ＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造

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【発明の名称】	ＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造
【発明者】	【氏名】吉川亮助【氏名】中西久芳【氏名】荒木勲
【要約】	【課題】割裂応力の影響を回避するために、ＰＣ鋼材の緊張定着部近傍に配置する補強鉄筋の取付を容易にする。【解決手段】ＰＣ鋼材を使用したポストテンション方式のプレストレストコンクリート構造物におけるＰＣ鋼材２の緊張定着部近傍Ｓを補強するものにおいて、ＰＣ鋼材２の定着手段と、この定着手段に取り付けられる補強手段Ｒとを備え、補強手段Ｒが、定着手段と係合して定着手段から所定距離離れた位置に所定角度で固定される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ＰＣ鋼材を使用したポストテンション方式のプレストレストコンクリート構造物におけるＰＣ鋼材の緊張定着部近傍を補強するものにおいて、ＰＣ鋼材の定着手段と、この定着手段に取り付けられる補強手段とを備え、補強手段が、定着手段と係合して定着手段から所定距離離れた位置に所定角度で固定されることを特徴とするＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。
【請求項２】定着手段が、補強手段と対向する部位に複数の係合穴を備え、補強手段が、ＰＣ鋼材と直交する方向に配設される筋部材と、その筋部材を定着手段から所定距離離間した位置に固定する長さの位置決め部材とを備え、係合穴に位置決め部材を係合して筋部材を所定位置に配設することを特徴とする請求項１記載のＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。
【請求項３】定着手段が、中央にＰＣ鋼材が貫通する貫通孔を備える円板からなることを特徴とする請求項２記載のＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。
【請求項４】筋部材が、網目状に交叉して形成されたグリッド筋からなり、グリッド筋に位置決め部材が折り畳み可能に取り付けられてなることを特徴とする請求項２又は３記載のＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。
【請求項５】筋部材が、ＰＣ鋼材の軸方向に伸びるスパイラル筋からなり、スパイラル筋に位置決め部材が折り畳み可能に取り付けられてなることを特徴とする請求項２又は３記載のＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。
【請求項６】定着手段が、コンクリートブロックを連結する連結部材であることを特徴とする請求項１、２、４又は５記載のＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造物をプレストレストコンクリート構造、プレストレスト鉄筋コンクリート構造にする場合やコンクリートブロックを緊結する場合のＰＣ鋼材の緊張定着部に好適に使用される補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンクリート構造物をプレストレストコンクリート構造、プレストレスト鉄筋コンクリート構造にする場合、ＰＣ鋼材を弾性変形域で緊張し、ＰＣ鋼材端部をコンクリートに定着してこのＰＣ鋼材の復元力によりコンクリートにプレストレスを与えている。このようにしてコンクリートにプレストレスを導入する場合、ＰＣ鋼材の緊張定着部付近のコンクリートには、大きな圧縮応力と、この圧縮応力と直交する方向に割裂応力が発生する。そのため、この緊張定着部には、圧縮応力をコンクリートに均等に配分するためのＰＣ鋼材に対して直角に定着板を配設するとともに、緊張定着部付近のコンクリート内には、割裂応力に対応するためのグリッド筋やスパイラル筋と言った補強筋を配設して、緊張定着部及びその近傍における割裂の発生を防止している。また、コンクリートブロック同士を緊締連結する場合にも、ＰＣ鋼材を使用している事例が多いが、この場合でもＰＣ鋼材端部の緊張定着部付近には、同様に定着板、補強筋を配置する必要がある。
【０００３】従来、この割裂応力に対応する補強筋を取り付けるために、鉄筋被りを確保して型枠内に配置した組立加工鉄筋に補助鉄筋を追加していた。すなわち、組立加工鉄筋に、補助鉄筋を結束あるいは溶接により所定の位置に取り付け、この補助筋に補強筋を取り付けるものである。通常、補強筋を取り付ける位置は、割裂応力の分布が最大となる、定着板の位置から所定距離離れた所になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した補強筋の取り付け方法では、補強筋を取り付けるために補助鉄筋を組立加工鉄筋に追加する必要がある。組立加工鉄筋は、比較的短い間隔で配筋してあるので、補強筋を考慮して補助鉄筋の長さと位置とを決定しなければならず、作業が複雑であった。また、補強筋は、その機能上、定着板に対して平行又はＰＣ鋼材を中心に点対称に取り付けなければならない。ところが、補助鉄筋が組立加工鉄筋に取り付けてあるため、コンクリートの打設中の振動・締め固め作業やコンクリート圧によって組立加工鉄筋が横方向や縦方向に位置ずれすることがある。このように、補助鉄筋を取り付けている組立加工鉄筋の位置がずれると、その組立加工鉄筋に取り付けられている補助鉄筋の位置がずれることになる。このため、ＰＣ鋼材や定着板を所定位置に強固に取り付けても、ＰＣ鋼材及び定着板に対する補強筋の取付位置がずれており、割裂応力に対してコンクリートを十分に補強し得るものとはならなかった。
【０００５】本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るＰＣ鋼材の緊張定着部近傍の補強構造は、ＰＣ鋼材を使用したポストテンション方式のプレストレストコンクリート構造物におけるＰＣ鋼材の緊張定着部近傍を補強するものにおいて、ＰＣ鋼材の定着手段と、この定着手段に取り付けられる補強手段とを備え、補強手段が、定着手段と係合して定着手段から所定距離離れた位置に所定角度で固定されることを特徴とする。
【０００７】このような構成のものであれば、補強手段は、定着手段に係合させることにより、定着手段から所定距離離れた位置に所定角度で固定されるものである。したがって、所定距離を割裂応力が最大となる位置に合わせて設定することにより、ＰＣ鋼材が定着された際に発生する割裂応力によるひび割れの発生を抑制することが可能になる。
【０００８】定着手段としては、補強手段と対向する部位に複数の係合穴を備え、補強手段が、ＰＣ鋼材と直交する方向に配設される筋部材と、その筋部材を定着手段から所定距離離間した位置に固定する長さの位置決め部材とを備え、係合穴に位置決め部材を係合して筋部材を所定位置に配設するものが挙げられる。具体的には、定着手段が、中央にＰＣ鋼材が貫通する貫通孔を備える円板からなるものが好ましい。このように、定着手段に係合穴を設けておき、その係合穴に位置決め部材を係合させるように構成すれば、補強手段を迅速に取り付けることができ、作業時間を短縮することができる。これによって、プレストレストコンクリート構造物の製造費を低減することが可能になる。
【０００９】また、筋部材としては、網目状に交叉して形成されたグリッド筋からなり、グリッド筋に位置決め部材が折り畳み可能に取り付けられてなるものが望ましい。さらには、筋部材が、ＰＣ鋼材の軸方向に伸びるスパイラル筋からなり、スパイラル筋に位置決め部材が折り畳み可能に取り付けられてなるものが挙げられる。
【００１０】複数のコンクリートブロックの連結においては、定着手段が、コンクリートブロックを連結する連結部材であるものであってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】図１に示すものは、ポストテンション方式のプレストレストコンクリートブロック（以下、コンクリートブロックと略称する）１における補強構造で、図示しない型枠内に補強手段Ｒを所定位置に所定角度で配設した後コンクリートを打設し、打設したコンクリートが所定の強度に達した後、アンボンドＰＣ鋼材（以下、ＰＣ鋼材と略称する）２を一端を定着した状態で他端を緊張し、定着手段である定着板３によりＰＣ鋼材２を定着することによってコンクリートブロック１にプレストレスを導入するもので、補強手段ＲによりＰＣ鋼材２の緊張定着部近傍Ｓを補強するものである。図１において、Ｎはナット、Ｗはワッシャであり、ＰＣ鋼材２を定着するためのものである。なお、図１において、組立加工鉄筋については図示を省略する。
【００１３】補強手段Ｒは、ＰＣ鋼材２と直交する方向に配設される筋部材であるグリッド筋４と、そのグリッド筋４を定着板３から所定距離離間した位置に固定する長さの位置決め部材である長さの等しい２本のスペース筋５とで構成される。グリッド筋４は、図２～３に示すように、３回１８０°方向転換して半円形状に折曲された曲げ部４ａａを有するグリッド部材４ａの２本を、折り曲げ方向が直交するようにつまり網目状になるように、曲げ部４ａａ及び直筋部４ａｂにおける重ね合わせ部分において溶接固定して形成するものである。グリッド部材４ａは、平面的には略正方形となる外郭形状をしており、したがって、９０°方向を変えた状態で重ね合わせることにより、内側に位置するそれぞれの直筋部４ａｂが直交して網目状になるものである。そして、このようにして一体化されたグリッド部材４ａの一方に対して、使用位置にまで伸ばされた際に、定着板３に設けられる係合穴３ａに対応する位置に、スペース筋５が折り畳み可能に取り付けられる。
【００１４】スペース筋５は、その一方の端部がループ状に折曲してあり、そのループ部分５ａをグリッド部材４ａの一方に係合させて、折り畳み可能に取り付けられるもので、係合穴３ａに係合する他方の端部には合成樹脂製の被覆部材５ｂが被せてある。このように、スペース筋５の他方の端部は、ループ状に折曲してあるので、この実施の形態のものでは、横方向にのみ回転するもので、縦方向には回転しない。したがって、スペース筋５は、グリッド筋４に対して水平方向において略９０°の角度をなす位置に静止させることができる。このスペース筋５の長さは、グリッド筋４の取付位置を決定するものであり、割裂応力の分布に合わせて、つまり少なくとも割裂応力の最大となる位置にグリッド筋４が位置するように対応するように設定するものである。また、スペース筋５は、定着板３と係合した際に、ＰＣ鋼材２を中心としてその周囲方向に回転しないように、グリッド筋４の中央に対して点対称に配置するものである。
【００１５】定着板３は、図４～図５に示すように、円板からなり、中央にＰＣ鋼材２が通る貫通孔３ｂが設けてあるとともに、その貫通孔３ｂの中心つまり円板の中心に対して点対称に、スペース筋５を係合するための係合穴３ａが設けてある。この係合穴３ａは、貫通しておらず、定着板３の厚みの約１／２程度の深さを有している。このように、係合穴３ａが貫通していないことにより、係合穴３ａにスペース筋５を係合させた際に、スペース筋５が係合穴３ａ内で停止することにより、グリッド筋４の位置が決定するとともに、スペース筋５の長さが等しいことから定着板３に平行に、かつＰＣ鋼材２に直角に配置されるものである。
【００１６】このような構成において、型枠が組み立てられる際に、定着板３が型枠の所定位置に取り付けられ、その定着板３の係合穴３ａにスペース筋５の他方の端部が係合されて型枠内にグリッド筋４が配設される。このグリッド筋４の配設において、組立加工鉄筋が存在するためにスペース筋５を型枠内に通す空間が制約されることがある。このような場合は、定着板３の角度つまり係合穴３ａが水平となす角度を変更し、係合穴３ａが組立加工鉄筋の存在しない方向に向くようにする。つまり、定着板３は円板であるので、係合穴３ａを静止させる位置は、貫通孔３ｂを中心にして定着板３を回転させることにより、所望に位置に変更し得るものである。このようにして、係合穴３ａの位置を組立加工鉄筋が存在しない方向に向けておいて、スペース筋５が挿通する空間を設定する。この後、スペース筋５の被覆部材５ｂを被せた端部を係合穴３ｂに嵌入し、グリッド筋４を定着板３に係合固定する。なお、定着板を矩形のものとした場合には、４個以上の係合穴を設けることにより、上記した定着板３を回転させて係合穴３ａの位置を変更するものと同様の効果を得ることができ、グリッド筋４の配設を容易にできるようにするものである。
【００１７】このようにして配設されたグリッド筋４は、スペース筋５により、割裂応力が略最大となる位置に、ＰＣ鋼材２と直交する方向に配設されて、打設されたコンクリートに定着する。この後、ＰＣ鋼材２によりプレストレスが導入された際に生じる割裂応力を吸収してＰＣ鋼材２の緊張定着部近傍Ｓを補強するものである。この場合に、それぞれのグリッド部材４ａの曲げ部４ａａにおいては、湾曲していることにより狭い領域でコンクリートと接触する距離が長くなる。このため、割裂応力により引っ張られるが、湾曲していることにより変形しにくく、その形状を保持して、ひび割れが発生するのを抑制するものである。
【００１８】以上のように、グリッド筋４の取付は、スペース筋５の先端を定着板３の係合穴３ｂに嵌入するだけであり、取付は非常に簡単なもので、よって短時間で取付作業を終了することができる。しかも、グリッド筋４は、定着板３からスペース筋５により規定された距離離れた位置に取り付けられるので、クリッド筋４の位置を測定することなく、所定位置に所定の角度で取り付けられるものである。
【００１９】また、グリッド筋４は、組立加工鉄筋に補助鉄筋等を使用して間接的に、あるいは直接に取り付けられるものではないので、コンクリートブロックを製造する際のコンクリート打設中の振動・締め固め作業やコンクリート圧により組立加工鉄筋の位置がＰＣ鋼材２の位置に対してずれても、グリッド筋４のＰＣ鋼材２に対する位置はずれないので、割裂応力に対して所望の補強構造を確立することができる。しかも、補助鉄筋を使用しないので、コンクリートブロックを製造する場合の材料を必要最小限にすることができ、製造コストを低減することができる。さらに、スペース筋５は、折り畳むことができるので、輸送の際にその嵩が高くならず、一度に大量に輸送することができる。
【００２０】なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】補強手段Ｒとしては、上記したグリッド筋４に代えて、一本の鉄筋をらせん状に曲げたものであってもよい。すなわち、補強手段Ｒを構成する筋部材は、図７に示すような、らせん状に曲げられた鉄筋からなるスパイラル筋６で構成されるもので、そのスパイラル筋６に取り付けられる位置決め部材は、一方のスペース筋すなわち固定スペース筋６ａが固定され、他方のスペース筋すなわち可動スペース筋６ｂが折り畳み可能にスパイラル筋６に取り付けられるものである。定着手段としては、上記実施の形態において説明した定着板３を使用するものである。スパイラル筋６は、定着板３より大きい曲率を有して曲げられた１本の鉄筋からなり、その巻きはじめの端部が折曲されてスペース筋６ａとして機能するようになっている。このスパイラル筋６は、例えば３～５ｃｍの間隔をあけてループ状に形成してあるもので、割裂応力が最大となる位置が、ＰＣ鋼材２の端部から例えば約１０ｃｍであるので、この位置に合わせて２～４回程度ループ状にしてある。そして、折曲された一方の端部に形成された固定スペース筋６ａに対をなすもう一方の可動スペース筋６ｂは、スパイラル筋６の中心軸に対して点対称に取り付けられ、上記の実施の形態と同様に、折り畳み可能になっている。具体的には、この可動スペース筋６ｂは、直角に折り曲げられた全体形状をしており、その短辺側の端部がループ状に折曲されて、その長辺部が使用位置においてスパイラル筋６の内側に位置するように取り付ける。この形状は、スパイラル筋６が定着板３より大きいためである。
【００２２】このようなスパイラル筋６にあっても、上記したグリッド筋４と同様に、定着板３に対して所定距離離れた位置に、スパイラル筋６の中心軸をＰＣ鋼材２の中心軸に一致させてＰＣ鋼材２と直角に配置する。この場合、固定及び可動スペース筋６ａ，６ｂを定着板３に係合することによりスパイラル筋６の位置と角度とが決定されるので、取付位置を計測することなくスパイラル筋６を取り付けることができる。
【００２３】このようにして取り付けられたスパイラル筋６は、円弧部分が連続していることにより、コンクリートに定着し、割裂応力により引っ張られた際に変形することを防止することができ、つまり割裂応力に対して抵抗となり、ＰＣ鋼材２の緊張定着部近傍Ｓを補強するものである。ひび割れの発生を防止することができる。また、このスパイラル筋６は、鉄筋をらせん状に曲げて製造するので、製造工程を簡素化することができ、よって製造費を低減することができる。
【００２４】以上は、補強手段Ｒの形状の異なるものの例を説明したが、定着手段として、図８に示すように、複数のコンクリートブロックＣＢをＰＣ鋼材２により連結する場合において、コンクリートブロックＣＢのハンチ部ＣＢａに埋設される連結部材７に係合穴７ａを設けてなるものを用いてもよい。すなわち、連結部材７は、図９～図１０に示すように、上面が開放された箱体からなり、側面にはＰＣ鋼材２が挿通する貫通孔７ｂが設けてあり、その内部でワッシャ、ナット、アンカープレートを用いてＰＣ鋼材２を緊張定着し得るようになっている。この連結部材７は、コンクリートブロックＣＢのハンチ部ＣＢａに、長手方向の略中央位置において、コンクリートブロックＣＢ内部に向けて開口して設けられるもので、ＰＣ鋼材２の挿通方向において背向する外面にそれぞれ、例えばパイプのような筒状の部材を固定して、補強手段のスペース筋５，６ａ，６ｂを係合する係合穴７ａを設けてなるものである。係合穴７ａは、上記した定着板３の場合と同様に、貫通孔７ｂの中心に対して点対称に配設するものである。したがって、この連結部材７に対して、連結部材７の側面に補強手段Ｒが係合穴７ａとの係合により所定位置に所定角度で取り付けられるものである。そして、連結部材７の側面内部において、アンカープレートを用いてＰＣ鋼材２を定着するので、連結部材７の側面から所定距離離れた領域が緊張定着部近傍Ｓとなる。
【００２５】このようなものであれば、上記した定着板３と同様に、補強手段Ｒを容易に連結部材７に取り付けることができ、補強手段Ｒを緊張定着部近傍Ｓの所定位置に所定角度で配置することができる。したがって、コンクリートブロックＣＢを連結する際にＰＣ鋼材２を緊張し、その結果緊張定着部近傍Ｓに割裂応力が発生しても、補強手段Ｒにより緊張定着部近傍Ｓが補強されているので、上記実施の形態と同じに、ひび割れを防止することができる。
【００２６】なお、上記した実施の形態における定着板３及び連結部材７において、係合穴３ａ，７ａは２ヶ所に設けるものを説明したが、図示した係合穴３ａ，７ａと線対称にさらに２ヶ所設けて、４ヶ所に係合穴を備えるものであってもよい。
【００２７】その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、補強手段は、定着手段に係合させることにより、定着手段から所定距離離れた位置に所定角度で固定されるので、容易に補強手段を所定位置に配置することができる。したがって、所定距離を割裂応力が最大となる位置に合わせて設定することにより、ＰＣ鋼材が定着された際に発生する割裂応力によるひび割れの発生を抑制することができる。また、補強手段は、定着手段に係合するものであるので、コンクリート打設中の振動・締め固め作業やコンクリート圧により組立加工鉄筋が位置ずれを起こしても、その影響を受けることなく所望の位置に留めることができ、割裂応力に対して適切な補強をすることができる。
【００２９】定着手段が、補強手段と対向する部位に係合穴を備え、補強手段が、ＰＣ鋼材と直交する方向に配設される筋部材と、その筋部材を定着手段から所定距離離間した位置に固定する長さの位置決め部材とを備え、係合穴に位置決め部材を係合して筋部材を所定位置に配設するものであれば、補強手段を迅速に取り付けることができ、作業時間を短縮することができる。また、補強手段を配設するために、組立加工鉄筋に補助鉄筋を固定する必要がないので、余分な鉄筋加工費を不要にすることができる。これによって、プレストレストコンクリート構造物の製造費を低減することができる。

【出願人】	【識別番号】０００１１６７６９【氏名又は名称】旭コンクリート工業株式会社【識別番号】５００４５００６０【氏名又は名称】有限会社アラキプレス産業
【出願日】	平成１２年９月２６日（２０００．９．２６）
【代理人】	【識別番号】１０００８５３３８【弁理士】【氏名又は名称】赤澤一博（外１名）
【公開番号】	特開２００２－９７７４５（Ｐ２００２－９７７４５Ａ）
【公開日】	平成１４年４月５日（２００２．４．５）
【出願番号】	特願２０００－２９３０９０（Ｐ２０００－２９３０９０）