JP2759217B2 - 炭素繊維強化プラスチック材の引張力の導入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は炭素繊維を用いたPC工法に関し、詳細には油
圧ジャッキ類を使用しないで緊張材に引張力を導入す
る、炭素繊維強化プラスチック材の引張力の導入方法に
関する。

〈従来の技術〉 一般にプレストレストコンクリート（PC）構造物の緊
張材として、PC鋼線、PC鋼より線、PC鋼棒が用いられ
る。

そして、これらの緊張材に引張力を導入する手段とし
ては、油圧ジャッキ等により外部から強制的に緊張材の
端を牽引して導入する方法が知られている。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 上記した従来の引張力の導入技術には次のような問題
点がある。

〈イ〉 油圧ジャッキ等の設備を必要とするだけでな
く、その圧力管理に高度の熟練技術を要する。

そのため、専門技術者の配備を必要とする。

〈ロ〉 従来の緊張材は金属製であるから、比較的重た
く、運搬や取り扱いに労力を要する。

又、PC鋼棒の場合は、折り曲げが不能であるから、運
搬や格納に不便である。

〈ハ〉 従来の緊張材は、シース管を外装する等して防
錆処理を施していても、金属製であることから腐食の危
険性が常に伴う。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の問題点を解決するために成されたもの
で、油圧ジャッキ等の設備を不要とし、簡易な操作でも
って緊張材に引張力を導入できる炭素繊維強化プラスチ
ック材の引張力の導入方法を提供することを目的とす
る。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。

本発明は、従来金属製であった緊張材の素材に、炭素
繊維（以下『炭素繊維強化プラスチック材１』という）
を用いると共に、この炭素繊維強化プラスチック材１の
緊張端に形状記憶合金２を接続し、この形状記憶合金２
の収縮力を炭素繊維強化プラスチック材１への引張力と
して利用するものである。

以下に各部材について説明する。

〈イ〉 炭素繊維強化プラスチック材 本発明では、緊張材として炭素繊維強化プラスチック
材１を用いる。

炭素繊維強化プラスチック材１は、第２図に示すよう
に断面矩形の帯状のものの他、断面円形の棒状であって
もよい。

炭素繊維強化プラスチック材１は可撓性を有するから
曲げが可能となって、形成長さに制限を受けない。

従って、炭素繊維強化プラスチック材１を、現場で必
要な長さに切断して使用できる。

炭素繊維強化プラスチック材１は、十分な強度を付与
できるだけでなく伸び率も非常に小さく、そのうえ耐腐
食性に優れている。

この炭素繊維強化プラスチック材１の特性及び形状
は、その用途や使用目的によって最適なものを選択して
使用する。

又、炭素繊維強化プラスチック材１をアンボンドとす
る場合は、炭素繊維強化プラスチック材１にポリエチレ
ン製のシース管を被覆する等の公知のアンボンド構造を
適用できる。

〈ロ〉 形状記憶合金 形状記憶合金２は、設定温度に達すると、急激に全長
を収縮する性質のものを使用する。

本発明は形状記憶合金２の収縮力を利用して炭素繊維
強化プラスチック材１に引張力を付与する方式であるか
ら、収縮時に破断しない強度を付与しておく必要があ
る。

〈ハ〉 固定具 炭素繊維強化プラスチック材１をコンクリート構造物
の内部や端面に固定するため、或は炭素繊維強化プラス
チック材１と形状記憶合金２を接続するためには固定具
が必要である。

第２図に固定具の一例を示す。

この固定具３は断面矩形の炭素繊維強化プラスチック
材１の把持に適したものであるが、これに限定されるも
のではない。

固定具３は一対のＵ字板31、31と、これらを締結する
施32とよりなる。

各Ｕ字板31は、例えば溝型鋼を短く切断して底板33
と、底板33の両側に形成した壁板34と、壁板34に形成し
た受圧面35を有する。

両Ｕ字板31の底板33の背面は炭素繊維強化プラスチッ
ク材１を挟持する面となる。

受圧面は、後述するように炭素繊維強化プラスチック
材１を緊張したときやコンクリート構造物に撓みを生じ
たときに、これらの力に耐えられる抵抗面となる。

ボルト32は各Ｕ字板31の底板33の中央の炭素繊維強化
プラスチック材１を跨ぐ位置に複数設置し、各Ｕ字板31
をバランス良く加圧する。

〈ハ〉 固定具の取り付け 炭素繊維強化プラスチック材１に固定具３を取り付け
るのは極めて簡単である。

即ち、これを第２図を参照に説明すると、一対のＵ字
板31の間隔を広げておいた間に、壁板34と直交する方向
から炭素繊維強化プラスチック材１を挿入する。

そしてＵ字板31と炭素繊維強化プラスチック材１との
間に接着剤を塗布した後、ボルト32を締めて三者を一体
に拘束する。

このような拘束構造であれば、炭素繊維強化プラスチ
ック材１とＵ字板31との接触面積の設定次第で、十分に
大きな付着力を獲得することができる。

〈施工方法〉 次に第１図を基に本発明の施工方法について説明す
る。

〈イ〉 定着端の固定 各炭素繊維強化プラスチック材１の定着端に適宜の手
段、例えば前記の固定具３を取り付けて固定する。

〈ロ〉 形状記憶合金の接続 コンクリート構造物の型枠４内に露出する各炭素繊維
強化プラスチック材１の他端の間に、前記した形状記憶
合金２を適宜の手段で接続する。

炭素繊維強化プラスチック材１の他端は形状記憶合金
２の接続手段としては、例えば固定具３を用いる。

各炭素繊維強化プラスチック材１の他端に固定具３を
取り付け、他方形状記憶合金２の両端にも板片21を取り
付け、固定具３と板片21を溶接やボルト止め等で接続す
る。

〈ハ〉 コンクリートの打設 次に形状記憶合金２の設置した空間を除いてコンクリ
ートを打設し、コンクリートの硬化を待つ。

〈ニ〉 緊張 従来の引張力の導入手段は、油圧ジャッキによるもの
が大半である。

これに対し、本発明では従来のような油圧ジャッキの
設備が不要である。

すなわち、型枠４内に露出する形状記憶合金２を加温
する等して、収縮をおこさせる。

その結果、形状記憶合金２が収縮するときの収縮力が
各炭素繊維強化プラスチック材１に引張力として作用す
る。

〈ホ〉 定着 各炭素繊維強化プラスチック材１に所定の引張力を導
入したら、型枠４内にモルタル等の固結材を充填して形
状記憶合金２等を埋設する。

コンクリート構造物の変形、或は炭素繊維強化プラス
チック材１に導入した引張力によって形状記憶合金２に
伸長方向の力が作用する。

しかし、これらの力を固定具３の壁板34が受圧して対
抗するから、形状記憶合金２が伸長するることはない。

また、コンクリート構造物内で形状記憶合金２が伸長
する温度環境になった場合でも、固定具３が抵抗部材と
なって各炭素繊維強化プラスチック材１に導入した引張
力を維持できる。

〈その他の実施例〉 前記実施例は炭素繊維強化プラスチック材１の中間に
形状記憶合金２を配置して、同時に引張力を導入する場
合について説明したが、形状記憶合金２の一端を固定
し、その他端に炭素繊維強化プラスチック材１を接続す
れば、炭素繊維強化プラスチック材１の端部から引張力
を導入することも可能である。

〈本発明の効果〉 本発明は緊張材として従来金属製であったものにかえ
て炭素繊維強化プラスチック材を使用すると共に、炭素
繊維強化プラスチック材に引張力を導入する手段として
形状記憶合金の収縮力を使用するものであるから、次の
ような効果を達成することができる。

〈イ〉 緊張材に引張力を導入するために、従来のよう
な油圧ジャッキ等の設備が不要となる。

また、面倒な油圧管理をする専門技術者の配備も不要
となる。

〈ロ〉 鉄筋トラスにプレテンションをかけることが可
能となる。

〈ハ〉 緊張材に炭素繊維強化プラスチック材を使用す
ることから、炭素繊維の有する軽量で腐食しないという
利点を有効に活用できる。

〈ニ〉 炭素繊維強化プラスチック材に断面矩形のもの
を用いた場合には、従来の円形断面のものと比較して、
断面が薄くなるからコンクリート構造物の表面近くに配
置しても有効な被り厚さを確保できる。

従って、橋梁やスラブにおいて曲線状に配置する際に
十分にその上面に近付けた状態から、十分に下面に近付
けた状態までの配置が可能である。

このことは従来の円形断面の材料を設置する場合に比
較して、上下の間隔を大きく取れるということになり、
設計上有利である。

〈ホ〉 従来の円形断面を有する棒状体では折り曲げる
ことができない。

これに対して炭素繊維強化プラスチック材は折り曲げ
が可能であるから、運搬や格納のための容積を小さくで
き、運搬の手間もかからず経済的である。

又、炭素繊維強化プラスチック材を現場でロールから
所望の長さに切断していくらでも製造できるという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る実施例の説明図であって炭素繊維
強化プラスチック材の端部間に形状記憶合金を接続した
状態の断面図 第２図：炭素繊維強化プラスチック材と固定具のとの取
り付け状態を示す斜視図

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】緊張材として炭素繊維強化プラスチック材
   を使用し、 炭素繊維強化プラスチック材の一端に形状記憶合金を接
   続し、 形状記憶合金の温度変化に伴う収縮力を炭素繊維強化プ
   ラスチック材の引張力として導入した後、 形状記憶合金を固結材で埋設して定着する、 炭素繊維強化プラスチック材の引張力の導入方法。