プレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプレストレストコンクリート部材
【課題】スリーブをＰＣ鋼材に確実に固定するようにしたプレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプレストレストコンクリート部材を提供すること。
【解決手段】内側傾斜面付のスリーブ８と緊張力が導入されたＰＣ鋼材４との間にクサビを圧入することでスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定し、そのＰＣ鋼材４を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビ１２がスリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている。また、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビ１２がスリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されているプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材。
【解決手段】内側傾斜面付のスリーブ８と緊張力が導入されたＰＣ鋼材４との間にクサビを圧入することでスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定し、そのＰＣ鋼材４を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビ１２がスリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている。また、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビ１２がスリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されているプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野におけるコンクリート製梁または桁あるいはその他の建築部材等において使用されるプレキャストプレストレストコンクリート部材等に有利なプレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプレストレストコンクリート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物のプレキャスト化が進み、駐車場・商業ビル・共同住宅や体育館・学校校舎等主要構造部材（柱・梁）をプレキャスト化することが多くなってきている。
【０００３】
前記の主要構造部材をコンクリート製でプレキャスト化する場合に、コンクリート部材に圧縮力を導入するようになり、一般に、コンクリート部材にＰＣ鋼材により圧縮力を導入する方式として、（Ａ）ポストテンション方式と、（Ｂ）プレテンション方式が知られている。
【０００４】
前記（Ａ）のポストテンション方式の場合は、コンクリート部材製造後に、コンクリート部材のシース内にＰＣ鋼材を挿通配置すると共にコンクリート部材の端部に定着具を配置し、ＰＣ鋼材を緊張定着して、コンクリート部材に圧縮力を導入する方式であり、この方式の場合は、ＰＣ鋼材の現場での配線作業、緊張作業、シースとＰＣ鋼材との間の空間へのグラウト作業を必要とし、これらがプレストレストコンクリート部材を高価にしている原因になっている。
【０００５】
また、前記（Ｂ）のプレテンション方式では、ＰＣ鋼材を直接コンクリートに埋め込んで付着させるため、前記グラウトは不要で、ポストテンション方式のような現場での作業の必要がないので、このプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材は、安価である利点を有している（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００６】
前記プレテンション方式の場合のスリーブ８のＰＣ鋼材４への定着構造として、例えば、図１５に示すように、截頭円錐状のクサビ支承用の内側傾斜面１０を有する鋼製円筒状スリーブ８内にＰＣ鋼材４を挿通配置し、前記ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に、一対のクサビ片１２を介在させてスリーブ８をＰＣ鋼材に固定するようにし、前記のようなスリーブ８をＰＣ鋼材４の長手方向に間隔をおいて配置するとともに、前記各スリーブ８の対向する内側に支圧板９を配置するようにして、コンクリート２１にプレストレスを導入する形態が知られている。
【０００７】
しかし、前記の構造形式のプレテンション方式の場合は、ＰＣ鋼材４により圧縮力が導入されたプレストレストコンクリート部材１８とする場合、ＰＣ鋼材４を埋め込むようにその回りにコンクリート２１を設け、コンクリート部材１８内に埋め込み配置されるＰＣ鋼材４とコンクリート２１との付着を図る形態であり、この場合、ＰＣ鋼材４の定着部間全長Ｌ１にわたってプレストレスを均一に導入することは困難で、図３に示すように、ＰＣ鋼材４の定着部付近においては、ＰＣ鋼材４によるプレストレス力が一定しないため、定着部から中央部方向に、例えば、ＰＣ鋼材４の直径（Ｄ）の４５倍（４５Ｄ）〜６５倍（６５Ｄ）あるいは１００倍（１００Ｄ）の長い距離を、定着長Ｌとして確保するようになり、プレストレストコンクリート部材１８である一方、部材端部では、通常のＲＣ部材として設計（ＲＣ設計）されて、床などの二次部材として利用されている。このように従来のプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材１８の場合には、端部の定着長Ｌが長いという問題があると共に、逆に、部材中間部における一定したプレストレス力が導入されている区間が短いという問題があった。
【０００８】
したがって、プレテンション方式におけるプレストレストコンクリート部材１８における前記の定着長Ｌを、短く制御できると、部材中間部における一定したプレストレス力が導入あれている区間を長くできるため、プレストレストコンクリート部材全体の長さ寸法を短くでき、安価なプレストレストコンクリート部材にすることができ、そのようなプレストレストコンクリート部材が望まれている。
【０００９】
また、ＰＣ鋼材をＰＣ鋼撚り線とした場合では、図６（ａ）に示すように、中心部に配置される１本のＰＣ鋼線４ａの外側に６本のＰＣ鋼線４ｂを撚って配置する７本撚りの２層式ＰＣ鋼撚り線４ｃ、あるいは図６（ｂ）に示すように、３層式ＰＣ鋼撚り線４ｄとした場合には、最外層のＰＣ鋼線４ｂ、４ｅおよびこれにクサビ片１２を介して固定されるスリーブ８および支圧板９によりコンクリート２１にプレストレスを伝達するようになるため、ＰＣ鋼撚り線等のＰＣ鋼材４にスリーブ８をクサビ片１２により確実に固定することが望まれていた。
特に、図６（ｂ）に示すように、中心となる第１層の鋼線材４ａと、その外側の第２層の鋼線４ｂとからなる芯線４ｆと、最外層の鋼線４ｅとからなる３層式ＰＣ鋼撚り線４ｄでは、芯線４ｆのズレ（戻り）が大きくなるため、プレテンション用としては、一般に使用されていない。
【特許文献１】特開平０９−３０９１０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２５４４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
今まで、前記一対のクサビ片１２をスリーブ８に対して圧入する圧入力と、ＰＣ鋼材４の緊張力（プレテンション）とプレストレス力との関係が、関連した関係で確立されていないため、一対のクサビ片１２の圧入力を設計プレストレス力以上の大きな圧入力で圧入したり、一対のクサビ片１２の必要以上の圧入力で圧入してクサビを固定していたため、合理的かつ経済的に管理されたクサビおよびスリーブの固定方法により固定されたＰＣ鋼材によるプレストレスの導入方法ではないという問題があった。
本発明は、クサビによりスリーブをＰＣ鋼材に固定する形態のＰＣ鋼材により、プレテンション方式でコンクリートにプレストレスを導入する場合に、ＰＣ鋼材に導入されている緊張力（プレテンション）に関連させた形態でクサビを圧入して、スリーブをＰＣ鋼材に確実に固定するようにしたプレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプ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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のプレテンション方式によるプレストレス導入方法においては、内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明のプレテンション方式によるプレストレス導入方法において、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする。
第３発明のプレストレストコンクリート部材においては、内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入されているプレストレストコンクリート部材において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とする。
第４発明では、第３発明のプレストレストコンクリート部材において、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力に代えて、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に対応して、クサビの圧入力を設定してクサビを圧入固定する施工をすれば、ＰＣ鋼材とクサビとスリーブとの一体化を確実に図ることができるので、クサビの圧入固定の施工が容易であると共にクサビを圧入固定する施工管理が緊張力に関係した圧入力で定量化でき、確実にＰＣ鋼材にスリーブを固定することができるため、スリーブの固定状態の品質が向上し、確実なプレストレスが導入されたコンクリート部材とすることができると共に、クサビの施工管理が容易になる。
また、管理された圧入力でクサビが圧入されてスリーブが固定されているので、スリーブから所定の設計上のプレストレスが導入された部分までの定着長を確実に短くすることができ、そのため、単なるＲＣ部材として使用する部分が少なく、かつプレストレストコンクリート部材として利用できる部分を長くした、経済的なプレストレストコンクリート部材とすることができる。
第２発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されているので、クサビの圧入施工の圧入力を、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に関連した一定の範囲内において圧入すればよいので、クサビの圧入を確実に施工することができると共に、施工管理が容易である。
第３発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に対応して、クサビの圧入力を設定してクサビを圧入固定する施工をすれば、ＰＣ鋼材とクサビとスリーブとの一体化を確実に図ることができるので、確実なプレストレスが導入されたプレストレストコンクリート部材とすることができる。
第４発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力でクサビがＰＣ鋼材とスリーブとの間に固定されているので、確実にかつ正確に管理されて固定されたスリーブおよびクサビになり、確実にプレストレス力が導入されたプレストレストコンクリート部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
先ず、鋼製スリーブをＰＣ鋼材にクサビにより固定する構造について、図１（ｃ）および図５を参照して説明すると、本発明でも前記従来の場合と同様で、ＰＣ鋼材４に、鋼製筒状のスリーブ８およびＰＣ鋼材挿通孔を有する鋼製の支圧板９が所定の間隔をおいて対向するように配置され、ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に一対のクサビ片１２が圧入されて、ＰＣ鋼材４にクサビ片１２を介してスリーブ８が固定されている。そしてＰＣ鋼材４の軸方向に対向するように配置固定されている各スリーブ８の内側に支圧板９が配置されている。
【００１５】
各スリーブ８の軸方向の内側には、軸方向の外側に向かって漸次拡径するように傾斜する截頭円錐状の内側傾斜面１０が設けられており、その内側傾斜面１０に、ほぼ截頭半円錐状の傾斜外面（テーパ状外面）１１を有すると共に断面円弧状の内外面を有する半分割型のクサビ片１２における前記傾斜外面１１が圧着され、断面円弧状内面にＰＣ鋼材４の外面が圧着されて、各クサビ片１２は圧入されている。
【００１６】
前記の各クサビ片１２の外形形状としては、半径方向の内外面の片面または両面を粗面としたクサビ片１２を使用するようにしてもよく、また、前記の粗面として、クサビの軸方向に断面鋸歯状の噛み込み用粗面としたクサビ片を用いることもできる。クサビ片１２の粗面部分の硬度は、スリーブ８およびＰＣ鋼材４の硬度よりも高く、これらに食い込むように圧入してもよい。
【００１７】
前記のようにクサビ片１２を、ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に圧入するように固定するための装置としては、ＰＣ鋼材４自体に反力部を設けない箇所では、図１および図２に示すような反力体１４を備えたプレストレス部材用のジャッキ１３を使用すればよく、ＰＣ鋼材４自体に本設用または仮設用の反力体１４を設ける形態では、図８に示すような反力体１４を備えていない形態のプレストレス部材用のジャッキ１３を使用することができる。
前記の各ジャッキ１３におけるジャッキ本体１３ａ側は、ＰＣ鋼材挿通用溝を有する二又状のジャッキ本体とされ、左右の各本体部にそれぞれ可動ピストン１５を備え、各可動ピストン１５の先端部はＰＣ鋼材挿通用溝を有する押圧板１６を備えている。
また、ＰＣ鋼材挿通用溝を有する反力体１４を備えているプレストレス部材用のジャッキ１３では、ジャッキ本体１３ａ側と反力体１４側とが、これらに渡って連結用側板２６が配置されてボルトまたは溶接により固定されることで連結されている構成とされている。そして、反力体１４をスリーブ８の前面に当接した状態で、スリーブ８の後面側に挿入される各クサビ片１２の後面を、可動ピストン１５を前進移動して、その先端部の押圧板１６により押圧して、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に各クサビ片１２を圧入して、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定される。
また、図８に示すように、ＰＣ鋼材４自体に反力部１７を備えている形態では、反力部１７と、ＰＣ鋼材４に固定しようとするスリーブ８およびクサビ片１２との間にプレストレス部材用のジャッキ１３を配置して、反力部１７にジャッキ１３の本体後面を係合させ、スリーブ８に可動ピストン１５の先端側の押圧板１６を係合させ、ジャッキ１３を伸長させることで、スリーブ８をクサビ片１２を介してＰＣ鋼材４に固定することができる。
前記の反力部１７は、截頭円錐状の内側傾斜面１０を有する鋼製スリーブ１９を予めＰＣ鋼材４に装着すると共に、ＰＣ鋼材４と前記鋼製スリーブ１９との間に、一対のクサビ片１９ａを圧入して、鋼製スリーブ１９とクサビ片１９ａをＰＣ鋼材４の所定の位置に仮設として設けている。
【００１８】
そして、本発明では、前記の一対のクサビ片１２を同時に圧入するときの圧入力Ｆを、図４に示すようなアバット１，２間においてＰＣ鋼材４に予め導入されている緊張力（すなわちプレテンション）Ｔに、密接に関連させて設定して、クサビ片１２が圧入されてスリーブ８が固定されているプレストレス導入方法としていると共に、そのようなスリーブ８が固定されているプレストレストコンクリート部材としている。
【００１９】
前記の圧入力Ｆは、ＰＣ鋼材４周りのすべてのクサビ片１２を同時に圧入する場合の圧入力であり、複数個（Ｎ個）に分割された個々のクサビ片１２に作用する圧入力は、Ｆ／Ｎである。前記のＰＣ鋼材４の緊張力Ｔは、前記緊張力Ｔが部材外側において、ＰＣ鋼材４の切断により開放されて、相対的にコンクリート２１に導入されるプレストレス力になり、そのプレストレス力を保持するスリーブ８およびクサビ片１２の位置固定状態を確実に保持する必要があり、すなわち、ＰＣ鋼材４とコンクリート２１との付着あるいはクサビ片１２の圧入固定によるスリーブ８およびその前面に配置されている支圧板９の抵抗によるので、クサビ片１２の圧入力も、プレストレス力に関連している。そして、本発明では、設計上のクサビ片１２の圧入力と、プレストレストコンクリート部材１８に設計上期待できるプレストレス力との関係を明らかにした上で、これらを積極的に関連づけている。
【００２０】
すなわち、本発明では、一対の分割型のクサビ片１２からなるクサビ片１２を圧入する場合の圧入力として、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）に関連させて、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビ１２が、スリーブ８とＰＣ鋼材４の間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている。前記の圧入力Ｆとして、好ましい値は、緊張力Ｔの７５％の相当する押圧力で、一対のクサビ片１２を圧入するのがよい。また、緊張力Ｔの１００％の緊張力で一対のクサビ片１２を圧入してもよい。効率よく経済的に圧入するには、緊張力Ｔの５０％以上１００％程度の圧入力Ｆで一対のクサビ片１２を圧入してもよい。また、緊張力Ｆの１００％を超える圧入力で圧入してもよいが、経済的でない。
【００２１】
前記のように、本発明では、一対の分割型のクサビ片１２からなるクサビ片１２を圧入する場合の圧入力Ｆとして、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）Ｔに関連させて、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビが、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入する理由は、下記実験結果の通り、スリーブ８からのＰＣ鋼材長手方向の定着長Ｌを、ＰＣ鋼材４の直径（Ｄ）の大きくても４７倍以内にするに十分な押し込み圧入力Ｆとなっていることがわかったからである。また、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも７５％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビが、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入すると、スリーブ８からのＰＣ鋼材長手方向の定着長Ｌを、ＰＣ鋼材の直径（Ｄ）の１１倍以内にするに十分な押し込み圧入力Ｆとなることがわかった。
【００２２】
以下、実験例について説明する。
【００２３】
使用したＰＣ鋼材４は、ＰＣ鋼撚り線で、下記表１に示す２種類のＰＣ鋼材４を緊張状態で、図１０に示す２形態および図１１に示す２形態のそれぞれのプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の試験体を製作し試験した。以下、図１０および図１１に示すプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の形態について簡単に説明する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
図１０（ａ）〜（ｄ）に示す形態では、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の中央部に１本埋め込み配置し、図１０（ａ）（ｃ）の各試験体で、左端側の固定端側と緊張端側にそれぞれ、スリーブ８をクサビ片１２によりＰＣ鋼材４に固定すると共に支圧板９をスリーブ８に係合させ、また前記ＰＣ鋼材４を囲むように鉄筋籠２０（部材長手方向の外径１０ｍｍの６本の鉄筋２２と鉄筋２２を囲む多数の環状鉄筋）を配置して、これらをコンクリート２１に埋め込むように配置し、コンクリート２１を養生・硬化させてＰＣ鋼材４および鉄筋２２との付着を確実にした後に、前記ＰＣ鋼材４の緊張を開放するようにして、相対的にコンクリート２１にプレストレスを導入したプレキャストプレストレストコンクリート部材１８である（各試験体の長さは４０００ｍｍ）。
また、比較例として、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の中央部に１本埋め込み配置し、図１１（ａ）（ｃ）の各比較試験体で、右端側の緊張端側にそれぞれ、スリーブ８をクサビ片１２によりＰＣ鋼材４に固定すると共に支圧板９をスリーブ８に係合させ、同図左端側の固定端側では、スリーブ８を使用しないでコンクリート２１とＰＣ鋼材４のみによる付着とし、同図右端側の緊張端側では、スリーブ８をＰＣ鋼材に圧着固定して支圧板９によりコンクリート２１を圧縮するようにし、また前記ＰＣ鋼材４を囲むように鉄筋籠２０（構成は前記と同様）を配置して、これらをコンクリート２１に埋め込むように配置し、コンクリート２１を養生・硬化させてＰＣ鋼材４および鉄筋２２との付着を確実にした後に、前記ＰＣ鋼材４の緊張を開放するようにして、相対的にコンクリート部材にプレストレスを導入したプレキャストプレストレストコンクリート部材１８を製作した。
前記の図１０および図１１に示すいずれの形態でも、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８中には、予め、筒状の鉄筋籠２０が埋め込み配置され、その鉄筋籠２０における片側の側部鉄筋２２に長手方向に間隔をおいて、図１０（ｅ）および図１１（ｅ）に示すように、部材端部では細かいピッチで、すなわち、固定側（左側）および緊張端（右側）で、１００ｍｍピッチの細かいピッチでひずみゲージを配置し（小丸で示す位置）、端部間の中間部では、比較的荒いピッチでひずみゲージを予め設置して、図１０（ｂ）（ｄ）および図１１（ｂ）（ｄ）におけるプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の一側部中央に埋め込み配置されている側部鉄筋２２の鉄筋ひずみ（μ）を計測した。
そして、前記各２種類のＰＣ鋼材４について、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）、または緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）、あるいは緊張力の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がＰＣ鋼材４に固定された図１０に示す各形態のプレキャストプレストレストコンクリート部材１８（計６種類）を製作すると共に、同様に、前記各２種類のＰＣ鋼材４について、比較例として緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定し、かつ外径寸法の異なる２種類のスリーブ付のＰＣ鋼材４を用いたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８ｂ（計２種類）を製作し、各コンクリート部材１８ｂにおける圧縮ひずみである鉄筋ひずみ（μ）を、鉄筋長手方向に多数配置した各ゲージで計測した結果を、表１および表２に数値で、図１２（７本撚りＰＣ鋼材の場合）および図１３（１９本撚りＰＣ鋼材の場合）にグラフで示す。なお、使用したコンクリート２１の設計基準強度およびプレストレス導入時の強度を表３に示す（プレストレス導入時強度は３５Ｎ／ｍｍ２である。）
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
また、各外径の異なる各ＰＣ鋼材によりコンクリートに導入されているプレストレスは、下記表４に示す通り、土木用の項に記載されているプレストレス導入力である。
【００２９】
【表４】
【００３０】
図１２および図１３から、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の両端部付近まで、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている形態では、緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２により固定されている形態に比べて、鉄筋ひずみがほぼ安定していることがわかる。
緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２により固定されている形態では、緊張端側では、特に、鉄筋ひずみが極端に小さくなっている（プレストレスがほとんど導入されていない）ことがわかる。また、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）とでスリーブ８をクサビ片１２により固定した形態のＰＣ鋼材４では、圧入力が大きい順に、端部まで鉄筋ひずみが確実に生じている（換言すると、コンクリート部材に確実にプレストレス力が導入されている）。
【００３１】
次に、前記の試験によるプレストレス伝達長の結果について、表５に示す。
【表５】
また、表５に示すように、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８における支圧板９端部から確実に設計上部材に設定されるプレストレス力が見込める部分までの距離（定着長）は、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）では、ＰＣ鋼材４の外径寸法の１１倍（１１×Ｄ（ＤはＰＣ鋼材の外径寸法））の定着長であり、この距離から、コンクリート２１に安定してプレストレスが導入されているプレキャスト部材となっており、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４では、コンクリート２１にほぼ安定してプレストレスが導入されているプレキャスト部材１８となっている。
【００３２】
ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４であると、部材端部近くまで有効にプレストレスが導入されているプレキャストプレストレストコンクリート部材であるのでよく、より好ましくは、緊張力の６０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４、あるいは緊張力の７０％に相当する圧入力（圧縮力）でクサビ片１２がスリーブ８に圧入されて固定されているスリーブ付ＰＣ鋼材であるとよく、さらに好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも７５％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４であると、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の梁として使用する場合に、特段、梁端部に圧縮力を導入するような接続方法によらなくとも利用可能であるので、緊張力の７５％の圧入力でスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定するのが望ましい。
【００３３】
ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％以上で、クサビ片１２を圧入しても、圧入用ジャッキ１３が大型になり、施工時間もかかり経済的でなく、ＰＣ鋼材４の損傷する恐れもあるので、好ましくない。したがって、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％〜５０％、好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％〜７５％に相当する圧入力Ｆで、より好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の７５％に相当する圧入力Ｆで、クサビ片１２を圧入してスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定するようにすると、施工管理が容易でよい。
したがって、前記のようにＰＣ鋼材４に導入されている緊張力に関連させて、緊張力の１００％〜５０％に相当する圧入力Ｆでクサビ片１２を圧入管理すると、図３に示すように、定着長を１１Ｄ（１１倍）から４７Ｄ（４７倍）の範囲（図３上図のＡの範囲）に短く制御することができる。
【００３４】
ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の５０％より下回ると、プレキャスト部材として、所定のプレストレスが導入されていない部材端部からの距離が大きくなって、従来のプレキャストプレストレストコンクリート部材と同様になる恐れが高いので、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも５０％とした。
【００３５】
なお、スリーブ８は、ＪＩＳ Ｇ４０５１ 機械構造用炭素鋼鋼材のＳ５５Ｃ相当品を使用し、クサビ片１２は、ＪＩＳ Ｇ４０５２ 焼入れ性を保障した構造用炭素鋼鋼材（Ｈ鋼）のＳＭＣ４１５相当品を使用し、いずれも図９および図６に示す寸法仕様による。なお、スリーブ８およびクサビ片１２は図９に示す各部の寸法で、これに対応する表６の試験体ＮＯ．３およびＮＯ．５のものを使用した。また、表２中のＡＧ−１８およびＡＧ−２２は、いずれもスリーブ８とクサビ１２とからなる定着具であり、前記の図９に示す各部の寸法で、これに対応する表６の試験体ＮＯ．３およびＮＯ．５のものである。
【表６】
【００３６】
なお、前記の本発明の試験体についての曲げ耐力も良好であった。
【００３７】
なお、連続したＰＣ鋼材４に多数のＰＣ鋼材４を固定する場合には、ＰＣ鋼材４の所定の位置に、予め鋼製スリーブ８を多数配置し、後からＰＣ鋼材４と鋼製スリーブ８との間に、分割型のクサビ片１２をＰＣ鋼材４の周りに抱き込むように配置し、その各クサビ片１２を覆うようにこれらの外側にスリーブ８を配置した状態で、一対のクサビ片１２が圧入される。クサビ片１２としては２つ１組のクサビを圧入するようにしているが、３つ１組のクサビ等を使用するようにしてもよい。クサビ片１２の内側には、部材長手方向に交互凸凹を繰り返す断面鋸刃状の粗面２７を備えている。
【００３８】
なお、前記の一対の分割型のクサビ片１２は、断面円弧状の内外面を有し、内外面の片面または両面を断面鋸歯状の噛み込み用粗面としたクサビ片を用いることもできる。クサビ片１２の粗面部分の硬度は、スリーブ８およびＰＣ鋼材４の硬度よりも高いものを使用するとよい。
【００３９】
また、スリーブ８の一端部側には、予めＰＣ円盤状あるいは矩形状の鋼板製の支圧板９，１０が固定され、支圧板９を介してコンクリート２１を圧縮するようにされている。
【００４０】
次に、ＰＣ鋼材４にスリーブ８を備えているスリーブ付ＰＣ鋼材４を使用して、プレキャストプレストレストコンクリート部材を製造する製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【００４１】
図４は、ロングライン方式により複数のプレキャストプレストレストコンクリート部材を間隔をおいて直列に同時に製造している工程を示す説明図であり、図４（ａ）に示すように、アバット（反力受け）１，２間に、底板３が配置されると共に、必要本数のＰＣ鋼材４が平行に配置され、前記各ＰＣ鋼材４の一端側（図の左側）は、一端側のアバット１の外側に配置された可動フレーム５に装着される把持装置（図示省略）により着脱可能に固定され、かつ前記可動フレーム５とアバット１間には、液圧式伸縮ジャッキ６が介在されて、前記可動フレーム５は、アバット１に対して接近または離反移動可能にされている。
【００４２】
また、前記ＰＣ鋼材４の他端側（図の右側）は、他端側のアバット２に装着される把持装置（図示省略）により着脱可能に固定されている。
【００４３】
また、前記のＰＣ鋼材４には、後に、間隔をおいて型枠７を設置するときに、各型枠７の内側に位置するように、予め、図４（ｂ）に示すように、一対の対称配置される鋼製筒状のスリーブ８、２つの環状支圧板９，１０、鋼製筒状のスリーブ８の順にＰＣ鋼材４に装着しておく。
【００４４】
各型枠７内の他端側内側近傍に位置するようにＰＣ鋼材４に、前記と同様に、クサビ片１２を介してスリーブ８を固定して他方のスリーブ８が所定の位置に固定している。
【００４５】
なお、クサビ片１２はスリーブ８間側に向かって、クサビの厚さが薄くなるように配置されて、一対のクサビ片１２がスリーブ８側に向かって押圧して締め込むようにすることで、クサビ片１２が抜け出さないように配置される。
【００４６】
前記のようにＰＣ鋼材４を配置した状態で、図４（ｂ）に示すように、液圧式伸縮ジャッキ６を伸長することにより、前記可動フレーム５を矢印で示すように、一端側のアバット１から離反させ、前記各ＰＣ鋼材４に緊張力を付与する。
【００４７】
次に、図１（ｃ）に一端側の鋼製筒状のスリーブ８および支圧板９およびＰＣ鋼材４との関係を拡大して示すように、ＰＣ鋼材４の所定の位置に、分割型のクサビ片１２をＰＣ鋼材４の周りに抱き込むように配置し、その各クサビ片１２を覆うようにこれらの外側にスリーブ８を配置した状態で、一対のクサビ片１２を押圧して圧入すべく、図１（ａ）および図８に示すようなプレストレス部材用のジャッキ１３を配置して、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔに対応して、可動ピストン１５を前進させてジャッキ１３を伸長し、かつ、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの少なくとも５０％に相当する圧入力Ｆが一対のクサビ片１２に作用した状態を計器等により確認する。
【００４８】
前記の圧入力Ｆは、製造されるプレストレストコンクリート部材１８の性能に応じて、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの７５％でもよく、１００％でもよいが、少なくともＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの５０％、例えば、７５％に相当する圧入力で、一対のクサビ片１２を圧入すると、プレストレストコンクリート部材１８に導入されるプレストレスは、支圧板９の端面を基点としてＰＣ鋼材４の軸方向に、ＰＣ鋼材４の外形直径（Ｄ）の１１倍（１１Ｄ）から設計上必要とされる設計プレストレスが、確実にコンクリート部材１８に導入されている。
【００４９】
そして、図示省略の鉄筋が配筋されると共に、図４（ｂ）に実線で示すように、前記底板３上に間隔をおいて複数の型枠７（図示の場合は３組図示されている）が、ＰＣ鋼材４の長手方向に対向するように配置されている間隔をおいた一対のスリーブ８を囲むように組み立て配置され、従って、前記各型枠７を貫通するように、ＰＣ鋼材４が配置されている。
【００５０】
また、前記各スリーブ８間の各支圧板９を、それぞれ近い側のスリーブ８側に移動させてスリーブ端面に当接し、必要に応じ、溶接、接着あるいは接着テープなどを使用して、支圧板９をスリーブ８に仮固定し、支圧板９がＰＣ鋼材４に対してＰＣ鋼材４の長手方向に移動しないようにし、各型枠７内において、支圧板付のスリーブ８が２組対称配置になるようにＰＣ鋼材４に装着される。
【００５１】
前記のように、各型枠７内における各ＰＣ鋼材４に支圧板付のスリーブ８が２組対称配置された状態で、図４（ｃ）に示すように、型枠７内にコンクリート２１を打設して、そのコンクリート２１の養生・硬化を図り、ＰＣ鋼材４および支圧板付のスリーブ８との付着を図る。
【００５２】
次いで、図４（ｄ）に矢印で示すように、前記液圧式伸縮ジャッキ６を短縮することにより、各型枠７内のコンクリート２１にプレストレスを導入し、型枠７間のＰＣ鋼材４を切断４１すると共に、各型枠７を脱型して、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８を製造する。
【００５３】
次に、前記のようにして製造されたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８を、構造用の軸組部材としてのプレキャスト梁部材１８ａとして利用して軸組み構造を構築する場合を説明すると、図７に示すように、梁１８ａの端部をプレキャストコンクリート柱２３の上端部に載置して、軸組み構造を構築していくことができる利点がある。これは、少なくとも柱２３間、好ましくは柱２３中心軸線間、より好ましくは、プレキャスト柱２３外端部に近い位置までの梁部材１８ａ部分をプレストレスが導入されたプレキャスト部材としているため、梁端部付近までプレストレスト部材として有効に利用可能になっているためである。
なお、図７では、基礎コンクリート２４に渡って設けられたコントロール製地中梁２５上に、プレキャストコンクリート柱２３とプレキャストコンクリート梁部材１８ａとが交互に建て込まれ、プレキャスト柱２３とプレキャスト梁部材１８ａの縦シースに、カプラー等により連結可能な短尺ＰＣ鋼材４が順次挿通配置されて連結され、最上部のプレキャスト梁部材１８ａの上端部において、支圧プレートおよびナットなどの定着具（図示を省略した）を用いて、順次連結されたＰＣ鋼材４の上端部は緊張定着されて、柱２３と梁部材１８ａとは、縦ＰＣ鋼材２８により一体化されて軸組構造を構成している。
【００５４】
なお、前記のような本発明の構成では、芯線とその外側の線材層との間で、線材長手方向のすべりを防止するために、ＰＣ鋼線の長手方向に凹溝を設けるインテンド加工線材のような特殊なＰＣ鋼材を用いる必要がないので、経済的である。
【００５５】
本発明を実施する場合、ＰＣ鋼材としては、ＰＣ鋼撚り線、ＰＣ鋼棒などを使用するようにしてもよい。
【００５６】
前記実施形態では、梁の場合について説明したが、本発明をコンクリート製梁または桁あるいはその他の建築部材等のプレキャストプレストレストコンクリート部材に適用してもよい。
【００５７】
本発明を実施する場合、コンクリート２１内にＰＣ鋼材４を埋め込み配置する形態としては、図５（ａ）に示す直線状配置ばかりでなく、図５（ｂ）に示すように、後に撤去される屈折または屈曲部支承部材（図示を省略）を用いて、ＰＣ鋼材４を屈折配置または屈曲配置する形態あるいは直線状配置と屈折または屈曲配置の両方の形態を備えたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】反力部を備えたジャッキによりクサビ片をスリーブに圧入してコンクリートを打設するまでの説明図であって、（ａ）は反力部を備えた圧入用のジャッキによりＰＣ鋼材にスリーブをクサビ片を圧入している状態を示す一部縦断側面図、（ｂ）は圧入力と反力の作用説明図、（ｃ）はクサビ片の圧入を完了した状態を示す一部縦断側面図、スリーブを埋め込むようにＰＣ鋼材の周囲にコンクリートを仮想線で示す一部縦断側面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の圧入方式によりクサビ片をスリーブに圧入固定した場合の定着長と、従来の工法の定着長の差異を説明するためのグラフ（下図）、部材（上図）との関係の説明図である。
【図４】本発明の製造方法によりプレキャスト部材を製造する手順を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明のプレテンション方式により製造された一形態のプレキャスト梁部材を示す縦断側面図、（ｂ）は本発明のプレテンション方式により製造された他の形態のプレキャスト梁部材を示す縦断側面図である。
【図６】２層または３層構造のＰＣ鋼撚り線の形態およびコンクリートとの付着との関係を示す断面図である。
【図７】本発明のプレキャスト梁部材を使用して、プレキャスト柱部材とプレキャスト梁部材を交互に設置すると共に一体化して、建物の軸組みを構築した状態を示す概略側面図である。
【図８】ＰＣ鋼材に仮反力部を設けて、反力体を備えていない圧入用のジャッキによりクサビ片を圧入する形態を示すものであって、（ａ）は一部縦断側面図、（ｂ）は圧入力と反力の作用説明図である。
【図９】本発明において使用するスリーブおよびクサビ片を示す一部縦断側面図および正面図である。
【図１０】２種類のプレキャストプレストレストコンクリート部材の試験体およびひずみゲージ位置を示す説明図であって、（ａ）は外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断正面図、（ｃ）は外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｄ）は（ｃ）の縦断正面図、（ｅ）は、（a）および（ｃ）に対応させてＰＣ鋼材に間隔をおいて多数設けたひずみゲージ位置を示す縦断側面図である。
【図１１】２種類のプレキャストプレストレストコンクリート部材の試験体およびひずみゲージ位置を示す説明図であって、（ａ）は外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断正面図、（ｃ）は外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｄ）は（ｃ）の縦断正面図、（ｅ）は、（a）および（ｃ）に対応させてＰＣ鋼材に間隔をおいて多数設けたひずみゲージ位置を示す縦断側面図である。
【図１２】外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材でクサビ片の圧入力を変化させた形態のプレストレストコンクリート部材における各ゲージ位置におけるひずみ分布を示すグラフである。
【図１３】外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材でクサビ片の圧入力を変化させた形態のプレストレストコンクリート部材における各ゲージ位置におけるひずみ分布を示すグラフである。
【図１４】従来のスリーブのＰＣ鋼材への定着構造を示す一部縦断側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｆ 圧入力
Ｔ 緊張力
Ｌ 定着長
１ アバット
２ アバット
３ 底板
４ ＰＣ鋼材
４ａ ＰＣ鋼線
４ｂ ＰＣ鋼線
４ｃ ＰＣ鋼撚り線
４ｄ ＰＣ鋼撚り線
４ｅ ＰＣ鋼線
４ｆ 芯線
５ 可動フレーム
６ 液圧式伸縮ジャッキ
７ 型枠
８ スリーブ
９ 支圧板
１０ 内側傾斜面
１１ 傾斜外面（テーパー状外面）
１２ クサビ片
１３ ジャッキ
１３ａ ジャッキ本体
１４ 反力体
１５ 可動ピストン
１６ 押圧板
１７ 反力部
１８ プレキャストプレストレストコンクリート部材
１８ａ プレキャストプレストレストコンクリート梁部材
１８ｂ プレキャストプレストレストコンクリート部材
２０ 鉄筋籠
２１ コンクリート
２２ 鉄筋
２３ プレキャスト柱
２４ 基礎コンクリート
２５ 地中梁
４１ 切断
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野におけるコンクリート製梁または桁あるいはその他の建築部材等において使用されるプレキャストプレストレストコンクリート部材等に有利なプレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプレストレストコンクリート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物のプレキャスト化が進み、駐車場・商業ビル・共同住宅や体育館・学校校舎等主要構造部材（柱・梁）をプレキャスト化することが多くなってきている。
【０００３】
前記の主要構造部材をコンクリート製でプレキャスト化する場合に、コンクリート部材に圧縮力を導入するようになり、一般に、コンクリート部材にＰＣ鋼材により圧縮力を導入する方式として、（Ａ）ポストテンション方式と、（Ｂ）プレテンション方式が知られている。
【０００４】
前記（Ａ）のポストテンション方式の場合は、コンクリート部材製造後に、コンクリート部材のシース内にＰＣ鋼材を挿通配置すると共にコンクリート部材の端部に定着具を配置し、ＰＣ鋼材を緊張定着して、コンクリート部材に圧縮力を導入する方式であり、この方式の場合は、ＰＣ鋼材の現場での配線作業、緊張作業、シースとＰＣ鋼材との間の空間へのグラウト作業を必要とし、これらがプレストレストコンクリート部材を高価にしている原因になっている。
【０００５】
また、前記（Ｂ）のプレテンション方式では、ＰＣ鋼材を直接コンクリートに埋め込んで付着させるため、前記グラウトは不要で、ポストテンション方式のような現場での作業の必要がないので、このプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材は、安価である利点を有している（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００６】
前記プレテンション方式の場合のスリーブ８のＰＣ鋼材４への定着構造として、例えば、図１５に示すように、截頭円錐状のクサビ支承用の内側傾斜面１０を有する鋼製円筒状スリーブ８内にＰＣ鋼材４を挿通配置し、前記ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に、一対のクサビ片１２を介在させてスリーブ８をＰＣ鋼材に固定するようにし、前記のようなスリーブ８をＰＣ鋼材４の長手方向に間隔をおいて配置するとともに、前記各スリーブ８の対向する内側に支圧板９を配置するようにして、コンクリート２１にプレストレスを導入する形態が知られている。
【０００７】
しかし、前記の構造形式のプレテンション方式の場合は、ＰＣ鋼材４により圧縮力が導入されたプレストレストコンクリート部材１８とする場合、ＰＣ鋼材４を埋め込むようにその回りにコンクリート２１を設け、コンクリート部材１８内に埋め込み配置されるＰＣ鋼材４とコンクリート２１との付着を図る形態であり、この場合、ＰＣ鋼材４の定着部間全長Ｌ１にわたってプレストレスを均一に導入することは困難で、図３に示すように、ＰＣ鋼材４の定着部付近においては、ＰＣ鋼材４によるプレストレス力が一定しないため、定着部から中央部方向に、例えば、ＰＣ鋼材４の直径（Ｄ）の４５倍（４５Ｄ）〜６５倍（６５Ｄ）あるいは１００倍（１００Ｄ）の長い距離を、定着長Ｌとして確保するようになり、プレストレストコンクリート部材１８である一方、部材端部では、通常のＲＣ部材として設計（ＲＣ設計）されて、床などの二次部材として利用されている。このように従来のプレテンション方式によるプレストレストコンクリート部材１８の場合には、端部の定着長Ｌが長いという問題があると共に、逆に、部材中間部における一定したプレストレス力が導入されている区間が短いという問題があった。
【０００８】
したがって、プレテンション方式におけるプレストレストコンクリート部材１８における前記の定着長Ｌを、短く制御できると、部材中間部における一定したプレストレス力が導入あれている区間を長くできるため、プレストレストコンクリート部材全体の長さ寸法を短くでき、安価なプレストレストコンクリート部材にすることができ、そのようなプレストレストコンクリート部材が望まれている。
【０００９】
また、ＰＣ鋼材をＰＣ鋼撚り線とした場合では、図６（ａ）に示すように、中心部に配置される１本のＰＣ鋼線４ａの外側に６本のＰＣ鋼線４ｂを撚って配置する７本撚りの２層式ＰＣ鋼撚り線４ｃ、あるいは図６（ｂ）に示すように、３層式ＰＣ鋼撚り線４ｄとした場合には、最外層のＰＣ鋼線４ｂ、４ｅおよびこれにクサビ片１２を介して固定されるスリーブ８および支圧板９によりコンクリート２１にプレストレスを伝達するようになるため、ＰＣ鋼撚り線等のＰＣ鋼材４にスリーブ８をクサビ片１２により確実に固定することが望まれていた。
特に、図６（ｂ）に示すように、中心となる第１層の鋼線材４ａと、その外側の第２層の鋼線４ｂとからなる芯線４ｆと、最外層の鋼線４ｅとからなる３層式ＰＣ鋼撚り線４ｄでは、芯線４ｆのズレ（戻り）が大きくなるため、プレテンション用としては、一般に使用されていない。
【特許文献１】特開平０９−３０９１０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２５４４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
今まで、前記一対のクサビ片１２をスリーブ８に対して圧入する圧入力と、ＰＣ鋼材４の緊張力（プレテンション）とプレストレス力との関係が、関連した関係で確立されていないため、一対のクサビ片１２の圧入力を設計プレストレス力以上の大きな圧入力で圧入したり、一対のクサビ片１２の必要以上の圧入力で圧入してクサビを固定していたため、合理的かつ経済的に管理されたクサビおよびスリーブの固定方法により固定されたＰＣ鋼材によるプレストレスの導入方法ではないという問題があった。
本発明は、クサビによりスリーブをＰＣ鋼材に固定する形態のＰＣ鋼材により、プレテンション方式でコンクリートにプレストレスを導入する場合に、ＰＣ鋼材に導入されている緊張力（プレテンション）に関連させた形態でクサビを圧入して、スリーブをＰＣ鋼材に確実に固定するようにしたプレテンション方式によるプレストレス導入方法およびプ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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のプレテンション方式によるプレストレス導入方法においては、内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明のプレテンション方式によるプレストレス導入方法において、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする。
第３発明のプレストレストコンクリート部材においては、内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入されているプレストレストコンクリート部材において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とする。
第４発明では、第３発明のプレストレストコンクリート部材において、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力に代えて、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に対応して、クサビの圧入力を設定してクサビを圧入固定する施工をすれば、ＰＣ鋼材とクサビとスリーブとの一体化を確実に図ることができるので、クサビの圧入固定の施工が容易であると共にクサビを圧入固定する施工管理が緊張力に関係した圧入力で定量化でき、確実にＰＣ鋼材にスリーブを固定することができるため、スリーブの固定状態の品質が向上し、確実なプレストレスが導入されたコンクリート部材とすることができると共に、クサビの施工管理が容易になる。
また、管理された圧入力でクサビが圧入されてスリーブが固定されているので、スリーブから所定の設計上のプレストレスが導入された部分までの定着長を確実に短くすることができ、そのため、単なるＲＣ部材として使用する部分が少なく、かつプレストレストコンクリート部材として利用できる部分を長くした、経済的なプレストレストコンクリート部材とすることができる。
第２発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されているので、クサビの圧入施工の圧入力を、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に関連した一定の範囲内において圧入すればよいので、クサビの圧入を確実に施工することができると共に、施工管理が容易である。
第３発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力に対応して、クサビの圧入力を設定してクサビを圧入固定する施工をすれば、ＰＣ鋼材とクサビとスリーブとの一体化を確実に図ることができるので、確実なプレストレスが導入されたプレストレストコンクリート部材とすることができる。
第４発明によると、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力でクサビがＰＣ鋼材とスリーブとの間に固定されているので、確実にかつ正確に管理されて固定されたスリーブおよびクサビになり、確実にプレストレス力が導入されたプレストレストコンクリート部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
先ず、鋼製スリーブをＰＣ鋼材にクサビにより固定する構造について、図１（ｃ）および図５を参照して説明すると、本発明でも前記従来の場合と同様で、ＰＣ鋼材４に、鋼製筒状のスリーブ８およびＰＣ鋼材挿通孔を有する鋼製の支圧板９が所定の間隔をおいて対向するように配置され、ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に一対のクサビ片１２が圧入されて、ＰＣ鋼材４にクサビ片１２を介してスリーブ８が固定されている。そしてＰＣ鋼材４の軸方向に対向するように配置固定されている各スリーブ８の内側に支圧板９が配置されている。
【００１５】
各スリーブ８の軸方向の内側には、軸方向の外側に向かって漸次拡径するように傾斜する截頭円錐状の内側傾斜面１０が設けられており、その内側傾斜面１０に、ほぼ截頭半円錐状の傾斜外面（テーパ状外面）１１を有すると共に断面円弧状の内外面を有する半分割型のクサビ片１２における前記傾斜外面１１が圧着され、断面円弧状内面にＰＣ鋼材４の外面が圧着されて、各クサビ片１２は圧入されている。
【００１６】
前記の各クサビ片１２の外形形状としては、半径方向の内外面の片面または両面を粗面としたクサビ片１２を使用するようにしてもよく、また、前記の粗面として、クサビの軸方向に断面鋸歯状の噛み込み用粗面としたクサビ片を用いることもできる。クサビ片１２の粗面部分の硬度は、スリーブ８およびＰＣ鋼材４の硬度よりも高く、これらに食い込むように圧入してもよい。
【００１７】
前記のようにクサビ片１２を、ＰＣ鋼材４とスリーブ８との間に圧入するように固定するための装置としては、ＰＣ鋼材４自体に反力部を設けない箇所では、図１および図２に示すような反力体１４を備えたプレストレス部材用のジャッキ１３を使用すればよく、ＰＣ鋼材４自体に本設用または仮設用の反力体１４を設ける形態では、図８に示すような反力体１４を備えていない形態のプレストレス部材用のジャッキ１３を使用することができる。
前記の各ジャッキ１３におけるジャッキ本体１３ａ側は、ＰＣ鋼材挿通用溝を有する二又状のジャッキ本体とされ、左右の各本体部にそれぞれ可動ピストン１５を備え、各可動ピストン１５の先端部はＰＣ鋼材挿通用溝を有する押圧板１６を備えている。
また、ＰＣ鋼材挿通用溝を有する反力体１４を備えているプレストレス部材用のジャッキ１３では、ジャッキ本体１３ａ側と反力体１４側とが、これらに渡って連結用側板２６が配置されてボルトまたは溶接により固定されることで連結されている構成とされている。そして、反力体１４をスリーブ８の前面に当接した状態で、スリーブ８の後面側に挿入される各クサビ片１２の後面を、可動ピストン１５を前進移動して、その先端部の押圧板１６により押圧して、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に各クサビ片１２を圧入して、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定される。
また、図８に示すように、ＰＣ鋼材４自体に反力部１７を備えている形態では、反力部１７と、ＰＣ鋼材４に固定しようとするスリーブ８およびクサビ片１２との間にプレストレス部材用のジャッキ１３を配置して、反力部１７にジャッキ１３の本体後面を係合させ、スリーブ８に可動ピストン１５の先端側の押圧板１６を係合させ、ジャッキ１３を伸長させることで、スリーブ８をクサビ片１２を介してＰＣ鋼材４に固定することができる。
前記の反力部１７は、截頭円錐状の内側傾斜面１０を有する鋼製スリーブ１９を予めＰＣ鋼材４に装着すると共に、ＰＣ鋼材４と前記鋼製スリーブ１９との間に、一対のクサビ片１９ａを圧入して、鋼製スリーブ１９とクサビ片１９ａをＰＣ鋼材４の所定の位置に仮設として設けている。
【００１８】
そして、本発明では、前記の一対のクサビ片１２を同時に圧入するときの圧入力Ｆを、図４に示すようなアバット１，２間においてＰＣ鋼材４に予め導入されている緊張力（すなわちプレテンション）Ｔに、密接に関連させて設定して、クサビ片１２が圧入されてスリーブ８が固定されているプレストレス導入方法としていると共に、そのようなスリーブ８が固定されているプレストレストコンクリート部材としている。
【００１９】
前記の圧入力Ｆは、ＰＣ鋼材４周りのすべてのクサビ片１２を同時に圧入する場合の圧入力であり、複数個（Ｎ個）に分割された個々のクサビ片１２に作用する圧入力は、Ｆ／Ｎである。前記のＰＣ鋼材４の緊張力Ｔは、前記緊張力Ｔが部材外側において、ＰＣ鋼材４の切断により開放されて、相対的にコンクリート２１に導入されるプレストレス力になり、そのプレストレス力を保持するスリーブ８およびクサビ片１２の位置固定状態を確実に保持する必要があり、すなわち、ＰＣ鋼材４とコンクリート２１との付着あるいはクサビ片１２の圧入固定によるスリーブ８およびその前面に配置されている支圧板９の抵抗によるので、クサビ片１２の圧入力も、プレストレス力に関連している。そして、本発明では、設計上のクサビ片１２の圧入力と、プレストレストコンクリート部材１８に設計上期待できるプレストレス力との関係を明らかにした上で、これらを積極的に関連づけている。
【００２０】
すなわち、本発明では、一対の分割型のクサビ片１２からなるクサビ片１２を圧入する場合の圧入力として、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）に関連させて、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビ１２が、スリーブ８とＰＣ鋼材４の間に圧入されて、スリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている。前記の圧入力Ｆとして、好ましい値は、緊張力Ｔの７５％の相当する押圧力で、一対のクサビ片１２を圧入するのがよい。また、緊張力Ｔの１００％の緊張力で一対のクサビ片１２を圧入してもよい。効率よく経済的に圧入するには、緊張力Ｔの５０％以上１００％程度の圧入力Ｆで一対のクサビ片１２を圧入してもよい。また、緊張力Ｆの１００％を超える圧入力で圧入してもよいが、経済的でない。
【００２１】
前記のように、本発明では、一対の分割型のクサビ片１２からなるクサビ片１２を圧入する場合の圧入力Ｆとして、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）Ｔに関連させて、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビが、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入する理由は、下記実験結果の通り、スリーブ８からのＰＣ鋼材長手方向の定着長Ｌを、ＰＣ鋼材４の直径（Ｄ）の大きくても４７倍以内にするに十分な押し込み圧入力Ｆとなっていることがわかったからである。また、前記ＰＣ鋼材４に導入される緊張力Ｔの少なくとも７５％の緊張力に相当する圧入力Ｆで一対のクサビ片１２からなるクサビが、スリーブ８とＰＣ鋼材４との間に圧入すると、スリーブ８からのＰＣ鋼材長手方向の定着長Ｌを、ＰＣ鋼材の直径（Ｄ）の１１倍以内にするに十分な押し込み圧入力Ｆとなることがわかった。
【００２２】
以下、実験例について説明する。
【００２３】
使用したＰＣ鋼材４は、ＰＣ鋼撚り線で、下記表１に示す２種類のＰＣ鋼材４を緊張状態で、図１０に示す２形態および図１１に示す２形態のそれぞれのプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の試験体を製作し試験した。以下、図１０および図１１に示すプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の形態について簡単に説明する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
図１０（ａ）〜（ｄ）に示す形態では、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の中央部に１本埋め込み配置し、図１０（ａ）（ｃ）の各試験体で、左端側の固定端側と緊張端側にそれぞれ、スリーブ８をクサビ片１２によりＰＣ鋼材４に固定すると共に支圧板９をスリーブ８に係合させ、また前記ＰＣ鋼材４を囲むように鉄筋籠２０（部材長手方向の外径１０ｍｍの６本の鉄筋２２と鉄筋２２を囲む多数の環状鉄筋）を配置して、これらをコンクリート２１に埋め込むように配置し、コンクリート２１を養生・硬化させてＰＣ鋼材４および鉄筋２２との付着を確実にした後に、前記ＰＣ鋼材４の緊張を開放するようにして、相対的にコンクリート２１にプレストレスを導入したプレキャストプレストレストコンクリート部材１８である（各試験体の長さは４０００ｍｍ）。
また、比較例として、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の中央部に１本埋め込み配置し、図１１（ａ）（ｃ）の各比較試験体で、右端側の緊張端側にそれぞれ、スリーブ８をクサビ片１２によりＰＣ鋼材４に固定すると共に支圧板９をスリーブ８に係合させ、同図左端側の固定端側では、スリーブ８を使用しないでコンクリート２１とＰＣ鋼材４のみによる付着とし、同図右端側の緊張端側では、スリーブ８をＰＣ鋼材に圧着固定して支圧板９によりコンクリート２１を圧縮するようにし、また前記ＰＣ鋼材４を囲むように鉄筋籠２０（構成は前記と同様）を配置して、これらをコンクリート２１に埋め込むように配置し、コンクリート２１を養生・硬化させてＰＣ鋼材４および鉄筋２２との付着を確実にした後に、前記ＰＣ鋼材４の緊張を開放するようにして、相対的にコンクリート部材にプレストレスを導入したプレキャストプレストレストコンクリート部材１８を製作した。
前記の図１０および図１１に示すいずれの形態でも、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８中には、予め、筒状の鉄筋籠２０が埋め込み配置され、その鉄筋籠２０における片側の側部鉄筋２２に長手方向に間隔をおいて、図１０（ｅ）および図１１（ｅ）に示すように、部材端部では細かいピッチで、すなわち、固定側（左側）および緊張端（右側）で、１００ｍｍピッチの細かいピッチでひずみゲージを配置し（小丸で示す位置）、端部間の中間部では、比較的荒いピッチでひずみゲージを予め設置して、図１０（ｂ）（ｄ）および図１１（ｂ）（ｄ）におけるプレキャストプレストレストコンクリート部材１８の一側部中央に埋め込み配置されている側部鉄筋２２の鉄筋ひずみ（μ）を計測した。
そして、前記各２種類のＰＣ鋼材４について、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）、または緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）、あるいは緊張力の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がＰＣ鋼材４に固定された図１０に示す各形態のプレキャストプレストレストコンクリート部材１８（計６種類）を製作すると共に、同様に、前記各２種類のＰＣ鋼材４について、比較例として緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定し、かつ外径寸法の異なる２種類のスリーブ付のＰＣ鋼材４を用いたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８ｂ（計２種類）を製作し、各コンクリート部材１８ｂにおける圧縮ひずみである鉄筋ひずみ（μ）を、鉄筋長手方向に多数配置した各ゲージで計測した結果を、表１および表２に数値で、図１２（７本撚りＰＣ鋼材の場合）および図１３（１９本撚りＰＣ鋼材の場合）にグラフで示す。なお、使用したコンクリート２１の設計基準強度およびプレストレス導入時の強度を表３に示す（プレストレス導入時強度は３５Ｎ／ｍｍ２である。）
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
また、各外径の異なる各ＰＣ鋼材によりコンクリートに導入されているプレストレスは、下記表４に示す通り、土木用の項に記載されているプレストレス導入力である。
【００２９】
【表４】
【００３０】
図１２および図１３から、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の両端部付近まで、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がＰＣ鋼材４に固定されている形態では、緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２により固定されている形態に比べて、鉄筋ひずみがほぼ安定していることがわかる。
緊張力の０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２により固定されている形態では、緊張端側では、特に、鉄筋ひずみが極端に小さくなっている（プレストレスがほとんど導入されていない）ことがわかる。また、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）とでスリーブ８をクサビ片１２により固定した形態のＰＣ鋼材４では、圧入力が大きい順に、端部まで鉄筋ひずみが確実に生じている（換言すると、コンクリート部材に確実にプレストレス力が導入されている）。
【００３１】
次に、前記の試験によるプレストレス伝達長の結果について、表５に示す。
【表５】
また、表５に示すように、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８における支圧板９端部から確実に設計上部材に設定されるプレストレス力が見込める部分までの距離（定着長）は、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の１００％に相当する圧入力（圧縮力）と、緊張力の７５％に相当する圧入力（圧縮力）では、ＰＣ鋼材４の外径寸法の１１倍（１１×Ｄ（ＤはＰＣ鋼材の外径寸法））の定着長であり、この距離から、コンクリート２１に安定してプレストレスが導入されているプレキャスト部材となっており、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４では、コンクリート２１にほぼ安定してプレストレスが導入されているプレキャスト部材１８となっている。
【００３２】
ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも５０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４であると、部材端部近くまで有効にプレストレスが導入されているプレキャストプレストレストコンクリート部材であるのでよく、より好ましくは、緊張力の６０％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４、あるいは緊張力の７０％に相当する圧入力（圧縮力）でクサビ片１２がスリーブ８に圧入されて固定されているスリーブ付ＰＣ鋼材であるとよく、さらに好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも７５％に相当する圧入力（圧縮力）でスリーブ８がクサビ片１２で固定されているスリーブ付のＰＣ部材４であると、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８の梁として使用する場合に、特段、梁端部に圧縮力を導入するような接続方法によらなくとも利用可能であるので、緊張力の７５％の圧入力でスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定するのが望ましい。
【００３３】
ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％以上で、クサビ片１２を圧入しても、圧入用ジャッキ１３が大型になり、施工時間もかかり経済的でなく、ＰＣ鋼材４の損傷する恐れもあるので、好ましくない。したがって、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％〜５０％、好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の１００％〜７５％に相当する圧入力Ｆで、より好ましくは、ＰＣ鋼材４に導入される緊張力の７５％に相当する圧入力Ｆで、クサビ片１２を圧入してスリーブ８をＰＣ鋼材４に固定するようにすると、施工管理が容易でよい。
したがって、前記のようにＰＣ鋼材４に導入されている緊張力に関連させて、緊張力の１００％〜５０％に相当する圧入力Ｆでクサビ片１２を圧入管理すると、図３に示すように、定着長を１１Ｄ（１１倍）から４７Ｄ（４７倍）の範囲（図３上図のＡの範囲）に短く制御することができる。
【００３４】
ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の５０％より下回ると、プレキャスト部材として、所定のプレストレスが導入されていない部材端部からの距離が大きくなって、従来のプレキャストプレストレストコンクリート部材と同様になる恐れが高いので、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力（プレテンション）の少なくとも５０％とした。
【００３５】
なお、スリーブ８は、ＪＩＳ Ｇ４０５１ 機械構造用炭素鋼鋼材のＳ５５Ｃ相当品を使用し、クサビ片１２は、ＪＩＳ Ｇ４０５２ 焼入れ性を保障した構造用炭素鋼鋼材（Ｈ鋼）のＳＭＣ４１５相当品を使用し、いずれも図９および図６に示す寸法仕様による。なお、スリーブ８およびクサビ片１２は図９に示す各部の寸法で、これに対応する表６の試験体ＮＯ．３およびＮＯ．５のものを使用した。また、表２中のＡＧ−１８およびＡＧ−２２は、いずれもスリーブ８とクサビ１２とからなる定着具であり、前記の図９に示す各部の寸法で、これに対応する表６の試験体ＮＯ．３およびＮＯ．５のものである。
【表６】
【００３６】
なお、前記の本発明の試験体についての曲げ耐力も良好であった。
【００３７】
なお、連続したＰＣ鋼材４に多数のＰＣ鋼材４を固定する場合には、ＰＣ鋼材４の所定の位置に、予め鋼製スリーブ８を多数配置し、後からＰＣ鋼材４と鋼製スリーブ８との間に、分割型のクサビ片１２をＰＣ鋼材４の周りに抱き込むように配置し、その各クサビ片１２を覆うようにこれらの外側にスリーブ８を配置した状態で、一対のクサビ片１２が圧入される。クサビ片１２としては２つ１組のクサビを圧入するようにしているが、３つ１組のクサビ等を使用するようにしてもよい。クサビ片１２の内側には、部材長手方向に交互凸凹を繰り返す断面鋸刃状の粗面２７を備えている。
【００３８】
なお、前記の一対の分割型のクサビ片１２は、断面円弧状の内外面を有し、内外面の片面または両面を断面鋸歯状の噛み込み用粗面としたクサビ片を用いることもできる。クサビ片１２の粗面部分の硬度は、スリーブ８およびＰＣ鋼材４の硬度よりも高いものを使用するとよい。
【００３９】
また、スリーブ８の一端部側には、予めＰＣ円盤状あるいは矩形状の鋼板製の支圧板９，１０が固定され、支圧板９を介してコンクリート２１を圧縮するようにされている。
【００４０】
次に、ＰＣ鋼材４にスリーブ８を備えているスリーブ付ＰＣ鋼材４を使用して、プレキャストプレストレストコンクリート部材を製造する製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【００４１】
図４は、ロングライン方式により複数のプレキャストプレストレストコンクリート部材を間隔をおいて直列に同時に製造している工程を示す説明図であり、図４（ａ）に示すように、アバット（反力受け）１，２間に、底板３が配置されると共に、必要本数のＰＣ鋼材４が平行に配置され、前記各ＰＣ鋼材４の一端側（図の左側）は、一端側のアバット１の外側に配置された可動フレーム５に装着される把持装置（図示省略）により着脱可能に固定され、かつ前記可動フレーム５とアバット１間には、液圧式伸縮ジャッキ６が介在されて、前記可動フレーム５は、アバット１に対して接近または離反移動可能にされている。
【００４２】
また、前記ＰＣ鋼材４の他端側（図の右側）は、他端側のアバット２に装着される把持装置（図示省略）により着脱可能に固定されている。
【００４３】
また、前記のＰＣ鋼材４には、後に、間隔をおいて型枠７を設置するときに、各型枠７の内側に位置するように、予め、図４（ｂ）に示すように、一対の対称配置される鋼製筒状のスリーブ８、２つの環状支圧板９，１０、鋼製筒状のスリーブ８の順にＰＣ鋼材４に装着しておく。
【００４４】
各型枠７内の他端側内側近傍に位置するようにＰＣ鋼材４に、前記と同様に、クサビ片１２を介してスリーブ８を固定して他方のスリーブ８が所定の位置に固定している。
【００４５】
なお、クサビ片１２はスリーブ８間側に向かって、クサビの厚さが薄くなるように配置されて、一対のクサビ片１２がスリーブ８側に向かって押圧して締め込むようにすることで、クサビ片１２が抜け出さないように配置される。
【００４６】
前記のようにＰＣ鋼材４を配置した状態で、図４（ｂ）に示すように、液圧式伸縮ジャッキ６を伸長することにより、前記可動フレーム５を矢印で示すように、一端側のアバット１から離反させ、前記各ＰＣ鋼材４に緊張力を付与する。
【００４７】
次に、図１（ｃ）に一端側の鋼製筒状のスリーブ８および支圧板９およびＰＣ鋼材４との関係を拡大して示すように、ＰＣ鋼材４の所定の位置に、分割型のクサビ片１２をＰＣ鋼材４の周りに抱き込むように配置し、その各クサビ片１２を覆うようにこれらの外側にスリーブ８を配置した状態で、一対のクサビ片１２を押圧して圧入すべく、図１（ａ）および図８に示すようなプレストレス部材用のジャッキ１３を配置して、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔに対応して、可動ピストン１５を前進させてジャッキ１３を伸長し、かつ、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの少なくとも５０％に相当する圧入力Ｆが一対のクサビ片１２に作用した状態を計器等により確認する。
【００４８】
前記の圧入力Ｆは、製造されるプレストレストコンクリート部材１８の性能に応じて、ＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの７５％でもよく、１００％でもよいが、少なくともＰＣ鋼材４に導入されている緊張力Ｔの５０％、例えば、７５％に相当する圧入力で、一対のクサビ片１２を圧入すると、プレストレストコンクリート部材１８に導入されるプレストレスは、支圧板９の端面を基点としてＰＣ鋼材４の軸方向に、ＰＣ鋼材４の外形直径（Ｄ）の１１倍（１１Ｄ）から設計上必要とされる設計プレストレスが、確実にコンクリート部材１８に導入されている。
【００４９】
そして、図示省略の鉄筋が配筋されると共に、図４（ｂ）に実線で示すように、前記底板３上に間隔をおいて複数の型枠７（図示の場合は３組図示されている）が、ＰＣ鋼材４の長手方向に対向するように配置されている間隔をおいた一対のスリーブ８を囲むように組み立て配置され、従って、前記各型枠７を貫通するように、ＰＣ鋼材４が配置されている。
【００５０】
また、前記各スリーブ８間の各支圧板９を、それぞれ近い側のスリーブ８側に移動させてスリーブ端面に当接し、必要に応じ、溶接、接着あるいは接着テープなどを使用して、支圧板９をスリーブ８に仮固定し、支圧板９がＰＣ鋼材４に対してＰＣ鋼材４の長手方向に移動しないようにし、各型枠７内において、支圧板付のスリーブ８が２組対称配置になるようにＰＣ鋼材４に装着される。
【００５１】
前記のように、各型枠７内における各ＰＣ鋼材４に支圧板付のスリーブ８が２組対称配置された状態で、図４（ｃ）に示すように、型枠７内にコンクリート２１を打設して、そのコンクリート２１の養生・硬化を図り、ＰＣ鋼材４および支圧板付のスリーブ８との付着を図る。
【００５２】
次いで、図４（ｄ）に矢印で示すように、前記液圧式伸縮ジャッキ６を短縮することにより、各型枠７内のコンクリート２１にプレストレスを導入し、型枠７間のＰＣ鋼材４を切断４１すると共に、各型枠７を脱型して、プレキャストプレストレストコンクリート部材１８を製造する。
【００５３】
次に、前記のようにして製造されたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８を、構造用の軸組部材としてのプレキャスト梁部材１８ａとして利用して軸組み構造を構築する場合を説明すると、図７に示すように、梁１８ａの端部をプレキャストコンクリート柱２３の上端部に載置して、軸組み構造を構築していくことができる利点がある。これは、少なくとも柱２３間、好ましくは柱２３中心軸線間、より好ましくは、プレキャスト柱２３外端部に近い位置までの梁部材１８ａ部分をプレストレスが導入されたプレキャスト部材としているため、梁端部付近までプレストレスト部材として有効に利用可能になっているためである。
なお、図７では、基礎コンクリート２４に渡って設けられたコントロール製地中梁２５上に、プレキャストコンクリート柱２３とプレキャストコンクリート梁部材１８ａとが交互に建て込まれ、プレキャスト柱２３とプレキャスト梁部材１８ａの縦シースに、カプラー等により連結可能な短尺ＰＣ鋼材４が順次挿通配置されて連結され、最上部のプレキャスト梁部材１８ａの上端部において、支圧プレートおよびナットなどの定着具（図示を省略した）を用いて、順次連結されたＰＣ鋼材４の上端部は緊張定着されて、柱２３と梁部材１８ａとは、縦ＰＣ鋼材２８により一体化されて軸組構造を構成している。
【００５４】
なお、前記のような本発明の構成では、芯線とその外側の線材層との間で、線材長手方向のすべりを防止するために、ＰＣ鋼線の長手方向に凹溝を設けるインテンド加工線材のような特殊なＰＣ鋼材を用いる必要がないので、経済的である。
【００５５】
本発明を実施する場合、ＰＣ鋼材としては、ＰＣ鋼撚り線、ＰＣ鋼棒などを使用するようにしてもよい。
【００５６】
前記実施形態では、梁の場合について説明したが、本発明をコンクリート製梁または桁あるいはその他の建築部材等のプレキャストプレストレストコンクリート部材に適用してもよい。
【００５７】
本発明を実施する場合、コンクリート２１内にＰＣ鋼材４を埋め込み配置する形態としては、図５（ａ）に示す直線状配置ばかりでなく、図５（ｂ）に示すように、後に撤去される屈折または屈曲部支承部材（図示を省略）を用いて、ＰＣ鋼材４を屈折配置または屈曲配置する形態あるいは直線状配置と屈折または屈曲配置の両方の形態を備えたプレキャストプレストレストコンクリート部材１８であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】反力部を備えたジャッキによりクサビ片をスリーブに圧入してコンクリートを打設するまでの説明図であって、（ａ）は反力部を備えた圧入用のジャッキによりＰＣ鋼材にスリーブをクサビ片を圧入している状態を示す一部縦断側面図、（ｂ）は圧入力と反力の作用説明図、（ｃ）はクサビ片の圧入を完了した状態を示す一部縦断側面図、スリーブを埋め込むようにＰＣ鋼材の周囲にコンクリートを仮想線で示す一部縦断側面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の圧入方式によりクサビ片をスリーブに圧入固定した場合の定着長と、従来の工法の定着長の差異を説明するためのグラフ（下図）、部材（上図）との関係の説明図である。
【図４】本発明の製造方法によりプレキャスト部材を製造する手順を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明のプレテンション方式により製造された一形態のプレキャスト梁部材を示す縦断側面図、（ｂ）は本発明のプレテンション方式により製造された他の形態のプレキャスト梁部材を示す縦断側面図である。
【図６】２層または３層構造のＰＣ鋼撚り線の形態およびコンクリートとの付着との関係を示す断面図である。
【図７】本発明のプレキャスト梁部材を使用して、プレキャスト柱部材とプレキャスト梁部材を交互に設置すると共に一体化して、建物の軸組みを構築した状態を示す概略側面図である。
【図８】ＰＣ鋼材に仮反力部を設けて、反力体を備えていない圧入用のジャッキによりクサビ片を圧入する形態を示すものであって、（ａ）は一部縦断側面図、（ｂ）は圧入力と反力の作用説明図である。
【図９】本発明において使用するスリーブおよびクサビ片を示す一部縦断側面図および正面図である。
【図１０】２種類のプレキャストプレストレストコンクリート部材の試験体およびひずみゲージ位置を示す説明図であって、（ａ）は外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断正面図、（ｃ）は外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｄ）は（ｃ）の縦断正面図、（ｅ）は、（a）および（ｃ）に対応させてＰＣ鋼材に間隔をおいて多数設けたひずみゲージ位置を示す縦断側面図である。
【図１１】２種類のプレキャストプレストレストコンクリート部材の試験体およびひずみゲージ位置を示す説明図であって、（ａ）は外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断正面図、（ｃ）は外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材によりプレストレスを導入した試験体の縦断側面図、（ｄ）は（ｃ）の縦断正面図、（ｅ）は、（a）および（ｃ）に対応させてＰＣ鋼材に間隔をおいて多数設けたひずみゲージ位置を示す縦断側面図である。
【図１２】外径17.8ｍｍのＰＣ鋼材でクサビ片の圧入力を変化させた形態のプレストレストコンクリート部材における各ゲージ位置におけるひずみ分布を示すグラフである。
【図１３】外径21.8ｍｍのＰＣ鋼材でクサビ片の圧入力を変化させた形態のプレストレストコンクリート部材における各ゲージ位置におけるひずみ分布を示すグラフである。
【図１４】従来のスリーブのＰＣ鋼材への定着構造を示す一部縦断側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｆ 圧入力
Ｔ 緊張力
Ｌ 定着長
１ アバット
２ アバット
３ 底板
４ ＰＣ鋼材
４ａ ＰＣ鋼線
４ｂ ＰＣ鋼線
４ｃ ＰＣ鋼撚り線
４ｄ ＰＣ鋼撚り線
４ｅ ＰＣ鋼線
４ｆ 芯線
５ 可動フレーム
６ 液圧式伸縮ジャッキ
７ 型枠
８ スリーブ
９ 支圧板
１０ 内側傾斜面
１１ 傾斜外面（テーパー状外面）
１２ クサビ片
１３ ジャッキ
１３ａ ジャッキ本体
１４ 反力体
１５ 可動ピストン
１６ 押圧板
１７ 反力部
１８ プレキャストプレストレストコンクリート部材
１８ａ プレキャストプレストレストコンクリート梁部材
１８ｂ プレキャストプレストレストコンクリート部材
２０ 鉄筋籠
２１ コンクリート
２２ 鉄筋
２３ プレキャスト柱
２４ 基礎コンクリート
２５ 地中梁
４１ 切断
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とするプレテンション方式によるプレストレス導入方法。
【請求項２】
ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のプレテンション方式によるプレストレス導入方法。
【請求項３】
内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入されているプレストレストコンクリート部材において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とするプレストレストコンクリート部材。
【請求項４】
前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力に代えて、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されている請求項３に記載のプレストレストコンクリート部材。
【請求項１】
内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入する方法において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とするプレテンション方式によるプレストレス導入方法。
【請求項２】
ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブがＰＣ鋼材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のプレテンション方式によるプレストレス導入方法。
【請求項３】
内側傾斜面付スリーブと緊張力が導入されたＰＣ鋼材との間にクサビを圧入することでスリーブをＰＣ鋼材に固定し、そのＰＣ鋼材を用いてプレテンション方式によりコンクリートにプレストレスを導入されているプレストレストコンクリート部材において、前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力でクサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されていることを特徴とするプレストレストコンクリート部材。
【請求項４】
前記ＰＣ鋼材に導入される緊張力の少なくとも５０％の緊張力に相当する圧入力に代えて、ＰＣ鋼材に導入される緊張力の５０％〜１００％の緊張力に相当する圧入力で、クサビがスリーブとＰＣ鋼材との間に圧入されて、スリーブが固定されている請求項３に記載のプレストレストコンクリート部材。
【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】
【公開番号】特開２００８−１２６５４４（Ｐ２００８−１２６５４４Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１４７７４（Ｐ２００６−３１４７７４）
【出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
【出願人】（０００１９２６２６）神鋼鋼線工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２１日（２００６．１１．２１）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
【出願人】（０００１９２６２６）神鋼鋼線工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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