JP3995603B2 - 円形構造物の補修方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレストコンクリートや鉄筋コンクリートタンク等の円形構造物の補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
上水等の液体等を貯留するタンクとしては、壁体に作用する荷重が均等な内圧であることから、円形の構造物とすることによって壁体には円周方向に作用する引張力だけとなるため、多くの構造物に円形状のタンクが採用されてきた。構造物を構成する材料としては、耐久性に優れたコンクリ−ト材を用いるために、引張力の弱いコンクリ−トの弱点を補うために、鋼を組み合わせた鉄筋コンクリ−ト構造のものが多く採用されてきた。また、鉄筋コンクリ−ト構造は、コンクリ−トの乾燥収縮と引張強度の小さいことに由来するひび割れが発生することから、コンクリ−トに発生する引張応力を打ち消すために、あらかじめコンクリ−トの外壁面にＰＣ鋼線を巻き付けて、圧縮応力を与えるプレストレストコンクリ−ト構造のタンクが、近年多く構築されてきている。ＰＣ鋼線の防錆方法としては、吹付器によってモルタル等を吹き付け、ＰＣ鋼線表面が大気と接触することを防止して防護する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したプレストレストコンクリ−ト構造のタンクは、あらかじめ導入された圧縮力によってひび割れ等のトラブルを発生することなく、コンクリ−トの耐用年数を経過しても健全であるが、ＰＣ鋼線を防護するモルタルが風雨にさらされて劣化し、ＰＣ鋼線が錆びて所定の応力を維持できなくなるという問題が発生している。また、鉄筋コンクリ−ト構造のタンクも、壁体自体が健全であつても耐震設計基準等の変更に伴い、構造物が現在の設計基準に合わないという問題が発生していた。
【０００４】
このため、前記問題点を解決するための技術文献はないが、通常は、既設のコンクリ−トタンクの外周壁面に、新たに所定の厚さでコンクリ−トを打ち足して、壁体の外周面または壁体内に設置したＰＣ鋼材によって、壁体にプレストレスを与えて設計基準を満足させる方法が実施されている。
【０００５】
しかし、前記した技術は、新たに外側型枠や支保工を組み立て、コンクリ−トを打設して養生後に、プレストレスを導入するという作業工程となり、非常に工期が長くなるという問題や工事費用も大きくなるという問題がある。また、既設タンクのコンクリ−ト壁体自体が劣化していることは少なく、十分に活用できる健全なものであっても有効利用されることがないという問題があった。
【０００６】
本発明は、円筒状に製作されたコンクリ−トタンク等を低コストで、効率よく補修できる方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、円筒状に製作されたプレストレストコンクリートタンクや鉄筋コンクリートタンクの円形構造物の補修方法において、
円筒構造物の平面上の中心点に対して、対向する外壁面に円周方向に移動可能に設置した鉛直方向に４条のＰＣ鋼材を挿通して定着できる一対の定着金具と、前記一対の定着金具間の半周分だけ外周壁に沿って配置し、両端を一対の定着金具に定着した２条のＰＣ鋼材と、前記一対の定着金具間の反対側の半周分だけ外周壁に沿って配置し、両端を一対の定着金具を通して緊張ジャッキに定着した２条のＰＣ鋼材と、円形構造物の外壁面の円周方向に所定の間隔を置いて設置して前記ＰＣ鋼材を所定の高さに保持するための外ケーブル配置用スペーサーとにより構成され、前記緊張ジャッキを伸長させて２条のＰＣ鋼材を緊張することによって、反対側の２条のＰＣ鋼材にも緊張力を与える円形構造物の補修方法である。
【０００８】
定着金具は、両端には鉛直方向に４本のＰＣ鋼材を挿通させる４つの孔を有する支持板が固定板によって固結されて構成されている。一端の支持板の上下の２つの挿通孔には支圧板が設置され、他端の支持板の中間の２つの挿通孔には支圧板が設置されている。定着金具は、ＰＣ鋼材の緊張による大きな荷重を支持するため、比較的強度のある鋼材で製作されている。鉛直方向に配置される定着金具の間隔は、タンク壁体の円周方向に内圧によって引張力が発生しないように、ＰＣ鋼材の径や本数が決められ、それによって定着金具の配置も決まる。定着金具は、円周方向に移動可能なように、上部からの吊り設備等で支持されている。
【０００９】
ＰＣ鋼材は、周りを樹脂等の被覆材で覆い、その中に樹脂等からなる充填材で充填したＰＣ鋼材を使用することによって、緊張後にＰＣ鋼材を防護するためのモルタルの吹き付け作業等を必要とせず、工期の短縮や工事費用の低減が行える。通常の裸線状態であるＰＣ鋼材を使用する場合は、ＰＣ鋼材の緊張後にモルタル等の吹き付けによる表面防護工が必要となる。
【００１０】
外周壁に配置されるＰＣ鋼材は、タンクの外周壁の半周箇所には、一対の定着金具が設置されている。外周壁に配置されるＰＣ鋼材は、半周分は各定着金具の一端の支持板の２つの挿通孔からＰＣ鋼材を挿通させて、他端の支持板の挿通孔まで通して支持板の支圧板部で固定具で定着させる。他の半周分のＰＣ鋼材は、各定着金具の一端の支持板の前記した挿通孔とは違う挿通孔からＰＣ鋼材を挿通させて、他端の支持板の挿通孔に通す。前記支持板の挿通孔部には緊張ジャッキを設置して、緊張ジャッキ内にＰＣ鋼材を通して頭部でＰＣ鋼材を固定する。
【００１１】
ＰＣ鋼材の緊張は、一対の定着金具に設置した緊張ジャッキを同時に伸長させることにより、半周分のＰＣ鋼材は緊張される。半周分のＰＣ鋼材が緊張されることにより、可動式となっている定着金具が移動することによって、他の半周分のＰＣ鋼材も緊張されることとなり、緊張作業が非常に効率よく行えるようになる。
【００１２】
外ケ−ブル配置用スペ−サは、壁体の高さに合わせた鋼板にＰＣ鋼材の配置に合わせてカギ型の棚金具を取り付け、タンクの外周壁の円周方向に所定の間隔を置いて設置される。外ケ−ブル配置用スペ−サは、ホ−ルインアンカ−等によって壁面に固定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の円形構造物の補修方法を説明する模式図である。円形構造物であるコンクリ−トタンクの外壁面の半周箇所には、一対の定着金具１が円周方向に移動可能となるように設置されている。定着金具１は、両端に鉛直方向にＰＣ鋼材であるＰＣ鋼線２が４条挿通できる挿通孔を有した支持板４が、固定板５によって固結されている。ＰＣ鋼線２の配置は、２条づつのセットで外周壁に沿って半周分づつ配置し、一方は一対の定着金具１の支持板４の中間の２つの挿通孔６からＰＣ鋼線２の端部を挿通させて、他端の支持板４の挿通孔６まで通して支持板４の支圧板７部で固定具１４によりＰＣ鋼線２を定着する。他方は一対の定着金具１の支持板４の上下の２つの挿通孔６からＰＣ鋼線２の端部を挿通させて、他端の支持板４の挿通孔６を通して支持板４に設置した緊張ジャッキ３に固定する。
【００１４】
次に、図１をもとにＰＣ鋼線２の緊張方法について説明する。定着金具１へのＰＣ鋼線２の取り付けが完了すると、一対の定着金具１にセットされた緊張ジャッキ３を伸長させて半周分のＰＣ鋼線２を緊張させる。ＰＣ鋼線２の緊張によって、定着金具１は緊張ジャッキ３と反対側に移動し、それに伴って反対側の半周分のＰＣ鋼線２も緊張されることとなる。このように、従来技術のように半周分づつの２回の緊張作業が必要でなくなり、１回の緊張作業で全周のＰＣ鋼線２の緊張が行え、工期の短縮が容易になった。
【００１５】
図２は、本発明の定着金具を説明する平面図である。両端に挿通孔６を有する支持板４が固定板５によって固結されている。挿通孔６の大きさは、外周壁に配置されるＰＣ鋼線２が挿通できる大きさとなっている。ＰＣ鋼線２の端部を定着する支持板４側には、緊張力を広く支持板４に分布させるために、支圧板１４が固定されている。
【００１６】
図３は、本発明の定着金具を説明する正面図である。定着金具１は、ＰＣ鋼線２による緊張力が定着金具１に均等に働くように、ＰＣ鋼線２を２条づつセットで配置する方法が採用されている。本実施形態では、中間部は左側よりＰＣ鋼線２の端部を挿通孔６に挿通し、右側の支持板４に設置した支圧板７に固定具１４により定着する。一方、上下部は右側よりＰＣ鋼線２の端部を挿通孔６に挿通し、左側の支持板４に設置した支圧板７に固定具１４によって定着されて、定着金具１には均等な緊張力が働くようになっている。
【００１７】
図４は、本発明の外ケ−ブル配置用スペ−サの説明図である。外ケ−ブル配置用スペ−サの構成は、タンク等の壁体の高さに合わせた鋼板８に、外周壁に配置されるＰＣ鋼線２の高さに合わせてカギ型の棚金具９が固設されている。外ケ−ブル配置用スペ−サの円周方向への配置は、ＰＣ鋼線２が自重によって垂れない間隔で設置される。
【００１８】
図５は、外ケ−ブル配置用スペ−サの鋼板の設置方法を説明する詳細図である。外周壁に打ち込んだホ−ルインアンカ−１１を、鋼板８の上部に設けた孔に通してナットで締め付けることによって、外ケ−ブル配置用スペ−サを外周壁に固定する。鋼板８と外周壁面の間には、均等な接触が行えるようにゴムマット１０が挿設されている。外ケ−ブル配置用スペ−サの設置条件は、円形構造物の円周方向に所定の間隔を置いて設置されるが、円形構造物の外壁面であるコンクリ−ト表面の状況によって、その間隔を変化させてＰＣ鋼線２の力を直接外壁面に伝達させたり、外ケ−ブル配置用スペ−サの鋼板８から伝達させる方法が選択される。
【００１９】
図６は、棚金具を説明する詳細図である。鋼板８の表面には、計画されたＰＣ鋼線２の高さに合わせてカギ型の棚金具９が固設されている。外ケ−ブル配置用スペ−サを外壁面に設置することで、その棚金具９にＰＣ鋼線を乗せるだけで正確な配置が行える。
【００２０】
図７は、固定具を防護するためのキャップを説明する詳細図である。定着金具１において、ＰＣ鋼線２の緊張が完了すると、固定具１４によりＰＣ鋼線２を支圧板７に定着する。そして、固定具１４を覆うようにキャップ１２を支圧板７に固定し、キャップ１２に設けた充填孔１３から樹脂材１５を充填してＰＣ鋼線２端部の錆び付き等を防止する。
【００２１】
本実施形態では、キャップ１２内の樹脂材１５の充填を注入方式で開示したが、予めキャップ１２内に樹脂材１５を満たしておき、固定具１４に嵌設する方法を用いることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
上記したように、本発明の円形構造物の補修方法により、従来技術のように既設のコンクリ−トタンク等の外周壁面に、新たに所定のコンクリ−トを打ち足して、壁体の外周面または壁体内に設置したＰＣ鋼材でプレストレスを与える作業等はなくなり、既設の円形構造物に直接ＰＣ鋼材の緊張作業を、本発明の定着金具によって効率よく行うことが可能となった。このため、既設構造物を活用して工期の短縮と工事費の低減を可能とした。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円形構造物の補修方法を説明する模式図である。
【図２】本発明の定着金具を説明する平面図である。
【図３】本発明の定着金具を説明する正面図である。
【図４】本発明の外ケ−ブル配置用スペ−サの説明図である。
【図５】外ケ−ブル配置用スペ−サの鋼板の設置方法を説明する詳細図である。
【図６】棚金具を説明する詳細図である。
【図７】固定具を防護するためのキャップを説明する詳細図である。
【符号の説明】
１ 定着金具
２ ＰＣ鋼線
３ 緊張ジャッキ
４ 支持板
５ 固定板
６ 挿通孔
７ 支圧板
８ 鋼板
９ 棚金具
１０ ゴムマット
１１ ホ−ルインアンカ−
１２ キャップ
１３ 充填孔
１４ 固定具
１５ 樹脂材

Claims (1)

1. 円筒状に製作されたプレストレストコンクリートタンクや鉄筋コンクリートタンクの円形構造物の補修方法において、
   円形構造物の平面上の中心点に対して、対向する外壁面に円周方向に移動可能に設置した鉛直方向に４条のＰＣ鋼材を挿通して定着できる一対の定着金具と、前記一対の定着金具間の半周分だけ外周壁に沿って配置し、両端を一対の定着金具で定着した２条のＰＣ鋼材と、前記一対の定着金具間の反対側の半周分だけ外周壁に沿って配置し、両端を一対の定着金具を通して緊張ジャッキに定着した２条のＰＣ鋼材と、円形構造物の外壁面の円周方向に所定の間隔を置いて設置して前記ＰＣ鋼材を所定の位置に保持するための外ケーブル配置用スペーサーとにより構成され、前記緊張ジャッキを伸長させて２条のＰＣ鋼材を緊張することによって、反対側の２条のＰＣ鋼材にも緊張を与えることを特徴とする円形構造物の補修方法。

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