プレストレス導入構造およびプレストレス導入方法
【課題】手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくし、簡単な構造でコンクリート構造物にプレストレスを導入することができ、しかもコンクリート構造物の耐久性の低下を防止するこができる。
【解決手段】ＰＣ鋼材３がシース管４に挿通され、シース管４の一端４ａに固定された第１端板５にＰＣ鋼材３の固定側端部３ａが固定され、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂに固定された押圧板８と、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂ側を押圧板８とともに引っ張って緊張力を与えた状態でシース管４の他端４ｂに固定された第２端板６と、押圧板８と第２端板６との間に配置されるピン部材９とを備え、ピン部材９は、押圧板８の第２端板６に対する支持状態が解除可能に設けられたプレストレス導入構造１を提供する。
【解決手段】ＰＣ鋼材３がシース管４に挿通され、シース管４の一端４ａに固定された第１端板５にＰＣ鋼材３の固定側端部３ａが固定され、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂに固定された押圧板８と、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂ側を押圧板８とともに引っ張って緊張力を与えた状態でシース管４の他端４ｂに固定された第２端板６と、押圧板８と第２端板６との間に配置されるピン部材９とを備え、ピン部材９は、押圧板８の第２端板６に対する支持状態が解除可能に設けられたプレストレス導入構造１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート部材にプレストレスを与える場合、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒などのＰＣ鋼材を緊張している。このようなプレストレスの導入作業では、通常、後からコンクリート部材にプレストレスを与える場合において、コンクリート打設後に予めセットしておいたＰＣ鋼材を緊張したり、定着したりする作業が行われている。
そして、一般的にＰＣ鋼材の定着部は、コンクリート部材を切り欠いて設けたり、部材の外側に設けたりすることとなる（例えば、特許文献１参照）。この場合、部材の面内に定着部を設け、専用の開放機にて緊張開放して部材にプレストレスを導入し、その後、切欠部にモルタルを充填することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプレストレス導入装置では、以下のような問題があった。
すなわち、プレストレス導入装置では、コンクリート部材にプレストレスを導入すれば、ひび割れを抑制することができるが、構築されたコンクリート部材に対して後からプレストレスを導入する場合、別途、ＰＣ鋼材の緊張、定着作業が必要となり、手間と時間がかかるという問題があった。
また、コンクリート表面に定着用の切欠部が形成され、定着後に切欠部の穴埋めが行われるが、その切欠部からひび割れが発生し、さらにひび割れよりコンクリート内部に水が浸透してコンクリートの耐久性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくし、簡単な構造でコンクリート構造物にプレストレスを導入することができるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、コンクリート構造物の耐久性の低下を防止するこができるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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構造では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部がコンクリート構造物内に埋設され、一方の固定側定着部は、筒状体の一端に固定された第１端板にＰＣ鋼材の一端が固定されてなり、他方の圧縮力導入側定着部は、ＰＣ鋼材の他端に固定された押圧板と、ＰＣ鋼材の他端側を押圧板とともに引っ張って緊張力を与えた状態で筒状体の他端に固定された第２端板と、押圧板と第２端板との間に配置される介挿部材と、を備え、介挿部材は、押圧板の第２端板に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るプレストレス導入方法では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、ＰＣ鋼材を筒状体に挿通するとともに、両端の定着部をコンクリート構造物内に配置する工程と、筒状体の一端に固定された第１端板にＰＣ鋼材の一端を固定する工程と、ＰＣ鋼材の他端に押圧板を固定するとともに、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で筒状体の他端に第２端板を固定する工程と、押圧板と第２端板との間に介挿部材を配置するする工程と、コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、押圧板の第２端板に対する支持状態を解除する工程と、を有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、コンクリート構造物の構築時において、コンクリート構造物の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材をセットしておき、打設したコンクリートが硬化した後に、介挿部材における押圧板の第２端板に対する支持状態を解除することができる。これにより、押圧板はＰＣ鋼材によって作用する緊張力が開放されて第２端板側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板がコンクリートを押圧して圧縮力を与えることとなり、コンクリート構造物にプレストレスを導入することができる。
また、プレストレス導入を行うためのＰＣ鋼材の定着部（圧縮力導入側定着部）がコンクリート構造物のコンクリート内部に配置されているので、コンクリート構造物の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなり、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、コンクリート構造物の強度の低下を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部がコンクリート構造物内に埋設され、筒状体は、長手方向中間部で二分割され、ＰＣ鋼材の一端が二分割された一方の第１筒状体の一端に固定され、ＰＣ鋼材の他端が他方の第２筒状体に固定され、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で第１筒状体と第２筒状体との間に配置されるとともに、第１筒状体に対して第２筒状体を支持する介挿部材が設けられ、介挿部材は、第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係るプレストレス導入方法では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、ＰＣ鋼材を長手方向中間部で二分割された筒状体に挿通するとともに、両端の定着部をコンクリート構造物内に配置する工程と、ＰＣ鋼材の一端を二分割された一方の第１筒状体の一端に固定するとともに、ＰＣ鋼材の他端を他方の第２筒状体に固定する工程と、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で第１筒状体と第２筒状体との間に介挿部材を設け、第１筒状体に対して第２筒状体を支持する工程と、コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態を解除する工程とを有していることを特徴としている。
【００１１】
本発明では、コンクリート構造物の構築時において、コンクリート構造物の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材をセットしておき、打設したコンクリートが硬化した後に、介挿部材における第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態を解除することができる。これにより、第２筒状体はＰＣ鋼材によって作用する緊張力が開放されて第１筒状体側へ近接する方向へ向けて移動するため、第２筒状体がコンクリートを押圧して圧縮力を与えることとなり、コンクリート構造物にプレストレスを導入することができる。
また、プレストレス導入を行う部分がコンクリート構造物のコンクリート内部に配置されているので、コンクリート構造物の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなり、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、コンクリート構造物の強度の低下を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、押圧板と介挿部材との周囲を覆うカバー体が設けられていてもよい。
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、第１筒状体と第２筒状体との分割部の周囲がカバー体によって覆われていてもよい。
この場合、プレストレス導入後にカバー体の内部に硬化材を充填することができ、カバー体の内部に空隙が残るのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、カバー体には、その内部空間とコンクリート構造物の外方とを連通する挿通孔が設けられていることが好ましい。
本発明では、例えば棒状部材を挿通孔よりカバー体の内部に挿入することが可能であり、その棒状部材を用いることによりカバー体内に配置される介挿部材の支持状態を簡単に解除することができる。そして、プレストレス導入後には、挿通孔よりカバー体内の空間に硬化材を注入することができ、隙間無く確実な充填を行うことができる。また、コンクリート打設後に注入用の孔を設けるといった手間のかかる作業をなくすことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、軸方向を略圧縮力導入方向に向けて配置されるピン部材であることが好ましい。
この場合、ピン部材を軸方向を略圧縮力導入方向に向けた状態で部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、ピン部材を倒すことでその支持状態を極めて簡単に解除することができる。
【００１５】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、収縮可能な膨張体であることが好ましい。
本発明では、膨張体を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、膨張体を収縮させることでその支持状態を容易に解除することができる。
【００１６】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、膨張体は、液状の樹脂入り袋体であってもよい。
この場合、液状の樹脂が入った状態の袋体を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、袋体を破って収縮させることでその支持状態を容易に解除することができる。
【００１７】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、融解部材と、融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線とからなることが好ましい。
この場合、融解部材を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持される。そして、融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線に電流を流し、発熱させて融解部材を融解することでその支持状態を容易に解除することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法によれば、介挿部材によって緊張力が与えられたＰＣ鋼材をコンクリート構造物の所定位置に配置し、コンクリート打設後に介挿部材の支持状態を解除するという簡単な構造によりコンクリート構造物にプレストレスを導入することができるうえ、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくすことが可能となる。
また、コンクリート内部の空間でプレストレス導入が行えるので、コンクリート表面に切欠部が形成されることがなく、コンクリート構造物の耐久性の低下を防止するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるスラブを下方から見た図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】プレストレス導入構造を示す図であって、スラブの水平断面図である。
【図５】図４に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図６】図５に示す圧縮力導入側定着部におけるプレストレス導入作業状態を示す図であって、（ａ）は支持状態の解除時の図、（ｂ）はプレストレス導入時の図である。
【図７】第２の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図８】図７に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図９】第３の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１０】図９に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図１１】第４の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１２】図１１においてプレストレス導入時を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１４】図１３においてプレストレス導入時を示す図である。
【図１５】第６の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１６】図１５においてプレストレス導入時を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１乃至図３に示すように、本第１の実施の形態によるプレストレス導入構造１は、高架橋の中間スラブ（以下、単に「スラブ２」という）であるコンクリート構造物に採用され、スラブ２の幅方向に生じるひび割れＲ（図１に示す二点鎖線）を防止するため、スラブ２の一方向に沿って延在する複数のＰＣ鋼材３、３、…が互いに所定間隔をもって配設され、スラブ２を形成するコンクリートＣにプレストレスが導入された構造となっている。ここで、スラブ２は、平面視で外周部に梁２Ａが一体的に設けられている。
ＰＣ鋼材３は、例えば鋼棒、鋼線、鋼より線などを採用でき、スラブ２の厚さ方向において略中央の位置（図３に示す厚さ方向で上側鉄筋２Ｂと下側鉄筋２Ｃの間の位置）に配置されるとともに、両端部３ａ、３ｂのそれぞれが梁２Ａが設けられる位置で定着されている。
【００２２】
なお、図４乃至図５に示すプレストレス導入構造１は、プレストレスを導入する前の状態を示している。
図４に示すように、プレストレス導入構造１は、ＰＣ鋼材３と、ＰＣ鋼材３を挿通させるためのシース管４（筒状体）と、このシース管４の長手方向の一端（図４で右側の端部）でＰＣ鋼材３の一端（固定側端部３ａ）を定着する固定側定着部Ｔ１と、シース管４の他端（図４で左側の端部）でＰＣ鋼材３の他端（圧縮力導入側端部３ｂ）を定着する圧縮力導入側定着部Ｔ２とを備えて概略構成されている。固定側定着部Ｔ１と圧縮力導入側定着部Ｔ２は、それぞれ梁２Ａ内（図２参照）に位置している。
【００２３】
固定側定着部Ｔ１は、シース管４の一端４ａに固定される第１端板５が設けられており、この第１端板５にはＰＣ鋼材３の固定側端部３ａが挿通されて第１ナット３１で締め付けられている。そして、固定側定着部Ｔ１は、スラブ２のコンクリートＣに埋設され付着している。
【００２４】
図５に示すように、圧縮力導入側定着部Ｔ２は、ＰＣ鋼材３の他端３ｂに固定された押圧板８と、ＰＣ鋼材３の他端３ｂ側を押圧板８とともに引っ張って緊張力を与えた状態でシース管４の他端４ｂに固定された第２端板６と、が設けられ、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂは第２端板６を挿通するとともに、押圧板８も挿通して第２ナット３２で締め付けられている。
さらに、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂを引っ張って緊張力を与えた状態で第２端板６と押圧板８との間に複数のピン部材９、９、…（介挿部材）が介挿され、これら複数のピン部材９の周囲がカバー体７で覆われ、カバー体７の内部空間７ａとスラブ２の外方とが挿通孔１０によって連通されている。
【００２５】
複数本のピン部材９は、それぞれ軸方向をＰＣ鋼材３の略長手方向（略圧縮力導入方向）に向けた状態で第２端板６と押圧板８との間に非固定状態で介挿されている。つまり、押圧板８は、緊張力が与えられたＰＣ鋼材３が元の状態に戻ろうとする方向（矢印Ｆ２）の力に対して、ピン部材９によってつっかえ棒の状態で支持されている。
ピン部材９の長さ寸法は、第２端板６と押圧板８との間に配置されるピン部材９の本数や剛性などの条件により設定されている。
【００２６】
挿通孔１０は、スラブ２の上面２ａからカバー体７を貫通し、第２端板６と押圧板８との間の内部空間７ａに連通しており、適宜な棒状部材Ｐ（図６参照）を挿入可能で且つ硬化材１１（後述する）を注入できる孔径により形成されている。なお、棒状部材Ｐとしては、上述したピン部材９を横から押し倒し、第２端板６と押圧板８との間の支持状態を解除することが可能な剛性、太さ寸法を有するものが使用される。
【００２７】
次に、上述した構成のプレストレス導入構造の作用と、スラブ２にプレストレスを導入する方法ついて、図面に基づいて具体的に説明する。
先ず、図４に示すように、コンクリートＣを打設する前において、構築するスラブ２の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材３を型枠内にセットしておく。すなわち、プレストレス導入構造１は、例えば工場などにおいて、ＰＣ鋼材３に緊張力（図５に示す矢印Ｆ１方向）を与えた状態を維持しつつ、圧縮力導入側定着部Ｔ２の第２端板６と押圧板８との間に複数のピン部材９、９、…を介挿させた状態で予め製作しておく。
【００２８】
そして、型枠内にコンクリートＣを打設し、プレストレス導入構造１をコンクリートＣ内に埋設する。このとき、スラブ２の上面２ａには挿通孔１０の開口１０ａのみが設けられることになる（図５参照）。
続いて、図６（ａ）に示すように、打設したコンクリートＣが硬化したとき、挿通孔１０から棒状部材Ｐを挿入して、ピン部材９を側方（ピン部材９の軸方向に対して略直交する方向）から押して倒す。つまり、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、ピン部材９における押圧板８の第２端板６に対する支持状態を解除することができる。これにより、図６（ｂ）に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、剛性の小さい樹脂製等のカバー体７は、押圧板８と第２端板６とによって押し潰され、また、第２端板６と押圧板８との間の空間には押し倒された複数のピン部材９が残った状態となる。
【００２９】
次いで、図６（ｂ）に示すように、挿通孔１０を利用して、カバー体７内の内部空間７ａに硬化材１１を充填する。
そして、プレストレス導入後には、図６（ｂ）に示すように、挿通孔１０よりカバー体７の内部空間７ａに硬化材１１を充填することで、プレストレス導入作業が完了となる。
また、コンクリート打設後に注入用の孔を設けるといった手間のかかる作業をなくすことが可能となる。
【００３０】
また、プレストレス導入を行う圧縮力導入側定着部Ｔ２がスラブ２のコンクリートＣ内部に配置されているので、スラブ２の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなる。そのため、カバー体７の内部空間７ａにはプレストレス導入後に硬化材１１を充填しておけばよく、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、スラブ２の強度の低下を防ぐことができる。
【００３１】
上述した第１の実施の形態によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法では、ピン部材９によって緊張力が与えられたＰＣ鋼材３をスラブ２の所定位置に配置し、コンクリート打設後にピン部材９の支持状態を解除するという簡単な構造によりスラブ２にプレストレスを導入することができるうえ、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくすことが可能となる。
また、コンクリート内部の空間でプレストレス導入が行えるので、コンクリート表面に切欠部が形成されることがなく、スラブ２の耐久性の低下を防止するこができる。
【００３２】
次に、本発明のプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図７に示すように、第２の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ａは、上述した第１の実施の形態の圧縮力導入側定着部Ｔ２におけるピン部材９（図４参照）に代えて袋体１２（介挿部材、膨張体）を設けた構成としたものである。すなわち、圧縮力導入側定着部Ｔ２は、ＰＣ鋼材３に緊張力を与えた状態における第２端板６と押圧板８との間に、例えばアラミド繊維などの高強度の樹脂系の材料からなる袋に例えば遅延剤入りモルタル等の樹脂材１２１（液状の樹脂）を詰めて膨張した状態の袋体１２を介挿させている。
【００３４】
この袋体１２は、緊張力が与えられたＰＣ鋼材３とともに押圧板８に作用する圧縮方向の力Ｆ２に耐え得るだけの強度を有するとともに、圧縮方向に略直交する方向の力に対しては強度が小さく、割れ易い、或いは裂け易い材料であることが好ましい。例えば、繊維の向きを圧縮方向に平行となる軸線方向を中心軸としてスパイラル状に配置させた材料とすることで、圧縮方向に強く、横方向に弱い構造を実現することができる。つまり、袋体１２を第２端板６と押圧板８との間に配置することで、それら部材６、８同士の支持状態が維持されている。
【００３５】
この場合、コンクリートＣを型枠内に打設し、コンクリートＣが硬化した後、先端が尖った棒状部材（図示省略）を挿通孔１０から挿入させて、袋体１２を突き破って穴を開ける。これにより、袋体１２が内部のモルタル等の流出により収縮し、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、袋体１２を破って収縮させることでその支持状態を極めて簡単に解除することができる。これにより、図８に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
そして、袋体１２の内部の樹脂材１２１（図７参照）がカバー体７の内部空間７ａを充填するが、充填量が不足する場合には挿通孔１０より上述した第１の実施の形態と同様に硬化材１１を注入すれば良い。
【００３６】
（第３の実施の形態）
次に、図９に示すように、第３の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｂは、第２端板６と押圧板８との間に電熱線１３１を外周に巻き付けた硬化樹脂体１３（介挿部材、融解部材）を介挿させた構成としたものである。この硬化樹脂体１３は、電熱線１３１に電流を流すことによって生じる熱により融解する樹脂を硬化させたものであり、例えば軌道レール調節等に用いられる電熱式調整パッキン（ＨＭＰ）等の材料を採用することができる。
そして、硬化樹脂体１３に巻き付けられている電熱線１３１は、スラブ２の外方へ出されて電源（図示省略）へ繋がっている。
【００３７】
第３の実施の形態では、コンクリートＣを型枠内に打設し、そのコンクリートＣが硬化した後、硬化樹脂体の外周に設けられた電熱線１３１に電流を流し、発熱させて硬化樹脂体１３を融解することで、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、その支持状態を極めて簡単に解除することができる。これにより、図１０に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。なお、融解した樹脂１３´は、カバー体７の内部空間７ａ内を充填することになる。
【００３８】
また、本第３の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｂでは、電熱線１３１に電流を流すだけの操作となるので、カバー体７のスラブ２の上面２ａからの深さ寸法に左右されることがない。つまり、上述した第１、第２の実施の形態によるプレストレス導入構造１、１Ａでは、挿通孔１０を使って棒状部材でピン部材９を倒したり、袋体１２に穴を開けたりする必要があるので、比較的深さの小さい場合が好適であるが、第３の実施の形態では電熱線１３１が表面から外方に出ていれば良く、とくに深さ寸法が制限を受けることはない。
したがって、本プレストレス導入構造１Ｂは、梁高が１ｍ程の梁など、ＰＣ鋼材３の設置位置が深くなるようなコンクリート部材に対応することができる。
【００３９】
（第４の実施の形態）
次に、図１１に示すように、第４の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｃは、ＰＣ鋼材３と、ＰＣ鋼材３を挿通させるとともに長手方向中間部で二分割された固定側鋼管１４（第１筒状体）および圧縮力導入側鋼管１５（第２筒状体）と、ＰＣ鋼材３の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で、固定側鋼管１４に対して圧縮力導入側鋼管１５を支持するピン部材１６（介挿部材）と、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との分割部の周囲を覆うカバー体１７とを備えている。ここで、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とはそれぞれ同径をなし、同軸線上に係合している。
【００４０】
固定側鋼管１４は、外筒部１４１と、圧縮力導入側鋼管１５側の一端１４ａ側に圧縮力導入側鋼管１５を嵌合させる内筒部１４２とが形成されるとともに、その内筒部１４２と反対側の他端１４ｂにはＰＣ鋼材３の固定側端部３ａを定着する端板１４３を備え、外筒部１４１の圧縮力導入側鋼管１５側の一端と内筒部１４２の端板１４３側の一端とが連結環１４４によって連結された構成となっている。その内筒部１４２の外周側に圧縮力導入側鋼管１５が嵌合するようになっている。
圧縮力導入側鋼管１５は、一端（当接部１５ａ）側が前記内筒部１４２に嵌合し、固定側鋼管１４とは反対側の他端１５ｂにＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂを定着する端板１５１を備えている。
【００４１】
そして、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とを軸方向で離反させることで、ＰＣ鋼材３に所定の緊張力を与えることができる。さらに、この離反状態において、固定側鋼管１４の連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓに複数の前記ピン部材１６が介挿されている。このとき、ピン部材１６は、その軸方向をＰＣ鋼材３の軸線方向Ｘに略平行に向けて配置され、鋼管の周方向において適宜な位置に配置されている。具体的には、後述する挿通孔１８より棒状部材を挿入してピン部材１６を倒すことが可能な位置であって、固定側鋼管１４の下側とならない位置にピン部材１６が配置されている。
【００４２】
また、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との接続部（分割部に相当）は、カバー体１７によって覆われており、このカバー体１７内の前記隙間Ｓとスラブ２の上面２ａとを連通する挿通孔１８が複数のピン部材１６に対応する位置に設けられている。挿通孔１８は、適宜な棒状部材（図示省略）を挿入可能な孔径により形成されている。なお、棒状部材としては、ピン部材１６を押圧して倒し、支持状態を解除することが可能な剛性、太さ寸法を有するものが使用される。
【００４３】
本第４の実施の形態では、図１１に示すように、構築するスラブ２の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材３をセットしておく。すなわち、プレストレス導入構造１は、例えば工場などにおいて、ＰＣ鋼材３に緊張力（矢印Ｆ１方向）を与えた状態を維持しつつ、固定側鋼管１４の連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間に複数のピン部材１６を介挿させた状態で予め製作しておく。
【００４４】
そして、型枠内にプレストレス導入構造１Cを設置した後にコンクリートＣを打設することで、該プレストレス導入構造１ＣをコンクリートＣ内に埋設する。このとき、スラブ２の上面２ａには挿通孔１８の開口１８ａのみが設けられることになる。
続いて、図１２に示すように、打設したコンクリートＣが硬化したとき、挿通孔１８から前記棒状部材を挿入して、ピン部材１６を側方から押して倒す。つまり、連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間のつっかえが外れ、ピン部材１６における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。なお、倒れたピン部材１６は、カバー体１７内に残したままとする。
【００４５】
なお、本第４の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｃでは、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５どうしの分割部をＰＣ鋼材３の長手方向中間部に配置できるので、プレストレス導入の操作位置がＰＣ鋼材３の端部に制限されないという利点がある。
【００４６】
（第５の実施の形態）
次に、図１３に示す第５の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｄは、上述した第４の実施の形態のピン部材１６（図１１参照）に代えて、樹脂入りの袋体１９を鋼管内に配置させた構成のものである。
具体的にプレストレス導入構造１Ｄは、固定側鋼管１４が圧縮力導入側鋼管１５より大径の筒状をなし、圧縮力導入側鋼管１５が固定側鋼管１４の内周側に挿通した状態で嵌合している。そして、圧縮力導入側鋼管１５が固定側鋼管１４の内側にはＰＣ鋼材３の長手方向Ｘ全体にわたって袋体１９が設けられている。
【００４７】
袋体１９は、ＰＣ鋼棒３に緊張力を与えた状態でＰＣ鋼材３の両端の定着部の端板１４３、１５１どうしに密着した状態で配置されている。このときの袋体１９は、前記緊張力に耐え得る強度、すなわちＰＣ鋼材３が緊張力に対して元に戻ろうとする力に対抗できる強度を有するものとされる。なお、袋体１９は、上述した第２の実施の形態の袋体１２と同様の部材から形成されるものであるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４８】
また、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５のうち所定の箇所には、鋼管内の空間とスラブ２の外方とを連通する挿通孔１８が適宜な位置に設けられている。
さらに、プレストレス導入前の状態において、図１３に示す二点差線のように、圧縮力導入側鋼管１５の外周面を覆う被覆部材２０を設けておき、打設したコンクリートＣと圧縮力導入側鋼管１５とが接着しない構成となっている。
【００４９】
この場合、コンクリートＣを型枠内に打設し、コンクリートＣが硬化した後、棒状部材（図示省略）を挿通孔１８から挿入させて、袋体１９を突き破って穴を開ける。これにより、袋体１９の内部のモルタル等が流出して収縮し、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との間のつっかえが外れ、袋体１９における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、図１４に示すように、被覆部材２０によってコンクリートＣに付着していない圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力をかけることになり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
【００５０】
（第６の実施の形態）
次に、図１５に示す第６の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｅは、上述した第５の実施の形態において、袋体１９（図１３参照）に代え、プレストレス導入前でＰＣ鋼材３の緊張力を保持するために、電熱線２１１を内装した硬化樹脂体２１（介挿部材、溶融部材）によって固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５を接着保持させた構成となっている。
すなわち、硬化樹脂体２１は、ＰＣ鋼棒３に緊張力を与えた状態で固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とがＰＣ鋼材３の軸線方向Ｘにオーバーラップする部分を固着している。このときの鋼管１４、１５どうしの接着強度は、前記緊張力に耐え得る強度、すなわちＰＣ鋼材３が緊張力に対して元に戻ろうとする力に対抗できる強度を有するものとされる。なお、硬化樹脂体２１は、上述した第３の実施の形態の硬化樹脂体１３（図９参照）と同様の部材から形成されるものであるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
また、硬化樹脂体２１に内装されている電熱線（図示省略）は、固定側鋼管１４を貫通してスラブの外方にまで伸ばされた状態でコンクリートＣが打設される。
さらに、上述した第５の実施の形態と同様に、プレストレス導入前の状態において、図 に示す二点差線のように、圧縮力導入側鋼管１５の外周面を覆う被覆部材２０を設けておき、打設したコンクリートＣと圧縮力導入側鋼管１５とが接着しない構成となっている。
【００５２】
本第６の実施の形態では、コンクリートＣを型枠内に打設し、そのコンクリートＣが硬化した後、前記電熱線に電流を流して熱を発生させる。そして、この熱により硬化樹脂体２１が融解し、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５の固着が外れ、硬化樹脂体２１における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、図１６に示すように、被覆部材２０によってコンクリートＣに付着していない圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力をかけることになり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
【００５３】
以上、本発明によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では梁２Ａを備えた中間スラブを適用対象としているが、これに限定されることはなく、例えば高架橋の張出しスラブに本実施の形態のプレストレス導入構造１、１Ａ〜１Ｅを適用することも可能である。
【００５４】
また、ＰＣ鋼材３のコンクリート構造物に対する位置、方向、配置箇所、長さ寸法、配置ピッチ等は、本実施の形態に制限されず、適用するコンクリート構造物の形状、コンクリートの厚さ等の適用条件から予測されるひび割れの発生状態に応じて任意に設定することが可能である。基本的には、予測されるひび割れの方向に対して直角方向にＰＣ鋼材を配置し、ひび割れの発生密度に応じてＰＣ鋼材も集中的に設けたり、広範囲にわたって設けるように設定する。
そして、本実施の形態のようにＰＣ鋼材３の両端部３ａ、３ｂの定着部の位置を梁２Ａが設けられる位置としているが、定着部の位置についてもとくに制限されることはない。
【００５５】
さらに、介挿部材は、本実施の形態に限定されることはなく、ピン部材９、１６の形状、径寸法、袋体１２、１９の大きさ、内部に詰める充填材の材質などは適宜設定することが可能である。例えば、ピン部材として、軸方向中間にヒンジを設けておくことで、軸方向に作用する力には強く、側方からの外力に対しては弱い構造とし、支持状態の解除をし易くすることも可能である。
【００５６】
また、本実施の形態では袋体１２、１９に充填材を詰めた構成としているが、例えばエアや水などの液状体を袋体内に注入出可能な状態とし、介挿部材による支持状態を維持する場合には袋体内にエア等を注入して膨張させ、その支持状態を解除する際には袋体内のエア等を排出することで収縮させる構成のものであっても良い。
【００５７】
さらにまた、本第３の実施の形態では、硬化樹脂体１３の外周に電熱線１３１を巻き付けた構成となっているが、これに限らない。要は、熱で硬化樹脂体１３が融解すればよいのであって、例えば硬化樹脂体１３の内部に電熱線１３１を埋め込んだ形態であってもよく、また電熱線に代えて高周波誘導による加熱方法を利用したものを採用することもできる。
【００５８】
また、第４〜第６の実施の形態において、筒状体の分割部（固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５と接続部）の位置をＰＣ鋼材３の長手方向で略中央部分としているが、この分割部の位置は任意に設定することができる。
さらに、挿通孔１０、１８、カバー体７、１７の形状、位置、大きさ等の構成についても、ＰＣ鋼材３の引張力や介挿部材の種類に応じて任意に設定することが可能である。
なお、本第１乃至第３の実施の形態ではカバー体７を設けた構成としているが、カバー体７は省略することも可能である。
【００５９】
さらにまた、本実施の形態では挿通孔１０、１８より棒状部材を挿入してピン部材９、１６の横から棒状部材を押し込んで倒すことでその支持状態を解除しているが、ピン部材９、１６の解除方法としてはこれに限定されることはない。例えば、先端に掛止部を備えた紐状部材を挿通孔から差し込み、その掛止部をピン部材に引っ掛けて紐状部材を引き抜くことで倒す方法としても良い。このような紐状部材を用いれば、例えば上述した第４の実施の形態において、固定側鋼管１４の下側の位置にピン部材１６を配置することも可能である。
また、第２の実施の形態では、袋体１２を先端の尖った棒状部材で突き破る方法により、その袋体１２を収縮させているが、袋体１２を突き破る手段として針状の部材等を用いることも可能であり、その他の手段を採用することも勿論可能である。例えば、カバー体７内で袋体１２の入口部を封止する紐状部材を取り外すことで、その入口部を開放して袋体を収縮させるようにしても良い。
【００６０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ プレストレス導入構造
２ スラブ（コンクリート構造物）
３ ＰＣ鋼材
４ シース管（筒状体）
５ 第１端板
６ 第２端板
７、１７ カバー体
８ 押圧板
９、１６ ピン部材（介挿部材）
１０、１８ 挿通孔
１１ 硬化材
１２、１９ 袋体（介挿部材、膨張体）
１３、２１ 硬化樹脂体（介挿部材、融解部材）
１４ 固定側鋼管（第１筒状体）
１５ 圧縮力導入側鋼管（第２筒状体）
２０ 被覆部材
１３１ 電熱線
Ｃ コンクリート
Ｆ１ 緊張力
Ｆ２ 圧縮力
Ｓ 隙間
Ｔ１ 固定側定着部
Ｔ２ 圧縮力導入側定着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート部材にプレストレスを与える場合、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒などのＰＣ鋼材を緊張している。このようなプレストレスの導入作業では、通常、後からコンクリート部材にプレストレスを与える場合において、コンクリート打設後に予めセットしておいたＰＣ鋼材を緊張したり、定着したりする作業が行われている。
そして、一般的にＰＣ鋼材の定着部は、コンクリート部材を切り欠いて設けたり、部材の外側に設けたりすることとなる（例えば、特許文献１参照）。この場合、部材の面内に定着部を設け、専用の開放機にて緊張開放して部材にプレストレスを導入し、その後、切欠部にモルタルを充填することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプレストレス導入装置では、以下のような問題があった。
すなわち、プレストレス導入装置では、コンクリート部材にプレストレスを導入すれば、ひび割れを抑制することができるが、構築されたコンクリート部材に対して後からプレストレスを導入する場合、別途、ＰＣ鋼材の緊張、定着作業が必要となり、手間と時間がかかるという問題があった。
また、コンクリート表面に定着用の切欠部が形成され、定着後に切欠部の穴埋めが行われるが、その切欠部からひび割れが発生し、さらにひび割れよりコンクリート内部に水が浸透してコンクリートの耐久性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくし、簡単な構造でコンクリート構造物にプレストレスを導入することができるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、コンクリート構造物の耐久性の低下を防止するこができるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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構造では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部がコンクリート構造物内に埋設され、一方の固定側定着部は、筒状体の一端に固定された第１端板にＰＣ鋼材の一端が固定されてなり、他方の圧縮力導入側定着部は、ＰＣ鋼材の他端に固定された押圧板と、ＰＣ鋼材の他端側を押圧板とともに引っ張って緊張力を与えた状態で筒状体の他端に固定された第２端板と、押圧板と第２端板との間に配置される介挿部材と、を備え、介挿部材は、押圧板の第２端板に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るプレストレス導入方法では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、ＰＣ鋼材を筒状体に挿通するとともに、両端の定着部をコンクリート構造物内に配置する工程と、筒状体の一端に固定された第１端板にＰＣ鋼材の一端を固定する工程と、ＰＣ鋼材の他端に押圧板を固定するとともに、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で筒状体の他端に第２端板を固定する工程と、押圧板と第２端板との間に介挿部材を配置するする工程と、コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、押圧板の第２端板に対する支持状態を解除する工程と、を有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、コンクリート構造物の構築時において、コンクリート構造物の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材をセットしておき、打設したコンクリートが硬化した後に、介挿部材における押圧板の第２端板に対する支持状態を解除することができる。これにより、押圧板はＰＣ鋼材によって作用する緊張力が開放されて第２端板側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板がコンクリートを押圧して圧縮力を与えることとなり、コンクリート構造物にプレストレスを導入することができる。
また、プレストレス導入を行うためのＰＣ鋼材の定着部（圧縮力導入側定着部）がコンクリート構造物のコンクリート内部に配置されているので、コンクリート構造物の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなり、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、コンクリート構造物の強度の低下を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部がコンクリート構造物内に埋設され、筒状体は、長手方向中間部で二分割され、ＰＣ鋼材の一端が二分割された一方の第１筒状体の一端に固定され、ＰＣ鋼材の他端が他方の第２筒状体に固定され、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で第１筒状体と第２筒状体との間に配置されるとともに、第１筒状体に対して第２筒状体を支持する介挿部材が設けられ、介挿部材は、第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係るプレストレス導入方法では、ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、ＰＣ鋼材を長手方向中間部で二分割された筒状体に挿通するとともに、両端の定着部をコンクリート構造物内に配置する工程と、ＰＣ鋼材の一端を二分割された一方の第１筒状体の一端に固定するとともに、ＰＣ鋼材の他端を他方の第２筒状体に固定する工程と、ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で第１筒状体と第２筒状体との間に介挿部材を設け、第１筒状体に対して第２筒状体を支持する工程と、コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態を解除する工程とを有していることを特徴としている。
【００１１】
本発明では、コンクリート構造物の構築時において、コンクリート構造物の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材をセットしておき、打設したコンクリートが硬化した後に、介挿部材における第２筒状体の第１筒状体に対する支持状態を解除することができる。これにより、第２筒状体はＰＣ鋼材によって作用する緊張力が開放されて第１筒状体側へ近接する方向へ向けて移動するため、第２筒状体がコンクリートを押圧して圧縮力を与えることとなり、コンクリート構造物にプレストレスを導入することができる。
また、プレストレス導入を行う部分がコンクリート構造物のコンクリート内部に配置されているので、コンクリート構造物の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなり、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、コンクリート構造物の強度の低下を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、押圧板と介挿部材との周囲を覆うカバー体が設けられていてもよい。
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、第１筒状体と第２筒状体との分割部の周囲がカバー体によって覆われていてもよい。
この場合、プレストレス導入後にカバー体の内部に硬化材を充填することができ、カバー体の内部に空隙が残るのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、カバー体には、その内部空間とコンクリート構造物の外方とを連通する挿通孔が設けられていることが好ましい。
本発明では、例えば棒状部材を挿通孔よりカバー体の内部に挿入することが可能であり、その棒状部材を用いることによりカバー体内に配置される介挿部材の支持状態を簡単に解除することができる。そして、プレストレス導入後には、挿通孔よりカバー体内の空間に硬化材を注入することができ、隙間無く確実な充填を行うことができる。また、コンクリート打設後に注入用の孔を設けるといった手間のかかる作業をなくすことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、軸方向を略圧縮力導入方向に向けて配置されるピン部材であることが好ましい。
この場合、ピン部材を軸方向を略圧縮力導入方向に向けた状態で部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、ピン部材を倒すことでその支持状態を極めて簡単に解除することができる。
【００１５】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、収縮可能な膨張体であることが好ましい。
本発明では、膨張体を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、膨張体を収縮させることでその支持状態を容易に解除することができる。
【００１６】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、膨張体は、液状の樹脂入り袋体であってもよい。
この場合、液状の樹脂が入った状態の袋体を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持され、袋体を破って収縮させることでその支持状態を容易に解除することができる。
【００１７】
また、本発明に係るプレストレス導入構造では、介挿部材は、融解部材と、融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線とからなることが好ましい。
この場合、融解部材を部材間に配置することで部材同士の支持状態が維持される。そして、融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線に電流を流し、発熱させて融解部材を融解することでその支持状態を容易に解除することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法によれば、介挿部材によって緊張力が与えられたＰＣ鋼材をコンクリート構造物の所定位置に配置し、コンクリート打設後に介挿部材の支持状態を解除するという簡単な構造によりコンクリート構造物にプレストレスを導入することができるうえ、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくすことが可能となる。
また、コンクリート内部の空間でプレストレス導入が行えるので、コンクリート表面に切欠部が形成されることがなく、コンクリート構造物の耐久性の低下を防止するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるスラブを下方から見た図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】プレストレス導入構造を示す図であって、スラブの水平断面図である。
【図５】図４に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図６】図５に示す圧縮力導入側定着部におけるプレストレス導入作業状態を示す図であって、（ａ）は支持状態の解除時の図、（ｂ）はプレストレス導入時の図である。
【図７】第２の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図８】図７に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図９】第３の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１０】図９に示す圧縮力導入側定着部の拡大図である。
【図１１】第４の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１２】図１１においてプレストレス導入時を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１４】図１３においてプレストレス導入時を示す図である。
【図１５】第６の実施の形態によるプレストレス導入構造を示す水平断面図である。
【図１６】図１５においてプレストレス導入時を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１乃至図３に示すように、本第１の実施の形態によるプレストレス導入構造１は、高架橋の中間スラブ（以下、単に「スラブ２」という）であるコンクリート構造物に採用され、スラブ２の幅方向に生じるひび割れＲ（図１に示す二点鎖線）を防止するため、スラブ２の一方向に沿って延在する複数のＰＣ鋼材３、３、…が互いに所定間隔をもって配設され、スラブ２を形成するコンクリートＣにプレストレスが導入された構造となっている。ここで、スラブ２は、平面視で外周部に梁２Ａが一体的に設けられている。
ＰＣ鋼材３は、例えば鋼棒、鋼線、鋼より線などを採用でき、スラブ２の厚さ方向において略中央の位置（図３に示す厚さ方向で上側鉄筋２Ｂと下側鉄筋２Ｃの間の位置）に配置されるとともに、両端部３ａ、３ｂのそれぞれが梁２Ａが設けられる位置で定着されている。
【００２２】
なお、図４乃至図５に示すプレストレス導入構造１は、プレストレスを導入する前の状態を示している。
図４に示すように、プレストレス導入構造１は、ＰＣ鋼材３と、ＰＣ鋼材３を挿通させるためのシース管４（筒状体）と、このシース管４の長手方向の一端（図４で右側の端部）でＰＣ鋼材３の一端（固定側端部３ａ）を定着する固定側定着部Ｔ１と、シース管４の他端（図４で左側の端部）でＰＣ鋼材３の他端（圧縮力導入側端部３ｂ）を定着する圧縮力導入側定着部Ｔ２とを備えて概略構成されている。固定側定着部Ｔ１と圧縮力導入側定着部Ｔ２は、それぞれ梁２Ａ内（図２参照）に位置している。
【００２３】
固定側定着部Ｔ１は、シース管４の一端４ａに固定される第１端板５が設けられており、この第１端板５にはＰＣ鋼材３の固定側端部３ａが挿通されて第１ナット３１で締め付けられている。そして、固定側定着部Ｔ１は、スラブ２のコンクリートＣに埋設され付着している。
【００２４】
図５に示すように、圧縮力導入側定着部Ｔ２は、ＰＣ鋼材３の他端３ｂに固定された押圧板８と、ＰＣ鋼材３の他端３ｂ側を押圧板８とともに引っ張って緊張力を与えた状態でシース管４の他端４ｂに固定された第２端板６と、が設けられ、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂは第２端板６を挿通するとともに、押圧板８も挿通して第２ナット３２で締め付けられている。
さらに、ＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂを引っ張って緊張力を与えた状態で第２端板６と押圧板８との間に複数のピン部材９、９、…（介挿部材）が介挿され、これら複数のピン部材９の周囲がカバー体７で覆われ、カバー体７の内部空間７ａとスラブ２の外方とが挿通孔１０によって連通されている。
【００２５】
複数本のピン部材９は、それぞれ軸方向をＰＣ鋼材３の略長手方向（略圧縮力導入方向）に向けた状態で第２端板６と押圧板８との間に非固定状態で介挿されている。つまり、押圧板８は、緊張力が与えられたＰＣ鋼材３が元の状態に戻ろうとする方向（矢印Ｆ２）の力に対して、ピン部材９によってつっかえ棒の状態で支持されている。
ピン部材９の長さ寸法は、第２端板６と押圧板８との間に配置されるピン部材９の本数や剛性などの条件により設定されている。
【００２６】
挿通孔１０は、スラブ２の上面２ａからカバー体７を貫通し、第２端板６と押圧板８との間の内部空間７ａに連通しており、適宜な棒状部材Ｐ（図６参照）を挿入可能で且つ硬化材１１（後述する）を注入できる孔径により形成されている。なお、棒状部材Ｐとしては、上述したピン部材９を横から押し倒し、第２端板６と押圧板８との間の支持状態を解除することが可能な剛性、太さ寸法を有するものが使用される。
【００２７】
次に、上述した構成のプレストレス導入構造の作用と、スラブ２にプレストレスを導入する方法ついて、図面に基づいて具体的に説明する。
先ず、図４に示すように、コンクリートＣを打設する前において、構築するスラブ２の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材３を型枠内にセットしておく。すなわち、プレストレス導入構造１は、例えば工場などにおいて、ＰＣ鋼材３に緊張力（図５に示す矢印Ｆ１方向）を与えた状態を維持しつつ、圧縮力導入側定着部Ｔ２の第２端板６と押圧板８との間に複数のピン部材９、９、…を介挿させた状態で予め製作しておく。
【００２８】
そして、型枠内にコンクリートＣを打設し、プレストレス導入構造１をコンクリートＣ内に埋設する。このとき、スラブ２の上面２ａには挿通孔１０の開口１０ａのみが設けられることになる（図５参照）。
続いて、図６（ａ）に示すように、打設したコンクリートＣが硬化したとき、挿通孔１０から棒状部材Ｐを挿入して、ピン部材９を側方（ピン部材９の軸方向に対して略直交する方向）から押して倒す。つまり、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、ピン部材９における押圧板８の第２端板６に対する支持状態を解除することができる。これにより、図６（ｂ）に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、剛性の小さい樹脂製等のカバー体７は、押圧板８と第２端板６とによって押し潰され、また、第２端板６と押圧板８との間の空間には押し倒された複数のピン部材９が残った状態となる。
【００２９】
次いで、図６（ｂ）に示すように、挿通孔１０を利用して、カバー体７内の内部空間７ａに硬化材１１を充填する。
そして、プレストレス導入後には、図６（ｂ）に示すように、挿通孔１０よりカバー体７の内部空間７ａに硬化材１１を充填することで、プレストレス導入作業が完了となる。
また、コンクリート打設後に注入用の孔を設けるといった手間のかかる作業をなくすことが可能となる。
【００３０】
また、プレストレス導入を行う圧縮力導入側定着部Ｔ２がスラブ２のコンクリートＣ内部に配置されているので、スラブ２の表面側からプレストレス導入を行う必要がなくなる。そのため、カバー体７の内部空間７ａにはプレストレス導入後に硬化材１１を充填しておけばよく、ひび割れ等の原因となる切欠部がコンクリート表面に形成されることがないので、スラブ２の強度の低下を防ぐことができる。
【００３１】
上述した第１の実施の形態によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法では、ピン部材９によって緊張力が与えられたＰＣ鋼材３をスラブ２の所定位置に配置し、コンクリート打設後にピン部材９の支持状態を解除するという簡単な構造によりスラブ２にプレストレスを導入することができるうえ、手間と時間のかかる大掛かりな緊張作業をなくすことが可能となる。
また、コンクリート内部の空間でプレストレス導入が行えるので、コンクリート表面に切欠部が形成されることがなく、スラブ２の耐久性の低下を防止するこができる。
【００３２】
次に、本発明のプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図７に示すように、第２の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ａは、上述した第１の実施の形態の圧縮力導入側定着部Ｔ２におけるピン部材９（図４参照）に代えて袋体１２（介挿部材、膨張体）を設けた構成としたものである。すなわち、圧縮力導入側定着部Ｔ２は、ＰＣ鋼材３に緊張力を与えた状態における第２端板６と押圧板８との間に、例えばアラミド繊維などの高強度の樹脂系の材料からなる袋に例えば遅延剤入りモルタル等の樹脂材１２１（液状の樹脂）を詰めて膨張した状態の袋体１２を介挿させている。
【００３４】
この袋体１２は、緊張力が与えられたＰＣ鋼材３とともに押圧板８に作用する圧縮方向の力Ｆ２に耐え得るだけの強度を有するとともに、圧縮方向に略直交する方向の力に対しては強度が小さく、割れ易い、或いは裂け易い材料であることが好ましい。例えば、繊維の向きを圧縮方向に平行となる軸線方向を中心軸としてスパイラル状に配置させた材料とすることで、圧縮方向に強く、横方向に弱い構造を実現することができる。つまり、袋体１２を第２端板６と押圧板８との間に配置することで、それら部材６、８同士の支持状態が維持されている。
【００３５】
この場合、コンクリートＣを型枠内に打設し、コンクリートＣが硬化した後、先端が尖った棒状部材（図示省略）を挿通孔１０から挿入させて、袋体１２を突き破って穴を開ける。これにより、袋体１２が内部のモルタル等の流出により収縮し、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、袋体１２を破って収縮させることでその支持状態を極めて簡単に解除することができる。これにより、図８に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
そして、袋体１２の内部の樹脂材１２１（図７参照）がカバー体７の内部空間７ａを充填するが、充填量が不足する場合には挿通孔１０より上述した第１の実施の形態と同様に硬化材１１を注入すれば良い。
【００３６】
（第３の実施の形態）
次に、図９に示すように、第３の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｂは、第２端板６と押圧板８との間に電熱線１３１を外周に巻き付けた硬化樹脂体１３（介挿部材、融解部材）を介挿させた構成としたものである。この硬化樹脂体１３は、電熱線１３１に電流を流すことによって生じる熱により融解する樹脂を硬化させたものであり、例えば軌道レール調節等に用いられる電熱式調整パッキン（ＨＭＰ）等の材料を採用することができる。
そして、硬化樹脂体１３に巻き付けられている電熱線１３１は、スラブ２の外方へ出されて電源（図示省略）へ繋がっている。
【００３７】
第３の実施の形態では、コンクリートＣを型枠内に打設し、そのコンクリートＣが硬化した後、硬化樹脂体の外周に設けられた電熱線１３１に電流を流し、発熱させて硬化樹脂体１３を融解することで、第２端板６と押圧板８との間のつっかえが外れ、その支持状態を極めて簡単に解除することができる。これにより、図１０に示すように、押圧板８はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して第２端板６側へ近接する方向へ向けて移動するため、押圧板８がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。なお、融解した樹脂１３´は、カバー体７の内部空間７ａ内を充填することになる。
【００３８】
また、本第３の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｂでは、電熱線１３１に電流を流すだけの操作となるので、カバー体７のスラブ２の上面２ａからの深さ寸法に左右されることがない。つまり、上述した第１、第２の実施の形態によるプレストレス導入構造１、１Ａでは、挿通孔１０を使って棒状部材でピン部材９を倒したり、袋体１２に穴を開けたりする必要があるので、比較的深さの小さい場合が好適であるが、第３の実施の形態では電熱線１３１が表面から外方に出ていれば良く、とくに深さ寸法が制限を受けることはない。
したがって、本プレストレス導入構造１Ｂは、梁高が１ｍ程の梁など、ＰＣ鋼材３の設置位置が深くなるようなコンクリート部材に対応することができる。
【００３９】
（第４の実施の形態）
次に、図１１に示すように、第４の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｃは、ＰＣ鋼材３と、ＰＣ鋼材３を挿通させるとともに長手方向中間部で二分割された固定側鋼管１４（第１筒状体）および圧縮力導入側鋼管１５（第２筒状体）と、ＰＣ鋼材３の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で、固定側鋼管１４に対して圧縮力導入側鋼管１５を支持するピン部材１６（介挿部材）と、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との分割部の周囲を覆うカバー体１７とを備えている。ここで、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とはそれぞれ同径をなし、同軸線上に係合している。
【００４０】
固定側鋼管１４は、外筒部１４１と、圧縮力導入側鋼管１５側の一端１４ａ側に圧縮力導入側鋼管１５を嵌合させる内筒部１４２とが形成されるとともに、その内筒部１４２と反対側の他端１４ｂにはＰＣ鋼材３の固定側端部３ａを定着する端板１４３を備え、外筒部１４１の圧縮力導入側鋼管１５側の一端と内筒部１４２の端板１４３側の一端とが連結環１４４によって連結された構成となっている。その内筒部１４２の外周側に圧縮力導入側鋼管１５が嵌合するようになっている。
圧縮力導入側鋼管１５は、一端（当接部１５ａ）側が前記内筒部１４２に嵌合し、固定側鋼管１４とは反対側の他端１５ｂにＰＣ鋼材３の圧縮力導入側端部３ｂを定着する端板１５１を備えている。
【００４１】
そして、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とを軸方向で離反させることで、ＰＣ鋼材３に所定の緊張力を与えることができる。さらに、この離反状態において、固定側鋼管１４の連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓに複数の前記ピン部材１６が介挿されている。このとき、ピン部材１６は、その軸方向をＰＣ鋼材３の軸線方向Ｘに略平行に向けて配置され、鋼管の周方向において適宜な位置に配置されている。具体的には、後述する挿通孔１８より棒状部材を挿入してピン部材１６を倒すことが可能な位置であって、固定側鋼管１４の下側とならない位置にピン部材１６が配置されている。
【００４２】
また、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との接続部（分割部に相当）は、カバー体１７によって覆われており、このカバー体１７内の前記隙間Ｓとスラブ２の上面２ａとを連通する挿通孔１８が複数のピン部材１６に対応する位置に設けられている。挿通孔１８は、適宜な棒状部材（図示省略）を挿入可能な孔径により形成されている。なお、棒状部材としては、ピン部材１６を押圧して倒し、支持状態を解除することが可能な剛性、太さ寸法を有するものが使用される。
【００４３】
本第４の実施の形態では、図１１に示すように、構築するスラブ２の所定位置に予め緊張力が与えられたＰＣ鋼材３をセットしておく。すなわち、プレストレス導入構造１は、例えば工場などにおいて、ＰＣ鋼材３に緊張力（矢印Ｆ１方向）を与えた状態を維持しつつ、固定側鋼管１４の連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間に複数のピン部材１６を介挿させた状態で予め製作しておく。
【００４４】
そして、型枠内にプレストレス導入構造１Cを設置した後にコンクリートＣを打設することで、該プレストレス導入構造１ＣをコンクリートＣ内に埋設する。このとき、スラブ２の上面２ａには挿通孔１８の開口１８ａのみが設けられることになる。
続いて、図１２に示すように、打設したコンクリートＣが硬化したとき、挿通孔１８から前記棒状部材を挿入して、ピン部材１６を側方から押して倒す。つまり、連結環１４４と圧縮力導入側鋼管１５の当接部１５ａとの間のつっかえが外れ、ピン部材１６における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力を与えることとなり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。なお、倒れたピン部材１６は、カバー体１７内に残したままとする。
【００４５】
なお、本第４の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｃでは、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５どうしの分割部をＰＣ鋼材３の長手方向中間部に配置できるので、プレストレス導入の操作位置がＰＣ鋼材３の端部に制限されないという利点がある。
【００４６】
（第５の実施の形態）
次に、図１３に示す第５の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｄは、上述した第４の実施の形態のピン部材１６（図１１参照）に代えて、樹脂入りの袋体１９を鋼管内に配置させた構成のものである。
具体的にプレストレス導入構造１Ｄは、固定側鋼管１４が圧縮力導入側鋼管１５より大径の筒状をなし、圧縮力導入側鋼管１５が固定側鋼管１４の内周側に挿通した状態で嵌合している。そして、圧縮力導入側鋼管１５が固定側鋼管１４の内側にはＰＣ鋼材３の長手方向Ｘ全体にわたって袋体１９が設けられている。
【００４７】
袋体１９は、ＰＣ鋼棒３に緊張力を与えた状態でＰＣ鋼材３の両端の定着部の端板１４３、１５１どうしに密着した状態で配置されている。このときの袋体１９は、前記緊張力に耐え得る強度、すなわちＰＣ鋼材３が緊張力に対して元に戻ろうとする力に対抗できる強度を有するものとされる。なお、袋体１９は、上述した第２の実施の形態の袋体１２と同様の部材から形成されるものであるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４８】
また、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５のうち所定の箇所には、鋼管内の空間とスラブ２の外方とを連通する挿通孔１８が適宜な位置に設けられている。
さらに、プレストレス導入前の状態において、図１３に示す二点差線のように、圧縮力導入側鋼管１５の外周面を覆う被覆部材２０を設けておき、打設したコンクリートＣと圧縮力導入側鋼管１５とが接着しない構成となっている。
【００４９】
この場合、コンクリートＣを型枠内に打設し、コンクリートＣが硬化した後、棒状部材（図示省略）を挿通孔１８から挿入させて、袋体１９を突き破って穴を開ける。これにより、袋体１９の内部のモルタル等が流出して収縮し、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５との間のつっかえが外れ、袋体１９における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、図１４に示すように、被覆部材２０によってコンクリートＣに付着していない圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力をかけることになり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
【００５０】
（第６の実施の形態）
次に、図１５に示す第６の実施の形態によるプレストレス導入構造１Ｅは、上述した第５の実施の形態において、袋体１９（図１３参照）に代え、プレストレス導入前でＰＣ鋼材３の緊張力を保持するために、電熱線２１１を内装した硬化樹脂体２１（介挿部材、溶融部材）によって固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５を接着保持させた構成となっている。
すなわち、硬化樹脂体２１は、ＰＣ鋼棒３に緊張力を与えた状態で固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５とがＰＣ鋼材３の軸線方向Ｘにオーバーラップする部分を固着している。このときの鋼管１４、１５どうしの接着強度は、前記緊張力に耐え得る強度、すなわちＰＣ鋼材３が緊張力に対して元に戻ろうとする力に対抗できる強度を有するものとされる。なお、硬化樹脂体２１は、上述した第３の実施の形態の硬化樹脂体１３（図９参照）と同様の部材から形成されるものであるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
また、硬化樹脂体２１に内装されている電熱線（図示省略）は、固定側鋼管１４を貫通してスラブの外方にまで伸ばされた状態でコンクリートＣが打設される。
さらに、上述した第５の実施の形態と同様に、プレストレス導入前の状態において、図 に示す二点差線のように、圧縮力導入側鋼管１５の外周面を覆う被覆部材２０を設けておき、打設したコンクリートＣと圧縮力導入側鋼管１５とが接着しない構成となっている。
【００５２】
本第６の実施の形態では、コンクリートＣを型枠内に打設し、そのコンクリートＣが硬化した後、前記電熱線に電流を流して熱を発生させる。そして、この熱により硬化樹脂体２１が融解し、固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５の固着が外れ、硬化樹脂体２１における圧縮力導入側鋼管１５の固定側鋼管１４に対する支持状態を解除することができる。これにより、図１６に示すように、被覆部材２０によってコンクリートＣに付着していない圧縮力導入側鋼管１５はＰＣ鋼材３によって作用する緊張力Ｆ１が開放され、緊張力Ｆ１とは反対方向に戻ろうとする力（矢印Ｆ２）が作用して固定側鋼管１４側へ近接する方向へ向けて移動するため、圧縮力導入側鋼管１５に固定される端板１５１がコンクリートＣを押圧して圧縮力をかけることになり、スラブ２にプレストレスを導入することができる。
【００５３】
以上、本発明によるプレストレス導入構造およびプレストレス導入方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では梁２Ａを備えた中間スラブを適用対象としているが、これに限定されることはなく、例えば高架橋の張出しスラブに本実施の形態のプレストレス導入構造１、１Ａ〜１Ｅを適用することも可能である。
【００５４】
また、ＰＣ鋼材３のコンクリート構造物に対する位置、方向、配置箇所、長さ寸法、配置ピッチ等は、本実施の形態に制限されず、適用するコンクリート構造物の形状、コンクリートの厚さ等の適用条件から予測されるひび割れの発生状態に応じて任意に設定することが可能である。基本的には、予測されるひび割れの方向に対して直角方向にＰＣ鋼材を配置し、ひび割れの発生密度に応じてＰＣ鋼材も集中的に設けたり、広範囲にわたって設けるように設定する。
そして、本実施の形態のようにＰＣ鋼材３の両端部３ａ、３ｂの定着部の位置を梁２Ａが設けられる位置としているが、定着部の位置についてもとくに制限されることはない。
【００５５】
さらに、介挿部材は、本実施の形態に限定されることはなく、ピン部材９、１６の形状、径寸法、袋体１２、１９の大きさ、内部に詰める充填材の材質などは適宜設定することが可能である。例えば、ピン部材として、軸方向中間にヒンジを設けておくことで、軸方向に作用する力には強く、側方からの外力に対しては弱い構造とし、支持状態の解除をし易くすることも可能である。
【００５６】
また、本実施の形態では袋体１２、１９に充填材を詰めた構成としているが、例えばエアや水などの液状体を袋体内に注入出可能な状態とし、介挿部材による支持状態を維持する場合には袋体内にエア等を注入して膨張させ、その支持状態を解除する際には袋体内のエア等を排出することで収縮させる構成のものであっても良い。
【００５７】
さらにまた、本第３の実施の形態では、硬化樹脂体１３の外周に電熱線１３１を巻き付けた構成となっているが、これに限らない。要は、熱で硬化樹脂体１３が融解すればよいのであって、例えば硬化樹脂体１３の内部に電熱線１３１を埋め込んだ形態であってもよく、また電熱線に代えて高周波誘導による加熱方法を利用したものを採用することもできる。
【００５８】
また、第４〜第６の実施の形態において、筒状体の分割部（固定側鋼管１４と圧縮力導入側鋼管１５と接続部）の位置をＰＣ鋼材３の長手方向で略中央部分としているが、この分割部の位置は任意に設定することができる。
さらに、挿通孔１０、１８、カバー体７、１７の形状、位置、大きさ等の構成についても、ＰＣ鋼材３の引張力や介挿部材の種類に応じて任意に設定することが可能である。
なお、本第１乃至第３の実施の形態ではカバー体７を設けた構成としているが、カバー体７は省略することも可能である。
【００５９】
さらにまた、本実施の形態では挿通孔１０、１８より棒状部材を挿入してピン部材９、１６の横から棒状部材を押し込んで倒すことでその支持状態を解除しているが、ピン部材９、１６の解除方法としてはこれに限定されることはない。例えば、先端に掛止部を備えた紐状部材を挿通孔から差し込み、その掛止部をピン部材に引っ掛けて紐状部材を引き抜くことで倒す方法としても良い。このような紐状部材を用いれば、例えば上述した第４の実施の形態において、固定側鋼管１４の下側の位置にピン部材１６を配置することも可能である。
また、第２の実施の形態では、袋体１２を先端の尖った棒状部材で突き破る方法により、その袋体１２を収縮させているが、袋体１２を突き破る手段として針状の部材等を用いることも可能であり、その他の手段を採用することも勿論可能である。例えば、カバー体７内で袋体１２の入口部を封止する紐状部材を取り外すことで、その入口部を開放して袋体を収縮させるようにしても良い。
【００６０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ プレストレス導入構造
２ スラブ（コンクリート構造物）
３ ＰＣ鋼材
４ シース管（筒状体）
５ 第１端板
６ 第２端板
７、１７ カバー体
８ 押圧板
９、１６ ピン部材（介挿部材）
１０、１８ 挿通孔
１１ 硬化材
１２、１９ 袋体（介挿部材、膨張体）
１３、２１ 硬化樹脂体（介挿部材、融解部材）
１４ 固定側鋼管（第１筒状体）
１５ 圧縮力導入側鋼管（第２筒状体）
２０ 被覆部材
１３１ 電熱線
Ｃ コンクリート
Ｆ１ 緊張力
Ｆ２ 圧縮力
Ｓ 隙間
Ｔ１ 固定側定着部
Ｔ２ 圧縮力導入側定着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、
前記ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部が前記コンクリート構造物内に埋設され、
一方の固定側定着部は、前記筒状体の一端に固定された第１端板に前記ＰＣ鋼材の一端が固定されてなり、
他方の圧縮力導入側定着部は、
前記ＰＣ鋼材の他端に固定された押圧板と、
前記ＰＣ鋼材の他端側を前記押圧板とともに引っ張って緊張力を与えた状態で前記筒状体の他端に固定された第２端板と、
前記押圧板と前記第２端板との間に配置される介挿部材と、
を備え、
前記介挿部材は、前記押圧板の前記第２端板に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴とするプレストレス導入構造。
【請求項２】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、
前記ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部が前記コンクリート構造物内に埋設され、
前記筒状体は、長手方向中間部で二分割され、
前記ＰＣ鋼材の一端が二分割された一方の第１筒状体の一端に固定され、前記ＰＣ鋼材の他端が他方の第２筒状体に固定され、
前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記第１筒状体と前記第２筒状体との間に配置されるとともに、前記第１筒状体に対して前記第２筒状体を支持する介挿部材が設けられ、
前記介挿部材は、前記第２筒状体の前記第１筒状体に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴とするプレストレス導入構造。
【請求項３】
前記押圧板と前記介挿部材との周囲を覆うカバー体が設けられ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導入構造。
【請求項４】
前記第１筒状体と前記第２筒状体との分割部の周囲がカバー体によって覆われていることを特徴とする請求項２に記載のプレストレス導入構造。
【請求項５】
前記カバー体には、その内部空間と前記コンクリート構造物の外方とを連通する挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のプレストレス導入構造。
【請求項６】
前記介挿部材は、軸方向を略圧縮力導入方向に向けて配置されるピン部材であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプレストレス導入構造。
【請求項７】
前記介挿部材は、収縮可能な膨張体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプレストレス導入構造。
【請求項８】
前記膨張体は、液状の樹脂入り袋体であることを特徴とする請求項７に記載のプレストレス導入構造。
【請求項９】
前記介挿部材は、融解部材と、該融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線とからな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導入構造。
【請求項１０】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、
前記ＰＣ鋼材を筒状体に挿通するとともに、両端の定着部を前記コンクリート構造物内に配置する工程と、
前記筒状体の一端に固定された第１端板に前記ＰＣ鋼材の一端を固定する工程と、
前記ＰＣ鋼材の他端に押圧板を固定するとともに、前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記筒状体の他端に第２端板を固定する工程と、
前記押圧板と前記第２端板との間に介挿部材を配置するする工程と、
前記コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、前記押圧板の前記第２端板に対する支持状態を解除する工程と、
を有していることを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項１１】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、
前記ＰＣ鋼材を長手方向中間部で二分割された筒状体に挿通するとともに、両端の定着部を前記コンクリート構造物内に配置する工程と、
前記ＰＣ鋼材の一端を二分割された一方の第１筒状体の一端に固定するとともに、前記ＰＣ鋼材の他端を他方の第２筒状体に固定する工程と、
前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記第１筒状体と前記第２筒状体との間に介挿部材を設け、前記第１筒状体に対して前記第２筒状体を支持する工程と、
前記コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、前記第２筒状体の前記第１筒状体に対する支持状態を解除する工程と、
を有していることを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項１】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、
前記ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部が前記コンクリート構造物内に埋設され、
一方の固定側定着部は、前記筒状体の一端に固定された第１端板に前記ＰＣ鋼材の一端が固定されてなり、
他方の圧縮力導入側定着部は、
前記ＰＣ鋼材の他端に固定された押圧板と、
前記ＰＣ鋼材の他端側を前記押圧板とともに引っ張って緊張力を与えた状態で前記筒状体の他端に固定された第２端板と、
前記押圧板と前記第２端板との間に配置される介挿部材と、
を備え、
前記介挿部材は、前記押圧板の前記第２端板に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴とするプレストレス導入構造。
【請求項２】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入構造であって、
前記ＰＣ鋼材は、筒状体に挿通されるとともに、両端の定着部が前記コンクリート構造物内に埋設され、
前記筒状体は、長手方向中間部で二分割され、
前記ＰＣ鋼材の一端が二分割された一方の第１筒状体の一端に固定され、前記ＰＣ鋼材の他端が他方の第２筒状体に固定され、
前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記第１筒状体と前記第２筒状体との間に配置されるとともに、前記第１筒状体に対して前記第２筒状体を支持する介挿部材が設けられ、
前記介挿部材は、前記第２筒状体の前記第１筒状体に対する支持状態が解除可能に設けられていることを特徴とするプレストレス導入構造。
【請求項３】
前記押圧板と前記介挿部材との周囲を覆うカバー体が設けられ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導入構造。
【請求項４】
前記第１筒状体と前記第２筒状体との分割部の周囲がカバー体によって覆われていることを特徴とする請求項２に記載のプレストレス導入構造。
【請求項５】
前記カバー体には、その内部空間と前記コンクリート構造物の外方とを連通する挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のプレストレス導入構造。
【請求項６】
前記介挿部材は、軸方向を略圧縮力導入方向に向けて配置されるピン部材であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプレストレス導入構造。
【請求項７】
前記介挿部材は、収縮可能な膨張体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプレストレス導入構造。
【請求項８】
前記膨張体は、液状の樹脂入り袋体であることを特徴とする請求項７に記載のプレストレス導入構造。
【請求項９】
前記介挿部材は、融解部材と、該融解部材の外周及び内部の少なくとも一方に設けられた電熱線とからな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導入構造。
【請求項１０】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、
前記ＰＣ鋼材を筒状体に挿通するとともに、両端の定着部を前記コンクリート構造物内に配置する工程と、
前記筒状体の一端に固定された第１端板に前記ＰＣ鋼材の一端を固定する工程と、
前記ＰＣ鋼材の他端に押圧板を固定するとともに、前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記筒状体の他端に第２端板を固定する工程と、
前記押圧板と前記第２端板との間に介挿部材を配置するする工程と、
前記コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、前記押圧板の前記第２端板に対する支持状態を解除する工程と、
を有していることを特徴とするプレストレス導入方法。
【請求項１１】
ＰＣ鋼材を用いてコンクリート構造物にプレストレスを導入するためのプレストレス導入方法であって、
前記ＰＣ鋼材を長手方向中間部で二分割された筒状体に挿通するとともに、両端の定着部を前記コンクリート構造物内に配置する工程と、
前記ＰＣ鋼材の一端を二分割された一方の第１筒状体の一端に固定するとともに、前記ＰＣ鋼材の他端を他方の第２筒状体に固定する工程と、
前記ＰＣ鋼材の他端側を引っ張って緊張力を与えた状態で前記第１筒状体と前記第２筒状体との間に介挿部材を設け、前記第１筒状体に対して前記第２筒状体を支持する工程と、
前記コンクリート構造物のコンクリートの打設後において、前記第２筒状体の前記第１筒状体に対する支持状態を解除する工程と、
を有していることを特徴とするプレストレス導入方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１４４９４６（Ｐ２０１２−１４４９４６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８７６（Ｐ２０１１−５８７６）
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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