JP3585470B2 - プレキャストｐｃ部材及びその製造方法並びに該部材と他部材との接合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレテンション方式によって製造されるプレキャストＰＣ部材およびその製造方法並びに該ＰＣ部材と他部材との接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、構造物の杭基礎として使用されるＰＣパイル、ＰＣ電柱、コンクリートトラス橋の斜材等は、プレキャストＰＣ部材として細長いことが特徴である。
【０００３】
このようなＰＣ部材を製造する場合は、コンクリートの投入された型枠を回転し、遠心力締固めすることによって成形する製造方法に適している。また、このような部材をプレストレストコンクリート構造とするための方法として、公開特許公報平９−４９２３０等により公表されている。
【０００４】
このようなＰＣ部材の製造方法は、原理的には、図１４に示すような装置を使用した方法であり、同図を参照して説明すると、側型枠３０の両端部外枠３１，３２の内側に設けられた両端板３３，３４にＰＣ鋼材３５を係止し、緊張端端部外枠３２にジャッキ反力をとりつつ、ジャッキ３６を伸長状態から短縮してＰＣ鋼材３５を緊張し、次に、側枠３０内にコンクリート２を投入し、養生後、コンクリート２が所定の強度に達した後、ジャッキ３６を解放して、コンクリート２にプレストレスを導入して、例えば、ＰＣパイル等のプレキャストＰＣ部材４０が製造される。
【０００５】
こうして製造されたＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材４０は、例えば、図１５（ａ）に示すように、コンクリートトラス橋３７の引張斜材３８等に使用され、格点部材３９と引張斜材（ＰＣパイル４０）３８を接続する場合には、図１５（ｂ）に示すように、ＰＣパイル４０端部に予め鋼製フランジ４１を取り付けておき、格点ブロックコンクリートからなる格点部材３９にボルト締めするのが一般的である。
【０００６】
このような、従来のプレテンション方式ＰＣ部材の特徴としては、工場等でコンクリートを打設後、コンクリートが所要の強度を発現後、直ちに部材端部のジャッキを解放してＰＣ鋼材の緊張を解放して、コンクリートにプレストレスを導入し、部材の引張り強度を最大に高めている点に特徴がある。
【０００７】
このように、従来のプレキャストＰＣ部材には、ＰＣ鋼材によってプレキャストＰＣ部材の引張り強度を高める点は示されているが、しかし、そのＰＣ鋼材によって他の部材を接合し、しかも他のコンクリート部材にもプレストレスを導入できるようにした点については示唆あるいは開示はされていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のプレキャストＰＣ部材４０の遠心力成形方法による製造方法およびプレキャストＰＣ部材４０には、以下の（１）〜（４）のような問題点が明らかになった。
【０００９】
（１）プレキャストＰＣ部材４０の端部に接合されるコンクリート部材にプレストレスを導入して接合できる手段を備えていないプレキャストＰＣ部材４０となり、接合手段を別個に付属させると構造が複雑になると共にコストが高くなる。
【００１０】
（２）すべてのＰＣ鋼材を型枠に反力をとって緊張配置させなければならない製造装置による製造方法であるので、使用するＰＣ鋼材が限定され、ＰＣ鋼材の自由度が低い。
【００１１】
（３）前記（１）に加えてさらに、ＰＣ部材４０そのもの自身には、構造的に、他のコンクリート部材（例えば、格点部材３９）を取付ける部品が付属していないので、他のコンクリート部材との接合は、ＰＣ部材４０にフランジ４１を設けて、ボルトまたはナット４２によって一体化する方法しかなく、他のコンクリート部材にプレストレスを導入し、頑強にＰＣ部材４０と他のコンクリートとをー体化することができなかった。
【００１２】
（４）ＰＣパイルからなるＰＣ部材４０と他のコンクリートを接合する場合には、予めＰＣパイル４０の製造工場等で仮組みし、他のコンクリートを打設し、製造しなければならず作業が繁雑であった。
【００１３】
本発明は、中実のＰＣ鋼材によってプレキャストＰＣ部材自身の引張り強度を高める点の利点を生かしつつ、中空ＰＣ鋼材によって、プレキャストＰＣ部材自身と他の部材の接合を可能にし、しかも他のコンクリート部材にもプレストレスを導入できるようにしたプレキャストＰＣ部材およびその製造方法並びに該部材と他部材との接合方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【問題を解決するための手段】
前記の問題を解決するため、以下のようなプレキャストＰＣ部材および該部材の製造装方法並びにその製造方法を提供する。
【００１５】
請求項１のプレキャストＰＣ部材においては、プレキャストＰＣ部材断面内に、緊張されたＰＣ鋼材の中間部が埋め込まれていると共に、前記ＰＣ鋼材の両端部がプレキャストＰＣ部材本体に定着されてプレキャストＰＣ部材本体にプレストレスが付与されているプレキャストＰＣ部材３において、前記ＰＣ鋼材とは別個に前記プレキャストＰＣ部材３の一端部または両端部の断面内に、予め緊張された接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１の先端側が埋め込み配置され、前記装置４は、中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒２５（６，２４）が挿入され、その反力ＰＣ鋼棒２５に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその緊張力の解放によりコンクリートに対するプレストレス力が付与されるように構成され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパ１９を備えた支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８とによって前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持され、さらに、前記装置４の基端部が、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部より外側に延長するように配置され、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部９より外側に延長するように配置された部分１０により、前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持された接合部が構成されていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載のプレキャストＰＣ部材において、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部内側に雌ねじ孔２６が設けられ、前記雌ねじ孔２６に雄ねじ部材からなるエンドホルダー８が設けられ、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部外側に雄ねじ部１４が設けられ、前記雄ねじ部１４に着脱自在にアンカー部材２７が螺合されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載のプレキャストＰＣ部材において、複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４が前記プレキャストＰＣ部材３に設けられ、前記複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における前記外側に延長するように配置された部分１０の接合部の長さＬを、同一の長さまたは異なる長さとしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４のプレキャストＰＣ部材の製造方法においては、中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒２５（６，２４）が挿入され、この反力ＰＣ鋼棒２５に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその解放によるコンクリート２に対するプレストレス力が付与され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパー１９を有する支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８によって中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持されている接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を使用したプレキャストＰＣ部材３の製造方法において、型枠の対向する端部間にわたって配置されるＰＣ鋼材とは別個に、型枠内に前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側を配置すると共に、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端側を、前記型枠の端部より外側に所要の接続長を有するように配置すると共に、型枠に反力をとるようにして緊張されたＰＣ鋼材３５の中間部が前記型枠内に配置され、次いで、前記型枠内にコンクリート５２を投入し、プレキャスト部材を製造することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明においては、請求項４の発明において、前記型枠を回転駆動ローラ１１にて所定の速度で回転し、遠心成形することを特徴とする。
【００２０】
請求項６のプレキャストＰＣ部材と他部材との接合方法においては、請求項１〜３のいずれかに記載のプレキャストＰＣ部材３または請求項４または請求項５の製造方法によって製造されたプレキャストＰＣ部材３を、コンクリート構造物を築造すべく所定位置に配置した後、前記プレキャストＰＣ部材本体の外側に延長した部分１０を埋め込むように他のコンクリート部材用のコンクリートを打設し、そのコンクリートが所定の強度を発現した後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるストッパ１９を備えた支承筒７における前記ストッパー１９を回転して緩めて、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材の両部材にプレストレスを導入し、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材とからなるコンクリート構造物を一体化することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
従来のプレテンション方式ＰＣ部材は、工場等でコンクリートを打設後、コンクリートが所要の強度を発現後、直ちに部材端部のジャッキを解放し、コンクリートにプレストレスを導入するものであるが、本発明のプレキャストＰＣ部材単体には、コンクリートにプレストレスを与えている状態のＰＣ鋼材とコンクリートにプレストレスを与えていない接合用のコンクリート用プレストレス導入装置４とを備えている。本発明も接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４には、プレテンション方式によってプレテンションを与えてプレキャストＰＣ部材を製造するが、プレキャストＰＣ部材のコンクリートに中空ＰＣ鋼棒の緊張解放によりプレストレス力を与えることなく、ＰＣ構造物の架設現場にプレキャストＰＣ部材３を搬入後、構造物の所定位置に配置し、接続する他のコンクリート部材のコンクリートを打設後、予めプレストレス力を与えられている接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を解放して、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材とに同時にプレストレスを与えて、二つの部材等を強固に接続することに大きな相違点がある。
【００２２】
さらに詳細に説明すると、本発明のプレテンション方式プレキャストＰＣ部材３は、工場で製造され出荷時点では、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼材にプレストレス力（引張力）が導入されているが、プレキャストＰＣ部材３におけるコンクリート本体部分には、まだプレストレスが導入されない状態にある。この状態でトレーラー等を使用し、トレーラー等の上に支持台を取り付け、プレキャストＰＣ部材３を支持台上に載荷して建設現場まで運搬する。
【００２３】
その際、ＰＣパイル３等のプレキャストＰＣ部材３とした場合には、ＰＣパイル３に曲げが作用するが、該プレキャストＰＣ部材３は、緊張定着されている中実のＰＣ鋼棒３５と、中空ＰＣ鋼棒１とその中に挿入されているＰＣ鋼棒（中空ＰＣ鋼棒とほぼ同等の強度を有する）６が共同して鉄筋としての補強耐力を有しているので、曲げひび割れが生ずる心配はない。
【００２４】
また、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材（場所打ちコンクリートによる部材）は、現場でコンクリートを打設し、所定の強度を発現後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４のストッパー１９をレンチ等で回転して緩めることにより、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材に同時にプレストレスが導入されるので、この時点でプレキャストＰＣ部材３と接合されたコンクリート部材とからなるコンクリート構造物は、プレストレス構造となり、ボルトや鉄筋で接合する方法に比べより強固に接合することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態のプレキャストＰＣ部材およびその構造を示したものであり、図１（ａ）は全体を示す側面図、図１（ｂ）は拡大した一部切欠縦断側面図、図２（ａ）は図１ｂの左端部（異径ホルダー側）を拡大して示す縦断側面図、図３（ａ）は図２の（ｂ）のＡ―Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２ｂのＢ−Ｂ線断面図、図４はコンクリート用プレストレス導入装置の右端部（エンドホルダー側）と、異径ホルダー側を拡大して示す一部縦断側面図である。図５は、ＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を遠心力成形する場合の、本発明の製造方法の一実施形態を示す縦断側面図である。
【００２６】
以下、図１〜図５、特に図５を参照しながら、ＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３の製造方法の一実施形態について詳細に述べる。
【００２７】
ＰＣパイル等のプレキャストＰＣ部材製造装置近くのヤード上で、本発明において使用する接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（分解・組立が自在なユニット化されたもので、その詳細構造は後記する。）を挿通させるために、ＰＣ鋼材用透孔１１およびＰＣ鋼材３５を挿通させるためのＰＣ鋼材用透孔３５ａを設けた２枚の鋼製キャップ１２，１３を用意し、間隔をおいて平行に配置する。
【００２８】
前記の鋼製キャップ１２，１３は、断面溝形の鋼製キャップであり、一方の鋼製キャップ１２には、その溝底板中心部にモルタル注入管５１を挿入するための透孔が設けられ、また各鋼製キャップ１２，１３の溝底板１２ａ，１３ａには、等角度間隔をおいて複数（図示の場合には４つ）のＰＣ鋼材挿通用透孔１１が設けられ、また、前記ＰＣ鋼材挿通用透孔１１よりも小径のＰＣ鋼材挿通用透孔３５ａが，周方向の前記透孔１１の間において、等角度間隔を置いて設けられている。
【００２９】
次に、前記のＰＣ鋼材挿通用透孔１１，３５ａに前記のＰＣ鋼材３５および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を挿通して装着することになるが、ここで、本発明において使用する接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の構造について、図２〜図４を参照して説明する。特に図４には、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の両端部の構造が示され、中間部は一定形状で変化がない形態であるので、図４を参照して説明する。
【００３０】
この接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、中空ＰＣ鋼棒１を使用したコンクリート用プレストレス力導入装置の一形態であり、コンクリートにプレストレス導入後、中空ＰＣ鋼棒１内に配置された反力ＰＣ鋼棒６をノンプル方式にして（引き抜かない方式にして）、そのまま中空ＰＣ鋼棒１内に残存する（据え置く）方式とした形態であり、反力ＰＣ鋼棒６を引き抜く場合に比べてコストの面で有利とした形態である。
【００３１】
鋼製中空ＰＣ鋼棒本体１ａの長手方向の先端部外側に雄ねじ部１４を有すると共に、基端部（後端部）外側に雄ねじ部１５を有する中空ＰＣ鋼棒１における前記雄ねじ部１５に、先端部に小径雌ねじ孔１６と基端部に大径雌ねじ孔１７の２つの異径雌ねじ孔を有し、かつ六角形等の回動工具係合用外面１８を備えている異径ホルダーからなる支承筒７における先端部の雌ねじ孔１６が螺合連結されている。
【００３２】
前記支承筒７の基端部の雌ねじ孔１７に、鋼製筒状の環状係止片からなるストッパー１９の先端雄ねじ部２０が螺合され、前記ストッパー１９の基端部（後端部）外側には、六角形等の回動工具係合用外面２１が形成され、前記ストッパー１９の前端部には、前記支承筒７の内部に配置され、先端部に凹部２２を有する押圧係止片２３の後端面が係合され、前記押圧係止片２３の前端部の凹部２２には、中空ＰＣ鋼棒１内に一端側が挿入され、かつ他端側が前記中空ＰＣ鋼棒１の後端部から突出するように配置された短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の後端部が嵌合され、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の前端部には、前記中空ＰＣ鋼棒１内に全体が収納された状態で配置されるノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の後端部が当接されている。この実施形態においては、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４と前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６とにより、押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５が構成されている。
【００３３】
前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部内側の雌ねじ孔２６に雄ねじ部材からなるエンドホルダー８が螺合され、また、中空ＰＣ鋼棒１の先端部外側の雄ねじ部１４にナット等からなるアンカー部材２７が着脱自在に螺合固定され、前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の先端部は前記エンドホルダー８の後端面に当接されている。また、中空ＰＣ鋼棒１の後端側の雄ねじ部１５の中間部には、ナット等からなるアンカー部材２８が螺合されている。
【００３４】
前記のような、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入する場合は、図示を省略して簡単に説明すると、前記アンカー材２８を枠形フレームに支承させるように、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を前記枠形フレームに配置して、枠形フレームに装着された液圧ジャッキを利用して、そのジャッキの可動ピストンの先端部に係合され、ストッパー１９の中央中空部に挿入される押し込み鋼棒により押圧係止片２３を前記中空ＰＣ鋼棒１に向かって移動するように押圧し、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４およびノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６を中空ＰＣ鋼棒１内に押し込むように圧縮力を導入した後、その状態においてフリーになっている前記支承筒７またはストッパー１９を前記押圧係止片２３に向かって接近する方向（図４の右方向）に回転させて、前記ストッパー１９を前進移動して、ストッパー１９の前端部を押し込み係止片２３に係合させ、枠形フレームから分離させると、前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入させることができる。なお、前記アンカー部材２７を取外しても中空ＰＣ鋼棒１の緊張力が保持される構造とされている。
【００３５】
この第１実施形態の場合には、前記支承筒７を中空ＰＣ鋼棒１から取り外し、接合用コンクリートの硬化した後に硬化し、中空ＰＣ鋼棒１とノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の一体性を高め、コンクリート部材相互の終局耐力を向上させるため、適宜遅延剤を硬化型接着剤に混合させてなる経時硬化型の合成樹脂製接着剤からなる接着兼用防錆材４３が中空ＰＣ鋼棒１の端部開口部から予めあるいは適宜の時期に注入充填されると共に、前記中空ＰＣ鋼棒１の奥側に配置される前記中空ＰＣ鋼棒１の長さ寸法よりも短い長尺のノンプル用反力ＰＣ鋼棒６が挿入され、次に、これに直列に係合される短寸の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４がノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６と直列に、かつ中空ＰＣ鋼棒１の入り口側の開口端部から所定の押し込み量以上を突出するように配置した後に、支承筒７を中空ＰＣ鋼棒１の後端部雄ねじ部１５に螺合させ、かつストッパー１９を支承筒７の後部に螺合させた状態で中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入して釣り合わせるとよい。
【００３６】
この実施形態においては、長尺のノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６と短尺撤去用反力ＰＣ鋼棒２４との長短２本のＰＣ鋼棒により、中空ＰＣ鋼棒１内に配置される押し込み用反力ＰＣ鋼材２５が構成され、前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の寸法と撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の寸法の和が前記中空ＰＣ鋼棒１の寸法よりも長く構成し、前記中空ＰＣ鋼棒１の後端部外側に、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４が突出するように構成されている。この突出した寸法が、ジャッキにより間接的に押し込むことができるプレストレス量の最大値になる形態である。このように、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、機械的に分解または組立が自在な装置である。
【００３７】
前記のように、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に所定の緊張力が予め導入された複数の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（図示の場合は、左右各４本の計８本）を使用し、そして、図５，図２および図３を参照しながらさらに説明すると、中実の鋼棒からなる複数（図示の場合は、合計２０本）のＰＣ鋼材３５の右端側から、左端の鋼製キャップ１３，中間部のスパイラル鉄筋４４および右端の鋼製キャップ１２の順にセットされ、左側のコンクリート用プレストレス導入装置４および右側のコンクリート用プレストレス導入装置４は各鋼製キャップ１２，１３が設置される時点あるいは最後に装着される。
【００３８】
また、全ての接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるエンドホルダー８側のアンカー部材２７を取り外し、各接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（ユニット）の先端側から、鋼製キャップ１２，１３に、セットされる。
【００３９】
すなわち、まず、ヤード上において、各ＰＣ鋼材３５の右端部から左端部に配置される鋼製キャップ１３の各透孔３５ａを通過させる。そして、前記鋼製キャップ１３が後端部（図５の左端）の所定の位置まで移動させる。また、コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部を鋼製キャップ１３の外側からＰＣ鋼材挿通用透孔１１に挿通し、しかもそのキャップ１３の外側に、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端部側（後端部）が所定の接続長Ｌを確保するようにコンクリート用プレストレス導入装置４を所定の位置まで挿し込む。前記の接続長は、コンクリート用プレストレス導入装置４におけるプレキャストＰＣ部材本体端部から突出する部分のうち、コンクリート部材へのプレストレス導入が可能な部分であり、支承筒７の先端面までである。
【００４０】
次に、プレキャストＰＣ部材として完成される断面内に配置するスパイラル筋４４を、前記各ＰＣ鋼材３５および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側を囲むように、そのＰＣ鋼材３５の中間部および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部に、所定の長さにわたり螺旋状に配置する。
【００４１】
次に、先端部（図の右端部）側に位置する鋼製キャップ１２の各透孔３５ａに各ＰＣ鋼棒３５を挿通して所定の位置に移動させる。また、鋼製キャップ１２の外側から右側配置の各コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部を挿通して、鋼製キャップ１２の外面から、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端部が所定の距離離れて、接続長Ｌを確保する様にして全ての接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を右端の鋼製キャップ１２から所定の接続長を確保するように挿入した後、左右の各コンクリート用プレストレス導入装置４に前記アンカー部材２７を螺着する。また鋼製キャップ１２の外側部分における各ＰＣ鋼材３５の端部雄ねじ部にはナット６０を螺合しておくと共にカプラー６１の一端側を螺合する。なお、図示を省略するが、前記各鋼製キャップ１２，１３とスパイラル筋４４とＰＣ鋼材３５および各接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は番線等により結束されて、一体ユニット化される。
【００４２】
前記の各接続長Ｌは、鋼製キャップ１２，１３より外側に延長するように配置された部分１０のうちで、周囲にコンクリートを打設した場合に、そのコンクリートとの付着がとれる部分（接合部）であり、特に付着が図れる部分のうちでも、鋼製キャップ１２および鋼製キャップ１３と各アンカー部材２７との間の部分は、周囲のコンクリートに圧縮力を充分導入できる部分であるので、重要な部分である。
【００４３】
このようにして、組み立てられて、ユニット化されたＰＣパイル補強材ユニット（各鋼製キャップ１２，１３とＰＣ鋼棒３５と接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４とスパイラル筋を結束したもの）からなるＰＣ部材補強材ユニット４５をクレーン等でＰＣパイル製造位置まで運び、２つ割りに作られている下半分の側型枠２９ａの中に配置する。前記の側型枠２９ａには、引張用可動支圧板６２を備えた緊張装置６３を備えており、前記引張用可動支圧板６２におけるＰＣ鋼材挿通用透孔６２ａに、鋼製キャップ１３の外側部分における各ＰＣ鋼材３５の端部を挿通して、引張用可動支圧板６２の外側にナット６４により係合させる。
【００４４】
また、前記引張用可動支圧板６２に等角度間隔をおいて設けられているコンクリート用プレストレス導入装置用溝６２ｂにコンクリート用プレストレス導入装置４における支承筒７およびアンカー部材２８並びに中空ＰＣ鋼棒１の中間部を通し、所定の位置に、ＰＣ部材補強用ユニット４５を配置する。
【００４５】
前記の緊張装置６３は、前記引張用可動支圧板６２に頭部が係合された引張用ボルト６５の先端側に螺合された支承用ナット６６を備えており、前記側型枠２９ａに連結された端板６７の外側に前記支承用ナット６６は係合され、前記引張用ボルト６５にジャッキ６８における可動ピストンはカプラー（図示を省略）等により、連結よよび離脱可能に構成されている。また、図５右側の前記カプラー６１には、両端部に雄ねじを備えている螺杆からなる連結ロッド６９の一端部が連結され、前記連結ロッド６９の他端部は、側型枠２９ａの他端部にボルト・ナット等により固定された固定支圧板７０に挿通されて、前記固定支圧板７０の外側に係合され、前記連結ロッド６９に螺合されたナット７１により固定支圧板７０に係合している。
【００４６】
そして、前記ジャッキ６８を短縮するようにして、引張用ボルト６５および引張用可動支圧板６２を介して、各ＰＣ鋼材３５に緊張力（引張力）を導入し、その反力を側型枠２９および固定支圧板７０並びに連結ロッド６９等を介して釣り合わせる。また、前記支承用ナット６６を前記端板６７に係合させる。このように支承用ナット６６を端板６７に係合させた状態では、前記ジャッキ６８を取外すことができる。
【００４７】
なお、前記鋼製キャップ１３の外側と可動支圧板６２の間に、ＰＣ鋼棒３５に螺合するナットを配置するようにしてもよく、このようにナットを配置すると、各ＰＣ鋼材３５を緊張させた状態で、前記ナットにより鋼製キャップ１３の外面に係合させ、その位置ずれを防止できると共に、支承用ナット６６を緩めた段階で直ちに鋼製キャップ１３に係合させ定着させることができる。右側のナット６０も同様な作用がある。なお、鋼製キャップ１３の位置保持するために、適宜側型枠２９（２９ａ，２９ｂ）に鋼製キャップ１３の外面に係合する凸部を設けるようにしてもよい。
【００４８】
このようにした後、上半分の側型枠２９ｂを前記側型枠２９ａに載置してボルト等により一体化して閉じて、筒状型枠２９が構成される。
【００４９】
なお、前記下半分の側型枠２９ａは、フランジ付回転ローラ４６に載置され、各側型枠２９ａ，２９ｂの中間部に固定の半環状フランジが合致して、前記フランジ付回転ローラ４６により回転される円環状部材とされている。なお、各側型枠２９ａ，２９ｂの端部に一体に設けられた端部フランジ４７，４８に、端板６７および固定支圧板７０がボルト・ナット４９により固定されている。
【００５０】
次に、固定支圧板７０および前記鋼製キャップ１２の中央部透孔に、モルタル注入管５１を挿通して装着し、モルタル注入管５１より所定量のコンクリート（またはモルタル）５２を型枠２９内に注入した後、回転ローラ４６を駆動して所定の回転速度で型枠２９を回転し遠心成形を行う。コンクリート（またはモルタル）５２が所定の強度を発現後、支承用ナット６６を緩め（これにより、コンクリート５２にＰＣ鋼材３５によりプレストレスが導入される。）、外型枠２９ｂを取外すと共に、ナット６４、カプラー６１をＰＣ鋼材３５から取り外し、またモルタル注入管５１を取り除き、引張用可動支圧板６２を後退移動させて、ナット６４を鋼製キャップ１３に適宜座金を介在させて係合させ、およびナット６０を鋼製キャップ１２に適宜座金を介在させて締付け定着させて、側型枠２９ａを脱枠してＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３が完成する。（図１〜図３の状態）
【００５１】
前記のように、本発明のプレキャストＰＣ部材３においては、コンクリート（またはモルタル）５２が硬化した時点においても、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側とコンクリート５２の付着はされているが、前記中空ＰＣ鋼棒１に導入されている緊張力が解放されずにコンクリート（またはモルタル）５２には、圧縮力（プレストレス）が導入されていない状態である。
【００５２】
なお、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入する時点（換言すると、圧縮ロッドとしての反力ＰＣ鋼棒６および撤去用反力ＰＣ鋼棒からなる押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５に圧縮力を導入する時点）は、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の製造工場において行なわれる。このような装置は、前記した装置以外の適宜の装置によってもよい。
【００５３】
この実施形態では、図４に示すように、圧縮ロッドとして反力ＰＣ鋼棒６および撤去用反力ＰＣ鋼棒からなる押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５を使用し、ジャッキで中空ＰＣ鋼棒１を引張しつつ、前記ＰＣ鋼棒２５を圧縮し、変形量分をストッパー１９を回転して押圧係止片２３の後端まで移動させプレストレス力を保持する。また、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部は、アンカー部材２７を外しても、中空ＰＣ鋼棒１の端部内側にエンドホルダー８が螺着されているので、プレストレス力が解放されない構造になっている。従って、前記アンカー部材２７を外して、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４をキャップ１２，１３の鋼製溝底板部に通過させることにより、鋼板に大きな透孔を設けなくとも良いように工夫されている。
【００５４】
次に、前記実施形態のプレキャストＰＣ部材３を使用する場合の一形態について図６を参照しながら説明すると、図６は、上記のようにして製造されたＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３（以下ＰＣパイル３とも言う）をコンクリートトラス橋３７の引張斜材３８に使用した場合のＰＣパイル３と格点コンクリート部材３９との接続構造を示している。
【００５５】
接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、格点コンクリート部材３９と接続するためにＰＣパイル３の上、下端から接続に必要な長さが延長されている。また、支承筒（異径ホルダー）７が装着されている側を外側にして所定の位置に配置し、図示を省略するが、型枠および所用の補強鉄筋を配置する。このようにＰＣパイル３を配置することにより、上側および下側格点に支承筒７を取り外すための切欠き５３を設けるように型枠を配置する。
【００５６】
次に、格点コンクリート３９ａを打設し、各格点コンクリート３９ａが所定の強度を発現後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるストッパー１９をレンチで緩め、中空ＰＣ鋼材１の緊張力を解放するようにして引張斜材３８と格点コンクリート部材３９に同時にプレストレスを導入する。特にアンカー部材２７と２８間および中空ＰＣ鋼棒１とコンクリート（またはモルタル）５２および格点コンクリート３９ａとの付着によりプレストレスが導入される。
【００５７】
このことにより、ＰＣパイル３と各格点コンクリート部材３９の接続面Ａにもプレストレスが導入され、ＰＣパイル３と格点コンクリート部材３９を強固に接合することができる。その後、図７に示すように、各切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆用充填材７３を充填して中空ＰＣ鋼棒１の端部の防錆を図る。
【００５８】
図８は、前記のプレキャストＰＣ部材３をコンクリート下路アーチ橋５４に適用した形態であり、プレキャストＰＣ部材３をＰＣ支柱５５として、コンクリート製上部アーチ５６とコンクリート製下弦材５７を築造すべくこれらの間、または築造されたコンクリート製下弦材５７上に配置して、前記下側の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端側（ただし、支承筒７は除く）をコンクリート製下弦材５７に埋め込むようにし、上側の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における支承筒７（異径ホルダー７）側をコンクリート製上部アーチ５６側に埋め込むように配置し、図示を省略するが、前記と同様な切り欠き（５３）を設けて、支承筒７をその部分に配置し、コンクリート製上部アーチ５６（またはこれとコンクリート製下弦材５７）を築造すべくコンクリートを打設して硬化させた後、前記ストッパ１９を後方に移動させて、ＰＣ支柱５５を介した上部アーチ５６と、下弦材５７との一体化が図られる。なお、既設のコンクリート製下弦材５７にプレキャストＰＣ部材３を立設する場合には、適宜既設のコンクリート製下弦材５７にコンクリート用プレストレス導入装置４の基端部を固定するための透孔等を設けてコンクリート用プレストレス導入装置４の基端側をモルタル等により定着する。
【００５９】
なお、前記切り欠き５３部分の支承筒７（異径ホルダー７）は、取り外し、また、短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４を撤去した後、前記切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆材料が充填される。
【００６０】
図９および図１０は、本発明の第２実施例のＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を示すものであって、この形態の場合、鋼製キャップ１３側にコンクリート用プレストレス導入装置４が配置され、鋼製キャップ１２側にＰＣ鋼材用透孔１１が設けられず、また接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４も設けられていない。また、前記のエンドホルダー８側は適宜スパイラル鉄筋４４等に結束されて位置保持される。また、この実施形態におけるＰＣパイル３は、杭の下側では接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４をパイル３から延長して設ける必要がなく、またオーガで掘削するためにＰＣパイル３の端部は、ＰＣパイル中空部と同様の内径の円形孔を有するリング状鋼製端板１２を設けている。その他の構成は前記第１実施形態のプレキャストＰＣ部材３と同様であるので、相違する部分を主に説明し、同様な要素の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
この実施形態は、プレキャストＰＣ部材３の一端側にのみ、接合用コンクリート部材が設けられる形態に適用するための形態であり、従って、接続長は片側にのみ設けられて、片側のみ接合部を有する形態である。
【００６２】
図１１および図１２には、前記第２実施形態のＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を、橋梁における橋脚５８または建物の基礎５８に使用した形態が示されている。
【００６３】
すなわち、プレキャストＰＣ部材３における支承筒７（異径ホルダー）を上部に所定の接続長を確保して、地盤７１にプレキャストＰＣ部材３本体をオーガーにより中空内部に浸入する土砂を排土しながら地盤７１の所定の位置に埋設し、プレキャストＰＣ部材３の接続長側に、これらの接続長部分を埋め込むようにコンクリート製フーチング５９を設けた状態が示されている。
【００６４】
なお、この実施形態の場合も、切り欠き５３部分の支承筒７（異径ホルダー）は、取り外し、また、短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４を撤去した後、前記切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆材料７３を充填する。なお、この場合、図示のように、支承筒７の上部に、コンクリート製あるいはモルタル製の上部構造物（図示の場合は、コンクリート製橋脚７２）が築造される場合には、ストッパー１９を緩めた後、上部構造物のコンクリートあるいはモルタルに埋め込むようにしてもよい。
【００６５】
本発明のプレキャストＰＣ部材３としては、前記各実施形態のように遠心力成形されるＰＣパイルだけでなく、図１３に示すように、矩形中空断面のプレキャストＰＣ部材３や無垢断面（中実断面）としてもよい。なお、符号７５はコンクリート製端板である。
【００６６】
また、プレキャストＰＣ部材３の断面形状は、円形あるいは矩形中空断面にとらわれることなく、６角断面、８角断面等の多角形断面、あるいはＴ字状断面、Ｉ字状断面等の適宜の断面形状でもよく、本発明のプレキャストＰＣ部材の利用範囲は、多用途に利用できる。
【００６７】
本発明においては、プレキャストＰＣ部材３の端部側にのみ、コンクリート用プレストレス導入装置４を配置する形態であるので、プレキャストＰＣ部材３の全長に渡って配置する場合に比べて、経済的である。
【００６８】
前記実施形態においては、プレキャストＰＣ部材３の一方側に別個の一つの部材を一体に結合する形態を示したが、本発明を実施する場合、プレキャストＰＣ部材３の一方側に別個の複数の部材を一体に結合する形態としてもよい。前記実施形態のように、プレキャストＰＣ部材３本体の端部９から適宜同じ長さまたは異なる長さの接続長Ｌとしておくと、接合される部材の外面形状に応じて、支承筒７を取外した後の中空ＰＣ鋼棒１の端部の収まりがよい。
【００６９】
なお、前記実施形態の場合は、周側板１２ｂ，１３ｂを備えた形態の鋼製キャップ１２，１３を示したが、本発明を実施する場合、鋼製キャップ１２，１３の周側板１２ｂ，１３ｂを省略して、単なる溝底板１２ａ，１３ａだけの鋼製端板としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の効果は次の通りである。
（１）接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の製造工場等で、予めプレストレス力が与えられた接合兼コンクリート用プレストレス導入装置のユニットは、自碇式のもの（装置本体内外の鋼棒で緊張力と圧縮力の釣り合いがとれ、かつ解放操作も可能なもの）であり、側型枠でプレストレス力の反力を取る必要がない。また、コンクリート用プレストレス導入装置をプレキャストＰＣ部材の端部にのみ配置すればよいので、長尺のプレキャストＰＣ部材にも容易に配置して使用できる。また、プレキャストＰＣ部材には、その全長にわたってＰＣ鋼材によりプレストレスが付与されているので、プレキャストＰＣ部材の搬送中に、本体部分が損傷する恐れがない。
（２）プレキャストＰＣ部材と他のコンクリート部材との接続部のためにプレストレスを導入することができるので、鉄筋やボルトで接続するより頑強に接続できる。
（３）プレキャストＰＣ部材本体から延長した接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の端部は、端部から接続長を延長できるが、用途によっては、プレキャストＰＣ部材の両端または一端のみでも延長できるので様々な用途に使用できる。
（４）プレキャストＰＣ部材と他の部材を接合する際、他の部材のコンクリート打設は現場で行ことにより、精度よく接合することができる。
（５）中空ＰＣ鋼棒に緊張力が導入された接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の端部を型枠内に配置して、型枠内にコンクリートあるいはモルタルを充填し、必要に応じ型枠を回転させて、コンクリートまたはモルタルを硬化させることにより、容易にプレキャストＰＣ部材を製造することができる。
（６）本発明のプレキャストＰＣ部材の構造は、簡単な構造である。
（７）接合兼コンクリート用プレストレス導入装置における先端側（エンドホルダー側）のアンカー部材は着脱自在であるので、プレキャストＰＣ部材を製造する場合、型枠等には、アンカー部材の外径より小さい透孔を設ければよく、すなわち、型枠に中空ＰＣ鋼棒を挿通させる小さな透孔を設ければよく、また先端側のアンカー部材を取外しても、中空ＰＣ鋼棒に導入されている緊張力を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプレキャストＰＣ部材を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は（ａ）を拡大した一部切欠縦断側面図である。
【図２】（ａ）は図１ａの左端部を拡大して示す縦断側面図である。
【図３】（ａ）は図２ａのＡ―Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】接合兼コンクリート用プレストレス導入装置における異径ホルダー側とエンドホルダー側を拡大して示す一部切欠拡大縦断側面図である。
【図５】本発明のプレキャストＰＣ部材の製造方法を説明するための縦断側面図である。
【図６】本発明のプレキャストＰＣ部材をトラス橋に適用した形態を示す一部縦断側面図である。
【図７】図６の状態からストッパを緩めてプレキャストＰＣ部材と格点部材を結合した後、異径ホルダーを撤去して、格点部材の凹部に防錆用モルタルを充填した状態を示す一部縦断側面図である。
【図８】本発明のプレキャストＰＣ部材を下路アーチ橋に適用した形態を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプレキャストＰＣ部材を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は一部切欠縦断側面図である。
【図１０】（ａ）は図９（ｂ）の一部を拡大して示す一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】第２実施形態のプレキャストＰＣ部材を使用して、フーチングと結合する形態を示す一部縦断側面図である。
【図１２】図１１の状態から、ストッパを緩めてプレキャストＰＣ部材とフーチングを結合した後、異径ホルダーを撤去し、凹部にモルタル等を充填した後、橋脚を築造した形態を示す一部縦断側面図である。
【図１３】（ａ）は本発明における第３実施形態のプレキャストＰＣ部材の一端側を示す一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１４】従来のプレキャストＰＣ部材の製造方法を説明するための縦断側面図である。
【図１５】（ａ）は、（ｂ）はコンクリートトラス橋を示す側面図、（ｂ）は従来のコンクリートトラス橋における斜材と弦材との格点部の接合構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 中空ＰＣ鋼棒
１ａ 鋼製中空ＰＣ鋼棒本体
２ コンクリート
３ プレキャストＰＣ部材
４ コンクリート用プレストレス導入装置
６ ＰＣ鋼棒
７ 支承筒（異径ホルダー）
８ エンドホルダー
９ 部材端部
１０ 外側に延長するように配置された部分
１１ ＰＣ鋼材用透孔
１２ 鋼製キャップ
１３ 鋼製キャップ
１４ 雄ねじ部
１５ 雄ねじ部
１６ 小径雌ねじ孔
１７ 大径雌ねじ孔
１８ 回動工具係合用外面
１９ ストッパー
２０ 先端雄ねじ部
２１ 回動工具係合用外面
２２ 凹部
２３ 押圧係止片
２４ 撤去用反力ＰＣ鋼棒
２５ 押し込み用反力ＰＣ鋼棒
２６ 雌ねじ孔
２７ アンカー部材
２８ アンカー部材
２９ 型枠
２９ａ 側型枠
２９ｂ 側型枠
３０ 側型枠
３１ 外枠
３２ 外枠
３３ 端板
３４ 端板
３５ ＰＣ鋼材
３６ ジャッキ
３７ コンクリートトラス橋
３８ 引張斜材
３９ 格点部材（格点コンクリート部材）
４０ プレキャストＰＣ部材
４１ 鋼製フランジ
４２ ボルトまたはナット
４３ 接着兼用防錆材
４４ スパイラル筋
４５ ＰＣ部材補強用ユニット
４６ フランジ付回転ローラ
４７ 端部フランジ
４８ 端部フランジ
４９ ボルト・ナット
５１ モルタル注入管
５２ コンクリート（またはモルタル）
５３ 切り欠き
５４ コンクリート下路アーチ橋
５５ ＰＣ支柱
５６ コンクリート製上部アーチ
５７ コンクリート製下弦材
５８ 橋脚または基礎
５９ コンクリート製フーチング
６０ ナット
６１ カプラー
６２ 引張用可動支圧板
６２ａ 透孔
６２ｂ 溝
６３ 緊張装置
６４ ナット
６５ 引張用ボルト
６６ 支承用ナット
６７ 端板
６８ ジャッキ
６９ 連結ロッド
７０ 固定支圧板
７１ 地盤
７２ コンクリート製橋脚
７３ 防錆用充填材
７４ 円形孔
７５ コンクリート製端板
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレテンション方式によって製造されるプレキャストＰＣ部材およびその製造方法並びに該ＰＣ部材と他部材との接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、構造物の杭基礎として使用されるＰＣパイル、ＰＣ電柱、コンクリートトラス橋の斜材等は、プレキャストＰＣ部材として細長いことが特徴である。
【０００３】
このようなＰＣ部材を製造する場合は、コンクリートの投入された型枠を回転し、遠心力締固めすることによって成形する製造方法に適している。また、このような部材をプレストレストコンクリート構造とするための方法として、公開特許公報平９−４９２３０等により公表されている。
【０００４】
このようなＰＣ部材の製造方法は、原理的には、図１４に示すような装置を使用した方法であり、同図を参照して説明すると、側型枠３０の両端部外枠３１，３２の内側に設けられた両端板３３，３４にＰＣ鋼材３５を係止し、緊張端端部外枠３２にジャッキ反力をとりつつ、ジャッキ３６を伸長状態から短縮してＰＣ鋼材３５を緊張し、次に、側枠３０内にコンクリート２を投入し、養生後、コンクリート２が所定の強度に達した後、ジャッキ３６を解放して、コンクリート２にプレストレスを導入して、例えば、ＰＣパイル等のプレキャストＰＣ部材４０が製造される。
【０００５】
こうして製造されたＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材４０は、例えば、図１５（ａ）に示すように、コンクリートトラス橋３７の引張斜材３８等に使用され、格点部材３９と引張斜材（ＰＣパイル４０）３８を接続する場合には、図１５（ｂ）に示すように、ＰＣパイル４０端部に予め鋼製フランジ４１を取り付けておき、格点ブロックコンクリートからなる格点部材３９にボルト締めするのが一般的である。
【０００６】
このような、従来のプレテンション方式ＰＣ部材の特徴としては、工場等でコンクリートを打設後、コンクリートが所要の強度を発現後、直ちに部材端部のジャッキを解放してＰＣ鋼材の緊張を解放して、コンクリートにプレストレスを導入し、部材の引張り強度を最大に高めている点に特徴がある。
【０００７】
このように、従来のプレキャストＰＣ部材には、ＰＣ鋼材によってプレキャストＰＣ部材の引張り強度を高める点は示されているが、しかし、そのＰＣ鋼材によって他の部材を接合し、しかも他のコンクリート部材にもプレストレスを導入できるようにした点については示唆あるいは開示はされていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のプレキャストＰＣ部材４０の遠心力成形方法による製造方法およびプレキャストＰＣ部材４０には、以下の（１）〜（４）のような問題点が明らかになった。
【０００９】
（１）プレキャストＰＣ部材４０の端部に接合されるコンクリート部材にプレストレスを導入して接合できる手段を備えていないプレキャストＰＣ部材４０となり、接合手段を別個に付属させると構造が複雑になると共にコストが高くなる。
【００１０】
（２）すべてのＰＣ鋼材を型枠に反力をとって緊張配置させなければならない製造装置による製造方法であるので、使用するＰＣ鋼材が限定され、ＰＣ鋼材の自由度が低い。
【００１１】
（３）前記（１）に加えてさらに、ＰＣ部材４０そのもの自身には、構造的に、他のコンクリート部材（例えば、格点部材３９）を取付ける部品が付属していないので、他のコンクリート部材との接合は、ＰＣ部材４０にフランジ４１を設けて、ボルトまたはナット４２によって一体化する方法しかなく、他のコンクリート部材にプレストレスを導入し、頑強にＰＣ部材４０と他のコンクリートとをー体化することができなかった。
【００１２】
（４）ＰＣパイルからなるＰＣ部材４０と他のコンクリートを接合する場合には、予めＰＣパイル４０の製造工場等で仮組みし、他のコンクリートを打設し、製造しなければならず作業が繁雑であった。
【００１３】
本発明は、中実のＰＣ鋼材によってプレキャストＰＣ部材自身の引張り強度を高める点の利点を生かしつつ、中空ＰＣ鋼材によって、プレキャストＰＣ部材自身と他の部材の接合を可能にし、しかも他のコンクリート部材にもプレストレスを導入できるようにしたプレキャストＰＣ部材およびその製造方法並びに該部材と他部材との接合方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【問題を解決するための手段】
前記の問題を解決するため、以下のようなプレキャストＰＣ部材および該部材の製造装方法並びにその製造方法を提供する。
【００１５】
請求項１のプレキャストＰＣ部材においては、プレキャストＰＣ部材断面内に、緊張されたＰＣ鋼材の中間部が埋め込まれていると共に、前記ＰＣ鋼材の両端部がプレキャストＰＣ部材本体に定着されてプレキャストＰＣ部材本体にプレストレスが付与されているプレキャストＰＣ部材３において、前記ＰＣ鋼材とは別個に前記プレキャストＰＣ部材３の一端部または両端部の断面内に、予め緊張された接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１の先端側が埋め込み配置され、前記装置４は、中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒２５（６，２４）が挿入され、その反力ＰＣ鋼棒２５に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその緊張力の解放によりコンクリートに対するプレストレス力が付与されるように構成され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパ１９を備えた支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８とによって前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持され、さらに、前記装置４の基端部が、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部より外側に延長するように配置され、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部９より外側に延長するように配置された部分１０により、前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持された接合部が構成されていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載のプレキャストＰＣ部材において、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部内側に雌ねじ孔２６が設けられ、前記雌ねじ孔２６に雄ねじ部材からなるエンドホルダー８が設けられ、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部外側に雄ねじ部１４が設けられ、前記雄ねじ部１４に着脱自在にアンカー部材２７が螺合されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載のプレキャストＰＣ部材において、複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４が前記プレキャストＰＣ部材３に設けられ、前記複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における前記外側に延長するように配置された部分１０の接合部の長さＬを、同一の長さまたは異なる長さとしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４のプレキャストＰＣ部材の製造方法においては、中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒２５（６，２４）が挿入され、この反力ＰＣ鋼棒２５に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその解放によるコンクリート２に対するプレストレス力が付与され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパー１９を有する支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８によって中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持されている接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を使用したプレキャストＰＣ部材３の製造方法において、型枠の対向する端部間にわたって配置されるＰＣ鋼材とは別個に、型枠内に前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側を配置すると共に、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端側を、前記型枠の端部より外側に所要の接続長を有するように配置すると共に、型枠に反力をとるようにして緊張されたＰＣ鋼材３５の中間部が前記型枠内に配置され、次いで、前記型枠内にコンクリート５２を投入し、プレキャスト部材を製造することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明においては、請求項４の発明において、前記型枠を回転駆動ローラ１１にて所定の速度で回転し、遠心成形することを特徴とする。
【００２０】
請求項６のプレキャストＰＣ部材と他部材との接合方法においては、請求項１〜３のいずれかに記載のプレキャストＰＣ部材３または請求項４または請求項５の製造方法によって製造されたプレキャストＰＣ部材３を、コンクリート構造物を築造すべく所定位置に配置した後、前記プレキャストＰＣ部材本体の外側に延長した部分１０を埋め込むように他のコンクリート部材用のコンクリートを打設し、そのコンクリートが所定の強度を発現した後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるストッパ１９を備えた支承筒７における前記ストッパー１９を回転して緩めて、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材の両部材にプレストレスを導入し、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材とからなるコンクリート構造物を一体化することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
従来のプレテンション方式ＰＣ部材は、工場等でコンクリートを打設後、コンクリートが所要の強度を発現後、直ちに部材端部のジャッキを解放し、コンクリートにプレストレスを導入するものであるが、本発明のプレキャストＰＣ部材単体には、コンクリートにプレストレスを与えている状態のＰＣ鋼材とコンクリートにプレストレスを与えていない接合用のコンクリート用プレストレス導入装置４とを備えている。本発明も接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４には、プレテンション方式によってプレテンションを与えてプレキャストＰＣ部材を製造するが、プレキャストＰＣ部材のコンクリートに中空ＰＣ鋼棒の緊張解放によりプレストレス力を与えることなく、ＰＣ構造物の架設現場にプレキャストＰＣ部材３を搬入後、構造物の所定位置に配置し、接続する他のコンクリート部材のコンクリートを打設後、予めプレストレス力を与えられている接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を解放して、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材とに同時にプレストレスを与えて、二つの部材等を強固に接続することに大きな相違点がある。
【００２２】
さらに詳細に説明すると、本発明のプレテンション方式プレキャストＰＣ部材３は、工場で製造され出荷時点では、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼材にプレストレス力（引張力）が導入されているが、プレキャストＰＣ部材３におけるコンクリート本体部分には、まだプレストレスが導入されない状態にある。この状態でトレーラー等を使用し、トレーラー等の上に支持台を取り付け、プレキャストＰＣ部材３を支持台上に載荷して建設現場まで運搬する。
【００２３】
その際、ＰＣパイル３等のプレキャストＰＣ部材３とした場合には、ＰＣパイル３に曲げが作用するが、該プレキャストＰＣ部材３は、緊張定着されている中実のＰＣ鋼棒３５と、中空ＰＣ鋼棒１とその中に挿入されているＰＣ鋼棒（中空ＰＣ鋼棒とほぼ同等の強度を有する）６が共同して鉄筋としての補強耐力を有しているので、曲げひび割れが生ずる心配はない。
【００２４】
また、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材（場所打ちコンクリートによる部材）は、現場でコンクリートを打設し、所定の強度を発現後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４のストッパー１９をレンチ等で回転して緩めることにより、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材に同時にプレストレスが導入されるので、この時点でプレキャストＰＣ部材３と接合されたコンクリート部材とからなるコンクリート構造物は、プレストレス構造となり、ボルトや鉄筋で接合する方法に比べより強固に接合することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態のプレキャストＰＣ部材およびその構造を示したものであり、図１（ａ）は全体を示す側面図、図１（ｂ）は拡大した一部切欠縦断側面図、図２（ａ）は図１ｂの左端部（異径ホルダー側）を拡大して示す縦断側面図、図３（ａ）は図２の（ｂ）のＡ―Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２ｂのＢ−Ｂ線断面図、図４はコンクリート用プレストレス導入装置の右端部（エンドホルダー側）と、異径ホルダー側を拡大して示す一部縦断側面図である。図５は、ＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を遠心力成形する場合の、本発明の製造方法の一実施形態を示す縦断側面図である。
【００２６】
以下、図１〜図５、特に図５を参照しながら、ＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３の製造方法の一実施形態について詳細に述べる。
【００２７】
ＰＣパイル等のプレキャストＰＣ部材製造装置近くのヤード上で、本発明において使用する接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（分解・組立が自在なユニット化されたもので、その詳細構造は後記する。）を挿通させるために、ＰＣ鋼材用透孔１１およびＰＣ鋼材３５を挿通させるためのＰＣ鋼材用透孔３５ａを設けた２枚の鋼製キャップ１２，１３を用意し、間隔をおいて平行に配置する。
【００２８】
前記の鋼製キャップ１２，１３は、断面溝形の鋼製キャップであり、一方の鋼製キャップ１２には、その溝底板中心部にモルタル注入管５１を挿入するための透孔が設けられ、また各鋼製キャップ１２，１３の溝底板１２ａ，１３ａには、等角度間隔をおいて複数（図示の場合には４つ）のＰＣ鋼材挿通用透孔１１が設けられ、また、前記ＰＣ鋼材挿通用透孔１１よりも小径のＰＣ鋼材挿通用透孔３５ａが，周方向の前記透孔１１の間において、等角度間隔を置いて設けられている。
【００２９】
次に、前記のＰＣ鋼材挿通用透孔１１，３５ａに前記のＰＣ鋼材３５および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を挿通して装着することになるが、ここで、本発明において使用する接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の構造について、図２〜図４を参照して説明する。特に図４には、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の両端部の構造が示され、中間部は一定形状で変化がない形態であるので、図４を参照して説明する。
【００３０】
この接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、中空ＰＣ鋼棒１を使用したコンクリート用プレストレス力導入装置の一形態であり、コンクリートにプレストレス導入後、中空ＰＣ鋼棒１内に配置された反力ＰＣ鋼棒６をノンプル方式にして（引き抜かない方式にして）、そのまま中空ＰＣ鋼棒１内に残存する（据え置く）方式とした形態であり、反力ＰＣ鋼棒６を引き抜く場合に比べてコストの面で有利とした形態である。
【００３１】
鋼製中空ＰＣ鋼棒本体１ａの長手方向の先端部外側に雄ねじ部１４を有すると共に、基端部（後端部）外側に雄ねじ部１５を有する中空ＰＣ鋼棒１における前記雄ねじ部１５に、先端部に小径雌ねじ孔１６と基端部に大径雌ねじ孔１７の２つの異径雌ねじ孔を有し、かつ六角形等の回動工具係合用外面１８を備えている異径ホルダーからなる支承筒７における先端部の雌ねじ孔１６が螺合連結されている。
【００３２】
前記支承筒７の基端部の雌ねじ孔１７に、鋼製筒状の環状係止片からなるストッパー１９の先端雄ねじ部２０が螺合され、前記ストッパー１９の基端部（後端部）外側には、六角形等の回動工具係合用外面２１が形成され、前記ストッパー１９の前端部には、前記支承筒７の内部に配置され、先端部に凹部２２を有する押圧係止片２３の後端面が係合され、前記押圧係止片２３の前端部の凹部２２には、中空ＰＣ鋼棒１内に一端側が挿入され、かつ他端側が前記中空ＰＣ鋼棒１の後端部から突出するように配置された短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の後端部が嵌合され、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の前端部には、前記中空ＰＣ鋼棒１内に全体が収納された状態で配置されるノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の後端部が当接されている。この実施形態においては、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４と前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６とにより、押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５が構成されている。
【００３３】
前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部内側の雌ねじ孔２６に雄ねじ部材からなるエンドホルダー８が螺合され、また、中空ＰＣ鋼棒１の先端部外側の雄ねじ部１４にナット等からなるアンカー部材２７が着脱自在に螺合固定され、前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の先端部は前記エンドホルダー８の後端面に当接されている。また、中空ＰＣ鋼棒１の後端側の雄ねじ部１５の中間部には、ナット等からなるアンカー部材２８が螺合されている。
【００３４】
前記のような、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入する場合は、図示を省略して簡単に説明すると、前記アンカー材２８を枠形フレームに支承させるように、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を前記枠形フレームに配置して、枠形フレームに装着された液圧ジャッキを利用して、そのジャッキの可動ピストンの先端部に係合され、ストッパー１９の中央中空部に挿入される押し込み鋼棒により押圧係止片２３を前記中空ＰＣ鋼棒１に向かって移動するように押圧し、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４およびノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６を中空ＰＣ鋼棒１内に押し込むように圧縮力を導入した後、その状態においてフリーになっている前記支承筒７またはストッパー１９を前記押圧係止片２３に向かって接近する方向（図４の右方向）に回転させて、前記ストッパー１９を前進移動して、ストッパー１９の前端部を押し込み係止片２３に係合させ、枠形フレームから分離させると、前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入させることができる。なお、前記アンカー部材２７を取外しても中空ＰＣ鋼棒１の緊張力が保持される構造とされている。
【００３５】
この第１実施形態の場合には、前記支承筒７を中空ＰＣ鋼棒１から取り外し、接合用コンクリートの硬化した後に硬化し、中空ＰＣ鋼棒１とノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の一体性を高め、コンクリート部材相互の終局耐力を向上させるため、適宜遅延剤を硬化型接着剤に混合させてなる経時硬化型の合成樹脂製接着剤からなる接着兼用防錆材４３が中空ＰＣ鋼棒１の端部開口部から予めあるいは適宜の時期に注入充填されると共に、前記中空ＰＣ鋼棒１の奥側に配置される前記中空ＰＣ鋼棒１の長さ寸法よりも短い長尺のノンプル用反力ＰＣ鋼棒６が挿入され、次に、これに直列に係合される短寸の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４がノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６と直列に、かつ中空ＰＣ鋼棒１の入り口側の開口端部から所定の押し込み量以上を突出するように配置した後に、支承筒７を中空ＰＣ鋼棒１の後端部雄ねじ部１５に螺合させ、かつストッパー１９を支承筒７の後部に螺合させた状態で中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入して釣り合わせるとよい。
【００３６】
この実施形態においては、長尺のノンプル（据置）用反力ＰＣ鋼棒６と短尺撤去用反力ＰＣ鋼棒２４との長短２本のＰＣ鋼棒により、中空ＰＣ鋼棒１内に配置される押し込み用反力ＰＣ鋼材２５が構成され、前記ノンプル用反力ＰＣ鋼棒６の寸法と撤去用反力ＰＣ鋼棒２４の寸法の和が前記中空ＰＣ鋼棒１の寸法よりも長く構成し、前記中空ＰＣ鋼棒１の後端部外側に、前記撤去用反力ＰＣ鋼棒２４が突出するように構成されている。この突出した寸法が、ジャッキにより間接的に押し込むことができるプレストレス量の最大値になる形態である。このように、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、機械的に分解または組立が自在な装置である。
【００３７】
前記のように、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に所定の緊張力が予め導入された複数の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（図示の場合は、左右各４本の計８本）を使用し、そして、図５，図２および図３を参照しながらさらに説明すると、中実の鋼棒からなる複数（図示の場合は、合計２０本）のＰＣ鋼材３５の右端側から、左端の鋼製キャップ１３，中間部のスパイラル鉄筋４４および右端の鋼製キャップ１２の順にセットされ、左側のコンクリート用プレストレス導入装置４および右側のコンクリート用プレストレス導入装置４は各鋼製キャップ１２，１３が設置される時点あるいは最後に装着される。
【００３８】
また、全ての接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるエンドホルダー８側のアンカー部材２７を取り外し、各接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４（ユニット）の先端側から、鋼製キャップ１２，１３に、セットされる。
【００３９】
すなわち、まず、ヤード上において、各ＰＣ鋼材３５の右端部から左端部に配置される鋼製キャップ１３の各透孔３５ａを通過させる。そして、前記鋼製キャップ１３が後端部（図５の左端）の所定の位置まで移動させる。また、コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部を鋼製キャップ１３の外側からＰＣ鋼材挿通用透孔１１に挿通し、しかもそのキャップ１３の外側に、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端部側（後端部）が所定の接続長Ｌを確保するようにコンクリート用プレストレス導入装置４を所定の位置まで挿し込む。前記の接続長は、コンクリート用プレストレス導入装置４におけるプレキャストＰＣ部材本体端部から突出する部分のうち、コンクリート部材へのプレストレス導入が可能な部分であり、支承筒７の先端面までである。
【００４０】
次に、プレキャストＰＣ部材として完成される断面内に配置するスパイラル筋４４を、前記各ＰＣ鋼材３５および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側を囲むように、そのＰＣ鋼材３５の中間部および接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部に、所定の長さにわたり螺旋状に配置する。
【００４１】
次に、先端部（図の右端部）側に位置する鋼製キャップ１２の各透孔３５ａに各ＰＣ鋼棒３５を挿通して所定の位置に移動させる。また、鋼製キャップ１２の外側から右側配置の各コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部を挿通して、鋼製キャップ１２の外面から、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端部が所定の距離離れて、接続長Ｌを確保する様にして全ての接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を右端の鋼製キャップ１２から所定の接続長を確保するように挿入した後、左右の各コンクリート用プレストレス導入装置４に前記アンカー部材２７を螺着する。また鋼製キャップ１２の外側部分における各ＰＣ鋼材３５の端部雄ねじ部にはナット６０を螺合しておくと共にカプラー６１の一端側を螺合する。なお、図示を省略するが、前記各鋼製キャップ１２，１３とスパイラル筋４４とＰＣ鋼材３５および各接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は番線等により結束されて、一体ユニット化される。
【００４２】
前記の各接続長Ｌは、鋼製キャップ１２，１３より外側に延長するように配置された部分１０のうちで、周囲にコンクリートを打設した場合に、そのコンクリートとの付着がとれる部分（接合部）であり、特に付着が図れる部分のうちでも、鋼製キャップ１２および鋼製キャップ１３と各アンカー部材２７との間の部分は、周囲のコンクリートに圧縮力を充分導入できる部分であるので、重要な部分である。
【００４３】
このようにして、組み立てられて、ユニット化されたＰＣパイル補強材ユニット（各鋼製キャップ１２，１３とＰＣ鋼棒３５と接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４とスパイラル筋を結束したもの）からなるＰＣ部材補強材ユニット４５をクレーン等でＰＣパイル製造位置まで運び、２つ割りに作られている下半分の側型枠２９ａの中に配置する。前記の側型枠２９ａには、引張用可動支圧板６２を備えた緊張装置６３を備えており、前記引張用可動支圧板６２におけるＰＣ鋼材挿通用透孔６２ａに、鋼製キャップ１３の外側部分における各ＰＣ鋼材３５の端部を挿通して、引張用可動支圧板６２の外側にナット６４により係合させる。
【００４４】
また、前記引張用可動支圧板６２に等角度間隔をおいて設けられているコンクリート用プレストレス導入装置用溝６２ｂにコンクリート用プレストレス導入装置４における支承筒７およびアンカー部材２８並びに中空ＰＣ鋼棒１の中間部を通し、所定の位置に、ＰＣ部材補強用ユニット４５を配置する。
【００４５】
前記の緊張装置６３は、前記引張用可動支圧板６２に頭部が係合された引張用ボルト６５の先端側に螺合された支承用ナット６６を備えており、前記側型枠２９ａに連結された端板６７の外側に前記支承用ナット６６は係合され、前記引張用ボルト６５にジャッキ６８における可動ピストンはカプラー（図示を省略）等により、連結よよび離脱可能に構成されている。また、図５右側の前記カプラー６１には、両端部に雄ねじを備えている螺杆からなる連結ロッド６９の一端部が連結され、前記連結ロッド６９の他端部は、側型枠２９ａの他端部にボルト・ナット等により固定された固定支圧板７０に挿通されて、前記固定支圧板７０の外側に係合され、前記連結ロッド６９に螺合されたナット７１により固定支圧板７０に係合している。
【００４６】
そして、前記ジャッキ６８を短縮するようにして、引張用ボルト６５および引張用可動支圧板６２を介して、各ＰＣ鋼材３５に緊張力（引張力）を導入し、その反力を側型枠２９および固定支圧板７０並びに連結ロッド６９等を介して釣り合わせる。また、前記支承用ナット６６を前記端板６７に係合させる。このように支承用ナット６６を端板６７に係合させた状態では、前記ジャッキ６８を取外すことができる。
【００４７】
なお、前記鋼製キャップ１３の外側と可動支圧板６２の間に、ＰＣ鋼棒３５に螺合するナットを配置するようにしてもよく、このようにナットを配置すると、各ＰＣ鋼材３５を緊張させた状態で、前記ナットにより鋼製キャップ１３の外面に係合させ、その位置ずれを防止できると共に、支承用ナット６６を緩めた段階で直ちに鋼製キャップ１３に係合させ定着させることができる。右側のナット６０も同様な作用がある。なお、鋼製キャップ１３の位置保持するために、適宜側型枠２９（２９ａ，２９ｂ）に鋼製キャップ１３の外面に係合する凸部を設けるようにしてもよい。
【００４８】
このようにした後、上半分の側型枠２９ｂを前記側型枠２９ａに載置してボルト等により一体化して閉じて、筒状型枠２９が構成される。
【００４９】
なお、前記下半分の側型枠２９ａは、フランジ付回転ローラ４６に載置され、各側型枠２９ａ，２９ｂの中間部に固定の半環状フランジが合致して、前記フランジ付回転ローラ４６により回転される円環状部材とされている。なお、各側型枠２９ａ，２９ｂの端部に一体に設けられた端部フランジ４７，４８に、端板６７および固定支圧板７０がボルト・ナット４９により固定されている。
【００５０】
次に、固定支圧板７０および前記鋼製キャップ１２の中央部透孔に、モルタル注入管５１を挿通して装着し、モルタル注入管５１より所定量のコンクリート（またはモルタル）５２を型枠２９内に注入した後、回転ローラ４６を駆動して所定の回転速度で型枠２９を回転し遠心成形を行う。コンクリート（またはモルタル）５２が所定の強度を発現後、支承用ナット６６を緩め（これにより、コンクリート５２にＰＣ鋼材３５によりプレストレスが導入される。）、外型枠２９ｂを取外すと共に、ナット６４、カプラー６１をＰＣ鋼材３５から取り外し、またモルタル注入管５１を取り除き、引張用可動支圧板６２を後退移動させて、ナット６４を鋼製キャップ１３に適宜座金を介在させて係合させ、およびナット６０を鋼製キャップ１２に適宜座金を介在させて締付け定着させて、側型枠２９ａを脱枠してＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３が完成する。（図１〜図３の状態）
【００５１】
前記のように、本発明のプレキャストＰＣ部材３においては、コンクリート（またはモルタル）５２が硬化した時点においても、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側とコンクリート５２の付着はされているが、前記中空ＰＣ鋼棒１に導入されている緊張力が解放されずにコンクリート（またはモルタル）５２には、圧縮力（プレストレス）が導入されていない状態である。
【００５２】
なお、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１に緊張力を導入する時点（換言すると、圧縮ロッドとしての反力ＰＣ鋼棒６および撤去用反力ＰＣ鋼棒からなる押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５に圧縮力を導入する時点）は、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の製造工場において行なわれる。このような装置は、前記した装置以外の適宜の装置によってもよい。
【００５３】
この実施形態では、図４に示すように、圧縮ロッドとして反力ＰＣ鋼棒６および撤去用反力ＰＣ鋼棒からなる押し込み用反力ＰＣ鋼棒２５を使用し、ジャッキで中空ＰＣ鋼棒１を引張しつつ、前記ＰＣ鋼棒２５を圧縮し、変形量分をストッパー１９を回転して押圧係止片２３の後端まで移動させプレストレス力を保持する。また、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端部は、アンカー部材２７を外しても、中空ＰＣ鋼棒１の端部内側にエンドホルダー８が螺着されているので、プレストレス力が解放されない構造になっている。従って、前記アンカー部材２７を外して、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４をキャップ１２，１３の鋼製溝底板部に通過させることにより、鋼板に大きな透孔を設けなくとも良いように工夫されている。
【００５４】
次に、前記実施形態のプレキャストＰＣ部材３を使用する場合の一形態について図６を参照しながら説明すると、図６は、上記のようにして製造されたＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３（以下ＰＣパイル３とも言う）をコンクリートトラス橋３７の引張斜材３８に使用した場合のＰＣパイル３と格点コンクリート部材３９との接続構造を示している。
【００５５】
接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４は、格点コンクリート部材３９と接続するためにＰＣパイル３の上、下端から接続に必要な長さが延長されている。また、支承筒（異径ホルダー）７が装着されている側を外側にして所定の位置に配置し、図示を省略するが、型枠および所用の補強鉄筋を配置する。このようにＰＣパイル３を配置することにより、上側および下側格点に支承筒７を取り外すための切欠き５３を設けるように型枠を配置する。
【００５６】
次に、格点コンクリート３９ａを打設し、各格点コンクリート３９ａが所定の強度を発現後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるストッパー１９をレンチで緩め、中空ＰＣ鋼材１の緊張力を解放するようにして引張斜材３８と格点コンクリート部材３９に同時にプレストレスを導入する。特にアンカー部材２７と２８間および中空ＰＣ鋼棒１とコンクリート（またはモルタル）５２および格点コンクリート３９ａとの付着によりプレストレスが導入される。
【００５７】
このことにより、ＰＣパイル３と各格点コンクリート部材３９の接続面Ａにもプレストレスが導入され、ＰＣパイル３と格点コンクリート部材３９を強固に接合することができる。その後、図７に示すように、各切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆用充填材７３を充填して中空ＰＣ鋼棒１の端部の防錆を図る。
【００５８】
図８は、前記のプレキャストＰＣ部材３をコンクリート下路アーチ橋５４に適用した形態であり、プレキャストＰＣ部材３をＰＣ支柱５５として、コンクリート製上部アーチ５６とコンクリート製下弦材５７を築造すべくこれらの間、または築造されたコンクリート製下弦材５７上に配置して、前記下側の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端側（ただし、支承筒７は除く）をコンクリート製下弦材５７に埋め込むようにし、上側の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における支承筒７（異径ホルダー７）側をコンクリート製上部アーチ５６側に埋め込むように配置し、図示を省略するが、前記と同様な切り欠き（５３）を設けて、支承筒７をその部分に配置し、コンクリート製上部アーチ５６（またはこれとコンクリート製下弦材５７）を築造すべくコンクリートを打設して硬化させた後、前記ストッパ１９を後方に移動させて、ＰＣ支柱５５を介した上部アーチ５６と、下弦材５７との一体化が図られる。なお、既設のコンクリート製下弦材５７にプレキャストＰＣ部材３を立設する場合には、適宜既設のコンクリート製下弦材５７にコンクリート用プレストレス導入装置４の基端部を固定するための透孔等を設けてコンクリート用プレストレス導入装置４の基端側をモルタル等により定着する。
【００５９】
なお、前記切り欠き５３部分の支承筒７（異径ホルダー７）は、取り外し、また、短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４を撤去した後、前記切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆材料が充填される。
【００６０】
図９および図１０は、本発明の第２実施例のＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を示すものであって、この形態の場合、鋼製キャップ１３側にコンクリート用プレストレス導入装置４が配置され、鋼製キャップ１２側にＰＣ鋼材用透孔１１が設けられず、また接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４も設けられていない。また、前記のエンドホルダー８側は適宜スパイラル鉄筋４４等に結束されて位置保持される。また、この実施形態におけるＰＣパイル３は、杭の下側では接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４をパイル３から延長して設ける必要がなく、またオーガで掘削するためにＰＣパイル３の端部は、ＰＣパイル中空部と同様の内径の円形孔を有するリング状鋼製端板１２を設けている。その他の構成は前記第１実施形態のプレキャストＰＣ部材３と同様であるので、相違する部分を主に説明し、同様な要素の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
この実施形態は、プレキャストＰＣ部材３の一端側にのみ、接合用コンクリート部材が設けられる形態に適用するための形態であり、従って、接続長は片側にのみ設けられて、片側のみ接合部を有する形態である。
【００６２】
図１１および図１２には、前記第２実施形態のＰＣパイルからなるプレキャストＰＣ部材３を、橋梁における橋脚５８または建物の基礎５８に使用した形態が示されている。
【００６３】
すなわち、プレキャストＰＣ部材３における支承筒７（異径ホルダー）を上部に所定の接続長を確保して、地盤７１にプレキャストＰＣ部材３本体をオーガーにより中空内部に浸入する土砂を排土しながら地盤７１の所定の位置に埋設し、プレキャストＰＣ部材３の接続長側に、これらの接続長部分を埋め込むようにコンクリート製フーチング５９を設けた状態が示されている。
【００６４】
なお、この実施形態の場合も、切り欠き５３部分の支承筒７（異径ホルダー）は、取り外し、また、短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒２４を撤去した後、前記切り欠き５３の部分にモルタル等の防錆材料７３を充填する。なお、この場合、図示のように、支承筒７の上部に、コンクリート製あるいはモルタル製の上部構造物（図示の場合は、コンクリート製橋脚７２）が築造される場合には、ストッパー１９を緩めた後、上部構造物のコンクリートあるいはモルタルに埋め込むようにしてもよい。
【００６５】
本発明のプレキャストＰＣ部材３としては、前記各実施形態のように遠心力成形されるＰＣパイルだけでなく、図１３に示すように、矩形中空断面のプレキャストＰＣ部材３や無垢断面（中実断面）としてもよい。なお、符号７５はコンクリート製端板である。
【００６６】
また、プレキャストＰＣ部材３の断面形状は、円形あるいは矩形中空断面にとらわれることなく、６角断面、８角断面等の多角形断面、あるいはＴ字状断面、Ｉ字状断面等の適宜の断面形状でもよく、本発明のプレキャストＰＣ部材の利用範囲は、多用途に利用できる。
【００６７】
本発明においては、プレキャストＰＣ部材３の端部側にのみ、コンクリート用プレストレス導入装置４を配置する形態であるので、プレキャストＰＣ部材３の全長に渡って配置する場合に比べて、経済的である。
【００６８】
前記実施形態においては、プレキャストＰＣ部材３の一方側に別個の一つの部材を一体に結合する形態を示したが、本発明を実施する場合、プレキャストＰＣ部材３の一方側に別個の複数の部材を一体に結合する形態としてもよい。前記実施形態のように、プレキャストＰＣ部材３本体の端部９から適宜同じ長さまたは異なる長さの接続長Ｌとしておくと、接合される部材の外面形状に応じて、支承筒７を取外した後の中空ＰＣ鋼棒１の端部の収まりがよい。
【００６９】
なお、前記実施形態の場合は、周側板１２ｂ，１３ｂを備えた形態の鋼製キャップ１２，１３を示したが、本発明を実施する場合、鋼製キャップ１２，１３の周側板１２ｂ，１３ｂを省略して、単なる溝底板１２ａ，１３ａだけの鋼製端板としてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の効果は次の通りである。
（１）接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の製造工場等で、予めプレストレス力が与えられた接合兼コンクリート用プレストレス導入装置のユニットは、自碇式のもの（装置本体内外の鋼棒で緊張力と圧縮力の釣り合いがとれ、かつ解放操作も可能なもの）であり、側型枠でプレストレス力の反力を取る必要がない。また、コンクリート用プレストレス導入装置をプレキャストＰＣ部材の端部にのみ配置すればよいので、長尺のプレキャストＰＣ部材にも容易に配置して使用できる。また、プレキャストＰＣ部材には、その全長にわたってＰＣ鋼材によりプレストレスが付与されているので、プレキャストＰＣ部材の搬送中に、本体部分が損傷する恐れがない。
（２）プレキャストＰＣ部材と他のコンクリート部材との接続部のためにプレストレスを導入することができるので、鉄筋やボルトで接続するより頑強に接続できる。
（３）プレキャストＰＣ部材本体から延長した接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の端部は、端部から接続長を延長できるが、用途によっては、プレキャストＰＣ部材の両端または一端のみでも延長できるので様々な用途に使用できる。
（４）プレキャストＰＣ部材と他の部材を接合する際、他の部材のコンクリート打設は現場で行ことにより、精度よく接合することができる。
（５）中空ＰＣ鋼棒に緊張力が導入された接合兼コンクリート用プレストレス導入装置の端部を型枠内に配置して、型枠内にコンクリートあるいはモルタルを充填し、必要に応じ型枠を回転させて、コンクリートまたはモルタルを硬化させることにより、容易にプレキャストＰＣ部材を製造することができる。
（６）本発明のプレキャストＰＣ部材の構造は、簡単な構造である。
（７）接合兼コンクリート用プレストレス導入装置における先端側（エンドホルダー側）のアンカー部材は着脱自在であるので、プレキャストＰＣ部材を製造する場合、型枠等には、アンカー部材の外径より小さい透孔を設ければよく、すなわち、型枠に中空ＰＣ鋼棒を挿通させる小さな透孔を設ければよく、また先端側のアンカー部材を取外しても、中空ＰＣ鋼棒に導入されている緊張力を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプレキャストＰＣ部材を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は（ａ）を拡大した一部切欠縦断側面図である。
【図２】（ａ）は図１ａの左端部を拡大して示す縦断側面図である。
【図３】（ａ）は図２ａのＡ―Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】接合兼コンクリート用プレストレス導入装置における異径ホルダー側とエンドホルダー側を拡大して示す一部切欠拡大縦断側面図である。
【図５】本発明のプレキャストＰＣ部材の製造方法を説明するための縦断側面図である。
【図６】本発明のプレキャストＰＣ部材をトラス橋に適用した形態を示す一部縦断側面図である。
【図７】図６の状態からストッパを緩めてプレキャストＰＣ部材と格点部材を結合した後、異径ホルダーを撤去して、格点部材の凹部に防錆用モルタルを充填した状態を示す一部縦断側面図である。
【図８】本発明のプレキャストＰＣ部材を下路アーチ橋に適用した形態を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプレキャストＰＣ部材を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は一部切欠縦断側面図である。
【図１０】（ａ）は図９（ｂ）の一部を拡大して示す一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】第２実施形態のプレキャストＰＣ部材を使用して、フーチングと結合する形態を示す一部縦断側面図である。
【図１２】図１１の状態から、ストッパを緩めてプレキャストＰＣ部材とフーチングを結合した後、異径ホルダーを撤去し、凹部にモルタル等を充填した後、橋脚を築造した形態を示す一部縦断側面図である。
【図１３】（ａ）は本発明における第３実施形態のプレキャストＰＣ部材の一端側を示す一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１４】従来のプレキャストＰＣ部材の製造方法を説明するための縦断側面図である。
【図１５】（ａ）は、（ｂ）はコンクリートトラス橋を示す側面図、（ｂ）は従来のコンクリートトラス橋における斜材と弦材との格点部の接合構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 中空ＰＣ鋼棒
１ａ 鋼製中空ＰＣ鋼棒本体
２ コンクリート
３ プレキャストＰＣ部材
４ コンクリート用プレストレス導入装置
６ ＰＣ鋼棒
７ 支承筒（異径ホルダー）
８ エンドホルダー
９ 部材端部
１０ 外側に延長するように配置された部分
１１ ＰＣ鋼材用透孔
１２ 鋼製キャップ
１３ 鋼製キャップ
１４ 雄ねじ部
１５ 雄ねじ部
１６ 小径雌ねじ孔
１７ 大径雌ねじ孔
１８ 回動工具係合用外面
１９ ストッパー
２０ 先端雄ねじ部
２１ 回動工具係合用外面
２２ 凹部
２３ 押圧係止片
２４ 撤去用反力ＰＣ鋼棒
２５ 押し込み用反力ＰＣ鋼棒
２６ 雌ねじ孔
２７ アンカー部材
２８ アンカー部材
２９ 型枠
２９ａ 側型枠
２９ｂ 側型枠
３０ 側型枠
３１ 外枠
３２ 外枠
３３ 端板
３４ 端板
３５ ＰＣ鋼材
３６ ジャッキ
３７ コンクリートトラス橋
３８ 引張斜材
３９ 格点部材（格点コンクリート部材）
４０ プレキャストＰＣ部材
４１ 鋼製フランジ
４２ ボルトまたはナット
４３ 接着兼用防錆材
４４ スパイラル筋
４５ ＰＣ部材補強用ユニット
４６ フランジ付回転ローラ
４７ 端部フランジ
４８ 端部フランジ
４９ ボルト・ナット
５１ モルタル注入管
５２ コンクリート（またはモルタル）
５３ 切り欠き
５４ コンクリート下路アーチ橋
５５ ＰＣ支柱
５６ コンクリート製上部アーチ
５７ コンクリート製下弦材
５８ 橋脚または基礎
５９ コンクリート製フーチング
６０ ナット
６１ カプラー
６２ 引張用可動支圧板
６２ａ 透孔
６２ｂ 溝
６３ 緊張装置
６４ ナット
６５ 引張用ボルト
６６ 支承用ナット
６７ 端板
６８ ジャッキ
６９ 連結ロッド
７０ 固定支圧板
７１ 地盤
７２ コンクリート製橋脚
７３ 防錆用充填材
７４ 円形孔
７５ コンクリート製端板
Claims (6)
- プレキャストＰＣ部材断面内に、ＰＣ鋼材の中間部が埋め込まれていると共に、前記ＰＣ鋼材の両端部がプレキャストＰＣ部材本体に定着されてプレキャストＰＣ部材本体にプレストレスが付与されているプレキャストＰＣ部材３において、前記ＰＣ鋼材とは別個に前記プレキャストＰＣ部材３の一端部または両端部の断面内に、予め緊張された接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における中空ＰＣ鋼棒１の先端側が埋め込み配置され、前記装置４は、中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒が挿入され、その反力ＰＣ鋼棒に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその緊張力の解放によりコンクリートに対するプレストレス力が付与されるように構成され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパ１９を備えた支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８とによって前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持され、さらに、前記装置４の基端部が、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部より外側に延長するように配置され、前記プレキャストＰＣ部材３の本体端部９より外側に延長するように配置された部分１０により、前記中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持された接合部が構成されていることを特徴とするプレキャストＰＣ部材。
- 前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部内側に雌ねじ孔２６が設けられ、前記雌ねじ孔２６に雄ねじ部材からなるエンドホルダー８が設けられ、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部外側に雄ねじ部１４が設けられ、前記雄ねじ部１４に着脱自在にアンカー部材２７が螺合されていることを特徴とする請求項１に記載のプレキャストＰＣ部材。
- 複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４が前記プレキャストＰＣ部材３に設けられ、前記複数本の接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４における前記外側に延長するように配置された部分１０の接合部の長さＬを、同一の長さまたは異なる長さとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のプレキャストＰＣ部材。
- 中空ＰＣ鋼棒１内に反力ＰＣ鋼棒が挿入され、この反力ＰＣ鋼棒に反力を取らせながら予め前記中空ＰＣ鋼棒１に緊張力が導入されてその解放によるコンクリート２に対するプレストレス力が付与され、かつ前記中空ＰＣ鋼棒１の基端部に螺合されているストッパー１９を有する支承筒７と、前記中空ＰＣ鋼棒１の先端部に螺合されているエンドホルダー８によって中空ＰＣ鋼棒１のプレストレス力が保持されている接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４を使用したプレキャストＰＣ部材３の製造方法において、型枠の対向する端部間にわたって配置されるＰＣ鋼材とは別個に、型枠内に前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の先端側を配置すると共に、前記接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４の基端側を、前記型枠の端部より外側に所要の接続長を有するように配置すると共に、型枠に反力をとるようにして緊張されたＰＣ鋼材３５の中間部が前記型枠内に配置され、次いで、前記型枠内にコンクリート５２を投入し、プレキャスト部材を製造することを特徴とするプレキャストＰＣ部材の製造方法。
- 前記型枠を回転駆動ローラ１１にて所定の速度で回転し、遠心成形することを特徴とする請求項４に記載のプレキャストＰＣ部材の製造方法。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のプレキャストＰＣ部材３または請求項４または請求項５に記載の製造方法によって製造されたプレキャストＰＣ部材３を、コンクリート構造物を築造すべく所定位置に配置した後、前記プレキャストＰＣ部材本体の外側に延長した部分１０を埋め込むように他のコンクリート部材用のコンクリートを打設し、そのコンクリートが所定の強度を発現した後、接合兼コンクリート用プレストレス導入装置４におけるストッパ１９を備えた支承筒７における前記ストッパー１９を回転して緩めて、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材の両部材にプレストレスを導入し、プレキャストＰＣ部材３と他のコンクリート部材とからなるコンクリート構造物を一体化することを特徴とするプレキャストＰＣ部材と他部材との接合方法。
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