JPH0396554A - 非腐食補強材埋設プレストレストコンクリート部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、海岸沿いに建設され、海水飛沫に晒される
構造物に使用される非腐食補強材埋設ブレストレストコ
ンクリート部材に関するものである。

近年、鋼製補強材を埋設したプレストレストコンクリー
ト部材（以下これをＰＣ部材という）の下部の塩害によ
る早期劣化が社会問題となっている。この解決策として
、炭素繊維，アラミド繊維またはビニロン繊維等の何れ
か一種の非腐食補強材を単独でコンクリート部材内の下
部に緊張埋設してＰＣ部材を構或する研究が行なわれ、
最近、炭素繊維系補強材を埋設したＰＣ橋梁が建設され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

コンクリート部材の下部に炭素繊維系補強材を緊張埋設
した場合の第１の問題点は、鋼製補強材に比べて炭素繊
維系補強材の伸びが小さいことであり、これをＰＣ部材
の補強材として使用した場合、設計荷重を越える荷重す
なわち終局荷重が作用した際に、ＰＣ部材が急激に破壊
する恐れがあり、この破壊を予知することができないこ
とである。

〔従来の技術〕

また第２の問題点は、炭素繊維系補強材が非常に高価な
ために、構造物全体の建設コストが大幅に増加すること
である。橋梁の場合、鋼製補強材を用いたものの建設コ
ストに比べて、炭素繊維系補強材を用いたものの建設コ
ストは約２倍になる。

またコンクリート部材の下部にアラミド繊維系補強材を
緊張埋設した場合の問題点は、鋼製補強材に比べて、伸
びが大きいので、終局荷重に対する補強効果が小さく、
かつ耐アルカリ性に劣ることである。

さらにまた、コンクリート部材の下部にビニロン繊維系
補強材を緊張埋設した場合の問題点は、アラミド繊維系
補強材の伸びよりも、ビニロン繊維系補強材の伸びがさ
らに大きいので、終局荷重に対する補強効果がさらに小
さくなることである。

この発明は、塩害の影響を受けることなく、かつ破壊靭
性が高く、しかも比較的安価に製作できる非腐食補強材
埋設ブレストレストコンクリート部材を提供することを
目的とするものである．〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達戒するために、この発明の非腐食補強材埋
設ブレストレストコンクリート部材においては、横方向
に延長するコンクリート部材ｌの下部に、その部材の一
端部から他端部にわたって延長するビニロン繊維系補強
材２が緊張状態で一体に埋設されると共に、コンクリー
ト部材１の一端部から他端部にわたって延長する炭素繊
維系補強材３が非緊張状態で一体に埋設されている。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する． 第１図はプレテンション方式による非腐食補強材埋設Ｐ
Ｃ部材の配筋状態を示す横断正面図、第２図はその縦断
側面図であって、ウエブとその上部に連設されたフラン
ジとからなるＴ形断面のコンクリート部材１におけるウ
エブの下縁部に、炭素臓維束からなる複数本（図示の場
合は３本）の炭素繊維系補強材３が非緊張状態で一体に
埋設され、かつ前記ウエブの下側に、ビニロン繊維束か
らなる多数本のビニロン繊維系補強材２が緊張状態で一
体に埋設され、前記コンクリート部材１におけるフラン
ジに多数のフランジ補強筋４が埋設され、さらに前記ビ
ニロン繊維系補強材２と炭素繊維系補強材３とフランジ
中央部のフランジ補強筋４とはスターラップ筋５の内側
に配置され、また各フランジ補強筋４は配力筋６の内側
に配置されている。

前記スターラップ筋５，フランジ補強筋４および配力筋
６としては、鉄筋にエボキシ樹脂塗装を施したものを使
用してもよく、あるいはガラス繊維束または安価な合成
繊維束を使用してもよい。

この発明の非腐食補強材埋設ブレストレストコンクリー
ト部材においては、設計荷重によりコンクリート部材断
面の下縁に生ずる引張応力を打ち消すために、ビニロン
繊維系補強材２がコンクリート部材ｌの下縁側の所定の
位置に緊張状態で一体に埋設される．そのビニロン繊維
系補強材２の使用量は設計荷重によるコンクリート部材
下縁の引張応力に応じて求められる。

ビニロン繊維系補強材２はコンクリート打設前にプレテ
ンションベッド上のアバット間に張設されて予め緊張さ
れ、コンクリートが硬化して所定の強度に達したのち、
コンクリート部材１の端部から突出しているビニロン繊
維系補強材が切断される．このビニロン繊維系補強材２
の緊張埋設によりコンクリート部材１の下縁に圧縮応力
が発生し、荷重により、コンクリート部材１の下縁に作
用する引張応力を打ち消すことができる。設計荷重作用
時のプレストレスの計算は弾性理論に基づいて行なわれ
るので、ビニロン繊維系補強材２の伸びが大きいという
欠点は、鋼製補強材および炭素繊維系補強材に比べ緊張
時の伸びが大きいというだけで問題とはならない．むし
ろビニロン繊維系補強材は、鋼製補強材および炭素繊維
系補強材に比べて、コンクリートのクリープ．乾燥収縮
による損失が少ないという利点がある。

ビニロン繊維系補強材２の使用量は終局強度理論に基づ
きコンクリート部材と補強材の終局強度の釣合から求め
られる．この場合、終局強度については、ビニロン繊維
系補強材によるプレストレスが無視される。

この発明においては、設計荷重に対しビニロン繊維系補
強材２が補強機能を発揮するので、終局荷重に対する強
度不足分を補うために、最下位のビニロン繊維系補強材
２よりもコンクリート部材下縁側において、炭素繊維系
補強材３を非緊張状態で埋設している。

前記炭素繊維系補強材３は緊張されないので、全数の炭
素繊維系補強材をコンクリート部材１の全長にわたって
延長するように埋設する必要がなく、第３図に示す破壊
抵抗モーメントを考慮して各炭素繊維系補強材３の長さ
を決定すればよい。

第３図は終局時における非腐食補強材埋設ＰＣ部材の作
用モーメ曲げモーメントとビニロン繊維系補強材による
破壊抵抗モーメントと炭素繊維系補強材による破壊抵抗
モーメントと炭素繊維系補強材のみによる破壊抵抗モー
メントとの関係を示している。

異なる長さの炭素繊維系補強材をコンクリート部材に埋
設する場合は、コンクリート部材巾方向の両側に長い補
強材を埋設すると共に、コンクリート部材巾方向の中間
に短い補強材を埋設する。

一般に、設計荷重に対して鋼製補強材あるいは炭素繊維
系補強材を用いた場合には、終局荷重に対しても設計荷
重に対してと同様の補強量を使用すれば十分である．し
かし、ビニロン繊維系補強材の場合は、伸びが大きいた
め設計荷重に対する補強量のみでは不十分である。従っ
てこの補強不足分を補わねばならない。この補強不足分
をビニロン繊維系補強材のみで補おうとすれば、その使
用量が相当多くなって、コンクリート部材断面内の下部
に配置することが不可能になる場合があり、また配置で
きるとしても、炭素繊維系補強材のみを配置する場合に
比べて補強材費が相当高くなる。

しかし、炭素繊維系補強材３でビニロン繊維系補強材２
の補強不足分を補う場合は、ビニロン設計荷重に対する
ビニロン繊維系補強材の使用量の２０％（断面積比）程
度使用するだけで済み、補強材の配置に関する問題もな
く、かつ経済的である。

また炭素繊維系補強材３は緊張による歪みが生じないの
で、終局歪みに達するまで十分な変形能力を有し、変形
能力の大きいビニロン繊維系補強材の効果と相まって、
炭素繊維系補強材の欠点である急激な破壊を改善するこ
とができる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように構威されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

終局荷重に対してはビニロン繊維系補強材２および炭素
繊維系補強材３の双方によりコンクリート部材を補強し
、設計荷重に対してはビニロン繊維系補強材２を緊張材
として利用してコンクリート部材を補強するので、両者
の利点を活かしつつ欠点を補うことができ、そのため従
来の炭素繊維系補強材のみを緊張材として用いたＰＣ部
材に比べて変形能力が増加し、破壊靭性を高めることが
できる。さらにビニロン繊維系補強材のみあるいは炭素
繊維系補強材のみを緊張材として用いた場合に比べて、
同一の補強性能を得るための補強材の費用を節約でき経
済的である。また炭素繊維系補強材３をコンクリート部
材端部にて緊張する必要がなく、終局荷重作用時に必要
な部分に必要な長さで必要な量の炭素繊維系補強材を配
置すればよいので、高価な補強材の使用量を節減するこ
とができる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る非腐食補強材埋設ＰＣ
部材を示す横断正面図、第２図はその縦断側面図、第３
図は終局時における非腐食補強材埋設ＰＣ部材の作用曲
げモーメントおよび破壊抵抗モーメントを示す図である
。 図において、１はコンクリート部材、２はビニロン繊維
系補強材、３は炭素繊維系補強材、４はフランジ補強筋
、 ５はスターラップ筋、 ６は配力 筋である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 横方向に延長するコンクリート部材１の下部に、その部
   材の一端部から他端部にわたつて延長するビニロン繊維
   系補強材２が緊張状態で一体に埋設されると共に、コン
   クリート部材１の一端部から他端部にわたって延長する
   炭素繊維系補強材３が非緊張状態で一体に埋設されてい
   る非腐食補強材埋設プレストレストコンクリート部材。