JP4391011B2 - 架設鋼材定着用治具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外ケーブル張出架設工法によりプレストレストコンクリート橋を構築する際において、橋桁の落下を防止するために使用する架設鋼材定着用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の架設方法として、橋脚を中心として両側へ釣り合いを保ちながら、所定長のブロックに分割した橋体コンクリートを打設し（以下、分割して構築された橋体の部分を「橋体ブロック」という）、所定の強度に達した後にプレストレスを導入するという作業を繰り返すことにより、順次、橋体ブロックを施工していく、張出架設工法が存在している。この張出架設工法において、プレストレスを導入する際に、大容量の外ケーブルを各ブロックに少数本ずつ（多くの場合は２本）、定着突起により定着する方法が採用される場合があり、この工法を特に、外ケーブル張出架設工法と称している。
【０００３】
前記外ケーブル張出架設工法においては、少数本の外ケーブルを使用して、橋体にプレストレスを導入するため、１本の外ケーブルの破断または１箇所の定着突起の損傷は、架設時における橋梁の全体構造の安定性に重大なる影響を及ぼし、最悪の場合には落橋につながる恐れもある。そのため、外ケーブル張出架設工法を採用する場合には、フェールセーフシステムを備えておくことが一般的となっている。
ここで、外ケーブル張出架設工法におけるフェールセーフシステムとは、施工された最先端部の橋体ブロックと、当該最先端部の橋体ブロックに隣接する橋体ブロックとを、架設鋼材（フェールセーフ鋼材）により定着する作業を行うことにより、外ケーブルの破断時等において橋体の損傷などを防ぐことをいう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の外ケーブル張出架設工法におけるフェールセーフシステムにおいて、架設鋼材を橋体ブロックに定着するには、以下のような方法で行うことが代表的であった。
（１）第１の方法は、図６（ａ）に示すように、架設鋼材８１を定着させる隣接する橋体ブロックＢ１’，Ｂ２’におけるコンクリート上床版８０Ａ，８０Ｂ（以下、「上床版」という）に所定寸法の凹部８２，８３を２箇所形成し、当該両凹部８２，８３の壁面８２ａ，８３ａを貫通する貫通孔８０ａを形成する。そして、当該貫通孔８０ａに架設鋼材８１を挿通し、緊張力を導入した後に、アンカープレート８４を介して定着用ナット８５により、凹部８２，８３の壁面８２ａ，８３ａに定着させる方法である（符号は、緊張用ナット８６を示している）。
【０００５】
（２）第２の方法は、図６（ｂ）に示すように、架設鋼材９１を定着させる隣接する橋体ブロックにおける上床版９０の上面に鋼材定着ブロック９２を設け、当該鋼材定着ブロック９２の水平方向の挿通孔９２ａに架設鋼材９１を挿通して、緊張力を導入した後に、アンカープレート９３を介して定着用ナット９４により定着させる方法である。前記鋼材定着ブロック９２は、上床板９０の下面まで貫通して設けられている鋼棒９５の両端部に、プレート部材９６を介してナット９７を締結することにより、前記上床版９０に固定されている。
【０００６】
しかし、前記第１の方法では、上床版８０Ａ，８０Ｂの上面に大寸法の凹部８２，８３を形成しなければならないため、架設中の橋体における応力状態が悪くなり構造物の品質に悪影響が生じてしまう可能性が高かった。また、架設鋼材８１の撤去後に凹部８２，８３の穴埋め補修を行うことが必要であり、加えて、挿通孔８０ａの形成及び架設鋼材８１の挿通作業を行わなければならないため、その作業が非常に繁雑であった。さらに、架設鋼材８１の緊張に特殊なジャッキを使用しなければならず、施工費が増大することになっていた。
【０００７】
また、前記第２の方法では、鋼材定着ブロック９２を鋼棒９５により固定しており、架設鋼材９１の緊張力に抵抗させるために鋼棒９５の摩擦抵抗を利用している構造であることから、所定の摩擦力を得るために大きな締め込み力が必要となるため、施工上の効率が悪かった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、構造物に悪影響を及ぼすことがなく、簡易な構造であり、かつ、施工が容易である架設鋼材定着用治具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の架設鋼材定着用治具は、コンクリート版の上面に付設され、少なくとも２体１組で架設鋼材の両端部を定着させるために用いられる架設鋼材定着用治具であって、底板と、前記底板に立設している前記架設鋼材の定着部と、前記定着部に前記架設鋼材を定着させる定着具（定着金具等）と、前記底板を前記コンクリート版に固定するためのピン部材及びボルト部材とから構成され、前記ピン部材は、前記コンクリート版に埋設されたピン受け管に挿入されていることを特徴としている。
また、前記定着部は、前記架設鋼材の長手方向と直行する向きに対向して並設されている定着板と、前記両定着板に接合されているリブ部材とから形成されているものであってもよい。
【００１０】
ここで、「２体１組で架設鋼材の両端部を定着させるために用いられる」とは、架設鋼材定着用治具を架設鋼材の両端部に１体づつ設けることをいう。
【００１１】
本発明の架設鋼材定着用治具において、定着部には、架設鋼材の緊張力に起因する水平力と曲げモーメントによる引抜力が作用することになるが、本発明によれば、定着部を備える底板をピン部材とボルト部材とで固定するため、定着部に作用する水平力に対してはピン部材により抵抗させ、引抜力に対してはボルト部材により抵抗させる構造とすることができる。そのため、簡易な構造により所定の強度を発揮させることができる。
【００１２】
また、前記定着部は、平面視でコ字形状である前記架設鋼材の定着部材と、前記定着部材を両側から挟持する少なくとも２つのリブ部材とを備え、前記定着部材のコ字形状である開口部の向きを変更可能となるように架設鋼材定着用治具が構成されているものであってもよい。
ここで、定着部材はピン接合により、前記少なくとも２つのリブ部材に支持（固定）される構造とすることが好適である。
【００１３】
架設鋼材をコンクリート版の上面に定着する場合において、本発明の架設鋼材定着用治具は、架設鋼材の両端部に設けることになる。そのため、後記するように、架設鋼材定着用治具における架設鋼材の定着方向は、橋体ブロックの施工の進行に伴い、最初の場合とは逆側に変わることになる。
しかし、本発明によれば、定着部材のコ字形状である開口部の向きが変更可能となるように架設鋼材定着用治具が構成されていることから、定着部材のみを回動させ、それ以外の要素は固定したままで動かすことなく、定着部材の向きを変更することが可能となることから、二方向から容易に架設鋼材の定着を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態の架設鋼材定着用治具１，２は、上床版Ｃの上面に付設され、２体１組でＰＣ総ネジ棒鋼Ｎ（架設鋼材）の両端部を定着させるために用いられるが、それぞれの架設鋼材定着用治具１，２は同一構造であるため、一方のみについて説明を行う。
また、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【００１５】
［第１実施形態］
○架設鋼材定着用治具
図１に示すように、本発明の架設鋼材定着用治具１（第１実施形態）は、ベースプレート１１（底板）と、前記ベースプレート１１上に溶接されている定着部１２と、当該定着部１２にＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを定着させるための定着金具１５（定着具）と、前記ベースプレート１１を上床版Ｃに固定するためのせん断ピン１８（高強度鋼材（ピン部材））及び高力ボルト１９（ボルト部材）とを主要部として構成されている。
【００１６】
ベースプレート１１は矩形形状であり、４隅に高力ボルトの挿通孔１１ａ（長孔）が穿設され、また、長辺の略中間部には、２つのせん断ピンの挿通孔１１ｂ（円孔）が短辺方向に対称に穿設されている。
このベースプレート１１の略中央部には定着部１２が溶接されている。この定着部１２は、２枚のアンカープレート１３（定着板）と、２枚の定着リブ１４（リブ部材）とから形成されており、両部材１３，１４は、ともにベースプレート１１に溶接されている。アンカープレート１３はＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの長手方向と直行する向きに対向して並設されている。また、２枚のアンカープレート１３の相対する各端部には、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの長手方向と平行となる向きに各定着リブ１４が溶接されており、定着部１２は平面視で略ロ字形状に形成されている。なお、各アンカープレート１３は、その中央部にＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの挿通孔１３ａが穿設されている。
【００１７】
さらに、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの定着時において、当該ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの先端側に位置することになるアンカープレート１３の外面部には、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを定着させるための定着金具１５である、球面座金１６と定着ナット１７が設けられている。
【００１８】
上床版Ｃには、せん断ピン１８と上床版Ｃとの間で、円滑な応力伝達を行うことができるように、ピン受け管２３（ガス管）が埋設されている。このピン受け管２３は、上床版Ｃにおける被りコンクリートＣ１内に残らないように、当該被りコンクリートＣ１の下部位置（上床版Ｃの上面から５０mm程度内側に入った部分）から設置されている。なお、本実施形態に示すように、必要に応じて、ピン受け管２３の上面部から上床版Ｃの上面部に至る部位には、縁切材２４を設けてもよい。
【００１９】
また、上床版Ｃの所定位置には、高力ボルト１９を挿入するための凹部２１が形成されており、高力ボルト１９と螺合するインサート２２の開口部が前記凹部２１の底面からわずかに突出するように設けられている。前記凹部２１は、上床版Ｃの被りコンクリートＣ１の部分に設けられており、インサート２２も前記ピン受け管２３と同様に、被りコンクリートＣ１より下方に埋設されている。
なお、この凹部２１は、高力ボルト１９を挿入するために設けるものであるため、従来の方法に使用した凹部と比較して、非常に小さい寸法に形成すればよい。
また、上床版Ｃと架設鋼材定着用治具１のベースプレート１１との間には、石膏などの均し材料２５を敷設することにより不陸対策が施されている。
【００２０】
架設鋼材定着用治具１のベースプレート１１は、前記凹部２１及び縁切材２４に対応する位置に合わせて配置され、４本の高力ボルト１９及び２本のせん断ピンに１８より固定されている。
なお、架設鋼材定着用治具１は２体が一組であり、定着金具１５が外側になるように対向して配置されるとともに、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎをアンカープレート１３の挿通孔１３ａに挿通させ、緊張力を付与した後に、定着金具１５によって、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの先端部側におけるアンカープレート１３に定着させることになる。
【００２１】
○架設鋼材定着用治具を用いた外ケーブル張出架設工法
以下、前記架設鋼材定着用治具１を用いた外ケーブル張出架設工法を採用して、橋梁の架設を行う方法について簡単に説明する。
なお、以下の説明では、既に、橋脚Ｐの両側において、当該橋脚Ｐに隣接する橋体ブロック（第１橋体ブロックＢ１）が構築されている場合を想定している（図２（ａ）参照、符号Ｋ１は第１ＰＣ外ケーブルを示す）。また、橋体ブロックは、橋脚Ｐを中心として、バランスをとりながら、順次、その両側に架設されることになるが、左右の橋体ブロックの構築方法は同一であるため、便宜上、片側の橋体ブロックについてのみ説明を行う。
【００２２】
まず、移動作業台車により型枠（ともに図示せず）を吊り下げ、第１橋体ブロックＢ１に隣接する第２橋体ブロックＢ２のコンクリート打設を行う（図２（ｂ）参照）。コンクリートが所定の強度に達した後、前記架設鋼材定着治具１Ａ，１Ｂを、第１橋体ブロックＢ１及び第２橋体ブロックＢ２のブロック先端部近傍の上面に固定し、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを緊張させた後に、アンカープレート１３に定着させる（図２（ｃ）参照）。
そして、第２橋体ブロックＢ２に第２ＰＣ外ケーブルＫ２を定着させる（図２（ｄ）参照）ことにより、第２橋体ブロックＢ２の施工を終了する。
続いて、移動式作業車を前進させて、前記と同様の作業を繰り返して行い、順次、第２橋体ブロックＢ２に隣接する第３橋体ブロックＢ３以降の橋体ブロックを施工していくことになる。
【００２３】
なお、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第３橋体ブロックＢ３を施工する際には、資機材を有効に利用するために、第１橋体ブロックＢ１と第２橋体ブロックＢ２との間に架設されていたＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを取り外し、第２橋体ブロックＢ２と第３橋体ブロックＢ３との間に架設鋼材Ｎを架設することになる。その際、第２橋体ブロックＢ２に固定されている架設鋼材定着用治具１Ｂをそのままの状態にしておき、第１橋体ブロックＢ１に固定されていた架設鋼材定着用治具１Ａを第３橋体ブロックＢ３に固定することになる。その場合には、第２橋体ブロックＢ２に固定されている架設鋼材定着用治具１ＢにおけるＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの定着方向は、図２に示す右側から、図３に示す左側に変わることになる。
そのため、本実施形態の架設鋼材定着用治具１では、相対する２枚のアンカープレート１３を設け、それぞれのアンカープレート１３に、その向きを変えた定着金具１５を用いてＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを定着させることにより対応している。
【００２４】
○作用効果
本発明の架設鋼材定着用治具１によれば、アンカープレート１３に接合しているベースプレート１１をせん断ピン１８と高力ボルト１９により上床版Ｃに固定し、アンカープレート１３に作用する水平力に対してはせん断ピン１８により抵抗させ、曲げモーメントに起因する引抜力に対しては高力ボルト１９により抵抗させる構造とすることができる。従って、従来用いられていた、架設鋼材により作用する応力に対して、摩擦接合により抵抗する方法ではなく、高強度鋼材である高力ボルト１９とせん断ピン１８のせん断抵抗力を利用して抵抗する構造とすることができるため、所定の摩擦力を得るための大きな締め込み力が必要なく、非常に簡易な構造とすることができる。そのため、架設鋼材定着用治具１を軽量化することができ、施工性を格段に向上させることができる。
【００２５】
また、上床版Ｃの上面に大きな凹部を設ける必要がないため、架設中における橋体の応力状態（上側引張）が悪化することもなく、橋体の耐久性に及ぼす影響を非常に小さくすることができる。なお、本発明の架設鋼材定着用治具１を使用する場合にも高力ボルト１９を挿通するための凹部２１が形成されるが、当該凹部２１は微小寸法であるため、後埋め補修する際においても上床版Ｃの上側から対処することができ、また、特別な設備も必要ないため、その作業を容易に行うことができる。
さらに、ＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを緊張させる作業を既存のジャッキを使用して行うことができる。
【００２６】
［第２実施形態］
本発明の架設鋼材定着用治具２（第２実施形態）の最も大きな特長は、可変式アンカープレート３１（架設鋼材の定着部材）を使用している点にある。
【００２７】
図４に示すように、架設鋼材定着用治具２は、ベースプレート１１’と、前記ベースプレート１１’上に溶接されている定着部３０と、当該定着部３０にＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを定着させるための定着金具１５と、前記ベースプレート１１’を上床版Ｃに固定するための１本のせん断ピン１８’及び４本の高力ボルト１９とを主要部として構成されている。
【００２８】
ベースプレート１１’は矩形形状であり、４隅に高力ボルト１９の挿通孔１１ａ’（円孔）が穿設され、また、長辺の略中間部には、１箇所のせん断ピン１８’の挿通孔１１ｂ’が穿設されている。
【００２９】
前記定着部３０は、１体の可動式アンカープレート３１と、当該可動式アンカープレート３１をピン４１，４２により両側から挟持する２体の定着リブ３５とから形成されている。可動式アンカープレート３１は、基板３２とその両側の同一形状の側板３３とを備え、基板３２と対向する向きに開口部３４が形成されており、平面視でコ字形状を呈している。前記相対する側板３３には、中央部近傍の上下位置と、当該上下位置の貫通孔（以下、それぞれ「上部貫通孔３３ａ」及び「下部貫通孔３３ｂ」という）の中間高さであり、基板３２と反対側に突出している貫通孔（以下、「先端貫通孔３３ｃ」という）の３箇所に貫通孔３３ａ〜３３ｃが穿設されており、前記３箇所の貫通孔３３ａ〜３３ｃを結線した三角形は先端貫通孔３３ｃを頂点とした二等辺三角形になっている。また、可動式アンカープレート３１のコ字形状の開口部３４と対向する基板３２には、上下にＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを挿通するための貫通孔３２ａが穿設されている。
【００３０】
前記定着リブ３５は、略山形形状であり、その下面がベースプレート１１’に溶接されている。定着リブ３５においても、３箇所の貫通孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃが穿設されており、当該３箇所の貫通孔３５ａ〜３５ｃを結線した三角形は上部貫通孔３５ａを頂点とした二等辺三角形になっている。この二等辺三角形は、前記可動式アンカープレート３１の側板３３における二等辺三角形と同一の三角形である。
【００３１】
前記可動式アンカープレート３１の基板３２は、２枚の定着リブ３５の間隔と略同一であり、可動式アンカープレート３１は２枚の定着リブ３５の間に２本のピン４１，４２により支持されている。２本のピン４１，４２は、可動式アンカープレート３１の側板における貫通孔（図４における下部貫通孔３３ｂと先端貫通孔３３ｃ）と、定着リブ３５の貫通孔（図４における左側貫通孔３５ｂと上側貫通孔３５ａ）が重なり合うように位置させた状態で挿設されている。
なお、第１実施形態の場合と異なり、本実施形態では、可動式アンカープレート３１は、ベースプレート１１’に溶接されていない。
【００３２】
ここで、本実施形態の架設鋼材定着用治具２では、前記２本のピン４１，４２のうち下方のピン（以下、「下方ピン４１」という）を抜脱し、中央部のピン（以下、「中央ピン４２」という）を残した状態で、中央ピン４２を中心として、可動式アンカープレート３１を１８０度回転させることにより、その向きを反転させ、開口部３４の向きを変更することができるようになっている（図５参照）。
なお、可動式アンカープレート３１を回転させた状態で使用する場合には、可変式アンカープレート３１の側板３３における貫通孔（図５における下部の貫通孔３３ａ）と、定着リブ３５の貫通孔（図５における右側貫通孔３５ｃ）とに、抜脱した下方ピン４１を挿通することにより（中央ピン４２はそのままの状態）、可変式アンカープレート３１を定着リブ３５により支持固定し、図４と比較して反対向きになった基板３２の貫通孔３２ａにＰＣ総ネジ棒鋼Ｎを挿通して定着させることになる。
【００３３】
また、上床版Ｃには、高力ボルト１６を挿入するためのカプラ４３（長ナット）が埋設されており、ベースプレート１１’の上面から高力ボルト１９を螺合することにより、上床版Ｃに架設鋼材定着用治具２が固定されている。なお、カプラ４３の下面には、プレート部材４４を介して他の高力ボルト４５を設け、上床版Ｃを構成するコンクリート中に埋設することにより、架設鋼材定着用治具２を強固に固定している（符号４６は、上床版を補修するための微小寸法の凹部を示している）。
【００３４】
従って、第２実施形態の架設鋼材定着用治具２によっても、前記と同様の作用効果が得られるとともに、可変式アンカープレート３１における開口部３４の向きを変更可能であることから、可変式アンカープレート３１のみを回動させ、それ以外の要素は固定したままで動かすことなく、２方向からＰＣ総ネジ棒鋼Ｎの定着を行うことができる。
【００３５】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
なお、架設鋼材はＰＣ総ネジ棒鋼に限られるものではない。また、定着具についても、架設鋼材を確実に定着できるものであればよく、球面座金と定着ナット等に限られるものではない。さらに、ボルト部材及びピン部材の本数等についても適宜定めうるものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、構造物に悪影響を及ぼすことがなく、簡易な構造であり、かつ、施工が容易である架設鋼材定着用治具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の架設鋼材定着用治具（第１実施形態）を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＷ−Ｗ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の架設鋼材定着用治具を用いた外ケーブル張出架設工法の施工手順を示す側面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の架設鋼材定着用治具を用いた外ケーブル張出架設工法の施工手順を示す側面図である。
【図４】本発明の架設鋼材定着用治具（第２実施形態）を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ断面図である。
【図５】図４（ｂ）における可変式アンカープレートを１８０度回転させた場合を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来における橋体ブロックに架設鋼材を定着する方法を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｃ 上床版（コンクリート上床版）
Ｃ１ 被りコンクリート
Ｎ ＰＣ総ネジ棒鋼（架設鋼材）
１，２ 架設鋼材定着用治具
１１，１１’ ベースプレート
１２ 定着部
１３ アンカープレート（定着板）
１４ 定着リブ（リブ部材）
１５ 定着金具
１６ 球面座金
１７ 定着ナット
１８，１８’ せん断ピン（ピン部材）
１９ 高力ボルト（ボルト部材）
３０ 定着部
３１ 可動式アンカープレート
３２ 基板
３３ 側板
３４ 開口部
３５ 定着リブ
４１，４２ ピン

Claims (3)

1. コンクリート版の上面に付設され、少なくとも２体１組で架設鋼材の両端部を定着させるために用いられる架設鋼材定着用治具であって、
   底板と、前記底板に立設している前記架設鋼材の定着部と、前記定着部に前記架設鋼材を定着させる定着具と、前記底板を前記コンクリート版に固定するためのピン部材及びボルト部材とから構成され、
   前記ピン部材は、前記コンクリート版に埋設されたピン受け管に挿入されていることを特徴とする架設鋼材定着用治具。
2. 前記定着部は、前記架設鋼材の長手方向と直行する向きに対向して並設されている定着板と、前記両定着板に接合されているリブ部材とから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の架設鋼材定着用治具。
3. コンクリート版の上面に付設され、少なくとも２体１組で架設鋼材の両端部を定着させるために用いられる架設鋼材定着用治具であって、
   底板と、前記底板に立設している前記架設鋼材の定着部と、前記定着部に前記架設鋼材を定着させる定着具と、前記底板を前記コンクリート版に固定するためのピン部材及びボルト部材とから構成され、
   前記定着部は、平面視でコ字形状である前記架設鋼材の定着部材と、前記定着部材を両側から挟持する少なくとも２つのリブ部材とを備え、
   前記定着部材のコ字形状である開口部の向きを変更可能となるように構成されていることを特徴とする架設鋼材定着用治具。

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