JP4358205B2 - Ｐｃ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造 - Google Patents

Description

本発明は、プレストレストコンクリート（ＰＣ）鋼棒の定着構造に関し、特にＰＣ鋼棒破断時における飛出し防止機構を備えたＰＣ鋼棒の定着構造に関するものである。

一般にＰＣ構造物では、ＰＣ鋼棒端部をアンカー部材の貫通部に挿入して緊張し、そのＰＣ鋼棒端部に固定ナットを螺合してアンカー部材に当接させることによって、緊張したＰＣ鋼棒を構造物内に固定する定着構造がとられている。ＰＣ鋼棒を緊張固定するためのアンカー部材としては、支承板と呼ばれる簡単な板状のものから、特開平６−１５８７８２号公報に記載された支承板とアンカーリングを一体化させたアンカーグロッケなど、各種のもの知られている。

例えば、上記特開平６−１５８７８２号公報には、図３に示すように、アンカー部材として、アンカーグロッケ２を用いたＰＣ鋼棒１の定着構造が記載されている。アンカーグロッケ２は複数のリブを介して支承板３とアンカーリング４とを一体化したものであり、支承板３の中央部にＰＣ鋼棒１が挿入される貫通部を具えている。支承板３とアンカーリング４の間には開口部５が形成されているため、この開口部５から支承板３とアンカーリング４の背面側に確実にコンクリートを回り込ませることができる。

このＰＣ鋼棒の定着構造の場合、アンカーグロッケ２の支承板３に挿入されたＰＣ鋼棒１の端部に固定ナット６を螺合し、その固定ナット６を支承板３に当接させながら締めてＰＣ鋼棒１を緊張する。アンカーグロッケ２は、管状のグロッケンジョイント７を介して、ＰＣ鋼棒１のシース８に接続されている。また、グロッケンジョイント７の側部にはグラウトホースの接続部９が設けてあり、シース８内に注入したグラウトが接続部９から排出されることで、シース８内にグラウトが満たされたことを確認するようになっている。

従来、このような定着構造においては、グラウトの注入時にシース内に気泡が残った場合や、グラウト材そのものに問題があった場合などに十分な防錆力が得られず、ＰＣ鋼棒の腐食が進行して破断にいたることがある。また、アンカーなどに利用した場合には、地盤の動きによりＰＣ鋼棒の緊張が増し、設計以上の張力となってＰＣ鋼棒が破断することもある。その際、ＰＣ鋼棒は緊張されているため、破断したＰＣ鋼棒は構造物表面から飛出し、コンクリートの破片を周囲に落下させる危険があった。
特開平６−１５８７８２号公報

上記したように緊張したＰＣ鋼棒が破断した場合、破断した箇所には再度ＰＣ鋼棒を配置し、緊張して固定することが行われる。しかし、ＰＣ鋼棒の飛出しによってコンクリート片が落下すると、人や車などに対して不測の事態を招く恐れがある。そのため、ＰＣ鋼棒端部が位置する箇所の構造物表面に鋼板を配置し、その上にアラミド繊維シートなどをエポキシ樹脂のような接着剤で貼り付けることによって、ＰＣ鋼棒の破断飛出しによるコンクリート片の落下を防止する対策がとられていた。

しかしながら、ＰＣ構造物表面に鋼板やアラミド繊維シートなどを貼り付ける従来の対策では、その取り付け作業が極めて面倒であるうえ、構造物の外観上も好ましくなかった。また、鋼板が薄すぎる場合や腐食した場合、あるいはＰＣ鋼棒の飛出しエネルギーが大きすぎる場合には、ＰＣ鋼棒の飛出しを抑えきれず、コンクリートの破片が周囲に落下することを防止できなかった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み、ＰＣ構造物の表面に外観を損なうような鋼板やアラミド繊維シートなどの部材を付加することなく、破断したＰＣ鋼棒の飛出しを確実に防止して、コンクリートの破片の落下を防ぐことができるＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ＰＣ鋼棒が挿入される貫通部を有するアンカー部材と、ＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材に当接する固定ナットとで、ＰＣ鋼棒端部を固定する定着構造において、
（１）ＰＣ鋼棒の固定端側及び緊張端側の各アンカー部材の外周部に、それぞれ径方向外側に突出して設けた帯状凸部と、
（２）ＰＣ鋼棒の緊張端側において、アンカー部材に固定したアンカーボルトにＰＣ鋼棒端面に対向して固定された飛出防止板と、
（３）ＰＣ鋼棒の固定端側において、アンカー部材の固定端側に当接する前記固定ナットと共に、ＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材の緊張端側に当接する飛出防止ナットとを備えており、
帯状凸部はＰＣ鋼棒の各端部側の側面が傾斜面であることを特徴とするＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造を提供するものである。

本発明によれば、腐食などにより破断したＰＣ鋼棒の飛出しを確実に防止し、コンクリートの破片の落下を防ぐことができる。しかも、本発明によるＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造は、従来と同様の方法により簡単に施行することができるうえ、鋼板やアラミド繊維シートなどを表面に取り付ける必要がないので、ＰＣ構造物の外観を損なうこともない。

本発明によるＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造は、（１）固定端側及び緊張端側の各アンカー部材に外側に突出して設けた帯状凸部と、（２）緊張端側においてＰＣ鋼棒端面に対向してアンカーボルトに固定された飛出防止板と、（３）固定端側において通常の固定ナットと共に、ＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材の緊張端側に当接する飛出防止ナットを備えている。上記アンカー部材としては、通常の支承板のほか、支承板とアンカーリングを一体化させたアンカーグロッケなど、従来から知られているものを使用することができる。

上記した（１）〜（３）の構成により、供用後にＰＣ鋼棒が万一破断した場合にも、緊張端側からのＰＣ鋼棒の飛出しを飛出防止板で防ぐと共に、固定端側からのＰＣ鋼棒の飛出しは固定ナットと飛出防止ナットのダブルナットによって防止する。その際、破断したＰＣ鋼棒の飛出しエネルギーは緊張端側及び固定端側のアンカー部材に伝達されるが、これらのアンカー部材の外周部には径方向外側に突出した帯状凸部が設けてあるため、飛出しエネルギーは帯状凸部からコンクリート躯体に逃がされ、ＰＣ鋼棒の飛出し及びコンクリート片の落下を有効に防止することができる。

緊張端側に設ける飛出防止板は、アンカー部材に固定されて軸方向に伸びるアンカーボルトに支持され、ＰＣ鋼棒の端面に対向して固定されている。飛出防止板とＰＣ鋼棒端面とは、直接当接していてもよいし多少離間していてもよいが、両者の間にゴムなどの緩衝部材を挟んで当接していることが好ましい。尚、この飛出防止板を緊張端側のみに設けるのは、飛出防止板を保持するアンカーボルトの長さ分だけ緊張力を付与するＰＣ鋼棒の長さが短くなるため、固定端側にも設置することでプレストレス力不足となる事態を避けるためである。

一方、固定端側には、通常の固定ナットがアンカー部材の固定端側に当接することにより、ＰＣ鋼棒を緊張すると同時に固定している。しかし、この固定ナットだけではＰＣ鋼棒の飛出しを防止できないため、本発明では固定端側のＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材の緊張端側に当接する飛出防止ナットを更に設け、固定ナットと飛出防止ナットのダブルナットの作用によってＰＣ鋼棒の飛出しを防止する。尚、この飛出防止ナットは固定ナットの反対側でＰＣ鋼棒に螺合する必要があるので、緊張端側に配置するとＰＣ鋼棒の緊張ができなくなる。

また、緊張端側及び固定端側の両アンカー部材に設ける帯状凸部は、それぞれのアンカー部材の外周部に沿って軸方向に直角に配置し、且つ径方向外側に突出して形成する。ＰＣ鋼棒の飛出しエネルギーは、アンカー部材から斜め方向にコンクリート躯体に伝達される。従って、アンカー部材から径方向外側に突出して設ける帯状凸部は、ＰＣ鋼棒の各端部側の側面を傾斜面とすること、好ましくはＰＣ鋼棒の軸に直角な方向に対して２５°〜３５°の範囲とすることによって、コンクリート躯体による飛出しエネルギーの吸収を最大限に大きくすることができる。尚、帯状凸部の高さは、ＰＣ鋼棒及びアンカー部材の直径にもよるが、一般的には３〜７ｍｍ程度で十分である。

本発明によるＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造の好ましい具体例について、緊張端側を示す図１及び固定端側を示す図２を参照して説明する。このＰＣ鋼棒の定着構造では、固定端側及び緊張端側のアンカー部材として、アンカーグロッケ２を使用している。このアンカーグロッケ２は、支承板３とアンカーリング４とが３つリブにより一体化された鋳鉄製のもので、支承板３の中央にＰＣ鋼棒１が挿入される貫通部を具えている。支承板３とアンカーリング４の間には開口部５が３箇所形成され、これらの開口部５により支承板３とアンカーリング４の背面側にコンクリートを回り込ませることができる。

アンカーグロッケ２の支承板３の中央に設けた貫通部は、固定ナット６のテーパー状の座面に適合する逆テーパー状の傾斜面と、これに繋がる筒状の貫通孔とで構成され、この貫通孔にＰＣ鋼棒１が挿入される。支承板３の貫通孔に挿入したＰＣ鋼棒１の端部に固定ナット６を螺合して締め付けることで、その固定ナット６のテーパー状の座面が支承板３の逆テーパー状の傾斜面に当接して、ＰＣ鋼棒１に緊張力を伝えるようになっている。

また、アンカーグロッケ２のアンカーリング４には、図１〜２に示すように固定端側及び緊張端側とも、その外周部の縁に沿って帯状凸部１０が径方向外側に突出して設けてある。この帯状凸部１０のＰＣ鋼棒端部側の側面は、ＰＣ鋼棒１の軸に直角な方向に対して３０°の傾斜面となっている。また、帯状凸部１０の高さは、ＰＣ鋼棒１の直径が３２ｍｍ及びアンカーリング４の直径が１８０ｍｍのとき、５ｍｍに設定してある。

緊張端側のアンカーグロッケ２には、図１に示すように、ＰＣ鋼棒１の軸方向に伸びる３本のアンカーボルト１１が支承板３に固定され、このアンカーボルト１１にＰＣ鋼棒１の端面に対向して飛出防止板１２を支持固定するようになっている。尚、この飛出防止板１２は鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなり、厚さ９ｍｍである。また、ＰＣ鋼棒１の端面と飛出防止板１２の間には、ゴムなどの緩衝部材１３を介在させることができる。一方、固定端側のアンカーグロッケ２には、図２に示すように、固定端側に当接する上記固定ナット６と共に、ＰＣ鋼棒１に螺合して支承板３の緊張端側に当接する飛出防止ナット１３が設けてある。

上記した緊張端側及び固定端側の各アンカーグロッケ２は、従来と同様に、グロッケンジョイント７を介してＰＣ鋼棒１のシース８に接合される。例えば、グロッケンジョイント７とアンカーグロッケ２の接合は、グロッケンジョイント７の一端に設けた凸状の爪部を支承板３の貫通部に設けた溝部に係合することで行う。一方、グロッケンジョイント７とシース８の接合は、グロッケンジョイント７の他端部の外周面に形成した螺旋凸部をシース８の内周面に設けた螺旋凹部と螺合することによって行われる。尚、グロッケンジョイント７の側部には、グラウトホースの接続部９が設けてある。

このＰＣ鋼棒の定着構造を施行するにあたっては、図２に示すように、ＰＣ鋼棒１の固定端側の端部に飛出防止ナット１４を螺合した後、アンカーグロッケ２を挿入し、更に固定ナット６を螺合して、アンカーグロッケ２の支承板３の固定端側に固定ナット６及び緊張端側に飛出防止ナット１４を当接させる。一方、ＰＣ鋼棒１の緊張端側の端部には、図１に示すように、アンカーグロッケ２を挿入した後、固定ナット６のみを螺合しておく。

この状態のＰＣ鋼棒１をコンクリート躯体内に埋設し、型枠内に露出させた緊張端側の固定ナット６を更に螺合して締め付けることにより、ＰＣ鋼棒１に緊張力を加える作業は従来と同様である。ＰＣ鋼棒１の緊張後、露出している緊張端側のアンカーグロッケ２の支承板３に、３本のアンカーボルト１１を螺合して固定する。３つの挿通孔を設けた飛出防止板１２を各挿通孔にアンカーボルト１１を挿通することで支持し、飛出防止板１２とＰＣ鋼棒１の端面との間にゴムの緩衝部材１３を挟んだ状態で、飛出防止板１２をナットでアンカーボルト１１に固定する。その後、通常のごとくシース８内にグラウトを注入し、緊張端側の型枠を外してモルタルで埋め戻す。

このようにして施行された本発明のＰＣ鋼棒の定着構造では、ＰＣ鋼棒１が万一判断した場合でも、緊張端側に配置した飛出防止板１２と、固定端側の固定ナット６及び飛出防止ナット１４のダブルナットと、緊張端側及び固定端側の各アンカーグロッケ２に設けた帯状凸部１０によって、ＰＣ鋼棒１の飛出しをなくすことができるため、コンクリート片の落下を防止することができる。

本発明による定着構造の一具体例の緊張端側を示す概略の断面図である。 本発明による定着構造の一具体例の固定端側を示す概略の断面図である。 従来の定着構造の一例を示す概略の断面図である。

符号の説明

１ ＰＣ鋼棒
２ アンカーグロッケ
３ 支承板
４ アンカーリング
６ 固定ナット
７ グロッケンジョイント
８ シース
１０ 帯状凸部
１１ アンカーボルト
１２ 飛出防止板
１３ 緩衝部材
１４ 飛出防止ナット

Claims (2)

1. ＰＣ鋼棒が挿入される貫通部を有するアンカー部材と、ＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材に当接する固定ナットとで、ＰＣ鋼棒端部を固定する定着構造において、
   （１）ＰＣ鋼棒の固定端側及び緊張端側の各アンカー部材の外周部に、それぞれ径方向外側に突出して設けた帯状凸部と、
   （２）ＰＣ鋼棒の緊張端側において、アンカー部材に固定したアンカーボルトにＰＣ鋼棒端面に対向して固定された飛出防止板と、
   （３）ＰＣ鋼棒の固定端側において、アンカー部材の固定端側に当接する前記固定ナットと共に、ＰＣ鋼棒に螺合し且つアンカー部材の緊張端側に当接する飛出防止ナットとを備えており、
   帯状凸部はＰＣ鋼棒の各端部側の側面が傾斜面であることを特徴とするＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造。
2. ＰＣ鋼棒が挿入される貫通部を有する支承板とアンカーリングとが一体化されてなるアンカーグロッケと、ＰＣ鋼棒に螺合し且つ支承板に当接する固定ナットとで、ＰＣ鋼棒端部を固定する定着構造において、
   （１）ＰＣ鋼棒の固定端側及び緊張端側の各アンカーリングの外周部に、それぞれ径方向外側に突出して設けた帯状凸部と、
   （２）ＰＣ鋼棒の緊張端側において、支承板に固定したアンカーボルトにＰＣ鋼棒端面に対向して固定された飛出防止板と、
   （３）ＰＣ鋼棒の固定端側において、支承板の固定端側に当接する前記固定ナットと共に、ＰＣ鋼棒に螺合し且つ支承板の緊張端側に当接する飛出防止ナットとを備えており、
   帯状凸部はＰＣ鋼棒の各端部側の側面が傾斜面であることを特徴とするＰＣ鋼棒の飛出し防止機構付き定着構造。

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