JP7426186B1

JP7426186B1 - プレストレス導入ユニット

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Publication number: JP7426186B1
Application number: JP2022178431A
Authority: JP
Inventors: 和宏内藤; 悟鹿子生; 寿生伊藤; 浩一田中; 一成佐々木
Original assignee: Neturen Co Ltd; Obayashi Corp
Current assignee: Neturen Co Ltd; Obayashi Corp
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2042-11-07
Also published as: JP2024067970A

Abstract

【課題】反力体における反力解放をスムーズに行うことが可能なプレストレス導入ユニットを提供する。【解決手段】本発明に係るプレストレス導入ユニット１は、ＰＣ鋼棒２と定着板３ａ，３ｂと筒状反力部材４ａ，４ｂと反力解放機構５とを備える。反力解放機構５は、楔状部材２０１と、該楔状部材を挟み込む反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂと、それらを側方から挟み込む挟み込み部材１２，１３と、該挟み込み部材を相互に連結する２組のボルト１４及びナット１５とを備える。ボルト１４、ナット１５及び挟み込み部材１２，１３は、各ナット１５を緩み方向に回すことで、材軸１０に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の全体寸法が短くなるように該楔状部材を相対移動させるようになっている。【選択図】図２

Description

本発明は、プレストレストコンクリートを構築する際に用いられるプレストレス導入ユニットに関する。

プレストレストコンクリート（ＰＣ）は、プレストレスの導入時期によって、プレテンション方式とポストテンション方式とに大別されるが、プレテンション方式は、緊張材が取り付けられた反力台から反力をとる形で該緊張材に引張力を導入し、この状態でコンクリートを打設した後、コンクリートの強度発現を待って緊張材を反力台から取り外すといった手順になるため、基本的には、工場でプレキャストコンクリート（ＰＣａ）部材を製作する際に採用される。

一方、ポストテンション方式は、緊張材をコンクリート内に自由に配置することができるので、さまざまな形状の場所打ちコンクリートに対して容易にかつ大きなプレストレスを導入することが可能であり、橋梁工事等の現場で数多く採用されているが、鉄筋工事と錯綜しながらのシースの配置に時間を要する、油圧ジャッキを据え付けるためのスペースや足場が必要になるといった点が、工期やコストの面で不利になる場合がある。

かかる状況下、予め緊張材に引張力が導入されてなるユニットを、その引張力が保持されたまま現場に搬入設置し、コンクリート打設後、該コンクリートの強度発現を待って引張力を解放することにより、コンクリートにプレストレスを導入する工法が開発されており、該工法によれば、橋梁工事等の現場でプレテンション方式を採用することが可能となる。

上記プレストレス導入ユニットには、中空材からなる緊張材の内部に挿通された反力材を利用して緊張材に引張力を導入し、打設コンクリートが硬化した後、緊張材周面での付着を介してコンクリートにプレストレスを導入する形式のほか、中空材からなる反力体を利用してその内部に挿通された緊張材に引張力を導入し、打設コンクリートが硬化した後、緊張材の端部に取り付けられた定着具での支圧を介してコンクリートにプレストレスを導入する形式のものも知られており、後者の例としては、中空材からなる２つの反力体をそれらの材軸が共通の軸線上に沿うように並置し、それらが向かい合う位置で離間方向に押し拡げることで緊張材に引張力を導入するとともに、逆方向に緩めることで該引張力を解放してコンクリートにプレストレスを導入するように構成されたものが特許文献１に開示されている。

特開２００５－３２５５１８号公報特開２０２０－１４７９１３号公報

特許文献１記載のプレストレス導入ユニット１においては、ＰＣ鋼棒２が緊張材に、反力鞘管５，６が２つの反力体にそれぞれ相当するが、同ユニットの場合、反力台１０，１０から反力をとりつつ、ＰＣ鋼棒２に引張力を発生させる一方、反力鞘管６に螺合した特殊ナット７を回してその先端に形成された押圧フランジ部７ｂを反力鞘管５の端面に当接させることで、反力台１０，１０で支持していた反力を圧縮力として反力鞘管５，６で受け替えるという手順になる。

しかしながら、ＰＣ鋼棒２に導入された引張力を解放すべく、特殊ナット７を回す際、押圧フランジ部７ｂと反力鞘管５の端面との間に大きな摩擦力が生じているために、現場での解放操作が困難になる場合があるという問題を生じていた。

ちなみに、特許文献２には、特許文献１の課題を解決する発明が開示されているが、引張力を解放するための技術思想は、本願発明とは本質的に異なる。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、反力体に生じている反力をスムーズに解放することが可能なプレストレス導入ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプレストレス導入ユニットは請求項１に記載したように、ＰＣ鋼材と、該ＰＣ鋼材の各端近傍に取り付けられた一対の定着部材と、前記ＰＣ鋼材に引張力を導入するための反力が前記各定着部材又は前記ＰＣ鋼材の各端近傍に伝達されるようにかつ前記ＰＣ鋼材が挿通される形で該ＰＣ鋼材と同軸に配置された一対の筒状反力部材と、該一対の筒状反力部材に生じている反力を、それらの対向端部を接近させることで解放することができるようになっている反力解放機構とを備えるとともに、該反力解放機構を、前記ＰＣ鋼材が挿通自在でかつ前記各対向端部が一方の側にそれぞれ接合できるようになっており他方の側に前記ＰＣ鋼材の材軸に直交する面に対して傾きを有する反力伝達側傾斜面がそれぞれ形成されてなる一対の反力伝達部材と、該各反力伝達側傾斜面に当接する楔側傾斜面が背中合わせに形成され前記ＰＣ鋼材を貫通させるための貫通開口が形成されてなる楔状部材と、前記材軸の直交方向に沿った前記一対の反力伝達部材に対する前記楔状部材の相対移動量を調整自在な相対移動量調整手段とで構成してなり、前記楔状部材は、前記各対向端部からの圧縮力が前記各反力伝達側傾斜面を介して前記一対の反力伝達部材からそれぞれ伝達されるようになっているとともに、前記各楔側傾斜面が前記各反力伝達側傾斜面を摺動する形で相対移動する際、それらの相対移動が拘束されることがないように前記貫通開口を切り欠き状又は長孔状に形成してあるものである。

また、本発明に係るプレストレス導入ユニットは、前記各反力伝達部材の一方の側に前記各対向端部が嵌合される嵌合凹部を設けたものである。

また、本発明に係るプレストレス導入ユニットは、前記相対移動量調整手段を、前記一対の反力伝達部材及び前記楔状部材を前記材軸の側方から挟み込む一対の挟み込み部材と該一対の挟み込み部材を相互に連結する連結機構とで構成したものである。

本発明に係るプレストレス導入ユニットにおいては、従来技術と同様、一対からなる筒状反力部材の対向端部を接近させることにより、ＰＣ鋼材に導入されるべき引張力の反力として該一対の筒状反力部材に生じていた圧縮力を解放するようになっているが、本発明の反力解放機構は、反力伝達側傾斜面がそれぞれ形成されてなる一対の反力伝達部材と、該各反力伝達側傾斜面に当接する楔側傾斜面が背中合わせに形成されＰＣ鋼材を貫通させるための貫通開口が形成されてなる楔状部材と、上記材軸の直交方向に沿った一対の反力伝達部材に対する楔状部材の相対移動量を調整自在な相対移動量調整手段とで構成してある。

かかる構成においてコンクリートにプレストレスを導入する際には、ＰＣ鋼材に引張力が導入された上述のプレストレス導入ユニットをコンクリート打設領域に配置し、次いで、反力解放機構の周囲にコンクリートが充填されないよう留意しつつ、該コンクリート打設領域にコンクリートを打設して強度発現を待ち、しかる後、相対移動量調整手段を用いて上記材軸に沿った一対の反力伝達部材及びそれに挟み込まれた楔状部材の全体寸法が短くなるように該楔状部材を一対の反力伝達部材に対して相対移動させる。

このようにすると、上記全体寸法が短くなった分、一対の筒状反力部材の対向端部が接近し、該各筒状反力部材に生じていた圧縮力が消失するとともに、該圧縮力の消失に伴って、ＰＣ鋼材に導入されていた引張力は、一対の定着部材を介して周囲のコンクリートに圧縮力として伝達され、該コンクリートは、プレストレストコンクリートとして機能する。

ここで、従来においては、一対の筒状反力部材に生じている圧縮力を、それらが作用し合うナットなどの機械部品の当接面で解放操作していたので、圧縮力によって機械部品の当接面に生じる摩擦力が過大になって解放操作が困難になる場合があったが、本発明においては、圧縮力のかなりの部分を反力伝達部材の反力伝達側傾斜面と楔状部材の楔側傾斜面とで支持させながら、その傾斜角度に応じた分力を相対移動量調整手段で支持しつつ、該相対移動量調整手段で楔状部材の相対移動量を調整することにより圧縮力の解放を行う。

すなわち、本発明に係るプレストレス導入ユニットにおいて、一対の筒状反力部材に生じている圧縮力を解放する動作は、その圧縮力が直接作用し合う部位ではなく、反力伝達部材の反力伝達側傾斜面と楔状部材の楔側傾斜面とによって生じる分力が作用する部位で行われるものであって、かかる構成によれば、従来のように、機械部品の当接面に生じる摩擦力が過大になって解放操作が困難になるという懸念がなくなる。

また、ＰＣ鋼材の材軸直交方向に沿って相対移動する楔状部材は、筒状反力部材と当接していないため、その相対移動に伴って筒状反力部材が引きずられるように材軸直交方向に動いてＰＣ鋼材に接触する懸念がなくなり、かくして筒状反力部材に生じている反力の解放、ひいてはＰＣ鋼材に導入された引張力の解放操作をスムーズに行うことが可能となる。

楔状部材に背中合わせとなるように設けられるべき楔側傾斜面は、該楔状部材を挟み込んでいる各反力伝達部材の反力伝達側傾斜面にそれぞれ当接した状態で、該楔状部材が材軸直交方向に相対移動できる限り、任意の傾斜角度で形成し得るものであって、材軸に直交する面に対して対称となるように形成される必要はないが、これを対称となるように形成する構成が典型例となる。

反力伝達部材のうち、一方の側、すなわち反力伝達側傾斜面と反対の側では、一対の筒状反力部材の対向端部がそれぞれ接合されるが、ここでいう接合とは、筒状反力部材から反力伝達部材へとスムーズに荷重伝達が行われれば足りる程度のものであって、必ずしも機械的連結が必要になるものではない。

ここで、一対の筒状反力部材の各対向端部が嵌合される嵌合凹部を各反力伝達部材の一方の側に設けた構成としたならば、筒状反力部材と反力伝達部材との位置あわせが容易になってＰＣ鋼材に引張力を導入する際の作業性が向上するとともに、不測の事態によって両者の接合が外れてしまう事態も未然に回避することができる。

相対移動量調整手段は、上記材軸に沿った一対の反力伝達部材及び楔状部材の全体寸法が短くなるように該楔状部材を一対の反力伝達部材に対して相対移動させることにより、一対の筒状反力部材の対向端部を接近させることができるのであれば、その具体的構成は任意であるが、一対の反力伝達部材及び楔状部材を材軸の側方から挟み込む一対の挟み込み部材と該一対の挟み込み部材を相互に連結する連結機構とで構成する場合が典型例となる。

かかる構成においては、連結機構を例えばボルト及びナットで構成した場合だと、一対の挟み込み部材が互いに離れるようにナットを緩めることにより、上記全体寸法が短くなるように該楔状部材を相対移動させることができる。

本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１をＰＣ鋼棒２に引張力が導入された状態で示した側面図。プレストレス導入ユニット１の分解斜視図。プレストレス導入ユニット１を構成する反力解放機構５の分解斜視図。プレストレス導入ユニット１の作用を示した図であり、(a)は、ＰＣ鋼棒２の引張力の反力となる圧縮力が筒状反力部材４ａ，４ｂに生じている状態の詳細側面図、(b)は同じく詳細斜視図、(c)は上記圧縮力が解放される際の詳細側面図、(b)は同じく詳細斜視図。プレストレス導入ユニット１をＰＣ鋼棒２に引張力が導入される前の状態で示した側面図。プレストレス導入ユニット１を用いて、コンクリートにプレストレスを導入する様子を示した側面図。プレストレス導入ユニット１を用いてプレキャストコンクリート部材を相互に連結する場合において、その適用対象となる橋梁の床版を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＡ－Ａ線方向から見た矢視図。プレストレス導入ユニット１を用いて橋梁の床版を架け替える様子を示した図。引き続き橋梁の床版を架け替える様子を示した図であって、(a)は後打ちコンクリート打設を行う前、(b)は打設後の様子を示した平面図。引き続き橋梁の床版を架け替える様子を示した図であって、筒状反力部材４ａ，４ｂの圧縮力（ＰＣ鋼棒２の引張力による反力）が解放されたことによってプレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂが互いに連結される様子を示した平面図。プレストレス導入ユニット１の作用を示した説明図。変形例に係る反力伝達部材２１１ａ，２１１ｂを示した分解斜視図。

以下、本発明に係るプレストレス導入ユニットの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本実施形態に係るプレストレス導入ユニットを示した図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１は、ＰＣ鋼材としてのＰＣ鋼棒２と、該ＰＣ鋼棒の各端近傍に取り付けられた一対の定着部材としての定着板３ａ，３ｂと、一対の筒状反力部材４ａ，４ｂと、反力解放機構５とを備える。

ここで、ＰＣ鋼棒２に引張力が導入されその反力として筒状反力部材４ａ，４ｂにそれぞれ圧縮力が発生している状態においては、図１に示すように、ＰＣ鋼棒２は、全長がＬ_ｐとなり、筒状反力部材４ａ，４ｂはそれぞれ全長がＬ_ｒとなる。

定着板３ａ，３ｂはそれぞれ円形状をなし、ＰＣ鋼棒２に予め導入された引張力を、定着板３ａ，３ｂの対向面を介して支圧力としてコンクリートに伝達することにより、該コンクリートにプレストレスを導入できるようになっている。

ここで、定着板３ｂは、溶着、係着、螺着等によってＰＣ鋼棒２の一端に固定してあるが、定着板３ａについては、該定着板に設けられた挿通孔３１にＰＣ鋼棒２を挿通できるようになっており、ＰＣ鋼棒２の他端に設けられた雄ネジ３２に定着ナット３３を螺合することにより、ＰＣ鋼棒２への取付け位置を調整できるようになっている。

図２でよくわかるように、筒状反力部材４ａ，４ｂはそれぞれ中空円筒部材で構成してあり、ＰＣ鋼棒２に引張力を導入するための反力である圧縮力が、互いに反対側となる端部７ａ，７ｂを介して定着板３ａ，３ｂの対向面にそれぞれ伝達されるように、かつＰＣ鋼棒２が挿通される形で該ＰＣ鋼棒と同軸に配置してある。

反力解放機構５は、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂを接近させることにより、該筒状反力部材に生じていた圧縮力を解放できるようになっており、図３でよくわかるように、一対の反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂと、それらに挟み込まれる楔状部材２０１と、該一対の反力伝達部材及び楔状部材をＰＣ鋼棒２の材軸１０の側方から挟み込む一対の挟み込み部材１２，１３と、該挟み込み部材を相互に連結する連結機構としての２組のボルト１４及びナット１５とで構成してある。

楔状部材２０１は、ＰＣ鋼棒２の材軸１０に直交する面に対して傾きを有する楔側傾斜面２０６，２０６を背中合わせに形成してあるとともに、ＰＣ鋼棒２を貫通させるための貫通開口２０７を形成してなり、楔側傾斜面２０６，２０６は、本実施形態では、材軸１０に直交する面に対して対称となるように形成してある。

反力伝達部材２０２ａは、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂのうち、端部８ａが嵌合される嵌合凹部２０５ａを一方の側に形成することで、該一方の側に端部８ａを接合できるように構成してあるとともに、他方の側には、楔状部材２０１の楔側傾斜面２０６に当接するように反力伝達側傾斜面２０３ａを形成してある。

同様に、反力伝達部材２０２ｂは、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂのうち、端部８ｂが嵌合される嵌合凹部２０５ｂを一方の側に形成することで、該一方の側に端部８ｂを接合できるように構成してあるとともに、他方の側には、楔状部材２０１の楔側傾斜面２０６に当接するように該楔側傾斜面と同一の傾斜角度を有する反力伝達側傾斜面２０３ｂを形成してある。

楔状部材２０１は、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂのうち、端部８ａからの圧縮力が、反力伝達部材２０２ａから反力伝達側傾斜面２０３ａ及び楔側傾斜面２０６を介して伝達され、端部８ｂからの圧縮力が、反力伝達部材２０２ｂから反力伝達側傾斜面２０３ｂ及び楔側傾斜面２０６を介して伝達されるようになっているとともに、楔側傾斜面２０６，２０６が反力伝達側傾斜面２０３ａ，２０３ｂをそれぞれ摺動する形で、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに対し相対移動する際、それらの相対移動が拘束されることがないように貫通開口２０７を切り欠き状に形成してある。

なお、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂについても、ＰＣ鋼棒２を貫通させるための貫通開口２０４ａ，２０４ｂをそれぞれ形成してあり、本実施形態では、貫通開口２０７と同様に切り欠き状に形成してある。

反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの反力伝達側傾斜面２０３ａ，２０３ｂや楔状部材２０１の楔側傾斜面２０６，２０６は、できるだけ摩擦が生じないように、例えば耐荷重に優れた潤滑剤を塗布する、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などを被覆するといった措置を講じておくのが望ましい。

挟み込み部材１２，１３はそれぞれ直方体状をなすとともに、それらの対向内面に溝状凹部２０，２２をそれぞれ形成してあり、該溝状凹部に反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の周面が当接する形でそれらの一部が嵌合されるようになっているとともに、挟み込み部材１２には溝状凹部２０を挟む位置にボルト孔２１，２１が、挟み込み部材１３には溝状凹部２２を挟む位置にボルト孔２３，２３がそれぞれ設けてあり、２組のボルト孔２１，２３にボルト１４をそれぞれ挿通して該各ボルトの先端にナット１５を螺合するようになっている。

連結機構であるボルト１４、ナット１５及び挟み込み部材１２，１３は図４でよくわかるように、材軸１０に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の全体寸法がＬ_ｗの状態（図４(a),(b)の状態）から、各ボルト１４を緩み方向に回すことにより、全体寸法がＬ_ｗ´の状態（図４(c),(d)の状態）へと短くなるように、該楔状部材を反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに対して相対移動させるようになっており、かかるボルト１４及びナット１５並びに挟み込み部材１２，１３は、ＰＣ鋼棒２の材軸１０の直交方向に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに対する楔状部材２０１の相対移動量を調整する相対移動量調整手段として機能する。

本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１においてＰＣ鋼棒２に引張力を導入するには、まず、楔側傾斜面２０６，２０６の一方と反力伝達側傾斜面２０３ａ、他方と反力伝達側傾斜面２０３ｂとをそれぞれ当接させる形で一対の反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの間に楔状部材２０１を挟み込み、かかる状態でそれらを挟み込み部材１２，１３で挟み込んでボルト１４とナット１５で連結することにより、反力解放機構５を先行して組み立てる。

なお、ＰＣ鋼棒２は、引張力導入後は、図１で説明したように全長がＬ_ｐに伸長するが、引張力導入前においては図５に示すように、Ｌ_ｐ´（＜Ｌ_ｐ）であり、筒状反力部材４ａ，４ｂは、引張力導入後は全長がＬ_ｒに収縮するが、圧縮力発生前においてはそれぞれＬ_ｒ´（＞Ｌ_ｒ）である。

次に、図２で説明したように、一端に定着板３ｂが取り付けられたＰＣ鋼棒２を、筒状反力部材４ｂ、反力解放機構５、筒状反力部材４ａに順次挿通するとともに、該ＰＣ鋼棒の先端に設けられた雄ネジ３２を定着板３ａの挿通孔３１に挿通し、該雄ネジにナット３３を仮配置する。

かかる作業においては、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂを、それぞれ反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの嵌合凹部２０５ａ，２０５ｂに嵌め込むことで、該筒状反力部材を反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに位置合わせすることができるので、効率のよい組立が可能となる。

次に、定着板３ａから反力をとる形でＰＣ鋼棒２に引張力を載荷する。

引張力載荷にあたっては、チェアと呼ばれる反力架台を介在させつつ、雄ネジ３２に引張力導入用ロッドをカプラーで連結し（いずれも図示せず）、その引張力導入用ロッドに引張力を載荷することで、定着板３ａに均等な反力が作用するようにするのが望ましい。

所定の引張力がＰＣ鋼棒２に載荷されたならば、ナット３３を締め込むことで、定着板３ａを筒状反力部材４ａの端部７ａに押し付ける形で該筒状反力部材に固定し、しかる後、反力架台、引張力導入用ロッド及びカプラーを撤去する。

このようにすると、ＰＣ鋼棒２の引張力は、筒状反力部材４ａ，４ｂ及び反力解放機構５に発生した反力としての圧縮力と釣り合い、かくしてＰＣ鋼棒２に引張力が導入される。なお、この圧縮力は、反力解放機構５においては、楔状部材２０１の幅広側（図４では上側）が挟み込み部材１３に当接し、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの幅広側（図４では下側）が挟み込み部材１２に当接することで、該挟み込み部材を介して、ボルト１４及びナット１５で支持される。

一方、コンクリートにプレストレスを導入する際には、ＰＣ鋼棒２に引張力が導入された上述のプレストレス導入ユニット１をコンクリート打設領域に配置し、次いで、図６に示すように、反力解放機構５の周囲にコンクリートが充填されないよう留意しつつ、コンクリート打設領域にコンクリート５１を打設して強度発現を待ち、しかる後、ナット１５を緩めて挟み込み部材１２，１３の連結距離を拡げることにより、材軸１０に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の全体寸法が短くなるように該楔状部材を該反力伝達部材に対して相対移動させる。

このようにすると、上述した全体寸法が短くなった分、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂが接近し、該各筒状反力部材に生じていた圧縮力が消失するとともに、該圧縮力の消失に伴って、ＰＣ鋼棒２に導入されていた引張力は同図に示すように、定着板３ａ，３ｂを介して周囲のコンクリートに圧縮力として伝達され、該コンクリートは、プレストレストコンクリートとして機能する。

次に、プレストレス導入ユニット１を用いてプレキャストコンクリート部材を相互に連結する方法を、橋梁の床版架替えに適用する場合について説明する。

図７は、対象となる橋梁の床版１０１を示した平面図及びＡ－Ａ線方向から見た矢視図である。

同図に示すように、床版１０１は、矩形状のプレキャストコンクリート部材１０３ａ´，１０３ｂ´を橋軸直交方向に互いに並置する形で橋梁の主桁１０２に架け渡してあるとともに、これらを橋軸方向に沿って列状に敷設して構成してある。

プレキャストコンクリート部材１０３ａ´，１０３ｂ´を架け替えるには、既に説明したように、まず、プレストレス導入ユニット１を構成するＰＣ鋼棒２への引張力導入を工場等で行う。

次に、架け替えられるべきあらたなプレキャストコンクリート部材１０３ａを、該プレキャストコンクリート部材にＰＣ鋼棒２への引張力が導入されたプレストレス導入ユニット１の定着板３ａが埋設され定着板３ｂが突出するように製作する。

一方、架け替えられるべきあらたなプレキャストコンクリート部材１０３ｂを、プレストレス導入ユニット１への引張力導入とは別工程で、後述する切り欠きが形成されるように製作する。

次に、プレストレス導入ユニット１が先付けされたプレキャストコンクリート部材１０３ａと、切り欠きが形成されたプレキャストコンクリート部材１０３ｂとを、施工現場である橋梁の床版架替え現場に搬入する。

橋梁の床版架替えは、例えば片側二車線の場合、そのうちの一車線のみ通行止めとし、残りの一車線の通行を開放するようにすれば、全面通行止めを回避して道路渋滞を避けることができるので、これを例とすると、まず、図８(a)に示すように、架替え対象となる既存のプレキャストコンクリート部材１０３ａ´，１０３ｂ´のうち、まずはプレキャストコンクリート部材１０３ｂ´だけを撤去し、次いで、同図(b)に示すように、その撤去箇所に切り欠き１１４が形成されたプレキャストコンクリート部材１０３ｂを設置する。

次に、同図(c)に示すように既存のプレキャストコンクリート部材１０３ａ´を撤去した後、同図(d)に示すように、その撤去箇所にプレストレス導入ユニット１が先付けされたプレキャストコンクリート部材１０３ａを設置する。

プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂを設置するにあたっては、図９(a)に示す通り、プレキャストコンクリート部材１０３ｂの切り欠き１１４内に定着板３ｂが位置決めされるよう、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂを並置する。

次に、同図(b)に示すように、切り欠き１１４内にコンクリートを打設するとともに、反力解放機構５を操作するための作業領域１３１を除いて、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂの対向面１１５ａ，１１５ｂに拡がる空間にコンクリートを打設する。

このようにすると、切り欠き１１４には、プレキャストコンクリート部材１０３ｂと連続一体化する形で引張力伝達部１１３が設けられるとともに、該引張力伝達部には、定着板３ｂが埋設される。

また、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂの対向面１１５ａ，１１５ｂに拡がる空間には、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂと連続一体化する形で接合部１１６が設けられる。

なお、プレキャストコンクリート部材１０３ｂに配筋された鉄筋（図示せず）を該プレキャストコンクリート部材から切り欠き１１４に適宜突出させることにより、プレキャストコンクリート部材１０３ｂと引張力伝達部１１３との連続一体化を高めるようにしておくとともに、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂに配筋された鉄筋（図示せず）を該各プレキャストコンクリート部材から対向面１１５ａ，１１５ｂに拡がる空間に適宜突出させることにより、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂと接合部１１６との連続一体化を高めるようにしておくのが望ましい。

次に、引張力伝達部１１３や接合部１１６のコンクリート強度が発現した後、既に説明したように、プレストレス導入ユニット１を構成する筒状反力部材４ａ，４ｂの圧縮力を解放する。

このようにすると、筒状反力部材４ａ，４ｂに生じていた圧縮力の解放に伴い、それを反力としていたＰＣ鋼棒２の引張力は、図１０に示すように、定着板３ｂ，３ａにおける支圧を介して周辺コンクリートにおける圧縮力とバランスするとともに、該コンクリートの圧縮力は、プレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂの対向面１１５ａ，１１５ｂから受ける圧縮反力でそれぞれバランスし、かくして、２つのプレキャストコンクリート部材１０３ａ，１０３ｂは、接合部１１６を介してそれらの対向面１１５ａ，１１５ｂに互いに作用する圧縮力を反力としたＰＣ鋼棒２の引張力によって互いに引き寄せられ連結される。

箱抜きされた作業領域１３１については、引張力解放後、コンクリートやモルタルを適宜充填すればよい。

以上説明したように、本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１によれば、コンクリートに埋設された状態で、材軸１０に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の全体寸法が短くなるように、該楔状部材を反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに対して相対移動させることで筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂを接近させるようにしたので、機械部品の当接面における摩擦力が過大になることに起因して圧縮力の発生操作やその解放操作が困難になるという事態を回避しつつ、コンクリートにプレストレスを導入することが可能となり、特に、橋梁工事等の施工現場においてプレテンション方式のプレストレス導入を効率的に行うことが可能となる。

すなわち、従来においては、圧縮力が作用し合うナットなどの機械部品の当接面でその発生操作や解放操作を行っていたので、その圧縮力によって機械部品の当接面に生じる摩擦力が過大になって各操作が困難になる場合があった。

それに対し、本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１において筒状反力部材４ａ，４ｂに生じていた圧縮力を解放すべく、材軸１０に沿った反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の全体寸法が短くなるようにそれらを相対移動させる際には、図１１に示すように、楔状部材２０１の楔側傾斜面２０６，２０６と反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの反力伝達側傾斜面２０３ａ，２０３ｂとの摩擦を無視すると、筒状反力部材４ａ，４ｂからの圧縮力Ｐ，Ｐのうち、楔側傾斜面２０６，２０６に垂直に作用する２つの分力Ｐ１と釣り合う荷重を楔状部材２０１に反力Ｒとして作用させればよい。

すなわち、楔状部材２０１の相対移動を支持するのに必要な反力Ｒは、
Ｒ＝２Ｐｃｏｓθｓｉｎθ （１）
となる。θは、ＰＣ鋼棒２の材軸１０に直交する面に対する楔側傾斜面２０６，２０６と反力伝達側傾斜面２０３ａ，２０３ｂの傾きである。

ここで、ｔａｎθ＝３／１０の場合には、
Ｒ＝０．５５Ｐ（２）
となり、二組のボルト１４及びナット１５が負担すべき荷重は、筒状反力部材４ａからの圧縮力Ｐの５５％で足りることがわかる。

このように、プレストレス導入ユニット１によれば、筒状反力部材４ａ，４ｂに生じている圧縮力の解放操作を、従来よりも大幅に小さい作用荷重下で行うことが可能となり、施工現場での解放（コンクリートへのプレストレス導入）を効率よくかつ確実に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るプレストレス導入ユニット１によれば、反力解放機構５を、一対の反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂと、それらに挟み込まれる楔状部材２０１と、該一対の反力伝達部材及び楔状部材をＰＣ鋼棒２の材軸１０の側方から挟み込む一対の挟み込み部材１２，１３と、該挟み込み部材を相互に連結する連結機構としての２組のボルト１４及びナット１５とで構成したので、ＰＣ鋼棒２や筒状反力部材４ａ，４ｂに対し材軸１０の直交方向に沿って相対移動するのは楔状部材２０１のみとなる。

したがって、解放操作の際、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに引きずられるようにして筒状反力部材４ａ，４ｂが材軸１０の直交方向にずれてＰＣ鋼棒２に接触する懸念がなくなり、かくして筒状反力部材４ａ，４ｂに生じている反力の解放、ひいてはＰＣ鋼棒２に導入された引張力の解放操作をスムーズに行うことが可能となる。

本実施形態では、楔状部材２０１の貫通開口２０７を切り欠き状としたが、該楔状部材の相対移動に問題がないのであれば、これらを長孔状としてもかまわない。

また、本実施形態では、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂの貫通開口２０４ａ，２０４ｂを楔状部材２０１の貫通開口２０７と同様に切り欠き状としたが、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂがＰＣ鋼棒２の材軸１０に対してその直交方向に相対移動することはないので、プレストレス導入ユニット１の組立に支障がないのであれば、貫通開口２０４ａ，２０４ｂを単なる円孔としてもかまわない。

また、本実施形態では、反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに嵌合凹部２０５ａ，２０５ｂをそれぞれ設け、該各嵌合凹部に筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂを嵌め込むように構成することで、該筒状反力部材を反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂに位置合わせできるようにしたが、両者の位置あわせが不要あるいは別途行うのであれば、かかる嵌合凹部２０５ａ，２０５ｂを省略してもかまわない。

図１２は、筒状反力部材４ａ，４ｂの対向端部８ａ，８ｂが嵌合される嵌合凹部２０５ａ，２０５ｂを省略するとともに、ＰＣ鋼棒２が貫通される貫通開口を円孔２１２ａ，２１２ｂとした反力伝達部材２１１ａ，２１１ｂを示したものである。

かかる構成においても、反力伝達部材２１１ａ，２１１ｂは、楔状部材２０１の楔側傾斜面２０６，２０６に当接するように反力伝達側傾斜面２０３ａ，２０３ｂが形成されるものであって、他の構成や作用効果については上述した実施形態と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

また、本実施形態では、本発明に係る連結機構を、２組のボルト１４及びナット１５で構成したが、本発明の連結機構は、挟み込み部材を相互に連結することができる限り、その具体的構成は任意であって、例えば一方の挟み込み部材に形成されたボルト孔に挿通されたボルトを、他方の挟み込み部材に形成された雌ネジに螺合可能となるように構成することで、ナットを省略するようにしてもかまわない。

また、本実施形態では、本発明に係る挟み込み部材を、溝状凹部２０，２２が対向内面にそれぞれ形成された挟み込み部材１２，１３とし、該溝状凹部に反力伝達部材２０２ａ，２０２ｂ及び楔状部材２０１の周面が当接する形でそれらの一部が嵌合されるように構成したが、本発明の挟み込み部材は、一対の反力伝達部材及び楔状部材をＰＣ鋼材の材軸の側方から挟み込むことができれば足りるものであって、溝状凹部の横断面を矩形とした上記実施形態の構成に代えて、横断面形状を多角形（六角形、八角形など）の一部としあるいは湾曲状（楕円の一部など）とした構成でもかまわない。

加えて、反力伝達部材や楔状部材がＰＣ鋼材の材軸回りに回転して圧縮力の解放操作に支障が出るおそれがないのであれば、湾曲状の構成を特に円弧状の構成とすることも可能である。

なお、いずれの場合についても、反力伝達部材や楔状部材は、それらの周面が挟み込み部材の溝状凹部に当接する形で該溝状凹部に一部が嵌合されるように構成しておく。

１プレストレス導入ユニット
２ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）
３ａ，３ｂ定着板（定着部材）
４ａ，４ｂ筒状反力部材
５反力解放機構
８ａ，８ｂ対向端部
２０１楔状部材
２０２ａ，２０２ｂ一対の反力伝達部材
１２，１３一対の挟み込み部材（相対移動量調整手段）
１４ボルト（連結機構、相対移動量調整手段）
１５ナット（連結機構、相対移動量調整手段）
２０３ａ，２０３ｂ反力伝達側傾斜面
２０５ａ，２０５ｂ嵌合凹部
２０６楔側傾斜面
２０７貫通開口

Claims

ＰＣ鋼材と、該ＰＣ鋼材の各端近傍に取り付けられた一対の定着部材と、前記ＰＣ鋼材に引張力を導入するための反力が前記各定着部材又は前記ＰＣ鋼材の各端近傍に伝達されるようにかつ前記ＰＣ鋼材が挿通される形で該ＰＣ鋼材と同軸に配置された一対の筒状反力部材と、該一対の筒状反力部材に生じている反力を、それらの対向端部を接近させることで解放することができるようになっている反力解放機構とを備えるとともに、該反力解放機構を、前記ＰＣ鋼材が挿通自在でかつ前記各対向端部が一方の側にそれぞれ接合できるようになっており他方の側に前記ＰＣ鋼材の材軸に直交する面に対して傾きを有する反力伝達側傾斜面がそれぞれ形成されてなる一対の反力伝達部材と、該各反力伝達側傾斜面に当接する楔側傾斜面が背中合わせに形成され前記ＰＣ鋼材を貫通させるための貫通開口が形成されてなる楔状部材と、前記材軸の直交方向に沿った前記一対の反力伝達部材に対する前記楔状部材の相対移動量を調整自在な相対移動量調整手段とで構成してなり、前記楔状部材は、前記各対向端部からの圧縮力が前記各反力伝達側傾斜面を介して前記一対の反力伝達部材からそれぞれ伝達されるようになっているとともに、前記各楔側傾斜面が前記各反力伝達側傾斜面を摺動する形で相対移動する際、それらの相対移動が拘束されることがないように前記貫通開口を切り欠き状又は長孔状に形成してあることを特徴とするプレストレス導入ユニット。
前記各反力伝達部材の一方の側に前記各対向端部が嵌合される嵌合凹部を設けた請求項１記載のプレストレス導入ユニット。
前記相対移動量調整手段を、前記一対の反力伝達部材及び前記楔状部材を前記材軸の側方から挟み込む一対の挟み込み部材と該一対の挟み込み部材を相互に連結する連結機構とで構成した請求項１又は請求項２記載のプレストレス導入ユニット。