JP2015137473A - Ｐｃ構造物のプレストレス導入法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポストテンション方式によるＰＣ部材へのプレストレス導入において、アンカーヘッドやクサビなどの定着具を回収可能としてコストを低減する。【解決手段】アンカーヘッド５をアンカープレート４から所定の距離ａを空けて設置して空間を形成し、緊張力をＰＣ鋼線に導入して定着した後、シース３内にグラウト９を注入して硬化させてグラウト９とＰＣ鋼線２の付着力によってＰＣ鋼線の緊張状態を維持して定着し、空間に露出したＰＣ鋼線２を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法である。【選択図】図１

Description

本発明は、プレストレストコンクリート構造物（以下、ＰＣ構造物）のＰＣ部材に現場においてポストテンション方式によってＰＣ部材にプレストレスを導入し、プレストレスの導入に使用した支圧板、アンカーヘッド及びクサビ等の定着具を回収するプレストレス導入法に関する。

ＰＣ構造物は、ＰＣ部材内に挿通してあるＰＣ鋼線（ＰＣ鋼より線）を緊張定着することによってＰＣ部材にプレストレスを付与するものであり、広く使用されている。
プレストレスを導入する方法としては、主にプレテンション方式とポストテンション方式がある。
プレテンション方式は、強固な反力台（アバット）の間に予めＰＣ鋼線を緊張して配設しておき、打設したコンクリートが硬化して所要強度に達した後にＰＣ鋼線に付与していた緊張力を解放してＰＣ鋼線が元の状態に戻ろうとする際のＰＣ鋼線のコンクリートとの付着力によってコンクリートにプレストレスを導入する方式であり、強固な反力台を必要とするため工場製品の製造に利用されている。
ポストテンション方式は、コンクリート部材に予めＰＣ鋼線を挿入するシース等を設けておいて、コンクリートが硬化した後にＰＣ鋼線をシース内に挿入してコンクリートと付着のない状態で配置し、コンクリート部材端部においてジャッキ等でＰＣ鋼線を緊張してコンクリート部材端部に設けたアンカーヘッドにクサビなどでＰＣ鋼線を固定（定着）してアンカープレートを介してプレストレスをコンクリート部材に導入する方式であり、プレキャスト部材の現場組立工法と場所打ち工法のＰＣ構造物は、この方式によって施工される。

特開２００２−２４２４３８号公報

従来のプレストレス導入方式は、前述の二つの方法が周知であり、ポストテンション方式においては、図４に示すように、ＰＣ鋼線を部材端部に定着するためにクサビ５３とアンカーヘッド５及びアンカープレート（支圧板等）４の定着具を使用するものである。定着具は、プレストレスを維持するため緊張された状態のＰＣ鋼線を保持するものであり、コンクリート部材端部にプレストレス導入後も残置しておくものである。しかし、定着具が高価なものなのでプレテンション方式に比べてポストテンション方式はコストが割高なものとなっている。
そこで、本発明は、ポストテンション方式でコンクリート部材にプレストレスを導入した後、導入されているプレストレスが解放されることなく維持した状態で定着具を撤去回収できるようにし、定着具を繰り返し使用可能としてポストテンション方式のコスト低減を図るものである。

ポストテンション方式によりプレストレストコンクリート部材にプレストレス力を付与する方法であって、ＰＣ鋼線を定着するアンカーヘッドをアンカープレートから所定の距離をおいて設置することによってそれらの間に空間を形成し、所定の緊張力をＰＣ鋼線に導入して定着した後、シース内にグラウトを注入して硬化させてグラウトとＰＣ鋼線の付着力によってＰＣ鋼線の緊張状態を維持して定着し、前記アンカープレートとアンカーヘッドの間の空間に露出したＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法である。
アンカープレートとアンカーヘッドの間の空間の形成方法は、アンカーヘッドにリングナットを装着し、リングナットをアンカーヘッドの先端から所定間隔で送り出して前記空間を形成し、ＰＣ鋼線を緊張定着し、ＰＣ鋼線を挿入しているシース内にグラウトを充填して硬化させた後にリングナットをアンカーヘッド側に戻すことによって前記空間のＰＣ鋼線を露出させ、この露出したＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法である。
また、アンカーヘッドとアンカープレートとの間に複数のジャッキを設置することによってアンカープレートとアンカーヘッドの間に間隔を空けて空間を形成し、ＰＣ鋼線の緊張定着後にグラウトをシースに注入して硬化させ、ジャッキの間の前記形成された空間を利用してＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するものである。
他の方法として、アンカーヘッドとアンカープレートとの間にジャッキチェアを設けてアンカープレートとアンカーヘッドの間に空間を形成し、グラウト硬化後、ジャッキチェアの間に形成された前記空間を利用してＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法である。

本発明によれば、以下の効果が得られる。
従来と同様に現場においてポストテンション方式でＰＣ部材にプレストレスを導入することができ、シースに注入したグラウトが硬化して緊張鋼線が固定されると、プレテンション方式と同じようにプレストレスが維持された状態となる。
その後、予め設けてある空間を利用してＰＣ鋼線を切断して定着具を回収し、繰り返し使用することができるので、従来のポストテンション方式に比べて建設コストを大幅に軽減することができる。

本発明の実施例１の施工手順図。 本発明の実施例２の施工手順図。 本発明の実施例３の施工手順図。 従来技術のポストテンシン方式の定着部断面図。 ポストテンション方式を適用したＰＣ構造物の柱梁図。

実施例１
本発明方法を図５に示すＰＣ部材の柱１００と梁１０１をＰＣ鋼線１０２でプレストレスを導入して接合するＰＣ構造物の場合を例にしてプレストレスの導入手順を説明する。
梁１０１へのプレストレスの導入は、梁１０１の中間部に形成した定着面を有する切欠（定着箱抜き部）８に所定の緊張力を導入したＰＣ鋼線１０２の端部を定着することによって行われる。梁１０１の上には、トップコンクリート８２が打設してあり、定着箱抜き部８はトップコンクリート打設時にコンクリートが充填される。

（１）プレストレスの導入手順は、一般的なポストテンション方式によるプレストレス導入手順と同様であり、図１（１）に示すように、コンクリート製のＰＣ部材１にはプレストレス導入用のＰＣ鋼線２を挿入するシース３が設置してあり、ＰＣ鋼線２を緊張定着する定着箱抜き部８の近傍では、シース３にジョイントシース３２を介して定着箱抜き部８に向かって径が拡がっているトランペットシース３１が連結して設けてある。トランペットシース３１は、シース３の内部で集束されていた複数のＰＣ鋼線を、アンカーヘッド５の挿通穴の配列間隔に合わせるために個々のＰＣ鋼線に分離して拡げるためのものである。
このトランペットシース３１は、グラウト注入口３３を有し、このグラウト注入口３３には、定着箱抜き部８まで延びる注入ホース３４が連結してある。

定着箱抜き部８の定着面８１には、ＰＣ鋼線２を緊張材導入時に取り付けるアンカープレート４との馴染をよくするため、不陸調整プレート４１を必要に応じて設置しておくのが好ましい。
（２）次に、複数のＰＣ鋼線２を定着箱抜き部８の定着面からシース３に挿入し、他方の定着端部まで挿通する。定着端部においては緊張用ジャッキ７に取り付けるための必要な長さを定着面８１から露出させてＰＣ鋼線２を切断する。

（３）不陸調整プレート４１の上面に止水用ゴムパッキン４２を敷き、アンカープレート４を設置し、外周にネジが形成してあるアンカーヘッド５の下部に内周にネジを形成したリングナット５１が取り付けてある長さが調節可能なアンカーヘッド５を設置する。設置前にこのリングナット５１を回転させることによって、アンカーヘッド５の下端がアンカープレート４から所定間隔ａ離れた状態になるように調節しておく。所定間隔ａは、緊張定着後のＰＣ鋼線２を切断する作業に必要な空間を確保するためのものであり、切断手段に応じて必要な間隔を定める。
次に、アンカーヘッド５にクサビ５３を装着し、アンカーヘッド５にジャッキチェア６を据え、更に緊張ジャッキ７を取り付けてＰＣ鋼線２を所定の緊張力で緊張する。所定の緊張力に達したらクサビ５３によってアンカーヘッド５にＰＣ鋼線２を定着することによってＰＣ部材１にプレストレス力を導入する。

（４）ＰＣ鋼線２に所定の緊張力が導入され、アンカーヘッド５にＰＣ鋼線２がクサビ５３で固定されているのでＰＣ部材１にはプレストレスが導入された状態となる。この状態でグラウト注入口３３からグラウト９をシース３の内部に注入して養生する。予めゴムパッキン４２が定着面８１に敷いてあり、注入したグラウト９がゴムパッキン４２の下端で止まり、ＰＣ部材１の定着箱抜き部８に漏れ出ないようにしてあるので、後の工程でＰＣ鋼線２を切断する際に利用する空間にグラウトが詰って切断作業を阻害することがない。

（５）注入したグラウト９がシース３の内部で硬化して緊張鋼線２がグラウト９との付着力によって定着された後、緊張ジャッキ７を作動させてＰＣ鋼線２を再緊張してリングナット５１を定着箱抜き部８の定着面８１より僅かに浮かしてリングナット５１を回転可能状態とし、リングナット５１を回転してアンカーヘッド５側に移動させて予め設定した所定間隔ａの空間を開けて空間内のＰＣ鋼線２を露出させる。
再緊張力は、既に導入された所定の緊張力より僅かに大き目であればよく、リングナット５１とアンカープレート４との間に僅かな隙間を生じさせ、リングナット５１を回転させて端部側に送り出すことができて空間を開けることができればよい。

（６）緊張ジャッキ７の再緊張に続くリングナット５１の回転送り出しによって前記空間内のＰＣ鋼線に導入されていた緊張力は解放されているので、緊張ジャッキ７、ジャッキチェア６の順で外し、リングナット５１の下部の所定間隔ａの部分に露出しているＰＣ鋼線２をガスバーナー、またはカッター等の切断手段で切断し、アンカープレート４、アンカーヘッド５、リングナット５１、クサビ５３等の定着具を回収する。
（７）定着具の撤去された定着箱抜き部８中にコンクリート１０を打設してＰＣ鋼線２の露出部を埋設して仕上げる。
以上のように、ポストテンション方式においてプレストレス力の導入に必須のアンカープレート４とアンカーヘッド５が除去されて無い状態となっているが、ＰＣ鋼線２はシース３内に注入したグラウト９との付着力によって定着されており、緊張状態が維持されているので導入した所定のプレストレス力がＰＣ部材１には確保されることになる。
実施例１の特徴は、従来、慣用されている定着具と緊張機具を用いて、安全且つ確実に目的を達することができる。ただし、緊張とグラウト硬化後の再緊張との２段階の緊張作業がとなる。

次に、実施例２の手順を図２に基づいて説明する。
（１）ＰＣ部材１に設置されたＰＣ鋼線２が挿通されるシース３の先端部が、定着箱抜き部８の定着面８１より所定長さ突出させてあり、シース３の端部開口が定着箱抜き部８に露出している。定着面８１には不陸調整用プレート４１を必要に応じて設置する。
（２）複数のＰＣ鋼より線からなるＰＣ鋼線２をシース３に挿入し、端部に緊張に必要な長さを確保して切断する。

（３）不陸調整プレート４１の上面にアンカープレート４を設置し、アンカーヘッド５とアンカープレート４との間に複数（例えば、少なくとも３個）の油圧ジャッキ７１（ネジジャッキ、または、ボルトジャッキでも構わない）と緊張プレート７２を介在させてアンカーヘッド５をセットしてアンカーヘッド５とアンカープレート４の間に所定間隔ａを確保し、アンカーヘッド５にクサビ５３を装着する。油圧ジャッキ７１は、所定間隔ａを確保できるように予め所定長さのストロークを延ばしておく。

次に、緊張ジャッキ７によってＰＣ鋼線２を緊張し、所定の緊張力に達したところでアンカーヘッド５に装着されたクサビ５３によってＰＣ鋼線２をアンカーヘッド５に定着してＰＣ部材１にプレストレス力の付与が完了したら緊張ジャッキ７を撤去する。
この実施例２においては、油圧ジャッキ７１によって形成された間隔ａを利用してＰＣ部材１の定着面８１から定着箱抜き部８に露出させた複数のＰＣ鋼線２を拡げてアンカーヘッド５の挿通穴に通すことができるので、実施例１で使用したトランペットシースは必要でない。

（４）シース３の端部開口からグラウトを注入して養生する。シース３の先端を予め定着面８１より所定長さ突出させてあるのでグラウト９がシース３に充填されるとシース３の端部開口からグラウト９が溢出することでグラウト９がシース３の内部に充填されたことを確認することができる。なお、９１は注入されたグラウト面を示す。
（５）注入したグラウト９を所定強度に達するまで養生し、グラウト９が硬化してＰＣ鋼線２がグラウト９との付着力によって定着される。
（６）油圧ジャッキ７１を緩めて延ばしてあったストロークを元に戻してアンカーヘッド５と緊張プレート７２の間に形成された空間内の定着面８１から露出しているＰＣ鋼線２に導入されていた緊張力を解放する。
次に、油圧ジャッキ７１の間の空間を使用してガスバーナー等の切断手段によってＰＣ鋼線２を切断し、アンカープレート４、アンカーヘッド５及びクサビ５３等の定着具を回収する。
（７）定着箱抜き部８の中にコンクリート１０を打設して仕上げを行ってプレストレス導入が完了する。
実施例２は、油圧ジャッキ７１を用いることによって、実施例１で必要とされた再緊張の手間を省くことができ、そして、油圧ジャッキ７１で空間を形成するため、トランペットシースとジョイントシースが不要となり、コストを更に低減可能である。
一方、グラウト養生期間中からＰＣ鋼線を切断するまでは油圧ジャッキ７１が必要のため、早期に強度発現するグラウト材を使用することが望ましい。短時間でグラウトを硬化させることによって油圧ジャッキ７１の回転率を高めることができ、多数の油圧ジャッキを準備することなく数多くのＰＣ鋼線の定着箇所に効率よく使いまわすことができ、コストを軽減することができる。

実施例３について図３に基づいて説明する。
手順（１）〜（２）は実施例２と同様である。
（３）不陸調整プレート４１の上面にアンカープレート４を設置し、アンカープレート４の上にジャッキチェア６を設置し、更にアンカーヘッド５を設置する。このジャッキチェア６によってアンカーヘッド５とアンカープレート４の間に所定間隔ａを確保するものである。次にアンカーヘッド５にクサビ５３を装着し、緊張ジャッキ７を設置する。
次に、緊張ジャッキ７を用いてＰＣ鋼線２を所定の緊張力で緊張し、クサビ５３によってアンカーヘッド５にＰＣ鋼線２を定着し、ＰＣ部材１にプレストレス力を導入し、緊張定着後ジャッキ７を撤去する。
（４）実施例２と同様であり、グラウト９をシース３内に注入して養生する。シース３の先端を予め定着面８１より所定長さ突出させてあるのでグラウト９がシース３に充填されるとシース３の端部からグラウト９が溢出することでグラウト９がシース３の内部に充填されたことを確認することができる。なお、９１は注入されたグラウト面を示す。
（５）注入したグラウト９を所定強度に達するまで養生し、グラウト９が硬化してＰＣ鋼線２がグラウト９との付着力によって定着される。
（６）ジャッキチェア６の空間を使用し、緊張力が導入された状態のＰＣ鋼線２をガスバーナー等の切断手段によって切断し、アンカープレート４、アンカーヘッド５及びクサビ５３等の定着具を回収する。
（７）定着箱抜き部８（切欠き）中にコンクリート１０を打設して仕上げを行ってプレストレス導入が完了する。
実施例３では、施工の手間が最も少なくて簡易ではあるが、緊張力が導入された状態のＰＣ鋼線２を切断するため、切断の際に安全措置を講じる必要があり、例えば、防護窓付きのジャッキチェア（図示しない）を用いることが望ましい。勿論、これに限ることはなく、緊張ジャッキの反力を伝達できる支持台等の機具を用いてもよい。

１......コンクリート製ＰＣ部材
２......ＰＣ鋼線（ＰＣ鋼より線）
３......シース
３１......トランペットシース
３２......ジョイントシース
３３......グラウト注入口
３４......注入ホース
４......アンカープレート
４１......不陸調整プレート
４２......ゴムパッキン
５......アンカーヘッド
５１......リングナット
５３......クサビ
６......ジャッキチェア
７......ジャッキ
７１......油圧ジャッキ
７２......緊張プレート
８......定着箱抜き部（切欠）
８１......定着面
８２......トップコンクリート
９......グラウト
９１......グラウト面
ａ......所定間隔（空間）

本発明の実施例１の施工手順図。 空間形成の他の例の施工手順図。 空間形成の他の例の施工手順図。 従来技術のポストテンシン方式の定着部断面図。 ポストテンション方式を適用したＰＣ構造物の柱梁図。

図２は、ジャッキを使用して空間を形成した例である。
（１）ＰＣ部材１に設置されたＰＣ鋼線２が挿通されるシース３の先端部が、定着箱抜き部８の定着面８１より所定長さ突出させてあり、シース３の端部開口が定着箱抜き部８に露出している。定着面８１には不陸調整用プレート４１を必要に応じて設置する。
（２）複数のＰＣ鋼より線からなるＰＣ鋼線２をシース３に挿入し、端部に緊張に必要な長さを確保して切断する。

次に、緊張ジャッキ７によってＰＣ鋼線２を緊張し、所定の緊張力に達したところでアンカーヘッド５に装着されたクサビ５３によってＰＣ鋼線２をアンカーヘッド５に定着してＰＣ部材１にプレストレス力の付与が完了したら緊張ジャッキ７を撤去する。
図２の例においては、油圧ジャッキ７１によって形成された間隔ａを利用してＰＣ部材１の定着面８１から定着箱抜き部８に露出させた複数のＰＣ鋼線２を拡げてアンカーヘッド５の挿通穴に通すことができるので、実施例１で使用したトランペットシースは必要でない。

（４）シース３の端部開口からグラウトを注入して養生する。シース３の先端を予め定着面８１より所定長さ突出させてあるのでグラウト９がシース３に充填されるとシース３の端部開口からグラウト９が溢出することでグラウト９がシース３の内部に充填されたことを確認することができる。なお、９１は注入されたグラウト面を示す。
（５）注入したグラウト９を所定強度に達するまで養生し、グラウト９が硬化してＰＣ鋼線２がグラウト９との付着力によって定着される。
（６）油圧ジャッキ７１を緩めて延ばしてあったストロークを元に戻してアンカーヘッド５と緊張プレート７２の間に形成された空間内の定着面８１から露出しているＰＣ鋼線２に導入されていた緊張力を解放する。
次に、油圧ジャッキ７１の間の空間を使用してガスバーナー等の切断手段によってＰＣ鋼線２を切断し、アンカープレート４、アンカーヘッド５及びクサビ５３等の定着具を回収する。
（７）定着箱抜き部８の中にコンクリート１０を打設して仕上げを行ってプレストレス導入が完了する。
図２の例では、油圧ジャッキ７１を用いることによって、実施例１で必要とされた再緊張の手間を省くことができ、そして、油圧ジャッキ７１で空間を形成するため、トランペットシースとジョイントシースが不要となり、コストを更に低減可能である。
一方、グラウト養生期間中からＰＣ鋼線を切断するまでは油圧ジャッキ７１が必要のため、早期に強度発現するグラウト材を使用することが望ましい。短時間でグラウトを硬化させることによって油圧ジャッキ７１の回転率を高めることができ、多数の油圧ジャッキを準備することなく数多くのＰＣ鋼線の定着箇所に効率よく使いまわすことができ、コストを軽減することができる。

他の空間形成方法の例を図３に基づいて説明する。
手順（１）〜（２）は図２の方法と同様である。
（３）不陸調整プレート４１の上面にアンカープレート４を設置し、アンカープレート４の上にジャッキチェア６を設置し、更にアンカーヘッド５を設置する。このジャッキチェア６によってアンカーヘッド５とアンカープレート４の間に所定間隔ａを確保するものである。次にアンカーヘッド５にクサビ５３を装着し、緊張ジャッキ７を設置する。
次に、緊張ジャッキ７を用いてＰＣ鋼線２を所定の緊張力で緊張し、クサビ５３によってアンカーヘッド５にＰＣ鋼線２を定着し、ＰＣ部材１にプレストレス力を導入し、緊張定着後ジャッキ７を撤去する。
（４）図２と同様であり、グラウト９をシース３内に注入して養生する。シース３の先端を予め定着面８１より所定長さ突出させてあるのでグラウト９がシース３に充填されるとシース３の端部からグラウト９が溢出することでグラウト９がシース３の内部に充填されたことを確認することができる。なお、９１は注入されたグラウト面を示す。
（５）注入したグラウト９を所定強度に達するまで養生し、グラウト９が硬化してＰＣ鋼線２がグラウト９との付着力によって定着される。
（６）ジャッキチェア６の空間を使用し、緊張力が導入された状態のＰＣ鋼線２をガスバーナー等の切断手段によって切断し、アンカープレート４、アンカーヘッド５及びクサビ５３等の定着具を回収する。
（７）定着箱抜き部８（切欠き）中にコンクリート１０を打設して仕上げを行ってプレストレス導入が完了する。
この方法は、緊張力が導入された状態のＰＣ鋼線２を切断するため、切断の際には安全策として防護窓付きのジャッキチェア（図示しない）を用いることが望ましい。

Claims (4)

1. ポストテンション方式によりプレストレストコンクリート部材にプレストレス力を付与する方法であって、ＰＣ鋼線を定着するアンカーヘッドをアンカープレートから所定の距離をおいて設置することによってそれらの間に空間を形成し、所定の緊張力をＰＣ鋼線に導入して定着した後、シース内にグラウトを注入して硬化させてグラウトとＰＣ鋼線の付着力によってＰＣ鋼線の緊張状態を維持して定着し、前記アンカープレートとアンカーヘッドの間の空間に露出したＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法。
2. 請求項１において、リングナット付きアンカーヘッドのリングナットをアンカーヘッドから延ばすことによってアンカーヘッドとアンカープレートの間に空間を形成し、シース内のグラウトが硬化してＰＣ鋼線がグラウトとの付着力によって定着された後、リングナットを緩めて、空間に露出したＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法。
3. 請求項１において、アンカーヘッドとアンカープレートとの間に複数のジャッキを設置することによってアンカープレートとアンカーヘッドの間に空間を形成し、シース内のグラウトが硬化してＰＣ鋼線がグラウトとの付着力によって定着された後、ジャッキを緩めて、ジャッキの間に露出したＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法。
4. 請求項１において、アンカーヘッドとアンカープレートとの間にジャッキチェアを介在させて所定の空間を形成し、シース内のグラウトが硬化してＰＣ鋼線がグラウトとの付着力によって定着された後、ジャッキチェアの空間を利用してＰＣ鋼線を切断して定着具を回収するＰＣ構造物のプレストレス導入法。