JP2016153192A - コンクリート構造体のプレストレス導入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配筋材としての性能を大幅に高めたコンクリート構造体のプレストレス導入方法を提供する。
【解決手段】 外周面に転造によって雄ねじを、内周面に雌ねじ状の凹凸を形成した中空ＰＣ鋼棒１１を用いる。装置ベース２０の移動受圧板２５と弛止めナット１４とによって止圧板１３を位置決めし、継ぎロッド２４をＰＣ鋼棒ユニット１０のストッパー板１７の挿通穴１７Ａに挿通し、ジャッキ２２を作動させて押圧板を押圧し、筒状ナット１５を回転させてストッパー板を螺進させ押圧板に当接保持してＰＣ鋼棒ユニットを緊縮する。このＰＣ鋼棒ユニットをコンクリート構造体３０の穴にセットして周囲にコンクリート３１を打設し、筒状ナット、ストッパー板、押圧板、弛止めナット、止圧板及び反力芯金を取り外してコンクリート構造体にプレストレスを導入し、中空ＰＣ鋼棒内に鋼棒１９を差込み、鋼棒と中空ＰＣ鋼棒内周面との間にコンクリート３２を打設させる。
【選択図】 図８

Description

本発明はコンクリート構造体のプレストレス導入方法に関し、特に配筋材としての性能を大幅に高めることができるようにした方法に関する。

コンクリート製の柱や梁などのコンクリート構造体に、ＰＣ鋼棒ユニットによってプレストレスを導入し、柱や梁の強度アップを図るようにしたＮＡＰＰ工法が実用化されている。

このＰＣ鋼棒ユニットでは筒状の中空ＰＣ鋼棒内に反力ＰＣ鋼棒を挿入し、反力ＰＣ鋼棒を圧縮して中空ＰＣ鋼棒に引張り力を作用させ、反力ＰＣ鋼棒が元の長さに戻らないようにすることによって中空ＰＣ鋼棒を引張り状態に保持し、コンクリート構造体の穴に中空ＰＣ鋼棒を差し込んでその周囲にコンクリートを打設し、コンクリートの固化後に反力ＰＣ鋼棒の保持を解放することによって中空ＰＣ鋼棒の引っ張りを解除し、コンクリート構造体にプレストレスを導入することが行われている（特許文献１）。

ところで、特許文献１記載のＰＣ鋼棒ユニットでは反力ＰＣ鋼棒の保持を解放した後、反力ＰＣ鋼棒を取り外すことが行われ、コンクリート構造体には中空ＰＣ鋼棒のみが残ることとなる。この中空ＰＣ鋼棒は同じ径の鋼棒に比較して断面積が小さく、コンクリート構造体にプレストレスを導入できるものの、配筋材としての性能は同じ径の鋼棒に比較して低くなる。

これに対し、反力ＰＣ鋼棒の両端に雄ねじを形成して反力ＰＣ鋼棒の両端を中空ＰＣ鋼棒から突出させ、この反力ＰＣ鋼棒を圧縮してその両端を連結部材によって中空ＰＣ鋼棒の両端に連結してＰＣ鋼棒ユニットを構成し、反力ＰＣ鋼棒の圧縮を解放してコンクリート構造体にプレストレスを導入した後、反力ＰＣ鋼棒を中空ＰＣ鋼棒に残すようにしたプレストレスの導入方法が提案されている（特許文献２）。

特許第２５７９５７７号公報 特許第５５５１５２７号公報

しかし、特許文献２記載のプレストレスの導入方法では反力ＰＣ鋼棒の圧縮を解放した後、反力ＰＣ鋼棒の一端を固定ボルトなどによって中空ＰＣ鋼棒に固定し直す作業を必要とし、多くの配筋を行う場合に作業が煩雑であった。

本発明はかかる問題点に鑑み、配筋材としての性能を大幅に高めることができるようにしたコンクリート構造体のプレストレス導入方法を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係るコンクリート構造体のプレストレス導入方法は、中空ＰＣ鋼棒の外周面に転造によって雄ねじを形成するとともに、内周面に雌ねじ状の凹凸を形成し、該中空ＰＣ鋼棒内に反力芯金を後端部を残して差し込み、上記中空ＰＣ鋼棒の先端に固定された芯金ストッパーに上記反力芯金の先端を当接させ、止圧板の中央貫通穴に上記中空ＰＣ鋼棒を挿通又は螺合させ、上記中空ＰＣ鋼棒の雄ねじに上記止圧板を位置決めする弛止めナットを螺合し、上記中空ＰＣ鋼棒の雄ねじに内部に雌ねじが形成された筒状ナットを螺合し、該筒状ナット内に上記反力芯金の後端と当接され得る押圧板を挿入するとともに、上記押圧板の背後の上記筒状ナットの雌ねじに中央に挿通穴が形成されたストッパー板を螺合してＰＣ鋼棒ユニットを構成し、装置ベースの一端側の移動受圧板に上記ＰＣ鋼棒ユニットの中空ＰＣ鋼棒をセットして止圧板を弛止めナットと移動受圧板とによって位置決めし、継ぎロッドをジャッキの可動子に取付け、上記継ぎロッドを上記ＰＣ鋼棒ユニットのストッパー板の挿通穴に廻り止めして挿通して上記押圧板を押圧させるように上記移動受圧板を移動させて固定し、上記ジャッキを作動させて上記押圧板を押圧した後、筒状ナットを回転させて上記ストッパー板を上記押圧板に当接させて保持し、この手順を少なくとも１回行ってＰＣ鋼棒ユニットを緊縮し、この緊縮したＰＣ鋼棒ユニットをコンクリート構造体の穴にセットして周囲にコンクリートを打設し、該コンクリートが硬化した後、筒状ナット、ストッパー板、押圧板、弛止めナット、止圧板及び反力芯金を取り外して中空ＰＣ鋼棒の圧縮を解放してコンクリート構造体にプレストレスを導入し、上記中空ＰＣ鋼棒内に鋼棒を差込み、該鋼棒と中空ＰＣ鋼棒内周面との間にコンクリートを打設して硬化させるようにしたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つはＰＣ鋼棒ユニットの中空ＰＣ鋼棒の外周面に転造によって雄ねじを形成し、そのときの転造によって中空ＰＣ鋼棒の内周面に雌ねじ状の凹凸を形成し、反力芯金の圧縮を解放してコンクリート構造体にプレストレスを導入し、反力芯金を取り去った後、中空ＰＣ鋼棒内に鋼棒を差込み、鋼棒と中空ＰＣ鋼棒内周面との間にコンクリートを打設して硬化させるようにした点にある。

これにより、中空ＰＣ鋼棒の内周面の凹凸によって中空ＰＣ鋼棒と鋼棒とは打設したコンクリートによって強固に固定され、配筋材としての性能を大幅に向上できる。特に、中空ＰＣ鋼棒に差し込む鋼棒を異形棒、例えばねじ節鉄筋を用いるようにすると、中空ＰＣ鋼棒内のコンクリートがさらに強固に結合されるので、配筋材としての性能をさらに大幅に向上できることが期待される。

また、固定受圧板に圧縮試験機を、移動受圧板に止圧板を設け、止圧板に対向してジャッキを設け、ＰＣ鋼棒ユニットの後端部分側において反力芯金を圧縮するようにしたので、移動受圧板を移動させることによって任意の長さのＰＣ鋼棒ユニットに適用でき、その実用性は高い。

本発明に係るコンクリート構造体のプレストレス導入方法の好ましい実施形態を説明するためのＰＣ鋼棒ユニットの緊縮装置の１例を模式的に示す図である。 上記緊縮装置における継ぎロッドを示す図である。 上記緊縮装置におけるＰＣ鋼棒ユニットの構造の１例を示す図である。 上記緊縮装置における移動受圧板を示す図である。 上記緊縮装置におけるストッパー板及び押圧板を示す図である。 上記緊縮装置における緊縮動作を模式的に示す図である。 上記緊縮装置における加圧力と伸びの関係を示す図である。 上記実施形態におけるプレストレス導入方法を模式的に示す図である。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図８は本発明に係るコンクリート構造体のプレストレス導入方法の好ましい実施形態を示す。図において、ＰＣ鋼棒ユニット１０は中空ＰＣ鋼棒１１、ＰＣ鋼棒製の反力芯金１２、芯金ストッパー１８、止圧板１３、弛止めナット１４、筒状ナット１５、押圧板１６及びストッパー板１７から構成されている。

中空ＰＣ鋼棒１１は高張力鋼を用いてパイプ状に製造され、その外周面には長さ方向全長にわたって雄ねじが転造によって形成され、内周面には雄ねじの転造時に雌ねじ状の凹凸が長さ方向の全長にわたって形成されている。

この中空ＰＣ鋼棒１１の先端開口は芯金ストッパー１８が螺合によって固定され、又中空ＰＣ鋼棒１１内には後端側から反力芯金１２が差し込まれて芯金ストッパー１８に当接され、反力芯金１２の後端部が中空ＰＣ鋼棒１１の後端から突出されている。なお、中空ＰＣ鋼棒１１及び反力芯金１２は途中で連結ナット１１Ａ及び連結リング１２Ａによって連結されることによって任意の長さに設定されることができる。

また、中空ＰＣ鋼棒１１は止圧板１３の挿通穴（中空ＰＣ鋼棒１１の雄ねじに螺合するねじ穴であってもよい）に挿通されるとともに、その背後の中空ＰＣ鋼棒１１の雄ねじには弛止めナット１４が螺合され、弛止めナット１４は止圧板１３を位置決めし弛み止めするようになっている。

中空ＰＣ鋼棒１１の後端側部分には筒状ナット１５が設けられている。この筒状ナット１５の内周面には段部が形成されるとともに雌ねじが形成され、筒状ナット１５の前段の雌ねじは中空ＰＣ鋼棒１１の雄ねじが螺合され、又筒状ナット１５の後段内には反力芯金１２の後端と当接する押圧板１６が移動自在に内蔵されるとともに、その背後には押圧板１６と当接し得るストッパー板１７が螺合されている。

ストッパー板１７の中央には断面四角形状の継ぎロッド２４が挿通される四角形状の挿通穴１７Ａが形成されるとともに、押圧板１６の中央には継ぎロッド２４が嵌まり込む四角形の凹所１６Ａが形成されている。

他方、床面には装置ベース２０及びサポータ２５が設置され、装置ベース２０の一端側には固定盤２７が固定され、固定盤２７には移動受圧板２５が固定盤２７に対してスライド可能で固定可能に取付けられている。この移動受圧板２５は凹溝状の受け部２５Ａが形成され、該受け部２５Ａには中空ＰＣ鋼棒１１が嵌め込まれ、移動受圧板２５の前方の中空ＰＣ鋼棒１１の部分はサポータ２５によって水平に保持され、又移動受圧板２５には止圧板１３が当接され、弛止めナット１４とともに止圧板１３を挟持して弛み止めするようになっている。

装置ベース２０の他端側には固定受圧板２１が固定され、固定受圧板２１には圧縮試験機（ジャッキ）２２が固定され、圧縮試験機２２は表示器２２Ａ、２２Ｂに加圧力及び伸びを表示するようになっている一方、圧縮試験機２２の可動子２３には継ぎロッド２４が着脱可能に取付けられるようになっている。

次に、ＰＣ鋼棒ユニット１０の緊縮方法について説明する。まず、図３に示されるように、中空ＰＣ鋼棒１１の先端開口を芯金ストッパー１８で封鎖し、この中空ＰＣ鋼棒１１内に反力芯金１２を後端部を残して芯金ストッパー１８に当たるまで差し込むとともに、中空ＰＣ鋼棒１１の途中まで止圧板１３を外挿（又は螺合）し、弛止めナット１４を螺進させた後、中空ＰＣ鋼棒１１の後端部分の雄ねじに筒状ナット１５を螺合させ、この筒状ナット１５内に押圧板１６を挿入するとともに、筒状ナット１５を回転させてストッパー板１７を螺進させ、押圧板１６を反力芯金１２の後端に当接させ、ＰＣ鋼棒ユニット１０を組み立てる。

装置ベース２０では図１に示されるように、移動受圧板２５の受け部２５ＡにＰＣ鋼棒ユニット１０の中空ＰＣ鋼棒１１を嵌め込むとともに、中空ＰＣ鋼棒１１の先端側の部分をサポータ２６で受けて水平に保持し、又止圧板１３を弛止めナット１４と移動受圧板２５との間で挟み込んで固定する。

こうして準備が済むと、移動受圧板２５を適切な位置に移動させ、継ぎロッド２４をストッパー板１７の挿通穴１７Ａに挿通させ、押圧板１６の凹所１６Ａに嵌合させた後、移動受圧板２５を固定盤２７に固定し、圧縮試験機２２を作動させ、可動子２３を前進させる。

すると、図６の（ａ）（ｂ）に示されるように、継ぎロッド２４が押圧板１６を加圧して反力芯金１２を圧縮し、継ぎロッド２４が所定の長さだけ伸びると、圧縮試験機２２を停止させ、筒状ナット１５を回転させ、図６の（ｃ）に示されるように、ストッパー板１７を押圧板１６に押し付ける位置まで螺進させる。

次に、移動受圧板２５の固定を弛めて移動受圧板２５を前進させ、継ぎロッド２４を押圧板１６の凹所１６Ａに嵌入させた後、圧縮試験機２２を再び作動させ、反力芯金１２を圧縮する。

このとき、継ぎロッド２４の伸び量は図７のＣに示されるように連続的に増加し、加圧力は図７のＡ、Ｂに示されるように段階的に増加して総加圧力はＤ＋Ｅとなり、反力芯金１２の圧縮状態、したがってＰＣ鋼棒ユニット１０の緊縮力を正確に知ることができるので、所定の緊縮力に達したときに圧縮試験機２２の動作を停止し、筒状ナット１５を回転させ、ストッパー板１７を螺進させて押圧板１６に押し付けると、反力芯金１２は圧縮状態を保持させるので、後は弛止めナット１４を弛めてＰＣ鋼棒ユニット１０を移動受圧板２５から取り外せば、所定の大きさに緊縮されたＰＣ鋼棒ユニット１０を得ることができる。

次に、コンクリート構造体３０にプレストレスを導入する場合、図８の（ａ）（ｂ）に示すように、コンクリート構造体３０の形成した穴に緊縮されたＰＣ鋼棒ユニット１０を差し込み、穴内周面とＰＣ鋼棒ユニット１０の中空ＰＣ鋼棒１１との間にコンクリート３１を打設する。

コンクリート３１が硬化すると、図８の（ｃ）（ｄ）に示すように、筒状ナット１５、押圧板１６、ストッパー板１７、弛止めナット１４、止圧板１３及び反力芯金１２を取り去った後、残った中空ＰＣ鋼棒１１内に異形鋼棒１９を差し込み、異形鋼棒１９の周囲にコンクリート３２を打設し、コンクリート３２が硬化すると、異形鋼棒１９と中空ＰＣ鋼棒１１とがコンクリート３２によって強固に固定されることとなる。

以上のように、コンクリート構造体３０にプレストレスを導入することができるとともに、異形鋼棒１９と中空ＰＣ鋼棒１１とをコンクリート３２によって強固に固定して、配筋材としての性能を大幅に向上できる。

１０ ＰＣ鋼棒ユニット
１１ 中空ＰＣ鋼棒
１２ 反力芯金
１３ 止圧板
１４ 弛止めナット
１５ 筒状ナット
１６ 押圧板
１７ ストッパー板
１７Ａ 挿通穴
１９ 異形鋼棒
２０ 装置ベース
２１ 固定受圧板
２２ 圧縮試験機
２３ 可動子
２４ 継ぎロッド
２５ 移動受圧板
３０ コンクリート構造体
３１、３２ コンクリート

Claims (1)

1. 中空ＰＣ鋼棒（１１）の外周面に転造によって雄ねじを形成するとともに、内周面に雌ねじ状の凹凸を形成し、該中空ＰＣ鋼棒（１１）内に反力芯金（１２）を後端部を残して差し込み、上記中空ＰＣ鋼棒（１１）の先端に固定された芯金ストッパー（１８）に上記反力芯金（１２）の先端を当接させ、止圧板（１３）の中央貫通穴（１３Ａ）に上記中空ＰＣ鋼棒（１１）を挿通又は螺合させ、上記中空ＰＣ鋼棒（１１）の雄ねじに上記止圧板（１３）を位置決めする弛止めナット（１４）を螺合し、上記中空ＰＣ鋼棒（１１）の雄ねじに内部に雌ねじが形成された筒状ナット（１５）を螺合し、該筒状ナット（１５）内に上記反力芯金（１２）の後端と当接され得る押圧板（１６）を挿入するとともに、上記押圧板（１６）の背後の上記筒状ナット（１５）の雌ねじに中央に挿通穴（１７Ａ）が形成されたストッパー板（１７）を螺合してＰＣ鋼棒ユニット（１０）を構成し、
   装置ベース（２０）の一端側の移動受圧板（２５）に上記ＰＣ鋼棒ユニット（１０）の中空ＰＣ鋼棒（１１）をセットして止圧板（１３）を弛止めナット（１４）と移動受圧板（２５）とによって位置決めし、
   継ぎロッド（２４）をジャッキ（２２）の可動子（２３）に取付け、上記継ぎロッド（２４）を上記ＰＣ鋼棒ユニット（１０）のストッパー板（１７）の挿通穴（１７Ａ）に廻り止めして挿通して上記押圧板（１６）を押圧させるように上記移動受圧板（２５）を移動させて固定し、
   上記ジャッキ（２２）を作動させて上記押圧板（１６）を押圧した後、筒状ナット（１５）を回転させて上記ストッパー板（１７）を上記押圧板（１６）に当接させて保持し、この手順を少なくとも１回行ってＰＣ鋼棒ユニット（１０）を緊縮し、
   この緊縮したＰＣ鋼棒ユニット（１０）をコンクリート構造体（３０）の穴にセットして周囲にコンクリート（３１）を打設し、
   該コンクリート（３１）が硬化した後、筒状ナット（１５）、ストッパー板（１７）、押圧板（１６）、弛止めナット（１４）、止圧板（１３）及び反力芯金（１２）を取り外して中空ＰＣ鋼棒（１１）の圧縮を解放してコンクリート構造体（３０）にプレストレスを付与し、
   上記中空ＰＣ鋼棒（１１）内に鋼棒（１９）を差込み、該鋼棒（１９）と中空ＰＣ鋼棒（１１）内周面との間にコンクリート（３２）を打設して硬化させるようにしたことを特徴とするコンクリート構造体のプレストレス導入方法。
   

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