ＰＣ鋼材の直接埋設接続方法及び拘束力緩和機能を備える接続部構造
【課題】 ＰＣ鋼材の接続装置に対して空間形成用殻管を不要として現場での充填材注入作業の省略化を可能とし、現場作業の迅速化及び省力化並びに作業コストの低減を推進する。
【解決手段】 先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１を用い直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法であり、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１をコンクリート１６の支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部３の端末部に関連させて支圧緩和手段５を設ける一方、接続装置１とコンクリート１６との直接の固着を回避させるために、接続装置１の外周部に外被層６を被着させるようにする。
【解決手段】 先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１を用い直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法であり、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１をコンクリート１６の支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部３の端末部に関連させて支圧緩和手段５を設ける一方、接続装置１とコンクリート１６との直接の固着を回避させるために、接続装置１の外周部に外被層６を被着させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて直接埋設方式により両工区のＰＣ鋼材相互を緊張下に接続するためのＰＣ鋼材の直接埋設接続方法及び該方法の実施に好適に使用される拘束力緩和機能を備える接続部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポストテンション方式プレストレストコンクリート（ＰＣ）構造において、コンクリートにプレストレスを与えるために用いるＰＣ鋼材を接続するコンクリート打継部では、先行工区Ａと後行工区Ｂの各ＰＣ鋼材を図５に例示するような汎用の接続装置１(非特許文献１参照) を用いて接続した後、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１がコンクリート１６によって移動を拘束されないようにするために、図４に示すように「カプラーシース」と通称される空間形成用の殻管１４を用いて、コンクリート１６中に接続装置１を収める空間を形成することが行われていた。そして、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張終了後、ＰＣ鋼材４と、その緊張の際に、接続装置１の場合と同様にコンクリート１６に拘束されないようにするためのＰＣ鋼材用シースの間にグラウトを充填するのに併せて、カプラーシース１４で形成された空間にもグラウト材１５を充填していた。
【非特許文献１】株式会社シー・シー・エル・ジャパン資料「CCLシングルストランド工法−設計施工基準−」（第15版（1996年10月））第７頁
【０００３】
なお、接続装置１によるＰＣ鋼材４、４の接続は図５を参照して次のように行われていた。すなわち、先行工区Ａのコンクリート１６に埋設したＰＣ鋼材４の端部をスリーブ１７に挿入してウエッジ１８を嵌入させることによりＰＣ鋼材４の端部を固定させ、コンクリート１６の打継面Ｓに支圧板８を埋設し、この支圧板８によってスリーブ１７を支持させている。この場合、スリーブ１７及びウエッジ１８で一次側接続部２が形成される。一方、先行工区Ａに隣接する後行工区ＢにおいてはＰＣ鋼材４の端部にコンプレッショングリップ２０が取付けられ、このコンプレッショングリップ２０がスリーブ２１に嵌入されることによりＰＣ鋼材４の端部に端末具が取付けられている。この場合、コンプレッショングリップ２０及びスリーブ２１で二次側接続部３が形成される。スリーブ１７及び２１にはそれぞれ雌ねじが形成され、外周にねじを有するプラグ１９がスリーブ１７及び２１に螺合されることにより、両ＰＣ鋼材４が同一線上で連結されるようになっている。
【０００４】
ところで、従来は図４に示すように、後行工区Ｂのコンクリート１６を打設する際に、接続装置１全体を覆うカプラーシース１４を用いて空間を形成し、後行工区Ｂでの緊張終了後、その空間と接続装置１との空隙にセメントグラウト等のグラウト材１５を注入するようにしている。この方法は、ＰＣ鋼材４とＰＣ鋼材用シースの間に緊張終了後にグラウト材を充填する場合でも、また、緊張終了後のグラウト材充填が不要な特徴を持つプレグラウトＰＣ鋼材（時間の経過につれて硬化する特殊な樹脂とポリエチレンシースで被覆されたＰＣ鋼材）を用いる場合でも、殆ど同様の施工方法が用いられるが、図４はプレグラウトＰＣ鋼材を用いる場合を例示している。なお、プレグラウトＰＣ鋼材を用いる場合は、後行工区Ｂのコンクリート１６を打設する前に、カプラーシース１４の中にプレグラウトＰＣ鋼材に用いるのと同じ樹脂を充填することも行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、プレグラウトＰＣ鋼材を用いることによって施工の省力化及び施工品質の向上が図れるようになってきているが、それでもＰＣ鋼材の接続具の使用が必要な構造の場合、ＰＣ鋼材は現場でのグラウト充填がたとえ不要であっても、接続部分のカプラーシース１４で形成されてなる空間は現場でのグラウト充填がやはり必要であり、施工の省力化及び施工品質の向上を推進する上での支障となっていることは依然変わっていないものである。
【０００６】
本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、したがって本発明の目的は、ＰＣ鋼材の接続装置に対して空間形成用殻管を不要として現場での充填材注入作業の省略化を可能とし、もって現場作業の迅速化及び省力化並びに作業コストの低減を推進し得るＰＣ鋼材の直接埋設接続方法並びに該方法の実施に好適に使用される拘束力緩和機能を備える接続部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【０００８】
即ち、本発明は、上記の目的を達成するため以下に述べる構成としたものである。即ち、本発明における請求項１の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１を用いて直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法において、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１をコンクリート１６の支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部３の端末部に関連させて支圧緩和手段５を設ける一方、接続装置１とコンクリート１６との直接の固着を回避させるために、接続装置１の外周部に外被層６を被着させることを特徴とするＰＣ鋼材の直接埋設接続方法である。
【０００９】
また、本発明における請求項２の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するための一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１に付設してなる接続部構造であって、コンクリート１６に比し軟質の材料からなる圧縮可能な中実盤体７に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着してなる支圧緩和手段５と、接続装置１の外周部に被着してなる外被層６とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造である。
【００１０】
また、本発明における請求項３の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するための一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１に付設される接続部構造であって、容積不変の中空盤体に形成され先行工区ＡのＰＣ鋼材４に囲ませ一次側接続部２の端末部と支圧板８の間に介設される一次側容器９、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着される二次側容器１０、接続装置１に添わせて一次側・二次側両容器９、１０を連絡する配管１１、二次側容器１０内に充填され時間の経過により硬化する未硬化の充填材１２の各部材からなる支圧緩和手段５と、接続装置１の外周部に被着してなる外被層６とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造である。
【００１１】
また、本発明における請求項４の発明は、上記請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造に関して、外被層６が合成樹脂軟質テープ等からなる防食テープ１３を接続装置１の外周部に螺旋状に巻着することによって形成される構成であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明における請求項５の発明は、上記請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造に関して、外被層６が熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置１の外周部に被着することによって形成される構成であることを特徴とする。
【００１３】
このような本発明によれば、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するに際して、接続装置１の二次側接続部３の端末部に関連させて簡単な構造になる支圧緩和手段５を取着させ、かつ、防食テープ１３を螺旋状に巻着するなどの簡易な手法によって接続装置１の外周部に外被層６を被着させるだけの簡単な作業を行えば良くて、接続装置１全体を覆わせる空間形成用殻管が省略てき、また、接続装置１の周囲の空間に現場で充填材を注入する作業が不要になる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させる際、支圧緩和手段５がコンクリートの接続装置１への拘束力を緩和する機能を発揮し、同時に、コンクリートの接続装置１に対する付着力を緩衝することから、充填材を不要としながらもＰＣ鋼材４の緊張に伴う接続装置１の移動を円滑に行わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】
すなわち本発明によれば、ＰＣ鋼材を接続する現場作業に当たって、中実盤体等の簡単な構造になる支圧緩和手段と防食テープ等により簡易な手法で形成される外被層とをＰＣ鋼材用の接続装置に対して付設するだけでよいので、現場でのグラウト充填作業が不可欠であった従来の作業に比して工法が簡単でかつ短時間処理を行え、その結果、省力化及び迅速化が図れる。しかも本発明によれば、従来のカプラーシースを用いた工法と比較して何等遜色がない緊張力伝達性状を奏することが可能であって、ＰＣ鋼材施工工事に対する品質向上を推進する上にも頗る有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１８】
図１には、本発明の第１の実施形態に係る接続部構造を備える接続装置が、接続状態を示す側面図で表される。この第１の実施形態において、コンクリート構造物の先行工区Ａと後行工区Ｂとに張設した両ＰＣ鋼材４を緊張下で接続するための接続装置１には従来から用いられている一次側接続部２と二次側接続部３とを備える周知の各種接続装置が使用可能であって、先行工区ＡのＰＣ鋼材４を緊張する作業は、その接続端において一次側接続部２を用いて行われ、次に二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４が接続される。
【００１９】
接続装置１における支圧板８とは反対側の端部、すなわち二次側接続部３の端末部には、コンクリートの支圧に基づく移動拘束を緩和するための本発明を特徴付ける要素部材の一つである支圧緩和手段５が取着されている。この第１の実施形態の場合の支圧緩和手段５は、外周形状が二次側接続部３のそれと同形状又は略同形状を成す例えば合成樹脂製になる圧縮可能な中実盤体７が用いられていて、この場合、中実盤体７としては軟質ゴム、スチロール樹脂又はこれに類するコンクリートに比し十分に柔らかい材料により形成して、例えば厚さが５〜４０mmの中心部にＰＣ鋼材４が挿通される孔を持つドーナッツ盤状のものが用いられて、これを二次側接続部３の端末部に貼りつけるなどして取着させる。
【００２０】
一方、接続装置１の外周部には、該接続装置１とその周囲のコンクリートとの直接の固着を回避させるための、防食テープ１３で実現される外被層６が被着されている。前記外被層６としては、例えば合成樹脂製軟質テープからなる帯状の防食テープ１３を半幅程度がラップするように１層又は複数層の螺旋状に巻着させることによって現場にて簡単に外被層６を設けることが可能である。
【００２１】
このように構成される第１の実施形態においては、二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４を接続するのに相前後して、中実盤体７からなる支圧緩和手段５を二次側接続部３の端末部に取着し、続いて、防食テープ１３を螺旋巻着してこれにより拘束力緩和機能を備える接続部構造が形成される。
【００２２】
その後、後行工区Ｂでのコンクリート張設が終わってから、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させることにより、ＰＣ鋼材４の直接埋設接続作業が完了する。その際、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張によって、接続装置１には支圧板８から離れる方向に外力が加わるが、圧縮可能な中実盤体７が備える拘束力緩和機能と防食テープ１３からなる外被層６が備える緩衝機能とが相まって、接続装置１をコンクリートに拘束されることなく所要量だけ移動させることができる。
【００２３】
図２には、本発明の第２の実施形態に係る接続部構造を備える接続装置が、接続状態を示す側面図で表される。また、図３には、図２図示の支圧緩和手段５における要素部材の一次側容器９が（イ）に、同じく二次側容器１０が（ロ）にそれぞれ斜視図で示される。この第２の実施形態において、前述する第１の実施形態のものに類似し、対応する部材には同一の参照符号を付して個々の説明をここでは省略する。
【００２４】
この第２の実施形態に係る接続部構造において特徴とされる構成は、支圧緩和手段５が一次側容器９、二次側容器１０、配管１１及び少量の充填材１２から形成されている点である。一次側容器９は、容積不変の中空盤体に形成され先行工区ＡのＰＣ鋼材４に囲ませ一次側接続部２の端末部と支圧板８の間に介設される。二次側容器１０は、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着される。配管１１は、接続装置１に添わせて一次側・二次側両容器９、１０を連絡するように設けられる。充填材１２は、グラウト材に類似した時間の経過により硬化するタイプの未硬化材であって、二次側容器１０内に充填される。
【００２５】
一次側・二次側両容器９、１０は、例えば外周形状が接続装置１のそれと同形状又は稍大きい略同形状で、中心にＰＣ鋼材４が貫通する孔を有する円形の深皿状体に形成されていて、一次側容器９は鋼製の容積不変の構造で、支圧板８に底部側を当て合わせて被せられる。二次側容器１０は鋼製の深皿状体の本体１０A と厚さ１０〜４０mmの樹脂製又は鋼製の円盤状の蓋１０B とで形成され、例えば本体１０A の中に蓋１０B が入り込むように係合されて圧縮による容積可変な構造となっていて、蓋１０B が二次側接続部３の端末部に蓋１０B が当接するように取着される。配管１１は、ポリエチレン製等の可撓性細管からなり、一次側・二次側両容器９、１０内の空間部を連絡するようにして接続装置１に添わせて延設される。
【００２６】
このように設けられてなる本体１０A 内にプレグラウトＰＣ鋼材に用いられるのと同様の、未硬化の充填材１２が充填される。一方、接続装置１の外周部には、第１の実施形態の場合と同じような防食テープ１３からなる外被層６が被着されている。なお、図示を省略しているが、第１及び第２の各実施形態において、防食テープ１３に替えて熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置１の外周部に被着することによって外被層６を形成させるようにすることもまた好ましい態様である。
【００２７】
このように構成される第２の実施形態においては、二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４を接続するのに相前後して、上述の構成になる支圧緩和手段５を一次側接続部２及び二次側接続部３の端末部に関連させて取着し、続いて、防食テープ１３を螺旋巻着してこれにより拘束力緩和機能を備える接続部構造が形成される。
【００２８】
その後、後行工区Ｂでのコンクリート張設が終わってから、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させることにより、ＰＣ鋼材４の直接埋設接続作業が完了する。その際、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張によって、接続装置１には支圧板８から離れる方向に外力が加わるが、圧縮による容積可変の二次側容器１０は、内部に充填された未硬化の充填材１２のうち、移動量に応じた体積分だけが、配管１１を通して一次側容器９に移動する。その結果、二次側容器１０が発揮する拘束力緩和機能と防食テープ１３からなる外被層６が備える緩衝機能とが相まって作用することから、接続装置１をコンクリートに拘束されることなく所要量だけ移動させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。
図６には、図４に示した接続部構造を用いた比較例１のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示され、図７には、図５に示した接続部構造を用いた比較例２のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示される。図８には、本発明方法の実施の形態に係るＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示され、この線図は、図１に示される本発明の第１の実施形態に係る接続部構造と同構造を有する接続装置を使用して本発明の効果を確認する実験に行なうことにより得られたものである。そして、カプラーシース１４を用いて接続装置全体を覆う空間を形成した図４に示す比較例１における２例（Ａ-1、Ａ-2）と、接続装置をコンクリートに直接埋設させて拘束力を緩和する構造を用いない図５に示す比較例２における３例（Ｂ-1、Ｂ-2、Ｂ-3）とを比較装置として挙げることによって本発明実施例（Ｃ-1、Ｃ-2）との効果の対比を行うこととした。
【００３０】
比較例１（Ａ-1、Ａ-2）の場合は、接続端の支圧板に作用していた先行工区の定着力は、後行工区の緊張力の増加に伴って直線的に減少する状況が観察された。比較例２（Ｂ-1、Ｂ-2、Ｂ-3）の場合は、接続装置がコンクリートに拘束されて、後行工区の緊張力が増加しても、支圧板に作用していた先行工区の定着力は殆ど変化しないことが確認された。
【００３１】
一方、拘束力緩和機能を備えてなる本発明実施例（Ｃ-1、Ｃ-2）の場合は、僅かに緊張力のロスは生じたものの、全体的な傾向として、カプラーシース１４を用いた比較例１（Ａ-1、Ａ-2）の場合と略同様の緊張力伝達の性状が明らかに観察され、このことから本発明の優れた効果が証された。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接続状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る接続状態を示す側面図である。
【図３】図２に図示する支圧緩和手段の要素部材の斜視図で、（イ）は一次側容器、（ロ）は二次側容器がそれぞれ示される。
【図４】従来のＰＣ鋼材の直接埋設接続方法の説明図である。
【図５】従来の接続装置の取付け状態の断面を示す説明図である。
【図６】比較例１のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【図７】比較例２のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【図８】本発明方法の実施の形態に係るＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…接続装置 ２…一次側接続部 ３…二次側接続部
４…ＰＣ鋼材 ５…支圧緩和手段 ６…外被層
７…中実盤体 ８…支圧板 ９…一次側容器
１０…二次側容器 １１…配管 １２…充填材
１３…防食テープ １４…殻管 １５…グラウト材
１６…コンクリート Ａ…先行工区 Ｂ…後行工区
Ｓ…打継面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて直接埋設方式により両工区のＰＣ鋼材相互を緊張下に接続するためのＰＣ鋼材の直接埋設接続方法及び該方法の実施に好適に使用される拘束力緩和機能を備える接続部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポストテンション方式プレストレストコンクリート（ＰＣ）構造において、コンクリートにプレストレスを与えるために用いるＰＣ鋼材を接続するコンクリート打継部では、先行工区Ａと後行工区Ｂの各ＰＣ鋼材を図５に例示するような汎用の接続装置１(非特許文献１参照) を用いて接続した後、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１がコンクリート１６によって移動を拘束されないようにするために、図４に示すように「カプラーシース」と通称される空間形成用の殻管１４を用いて、コンクリート１６中に接続装置１を収める空間を形成することが行われていた。そして、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張終了後、ＰＣ鋼材４と、その緊張の際に、接続装置１の場合と同様にコンクリート１６に拘束されないようにするためのＰＣ鋼材用シースの間にグラウトを充填するのに併せて、カプラーシース１４で形成された空間にもグラウト材１５を充填していた。
【非特許文献１】株式会社シー・シー・エル・ジャパン資料「CCLシングルストランド工法−設計施工基準−」（第15版（1996年10月））第７頁
【０００３】
なお、接続装置１によるＰＣ鋼材４、４の接続は図５を参照して次のように行われていた。すなわち、先行工区Ａのコンクリート１６に埋設したＰＣ鋼材４の端部をスリーブ１７に挿入してウエッジ１８を嵌入させることによりＰＣ鋼材４の端部を固定させ、コンクリート１６の打継面Ｓに支圧板８を埋設し、この支圧板８によってスリーブ１７を支持させている。この場合、スリーブ１７及びウエッジ１８で一次側接続部２が形成される。一方、先行工区Ａに隣接する後行工区ＢにおいてはＰＣ鋼材４の端部にコンプレッショングリップ２０が取付けられ、このコンプレッショングリップ２０がスリーブ２１に嵌入されることによりＰＣ鋼材４の端部に端末具が取付けられている。この場合、コンプレッショングリップ２０及びスリーブ２１で二次側接続部３が形成される。スリーブ１７及び２１にはそれぞれ雌ねじが形成され、外周にねじを有するプラグ１９がスリーブ１７及び２１に螺合されることにより、両ＰＣ鋼材４が同一線上で連結されるようになっている。
【０００４】
ところで、従来は図４に示すように、後行工区Ｂのコンクリート１６を打設する際に、接続装置１全体を覆うカプラーシース１４を用いて空間を形成し、後行工区Ｂでの緊張終了後、その空間と接続装置１との空隙にセメントグラウト等のグラウト材１５を注入するようにしている。この方法は、ＰＣ鋼材４とＰＣ鋼材用シースの間に緊張終了後にグラウト材を充填する場合でも、また、緊張終了後のグラウト材充填が不要な特徴を持つプレグラウトＰＣ鋼材（時間の経過につれて硬化する特殊な樹脂とポリエチレンシースで被覆されたＰＣ鋼材）を用いる場合でも、殆ど同様の施工方法が用いられるが、図４はプレグラウトＰＣ鋼材を用いる場合を例示している。なお、プレグラウトＰＣ鋼材を用いる場合は、後行工区Ｂのコンクリート１６を打設する前に、カプラーシース１４の中にプレグラウトＰＣ鋼材に用いるのと同じ樹脂を充填することも行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、プレグラウトＰＣ鋼材を用いることによって施工の省力化及び施工品質の向上が図れるようになってきているが、それでもＰＣ鋼材の接続具の使用が必要な構造の場合、ＰＣ鋼材は現場でのグラウト充填がたとえ不要であっても、接続部分のカプラーシース１４で形成されてなる空間は現場でのグラウト充填がやはり必要であり、施工の省力化及び施工品質の向上を推進する上での支障となっていることは依然変わっていないものである。
【０００６】
本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、したがって本発明の目的は、ＰＣ鋼材の接続装置に対して空間形成用殻管を不要として現場での充填材注入作業の省略化を可能とし、もって現場作業の迅速化及び省力化並びに作業コストの低減を推進し得るＰＣ鋼材の直接埋設接続方法並びに該方法の実施に好適に使用される拘束力緩和機能を備える接続部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【０００８】
即ち、本発明は、上記の目的を達成するため以下に述べる構成としたものである。即ち、本発明における請求項１の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１を用いて直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法において、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張する際に接続装置１をコンクリート１６の支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部３の端末部に関連させて支圧緩和手段５を設ける一方、接続装置１とコンクリート１６との直接の固着を回避させるために、接続装置１の外周部に外被層６を被着させることを特徴とするＰＣ鋼材の直接埋設接続方法である。
【０００９】
また、本発明における請求項２の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するための一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１に付設してなる接続部構造であって、コンクリート１６に比し軟質の材料からなる圧縮可能な中実盤体７に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着してなる支圧緩和手段５と、接続装置１の外周部に被着してなる外被層６とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造である。
【００１０】
また、本発明における請求項３の発明は、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するための一次側接続部２と二次側接続部３とを備える接続装置１に付設される接続部構造であって、容積不変の中空盤体に形成され先行工区ＡのＰＣ鋼材４に囲ませ一次側接続部２の端末部と支圧板８の間に介設される一次側容器９、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着される二次側容器１０、接続装置１に添わせて一次側・二次側両容器９、１０を連絡する配管１１、二次側容器１０内に充填され時間の経過により硬化する未硬化の充填材１２の各部材からなる支圧緩和手段５と、接続装置１の外周部に被着してなる外被層６とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造である。
【００１１】
また、本発明における請求項４の発明は、上記請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造に関して、外被層６が合成樹脂軟質テープ等からなる防食テープ１３を接続装置１の外周部に螺旋状に巻着することによって形成される構成であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明における請求項５の発明は、上記請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造に関して、外被層６が熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置１の外周部に被着することによって形成される構成であることを特徴とする。
【００１３】
このような本発明によれば、先行工区Ａと後行工区Ｂのコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材４を緊張下に接続するに際して、接続装置１の二次側接続部３の端末部に関連させて簡単な構造になる支圧緩和手段５を取着させ、かつ、防食テープ１３を螺旋状に巻着するなどの簡易な手法によって接続装置１の外周部に外被層６を被着させるだけの簡単な作業を行えば良くて、接続装置１全体を覆わせる空間形成用殻管が省略てき、また、接続装置１の周囲の空間に現場で充填材を注入する作業が不要になる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させる際、支圧緩和手段５がコンクリートの接続装置１への拘束力を緩和する機能を発揮し、同時に、コンクリートの接続装置１に対する付着力を緩衝することから、充填材を不要としながらもＰＣ鋼材４の緊張に伴う接続装置１の移動を円滑に行わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】
すなわち本発明によれば、ＰＣ鋼材を接続する現場作業に当たって、中実盤体等の簡単な構造になる支圧緩和手段と防食テープ等により簡易な手法で形成される外被層とをＰＣ鋼材用の接続装置に対して付設するだけでよいので、現場でのグラウト充填作業が不可欠であった従来の作業に比して工法が簡単でかつ短時間処理を行え、その結果、省力化及び迅速化が図れる。しかも本発明によれば、従来のカプラーシースを用いた工法と比較して何等遜色がない緊張力伝達性状を奏することが可能であって、ＰＣ鋼材施工工事に対する品質向上を推進する上にも頗る有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１８】
図１には、本発明の第１の実施形態に係る接続部構造を備える接続装置が、接続状態を示す側面図で表される。この第１の実施形態において、コンクリート構造物の先行工区Ａと後行工区Ｂとに張設した両ＰＣ鋼材４を緊張下で接続するための接続装置１には従来から用いられている一次側接続部２と二次側接続部３とを備える周知の各種接続装置が使用可能であって、先行工区ＡのＰＣ鋼材４を緊張する作業は、その接続端において一次側接続部２を用いて行われ、次に二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４が接続される。
【００１９】
接続装置１における支圧板８とは反対側の端部、すなわち二次側接続部３の端末部には、コンクリートの支圧に基づく移動拘束を緩和するための本発明を特徴付ける要素部材の一つである支圧緩和手段５が取着されている。この第１の実施形態の場合の支圧緩和手段５は、外周形状が二次側接続部３のそれと同形状又は略同形状を成す例えば合成樹脂製になる圧縮可能な中実盤体７が用いられていて、この場合、中実盤体７としては軟質ゴム、スチロール樹脂又はこれに類するコンクリートに比し十分に柔らかい材料により形成して、例えば厚さが５〜４０mmの中心部にＰＣ鋼材４が挿通される孔を持つドーナッツ盤状のものが用いられて、これを二次側接続部３の端末部に貼りつけるなどして取着させる。
【００２０】
一方、接続装置１の外周部には、該接続装置１とその周囲のコンクリートとの直接の固着を回避させるための、防食テープ１３で実現される外被層６が被着されている。前記外被層６としては、例えば合成樹脂製軟質テープからなる帯状の防食テープ１３を半幅程度がラップするように１層又は複数層の螺旋状に巻着させることによって現場にて簡単に外被層６を設けることが可能である。
【００２１】
このように構成される第１の実施形態においては、二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４を接続するのに相前後して、中実盤体７からなる支圧緩和手段５を二次側接続部３の端末部に取着し、続いて、防食テープ１３を螺旋巻着してこれにより拘束力緩和機能を備える接続部構造が形成される。
【００２２】
その後、後行工区Ｂでのコンクリート張設が終わってから、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させることにより、ＰＣ鋼材４の直接埋設接続作業が完了する。その際、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張によって、接続装置１には支圧板８から離れる方向に外力が加わるが、圧縮可能な中実盤体７が備える拘束力緩和機能と防食テープ１３からなる外被層６が備える緩衝機能とが相まって、接続装置１をコンクリートに拘束されることなく所要量だけ移動させることができる。
【００２３】
図２には、本発明の第２の実施形態に係る接続部構造を備える接続装置が、接続状態を示す側面図で表される。また、図３には、図２図示の支圧緩和手段５における要素部材の一次側容器９が（イ）に、同じく二次側容器１０が（ロ）にそれぞれ斜視図で示される。この第２の実施形態において、前述する第１の実施形態のものに類似し、対応する部材には同一の参照符号を付して個々の説明をここでは省略する。
【００２４】
この第２の実施形態に係る接続部構造において特徴とされる構成は、支圧緩和手段５が一次側容器９、二次側容器１０、配管１１及び少量の充填材１２から形成されている点である。一次側容器９は、容積不変の中空盤体に形成され先行工区ＡのＰＣ鋼材４に囲ませ一次側接続部２の端末部と支圧板８の間に介設される。二次側容器１０は、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区ＢのＰＣ鋼材４に囲ませ二次側接続部３の端末部に取着される。配管１１は、接続装置１に添わせて一次側・二次側両容器９、１０を連絡するように設けられる。充填材１２は、グラウト材に類似した時間の経過により硬化するタイプの未硬化材であって、二次側容器１０内に充填される。
【００２５】
一次側・二次側両容器９、１０は、例えば外周形状が接続装置１のそれと同形状又は稍大きい略同形状で、中心にＰＣ鋼材４が貫通する孔を有する円形の深皿状体に形成されていて、一次側容器９は鋼製の容積不変の構造で、支圧板８に底部側を当て合わせて被せられる。二次側容器１０は鋼製の深皿状体の本体１０A と厚さ１０〜４０mmの樹脂製又は鋼製の円盤状の蓋１０B とで形成され、例えば本体１０A の中に蓋１０B が入り込むように係合されて圧縮による容積可変な構造となっていて、蓋１０B が二次側接続部３の端末部に蓋１０B が当接するように取着される。配管１１は、ポリエチレン製等の可撓性細管からなり、一次側・二次側両容器９、１０内の空間部を連絡するようにして接続装置１に添わせて延設される。
【００２６】
このように設けられてなる本体１０A 内にプレグラウトＰＣ鋼材に用いられるのと同様の、未硬化の充填材１２が充填される。一方、接続装置１の外周部には、第１の実施形態の場合と同じような防食テープ１３からなる外被層６が被着されている。なお、図示を省略しているが、第１及び第２の各実施形態において、防食テープ１３に替えて熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置１の外周部に被着することによって外被層６を形成させるようにすることもまた好ましい態様である。
【００２７】
このように構成される第２の実施形態においては、二次側接続部３を用いて後行工区ＢのＰＣ鋼材４を接続するのに相前後して、上述の構成になる支圧緩和手段５を一次側接続部２及び二次側接続部３の端末部に関連させて取着し、続いて、防食テープ１３を螺旋巻着してこれにより拘束力緩和機能を備える接続部構造が形成される。
【００２８】
その後、後行工区Ｂでのコンクリート張設が終わってから、後行工区ＢのＰＣ鋼材４を緊張させることにより、ＰＣ鋼材４の直接埋設接続作業が完了する。その際、後行工区ＢのＰＣ鋼材４の緊張によって、接続装置１には支圧板８から離れる方向に外力が加わるが、圧縮による容積可変の二次側容器１０は、内部に充填された未硬化の充填材１２のうち、移動量に応じた体積分だけが、配管１１を通して一次側容器９に移動する。その結果、二次側容器１０が発揮する拘束力緩和機能と防食テープ１３からなる外被層６が備える緩衝機能とが相まって作用することから、接続装置１をコンクリートに拘束されることなく所要量だけ移動させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。
図６には、図４に示した接続部構造を用いた比較例１のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示され、図７には、図５に示した接続部構造を用いた比較例２のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示される。図８には、本発明方法の実施の形態に係るＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図が示され、この線図は、図１に示される本発明の第１の実施形態に係る接続部構造と同構造を有する接続装置を使用して本発明の効果を確認する実験に行なうことにより得られたものである。そして、カプラーシース１４を用いて接続装置全体を覆う空間を形成した図４に示す比較例１における２例（Ａ-1、Ａ-2）と、接続装置をコンクリートに直接埋設させて拘束力を緩和する構造を用いない図５に示す比較例２における３例（Ｂ-1、Ｂ-2、Ｂ-3）とを比較装置として挙げることによって本発明実施例（Ｃ-1、Ｃ-2）との効果の対比を行うこととした。
【００３０】
比較例１（Ａ-1、Ａ-2）の場合は、接続端の支圧板に作用していた先行工区の定着力は、後行工区の緊張力の増加に伴って直線的に減少する状況が観察された。比較例２（Ｂ-1、Ｂ-2、Ｂ-3）の場合は、接続装置がコンクリートに拘束されて、後行工区の緊張力が増加しても、支圧板に作用していた先行工区の定着力は殆ど変化しないことが確認された。
【００３１】
一方、拘束力緩和機能を備えてなる本発明実施例（Ｃ-1、Ｃ-2）の場合は、僅かに緊張力のロスは生じたものの、全体的な傾向として、カプラーシース１４を用いた比較例１（Ａ-1、Ａ-2）の場合と略同様の緊張力伝達の性状が明らかに観察され、このことから本発明の優れた効果が証された。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接続状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る接続状態を示す側面図である。
【図３】図２に図示する支圧緩和手段の要素部材の斜視図で、（イ）は一次側容器、（ロ）は二次側容器がそれぞれ示される。
【図４】従来のＰＣ鋼材の直接埋設接続方法の説明図である。
【図５】従来の接続装置の取付け状態の断面を示す説明図である。
【図６】比較例１のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【図７】比較例２のＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【図８】本発明方法の実施の形態に係るＰＣ鋼材緊張力の遷移状況を表す線図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…接続装置 ２…一次側接続部 ３…二次側接続部
４…ＰＣ鋼材 ５…支圧緩和手段 ６…外被層
７…中実盤体 ８…支圧板 ９…一次側容器
１０…二次側容器 １１…配管 １２…充填材
１３…防食テープ １４…殻管 １５…グラウト材
１６…コンクリート Ａ…先行工区 Ｂ…後行工区
Ｓ…打継面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置を用いて直接埋設方式によりＰＣ鋼材を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法において、後行工区のＰＣ鋼材を緊張する際に前記接続装置をコンクリートの支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部の端末部に関連させて支圧緩和手段を設ける一方、前記接続装置とコンクリートとの直接の固着を回避させるために、接続装置の外周部に外被層を被着させることを特徴とするＰＣ鋼材の直接埋設接続方法。
【請求項２】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材を緊張下に接続するための一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置に付設してなる接続部構造であって、コンクリートに比し軟質の材料からなる圧縮可能な中実盤体に形成され後行工区のＰＣ鋼材に囲ませ二次側接続部の端末部に取着してなる支圧緩和手段と、接続装置の外周部に被着してなる外被層とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項３】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材を緊張下に接続するための一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置に付設される接続部構造であって、容積不変の中空盤体に形成され先行工区のＰＣ鋼材に囲ませ一次側接続部の端末部と支圧板の間に介設される一次側容器、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区のＰＣ鋼材に囲ませ二次側接続部の端末部に取着される二次側容器、前記接続装置に添わせて一次側・二次側両容器を連絡する配管、二次側容器内に充填され時間の経過により硬化する未硬化の充填材の各部材からなる支圧緩和手段と、接続装置の外周部に被着してなる外被層とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項４】
外被層が、合成樹脂軟質テープ等からなる防食テープを接続装置の外周部に螺旋状に巻着することによって形成される請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項５】
外被層が、熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置の外周部に被着することによって形成される請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項１】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置を用いて直接埋設方式によりＰＣ鋼材を接続するＰＣ鋼材の緊張接続方法において、後行工区のＰＣ鋼材を緊張する際に前記接続装置をコンクリートの支圧による拘束力に抗し移動可能にするために、二次側接続部の端末部に関連させて支圧緩和手段を設ける一方、前記接続装置とコンクリートとの直接の固着を回避させるために、接続装置の外周部に外被層を被着させることを特徴とするＰＣ鋼材の直接埋設接続方法。
【請求項２】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材を緊張下に接続するための一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置に付設してなる接続部構造であって、コンクリートに比し軟質の材料からなる圧縮可能な中実盤体に形成され後行工区のＰＣ鋼材に囲ませ二次側接続部の端末部に取着してなる支圧緩和手段と、接続装置の外周部に被着してなる外被層とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項３】
先行工区と後行工区のコンクリート打継部にて、直接埋設方式によりＰＣ鋼材を緊張下に接続するための一次側接続部と二次側接続部とを備える接続装置に付設される接続部構造であって、容積不変の中空盤体に形成され先行工区のＰＣ鋼材に囲ませ一次側接続部の端末部と支圧板の間に介設される一次側容器、圧縮による容積可変の中空盤体に形成され後行工区のＰＣ鋼材に囲ませ二次側接続部の端末部に取着される二次側容器、前記接続装置に添わせて一次側・二次側両容器を連絡する配管、二次側容器内に充填され時間の経過により硬化する未硬化の充填材の各部材からなる支圧緩和手段と、接続装置の外周部に被着してなる外被層とを含むことを特徴とする拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項４】
外被層が、合成樹脂軟質テープ等からなる防食テープを接続装置の外周部に螺旋状に巻着することによって形成される請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【請求項５】
外被層が、熱収縮合成樹脂チューブ等からなる軟質チューブを接続装置の外周部に被着することによって形成される請求項２又は請求項３に記載の拘束力緩和機能を備える接続部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−４６３１３（Ｐ２００７−４６３１３Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３１１７４（Ｐ２００５−２３１１７４）
【出願日】平成１７年８月９日（２００５．８．９）
【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１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月９日（２００５．８．９）
【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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