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緊張材の緊張力解放装置 - 極東鋼弦コンクリート振興株式会社
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発明の名称 緊張材の緊張力解放装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−186907(P2007−186907A)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
出願番号 特願2006−5852(P2006−5852)
出願日 平成18年1月13日(2006.1.13)
代理人 【識別番号】100097113
【弁理士】
【氏名又は名称】堀 城之
発明者 板谷 英克 / 小野 秀平
要約 課題
コンクリート等の構造体に一時的にプレストレスを導入するために構造体中に配置される緊張材の緊張力を解放させるための緊張力解放装置の構成を単純化させる。

解決手段
構造体12に定着されている緊張材10の回りに配置され、緊張材10に与えられる緊張力を負担するシム2と、シム2の回りに配置され、シム2に代わって前記緊張力を負担する解放用支圧リング3とから緊張力解放装置1を構成し、解放用支圧リング3がその外側からシム2を取り出し可能な開口3aを有する。
特許請求の範囲
【請求項1】
構造体に定着されている緊張材の回りに配置され、前記緊張材に与えられる緊張力を負担するシムと、このシムの回りに配置され、前記シムに代わって前記緊張力を負担する解放用支圧リングとを備え、前記解放用支圧リングはその外側から前記シムを取り出し可能な開口を有していることを特徴とする緊張材の緊張力解放装置。
【請求項2】
解放用支圧リングに、解放用支圧リングと共に前記緊張力を負担する解放用座金が着脱自在に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の緊張材の緊張力解放装置。
【請求項3】
解放用支圧リングは周方向に複数個の解放用支圧リング構成材に分割されていることを特徴とする請求項2に記載の緊張材の緊張力解放装置。
【請求項4】
シムは周方向に複数個のシム構成材に分割されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の緊張材の緊張力解放装置。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はコンクリート等の構造体に一時的にプレストレスを導入するために構造体中等に配置される緊張材の緊張力を解放させる目的で使用される緊張材の緊張力解放装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば橋桁を一定区間単位で構築しながら架設する工法(張り出し架設工法)において、橋桁構築時の床版等の変位や変形を防止するために、一時的に橋桁にプレストレスを導入することがあるが、橋桁の完成時にはこのプレストレスは無用になるため、解放されなければならない(特許文献1参照)。
【0003】
プレストレスの解放は緊張材の緊張力を解放させ、緊張材を定着具と共に回収することにより行われるが、それには緊張状態の緊張材を再緊張して更に伸長させ、楔等の定着材を取り外すことが必要になる。
【0004】
緊張材が10〜10数m以上の長さを有する場合には、緊張状態からの再緊張により数cm程度伸びることができるため、緊張材を伸長させることにより楔等を外し、定着具を取り外すことが可能である。これに対し、緊張材が数m程度の場合には伸び量が数cm程度未満に留まるため、楔等を取り外すことが不可能になることがある。このことから、緊張状態の緊張材を更に一定以上、伸長させるには緊張材にある程度以上の絶対的な長さが必要とされている。
【0005】
楔等を取り外す上で、緊張状態の緊張材を更に一定以上伸長させる必要があることの問題に対し、出願人は1本の緊張材を一旦、緊張した後の更なる僅かな伸長により定着材の回収を可能にした緊張力解放装置を提案している(特許文献2参照)。この緊張力解放装置は緊張材の緊張力を解放するときに、楔(ウェッジ)による定着状態が解除されるよう、楔の戻り量より楔を支持しているスリーブの戻り量を大きくし、スリーブに対して楔を浮かせる点に特徴がある。
【0006】
【特許文献1】特開2004−068332号公報(段落0002〜0003)
【特許文献2】特開2005−060935号公報(請求項1、段落0013〜0028、0031〜0032、図1、図4〜図9)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献2では定着状態にある緊張材に数mm程度の僅かな伸長を生じさせることができれば、緊張力を解放したときにスリーブに対して楔を浮かせることができ、緊張材の定着を解除することができる。
【0008】
しかしながら、定着ブロックと楔を回収することにより定着具を繰り返して使用できるようにする目的から、緊張力を解放したときに楔の戻り量がスリーブの戻り量より小さくなるようにしている関係で、支圧板の中心部に筒状の部材を配置するか、凸部を形成することが必要になっている。
【0009】
定着具を繰り返して使用する必要がなければ、緊張力を解放させることさえできればよいため、緊張力の解放時に必ずしも楔を定着ブロックから浮かせる必要はない。特許文献2ではこのような場合にも楔を浮かせるための筒状部材や凸部を支圧板に配置、もしくは形成することが必要になるため、緊張力解放装置の構成が複雑化している。また筒状部材を使用する場合には緊張材を緊張し、定着させるときに支圧板と筒状部材を配置しておかなければならず、緊張時の作業も複雑化する。
【0010】
本発明は上記背景より、特許文献2より単純な構成の緊張力解放装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
請求項1に記載の緊張材の緊張力解放装置は、構造体に定着されている緊張材の回りに配置され、緊張材に与えられる緊張力を負担するシムと、このシムの回りに配置され、シムに代わって前記緊張力を負担する解放用支圧リングとを備え、解放用支圧リングがその外側からシムを取り出し可能な開口を有していることを構成要件とする。
【0012】
緊張材は定着状態では定着ブロックに楔等によって定着され、シムは緊張材が定着された定着ブロックと構造体との間に介在することにより、緊張材に与えられている緊張力を負担する。緊張材の緊張力を解放する際には、緊張材を再緊張し、解放用支圧リングにジャッキの反力を負担させ、シムに代わって緊張材に導入されている緊張力を解放用支圧リングに負担させることが行われる。緊張力を解放用支圧リングが負担することにより、シムは緊張力の負担から解放され、解放用支圧リングの開口からその外側に取り出されることが可能になる。
【0013】
定着ブロックの表面から距離を隔てた位置で緊張材がジャッキにより把持されるような場合で、解放用支圧リングにジャッキを直接支持させることができない場合には、請求項2に記載のように解放用支圧リングに、解放用支圧リングと共に緊張力を負担する解放用座金が着脱自在に接続される。この場合も、シムは解放用支圧リングの開口から、または解放用支圧リングと解放用座金の開口からその外側に取り出される。解放用座金は解放用支圧リングに直列に、または並列に接続される。
【0014】
シムは特許文献2のシムに相当し、解放用支圧リング、または解放用支圧リングと解放用座金は特許文献2のジャッキ係止体にそれぞれ相当するが、請求項1の緊張力解放装置には特許文献2の支圧板部と筒状部材に相当する部品を必要としないため、緊張力解放装置の構成が単純化される。併せて緊張材を緊張するときには定着ブロックと構造体との間にシムを介在させるのみでよく、支圧板部と筒状部材に相当する部品を配置する必要がないため、緊張時の作業も単純化され、作業効率が向上する。
【0015】
シムが解放用支圧リングの開口から、または解放用支圧リングと解放用座金の開口から取り出された後には、緊張材の緊張を弛緩させて定着ブロックを構造体の表面にまで移動させ、接近させることにより緊張解放の作業が終了する。
【0016】
本発明では緊張材の緊張を解放することが目的であるため、必ずしも緊張材を定着している楔等を回収する必要はないが、緊張の弛緩によって楔が定着ブロックから抜け出すこともあるため、その場合には楔と定着ブロックの回収が行われることもある。ナットによる定着の場合で、ナットを回収する場合には緊張の弛緩後にナットの取り外しが行われる。楔やナット等を定着ブロックから離脱させることができれば、定着ブロックを回収することも可能になる。
【0017】
定着ブロックが構造体に接近し、緊張材の緊張が解放された状態で緊張解放作業が終了する場合には、緊張材は構造体内に留まることから、構造体中で緊張材の架設方向に作用する引張力を負担する引張材として機能する。
【0018】
請求項2では解放用支圧リングが解放用座金に着脱自在に接続されることで、解放用支圧リングと解放用座金は緊張力解放用以外の用途に兼用される他、それぞれ長さ寸法の相違する解放用座金と解放用支圧リングとの組み合わせにも対応する。
【0019】
解放用支圧リングが解放用座金に接続されて使用される場合には、解放用支圧リングは単独では使用されないため、必ずしも周方向に連続した形、例えば筒形である必要はなくなる。解放用支圧リングを周方向に連続した筒形にしながら、解放用支圧リング、または互いに接続された解放用支圧リングと解放用座金にシムの取り出しのための開口を形成しようとする場合、一つの開口の面積を大きく確保することが難しくなることもある。
【0020】
これに対し、請求項2において、請求項3に記載のように解放用支圧リングが周方向に複数個の解放用支圧リング構成材に分割されていれば、解放用支圧リングの区間において開口の面積を十分に大きく確保することが可能になる。
【0021】
解放用支圧リング、または解放用支圧リングと解放用座金が緊張力を負担している状態のときに、解放用支圧リング、または解放用支圧リングと解放用座金の開口がシムを取り出すのに十分な大きさを有する場合、逆にシムが解放用支圧リング等の開口より十分に小さい場合には、解放用支圧リング等の開口からシムの単体を直接取り出すことが可能である。
【0022】
これに対し、解放用支圧リングがシムに外接するような形でシムの回りに配置される場合において、解放用支圧リング等の開口に十分な大きさを与えられない場合には、請求項4に記載のようにシムは周方向に複数個のシム構成材に分割される。この場合、シムが複数個のシム構成材に分割されていることで、解放用支圧リング等の開口を必ずしも大きく確保する必要がないため、解放用支圧リング等の強度と剛性を一定以上に維持し、解放用支圧リング等の安定性と安全性を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【0023】
本発明の緊張力解放装置は緊張材に与えられる緊張力を負担するシムと、このシムの回りに配置され、シムに代わって前記緊張力を負担する解放用支圧リングとを備えるのみで、緊張材に緊張力を与えた状態から緊張力を解放させることができるように緊張材を緊張することができるため、緊張力の導入と解放のための構成を単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【0025】
図1は構造体12に定着されている緊張材10の回りに配置され、緊張材10に与えられる緊張力を負担するシム2と、シム2の回りに配置され、シム2に代わって前記緊張力を負担する解放用支圧リング3とを備え、解放用支圧リング3がその外側からシム2を取り出し可能な開口3aを有している緊張力解放装置1の構成例とその使用状況を示す。
【0026】
構造体12は主として鉄筋コンクリート造であるが、鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造の場合もある。また図1等では緊張材10が複数本(8本)ある場合を示しているが、緊張力解放装置1は1本の緊張材10に対して使用される場合もある。緊張材10には鉄筋やPC鋼材の他、ステンレス鋼、アラミドや炭素の繊維を用いた繊維強化材料が使用される。緊張材10は構造体12の内部に配置される場合と外部に配置される場合がある。
【0027】
図面では緊張力解放装置1が複数本で一組となった緊張材10を対象としていることから、図3、図5、図6に示すように緊張力解放装置1を構成するシム2、解放用支圧リング3、及び後述の解放用座金4が円筒形状をしているが、これらは必ずしも円筒形状である必要はない。
【0028】
シム2は緊張材10の緊張時には図2に示すように緊張材10が定着される定着ブロック7と構造体12との間に介在した状態で、緊張材10に与えられる緊張力を負担している。図2ではシム2の回りに、緊張用支圧リング5が連結された緊張用座金6を配置し、緊張用支圧リング5をシム2に接続した状態で、緊張用座金6にジャッキ9を支持させると共に、ジャッキ9に緊張材10を把持させて軸力を与えることにより緊張材10に緊張力を導入している。
【0029】
緊張力の導入後、緊張材10の回りからはシム2を残し、緊張用支圧リング5と緊張用座金6が回収される。緊張材10の緊張時にはジャッキ9の先端金具91から、緊張材10を定着する楔8の上に差し込まれた押し金具14に反力が与えられ、その反力により楔8が定着ブロック7の挿通孔中に圧入される。
【0030】
シム2は回収時に解放用支圧リング3の開口3a、または後述の解放用座金4の開口4aから取り出され易いようにする上では、図3に示すように周方向に複数個のシム構成材21に分割された形をする。解放用支圧リング3の開口3aや、解放用座金4の開口4aがシム2より十分に大きい場合には、シム2は必ずしもシム構成材21に分割される必要はない。図3ではシム2を周方向に8個のシム構成材21に分割した様子を示しているが、シム2の分割数は問われない。
【0031】
シム2には外周側から緊張用支圧リング5を貫通し、シム2を緊張用支圧リング5に接続するためのねじが螺合するねじ孔2aが形成されている。緊張用支圧リング5は例えば図4に示すようにシム2を包囲し得る円筒形をし、半径方向に前記ねじが貫通、もしくは螺入するねじ孔5aが形成されている。緊張用支圧リング5は構造体12の表面に当接するフランジ5bを有し、このフランジ5bに図7に示すように構造体12に接合されるためのねじ孔5cが形成されている。
【0032】
図1は前記の通り、緊張力解放装置1の使用状況を示すが、ここでは解放用支圧リング3を図6に示す円筒形の解放用座金4に直列に接続した状態で使用し、前記のように解放用支圧リング3の区間において開口3aの面積を大きく確保するために、図5に示すように解放用支圧リング3を周方向に複数個(3個)の支圧リング構成材31に分割している。この場合、各支圧リング構成材31は周方向に均等に間隔をおいて解放用座金4に接続される。解放用支圧リング3の分割数は問われない。解放用支圧リング3には解放用座金4に接続されるためのねじ孔3bが形成されている。
【0033】
解放用支圧リング3は解放用座金4に対して並列に、すなわち緊張材10の緊張力による圧縮力を解放用座金4と解放用支圧リング3が分担する状態に接続されることもある。その場合、圧縮力を解放用座金4と解放用支圧リング3が分担することで、それぞれの肉厚を低減することが可能になる。
【0034】
解放用座金4は図6に示すように円筒形の本体部41と、本体部41から構造体12側へ張り出し、解放用支圧リング3、または支圧リング構成材31が連結されるための複数本の連結部42を持つ。連結部42の、支圧リング構成材31側の面には解放用支圧リング3に接続されるためのねじ孔4bが形成される。図面では解放用支圧リング3がシム2の外周に配置される関係で、連結部42の外周側の面に解放用支圧リング3を連結しているが、内周側の面に連結することもある。図6に示す解放用座金4では連結部42が本体部41から爪状に張り出す形で形成されている。
【0035】
複数本の連結部42の内、いずれか隣接する2本の連結部42間には間隔が空き、その間隔が解放用支圧リング3の開口3aに連続し、シム2(シム構成材21)を取り出すための開口4aとなる。この開口4aの大きさに応じて解放用支圧リング3、またはそれを分割したときの支圧リング構成材31の大きさが決められる。図面では複数本(9本)の連結部42を3本単位で区分し、その単位間にシム2取り出しのための開口4aを形成している。
【0036】
ここで、図7−(a)〜(f)により緊張材10の緊張作業の手順を説明する。(a)は緊張用支圧リング5に、それを外周側から半径方向に貫通するボルト13により各シム構成材21を連結した様子を示している。
【0037】
緊張用支圧リング5とシム構成材21の連結の際には、緊張力解放装置1使用時にシム構成材21の回収作業が円滑に行えるよう、緊張用支圧リング5の内周面とシム構成材21の外周との間には数mm程度の隙間ができるように調整される。隙間がなくなる程、ボルト13を締め付ければ、シム構成材21が緊張用支圧リング5から分離しにくくなり、その取り外しが困難になるためである。緊張用支圧リング5とシム構成材21との間の隙間の確保により、緊張材10緊張時の定着ブロック7からの圧縮力の負担時にシム構成材21がずれる可能性があるため、隙間には必要により間隙材が介在させられる。
【0038】
シム構成材21が連結された緊張用支圧リング5は図7−(b)に示すように緊張材10の回りに配置される。図面では構造体12中に複数本の緊張材10を配置している関係で、構造体12中に筒状のガイド11を埋設し、ガイド11の端面を構造体12の表面に露出させている。緊張用支圧リング5は構造体12の表面とガイド11の端面に密着した状態で配置される。
【0039】
続いて7−(c)に示すように緊張材10を定着するための定着ブロック7がシム2の表面側の端面に接する状態で配置され、定着ブロック7の、緊張材10が挿通する挿通孔に定着のための楔8が挿入される。各緊張材10の回りには(d)に示すように緊張力を導入するときの反力を楔8に与え、緊張材10を定着させるための押し金具14が差し込まれる。
【0040】
その後、7−(e)に示すように緊張用支圧リング5の表面側に緊張用座金6が配置され、緊張用座金6の表面側にジャッキ9が設置される。緊張材10への緊張力の導入はジャッキ9のチャックに緊張材10を把持させる一方、ジャッキ9の反力をジャッキ9が軸方向に接する緊張用座金6と、それが接する緊張用支圧リング5を介して構造体12に負担させた状態で、チャックを引き寄せることにより行われる。チャックの引き寄せに伴い、ジャッキ9の緊張力が所定の大きさに達した時点で、ジャッキ9の先端金具91が押し金具14を楔8に押し付けて楔8を定着ブロック7に定着させる。そのままジャッキ9の緊張力を緩めることにより緊張材10に所定の緊張力が導入され、同時に構造体12にプレストレスが与えられる。
【0041】
緊張力の導入後、7−(f)に示すようにジャッキ9、緊張用座金6、押し金具14が回収され、ボルト13の取り外しにより緊張用支圧リング5も回収される。緊張材10はジャッキ9のチャックに把持されるための余長を有しているが、緊張力解放時の再緊張時に把持される必要があることから、ここでは切断されない。構造体12の表面に露出している緊張材10、定着ブロック7、楔8、シム2には緊張力の解放までの必要な防錆処理が施される。
【0042】
次に図8−(a)〜(d)により緊張力解放装置1による緊張材10の緊張力解放作業の手順を説明する。緊張力の解放に先立ち、緊張時に施されている防錆のためのグリース、汚れ、錆等を拭き取ることが行われる。
【0043】
図8−(a)に示すようにシム2の回りには解放用座金4が連結された解放用支圧リング3が配置され、解放用座金4の表面にジャッキ9が設置される。緊張力の解放時には緊張材10を引っ張り、緊張材10を定着ブロック7と共に、シム2から浮かせることが行われるため、緊張材10には押し金具14は差し込まれず、押し金具14に反力を与えるためのジャッキ9の先端金具91は外される。
【0044】
ジャッキ9の設置後、図8−(b)に示すように解放用座金4と解放用支圧リング3に反力を取りながら、ジャッキ9により全緊張材10を均等に引張り、伸び変形を与えることにより、定着ブロック7がシム2から浮かせられる。この状態で解放用支圧リング3の開口3aからシム構成材21が取り出され、解放用支圧リング3の内側からシム2が不在の状態になる。
【0045】
シム構成材21の取り出し後、図8−(c)に示すようにジャッキ9の緊張力を緩めることにより定着ブロック7がシム2の高さ分、均等に構造体12側へ移動して構造体12に接近する。このとき、ジャッキ9の緊張力を完全に解放させる場合、緊張材10の緊張力もほぼ完全に解放されるため、定着ブロック7の構造体12側の面は構造体12の表面には密着しない。
【0046】
定着ブロック7が構造体12の表面側に接近したところで、図8−(d)に示すようにジャッキ9、及び解放用座金4と解放用支圧リング3を回収し、緊張力の解放作業は終了する。定着ブロック7と緊張材10を残す場合には引き続き、緊張材10の余長部分を切断し、定着ブロック7の回りにグラウトキャップを被せ、その内部にグラウトを注入することが行われる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の緊張力解放装置を緊張材の回りに配置したときの様子を示した縦断面図である。
【図2】緊張材の回りに緊張用支圧リングを配置し、緊張材を緊張するときの様子を示した縦断面図である。
【図3】(a)は周方向に8分割されたシムを示した端面図、(b)は(a)の断面図である。
【図4】(a)は緊張用支圧リングを示した端面図、(b)は(a)の断面図である。
【図5】(a)は解放用支圧リングを示した端面図、(b)は(a)の断面図である。
【図6】(a)は解放用座金を示した端面図、(b)は(a)の断面図である。
【図7】(a)〜(f)は緊張材への緊張力の導入手順を示した断面図である。
【図8】(a)〜(d)は緊張力の解放手順を示した断面図である。
【符号の説明】
【0048】
1………緊張力解放装置
2………シム
2a……ねじ孔
21……シム構成材
3………解放用支圧リング
31……支圧リング構成材
3a……開口
3b……ねじ孔
4………解放用座金
4a……開口
4b……ねじ孔
41……本体部
42……連結部
5………緊張用支圧リング
5a……ねじ孔
5b……フランジ
5c……ねじ孔
6………緊張用座金
7………定着ブロック
8………楔
9………ジャッキ
91……先端金具
10……緊張材
11……ガイド
12……構造体
13……ボルト
14……押し金具





 

 


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