JP2017002574A - プレキャスト・コンクリート部材の製造方法および構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された構造のＰＣａ部材のマッチキャスト工法を可能とする。
【解決手段】この製造方法は、第２のＰＣ鋼材１４を通す貫通孔を形成するための管体２１を埋設した第１のＰＣａ部材１１を製造し、製作台３０の上に載置された第１のＰＣａ部材１１の管体２１内（貫通孔）を通して第２のＰＣ鋼材１４をアバット３１、３１間に張設し、緊張する。次いで、第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面を型枠面の一部とするように型枠４３および鉄筋を組み立て、コンクリートを打設する。コンクリートが硬化した後、第２のＰＣ鋼材１４の緊張を解放し、型枠を外すとともに不要な第２のＰＣ鋼材を切断し除去して、第２のＰＣａ部材を製造する。
【選択図】図７Ｇ

Description

本発明は、プレキャスト・コンクリート部材の製造方法およびこの製造方法により製造されたプレキャスト・コンクリート部材を一体化する構築方法に関する。

コンクリート構造物を構成するプレキャスト・コンクリート（以下、「ＰＣａ」と呼ぶ。）部材を分割して製造し、プレストレスを導入して複数のＰＣａ部材を一体化する工法は従来から知られている。

複数のＰＣａ部材を一体化する工法には、例えば、次のようなものがある。
１．複数のＰＣａ部材を互いの接合端面同士を対向させ特定の間隔（300-500mm程度）を空けて配置する。ＰＣａ部材の接合端面間の隙間部分に鉄筋およびシースを組み、そこにコンクリートを打設して鉄筋コンクリート構造の接合部を構築する。その後、各ＰＣａ部材および接合部を貫通するようにＰＣ鋼材を配設し、緊張して、プレストレスを導入する。

２．複数のＰＣａ部材を互いの接合端面同士を対向させ特定の間隔（20mm-40mm程度）を空けて配置する。各ＰＣａ部材の接合端面間の隙間部分にモルタルあるいはグラウトを流し込み、モルタルあるいはグラウトの硬化後、各ＰＣａ部材および接合部を貫通するようにＰＣ鋼材を配設し、緊張して、プレストレスを導入する（例えば、特許文献１参照）。

３．各ＰＣａ部材を互いの接合端面同士を直接突き合わせた状態で、ＰＣ鋼材を配設し、緊張してプレストレスを導入する。
この方法によると、接合端面同士の密着度が不十分である場合、プレストレスを与えた際に接合端面に局部応力が発生し、ひび割れや欠け等が発生するおそれがある。この対策として、接合端面同士の密着度を高くするために、一方のＰＣａ部材の接合端面をそのまま型枠に用いて、このＰＣａ部材の接合端面と接合される接合端面を有するＰＣａ部材を打設する「マッチキャスト工法」が利用されることがある（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００１−１２３５２６号公報 特開平０８−０９２９６５号公報 特開平０８−１５１６０５号公報

しかしながら、マッチキャスト工法では、プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された場合には、製造ラインのアバット間に張設されたプレテンション用のＰＣ鋼材が、型枠として用いられるＰＣａ部材の配置を妨害する。したがって、プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された構造のマッチキャスト工法は現実的に困難であった。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された構造のＰＣａ部材のマッチキャスト工法を可能とするＰＣａ部材の製造方法および構築方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るＰＣａ部材の製造方法は、
製作台の両端部のアバット間に第１のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
前記製作台上に鉄筋および型枠を組み立てるとともに、前記アバット間に張設される第２のＰＣ鋼材を通す貫通孔を形成するための管体を前記型枠内に配設し、
コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第１のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
前記型枠を外し、不要な前記第１のＰＣ鋼材を切断し除去して第１の接合端面を有する第１のコンクリート部材を製造し、
前記製作台上の前記第１のコンクリート部材の前記貫通孔を通して前記アバット間に前記第２のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
前記製作台上に前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面を型枠面の一部とするように型枠を組み立てると共に鉄筋を組み立て、
コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第２のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
前記型枠を外し、不要な前記第２のＰＣ鋼材の切断し除去して、前記第１の接合端面に対応する前記第２の接合端面を有する第２のコンクリート部材を製造する。

本発明に係るＰＣａ部材の製造方法では、製作台の上に載置された第１のコンクリート部材の管体内（貫通孔）を通して第２のコンクリート部材用の第２のＰＣ鋼材をアバット間に張設することができるので、プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された構造であってもマッチキャスト工法によるＰＣａ部材の製造が可能になる。

上記目的を達成するため、本発明の別の形態に係るＰＣａ部材の構築方法は、
製作台の両端部のアバット間に第１のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
前記製作台上に鉄筋および型枠を組み立てるとともに、前記アバット間に張設される第２のＰＣ鋼材を通す貫通孔を形成するための管体を前記型枠内に配設し、
コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第１のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
前記型枠を外し、不要な前記第１のＰＣ鋼材を切断し除去して第１の接合端面を有する第１のコンクリート部材を製造し、
前記製作台上の前記第１のコンクリート部材の前記貫通孔を通して前記アバット間に前記第２のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面を型枠面の一部とするように型枠を組み立てると共に鉄筋を組み立て、
コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第２のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
前記型枠を外し、不要な前記第２のＰＣ鋼材の切断し除去して、前記第１の接合端面に対応する前記第２の接合端面を有する第２のコンクリート部材を製造し、
前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面と前記第２のコンクリート部材の前記第２の接合端面とを突き合わせ、突き合わせ方向にプレストレスを導入して前記第１のコンクリート部材と前記第２のコンクリート部材とを一体化する。

以上のように、本発明によれば、プレテンション用のＰＣ鋼材がＰＣａ部材同士の接合端面に対して直交する方向に配設された構造のＰＣａ部材のマッチキャスト工法が可能になる。

橋梁のＰＣａＰＣ床版を示す斜視図である。 ２つのＰＣａ部材１１、１２の接合部分の構造を示す断面図である。 第１のＰＣａ部材１１の平面図及び道路幅員方向側の側面図である。 図３の第１のＰＣａ部材１１のＡ−Ａ'断面図である。 第２のＰＣａ部材１２の平面図及び道路幅員方向側の側面図である。 図５の第２のＰＣａ部材１２のＢ−Ｂ'断面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＡ（第１のＰＣ鋼材１３の張設、緊張）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＢ（第１のＰＣａ部材１１の鉄筋、型枠４１の組み立て、管体２１などの組み込み）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＣ（第１のＰＣ鋼材１３の緊張解放）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＤ（脱枠、第１のＰＣ鋼材１３の切断）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＥ（第２のＰＣ鋼材１４の張設、緊張）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＦ（第２のＰＣａ部材１２の鉄筋、型枠４３の組み立て）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＧ（第２のＰＣ鋼材１４の緊張解放）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の製造方法のステップＨ（脱枠、第２のＰＣａ部材１２の分離）を説明するための平面図である。 本実施形態のＰＣａ部材の構築方法を説明するための平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明のＰＣａ部材の製造方法および構築方法に係る実施形態を説明する。

［１．ＰＣａ部材について］
図１は例えば高速道路などにおける橋梁のＰＣａＰＣ床版を示す斜視図である。ここでＰＣａＰＣ床版とは、ＰＣａ部材をプレストレス（ＰＣ）にて一体化した床版を表すものとする。
このＰＣａＰＣ床版１は、道路幅員方向に、２つのＰＣａ部材１１、１２を並べて敷設されてなる。道路幅員方向に並べて敷設された２つのＰＣａ部材１１、１２は、道路幅員方向にプレストレスを導入することによって、互いの接合端面１１１、１２１同士が圧接された状態で一体化される。２つのＰＣａ部材１１、１２のうち、床版１の施工の際に道路橋２の桁３の上に先に敷設されるＰＣａ部材１１を「第１のＰＣａ部材１１」、後から敷設されるＰＣａ部材１２を「第２のＰＣａ部材１２」と説明の便宜上呼ぶこととする。

図２は２つのＰＣａ部材１１、１２の接合部分の構造を示す断面図である。
第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２は各々、ＰＣ鋼材１３、１４を用いて道路幅員方向にプレテンション方式によるプレストレスが導入されたプレテンションＰＣａ部材である。第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２の互いの接合端面１１１、１２１には接合キー１１１ａ、１２１ａが設けられる。この例では、第１のＰＣａ部材１１の接合端面１１１（第１の接合端面）にはメス側の接合キー１１１ａが設けられ、第２のＰＣａ部材１２の接合端面１２１（第２の接合端面）にはオス側の接合キー１２１ａが設けられている。

また、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２にはポストテンション用のＰＣ鋼材１５が挿通されるシース１６、１７が埋設されている。本例では、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２の各シース１６、１７内に挿通されたポストテンション用のＰＣ鋼材１５を道路幅員方向に緊張することによって導入されたプレストレスによって、第１のＰＣａ部材１１の接合端面１１１と第２のＰＣａ部材１２の接合端面１２１が圧接状態となって、第１のＰＣａ部材１１と第２のＰＣａ部材１２とが一体化される。すなわち、本例のＰＣａ部材１１、１２は、プレテンション用のＰＣ鋼材１３、１４がＰＣａ部材１１、１２同士の接合端面１１１、１２１に対して直交する方向に配設されたものを想定している。

第１のＰＣａ部材１１と第２のＰＣａ部材１２の接合端面１１１、１２１間の微小な隙間は、例えばエポキシ樹脂接着剤などの充填材によって埋められる。
シース１６、１７内のポストテンション用のＰＣ鋼材１５の表面との隙間にはグラウトが充填される。

なお、図２の構造とは逆に、第１のＰＣａ部材１１の接合端面１１１にオス側の接合キーが設けられ、第２のＰＣａ部材１２の接合端面１２１にメス側の接合キーが設けられてもよい。

次に、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２のさらに詳細な構成について説明する。

（第１のＰＣａ部材１１）
図３は第１のＰＣａ部材１１の平面図及び道路幅員方向側の側面図である。図４は図３の第１のＰＣａ部材１１における第１のＰＣａ部材１１のＡ−Ａ'断面図である。

第１のＰＣａ部材１１は、複数例えば１２本の第１のＰＣ鋼材１３によってプレテンションが導入されたものである。また、第１のＰＣａ部材１１には、ポストテンション用のＰＣ鋼材１５を挿通するための複数例えば４本のシース１６が埋設されていると共に、後述する複数例えば１２本の管体２１が埋設されている。

管体２１は、第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面１１１を型枠面の一部に用いて第２のＰＣａ部材１２を成形する際に、アバット３１、３１間に張設される第２のＰＣ鋼材１４が通る貫通孔を第１のＰＣａ部材１１に形成するためのものである。
管体２１内（貫通孔内）は、最終的に（第２のＰＣａ部材１２の製造完了後）、グラウトなどの充填材によって充填される。

第１のＰＣａ部材１１において、第１のＰＣ鋼材１３、シース１６、および管体２１は互いに平行に配設されている。

（第２のＰＣａ部材１２）
図５は第２のＰＣａ部材１２の平面図及び道路幅員方向側の側面図である。図６は図５の第２のＰＣａ部材１２におけるＢ−Ｂ'断面図である。

第２のＰＣａ部材１２は、複数例えば１２本の第２のＰＣ鋼材１４によってプレテンションが導入されたものである。また、第２のＰＣａ部材１２には、ポストテンション用のＰＣ鋼材１５を挿通するための複数例えば４本のシース１７が埋設されている。
第２のＰＣａ部材１２において、第２のＰＣ鋼材１４およびシース１７は互いに平行に配設されている。

［２．ＰＣａ部材の製造方法］
図７Ａから図７Ｈは、上記の第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２の製造方法を説明するための平面図である。
なお、図７Ａから図７Ｈにおいて、ＰＣ鋼材の本数や位置など、ＰＣａ部材の製造方法の説明上不要な事項は簡略化して示されている。また、ポストテンション用のＰＣ鋼材１５を通すためのシース１７は省略されている。

（ステップＡ）
まず、図７Ａに示すように、製作台３０の両端部に設置されたアバット３１、３１間に第１のＰＣ鋼材１３を張設し、緊張する。

（ステップＢ）
次に、図７Ｂに示すように、製作台３０の上に、第１のＰＣａ部材１１を製造するための鉄筋（図示せず）および型枠４１を各々組み立てるとともに、第２のＰＣａ部材１２用の第２のＰＣ鋼材１４を通す貫通孔を第１のＰＣａ部材１１に形成するための管体２１、さらにはポストテンション用のＰＣ鋼材１５を通すためのシース（図示せず）を型枠内４１に配設する。なお、本例では製作台３０上に一組のＰＣａ部材１１、１２を製造する例を示しているが、部材寸法、製作台の長さに応じて、複数組のＰＣ部材を同時に製造することが可能であり、その場合には製造効率が飛躍的に向上する。

（ステップＣ）
次に、図７Ｃに示すように、型枠４１内にコンクリートを打ち込み、養生期間を経てコンクリートの所定の強度が発現された後、第１のＰＣ鋼材１３の緊張を解放して、コンクリートにプレストレスを導入する。

（ステップＤ）
次に、図７Ｄに示すように、型枠４１を外し（脱枠）、不要な第１のＰＣ鋼材１３を切断して除去する。ここまでの工程によって第１のＰＣａ部材１１が完成する。

（ステップＥ）
次に、図７Ｅに示すように、製作台３０のアバット３１、３１間に第２のＰＣ鋼材１４が張設され、緊張される。ここで、製作台３０の上にステップＡからステップＤによって製造された第１のＰＣａ部材１１を載置したままアバット３１、３１間に第２のＰＣ鋼材１４を張設するために、第２のＰＣ鋼材１４は第１のＰＣａ部材１１に管体２１によって形成された貫通孔を通してアバット３１、３１間に張設される。続いて、第２のＰＣ鋼材１４を緊張する。

（ステップＦ）
次に、図７Ｆに示すように、製作台３０の上に、第２のＰＣａ部材１２を製造するための鉄筋（図示せず）および型枠４３を各々組み立てるとともに、型枠内４３にポストテンション用のＰＣ鋼材１５を通すためのシース（図示せず）を配設する。このとき、第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面１１１が型枠面の一部となるように型枠４３が作られる。第１のＰＣａ部材１１と第２のＰＣａ部材１２との接合端面１１１、１２１での後工程での分離を容易にするために、第２のＰＣａ部材１２のコンクリート打設前に第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面１１１に離型剤が塗布されてもよい。

（ステップＧ）
次に、図７Ｇに示すように、型枠４３内にコンクリートを打ち込み、養生期間を経て、コンクリートの所定の強度が発現された後、第２のＰＣ鋼材１４の緊張を解放してコンクリートにプレストレスを導入する。この時、第２のＰＣ鋼材１４は、第１のＰＣａ部材１１に管体２１によって形成された貫通孔を通してアバット３１、３１間に張設されているので、第２のＰＣ鋼材１４と第１のＰＣａ部材１１には付着がなく、そのため、第１のＰＣａ部材１１にはプレストレスは導入されず、第２のＰＣａ部材１２にのみプレストレスが導入される。

次に、図７Ｈに示すように、型枠４３を外し（脱枠）、第１のＰＣａ部材１１から第２のＰＣａ部材１２を互いの接合端面１１１、１２１で分離するとともに、第２のＰＣａ部材１２から不要な第２のＰＣ鋼材１４を切断し、除去する。これにより第２のＰＣａ部材１２が完成する。
第１のＰＣａ部材１１から第２のＰＣａ部材１２を分離させた後、第１のＰＣａ部材１１の管体２１からＰＣ鋼材１５が抜き取られ、第１のＰＣａ部材１１の管体２１内（貫通孔内）にグラウトが充填される。

以上のようにして、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２が製造される。

なお、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２は、厚さが180-300mm程度、幅員長が10m程度、橋軸方向の長さが2m程度のものであってよい。プレテンション用の第１のＰＣ鋼材１３、１４には例えばSWPR7BL1S12.7mmやSWPR7BL1S15.2mm、ポストテンション用のＰＣ鋼材１５には例えばSWPR19L1S21.8mmやSWPR19L1S28.6mmのＰＣ鋼より線などが使用される。

また、第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２の互いの接合端面１１１、１２１には、橋軸方向および垂直方向での相互の位置合わせのために、接合端面から突設された複数の位置決めピンと、これらの位置決めピンが個々に挿入される位置決め穴が設けられていてもよい。

［３．ＰＣａ部材の構築方法］
上記のように作製された第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２は現場に搬入され、次のようにして道路橋２の桁３（図１）の上に道路幅員方向に並べて敷設される。

まず、第１のＰＣａ部材１１を道路橋２の桁３の上に配置する。

次に、第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面１１１にエポキシ樹脂接着剤などの充填材を塗布した後、この第１のＰＣａ部材１１の第１の接合端面１１１に第２の接合端面１２１を突き合わせるようにして第２のＰＣａ部材１２を道路橋２の桁３の上に配置する。

次に、図８に示すように、第１のＰＣａ部材１１と第２のＰＣａ部材１２のシース１６、１７内にポストテンション用のＰＣ鋼材１５を連通させて配設し、ジャッキにより緊張してプレストレスを導入する。これにより、第１のＰＣａ部材１１と第２のＰＣａ部材１２が互いの接合端面１１１、１２１同士が圧接された状態で一体化される。最後に、シース１６、１７内にグラウトが充填される。

［４．本実施形態の効果について］
以上説明したように本実施形態のＰＣａ部材の製造方法および構築方法によれば、製作台３０の上に載置された第１のＰＣａ部材１１の管体２１内（貫通孔）を通して第２のＰＣａ部材１２用の第２のＰＣ鋼材１４をアバット３１、３１間に張設することができるので、プレテンション用の第１のＰＣ鋼材１３、１４がＰＣａ部材１１、１２同士の接合端面１１１、１２１に対して直交する方向に配設された構造であってもマッチキャスト工法によるＰＣａ部材の製造が可能になる。また、１つの製作台３０において第１のＰＣａ部材１１および第２のＰＣａ部材１２を複数組製造することができる。

以上、橋梁に敷設されるＰＣａＰＣ床版１を構成するＰＣａ部材の製造方法および構築方法について述べたが、建築物のＰＣａＰＣ床版を構成するＰＣａ部材の製造方法および構築方法としても本発明を応用することができる。

１…ＰＣａＰＣ床版
１１…第１のＰＣａ部材
１２…第２のＰＣａ部材
１３…第１のＰＣ鋼材
１４…第２のＰＣ鋼材
１５…ポストテンション用のＰＣ鋼材
１６、１７…シース
２１…管体
３０…製作台
３１…アバット
４１、４３…型枠
１１１…第１の接合端面
１２１…第２の接合端面

Claims (2)

1. 製作台の両端部のアバット間に第１のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
   前記製作台上に鉄筋および型枠を組み立てるとともに、前記アバット間に張設される第２のＰＣ鋼材を通す貫通孔を形成するための管体を前記型枠内に配設し、
   コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第１のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
   前記型枠を外し、不要な前記第１のＰＣ鋼材を切断し除去して第１の接合端面を有する第１のコンクリート部材を製造し、
   前記製作台上の前記第１のコンクリート部材の前記貫通孔を通して前記アバット間に前記第２のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
   前記製作台上に前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面を型枠面の一部とするように型枠を組み立てると共に鉄筋を組み立て、
   コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第２のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
   前記型枠を外し、不要な前記第２のＰＣ鋼材の切断し除去して、前記第１の接合端面に対応する前記第２の接合端面を有する第２のコンクリート部材を製造する
   プレキャスト・コンクリート部材の製造方法。
2. 製作台の両端部のアバット間に第１のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
   前記製作台上に鉄筋および型枠を組み立てるとともに、前記アバット間に張設される第２のＰＣ鋼材を通す貫通孔を形成するための管体を前記型枠内に配設し、
   コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第１のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
   前記型枠を外し、不要な前記第１のＰＣ鋼材を切断し除去して第１の接合端面を有する第１のコンクリート部材を製造し、
   前記製作台上の前記第１のコンクリート部材の前記貫通孔を通して前記アバット間に前記第２のＰＣ鋼材を張設、緊張し、
   前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面を型枠面の一部とするように型枠を組み立てると共に鉄筋を組み立て、
   コンクリートを打設して前記コンクリートが所定の強度を発現した後、前記第２のＰＣ鋼材の緊張を解放して前記コンクリートにプレストレスを導入し、
   前記型枠を外し、不要な前記第２のＰＣ鋼材の切断し除去して、前記第１の接合端面に対応する前記第２の接合端面を有する第２のコンクリート部材を製造し、
   前記第１のコンクリート部材の前記第１の接合端面と前記第２のコンクリート部材の前記第２の接合端面とを突き合わせ、突き合わせ方向にプレストレスを導入して前記第１のコンクリート部材と前記第２のコンクリート部材とを一体化する
   プレキャスト・コンクリート部材の構築方法。

Images