JPH04202911A - 自由長の異なるｐｃアンカーの緊張方法と緊張装置 - 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、ＰＣアンカー工法におけるＰＣ材、すなわ
ち緊張材の緊張方法と、その緊張装置に関するものであ
る。

特に自゛由長の異なる複数本の緊張材に、均等な緊張力
を同時に導入する方法と、そのための緊張装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

崩落の発生しそうな傾斜面を押えて安定化させたり、山
留工事における土留壁の支保工として、ＰＣアンカー工
法が用いられることは周知である。

また、同一のアンカー孔に多段的に定着体を固定させ、
それぞれの定着体にＰＣ鋼線からなる緊張材を接続し、
すなわち複数本の緊張材を接続し、それぞれの緊張材に
プレストレスを導入する多段式のＰＣアンカー工法も周
知である。さらに土留工事等の完了後は、それらＰＣア
ンカーとして使用した緊張材を抜きとってしまう、いわ
ゆる除去式ＰＣアンカー工法も公知である。

この発明は、このようなＰＣアンカー工法に用いられる
自由長の異なる緊張材に緊張力、すなわちプレストレス
を同時に、しかも均等に導入する方法と、その導入する
ための緊張装置を提供することを目的とするものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、同一のアンカー孔に多段的に定着体を固定し
、すなわち同一のアンカー孔における底部上下位置に、
多段的に定着体を固定し、この固定したそれぞれの定着
体に緊張材を連結し、連結したそれぞれの緊張材の上端
部を、土留壁等に設けた腹起こしに連結する形で構成し
たＰＣアンカーの場合は、それぞれ緊張材の自由長が必
然的に異なってくるものである。すなわち、緊張材の下
端部から上端部までの長さが、多段位置から連結させた
分、異なったものとなる。

そこで、この自由長の異なるそれぞれの緊張材に、言葉
を換えて言えば伸びが異なる緊張材に、均等なプレスト
レスを同時に導入することは、きわめて技術的に困難で
ある。すなわち自由長の短い緊張材は、自由長の長い緊
張材に比較し伸びが少ない。逆の場合は、その伸びも逆
である。いずれにしてもこの伸びの異なる緊張材に、均
等なプレストレスを同時に導入することは困難である。

そこで、従来は個々の緊張材にセンターホール型の油圧
ジヤツキからなる緊張装置を用いて個別的にプレストレ
スを導入するようにしている。

その結果、個々の緊張材の緊張力にバラツキが生じ、す
なわち均等なプレストレスを導入すべきＰＣアンカーの
緊張力が不揃いとなる。そのため、ＰＣアンカーとして
の機能性を十分に発揮できず安心して工事を進めること
ができないという問題点があった。

さらに、プレストレスの導入が個別的であるため、その
導入作業の手間が煩わしいといった問題点もあった。

この発明は、このような問題点を解消し、自由長の異な
る複数本の緊張材に、均等なプレストレスを同時に導入
する方法と、その方法を実施する緊張装置を提供するこ
とを目的とするものである。

その基本的な考え方は、油圧シリンダからなる複合形の
油圧ジヤツキを応用したもので、特に油圧シリンダにお
けるピストンロッドに作用する力は、その作動油圧と受
圧面積に正比例し、その力′は圧力×面積であること、
また、ピストンロッドの移動距離は、受圧面積に逆比例
するとい゛う原理に基づ（ものである。

〔課題を解決するための手段〕

以下、この原理に基づく、この発明の方法と、この方法
を実施する緊張装置の構成について説明する。

まず、方法の特徴とするところは、固定油圧シリンダに
、この固定油圧シリンダの受圧面積より小さな受圧面積
からなる可動油圧シリンダを、共通のピストンロッドで
直結し、直結したピストンロッドと、前記可動油圧シリ
ンダとに、それぞれ緊張材の端末をクランプするクラン
プ金具を装備してなる複合杉油圧ジヤツキを構成し、こ
の複合杉油圧ジヤツキにおける前記−ピストンロッドと
可動油圧シリンダにそれぞれ装備した前記クランプ金具
に、前記自由長の異なる緊張材の端末をそれぞれクラン
プさせ、しかるのち前記固定油圧シリンダと可動油圧シ
リンダとに、同時に同圧の作動油を送り込むことにより
、自由長の異なる緊張材の伸びの差を、前記ピストンロ
ッドと可動油圧シリンダとの移動距離の差と、作用する
力の差により吸収調整し、もって自由長の異なる緊張材
に、それぞれ均等なプレストレスを同時に導入させるよ
うにしたことにある。

さらに前記方法を実施するための装置、すなわち緊張装
置として、次のように構成したことにある。

まず、受圧面積の大きな固定油圧シリンダと、これより
も受圧面積の小さな可動油圧シリンダとを、共通のピス
トンロンドで直結し、このピストンロンドと可動油圧シ
リンダとに、それぞれ緊張材の端末をクランプするクラ
ンプ金具を装備させて複合膨油圧ジヤツキからなる緊張
装置に構成したことにある。

〔作用〕

本発明は、以上説明したように、受圧面積の異なる固定
油圧シリンダと可動油圧シリンダとを、共通のピストン
ロンドで直結して複合形の油圧ジヤツキとし、このピス
トンロンド側と可動油圧シリンダ側とに、それぞれ自由
長の異なる緊張材の端末をクランプさせ、前記双方油圧
シリンダに同時に同圧の作動油を送り込むように構成し
たものであるため、まず作動油を送り込むと、固定油圧
シリンダ側よりピストンロンドが伸び上ってくる。

すなわち上昇する。他方、可動油圧シリンダは、前記ピ
ストンロンドを共通のロンドとしているため、相対的に
下向きに伸びる。すなわち下降する。

しかし、先に説明したように、固定油圧シリンダ側のピ
ストンに作用する力は、可動油圧シリンダ側のピストン
に作用する力よりも大きい。しかも移動距離は、逆に可
動油圧シリンダ側のピストンの移動距離が長く、すなわ
ち可動油圧シリンダの移動距離が長く、固定油圧シリン
ダ側のピストン、すなわちピストンロンドの移動距離は
短い。

したがって、自由長の長い、伸びが長い緊張材を可動油
圧シリンダ側にクランプさせ、自由長の短い、すなわち
伸びの短い緊張材を固定油圧シリンダ側のピストンロン
ドにクランプさせ、その状態で前記可動油圧シリンダお
よび固定油圧シリンダに同圧の作動油を同時に送り込む
と、前記移動距離の差と、作用する力との差により、自
由長の異なる双方の緊張材には、均等なプレストレスが
同時に導入されることになる。

すなわち固定油圧シリンダ側のピストンロンドにクラン
プさせた緊張材と、可動油圧シリンダ側にクランプさせ
た緊張材の伸びの差を、前記移動距離の差で吸収すると
ともに、作用する力の大きな、すなわち受圧面積の大き
な固定油圧シリンダ側のピストンロンドの上昇によって
吸収調整され、双方の緊張材には均等なプレストレスが
導入されることになる。

〔実施例］ さらに、この発明による緊張方法と、緊張装置の構成・
作用を図面に示す実施例に基づいて具体的に説明する。

なお、実施例は、土留工事等の完了後は、仮設したＰＣ
アンカーを抜きとり除去する。いわゆる除去式ＰＣアン
カーに、この発明を適用した場合を示す。

まず、第１図は除去式ＰＣアンカーの仮設状態を示す縦
断側面図である。

すなわち、アンカー孔１の底部上下２段位置に、定着体
２および３の２本を、セメントモルタル等の充填材を用
いて、定着地盤に一体的に固定させ、固定させた定着体
２および３には、それぞれＰＣｍ線よりなる緊張材４お
よび５を工事完了後、取り外し自在とするため、Ｕ字状
に折り返した形で連繋させている。そのため前記各定着
体２および３の上端部には、緊張材４および５の挿通孔
２ａ。

３ａが穿設され、この挿通孔２ａ、３ａを利用し緊張材
４および５はＵ字状に折り返し連繋させている。さらに
引き抜きを容易にするために、緊張材４および５には、
図面上には表示していないが合成樹脂材等からなる保護
管で被覆し、定着体２および３の固定作業時における充
填材の付着等を回避させる構成としている。

次に前記緊張材４および５の端末をクランプし、プレス
トレスを導入するための本発明緊張装置２０は、図示の
通り、土留壁等を構成する土留杭６０の側面に設けた腹
起こし７０に設置し、この腹起こし７０を反力台として
、それぞれの緊張材４および５にプレストレスを導入で
きるようにしている。

緊張装置２０は、すでに説明したように、受圧面積の異
なる１、すなわち受圧面積の大きな固定油圧シリンダ２
１に、それよりも受圧面積の小さい可動油圧シリンダ２
２を共通のピストンロッド２３で直結させて複合形油圧
シリンダに構成し、この複合形油圧シリンダにおけるピ
ストンロッド２３と、前記可動油圧シリンダ２２とに、
それぞれ緊張材４および５の端末をクランプさせるため
のクランプ金具２５および２６を装備させ、いわゆる複
合形油圧ジヤツキに構成している。

第１図で示す実施例では、緊張材４および５をＵ字状に
折り返した形で定着体２および３に連繋させている。そ
のため、緊張材４および５のそれぞれ両端末４ａ、４ａ
および５ａ、５ａを、すなわち４本の端末を、それぞれ
前記クランプ金具２５および２６にクランプさせてプレ
ストレスを導入する必要がある。そこで、実施例ではこ
の第１図で示すように、複合形油圧ジヤツキの２連を平
行に結合させ、一体化した緊張装置２０に構成している
。なお、前記緊張材４および５のそれぞれ端末４ａ、４
ａおよび５ａ、５ａをクランプするクランプ金具２５お
よび２６の構成については、図面上に表示していないが
、従来−船釣に使用されているセンターホール型のクラ
ンプ金具と同じものを使用している。そして、これをピ
ストンロッド２３および可動油圧シリンダ２２の側面よ
り張り出したアームを介して、それぞれピストンロッド
２３および可動油圧シリンダ２２に装備させている。

さらに、第１図で示す実施例では、アンカー孔１の底部
下段の定着体２に連繋した自由長の長い、すなわち伸び
の大きな緊張材４０両端末４ａ、４ａを複合形油圧ジヤ
ツキにおけるピストンロッド２３側のクランプ金具２５
にクランプさせ、上段の定着体３に連繋した緊張材５、
すなわち自由長の短い、伸びの小さな緊張材５の両端末
５ａ、５ａは、可動油圧シリンダ２２ｇ！Ｊのクランプ
金具２６にクランプさせている。言葉を換えて言えば、
伸びの大きな緊張材４を移動距離（ジヤツキとしてのリ
フト長さ）の長い可動油圧シリンダ２２例のクランプさ
せるべきところを、移動距離の短いピストンロッド２３
側にクランプし、伸びの短い緊張材５を移動距離の長い
可動油圧シリンダ２２側にクランプさせている。すなわ
ち基本と逆にクランプさせている。

その理由は、第１図で示すように、自由長の長い緊張材
４が、自由長の短い緊張材５の外側にあり、緊張装置２
０、すなわち複合形油圧ジヤツキに、前記緊張材４およ
び５のそれぞれ端末４ａ。

４ａおよび５ａ、５ａをクランプさせる場合、自由長の
長い、外側にある緊張材４を、まずピストンロッド２３
側のクランプ金具２５にクランプさせ、内側にある緊張
材５を可動油圧シリンダ２２側のクランプ金具２６にク
ランプさせるようにした方が、そのクランプ作業が容易
となるからである。すなわちクランプ作業の都合による
ものである。

したがって、第１図で示すように固定油圧シリンダ２１
は、縮み位置にリセットしているが、可動油圧シリンダ
２２は、伸びきった状態にリセットしている。すなわち
、この状態で自由長の長い緊張材４の端末４ａ、４ａを
固定油圧シリンダ２１のピストンロッド２３側に、自由
長の短い緊張材５の端末５ａ、５ａを可動油圧シリンダ
２２側に、それぞれクランプさせている。

そこで、この状態で固定油圧シリンダ２１および可動油
圧シリンダ２２に、同時に同圧の作動油を送り込むと、
ピストンロッド２３は上昇し、すなわち伸びる。そして
自由長の長い、すなわち伸びの長い緊張材４が、まず緊
張される。

ところが、先に説明したように自由長の短い緊張材５を
クランプした可動油圧シリンダ２２は、あらかじめ伸び
きった状態にリセットしているため、作動油を送り込ん
でも、その作動油は導入されることはない。したがって
、自由長の短い緊張材５には緊張力は作用しない、しか
し、固定油圧シリンダ２１側に送り込まれる作動油によ
ってピストンロッド２３が押し上げられるため、それに
ともなって、可動油圧シリンダ２２自体は、縮み方向に
押されながら全体としては伸び方向に押し上げられる。

何故なら固定油圧シリンダ２１例のピストンロッド２３
におけるピストン２３ａは、前記可動油圧シリンダ２２
例のピストン２３ｂよりも受圧面積が大きいため、すな
わち固定油圧シリンダ２１の受圧面積が大きいため、そ
の作用する力は可動油圧シリンダ２２側に作用する力よ
り大きいからである。

したがって可動油圧シリンダ２２は、固定油圧シリンダ
２１の受圧面積の差に応して可動油圧シリンダ２２を上
方に押し上げ移動させる。

その結果、この可動油圧シリンダ２２側にクランプさせ
た自由長の短い、言葉を換えて言えば、伸びの短い緊張
材５も、前記ピストンロッド２３側にクランプさせた自
由長の長い緊張材４に均等なプレストレスが導入される
ことになる。

もちろん、これまで説明したことから理解されるように
、第１図の実施例で示すように、可動油圧シリンダ２２
を一杯に伸ばした状態にリセットすることなく、固定油
圧シリンダ２１および可動油圧シリンダ２２の双方を縮
めた状態にリセットし、この状態で自由長の異なる緊張
材をそれぞれクランプして、双方に均等なプレストレス
を導入しても前記同様に均等なプレストレスを導入する
ことができることは当然である。

その場合は、説明するまでもなく、自由長の長い緊張材
４を移動距離の長い可動油圧シリンダ２２側にクランプ
させ、短い緊張材５は固定油圧シリンダ２１側、すなわ
ちピストンロッド２３側にクランプさせればよい。

第２図は、前記第１図で示した緊張装置２０を構成する
単位複合形油圧ジヤツキの油圧操作回路を示すものであ
る。

単位複合形油圧ジヤツキの構成は、すでに第１図で説明
したように、受圧面積の大きな固定油圧シリンダ２１と
、これよりも受圧面積の小さな可動油圧シリンダ２２と
を、共通のピストンロッド２３で直結させ、このピスト
ンロッド２３と、前記可動油圧シリンダ２２とに、それ
ぞれクランプ金具２５および２６を装備して構成したも
のである。

油圧操作回路は、図示のように作動油を吐出する油圧ポ
ンプ３０と、前記固定油圧シリンダ２１と、可動油圧シ
リンダ２２とに作動油を切換え供給・停止するための切
換操作弁３１を介した供給ライン３２と排出ライン３３
とをもって構成し、前記固定油圧シリンダ２１と可動油
圧シリンダ２２との手前の供給ライン３２には、それぞ
れストップ弁３２ａ、３２ｂを設け、可動油圧シリンダ
２２の位置を適宜リセットすることができるようにして
いる。

なお、実施例においては、切換操作弁３１は、図示のよ
うに手動切換操作形式の３位置４ポートの切換操作弁を
使用している。３４は圧力調整弁で、いわゆるリリーフ
弁である。

さらに、この第２図においては、固定油圧シリンダ２１
を縮めた状態とし、可動油圧シリンダ２２は、伸びきっ
た状態にリセットしている。すなわち前記第１図で示す
状態と同じ状態にリセットして゛いる。そこで、この状
態で、ピストンロッド２３側のクランプ金具２５に、自
由長の長い緊張材４の端末４ａをクランプさせ、自由長
の短い緊張材５の端末５ａを可動油圧シリンダ２２側の
クランプ金具２６にクランプさせる。

そして油圧ポンプ３０を始動し、切換操作弁３１を操作
して作動油を固定油圧シリンダ２１および可動油圧シリ
ンダ２２の双方に、同時に送り込むと、先に説明したよ
うにクランプした自由長の異なる緊張材４および５には
、均等なプレストレスが同時に導入されることになる。

ところで、この発明は、以上説明したように、受圧面積
の異なる油圧シリンダを共通のピストンロッドで直結し
て複合杉油圧ジヤツキとし、その受圧面積の違いによる
可動油圧シリンダに対する作用圧力の差と、移動距離の
違いによる差とを利用して、自由長の異なる緊張材に、
同時に均等なプレストレスを導入するものであるから、
あらかじめプレストレスを同時に導入しようとする緊張
材の本数およびその緊張力から、固定油圧シリンダおよ
び可動油圧シリンダの受圧面積を設定しておくことが必
要である。

ちなみに、第１図で示したように、上下２段位置から緊
張材を連繋し、プレストレスを導入する場合の複合杉油
圧ジヤツキにおける受圧面積は、下記の関係式より設定
することができる。

複合杉油圧ジヤツキに加える圧力・・・Ｐ　（ｋｇ／Ｃ
ＴＪ）固定油圧シリンダの受圧面積・・・Ａｍ可動油圧
シリンダの受圧面積・・・Ａｓ固定油圧シリンダ（ピス
トンロンド）にクランプさせる緊張材の本数・・・Ｎｍ 可動油圧シリンダにクランプさせる 緊張材の本数・・・Ｎｓ 緊張材１本当りに導入する緊張力・・・ｔとすると、 固定油圧シリンダに作用するピストンロンドの押し上げ
力Ｆｍは、 Ｆｍ＝ＰＡｍ（Ｎｍ＋Ｎ５）ｔ　　　−（１）であり、 可動油圧シリンダに作用する押し上げ力Ｆｓは、Ｆ　ｓ
　＝ＰＡ　ｓ　＝Ｎ　ｓ　ｔ　　　　　　　−（２）で
ある。

（１）式より （２）式より であるから、この（３）、（４）弐よりＮｍ＋Ｎｓ　　
　Ｎｓ □＝□　　　　　　　・・・（５） Ａｍ　　　　　Ａｓ （５）の関係式から、固定油圧シリンダの受圧面積Ａｍ
をあらかじめ設定すれば、可動油圧シリンダの受圧面積
Ａｓは、 により、算出することができる。

すなわち、この（５）、（６）弐により可動油圧シリン
ダの受圧面積Ａｓは、可動油圧シリンダでクランプする
緊張材の本数を全緊張材の本数で除した値と、固定油圧
シリンダの受圧面積の積であることが理解される。

なお、以上説明した実施例においては、アンカー孔の底
部上下２段位置から緊張材を連繋したＰＣアンカー工法
におけるプレストレスの導入例を示したが、深度が深く
、３段、４段位置から緊張材を連繋してなるＰＣアンカ
ー工法にも適用できることはもちろんである。

その場合は、固定油圧シリンダに対する可動油圧シリン
ダを多段的に共通のピストンロンドで直結させて複合形
（多段的）油圧ジヤツキに構成すればよい。

〔発明の効果〕

本発明によると、従来１本毎に、すなわち個別的にプレ
ストレスを導入していた方法に比較し、全本数−度にプ
レストレスを導入することができ、しかも、その導入作
業が１回で終了するとともに、均等なプレストレスとし
て導入されるため、ＰＣアンカーとしての機能的品質は
向上し、かつ作業の効率性、経済性が著しく改善できる
。

さらに緊張装置としての構成が、受圧面積の異なる油圧
シリンダを、共通のピストンロンドで直結した構成であ
るため、きわめて単純で、装置コストが割安に納まり、
前記機能的利点とあいまって、ＰＣアンカー工法の普及
向上に太き（貢献することができる。

【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、こ
の発明方法を通用した除去式ＰＣアンカーの継断側面図
であり、第２図はこの発明による緊張装置を構成する複
合型油圧ジヤツキの構成と、その油圧操作回路を示すも
のである。 １・・・アンカー孔　　　２．３・・・定着体４．５・
・・緊張材 ２０・・・緊張装置（複合杉油圧ジャンキ）２１・・・
固定油圧シリンダ ２２・・・可動油圧シリンダ ２３・・・ピストンロンド ２５．２６・・・クランプ金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定油圧シリンダに、この固定油圧シリンダの受
   圧面積より小さな受圧面積よりなる可動油圧シリンダを
   、共通のピストンロッドで直結し、直結したピストンロ
   ッドと、前記可動油圧シリンダとに、それぞれ緊張材の
   端末をクランプするクランプ金具を装備して複合形油圧
   ジャッキを構成し、 この複合形油圧ジャッキにおける前記ピストンロッドと
   可動油圧シリンダとにそれぞれ装備した前記クランプ金
   具に、前記自由長の異なる緊張材の端末をそれぞれクラ
   ンプさせ、しかるのち、前記固定油圧シリンダと可動油
   圧シリンダとに、同時に同圧の作動油を送り込むことに
   より、自由長の異なる緊張材の伸びの差を、前記ピスト
   ンロッドと可動油圧シリンダとの移動距離の差と、作用
   する力の差により吸収調整し、もって自由長の異なる緊
   張材に、それぞれ均等なプレストレスを、同時に導入さ
   せることを特徴とする自由長の異なるＰＣアンカーの緊
   張方法。
2. （２）受圧面積の大きな固定油圧シリンダと、これより
   も受圧面積の小さな可動油圧シリンダとを、共通のピス
   トンロッドで直結し、このピストンロッドと可動油圧シ
   リンダとに、それぞれ緊張材のクランプ金具を装備させ
   たことを特徴とする複合形油圧ジャッキからなる自由長
   の異なるＰＣアンカーの緊張装置。