JP3960471B2 - Precast segment joining device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば橋梁等の構造物の建造に際して、当該構造物を構成するユニットであるプレキャストセグメントを接合する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常の施工法(プレキャストセグメント以外の施工法)では、型枠を組んで現場でコンクリート打接し、その後養生を行う。
しかし、コンクリート打設、養生には長時間を要し、現場でコンクリート打設、養生を行う場合は工期全体が長期に亙ってしまう。
【0003】
これに対して、プレキャストセグメント工法によれば、鉄筋コンクリート、プレストレスコンクリート製のセグメントを現場付近のセグメント製作ヤードや工場等で製造することで、現場のコンクリート打設、養生の時間を不要とし、架設工と並行して、若しくは、架設工以前に製造することが可能となる。したがって、プレキャストセグメント工法によれば、通常の施工法(プレキャストセグメント以外の施工法)に対して、工期を大幅に短縮することが出来る。
【0004】
ここで、プレキャストセグメントを用いて建造物の構築を行う場合、セグメント間には鉄筋が存在せず、セグメント間に鉄筋がないため、接合部に引張力が作用した場合は、接合部に隙間が発生する、所謂「開き」が生じる、という問題がある。
【0005】
そのような「開き」を押さえるために、例えばエポキシ樹脂で接着をするに際して、接合面のエポキシ樹脂硬化中に与える面圧を確保しなくてはならない。面圧を確保するため、図23、図24に示すように、引寄せ鋼材(鋼棒)9によりセグメント1G、1G間の接合面1Gaに圧縮力を与える必要がある。
更に該引寄せ鋼材の定着用としてコンクリート製の突起30をセグメント本体1G部に設ける必要がある。
【0006】
また、接合面に圧縮力を与えるための引寄せ鋼材(鋼棒)9、及び前記コンクリート製の突起30は、橋自体の強度とは無関係であり、不要であるばかりでなく重量増になりコスト増加に繋がる。
【0007】
上記方法は施工時には片持ち梁状態となっており、変形量が大きく、この状態で「開き」を抑制するには「予応力」を大きくする必要がある。そのために、鋼材量は増加してしまう。
【0008】
更に、図25に施工の態様を示すカンチレバー工法(橋脚Lを中心に、ヤジロベエのように左右のバランスを取りながら、左右方向に順にセグメントJ0、J1、J2、J3…を張出し(継ぎ足し)ていく工法)では、張出し用の鋼棒90は、作業台を支持、移動するためのものである。該張出し用の鋼棒90はかなり太く、完成時には不要となるものもあり、これまた不経済である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、橋梁等を構成するプレキャストセグメント同士を接合するに際して、セグメント接合面管の隙間、所謂「開き」の発生を防止する、若しくは「開き」を制御すると共に、使用する鋼材量を減少させ、しかも、接合するべきプレキャストセグメントを引き寄せる際に所謂「引寄せ鋼材」の使用を必要せず、さらに、張り出し鋼材の代替部材が提供可能となる様なプレキャストセグメントの接合装置の提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、構造物を構成する隣接するプレキャストセグメントの一方に雄継手が固定されそして他方に雌継手が固定され、それらのプレキャストセグメントを接合するためのプレキャストセグメントの接合装置において、前記雄継手4は一方のプレキャストセグメント1Aに設けられた雄継手ケース11と、その雄継手ケース11内に設けられた接合ボルト12と、その接合ボルト12のねじ部12aと螺合する内径部の雌ねじ部を有するウォームホイール13とを備え、前記雄継手ケース11は一方のプレキャストセグメント1Aの接合面1a側に開口しており、そしてその孔部11aには軸方向に前記接合ボルト12が移動自在に挿通され、また雄継手ケース11のプレキャストセグメント内部側にはアンカー11cが形成されており、前記接合ボルト12のプレキャストセグメント内部側には不完全ねじ部12bが設けられ、前記ウォームホイール13は雄継手に形成されてウォームギヤ挿入孔15aから挿入したウォームギヤ15とかみ合っており、雌継手5は他方のプレキャストセグメント1Bに設けられた雌継手ケース21と、その雌継手ケース21内に軸方向に移動自在に挿入されたナット22と、そのナット22を他方のプレキャストセグメント1Bの接合面1b側に押圧する弾性手段23と、そのナット22が当接する開口部側端面21dとを備え、そしてその雌継手ケース21は他方にプレキャストセグメント1Bの接合面1bに開口21aし、プレキャストセグメント1B内部側の端部にアンカー21cが形成されている。
【0011】
また本発明によれば、構造物を構成する隣接するプレキャストセグメントの一方に雄継手が固定され、他方に雌継手が固定され、それらのプレキャストセグメントを接合するためのプレキャストセグメントの接合装置において、前記雄継手2は一方のプレキャストセグメントAに設けられた軸部2aとその軸部2aのセグメント内部側に設けたアンカー部2cとその軸部2aの接合面Aa側に設けた収納室2bとを備え、前記収納室2bは雌継手3を接合するための接合ボルト6とその接合ボルト6のねじ部6cと螺合する内径部を有するウォームホイール13Aとを収納しており、前記接合ボルト6は軸部6aとセグメントの外部側端部の先端部6bとセグメント内部側端部の頭部6eとを備え、前記ねじ部6cは前記頭部6e側に形成され、前記先端部6bの裏面6dは雌継手3との係止面を形成しており、前記収納室2bは前記頭部6eより僅かに大きい形状の断面であり、接合ボルト6が収納室2b内を軸方向に移動自在であり、そして前記収納室2bは前記ウォームホイール13Aを回転するためのウォームギヤ15Aを挿入するウォームギヤ挿入孔15Aaが形成され、他方のセグメントRには軸部3aとその軸部3aのセグメント内部側に設けたアンカー部3cとその軸部3aの接合面Ba側に設けた接合ボルト係止室3bとを備える雌継手3が埋設され、その接合ボルト係止室3bは開放された側に開口部を有するスリット3sが形成され、そして前記接合ボルト6の頭部6bが挿入できる窪みBbが形成されている。
【0012】
本発明のプレキャストセグメントの接合装置によれば、プレキャスト全体に予応力を付加する「フルプレストレス設計」だけでなく、「開き」を制御した「パーシャルプレストレス設計」が可能となる。
「パーシャルプレストレス設計」が可能となるため、セグメント断面の小型化、PC鋼材の容量削減が可能となり、コストダウンとなる。
又、「開き」を制御することにより、設計当初から耐久性の向上を見込むことが出来て、竣工後のメンテナンスにも役立つ。
【0013】
従来の仮設用としての機能の引寄せ鋼材と該引寄せ鋼材を固着させるコンクリート突起が省略出来(継手を掴んで、次のセグメントを引っ張り、所定の位置までくれば、継手を雄雌で嵌め込んでやればよい)、コスト削減が図られる。
【0014】
PC鋼棒では、施工手間から本数を少なくするが、均一な面圧を導入するのが難しい。それに対して、本発明では均等な接合面の圧縮力の導入により、セグメント全体がバランスの取れた耐久、寿命設計が可能となる。即ち、部材の使用を最小限に抑えることが出来る。
換言すれば、セグメント接合面全面に渡って均一の締結力が作用する様に、継手を自由に配置することが出来る。
【0015】
カンチレバー工法では、当該継手が張り出し鋼材の代用として使用可能であり、張り出し鋼材の省略が可能となり施工サイクルの効率化が図られる。
【0016】
接合後、継手は構造用鋼材として作用する。プレキャストセグメント間に構造部材が存在することにより、耐力が向上すると共に、プレキャストセグメント間の隙間(所謂「目開き」)を小さくすることが出来る。
【0017】
目開きが仮に生じたとしても、継手を締め込むことにより、目開きを閉じることが出来る。
【0018】
本発明の実施に際して、雄継手(11E)及び/又は雌継手(21E)は、プレキャストセグメント(1E)の接合方向に延伸する張力支持部材(例えば鉄筋18)に結合されていることが好ましい。
ここで、張力支持部材と継手(11E、21E)とが直結するのであれば、張り出し鋼材の代用となる。係る構造であれば、ひび割れの分散性が良い。
【0019】
アンカータイプでも、アンカーとプレキャストセグメント表面との間の材料や構造に工夫すれば、張り出し鋼材、引き寄せ用鋼材及び本設用鋼材の代用となる。
ここで、雄側のボルト或いは雌側のナットをコンクリートに埋め込んで、桁全体に作用する引っ張り力を伝達するアンカータイプであれば、アンカー部とセグメント接合面との間のコンクリートの圧縮力の形で、引張り力を持たせることとなる。
【0020】
本発明において前記締結工程の後に、締結された雄継手(4)及び雌継手(5)の内部へ固化材が流入されることが好ましい。
同様に、雄継手(4)及び/又は雌継手(5)を固定したプレキャストセグメント(1A、1B)には、締結された雄継手(4)及び雌継手(5)の内部へ固化材を供給するための固化材供給用流路(H1i、H2i)が形成されていることが好ましい。
構造部材として使用する場合、固化材としてモルタル、樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)を供給すれば、ウォームギャが回転しないので、ゆるみ止めとなる。また、防錆効果も得られるからである。
【0021】
継手同士を接合するジョイント部材(プレキャストセグメントの接合方向に延伸する張力支持部材:鉄筋18)を設けた場合(雄継手11E及び/又は雌継手は、プレキャストセグメント(1E)にアンカー状に埋設されて固定されている)には、当該ジョイント部材(11E)をカバーするシースを設けても良いし、或いは設けなくても良い。
シースを設けた場合は、一端に作用した引張力は直ちに他端側の継手部材に作用する。シースを設けない場合は、一端に引張力が作用しても、ジョイント部材とコンクリートとの付着力により減衰されつつ、他端側の継手部材に到達する。
【0022】
なお、継手が図13〜図22で示すタイプ(第2実施形態)の場合には、前記ボルト挿入工程では雄継手(2)の前記ボルト(6)は雌継手(3)の軸中心に対向する位置から偏寄した位置に挿入され、締結作業に先立って、雄継手(2)が固定されたプレキャストセグメント(A)をスライドして、雄継手(2)の前記ボルト(6)を前記偏寄した位置から雌継手の軸中心に対向する位置まで移動せしめることが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【0024】
先ず、図1〜図11を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1及び図2は接合すべきプレキャストセグメントの一方に固定された雄継手と、他方に固定された雌継手とを位置合わせする位置合わせ工程、及び雄継手の内部のボルトを雌継手内に挿入する前の初期工程を表示している。
【0025】
図の左側が雄継手4、右が雌継手5である。
雄継手4は、接続するセグメント1Aに設けられた雄継手ケース11と、そのケース11内に挿入された接合ボルト12と、その接合ボルト12と螺合するウォームホイール13とで構成されている。
雄継手ケース11は、接合面1aに開口しており、その孔部11aには軸方向Xに移動自在に接合ボルト12が挿通している。雄継手ケース11のセグメント内部側の端部にはアンカー11cが形成され、セグメント1Aからの抜け止めの役を果たしている。
【0026】
前記接合ボルト12のねじ部12aは、前記ウォームホイール13の内径部に形成された図示しない雌ねじ部と螺合し、ウォームホイール13の回転により、X方向に移動する。尚、ウォームホイール13の回転によって接合ボルト12は回転をしないまま右行し、ウォームホイール13の図示しない雌ねじ部の左端が接合ボルト12の不完全ねじ部12bに達した後は、右行を止め、ウォームホイール13とともに回転するように構成されている。
【0027】
前記ウォームホイール13は、雄継手に形成されたウォームギヤ挿入孔15aから挿入したウォームギヤ15とかみ合っており、ウォームギヤ15を回転することにより回転する。
【0028】
他方、雌継手5は、既設セグメント1B内に設けられた雌継手ケース21と、そのケース21内に挿入された六角ナット22と、弾性手段であるばね23とで構成されている。
雌ケース21は、セグメントの接合面1bに開口21aし、その内方には断面が六角形状の孔21bが形成されており、その六角孔21bに六角ナット22が軸方向Xに移動自在に嵌挿され、ナット22は前記ばね23によって開口方向に付勢されている。更に、雌継手ケース21のセグメント内部側の端部にはアンカー21cが形成され、セグメント1Bからの抜け止めの役を果たしている。
【0029】
図3及び図4の第2工程では、ウォームギヤ15を回転することにより雄継手11内に設けられたウォームホイール13を回転して、前記接合ボルト12を雌継手21の方向に前進させる。
【0030】
図5及び図6の第3工程では、雄継手ケース11内に設けられたウォームホイール13を更に回転して、前記接合ボルト12の先端を雌継手21内部の六角ナット22の図示しない雌ねじ部の端部に当接させる。
一方、接合ボルト12の不完全ねじ部12bがウォームホイール13の図示しない雌ねじ部に到達して、ウォームホイール13と接合ボルト12とが一体化して回転を始める。
【0031】
接合ボルト12が回転を始めると、雌側の六角ナット22は回転出来ないため接合ボルトのねじ12aに螺合して雄側に引き寄せられ始める。
【0032】
図7及び図8の最終工程では、更にウォームホイール13を反転させ、雌側の六角ナット22を雄側に引き寄せて雌側の開口部内側端面21dに六角ナットの端面を当接させる。更にウォームホイール13を回転させると、セグメント1B毎雌継手21は雄継手11に引き寄せられ、接合面1a、1bが密着して締結が完了する。
【0033】
図9は継手11Dとプレキャストセグメント1Dとの固定の一態様を示す図で、継手端部にアンカー部11dを形成して、セグメント1Dに埋設した例である。
尚、図中12Dは接合ボルトを示す。
【0034】
図10及び図11は、継手11Eとプレキャストセグメント1Eとの固定における他の態様を示す図で、セグメント1Eの両端の継手11E同士を鉄筋(プレキャストセグメントの接合方向に延伸する張力支持部材18)によって結合したものである。
【0035】
図12は、接合された継手の内部にセメントミルク(固化材)を供給する状態を示した図で実質的には図7、図8で示した締結完了の状態と同じ図である。
【0036】
セグメント1A側の雄継手ケース11には、接合ボルト12を格納する孔部11bに固化材を注入する注入孔H1iと空気抜き孔H1oとが形成されている。
【0037】
他方、セグメント1B側の雌継手ケース21には、六角ナット22を格納する孔部21bに固化材を注入する注入孔H2iと空気抜き孔H2oとが形成されている。
【0038】
雄・雌継手が結合完了した時点で上記の注入孔H1iとH2iを介して、固化材である例えばセメントミルクを注入して施工内容の全てを完了する。
【0039】
このように第1実施形態によるプレキャストセグメントの接合方法及び装置によれば、「開き」を制御した、プレキャスト1A、1Bの一部である継手4、5による接合装置に応力を付加する「パーシャルプレストレス設計」が可能となる。
「パーシャルプレストレス設計」が可能となるため、プレキャスト全体に予応力を付加する「フルプレストレス設計」に対して、セグメント断面の小型化、PC鋼材の容量削減が可能となり、コストダウンが図られる。
又、「開き」を制御することにより、設計当初から構造物全体の耐久性の向上を見込むことが出来て、竣工後のメンテナンスにも役立つ。
【0040】
継手4、5を掴んで、次のセグメント1A(又は1B)を引っ張り、所定の位置までくれば、雄雌継手4、5で嵌め込んでやればよいので、従来の仮設用としての機能の引寄せ鋼材と該引寄せ鋼材を固着させるコンクリート突起が省略出来、コスト削減が図られる。
【0041】
セグメント接合面1a、1b全面に渡って均一の締結力が作用する様に、継手4、5を自由に配置することが出来、継手4、5に均等な接合面1a、1bの圧縮力を付加することにより、セグメント1A、1B全体がバランスの取れた耐久・寿命設計が可能となる。
したがって、部材の使用を最小限に抑えることが出来る。
【0042】
カンチレバー工法に適用すれば、当該継手4、5が張り出し鋼材の代用として使用可能であり、張り出し鋼材の省略が可能となり施工サイクルの効率化が図られる。
【0043】
接合後、継手4、5は構造部材として作用する。プレキャストセグメント1A、1B間に構造用鋼材が存在することにより、強度が向上すると共に、プレキャストセグメント1A、1B間に隙間(所謂「開き」)が存在しなくなる。
【0044】
目開きが仮に生じたとしても、継手4、5を締め込むことにより、目開きを閉じることが出来る。
【0045】
接合された継手ケース11、12の内部にセメントミルク(固化材)を供給して、固めてしまうため、施工後、ねじ類に緩みが生じることは無く、セグメント1A、1B間の緊張が保持される。
【0046】
雄継手11E及び/又は雌継手21Eは、結合用部材12Eを介して、プレキャストセグメント1Eの接合方向に延伸する張力支持部材(鉄筋18)に結合されているので、張り出し鋼材の代用となる。また、結合用部材12Eが、それぞれ鉄筋18に繋がっており、ひび割れの分散性が良い。
【0047】
或いは、雄継手11D及び/又は雌継手は、プレキャストセグメント1Dにアンカー状11dに埋設されて固定させれば、アンカー11dとセグメント1D表面との間のコンクリートの強度を配慮すれば、張り出し鋼材、引き寄せ用鋼材及び本設用鋼材の代用となる。
図示はしていないが、雄側のボルト或いは雌側のナットをコンクリートに埋め込んで、桁全体に作用する引っ張り力を伝達するアンカータイプであれば、アンカー部とセグメント接合面との間のコンクリートの圧縮力の形で、引張り力を持たせることとなる。
【0048】
次に、図13〜図22を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
この第2実施形態は、第1実施形態で用いられているのとは別のタイプの継手を用いている。
【0049】
図13は、第2実施形態で用いられる継手装置の、雄継手2と雌継手3とが結合している状態を示している。尚、図中の矢印は結合が完了するまでの各動作部の動作方向を表している。
【0050】
先ず、図14及び図15を参照して、第2実施形態の構成を説明する。尚、図15は前述の図13に対して、矢視方向時計回りで90°回転した図である。
【0051】
第1のセグメントAには、雄継手2がセグメントAの接合面Aaと共通の接合面を有して埋設されている。その雄継手2は、軸部2aと、収納室2bと、アンカー部2cとで構成されている。
【0052】
前記収納室2bには、雌継手3と接合するための接合ボルト6と該接合ボルト6と同軸上にあるウォームホイール13Aを収納している。
前記接合ボルト6は、軸部6aと、セグメントの外部側端部の半球状先端部6bと、セグメント内部側端部の六角の頭部6eと、該六角の頭部6e側に形成されたねじ部6cとで構成されている。また、半球状先端部6bの裏面6dは平面であり、雌継手3との系止面を成す。
前記収納室2bは前記接合ボルト6の六角の頭部6eよりもわずかに大きな六角形状の断面であり、この六角断面の収納室2b内を接合ボルト6は軸方向に自在に移動出来るように構成されている。
【0053】
前記接合ボルト6のねじ部6cは、前記ウォームホイール13Aの内径部に形成された図示しない雌ねじ部と螺合し、ウォームホイール13Aの回転により、接合ボルト6は軸方向に移動する。
前記ウォームホイール13Aは、雄継手2の収納室2bに形成されたウォームギヤ挿入孔15Aaから挿入したウォームギヤ15Aと噛み合っており、ウォームギヤ15Aを回転することにより回転する。
【0054】
他方、第2のセグメントBには、雌継手3がセグメントBの接合面Baと共通の接合面を有して埋設されている。その雌継手3は、軸部3aと、接合ボルト係止室3bと、アンカー部3cとで構成されている。
前記接合ボルト係止室3bは、一方が全面的に開放されており、この開放された側に開口部を有するスリット3sが形成されている。又、第2のセグメントBの前記接合材係止室3bの開放された側には、前記接合ボルト6の球状頭部6bが自在に挿入され得る広さのセグメント側窪みBbが形成されている。
【0055】
次に図14〜図19を参照して、第1及び第2のセグメントA、Bの接合工程を説明する。
【0056】
図14〜図18は、接合すべきプレキャストセグメントの一方(第1のセグメントA)に固定された雄継手2と他方(第2のセグメントB)に固定された雌継手3とを位置合わせする位置合わせ工程(図14)及び雄継手2の接合ボルト6を第2セグメント側の窪みBb内に挿入(図15〜図17)した後、継手3の接合ボルト係止室3bにスリット3sを介して滑り込ませる(図18)、ボルト挿入工程を表示したものである。
すなわち、図15〜図17において、雄継手2の前記接合ボルト6は雌継手3の前記接合ボルト係止室3bに対向する位置から偏寄した位置に配置しているが、図18では、接合ボルト6が雌継手3の軸部3aの中心位置から偏寄した位置より、スリット3sを介して雌継手3の軸部3aの中心位置までスライドしている。
【0057】
図19及び図20では、ウォームギヤ15Aを回転することにより、ウォームホイール13Aを回転させて、前記接合ボルト6の半球状先端部6bの裏面6dを雄継手側に引き戻しつつ、雌継手3の接続部材係止室3bの係止壁3dに係止させる。
【0058】
図21では、接合ボルト6を雄継手2側に引き戻して、第1のセグメントAと、第2のセグメントBが堅固に接合され、締結が完了する。
【0059】
図22は、接合された継手の内部に固化材を供給する状態を示した図で、固化材を供給する状態を除けば、実質的には図21で示した締結完了の状態と同じ図である。
【0060】
図13〜図22の第2実施形態は、図1〜図12の第1実施形態に対して、雄継手側の接合部材の先端に雌側を係止する構造が形成され、雌継手側のナット及び付勢用のばねを廃止したことが異なるのみで、継手の機能とプレキャストセグメントとの固定、作用効果、その他については、第1実施形態と同様であり、詳細説明は省略する。
【0071】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では、セグメント両接合面の継手同士は鉄筋で結合されているが、該鉄筋をシース部材でカバーするように構成することも可能である。
また、継手装置も図示のもの以外でも、適用可能である。
【0072】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、以下に示す効果を奏する。
(1) 接合面の「開き」を制御した、プレキャストの一部である継手による接合装置に部分予応力を付加する「パーシャルプレストレス設計」が可能となる。
「パーシャルプレストレス設計」が可能となるため、プレキャスト全体に予応力を付加する「フルプレストレス設計」に対して、セグメント断面の小型化、PC鋼材の容量削減が可能となり、コストダウンが図られる。
(2) 又、「開き」を制御することにより、設計当初から構造物全体の耐久性の向上を見込むことが出来て、竣工後のメンテナンスにも役立つ。
(3) 従来の仮設用としての機能の引寄せ鋼材と該引寄せ鋼材を固着させるコンクリート突起が省略出来、コスト削減が図られる。
(4) セグメント接合面全面に渡って均一の締結力が作用する様に、継手を自由に配置することが出来、継手に均等な接合面の圧縮力を付加することにより、セグメント全体がバランスの取れた耐久設計が可能となる。
したがって、部材の使用を最小限に抑えることが出来る。
(5) 接合後、継手は構造部材として作用し、プレキャストセグメント間に構造部材が存在することにより、強度が向上すると共に、プレキャストセグメント間の「開き」を小さくすることが出来る。また、目開きが仮に生じたとしても、継手4、5を締め込むことにより、「開き」を閉じることが出来る。
(6) 接合された継手の内部に固化材を供給して、固めてしまうため、施工後、ねじ類に緩みが生じることは無く、セグメント間の緊張が保持される。
(7) 雄継手及び/又は雌継手は、プレキャストセグメントの接合方向に延伸する張力支持部材に結合されているので、張り出し鋼材、引き寄せ用鋼材及び本設用鋼材の代用となる。また、結合用部材が、それぞれ鉄筋に繋がっており、一本の鉄筋がセグメントとなる様な構造が達成出来、ひび割れの分散性が良い。
(8) 雄継手及び/又は雌継手をプレキャストセグメントにアンカー状に埋設されて固定させ、アンカーとセグメント表面との間の材料・構造に配慮すれば、張り出し鋼材の代用となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における初期工程を示す断面図。
【図2】図1の継手部を詳細に表示した立体図。
【図3】本発明の第1実施形態における第2工程を示す断面図。
【図4】図3の継手部を詳細に表示した立体図。
【図5】本発明の第1実施形態における第3工程を示す断面図。
【図6】図5の継手部を詳細に表示した立体図。
【図7】本発明の第1実施形態における最終工程を示す断面図。
【図8】図7の継手部を詳細に表示した立体図。
【図9】本発明の第1実施形態における継手とプレキャストセグメントとの固定の1態様を示した断面図。
【図10】本発明の第1実施形態で継手とプレキャストセグメントとの固定における他の態様を示した断面図。
【図11】本発明の第1実施形態で接合されたセグメント内部における鉄筋と継手との位置関係を概略表示した模式図。
【図12】本発明の第1実施形態で接合された継手内に固化材を注入する様を示す断面図。
【図13】本発明の第2実施形態の構成及び動作方向を示す斜視図。
【図14】本発明の第2実施形態における雄・雌両継手を位置合わせする工程を示す図。
【図15】位置合わせ後に、雄・雌両継手を偏寄した位置に配置した状態を示す斜視図。
【図16】雄継手を雌継手側に挿入する工程を示す斜視図。
【図17】図16を平面に置き換えた平面図。
【図18】雌継手内に挿入した雄継手を、接合するべき正規の位置にスライドする工程を示す斜視図。
【図19】雄継手の接合部材を引き寄せることにより雌継手を引き寄せる工程を示す平面図。
【図20】図19に対応する斜視図。
【図21】本発明の第2実施形態において、接合の完了した状態を示す平面図。
【図22】本発明の第2実施形態において、接合の完了した状態で継手内に固化材を注入する様を示す断面図。
【図23】従来技術によるプレキャストセグメント接続装置の横断面図。
【図24】従来技術によるプレキャストセグメント接続装置の正面図。
【図25】従来技術によるカンチレバー工法を示す模式図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for joining precast segments, which are units constituting a structure, for example, when a structure such as a bridge is constructed.
[0002]
[Prior art]
In the normal construction method (construction method other than the precast segment), a formwork is assembled and concrete is in contact with the site, followed by curing.
However, it takes a long time for concrete placement and curing, and when concrete placement and curing is performed on site, the entire construction period is prolonged.
[0003]
On the other hand, according to the precast segment construction method, reinforced concrete and prestressed concrete segments are manufactured at a segment production yard or factory near the site, so that the time required for concrete placement and curing at the site is not required. It can be manufactured in parallel with the work or before the construction work. Therefore, according to the precast segment construction method, the construction period can be greatly shortened compared to the normal construction method (construction method other than the precast segment).
[0004]
Here, when building a building using precast segments, there are no reinforcing bars between the segments, and there are no reinforcing bars between the segments, so if a tensile force acts on the joint, there is a gap in the joint. There is a problem that a so-called “opening” occurs.
[0005]
In order to suppress such “opening”, for example, when bonding with an epoxy resin, it is necessary to ensure a surface pressure applied during curing of the epoxy resin on the bonding surface. In order to ensure the surface pressure, it is necessary to apply a compressive force to the joint surface 1Ga between the
Further, it is necessary to provide a
[0006]
Further, the attracting steel material (steel bar) 9 for applying compressive force to the joint surface and the
[0007]
The above method is in a cantilever state at the time of construction, and the amount of deformation is large. To suppress “opening” in this state, it is necessary to increase “prestress”. For this reason, the amount of steel material increases.
[0008]
Furthermore, the cantilever method shown in FIG. 25 shows the construction method (segments J0, J1, J2, J3.. In the construction method), the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and when joining precast segments constituting a bridge or the like, the gap between the segment joint surface pipes, so-called "opening" is prevented, Or, while controlling the “opening”, the amount of steel used is reduced, and it is not necessary to use a so-called “drawing steel” when pulling the precast segments to be joined together. The object is to provide a precast segment joining device that can be used.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a male joint is fixed to one of the adjacent precast segments constituting the structure, and a female joint is fixed to the other. The
[0011]
According to the present invention, in the precast segment joining apparatus for joining the precast segments, the male joint is fixed to one of the adjacent precast segments constituting the structure, and the female joint is fixed to the other. The
[0012]
According to the precast segment joining apparatus of the present invention, not only “full prestress design” for applying prestress to the entire precast, but also “partial prestress design” in which “opening” is controlled is possible.
Since “partial prestress design” is possible, the segment cross-section can be reduced, the capacity of PC steel can be reduced, and the cost can be reduced.
In addition, by controlling the “opening”, it is possible to expect an improvement in durability from the beginning of the design, which is useful for maintenance after completion.
[0013]
The conventional pulling steel material for temporary use and the concrete protrusion to fix the pulling steel material can be omitted (if the joint is grasped, the next segment is pulled, and the joint is inserted into the male and female when it reaches a predetermined position. Cost reduction).
[0014]
In the case of PC steel bars, the number is reduced from construction work, but it is difficult to introduce uniform surface pressure. On the other hand, in the present invention, by introducing the compressive force of the uniform joint surface, it becomes possible to design the durability and life in which the entire segment is balanced. That is, the use of members can be minimized.
In other words, the joints can be freely arranged so that a uniform fastening force acts on the entire segment joint surface.
[0015]
In the cantilever method, the joint can be used as a substitute for the overhanging steel material, so that the overhanging steel material can be omitted and the construction cycle can be made more efficient.
[0016]
After joining, the joint acts as a structural steel. The presence of the structural member between the precast segments can improve the yield strength and reduce the gap between the precast segments (so-called “mesh”).
[0017]
Even if the opening occurs, the opening can be closed by tightening the joint.
[0018]
In carrying out the present invention, it is preferable that the male joint (11E) and / or the female joint (21E) are coupled to a tension support member (for example, a reinforcing bar 18) extending in the joining direction of the precast segment (1E).
Here, if the tension supporting member and the joint (11E, 21E) are directly connected, it is a substitute for the overhanging steel material. With such a structure, the dispersibility of cracks is good.
[0019]
Even in the anchor type, if the material and structure between the anchor and the surface of the precast segment are devised, the steel material for extension, the steel material for drawing and the steel material for permanent installation can be substituted.
Here, if the anchor type is to embed male bolts or female nuts in concrete and transmit the tensile force acting on the entire beam, the shape of the compressive force of the concrete between the anchor part and the segment joint surface Therefore, a tensile force will be given.
[0020]
In the present invention, it is preferable that after the fastening step, the solidified material flows into the fastened male joint (4) and female joint (5).
Similarly, in the precast segments (1A, 1B) to which the male joint (4) and / or the female joint (5) are fixed, the solidified material is supplied to the inside of the fastened male joint (4) and female joint (5). It is preferable that a solidifying material supply channel (H1i, H2i) is formed.
When used as a structural member, if a mortar or a resin material (for example, epoxy resin) is supplied as a solidifying material, the worm gear does not rotate, so that it is prevented from loosening. Moreover, it is because the antirust effect is also acquired.
[0021]
When a joint member for joining joints (tensile support member extending in the joining direction of the precast segment: rebar 18) is provided (the male joint 11E and / or the female joint is embedded in the precast segment (1E) in an anchor shape. The sheath covering the joint member (11E) may or may not be provided.
When the sheath is provided, the tensile force acting on one end immediately acts on the joint member on the other end side. When the sheath is not provided, even if a tensile force acts on one end, the sheath member is attenuated by the adhesion force between the joint member and concrete and reaches the joint member on the other end side.
[0022]
When the joint is of the type shown in FIGS. 13 to 22 (second embodiment), the bolt (6) of the male joint (2) faces the axial center of the female joint (3) in the bolt insertion step. Prior to the fastening operation, the precast segment (A) to which the male joint (2) is fixed is slid to slide the bolt (6) of the male joint (2) to the eccentric position. It is preferable to move from the offset position to a position facing the axial center of the female joint.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0024]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 show an alignment process for aligning a male joint fixed to one of the precast segments to be joined and a female joint fixed to the other, and inserting a bolt inside the male joint into the female joint. The initial process before starting is displayed.
[0025]
The left side of the figure is the male joint 4, and the right side is the
The
The male
[0026]
The threaded
[0027]
The
[0028]
On the other hand, the
The
[0029]
3 and 4, the
[0030]
5 and 6, the
On the other hand, the
[0031]
When the joining
[0032]
7 and 8, the
[0033]
FIG. 9 is a view showing an aspect of fixing the joint 11D and the
In the figure, 12D indicates a joining bolt.
[0034]
FIG.10 and FIG.11 is a figure which shows the other aspect in fixation of the joint 11E and the
[0035]
FIG. 12 is a view showing a state in which cement milk (solidifying material) is supplied to the inside of the joined joint, and is substantially the same as the fastening completed state shown in FIGS.
[0036]
The male
[0037]
On the other hand, the female
[0038]
When the male / female joint is completed, the solidification material, for example, cement milk is injected through the injection holes H1i and H2i to complete the construction contents.
[0039]
As described above, according to the precast segment joining method and apparatus according to the first embodiment, the “partial pre-stress is applied to the joining apparatus using the
Since “partial prestress design” is possible, the segment cross-section can be reduced and the capacity of PC steel can be reduced compared to “full prestress design” that applies prestress to the entire precast, thereby reducing costs.
Also, by controlling the “opening”, it is possible to expect an improvement in the durability of the entire structure from the beginning of the design, which is useful for maintenance after completion.
[0040]
Once the
[0041]
The
Therefore, the use of members can be minimized.
[0042]
When applied to the cantilever method, the
[0043]
After joining, the
[0044]
Even if a mesh opening occurs, the mesh opening can be closed by tightening the
[0045]
Since cement milk (solidifying material) is supplied into the
[0046]
Since the male joint 11E and / or the female joint 21E are coupled to the tension support member (rebar 18) extending in the joining direction of the
[0047]
Alternatively, if the male joint 11D and / or the female joint is embedded and fixed in the anchor shape 11d in the
Although not shown, if the anchor type is to embed male bolts or female nuts in concrete and transmit the tensile force acting on the entire girder, the concrete between the anchor part and the segment joint surface A tensile force will be given in the form of a compressive force.
[0048]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The second embodiment uses a joint of a different type from that used in the first embodiment.
[0049]
FIG. 13 shows a state in which the
[0050]
First, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 15 is a view rotated 90 ° clockwise in the direction of the arrow with respect to FIG. 13 described above.
[0051]
In the first segment A, the
[0052]
In the
The
The
[0053]
The
The
[0054]
On the other hand, the
One side of the joining
[0055]
Next, with reference to FIGS. 14 to 19, the joining process of the first and second segments A and B will be described.
[0056]
14 to 18 show positions where the male joint 2 fixed to one of the precast segments to be joined (first segment A) and the female joint 3 fixed to the other (second segment B) are aligned. After the mating step (FIG. 14) and the
That is, in FIG. 15 to FIG. 17, the
[0057]
19 and 20, by rotating the
[0058]
In FIG. 21, the joining
[0059]
FIG. 22 is a diagram showing a state in which a solidifying material is supplied to the inside of the joined joint, and is substantially the same as the fastening completion state shown in FIG. is there.
[0060]
The second embodiment of FIGS. 13 to 22 has a structure in which the female side is locked to the distal end of the joint member on the male joint side, compared to the first embodiment of FIGS. The only difference is that the nut and the urging spring are eliminated, and the function of the joint and the fixing of the precast segment, the operational effect, and the like are the same as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
[0071]
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the illustrated embodiment, the joints on the joint surfaces of the segments are connected by a reinforcing bar, but the reinforcing bars may be covered with a sheath member.
Further, the coupling device can be applied to other than the illustrated one.
[0072]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
(1) A “partial prestress design” is possible in which partial prestress is applied to a joining apparatus that uses a joint that is a part of precast, in which the “opening” of the joining surface is controlled.
Since “partial prestress design” is possible, the segment cross-section can be reduced and the capacity of PC steel can be reduced compared to “full prestress design” that applies prestress to the entire precast, thereby reducing costs.
(2) Also, by controlling the “opening”, the durability of the entire structure can be expected from the beginning of the design, which is useful for maintenance after completion.
(3) A conventional attracting steel material having a function for temporary use and a concrete protrusion for fixing the attracting steel material can be omitted, and the cost can be reduced.
(4) The joints can be freely arranged so that a uniform fastening force acts on the entire surface of the segment joint surface, and the entire segment can be balanced by applying a uniform joint surface compression force to the joint. Durable design can be taken.
Therefore, the use of members can be minimized.
(5) After joining, the joint acts as a structural member, and the presence of the structural member between the precast segments can improve the strength and reduce the “opening” between the precast segments. Further, even if an opening occurs, the “opening” can be closed by tightening the
(6) Since the solidifying material is supplied to the inside of the joined joint and hardened, the screws are not loosened after the construction, and the tension between the segments is maintained.
(7) Since the male joint and / or the female joint are coupled to the tension support member that extends in the joining direction of the precast segment, it is a substitute for the overhanging steel material, the drawing steel material, and the permanent steel material. In addition, since the connecting members are connected to the reinforcing bars, a structure in which one reinforcing bar becomes a segment can be achieved, and the dispersibility of cracks is good.
(8) If a male joint and / or a female joint is embedded and fixed in an anchor shape in a precast segment, and considering the material and structure between the anchor and the surface of the segment, it will be a substitute for an overhang steel material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an initial step in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a three-dimensional view showing in detail the joint portion of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing a second step in the first embodiment of the present invention.
4 is a three-dimensional view showing in detail the joint portion of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third step in the first embodiment of the present invention.
6 is a three-dimensional view showing in detail the joint portion of FIG. 5;
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a final process in the first embodiment of the present invention.
8 is a three-dimensional view showing in detail the joint portion of FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing one mode of fixing the joint and the precast segment in the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another aspect of fixing the joint and the precast segment in the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view schematically showing the positional relationship between reinforcing bars and joints in the segments joined in the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manner in which a solidifying material is injected into the joint joined in the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration and an operation direction of a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a process of aligning both male and female joints in the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a perspective view showing a state in which both male and female joints are arranged at offset positions after alignment.
FIG. 16 is a perspective view showing a process of inserting a male joint into the female joint side.
FIG. 17 is a plan view in which FIG. 16 is replaced with a plane.
FIG. 18 is a perspective view showing a process of sliding a male joint inserted into a female joint to a normal position to be joined.
FIG. 19 is a plan view showing a step of pulling the female joint by pulling the joining member of the male joint.
20 is a perspective view corresponding to FIG.
FIG. 21 is a plan view showing a state where joining is completed in the second embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which a solidifying material is injected into a joint in a state where joining is completed in the second embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a cross-sectional view of a precast segment connecting device according to the prior art.
FIG. 24 is a front view of a precast segment connecting device according to the prior art.
FIG. 25 is a schematic diagram showing a conventional cantilever method.
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