JP2008057297A - 緊張材への張力導入方法及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】緊張材の張力を調整する工数を低減するとともに、緊張材の固定部の構造を簡易化できる緊張材への張力導入方法及び構造物を得る。
【解決手段】基礎梁１１の上面に、６分割された支柱１３の第１ピース１２を配置する。第１ピース１２の定着部１５Ａ、１５Ｂに、緊張材としてのケーブル１４Ａ、１４Ｂの一端を固定する。ケーブル１４Ａ、１４Ｂの他端は、基礎梁１１上の定着部１７Ａ、１７Ｂに固定する。次に、第１ピース１２を上昇させ、第２ピース１６を第１ピースの下側に配置する。以上の施工手順を第１ピースから第６ピースまで繰り返し、支柱１３が形成される。また、第１ピース１２から第６ピース３２までを上昇させることにより、ケーブル１４Ａから３４Ｂまでが所定の伸び量となり、それぞれのケーブルに所定の張力が付与される。
【選択図】図２

Description

本発明は、略水平方向へ配置された梁部材と梁部材から立設された柱部材へ斜めに架設される緊張材への張力導入方法及び構造物に関する。

従来、略水平方向へ配置された梁部材と梁部材から立設された柱部材へケーブル（緊張材）を斜めに架設する際の張力導入方法として、主に、ケーブルの一端部を柱部材に緊結し、他端部を引張して梁部材に定着させる方法がある。

張力導入方法の第１例として、ケーブルの一端側を柱部材に定着し、他端側をガイドワイヤ及び引き込みワイヤを用いて案内するとともに、ジャッキで引っ張る方法がある。（例えば、特許文献１参照）
また、張力導入方法の第２例として、ケーブルの一端側を柱部材に定着し、他端側を引寄装置で引っ張り、リフター装置及び引起装置でケーブルを引き起こして架設する方法がある。（例えば、特許文献２参照）
また、張力導入方法の第３例として、柱部材の上部に、左右に連続するケーブルを支持するサドル部を設け、サドル部の一方からケーブルを挿通し、他方から引き出したケーブルを引っ張り、ケーブルの両端を定着して架設する方法がある。（例えば、特許文献３参照）
しかしながら、上記第１例から第３例までの張力導入方法は、いずれも、ケーブルの一端を固定して、他端を引っ張りながら張力調整するものであるため、複数のケーブルを架設する場合、１つのケーブル張力の調整が他のケーブル張力にも影響してしまう。

このため、全てのケーブルに、張力を管理するためのセンターホールジャッキとロードセル等の設備を配置する必要があり、必要設備数が増加するとともに、調整のための工数が増加して高コストとなっていた。

また、ケーブルへの張力導入後に緊結されていないケーブルの端部を固定する必要があり、張力が付与されているケーブルを定着させる定着部の構造が複雑となり、定着作業及び定着部品とも高コストとなっていた。
特開平７−１８９２１３ 特開平１１−３６２２５ 特開２０００−５４３２１

本発明は、緊張材の張力を調整する工数を低減するとともに、緊張材の固定部の構造を簡易化できる緊張材への張力導入方法及び構造物を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る緊張材への張力導入方法は、略水平方向へ配置された梁部材と前記梁部材から立設された柱部材へ斜めに架設される緊張材への張力導入方法であって、前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を立設前の前記柱部材へ緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第１工程と、前記柱部材を垂直方向に持ち上げて立設して、前記緊張材に張力を導入し、該柱部材を固定する第２工程と、を有することを特徴としている。

上記構成によれば、緊張材を架設時に所定の張力となる長さに調整して、梁部材と柱部材に固定する。そして、柱部材を垂直方向に上昇させることにより、緊張材が所定の張力で梁部材と柱部材に架設される。

このため、緊張材に張力を付与してから梁部材に固定する必要がなくなり、緊張材の張力を調整する工数が低減されるとともに、緊張材の固定部の構造を簡易化できるので、低コスト化が可能となる。

本発明の請求項２に係る緊張材への張力導入方法は、略水平方向へ配置された梁部材と前記梁部材から立設された柱部材へ斜めに架設される緊張材への張力導入方法であって、Ｎ個のピースに分割された前記柱部材の頂部となる第１ピースへ、前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第１工程と、前記第１ピースを持上げ、該第１ピースの下端に第２ピースを連結する第２工程と、前記第２ピースへ前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第３工程と、前記第２工程から前記第３工程を第３ピースから第Ｎピースまで繰返し、前記第１ピースから第Ｎピースまでを連結して前記柱部材を立設し、全ての前記緊張材に張力を導入して、該柱部材を固定することを特徴としている。

上記構成によれば、柱部材をＮ個に複数分割することにより、梁部材の下側に柱部材を収納する縦穴が不要となるので、縦穴を掘る工数が不要となり、緊張材の固定作業が容易となる。

本発明の請求項３に係る構造物は、請求項１又は請求項２に記載の緊張材への張力導入方法を用いて前記緊張材を架設したことを特徴としている。

上記構成によれば、必要工数の低減及び構造の簡易化により低コストで緊張材を架設できるので、構造物としての低コスト化が可能となる。

本発明は、上記構成としたので、緊張材の張力を調整する工数を低減するとともに、緊張材の固定部の構造を簡易化できる。

本発明の緊張材への張力導入方法及び構造物の第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１に示すように、鉛直方向に立設された柱４４と、水平方向に架設された梁４２とで構築された既存の建物４０の外面側に、補強構造体１０が併設されている。

補強構造体１０は、基礎梁１１と、支柱１３と、ケーブル１４Ａ、１４Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、３０Ａ、３０Ｂ、３４Ａ、３４Ｂで構成されている。

基礎梁１１は、水平に設置され、上下に貫通した穴部３６が設けられている。また、穴部３６を中心として左側に定着部１７Ａ、２１Ａ、２５Ａ、２９Ａ、３３Ａ、３７Ａが設けられており、右側に定着部１７Ｂ、２１Ｂ、２５Ｂ、２９Ｂ、３３Ｂ、３７Ｂが設けられている。

支柱１３は、穴部３６の内形よりも大きい外形を有する鋼材であり、穴部３６の上方に立設されている。また、支柱１３は、第１ピース１２、第２ピース１６、第３ピース２０、第４ピース２４、第５ピース２８、第６ピース３２の６つのピースで構成されており、第６ピース３２の上に第５ピース２８、第５ピース２８の上に第４ピース２４というように順次固定され、頂部に第１ピース１２が固定されている。

第１ピース１２から第６ピース３２までは、いずれも同じ高さとなっており、第１ピース１２から第６ピース３２までの左側面又は右側面には、定着部１５Ａ、１５Ｂ、１９Ａ、１９Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ、３５Ａ、３５Ｂが設けられている。

第１ピース１２の定着部１５Ａと基礎梁１１の定着部１７Ａにケーブル１４Ａが架設されており、第１ピース１２の定着部１５Ｂと基礎梁１１の定着部１７Ｂに緊張材としてのケーブル１４Ｂが架設されている。

同様にして、緊張材としてのケーブル１８Ａ、１８Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、３０Ａ、３０Ｂ、３４Ａ、３４Ｂが、第２ピース１６から第６ピース３２までの各定着部に架設されている。

ケーブル１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ架設時に所定の張力Ｆとなるように、予め所定の長さＬに切断されたものである。

例えば、必要な張力をＦ、定着部１５Ａと定着部１７Ａを結ぶ直線の長さをＬ０、ケーブルのばね定数をｋとしたとき、ケーブルの伸び量ΔＸ＝Ｆ／ｋであり、ケーブルの所定の長さＬ＝Ｌ０−ΔＸ＝Ｌ０−Ｆ／ｋで求められる。

このようにして、ケーブル１４Ａから３４Ｂまでの長さＬが決められている。

なお、ケーブル１８Ａ〜３４Ｂ以外にも、緊張材として、ＰＣ鋼材、ガラス、グラファイト、アラミド、金属の繊維を用いた繊維強化材料を使用することができる。

次に、基礎梁１１と支柱１３の定着部について説明する
まず、基礎梁１１の定着部について、定着部１７Ａを用いて説明する。

図３ａに示すように、基礎梁１１の切欠面６８が形成された場所において、斜め方向に定着部１７Ａが設けられている。

定着部１７Ａは、中空筒状の定着部本体６０と、定着部本体６０の一方端を塞ぐように取り付けられた板状の定着板６２とで構成されている。

定着板６２には、ケーブル１４Ａを固定するための挿通穴が形成されており、ケーブル１４Ａの一端が挿通穴に挿通され、くさび状のストッパ６６で抜けないように固定されている。

また、定着部１７Ａの内部には、樹脂系のグラウト材が充填されており、ケーブル１４Ａと定着部本体６０との接触を防いでいる。

このようにして、基礎梁１１上に定着部１７Ａ〜３４Ｂ（図１参照）が設けられている。

続いて、支柱１３の第１ピース１２から第６ピース３２までの定着部について、第１ピース１２を用いて説明する。

図３ｂに示すように、第１ピース１２の手前側（実線）と奥側（破線）において、斜め方向に保護筒７６、８２が固定されており、保護筒７６、８２の一端側には、板状のアンカーヘッド７４、８０が設けられている。

保護筒７６は定着部１５Ａを形成し、保護筒８２は定着部１５Ｂを形成している。

ここで、第１ピース１２の左側面から切欠部７０に向けて、ケーブル１４Ａが挿通される。ケーブル１４Ａは、保護筒７６を挿通され、端部がアンカーヘッド７４において、くさび状のストッパ７８により固定される。

一方、第１ピース１２の右側面から切欠部７２に向けて、ケーブル１４Ｂが挿通される。ケーブル１４Ｂは、保護筒８２を挿通され、端部がアンカーヘッド８０において、くさび状のストッパ８４により固定される。

以上の手順により第１ピース１２から第６ピース３２に、定着部１５Ａ〜３５Ｂが形成される。

次に、第１ピース１２から第６ピース３２までの各ピースの接合について、第１ピース１２と第２ピース１６を用いて説明する。

図４ａに示すように、第１ピース１２の下部に、フランジ９０が形成されている。一方、第２ピース１６の上部には、フランジ９２が形成されている。

ここで、図示しない保持手段により保持されている第１ピース１２の下側に、第２ピース１６が配置され、フランジ９０とフランジ９２が重ね合されて、ボルト９４とナット９６で連結される。これにより、第１ピース１２と第２ピース１６の接合が完了する。

次に、建物４０に対する補強構造体１０の固定状態について、第２ピース１６を用いて説明する。

図４ｂは、図１の建物４０及び補強構造体１０を矢印Ｘ方向から眺めたものである。

図１及び図４ｂに示すように、第２ピース１６の上部で、建物４０の梁４２と対向する面には、固定板１０４が溶接されている。

ここで、固定板１０４が、ボルト１０６で建物４０の梁４２に締結されることにより、第２ピース１６が、梁４２に固定される。

このようにして、支柱１３の第１ピース１２から第６ピース３２までが、建物４０の梁４２に固定される。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図２は、補強構造体１０の施工手順を示したものである。

図２ａに示すように、基礎梁１１の穴部３６（図１参照）に油圧式のジャッキ５０を配置し、ジャッキ５０のシリンダ５２の上面の高さが、基礎梁１１の上面よりも上側に突出しないように保持する。

基礎梁１１におけるシリンダ５２の上面の位置には、図示しないコンベア等の移動手段により第１ピース１２を配置する。

ここで、第１ピース１２の定着部１５Ａ、１５Ｂには、予め所定の長さに揃えられているケーブル１４Ａ、１４Ｂの一端が前述の方法により固定されている。

ケーブル１４Ａ、１４Ｂの他端は、基礎梁１１上の定着部１７Ａ、１７Ｂにそれぞれ固定される。

次に、図２ｂに示すように、ジャッキ５０が図示しない駆動手段により駆動され、シリンダ５２が矢印Ｙ方向に伸びる。これにより、第１ピース１２が矢印Ｙ方向に上昇する。

次に、図２ｃに示すように、基礎梁１１上に第１ピース１２を囲むようにして架台５４を設ける。

架台５４は、水平方向に移動して第１ピース１２を複数方向から把持する図示しない把持部を備えており、把持部が第１ピース１２を把持する。

架台５４が第１ピース１２を把持した後、シリンダ５２が下降し、矢印Ｘ方向に第２ピース１６が移動する。

第１ピース１２の下側に第２ピース１６を配置した後、架台５４の把持部による第１ピース１２の把持が徐々に開放され、第２ピース１６上に第１ピース１２が載置される。

ここで、前述の接合方法により、第１ピース１２と第２ピース１６とが接合する。

次に、図２ｄに示すように、第２ピース１６の定着部１９Ａ、１９Ｂに、ケーブル１８Ａ、１８Ｂの一端を固定し、他端を基礎梁１１の定着部２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ固定する。

次に、図２ｅに示すように、シリンダ５２が上昇して、第１ピース１２及び第２ピース１６が一体となって矢印Ｙ方向に上昇し、架台５４が第２ピースの下部を把持する。

以上の施工手順を第３ピースから第６ピースまでについても繰り返すことにより、第１ピース１２から第６ピース３２までが一体となって基礎梁１１上に立設され、支柱１３が形成される。

また、第１ピース１２から第６ピース３２までが矢印Ｙ方向に上昇することにより、各定着部に固定されたケーブル１４Ａから３４Ｂまでが所定の伸び量ΔＸで伸び、それぞれのケーブルに所定の張力が付与される。

なお、図２ｆに示すように、第６ピース３２の立設時には、第６ピース３２の下端面が基礎梁１１の上面よりも下側に位置するように穴部３６が削られる。

第６ピース３２が矢印Ｙ方向に上昇して第５ピース２８に接合された後、第６ピース３２が架台５４の把持部で把持され、図示しない横穴等を用いてジャッキ５０を取り除く。

ジャッキ５０が取り除かれた穴部３６は、コンクリート等が充填され、架台５４が取り外される。穴部３６の断面は、第６ピース３２の断面より小さいので、第６ピース３２は、穴部３６に落ちない。

一方、第１ピース１２から第６ピース３２に設けられた前述の固定板が、建物４０の梁４２にボルト等の締結によってそれぞれ固定される。

以上の施工手順により、補強構造体１０が基礎梁１１上に立設される。

以上説明したように、本発明は、各ケーブルに張力を付与してから基礎梁１１に固定する必要がなくなり、各ケーブルの張力を調整する工数が低減されるとともに、各ケーブルの各固定部の構造を簡易化できるので、低コスト化が可能となる。

また、支柱１３を６個に複数分割することにより、基礎梁１１の下側に支柱１３を収納する縦穴が不要となるので、縦穴を掘る工数が不要となり、各ケーブルの固定作業が容易となる。

さらに、必要工数の低減及び構造の簡易化により低コストで各ケーブルを架設できるので、補強構造体１０の低コスト化が可能となる。

なお、補強構造体１０は、地震が起きたとき、支柱１３に作用する鉛直方向の圧縮力の作用で、建物４０の鉛直方向に働く力を低減するとともに、斜め方向に架設されたケーブル１４Ａから３４Ｂで、建物４０の水平方向に働く力を低減させる。

本発明のケーブルへの張力導入方法及び構造物の第２実施形態を図面に基づき説明する。

図５ａに示すように、図示しない掘削手段によって地盤１１４の鉛直方向に伸びる有底穴１１６が形成されている。

地盤１１４の上面には、上下に貫通した穴部１１８を有する基礎梁１１０が略水平方向に固定されており、有底穴１１６と穴部１１８は連通している。

有底穴１１６と穴部１１８には、図示しないクレーン等を用いて、支柱１１２が鉛直方向に挿通されている。

基礎梁１１０の上面には、支柱１１２を囲むようにして架台１２０が固定されている。

架台１２０は、支柱１２２とアーム１２６を備えている。

支柱１２２は、基礎梁１１０に立設されており、油圧等のシリンダ機構によって略水平方向に伸縮して支柱１１２を把持可能とする第１把持部１２４が設けられている。

アーム１２６は、支柱１２２の内壁面で鉛直方向に沿って設けられた図示しないレールに沿って昇降可能とされており、アーム１２６の一端側には、油圧等のシリンダ機構によって略水平方向に伸縮して支柱１１２を把持可能とする第２把持部１２８が設けられている。

支柱１１２の左側面及び右側面の上端部近傍には、第１実施形態と同様の定着部１３０Ａ、１３０Ｂが形成されている。

定着部１３０Ａ、１３０Ｂには、支柱１１２の立設時に所定の張力となるように予め長さが決められたケーブル１３２Ａ、１３２Ｂの一端が、それぞれ固定されている。

ケーブル１３２Ａ、１３２Ｂの他端は、基礎梁１１０上に設けられた定着部１３４Ａ、１３４Ｂに固定されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

図５ａに示すように、まず、アーム１２６の第２把持部１２８が、支柱１１２を把持する。

次に、図５ｂに示すように、アーム１２６が図示しない駆動手段によって上昇し、支柱１１２が矢印Ｕ方向に上昇する。上昇した支柱１１２の上端部側面を、第１把持部１２４が把持する。

次に、図５ｃに示すように、第２把持部１２８が支柱１１２から離間し、アーム１２６が矢印Ｄ方向に下降する。下降した位置において、アーム１２６の第２把持部１２８が、支柱１１２を再度把持する。

この状態で、支柱１１２の定着部１３３Ａ、１３３Ｂに、ケーブル１３６Ａ、１３６Ｂの一端を固定する。また、ケーブル１３６Ａ、１３６Ｂの他端を基礎梁１１０上の定着部１３５Ａ、１３５Ｂに固定する。

このようにして、図５ａから図５ｃの動作を繰り返すことにより、支柱１１２が基礎梁１１０上に立設される。また、支柱１１２と基礎梁１１０に、ケーブル１３２Ａ、１３２Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂ、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４４Ａ、１４４Ｂが所定の張力で架設される。

支柱１１２の立設後、第１把持部１２４及び第２把持部１２８が支柱１１２を把持している状態で、有底穴１１６及び穴部１１８にコンクリート１５０を注入して、有底穴１１６及び穴部１１８を埋める。

コンクリート１５０の固化後、第１把持部１２４及び第２把持部１２８が支柱１１２から離間し、架台１２０が取り除かれる。

以上の施工手順により、補強構造体１６０が、基礎梁１１０上に立設される。

また、補強構造体１６０は、第１実施形態と同様の固定手段によって建物４０（図１参照）に固定される。

以上説明したように、本発明は、各ケーブルに張力を付与してから基礎梁１１０に固定する必要がなくなり、各ケーブルの張力を調整する工数が低減されるとともに、各ケーブルの各固定部の構造を簡易化できるので、低コスト化が可能となる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

補強構造体１０の建物４０への固定は、梁４２に固定するだけでなく、柱４４に固定してもよい。

支柱１３をＮ分割して第１ピースから第ＮピースにするときのＮ数は、２以上の整数で適宜選択することができる。

上下に配置された各ピースを接合する手段は、各ピースの外壁面に締結穴を設け、板状又は環状の鋼材をボルトで締結して接合してもよい。

支柱１３又は支柱１１２を上昇させる手段は、支柱の側面から略水平方向に突設された支持棒を下方側から押し上げるものであってもよい。

基礎梁１１及び支柱１３の各定着部におけるケーブルの固定手段は、例えば、基礎梁１１及び支柱１３に環状の固定部を設け、ケーブルの両端にフックを設けて、環状の固定部にフックを引っ掛けるものであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る補強構造体の全体図である。 本発明の第１実施形態に係る補強構造体の施工手順を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る定着部の断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係るピースの接合状態を示す断面図である。 （ｂ）本発明の第１実施形態に係る補強構造体の固定状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る補強構造体の施工手順を示す説明図である。

符号の説明

１０ 補強構造体（構造物）
１１ 基礎梁（梁部材）
１２ 第１ピース（第１ピース）
１３ 支柱（柱部材）
１４Ａ ケーブル（緊張材）
１４Ｂ ケーブル（緊張材）
１６ 第２ピース（第２ピース）
１６０ 補強構造体（構造物）

Claims (3)

1. 略水平方向へ配置された梁部材と前記梁部材から立設された柱部材へ斜めに架設される緊張材への張力導入方法であって、
   前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を立設前の前記柱部材へ緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第１工程と、
   前記柱部材を垂直方向に持ち上げて立設して、前記緊張材に張力を導入し、該柱部材を固定する第２工程と、
   を有することを特徴とする緊張材への張力導入方法。
2. 略水平方向へ配置された梁部材と前記梁部材から立設された柱部材へ斜めに架設される緊張材への張力導入方法であって、
   Ｎ個のピースに分割された前記柱部材の頂部となる第１ピースへ、前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第１工程と、
   前記第１ピースを持上げ、該第１ピースの下端に第２ピースを連結する第２工程と、
   前記第２ピースへ前記柱部材の立設時に所定の張力となる長さの前記緊張材の一端を緊結し、他端を前記梁部材へ緊結する第３工程と、
   前記第２工程から前記第３工程を第３ピースから第Ｎピースまで繰返し、前記第１ピースから第Ｎピースまでを連結して前記柱部材を立設し、全ての前記緊張材に張力を導入して、該柱部材を固定することを特徴とする緊張材への張力導入方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の緊張材への張力導入方法を用いて前記緊張材を架設したことを特徴とする構造物。

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