JP6432975B2 - Ｐｃ鋼材の方向変換方法、及びｐｃ鋼材の方向変換用治具 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＣ鋼材を敷設する際にＰＣ鋼材の進行方向を変えるＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具に関する。特に、作業性及び汎用性に優れるＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具に関する。

橋梁や建物などのコンクリート構造物において、緊張材（内ケーブルや外ケーブル）を敷設し、緊張材を緊張することによってコンクリートにプレストレスを導入するプレストレスコンクリート（ＰＣ）工法が知られている。緊張材には、ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線）が使用されている（特許文献１、非特許文献１を参照）。

従来のＰＣ鋼材の敷設方法の一例を図４を参照して説明する。ここでは、ＰＣ鋼材Ｗを橋桁５００の内部に敷設する場合を例に挙げて説明する。図４に示すように、ＰＣ鋼材Ｗを橋桁５００の一端側から他端側に向かって桁内に敷設することがある。図４に示す敷設方法は、ＰＣ鋼材Ｗが巻き付けられたドラム３００を橋桁５００の上面に設置する。橋桁５００の他端側から桁内に牽引索３１１を引き入れ、桁内の他端から一端へ引き通し、一端側から引き出した牽引索３１１の先端をＰＣ鋼材Ｗの先端に連結する。そして、桁上に設置したドラム３００からＰＣ鋼材Ｗを引き出すと共に、ウィンチ３１０で牽引索３１１を牽引することにより、ＰＣ鋼材Ｗを桁内に引き込んで、桁内の一端から他端に向けて敷設する。

上記の敷設方法では、ＰＣ鋼材Ｗを桁内に引き込む際にＰＣ鋼材Ｗを１８０°曲げる必要あり、従来、ＰＣ鋼材Ｗの進行方向を変えるための方向変換用治具として、ターンローラー１００が使用されている（非特許文献１を参照）。ターンローラー１００は、一対の半円弧状の枠体１０１が間隔をあけて平行に配置され、枠体１０１同士が複数の連結材１０２で連結された構造である。連結材１０２は、枠体１０１の周方向に間隔をあけて配置され、枠体１０１の径方向に対向するように枠体１０１の内径側と外径側にそれぞれ設けられている。枠体１０１と連結材１０２とは、溶接により接合されている。枠体１０１と連結材１０２とで囲まれる円弧状の空間には、枠体１０１の周方向に沿って複数のローラー１０３が配置されており、ローラー１０３には、枠体１０１間に取り付けられる横ローラー１０３ｈと、連結材１０２間に取り付けられる縦ローラー１０３ｖがある。横ローラー１０３ｈは、枠体１０１の内径側と外径側にそれぞれ平行に設けられており、縦ローラー１０３ｖは、一方の枠体１０１側と他方の枠体１０１側にそれぞれ平行に設けられる。そして、ターンローラー１００は、この円弧状空間にＰＣ鋼材Ｗが通され、ＰＣ鋼材Ｗを桁内に導くための曲げ経路を構成する。通常、ターンローラー１００は、図４に示すように、単管パイプを立体格子状に組んだ足場５１０の上に固定して使用される。

特開２００８−２８０７３０号公報

製品カタログ「ＰＣ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、住友電工スチールワイヤー株式会社、２０１１年１０月、ｐ．１０

従来のターンローラーを使用したＰＣ鋼材の方向変換方法は、作業性及び汎用性の点で改善の余地がある。

従来のターンローラーは、鉄製であり、重量物（重さ４００ｋｇ程度）であるため、設置作業には、クレーンで持ち上げる必要があるなど、人手や時間もかかることから、作業性が悪い。

また、ＰＣ鋼材の敷設作業において、ＰＣ構造物の施工方法や作業現場など状況に応じて、ＰＣ鋼材の曲げ経路における曲げ径や曲げ角度を調整したいニーズがある。しかしながら、従来のターンローラーでは、ＰＣ鋼材の曲げ経路がターンローラーの形状によって決まるため、ＰＣ鋼材の曲げ径や曲げ角度を調整することができないなど、汎用性が低い。曲率半径や円弧角度（円弧長さ）が異なる複数のターンローラーを予め用意しておいて、適したターンローラーを選択することも考えられるが、その場合、ターンローラーの作製費用がかさむ。

そこで、本発明の目的の一つは、作業性及び汎用性に優れるＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具を提供することにある。

本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換方法は、ＰＣ鋼材を敷設する際に前記ＰＣ鋼材の進行方向を変えるＰＣ鋼材の方向変換方法であって、複数の支柱を所定の間隔をあけて立設し、複数のシャフトを前記支柱間に相互に平行となるように着脱自在に架設すると共に、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーを前記各シャフトに同軸上に取り付けて、前記ＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って前記各ローラーを配置する工程と、前記ＰＣ鋼材を前記各ローラーに沿わせて方向変換する工程と、を備える。

本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換用治具は、ＰＣ鋼材を敷設する際に前記ＰＣ鋼材の進行方向を変えるのに使用されるＰＣ鋼材の方向変換用治具であって、所定の間隔をあけて立設された複数の支柱と、前記支柱間に相互に平行となるように着脱自在に架設された複数のシャフトと、前記各シャフトに同軸上に取り付けられ、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーと、を備え、前記各ローラーが前記ＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って配置されている。

上記ＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具は、作業性及び汎用性に優れる。

本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具の一例を説明する図である。 本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具に使用されるローラーの一例を示す概略正面図である。 本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具の変形例を説明する図である。 従来のＰＣ鋼材の敷設方法、及びその敷設方法に使用されるターンローラーを説明する図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換方法は、ＰＣ鋼材を敷設する際にＰＣ鋼材の進行方向を変えるＰＣ鋼材の方向変換方法であって、複数の支柱を所定の間隔をあけて立設し、複数のシャフトを支柱間に相互に平行となるように着脱自在に架設すると共に、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーを各シャフトに同軸上に取り付けて、ＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って各ローラーを配置する工程と、ＰＣ鋼材を各ローラーに沿わせて方向変換する工程と、を備える。

上記ＰＣ鋼材の方向変換方法によれば、ローラーを取り付けたシャフトを支柱間に架設するだけの簡単な作業で、ＰＣ鋼材の曲げ経路を構成できる。また、支柱に対するシャフト（ローラー）の位置を変えることによって、ＰＣ鋼材の曲げ経路を任意に変更でき、ＰＣ鋼材の曲げ径や曲げ角度を調整できる。したがって、上記ＰＣ鋼材の方向変換方法は、簡単な作業で、任意のＰＣ鋼材の曲げ経路を構成できるので、作業性及び汎用性に優れる。

更に、上記ＰＣ鋼材の方向変換方法によれば、ＰＣ鋼材を各ローラーに沿わせて方向変換する際に、ローラーの凹部によってＰＣ鋼材をローラーの中央に案内できるので、ＰＣ鋼材の横振れを抑制できる。

（２）上記ＰＣ鋼材の方向変換方法の一形態としては、ローラーの外周面が、両端部から中央部に向かって径が細くなるように湾曲していることが挙げられる。

ローラーの外周面が湾曲していることで、ＰＣ鋼材を各ローラーに沿わせて方向変換する際に、ＰＣ鋼材を自然に中央に案内できる他、ローラーの外周面を湾曲面とすることで、ＰＣ鋼材を傷付け難い。

（３）上記ＰＣ鋼材の方向変換方法の一形態としては、支柱及びシャフトの少なくとも一方が金属製のパイプであることが挙げられる。

金属製のパイプであれば、強度が高く、変形したり破損したりし難い。また、軽量であるため、取り扱い易く、作業性に優れる。

（４）上記ＰＣ鋼材の方向変換方法の一形態としては、ローラーがポリエチレン、ポリアミド及びポリウレタンから選択される樹脂で形成されていることが挙げられる。

ローラーが上記樹脂で形成されていることで、ＰＣ鋼材を傷付け難く、また、樹脂あれば、軽量であるため、作業し易い。

（５）本発明の一態様に係るＰＣ鋼材の方向変換用治具は、ＰＣ鋼材を敷設する際にＰＣ鋼材の進行方向を変えるのに使用されるＰＣ鋼材の方向変換用治具であって、所定の間隔をあけて立設された複数の支柱と、支柱間に相互に平行となるように着脱自在に架設された複数のシャフトと、各シャフトに同軸上に取り付けられ、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーと、を備え、各ローラーがＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って配置されている。

上記ＰＣ鋼材の方向変換用治具によれば、ローラーが取り付けられたシャフトを支柱間に架設するだけの簡単な作業で、組み立てることができる。また、支柱に対するシャフト（ローラー）の位置を変えることによって、ＰＣ鋼材の曲げ経路を任意に変更でき、ＰＣ鋼材の曲げ径や曲げ角度を調整できる。したがって、上記ＰＣ鋼材の方向変換用治具は、簡易な構成で、ＰＣ鋼材の曲げ経路を任意に設定できるので、作業性及び汎用性に優れる。

更に、上記ＰＣ鋼材の方向変換用治具によれば、ＰＣ鋼材を各ローラーに沿わせて方向変換する際に、ローラーの凹部によってＰＣ鋼材をローラーの中央に案内できるので、ＰＣ鋼材の横振れを抑制できる。したがって、ＰＣ鋼材が支柱に接触して損傷することを抑制できる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

［実施形態１］
＜ＰＣ鋼材の方向変換用治具＞
図１、２を参照して、ＰＣ鋼材の方向変換用治具の構成について説明する。図１に示すＰＣ鋼材の方向変換用治具１は、複数の支柱１０と、複数のシャフト２０と、複数のローラー３０とを備える。以下、各構成部材について詳しく説明する。

（支柱）
支柱１０は、所定の間隔をあけて立設されており、シャフト２０（ローラー３０）を支持する。支柱１０は、鉛直面に沿って立設されている。この例では、支柱１０の形状が直線状であり、実質的に鉛直方向に立設されている。支柱１０には、例えば、金属製の棒やパイプを使用できる。支柱１０の断面形状は、特に限定されるものではなく、円形や多角形など種々の形状を採用できる。

（シャフト）
シャフト２０は、支柱１０間に相互に平行となるように着脱自在に架設されており、ローラー３０が取り付けられる。シャフト２０（ローラー３０）は、その軸方向がＰＣ鋼材Ｗの進行方向に対して直交するように配置される。シャフト２０には、支柱１０と同様、金属製の棒やパイプを使用できる。シャフト２０はローラー３０の回転軸として機能することから、シャフト２０の断面形状は円形であることが好ましい。シャフト２０は、支柱１０にクランプ２５で固定されており、着脱可能である。

支柱１０及びシャフト２０は、強度の高い金属で形成されていることが好ましく、特に限定されないが、例えば、鉄製、鋼製、ステンレス鋼製、アルミニウム合金製のものが好適に使用できる。この例では、支柱１０及びシャフト２０は、金属製のパイプである。具体的には、鉄製の断面円形の丸パイプであり、足場用の単管パイプを使用している。足場用の単管パイプであれば、容易に調達できる。支柱１０及びシャフト２０の直径は、例えば３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度である。

（ローラー）
ローラー３０は、シャフト２０に同軸上に取り付けられ、ＰＣ鋼材Ｗを敷設する際にＰＣ鋼材Ｗを案内する。ローラー３０には、軸中心に貫通孔３１（図２参照）が形成されており、この貫通孔３１にシャフト２０を挿通して回転自在に取り付けられる。ローラー３０は、例えば、樹脂やゴムで形成することが挙げられる。樹脂やゴムであれば、ＰＣ鋼材Ｗを傷付け難い。ローラー３０の形成材料としては、樹脂であれば、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂（例、９Ｔナイロン）、ポリウレタン樹脂などが挙げられ、ゴムであれば、エチレン系ゴム、ウレタン系ゴム、アクリル系ゴム、フッ素系ゴム、ニトリル系ゴムなどが挙げられる。加工性や機械的強度（耐久性）、コスト面などから、ローラー３０は、ポリエチレン、ポリアミド及びポリウレタンから選択される樹脂で形成されていることが好ましい。この例では、ローラー３０は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成されている。

また、ローラー３０は、図２に示すように、両端部よりも中央部の径が細い凹部３３を有する。ローラーの外周面（凹部３３の凹面）は、特に限定されないが、例えば、湾曲面、傾斜面、又は段差面で形成されている。この例では、ローラー３０は、ローラー３０の外周面が軸方向の両端部から中央部に向かって径が細くなるように湾曲した鼓形のローラーである。鼓形の場合、ローラー３０の寸法は、例えば、全長Ｌが１５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度、最大径Ｒが１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度、最小径ｒが６０ｍｍ〜１６０ｍｍ程度、湾曲面の曲率半径Ｒｃが２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。貫通孔３１の両端開口部には、ベアリング受け部３５が設けられており、ベアリング（図示せず）が嵌め込まれる。

各ローラー３０は、ＰＣ鋼材Ｗの曲げ経路に沿って配置されており、ＰＣ鋼材Ｗを案内する曲げ経路を構成する。この例では、ローラー３０は、曲げ経路の内周側と外周側にそれぞれ平行に設けられ、ＰＣ鋼材Ｗを挟むように配置されている。

＜ＰＣ鋼材の方向変換方法＞
図１を参照して、ＰＣ鋼材の方向変換方法について説明する。ここでは、図４に示す従来例と同様に、ＰＣ鋼材Ｗを橋桁５００の内部に敷設する場合を例に挙げて説明する。図１に示すＰＣ鋼材の方向変換方法は、ＰＣ鋼材Ｗを桁内に引き込む際に、ＰＣ鋼材Ｗを曲げて進行方向を変えるための曲げ経路の構成方法が従来例と相違するので、その点を中心に説明する。

足場５１０上に、金属製のパイプからなる複数の支柱１０を所定の間隔をあけて立設する。その後、金属製のパイプからなる複数のシャフト２０を支柱１０にクランプ２５で固定して、複数のシャフト２０を支柱１０間に相互に平行となるように着脱自在に架設すると共に、複数の鼓形のローラー３０を各シャフト２０に同軸上に取り付ける。そして、ＰＣ鋼材Ｗの曲げ経路に沿って各ローラー３０を配置する。つまり、作業現場で、上述した方向変換用治具１を組み立てる。この工程により、複数のローラー３０によってＰＣ鋼材Ｗの曲げ経路が構成される。

ＰＣ鋼材Ｗを敷設するときは、桁上に設置したドラム３００からＰＣ鋼材Ｗを引き出すと共にウィンチ３１０で牽引索３１１を牽引し、ＰＣ鋼材Ｗを各ローラー３０に沿わせて方向変換することにより、ＰＣ鋼材Ｗを桁内に引き込んで敷設する。

上記の例では、ＰＣ鋼材Ｗを牽引して敷設する場合を説明したが、ＰＣ鋼材Ｗをプッシングマシンで押し出して敷設してもよいし、牽引と押し出しを組み合わせて敷設することも可能である。敷設するＰＣ鋼材Ｗは、１本でもよいし、複数本を一括して敷設することも可能である。ＰＣ鋼材Ｗとしては、樹脂被覆ＰＣ鋼材、裸ＰＣ鋼材、メッキＰＣ鋼材、アンボンドＰＣ鋼材が挙げられる。

＜効果＞
上述した実施形態１に係るＰＣ鋼材の方向変換用治具及びＰＣ鋼材の方向変換方法は、次の効果を奏する。ローラーを取り付けたシャフトを支柱間に架設するだけの簡単な作業で、ＰＣ鋼材の曲げ経路を構成できる。また、支柱に対するシャフト（ローラー）の位置を変えることによって、ＰＣ鋼材の曲げ経路を任意に変更でき、ＰＣ鋼材の曲げ径や曲げ角度を調整できる。図１に示す上述の例では、ＰＣ鋼材Ｗを１８０°曲げているが、曲げ経路の曲げ角度はこれに限定されるものではなく、ＰＣ構造物の施工方法など状況に応じて任意の角度に設定できる。

方向変換用治具は、金属製のパイプ（単管パイプ）からなる支柱とシャフトとをクランプで締結することによって容易に組み立てることができるので、クレーンなどの重機を用いなくても、作業現場で組み立てることができる。また、支柱とシャフトとはクランプで着脱自在であるため、組み立てた方向変換用治具を容易に解体でき、方向変換用治具の撤収も簡単である。

ローラーの両端部よりも中央部の径が細くなっていることで、ＰＣ鋼材をローラーの中央に案内し易く、ＰＣ鋼材の横振れを抑制できる。そのため、ＰＣ鋼材が支柱に接触して損傷することを抑制できる。また、従来のターンローラーに取り付けられていたような、進行方向に対してＰＣ鋼材の横方向の動きを規制する縦ローラーを省略できる。特に、ローラーの外周面が両端部から中央部に向かって径が細くなるように湾曲していることで、ＰＣ鋼材を傷付け難い。ローラー３０が、曲げ経路の内周側だけでなく外周側にも設けられ、ローラー３０間でＰＣ鋼材Ｗを挟むように配置されていることから、ＰＣ鋼材を安定して送ることができる。

［変形例１−１］
図３を参照して、ＰＣ鋼材の方向変換用治具及びＰＣ鋼材の方向変換方法の変形例について説明する。この例では、支柱１０の形状が湾曲状である点が上述した実施形態１と相違しており、以下、この相違点を中心に説明する。

図３に示す支柱１０は、金属製のパイプを曲げ加工して湾曲状に形成されている。具体的には、ＰＣ鋼材Ｗの曲げ経路に応じた曲げ径、曲げ角度で曲げ加工している。このような湾曲状の支柱１０を使用することで、曲げ経路に沿ってローラー３０を配置し易く、曲げ経路を構成し易い。

本発明のＰＣ鋼材の方向変換方法、及びＰＣ鋼材の方向変換用治具は、ＰＣ鋼材の敷設作業に好適に利用できる。

１ ＰＣ鋼材の方向変換用治具 Ｗ ＰＣ鋼材
１０ 支柱
２０ シャフト ２５ クランプ
３０ ローラー
３１ 貫通孔 ３３ 凹部
３５ ベアリング受け部
１００ ターンローラー
１０１ 枠体 １０２ 連結材
１０３ ローラー
１０３ｈ 横ローラー １０３ｖ 縦ローラー
３００ ドラム
３１０ ウィンチ ３１１ 牽引索
５００ 橋桁 ５１０ 足場

Claims (7)

1. ＰＣ鋼材を敷設する際に前記ＰＣ鋼材の進行方向を変えるＰＣ鋼材の方向変換方法であって、
   単管パイプで足場を組む工程と、
   前記足場上に、前記足場用の単管パイプからなる複数の支柱を所定の間隔をあけて立設し、前記足場用の単管パイプからなる複数のシャフトを前記支柱間に相互に平行となるように前記足場用のクランプで着脱自在に架設すると共に、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーを前記各シャフトに同軸上に取り付けて、前記ＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って前記各ローラーを配置する工程と、
   前記ＰＣ鋼材を前記各ローラーに沿わせて方向変換する工程と、を備えるＰＣ鋼材の方向変換方法。
2. 前記ローラーの外周面が、両端部から中央部に向かって径が細くなるように湾曲している請求項１に記載のＰＣ鋼材の方向変換方法。
3. 前記支柱及び前記シャフトの少なくとも一方が金属製のパイプである請求項１又は請求項２に記載のＰＣ鋼材の方向変換方法。
4. 前記ローラーがポリエチレン、ポリアミド及びポリウレタンから選択される樹脂で形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の方向変換方法。
5. 前記ＰＣ鋼材を１８０°曲げて方向変換する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＰＣ鋼材の方向変換方法。
6. ＰＣ鋼材を敷設する際に前記ＰＣ鋼材の進行方向を変えるのに使用されるＰＣ鋼材の方向変換用治具であって、
   単管パイプで組まれた足場上に所定の間隔をあけて立設され、前記足場用の単管パイプからなる複数の支柱と、
   前記支柱間に相互に平行となるように着脱自在に架設され、前記足場用の単管パイプからなる複数のシャフトと、
   前記支柱と前記シャフトとを締結する前記足場用のクランプと、
   前記各シャフトに同軸上に取り付けられ、両端部よりも中央部の径が細い凹部を有する複数のローラーと、を備え、
   前記各ローラーが前記ＰＣ鋼材の曲げ経路に沿って配置されているＰＣ鋼材の方向変換用治具。
7. 前記各ローラーが前記ＰＣ鋼材を１８０°曲げるように配置されている請求項６に記載のＰＣ鋼材の方向変換用治具。

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