JP5960004B2 - プレストレストコンクリートケーブルの緊張力推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレストレストコンクリートケーブルの緊張力を推定する方法に関する。

特許文献１において、鉄筋を挿嵌する中空部材と、その内側周囲に巻回した２次コイル及び外側周囲に巻回した１次コイルと、鉄筋の温度を検出する温度計と、を備えた応力センサを用いて、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋の任意の箇所の現有応力を磁歪法によって非接触で測定する方法が知られている。この方法によれば、応力センサを設置するために、鉄筋に挿嵌した中空部材の内側及び外側にコイルを巻回すだけであるから、鉄筋の強度を弱めてしまうようなことはない。
このような応力センサを用いた方法は、高強度でひび割れの生じないプレストレストコンクリート構造物（ＰＣ構造物）の緊張材としてのＰＣ鋼より線（ＰＣケーブル）の現有応力を測定する際に利用されている。

そして、特許文献２において、緊張端の定着部材と定着板の間に被測定部材を挿入し、その被測定部材に作用する圧縮力を磁歪法などによって測定する方法が提案される。
また、緊張端の定着部材と定着板の間にロードセルなどの計測具を挿入する方法もある。

特許第３９４２４６３号（特開２００３‐２７００５９号）公報 特許第４３１６２８３号（特開２００４‐３１６０９３号）公報

しかし、特許文献１の応力センサによる場合、コイルをシースの上から巻く形となり、その外径がシース径の３倍程度となるため、ＰＣ構造物の部材寸法内に収まらない可能性がある。また、特別な機器を用いるため、非常に高価である。

また、緊張端の定着部材と定着板の間に、特許文献２のような被測定部材やロードセルを挿入する方法は、定着部材の外側で測定することができない。すなわち、ケーブルの任意箇所、特にＰＣ構造物で重要な設計断面位置において、直接に応力測定をすることができない。

本発明の課題は、新たな機器を取り付けたり、そのためにＰＣ構造物の部材寸法を極端に拡大させたりする必要もなく、ＰＣケーブルの緊張力を直接かつ容易に推定できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
１本あるいは同時に緊張する複数本から形成されるＰＣケーブルを任意の位置で切断・分離し、そのＰＣケーブルの切断・分離部を接続定着具で接続し、その接続定着具の本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
前記ＰＣケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記接続定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記ＰＣケーブルの緊張力を推定するＰＣケーブルの緊張力推定方法を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
同時に緊張する複数本のＰＣケーブルを挿入するシースの任意の一部を予め開閉可能とし、そのシースの一部を開いた開口部において、前記ＰＣケーブルのうち一部または全部を切断・分離して、そのＰＣケーブルの切断・分離部を１本ずつまたは一括して接続定着具で接続し直して、その接続定着具の筒状本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
前記ＰＣケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記接続定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記ＰＣケーブルの緊張力を推定するＰＣケーブルの緊張力推定方法を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載のＰＣケーブルの緊張力推定方法であって、
前記シースの一部を予め半割でスライド可能とすることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
同時に緊張する複数本から形成されるＰＣケーブルの端部を定着具に固定し、その定着具の本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
前記ＰＣケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記ＰＣケーブルの緊張力を推定することを特徴とする。

本発明によれば、新たな機器を取り付けることなく、また、ＰＣケーブルの軸線上において緊張力の測定が可能であることから、ＰＣ構造物の部材寸法が極端に拡大することもなく、ＰＣケーブルの緊張力を直接かつ容易に推定できる。

本発明を適用した一実施形態の構成を示す接続定着具部分の断面図である。 アムスラー試験機の断面図である。 接続定着具で接続した１本のＰＣケーブルの引張試験装置の平面図である。 図３のスペーサーリングの正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図３のスペーサーリング部分の縦断面図である。 複数本のＰＣケーブルを通すシース配置を示す図である。 図６のシースにＰＣケーブルを挿入した状態を示す工程図である。 図７のシースをスライドさせて開いた状態を示す工程図である。 図８のＰＣケーブルを切断した状態を示す工程図である。 図９の切断したＰＣケーブルをカプラーで接続した状態を示す工程図である。 図１０のひずみゲージの引き出し線を管理コンピュータに接続した状態を示す工程図である。 実施形態２の接続定着具部分の断面図である。 実施形態３の接続定着具部分の断面図である。 実施形態４の端部定着具部分の断面図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
＜概要１＞
ＰＣケーブルの接続に用いられる接続定着具のうち、１本ずつケーブルを接続するタイプのものを任意の位置に配置し、その接続定着具本体の外面部分にひずみゲージを貼り付けて緊張を行うことにより、ＰＣ構造物の部材寸法が極端に拡大することもなく、また、圧縮力に変換せずとも、緊張端部に限らず、任意の位置でのＰＣケーブルの緊張力を直接かつ容易に推定できる。

図１は本発明を適用した一実施形態の構成として接続定着具部分を示すもので、１はＰＣケーブル、２は接続定着具である。

図示のように、接続定着具２は、鋼製の円筒状で、一対の先細り状のスリーブ３を有し、ＰＣケーブル１の端部を各々把持するためのクサビ４をスリーブ３にそれぞれ収納する。
そして、接続定着具２の筒状本体部分に、せん断ひずみ用の単軸ゲージによるひずみゲージ５が設けられている。

すなわち、１本のＰＣケーブル１は任意の位置で切断・分離され、そのＰＣケーブル１の切断・分離部が接続定着具２で接続されている。
この接続定着具２の筒状本体の外周中央に、直径方向に対向して２個のひずみゲージ５が貼り付けられている。

次に、図２はアムスラー試験機１００を示すもので、１０１はウェッジ、１０２はスリーブである。
このアムスラー試験機１００は、１，０００ｋＮ等の荷重に対応したものである。

このようなアムスラー試験機１００を用いて、ＰＣケーブル１に引張力を各種付与し、その各種引張荷重に対応する接続定着具２のひずみゲージ５で検出されるひずみ値を蓄積し、試験実測データとして記録装置に記録しておく。

そして、ＰＣ構造物施工の前施工区間の端部を含む任意の位置において、ＰＣケーブル１に緊張力を付与した状態で、適宜の管理コンピュータを用いて、ひずみゲージ５で検出される接続定着具２の本体部分のひずみ値に基づいて、前述した各種の試験実測データが記録された記録装置から対応するＰＣケーブル１の緊張力として出力する。

図３はＰＣケーブル１の引張試験装置２００を示したもので、２０１はジャッキ、２０２は絞り冶具、２０３は絞り冶具、２０４はジャッキである。
この引張試験装置２００は、例えば１０，０００ｋＮ等の大荷重に対応したものである。

なお、図３において、２個の接続定着具２は、ダウンサイジングを図るため、図示したように、千鳥配置としている。

このような大荷重に対応した引張試験装置２００を用いて、接続定着具２を含むＰＣケーブル１に引張力を各種付与し、その各種引張荷重に対応した本体部分のひずみゲージ５のひずみ値を蓄積し、試験実測データとして記録装置に記録しておいてもよい。

以上、実施形態の接続定着具２によれば、ＰＣ構造物施工の任意の位置において、ＰＣケーブル１に緊張力を付与した状態で、ひずみゲージ５で検出される接続定着具２のひずみ値に基づいて対応するＰＣケーブル１の緊張力を測定するため、ＰＣ構造物の部材寸法を極端に拡大する必要もなく、緊張端部に限らず、任意の位置において、ＰＣケーブル１の緊張力を直接かつ容易に推定できる。

なお、図３において、接続定着具２と他のＰＣケーブル１との干渉を防ぐために、２個の接続定着具２の前後に３個のスペーサーリング６を配置している。

スペーサーリング６は、図４に示すように、直径方向に対向する一対のケーブル５本収納部６１と、このケーブル５本収納部６１に対し位相を９０度異ならせて直径方向に対向する一対のケーブル１本収納溝６２とを有している。

図５はスペーサーリング６部分を示すもので、図示のように、ケーブル５本収納部６１に５本のＰＣケーブル１が纏めて収納されて、ケーブル１本収納溝６２に接続定着具２で接続したＰＣケーブル１が単独で収納されている。

なお、ひずみゲージ５の引き出し線は、図６に示すように、カプラーシース１１に設けたホースニップル１１ａから外部に導出される。

＜概要２＞
予めＰＣケーブルを挿入するシースの一部を開閉可能としておき、シース内に挿入された複数本のＰＣケーブルのうち一部を切断し、そのＰＣケーブルを接続定着具で接続し直し、その接続定着具にひずみゲージを貼り付けることで、シースの内部にカプラーを通過させることなく、当該箇所を含めたシースが極度に太くならず、ＰＣ構造物の部材寸法に影響を与えないようにすることが可能となる。

図６は図１の接続定着体２を用いるためのシース配置を示すもので、カプラーシース１１は、予め中央部で前後に半割したシース分割体１１Ａ・１１Ｂで構成されている。

次に、図７は図６のシース２１及びカプラーシース１１にＰＣケーブル１を挿入する状態を示す工程図である。

次に、図８は図７のカプラーシース１１のシース分割体１１Ａ・１１Ｂをスライドさせて開いた状態を示す工程図である。

次に、図９は図８のＰＣケーブル１のうち直径方向に対向する２本のＰＣケーブル１を切断した状態を示す工程図である。

次に、図１０は図９の切断したＰＣケーブル１を接続定着具２で接続した状態を示す工程図で、この接続定着具２の外周面にひずみゲージ５を貼り付けて、接続定着具２の前後において、ＰＣケーブル１間にスペーサーリング６を配置する。

次に、図１１は図１０のひずみゲージ５の引き出し線をホースニップル１１ａから外部に導出して管理コンピュータに接続した状態を示す工程図である。

このように、カプラーシース１１のシース分割体１１Ａ・１１Ｂを開いた開口部において、ＰＣケーブル１を切断・分離して、そのＰＣケーブル１の切断・分離部を１本ずつ接続定着具２で接続し直して、その接続定着具２の筒状本体部分にひずみゲージ５を貼り付けてもよい。

このように、ＰＣケーブル１のうち一部を切断・分離して、そのＰＣケーブル１の切断・分離部を１本ずつ接続定着具２で接続し直して、その接続定着具２の本体部分にひずみゲージ５を貼り付けておくため、シース２１の内部に接続定着具２を通過させることなく、カプラーシース１１を含めたシース２１が極度に太くならず、ＰＣ構造物の部材寸法に影響を与えない。

（変形例）
以上の実施形態では、複数本のＰＣケーブルのうち一部を切断・分離して、そのＰＣケーブルの切断・分離部を１本ずつ接続定着具で接続し直したが、ＰＣケーブルの全部を切断・分離して、そのＰＣケーブルの切断・分離部を一括して、以下の実施形態で説明するような接続定着具で接続し直して、その接続定着具の筒状本体部分にひずみゲージを貼り付けてもよい。

（実施形態２）
＜概要＞
ＰＣケーブルの接続に用いられる接続定着具のうち、同時に緊張する複数のケーブルを纏めて接続するタイプのものを前施工区間の端部に配置し、その本体部分にひずみゲージを貼り付けて緊張を行うことで、新たな機器を取り付けることなく、またそれによりＰＣ構造物の部材寸法を極端に拡大する必要もなく、ＰＣケーブルの緊張力を直接かつ容易に推定できる。

図１２は実施形態２の接続定着具部分を示すもので、１はＰＣケーブル、１２は接続定着具である。

図示のように、接続定着具１２は、鋼製の円盤状で、複数対の先細り状のスリーブ１３を有し、両側から複数本のＰＣケーブル１の端部を各々把持するためのクサビ１４をスリーブ１３にそれぞれ収納する。
そして、接続定着具１２の本体部分にひずみゲージ５が設けられている。

すなわち、複数本のＰＣケーブル１は任意の位置で切断・分離され、その複数本のＰＣケーブル１の切断・分離部が一括して接続定着具１２で接続されている。
この接続定着具１２の本体外周中央に、前述した実施形態１と同様に、直径方向に対向して２個のひずみゲージ５が貼り付けられている。

以上において、適宜の引張試験装置を用いて、接続状態のＰＣケーブル１及び接続定着具１２に引張力を各種付与し、その各種引張荷重に対応するひずみゲージ５で検出されるひずみ値を蓄積し、試験実測データとして記録装置に記録しておく。

そして、例えばＰＣ構造物施工の前施工区間の端部において、ＰＣケーブル１に緊張力を付与した状態で、適宜の管理コンピュータを用いて、ひずみゲージ５で検出される接続定着具１２の本体部分のひずみ値に基づいて、前述した各種の試験実測データが記録された記録装置から対応するＰＣケーブル１の緊張力として出力する。

（実施形態３）
図１３は実施形態３の接続定着具部分を示すもので、１はＰＣケーブル、２２は接続定着具である。

図示のように、接続定着具２２は、鋼製で、両側のフランジに複数のケーブル通し孔２３を有し、両側から複数本のＰＣケーブル１の端部をケーブル通し孔２３にそれぞれ通して、そのＰＣケーブル１の端部に鋼製スリーブ２４をそれぞれかしめ、両側のフランジにそれぞれ係着する。

こうして、複数本のＰＣケーブル１の切断・分離部を一括して接続定着具２２で接続し、この接続定着具２２の本体外周中央に、前述した実施形態１と同様に、直径方向に対向して２個のひずみゲージ５が貼り付けてもよい。

（実施形態４）
図１４は実施形態４の端部定着具部分を示すもので、１はＰＣケーブル、３２は端部定着具である。

図示のように、端部定着具３２は、鋼製の円盤状で、複数の先細り状のスリーブ３３を有し、片側の一方向から複数本のＰＣケーブル１の端部を各々把持するためのクサビ３４をスリーブ３３にそれぞれ収納する。
そして、端部定着具３２の本体部分にひずみゲージ５が設けられている。

すなわち、複数本のＰＣケーブル１は、緊張端部において、一括して端部定着具３２で固定されている。
この端部定着具３２の本体外周中央に直径方向に対向して２個のひずみゲージ５が貼り付けられている。

このように、緊張端部で計測を行う場合には、一方向へＰＣケーブルを配置させてひずみ値を計測すればよい。

（他の変形例）
なお、引張試験装置としては、実施形態に限らず、各種のものを用いることができる。

１ ＰＣケーブル
２ 接続定着具
３ スリーブ
４ クサビ
５ ひずみゲージ
１１ シース
１２ 接続定着具
１３ スリーブ
１４ クサビ
２１ シース
２２ 接続定着具
２３ ケーブル通し孔
２４ 鋼製スリーブ
３２ 端部定着具
３３ スリーブ
３４ クサビ
１００ 引張試験装置
２００ 引張試験装置

Claims (4)

1. １本あるいは同時に緊張する複数本から形成されるプレストレストコンクリートケーブルを任意の位置で切断・分離し、そのプレストレストコンクリートケーブルの切断・分離部を接続定着具で接続し、その接続定着具の本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
   前記プレストレストコンクリートケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記接続定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記プレストレストコンクリートケーブルの緊張力を推定することを特徴とするプレストレストコンクリートケーブルの緊張力推定方法。
2. 同時に緊張する複数本のプレストレストコンクリートケーブルを挿入するシースの任意の一部を予め開閉可能とし、そのシースの一部を開いた開口部において、前記プレストレストコンクリートケーブルのうち一部または全部を切断・分離して、そのプレストレストコンクリートケーブルの切断・分離部を１本ずつまたは一括して接続定着具で接続し直して、その接続定着具の筒状本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
   前記プレストレストコンクリートケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記接続定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記プレストレストコンクリートケーブルの緊張力を推定することを特徴とするプレストレストコンクリートケーブルの緊張力推定方法。
3. 前記シースの一部を予め半割でスライド可能とすることを特徴とする請求項２に記載のプレストレストコンクリートケーブルの緊張力推定方法。
4. 同時に緊張する複数本から形成されるプレストレストコンクリートケーブルの端部を定着具に固定し、その定着具の本体部分にひずみゲージを貼り付けておき、
   前記プレストレストコンクリートケーブルに緊張力を付与した状態において、前記ひずみゲージで検出される前記定着具本体部分のひずみ値に基づいて前記プレストレストコンクリートケーブルの緊張力を推定することを特徴とするプレストレストコンクリートケーブルの緊張力推定方法。

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