JP6193091B2

JP6193091B2 - Ｐｃ構造物の補修方法

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Publication number: JP6193091B2
Application number: JP2013224099A
Authority: JP
Inventors: 直樹堀越; 明夫正司
Original assignee: Oriental Shiraishi Corp
Current assignee: Oriental Shiraishi Corp
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Filing date: 2013-10-29
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Description

本発明は、既存のＰＣ（Prestressed Concrete）構造物の補修方法に関するものである。

従来、コンクリート構造物に鋼線等の緊張材を用いてプレストレスを付与することで、荷重により生じる引張応力を打ち消すことが行われている。こうしたプレストレスが導入されたコンクリート構造物はＰＣと呼ばれていて、例えば橋の床版に用いられている。

床版では、端部に設けられた排水機構の周辺等で劣化が進行することが多く、劣化が発生した場合には、劣化箇所を適切に補修する必要がある。

劣化箇所の補修では、床版の一部を取り壊し、新たにコンクリートを打設することが行われるが、ＰＣの床版では既存の部位に対するプレストレスの維持と、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入を行う必要がある。

こうした場合に用いられる技術として、特許文献１には、ＰＣ構造物の一部を有効に残した上で不要な箇所を切断する場合に、中間定着具を用いてＰＣ構造物の既存部位のプレストレスを維持する方法が記載されている。

特開平０９−１５８１２６号公報

しかし、特許文献１には、新たに打設されたコンクリート部位へのプレストレスの導入を行う方法については記載されていない。

また、コンクリート部分のみならず、緊張材についても劣化が生じている場合には、この緊張材の劣化部分についても除去と交換を行うことが望ましいが、この除去と交換についても、既存の部位に対するプレストレスの維持と、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入を実現しつつ行う必要がある。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、ＰＣ構造物の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことのできるＰＣ構造物の補修方法を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、ＰＣ構造物の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、損傷箇所にある緊張材の交換も行うことのできるＰＣ構造物の補修方法を提供することも目的とする。

第１発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、コンクリート内部の緊張材により前記コンクリートにプレストレスが導入されて形成されるＰＣ構造物の補修方法であって、前記コンクリートを削り、補修対象箇所の周辺部位において前記補修対象箇所を通る前記緊張材を露出させる露出工程と、露出した前記緊張材に中間定着具を取り付ける中間定着工程と、前記中間定着具から前記補修対象箇所を経て前記ＰＣ構造物の端部に至るまで、前記中間定着具が取り付けられた前記緊張材に沿い前記コンクリートを削除する削除工程と、削除工程において削除した前記コンクリートに換えて新たなコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、前記新たなコンクリートにプレストレスを導入するプレストレス導入工程と、を有することを特徴とする。

第２発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第１発明に係るＰＣ構造物の補修方法において、前記削除工程後、前記露出工程において露出した前記緊張材を切断する切断工程と、前記切断工程において切断された前記緊張材に換えて新たな前記緊張材を接続具を介して接続する接続工程と、を行った後、前記コンクリート打設工程を行うことを特徴とする。

第３発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第２発明に係るＰＣ構造物の補修方法において、前記緊張材はＰＣ鋼棒であり、前記切断工程は、前記ＰＣ鋼棒の端部を所定の長さだけ残して行われ、前記接続工程は、前記接続具として両端にねじ穴の形成された筒状の部材を用いて行われ、切断された前記ＰＣ鋼棒の切断端部に前記接続具に螺合可能なねじ溝を形成し前記接続具の一端側の前記ねじ穴に螺合させるとともに、端部に前記接続具に螺合可能なねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を前記接続具の他端側の前記ねじ穴に螺合させることで行われることを特徴とする。

第４発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第２発明に係るＰＣ構造物の補修方法において、前記緊張材は複数の鋼線により構成されるＰＣ鋼線であり、前記切断工程は、前記鋼線の端部を所定の長さだけ残して行われ、前記接続工程は、一端に突起部が形成されるとともに、他端にねじ穴が形成された前記接続具を用いて、切断された前記ＰＣ鋼線を構成する前記鋼線の端部を製頭処理して頭部を形成し、前記頭部を前記接続具の前記一端に形成された前記突起部に係止するとともに、端部にねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を新しい緊張材として前記接続具の前記ねじ穴に螺合させることで行われることを特徴とする。

第５発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第２発明に係るＰＣ構造物の補修方法において、前記緊張材は複数の鋼線が拠りあわされて構成されるＰＣ鋼より線であり、前記切断工程は、前記ＰＣ鋼より線の端部を所定の長さだけ残して行われ、前記接続工程は、筒状の本体部と、前記本体部の内部空洞に挿入された２つの円筒状のウェッジと、前記本体部の内部空間であって前記ウェッジよりも外側に挿入され、円筒状で内壁がテーパ状で前記ウェッジの先端部分が挿通された大径部を有する２つのスリーブと、を有する接続具を用いて、一方の前記ウェッジ内に切断された前記ＰＣ鋼より線の先端部分を前記ウェッジ内に挿入するとともに、他方の前記ウェッジ内に新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒を挿入した状態で、前記スリーブを前記本体部の前記内部空洞に押し込むことにより前記ウェッジが押し潰されて生じる押圧力により前記ＰＣ鋼より線同士または前記ＰＣ鋼より線と前記ＰＣ鋼棒とを前記本体部内に固定することで行われることを特徴とする。

第６発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第２発明に係るＰＣ構造物の補修方法において、前記中間定着工程において用いられる前記中間定着具には固定用フックが形成され、前記切断工程は、前記露出工程において露出した前記緊張材を全て切断して行われ、前記接続工程は、前記中間定着具の前記固定用フックに係止可能な突起部とねじ穴とが形成された前記接続具を用いて、前記中間定着具の前記固定用フックに前記接続具の前記突起部を係止させるとともに、端部にねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を新しい緊張材として前記接続具の前記ねじ穴に螺合させることで行われることを特徴とする。

第７発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第１発明乃至第６発明の何れか１つにおいて、前記中間定着工程において、前記中間定着具の前記補修対象箇所の方向と反対側の端部と前記コンクリートとの間に無収縮モルタルが打設されることを特徴とする。

第８発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第１発明乃至第７発明の何れか１つにおいて、前記中間定着工程は、前記中間定着具として前記緊張材を覆う枠体が用いられるとともに、前記枠体の内部に膨張材が注入され、前記膨張材が膨張、硬化することで行われることを特徴とする。

第９発明に係るＰＣ構造物の補修方法は、第１発明乃至第８発明の何れか１つにおいて、前記補修対象箇所において、前記緊張材により導入される前記プレストレスと異なる第２方向に導入されている他の方向のプレストレスを前記削除工程以後も維持するため、前記補修箇所に前記第２方向への張力を付与する張力付与工程をさらに有することを特徴とする。

上述した第１発明〜第９発明によれば、ＰＣ構造物の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

また、第２発明〜第９発明によれば、ＰＣ構造物の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、損傷箇所にある緊張材の交換も行うことができる。

本発明の実施形態に係るＰＣ構造物の補修方法が適用されるＰＣ箱桁を示す上方斜視図である。ＰＣ箱桁にブラケット治具を取り付けた様子を示す、（Ａ）は下方斜視図、（Ｂ）は上方斜視図である。ＰＣ箱桁にはつりを行いＰＣ鋼材を露出させた状態を示す上方斜視図である。はつり部位を示す拡大上方斜視図である。露出したＰＣ鋼材に中間定着具が取り付けられた様子を示す拡大上方斜視図である。ＰＣ鋼材に取り付けられる中間定着具を示す分解上方斜視図である。中間定着具とはつり穴の内壁との間に無収縮モルタルが打設された様子を示す拡大上方斜視図である。ＰＣ箱桁にはつり穴から切り込みを入れた状態を示す上方斜視図である。はつり部位を拡大しＰＣ鋼材を更に露出させた状態を示す拡大上方斜視図である。拡大されたはつり部位のＰＣ鋼材が一部を残して切断された状態を示す拡大上方斜視図である。図１０の状態のＰＣ鋼材にカップラーを用いて新たなＰＣ鋼棒が接続される様子を示す拡大上方斜視図である。ＰＣ鋼材がＰＣ鋼線であるときに中間定着具から端部が露出した状態を示す拡大上方斜視図である。図１２のＰＣ鋼線の端部が製頭処理された様子を示す（Ａ）は拡大正面図、（Ｂ）は拡大側面図である。図１３のＰＣ鋼線に接続キャップが取り付けられた状態を示す拡大斜視図である。接続キャップを示し、（Ａ）は接続キャップの側面図、（Ｂ）は接続キャップにＰＣ鋼線の端部が係止する様子を示す拡大側面図である。既設のＰＣ鋼より線と、新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒との接続に用いられる接続具を示す、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。端部に固定用フックが設けられた中間定着具が設けられたはつり部位を示す拡大斜視図である。図１６の中間定着具を示す斜視図である。図１７の中間定着具にカップラーが嵌め込まれた状態を示す斜視図である。中間定着具及びこれに取り付けられ共に移動する構成部品がシースで覆われた状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るＰＣ構造物の補修方法について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＰＣ構造物の補修方法が適用されるＰＣ箱桁１を示す上方斜視図である。ＰＣ箱桁１は、床版２の端部に張出し床版部２１が形成されている。

こうした床版２及び張出し床版部２１の形成手順として、ポストテンション方式を例に説明する。ポストテンション方式とは、コンクリートの打設後にコンクリートにプレストレスの導入が行われる方式である。

まず、型枠が設置されるとともに、ＰＣ箱桁１の伸長方向及び幅方向となる各方向に沿い、シース６２（図６参照）が張り巡らされる。

次に、コンクリートが打設され、コンクリートが固まった後にシース６２内に緊張材６１（図６参照）が通される。こうした緊張材６１として、ＰＣ鋼棒やＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線等が用いられる。

そして、ＰＣ箱桁１の伸長方向及び幅方向の各端部で緊張材６１を引っ張るとともにこの状態で緊張材６１がＰＣ箱桁１の各端部に所定の手段を用いて固定されることで、緊張材６１に引張力が蓄えられ、この引張力によりコンクリートが圧縮されることでＰＣ箱桁１が完成する。なお、以下の説明においては、緊張材６１及びシース６２を合わせてＰＣ鋼材６と称する。

本実施形態では、こうして完成したＰＣ箱桁１の張出し床版部２１について補修対象箇所である損傷箇所３が発生した場合が想定されている。そして、この損傷箇所３の古いコンクリートを除去した後、新たなコンクリートを打設する必要がある場合に、この損傷箇所３に付与されているプレストレスを維持しつつ、古いコンクリートの除去と新たなコンクリートの打設を行う方法について説明する。

まず、損傷箇所３を含むコンクリートの除去範囲を決定するとともに、この範囲に含まれる横締めＰＣ鋼材と主ケーブルの位置を、電磁波レーダや壁高欄の水切り部にはつりを行う等して把握することが行われる。

次に、コンクリートの除去範囲の橋軸方向のプレストレスを維持するため、橋軸方向にいわゆる突っ張り棒の役割をするブラケット治具４を設置する。図２は、ＰＣ箱桁１にブラケット治具を取り付けた様子を示す、（Ａ）は下方斜視図、（Ｂ）は上方斜視図である。

ブラケット治具４は、損傷箇所３を含むコンクリートの除去箇所を挟んで設けられた２つの固定手段としてのブラケット４１、４１と、ブラケット４１、４１に設けられた孔（不図示）を通じてこれらに掛け渡され固定される、棒鋼を加工し形成されたアンカーボルト４２とにより構成されている。

こうしたブラケット治具４は、図２（Ａ）に示す張出し床版部２１の裏側又は図２（Ｂ）に示す表側の少なくとも一方に設けられる。本実施形態においては、図２（Ｂ）に示すように、張出し床版部２１の表側にのみブラケット治具４を設けている。

なお、本実施形態においてはこのブラケット治具４を用いるＰＣ構造物の補修方法について説明しているが、本発明においてはこれに限らず、橋軸方向のプレストレスが存在しない、あるいはこのプレストレスを維持する必要の無い場合には、ブラケット治具４を省略することができる。すなわち、本発明においてはブラケット治具４は必須の構成ではない。

次に、決定されたコンクリートの除去範囲内に含まれる、損傷箇所３の周辺部位のコンクリートのはつりが行われ、損傷箇所３を通るＰＣ鋼材６が外部に露出される。図３は、ＰＣ箱桁１のはつりによりＰＣ鋼材６を露出させた状態を示す上方斜視図であり、図４は、はつり部位５を示す拡大斜視図である。

本実施形態においては、コンクリートのはつりはウォータージェットを用いて行われる。ウォータージェットを用いることで、コンクリート内部にあるＰＣ鋼材６を損傷することなく、コンクリートのみを削ることができる。なお、本発明においてはこれに限らず、ＰＣ鋼材６を傷つけない方法であれば、いかなる手段を用いてはつりを行ってもよい。

こうしてコンクリートのはつりを行うことで、はつり部位５に形成されるはつり穴５１の内部においてＰＣ鋼材６が露出した状態となる。

次に、はつり穴５１内に露出したＰＣ鋼材６に、中間定着具７が取り付けられる。図５は、露出したＰＣ鋼材６に中間定着具７が取り付けられた様子を示す拡大斜視図であり、図６は、ＰＣ鋼材６に取り付けられる中間定着具７を示す分解斜視図である。

中間定着具７は、コンクリートの損傷箇所３の削除後においてもその他の既設部位のプレストレスを維持するために用いられる部材であり、上枠７１及び下枠７２と、これらを固定する固定用ボルト７３と、上枠７１と下枠７２との間に挟まれるリング７４とにより形成されている。

上枠７１と下枠７２は同一の形状をした長板状の部材である。上枠７１と下枠７２には、それぞれ長手方向に対して垂直に広がる鍔部７６１、７６２が設けられているとともに、図６に示す上枠７１の下面と下枠７２の上面において長手方向に沿い、断面半円状の長溝部７１１が設けられている。

なお、上枠７１と下枠７２が固定された状態において、２つの長溝部７１１が合わさり形成される筒状の空間は、ＰＣ鋼材６の緊張材６１を所定の間隔を空けて挿通可能なものとなる。

また、この長溝部７１１の内周壁において、長溝部７１１に直行する方向には、内周溝部７２２が設けられている。なお、上枠７１と下枠７２が固定された状態において、２つの内周溝部７２２により形成される空間は、リング７４を嵌合可能なものとなる。

さらに、上枠７１と下枠７２には、それぞれ互いに対向する位置において図６の上下方向に上枠７１と下枠７２を貫通するねじ穴７３１、７３２が設けられている。

固定用ボルト７３は、上枠７１と下枠７２とを互いに固定するための固定部材であり、ねじ穴７３１、７３２に螺合することでこれらの固定を行う。

リング７４は、上枠７１の下面と下枠７２の溝部が合わさったときにこれらの溝部により形成される内部空間を密閉する鋼製のシーリング用の部材であり、Ｃ字状の２つの断片により構成されている。

こうして構成されている中間定着具７のＰＣ鋼材６への取り付けについて説明する。

中間定着具７のＰＣ鋼材への取り付けの際には、まず、ＰＣ鋼材６のシース６２が中間定着具７の長さ以上の範囲に亘り取り除かれ、当該範囲においてシース６２の中にある緊張材６１が外部に露出される。

次に、この緊張材６１が露出した部分に長溝部が嵌合するようにして、上枠７１と下枠７２とが緊張材６１に取り付けられる。このとき、リング７４が、上枠７１と下枠７２にそれぞれ設けられている内周溝部に嵌合される。

次に、固定ボルト７３が上枠７１の下面と下枠７２の貫通孔に挿入され、上枠７１と下枠７２との固定が行われる。

そして、上枠７１と下枠７２との固定が行われた後、上枠７１と下枠７２との間に形成されている空間、すなわち、上枠７１と下枠７２の長溝部の内壁と緊張材６１との間に形成されている空間に、所定の手段を用いて膨張材が充填される。

この膨張材は、充填後に時間とともに膨張、硬化する性質を有するＨＥＭ（Highly Expansive Material）であり、このときの膨張圧により中間定着具７内部に挿通されている緊張材６１と中間定着具７との固定を行うことで、中間定着具が緊張材６１に付与されているプレストレスを受けることが可能となる。

例えば、こうした膨張材の膨張圧が５０ＭＰａ以上である場合には、緊張材６１としてφ２３のＰＣ鋼棒を用いると、２１３ｋＮの緊張力を付与した場合でも固定状態を保つことができる。

なお、こうした膨張材による固定を効果的に行うためには、固定に供される緊張材６１の露出部分の長さは、緊張材６１の径の6倍以上である必要がある。

このようにして中間定着具７のＰＣ鋼材６への取り付けが行われた後、図７に示すように、中間定着具７の鍔部７６１、７６２とはつり穴５１の内壁との間に無収縮モルタル８が打設される。図７は、中間定着具とはつり穴５１の内壁との間に無収縮モルタル８が打設された様子を示す拡大斜視図である。

この隙間に無収縮モルタル８が打設されることにより、中間定着具７の鍔部７６１、７６２とはつり穴５１の内壁との間の不陸が効果的に整えられる。なお、中間定着具７の取り付け時には、無収縮モルタル８の打設を行いうるよう、中間定着具７の鍔部７６１、７６２とはつり部位５の内壁との間に３０ｍｍ程度の隙間を空けるようにすることが好ましい。

次に、図８に示すように、中間定着具７から損傷箇所３を経てＰＣ構造物１の端部に至るまで、中間定着具７が取り付けられた緊張材６１に沿いコンクリートに切り込み９が入れられる。図８は、ＰＣ箱桁１にはつり穴５１から切り込み９を入れた状態を示す斜視図である。

この作業ではまず、削除範囲の周囲の部分について、ウォータージェット等を用いてＰＣ鋼材６を傷つけることのないように切り込みが行われる。

そして、図９に示すように、切り込みが行われた範囲内について、同様にウォータージェット等を用いてはつりが行われ、この範囲内にあるコンクリートが除去されると共にＰＣ鋼材６が外部に露出される。図９は、はつり部位を拡大しＰＣ鋼材６を更に露出させた状態を示す拡大斜視図である。図９に示すように、拡大されたはつり部位１０において、ＰＣ鋼材６がＰＣ箱桁１の端部に至るまで露出されている。

こうして拡大されたはつり部位１０においてＰＣ鋼材６が露出した後、ＰＣ箱桁１の補修が行われる。以下、ＰＣ鋼材６の露出後に行われるＰＣ箱桁１の補修方法について説明する。

［実施例１］
この実施例では、補修箇所３内にあるＰＣ鋼材６の一部が損傷しているためこれを切断し新しいものと交換する必要がある場合の補修方法について説明する。

このとき、露出している既設のＰＣ鋼材６の切断はその一部を残して行われ、残されたＰＣ鋼材６の先端に新しい緊張材が接続されることで補修が行われる。

なお、本実施例では、ＰＣ鋼材６の内部にある緊張材６１としてＰＣ鋼棒が用いられている場合が想定されている。

図１０は、拡大されたはつり部位のＰＣ鋼材６が一部を残して切断された状態を示す拡大斜視図である。図１１は、図１０の状態のＰＣ鋼材６にカップラー１１を用いて新たなＰＣ鋼棒１２が接続される様子を示す拡大斜視図である。

この実施例では、残されたＰＣ鋼材６の緊張材６１の先端に、新しい緊張材であるＰＣ鋼材１２が接続されることで補修が行われる。

こうした補修では、まず、切断後に残されたＰＣ鋼材６の緊張材６１であるＰＣ鋼棒の表面にねじ溝６１０を設けることが行われる。

次に、接続具として用いられる、内部にこのねじ溝に嵌合可能なねじ山が設けられた円筒状のカップラー１１に対して、ねじ溝が設けられた既設のＰＣ鋼棒６１の端部がねじ込まれる。

次に、既設のＰＣ鋼棒６１に接続されている側と反対側から、カップラー１１に対して、先端部分にねじ溝が設けられた新しいＰＣ鋼棒１２がねじ込まれる。

こうしてカップラー１１を介して、既設のＰＣ鋼棒６１と新しいＰＣ鋼棒１２との接続が行われる。

そして、既設のＰＣ鋼棒６１と新しいＰＣ鋼棒１２との接続が行われた後、新しいＰＣ鋼棒１２の部分についてのプレストレスの導入と、新しいコンクリートの打設が行われることで、ＰＣ箱桁１の補修が完了する。

このとき、新しいＰＣ鋼棒１２へのプレストレスの導入は、シースを用いたポストテンション方式によっても、予め新しいＰＣ鋼棒１２に緊張力を付与しておくプレテンション方式によって行われてもよい。

このように、本実施例に係るＰＣ構造物１の補修方法によると、緊張材６１としてＰＣ鋼棒が用いられている場合について、ＰＣ構造物１の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、破損したＰＣ鋼棒６１の交換も行うとともに、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

［実施例２］
この実施例では、上述した実施例と同様に補修箇所３内にあるＰＣ鋼材６の一部が損傷しているためこれを切断し新しいものと交換する必要がある場合の補修方法について説明する。

この実施例においても、露出している既設の緊張材６１の切断はその一部を残して行われ、残された緊張材６１の先端に新しい緊張材が接続されることで補修が行われる。

ただし、上述した実施例とは異なり、本実施例においてはＰＣ鋼材６の内部にある緊張材６１として、複数の鋼製の細線を用いて形成されたＰＣ鋼線６２が用いられる場合が想定されている。

図１２は、緊張材６１がＰＣ鋼線６２であるときに中間定着具７から端部が露出する状態を示す拡大斜視図である。図１３は、図１２のＰＣ鋼線６２の端部が製頭処理された様子を示す（Ａ）は拡大正面図、（Ｂ）は拡大側面図である。

この実施例では、まず、図１３に示すように既設のＰＣ鋼線６２の端部に対して製頭処理（ボタンヘッド加工）が行われ、ＰＣ鋼線６２の先端部分が潰れて拡径したヘッド部６２ａが形成される。

次に、製頭処理されたＰＣ鋼線６２に対して接続具１３を介して新しいＰＣ鋼棒が接続される。

図１４は、図１３のＰＣ鋼線に接続キャップが取り付けられた状態を示す拡大斜視図である。図１５は、接続キャップを示し、（Ａ）は接続キャップの側面図、（Ｂ）は接続キャップにＰＣ鋼線の端部が係止する様子を示す拡大側面図である。

接続具１３は、円筒状で内部空間１３３にねじ溝が形成されている本体部１３１と、本体部１３１に連続して形成されている先細のテーパ部１３２により構成されている。テーパ部１３２には複数の突条部１３４が長手方向をテーパ部１３２の先端部に向けて、周方向に並列に設けられている。

ＰＣ鋼線６２と接続具１３との接続は、図１５（Ｂ）に示すように、テーパ部１３２の先端部分がＰＣ鋼線６２の方向に向いた状態で、ＰＣ鋼線６２がそれぞれ接続具１３の２つの突条部１３４の間に入り込むとともに、ヘッド部６２がこの２つの突条部１３４に係止することで行われる。

次に、接続具１３に対して新しい緊張材６１としてＰＣ鋼棒が接続される。このＰＣ鋼棒は、上述した実施例１と同様に、その先端部分にねじ溝が形成されていて、ねじ山が形成されている接続具１３の内部空間１３３に螺合することで接続具１３とＰＣ鋼棒との接続が行われる。

こうして既設のＰＣ鋼線６２と新しいＰＣ鋼棒との接続が行われた後、新しいＰＣ鋼棒の部分についてのプレストレスの導入と、新しいコンクリートの打設が行われることで、ＰＣ箱桁１の補修が完了する。

このときの新しいＰＣ鋼棒へのプレストレスの導入も、シースを用いたポストテンション方式によっても、予め新しいＰＣ鋼棒に緊張力を付与しておくプレテンション方式によって行われてもよい。

このように、本実施例に係るＰＣ構造物１の補修方法によると、緊張材６１としてＰＣ鋼線が用いられている場合について、ＰＣ構造物１の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、破損したＰＣ鋼線の新しいＰＣ鋼棒への交換も行い、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

[実施例３]
この実施例でも、上述した実施例と同様に補修箇所３内にあるＰＣ鋼材６の一部が損傷しているためこれを切断し新しいものと交換する必要がある場合の補修方法について説明するが、本実施例においてはＰＣ鋼材６の内部にある緊張材６１として、複数の鋼製の細線を用いて形成されたＰＣ鋼より線が用いられる場合が想定されている。

図１６は、既設のＰＣ鋼より線と、新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒との接続に用いられる接続具１４を示す、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

既設の緊張材６１と新しい緊張材としてＰＣ鋼より線またはＰＣ鋼棒との接続は、図１６に示す接続具１４を用いて行われる。

接続具１４は、筒状の本体部１４１と、本体部１４１の内部に挿入されているそれぞれ２つの中空のスリーブ１４２及びウェッジ１４３と、ウェッジ１４３同士を連結するバネ１４５とにより主に構成されている。

本体部１４１は、長手方向両端部が開放端部となっていて、両端の開口部から本体部１４１を貫通する内部空洞が形成されている筒状の金属製の部材である。本体部１４１の側壁には、ＰＣ鋼より線の接続時に内部空洞における接続状態を目視確認できるよう、観察孔１４４が２箇所に設けられている。この本体部１４１の内部空洞には、内側から順に、ウェッジ１４３とスリーブ１４２とがそれぞれ２つずつ挿入される。

ウェッジ１４３は、長手方向の一端部が先細のテーパ状となっていて、内部には、この先端部から外部に連通する円筒状の空間１４７が形成されている、金属製の円筒状の部材である。

２つのウェッジ１４３が本体部１４１に挿入される際には、それぞれこのテーパ状の先端部を本体部１４１の外側に向けるようにして挿入される。このとき、２つのウェッジ１４３の間には、これらを離間する方向に付勢するスプリング１４５が設けられている。

この２つのウェッジ１４３の外側から本体部１４１に対してスリーブ１４２が挿入される。

スリーブ１４２は、長手方向両端部が開放され内部に空間１４７を有する円筒状の金属部材である。内部空間１４７を形成する内周面は、一端側から他端側にかけて内径が次第に小さくなるテーパ状となっている。

こうした接続具１４を用いたＰＣ鋼より線の接続では、まず、本体部１４１に挿入された一方のウェッジ１４３の空間１４７に対して、既設のＰＣ鋼より線の先端部を挿入することが行われる。

次に、他方のウェッジ１４３の空間１４７に対して、新しい緊張材としてのＰＣ鋼より線またはＰＣ鋼棒が挿入される。

次に、各ウェッジ１４３にＰＣ鋼より線やＰＣ鋼棒が挿入された状態において、ウェッジ１４３のテーパ状の先端部をスリーブ１４２の内部空間１４７で覆うようにして、スリーブ１４２が本体部１４１に挿入される。このとき、スリーブ１４２は、内部空間１４２のうち内径の大きな端部（大径部）をウェッジ１４３側に向けて挿入される。

次に、本体部１４１にスリーブ１４２が挿入された状態において、スリーブ１４２の、内径の小さい端部側の端面を、金槌等を用いて叩くことで、スリーブ１４２を本体部１４１の内部空間に深く挿入していく。

この挿入の過程において、ウェッジ１４３はスリーブ１４２の内部空間１４７に次第に進入して行くが、このとき、スリーブ１４２の内部空間１４７がテーパ面となっていて内径が次第に狭まるため、ウェッジ１４３は押し潰されていくことになる。

こうしてウェッジ１４３が押し潰されることで、ウェッジ１４３の内壁が内部に挿入されているＰＣ鋼より線やＰＣ鋼棒に押し付けられる状態となり、その押圧力によりこれらを固定することができる。

こうして既設のＰＣ鋼より線と新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒との接続が行われた後、新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒の部分についてのプレストレスの導入と、新しいコンクリートの打設が行われることで、ＰＣ箱桁１の補修が完了する。

このときの新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒へのプレストレスの導入も、ポストテンション方式によっても、プレテンション方式によって行われてもよい。

このように、本実施例に係るＰＣ構造物１の補修方法によると、緊張材６１としてＰＣ鋼より線が用いられている場合について、ＰＣ構造物１の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、破損したＰＣ鋼より線の新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒への交換も行い、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

[実施例４]
この実施例では、補修箇所３内にあるＰＣ鋼材６の一部が損傷しているためこれを切断し新しいものと交換する必要がある場合の補修方法について説明する。

この実施例では、露出している既設のＰＣ鋼材６は全て切除されるとともに、新しい緊張材が中間定着具７に設けられた固定用フック７５とこれに取り付けられるカップラー７７を介して接続されることで補修が行われる。

また、本実施例に係る補修方法は、ＰＣ鋼材６の内部にある緊張材６１の種類を問わず、あらゆる種類の緊張材６１が採用されている場合について用いることができる。

図１７は、端部に固定用フック７５が設けられた中間定着具７’が設けられたはつり部位５を示す拡大斜視図である。図１８は、図１７の中間定着具７’を示す斜視図である。図１９は、図１８の中間定着具７’にカップラー７７が嵌め込まれた状態を示す斜視図である。

本実施例においては、図１７に示すように、中間定着具７’から露出した既設のＰＣ鋼材６が全て切除される。こうした状態で新しい緊張材６１の接続を可能とするため、本実施例において用いられる中間定着具７’には、上部フック７５１と下部フック７５２により構成される、固定用フック７５が設けられている。以下、この中間定着具７’について詳細に説明する。

中間定着具７’は、上述した各実施形態において用いられていた中間定着具７と同一の構成である上枠７１’及び下枠７２’と、これらを固定する固定用ボルト７３’と、上枠７１’と下枠７２’との間に挟まれるリング（不図示）とを備えている。中間定着具７’の固定は、上述した中間定着具７と同様に行われる。

また、上枠７１’の一端側には上側鍔部７６１’が設けられているとともに、下枠７２’についても上枠７１’と同側の端部に下側鍔部７６２’が設けられている。そして、上枠７１’と下枠７２’とが合わさり固定された状態において、上側鍔部７６１’と下側鍔部７６２’とにより、鍔部７６が形成される。

一方、本実施例の中間定着具７’には、上述した各実施例の中間定着具７と異なり、上枠７１’に上部フック７５１が溶接されて設けられているとともに、下枠７２’には下部フック７５２が溶接されて設けられている。

上部フック７５１は、Ｌ字状に屈曲した板状の金属部材であり、２つの上部フック７５１が上枠７１’の上側鍔部７６１’が設けられている側とは反対側の端部において、先端部を互いに対向させて設けられている。

下部フック７５２についても同様の材料、形状をしていて、２つの下部フック７５２が下枠７２’の下側鍔部７６２’が設けられている側とは反対側の端部において、先端部を互いに対向させて設けられている。

そして、図１９に示すように、こうした上部フック７５１と下部フック７５２とにより形成される固定用フック７５に、カップラー７７が取り付けられる。

カップラー７７は、金属板である長板状のベース７７１と、ベース７７１から突出し、表面にねじ溝が設けられた円柱状の金属部材である突起部７７２により構成されている。

突起部７７２には、上述した実施例１において用いたカップラー１１（図１１参照）を取り付けることができ、このカップラー１１の突起部７７２と連結している側とは反対側の端部に、ねじ溝が設けられた新しいＰＣ鋼棒１２が取り付けられる。

こうして既設の緊張材６１と新しいＰＣ鋼棒１２との接続が行われた後、新しいＰＣ鋼棒１２の部分についてのプレストレスの導入と、新しいコンクリートの打設が行われることで、ＰＣ箱桁１の補修が完了する。

このときの新しいＰＣ鋼棒１２へのプレストレスの導入も、シース６２を用いたポストテンション方式によっても、予め新しいＰＣ鋼棒に緊張力を付与しておくポストテンション方式によって行われてもよい。

このように、本実施例に係るＰＣ構造物１の補修方法によっても、ＰＣ構造物１の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、破損した緊張材６１を新しいＰＣ鋼棒１２に交換し、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

ところで、上述した各実施例に係る補修方法において、新たに連結されたＰＣ鋼材６に対してポストテンション方式でプレストレスを導入する場合、コンクリートの打設後に新しいＰＣ鋼材６を引張ることで、これに対する緊張力が付与される。

この際、中間定着具７（７’）やこれに取り付けられたカップラー１１、接続具１３又は固定用フック７５とカップラー７７が引っ張られ移動するが、これらの移動を阻害しないよう、コンクリートが打設されていないスペースを確保する必要がある。

そこで、こうしたスペースを確保するため、中間定着具７（７’）及びこれに取り付けられ共に移動する構成部品の周辺をシースで覆う態様を採用してもよい。図２０は、中間定着具７（７’）及びこれに取り付けられ共に移動する構成部品がシース７９で覆われた状態を示す斜視図である。

シース７９は中間定着具７（７’）及びこれに取り付けられ共に移動する構成部品の周辺を覆う内部空間を有し、下面が開放面となっているとともに長手方向両端部にＰＣ鋼材６を通す孔部が設けられた箱状の枠体である。シース７９は、金属や樹脂等、箱状に加工できる任意の材料により形成されている。

こうしたシース７９を用いることにより、中間定着具７（７’）及びこれに取り付けられた構成部品の周辺にこれらの移動を許容するスペースをシース７９内部に確保することができ、新たに打設されるコンクリート部分へのプレストレスの導入に際してポストテンション方式を採用することができる。

上述した本発明に係るＰＣ構造物の補修方法によると、ＰＣ構造物の既存の部位のプレストレスを維持しつつ、新たに打設されるコンクリート部位へのプレストレスの導入も行うことができる。

なお、上述した実施形態においては補修の際に補修対象箇所にあるＰＣ鋼材６の交換を行っていたが、本発明においてはこれに限らず、既設のＰＣ鋼材６を保存しつつ補修を行ってもよい。この場合でも、上述した実施形態に係る中間定着具７を用いることにより、既設のコンクリート部分に対して付与されているプレストレスを保存しつつ補修を行うことができる。

１ＰＣ箱桁
２床版
３損傷箇所
４ブラケット治具
５はつり部位
６ＰＣ鋼材
７、７’ 中間定着具
８無収縮モルタル
９切り込み
１３接続具
２１張出し床版部
５１はつり穴
６１緊張材
６２シース
７１、７１’ 上枠
７２、７２’ 下枠
７３固定ボルト
７５固定用フック
７６鍔部
７７カップラー
６１０ねじ溝
７１１長溝部
７２２内周溝部
７３１、７３２ねじ穴
７５１上部フック
７５２下部フック
７６１’ 上側鍔部
７６２’ 下側鍔部

Claims

コンクリート内部の緊張材により前記コンクリートにプレストレスが導入されて形成されるＰＣ構造物の補修方法であって、
前記コンクリートを削り、補修対象箇所の周辺部位において前記補修対象箇所を通る前記緊張材を露出させる露出工程と、
露出した前記緊張材に中間定着具を取り付ける中間定着工程と、
前記中間定着具から前記補修対象箇所を経て前記ＰＣ構造物の端部に至るまで、前記中間定着具が取り付けられた前記緊張材に沿い前記コンクリートを削除する削除工程と、
削除工程において削除した前記コンクリートに換えて新たなコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、
前記新たなコンクリートにプレストレスを導入するプレストレス導入工程と、
を有することを特徴とするＰＣ構造物の補修方法。
前記削除工程後、
前記露出工程において露出した前記緊張材を切断する切断工程と、
前記切断工程において切断された前記緊張材に換えて新たな前記緊張材を接続具を介して接続する接続工程と、
を行った後、前記コンクリート打設工程を行うことを特徴とする請求項１記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記緊張材はＰＣ鋼棒であり、
前記切断工程は、前記ＰＣ鋼棒の端部を所定の長さだけ残して行われ、
前記接続工程は、前記接続具として両端にねじ穴の形成された筒状の部材を用いて行われ、切断された前記ＰＣ鋼棒の切断端部に前記接続具に螺合可能なねじ溝を形成し前記接続具の一端側の前記ねじ穴に螺合させるとともに、端部に前記接続具に螺合可能なねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を前記接続具の他端側の前記ねじ穴に螺合させることで行われる
ことを特徴とする請求項２記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記緊張材は複数の鋼線により構成されるＰＣ鋼線であり、
前記切断工程は、前記鋼線の端部を所定の長さだけ残して行われ、
前記接続工程は、一端に突起部が形成されるとともに、他端にねじ穴が形成された前記接続具を用いて、切断された前記ＰＣ鋼線を構成する前記鋼線の端部を製頭処理して頭部を形成し、前記頭部を前記接続具の前記一端に形成された前記突起部に係止するとともに、端部にねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を新しい緊張材として前記接続具の前記ねじ穴に螺合させることで行われる
ことを特徴とする請求項２記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記緊張材は複数の鋼線が拠りあわされて構成されるＰＣ鋼より線であり、
前記切断工程は、前記ＰＣ鋼より線の端部を所定の長さだけ残して行われ、
前記接続工程は、筒状の本体部と、前記本体部の内部空洞に挿入された２つの円筒状のウェッジと、前記本体部の内部空間であって前記ウェッジよりも外側に挿入され、円筒状で内壁がテーパ状で前記ウェッジの先端部分が挿通された大径部を有する２つのスリーブと、を有する接続具を用いて、一方の前記ウェッジ内に切断された前記ＰＣ鋼より線の先端部分を前記ウェッジ内に挿入するとともに、他方の前記ウェッジ内に新しいＰＣ鋼より線又はＰＣ鋼棒を挿入した状態で、前記スリーブを前記本体部の前記内部空洞に押し込むことにより前記ウェッジが押し潰されて生じる押圧力により前記ＰＣ鋼より線同士または前記ＰＣ鋼より線と前記ＰＣ鋼棒とを前記本体部内に固定することで行われる
ことを特徴とする請求項２記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記中間定着工程において用いられる前記中間定着具には固定用フックが形成され、
前記切断工程は、前記露出工程において露出した前記緊張材を全て切断して行われ、
前記接続工程は、前記中間定着具の前記固定用フックに係止可能な突起部とねじ穴とが形成された前記接続具を用いて、前記中間定着具の前記固定用フックに前記接続具の前記突起部を係止させるとともに、端部にねじ溝が形成された新しいＰＣ鋼棒を新しい緊張材として前記接続具の前記ねじ穴に螺合させることで行われる
ことを特徴とする請求項２記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記中間定着工程において、前記中間定着具の前記補修対象箇所の方向と反対側の端部と前記コンクリートとの間に無収縮モルタルが打設されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記中間定着工程は、前記中間定着具として前記緊張材を覆う枠体が用いられるとともに、前記枠体の内部に膨張材が注入され、前記膨張材が膨張、硬化することで行われることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載のＰＣ構造物の補修方法。
前記補修対象箇所において、前記緊張材により導入される前記プレストレスと異なる第２方向に導入されている他の方向のプレストレスを前記削除工程以後も維持するため、前記補修箇所に前記第２方向への張力を付与する張力付与工程をさらに有する請求項１乃至８の何れか１項記載のＰＣ構造物の補修方法。