JP3987986B2 - 中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置及びその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中空繊維強化プラスチックロッド（以下、繊維強化プラスチックをＦＲＰと称する）の把持装置及びその方法に係わり、特に、中空のＦＲＰロッドを引張り芯材とする地山補強土工法の性能確認のための引抜き試験に好適な中空ＦＲＰロッドの把持装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の地山補強土工法では、ロックボルトと称される鉄筋が引張り芯材として使用されていた。この引張り芯材が鉄筋である場合、その鉄筋を把持することは容易であるため、性能確認のための引抜き実験を簡単に実施する事ができた。
【０００３】
しかし、最近、この地山補強土を永久構造物として使用するために、腐食の恐れがなく、耐久的に優れたＦＲＰロッドを引張り芯材として使用する地山補強土工法が普及してきている（例えば、特開平５−２２２７１９号公報、特開平５−２２２７３２号公報、特開平８−１９９４３３号公報）。このＦＲＰロッドは、軽量で引張り強度が高く、しかも、斜面での持ち運びが容易で、作業性が優れているという特徴がある。
【０００４】
しかし、このＦＲＰロッドを直接把持することが困難であるため、金属製の定着金具をＦＲＰロッドに接着し、この定着金具を把持することで引抜き試験を実施していた（例えば、特開平５−３２１２５２号公報）。
【０００５】
しかし、この方法は、１回の使い切りでコストが嵩み、また、ＦＲＰロッドを定着するために、所定の長さを余分に確保する必要があり、このため、引抜き試験を実施する試験体を特別に製作しなければならなかった。したがって、多数打設した補強体から任意の補強体を選んで、その性能を確認することが出来ず、十分な品質検査が出来ないという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、地山補強土の品質管理のための引抜き実験を、定着金具を用いることなしに、任意の補強体を選んで安価に、しかも、簡単に実施可能にする新規な中空ＦＲＰロッドの把持装置及びその方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係わる中空ＦＲＰロッドの把持装置は、
中空繊維強化プラスチックロッド端部の把持部を長手方向に沿った複数の切り込みで複数の部分に分割し、円錐部を有する楔を、中空繊維強化プラスチックロッドの中空部に挿入することによって前記複数に分割した部分を楔に沿って拡大した状態とし、この拡大した端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも２つに分割されその内面が前記拡大した端部を包持するように形成した把持部材で押えて把持するように構成したものであり、
また、前記楔は、金属製であることを特徴とするものであり、
また、前記楔は、その先端部に中空繊維強化プラスチックロッドの中空部内径より少し大きい径であり、かつ外周にネジが形成されている金属製の棒体が一体的に形成されていることを特徴とするものであり、
また、前記楔の頭部にはフランジが形成されていることを特徴とするものであり、
また、前記中空ＦＲＰロッドの端部は、少なくとも４つの部分に分割されていることを特徴とするものであり、
また、前記把持部材には、引抜き試験装置のテンションロッドが取り付けられることを特徴とするものである。
【０００８】
更に，本発明に係わる中空ＦＲＰロッドの把持方法は、
中空繊維強化プラスチックロッド端部の把持部を長手方向に沿った複数の切り込みで複数の部分に分割し、円錐部を有する楔を、中空繊維強化プラスチックロッドの中空部に挿入することによって前記複数に分割した部分を楔に沿って拡大した状態とし、この拡大した端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも２つに分割されその内面が前記拡大した端部を包持するように形成した把持部材で押えて把持することを特徴とするものであり、
また、前記楔は金属製であることを特徴とするものであり、
また、前記楔は、その先端部に中空繊維強化プラスチックロッドの中空部内径より少し大きい径であり、かつ外周にネジが形成されている金属製の棒体が一体的に形成されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記楔の頭部にはフランジが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の実施の形態について、図を参照にして説明する。
図１は、中空ＦＲＰロッドに挿入するネジ付き楔の側面図、図２は、中空ＦＲＰロッド内にネジ付き楔をネジ込んだ状態の側面図、図３は、ＦＲＰロッドの端部を把持部材で把持した状態を示す側面図、図４は、本発明の把持装置を用いて斜面上で引抜き試験を実施している様子を示す図である。
【００１０】
図において、１は金属製のネジ付きの楔であり、このネジ付きの楔１は、円錐形の楔部２と、この楔部２に一体的に形成されたネジ部３と、頭部に設けられたフランジ８からなり、ネジ部３は棒状に形成された棒状部分に螺旋状にネジが形成されている。
【００１１】
４は、中空ＦＲＰロッドであり、この中空ＦＲＰロッド４には、中心部分に中空部５が形成され、また、中空ＦＲＰロッド４の端部４Ａには、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようにロッドの長手方向に沿って切り込み６が等間隔に４つ（ａ）（ｂ）や６つ（ｃ）、即ち、複数形成されている。そして、この切り込み６で端部４Ａを複数の部分７に分割している。
【００１２】
なお、楔部２と一体的に設けられた棒状のネジ部３の外径Ｒは、前記中空ＦＲＰロッド４の内径ｒより少し大きく形成されて、中空ＦＲＰロッドの中空部に挿入（ねじ込み）可能となっている。
【００１３】
次に、中空ＦＲＰロッド４の切り込み６が形成された端部４Ａの中空部５内に、楔１の棒状のネジ部３をねじ込む。やがて、円錐形の楔部２が端部４Ａにかかると、複数の切り込み６で複数に分割された部分７の内面を円錐形の楔部２で中空部５の外側方向に押すから、図２に示したように、分割された部分７が外側に広がり、楔１と中空ＦＲＰロッド４とが完全に連結する。
【００１４】
次に、図３に示したように、この状態の中空ＦＲＰロッド４の端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも二つに分割され、その内面が前記中空ＦＲＰロッド４の拡大した端部４Ａを包持するように形成した金属製の把持部材１１、１１で押さえると共に、把持部材１１、１１をボルト１２で締め付けて固定する。
そして、更に、この把持部材１１に、引抜き試験装置１３のテンションロッド１４を取り付ける。
【００１５】
図４は、斜面１５に引抜き実験装置１３を設置し、本発明の把持装置１７及び反力フレーム１９を用いて、中空ＦＲＰロッド４の引抜き実験を行っている様子を示す図である。同図において、符号１８はソイルセメント、２０はセンターホールジャッキ、２１はロードセルを示す。
即ち、把持装置１７にテンションロッド１４を取り付け、このテンションロッド１４に引抜き試験装置１３を連結することによって引抜き試験を、容易に確実に行うことが出来る。なお、斜面１５は最大鉛直の匂配でも良い。
【００１６】
ここで前記楔１のフランジ８は、楔１を中空ＦＲＰロッド４に挿入あるいはネジ込んだときに、必要以上に入り込まないように、ストッパーの役割をはたしている。
またフランジ８の直径は、それが中空ＦＲＰロッド４の端面により挿入又はネジ込みが制止されたとき、拡大された中空ＦＲＰロッド端の径より小さく形成している。本発明の把持装置１７は、中空ＦＲＰロッド４に把持装置１７を介して緊張力を加えたとき中空ＦＲＰロッド４と把持装置１７が相対的に移動することにより、把持部がなじみ把持効果が発揮される。その相対移動を有効に発揮させるため、フランジ８の径を拡大された中空ＦＲＰロッド端の径より小さく形成しているのである。
棒状のネジ部３は中空ＦＲＰロッドと把持装置１７が相対的に逆方向に移動するとき、中空ＦＲＰロッド４とともに挙動するように、ネジ部３を介して楔１が中空ＦＲＰロッドに固定されるために必要である。もし、このネジ部３がなければ、相対移動のときに楔１が中空ＦＲＰロッドから外れてしまい、最悪の場合は中空ＦＲＰロッドを把持できなくなる。
【００１７】
なお、本発明における楔は、前記実施の形態に示したものが好ましいものであるが、効果は劣るが図５に示すような少なくとも円錐部を有する楔１０１であれば実施可能である。
【００１８】
また、本発明で使用する前記中空ＦＲＰロッド４としては、特に限定されるものではないが、一例をロッドの横断面図で示すと、図７の（ａ）に示すようなＦＲＰ層２２のみからなる単層構造の中空ロッド、図７の（ｂ）に示すようなＦＲＰ層２２の内側に他の管状層２３を有する２層構造の中空ロッド、図７の（ｃ）に示すようなＦＲＰ層２２の内側に他の管状層２３および２４を有する３層構造の中空ロッドなどを例示することができる。
【００１９】
また、中空ＦＲＰロッド４のＦＲＰ層２２を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれもが使用でき特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ナイロン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。そのうちでも、エポキシ樹脂が成形性の点からより好ましく用いられる。また、ＦＲＰ層２２を構成する樹脂は、各種の添加剤、例えば安定剤、充填剤などを含有していてもよい。
【００２０】
さらに、本発明で使用する中空ＦＲＰロッドとしては、ソイルセメント等の固化材との接着性を向上させ引張強度を増大させるために、図８に示すようにロッド表面に凸部を設けたものでもよい。図８（ａ）（ｂ）は中空ＦＲＰロッド４の表面に、繊維、繊維束、糸、紐などの線状材２５を、綾状（ａ）及び螺旋状（ｂ）に巻き付けて凸部を形成した例であり、図８（ｃ）は中空ＦＲＰロッド４の表面に布帛または網状体２６を巻きつけ凸部を形成した例である。また、これらを組み合わせたものでもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明に係わる中空ＦＲＰロッドの把持装置及びその方法は、中空繊維強化プラスチックロッド端部の把持部を長手方向に沿った複数の切り込みで複数の部分に分割し、円錐部を有する楔を、中空繊維強化プラスチックロッドの中空部に挿入することによって前記複数に分割した部分を楔に沿って拡大した状態とし、この拡大した端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも２つに分割されその内面が前記拡大した端部を包持するように形成した把持部材で押さえて把持するように構成したので、以下のような効果を奏する。
（１）接着剤を用いる従来の定着金具が不要になる。
（２）引張り芯材としてのＦＲＰロッドに、従来の定着金具のための定着部分が不要になる。
（３）任意の補強体を選んで引抜き試験を実施することが出来るため、試験専用の補強体を必要とせず品質管理が容易になる。
（４）本発明の把持装置は、繰り返し使用出来るため、引抜き試験のコストを低減することが可能になる。
（５）接着剤を用いないから、養生期間が不要になり、このため、短時間で引抜き試験を実施することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 中空ＦＲＰロッドに挿入するネジ付き楔の側面図である。
【図２】 中空ＦＲＰロッド内にネジ付き楔を挿入した状態の側面図である。
【図３】 ＦＲＰロッドの端部を把持部材で把持した状態を示す側面図である。
【図４】 本発明の把持装置を用いて、中空ＦＲＰロッドの引抜き試験を実施している様子を示す図である。
【図５】 楔の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】 切り込みで分割された中空ＦＲＰロッドの端部を示す図で、４つに分割した斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）、６つに分割した斜視図（ｃ）である。
【図７】 中空ＦＲＰロッドを例示する断面図（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【図８】 ロッド表面に凸部を有する中空ＦＲＰロッドを例示する斜視図（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【符号の説明】
１ ネジ付き楔
２ 円錐形の楔部
３ ネジ部
４ 中空ＦＲＰロッド
５ 中空部
６ 切り込み
７ 端部の分割された部分
１１ 把持部材
１２ ボルト
１３ 引抜き試験装置
１４ テンションロッド
１５ 斜面
１７ 把持装置
１９ 反力フレーム
１０１ 楔

Claims (10)

1. 中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置であって、
   前記中空繊維強化プラスチックロッドの端部の把持部を長手方向に沿った複数の切り込みで複数の部分に分割し、円錐部を有する楔を、中空繊維強化プラスチックロッドの中空部に挿入することによって、前記複数に分割した部分を楔に沿って拡大した状態とし、この拡大した端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも２つに分割されその内面が前記拡大した端部を包持するように形成した把持部材で押えて把持するように構成したことを特徴とする中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
2. 前記楔は、金属製であることを特徴とする請求項１記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
3. 前記楔は、その先端部に中空繊維強化プラスチックロッドの中空部内径より少し大きい径であり、かつ外周にネジが形成されている金属製の棒体が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
4. 前記楔の頭部にはフランジが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
5. 前記中空繊維強化プラスチックロッドの端部は、少なくとも４つの部分に分割されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
6. 前記把持部材には、引抜き試験装置のテンションロッドが取り付けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持装置。
7. 中空繊維強化プラスチックロッドの把持方法であって、
   前記中空繊維強化プラスチックロッド端部の把持部を長手方向に沿った複数の切り込みで複数の部分に分割し、円錐部を有する楔を、中空繊維強化プラスチックロッドの中空部に挿入することによって前記複数に分割した部分を楔に沿って拡大した状態とし、この拡大した端部を、接着剤を使用することなく、少なくとも２つに分割されその内面が前記拡大した端部を包持するように形成した把持部材で押さえて把持することを特徴とする中空繊維強化プラスチックロッドの把持方法。
8. 前記楔が金属製であることを特徴とする請求項７記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持方法。
9. 前記楔は、その先端部に中空繊維強化プラスチックロッドの中空部内径より少し大きい径であり、かつ外周にネジが形成されている金属製の棒体が一体的に形成されていることを特徴とする請求項７記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持方法。
10. 前記楔の頭部にはフランジが形成されていることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の中空繊維強化プラスチックロッドの把持方法。

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