JP7030071B2 - Pc鋼棒体及びpc鋼棒体の施工方法 - Google Patents
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Description
PC鋼棒は、直列に配置された2つのPC鋼材同士がカプラで連結される構造である。
PC鋼棒はコンクリートとの直接接触を回避しなければならない。そのため、PC鋼材は、その外周がシースで被覆されており、シースとPC鋼材との隙間には防錆材が充填されている。PC鋼材には、防錆材の漏れを防止するブレーキングナットが設けられている。カプラはシース管の内部に配置されており、シース管の内部にはグラウト材が充填されている。
2つのカプラシース継手のうち一方に形成された筒状部はホースを通じてグラウト材を充填するものであり、他方に形成された筒状部はホースを通じてシース管の内部の空気を外部に排出するものである。
そして、コンクリートを打設した後、PC鋼棒を緊張し、最後に、一方のホースを通じてグラウト材をシース管の内部に供給する。すると、シース管の内部にある空気は、他方のホースを通じて外部に排出される。
そこで、コンクリートの打設作業やPC鋼棒の緊張作業の邪魔にならないようにするため、シース管の内部にグラウト材を充填した後に、シース管からホースを外し、その後に、コンクリートの打設や、PC鋼棒の緊張をすることが考えられる。
しかし、グラウト材をシース管に充填した後に、PC鋼棒を緊張するのでは、PC鋼棒の緊張作業にあたり、PC鋼材がシース管に対して軸方向に移動することになり、PC鋼材とシース管との間の隙間からグラウト材が漏出するおそれがある。
さらに、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手とを連結してシース管を形成しておく。その後、シース管の内部にグラウト材を充填する。これらの作業により、PC鋼棒体が組み立てられる。
さらに、コンクリートを打設した後、PC鋼棒に緊張力を付与してPC鋼棒体を施工する。
PC鋼棒に緊張力を付与するにあたり、シース管はコンクリートによって、動きが拘束されるのに対して、第一PC鋼材と第二PC鋼材とがシース管に対して相対的に軸方向に移動する。第一PC鋼材と第二PC鋼材の軸方向の移動により、シース管に充填されたグラウト材が漏出しようとしても、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手との少なくとも一方とシースとの間には封止部材が設けられているので、封止部材が弾性変形してシース管とPC鋼棒との間の隙間が封止されたままとなる。
従って、本発明では、コンクリート打設作業やPC鋼棒の緊張作業の前にシース管にグラウト材を充填するプレグラウトの場合において、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手との少なくとも一方と、シースとの間に、弾性を有する封止部材が設けられているので、PC鋼棒の緊張作業において、PC鋼棒がシース管に対して軸方向に移動しても、封止部材が弾性変形してPC鋼棒とシースとの間を封止したままとなり、グラウト材がシース管から漏出することを防止できる。
この構成では、PC鋼棒体を組み立てるに際して、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手との少なくとも一方の小径部、つまり、第一カプラシース継手の小径部、第二カプラシース継手の小径部、又は、第一カプラシース継手及び第二カプラシース継手の双方の小径部に、第一PC鋼材の端部、第二PC鋼材の端部、第一PC鋼材及び第二PC鋼材のそれぞれの端部を挿通する。ここで、これらのPC鋼材に設けられたブレーキングナットの外径より小径部の内径が大きいので、ブレーキングナットが小径部に対してスムーズに案内されることになり、PC鋼棒体の組立作業を容易に行うことができる。
この構成では、シースが第一PC鋼材や第二PC鋼材の表面形状に沿って雄ねじ状に形成されているとしても、小径部がストレート状の断面であるため、当該小径部を有する第一カプラシース継手や第二カプラシース継手が第一PC鋼材や第二PC鋼材に動きを規制されることが少ない。そのため、第一PC鋼材や第二PC鋼材が固定されているとしても、第一カプラシース継手や第二カプラシース継手をその軸方向や周方向に動かすことが可能となり、PC鋼棒体の組立作業をより容易に行うことができる。
この構成では、封止部材をスポンジゴムという簡易な構造で形成することができるので、グラウト材のシース管からの漏出を低コストで防止することができる。しかも、PC鋼棒の緊張時の移動に追従して封止部材が容易に変形するので、封止部材による封止性能を維持できる。
この構成では、まず、コンクリートに第一PC鋼材を埋設するとともに、第一PC鋼材の端部をコンクリートに設けられたアンカープレートに貫通しておく。
そして、第一PC鋼材のアンカープレートに貫通した部分にナットを螺合し、さらに、第一PC鋼材に第一カプラシース継手を設置し、位置決め部材で第一カプラシース継手をナットに対して位置決めする。さらに、第二カプラシース継手と封止部材とを第二PC鋼材に設ける。第一PC鋼材と第二PC鋼材とをカプラで連結するとともに、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手とを接続してシース管を形成し、このシース管にグラウト材を充填する。
グラウト材がシース管に充填されたら、別のコンクリートを打設し、その後、PC鋼棒を緊張する。PC鋼棒の緊張作業に伴って、PC鋼棒が軸方向に移動してシース管に充填されたグラウト材がシース管から漏出しようとするが、前述と同様に、グラウト材の漏出が封止部材によって阻止される。
本発明では、第一PC鋼材がコンクリートに定着した後、PC鋼棒を緊締する場合においても、シース管からのグラウト材の漏出を防止することができる。
この構成では、位置決め部材とナットとの間に硬質ゴムが設けられているので、第二PC鋼材に第二カプラシース継手を位置決め部材で取り付ける際に、第二カプラシース継手の姿勢を保持することができ、これにより、第二カプラシース継手のナットへの装着作業が容易となる。
この構成では、封止部材と第一カプラシース継手が設けられた第一PC鋼材と、封止部材と第二カプラシース継手が設けられた第二PC鋼材とをカプラで連結するとともに、第一カプラシース継手と第二カプラシース継手とを接続してシース管を形成する。
その後、シース管にグラウト材を充填する。そして、コンクリートを打設し、PC鋼棒を緊張する。PC鋼棒を緊張するには、予め、第一PC鋼材と第二PC鋼材の一方を固定しておき、他方を一方に対して離すように引っ張る。
PC鋼棒の緊張作業に伴って、PC鋼棒が軸方向に移動してシース管に充填されたグラウト材がシース管から漏出しようとするが、前述と同様に、封止部材により阻止される。
本発明では、第一PC鋼材と第二PC鋼材とをカプラで単純連結する場合においても、シース管からのグラウト材の漏出を防止することができる。
この構成では、PC鋼棒の緊張作業に伴って、シースの内部に充填される防錆材に圧力がかかっても、シースの端部はブレーキングナットの周面を覆っているので、防錆材がシースの端部から漏れることがない。そのため、シース管の内部に充填されているグラウト材に防錆材が混入することがないので、防錆材がグラウト材に混入することに伴う不都合を回避できる。
[第1実施形態]
図1には本発明の第1実施形態が示されている。
第1実施形態は、2つのPC鋼材のうち予めコンクリートに定着されている一方のPC鋼材に対して、他方のPC鋼材を連結する例である。
(構成)
図1において、PC鋼棒体1は、それぞれ同芯上であって図中右側に配置された第一PC鋼材11と、同じく左側に配置された第二PC鋼材12と、これらの端部同士を連結するカプラ13とを有するPC鋼棒10を備えている。
第一PC鋼材11の端部を除いた周囲を黒色のポリエチレンのシース10Bが覆っており、シース10Bの内部には防錆材Bが充填されている。雄ねじ部10Aには防錆材Bの漏れを防止するブレーキングナット10Cが螺合されている。シース10Bの外周には雄ねじが形成されている。シース10Bの端部は、防錆材Bを封止するために、ブレーキングナット10Cの周面を覆っている。
第二PC鋼材12は第一PC鋼材11と同様の構造である。
カプラ13は、第一PC鋼材11の端部と第二PC鋼材12の端部とを連結するものであり、雄ねじ部10Aに螺合する雌ねじ部(図示せず)を有する。
第一PC鋼材11は、アンカープレート30を貫通しており、この貫通した部分の根元は、ナット41に螺合されている。
カプラ13を含み第一PC鋼材11のナット41から露出した部分と第二PC鋼材12の端部とがシース管20で覆われている。
第一カプラシース継手21、第二カプラシース継手22及び連結シース継手23は、それぞれ高密度ポリエチレンから形成され、かつ、乳白色半透明とされている。
底面部212は、その中心部に第一PC鋼材11が貫通する貫通孔が形成された円板部212Aと、円板部212Aの外周に折り曲げられて形成された縁部212Bとを有する。縁部212Bは、筒状本体部211の外周部に接合されている。
筒状部213は、図示しないホースと接続され、グラウト材Gをシース管20に充填する際の流路とされる。
ナット41及びシース管20の周囲は、図示しない第二のコンクリートが設けられている。
小径部221の内径は、ブレーキングナット10Cの外径より大きい。
筒状部224の内側開口は、テーパ部223の最上部であって筒状部213の内側開口の位置より上方に位置している。
本実施形態では、封止部材4は、気泡が混入されたエチレンプロピレンゴム(EPDM)等から形成されるスポンジゴムである。気泡は独立気泡でも貫通気泡でもよい。
封止部材4は、シース10Bの外周面全体に渡って配置されるものが好ましい。封止部材4をシース10Bに装着するために、予め筒状に形成された封止部材4の一部にスリットを軸方向に形成してもよい。なお、封止部材4をシース10Bの一部分に装着するものでもよい。この場合、封止部材4の弾性力によって、小径部221の封止部材4が設けられていない部分(図1中上部)がシース10Bに押しつけられるので、封止効果を得ることができる。
連結シース継手23の端部には、第一カプラシース継手21と第二カプラシース継手22の大径部222に螺合するねじ部が形成されている。
連結シース継手23は、第一カプラシース継手21及び第二カプラシース継手22と同じ材質から形成された筒状部材である。
連結シース継手23の端部には第一カプラシース継手21と第二カプラシース継手22の大径部222に螺合するねじ部が形成されている。
小径部221の開口端側とシース10Bの小径部221から露出している部分との間には、テーピング24が周方向に設けられている。
第1実施形態のPC鋼棒体1の施工方法について説明する。
まず、第一のコンクリート31に埋設された第一PC鋼材11の端部を、アンカープレート30に貫通させておく。この状態は、第二PC鋼材12が第一のコンクリート31に定着された状態である。
そして、第一PC鋼材11のアンカープレート30に貫通した部分にナット41を螺合する。ここで、第一PC鋼材11の端部は、ナット41から突出している。
さらに、第一PC鋼材11に第一カプラシース継手21を設置し、位置決め部材42を第一PC鋼材11に対して螺合して第一カプラシース継手21をナット41に対して位置決めする。
さらに、連結シース継手23を第二カプラシース継手22の一方向にねじ込んでおき、カプラ13を第二PC鋼材12に先端が露出するまで一方向にねじ込んでおく。
この状態で、第一PC鋼材11と第二PC鋼材12との端部同士を突き合わせ、カプラ13を逆方向に回して第一PC鋼材11と第二PC鋼材12とを連結する。さらに、第一カプラシース継手21と連結シース継手23とを逆方向に回してシース管20を形成する。
シース管20の筒状部213,224に図示しないホースを接続し、ホースを通じてグラウト材Gを筒状部213からシース管20の内部に充填する。
ここで、シース管20に充填されたグラウト材Gは、シース管20の小径部221と第一PC鋼材11のシース10Bとの間に設けられた封止部材4によって、外部に漏出しない。仮に、グラウト材Gが封止部材4を通じて外部に漏出しようとしても、テーピング24により、グラウト材Gの外部への漏出が確実に阻止される。
グラウト材Gがシース管20に充填されたら、ホースを外し、必要に応じて、グラウト材Gがシース管20から漏れないようにするため筒状部213,224を封止する。
そして、PC鋼棒10の緊張作業をする。つまり、第一のコンクリート31で端部以外が固定された第二PC鋼材12に対して第一PC鋼材11を引っ張ることで、PC鋼棒10を緊張する。
このPC鋼棒10の緊張作業に伴って、PC鋼棒10が軸方向に移動してシース管20に充填されたグラウト材Gがシース管20の小径部221と第一PC鋼材11のシース10Bとの間から漏出しようとするが、これらの間に設けられた封止部材4が第一PC鋼材11の移動に伴って弾性変形するので、シース管20の外へのグラウト材Gの漏出が阻止される。
第1実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)直列に配置された第一PC鋼材11と第二PC鋼材12とをカプラ13で連結してPC鋼棒10を構成し、第一PC鋼材11の端部を覆う第一カプラシース継手21と、第二PC鋼材12の端部及びカプラ13を覆う第二カプラシース継手22とを備えてシース管20を構成し、第一カプラシース継手21と第一PC鋼材11のシース10Bとの間に、弾性を有する封止部材4を設けた。そのため、シース管20の内部にグラウト材Gを充填し、コンクリートを打設した後、PC鋼棒10に緊張力を付与した場合、シース管20に充填されたグラウト材Gが漏出しようとしても、第一カプラシース継手21と第一PC鋼材11のシース10Bとの間に設けられた封止部材4によって、グラウト材Gがシース管20から漏出することを防止できる。
(5)シース10Bの端部は、ブレーキングナット10Cの周面を覆って防錆材Bを封止するので、防錆材Bがシース管20の内部に充填されているグラウト材Gに混入することがないので、防錆材Bがグラウト材Gに混入することに伴う不都合を回避できる。
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。
(構成)
第2実施形態は、第一カプラシース継手の構成と、第一カプラシース継手を第一PC鋼材に取り付ける構成とが第1実施形態と相違するものであり、他の構成は第1実施形態と同じである。
図2において、PC鋼棒体2は、PC鋼棒10と、PC鋼棒10に設けられたシース管50と、第二PC鋼材12に設けられた封止部材4と、第一PC鋼材11にそれぞれ螺合されたナット41及び位置決め部材42と、位置決め部材42とナット41との間に設けられた硬質ゴム43とを備えている。
第一カプラシース継手51は、筒状本体部211と、筒状本体部211より小径の小径筒部512と、小径筒部512と筒状本体部211とを接続するテーパ部513とを有する。
小径筒部512はナット41に当接している。
硬質ゴム43は、小径筒部522の内部に収納される筒状部431と、筒状部431に一体形成されたテーパ部432とを有するものであり、第二PC鋼材12を挿通する孔部が軸芯に沿って形成されている。
テーパ部432は、その外周面がテーパ部523の内周面と当接しており、その平面が位置決め部材42と当接している。
図2では、連結シース継手23が省略されており、第一カプラシース継手51と第二カプラシース継手22とが直接螺合されている状態が図示されているが、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、第一カプラシース継手51と第二カプラシース継手22との間に連結シース継手23を設ける構成としてもよい。
第2実施形態のPC鋼棒体2の施工方法は第1実施形態とほぼ同じであるが、第一カプラシース継手51の設置方法が第1実施形態と異なる。
つまり、第一PC鋼材11の端部がナット41から突出している状態で、第一PC鋼材11に第一カプラシース継手51を設置する。そのため、第一カプラシース継手51の小径筒部512に硬質ゴム43を収納し、位置決め部材42を第一PC鋼材11に螺合して第一カプラシース継手51をナット41に対して位置決めする。位置決め部材42を螺合することで、硬質ゴム43のテーパ部432が第一カプラシース継手51のテーパ部513の内周面に当接する。
第2実施形態では、第1実施形態の(1)~(6)の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(7)位置決め部材42とナット41との間に硬質ゴム43が設けられているから、第一PC鋼材11に第一カプラシース継手51を位置決め部材42で取り付ける際に、第一カプラシース継手51の姿勢を保持することができる。そのため、第一カプラシース継手51のナット41への装着作業が容易となる。
次に、本発明の第3実施形態を図3に基づいて説明する。
(構成)
第3実施形態は、シース管の構成が第1実施形態と相違するものであり、他の構成は第1実施形態と同じである。
図3において、PC鋼棒体3は、PC鋼棒10と、PC鋼棒10に設けられたシース管60と、PC鋼棒10に設けられた封止部材4とを備えている。PC鋼棒体3は図示しないコンクリートに設けられている。
シース管60は、第一PC鋼材11の端部を覆う第一カプラシース継手61と、第二PC鋼材12の端部を覆う第二カプラシース継手22と、第一カプラシース継手61と第二カプラシース継手22とを連結する連結シース継手23とを有する。
第一カプラシース継手61は、第二カプラシース継手22と同じ構造である。
つまり、シース管60は、連結シース継手23を中心として左右が対象となる構成である。なお、図3では、第一カプラシース継手61の筒状部224は、第二カプラシース継手22の筒状部224とは反対側に向いた状態が示されているが、想像線に示される通り、第1実施形態の筒状部213と同様の方向を向いているものでもよい。
第一カプラシース継手61及び第二カプラシース継手22の小径部221と、シース10Bとの間には封止部材4が設けられている。
まず、封止部材4と第一カプラシース継手61とを第一PC鋼材11に設け、封止部材4と第二カプラシース継手22とを第二PC鋼材12に設けておく。さらに、連結シース継手23を第二カプラシース継手22に一方向にねじ込み、カプラ13を第二PC鋼材12に一方向にねじ込んでおく。
そして、第一PC鋼材11と第二PC鋼材12との端部同士を突き当てるとともに、カプラ13を逆方向にねじ込んで第一PC鋼材11と第二PC鋼材12とを連結する。さらに、連結シース継手23を逆方向にねじ込んで第一カプラシース継手61に接続してシース管60を形成する。
そして、シース管60にグラウト材Gを充填する。グラウト材Gのシース管60への充填方法等は第一実施形態と同じである。なお、シース管60に充填されたグラウト材Gは、第一カプラシース継手61の小径部221と第一PC鋼材11のシース10Bとの間に設けられた封止部材4と、第二カプラシース継手22の小径部221と第二PC鋼材12のシース10Bとの間に設けられた封止部材4とによって、外部に漏出することが阻止される。
PC鋼棒10の緊張作業に伴って、第一PC鋼材11と第二PC鋼材12が軸方向に移動し、コンクリートでシース管60の動きが拘束されるので、第一PC鋼材11と第二PC鋼材12の移動に伴ってシース管60に充填されたグラウト材Gがシース管60から漏出しようとするが、封止部材4により阻止される。
第3実施形態では、第1実施形態の(1)~(5)の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(9)第一カプラシース継手61と第二カプラシース継手22とは、それぞれ封止部材4が設けられているから、第一PC鋼材11と第二PC鋼材12とをカプラ13で単純連結する場合においても、シース管60からのグラウト材Gの漏出を防止することができる。
例えば、前記各実施形態では、封止部材4をスポンジゴムから構成するものとしたが、本発明では、これに限定されるものではなく、例えば、布や紙等から構成するものでもよい。
また、第2実施形態において、硬質ゴム43は、テーパ部432が省略された筒状部材としてもよい。
211…筒状本体部、222…底面部、30…アンカープレート、4…封止部材、41…ナット、42…位置決め部材、43…硬質ゴム、B…防錆材、G…グラウト材
Claims (9)
- 直列に配置された第一PC鋼材と第二PC鋼材とがカプラで連結されたPC鋼棒と、前記第一PC鋼材及び第二PC鋼材をそれぞれ被覆し前記第一PC鋼材と前記第二PC鋼材の隙間に充填された防錆材を封止するシースと、前記第一PC鋼材と前記第二PC鋼材にそれぞれ設けられ前記防錆材の漏れを防止するブレーキングナットと、前記PC鋼棒のうち少なくとも前記カプラが内部に配置されグラウト材が充填されるシース管とを備え、
前記シース管は、前記第一PC鋼材の端部を覆う第一カプラシース継手と、前記第二PC鋼材の端部を覆う第二カプラシース継手と、を有し、
前記第一カプラシース継手と前記第二カプラシース継手との少なくとも一方は、前記シースとの間に、弾性を有する封止部材が設けられている
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1に記載されたPC鋼棒体において、
前記封止部材が設けられた前記第一カプラシース継手と前記第二カプラシース継手との少なくとも一方は、前記シースを挿通する小径部と前記小径部より大きな径の大径部とを有し、前記小径部の内径は前記ブレーキングナットの外径より大きい
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項2に記載されたPC鋼棒体において、
前記小径部の内側断面は前記小径部の軸方向に沿って直線状に形成されている
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載されたPC鋼棒体において、
前記封止部材はスポンジゴムである
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載されたPC鋼棒体において、
前記第一PC鋼材及び前記第二PC鋼材は、それぞれ雄ねじ部を有し、前記カプラは、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、
前記第一PC鋼材は、コンクリートに埋設され、かつ、その端部側がアンカープレートを貫通し、前記第一PC鋼材の前記アンカープレートから突出した部分がナットに螺合され、
前記第一PC鋼材の前記ナットから突出した部分は、前記第一カプラシース継手に覆われ、
前記第一カプラシース継手は、前記ナットに当接し前記第一PC鋼材が貫通する底面部と、前記底面部に設けられ前記第一PC鋼材を覆う筒本体部とを有し、前記筒本体部は前記第二カプラシース継手に連結され、
前記底面部は前記ナットに対して位置決め部材で位置決めされ、
前記第二カプラシース継手と前記シースとの間には、前記封止部材が設けられている
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項5に記載されたPC鋼棒体において、
前記位置決め部材と前記ナットとの間には硬質ゴムが設けられている
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載されたPC鋼棒体において、
前記第一PC鋼材及び前記第二PC鋼材は、それぞれ雄ねじ部を有し、前記カプラは、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、
前記第一カプラシース継手と前記シースとの間、及び前記第二カプラシース継手と前記シースとの間には、それぞれ前記封止部材が設けられている
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載されたPC鋼棒体において、
前記シースの端部は、前記ブレーキングナットの周面を覆って前記防錆材を封止する
ことを特徴とするPC鋼棒体。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載されたPC鋼棒体を施工する方法であって、
前記第一PC鋼材と前記第二PC鋼材とを直列配置するとともに前記第一PC鋼材と前記第二PC鋼材とをカプラで連結し、
前記第一PC鋼材の端部を前記第一カプラシース継手で覆うとともに、前記第二PC鋼材の端部を前記第二カプラシース継手で覆い、かつ、前記第一カプラシース継手と前記第二カプラシース継手との少なくとも一方と前記シースとの間に前記封止部材を設け、
前記第一カプラシース継手と前記第二カプラシース継手とを連結して前記シース管を形成し、
前記シース管の内部にグラウト材を充填し、
その後、前記PC鋼棒及び前記シース管の周囲にコンクリートを打設し、
前記第一PC鋼材と前記第二PC鋼材とを軸方向に相対的に引張して前記PC鋼棒に緊張力を付与する
ことを特徴とするPC鋼棒体の施工方法。
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WO2024142530A1 (ja) * | 2022-12-26 | 2024-07-04 | 住友電気工業株式会社 | ダクト部品、ダクト、コンクリート構造物、およびコンクリート構造物の施工方法 |
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