JP2017504742A - 鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、コンクリート杭体１と、鉄筋かごと、を含む。鉄筋かごは、プレストレスト主筋、帯筋４、及びエンドプレート２を有する。プレストレスト主筋は鋼より線３である。各エンドプレート２には内から外に向かって孔径が徐々に拡大する複数の円錐形孔２１が形成されている。円錐形孔２１には複数のクリップ５が配置される。クリップ５の内表面には歯５１が形成され、複数のクリップ５が組み合わされ鋼より線３を固定するチャック６を形成する。チャック６の外周には、円錐形孔２１と対応する円錐面６１が形成されている。チャック６の中心には、内歯孔６２が形成されている。鋼より線３は内歯孔６２を貫通し、内歯孔６２により固定される。さらに鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、各種建築構造システムにおける杭基礎工事の技術分野に関し、特に、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭に関するものである。

各種建築構造は一般に杭基礎工事と関連する。現在の市場において杭基礎工事に比較的多く使用される製品には、埋め込み杭と遠心力プレストレストコンクリート管杭（管杭、方形杭を含む）とがあるが、現在の経済発展レベル及び建築技術条件において、建築設計分野は既に新たな発展段階に入り、杭基礎に対する要求も絶えず高くなっている。そのため、既存製品の技術的性能では急速に発展する建築市場の需要を満たすことができず、多くの深刻な技術的欠陥が浮かび上がっている。

遠心力プレストレストコンクリート杭に関する研究開発、製造は１９６０年代に始まった。当初は、遠心力コンクリート杭のプレストレスト主筋として主に高強度ワイヤを採用していたが、高強度ワイヤは直径が小さく、且つ周面が平滑面であるため、コンクリートに対する付着力が不足するという欠点が存在し、各技術指標は建築ニーズを満たすことができなかった。１９８０年代になり、遠心力プレストレストコンクリート杭の主筋に、プレストレストコンクリート用鋼棒が使用され始めた。プレストレストコンクリート用鋼棒には、工場であらかじめ製造できるため生産効率が高い、主筋の強度が相対的に高い、コンクリートの強度も高い、施工が簡便で時間も短縮される、生産サイクルが早い、などの長所があるため、建築分野において大量に広範囲にわたって採用され、今日に至るまで使用され、杭基礎工事において現在主導的な地位を占めている。しかし、主筋に鋼棒を採用した遠心力コンクリート杭には、製造、使用の過程で多くの問題が存在する。例えば、鋼棒の脆性が比較的大きく、引張強度が低い（引張強度の設計値は１０００ＭＰａ、引張強度の最高値は１４２０ＭＰａ）ため、現在の建築技術のニーズを満たすことができない。また製造時に緊張しやすくするため、鋼棒の頭部のアプセット鍛造技術が必要である。つまり、プレストレス緊張力をかける際に、鋼棒を熱でアプセット鍛造し、キノコ状の頭部にして、当該アプセット鍛造された頭部と杭体のエンドプレート、テンションプレートを締め付けやすくするが、鋼棒の頭部をアプセット鍛造するため、アプセット鍛造された頭部の強度や材質に損失を与える可能性がある。また、鋼棒のアプセット鍛造された頭部の精度が一致しないため、緊張を行う際にエンドプレートと十分に接触せず、部分的なエンドプレートの破損を引き起こす可能性がある。また、鋼棒の切断精度の制御が不十分で、鋼棒の長さが一致せず、緊張過程で応力が不均一となり、破断に至る現象が引き起こされる可能性がある。その他、鉄筋かごが溶接によって成形されるため、鋼棒が高温で溶接される際に材質の損傷を引き起こす可能性がある。上述の様々な欠点のため、主筋にプレストレストコンクリート用鋼棒を採用した既存の遠心力コンクリート杭の曲げ強さ、せん断抵抗などの技術的性能は、著しく不十分である。エンジニアリングに用いられる場合、地震、台風及びその他不確定要素により、建築物の杭基礎の上部に大きな曲げモーメントと水平力が生じたり、道路橋、鉄道橋において輸送車輌の動荷重による大きな曲げモーメントと水平力が生じたりする。上述の従来の遠心力コンクリート杭を上述のエンジニアリングに使用しようとしても、往々にして曲げ強さ及びせん断抵抗が不足して使用できず、高層建築においてのパフォーマンス不足はなおさら深刻である。このほか、山留めや、法面保護などの工事においても、曲げ強さ及びせん断抵抗性能の不足から、一般的な遠心力コンクリート杭は、同様に、大規模に使用することができない。安全性を考慮し、中国の多くの地域では、近年、ある種の杭基礎工事において遠心力コンクリート杭の使用が禁止され始めた。

建築杭基礎工事の分野で広く使用されている他の杭体として、埋め込み杭がある。埋め込み杭の製造は、現場で打設して完成させられる。その製造工程は、まず工事現場で杭孔を掘削した後、鉄筋かごを杭孔内に入れ、孔にコンクリートを打設するものであり、成形後、杭体が一定の強度に達するまで自然養生を長時間行うと、使用可能になるというものである。このような杭体は、高い支持力を備え、複雑な地質に適応できるので、耐久性が高い。しかし、このような埋め込み杭は、製造施工中排出されるスラリーを処理する必要があり、環境汚染が相当激しく、既に中国外の都市建設において使用されることは比較的少なくなっている。また、埋め込み杭では、杭形成の過程で、孔壁の崩れや杭の破損が発生しやすい。例えばカルスト或いは空洞にあたった場合には、コンクリートが大量に浪費されてしまう。また、建設工事費用も高くなるため、建築コストにも大きな影響を及ぼすことになる。また、現場での打設により製造され完成されることや、長時間の自然養生が必要になることから、工場で生産できず、生産効率が低く、工期が長くなる。

鋼より線はその引張強度が比較的高く（引張強度の設計値は１３２０ＭＰａであり、最高引張強度は１９６０ＭＰａに達する）、近年、中国の企業や研究機構でも鋼より線を遠心力コンクリート杭に用いる研究が多く行なわれている。しかし、現在に至るまで実用的価値のある技術的解決手段はまだ見出されていない。例えば、実用新案登録番号ＺＬ２０１２２０５３８４５３．６（公告番号ＣＮ２０２８６５８３６Ｕ）の中国実用新案登録「鋼より線を備えた管杭鉄筋かご」には、鋼より線とプレストレスト鋼棒を組み合わせて使用する鉄筋かごが開示されている。鋼棒と鋼より線との間には引張強度に差があるため、全体に同時にプレストレスを与えると、鋼棒の低い引張強度によって緊張が抑制され、鋼より線の高い引張強度性能を発揮できない。よって、当該実用新案登録では、鋼より線は鋼棒と同等の効果しか果たさず、鋼より線が持つ高い引張強度性能を実現できていない。例えば、鋼より線の引張強度を制御基準とし、全体を同時に緊張させた場合、鋼棒は破断してしまう。また、当該実用新案登録には、プレテンション方式遠心力コンクリート杭において、具体的に鋼より線をどのように接続、固定及び緊張するのか開示されていないため、当該実用新案登録の技術は基礎杭工事において基本的に現実的な実用価値がなく、実施可能性を具備しない。

また、出願番号ＣＮ２００５１００５０２１２．１（公開番号ＣＮ１６８７５３４Ａ）の中国特許出願「プレテンション方式鋼より線プレストレストコンクリート管杭」には、プレストレスト主筋に鋼より線が採用され、エンドプレートに引張孔が設けられ、鋼より線が引張孔を貫通することで定着具が形成される、鋼より線を備えたコンクリート管杭が開示されている。しかし、当該特許出願にも、プレテンション方式遠心力コンクリート杭において、具体的にどのように鋼より線とエンドプレートとの接続及び定着を実現するかが開示されておらず、またその具体的な製造方法も開示されていない。コンクリート杭製造分野の当業者は、その事業範囲が広範に渡るため、一般に、鋼より線をどのようにプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造に使用するかを知るすべがない。また、当該特許出願に記載された技術的解決手段及び図面によると、成形後の杭体の端面には突出した定着具があるため、杭を接続することができず、その突出した定着具は杭打ち施工過程において破損しやすく、杭体のプレストレスが損なわれ、その曲げ強さやせん断抵抗性などの技術的性能が低下する。そのため、開示された技術的解決手段では製造ができず、仮に杭体を製造できたとしても、これを杭基礎工事に実際に使用できない。当該特許出願は、理論的に鋼より線をプレテンション方式遠心力コンクリート杭に用いるという概括的な技術的構想を提示したにすぎず、現実的に製造、施工することができない。

以上の記載からわかるように、現在市場で大量に使用されている、鋼棒を主筋とした遠心力プレストレストコンクリート杭及び埋め込み杭は、いずれも現在の杭基礎工事のニーズをすべて満たすことができない。また、鋼より線を主筋としたプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、目下、技術的構想にすぎない。なぜなら、鋼より線は、複数のワイヤをより合わせて作られたもので、溶接しにくく、巻きつけにくいため、鋼より線自体とエンドプレート或いはテンションプレートやアンカープレートとを確実に固定することができないからである。よって、プレテンション方式遠心力コンクリート杭において、鋼より線をどのように接続、固定するか、及び、鋼より線をどのように緊張させるかが、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造を実現するための鍵となる。しかし、今日に至るまで、国内外において、建築に実用可能な価値のある、鋼より線を主筋とした遠心力コンクリート杭はまだ実現されていない。

本発明が解決しようとする第一の技術的課題は、上述のような従来技術の欠点に対し、以下の様な、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭を提供するものである。プレテンション方式遠心力コンクリート杭は、鋼より線の接続および固定に関する課題を克服することにより、鋼より線の遠心力コンクリート杭内部の主筋への応用が可能で、現実的に実用可能な価値を持ち、遠心力コンクリート杭の曲げ強さ、せん断抵抗及び引張強度などの技術性能を大幅に向上することができる。

上述の第一の技術的課題を解決するための技術的解決手段は以下のとおりである。鋼より線を備えるプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、中空のコンクリート杭体と、コンクリート杭体内に位置する鉄筋かごと、を含む。鉄筋かごは、軸方向に配置されたプレストレスト主筋と、前記主筋の外に巻きつけられた帯筋と、杭体の端部に位置するエンドプレートと、を含む。鋼より線を備えるプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、以下の特徴を有する。

前記プレストレスト主筋は鋼より線であり、少なくとも一つのエンドプレートと、鋼より線と、は第一クリップ連結構造によって接続される。即ち、当該エンドプレートに内から外に向かって孔径が徐々に拡大する複数の円錐形孔が形成される。当該円錐形孔と鋼より線とは一対一に対応して設けられ、各円錐形孔内には複数のクリップが配置される。当該複数のクリップの内表面には歯が形成され、当該複数のクリップが組み合わされて鋼より線を固定するチャックが形成される。当該チャックの外周には前記円錐形孔と対応する円錐面が形成され、当該チャックの中心部には内歯孔が形成される。前記鋼より線は、それぞれ対応するチャックの前記内歯孔を貫通し、内歯孔により固定される。チャックの外端面は、前記エンドプレートの外端面と同一平面である又は前記エンドプレートの外端面より少し低い。

前記エンドプレートには接続に用いられる複数のねじ接続孔がさらに形成されている。

前記複数のクリップの「複数」は、二つ及び二つ以上を表す。

鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、中空のコンクリート杭体と、コンクリート杭内に位置する鉄筋かごと、を含む。鉄筋かごは、軸方向に設けられたプレストレスト主筋と、前記主筋の外に巻きつけられた帯筋と、杭体の端部に位置するエンドプレートと、を含む。

鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭は以下の特徴を有する。前記プレストレスト主筋は鋼より線であり、少なくとも一つのエンドプレートと、鋼より線と、は第二クリップ連結構造によって接続される。即ち、当該エンドプレートには複数のカウンターボアが形成され、各カウンターボア内に、外形がカウンターボアと対応するブリッジが配置される。ブリッジは、その先端に、前記カウンターボアの大孔部に嵌入する環状当接部を有する。ブリッジ内には、内から外に向かって孔径が徐々に拡大するブリッジ円錐形孔が形成される。ブリッジ円錐形孔と鋼より線とは一対一に対応して設けられ、各ブリッジ円錐形孔内に複数のクリップが配置される。各クリップの内表面には歯が形成され、当該複数のクリップが組み合わされて鋼より線を固定するチャックが形成される。当該チャックの外周には前記ブリッジ円錐形孔と対応する円錐面が形成され、チャックの中心部に内歯孔が形成される。前記鋼より線はそれぞれ対応するチャックの内歯孔を貫通し、内歯孔により固定される。チャックの外端面は前記エンドプレートの外端面と同一平面である又は前記エンドプレートの外端面より少し低い。

前記エンドプレートには接続に用いられる複数のねじ接続孔がさらに形成されている。

先のプレテンション方式遠心力コンクリート杭との相違点は、以下のとおりである。エンドプレートにブリッジが設けられ、ブリッジに円錐形孔が形成される。カウンターボアの加工は円錐形孔に比べてより簡単であり、ブリッジの円錐形孔加工はエンドキャップの円錐形孔加工に比べてより実現しやすい。また、さらに、各種性能がエンドプレートより優れた材質をブリッジに採用することができ、鋼より線とエンドプレートとを互いにより確実に固定することができる。

前記エンドプレートには、アンカープレート、テンションプレートとの接続に用いられるねじ接続孔がさらに形成されている。

各前記チャックは三つの前記クリップからなる。試験の結果、各チャックが三つのクリップからなる場合、各種指標がより良好で、鋼より線と円錐形孔との位置決めが一番確実であることが証明された。勿論、実施の際、二つのクリップからなるチャックであってもその効果は優れている。前記チャックの外周には環状溝が形成され、当該環状溝には、複数のクリップを締め付ける箍がはめられる。箍はワイヤリング或いはゴムリングでもよい。箍をはめることで、複数のクリップからなるチャックの信頼性をさらに高めることができる。

二つの前記エンドプレートと鋼より線とは、全て前記第一クリップ連結構造又は前記第二クリップ連結構造によって接続される。このようにすることで、鋼より線の両端はいずれもクリップ連結構造によりエンドプレートと確実に接続できるようになる。勿論、一つのエンドプレートだけをクリップ連結構造によって鋼より線と接続してもよい。またコンクリート杭体の他端にはエンドプレートがなくてもよく、製造にあたって、当該他端の鋼より線は、他の方式を用いて接続及び固定して製造してもよい。

本発明が解決する第二の技術的課題は、前記の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法を提供することであり、前記製造方法は以下のステップを含むことを特徴とする。
（１）鋼より線を所定の長さに切断する。
（２）鉄筋かごを製造する。
（３）鉄筋かごの各鋼より線を、エンドプレートの円錐形孔又はブリッジのブリッジ円錐形孔内のチャックに通して、エンドプレートと接続し固定する。
（４）鉄筋かごの一端のエンドプレートとアンカープレートとをボルトで固定して接続する。または、鉄筋かごの一端にエンドプレートを設けない場合は、当該一端の鋼より線は他の方式により接続及び固定する。例えば、前記クリップ連結定着具によって鋼より線を固定する場合、鉄筋かごの他端のエンドプレートとテンションプレートとをボルトで固定して接続し、テンションプレートが接続された鉄筋かごを下半部型枠の中に設置し、テンションプレートを下半部型枠の空洞に配置し、アンカープレートと下半部型枠の外端面とを合わせる。
（５）下半部型枠に材料を供給し、上半部型枠と合わせる。
（６）緊張を行う。すなわち、一端において、テンションプレートを引っ張ることにより鉄筋かご全体を緊張し、鋼より線を所定値に達するまで緊張するのと同時に、チャックを円錐形孔又はブリッジ円錐形孔の小径方向に向かって引き込むことによって、チャックを円錐形孔又はブリッジ円錐形孔と強く固定し、且つチャックの内部の内歯孔により、鋼より線を固定する。
（７）遠心成形する。
（８）蒸気養生する。
（９）型枠から外し、テンションプレート及びアンカープレートとそれぞれに対応する各エンドプレートとの接続を解除し、緊張から解放する。

当該製造方法は全体に緊張を与える方式であり、これにより前記のプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造が可能となる。当該製造方法では、各ステップが良好に関連し、製造プロセスが簡単且つスムーズで、製造コストも低い。なお、前記ステップ（５）、（６）の順序を入れ変えてもよい。

前記ステップ（６）における緊張には、支持板、スクリュー及びロックナットが使用され、前記支持板は型枠の他端面に取り付けられ、前記テンションプレートはスクリューと接続され、前記スクリューの軸部は支持板の貫通孔を貫通し、前記ロックナットは、ねじ穴とスクリューの軸部と接続されて支持板の外側に位置する。スクリューを引っ張ることによりテンションプレート、エンドプレート及び鋼より線を引っ張って、鋼より線を所定値に達するまで緊張した後、ロックナットで固定する。

テンションプレートとスクリューとは以下の構造によって接続されてもよい。前記テンションプレートにカウンターボアを形成し、前記スクリューの軸部は、鉄筋かごの内部からテンションプレートのカウンターボアを貫通した後、さらに支持板の貫通孔を貫通し、前記スクリューの頭部をテンションプレートのカウンターボアの大孔部内に嵌入する。

前記ステップの緊張には支持板、スクリュー及びロックナットが使用され、前記支持板を型枠の他端面に取り付け、前記テンションプレートにはカウンターボアが形成され、前記スクリューの軸部は、鉄筋かごの内部からテンションプレートのカウンターボアを貫通した後、支持板の貫通孔を貫通し、前記スクリューの頭部をテンションプレートのカウンターボアの大孔部内に嵌入する。前記ロックナットはねじ穴とスクリューの軸部とが接続されて支持板の外側に位置する。スクリューを引っ張ることにより、テンションプレート、エンドプレート及び鋼より線を引っ張って、上記鋼より線を所定値に達するまで緊張した後、ロックナットでしっかり固定する。

好ましくは、前記方法において、前記ステップ（６）とステップ（５）の間に、選択可能なステップとして、各鋼より線に対してプレテンションを行うステップを追加してもよい。アンカープレートにはチャックと一対一に対応する貫通孔が形成され、鋼より線を貫通孔に貫通させる。プレテンション時、センターホールジャッキの頭部をアンカープレートの貫通孔に貫通させ、チャックの外端面を支える。鋼より線をセンターホールジャッキの頭部に貫通させて、センターホールジャッキの牽引部と接続させる。センターホールジャッキの牽引部により鋼より線を引っ張り、所定値に達するまで当該鋼より線にプレテンションを行い、鋼より線を変形させる。その後、センターホールジャッキを取り外すと、鋼より線は自身の変形収縮力によって収縮すると同時に、チャックが円錐形孔又はブリッジ円錐形孔の小径方向に向かって引き込まれることによって、チャックが円錐形孔又はブリッジ円錐形孔に強く固定される。且つチャック内部の内歯孔により鋼より線が更に固定される。ステップ９の後に、エンドプレートの外に露出した鋼より線を切断し磨き、鋼より線がエンドプレートの外に露出しないようにするステップ１０を追加してもよい。

従来技術に比べて、本発明のプレテンション方式遠心力コンクリート杭が優れている点は以下のとおりである。

主筋に全て鋼より線を採用したことで、主筋の引張強度が一致し、杭体全体の性能が大幅に向上する。

鋼より線は、クリップからなるチャック及びエンドプレート内の円錐形孔によって固定される。全体に緊張を与える方式と一本の鋼より線にプレテンションを行う方式を組み合わせた方法を採用し、プレテンション時、センターホールジャッキでチャックの外端面を支え、鋼より線を内歯孔に貫通させ、外部において、センターホールジャッキの牽引部により鋼より線に対し緊張を行い、センターホールジャッキを取り外すと、鋼より線は弛緩して収縮し、鋼より線の収縮により、チャックが円錐形孔の小径方向に向かって引き込まれ、チャックが円錐形孔と強く固定される。また、チャック内部の内歯孔によって、鋼より線が更に固定される。その後、スクリューを引っ張り、全体に対し緊張を与え、所定値になるまで引っ張った後、ナットを締め、遠心成形を行い、成形が完了したら、アンカープレートとテンションプレートとを取り外し、鋼より線に対する緊張を解除する。最後に、エンドプレートの外に露出した鋼より線を切断し磨く。完成したプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、エンドプレートから突出した定着部のない実用性のある鋼より線を備えた遠心力コンクリート杭である。また、当該遠心力コンクリート杭は、鋼より線の接続、固定方式が簡単で合理的であり、作業が簡便で且つコストが低いため、鋼より線を遠心力コンクリート杭に応用することができ、工業的に利用可能な実用的価値を持つ。

本発明の遠心力コンクリート杭は、高性能の鋼より線を採用したことで、その曲げ強さ、せん断抵抗及び引張強度性能を大幅に向上させることができる。

本発明の第一実施例の概略構造図である。 図１のＡ部分の拡大図である。 図１のＢ−Ｂ方向における断面図である。 本発明の第一実施例の側面図である。 本発明の二つの実施例におけるチャックの概略立体構造図である。 本発明の二つの実施例におけるチャックの立体分解図である。 本発明第二実施例の概略構造図である。 図７のＣ部分の拡大図である。 図７のＤ−Ｄ方向における断面図である。 本発明の第二実施例の側面図である。 前記第一実施例のプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法の概略図である（上半部型枠を取り除いた状態）。 図１１のＥ部分の拡大図である。 前記第二実施例のプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法の概略図である（上半部型枠を取り除いた状態）。 図１３のＦ部分の拡大図である。 前記プレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造に用いられる型枠の概略立体構造図である。

図面と以下の実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。

図１〜図６は本発明の第一実施例を示す。

鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、中空のコンクリート杭体１及び前記コンクリート杭体１内に位置する鉄筋かごを含む。コンクリート杭体１は円形杭でも、方形杭でも、多角形杭でもよく、また様々なプレテンション方式遠心力コンクリートの異形杭であってもいい。鉄筋かごは、軸方向に配置されたプレストレスト主筋および前記主筋の外に巻きつけられる帯筋４を含む。プレストレスト主筋は鋼より線３である。帯筋４と鋼より線３とは、手動で結束して固定しても、自動結束機で結束して固定しても、或いは他の機械によって固定してもよい。また、コンクリート杭体１には、非プレストレスト鉄筋、アンカー筋、または杭輪を軸方向に配置してもよく、遠心力コンクリート杭の通常の設計であればよい。

二つのエンドプレート２と鋼より線３とは第一クリップ連結構造によって接続される。即ち、二つエンドプレート２には、内から外に向かって孔径が徐々に拡大する複数の円錐形孔２１が形成される。円錐形孔２１と鋼より線３とは一対一に対応しており、各円錐形孔内には複数のクリップ５が配置される。当該複数の各クリップの内表面には歯が形成され、当該複数のクリップ５が組み合わされてチャック６を形成する。本実施例において、各チャック６は３つの前記クリップ５からなる。複数のクリップ５からなるチャック６の外周には環状溝６３が設置されており、当該環状溝６３内には複数のクリップ５を固定するワイヤリング６４が設けられている。

当該チャック６の外周には、前記円錐形孔２１の外形と対応する円錐面６１が形成され、チャック６の中心部には内歯孔６２が形成される。鋼より線３はそれぞれ対応するチャック内の内歯孔６２を貫通する。鋼より線３に対し緊張および弛緩を行うと、鋼より線３の収縮により、鋼より線３とチャック内の内歯孔６２とが固定される。同時に、鋼より線３の収縮により、チャック６が円錐形孔２１の孔径が小さい方向に向かって引き込まれるため、チャック６と円錐形孔２１とは強く固定される。チャック６の外端面は、前記エンドプレート２の外端面と同一平面であるか又は前記エンドプレート２の外端面より少し低い。

エンドプレート２には、アンカープレート或いはテンションプレートを接続するために用いられる複数のねじ接続孔２２がさらに形成されている。

主筋には全て鋼より線３を採用する。鋼より線３は、クリップ５からなるチャック６によってエンドプレート２内の円錐形孔２１と固定される。全体に緊張を行う際、油圧ジャッキで支持板を支え、スクリューを通じてテンションプレートを引張り、所定値に達した時に、ナットを締めるのが、遠心力杭の通常の緊張方法である。全体の緊張と一本の鋼より線のプレテンションを互いに組み合わせた方式を採用した場合、一本の鋼より線に対してプレテンションを行う際、センターホールジャッキでチャック６の外端面を支え、鋼より線３を内歯孔６２に貫通させ、外部において、センターホールジャッキの牽引部によって、鋼より線３に対し緊張を行う。センターホールジャッキを取り外した後、鋼より線３は弛緩して収縮する。鋼より線３の収縮により、チャック６が円錐形孔２１の小径方向へ向かって引き込まれるため、チャック６と円錐形孔２１とが強く固定され、チャック６内部の内歯孔６２により鋼より線３が更に固定される。その後、全体に対し緊張を行い、遠心成形を行って、成形が終了したら、アンカープレートとテンションプレートとを取り外し、鋼より線３に対する緊張を解除する。最後に、エンドプレート２の外に露出した鋼より線３を切断し、磨き上げを行う。完成した遠心力コンクリート杭は、エンドプレートから突出した定着具のない、実用性のある、鋼より線を備えた遠心力コンクリート杭である。また、当該遠心力コンクリート杭は、鋼より線の接続、固定方法が簡単且つ合理的で、作業が簡便でコストが低いため、鋼より線の遠心力コンクリート杭への応用を実現でき、工業的に利用可能な実用的価値を持つ。本発明の遠心力コンクリート杭は高性能の鋼より線を採用したことで、その曲げ強さ性能、せん断抵抗性能及び引張強度性能を大幅に向上させることができる。

図５〜図１０は本発明の第二実施例を示す。

本実施例と第一実施例の相違点は、以下の通りである。二つのエンドプレート２と鋼より線３は第二クリップ方式構造によって接続される。即ち二つのエンドプレート２に複数のカウンターボア２３が形成され、各カウンターボア２３内に、カウンターボア２３に対応する外形を持つブリッジ７が配置される。ブリッジ７は、その先端に、カウンターボア２３の大孔部に嵌入する環状当接部７１を有する。ブリッジ７内には、内から外に向かって孔径が徐々に拡大するブリッジ円錐形孔７２が形成される。ブリッジ円錐形孔７２と鋼より線３とは一対一に対応しており、各ブリッジ円錐形孔７２内には複数のクリップ５が配置される。各クリップ５の内表面には歯５１が形成され、当該複数のクリップ５が組み合わされてチャック６が形成される。当該チャック６の外周には外形が前記ブリッジ円錐形孔７２と対応する円錐面６１が形成され、チャック６の中心部に内歯孔６２が形成される。鋼より線３はそれぞれ対応するチャック６の内歯孔６２を貫通する。鋼より線３に対し緊張と弛緩を行うと、鋼より線３の収縮により、鋼より線３とチャックの内歯孔６２とが固定される。鋼より線３の収縮により、チャック６がブリッジ円錐形孔７２の小径方向に向かって引き込まれるため、チャック６とブリッジ円錐形孔７２とは強く固定される。同時に、さらにブリッジ７が後方へ動かされ、ブリッジ７の環状当接部７１とカウンターボア２３との大孔部底面が密接に結合する。チャック６の外端面は、前記エンドプレート２の外端面と同一平面である、又は前記エンドプレート２の外端面より少し低い。

主筋には全て鋼より線３を採用する。鋼より線３は、クリップ５からなるチャック６によりエンドプレート２内のブリッジ円錐形孔７２と固定される。全体に緊張を行う場合、油圧ジャッキで支持板を支えた後、スクリューを通じてテンションプレートを引張り、所定値に達した際、ナットを締めるのが、遠心力杭の通常の緊張方法である。全体の緊張と一本の鋼より線のプレテンションを互いに組み合わせた方式を採用した場合、一本の鋼より線に対しプレテンションを行なう際、センターホールジャッキでチャック６の外端面を支え、鋼より線３を内歯孔６２に貫通させ、外部において、センターホールジャッキの牽引部によって、鋼より線３に対し緊張を行う。センターホールジャッキを取り外した後、鋼より線３は弛緩して収縮する。鋼より線３の収縮により、チャック６がブリッジ円錐形孔７２の小径方向へ向かって引きこまれるため、チャック６とブリッジ円錐形孔７２とが強く固定され、チャック６内部の内歯孔６２により鋼より線３が更に固定される。同時に、鋼より線３の収縮によりブリッジ７が後方へ動かされ、ブリッジ７の環状当接部７１とカウンターボア２３の大孔部底面とが密接に結合する。その後、全体に対し緊張を行い、遠心成形を行って、成形が終了したら、アンカープレートとテンションプレートとを取り外し、鋼より線３に対する緊張を解除する。最後に、エンドプレート２の外に露出した鋼より線３を切断し、磨き上げを行う。完成したプレテンション方式遠心力コンクリート杭は、エンドプレートから突出した定着具のない、実用性のある、鋼より線を備えた遠心力コンクリート杭である。また、当該遠心力コンクリート杭は、鋼より線の接続、固定方法が簡単且つ合理的で、作業が簡便でコストが低いため、鋼より線の遠心力コンクリート杭への応用を実現でき、工業的に利用可能な実用的価値を持つ。本発明の遠心力コンクリート杭は高性能の鋼より線を採用したことで、その曲げ強さ、せん断抵抗及び引張強度性能を大幅に向上させることができる。

本発明の鋼より線を備えた遠心力コンクリート杭は電柱の柱体として使用してもよく、電信基地、風力発電システムの地上における支柱として使用してもよい。また、他の地面工事の支持体としても使用でき、その応用範囲は極めて広い。

図１１〜１５は、前記の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法を示し、以下のステップを含む。
（１）鋼より線３を所定の長さに切断する。
（２）鉄筋かごを製造する。
（３）鉄筋かごの各鋼より線３を、エンドプレートの円錐形孔２１又はブリッジのブリッジ円錐形孔７２内のチャック６に通して、エンドプレート２と接続し固定する。
（４）鉄筋かごの一端のエンドプレート２とアンカープレート８とをボルト１４で固定して接続し、他端のエンドプレート２とテンションプレート１０とをボルトで固定して接続し、テンションプレート１０が接続された鉄筋かごを下半部型枠９ａの中に設置し、テンションプレート１０を下半部型９ａの空洞に配置し、アンカープレート８と下半部型枠９ａの外端面とを合わせる。
（５）下半部型枠９ａに材料を供給し、上半部型枠９ｂと合わせる。
（６）緊張を行う。すなわち、一端において、テンションプレート１０を引っ張ることにより、鉄筋かご全体を緊張し、鋼より線３を所定値に達するまで緊張すると同時に、チャック６を、円錐形孔２１又はブリッジ円錐形孔７２の小径方向に向かって引き込むことによって、チャック６と円錐形孔２１又はブリッジ円錐形孔７２と強く固定し、且つチャックの内部の内歯孔６２により、鋼より線を固定する。
（７）遠心成形する。
（８）蒸気養生する。
（９）型枠から外し、テンションプレート１０及びアンカープレート８と、それぞれに対応する各エンドプレートとの接続を解除し、緊張から解放する。

前記ステップ（６）における緊張では、支持板１１、スクリュー１２及びロックナット１３が使用され、支持板１１は型枠の他端面に取り付けられ、テンションプレート８にはカウンターボア８１が形成され、スクリュー１２の軸部はテンションプレート８のカウンターボア８１を貫通した後、さらに支持板１１上の貫通孔を貫通する。スクリュー１２の頭部はテンションプレート１０のカウンターボア１０１の大孔部内に嵌入される。前記ロックナット１３は、ねじ穴がスクリュー１２の軸部と接続され、支持板１１の外側に位置する。スクリュー１２を引っ張ることにより、テンションプレート８、エンドプレート及び鋼より線３をさらに引っ張り、上記の鋼より線３が所定値に達するまで緊張した後、ロックナット１３で固定する。

ステップ（６）とステップ（５）の間に、各鋼より線に対してプレテンションを行うステップを選択可能的なステップとして追加してもよい。アンカープレート８にチャック６と一対一に対応する貫通孔８１を形成し、鋼より線３を貫通孔８１に貫通させる。プレテンション時に、センターホールジャッキ１５の頭部をアンカープレート８の貫通孔８１に貫通させ、チャック６の外端面を支える。鋼より線３はセンターホールジャッキ１５の頭部を貫通し、センターホールジャッキ１５の牽引部と接続される。センターホールジャッキ１５の牽引部は図示しないが、センターホールジャッキの通常の構造である。センターホールジャッキ１５の牽引部が鋼より線３を引っ張り、所定値に達するまで鋼より線３にプレテンションを行い、鋼より線３を変形させる。その後、センターホールジャッキ１５を取り外すと、鋼より線３が自身の変形収縮力によって収縮すると同時に、チャック６が円錐形孔２１又はブリッジ円錐形孔７２の小径方向に向かって引き込まれるため、チャック６と円錐形孔２１又はブリッジ円錐形孔７２とが強く固定される。且つ、チャック６の内歯孔６２によって鋼より線３が更に固定される。ステップ（９）の後に、エンドプレート２の外に露出した鋼より線３を切断して磨き、鋼より線３がエンドプレート２の外に露出しないようにするステップ（１０）を追加してもよい。

ＣＮ２０２８６５８３６Ｕ ＣＮ１６８７５３４Ａ

Claims (10)

1. 中空のコンクリート杭体（１）と、前記コンクリート杭体（１）内に位置する鉄筋かごとを含み、前記鉄筋かごは、軸方向に配置されたプレストレスト主筋、前記主筋の外部に巻きつけられた帯筋（４）、及び前記コンクリート杭体（１）の端部に位置するエンドプレート（２）を含む、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭であって、
   前記プレストレスト主筋は、鋼より線（３）であり、
   少なくとも一つのエンドプレート（２）と、前記鋼より線（３）とは、
   前記エンドプレート（２）には内から外に向かって孔径が徐々に拡大する複数の円錐形孔（２１）が形成され、
   各前記円錐形孔（２１）と各前記鋼より線（３）とは一対一に対応して設けられ、
   各前記円錐形孔（２１）内に複数のクリップ（５）が配置され、
   各前記クリップ（５）の内表面には歯（５１）が形成され、
   前記複数のクリップ（５）が組み合わされて前記鋼より線（３）を固定するチャック（６）が形成され、
   前記チャック（６）の外周には前記円錐形孔（２１）と対応する円錐面（６１）が形成され、
   前記チャック（６）の中心部には内歯孔（６２）が形成され、
   前記鋼より線（３）は、それぞれ対応する前記チャックの前記内歯孔（６２）を貫通し、前記内歯孔（６２）により固定され、
   前記チャック（６）の外端面は、前記エンドプレート（２）の外端面と同一平面である又は前記エンドプレート（２）の外端面より少し低い、
   第一クリップ連結構造によって接続され、
   前記エンドプレート（２）には、接続に用いられる複数のねじ接続孔（２２）がさらに形成されている、
   ことを特徴とする、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
2. 各前記チャック（６）は、三つの前記クリップ（５）からなり、
   各前記チャック（６）の外周には環状溝（６３）が形成され、前記環状溝（６３）内に、複数の前記クリップ（５）を固定する箍（６４）が嵌められることを特徴とする、
   請求項１に記載の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
3. 二つの前記エンドプレート（２）が、共に前記鋼より線（３）と前記第一クリップ連結構造によって接続されることを特徴とする、
   請求項１に記載の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
4. 中空のコンクリート杭体（１）と、前記コンクリート杭体（１）内に位置する鉄筋かごとを含み、前記鉄筋かごは、軸方向に配置されるプレストレスト主筋、前記主筋の外部に巻きつけられた帯筋（４）、及び前記コンクリート杭体（１）の端部に位置するエンドプレート（２）を含む、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭であって、
   前記プレストレスト主筋は、鋼より線（３）であり、
   少なくとも一つのエンドプレート（２）と、前記鋼より線（３）とは、
   前記エンドプレート（２）に複数のカウンターボア（２３）が形成され、
   各前記カウンターボア（２３）内に、外形が前記カウンターボア（２３）と対応するブリッジ（７）が配置され、
   前記ブリッジ（７）は、その先端に、前記カウンターボア（２３）の大孔部内に嵌入する環状当接部（７１）を有し、
   前記ブリッジ（７）内には内から外に向かって孔径が徐々に拡大するブリッジ円錐形孔（７２）が形成され、
   各前記ブリッジ円錐形孔（７２）と各前記鋼より線（３）とは一対一に対応して設けられ、
   各前記ブリッジ円錐形孔（７２）内に複数のクリップ（５）が配置され、
   各前記クリップ（５）の内表面には歯（５１）が形成され、
   前記複数のクリップ（５）が組み合わされて前記鋼より線（３）を固定するチャック（６）が形成され、
   前記チャック（６）の外周には前記ブリッジ円錐形孔（７２）と対応する円錐面（６１）が形成され、
   前記チャック（６）の中心部には内歯孔（６２）が形成され、
   前記鋼より線（３）は、それぞれ対応する前記チャックの前記内歯孔（６２）を貫通し、前記内歯孔（６２）により固定され、
   前記チャック（６）の外端面は、前記エンドプレート（２）の外端面と同一平面である又は前記エンドプレート（２）の外端面より少し低い、
   第二クリップ連結構造によって接続され、
   前記エンドプレート（２）には、接続に用いられる複数のねじ接続孔（２２）がさらに形成されている、
   ことを特徴とする、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
5. 前記チャック（６）は、三つの前記クリップ（５）からなり、
   前記チャック（６）の外周には環状溝（６３）が形成され、前記環状溝（６３）内に複数の前記クリップ（５）を固定する箍（６４）が嵌められることを特徴とする、
   請求項４に記載の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
6. 二つの前記エンドプレート（２）が、共に前記鋼より線（３）と前記第二クリップ連結構造によって接続されることを特徴とする、
   請求項４に記載の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法であって、
   １．鋼より線（３）を所定の長さに切断するステップと、
   ２．鉄筋かごを製造するステップと、
   ３．前記鉄筋かごの各前記鋼より線（３）を、前記エンドプレートの円錐形孔（２１）又はブリッジのブリッジ円錐形孔（７２）内に配置された前記チャック（６）に通して、前記エンドプレートと接続し固定するステップと、
   ４．前記鉄筋かごの一端の前記エンドプレート（２）とアンカープレート（８）とをボルト（１４）で固定して接続し、前記鉄筋かごの他端の前記エンドプレート（２）とテンションプレート（１０）とをボルトで固定して接続し、前記テンションプレート（１０）が接続された前記鉄筋かごを下半部型枠（９ａ）の中に設置し、前記テンションプレート（１０）を前記下半部型枠（９ａ）の空洞に配置し、前記アンカープレート（８）と前記下半部型枠（９ａ）の外端面とを合わせるステップと、
   ５．前記下半部型枠（９ａ）に材料を供給し、上半部型枠（９ｂ）と合わせるステップと、
   ６．一端において前記テンションプレート（１０）を引っ張ることにより、前記鉄筋かご全体を緊張し、前記鋼より線（３）を所定値に達するまで緊張すると同時に、前記チャック（６）を、前記円錐形孔（２１）又は前記ブリッジ円錐形孔（７２）の小径方向に向かって引き込むことによって、前記チャック（６）を前記円錐形孔（２１）又は前記ブリッジ円錐形孔（７２）と強く固定し、且つ前記チャックの内部の前記内歯孔（６２）により、前記鋼より線（３）を固定する、緊張ステップと、
   ７．遠心成形ステップと、
   ８．蒸気養生ステップと、
   ９．型枠から外し、前記テンションプレート（１０）及び前記アンカープレート（８）とそれぞれに対応する各前記エンドプレート（２）との接続を解除するステップと、
   を含むことを特徴とする、鋼より線を備えたプレテンション方式遠心力コンクリート杭の製造方法。
8. 前記ステップ６の前記緊張ステップでは、支持板（１１）、スクリュー（１２）及びロックナット（１３）が使用され、前記支持板（１１）は型枠の他端面に取り付けられ、前記テンションプレート（１０）は前記スクリュー（１２）と接続され、前記スクリュー（１２）の軸部は前記支持板（１１）の貫通孔を貫通し、前記ロックナット（１３）は、ねじ穴が前記スクリュー（１２）の軸部と接続されて前記支持板（１１）の外側に位置し、前記スクリュー（１２）を引っ張ることにより前記テンションプレート（１０）、前記エンドプレート及び前記鋼より線（３）を引っ張って、前記鋼より線（３）を前記所定値に達するまで緊張した後、前記ロックナット（１３）で固定することを特徴とする、
   請求項７に記載の製造方法。
9. 前記テンションプレート（１０）にはカウンターボア（８１）が形成され、前記スクリュー（１２）の軸部は前記鉄筋かごの内部から前記テンションプレートのカウンターボア（８１）を貫通した後、前記支持板（１１）の貫通孔を貫通し、前記スクリュー（１２）の頭部を前記テンションプレート（１０）のカウンターボア（１０１）の大孔部内に嵌入することを特徴とする、
   請求項８に記載の製造方法。
10. 前記ステップ６と前記ステップ５の間に、各前記鋼より線に対してプレテンションを行うプレテンションステップであって、前記アンカープレート（８）には前記チャック（６）と一対一に対応する貫通孔（８１）が形成され、前記鋼より線（３）を前記貫通孔に貫通させ、プレテンション時に、センターホールジャッキ（１５）の頭部を前記アンカープレート（８）の前記貫通孔（８１）に貫通させて前記チャック（６）の外端面を支え、前記鋼より線（３）を前記センターホールジャッキ（１５）の頭部に貫通させて前記センターホールジャッキ（１５）の牽引部と接続させ、前記センターホールジャッキ（１５）の牽引部により前記鋼より線（３）を引っ張り、所定値に達するまで前記鋼より線にプレテンションを行い、前記鋼より線を変形させた後、前記センターホールジャッキ（１５）を取り外し、前記鋼より線（３）が自身の変形収縮力によって収縮すると同時に、前記チャックが前記円錐形孔（２１）又は前記ブリッジ円錐形孔（７２）の小径方向に向かって引き込まれることによって、前記チャック（６）が前記円錐形孔（２１）又は前記ブリッジ円錐形孔（７２）に強く固定され、且つ前記チャック（６）の内部の前記内歯孔（６２）により、前記鋼より線（３）が更に固定されるステップを追加し、
    前記ステップ９の後に、前記エンドプレート（２）の外に露出した前記鋼より線（３）を切断して磨き、前記鋼より線（３）が前記エンドプレート（２）の外に露出しないようにするステップ１０を追加することを特徴とする、
    請求項７に記載の製造方法。

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