JP5596449B2

JP5596449B2 - 緊張力導入装置

Info

Publication number: JP5596449B2
Application number: JP2010160948A
Authority: JP
Inventors: 友一郎古賀; 收志中村; 博幸落合
Original assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-07-15
Also published as: JP2012021343A

Description

本発明は、プレストレストコンクリート部材に用いられる緊張材の緊張力導入装置に係り、特に緊張材に導入される緊張力を正確に管理することができる緊張力導入装置に関するものである。

プレストレストコンクリートは、緊張力が導入された緊張材の両端をコンクリート部材に定着し、反力をコンクリート部材に作用させて圧縮応力度を付与したものである。
プレストレスを導入するための緊張材は、コンクリート部材の大きな曲げモーメントが作用する断面で所定の緊張力が導入される必要がある。このために緊張材の端部にジャッキを装着して緊張する時に、大きな曲げモーメントが生じる設計断面を緊張管理の着目断面とし、この着目断面で所定の緊張力が導入されるようにジャッキの緊張力を管理する。

一般に緊張材は、コンクリート部材中に埋め込んだシース中に配置されており、緊張力を導入した時に緊張材とシースとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力によって着目断面では緊張端より緊張力が低下する。そして、摩擦係数が変動すると緊張力が低下する量も変動する。したがって、着目断面において緊張材に予め設定された緊張力を導入するためには、緊張材とシースとの間の摩擦係数に対応して、端部で導入する緊張力を調整する必要がある。

緊張材とこの緊張材が挿通されるシースとの間の摩擦力はシースの配置状態等によって変動することが知られており、予め正確に予測することが難しい。このため、実際に緊張材をシースに挿通した後、緊張力を導入したときの緊張材の伸び量をコンクリート構造物の施工現場で測定する。そして、伸び量と緊張力との関係から端部で導入すべき緊張力を施工現場で決定し、管理する必要がある。

緊張管理を効率的に行う方法又は緊張管理を効率的に行うための装置については特許文献１及び特許文献２に開示されるものがある。
特許文献１に記載の技術は、ＰＣ鋼材の緊張管理用データをホストコンピュータで予め作成し、端末機に記憶させておく。そして、端末機を作業現場に持ち込み、ＰＣ鋼材を実際に緊張した時に得られる緊張データを逐次手入力する。そして、端末機の表示画面上に表示された緊張管理用データと手入力した実際の緊張データとを照合し、緊張の合否を判定しながら緊張作業を進めるものである。

特許文献２に記載の技術は、ＰＣケーブル（緊張材）に対する引張荷重（緊張力）を検出する手段と、ＰＣケーブルの伸び量を検出する伸び検出手段とを有するものとし、検出された引張荷重及び伸び量について予め設定された基準値との偏差が許容範囲にあるか否かを判定するものである。

特開平０５−３８７１２号公報特開平１０−２９９２５３号公報

上記のように緊張材に緊張力を導入するにあたっては、次のような解決が望まれる課題がある。
導入する緊張力の管理において、正確に緊張力を導入するためには緊張材とシースとの間の摩擦係数を考慮して最終的に緊張材の端部で導入する緊張力を決定するのが望ましい。このために、緊張時における端部の緊張力（実際にはジャッキ内の油圧つまりジャッキ圧を測定することが多い）と緊張材の端部で測定される伸び量とを測定する。そして、従来では、これらの測定値から施工現場において図表等を用いて最終的に付与する緊張力つまり引き止め時の緊張力又はジャッキ圧を決定している。このため、作業者による測定値の読み取りや、管理者による図表への測定値の書き込み及び作図等が必要となり、施工現場で多くの作業を要している。また、図表等を用いることにより、引き止め時の緊張力の精度が低下する虞も生じる。

また、ジャッキ圧の測定又は緊張材の伸び量の測定は、緊張力を導入するジャッキの側で作業者が行う場合が多い。しかし、緊張作業に伴う危険を回避するためには緊張時に作業者はジャッキの近辺から退避するのが望ましい。

特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、施工現場で得られたジャッキ圧や伸び量のデータをコンピュータに入力、又は自動入力して緊張管理を行うものであるが、測定されたデータの適否を判定するものであって、最終的に導入すべき緊張力を実際の摩擦係数に応じて決定するものではない。

特許文献２に記載の技術では、緊張終了時における伸び量と引張荷重については、許容範囲として予め設定しておき、実際に測定された引張荷重と伸び量とが上記許容範囲である管理限界内であるか否かを確認するものとなっている。つまり、緊張終了時における伸び量と引張荷重は、実際に緊張したときの摩擦係数を考慮したものではなく、高い精度で決定されたものではない。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、迅速かつ精度の高い緊張材の緊張管理を実現して緊張力を導入することができる緊張力導入装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、両端が構造部材に定着される緊張材に緊張力を導入する油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキに油圧を作用させる油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧ジャッキに油圧を導く導管に介挿され、前記油圧ジャッキ内に作用する油圧であるジャッキ圧を制御する開閉弁と、この開閉弁の開閉を駆動する駆動装置と、該駆動装置を制御する制御装置と、前記ジャッキ圧を検出するジャッキ圧検出手段と、前記ジャッキ圧が作用して前記緊張材に緊張力が導入されたときの該緊張材の伸び量を検出する伸び量検出手段と、前記ジャッキ圧検出手段と前記伸び量検出手段の検出値に基づき、前記緊張材に必要な緊張力を導入するための引き止め時ジャッキ圧を演算する演算装置と、を有し、前記演算装置は、前記油圧ポンプから前記油圧ジャッキにジャッキ圧を作用させた後、上昇するジャッキ圧が前記引き止め時ジャッキ圧に至るまでに、複数の異なるジャッキ圧作用時の前記伸び量を取得し、該ジャッキ圧と前記伸び量との関係に基づき、前記緊張材に作用している摩擦係数に対応して緊張材の着目位置で所定の緊張力が導入される前記引き止め時ジャッキ圧を演算するものであり、前記制御装置は、前記ジャッキ圧検出手段によって検出されたジャッキ圧が前記演算装置によって演算された前記引き止め時ジャッキ圧に到達したときに、前記駆動装置を駆動して前記開閉弁を閉じるように制御するものであることを特徴とする緊張力導入装置を提供する。

この緊張力導入装置では、油圧ジャッキによる緊張作業を開始した後、初期の段階でジャッキ圧と緊張材の伸び量のデータが同時に取得され、ジャッキ圧が引き止め時ジャッキ圧に上昇するまでに演算装置によって引き止め時ジャッキ圧を算出することができる。そして、ジャッキ圧がさらに上昇して算出された引き止め時ジャッキ圧に到達したことをジャッキ圧検出手段が検出したときに、制御装置が開閉弁の駆動装置を制御し、ジャッキ圧の上昇を停止させることができる。
したがって、緊張力の導入を開始した後、ジャッキ圧を短時間で引き止め時ジャッキ圧にまで上昇させて適切な緊張力を導入することができる。また、油圧ジャッキの近辺での作業が不要となり、作業者の安全を確保することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の緊張力導入装置において、前記開閉弁と、前記駆動装置と、前記制御装置と、前記ジャッキ圧検出手段とが、同じハウジング内に収容されてバルブユニットを構成し、油圧を導く前記導管は、前記油圧ジャッキと前記バルブユニットとの間、及び該バルブユニットと前記油圧ポンプとの間で着脱が可能となっており、前記伸び量検出手段は、伸び量に対応した信号を前記バルブユニットの前記制御装置に入力するように接続され、前記制御装置は、前記ジャッキ圧検出手段によって検出されたジャッキ圧を示す信号と、このジャッキ圧と同時に検出された前記伸び量を示す信号とを前記演算装置に出力するものとする。

プレストレスの導入には緊張材の種類や緊張材の断面積等に応じて異なる種類の油圧ジャッキや油圧ポンプが使用されるが、この緊張力導入装置では、バルブユニットが種類の異なるさまざまな油圧ジャッキや油圧ポンプに対応し、ジャッキ圧の制御を行うことができる。また、同時に取得された伸び量の検出データとジャッキ圧の検出データとをバルブユニットから演算装置に出力することによって、パーソナルコンピュータ等の汎用性のある演算装置の現場での使用が容易となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の緊張力導入装置において、前記制御装置は、前記引き止め時ジャッキ圧を演算するためのジャッキ圧及び伸び量の検出値が得られた後、前記ジャッキ圧が前記引き止め時ジャッキ圧に上昇するまでに、前記開閉弁を閉じて前記ジャッキ圧が上昇するのを一旦停止し、ジャッキ圧の上昇を継続する旨の信号が入力された後に、前記ジャッキ圧の上昇を継続するように開閉弁を制御するものとする。

この緊張力導入装置では、ジャッキ圧に対応した緊張材の伸び量が正常に生じているか否か、及び伸び量及びジャッキ圧の検出値に基づいて適正な引き止め時ジャッキ圧が演算されているかを、実際にジャッキ圧が引き止め時ジャッキ圧に上昇されるまでに確認することが可能となる。

上記のように、本願発明に係る緊張力導入装置では、緊張力の導入を開始した後、ジャッキ圧が引き止め時ジャッキ圧に上昇するまでに、ジャッキ圧及びこのジャッキ圧が作用したときの緊張材の伸び量に基づき引き止め時ジャッキ圧が演算されるので、迅速かつ精度の高い緊張管理を実現することが可能となる。

本願に係る発明の一実施形態である緊張力導入装置を示す概略構成図である。図１に示す緊張力導入装置を用いて緊張力が導入される緊張材の配置例と、この緊張材に導入された緊張力の分布を示す概略図である。緊張材の端部に緊張力Ｐｉが作用したときの緊張力の分布を、摩擦係数が大きいとき及び摩擦係数が小さいときについて示す概略図である。図１に示す緊張力導入装置により演算される引き止め時ジャッキ圧を示す緊張管理図である。図１に示す緊張力導入装置を用いて緊張力を導入する手順を示すフローチャートである。図１に示す緊張力導入装置を用いて緊張力を導入する手順を示すフローチャートである。

以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である緊張力導入装置を示す概略構成図である。図２は、図１に示す緊張力導入装置で緊張力が導入される緊張材の配置例と、この緊張材に導入された緊張力の分布を示す概略図である。

図２に示す緊張材３は、コンクリートの単純桁２に埋め込むように配置された筒状のシース（図示しない）内に挿通されている。そして、この緊張材３の両端にジャッキ１１を装着し、両側から緊張力を導入する。導入される緊張力はシースと緊張材３との間の摩擦力により両端から中央部に向かって減少する。この緊張力の減少は、図２に示すように直線配置された部分より曲線状に配置された部分で大きくなっている。

図２に示す緊張材が配置された単純桁２は、荷重が作用したときに両端部の支承間の中央の断面（断面Ｓ）で最も大きな曲げモーメントが生じ、この断面で上記緊張材３に所定の緊張力を導入するように設計されている。したがって、緊張材３はこの断面Ｓを着目断面として、この着目断面に設計で定められた緊張力Ｐａが導入されるように、端部をジャッキにより緊張するものである。

上記緊張力の摩擦による減少量は、シースと緊張材３との間の摩擦係数が大きいほど大きくなり、摩擦係数が小さいと減少量は小さくなる。したがって、図２に示すように摩擦係数が大きいと端部でジャッキによって導入する緊張力（Ｐ₁）を大きく設定する必要があり、摩擦係数が小さいと端部で導入する緊張力（Ｐ₂）は小さくすることができる。この摩擦係数は、様々な要因で変動し、予め正確に予測することは難しい。このため、実際にコンクリート部材内に配置された緊張材３のそれぞれについて摩擦係数が変動することを前提としてジャッキにより導入する緊張力つまり引き止め時緊張力を定めるのが望ましい。

図１に示す緊張力導入装置は、上記のような緊張材３に緊張力を導入するとともに、実際に緊張したときの摩擦による緊張力の低減量に対応して端部で導入すべき緊張力つまり引き止め時の緊張力Ｐ₀を決定し、この緊張力を導入するものである。実際に緊張力を導入したときの摩擦係数は端部で導入した緊張力と端部における緊張材の伸び量から推定することができる。つまり、図３に示すように、端部で同じ緊張力Ｐｉを導入しても摩擦係数が小さいときには緊張材の全長にわたって導入される緊張力は摩擦係数が大きいときよりも大きくなっており、これにともなって伸び量が大きく検出される。このような端部における緊張力と伸び量との関係に基づいて、着目断面に所定の緊張力Ｐａが導入される引き止め時緊張力又はこの緊張力を導入するためにジャッキに作用させる油圧つまり引き止め時ジャッキ圧を決定するものである。

なお、図２及び図３に示す緊張力の分布は、次式によって算出することができる。

ここで、Ｐx は、緊張材の各位置における緊張力
Ｐiは、緊張材の緊張端における緊張力
μは、緊張端から緊張力を算出する位置までの緊張材の角変化１ラジアンあたりの摩擦係数
αは、緊張端から緊張力を算出する位置までの緊張材の角変化（ラジアン）
λは、緊張端から緊張力を算出する位置までの緊張材の１ｍあたりの摩擦係数
ｘは、緊張端から緊張力を算出する位置までの緊張材の長さ（ｍ）
である。そして、上記λとμとは、一定の比とすることができる。

図１に示す緊張力導入装置１は、緊張材３を緊張する油圧ジャッキ１１と、この油圧ジャッキ１１に油圧を作用させる油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ１２から油圧ジャッキ１１に油圧を作用させる導管１５に介挿されたバルブユニット２０と、緊張材３の伸び量を検出する伸び量検出装置１３と、緊張材３の端部で導入される引き止め時緊張力又はこれに対応する引き止め時ジャッキ圧を演算する演算装置１４と、で主要部が構成されている。

上記油圧ジャッキ１１は、コンクリート部材２から突出した緊張材３の端部を該油圧ジャッキの本体部１１ａに把持し、油圧ポンプ１２によって加圧される油圧によって作動部１１ｂを本体部１１ａから押し出す。そして作動部１１ｂをコンクリート部材に突き当てて反力をコンクリート部材に作用させることにより緊張材３に緊張力を導入するものである。また、緊張材３に所定の緊張力を導入し、この状態で端部がコンクリート部材に定着された後は作動部１１ｂを引き戻して緊張材３の端部から取り外すことができるものとなっている。
本実施の形態では、緊張材３の両端に油圧ジャッキ１１を装着して緊張力を導入する、いわゆる「両引き」とするために緊張材３の両端に装着される２台の油圧ジャッキ１１が並列に接続され、これらに同じジャッキ圧が作用するものとしている。

上記油圧ポンプ１２は、バルブユニット２０を介して導管１５により油圧ジャッキ１１と接続されており、油圧ジャッキ１１に加圧されたオイルを供給して油圧ジャッキ１１の受圧部に油圧を作用させるようになっている。したがって、油圧ポンプ１２は油圧ジャッキ１１のパワーソースとして機能するものである。

上記伸び量検出装置１３は、油圧ジャッキ１１により緊張材３に緊張力が導入された時の緊張材３の伸び量を緊張端で検知するものである。本実施の形態では、伸び量検出装置１３は油圧ジャッキ１１の作動部１１ｂと本体部１１ａとにまたがって取り付けられ、作動部１１ｂがコンクリート部材に突き当てられた後、さらに押し出された量を測定するものとなっている。この作動部１１ｂの押し出された量の検知にはロータリーエンコーダが用いられており、このロータリーエンコーダで検知された押し出し量に対応した信号を出力できるものである。
本実施の形態では、２台の油圧ジャッキ１１のそれぞれに取り付けられ、緊張材３の伸び量は双方の伸び量検出装置の検出量の和としている。
なお、伸び量を検出する装置は、油圧ジャッキ１１の作動部１１ｂと本体部１１ａとの間の変位量を測定するものの他、コンクリート部材と緊張材の予め定められた位置との相対的な変位量を検出するもの等であってもよい。また、変位量を検出する手段もロータリーエンコーダのほか、他の公知の装置を採用することができる。

上記バルブユニット２０は、上記油圧ポンプ１２から油圧ジャッキ１１に加圧オイルを導く導管１５に介挿されて該導管の遮蔽及び開放を行う開閉弁２１と、この開閉弁２１を駆動する駆動装置２２と、駆動装置２２の駆動を制御する制御装置２３と、油圧ジャッキ１１の受圧部に作用する油圧すなわちジャッキ圧を検出するジャッキ圧検出装置２４と、これらを収容するハウジング２５と、で主要部が構成されている。そして、導管１５が着脱可能となった接続部１６を切り離すことによって油圧ジャッキ１１及び油圧ポンプ１２のそれぞれと切り離すことができ、他の油圧ポンプ又は他の油圧ジャッキとともに汎用的に使用することができるものとなっている。

上記開閉弁２１は、油圧ジャッキ１１の受圧部に作用する加圧オイルを導く緊張用導管１５ａと、作動部１１ｂを引き戻すための加圧オイルが供給される引き戻し用導管１５ｂとのそれぞれについて設けられている。これらの開閉弁２１の遮蔽及び開放により油圧ポンプ１２から油圧ジャッキ１１へのオイルの供給の開始、続行及び中止が行われ、油圧ジャッキ１１の受圧部に作用するジャッキ圧の制御が可能となっている。

上記駆動装置２２は、制御装置２３から送信される信号に基づいて開閉弁２１を動作させるものであり、電磁力によって開閉弁２１を駆動するものである。

上記ジャッキ圧検出装置２４は、緊張用導管１５ａに設けられた開閉弁２１ａより油圧ジャッキ１１側で緊張用導管１５ａ内部の油圧を計測するデジタル圧力計を備えており、この計測値を制御装置２３に入力するものである。このデジタル圧力計によって計測される値は、開閉弁２１ａが開放されているとき、及び遮蔽されているときの双方において油圧ジャッキ１１の作動部１１ｂの受圧面に作用している油圧とほぼ同じ値が計測される。

上記制御装置２３は、ジャッキ圧検出装置２４及び伸び量検出装置１３から検出信号が入力されるものとなっており、予め定められた時間間隔でジャッキ圧及び伸び量の検出値又はこれらの検出値に相当する信号が得られるようになっている。また、このようにして得られたジャッキ圧の信号と同時に得られた伸び量の信号とを関連づけて演算装置１４に出力することができるものである。一方、演算装置１４から出力される引き止め時緊張力又はこれに相当する引き止め時ジャッキ圧の演算結果が入力されるものとなっており、この演算結果と上記ジャッキ圧検出装置２４で検出されたジャッキ圧とを比較して、検出されたジャッキ圧が演算装置１４で得られた引き止め時ジャッキ圧と同じとなったとき又はこの値を超えたときに、駆動装置２２が緊張用導管１５ａの開閉弁２１ａを閉じるように制御するものとなっている。つまり、引き止め時ジャッキ圧は、着目断面において必要とされる所定の緊張力を導入するために必要なジャッキ圧となっており、検出されたジャッキ圧がこの引き止め時ジャッキ圧に到達したときにジャッキ圧の増加を停止することにより緊張材３に導入する緊張力を管理することが可能となっている。

上記演算装置１４は、いわゆるパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン１４」という）を用いることができる。そして、このパソコン１４は、緊張材３の緊張を開始して引き止めるまでの過程でジャッキ圧の検出値及びこれと同時に検出された伸び量の値を制御装置２３から取得し、これらのジャッキ圧及び伸び量からこれらの検出を行った緊張材３の引き止め時ジャッキ圧を演算するものである。このパソコン１４の記憶装置には、引き止め時ジャッキ圧を演算するために緊張材３の断面積や弾性係数等のデータが記憶されており、さらに緊張材の配置形状に関するデータ又はこれらを加工したデータ等が記憶されている。

さらに、上記パソコン１４が備える表示装置は、制御装置２３から取得したジャッキ圧及び伸び量の検出値を表示することができるものとなっており、緊張材３に関するデータ又は緊張材３に関するデータから加工されたデータとともに表示することができる。
なお、このような引き止め時ジャッキ圧の演算及び表示は、配置形状及び緊張材の種類が異なるすべての緊張材についてそれぞれ行うものであり、一つのコンクリート部材に配置された緊張材が１種類であっても、形状が異なるものごとに演算及び表示を行う。

上記引き止め時ジャッキ圧は、上記パソコン１４において次のように演算することができる。
実際に緊張力を導入する前には摩擦係数は不明であり、摩擦係数を仮定した引き止め時ジャッキ圧を予め演算する。例えば、実際の摩擦係数μは、０．３程度となることが多いため、この値の前後の値である０．４及び０．２を摩擦係数と仮定し、式（１）によって着目断面Ｓにおいて所定の緊張力Ｐaが導入される端部緊張力Ｐ₁及びＰ₂を演算する。そして、これに相当するジャッキ圧を演算する。さらに緊張力の分布が図２に示すにように演算されることにより、端部緊張力Ｐ₁及びＰ₂で緊張したときの伸び量δ₁及びδ₂を演算することができる。伸び量δは、次のように演算することができる。

ただし、緊張材３に導入されている緊張力は緊張材３の長さ方向に変化しており、緊張材３の長さ方向を複数の部分に区分し、それぞれについて平均の緊張力を用いて演算したものの総和として算出することができる。

上記端部緊張力Ｐ₁，Ｐ₂をジャッキ圧ＪＰ₁，ＪＰ₂に換算して伸び量δ₁，δ₂との関係を示すと、図４に示すとおりとなる。この図において、摩擦係数μの値が０．４又は０．２であれば、端部における緊張力を増加してゆくと図中のＡ₁線又はＡ₂線に沿って伸び量が増加するものと予想される。そして、ジャッキ圧がＪＰ₁，ＪＰ₂となる点Ｋ₁，Ｋ₂が引き止め点となり、これらの点を結ぶ直線Ｂが引き止め線となる。しかし、実際には摩擦係数μの値は０．４又は０．２と異なるため、緊張材３に緊張力の導入を開始した後のジャッキ圧ＪＰと伸び量δとの関係は、図４におけるＡ₁線上又はＡ₂線上にはなく、これらの線とは異なる勾配となることが多い。
実際の緊張力導入時に検出されたジャッキ圧ＪＰと伸び量δを図４上にプロットし、これらの値から最小自乗法等によって実際の摩擦係数に対応したジャッキ圧ＪＰと伸び量δとの関係を示すと、図４中のＡ₃線となる。緊張材３の緊張初期には緊張材３の緩みや、摩擦の作用範囲が変動することによって誤差が大きくなるので上記Ａ₃線は、原点つまりジャッキ圧ＪＰと伸び量δが０となる点を通るように平行移動し、これをＡ₃’線とする。このＡ₃’線と引き止め線Ｂとの交点Ｋ₃を演算し、この点のジャッキ圧ＪＰ₃で緊張材３を緊張したときに、着目断面Ｓで所定の緊張力Ｐａが導入されることになる。ただし、実際には緊張材３の弾性係数の誤差等を考慮して引き止め点Ｋ₁，Ｋ₂の伸び量を３％程度割り増した点Ｋ₁’，Ｋ₂’を結んだ線Ｂ’を引き止め線とし、Ｂ’線とＡ₃’線との交点Ｋ₃’におけるジャッキ圧を引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓとするのが望ましい。
なお、ジャッキ圧の許容限界値ＪＰuを設定しておき、ジャッキ圧検出装置２４が許容限界値ＪＰu以上のジャッキ圧を検出した時には、駆動装置２２が直ちに開閉弁２１ａを閉じるように制御装置２３を設定しておくのがよい。

一方、引き止め時ジャッキ圧の演算は、上記の方法に限定されるものではなく、他の演算方法を用いることもできる。例えば、次のような方法でもよい。パソコン１４に、予め緊張材の断面積や弾性係数等の緊張材に関するデータの他、緊張材の配置形状等に関するデータを記憶させておく。そして、実際にコンクリート部材の施工段階で緊張力を導入するためにジャッキ圧を上昇させた時に、複数の異なるジャッキ圧ＪＰとこのときの伸び量とを検出する。ジャッキ圧ＪＰと伸び量δとの関係は、緊張材３とシースとの間の摩擦係数によって変動するものであり、検出したジャッキ圧ＪＰと伸び量δとに基づいて、式（１）から摩擦係数μを演算することができる。さらに、演算された摩擦係数μを用いて着目断面Ｓに所定の緊張力Ｐａが導入される端部緊張力は、式（１）により演算し、この緊張力を緊張材の端部に導入するためのジャッキ圧を演算する。

次に、このような緊張力導入装置１を用いた緊張管理の手順を図５及び図６に基づいて説明する。
まず、コンクリート部材内に配置されたシースに緊張材３を挿通し、端部に定着具（図示しない）を装着する。そして、油圧ジャッキ１１は作動部１１ｂを引き戻した状態で緊張材３の端部に装着し、緊張材３を把持して油圧ジャッキの本体部１１ａに固定する（ＳＴ１）。

制御装置２３が、緊張用導管１５ａの開閉弁２１ａを開放するように駆動装置２２を制御するとともに、油圧ポンプ１２を駆動して油圧ジャッキ１１にジャッキ圧を作用させる。そして、ジャッキ圧を５MPaになるまで上昇させる（ＳＴ２）。これにより、緊張材３にはほぼ全長にわたって緊張力が導入される。この状態で、油圧ジャッキ１１による緊張材３の適正な把持、又は油圧ジャッキ周りの安全性等を目視にて確認する。
緊張材３及び油圧ジャッキ１１の状態が確認されると、制御装置２３からの信号によりジャッキ圧が４０MPaまで上昇するように開閉弁２３が開放される。このようにして、ジャッキ圧が１０MPaから４０MPaまで上昇する間、伸び量検出装置１３の検出信号からジャッキ圧が１０MPa上昇する毎に緊張材３の伸び量を検出する。このようにしてほぼ同時に検出されたジャッキ圧及び伸び量の検出値を制御装置２３が取得し、ジャッキ圧が４０ＭPaに到達した時点で開閉弁２１ａ，２１ｂを一旦閉じてジャッキ圧の上昇を停止する（ＳＴ３）。そして、制御装置２３に取得されたジャッキ圧と当該ジャッキ圧が作用したときの緊張材３の伸び量とを制御装置２３からパソコン１４に送信する（ＳＴ４）。

パソコン１４は、送信されたジャッキ圧、このジャッキ圧に対応した緊張材３の伸び量、および予め記憶されている緊張材に関するデータ等から、引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓを演算し、制御装置２３に送信する（ＳＴ５）。また、パソコン１４の表示部に、取得されたジャッキ圧と伸び量の値、演算された引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓ等を表示する（ＳＴ６）。

本装置の操作者又は管理者は、上記表示に基づき、ジャッキ圧及び伸び量の検出値が正常に取得されているか、又は検出値に基づいて引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓが適正に演算されているかを判断することができる（ＳＴ７，ＳＴ８）。
ジャッキ圧及び伸び量の検出値が正常に取得されており、引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓが適正であると判断すると、操作者はジャッキ圧の上昇を継続する旨の信号を入力する（ＳＴ９）。これにより、開閉弁２１が再度開放されジャッキ圧が上昇する（ＳＴ１０）。そして、その後にジャッキ圧の検出（ＳＴ１１）及び検出されるジャッキ圧と演算された引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓとの比較（ＳＴ１２）を繰り返し行い、引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓに到達したことが検知されると、制御装置２３からの信号によって駆動装置２２が駆動され、開閉弁２３ａが閉じてジャッキ圧の上昇が停止する（ＳＴ１３）。
緊張材３がくさびで定着されるものである場合は、ジャッキ圧の上昇が停止された状態でくさびを定着具に押し込み、緊張材３をコンクリート部材に定着する（ＳＴ１４）。また、緊張材がナットによって定着されるものでは、ジャッキ圧の上昇が停止された状態でナットを締め込み、緊張材を定着する。

その後、開閉弁２３ａ，２３ｂの双方を開放するともに、引き戻し用導管１５ｂから油圧ジャッキ１１内に引き戻し用の油圧を作用させて作動部１１ｂを引き戻す（ＳＴ１５）。緊張材３がくさびで定着されるものである場合には、上記ジャッキの作動部１１ｂを引き戻すときに、緊張材３がコンクリート部材側に引き込まれる量すなわち定着具のセット量を伸び量検出装置１３によって検出する。操作者又は管理者はこのセット量が許容される範囲内であるか否かを判断し（ＳＴ１６）、許容範囲内であれば、油圧ジャッキ１１を撤去して緊張作業を終了する（ＳＴ１７）。

一方、ジャッキ圧の上昇を中断した時に、ジャッキ圧及び伸び量の検出値が適正でないと判断された場合、又はパソコン１４で演算された引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓが適正でないと判断された場合は、緊張材の状態又は検出値に異常があると判断し、緊張作業を中止する（ＳＴ１８）。
また、セット量が許容範囲内ではないと判断された場合には、定着具の状態に異常があることが考えられ、再緊張及び再定着を行う（ＳＴ１９）。

上記工程において、緊張材３がくさびによって定着されるものである場合に、くさびを定着具に押し込む動作は、くさび押し込み装置を備えた油圧ジャッキを用いて油圧によって行うことができる。この油圧ジャッキは、作動部１１ｂとは独立して緊張材３の軸線方向に沿って進退するくさび押し込み部材を備えている。そして、緊張用導管１５ａと引き戻し用導管１５ｂとは別個にバルブユニット２０と接続されたくさび押し込み用導管から加圧オイルが導かれ、この油圧によってくさび押し込み部材が駆動される。くさび押し込み用導管は、例えばバルブユニット２０内の開閉弁２１より油圧ポンプ側で緊張用導管１５ａから分岐したものを用いることができる。そして、分岐した位置から油圧ジャッキに導入されるまでに、例えばバルブユニット内に開閉弁を備える。この開閉弁は、操作者の操作により、又は制御装置の制御により、ジャッキ圧が引き止め時ジャッキ圧に到達してジャッキ圧の上昇が停止された後に開放され、くさび押し込み部材を駆動してくさびを定着具に押し込むことができる。

なお、以上に説明した実施の形態では、緊張材の両端に油圧ジャッキを装着して緊張する両引きとしたが、緊張材の一方の端部を予めコンクリート部材に定着しておき、他の端部のみに油圧ジャッキを装着して緊張する片引きであってもよい。また、緊張力が導入されるコンクリート構造物は単純桁に限定されるものではなく、片持ち状の構造物、連続桁、ラーメン構造等に対して同様に適用することができる。そして、着目断面は構造に応じて決定する。

上記のような様々の形態の構造物では、一般に複数本の緊張材が配置され、それぞれは配置形状が異なっていることが多い。これらの緊張材に緊張力を導入するときには、それぞれの形状の緊張材に対して、上記緊張力導入の工程及び緊張管理をおこなうものである。

また、上述の工程で緊張力の導入を開始した後、引き止め時ジャッキ圧に至るまでに一旦ジャッキ圧の上昇を停止し、パソコン１４で演算された引き止め時ジャッキ圧ＪＰｓが適正か否かを判断したが、ジャッキ圧の上昇を連続して行うこともできる。つまり、ジャッキ圧が所定の値、例えば４０MPaに到達した後も継続してジャッキ圧を上昇させるとともに、ジャッキ圧が４０MPaに到達したときまでに検出されたジャッキ圧と伸び量の検出値から引き止め時ジャッキ圧を演算する。そして、ジャッキ圧が引き止め時ジャッキ圧に到達したときにジャッキ圧の上昇を停止することができる。
さらに、本実施の形態では、ジャッキ圧が１０MPaから４０MPaになるまで、１０MPa毎にジャッキ圧と伸び量を検出したが、引き止め時ジャッキ圧を演算するためのジャッキ圧と伸び量とを検出するジャッキ圧の範囲及び検出回数は、適宜に変更することも可能である。

１：緊張力導入装置、２：コンクリートの単純桁、３：緊張材、
１１：油圧ジャッキ、１２：油圧ポンプ、１３：伸び量検出装置、１４：パソコン（演算装置）、１５ａ：緊張用導管、１５ｂ：引き戻し用導管、１６：導管の接続部、
２０：バルブユニット、２１：開閉弁、２１ａ：緊張用導管の開閉弁、２１ｂ：引き戻し用導管の開閉弁、２２：駆動装置、２３：制御装置、２４：ジャッキ圧検出装置、２５：バルブユニットのハウジング、
Ｓ：緊張管理の着目断面

Claims

両端が構造部材に定着される緊張材に緊張力を導入する油圧ジャッキと、
前記油圧ジャッキに油圧を作用させる油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記油圧ジャッキに油圧を導く導管に介挿され、前記油圧ジャッキ内に作用する油圧であるジャッキ圧を制御する開閉弁と、
この開閉弁の開閉を駆動する駆動装置と、
該駆動装置を制御する制御装置と、
前記ジャッキ圧を検出するジャッキ圧検出手段と、
前記ジャッキ圧が作用して前記緊張材に緊張力が導入されたときの該緊張材の伸び量を検出する伸び量検出手段と、
前記ジャッキ圧検出手段と前記伸び量検出手段の検出値に基づき、前記緊張材に必要な緊張力を導入するための引き止め時ジャッキ圧を演算する演算装置と、を有し、
前記演算装置は、前記油圧ポンプから前記油圧ジャッキにジャッキ圧を作用させた後、上昇するジャッキ圧が前記引き止め時ジャッキ圧に至るまでに、複数の異なるジャッキ圧作用時の前記伸び量を取得し、該ジャッキ圧と前記伸び量との関係に基づき、前記緊張材に作用している摩擦係数に対応して緊張材の着目位置で所定の緊張力が導入される前記引き止め時ジャッキ圧を演算するものであり、
前記制御装置は、前記ジャッキ圧検出手段によって検出されたジャッキ圧が前記演算装置によって演算された前記引き止め時ジャッキ圧に到達したときに、前記駆動装置を駆動して前記開閉弁を閉じるように制御するものであることを特徴とする緊張力導入装置。
前記開閉弁と、前記駆動装置と、前記制御装置と、前記ジャッキ圧検出手段とが、同じハウジング内に収容されてバルブユニットを構成し、
油圧を導く前記導管は、前記油圧ジャッキと前記バルブユニットとの間、及び該バルブユニットと前記油圧ポンプとの間で着脱が可能となっており、
前記伸び量検出手段は、伸び量に対応した信号を前記バルブユニットの前記制御装置に入力するように接続され、
前記制御装置は、前記ジャッキ圧検出手段によって検出されたジャッキ圧を示す信号と、このジャッキ圧と同時に検出された前記伸び量を示す信号とを前記演算装置に出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の緊張力導入装置。
前記制御装置は、前記引き止め時ジャッキ圧を演算するためのジャッキ圧及び伸び量の検出値が得られた後、前記ジャッキ圧が前記引き止め時ジャッキ圧に上昇するまでに、前記開閉弁を閉じて前記ジャッキ圧が上昇するのを一旦停止し、ジャッキ圧の上昇を継続する旨の信号が入力された後に、前記ジャッキ圧の上昇を継続するように開閉弁を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の緊張力導入装置。