JP5861963B2 - 既設ｐｃ構造物における密閉されたｐｃ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法 - Google Patents
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Description
本発明は、既設のプレストレストコンクリート（以下ＰＣと記す）構造物におけるシースの定着側端部やその他の傾斜又は鉛直部分に存在している空洞内に亜硫酸リチウム水溶液等の防錆剤水溶液を注入するＰＣ緊張材挿通シース傾斜部分の空洞内への防錆剤水溶液注入方法に関する。
近年、ポストテンション方式のＰＣ桁に使用されているＰＣ緊張材挿通用シース内に空洞が存在しており、その内部の腐食が問題視されるに至っている。
特に高架道路のＰＣ桁においては、図１に示すようにＰＣ緊張材６のＰＣ緊張材定着部３が舗装２の下にあって斜め上向きに備えられている箇所があり、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等凍結防止剤の散布が盛んに行われている個所では、これらの凍結防止剤が水とともに舗装２内に浸透し、ＰＣ緊張材定着部３を通してシース内に入り、ＰＣ緊張材を腐食させる事態が発生している。
このため近年において、このシースのＰＣ緊張材定着部側端部にできている空洞内に、グラウトを再注入する方法が開発されている（例えば特許文献１、２）。
また、イオン化傾向の大きい金属は、その表面に不動態化処理を施せば、腐食速度が殆どゼロとなることが知られている（非特許文献１）。
更に、躯体表面部分の鋼材が飛沫塩分等で腐食しているＰＣ構造物又はＲＣ構造物に対しては、防錆剤として亜硝酸リチウム溶液を混入したモルタルを躯体表面に吹き付けることによって不動態被膜を形成する方法が知られている（特許文献３）。
「化学大辞典（第７巻）」協立出版株式会社 昭和５６年１０月１５日発行 ９１１頁
しかし、上述した特許文献1及び２に示されている空洞にグラウトを再充填した場合であっても、発錆しているＰＣ緊張材の腐食の進行を完全に止めることは難しく、また、引用文献３に示されているように、躯体表面部分の鋼材については亜硫酸塩リチウム水溶液を使用することによって防錆が可能であっても、シースのＰＣ緊張材定着部側端部等のようなＰＣ緊張材挿通用シースの空洞内の防錆のために亜硫酸リチウム水溶液を使用する技術は、従来存在していなかった。
このような従来の状況に鑑み、本発明者らは、シース内のグラウト未充填の空洞にグラウトを再充填する際に、シース内面及び空洞内に露出しているＰＣ緊張材に防錆剤水溶液を供給してＰＣ緊張材表面に不動態被膜を形成させる技術を開発した。
しかし、この種の防錆剤をＰＣ緊張材挿通用シースの空洞内に供給する場合において、その空洞が図１に示すように高架道路の舗装下にある場合には、グラウト再充填作業を道路の供用を停止することなく施工しなければならない。
また、ＰＣ緊張材やＰＣ緊張材定着部金具の錆層に防錆剤水溶液が十分に浸透しなければ所望の防錆効果が得られない。
また、防錆剤水溶液を空洞内に注入する際には、空洞部分のシースに防錆剤水溶液注入用の開口を形成する必要があるが、図１に示すようなＴ型ＰＣ桁の場合、空洞上端部位置はコンクリートが厚いため、シースを露出させることができない。従ってシースに対するコンクリートの被り厚が小さい部分に注入孔を形成せざるを得ないが、その場合には空洞の上端から下側に離れた位置にしか注入孔を形成することができない。
本発明は、このような状況に鑑み、空洞の上端部から離れた位置にしか防錆剤水溶液注入用の開口が形成出来ないような場合であって、空洞内の密閉度が高い場合において、ＰＣ緊張材単線間の間隔や該単線とシース内面との間隔が狭く、防錆剤水溶液注入のためのホースがグラウト未充填部上端まで十分に挿入できないような条件下において、グラウト未充填の空洞内全域に防錆剤水溶液を行き亘らせることができる既設ＰＣ構造物における密閉されたＰＣ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法の提供を目的とする。
請求項１に記載の発明の特徴は、既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通シース傾斜部分又は鉛直部分の気密状態が維持されたグラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を注入するに際し、 前記ＰＣ緊張材挿通シース内のグラウト未充填空洞の適宜の位置に減圧用流路を連通させるとともに、防錆剤水溶液注入用ホースをその先端を前記グラウト未充填空洞上端側に向けて挿入し、前記減圧用流路を通して空洞内を減圧した後、該減圧状態下の空洞内に前記防錆剤水溶液注入用ホースを通じて防錆剤水溶液を流入させ、該流入時の流速によって該防錆剤水溶液注入用ホースの先端より噴出させてグラウト未充填空洞上端に吹き付けるようにしたことを特徴としてなる既設ＰＣ構造物における密閉されたＰＣ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法にある。
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記空洞に対するホースの連通は、予め前記空洞の位置を検出しておき、前記ＰＣ構造物の側面より前記空洞の下端部又はこれに近い位置に減圧用流路連結孔を形成するとともに、これより上端側に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入する防錆剤水溶液注入用ホース連結孔を形成し、前記減圧用流路連結孔に前記減圧流路を構成する真空引き用ホースを、気密を保持させて連結するとともに、前記防錆剤水溶液注入用ホース挿入孔に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入してその周囲を密閉することにある。
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記真空引き用ホースは真空ポンプに連結され、その中間位置に防錆剤水溶液回収容器を備え、前記防錆剤水溶液注入用ホースには開閉弁を備えるとともに該ホースの空洞外側端部は防錆剤水溶液容器内に連通させ、前記真空ポンプによって空洞内を減圧した後前記開閉弁を開けて防錆剤水溶液注入用ホースから防錆剤水溶液を注入し、注入された防錆剤水溶液を、真空引き用ホースを通して前記防錆剤水溶液回収容器内に回収し、回収された防錆剤水溶液を前記防錆剤水溶液容器に移し変えて空洞内への注入を繰り返すことにある。
本発明は、請求項１に記載のように、既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通シース傾斜部分又は鉛直部分の気密状態が維持されたグラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を注入するに際し、 前記ＰＣ緊張材挿通シース内のグラウト未充填空洞の適宜の位置に減圧用流路を連通させるとともに、防錆剤水溶液注入用ホースをその先端を前記グラウト未充填空洞上端側に向けて挿入し、前記減圧用流路を通して空洞内を減圧した後、該減圧状態下の空洞内に前記防錆剤水溶液注入用ホースを通じて防錆剤水溶液を流入させ、該流入時の流速によって該防錆剤水溶液注入用ホースの先端より噴出させてグラウト未充填空洞上端に吹き付けるようにしたことにより、グラウト未充填空洞上端近傍のシース内空隙の隙間が狭くてホースが十分に挿入できない場合であっても、減圧された空洞内と大気との差圧によって、防錆剤水溶液注入用ホースの先端から防錆剤水溶液がグラウト未充填空洞上端に吹き付けられ、効果的な防錆剤水溶液の被着、錆層に対する浸透が可能となる。
本発明は請求項２に記載のように前記空洞に対するホースの連通は、予め前記空洞の位置を検出しておき、前記ＰＣ構造物の側面より前記空洞の下端部又はこれに近い位置に減圧用流路連結孔を形成するとともに、これより上端側に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入する防錆剤水溶液注入用ホース連結孔を形成し、前記減圧用流路連結孔に前記減圧流路を構成する真空引き用ホースを、気密を保持させて連結するとともに、前記防錆剤水溶液注入用ホース挿入孔に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入してその周囲を密閉することにより、減圧を継続しつつ防錆剤水溶液の注入、吹き付けが可能となり、十分な防錆剤水溶液の被着、錆層への浸透がなされる。
また、真空引き用ホースが、空洞内の全域に被着させ、錆層に浸透させた残りの防錆剤水溶液の回収流路としても使用でき、高価な防錆剤水溶液の無駄をなくし、コストを削減できる。
本発明は、請求項３に記載のように、前記真空引き用ホースは真空ポンプに連結され、その中間位置に防錆剤水溶液回収容器を備え、前記防錆剤水溶液注入用ホースには開閉弁を備えるとともに該ホースの空洞外側端部は防錆剤水溶液容器内に連通させ、前記真空ポンプによって空洞内を減圧した後前記開閉弁を開けて防錆剤水溶液注入用ホースから防錆剤水溶液を注入し、注入された防錆剤水溶液を、真空引き用ホースを通して前記防錆剤水溶液回収容器内に回収し、回収された防錆剤水溶液を前記防錆剤水溶液容器に移し変えて空洞内への注入を繰り返すことにより、少ない量の防錆剤水溶液を効果的に使用することができ、コストを削減できる。
次に、本発明の実施の態様を、ＰＣ構造物のグラウト未充填空洞１２がＰＣ緊張材定着部３の下側に形成されており、該空洞１２の上端がＰＣ緊張材定着部３である場合における防錆剤水溶液注入方法について説明する。
図において符号１はＰＣ構造物である断面がＴ型のＰＣ桁を示しており、２はその上の造成した舗装である。ＰＣ桁１には、その上面にＰＣ緊張材定着部３が備えられ、ＰＣ緊張材定着部３には、ＰＣ桁１に埋め込んだ雌コーン４と、その内部にテーパー穴に嵌り合う雄コーン５を有し、両コーン４，５によってＰＣ緊張材６の端部が、緊張状態を維持させて定着されている。
この例では、ＰＣ緊張材６として複数本の単線７を束状にしたものを使用しており、各単線７を両コーン４，５間に挟み込むことにより定着しているが、この他、ＰＣ緊張材６は、単線を使用したＰＣ鋼棒、複数の単線を撚り合わせたＰＣストランドであってもよく、その場合ＰＣ緊張材定着部の構造は、上記各種のＰＣ緊張材に用いられている既往構造を使用した場合であってもよい。
ＰＣ緊張材定着部３は、ＰＣ桁１の表面に形成した凹部８内に備えられ、ＰＣ緊張材６を緊張定着した後に、グラウト作業と後処理を行い、定着部保護コンクリート９を打設して凹部８を埋めることによりＰＣ緊張材定着部３の上面側を保護している。
ＰＣ緊張材定着部３の雌コーン４にはシース１０が連結され、このシース１０内にＰＣ緊張材６が挿通されている。シース１０は、ＰＣ緊張材定着部３に近い位置では斜め下向きとなっている。
このような既設のＰＣ桁１の新設時においては、多くの場合、シース１０の一方側から加圧ポンプによってグラウト１１を注入しているものであり、近年においては、他方側から真空ポンプによる減圧を併用してグラウトの充填作業を行い、ＰＣ緊張材定着部３に至るシース内全域にグラウトが充填された状態で密閉するものであるが、例えばグラウト固化前のブリージングの発生や、グラウトに混入した空気が上昇してＰＣ緊張材定着部側内のシース１０内に溜る等の原因によって、グラウト未充填の空洞１２ができる。
本発明は、凹部８内の定着部保護コンクリート９を撤去せずに空洞１２にグラウトを再充填する前作業として防錆剤水溶液を注入するものであり、先ず、ＰＣ桁１の底面又は側面をはつり、シース１０内の空洞１２の下端又はこれに近い部分を露出させる。然る後にシース１０の露出部分に真空引き用ホース連結孔１５を開ける。
このホース連結孔１５に減圧用流路を構成する真空引き用ホース１６を挿入し、その挿入部分を密閉することによって連結する。ホース１６は、真空ポンプ１７に連通させるとともに、真空ポンプとの中間位置に、防錆剤水溶液回収容器２３及び開閉弁２４を設置しておく。
一方、Ｔ型のＰＣ桁１の側面から、前記空洞１２上端に可能な限り近づけた位置の側面をはつり、シース１０を露出させる。この時Ｔ型のフランジ部分をはつることはできないため、シース１０の露出部分は、ＰＣ緊張材定着部３より下側とならざるを得ない。
このシース露出部分にホース挿入孔１９を開ける。このホース挿入孔１９より防錆剤水溶液注入用ホース２０を空洞内に挿入し、その先端をＰＣ緊張材定着部３、即ち空洞１２の上端にできる限り近づけた状態で、ホース挿入孔１９と防錆剤水溶液注入用ホース２０との隙間を密閉する。
この防錆剤水溶液注入用ホース２０の中間に開閉弁２１を備えておき、他端を防錆剤水溶液容器２２の防錆剤水溶液２５内に挿入する。
まず、開閉弁２１を閉じた状態で真空ポンプ１７により空洞内を減圧する。この減圧によって所定の真空状態に達した後、開閉弁２１を開く。これによって、防錆剤水溶液注入用ホース２０を通して空洞１２内に防錆剤水溶液が吸引され該ホース２０の先端から噴出する。この時、ホース２０の先端はＰＣ緊張材定着部３に近い位置にあるため、防錆剤水溶液がＰＣ緊張材定着部に吹き付けられ、該ホース２０の先端より上にあるＰＣ緊張材定着部３のシース側、即ち空洞１２の上端内面、シース内面及びＰＣ緊張材６の表面に被着する。
このように噴射された防錆剤水溶液は、空洞１２内を流下して底部からホース１６を通じて防錆剤水溶液回収器２３内に回収する。防錆剤水溶液容器２２に水溶液がなくなった後、真空ポンプ１７を停止させ、防錆剤水溶液回収器２３内の防錆剤水溶液を防錆剤水溶液容器２２に移し変える。
次いで前述と同様に、開閉弁２１を閉じ、真空ポンプ１７を作動させて再度空隙内を減圧した後、開閉弁２１を開いて防錆剤水溶液をホース２０より空洞１２内のＰＣ緊張材定着部３側へ防錆剤水溶液を吹き付けさせる。この一連の作業を繰り返し、防錆剤水溶液が空洞上端部内の錆層に十分に浸透させる。
また、ＰＣ緊張材定着部３に近い部分のシース内部の状況によっては、防錆剤水溶液注入ホース２０の先端をＰＣ緊張材定着部３十分に近づけることができない場合もあるが、その場合には、防錆剤水溶液注入中に断続的に開閉弁２１を開閉操作し、シース内減圧度を変動させて、防錆剤水溶液注入ホース２０から注入される防錆剤水溶液の流速を瞬間的に早めることにより、防錆剤水溶液の噴射距離を長くすることで、対応することができる。
この一連の作業によって十分な量の防錆剤水溶液がＰＣ緊張材定着部３やＰＣ緊張材６に被着させ、錆層に浸透させた後、開閉弁２１を閉め、真空度を上昇させ、所望の真空度に達した際に開閉弁２４を閉めた後、開閉弁２１を再度開ける。すると空洞１２内に噴射された防錆剤水溶液は、空洞１２内を流下して底部から順次上方側に液面が上昇して空洞１２内に溜まり、これに浸漬された部分の錆層に浸透する。
この時、液面は空洞１２内が大気圧に達した状態で防錆剤水溶液の流入が停止し、防錆剤水溶液供給前の空洞１２内の真空度に限界があるため、空洞内に残った空気がシース１０の上端に溜まる、いわゆる空気溜りが残ることとなるが、その内部は、前述したホース２０からの防錆剤水溶液の噴射によって、その全域の錆層に防錆剤水溶液が浸透し、空洞１２内全域の錆層に防錆剤水溶液が浸透し、防錆効果が及ぶこととなる。
空洞１２内に残った防錆剤水溶液は、防錆剤水溶液注入用ホース２０の端部を大気に解放し、真空引き用ホース１６の開閉弁２４開くことによって防錆剤水溶液回収器２３内に流下させて回収する。
尚、上述の実施例は、傾斜したＰＣ緊張材挿通シース内の空洞の上端が、ＰＣ緊張材着部である場合について説明したが、この他、ＰＣ緊張材挿通シースが鉛直方向に向けられている縦向きのＰＣ緊張材定着部下の空洞や、図６に示すようにＰＣ緊張材挿通用シース１０が上下に波打つ形状に配置されている場合においてグラウトの先流れによって生じる傾斜部の空洞１２ａ、図７に示すように、ＰＣ緊張材挿通用シース１０に潰れが生じることによって形成される傾斜した部分の空洞１２ｂに対しても実施することができる。
１ ＰＣ桁
２ 舗装
３ ＰＣ緊張材定着部
４ 雌コーン
５ 雄コーン
６ ＰＣ緊張材
７ 単線
８ 凹部
９ 定着部保護コンクリート
１０ シース
１１ グラウト
１２，１２ａ，１２ｂ 空洞
１５ ホース連結孔
１６ ホース
１７ 真空ポンプ
１９ ホース挿入孔
２０ 防錆剤水溶液注入用ホース
２１ 開閉弁
２２ 防錆剤水溶液容器
２３ 防錆剤水溶液回収容器
２４ 開閉弁
２５ 防錆剤水溶液
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Claims (3)
- 既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通シース傾斜部分又は鉛直部分の気密状態が維持されたグラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を注入するに際し、
前記ＰＣ緊張材挿通シース内のグラウト未充填空洞の適宜の位置に減圧用流路を連通させるとともに、防錆剤水溶液注入用ホースをその先端を前記グラウト未充填空洞上端側に向けて挿入し、前記減圧用流路を通して空洞内を減圧した後、該減圧状態下の空洞内に前記防錆剤水溶液注入用ホースを通じて防錆剤水溶液を流入させ、該流入時の流速によって該防錆剤水溶液注入用ホースの先端より噴出させてグラウト未充填空洞上端に吹き付けるようにしたことを特徴としてなる既設ＰＣ構造物における密閉されたＰＣ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法。 - 前記空洞に対するホースの連通は、予め前記空洞の位置を検出しておき、前記ＰＣ構造物の側面より前記空洞の下端部又はこれに近い位置に減圧用流路連結孔を形成するとともに、これより上端側に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入する防錆剤水溶液注入用ホース連結孔を形成し、前記減圧用流路連結孔に前記減圧流路を構成する真空引き用ホースを、気密を保持させて連結するとともに、前記防錆剤水溶液注入用ホース挿入孔に防錆剤水溶液注入用ホースを挿入してその周囲を密閉する請求項１に記載の既設ＰＣ構造物における密閉されたＰＣ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法。
- 前記真空引き用ホースは真空ポンプに連結され、その中間位置に防錆剤水溶液回収容器を備え、前記防錆剤水溶液注入用ホースには開閉弁を備えるとともに該ホースの空洞外側端部は防錆剤水溶液容器内に連通させ、前記真空ポンプによって空洞内を減圧した後前記開閉弁を開けて防錆剤水溶液注入用ホースから防錆剤水溶液を注入し、注入された防錆剤水溶液を、真空引き用ホースを通して前記防錆剤水溶液回収容器内に回収し、回収された防錆剤水溶液を前記防錆剤水溶液容器に移し変えて空洞内への注入を繰り返す請求項２に記載の既設ＰＣ構造物における密閉されたＰＣ緊張材挿通シース内空洞への防錆剤水溶液注入方法。
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