JP7054113B2

JP7054113B2 - プレストレスコンクリート構造物の定着部構造

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Publication number: JP7054113B2
Application number: JP2019140662A
Authority: JP
Inventors: 利昌鷹取; 彰則廣瀬
Original assignee: Knowledge Manufacturing Co
Current assignee: Knowledge Manufacturing Co
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2022-04-13
Anticipated expiration: 2039-07-31
Also published as: JP2021025202A

Description

この発明は、緊張材を引っ張って張力を与えた後にコンクリートと固定することにより形成されプレストレスコンクリート構造物であって、緊張材を固定するためのプレストレスコンクリート構造物の定着部構造に関する。

従来、スラブやグラウンドアンカー等に使用されるプレストレスコンクリート構造物は、プレストレス鋼材などの緊張材を引っ張って張力を与えた後にコンクリートと固定することにより形成され、緊張により伸ばされた緊張材が元に戻ろうとする性質を利用してコンクリートにストレスを与えるようになっている（特許文献１参照）。

特開２００６－２５７６７７号公報（段落０００２ほか）

ところで、このような緊張材を固定する定着部の構造として種々の形態が存在するが、プレストレスコンクリート構造物に凹部を形成し、この凹部内に緊張材の端部を固定するアンカーヘッドを収容し、その後、セメント系、ガラス系、合成樹脂系のグラウトを凹部内に充填して埋める構造が一般的である。

しかし、凹部内をグラウトで埋めても、時間の経過とともに凹部内に外部から雨水などの水分が浸入してアンカーヘッドの腐食や耐久性の低下を招くという問題があることを本願発明者が初めて発見し、これまで野放し状態であったこの問題を防止する対策が望まれていた。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、プレストレスコンクリート構造物における定着部での腐食、耐久性の低下を抑制できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明に係るプレストレスコンクリート構造物の定着部構造は、緊張材を引っ張って張力を与えた後にコンクリートと固定することにより形成されるプレストレスコンクリート構造物であって、前記緊張材を固定するためのプレストレスコンクリート構造物定着部構造において、前記プレストレスコンクリート構造物に形成された縦断面、横断面が矩形の凹部と、前記プレストレスコンクリート構造物に貫通形成されて前記凹部の一つの側面において前記凹部に連通した前記緊張材の挿通用の挿通孔と、前記挿通孔に挿通され前記プレストレスコンクリート構造物にプレストレスを与えるプレストレス鋼材からなる緊張材と、前記凹部に収容され前記挿通孔の口径よりも大径を有し中央の透孔に前記緊張材の端部が挿通されたアンカープレートと、前記凹部に収容され前記透孔から前記凹部内に導出された前記緊張材の先端に係止されて前記緊張材の先端を前記凹部において固定するアンカーグリップとを備え、前記緊張材の端部を固定するアンカーヘッドと、一端が前記凹部の下面において前記凹部に連通するとともに他端が前記一端よりも低い位置で前記プレストレスコンクリート構造物の外部に開口し、定着部の腐食、耐久性の低下を抑制するために前記プレストレスコンクリート構造物に形成された水分により腐食しにくい材質の水抜き用通路と、前記通路の前記一端に設けられ水を通過させるフィルタ材と、前記凹部内を埋めるグラウトとを備えることを特徴としている。

また、前記通路は、前記一端から前記他端に向かって下向きに傾斜しているとよい。さらに、前記通路は、ステンレスパイプあるいは樹脂パイプにより形成されているとよい。

この発明によれば、プレストレスコンクリート構造物の凹部に一端が連通し他端がプレストレスコンクリート構造物の外部に開口するように、腐食しにくい材質から成る水抜き用通路を形成したため、通路を介して、凹部内に浸入した水分を外部に排出することができ、凹部に収容されたアンカーヘッドの腐食、耐久性の低下を抑制することが可能になる。

本発明に係るプレストレスコンクリート構造物の定着部構造の第１実施形態の平面図である。図１中の丸囲みＡ部分における切断正面図である。図１中の丸囲みＢ部分における切断正面図である。第２実施形態の切断側面図である。第３実施形態の一部の斜視図である。図５の切断側面面である。

（第１実施形態）
本発明に係るプレストレスコンクリート構造物の定着部構造の第１実施形態について、図１ないし図３を参照して説明する。

図１はプレストレスコンクリート（以下、「プレストレスコンクリート」をＰＣと称する）構造物であるスラブ１を示し、このスラブ１は、複数のコンクリート板２を連結し、各コンクリート板２にプレストレスを与えるために、各コンクリート板２の内部に緊張材であるＰＣ鋼線３を貫設し、コンクリート板２の所定箇所に凹部４を複数形成し、各凹部４にＰＣ鋼線３の端部を固定するアンカーヘッド６を収容して構成される。ここで、緊張材として、ＰＣ鋼線３のほか、総ネジＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼撚り線、多重撚りＰＣ鋼撚り線、異形ＰＣ鋼線、異形ＰＣ鋼撚り線、連続繊維補強材、炭素繊維撚り線、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）ロッド、脂肪族ポリアミド繊維強化プラスチックロッドなどを適宜選択して使用することができる。

そして、図１中の１点鎖線による丸囲みＡ，Ｂそれぞれにおける凹部４の詳細構造は、図２および図３それぞれに示すようになっており、丸囲みＡの凹部４には、図２に示すように、左方および右方それぞれから凹部４内に導出されたＰＣ鋼線３の端部を固定するアンカーヘッド６が配設され、丸囲みＢの凹部４には、図３に示すように、図２の場合における左方または右方のいずれか一方から凹部４内に導出されたＰＣ鋼線３の端部を固定するアンカーヘッド６が配設されている。

図２に示すアンカーヘッド６は、コンクリート板２にＰＣ鋼線３を挿通するために左右方向に貫通形成された挿通孔７の口径よりも大径を有し中央の透孔にＰＣ鋼線３が挿通されて緊張されたＰＣ鋼線３の張力を受け止めるアンカープレート８と、アンカープレート８の透孔からさらに凹部４内に導出したＰＣ鋼線３の先端に係止されてＰＣ鋼線３の端部を固定するアンカーグリップ９とを備える。なお、図２における１０は、各コンクリート板２の上面全面にわたって形成された防水用のウレタン層である。

また、図３に示すアンカーヘッド６は、図２に示すものと同じ構成を有し、図２の場合における左方または右方のいずれか一方から凹部４内に導出されたＰＣ鋼線３の端部を固定する点が図２のアンカーヘッドと異なっている。

そして、ＰＣ鋼線３の両端を引っ張って所定の張力を与えた状態で、アンカーヘッド６により、ＰＣ鋼線３の端部を凹部４において固定し、ＰＣ鋼線３が元に戻ろうとすることによるプレストレスが各コンクリート板２に与えられ、その後、凹部４内にセメント系、ガラス系、合成樹脂系のグラウトが充填されて凹部４が埋められる。

ところで、凹部４内をグラウトにより埋めても、時間の経過とともに凹部４内に外部から雨水などの水分が浸入するため、浸入した水分を外部に排出するために、図２、図３に示すように、一端（上端）が凹部４内部に連通するとともに、他端（下端）がコンクリート板２の外部に開口してなる上下方向（上下に９０°傾斜）の水抜き用通路１２が形成されている。なお、この水抜き用通路１２は水分により腐食しにくい材質、例えばステンレス製パイプや樹脂製パイプにより形成するのが望ましい。また、凹部４内に連通した通路１２の一端（上端）には、ごみの通過を防止し、かつ、水分のみを通過させるフィルタ材１３を設けるとよい。

したがって、上記した第１実施形態によれば、コンクリート板２に形成された凹部４に、一端（上端）が連通し他端（下端）がコンクリート板２の外部に開口するように、腐食しにくい材質から成る水抜き用通路１２を形成し、この通路１２を一端から他端に向かって下向きに傾斜させるため、通路１２を介して、凹部４内に浸入した水分を外部に排出することができ、凹部４に収容されたアンカーヘッド６の腐食や耐久性の低下を防止することが可能になる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るプレストレスコンクリート構造物の定着部構造の第２実施形態について、図４を参照して説明する。

図４はＰＣ構造物であるグラウンドアンカー１５を示し、斜面を有する地盤１６に斜めに形成されたボーリング孔１７に、緊張材であるＰＣ鋼線１８が配設され、ボーリング孔１７の奥部にグラウト１９が充填されてＰＣ鋼線３の地中部分である一端部が固定され、地盤１６の表層部にはコンクリート板２０が配設され、コンクリート板２０の地盤１６側の面には例えば円柱状の凹部２１が形成され、この凹部２１内にＰＣ鋼線１８の他端部を固定するアンカーヘッド２２が配設される。

このアンカーヘッド２２は、アンカープレート２３と、アンカーグリップ２４とを備え、アンカープレート２３は、凹部２１の口径よりも大径を有し、中央には透孔が形成され、コンクリート板２０の凹部２１の途中位置に埋設されて固定されており、アンカープレート２３の中央透孔にＰＣ鋼線１８が挿通され、アンカープレート２３の透孔から導出されたＰＣ鋼線１８の先端にアンカーグリップ２４が係合されてＰＣ鋼線１８の端部が固定され、緊張されたＰＣ鋼線１８の張力がアンカープレート２３により受け止められている。なお、凹部２１内はグラウトが充填されて埋められる。

さらに、図４に示すように、一端（上端）が凹部２１内部に連通するとともに、他端（下端）がコンクリート板２０の外部に開口し、一端から他端に向けて下向きに傾斜した水抜き用通路２５が形成されている。なお、この水抜き用通路２５は、水分により腐食しにくい材質、例えばステンレス製パイプや樹脂製パイプにより形成するのが望ましい。また、凹部２１内に連通した通路２５の一端（上端）には、ごみの通過を防止し、かつ、水分のみを通過させるフィルタ材２６を設けるとよい。

したがって、上記した第２実施形態によれば、上記した第１実施形態と同様、通路２５を介して、凹部２１内に浸入した水分を外部に排出することができ、凹部２１に収容されたアンカーヘッド２２の腐食や耐久性の低下を防止することが可能になる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係るプレストレスコンクリート構造物の定着部構造の第３実施形態について、図５、図６を参照して説明する。

図５、図６はＰＣ構造物であるＰＣ橋梁の桁３０を示し、いわゆるポストテンション方式によるものを示す。図５、図６に示すように、コンクリート製の桁本体３１に挿通路３２が形成され、この挿通路３２に、内部に緊張材である撚り線構造のＰＣ鋼材が配設されたシール３３が挿通され、シース３３内のＰＣ鋼材の端部が、桁本体３１の端面側に形成された凹部３４に導出され、アンカーヘッド３５によりＰＣ鋼材の端部が固定される。

アンカーヘッド３５は、アンカープレート３６と、アンカーグリップ３７とを備え、アンカープレート３６は、挿通路３２の口径よりも大径を有し、中央には透孔が形成され、アンカープレート３６の中央透孔にＰＣ鋼材の端部が挿通され、アンカープレート３６の透孔から導出されたＰＣ鋼材の先端にアンカーグリップ３７が係合されてＰＣ鋼材の端部が固定され、緊張されたＰＣ鋼材の張力がアンカープレート３６により受け止められている。そして、凹部３４内はグラウトが充填されて埋められる。なお、図６中の３８は、ＰＣ鋼材の端部（ストランド）を示す。

さらに、図５、図６に示すように、一端（上端）が凹部３４内部に連通するとともに、他端（下端）が桁本体３１の外部に開口し、一端から他端に向けて下向きに傾斜した水抜き用通路３９が形成されている。なお、この水抜き用通路３９は、水分により腐食しにくい材質、例えばステンレス製パイプや樹脂製パイプにより形成するのが望ましい。また、凹部３４内に連通した通路３９の一端（上端）には、ごみの通過を防止し、かつ、水分のみを通過させるフィルタ材４０を設けるとよい。

したがって、上記した第３実施形態によれば、上記した第１、第２実施形態と同様、通路３９を介して、凹部３４内に浸入した水分を外部に排出することができ、凹部３４に収容されたアンカーヘッド３５の腐食や耐久性の低下を防止することが可能になる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

例えば、本発明を適用した実施形態として、上記したように、スラブ（図１～図３）、グラウンドアンカー（図４）およびＰＣ橋梁（図５、図６）を例示したが、本発明の適用範囲はこれらに限定されるものではなく。要するに、緊張材を引っ張って張力を与えた後にコンクリートと固定することにより形成されるプレストレスコンクリート構造物であって、緊張材を固定するためのプレストレスコンクリート構造物の定着部に適用することが可能であり、様々な定着部において、外部から浸入した水分による金属等の腐食を防止することが可能になる。

１ …スラブ（プレストレスコンクリート構造物）
２，２０ …コンクリート板
３，１８ …ＰＣ鋼線（緊張材）
４，２１，３４ …凹部
６，２２，３５ …アンカーヘッド
１２，２５，３９ …水抜き通路
４０ …ストランド（ＰＣ鋼材端部）

Claims

緊張材を引っ張って張力を与えた後にコンクリートと固定することにより形成されるプレストレスコンクリート構造物であって、前記緊張材を固定するためのプレストレスコンクリート構造物定着部構造において、
前記プレストレスコンクリート構造物に形成された縦断面、横断面が矩形の凹部と、
前記プレストレスコンクリート構造物に貫通形成されて前記凹部の一つの側面において前記凹部に連通した前記緊張材の挿通用の挿通孔と、
前記挿通孔に挿通され前記プレストレスコンクリート構造物にプレストレスを与えるプレストレス鋼材からなる緊張材と、
前記凹部に収容され前記挿通孔の口径よりも大径を有し中央の透孔に前記緊張材の端部が挿通されたアンカープレートと、前記凹部に収容され前記透孔から前記凹部内に導出された前記緊張材の先端に係止されて前記緊張材の先端を前記凹部において固定するアンカーグリップとを備え、前記緊張材の端部を固定するアンカーヘッドと、
一端が前記凹部の下面において前記凹部に連通するとともに他端が前記一端よりも低い位置で前記プレストレスコンクリート構造物の外部に開口し、定着部の腐食、耐久性の低下を抑制するために前記プレストレスコンクリート構造物に形成された水分により腐食しにくい材質の水抜き用通路と、
前記通路の前記一端に設けられ水を通過させるフィルタ材と、
前記凹部内を埋めるグラウトと
を備えることを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の定着部構造。
前記通路は、前記一端から前記他端に向かって下向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のプレストレスコンクリート構造物の定着部構造。
前記通路は、ステンレスパイプにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレストレスコンクリート構造物の定着部構造。
前記通路は、樹脂パイプにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレストレスコンクリート構造物の定着部構造。