JP7388703B2 - 拡幅用接続具及び定着方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設ＰＣ構造体の拡幅に伴って拡幅ＰＣ鋼材と既設ＰＣ鋼材とを接続する拡幅用接続具及び拡幅用接続具を用いた定着方法に関する。

橋梁などのＰＣ構造体を拡幅する場合、拡幅部分の床版や桁にＰＣ鋼材を定着させる。このとき、既設部分の定着装置と拡幅部分の定着装置とを連結する接続具を用い、既設部分と拡幅部分の横締めを行っている。

従来は、既設の定着装置の外周にネジ溝を形成し、接続具を既設の定着装置に対して螺合締結する。接続具は、拡幅部分に敷設されるＰＣ鋼材の一端が固定される。拡幅部分のＰＣ鋼材の他端において定着装置を介して緊張力を付与することで、既設部分の再緊張と共に拡幅部分の緊張を行っていた（例えば、特許文献１，非特許文献１）。

実公昭３５－２５５４７号公報

「ＰＣ床版の拡幅構造に関する実験的研究」，プレストレスコンクリート学会 第２４回シンポジウム論文集（２０１５年１０月），４２０ページ，図４

上述した既知の手法は、既設定着装置に対して接続具を螺合締結しなければならないため、既設定着装置（例えば、メス部材）には、その外周にネジ溝が形成されたものでなければならない。つまり、ネジ溝が形成されていない既設定着装置には接続具を締結することができなかった。また、既設定着装置を、外周にネジ溝が形成されたものに交換する場合、既設ＰＣ鋼材に付与された緊張力を緩めるなどの作業を含む交換作業が発生し、作業コストが嵩む問題がある。

そこで本発明の目的は、予め接続具との接続構造を備えていない既設ＰＣ構造体の既設定着装置に対する拡幅用接続具及び定着方法を提供することにある。

（１）本願発明は、既設ＰＣ構造体の既設ＰＣ鋼材と拡幅部分に敷設される拡幅ＰＣ鋼材とにそれぞれ接続し、拡幅部分において定着固定される拡幅ＰＣ鋼材の緊張に伴って既設ＰＣ鋼材を再緊張させるための拡幅用接続具である。本拡幅用接続具は、既設ＰＣ構造体から露出した既設ＰＣ鋼材のくさび定着具を取り囲むスリーブ部材と、くさび定着具とスリーブ部材との間に挿入されるウェッジ部材とを有する１次側接続ユニットと、拡幅ＰＣ鋼材の一端が固定される２次側接続ユニットと、１次側接続ユニットと２次側接続ユニットとを連結する連結部材と、を有する。

（２）上記（１）において、上記スリーブ部材は、既設のくさび定着具が挿通する挿通孔と、挿通孔の周囲に延設され、連結部材の一端側が固定されるフランジ部とを備えるように構成することができる。また、上記２次側接続ユニットは、拡幅ＰＣ鋼材が挿通する鋼材挿通孔と、鋼材挿通孔の周囲に延設され、連結部材の他端側が固定される延設部とを備えるように構成することができ、フランジ部と延設部とが連結部材によって連結されるように構成することができる。

（３）上記（１）又は（２）において、既設のくさび定着具に当接するとともに、既設ＰＣ鋼材の軸方向に延びる挿通部が形成された位置決め部材をさらに備えるように構成することができる。このとき、位置決め部材は、１次側接続ユニットと２次側接続ユニットの間に配置することができ、挿通部の一端側に既設のくさび定着具から突出する既設ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、挿通部の他端側に２次側接続ユニットから突出する拡幅ＰＣ鋼材が挿入されるように配置することができる。

（４）上記（３）において、拡幅ＰＣ鋼材の一端は、２次側接続ユニットに対して圧着グリップで固定することができる。このとき、位置決め部材は、挿通部の他端側に圧着グリップから突出する拡幅ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、挿通部の他端側において圧着グリップと当接し、既設のくさび定着具と圧着グリップとの間で挟まれるように配置することができる。

（５）上記（３）において、拡幅ＰＣ鋼材の一端は、２次側接続ユニットに対して２次側くさび定着具で固定することができる。このとき、位置決め部材は、挿通部の他端側に２次側くさび定着具から突出する拡幅ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、挿通部の他端側において２次側くさび定着具と当接し、既設のくさび定着具と２次側くさび定着具との間で挟まれるように配置することができる。

（６）上記（３）から（５）において、上記位置決め部材は、２次側接続ユニットに一端が固定され、１次側接続ユニットに向かって延びる固定部材と連結するように構成することができる。

（７）本願発明は、既設ＰＣ構造体の既設ＰＣ鋼材と拡幅部分に敷設される拡幅ＰＣ鋼材とにそれぞれ接続し、拡幅部分において定着固定される拡幅ＰＣ鋼材の緊張に伴って既設ＰＣ鋼材を再緊張させる定着方法である。本定着方法は、既設ＰＣ構造体から露出した既設ＰＣ鋼材のくさび定着具を取り囲むようにスリーブ部材を設置し、くさび定着具とスリーブ部材との間にウェッジ部材を挿入する第１工程と、拡幅ＰＣ鋼材の一端が固定された接続プレートを、拡幅ＰＣ鋼材と既設ＰＣ鋼材とが同一軸上となるように配置する第２工程と、スリーブ部材と接続プレートとを連結部材で連結する第３工程と、拡幅部分のコンクリート打設後に、拡幅ＰＣ鋼材の他端に設けられた定着装置を介して拡幅ＰＣ鋼材に緊張力を付与する第４工程と、を含む。

本発明によれば、予め接続具との接続構造を備えていない既設ＰＣ構造体の既設定着具との接続を容易かつ適切に行うことができ、拡幅部分と共に既設部分の緊張の作業効率も向上させることができる。

第１実施形態の拡幅用接続具及び定着方法が適用される橋梁の概略図である。 第１実施形態の拡幅用接続具及び定着方法が適用された拡幅領域の橋梁の概略図である。 第１実施形態の拡幅用接続具を示す図である。 第１実施形態の拡幅用接続具を用いた定着方法を説明するための図である。 図４に続く、第１実施形態の定着方法を説明するための図である。 図５に続く、第１実施形態の定着方法を説明するための図であり、（ａ）は、２次側接続ユニットと拡幅ＰＣ鋼材との圧着グリップによる固定状態を示す図であり、（ｂ）は、位置決め部材が取り付けられた状態を示す図である。 図６に続く、第１実施形態の定着方法を説明するための図であり、拡幅ＰＣ鋼材が固定された２次側接続ユニットと、１次側接続ユニットとを連結する態様を説明するための図である。 第１実施形態の拡幅用接続具によって既設ＰＣ鋼材（既設くさび定着具）と拡幅ＰＣ鋼材とが連結された状態を示す図である。 図８の例において、拡幅用接続具の周囲にカプラーシース（カバー部材）を取り付けた態様を示す図である。 第１実施形態の拡幅用接続具の変形例を示す図である。

以下、実施形態につき、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１から図１０は、第１実施形態を示す図である。図１は、本実施形態の拡幅用接続具１及び拡幅用接続具１を用いた定着方法が適用される橋梁の概略図である。図２は、拡幅領域の橋梁の概略図である。

図１及び図２に示すように、拡幅用接続具１は、既設ＰＣ構造体である橋梁の既設ＰＣ鋼材Ｓと、拡幅部分に新たに敷設される拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１とを接続し、拡幅部分において定着装置２００を介して固定される拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の緊張に伴い、既設ＰＣ鋼材Ｓを再緊張させるための接続具である。

なお、以下の説明では、床版の拡幅を一例に説明するが、例えば、拡幅によって増設される主桁にも適用することができる。また、橋梁に限らず、ＰＣ工法が適用された既設ＰＣ構造体に適用することもできる。また、各図において、Ｘ方向は、幅員方向、Ｚ方向は上下方向、Ｙ方向は、幅員方向に直交する方向である。

図３は、本実施形態の拡幅用接続具１を示し、拡幅用接続具１を上方から見た図（Ｘ－Ｙ平面視）である。拡幅用接続具１は、１次側接続ユニット１０、２次側接続ユニット２０、及び１次側接続ユニット１０と２次側接続ユニット２０とを連結する連結部材３０を含んで構成されている。

まず、既設のＰＣ床版の端部には、既設の定着装置１００が設けられ、既設ＰＣ鋼材Ｓが定着されている。既設定着装置１００は、全体が円筒形状のくさび定着具であり、支圧板１１０に当接するメス部材１０１と、メス部材１０１に挿入されるオス部材１０２を備え、メス部材１０１及びオス部材１０２によるくさび定着により、既設ＰＣ鋼材Ｓが固定されている。

１次側接続ユニット１０は、既設ＰＣ床版（既設ＰＣ構造体）から露出した既設ＰＣ鋼材Ｓの既設定着装置（くさび定着具）１００を取り囲むスリーブ部材１１と、既設定着装置１００とスリーブ部材１１との間に挿入されるウェッジ部材１２と、を備えている。

スリーブ部材１１は、既設定着装置１００が挿通可能な挿通孔１１ａと、挿通孔１１ａの周囲に延設され、連結部材３０の一端側が固定されるフランジ部１１ｂが設けられている。挿通孔１１は、内部にメス部材１０１を挿通させた状態で、ウェッジ部材１２分の隙間が確保される大きさに形成されている。また、挿通孔１１ａは、外側に向かってテーパ状に形成されており、ウェッジ部材１２とくさび嵌合する。

本実施形態では、既設定着装置１００に対して１次側接続ユニットをくさび作用により固定するので、既設定着装置１００が予め接続具との接続構造を備えていなくても、容易に接続することができるとともに、既設定着装置１００と拡幅用接続具１との強固な固定を実現することができる。

フランジ部１１ｂは、スリーブ部材１１の周囲に形成されたＹ方向に幅広のフランジであり、既設部分のコンクリート又は支圧板１１０に当接する。また、フランジ部１１ｂには、連結部材３０が締結されるボルト孔１１ｃが形成されている。ボルト孔１１ｃは、挿通孔１１ａを挟んで左右に２つ形成され、内周面はネジ溝が形成されている。

２次側接続ユニット２０は、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の一端が固定されるプレート部材であり、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１が挿通する鋼材挿通孔２１と、鋼材挿通孔２１の周囲に延設され、連結部材の他端側が固定される延設部２２とを有する。延設部２２には、ＰＣ鋼材Ｓ，Ｓ１の軸方向において、１次側接続ユニット１０のボルト孔１１ｃに対応した位置に、ボルト挿通孔２３がそれぞれ形成されている。また、後述する位置決め部材４０の固定部材４４を２次側接続ユニット２０に固定するための固定孔２４が設けられている。

拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の一端は、２次側接続ユニット２０に対して圧着グリップ２１０で固定される。圧着グリップ２１０は、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の周囲に設けられ、鋼材挿通孔２１周囲の当接面と接触しているので、２次側接続ユニット２０からの離脱が阻止される。

連結部材３０は、一端側にボルト孔１１ｃとネジ嵌合するネジ溝が形成されており、多端側は、ナット３１とネジ嵌合するネジ溝が形成されている。ボルト挿通孔２３に連結部材３０を挿通させてボルト孔１１ｃまで移動させ、ボルト孔１１ｃにネジ嵌合させると共に、ナット２３で２次側接続ユニット２０（延設部２２）に締結固定する。このように、１次側接続ユニット１０のフランジ部１１ｂと２次側接続ユニット２０の延設部２２とが連結部材３０によって連結されることで、既設ＰＣ鋼材Ｓと、拡幅部分に新たに敷設される拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１とを間接的に接続する。

１次側接続ユニット１０と２次側接続ユニット２０との間には、位置決め部材４０を設けることができる。位置決め部材４０は、既設の定着装置１００のオス部材１０２の端面に当接する押さえ部材４１と、押さえ部材４１を支持又は／及び固定するための固定部材４４とを含んで構成されている。固定部材４４は、２次側接続ユニット２０に一端が固定され、１次側接続ユニット１０（押さえ部材４１）に向かって延びる棒状の部材である。固定部材４４は、押さえ部材４１にされたボルト孔４３に挿入されると共に、２次側接続ユニット２０の固定孔２４に挿入され、押さえ部材４１を２次側接続ユニット２０に固定する。

押さえ部材４１は、既設ＰＣ鋼材Ｓの軸方向に延びる挿通部４２が形成され、内部は既設ＰＣ鋼材Ｓ及び拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１が挿通可能な大きさに形成されている。押さえ部材４１は、１次側接続ユニット１０と２次側接続ユニット２０との間において、挿通部４２の一端側に、既設の定着装置１００から突出する既設ＰＣ鋼材Ｓの端部が挿入されるとともに、挿通部４２の他端側に、２次側接続ユニット２０から突出する拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の端部が挿入されるように構成している。

押さえ部材４１の端面４１ａを、圧着グリップ２１０に当接させ、端面４１ｂがオス部材１０２の端面に当接させると、挿通部４２の内部に既設ＰＣ鋼材Ｓの端部と拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の端部とがそれぞれ両側から挿入された状態となる。このとき、押さえ部材４１が既設定着装置１００と圧着グリップ２１０との間で挟持されることになる。押さえ部材４１により、既設ＰＣ鋼材Ｓと拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１とがＸ方向（幅員方向）において同一軸上に位置決めされる。

図４から図９は、本実施形態の拡幅用接続具１を用いた定着方法を説明するための図である。図４に示すように既設ＰＣ構造体から既設定着装置１００が露出している。この状態で、図５に示すように、スリーブ部材１１を既設定着装置１００の周囲を囲むように設置し、挿通孔１１ａと既設定着装置１００との隙間にウェッジ部材１２を挿入する。１次側接続ユニット１０は、くさび嵌合によって既設定着装置１００に固定される。

一方、２次側接続ユニット２０を準備する。図６（ａ）に示すように、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の端部を鋼材挿通孔２１に挿通させ、鋼材挿通孔２１から突出している部分に圧着グリップ２１０を固定する。続いて、図６（ｂ）に示すように、押さえ部材４１の挿通部４２に圧着グリップ２１０から突出する拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の端部を挿入して端面４１ａと圧着グリップ２１０の端面とが当接した状態にセットし、固定孔２４に挿通された固定部材４４を用いて、２次側接続ユニット２０に押さえ部材４１を固定する。

図７において、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１及び位置決め部材４０が取り付けられた２次側接続ユニット２０を、既設定着装置１００に固定された１次側接続ユニット１０に押し当て、押さえ部材４１の挿通部４２の内部に、既設定着装置１００から突出している既設ＰＣ鋼材Ｓの端部を挿入させつつ、端面４１ｂを既設定着装置１００に当接させるようにセッティングする。この状態で、２つの連結部材３０それぞれを、２次側接続ユニット２０のボルト挿通孔２３に挿入して、１次側接続ユニットのボルト孔１１ｃまで移動させる。そして、ボルト孔１１ｃに連結部材３０をネジ嵌合で固定すると共に、ナット２３で２次側接続ユニット２０（延設部２２）に締結固定する。

図８は、拡幅用接続具１によって既設ＰＣ鋼材Ｓ（既設定着装置１００）と拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１とが連結された状態を示す図である。また、図９は、図８の例において、拡幅用接続具１の周囲にカプラーシース（カバー部材）を取り付けた態様を示す図である。カプラーシース内にグラウドを充填し、その後、Ｚ方向上面側及び下面側に鉄筋を配置して、根クリードの打設作業を行う。拡幅部分のコンクリート打設後に、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の他端に設けられた定着装置２００を介して拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１に緊張力を付与することで、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の緊張と共に既設ＰＣ鋼材Ｓの再緊張を行うことができる。

このように本実施形態の定着方法は、以下の工程を含む。
Ａ）既設ＰＣ構造体から露出した既設ＰＣ鋼材Ｓのくさび定着具（既設定着装置１００）を取り囲むようにスリーブ部材１１を設置し、くさび定着具とスリーブ部材１１との間にウェッジ部材１２を挿入する工程（１次側接続ユニットの固定作業）、
Ｂ）拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の一端が固定された接続プレート（２次側接続ユニット２０）を、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１と既設ＰＣ鋼材Ｓとが同一軸上となるように配置する工程、
Ｃ）スリーブ部材１１と接続プレートとを連結部材３０で連結する工程、
Ｄ）拡幅部分のコンクリート打設後に、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の他端に設けられた定着装置２００（メス部材２０１，オス部材２０２）を介して拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１を引っ張り、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１及び既設ＰＣ鋼材Ｓに緊張力を付与する工程。

本実施形態の定着方法は、予め接続具との接続構造を備えていない既設ＰＣ構造体の拡幅に伴う定着作業の効率を向上させることができる。すなわち、接続具との接続構造を備えていない既設ＰＣ構造体の既設定着装置１００に対し、既設ＰＣ鋼材Ｓに付与された緊張力を緩めるなどの作業を含む交換作業を行うことなく接続具を設置し、拡幅部分の緊張力付与と共に既設ＰＣ鋼材Ｓの再緊張を円滑に行うことができる。

なお、本実施形態の拡幅用接続具１は、位置決め部材４０を省略することが可能である。つまり、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の一端が固定された２次側接続ユニット２０を、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１と既設ＰＣ鋼材Ｓとが同一軸上となるように配置し、両者を連結部材３０で連結固定することで、位置決め部材４０を適用しなくても、同一軸上に位置決めすることができる。

図１０は、拡幅用接続具の変形例を示す図である。上記説明では、２次側接続ユニット２０において、拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１の一端が、圧着グリップ２１０で固定されているが、図１０に示すように、くさび定着具（２次側くさび定着具）２２０を用いて固定することもできる。この場合、位置決め部材４０は、挿通部４２の他端側にくさび定着具２２０から突出する拡幅ＰＣ鋼材Ｓ１が挿入されるとともに、挿通部の他端側において、くさび定着具２２０（メス部材２２１に挿入されるオス部材２２２）と端面４１ａとが当接し、既設定着装置１００とくさび定着具２２０との間で挟持される。

１ 拡幅用接続具
１０ １次側接続ユニット
１１ スリーブ部材
１１ａ 挿通孔
１１ｂ フランジ部
１１ｃ ボルト孔
１２ ウェッジ部材
２０ ２次側接続ユニット
２１ 鋼材挿通孔
２２ 延設部
２３ ボルト挿通孔
２４ 固定孔
３０ 連結部材
３１ ナット
４０ 位置決め部材
４１ 押さえ部材
４１ａ，４１ｂ 端面
４２ 挿通部
４３ ボルト孔
４４ 固定部材
１００ 既設定着装置
１０１ メス部材
１０２ オス部材
１１０ 支圧板
２００ 定着装置（拡幅領域）
２０１ メス部材
２０２ オス部材
２１０ 圧着グリップ
２２０ くさび定着具
２２１ メス部材
２２２ オス部材
Ｓ 既設ＰＣ鋼材
Ｓ１ 拡幅ＰＣ鋼材

Claims (7)

1. 既設ＰＣ構造体の既設ＰＣ鋼材と拡幅部分に敷設される拡幅ＰＣ鋼材とにそれぞれ接続し、拡幅部分において定着固定される前記拡幅ＰＣ鋼材の緊張に伴って前記既設ＰＣ鋼材を再緊張させるための拡幅用接続具であって、
   既設ＰＣ構造体から露出した前記既設ＰＣ鋼材のくさび定着具を取り囲むスリーブ部材と、前記くさび定着具と前記スリーブ部材との間に挿入されるウェッジ部材とを有する１次側接続ユニットと、
   前記拡幅ＰＣ鋼材の一端が固定される２次側接続ユニットと、
   前記１次側接続ユニットと前記２次側接続ユニットとを連結する連結部材と、
   を有することを特徴とする拡幅用接続具。
2. 前記スリーブ部材は、既設のくさび定着具が挿通する挿通孔と、前記挿通孔の周囲に延設され、前記連結部材の一端側が固定されるフランジ部とを備え、
   前記２次側接続ユニットは、前記拡幅ＰＣ鋼材が挿通する鋼材挿通孔と、前記鋼材挿通孔の周囲に延設され、前記連結部材の他端側が固定される延設部とを備え、
   前記フランジ部と前記延設部とが前記連結部材によって連結されることを特徴とする請求項１に記載の拡幅用接続具。
3. 既設のくさび定着具に当接するとともに、前記既設ＰＣ鋼材の軸方向に延びる挿通部が形成された位置決め部材をさらに備え、
   前記位置決め部材は、前記１次側接続ユニットと前記２次側接続ユニットの間に配置され、前記挿通部の一端側に既設のくさび定着具から突出する前記既設ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、前記挿通部の他端側に前記２次側接続ユニットから突出する前記拡幅ＰＣ鋼材が挿入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡幅用接続具。
4. 前記拡幅ＰＣ鋼材の一端は、前記２次側接続ユニットに対して圧着グリップで固定されており、
   前記位置決め部材は、前記挿通部の他端側に前記圧着グリップから突出する前記拡幅ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、前記挿通部の他端側において前記圧着グリップと当接し、既設のくさび定着具と前記圧着グリップとの間で挟まれていることを特徴とする請求項３に記載の拡幅用接続具。
5. 前記拡幅ＰＣ鋼材の一端は、前記２次側接続ユニットに対して２次側くさび定着具で固定されており、
   前記位置決め部材は、前記挿通部の他端側に前記２次側くさび定着具から突出する前記拡幅ＰＣ鋼材が挿入されるとともに、前記挿通部の他端側において前記２次側くさび定着具と当接し、既設のくさび定着具と前記２次側くさび定着具との間で挟まれていることを特徴とする請求項３に記載の拡幅用接続具。
6. 前記位置決め部材は、前記２次側接続ユニットに一端が固定され、前記１次側接続ユニットに向かって延びる固定部材と連結されることを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の拡幅用接続具。
7. 既設ＰＣ構造体の既設ＰＣ鋼材と拡幅部分に敷設される拡幅ＰＣ鋼材とにそれぞれ接続し、拡幅部分において定着固定される前記拡幅ＰＣ鋼材の緊張に伴って前記既設ＰＣ鋼材を再緊張させる定着方法であって、
   既設ＰＣ構造体から露出した前記既設ＰＣ鋼材のくさび定着具を取り囲むようにスリーブ部材を設置し、前記くさび定着具と前記スリーブ部材との間にウェッジ部材を挿入する第１工程と、
   前記拡幅ＰＣ鋼材の一端が固定された接続プレートを、前記拡幅ＰＣ鋼材と前記既設ＰＣ鋼材とが同一軸上となるように配置する第２工程と、
   前記スリーブ部材と前記接続プレートとを連結部材で連結する第３工程と、
   拡幅部分のコンクリート打設後に、前記拡幅ＰＣ鋼材の他端に設けられた定着装置を介して前記拡幅ＰＣ鋼材に緊張力を付与する第４工程と、
   を含むことを特徴とする緊張材の定着方法。
   

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