前述の水タンク
２００の横締め緊張材３００の施工に際して、本発明の
第１実施形態と同様な処理（緊張材に予応力を加えるこ
と、および、硬化材注入時に緊張材に振動を与えるこ
と）を行うものである。図１９及び図２０を用いて簡単
に説明する。

【００４２】図１９は、前述の水タンク（図１５におい
て符号２００で示される）の軸心に直角方向に円筒部２
０５を輪切りにした部分断面図（図１６のＹ―Ｙ断面
図）であり、図２０は図１９のＡ部の拡大図である。

【００４３】図１９及び図２０において、水タンクの２
００の円筒部２０５には全周を４等分した４箇所に全高
に亘り接手部２０５ａを有している。円筒部２０５には
両端に接ぎ手Ｌの長さを加えた１８０度をカバーする横
締め緊張材３００が端部系止金具３５０により前記接手
部２０５ａに系止されている。尚、図２０中符号２１０
は前述の縦締め緊張材を示す。

【００４４】図１９、図２０の実施形態の施工について
は、上述した第１実施形態と同様であるため、詳細な説
明は省略する。

【００４５】かかる構成を具備する本発明によれば、硬
化材がシース内に注入される際に横締め緊張材３００が
振動するので、硬化材の見掛けの粘性抵抗が減少して流
動性が向上する。その結果、硬化材と横締め緊張材３０
０、硬化材とシースの内壁面とが非常に強固に結合する
（良く馴染む）。そして、硬化材が凝固した後には、横
締め緊張材３００、硬化材、シース内壁面が強固に結合
し、硬化材近傍に亀裂等が生じ難い状態となる。すなわ
ち、横締め緊張材３００に水や空気が接触することが防
止され、緊張材の防食が十分に達成出来る。

【００４６】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を
付記する。

【００４７】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列記する。 （ａ） 硬化材がシース内に注入される際に振動するの
で、硬化材の見掛けの粘性抵抗が減少して流動性が向上
する。 （ｂ） 硬化材と緊張材、硬化材とシースの内壁面とが
非常に強固に結合する（良く馴染む）。 （ｃ） 硬化材が凝固した後には、緊張材、硬化材、シ
ース内壁面が強固に結合し、硬化材近傍に亀裂等が生じ
難い状態となる。 （ｄ） 緊張材に水や空気が接触することが防止され、
緊張材の防食が十分に達成出来る。 （ｄ） 挿入孔或いはシースが下り勾配を有する領域を
有しているか、下方に凸の形状の領域を有している場合
にも、空気溜り部が生じる事無く、粘性の低い硬化材を
充填する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態で工程の第１ステップを
示す橋桁の断面図。

【図２】本発明の第２実施形態で工程の第１ステップを
示す橋桁の断面図。

【図３】本発明の第４実施形態で工程の第１ステップを
示す橋桁の断面図。

【図４】本発明の第１実施形態で工程の第１ステップを
示す橋桁の断面図。

【図５】図４の部分詳細断面図で硬化材が高粘性型の場
合を示す図。

【図６】図４の部分詳細断面図で硬化材が低粘性型の場
合を示す図。

【図７】図５の下端部の断面拡大図。

【図８】ＰＣ橋梁の側面図で剪断補強筋の施工状態を示
す図。

【図９】本発明の第２実施形態であるＰＣ橋梁の側面図
で張出し鋼材の施工状態を示す図。

【図１０】シース内に粘性の低い硬化材を注入した場合
に、空気溜り部が生じる様子を説明するための説明図。

【図１１】本発明の第３実施形態を用いて、シース内に
粘性の低い硬化材を充填した場合を示す説明図。

【図１２】本発明の第３実施形態により粘性の低い硬化
材を充填した後の状態を示す説明図。

【図１３】シース内に粘性の低い硬化材を注入した場合
に、気泡が生じる様子を説明するための説明図。

【図１４】第３実施形態により、図１３で示すシース内
に粘性の低い硬化材を充填した場合を示す説明図。

【図１５】本発明の第４実施形態である水タンクの緊張
材を施工する状態を示す立体図。

【図１６】図１５の円筒部の展開状態図。

【図１７】図１６のＸ―Ｘ断面図。

【図１８】図１６の要部拡大断面図。

【図１９】本発明の第５実施形態を示すもので、図１６
のＹ―Ｙ顔面図。

【図２０】図１９のＡ部拡大図。

【符号の説明】

２・・・シース ２ａ・・・同径部 ２ｂ・・・テーパ状開口部振動素子 ２ｃ・・・排出口 ２ｄ・・・注入口 ３・・・振動素子 ４・・・剪断補強筋 ５・・・振動 ６・・・アンカープレート １０・・・ＰＣ橋梁 １１・・・橋脚部 １２・・・橋桁部 Ｇ・・・硬化材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 本 徹 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 吉 田 宏 東京都港区元赤坂一丁目６番４号 ケミカ ルグラウト株式会社内 (72)発明者 三 原 孝 彦 東京都港区元赤坂一丁目６番４号 ケミカ ルグラウト株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 GB07 GC13 GC14 2D059 BB39 GG01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＣ構造物に緊張材を挿入する緊張材挿
   入工程と、挿入された緊張材に緊張力を付加する緊張力
   付加工程と、緊張材に取り付けた振動発生手段により硬
   化材を振動しつつ注入する硬化材注入工程、とを有する
   ことを特徴とするＰＣ構造物のグラウト工法。
2. 【請求項２】 前記ＰＣ構造物は橋梁であり、前記緊張
   材挿入工程では橋梁中に設けられた挿入孔に緊張材が挿
   入され、前記硬化材注入工程では橋梁中の挿入孔に硬化
   材が注入される請求項１のＰＣ構造物のグラウト工法。
3. 【請求項３】 前記緊張材は剪断補強筋或いは張出し鋼
   材である請求項２のＰＣ構造物のグラウト工法。
4. 【請求項４】 ＰＣ構造物中に設けられた挿入孔は下り
   勾配を有する領域を有しているか、或いは、下方に凸の
   形状の領域を有しており、前記振動発生手段は下り勾配
   を有する領域或いは下方に凸の形状の領域に配置される
   請求項２、３の何れかのＰＣ構造物のグラウト工法。
5. 【請求項５】 前記ＰＣ構造物はタンクであり、前記緊
   張材挿入工程ではタンクに設けられたシースに緊張材が
   挿入され、前記硬化材注入工程ではタンクに設けられた
   シースに硬化材が注入される請求項１のＰＣ構造物のグ
   ラウト工法。
6. 【請求項６】 前記緊張材は、縦締め鋼線或いは横締め
   鋼線である請求項４のＰＣ構造物のグラウト工法。