JP3792703B2 - ポストコンプレッシングシステム及びポストコンプレッシング工法 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮ＰＣ鋼棒に押圧力を与えて固定することによりコンクリート部材に引張プレストレスを導入するポストコンプレッシングシステムとポストコンプレッシング工法に関する。

現在、バイプレストレッシング工法と呼ばれるコンクリート部材の補強工法が実施されている。すなわち、コンクリート部材の引張側にＰＣ鋼材を配置し、このＰＣ鋼材に引張応力を導入した状態で定着し、これによりコンクリート部材に圧縮プレストレスを導入して補強し、同時に、コンクリート部材の圧縮側にＰＣ鋼棒を配置し、このＰＣ鋼棒に圧縮応力を導入した状態で定着し、これによりコンクリート部材に引張プレストレスを導入して補強するものである。

このようなバイプレストレッシング工法に関して、特開昭６１−４０９６８号公報（特許文献１）には、コンクリート部材に圧縮プレストレスを導入するための鋼材には熱処理またはストレッチングにより所定の機械的強度を付与した鋼棒を使用し、引張プレストレスを導入するための鋼棒には熱処理により所定の機械的性質を付与した鋼棒を使用することを特徴とするバイプレストレッシング工法が記載されている。この特許文献１は、所定の機械的強度や機械的性質を有するＰＣ鋼棒を使用することにより、高品質のバイプレストレッシング工法を提供しようとするものである。

また上記以外にも、特許第２９０５１６４号公報（特許文献２）には圧縮ＰＣ鋼棒を押し込んで定着する方法が記載されている。この特許文献１の工法では、コンクリート部材の圧縮側にＰＣ鋼棒を挿入するための横孔が設けられ、その両端にそれぞれ凹部が形成され、各凹部にはジャッキ設置用スペースと定着ナット用スペースとを画成する板材が設けられ、両端に螺子山が形成されたＰＣ鋼棒が横孔に挿入され、定着ナット用スペースを通過して板材を貫通したＰＣ鋼棒の一端にジャッキが連結され、このジャッキによりＰＣ鋼棒が押し込まれて所定圧力まで圧縮された後に、凹部の定着ナット用スペースにおいてＰＣ鋼棒の螺子部分に予め螺合されたナットが回されて板材に定着される。この後に、ジャッキが外されると、ＰＣ鋼棒が復元しようとする力でコンクリート部材に引張プレストレスが導入される。最後に、ＰＣ鋼棒と横孔との隙間や凹部にグラウト材が充填される。

特開昭６１−４０９６８号公報 特許第２９０５１６４号公報

上記の特許文献２に記載されたバイプレストレッシング工法では、ジャッキを設置したり定着ナットを設けるための凹部を、型枠を兼ねた鋼製箱により形成するものであるため、凹部形成用型枠の撤去の手間を要せず、凹部周りの補強鉄筋を設ける必要がないという利点がある。しかしながら、それでもコンクリート部材の表面には凹部を設けなければならず、凹部の内面によりジャッキ伸長時の反力を確保するので、凹部は比較的大きなものにならざるを得ない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ジャッキ設置用スペースとしての凹部をコンクリート部材に形成しなくても、ジャッキによりＰＣ鋼棒を押し込み可能であり、これにより圧縮プレストレスをコンクリート部材に導入することができるポストコンプレッシングシステムとポストコンプレッシング工法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明では、ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に押圧力を与えて、コンクリート部材に引張プレストレスを導入するポストコンプレッシング工法のためのシステムであって、前記コンクリート部材には圧縮ＰＣ鋼棒に螺合された定着ナットを操作するための凹部が設けられ、前記コンクリート部材には前記ジャッキのロッドを挿入するための管体が前記圧縮ＰＣ鋼棒と同じ軸線上で、且つ該管体の一端がコンクリート部材の端部から突出するように配置され、該管体の突出端に第一の受け部が設けられ、前記ジャッキには第二の受け部が前記第一の受け部に対向する位置に設けられ、前記第一及び第二の受け部に着脱可能に係止する係合部を有する連結部材により、前記管体に前記ロッドが挿入されたジャッキが着脱可能に固定され、前記ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入するための反力が前記連結部材から前記管体を介してコンクリート部材に確保されるものであるポストコンプレッシングシステムが提供される。
上記ポストコンプレッシングシステムでは、コンクリート部材の端面から突出したジャッキロッド挿入用管体の一端にジャッキが着脱可能に固定されるので、従来のようにジャッキ設置用の凹部をコンクリート部材に形成する必要が無く、定着ナットを操作するための比較的小さな凹部のみが形成される。したがって、凹部における断面欠損を小さく抑えることができて、コンクリート部材の耐久性の向上が可能になる。

本発明のポストコンプレッシングシステムにおいて、前記連結部材は前記係合部としてのフランジ部を両端開口に有する管体から形成され、該開口のフランジ部は、前記第一の受け部を連結部材内に挿入可能な形状に形成され、かつ前記第一の受け部とのラジアル方向の相対的な角度を変えることにより前記第一の受け部と係合し得るような形状に形成されたものにできる。

また本発明では、ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に押圧力を与えて、コンクリート部材に引張プレストレスを導入するための工法において、前記コンクリート部材に凹部を形成し、該凹部を貫通するように配置される圧縮ＰＣ鋼棒と同じ軸線上に管体を設けてその一端をコンクリート部材の端部から突設させ、該管体の突出端に第一の受け部を固定し、管体の突出端から凹部を貫通するように圧縮ＰＣ鋼棒を挿設し、前記圧縮ＰＣ鋼棒には前記凹部において定着ナットを螺合し、第二の受け部を有するジャッキのロッドを前記管体の突出端から挿入し、前記第一及び第二の受け部に連結部材の係合部を係止させることにより前記ジャッキを前記管体に固定し、前記ジャッキのロッド先端を圧縮ＰＣ鋼棒の端部に当接させて、ロッドを伸長させることにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入すると同時に、前記ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入するための反力を、前記連結部材から前記管体を介してコンクリート部材に確保し、圧縮ＰＣ鋼棒を圧縮した後に定着ナットが前記凹部内面に当接するように操作することを特徴とするポストコンプレッシング工法が提供される。

本発明では、ジャッキ設置用の凹部をコンクリート部材に形成する必要が無く、定着ナットを操作するための比較的小さな凹部を形成するのみで良いため、凹部における断面欠損を小さく抑えることができて、コンクリート部材の耐久性の向上が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は本発明のポストコンプレッシングシステムを示した断面図であり、図２（ａ）（ｂ）は図１のII−II線に沿った断面図であり、図３は圧縮力導入用鋼管の側面図である。
本発明では、図１に示したように、圧縮ＰＣ鋼棒１に螺合された定着ナット２を操作するための凹部３がコンクリート部材４に設けられ、このコンクリート部材４にはジャッキ５のロッド５ａを挿入するための圧縮力導入用鋼管６が圧縮ＰＣ鋼棒１と同じ軸線上で、且つその一端がコンクリート部材４の端面４ａから突出するように配置され、圧縮力導入用鋼管６の突出端６ａに反力プレート７が設けられ、ジャッキ５には反力部材５ｂが反力プレート７に対向するように設けられ、これら反力プレート７と反力部材５ｂに着脱可能に係止する係合部８ａを有する連結部材８により、圧縮力導入用鋼管６にロッド５ａが挿入されたジャッキ５が着脱可能に固定されている。

さらに詳細に説明すれば、前記反力プレート７は、図２に示したような長方形の鋼板から形成されており、反力部材５ｂも同じ形状に形成されている。一方、前記連結部材８は、反力プレート７や反力部材５ｂよりも若干大きな長方形の開口を両端に有する管体から形成され、その管状部分８ｃは内部が両端開口よりも広く形成されることにより、両端開口にフランジ部８ａ，８ｂが形成される。したがって、連結部材８を反力プレート７に係合させるときには、最初に、両部材７，８を図２（ａ）のような相対配置にし、反力プレート７を連結部材８の内部に入れた後、連結部材８をほぼ９０°回転させると図２（ｂ）に示したように、反力プレート７がフランジ部８ａに係合する。同様にして、連結部材８は反力部材５ｂに係合される。
なお、管状部分８ｃは、反力プレート７や反力部材５ｂを内部に収容したときに連結部材８を９０°回転可能な大きさに形成し、反力プレート７や反力部材５ｂは、連結部材８を９０°回転させたときにフランジ部８ａに係合し得る大きさに形成される。

前記コンクリート部材４には圧縮ＰＣ鋼棒１を挿入するための薄肉鋼管９が埋設されており、この薄肉鋼管９は端部が凹部３まで延長している。

前記凹部３において、端部側面３ａにはアンカープレート１１が取付けられ、このアンカープレート１１には圧縮ＰＣ鋼棒１の端部を挿通させるための孔１１ａが形成され、この孔１１ａが鋼管１２により圧縮力導入用鋼管６と接続される。鋼管１２にはチューブ１２ａが設けられ、このチューブ１２ａは、圧縮力導入後にグラウト充填を行う際の排気孔として用いられる。

前記圧縮力導入用鋼管６としては、図３に示したように、外周面に螺子山が設けられたものが使用され、コンクリート部材４から突出する一端に反力プレート７が螺合され、コンクリート部材４中に埋設される端部に抜止めナット１３が螺合される。図１に示したように、圧縮力導入用鋼管７の外周には、引張応力を分散させるための高強度スパイラル筋１４が埋設される。

次に、ポストコンプレッシング工法について説明する。
最初に、コンクリート中に埋設される部材、すなわち、薄肉鋼管９、アンカープレート１１、鋼管１２、圧縮力導入用鋼管６、高強度スパイラル筋１４等を型枠上に配設し、また凹部用の型枠（図示せず）も型枠上に設置し、コンクリートを型枠内に打設し、所定時間が経過した後に型枠を外せばコンクリート部材４が形成される。このコンクリート部材４には凹部３が形成され、この凹部３を貫通するように薄肉鋼管９が配置され、この薄肉鋼管９と同じ軸線上に鋼管１２及び圧縮力導入用鋼管６が設けられ、圧縮力導入用鋼管６の一端がコンクリート部材４の端部から突出している。

コンクリート打設後、所定時間が経過したら型枠を外し、圧縮ＰＣ鋼棒１を薄肉鋼管９内に挿入する。この圧縮ＰＣ鋼棒１は、圧縮力導入用鋼管６から鋼管１２を通して薄肉鋼管９内まで送り込まれる。凹部３において、圧縮ＰＣ鋼棒１の端部に定着ナット２を螺合し、圧縮ＰＣ鋼棒１の端部を所定長さだけ鋼管１２内に送り返す。

次に、圧縮力導入用鋼管６の突出端に反力プレート７を螺合させ、この反力プレート７に連結部材８の一方の端部開口を挿通して係合させ、反力部材５ｂが取付けられたジャッキ５のロッド５ａを圧縮力導入用鋼管６に挿入しながら、ジャッキ５の反力部材５ｂを連結部材８の他方の端部開口から挿入して係合させる。

ジャッキ５の設置が完了したら、圧縮ＰＣ鋼棒１の端部に接触するまでロッド５ａを伸長させ、さらに、ロッド５ａを伸長させて圧縮ＰＣ鋼棒１を押し込み、定着ナット２をアンカープレート１１に当接するまで回転させて、圧縮ＰＣ鋼棒１に圧縮応力を導入した状態でコンクリート部材４に固定し、これにより、コンクリート部材４に引張プレストレスを導入する。ここで、圧縮ＰＣ鋼棒１を押し込むための反力は、ジャッキ５から連結部材８、圧縮力導入用鋼管６を介してコンクリート部材４に確保される。
最後に、ジャッキ５のロッド５ａを圧縮力導入用鋼管６から抜き取り、凹部３、圧縮力導入用鋼管６、鋼管１２にグラウトを充填すれば、コンクリート部材４は完成する。

本発明のポストコンプレッシングシステムを示した断面図である。 （ａ）（ｂ）は図１のII−II線に沿った断面図である。 ジャッキのロッドを挿入するための圧縮力導入用鋼管の側面図である。

符号の説明

１ 圧縮ＰＣ鋼棒
２ 定着ナット
３ 凹部３
４ コンクリート部材
５ ジャッキ
５ａ ロッド
５ｂ 反力部材（第二の受け部）
６ 圧縮力導入用鋼管（管体）
７ 反力プレート（第一の受け部）
８ 連結部材
８ａ，８ｂ フランジ部（係合部）

Claims (3)

1. ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に押圧力を与えて、コンクリート部材に引張プレストレスを導入するポストコンプレッシング工法のためのシステムであって、
   前記コンクリート部材には圧縮ＰＣ鋼棒に螺合された定着ナットを操作するための凹部が設けられ、前記コンクリート部材には前記ジャッキのロッドを挿入するための管体が前記圧縮ＰＣ鋼棒と同じ軸線上で、且つ該管体の一端がコンクリート部材の端部から突出するように配置され、該管体の突出端に第一の受け部が設けられ、前記ジャッキには第二の受け部が前記第一の受け部に対向する位置に設けられ、前記第一及び第二の受け部に着脱可能に係止する係合部を有する連結部材により、前記管体に前記ロッドが挿入されたジャッキが着脱可能に固定され、前記ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入するための反力が前記連結部材から前記管体を介してコンクリート部材に確保されるものであるポストコンプレッシングシステム。
2. 前記連結部材は前記係合部としてのフランジ部を両端開口に有する管体から形成され、該開口のフランジ部は、前記第一の受け部を連結部材内に挿入可能な形状に形成され、かつ前記第一の受け部とのラジアル方向の相対的な角度を変えることにより前記第一の受け部と係合し得るような形状に形成されたものである請求項１に記載のポストコンプレッシングシステム。
3. ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に押圧力を与えて、コンクリート部材に引張プレストレスを導入するための工法において、
   前記コンクリート部材に凹部を形成し、該凹部を貫通するように配置される圧縮ＰＣ鋼棒と同じ軸線上に管体を設けてその一端をコンクリート部材の端部から突設させ、該管体の突出端に第一の受け部を固定し、管体の突出端から凹部を貫通するように圧縮ＰＣ鋼棒を挿設し、前記圧縮ＰＣ鋼棒には前記凹部において定着ナットを螺合し、第二の受け部を有するジャッキのロッドを前記管体の突出端から挿入し、前記第一及び第二の受け部に連結部材の係合部を係止させることにより前記ジャッキを前記管体に固定し、前記ジャッキのロッド先端を圧縮ＰＣ鋼棒の端部に当接させて、ロッドを伸長させることにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入すると同時に、前記ジャッキにより圧縮ＰＣ鋼棒に圧縮力を導入するための反力を、前記連結部材から前記管体を介してコンクリート部材に確保し、圧縮ＰＣ鋼棒を圧縮した後に定着ナットが前記凹部内面に当接するように操作することを特徴とするポストコンプレッシング工法。

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