JP2010261150A - 緊張材の張設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の鋼より線を束ねた緊張材の端部付近をそれぞれ構造体に設けられた貫通孔に挿通し、緊張力を導入して定着する緊張材の張設方法において、緊張材を構造体に設けられた貫通孔にねじれが生じるのを抑制して挿通するとともに、鋼より線に１本ずつ緊張力を導入してもすべての鋼より線に所定の緊張力を導入できるものとする。
【解決手段】鋼より線２１と同程度の径で貫通孔よりやや長く切断された線材４１を、緊張材２０の鋼より線２１の数と同数束ねてダミー緊張材とし、該ダミー緊張材４０を構造体の貫通孔３１に挿通する。そして、ダミー緊張材を構成する一の線材４１−１の一方の端部を緊張材を構成する一の鋼より線２１−１と接続し、他方の端部を牽引して線材に代えて鋼より線を貫通孔内に引き込む。これを緊張材のすべての鋼より線について順次に繰り返して、鋼より線を貫通孔に挿通する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、構造物にプレストレスを導入するため、もしくは構造物を支持するために用いられる緊張材の張設方法に関するものである。

コンクリート構造物にプレストレスを導入するための緊張材は、コンクリート部材内に埋め込まれたシース内に挿通するものの他、両端部を構造物に設けた貫通孔に挿通して定着するが、両端部間ではコンクリート部材外に張架されるものがある。コンクリート部材外に張架される緊張材は、例えば断面が箱型となった橋桁の内側に配置され、両端部は横桁や緊張材の定着用に設けられた定着ブロックに定着される。つまり、横桁又は定着ブロックに貫通孔を設けておき、この貫通孔に緊張材を挿通して該横桁又は定着ブロックに反力が作用するように定着される。
一方、斜張橋に用いられる斜吊材も、両端部が主塔と橋桁とに設けられた貫通孔にそれぞれ挿通されて定着される。

このような緊張材としては、複数本の鋼より線を束ねたものが多く用いられている。この緊張材を所定の位置に張架するときには、あらかじめ複数本の鋼より線を束ねておき、一方の先端にグリップを取り付けてワイヤと接続する。ワイヤはウインチ等によって牽引し、鋼より線の束を一括して構造体に設けられた貫通孔に挿通する。貫通孔に挿通された複数の鋼より線は、マルチストランドジャッキに係止し、複数の鋼より線に一括して緊張力を導入する。そして、緊張力が導入された状態でくさび等を用いて構造体に定着している。

しかし、斜張橋等では橋桁の高さが小さくなることから、緊張力の導入時に寸法の大きいマルチストランドジャッキを使用できない場合が生じる。つまり、橋桁内の空間が狭く、緊張材の定着部にジャッキを装着できないことがある。このようなときには、非特許文献１に記載されているように緊張材を構成する複数の鋼より線を小さなシングルストランド用のジャッキを用いて１本ずつ順次に緊張する。

飯束義夫、安藤博文、宇津木一弘、若林良幸、「ＰＣ逆ランガーアーチ橋 池田湖橋（仮称）の施工」、プレストレストコンクリート技術協会第８回シンポジウム論文集、１９９８年１０月

上記のように複数の鋼より線を束ねた緊張材に緊張力を導入するとき、鋼より線の１本ずつに順次緊張力を導入すると次のような問題点が生じる。
複数の鋼より線を束ねた緊張材を一括して貫通孔に挿通すると、貫通孔内で複数の鋼より線が互いにねじれたり、絡まったりすることがある。特に横桁等の構造体内で貫通孔が曲線状に設けられて偏向している場合にねじれ等が生じ易くなる。そして、複数の鋼より線が互いにねじれた状態で１本ずつ順次に緊張力を導入すると、先に緊張力を導入した鋼より線が未緊張の鋼より線を押さえつけ、後から緊張する鋼より線に所定の緊張力を導入することができない場合が生じる。

一方、複数の緊張材を一括して貫通孔に挿通するのではなく、鋼より線を１本ずつ貫通孔に挿通することも考えられるが、このように挿通しようとすると、後から挿通しようとする鋼より線の挿通が困難になることがある。特に貫通孔の一部の区間が曲線状に設けられている場合は挿通が困難となりやすい。これは、挿通が完了した鋼より線は貫通孔内で動きにくく、貫通孔内でスペースの調整が生じにくくなって最後の１本又は２本の鋼より線を挿通することが難しくなるものと考えられる。
また、１本ずつ挿通させると、先に挿通されている鋼より線間に後から挿通する鋼より線が潜り込み、結果的に鋼より線が互いにねじれてしまうという事態が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の鋼より線を束ねた緊張材を定着部の構造体に設けられた貫通孔に円滑に挿通することができるとともに、１本ずつ順次に緊張力を導入しても、すべての鋼より線に所定の緊張力を容易に導入することができる緊張材の張架方法を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 複数の鋼より線を束ねた緊張材の端部付近をそれぞれ構造体に設けられた貫通孔に挿通し、該緊張材に緊張力を導入した状態で両端部を前記構造体に反力を作用させて定着する緊張材の張設方法であって、 前記緊張材の少なくとも一方の端部付近を前記貫通孔に挿通する工程は、 前記鋼より線と同程度の径で前記貫通孔より両端部を把持できる長さ分だけ長く切断された線材を、前記緊張材の鋼より線の数と同数束ねてダミー緊張材とし、該ダミー緊張材を前記構造体の貫通孔に挿通し、 該ダミー緊張材を構成する一の線材の一方の端部を前記緊張材を構成する一の鋼より線と接続し、 前記鋼より線と接続された前記線材の他方の端部を把持して前記貫通孔より引き抜き、該線材に代えて前記鋼より線を貫通孔内に引き込み、 前記線材を鋼より線と接続する工程及び該線材を引き抜いて鋼より線を貫通孔内に引き込む工程を、前記緊張材の他の鋼より線について順次に行うものである緊張材の張設方法を提供する。

この方法では、ダミー緊張材が貫通孔よりやや長い程度に切断されているので、これらを束ね、一括して貫通孔に挿通しても、ダミー緊張材の後方部は拘束されることが少なく、線材にねじれが生じることは少ない。そして、ダミー緊張材を構成する線材に鋼より線を接続して線材を牽引すると、線材と同程度の径の鋼より線は円滑に貫通孔内に引き入れられ、周囲に線材又は鋼より線があっても容易に線材が鋼より線に置き換えられる。そして、順次にダミー緊張材を構成する線材を鋼より線に置き換えると複数の鋼より線はねじりが少ない状態で貫通孔に挿通されたものとなり、１本ずつ緊張力を導入しても円滑にすべての鋼より線に所定の緊張力を導入することができる。

なお、線材は鋼より線と径が同程度のものを用いることができるものであり、同径又は鋼より線よりやや径が大きいものが望ましいが、多少は鋼より線より径が小さいものも用いることができる。線材の径が鋼より線の径より小さく、その差が大きいときには、線材を鋼より線に接続してこの鋼より線を貫通孔内に引き入れるときに抵抗が大きくなる。したがって、鋼より線より径が小さい線材を用いるときには、線材の径は接続した鋼より線を貫通孔内に引き入れることができる程度とする。また、線材の径が鋼より線の径より大きいときには、すべての線材を貫通孔内に挿通して１本ずつ引き出すことができる程度とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の緊張材の張設方法において、 前記ダミー緊張材の全ての線材を前記貫通孔から引き抜き、前記緊張材を構成する鋼より線の全てを貫通孔に挿通してから１本ずつ順次に緊張力を導入し、前記構造体に順次に定着するものとする。

この方法では、すべての緊張材に緊張力が導入されていない状態で、ダミー緊張材の線材を鋼より線に置き換えることができる。これにより、鋼より線を貫通孔に挿通する作業を効率よく行うことが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の緊張材の張設方法において、 前記ダミー緊張材の１本の線材を前記貫通孔から引き抜いて前記緊張材を構成する鋼より線の１本を貫通孔に挿通した後、該鋼より線に緊張力を導入して定着し、その後全ての鋼より線について、鋼より線を貫通孔に引き込み、緊張力の導入及び定着を行う工程を順次に繰り返し行うものとする。

この方法では、鋼より線に緊張力を導入するときに、貫通孔内にある線材は短く切断されているので貫通孔内で位置が拘束されることが少なく、周辺にある鋼より線の緊張力導入にともなって位置が調整される。これにより、線材を鋼より線に容易に置き換えることができるとともに、貫通孔内に引き込まれた鋼より線に所定の緊張力を確実に導入することが可能となる。

請求項４に係る発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の緊張材の張設方法において、 前記鋼より線として、中心に配置される芯線とその周囲に撚り合わされる外周線とを有するものを用い、 前記線材と前記鋼より線とを接続する工程は、前記鋼より線の端部で前記外周線を切断し、露出した芯線を前記線材と接合される接続具に接合するものとし、 前記接続具は、外径が前記線材の外径より小さくなっているものを用いるものとする。

この方法では芯線を用いて鋼より線を接続具に容易かつ強固に接続することができる。そして、接続具の外径が線材の外径より小さくなっているので、線材を牽引して接続された鋼より線を貫通孔内に引き込むときに、接続具が障害となることが少なくなる。

以上説明したように、本発明の緊張材の張設方法では、緊張材を構造体に設けられた貫通孔にねじれが生じるのを抑制して挿通することができるとともに、鋼より線に１本ずつ緊張力を導入してもすべての鋼より線に所定の緊張力を容易に導入することができる。

本発明の一実施形態である緊張材の張設方法が適用された斜張橋の概略側面図及びこの斜張橋の橋桁の横断面図である。 図１に示す橋桁にプレストレスを導入する緊張材の定着部を示す縦断面図である。 図１に示す橋桁に用いられる緊張材の定着構造を示す縦断面図である。 図１に示す橋桁に緊張材を張設するときに用いられるダミー緊張材の概略側面図である。 図４に示すダミー緊張材を横桁に設けられた貫通孔に挿通する状態を示す概略断面図である。 ダミー緊張材の貫通孔への挿通が終了した状態を示す概略断面図である。 ダミー緊張材の１本のダミー鋼より線に緊張材を構成する鋼より線の１本を接続した状態を示す概略断面図である。 ダミー鋼より線と鋼より線との接続部分を示す拡大側面図である。 鋼より線の断面図である。 ダミー鋼より線を牽引して鋼より線を貫通孔内に引き込む状態を示す概略断面図である。 １本目の鋼より線の貫通孔内への挿通が完了した状態を示す概略断面図である。 ２本目以下の鋼より線を貫通孔内に引き込む状態を示す概略断面図である。 ダミー鋼より線に代えて緊張材を構成する鋼より線を貫通孔に挿通する工程を完了した状態を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１に示す斜張橋は、第１の橋台１と第２の橋台２との間に架け渡されるものであり、第１の橋台１と第２の橋台２との間に第１の橋脚３及び第２の橋脚４が設けられて橋桁８を支持するものである。そして、第１の橋脚３と第２の橋脚４との上部からは橋桁８の上方に主塔５，６が立ち上げられ、この主塔５，６から斜め下方に張架された斜吊材７によって橋桁８を吊り支持するものとなっている。

橋桁８は、コンクリートで形成されたものであり、図１（ｂ）に示すように上床版１１と、下床版１２と、これらを上下に接合する４つのウェブ１３とで構成されて断面が箱状となっており、ウェブ１３はそれぞれ傾斜するように設けられている。橋桁８の断面が箱状となった内側の空間内には、橋桁８の軸線方向にプレストレスを導入するための緊張材２０が張設されている。この緊張材２０は、図２に示すように第１の橋脚３上及び第２の橋脚４上で橋桁８に設けられた横桁９，１０に貫通孔３１を設けて挿通され、緊張力の反力をこの横桁９，１０に作用させて定着されている。
貫通孔３１は横桁９，１０のコンクリート内に管状となったシースを埋め込むことによって形成されたものであり、横桁内で曲線部を有し、緊張材２０を緊張端側で曲げ下げるようになっている。

緊張材２０は、鋼より線を束ねたものであり、本実施の形態では７本の鋼線を撚り合わせて外径が１５．７ｍｍとなった鋼より線を１９本束ねたものを用いている。この緊張材２０の定着具は、図３に示すように貫通孔の開口端部に埋め込まれた拡径管３２と、鋼より線２１が係止される支圧板３３と、鋼より線２１を上記支圧板３３に係止するくさび３４とを備えている。
拡径管３２は、横桁９に埋め込まれた上記シース３５と接続され、外周面には張り出し部３２ａ，３２ｂを備えて、緊張材２０の反力を横桁９のコンクリートに分散させて伝達できるようになっている。
上記支圧板３３は拡径管３２の端面に当接され、各鋼より線２１から伝達される反力を拡径管３２に伝達するものである。この支圧板３３には、鋼より線２１の本数と同数の孔が設けられ、この孔は拡径管３２との当接面から鋼より線２１の先端側に向けて内径が拡大するものとなっている。そして、この孔に挿通された鋼より線２１と孔の内周面との間にくさび３４が装着され、このくさび３４によって鋼より線２１が支圧板３３に係止される。

次に、鋼より線２１を横桁に設けられた貫通孔３１に挿通する工程について説明する。
まず、図４に示すようにダミー緊張材４０を準備する。ダミー緊張材は、緊張材として用いる鋼より線と同程度の径の線材を束ねたものである。線材は、緊張材を構成する鋼より線の数と同数を、貫通孔３１内に挿通したときの配置に合わせて束ねる。上記ダミー緊張材４０の線材は、緊張材２０として用いる鋼より線２１と同じ鋼より線又は緊張材２０として用いる鋼より線２１よりやや径が大きい鋼より線を用いるのが望ましい。このほか、柔軟に曲げることができる線材であって、鋼より線を貫通孔に引き込むのに十分な強度を持ち、周面の摩擦抵抗が少ないものあれば使用することができ、例えば合成樹脂製の線材等を用いることもできる。本実施の形態では、同径の鋼より線を用いている。

上記ダミー緊張材４０の線材として用いるダミー鋼より線４１は、貫通孔３１の長さより約２ｍ長く切断されたものであり、貫通孔に挿通したときに両側へそれぞれ１ｍ程度が突出して鋼より線２１との接続及び牽引のために把持することができるものとしている。これらのダミー鋼より線４１を束ねるには、粘着テープ等を用いることができ、両端部及び必要に応じて中間部でダミー鋼より線の位置を保持するための形状保持用治具５１を用いるのが望ましい。

上記のように束ねられたダミー鋼より線４１は、図５に示すように先端部にケーブルグリップ５２を取り付け、ロープ５３と接続する。このロープ５３は人力又はウインチ等の牽引機を用いて牽引し、ダミー緊張材４０を貫通孔３１内に引き入れる。
上記ケーブルグリップ５２はダミー鋼より線４１を強固に把持するともに、先端側は紡錘形となっており、円滑に貫通孔内を移動できるものとなっている。

ダミー鋼より線４１が貫通孔３１内に引き入れられると、ケーブルグリップ５２を取り外し、図６に示すように緊張側の端部でダミー鋼より線４１を支圧板３３に設けられた孔に挿通して支圧板３３を所定の定着位置に配置する。そして、図７に示すように１本のダミー鋼より線４１の緊張端とは反対側の端部に接続具５４を用いて緊張材を構成する鋼より線の１本２１−１を接続する。

接続具５４は、図８に示すように両端が丸く曲面状となったほぼ円筒部材であり、外径がダミー鋼より線４１の外径よりやや小さくなっている。この接続具５４には、軸線方向に貫通する中心孔５４ａが設けられており、この中心孔に側面から連通する複数のネジ孔５４ｂが形成されている。上記中心孔５４ａの内径は、７本よりの鋼より線２１及びダミー鋼より線４１の芯線２１ａ，４１ａを挿入することができるものとなっている。つまり、７本より鋼より線は、図９（ａ）に示すように１本の芯線２１ａの周りに６本の同径の外周線２１ｂが撚り合わされたものであり、６本の外周線２１ｂの先端部を切断すると芯線２１ａが露出し、この芯線２１ａを上記接続具５４の中心孔５４ａに挿入することができる。また、ダミー鋼より線の芯線４１ａも同様に接続具５４の反対側から中心孔５４ａに挿入することができる。そして、接続具５４の側面からネジ孔５４ｂにボルトをねじ込み、先端を中心孔内に挿入された芯線２１ａ，４１ａに押し付ける。これにより、接続具５４は鋼より線２１及びダミー鋼より線４１と強固に接合され、鋼より線２１とダミー鋼より線４１とが接続される。
なお、鋼より線は、図９（ｂ）に示すように、１本の芯線６１ａの周囲に外径の異なる複数の第１の外周線６１ｂ及びその外側に第２の外周線６１ｃを撚り合わせて１９本よりとしたものを用いることもできる。このような場合にも、１本の芯線６１ａのみを残して第１の外周線６１ｂ及び第２の外周線６１ｃを切断するか、第２の外周線６１ｃのみを切断して接続具を接合することもできる。

１本のダミー鋼より線４１−１と緊張材を構成する鋼より線の１本２１−１とが接続されると、図１０に示すようにダミー鋼より線４１−１を緊張端側から牽引し、鋼より線２１−１を貫通孔３１内に引き入れる。これにより、図１１に示すようにダミー鋼より線４１−１を本設用の鋼より線２１−１に置き換える。このとき、接続具５４は外径がダミー鋼より線４１の外径より小さくなっているので接続具５４が鋼より線２１を貫通孔３１に引き入れるときの抵抗となることは少ない。

１本の鋼より線２１−１が挿通されると、図１２に示すように２本目のダミー鋼より線４１−２と２本面の鋼より線２１−２とを接続し、１本目と同様にダミー鋼より線４１−２を牽引して緊張材を構成する鋼より線２１−２を貫通孔３１内に引き入れる。そして、同様にして順次すべてのダミー鋼より線４１を本設の鋼より線２１に置き換える。

図１３に示すようにすべての鋼より線２１が貫通孔３１内に挿通されると、あらかじめ定められた順序で鋼より線２１にシングルストランド用の小型のジャッキを装着し、それぞれの鋼より線２１に順次緊張力を導入して定着する。これにより鋼より線２１を束ねた緊張材２０は所定の緊張力が導入された状態で２つの横桁９，１０間に張架される。

なお、上記実施の形態では鋼より線２１のそれぞれに緊張力を導入する時期を、すべての鋼より線２１を貫通孔３１内に挿通した後としているが、１本の鋼より線をダミー鋼より線に置き代えて挿通した後に緊張力を導入し、鋼より線の挿通及び緊張力の導入を順次に繰り返すようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、緊張材２０は箱型断面となった橋桁８の内部空間に張架されるものであったが、本発明の緊張材の張設方法は、緊張材が配置される位置にかかわらず適用することができる。また、橋桁８を主塔５，６から吊り支持する斜吊材７を橋桁８又は主塔５，６に形成された貫通孔内に挿通して張設するときにも適用することができる。

１：第１の橋台、 ２：第２の橋台、 ３：第１の橋脚、 ４：第２の橋脚、 ５：第１の主塔、 ６：第２の主塔、 ７：斜吊材、 ８：橋桁、 ９，１０：横桁、
１１：上床版、 １２：下床版、 １３：ウェブ、
２０：緊張材、 ２１：鋼より線、 ２１ａ：芯線、 ２１ｂ：外周線、
３１：貫通孔、 ３２：拡径管、 ３３：支圧板、 ３４：くさび、 ３５：シース、
４０：ダミー緊張材、 ４１：ダミー鋼より線、
５１：形状保持用治具、 ５２：ケーブルグリップ、 ５３：ロープ、 ５４：接続具、 ５４ａ：中心孔、 ５４ｂ：ネジ孔、
６１：鋼より線

Claims (4)

1. 複数の鋼より線を束ねた緊張材の端部付近をそれぞれ構造体に設けられた貫通孔に挿通し、該緊張材に緊張力を導入した状態で両端部を前記構造体に反力を作用させて定着する緊張材の張設方法であって、
   前記緊張材の少なくとも一方の端部付近を前記貫通孔に挿通する工程は、
   前記鋼より線と同程度の径で前記貫通孔より両端部を把持できる長さ分だけ長く切断された線材を、前記緊張材の鋼より線の数と同数束ねてダミー緊張材とし、該ダミー緊張材を前記構造体の貫通孔に挿通し、
   該ダミー緊張材を構成する一の線材の一方の端部を前記緊張材を構成する一の鋼より線と接続し、
   前記鋼より線と接続された前記線材の他方の端部を把持して前記貫通孔より引き抜き、該線材に代えて前記鋼より線を貫通孔内に引き込み、
   前記線材を鋼より線と接続する工程及び該線材を引き抜いて鋼より線を貫通孔内に引き込む工程を、前記緊張材の他の鋼より線について順次に行うものであることを特徴とする緊張材の張設方法。
2. 前記ダミー緊張材の全ての線材を前記貫通孔から引き抜き、前記緊張材を構成する鋼より線の全てを貫通孔に挿通してから１本ずつ順次に緊張力を導入し、前記構造体に順次に定着することを特徴とする請求項１に記載の緊張材の張設方法。
3. 前記ダミー緊張材の１本の線材を前記貫通孔から引き抜いて前記緊張材を構成する鋼より線の１本を貫通孔に挿通した後、該鋼より線に緊張力を導入して定着し、その後全ての鋼より線について、鋼より線を貫通孔に引き込み、緊張力の導入及び定着を行う工程を順次に繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の緊張材の張設方法。
4. 前記鋼より線として、中心に配置される芯線とその周囲に撚り合わされる外周線とを有するものを用い、
   前記線材と前記鋼より線とを接続する工程は、前記鋼より線の端部で前記外周線を切断し、露出した芯線を前記線材と接合される接続具に接合するものとし、
   前記接続具は、外径が前記線材の外径より小さくなっているものを用いることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の緊張材の張設方法。

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