JPH0272905A - プレストレストコンクリート部材の製造方法およびプレストレストコンクリート部材用の格子状補強筋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、プレストレストコンクリート部材の製造方
法およびプレストレストコンクリート部材用の格子状補
強筋に関する。

「従来の技術およびその課題」 プレストレストコンクリート部材は、緊張材（たとえば
ＰＣｊｌｉ線等）によってコンクリートに圧縮応力を与
えたもので、コンクリートの引張強度の不足を補い、設
計荷重範囲内では引張に対しても圧縮に対しても同程度
の力学的性質を確保し、かつひび割れの生じない構造が
できる等の種々の利点を備えている。

しかし、一方において、コンクリートに持続して大きな
圧縮力を与えるので、ＰＣｊｌｉ線・コンクリートには
高い品質が要求されているが、近年、コンクリート中の
鋼線の塩害腐食や電気腐食あるいは凍害による劣化が問
題となってきている。そこで、従来から、ＰＣ用緊張材
を従来のＰＣ鋼線から繊維強化プラスチック（Ｆ　ＲＰ
　）に置き換える技術が研究されている（たとえば実公
昭５１−５３０７１号公報）。

従来、この種のＦＲＰ製緊製材張材繊維に一定の張力を
加えながら、集束・成形・強化してＦＲＰロッドを製造
さけるプルトルージョン方法により製造されたロッド状
のものが適用され、主にボストテンション方式として使
用されている。これらはコンクリート硬化後に予め設け
ておいたダクト内に前記緊張材を挿入し、引張力を与え
て定着し、コンクリートにプレストレスを導入するらの
である。

ところが、前記ＦＲＰ製緊張材に引張力を与え定着する
ためには特殊な治具（圧着摩擦型グリップ等）を必要と
し、また、プレストレスの導入もその殆どがボストテン
ション方式に限定されているのが実状であり、このため
工場等における量産化が図りにくい状況にある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたしので、格子状補
強筋を緊張材として使用し、プレテンション方式によっ
てコンクリートにプレストレスを導入するプレストレス
トコンクリート部材の製造方法およびプレストレストコ
ンクリート部材用の格子状補強筋を提供することを目的
としている。

「課題を解決するための手段」 前記課題を解決するために、この発明にかかるプレスト
レストコンクリート部材の製造方法は、以下に示すよう
な（イ）〜（ホ）の各工程を備えたことを特徴とするも
のである。

（イ）強化プラスチック材を主体として少なくとも軸方
向へ連続繊維を含んだ格子状補強筋を一体に構成する工
程、 （ロ）前記格子状補強筋の両端交叉部にそれぞれ該格子
状補強筋に引張力を与えるための定着補強部を強化プラ
スチック材で補強成形する工程、（ハ）前記格子状補強
筋を、形成すべきプレストレストコンクリート部材の型
枠内に配置する工程、（ニ）前記定着補強部に定着装置
を取り付けて、該定着装置を介してジヤツキの反力を与
え、該ジヤツキにより前記軸部に引張力を与える工程、
（ホ）前記型枠内にコンクリートを打設する工程。

なお、前記定着装置は、前記型枠外から型枠内に延びて
前記定着補強部に係合可能な接続具と、この接続具の基
端部と前記ジヤツキの端部とを着脱自在に連結する連結
部とを備えていることが望ましい。

また、この発明にかかるプレストレストコンクリート部
材用の格子状補強筋は、強化プラスチック材を主体とす
る格子状補強筋をコンクリート内に埋設しかつ前記格子
状補強筋の軸方向に引張力を与えたプレストレストコン
クリート部材用の格子状補強筋であって、前記格子状補
強部を、少なくともその軸方向に連続繊維を含んだ構成
とし、前記格子状補強筋の両端交叉部に、該格子状補強
筋に引張力を与えるための強化プラスチック材で形成し
た定着補強部を設けたものである。

なお、前記格子状補強部は、樹脂を含浸した連続繊維を
互いに交叉しかつ三層以上に積層して一体に構成するこ
とが望ましい。

「作用」 この発明によれば、緊張材として用いられる格子状補強
筋の軸方向両端交叉部に設けた強化プラスチック製の定
着補強部をプレストレス導入のための定着部として利用
しこれをコンクリート内に埋設しているので、格子状補
強筋のロスがなくなる。

また、面記格子状補強筋は、その弾性係数がＰＣＭ材と
比較して小さいので、コンクリートの弾性変形、クリー
プや乾燥収縮が生じても緊張材に与えられた引張力の減
少が少なく、コンクリートのプレストレスの損失が小さ
くなる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図および第２図は、この発明たるプレストレストコ
ンクリート部材の製造方法により製造され、例えば歩道
橋のスラブに好適に用いられる一方向ブレストレストコ
ンクリート版の一例を示すものである。

図面に示すように、このプレストレストコンクリート部
材（版）Ａは、この部材Ａの主体をなすコンクリートＩ
と、このコンクリート１の内部に埋設された格子状補強
筋２とから構成され、かつ、格子状補強筋２の内のコン
クリートｌの長平方向に延在する各軸部２　ａ、　２　
ａ・・・・・・に引張力を与えてコンクリートｌにプレ
ストレスが導入された基本構造となっている。

前記コンクリート１は、たとえば全体が２θθｃｍＸ５
θＣｆｆ１Ｘ　／　Ｏａｍ程度の大きさを有ずろ矩形平
板状に成形されており、また、このコンクリートＩにプ
レストレスを与える格子状補強筋２は、第２図に示すよ
うに、コンクリート１の版厚方向中央よりやや下面側に
位置して埋設された断面構造となっている。

前記格子状補強筋２について具体的に説明すると、この
Ｎｌｉ強筋２は、各軸部２　ａ、　２　ａがそれぞれ樹
脂材料５にて結束された複数本の連続繊維３（この連続
繊維３自体が実際は複数本の連続ｍ椎で構成されている
）よりなる繊維束４を素材として、これを格子状に樹脂
で固着成形された構成となっている。すなわち、この補
強筋２は、第３図ないし第５図に示すように、引き揃え
られた複数本の連続繊維３（第４図参照）よりなる繊維
束４が互いに交叉して格子状をなし、それら繊維束４の
６繊′ａ３か樹脂材料５により結束されて構成されてい
る。

なお、前記繊維束４どうしの交叉部６は、第５図に示す
如く、一方向に延在する繊維群３ａと、これに直交する
他方向へ延在する繊維群３ｂとが三層以上（図示例では
１６層）に積層された断面形状とされている。

格子状補強筋２の主体となる連続繊維３としては、軽量
でしかも高い強度を備えるガラス繊維やカーホン繊維、
アラミド繊維などが主に用いられ、必要に応じてその他
の繊維、例えば合成樹脂繊維、セラミックス繊維、金属
繊維などが適当に組み合わせて用いられる。また、樹脂
材料５としては、連続繊維３に対する接着性が良くかつ
それ自体も十分な強度特性を持つ例えばビニルエステル
樹脂などが主に用いられ、その他にも、不飽和ポリエス
テル樹脂、エボキノ樹脂、フェノール樹脂等が用いられ
る。これらの連続繊維３と樹脂材料５の割合としては、
たとえば、連続繊維３かガラス繊維、樹脂材料５がビニ
ルエステル樹脂の場合、連続繊維３が容積比で３０〜７
０％程度となるように設定されている。

このような格子状補強筋２の両端部には、５本の軸部２
ａ・・・と両端の横筋（配力筋）２ｂ、２ｂ七の各交叉
部６°　（計１０箇所）に、後述するプレストレス導入
のための定着補強部２１がそれぞれモールド成形により
各交叉部６°を埋設するようにして一体に設けられてい
る。この定着補強部２１は、繊維強化プラスチック製よ
りなるものである。

以上の構成からなるこのプレストレストコンクリート部
材Ａは、ガラス繊維、カーホン繊維、アラミド繊維等の
高性能連続繊維３を樹脂材料５で固着し、格子状に成形
した補強筋２を緊張材として使用し、この格子状補強筋
２の軸部２ａに引張力が与えられてコンクリートｌにプ
レストレスが導入されているから、コンクリート部材内
での腐食が起こらず、耐腐食性、耐久性に優れた製品と
することができる。特に、コンクリートにプレストレス
を導入することによってコンクリートのひび割れ発生荷
重が大きくなるので、コンクリートを有効にｆｌ用でき
、部材厚ならびに部材幅を小さくしてその断面積を小さ
くすることができる。また、前記構成の格子状補強筋２
は従来のｐｃ鋼材に比較して弾性係数が小さいので、コ
ンクリートの弾性変形、クリープや乾燥収縮が生じても
、緊張材に与えられた引張力の減少が少なく、コンクリ
ートのプレストレスの損失が小さいといった利点らある
。

次に、以上のような構成となるプレストレストコンクリ
ート部材Ａの製造方法の一実施例について工程順に説明
する。

（１）格子状補強筋の成形 前記構成の格子状補強筋２を製造する方法は任意である
が、たとえば、格子状補強筋２の構成分と縦成分にそれ
ぞれ対応するビンを周囲に有する定盤（図示せず）を利
用して、樹脂を含浸した連続繊維３を、軸部２ａおよび
配力筋２ｂの両端に位置するピンにいわゆる一筆書きの
要領で縦方向および横方向に順次引っ掛けてゆき、交叉
部では必ず繊維群が交互に三層以上型なるようにして格
子状補強筋２を製造する。

この連続繊維の供給は、もちろん手作業によっても可能
であるが、通過順序を予め設定したプログラムに基づい
て作動する機械的手段により自動的に実行させる方法が
採られる。

このようにして連続繊維の供給工程を終えたら、最後に
押さえ板を用いて定盤上で上面側から全体的に加圧して
厚さを揃えれば、第３図に示すような矩形格子状の補強
筋２が得られる。

なお、図示例においては、平面的な直交する格子状の補
強筋２について述べたが、本発明では何等これに限定さ
れることはなく、必要とする補強筋の配設聾様に応じて
、例えば格子の一部のます目が大きいもの、あるいは全
体か筆状の形態となった三次元的なものなど、形状や格
子状交叉方向については任意であることは言うまで乙な
い。

（ｉｉ）定着補強部の成形 第６図ないし第８図に示すように、前記格子状補強筋２
のうちプレストレスが導入される軸部２ａ・・・の両端
部において、各軸部２ａと配力筋２ｂとの各交叉部６゛
（計１０箇所）に、交叉部６′を埋設する繊維強化プラ
スチック製の定着補強部２Ｉをそれぞれ一体にモールド
成形する。この定着補強部２Ｉは、図示例の場合、交叉
部６°を中心として軸部２ａの長手方向へ延びる直方体
形状に成形されており、定着部材２１の両側面には、第
８図に示すように、配力筋２ｂ方向へ延びる楕円形状の
係止段部２２，２２　　が突設され、かつ、係上段部２
２．２２　　の両側面には、それぞれ軸部２ａの中心側
長手方向へ突出する突部２２ａが設けられている。

（ｉｉｉ）プレストレスの導入 各交叉部６°に定着部材２１を形成したならば、第９図
に示すように、形成すべきプレストレストコンクリート
部材の型枠３０を一列にかつ互いに間隔をもつように複
数（図示例では３個）配置し、次いでこれら複数の型枠
３０内に格子状の補強筋２を配置する。この際、両端部
の定着補強部２１゜２１をそれぞれ定着装置４２を介し
てジヤツキ３５の先端に固定する。ジヤツキ３５はその
後端に設けられた伸縮自在なロッド３５ａが固定ブロッ
ク４０に定着されている。

なお、前記複数の型枠３０の配置間隔は、これら型枠３
０間にカッタ等の切断治具が挿入される程度の狭小な間
隔であれば良く、材料の無駄を可能な限り少なくする観
点からすればできるだけ近接させて配置することが好ま
しい。

ここで、定着装置４２の構成を説明すると、定着装置４
２は、第１θ図および第１１図に示すように、前記定着
補強部２１に定着する一対の接続具４３．４３　　と、
前記ジヤツキ３５の先端に取り付けられた軸部４４と、
型枠３０外に位置してそれら接続具４３、軸部４４を互
いに連結する連結板４５とから構成されており、前記軸
部４４および連結板４５は、連結部４６を構成するもの
である。

前記接続具４３は、−枚の金属板であって、府記定着部
材２１の係止段部２２に係合する屈曲部４３ａと、この
屈曲部４３ａの上下端から配力筋２ｂの長平方向へ沿っ
て型枠３０のスリット３１を貫通してジヤツキ３５方向
へ平行に延びる上下アーム部４３ｂ４３ｂとからなり、
アーム部４３ｂ、４３ｂの先端には、それぞれ上下に貫
通する貫通孔４７が穿設されている。

なお、前記係止段部２２に係合する屈曲部４３ａは、そ
の両側面に設けられた係止突起２２ａによって外れ防止
がなされている。

前記軸部４４は、金属製の角柱であって、その前端・１
４ａには両側面に貫通する切欠部４８が穿設されるとと
もに、切欠部４８からそれぞれ上下面に貫通する貫通孔
４９ａ、４９ｂが穿設され、圭た軸部４４の後端４４ｂ
には両側面に水平に貫通ずる貫通孔５０が穿設されてい
る。このような軸部４４は、後端４４ｂが前記ジヤツキ
３５先端に穿設された上下に貫通する切欠部３５ｂに挿
入された状態で、切欠部３５ｂに水平に挿通されたボル
ト５１を介してジヤツキ３５の先端に連結されている。

前記連結板４５は、三角形状の金属板であって、連結板
４５の前端４５ａには、上下に貫通し前記接続具４３の
貫通孔４７と同径な一対の貫通孔５２．５２　が穿設さ
れており、また連結板４５の後端４５ｂには、上下に貫
通し前記軸部４４の貫通孔４９ａ、４９ｂと同径な貫通
孔５３が穿設されている。

このような各接続具４３、軸部４４、連結板４５におい
ては、２本のピン５４．５４　　をそれぞれ一対の貫通
孔４７，５２．４７に挿入することによって一対のフッ
ク部４３と連結板４５とが互いに連結され、１本のボル
ト５４を貫通孔４９ａ、５３４９ｂに挿入することによ
って軸部４４と連結板４５とが互いに連結されている。

このようにして格子状補強筋２を型枠３０内に配置させ
るとともに、定着装置４２を定着１ｉ強部２１に定着さ
せたら、ジヤツキ３５のロッド３５ａを縮めて、格子状
補強筋２の軸部２ａに所要の引張力を与える。次いで、
各型枠３０内にコンクリートを打設し、このコンクリー
トが所要の圧縮強度に達したら、ジヤツキ３５を緩めた
後で、型枠３０間の軸部２ａおよび型枠３０外に位置す
る接続具４３のアーム部４３ｂをそれぞれ切断する。

そして、各型枠３０を取り除き、さらに、両端面の仕上
げを行えば、第１図および第２図に示すようなプレスト
レストコンクリート部材Ａが得られる。

なお、前記接続具４３の屈曲部４３ａはコンクリート内
に埋殺しとなるが、型枠３０外に位置するアーム部４３
ｂについては（１）上記したように切断する　（２）折
り曲げた状態にする　（３）仕口部に利用するなどの場
合は、そのまま両端部から左右に延ばした状態にする等
の処理が講じられるか、いずれの手段を選択するかは、
プレストレストコンクリート部材Ａの端部形状ならびに
使用形態等によって適宜決定される。

このようにして製造されるプレストレストコンクリート
部材Ａにおいては、格子状補強筋２の両端交叉部６゛　
に軸部２ａにプレストレスを導入させるだめのＦＲＰ製
の定着補強部２１を一体に設けたので、この定着補強部
２１をコノクリ−１−１内に埋め殺しすることにより、
プレストレスの定着効果を高めるとともに、材料の無駄
を省いて製造コストの低減化を図ることができる。また
、この他にも、（１）格子状補強筋２の格子交叉部６を
緊張材の定着部として利用できること、（２）ＰＣ鋼線
の場合のように、全長にわたって緊張力を維持できなく
なるような心配がないこと、（３）ボストテンション方
式のような特殊の定着治具が不要であること等の効果が
挙げられる。

さらに、この実施例のプレストレストコンクリート部材
Ａの製造方法にあっては、（１）定着補強部２１と格子
状補強筋２との一体性を確保でき、構造的に大変有利な
ものとなること、（２）格子状補強筋２と定着補強部２
１とを同一工程上で製作すれば大量生産か可能であり、
工数削減に寄与すること、（３）定着装置４２は、各構
成部材がピンあるいはボルトによって連結されているの
で、ジヤツキ３５および格子状補強筋２の定着補強部２
１への取り付けが容易であるとともに、プレストレス導
入後の取り外しが容易であること、（４）定着装置４２
の接続具４３については、その屈曲部４３ａをコンクリ
ート内に埋め殺しするとともに、型枠３０外のアーム部
４３ｂを切断、折り曲げ等の手段で容易に仕上げ作業を
行うことができるので、作業の単純化、スピードアップ
化を図ることができる。また、材料の無駄を最小限に止
どめることができる。

また、前述した実施例では、歩道橋に用いられるスラブ
に本発明方法を適用した例を説明したが、この発明の製
造方法は池のプレストレストコンクリート部材のラソ造
にも好適に使用可能である。特に、格子状補強筋２を筆
状に立体的に成形し、これにプレストレスを導入するよ
うにすれば、梁または柱部材全体にプレストレスを導入
することも可能になる。

また、前述した実施例では、格子状補強筋２の互いに直
交する軸部２ａおよび配力筋２ｂにそれぞれ連続繊維を
含ませた構成としたが、使用形態に応じて、格子状補強
筋の主要材料を強化プラスチックとしてプレストレスを
導入する軸部のみに連続繊維を含ませた構成とする場合
もある。この場合、連続繊維の使用量を減らすことによ
って、製造コストを低減させながら所要の目的を達成す
ることができる。

さらには、格子状補強筋として、−枚の鉄板をプレス加
工等によって格子状に成形したものを用いることによっ
ても、格子状補強筋の所要の目的を達成することができ
る。

第１２図はこの発明の第２実施例を示すもので、前記第
１実施例に示したプレストレストコンクリート部材への
定着補強部２１の構成を変更したものである。

第１２図に示すように、格子状補強筋２の両端部には、
軸部２ａ・・・と両端の配力筋２　ｂ、　２　ｂとの各
交叉部６°をそれぞれ補強する定着補強部６゜が前記配
力筋２　ｂ、　２　ｂおよび前記各交叉部６′をそれぞ
れ埋設する形態でモールド成形により一体に設けられて
いる。定着補強部６０の前面（格子状補強筋２の中心側
）は、定着装置４２の接続具４３か係合しやすいように
Ｕ字状の曲面が形成されている。そして、各交叉部６°
の両側部の定着補強部６０に、定着装置４２の一対の接
続具４３゜４３　を係合させることによって、軸部２ａ
・・・に引張力を与えるようになっている。

この実施例によると、定着補強部６ｏを両端配力筋２ｂ
を埋設する形態でこれと一体に構成したので、定着補強
部６０の構造がより強固なものとなって、接続具４３に
よって引張力を軸部２ａに与える上で構造上有利となる
。また、格子状補強筋２の製造工程内において、定着補
強部６ｏを両端配力筋２ｂとモールド成形により一体に
製造可能であるから、製造工数の削減を図ることができ
る。　さらには、定着補強部６０をコンクリートとの定
着部として利用することができるとともに、材料の無駄
を省いて製造コストの削減を図ることができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明にかかるプレスト
レストコンクリート部材の製造方法においては、格子状
補強筋の両端交叉部にプレストレスを導入するための定
着補強部を一体に設けたので、この定着補強部をプレス
トレストコンクリート部材内に埋設することによって、
プレストレスの定着効果をより高めるとともに、材料の
無駄を省いて製造コストの低減化を図ることができる。

また、格子状補強筋の両端に設けた定着補強部に係合す
る定着装置を介してジヤツキにより前記格子状補強筋に
引張力を与えるようにしたので、ジヤツキと定着補強部
との定着作業および両者の取り外し作業が容易であり、
これによりプレストレス導入作業を簡易にし得て製作工
程での作業性向上に寄与することができる。

しかも、格子状補強筋の交叉部強度が高いことから、全
交叉部を緊張材の定着部として利用でき、さらには、一
部箇所のコンクリートがひび割れしたり、また付着力を
失ったりしたとしても、引張力の減少が少なく、ＰＣ鋼
線の場合のように、全体にわたり緊張力を維持できなく
なったりするような心配がない。

さらには、プレテンション方式でプレストレスの導入を
行うようにしているので、ポストテン／コン方式のよう
な特殊の定着治具は不要となり、その製造時において、
部材両端の定着作業等の煩雑な現場作業をなくすことか
できて、現場での作業性向上を図ることができる等の優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図はプレス
トレストコンクリート部材の平面図、第２図はその縦断
面図、第３図は格子状補強筋の一部を示す斜視図、第４
図は繊維束の直線部の断面図、第５図は繊維束とうしの
交叉部の断面図、第６図ないし第１１図はこの発明の製
造方法の一実施例を説明するために示したもので、第６
図は定ｎ補強部が設けられた補強筋を示す平面図、第７
図は同正面図、第８図は定着補強部の要部を拡大視して
示した斜視図、第９図は補強筋を型枠内に配置した状態
を示す平面図、第１０図は定着装置の平面図、第１＋図
はその側面図、第１２図は池の実施例を示ずらので、定
着ｈｌｉ強部の要部を拡大して示した斜視図である。 １・・・・・・コンクリート、２・・・・・・格子状ｈ
ｌｉ強筋、２ａ・・・・・・軸部、２ｂ・・・・・・配
力筋、３・・・・・・連続繊維、５・・・・・・樹脂、
６　・・・・・・交叉部、 ２１．６０・・・・・・定着補強部、３０・・・・・・
型枠、３５・・・・・・ツヤツキ、４２・・・・・・定
着装置、・１３・・・・・・フック部、・１６・・・・
・・岨桔部、Ａ・・・・・・プレストレストコンクリー
ト部材。 出願人　　ｔ？ｌ　水゛律設株式会社 犬ｌ」本哨−ト工業昧式会社 ５０（ｊＤ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）強化プラスチック材を主体として少なくとも軸方
   向へ連続繊維を含ませた格子状補強筋を一体に構成する
   工程と、前記格子状補強筋の両端交叉部にそれぞれ該格
   子状補強筋に引張力を与えるための定着補強部を強化プ
   ラスチック材で補強成形する工程と、前記格子状補強筋
   を、形成すべきプレストレストコンクリート部材の型枠
   内に配置する工程と、前記定着補強部に定着装置を取り
   付けて、前記定着装置を介してジャッキの反力を与え、
   該ジャッキにより前記軸部に引張力を与える工程と、前
   記型枠内にコンクリートを打設する工程とを備えたプレ
   ストレストコンクリート部材の製造方法。
2. （２）前記定着装置は、前記型枠外から型枠内に延びて
   前記定着補強部に係合可能な接続具と、この接続具の基
   端部と前記ジャッキの端部とを着脱自在に連結する連結
   部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のプレ
   ストレストコンクリート部材の製造方法。
3. （３）強化プラスチック材を主体とする格子状補強筋が
   コンクリート内に埋設されかつ前記格子状補強筋の軸方
   向に引張力が与えられたプレストレストコンクリート部
   材用の格子状補強筋であって、前記格子状補強筋は、少
   なくともその軸方向へ連続繊維が含まれた構成とされ、
   前記格子状補強筋の両端交叉部には、該格子状補強筋に
   引張力を与えるための強化プラスチック材で成形した定
   着補強部が設けら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用の格子状補強筋。
4. （４）前記格子状補強筋は、樹脂を含浸した連続繊維が
   互いに交叉しかつ三層以上に積層されて一体に構成され
   ていることを特徴とする請求項３記載のプレストレスト
   コンクリート部材。