JP6882728B2

JP6882728B2 - 緊張材の緊張装置

Info

Publication number: JP6882728B2
Application number: JP2016157463A
Authority: JP
Inventors: 葛目　和宏; 和宏葛目; 晶洋立石; 小林　朗; 朗小林; 長谷川　剛; 剛長谷川; 久雄立神
Original assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: JP2018025040A

Description

本発明は、コンクリート部材または鋼部材にプレストレスを導入してこれを補強するために使用される緊張材の緊張装置に関し、特に装置の小型化が可能でかつ緊張材に張力を損失なく確実に導入できるようにしたものである。

例えば、既存のRC構造の橋桁や床版、あるいは建物の梁などの構造部材にプレストレスを導入してこれを補強する方法として、両端に定着材を取り付けたCFRP(炭素繊維強化プラスチック)プレートやPC鋼材を緊張し、両端の定着材を既存の構造部材に固定するアウトプレート工法や外ケーブル工法が知られている。

この種の補強方法は、既存の構造部材の表面にCFRPプレートやPC鋼材などの緊張材を材軸方向に添わせ、これを緊張し両端の定着材を既存の構造部材に固定することにより構造部材にプレストレスを導入する方法であり、特に曲げモーメントに対して少ない補強材料で大きな補強効果を得ることができ、既存の橋桁や床版、あるいは建物の梁などの構造部材の補強に適している。

また、例えば特許文献１には、補強すべきコンクリート部材に沿って配置され、端部に定着材が取り付けられた緊張材に張力を導入するための緊張装置が開示されている。

当該緊張装置20は、コンクリート部材21に固定される固定装置22と、緊張材23の端部に取り付けられた定着材24と固定装置22を貫通し、かつ定着材24に接続された定着用棒材25と、固定装置22に着脱自在に固定されたジャキ固定ブロック26と、当該ジャッキ固定ブロック26に取り付けられ、当該ジャッキ固定ブロック26で反力を取りながら定着材24を緊張材23に張力を導入する方向へ移動させて緊張材23に張力を導入するジャッキ27とから構成されている。

特にジャッキ27はジャッキ固定ブロック26に固定され、またジャッキ固定ブロック26に対して緊張材23の反対側に、かつ緊張材23の材軸に対してコンクリート部材21の反対側に設置されている。

さらに、ジャッキ27側から緊張材23側に垂直に突設された係止部27aが定着用棒材25に連結されている。そして、ジャッキ27の伸縮部27bがジャッキ固定ブロック26で反力を取りながら緊張材23の反対方向に伸びて、定着材24を定着材24の反対方向に移動させることにより緊張材23に張力が導入される。

また、特許文献２にも特許文献１に開示された緊張材の緊張装置と略同様の緊張装置が開示されている。

特にジャッキ27は固定装置22に対して緊張材23側に設置され、かつ緊張材23の材軸に対してコンクリート部材21の反対側に設置されている。

また、ジャッキ27側から緊張材23側に垂直に突設された係止部27aが定着用棒材25に連結されている。そして、ジャッキ27の伸縮部27bが反力フレーム28を介し、固定装置22で反力を取りながら緊張材23の反対方向に伸びて、定着材24を緊張材23の反対方向に移動させることにより緊張材23に張力が導入される。

特許第４２２５８２６号公報特開２００３−３２８５６１号公報特開平１１−２４１５０７号公報

しかし、いずれの緊張装置20においても、ジャッキ27の伸縮部27bから緊張材23側に片持ち形式に突出する係止部27aに定着材24が定着用棒材25を介して連結されている。そして、伸縮部27bが緊張材23を緊張する方向に伸びて定着材24を緊張材23の反対方向に移動させることにより緊張材23に張力を導入する構成になっている。

このため、緊張材23を緊張する方向に定着材24を移動させようとするジャッキ27の力Ｐと、ジャッキ27と緊張材23間の距離Ｓとによる曲げモーメントＭ＝P・Sがジャッキ27側に発生し(図5(a),図6(a)参照)、また、この曲げモーメントにより固定装置22をコンクリート部材23に固定しているアンカーボルト29に引抜き力が発生するおそれもあった。

このため、これに備えてジャッキ27およびジャッキ27を保持する固定ブロック26等の各部材を大型化する等して強固にする必要があり、製作コストが大幅に嵩み、さらに、装置の大型化に伴い設置スペースを十分に確保する必要があった。また、ジャッキ27の力Ｐの作用軸と緊張材23の材軸間に偏芯が生じてジャッキ27の力Ｐをすべて緊張材23に張力として導入しにくい等の課題もあった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に装置の小型化を図り、かつジャッキの力Ｐを緊張材に張力として損失なく確実に導入できるようにした緊張材の緊張装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、補強すべきコンクリート部材または鋼部材に沿って配置され、かつ端部に定着材が取り付けられた緊張材に張力を導入するための緊張材の緊張装置の発明であり、前記コンクリート部材または鋼部材に取り付けられる固定ブロックと、前記定着材と前記固定ブロックを前記緊張材を緊張する方向に貫通し、かつ前記定着材と前記固定ブロックに定着された複数の定着用棒材と、前記固定ブロックに対して前記緊張材の反対側に設置され、かつ前記固定ブロックで反力を取りながら前記定着材を前記緊張材に張力を導入する方向に移動させて前記緊張材に張力を導入する複数のジャッキとを備え、前記定着用棒材は前記緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置され、かつ前記ジャッキは前記緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置されていることを特徴とする。

特に、前記定着用棒材が前記緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置され、かつ前記ジャッキが前記緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置されていることで、前記定着材を前記緊張材に張力を導入する方向に移動させて前記緊張材に張力を導入しようとするジャッキの力Ｐと前記緊張材の材軸間に偏芯が生じないので、ジャッキの力Ｐを緊張材に張力として損失なく導入することができる。

また、緊張材に張力を導入することに伴ってジャッキ側に過大な曲げモーメント等が発生することもないので、ジャッキおよびジャッキを保持する固定ブロック等を大型化する必要もないので、装置の小型化、軽量化等を図ることができる。なお、ジャッキは前記緊張材の材軸の延長線上に追加して設置することもできる。

本発明は、特に、定着用棒材が緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置され、かつジャッキが前記緊張材の材軸の延長線の両側に対称に設置されていることにより、前記定着材を前記緊張材に張力を導入する方向に移動させて前記緊張材に張力を導入しようとするジャッキの力Ｐと前記緊張材の材軸間に偏芯が生じないので、ジャッキの力Ｐを緊張材に張力として損失なく確実に導入することができる。

また、緊張材に張力を導入することに伴ってジャッキ側に過大な曲げモーメント等が発生することもないので、ジャッキおよびジャッキを保持する固定ブロック等を大型化する必要もなく、装置の小型化、軽量化等を図ることができる。

コンクリート部材の下面に設置された緊張材と、緊張材の緊張装置の一実施形態を図示したものであり、図１(a)は緊張材および緊張材の緊張装置を下方より真上に視た、図1(b)におけるイ−イ線矢視図、図1(b)は側面図である。緊張材の緊張装置の一実施形態を下方より真上に視た図であり、図2(a)は図2(b)におけるロ−ロ線矢視図、図2(b)は側面図である。図3(a)は、図2(b)におけるハ−ハ線矢視図、図3(b)は図3(a)における一部拡大図である。緊張材の緊張装置の一実施形態を下方より真上に視た図であり、図4(a)は図4(b)におけるニ−ニ線矢視図、図4(b)は側面図である。緊張材の緊張装置の従来例を下方より真上に視た図であり、図5(a)は図5(b)におけるホ−ホ線矢視図、図5(b)は側面図である。緊張材の緊張装置の従来例を下方より真上に視た図であり、図6(a)は図6(b)におけるヘ−ヘ線矢視図、図6(b)は側面図である。

図１〜図４は、本発明の一実施形態を図示したものであり、図において、補強すべきコンクリート部材または鋼部材(以下「コンクリート部材」)１の表面に沿って緊張材２が配置され、当該緊張材２の両端部に定着材３がそれぞれ取り付けられている。

また、緊張材２の材軸方向の両端側に位置して、コンクリート部材１の表面に固定ブロック４がそれぞれ取り付けられている。そして、各固定ブロック４に緊張材２の両端が定着材３と複数の定着用棒材６を介してそれぞれ連結されている。

なお、ここにいう補強すべきコンクリート部材１は、新設または既存を問わない橋桁や床版、あるいは建物の梁などであって、主として材軸方向にプレストレスを導入することにより曲げモーメントに対して補強可能なRC構造、SRC構造、PC構造などの部材であり、鉄骨構造の部材も含む。

緊張材２には鉄筋やフラットバー、またはPC鋼材の他、ガラスやカーボン、アラミド、金属繊維に樹脂材料を含浸させ、硬化させて棒状、もしくは板状に成型された繊維強化材料が使用されている。

また、緊張材２の端部は定着材３に設けられた定着孔(図省略)に挿入され、その周囲にエポキシ系樹脂系その他の接着剤や、無収縮モルタル等の充填材、或いは石灰系やエトリンガイト系その他の膨張定着材を充填することにより定着材３と一体化されている。また特に、緊張材２がPC鋼材などの鋼材の場合には楔定着やナット定着方式の楔や定着ナットによって定着材３と一体化されている。

各固定ブロック４は、コンクリート部材１の表面に複数のアンカーボルト５によって固定されている。また、定着材３と固定ブロック４には、それぞれ複数の貫通孔3aと4aが形成されている。

当該貫通孔3aと4aは同一軸線上に直列に、かつ緊張材２を緊張する方向と平行に形成されている。さらに、貫通孔3aと4aはそれぞれ緊張材２の材軸の延長線L₁に対してその両側に対称に形成されている。

そして、各貫通孔3aと4aに定着用棒材６が連続して挿通され、各定着用棒材６の定着材３側と固定ブロック４側の端部雄ねじ部に定着ナット７と８がそれぞれ螺合されている。これにより定着材３と固定ブロック４は定着用棒材６によって連結され、定着用棒材６の端部から離脱することはない。

また、一端側の固定ブロック４の側部に複数のジャッキ９が一体に組み込まれたジャッキフレーム10が設置されている。当該ジャッキフレーム10は、固定ブロック４に対し緊張材２の反対側に設置されている。

また、ジャッキ９は、緊張材２の材軸L₁の延長線上と緊張材２の材軸線L₁の延長線の両側の対称な位置にそれぞれ設置されている。なお、ジャッキ９は複動型油圧ジャッキやねじ式ジャッキ等である。

また、ジャッキフレーム10には、複数の貫通孔10aが形成されている。

当該貫通孔10aは定着用棒材６の材軸線L₂の延長線上に形成され、各貫通孔10aに定着用棒材６の端部がそれぞれ挿入されている。また、各貫通孔10aの反対にテンションナット11が挿入されている。

テンションナット11は、貫通孔10a内に回転自在に挿入された、内周に雌ねじを有する鋼製パイプ11aと当該鋼製パイプ11aの端部に螺合されたナット付きボルト11bより形成されている。

そして、ナット付きボルト11bをスパナ等の冶具12で回すと同時に鋼製パイプ11aが回転することにより、鋼製パイプ11aの先端部が定着用棒材６の端部雄ねじ部に螺合されることで、ジャッキフレーム10は固定ブロック４の側部に固定される。

これにより、複数のジャッキ９が組み込まれたジャッキフレーム10が複数の定着用棒材６を介して固定ブロック４の側部に脱着可能に設置される。また、定着材３と複数の定着用棒材６を介して緊張材２とジャッキフレーム10が互いに連結される。

そして、緊張材２を緊張する方向(緊張材２の反対方向)に各ジャッキ９を作動させると(図4(a),(b)参照)、各ジャッキ９の伸縮部9aが固定ブロック４側に突出して固定ブロック４の側面を押圧することにより、ジャッキフレーム10が固定ブロック４で反力を取りながら緊張材２を緊張する方向に移動する。これに伴い、定着材３も緊張材２を緊張する方向に移動することにより緊張材２に張力を導入することができる。

そして、緊張材２に必要量の張力を導入したら、各定着用棒材６の固定ブロック４側の端部に螺合されている定着用ナット８を緊張材２側に締め込むことにより定着用棒材６の端部を固定ブロック４の側部に定着することができる。

また、各ジャッキ９を緊張材２の緊張を緩める方向に作動させると、各ジャッキ９の伸縮部9aがジャッキ９内に戻る。そこで、ナット付きボルト11bを反対側に回すと、鋼製パイプ11aの先端部が定着用棒材６の端部雄ねじ部から外れることで、ジャッキフレーム10を固定ブロック４の側部から撤去することができる。

なお、符号13は各ジャッキ９に油圧を供給するための油注入口、14は取手である。

本発明の緊張材の緊張装置は、装置の小型化と定着材を緊張材の反対方向に移動させようとするジャッキの力Ｐを緊張材に張力として損失なく導入することができる。

1 補強すべきコンクリート部材または鋼部材
2 緊張材
3 定着材
3a 貫通孔
4 固定ブロック
4a 貫通孔
5 アンカーボルト
6 定着用棒材
7 定着材側定着ナット
８固定ブロック側定着ナット
９ジャッキ
10 ジャッキフレーム
11 テンションナット
11a 鋼製パイプ
11b ナット付きボルト
12 回転冶具
13 油注入口
14 取手

Claims

補強すべきコンクリート部材または鋼部材の表面に沿って配置された緊張材に張力を導入するための緊張材の緊張装置において、前記緊張材の材軸方向の両端側部に前記コンクリート部材または鋼部材の表面に沿って配置された一対の固定ブロックと、前記緊張材の材軸方向の両端部にそれぞれ取り付けられ、前記固定ブロックと前記緊張材との間に配置された一対の定着材と、緊張材側端部が前記定着材に定着され、反対側端部が前記固定ブロックを前記緊張材の材軸方向に貫通し、かつ前記固定ブロックにおける前記緊張材および前記定着材の反対側部に定着ナットによって定着された複数の定着用棒材と、前記一対の固定ブロックのうち一方の固定ブロックにおける前記緊張材および前記定着材の反対側部に前記コンクリート部材または鋼部材の表面に沿って配置され、前記緊張材に張力を導入するジャッキフレームとを備え、前記ジャッキフレームは、前記定着用棒材の、前記固定ブロックにおける前記緊張材および前記定着材の反対側の端部に脱着可能に螺合されるテンションナットと、前記ジャッキフレームに組み込まれ、前記固定ブロックで反力をとって、前記ジャッキフレームを前記固定ブロックにおける前記緊張材および前記定着材の反対側方向に押し出す複数のジャッキを備え、かつ前記定着用棒材と前記ジャッキは、前記コンクリート部材または鋼部材の表面に沿って前記緊張材の材軸の延長線の両側にそれぞれ対称に配置されていることを特徴とする緊張材の緊張装置。
請求項１記載の緊張材の緊張装置において、前記テンションナットは、前記ジャッキフレームに、前記緊張材の材軸の延長線と平行に設けられた貫通孔に回転自在に挿入された鋼製パイプを備え、かつ前記鋼製パイプの内周に前記定着用棒材の、前記定着ナットによって定着された側の端部が脱着可能に螺合される雌ねじが設けられていることを特徴とする緊張材の緊張装置。