JP2006016863A - コンクリートポール及びコンクリートポールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 常時使用状態又はこれを超える予期せざる作用荷重に対するひび割れの発生を確実に防止することによって、耐久性が著しく改善されるコンクリートポール及びコンクリートポールの製造方法を提供する。
【解決手段】 コンクリートポール１のコンクリートポール本体２内に、長鋼材１１と短鋼材１２、１３を配設する。短鋼材１２、１３の外周には、コンクリートポール本体２と共に硬化することのない可塑性の被覆層３１を設ける。短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ付近には、コンクリートポール本体２への定着用のナット２９が設けられる。コンクリートポール本体２の硬化後、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａを、緊張ジャッキ等により伸張方向に引っ張ることにより、短鋼材１２、１３にポストテンションを付与し、この状態で短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａを、ナット３３等により固定する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、コンクリートポール及びコンクリートポールの製造方法に関し、より詳しくは、ひび割れの発生を完全に防止し得るプレストレストコンクリートポール及びプレストレストコンクリートポールの製造方法に関する。

コンクリートポールの製造においては、従来から、いわゆるプレストレストコンクリート工法が用いられている。ここで、プレストレストコンクリート工法とは、引っ張り方向のテンションが付与された鋼材（例えばＰＣ鋼棒又はＰＣストランド等のＰＣ鋼材）をコンクリート構造体と組み合わせることにより、コンクリート構造体にプレストレス（予め計画的に構造体にかけられる力）を与え、コンクリート構造体の強度を高める工法である。

図１７には、従来例において、コンクリートポールの製造にプレストレストコンクリート工法を適用したことによる設計破壊曲げモーメント（コンクリートポールを破壊するために必要な曲げモーメント）の向上を、曲げモーメント図で示す。図の左側に示されるように、コンクリートポール１００は、基端部（下端部）１００Ａが地中に埋設されるコンクリート構造体であり、細長い筒状のコンクリートポール本体１０１を有している。コンクリートポール本体１０１は、コンクリートポール１００の先端部（上端部）１００Ｂから基端部１００Ａに向かうにしたがって直径が増大するテーパ形状となっている。なお、コンクリートポール本体１０１の内側には、中空部１０２が形成されている。

プレストレストコンクリート工法においては、コンクリートポール本体１０１内に、図１７の右側に示すような軸方向鋼材１０３、１０４、１０５が埋め込まれることにより、設計破壊曲げモーメントが高められる。ここで、軸方向鋼材１０３〜１０５は、コンクリートポール本体１０１の軸方向に沿って延びるもので、例えばコンクリートポール本体１０１の環状断面内で周方向に円形の列をなして配置される。なお、図１７には、軸方向鋼材１０３〜１０５を一本ずつ示しているが、実際には、一本のコンクリートポール１００には、複数本ずつの軸方向鋼材１０３〜１０５が設けられる。

軸方向鋼材１０３〜１０５のうち、最も長い長鋼材１０３は、コンクリートポール１００の全長にわたるもので、コンクリートポール本体１０１の打設前又は打設直後に、所定の引っ張り方向のテンション（プレテンション）が与えられるものである。具体的には、コンクリートポール本体１０１のコンクリートの打設前又は打設直後に、例えばコンクリートポール１００の先端部１００Ｂから突出した先端部１０３Ｂの鋼製型枠端面位置に固定して、基端部１００Ａから鋼製型枠を反力受けにして緊張・定着することにより、長鋼材１０３にプレテンションを付与し、この状態でコンクリートポール本体１０１のコンクリート打設・締め固めを行い、硬化後に緊張力を解除することにより、コンクリートポール本体１０１にプレストレスを付与する。

一方、長鋼材１０３よりも短い短鋼材１０４、１０５は、プレテンションが付与されることなく、コンクリートポール１００の基端部１００Ａから中間地点まで、コンクリートポール本体１０１内に埋設される。すなわち、短鋼材１０４、１０５の場合には、コンクリート打設前に、その先端部１０４Ｂ、１０５Ｂを鋼製型枠中に定着用治具を配置固定することは、極めて困難である。このため、従来の工法では、短鋼材１０４、１０５には、プレテンションの付加はなされていなかった。

図１７の中央には、軸方向鋼材１０３〜１０５による設計破壊曲げモーメント１０６の向上が示されている。図示されているように、設計破壊曲げモーメント１０６は、短鋼材１０４、１０５が配置されている範囲で階段状に向上している。これにより、設計破壊曲げモーメント１０６は、コンクリートポール１００の基端部１００Ａ側においても、規格破壊曲げモーメント１０７（例えばＪＩＳ規格によって要求される設計破壊曲げモーメント）を上回るものとできる。

しかしながら、このような従来のコンクリートポール１００では、コンクリートポール本体１０１に生じるひび割れを完全に防止することはできない。すなわち、設計破壊曲げモーメントとは異なり、ひび割れ発生曲げモーメント（コンクリートポールにひび割れが発生する曲げモーメント）は、テンションがかけられた鋼材（緊張筋）によってしか強化できないので、テンションがかけられていない鋼材（非緊張筋）で補強しても向上しない。このため、図１７に示すように、コンクリートポール１００においては、ひび割れ発生曲げモーメント１０８は、短鋼材１０４、１０５が配置されている部分において特に向上しておらず、より高い設計ひび割れ発生曲げモーメントが要求される基端部１００Ａ側では、常時使用状態（通常の使用をしている状態）における設計曲げモーメント１０９がひび割れ曲げモーメント１０８を上回り、ひび割れ発生又はひび割れが生じる可能性が極めて高くなる。すなわち、設計ひび割れ発生曲げモーメント１０８は、設計破壊曲げモーメントよりも小さいので、コンクリートポール１００は、比較的小さな曲げモーメントがかかった段階でひび割れしてしまう。だからといって、短鋼材１０４、１０５の代わりにプレテンションを付与することができる長鋼材１０３を用いようとすれば、鋼材量の増加によりコストが増大するのみならず、直径の細くなっているコンクリートポール１００の先端部１００Ｂ側では、鋼材間に十分な間隔をとることができなくなってしまう。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、常時使用状態又はこれを超える予期せざる作用荷重に対するひび割れの発生を確実に防止することによって、耐久性が著しく改善されるコンクリートポール及びコンクリートポールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のコンクリートポールは、コンクリートポール本体と、前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材とを備えたコンクリートポールにおいて、前記鋼材は、外周に可塑性の被覆層を有し、前記コンクリートポールは、前記鋼材の前記コンクリートポール本体の内部に配置された内側端部に設けられ、硬化後の前記コンクリートポール本体に対して一体に固定される定着手段と、前記鋼材の前記コンクリートポール本体の外部に配置された外側端部を前記鋼材の伸張方向に引っ張った状態で保持する保持手段とを備えた。

前記鋼材は、コンクリートポール本体の硬化後に、伸張方向に引っ張られ、テンションが付与されるようにしてもよい。
前記定着手段は、前記鋼材の内側端部付近に固定された定着用ナットであってもよい。

前記定着手段は、前記鋼材の被覆層が除去された部分の周囲に配置されるスパイラル筋を備えてもよい。
前記鋼材本体はストランドであり、前記鋼材の被覆層を除去した部分に露出したストランド自体を前記定着手段としてもよい。

前記鋼材の被覆層を除去した部分に露出したストランドは、ばらした状態とされていてもよい。
前記定着手段は、前記鋼材の内側端部付近に固定された複数のリング状部材であってもよい。

前記複数のリング状部材は、前記鋼材の軸方向に間隔を開けて配置されていてもよい。
前記保持手段は、前記鋼材の外側端部側に螺合する固定用ナットと、前記固定用ナットと当接可能に前記コンクリートポール本体内に固定された緊張板とを備えてもよい。

前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材の他に、前記コンクリートポール本体の全長にわたって配置される長鋼材を備えてもよい。
前記長鋼材には、コンクリートポール本体の硬化前にテンションが付与されていてもよい。

前記被覆層は、樹脂からなるものでもよい。
前記被覆層は、アスファルト系ポリマーからなるものでもよい。
前記被覆層は、防錆材であってもよい。

また、本発明のコンクリートポールの製造方法は、コンクリートポール本体と、前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材とを備えたコンクリートポールを製造するコンクリートポールの製造方法において、前記鋼材の外周に可塑性の被覆層を設ける工程と、前記鋼材の第１の端部に硬化後の前記コンクリートポール本体に対して一体に固定される定着手段を設ける工程と、前記鋼材の第１の端部が前記コンクリートポール本体の内部に埋設される一方、前記第１の端部と反対側の第２の端部が前記コンクリートポール本体の外部に配置されるように、前記鋼材の周囲に前記コンクリートポール本体を形成する工程と、前記鋼材の第２の端部を、前記鋼材の伸張方向に引っ張って、前記鋼材にテンションを付与する工程と、前記鋼材がテンションの付与された状態で保持されるように、前記鋼材の第２の端部を固定する工程とを備えた。

本発明のコンクリートポール又はコンクリートポールの製造方法によれば、コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材（例えば、ＰＣ鋼棒又はＰＣストランド等のＰＣ鋼材である短鋼材１２、１３）に、コンクリートポール本体の硬化後に、適切なテンション（ポストテンション）を付与することができる。

すなわち、コンクリートポール本体が硬化すると、鋼材の内側端部（例えば、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ）に設けられた定着手段（例えば、ナット２９）は、コンクリートポール本体に対して一体に固定されるが、この一方で、鋼材自体は、コンクリートポール本体と共に硬化することのない可塑性の被覆層を外周に備えているため、コンクリートポール本体の硬化後でも可塑性の被覆層の可塑変形によって、コンクリートポール本体に対して動くこと（伸張すること）ができる。このため、コンクリートポール本体の硬化後に、鋼材のコンクリートポール本体外部に配置された外側端部（例えば、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ）を引っ張ることにより、鋼材は、わずかに伸張し、テンションが与えられた状態となる。したがって、保持手段（例えば、ナット３３及び緊張板３２）により、このテンションが付与された状態で鋼材を保持すれば、コンクリートポール本体には、定着手段と保持手段の間で鋼材から圧縮力が加えられる。つまり、鋼材は、ポストテンション式の鋼材として機能する。

このように、本発明によれば、コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材に、適切なポストテンションを与えることができるので、コンクリートポールにおいて、高い設計ひび割れ発生曲げモーメントが要求される部分に、テンションが付与された鋼材を配置することにより、コンクリートポールにおける常時使用状態でのひび割れの発生を確実に防止することができる。また、このポストテンションが付与された鋼材は、コンクリートポール本体の全長の一部に配置される短いものであるので、鋼材の総量を少なくすることが可能であり、ひび割れの発生しないコンクリートポールを低コストで得ることができる。また、このような短い鋼材は、コンクリートポール本体の形状に合わせて、適宜配置することができるので、鋼材の配置を、十分な間隔のとられた適切なものとできる。例えば、基端側にかけて直径の大きくなるタイプのコンクリートポールにおいては、コンクリートポールの全長にわたる鋼材（例えば、長鋼材１１）を配置するとともに、コンクリートポールの基端部付近の直径の大きな部分にのみ、ポストテンション方式の短い鋼材を配設することにより、高い設計ひび割れ発生曲げモーメントが要求されるコンクリートポールの基端部付近に、多数の緊張筋を配置することができる。

また、保持手段を、固定用ナット（例えば、ナット３３）と緊張板（例えば、緊張板３２）とから構成すれば、例えば、コンクリートポール本体の硬化後に、ねじ込みナットを緊張板に当接した状態で鋼材にねじ込んで行くだけで、鋼材に引っ張り方向のテンションを与えることができ、このための構成は、ねじ込みナットと緊張板だけからなる簡素なものであるので、ひび割れの発生しないコンクリートポールを低コストで得ることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の各実施形態を説明する。
図１には、コンクリートポール１の全体図を示す。図示されるように、コンクリートポール１は、コンクリートからなる円筒形のコンクリートポール本体２内に鋼材籠１０（図２参照）を埋設して形成され、その基端部１Ａ側が地中に埋設されることにより直立状態に設置されるものである。コンクリートポール本体２は、テーパ状をしており、コンクリートポール１の先端部１Ｂから基端部１Ａに行くにつれて直径が広がっている。コンクリートポール本体２の中央には中空部３が形成されている。

図２には、コンクリートポール本体２内に埋め込まれる鋼材籠１０を示す。図示されるように、鋼材籠１０は、複数の鋼材を組み合わせて構成されるもので、コンクリートポール１の長手方向に沿って配置される棒状の軸方向鋼材１１〜１３と、これら軸方向鋼材１１〜１３を包囲するように配置される横方向鋼材１５とを備えている。なお、本実施形態では、横方向鋼材１５として、複数の円形の鋼材を採用しているが、横方向鋼材１５は、例えば、軸方向鋼材１１〜１３を螺旋状に取り囲む螺旋筋又は横補強筋とすることもできる。

軸方向鋼材１１〜１３としては、コンクリートポール１の軸長と略等しい長さの４本の長鋼材１１と、コンクリートポール１の略２／３程度の長さの４本の短鋼材１２と、コンクリートポール１の略１／３程度の長さの４本の短鋼材１２とが備えられる。ここで、長鋼材１１及び短鋼材１２、１３は、適切なテンションが付与され得る鋼材であればよく、例えば、ＰＣ鋼棒であっても、ＰＣストランドであってもよい。また、詳しくは後述するように、長鋼材１１には、プレテンションが付与され、短鋼材１２、１３には、ポストテンションが付与される。

長鋼材１１は、コンクリートポール１の基端部１Ａから先端部１Ｂにわたって配置される。一方、短鋼材１２、１３は、コンクリートポール１の基端部１Ａ付近から中間地点にかけて配設されるもので、その基端部１２Ａ、１３Ａは、コンクリートポール１の基端部１Ａ付近に配置され、先端部１２Ｂ、１３Ｂは、コンクリートポール本体２の軸方向中間地点に埋設された状態となる。長鋼材１１及び短鋼材１２、１３は、複数のリング状の取り付け金具１４により鋼材籠１０内で相互に位置決め固定され、コンクリートポール本体２の環状断面内で円形をなして交互に配置されるようになっている（図３の断面図参照）。

なお、本実施形態における長鋼材１１、短鋼材１２の数は例示であり、必要に応じて、任意の本数に変更可能である。また、本実施形態では、コンクリートポール１の断面で見て、長鋼材１１、短鋼材１２を一つの円周上に配置しているが、これは例示であって、長鋼材１１、短鋼材１２の配置は、任意に変更可能である。例えば、長鋼材１１、短鋼材１２を、２つ以上の異なる径の円周上に配置するようにしてもよい。更に、この場合、外側の円周に配置された剛材と、内側の円周に配置された剛材の位置をずらすことにより、千鳥格子状の配列にすることもできる。

短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ付近には、ネジ部が形成されており、このネジ部には、ナット３３が螺合している。詳しくは後述するように、ナット３３は、打設コンクリートの硬化によりコンクリートポール本体２に対して固定されることにより、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ側をコンクリートポール本体２内に固定する定着部材として作用する。短鋼材１２、１３の更に詳しい構成については、図４、図５とともに後述する。

完成したコンクリートポール１において、軸方向鋼材１１〜１３は、いずれも軸方向に引っ張られて所定のテンションが与えられた状態とされる。これにより、軸方向鋼材１１〜１３は、コンクリートポール本体２に対して軸方向の圧縮力（プレストレス）を与えるので、コンクリートポール１の破壊曲げモーメントを阻害することなく、ひび割れ発生曲げモーメントが向上する。この場合、長鋼材１１へのテンションは、コンクリートの打設及び硬化の前に与えられるが、短鋼材１２、１３へのテンションは、コンクリートの打設及び硬化の後に与えられる。つまり、長鋼材１１はプレテンション方式の緊張筋であるのに対して、短鋼材１２、１３はポストテンション方式の緊張筋である。長鋼材１１及び短鋼材１２、１３へのテンション付与工程については、詳しく後述する。

図４には、短鋼材１２、１３の断面図を、また図５には、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ付近の構成をそれぞれ示す。なお、これらの図で示される内容について、短鋼材１２、１３は同一の構成を有するので、図４、図５では、短鋼材１２と短鋼材１３をまとめて示している。

図４、図５に示されるように、短鋼材１２、１３は、ＰＣ鋼棒又はＰＣストランドからなる鋼材本体３０と、この鋼材本体３０の外周面に設けられた被覆層３１からなる。被覆層３１は、短鋼材１２、１３の全長にわたって設けられる。また、被覆層３１は、コンクリートと共に硬化することのない可塑性の材料からなるもので、例えば、樹脂やアスファルト系ポリマー等から形成される。また、被覆層３１は、短鋼材１２、１３の伸張に自由に追随でき、摩擦による応力損失を生じることがないものとするのが望ましく、また、防錆作用を持つものとしてもよい。具体的には、短鋼材１２、１３として、一般に「アンボンドＰＣ鋼材」と呼ばれている鋼材を使用するとよい。このように、鋼材本体３０と周囲のコンクリートポール本体２の間には、可塑性の被覆層３１が存在するので、短鋼材１２、１３は、周囲のコンクリートが硬化した後でも、被覆層３１の変形により、コンクリートポール本体２に対して軸方向に動くこと（伸張すること）ができる。

図５に示すように、コンクリートポール１の基端部１Ａには、各短鋼材１２、１３毎に、対応する緊張板３２が設けられる。緊張板３２は、下面３２Ａが露出するように、コンクリートポール本体２内に埋め込まれている。緊張板３２には、貫通孔３２Ｂが形成されており、この貫通孔３２Ｂには、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ側が貫通している。短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ付近には、ネジ部が形成されており、このネジ部にはナット３３が螺合している。

このような構成により、コンクリートが硬化してコンクリートポール本体２が形成された後、例えば緊張ジャッキ（図示せず）により短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ｂを伸張方向に引っ張って、短鋼材１２、１３をわずかに伸張させ、所定の引っ張り方向のテンション（ポストテンション）が付与された状態とする。このように短鋼材１２、１３がわずかに伸張した状態で、ナット３３を緊張板３２の下面３２Ａに接触するところまでねじ込むことにより、短鋼材１２、１３はポストテンションが付与された状態で保持される。

なお、本発明では、短鋼材の基端側を引っ張る方法、及び引っ張った状態で固定する方法は、特に限定されない。例えば、ナット３３のねじ込みによって短鋼材１２、１３の基端側を引っ張るようにもできる。詳しく説明すると、ナット３３を、緊張板３２の下面３２Ａに接した状態から更に緊張板３２側にねじ込んでいくことにより、短鋼材１２、１３に引っ張り方向のテンションを付与することができる。すなわち、緊張板３２の下面３２Ａに接触したナット３２は、更なるねじ込みにより、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａ側を下方に引っ張るように作用する。この場合、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ側は、ナット２９を介してコンクリートポール本体２内に固定されているので、結局、短鋼材１２、１３は、ナット２９を支点としてわずかに伸張させられる。このように、短鋼材１２、１３には、コンクリートの硬化後に所定の引っ張り方向のテンション（ポストテンション）が付与される。また、ナット３３をねじ込んだ位置で固定することにより、短鋼材１２、１３はテンションが付与された状態で保持される。

次に、図６から図９を用いて、コンクリートポール１の製造工程について説明する。
コンクリートポール１の製造にあたっては、鋼材籠１０（長鋼材１１及び短鋼材１２、１３）を型枠２０内の所定位置に配置する。図６には、型枠２０内に配置された長鋼材１１を示す。また、図８には、型枠２０内に配置された短鋼材１２、１３を示す。

図６に示すように、長鋼材１１は、型枠２０の上下方向の全長にわたって配置される。長鋼材１１の基端部１１Ａ側は、型枠２０の下端側にあり、緊張板２１の貫通孔２１Ａ及び端板２２の貫通孔２２Ａを貫通している。また、長鋼材１１の先端部１１Ｂ側は、型枠２０の上端側にあり、端板２３の貫通孔２３Ａを貫通している。緊張板２１は、コンクリートポール１の完成時にコンクリートポールの基端部１Ａに配設されるように、型枠２０内の最下端部に配設されている。端板２２は、型枠２０下端のフランジ部２０Ａに当接した状態で、緊張板２１と重なるように配置されている。端板２３は、型枠２０上端のフランジ部２０Ｂに当接した状態で配置されている。

長鋼材１１の基端部１１Ａと先端部１１Ｂには、ネジ部が形成されている。基端部１１Ａ側のネジ部には、ナット２４が、端板２２と接触するところまで螺合しており、先端部１１Ｂ側のネジ部には、ナット２５が、端板２３と接触するところまで螺合している。このような構成により、長鋼材１１には、コンクリート４の打設以前に、あるいは打設されたコンクリート４が硬化する以前に、所定の引っ張り方向のテンション（プレテンション）が付与される。具体的には、長鋼材１１の基端部１１Ａ側のナット２４を、端板２２に接触した状態で、更に端板２２側にねじ込んでいく。これにより、長鋼材１１は、図６に矢印で示すような引っ張り力が与えられ、引っ張り方向のテンションがかかった状態となる。このような長鋼材１１へのテンション付与後、コンクリート４が硬化してコンクリートポール本体２が形成されたならば、図７に示すように、端板２２、２３を除去し、また長鋼材１１の基端部１１Ａ、先端部１１Ｂ付近の余剰部分（端板２２、２３よりも先の部分）を切断する。このようにして、コンクリートポール本体２内に一体に固定された長鋼材１１は、図７に矢印で示すような圧縮力（プレストレス）をコンクリートポール本体２に与える。

一方、図８に示すように、短鋼材１２、１３は、型枠２０の下端側の一部に配置される。短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１３Ａは、型枠２０の下端付近に配置された緊張板３２の貫通孔３２Ｂを貫通して、型枠２０の下方に延び出している。また、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂは、型枠２０の内側に配置される。

このように配置された短鋼材１２、１３へのテンション付与は、型枠２０内へ打設されたコンクリート４が硬化して、コンクリートポール本体２が形成された後に行われる。具体的には、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１２Ｂを、緊張ジャッキで引っ張ることにより、短鋼材１２、１３を、図８に矢印で示すような引っ張り力が作用した状態とし、この状態で、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１２Ｂのナット３３を緊張板３２の下面３２Ａ（図８では凹部となっている）に当接した状態までねじ込むことにより、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１２Ｂの位置を固定する。なお、短鋼材１２、１３を引っ張る作業は、ナット３３のねじ込みで行ってもよい。

このようにして、短鋼材１２、１３には、図８に矢印で示すような引っ張り力が作用する。すなわち、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ側は、ナット２９がアンカーのように作用することにより、コンクリートポール本体２内に定着固定されている一方で、短鋼材１２、１３自体は、被覆層３１の存在によりコンクリートポール本体２に対して動くことができるので、短鋼材１２、１３は、わずかに伸張し、引っ張り方向のテンションがかかった状態となる。これにより、コンクリートポール本体２には、短鋼材１２、１３が配置された範囲において（ナット２９と緊張板３２の間で）、図９に矢印で示すような圧縮力（プレストレス）が与えられる。

このように、短鋼材１２、１３に対して、コンクリート硬化後に引っ張り方向のテンション（ポストテンション）を付与することにより、コンクリートポール１が完成する。なお、型枠２０は最終的には取り外されるが、この型枠２０の取り外しは、短鋼材１２、１３に対するポストテンションの付与の前後のいずれに行ってもよい。また、短鋼材１２、１３の基端部１２Ａ、１２Ｂの余剰部分は、切断される。

以上のように、本実施形態のコンクリートポール１及びコンクリートポール１の製造方法によれば、コンクリートポール１の一部にのみ配置される短鋼材１２、１３に、適切な引っ張り方向のテンションを付与することができるので、短鋼材１２、１３によって、コンクリートポール本体２に適切なプレストレスを与えることができる。したがって、コンクリートポール１の基端部１Ａ側においても、長鋼材１１に加えて短鋼材１２、１３を配置することにより、設計破壊曲げモーメントだけではなく、設計ひび割れ発生曲げモーメントも向上させることができ、ひび割れの発生を完全に防止することができる。

また、緊張筋（テンションがかけられた鋼材）として、短鋼材１２、１３を用いることにより、長鋼材１１のみを用いた場合に比較して、鋼材総量を少なくすることができ、コスト削減となる。また、コンクリートポール１の直径の小さなところには長鋼材１１のみが配置され、直径の大きなところには長鋼材１１と短鋼材１２、１３が配置されるようにしているので、緊張筋を適切な鋼材間隔で配置することができる。

さらに、短鋼材１２、１３へのテンション付与は、ナット３３のねじ込みによって行えば、ねじ込み量の調整によってテンションの大きさの調整は容易に行える。また、テンション付与及び保持のための構成は、短鋼材１２、１３両端のナット２９、３３と緊張板３２と短鋼材１２、１３外周の被覆層３１だけで済むので、低コストで構成できる。

図１０は、本実施形態における設計ひび割れ発生曲げモーメントを示す曲げモーメント図である。図示されるように、図に一点鎖線で示すように、本実施形態によるひび割れ発生曲げモーメント３５は、図に二点差線で示す従来例によるひび割れ発生曲げモーメント３６に比較して、ポストテンションが付与された短鋼材１２、１３の配置された部分で、階段状に向上している。すなわち、ひび割れ発生曲げモーメント３５は、短鋼材１２が配置された部分のひび割れ発生曲げモーメント３５Ａと、短鋼材１２、１３が配置された部分のひび割れ発生曲げモーメント３５Ｂにおいて、従来例によるひび割れ発生曲げモーメント３６よりも図の右方向に階段状に向上している。これにより、本実施形態によるひび割れ発生曲げモーメント３５は、コンクリートポールの全長において、常時使用状態（通常の使用をしている状態）における設計曲げモーメント３７を上回るようにできる。なお、図１０の曲げモーメント図において、実線は設計破壊曲げモーメントを、破線は規格破壊曲げモーメントをそれぞれ示している。

図１１〜図１３には、本発明の他の実施形態における短鋼材４０及びこの短鋼材４０の保持方法を示す。本実施形態において、短鋼材４０は、複数の鋼材４１を束ねてなる鋼材本体の外周に、被覆層４２を設けて構成される。また、コンクリートポール１の基端部１Ａには、定着体４３がコンクリートポール本体２内に埋め込まれている。定着体４３には、テーパ状の貫通孔４３Ａが形成されており、この貫通孔４３Ａには、短鋼材４０の基端部４０Ａ側が貫通している。また、貫通孔４３Ａに嵌合する楔部材４４が備えられる。

短鋼材４０によりコンクリートポール本体２にプレストレスを与えるためには、貫通孔４３Ａから延び出した短鋼材４０の基端部４０Ａを何らかの手段で引っ張っり、短鋼材４０にポストテンションを与えた後に、貫通孔４３Ａに楔部材４４を打ち込む。これにより、図１３によく示されるように、短鋼材４０の各鋼材４１は、楔部材４４よりも外側に押しやられ、楔部材４４と貫通孔４３Ａ内周面との間に挟み込まれて保持され、この結果、短鋼材４０はポストテンションが付与された状態で保持され、コンクリートポール本体２にプレストレスがかかる。

図１４には、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂをコンクリート内に定着させる定着手段の他の例を示す。
図示されるように、本実施形態では、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ付近は、被覆層３１が除去され、鋼材本体３０が露出した状態となっている。この鋼材本体３０の露出部分の周囲に、スパイラル筋５１を配置する。この場合、スパイラル筋５１は、ただ配置すれば済み、短鋼材１２、１３に対して特に固定（接続）する必要はないが、エポキシ等の樹脂を用いて短鋼材１２、１３とスパイラル筋５１とを一体化することも可能である。

このような構成により、コンクリートが硬化すると、スパイラル筋５１及びスパイラル筋５１内部で硬化したコンクリート（又はモルタル）が一体化し、アンカーの機能を果たすようになっている。なお、本実施形態では、スパイラル筋５１に加えてナット２９も備えるようにしたが、ナット２９は省略してもよい。

図１５には、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂをコンクリート内に定着させる定着手段の更に他の例を示す。この実施形態は、短鋼材１２、１３の鋼材本体３０がＰＣストランドからなる場合のものである。

図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態では、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ付近は、被覆層３１が除去され、鋼材本体３０であるストランドが露出した状態（裸ストランド）となっている。これにより、ストランド自体が、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂの先端部をコンクリート内に定着させるアンカーの機能を果たす。この場合、裸ストランドは、図１５（Ａ）に示すように、束ねた状態であってもアンカーの機能を果たすが、図１５（Ｂ）に示すように、ばらした状態とすれば、より大きな定着力を得ることができる。さらに、裸ストランドの周囲に、図１４に示したスパイラル筋５１を配置する形態をとることも可能である。

図１６には、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂをコンクリート内に定着させる定着手段の更に他の例を示す。この実施形態では、定着手段として、複数の薄いリング状部材５２を用いる。

図示されるように、リング状部材５２は、ねじ込み式のもので、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂ付近のネジ部にねじ込まれ、短鋼材１２、１３の軸方向に所定の間隔をもって配置される。定着手段として、このような複数の薄いリング状部材５２を用いることにより、定着手段に対するコンクリートのかぶりを大きくできる（定着手段とコンクリートとの接触面積を大きくできる）。したがって、短鋼材１２、１３の先端部１２Ｂ、１３Ｂのコンクリート内への定着力を高めることができる。

以上のように、本発明において、短鋼材の形態及び短鋼材を介してコンクリートポール本体に対してプレストレスを発生させる手段（短鋼材の一端をコンクリートポール本体内に固定する定着手段と、前記短鋼材の他端を引っ張った状態で保持する保持手段）は、特に限定されるものではない。

具体的に、短鋼材の先端側をコンクリート内に定着させる定着用部材は、短鋼材に対して固定された部材（或いは図１５の実施形態のように短鋼材の一部）であって、コンクリートが硬化した後はコンクリートと一体に固定され短鋼材の軸方向に動かなくなるような部材であれば、任意の部材を用いうる。つまり、短鋼材の先端側に固定され、ある程度の空間的拡がりと強度を有する部材であれば、定着用部材とできる。

また、短鋼材の鋼材本体は、適切なポストテンションを付与できるものであれば、任意の鋼材を使用でき、例えばＰＣ鋼棒であってもＰＣストランドであってもよい。
また、短鋼材の被覆層は、短鋼材にポストテンションを付与しうるように可塑性を持ったものであれば、任意の材料を使用でき、例えばプレグラウト用エポキシ樹脂を用いることもできる。

本発明の実施形態におけるコンクリートポールを示す斜視図である。 同じく鋼材籠を示す斜視図である。 同じくコンクリートポールの断面図である。 同じく短鋼材の断面図である。 同じくコンクリートポール内に短鋼材を配置し、テンションをかけた状態で保持した状態を示す断面図である。 同じく長鋼材へのテンション付与工程を示す断面図である。 同じく長鋼材へのテンション付与工程を示す断面図である。 同じく短鋼材へのテンション付与工程を示す断面図である。 同じく短鋼材へのテンション付与工程を示す断面図である。 同じくコンクリートポールの曲げモーメント図である。 本発明の他の実施形態におけるコンクリートポール内に短鋼材を配置し、テンションをかけた状態で保持した状態を示す断面図である。 図１１のＸ−Ｘ断面図である。 図１１のＹ−Ｙ断面図である。 短鋼材の先端部をコンクリート内に定着させる定着手段の他の例を示す断面図である。 短鋼材の先端部をコンクリート内に定着させる定着手段の更に他の例を示す断面図である。 短鋼材の先端部をコンクリート内に定着させる定着手段として、複数のリング状部材を用いた例を示す断面図である。 従来のコンクリートポールの曲げモーメント図である。

符号の説明

１ コンクリートポール
２ コンクリートポール本体
１０ 鋼材籠
１１ 長鋼材
１２ 短鋼材
１２Ａ 短鋼材の基端部
１２Ａ 短鋼材の基端部
１３ 短鋼材
１３Ｂ 短鋼材の先端部
１３Ｂ 短鋼材の先端部
２０ 型枠
２９ ナット
３０ 鋼材本体
３１ 被覆層
３２ 緊張板
３３ ナット
５１ スパイラル筋
５２ リング状部材

Claims (15)

1. コンクリートポール本体と、
   前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材と、
   を備えたコンクリートポールにおいて、
   前記鋼材は、外周に可塑性の被覆層を有し、
   前記コンクリートポールは、
   前記鋼材の前記コンクリートポール本体の内部に配置された内側端部に設けられ、硬化後の前記コンクリートポール本体に対して一体に固定される定着手段と、
   前記鋼材の前記コンクリートポール本体の外部に配置された外側端部を前記鋼材の伸張方向に引っ張った状態で保持する保持手段と、
   を備えたコンクリートポール。
2. 前記鋼材は、コンクリートポール本体の硬化後に、伸張方向に引っ張られ、テンションが付与される請求項１に記載のコンクリートポール。
3. 前記定着手段は、前記鋼材の内側端部付近に固定された定着用ナットである請求項１又は請求項２に記載のコンクリートポール。
4. 前記定着手段は、前記鋼材の被覆層が除去された部分の周囲に配置されるスパイラル筋を備えた請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
5. 前記鋼材本体はストランドであり、前記鋼材の被覆層を除去した部分に露出したストランド自体を前記定着手段とした請求項１又は請求項２に記載のコンクリートポール。
6. 前記鋼材の被覆層を除去した部分に露出したストランドは、ばらした状態とされている請求項５に記載のコンクリートポール。
7. 前記定着手段は、前記鋼材の内側端部付近に固定された複数のリング状部材である請求項１又は請求項２に記載のコンクリートポール。
8. 前記複数のリング状部材は、前記鋼材の軸方向に間隔を開けて配置されている請求項７に記載のコンクリートポール。
9. 前記保持手段は、前記鋼材の外側端部側に螺合する固定用ナットと、前記固定用ナットと当接可能に前記コンクリートポール本体内に固定された緊張板とを備える請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
10. 前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材の他に、前記コンクリートポール本体の全長にわたって配置される長鋼材を備えた請求項１から請求項９のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
11. 前記長鋼材には、コンクリートポール本体の硬化前にテンションが付与されている請求項１０に記載のコンクリートポール。
12. 前記被覆層は、樹脂からなる請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
13. 前記被覆層は、アスファルト系ポリマーからなる請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
14. 前記被覆層は、防錆材である請求項１から請求項１３のいずれか一つに記載のコンクリートポール。
15. コンクリートポール本体と、前記コンクリートポール本体の全長の一部に配置される鋼材とを備えたコンクリートポールを製造するコンクリートポールの製造方法において、
    前記鋼材の外周に可塑性の被覆層を設ける工程と、
    前記鋼材の第１の端部に硬化後の前記コンクリートポール本体に対して一体に固定される定着手段を設ける工程と、
    前記鋼材の第１の端部が前記コンクリートポール本体の内部に埋設される一方、前記第１の端部と反対側の第２の端部が前記コンクリートポール本体の外部に配置されるように、前記鋼材の周囲に前記コンクリートポール本体を形成する工程と、
    前記鋼材の第２の端部を、前記鋼材の伸張方向に引っ張って、前記鋼材にテンションを付与する工程と、
    前記鋼材がテンションの付与された状態で保持されるように、前記鋼材の第２の端部を固定する工程と、
    を備えたコンクリートポールの製造方法。

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