JP4699055B2 - Ｐｃ杭用端板 - Google Patents

Description

この発明は、ＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）に用いられる端板に関する。

一般に、ＰＣ杭用端板は、下記特許文献１に記載されているように、リング状をなす本体部を有している。本体部には、多数の第１、第２ねじ孔が形成されている。第１、第２ねじ孔は、本体部の周方向へ所定のピッチで交互に配置されている。

上記構成の端板を用いてＰＣ杭を製造する場合には、二つの端板が用いられる。二つの端板は、軸線を一致させた状態で互いに対向して配置される。各端板の第１ねじ孔には、一対の端板間に配置されたＰＣ鋼材の一端部と他端部とがそれぞれ螺合固定される。各端板の第２ねじ孔には、一対の端板の外側に配置された引っ張り鋼材の一端部が螺合固定される。各端板に螺合された各引っ張り鋼材は、一対の端板が互いに離れるように引っ張られる。これにより、ＰＣ鋼材に端板を介して引っ張り力が加えられる。その後、周知のようにして一対の端板間にコンクリートが打設され、コンクリートの固化後に引っ張り鋼材が端板から取り外される。これにより、ＰＣ杭が製造される。このようなＰＣ杭では、ＰＣ鋼材が縮もうとしてコンクリートを常時圧縮しているので、高い強度が得られる。

特開平５−１４０９５４号公報

上記従来のＰＣ杭用端板においては、第１ねじ孔と第２ねじ孔とが端板の周方向に互いに離間して配置されているため、引っ張り鋼材に引っ張り力を作用させると、端板の第１ねじ孔と第２ねじ孔との間に位置する部分に大きな曲げ応力及び剪断応力が作用し、これらの応力によって端板が変形するおそれがある。勿論、端板の厚さを厚くすれば端板の変形を防止することができるが、そのようにすると端板の重量が大きくなってその取り扱いが困難になるという別の問題が生じてしまう。

上記の問題を解決するために、第１の発明は、平板状をなす本体部を有し、この本体部には、その一端面から上記本体部の他端側へ向かって延びる複数の第１ねじ孔と、上記本体部の他端面から上記本体部の一端側へ向かって延びる複数の第２ねじ孔とが形成され、上記第１ねじ孔にＰＣ鋼材が螺合され、上記第２ねじ孔に引っ張り鋼材が螺合されるＰＣ杭用端板において、上記第１ねじ孔と上記第２ねじ孔とが同軸に配置されていることを特徴としている。
この場合、上記本体部の上記一端面に第１突出部が形成され、この第１突出部の先端面に上記第１ねじ孔が形成されていることが望ましい。
また、上記本体部の上記他端面に第２突出部が形成され、この第２突出部の先端面に上記第２ねじ孔が形成されていることが望ましい。
上記の問題を解決するために、第２の発明は、平板状をなす本体部を有し、この本体部に複数のねじ孔及び係合孔が形成され、上記ねじ孔に引っ張り鋼材が螺合され、上記係合孔にＰＣ鋼材が抜け止め状態で挿通されるＰＣ杭用端板において、上記本体部の一端面に第１突出部が形成され、この第１突出部の先端面に上記ねじ孔が上記本体部の他端側へ向かって所定の深さに形成され、上記係合孔の内径が上記ねじ孔の内径より小径に設定され、上記係合孔が上記ねじ孔の底面から上記本体部の他端面まで形成され、上記ねじ孔と上記係合孔とが同軸に配置されていることを特徴としている。
この場合、上記本体部の上記他端面に第２突出部が形成され、この第２突出部の先端面に上記係合孔が形成されていることが望ましい。

上記特徴構成を有する第１の発明によれば、第２ねじ孔に螺合された引っ張り鋼材を引っ張ったとき、その引っ張り力は端板から第１ねじ孔に螺合されたＰＣ鋼材に伝達される。ここで、第１、第２ねじ孔が同軸に配置されているので、端板には引っ張り力が作用するだけであり、曲げ応力や剪断応力が作用することがない。したがって、端板が変形するのを防止することができる。
上記特徴構成を有する第２の発明によれば、ねじ孔に螺合された引っ張り鋼材を引っ張ったとき、その引っ張り力は端板から係合孔に係合したＰＣ鋼材に伝達される。ここで、ねじ孔と係合孔とが同軸に配置されているので、端板には引っ張り力が作用するだけであり、曲げ応力や剪断応力が作用することがない。したがって、端板が変形するのを防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係るＰＣ杭用端板Ａ１，Ｂ１が用いられたＰＣ杭Ｃを示す。ＰＣ杭用端板Ａ１，Ｂ１は、互いの軸線を一致させて配置されている。ＰＣ杭用端板Ａ１，Ｂ１間には、複数のＰＣ鋼材Ｄ及びコンクリートからなる筒体Ｅが設けられている。ＰＣ鋼材Ｄには、引っ張り応力が付与されている。筒体Ｅは、ＰＣ杭用端板Ａ１，Ｂ１と同軸に配置されている。筒体Ｅには、ＰＣ鋼材Ｄによって圧縮力が付与されている。勿論、この圧縮力の大きさは、ＰＣ鋼材Ｄに付与された引っ張り応力の大きさに対応している。

図２及び図３は、第１の発明の第１実施の形態たる上記ＰＣ杭用端板Ａ１を示す。このＰＣ杭用端板Ａ１は、本体部１を有している。本体部１は、円形のリング状に形成されている。本体部１は、円形以外の他の形状、例えば正方形状に形成してもよい。また、リング状に形成することなく、中実の円板状又は正方形状に形成してもよい。本体部１の一端面（図３において下端面）１ａ及び他端面１ｂは、本体部１の軸線と直交する平面とされている。

本体部１の一端面１ａには、第１ねじ孔１１が複数（この実施の形態では８個）形成されている。各第１ねじ孔１１は、本体部１の軸線と平行に延びている。第１ねじ孔１１は、本体部１の軸線を中心とする円周上に周方向へ等間隔に配置されている。第１ねじ孔１１には、ＰＣ鋼材Ｄの一端部に形成された雄ねじ部Ｄａが螺合固定される。

本体部１の他端面１ｂには、第２ねじ孔１２が第１ねじ孔１１と同数形成されている。第２ねじ孔１２は、第１ねじ孔１１と同軸に配置されている。第２ねじ孔１２は、第１ねじ孔１１より大径に形成されているが、第１ねじ孔１１と同径に形成してもよく、第１ねじ孔１１より小径に形成してもよい。また、第２ねじ孔１２は、第１ねじ孔１１と連通しているが、第１ねじ孔１１に対し本体部１の軸線方向へ離間させ、第１ねじ孔１１と第２ねじ孔１２との間に隔壁を設けてもよい。第２ねじ孔１２には、後述するように、ＰＣ杭Ｃの製造時に引っ張り鋼材Ｆが螺合固定される。

図４及び図５は、第２の発明の第１実施の形態たる上記ＰＣ杭用端板Ｂ１を示す。このＰＣ杭用端板Ｂ１は、本体部２を有している。本体部２は、円形のリング状に形成されており、その内外径がＰＣ杭用端板Ａ１の内径径と同一に設定されている。本体部２は、ＰＣ杭用端板Ａ１と同一形状にする限り、円形以外の他の形状、例えば正方形状に形成してもよい。また、リング状に形成することなく、中実の円板状又は正方形状に形成してもよい。本体部２の一端面（図５において上端面）２ａ及び他端面２ｂは、本体部２の軸線と直交する平面とされている。

本体部２の一端面２ａには、ねじ孔２１が上記ＰＣ杭用端板Ａ１の第１、第２ねじ孔１１，１２と同数形成されている。各ねじ孔２１は、本体部２の軸線と平行に延びており、所定の深さを有している。ねじ孔１２は、本体部２の軸線を中心とする円周上に周方向へ等間隔に配置されている。ねじ孔２１が配置された円周の直径は、ねじ孔１１，１２が配置された円周と同一直径に設定されている。ねじ孔２１には、後述するように、ＰＣ杭Ｃの製造時に引っ張り鋼材Ｆが螺合固定される。

本体部２には、各ねじ孔２１の底面から他端面２ｂまで延びる係合孔２２が形成されている。係合孔２２は、ねじ孔２１と同軸に配置されている。係合孔２２の内径は、ねじ孔２１の内径より小径に設定されている。係合孔２２には、ＰＣ鋼材Ｄの他端部が挿通される。ＰＣ鋼材Ｄの他端部には、大径部Ｄｂが形成されており、この大径部Ｄｂがねじ孔２１の底面２１ａに突き当たることにより、ＰＣ鋼材Ｄがねじ孔２１から係合孔２２に向かう方向へ係合孔２２から抜け止めされている。ねじ孔２１の底面２１ａは、図６に示すように、大径部Ｄｂの形状に対応させてテーパ状に形成してもよい。これは、以下に述べる端板Ｂ２，Ｂ３においても同様である。

次に、上記構成のＰＣ杭用端板Ａ１，Ｂ１を用いてＰＣ杭Ｃを製造する場合には、まず図７に示すように、端板Ａ１，Ｂ１を互いの軸線が一致するように配置する。この場合、端板Ａ１の端面１ａと端板１Ｂの端面２ｂとを対向させるとともに、端板Ａ１の第１、第２ねじ孔１１，１２と端板ｂ１のねじ孔２１及び係合孔２２との周方向における位置を一致させる。また、端板Ａ１，Ｂ１の間隔は、ＰＣ杭Ｃを構成しているときの間隔より狭くしておく。次に、ＰＣ鋼材Ｄを端板Ｂ１のねじ孔２１及び係合孔２２に順次挿通する。この場合、ＰＣ鋼材Ｄは、雄ねじ部Ｄａを先にして挿通する。その後、ＰＣ鋼材Ｄの雄ねじ部Ｄａを端板Ａ１のねじ孔１１に螺合する。各ＰＣ鋼材Ｄの螺合が完了したら、端板Ｂを端板Ａ１から離間するように移動させ、ＰＣ鋼材Ｄの大径部Ｄｂをねじ孔２１の底面２１ａに当接させる。各ＰＣ鋼材Ｄの第１ねじ孔１１に対する螺合長さを適宜に調節することにより、全ての大径部Ｄａを底面２１ａに同時に当接させることができる。

次に、図８及び図９に示すように、端板Ａ１の各第２ねじ孔１２に引っ張り鋼材Ｆをそれぞれ螺合固定するとともに、端板Ｂ１の各ねじ孔２１に他の引っ張り鋼材Ｆをそれぞれ螺合固定する。その後、引っ張り鋼材３，３を互いに離間するように引っ張る。これにより、ＰＣ鋼材Ｄに端板Ａ１，Ｂ１を介して所定の大きさの引っ張り応力を作用させる。このとき、第１、第２ねじ孔１１，１２が同軸に配置されているので、端板Ａ１には、引っ張り応力が作用するだけであり、曲げ応力や剪断応力が作用することがない。したがって、端板Ａ１の変形を小さく抑えることができる。同様に、ねじ孔２１及び係合孔２２が同軸に配置されているので、端板Ｂ１の変形を小さくおさえることができる。その後、ＰＣ鋼材Ｄ引っ張り力を作用させ状態を維持しつつ周知のようにしてコンクリートを打設し、そして固化させることにより、筒体Ｅを形成する。その後、各端板Ａ１，Ｂ１から引っ張り鋼材Ｆを取り外す。これによって、ＰＣ杭Ｃが製造される。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下に述べる実施の形態に関しては、上記実施の形態と異なる構成についてのみ説明し、上記実施の形態と同様な構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１０及び図１１は、第１の発明に係るＰＣ杭用端板の第２実施の形態を示す。この実施の形態のＰＣ杭用端板Ａ２においては、本体部１の一端面１ａに第１、第２ねじ孔１１，１２と同数の第１突出部１３が形成されている。第１突出部１３は、その軸線を第１、第２ねじ孔１１，１２の軸線と一致させて配置されている。第１突出部１３の先端面には、第１ねじ孔１１が形成されている。第１ねじ孔１１の長さは、第１突出部１３の長さより短くなっているが、第１突出部１３より長くしてもよい。

このような端板Ａ２によれば、第１突出部１３を形成したことによって第１、第２ねじ孔１１，１２の長さを長くすることができる。よって、本体部１を厚くすることなく、本体部１とＰＣ鋼材Ｄ及び引っ張り鋼材Ｆとの各螺合強度を向上させることができる。

図１２は、第１の発明に係るＰＣ杭用端板の第３実施の形態を示す。この実施の形態のＰＣ杭用端板Ａ３においては、本体部１の他端面１ｂに第１、第２ねじ孔１１，１２と同数の第２突出部１４が形成されている。この第２突出部１４は、その軸線を第１、第２ねじ孔１１，１２の軸線と一致させて配置されている。第２突出部１４の先端面には、第２ねじ孔１２が形成されている。第２ねじ孔１２の長さは、第２突出部１４の長さより若干長くなっているが、第２突出部１４より短くしてもよい。この実施の形態のＰＣ用端板Ａ３においても、本体部１とＰＣ鋼材Ｄ及び引っ張り鋼材Ｆとの各螺合強度を向上させることができる。

図１３及び図１４は、第２の発明の第２実施の形態を示す。この実施の形態のＰＣ杭用端板Ｂ２においては、本体部２の他端面２ｂにねじ孔２１及び係合孔２２と同数の第２突出部２３が形成されている。第２突出部２３は、その軸線をねじ孔２１及び係合孔２２の軸線と一致させて配置されている。第２突出部２３の先端面には、係合孔２２が形成されている。係合孔２２の長さは、第２突出部２３の長さより短くなっているが、第２突出部２３より長くしてもよい。

図１５は、第２の発明の第３実施の形態を示す。この実施の形態のＰＣ杭用端板Ｂ３においては、本体部２の一端面２ａにねじ孔２１及び係合孔２２と同数の第１突出部２４が形成されている。第１突出部２４は、その軸線をねじ孔２１及び係合孔２２の軸線と一致させて配置されている。第１突出部２４の先端面には、ねじ孔２１が形成されている。ねじ孔２１の長さは、第１突出部２４の長さより長くなっているが、第１突出部２４より短くしてもよい。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、ＰＣ杭Ｃを構成するために、第１の発明に係る端板Ａ１（Ａ２，Ａ３）と第２の発明に係る端板Ｂ１（Ｂ２，Ｂ３）とが用いられているが、第１の発明に係る端板Ａ１（Ａ２，Ａ３）を二つ用いてＰＣ杭Ｃを構成してもよく、第２の発明に係る端板Ｂ１（Ｂ２，Ｂ３）を二つ用いてＰＣ杭Ｃを構成してもよい。ただし、前者の場合には、一方の端板Ａ１（Ａ２，Ａ３）に形成される第１ねじ孔１１と他方の端板Ａ１（Ａ２，Ａ３）に形成される第１ねじ孔１１とのねじれ方向を互いに逆方向にする。それに応じて、ＰＣ鋼材Ｄの両端部にねじれ方向が互いに異なる雄ねじ部Ｄａをそれぞれ形成する。また、後者の場合には、ＰＣ鋼材Ｄの両端部に大径部Ｄｂが形成されることになるが、ＰＣ鋼材Ｄの挿入方向前方の端部に形成される大径部Ｄｂについては、ＰＣ鋼材Ｄを二つの端板Ｂ１，Ｂ１（Ｂ２，Ｂ２；Ｂ３，Ｂ３）に挿通した後に形成する。
また、本体部１に第１突出部１３及び第２突出部１４の両者を形成してもよい。これは、本体部２についても同様である。

この発明に係るＰＣ杭用端板を用いて構成されたＰＣ杭の一部を省略して示す断面図である。 第１の発明に係るＰＣ杭用端板の第１実施の形態を示す平面図である。 図２のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。 第２の発明に係るＰＣ杭用端板の第１実施の形態を示す平面図である。 図４のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。 図４及び図５に示すＰＣ杭用端板の変形例を示す図５と同様の断面図である。 図３及び図４に示すＰＣ杭用端板と図５及び図６に示すＰＣ杭用端板とを用いて図１に示すＰＣ杭を製造するための方法を説明するための図であって、二つのＰＣ杭用端板にＰＣ鋼材を挿通する工程を示す図である。 同方法を説明するための図であって、ＰＣ鋼材に引っ張り力を付与する工程を示す図である。 図８の要部を示す拡大図である。 第１の発明に係るＰＣ杭用端板の第２実施の形態を示す平面図である。 図１０に示すＰＣ杭用端板の要部をＰＣ杭に用いた状態で示す断面図である。 第１の発明に係るＰＣ杭用端板の第３実施の形態を示す図１１と同様の断面図である。 第２の発明に係るＰＣ杭用端板の第２実施の形態を示す平面図である。 図１３に示すＰＣ杭用端板の要部をＰＣ杭に用いた状態で示す断面図である。 第２の発明に係るＰＣ杭用端板の第３実施の形態を示す図１４と同様の断面図である。

符号の説明

Ａ１ ＰＣ杭用端板
Ａ２ ＰＣ杭用端板
Ａ３ ＰＣ杭用端板
Ｂ１ ＰＣ杭用端板
Ｂ２ ＰＣ杭用端板
Ｂ３ ＰＣ杭用端板
１ 本体部
１ａ 一端面
１ｂ 他端面
２ 本体部
２ａ 一端面
２ｂ 他端面
１１ 第１ねじ孔
１２ 第２ねじ孔
１３ 第１突出部
１４ 第２突出部
２１ ねじ孔
２２ 係合孔
２３ 第２突出部
２４ 第１突出部

Claims (5)

1. 平板状をなす本体部を有し、この本体部には、その一端面から上記本体部の他端側へ向かって延びる複数の第１ねじ孔と、上記本体部の他端面から上記本体部の一端側へ向かって延びる複数の第２ねじ孔とが形成され、上記第１ねじ孔にＰＣ鋼材が螺合され、上記第２ねじ孔に引っ張り鋼材が螺合されるＰＣ杭用端板において、
   上記第１ねじ孔と上記第２ねじ孔とが同軸に配置されていることを特徴とするＰＣ杭用端板。
2. 上記本体部の上記一端面に第１突出部が形成され、この第１突出部の先端面に上記第１ねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ杭用端板。
3. 上記本体部の上記他端面に第２突出部が形成され、この第２突出部の先端面に上記第２ねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ杭用端板。
4. 平板状をなす本体部を有し、この本体部に複数のねじ孔及び係合孔が形成され、上記ねじ孔に引っ張り鋼材が螺合され、上記係合孔にＰＣ鋼材が抜け止め状態で挿通されるＰＣ杭用端板において、
   上記本体部の一端面に第１突出部が形成され、この第１突出部の先端面に上記ねじ孔が上記本体部の他端側へ向かって所定の深さに形成され、上記係合孔の内径が上記ねじ孔の内径より小径に設定され、上記係合孔が上記ねじ孔の底面から上記本体部の他端面まで形成され、上記ねじ孔と上記係合孔とが同軸に配置されていることを特徴とするＰＣ杭用端板。
5. 上記本体部の上記他端面に第２突出部が形成され、この第２突出部の先端面に上記係合孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＰＣ杭用端板。

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