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JP7653476B2 - Tendon, prestressed concrete structure and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP7653476B2 - Tendon, prestressed concrete structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、緊張材、プレストレストコンクリート構造体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a tendon, a prestressed concrete structure, and a manufacturing method thereof.

近年、配電線、通信線等を架設するコンクリート柱としてプレストレストコンクリート柱が広く用いられている。プレストレストコンクリート柱では、引張強度を確保するために内部鉄筋として高強度鋼で形成されたPC(Prestressed Concrete)鋼材が用いられている。例えば、特許文献1には、PC鋼材としてPC鋼棒やPC鋼線を用いる点が開示されている。 In recent years, prestressed concrete columns have been widely used as concrete columns for erecting power lines, communication lines, etc. In prestressed concrete columns, PC (Prestressed Concrete) steel materials made of high-strength steel are used as internal reinforcing bars to ensure tensile strength. For example, Patent Document 1 discloses the use of PC steel bars and PC steel wires as PC steel materials.

特開2011-226138号公報JP 2011-226138 A

プレストレストコンクリート柱のコンクリート本体にひび割れが発生すると、引張荷重が加えられた内部鉄筋に水素が侵入し、ある時間が経過した後に脆性破壊が生じることがある。このような脆性破壊は遅れ破壊と呼ばれ、これを防止するには内部鉄筋としてPC鋼線を用いることが好ましい。しかしながら、PC鋼線では、結晶面が年輪状に配置されているため、表面に大きな凹凸を付けることが困難であり、それゆえにコンクリート本体に対して滑りやすい、という問題がある。このような問題は、プレストレストコンクリート柱に限られず、他の形状を有するプレストレストコンクリート構造体においても存在する。 When cracks occur in the concrete body of a prestressed concrete column, hydrogen can penetrate the internal reinforcing bars to which a tensile load is applied, and brittle fracture can occur after a certain amount of time has passed. This type of brittle fracture is called delayed fracture, and to prevent this, it is preferable to use PC steel wire as the internal reinforcing bars. However, because the crystal faces of PC steel wire are arranged in the shape of tree rings, it is difficult to create large irregularities on the surface, which poses the problem that the wire is prone to slipping against the concrete body. This problem is not limited to prestressed concrete columns, but also exists in prestressed concrete structures of other shapes.

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、プレストレストコンクリート構造体に用いられ、コンクリート本体に対するPC鋼線の把持力を向上させた緊張材、当該緊張材を備えるプレストレストコンクリート構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made based on this background, and aims to provide a tension member used in a prestressed concrete structure that improves the gripping force of the PC steel wire on the concrete body, a prestressed concrete structure equipped with the tension member, and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するために、本発明に係る緊張材は、
プレストレストコンクリート構造体のコンクリート本体に埋設される緊張材であって、
高強度鋼で形成されたPC鋼線と、
前記PC鋼線の少なくとも一端側の周面領域に設けられ、前記PC鋼線の表面に螺旋状に巻き付けられた状態で接着剤により接着され、前記コンクリート本体に対する前記PC鋼線の滑りを抑制するように前記PC鋼線の表面に凹凸を形成する線材と、
備える。
In order to achieve the above object, the tendon according to the present invention comprises:
A tendon embedded in a concrete body of a prestressed concrete structure,
PC steel wire made of high strength steel ;
a wire provided in a peripheral region on at least one end side of the PC steel wire, wound in a spiral shape on the surface of the PC steel wire and bonded with an adhesive, the wire forming irregularities on the surface of the PC steel wire so as to suppress slippage of the PC steel wire relative to the concrete body;
Prepare.

本発明によれば、プレストレストコンクリート構造体に用いられ、コンクリート本体に対するPC鋼線の把持力を向上させた緊張材、当該緊張材を備えるプレストレストコンクリート構造体及びその製造方法を提供できる。 The present invention provides a tension member used in a prestressed concrete structure that improves the gripping force of the PC steel wire against the concrete body, a prestressed concrete structure that includes the tension member, and a method for manufacturing the same.

(a)は、本発明の実施の形態に係るプレストレストコンクリート柱の構成を示す正面図であり、(b)は、(a)のプレストレストコンクリート柱をA-A線で切断した断面図である。FIG. 1A is a front view showing the configuration of a prestressed concrete column according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the prestressed concrete column of FIG. 1A taken along line A-A. 本発明の実施の形態に係る緊張材の一部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a portion of a tendon according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るプレストレストコンクリート柱の製造方法の流れを示すフローチャートである。2 is a flowchart showing the flow of a method for manufacturing a prestressed concrete column according to an embodiment of the present invention. 本発明の変形例に係る緊張材の一部の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a portion of a tendon according to a modified example of the present invention. 実施例の引張試験で用いた各試験体を撮影した図である。FIG. 2 is a photograph of each test specimen used in the tensile test of the examples. 実施例の引張試験で試験体をコンクリートに埋設した様子を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a test specimen is embedded in concrete in a tensile test of the embodiment. 実施例の引張試験で用いた万能試験装置を撮影した図である。FIG. 2 is a photograph of a universal testing machine used in the tensile tests of the examples.

以下、本発明の実施の形態に係る緊張材、プレストレストコンクリート構造体及びその製造方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面では、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。実施の形態では、プレストレストコンクリート構造体としてプレストレストコンクリート柱を用いる場合を例に説明する。 The following describes in detail the tendons, prestressed concrete structures, and manufacturing methods thereof according to the embodiments of the present invention with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent parts are given the same reference numerals. In the embodiments, the case where a prestressed concrete column is used as the prestressed concrete structure will be described as an example.

実施の形態に係るプレストレストコンクリート柱は、長尺なコンクリート本体に緊張力(引張力)を加えられた状態で埋め込まれた緊張材が縮もうとする力を利用してコンクリート本体に圧縮荷重を加えたコンクリート柱である。ここで長尺とは、円柱状の物体が径方向よりも長手方向に長いことを意味する。実施の形態に係るプレストレストコンクリート柱では、コンクリート本体に作用する引張荷重を打ち消すことで耐荷重性を向上させている。 The prestressed concrete column according to the embodiment is a concrete column in which a compressive load is applied to a long concrete body by utilizing the force of the embedded tendons trying to shrink while tension (tensile force) is applied to the concrete body. Here, "long" means that the cylindrical object is longer in the longitudinal direction than in the radial direction. In the prestressed concrete column according to the embodiment, the load-bearing capacity is improved by canceling out the tensile load acting on the concrete body.

図1(a)に示すように、プレストレストコンクリート柱1は、硬化したコンクリートで成形されたコンクリート本体2を備え、元口側から末口側に向かって徐々に細くなるように円錐台形状に形成されている。コンクリートは、例えば、骨材、粗骨、水、セメント等を混合した材料である。骨材は、砂利のような粗骨材と砂のような細骨材との少なくとも一方を含んでいる。コンクリートは、粗骨材を含まないモルタルであってもよく、細骨材を含まないセメントであってもよい。 As shown in FIG. 1(a), a prestressed concrete column 1 has a concrete body 2 formed from hardened concrete, and is formed into a truncated cone shape that gradually tapers from the base end to the end end. Concrete is a material that is a mixture of aggregate, coarse bone, water, cement, etc. The aggregate contains at least one of coarse aggregate such as gravel and fine aggregate such as sand. The concrete may be mortar that does not contain coarse aggregate, or cement that does not contain fine aggregate.

図1(b)に示すように、コンクリート本体2の内部には、長手方向に延びる空洞が形成され、その径方向断面が円環状に形成されている。プレストレストコンクリート柱1は、いずれもコンクリート本体2の内部に埋設された緊張材3、非緊張材4及び螺旋筋(図示せず)を備える。緊張材3、非緊張材4及び螺旋筋の本数は、プレストレストコンクリート仕様に応じて適宜選択すればよい。 As shown in FIG. 1(b), a cavity extending in the longitudinal direction is formed inside the concrete body 2, and its radial cross section is formed in a circular ring shape. Each prestressed concrete column 1 includes tension members 3, non-tension members 4, and spiral reinforcement (not shown) embedded inside the concrete body 2. The numbers of tension members 3, non-tension members 4, and spiral reinforcement may be appropriately selected according to the prestressed concrete specifications.

緊張材3は、プレストレストコンクリート柱1の全長にわたって長手方向に延び、緊張力が加えられた状態でコンクリート内に埋設され、コンクリートの硬化後に緊張力を取り除くことで、コンクリート本体2に圧縮荷重を加えている。非緊張材4は、補助筋とも呼ばれ、緊張力が加えられない状態でコンクリート本体2に埋設されている。螺旋筋は、スパイラル筋とも呼ばれ、一定のピッチで緊張材3及び非緊張材4の周りに巻かれた状態でコンクリート本体2に埋設され、コンクリート本体2がせん断荷重により破損することを防止する。 The tension members 3 extend longitudinally over the entire length of the prestressed concrete column 1 and are embedded in the concrete under tension; the tension is removed after the concrete hardens, applying a compressive load to the concrete body 2. The non-tension members 4 are also called auxiliary reinforcements and are embedded in the concrete body 2 under no tension. The helical reinforcements are also called spiral reinforcements and are embedded in the concrete body 2 wrapped around the tension members 3 and non-tension members 4 at a fixed pitch, preventing the concrete body 2 from being damaged by shear loads.

図2に示すように、緊張材3は、PC鋼線3aと、PC鋼線3aの少なくとも両端側の周面領域にそれぞれ設けられ、緊張材3の表面に凹凸を生じさせる付加部材3bと、を備える。PC鋼線3aは、高強度鋼で形成され、圧延加工、例えば、冷間圧延により得られる。PC鋼線3aでは、結晶面が年輪状となるように結晶方位が揃っているため、鋼棒に焼入れ処理及び焼き戻し処理を行うことにより得られるPC鋼棒と比較して遅れ破壊が発生しにくいという利点を有する。 As shown in FIG. 2, the tension member 3 comprises a PC steel wire 3a and additional members 3b that are provided on at least both ends of the peripheral area of the PC steel wire 3a and create unevenness on the surface of the tension member 3. The PC steel wire 3a is made of high-strength steel and is obtained by rolling, for example, cold rolling. The crystal orientation of the PC steel wire 3a is aligned so that the crystal planes are in the shape of annual rings, and therefore has the advantage that delayed fracture is less likely to occur compared to PC steel bars obtained by subjecting steel bars to quenching and tempering treatments.

遅れ破壊は、一定の引張荷重が加えられている鋼材中の微少な空隙に水素が入り込むことで、ある時間が経過した後に突如として起こる脆性破壊である。PC鋼棒は、マルテンサイト鋼で形成されているため、水素が不均一に入り込み、局所的に脆くなった部位から破壊するのに対し、PC鋼線3aは、層状に構成された組織を有するパーライト鋼で形成されているため、水素が層内に均等に入り込み、き裂が進展しづらい。 Delayed fracture is a type of brittle fracture that occurs suddenly after a certain amount of time has passed, when hydrogen penetrates tiny voids in steel material to which a certain tensile load is applied. PC steel bars are made of martensitic steel, so hydrogen penetrates unevenly and fractures occur at locally brittle areas, whereas PC steel wire 3a is made of pearlitic steel with a layered structure, so hydrogen penetrates evenly within the layers and cracks are less likely to propagate.

付加部材3bは、コンクリート本体2に対する摩擦抵抗を増大させ、コンクリート本体2に対するPC鋼線3aの滑りを抑制する滑り抑制手段の一例である。緊張材3の表面の凹凸を深くするほど、コンクリート本体2に対する把持力を大きくできる。PC鋼線3aの表面に付加部材3bを付加したことによる凹凸の深さは、少なくとも0.3mm以上であることが好ましい。 The additional member 3b is an example of a slippage prevention means that increases the frictional resistance against the concrete body 2 and prevents the PC steel wire 3a from slipping against the concrete body 2. The deeper the unevenness of the surface of the tendon 3, the greater the gripping force on the concrete body 2. It is preferable that the depth of the unevenness caused by adding the additional member 3b to the surface of the PC steel wire 3a is at least 0.3 mm.

付加部材3bは、例えば、緊張材3の表面に螺旋状に巻かれた針金である。針金は、PC鋼線3aの表面に螺旋状に巻き付けられた状態で接着されるロープの一例である。PC鋼線3aの表面に金属用接着剤を塗布し、その状態でPC鋼線3aの表面に針金を螺旋状に巻いて接着させるとよい。耐塩コンクリート柱においては、被覆されたPC鋼線(被覆鋼線)の両端部における被覆を剥いた後に、同様の手順でPC鋼線表面に金属用接着剤を塗布し、その上に付加部材3bを接着すればよい。 The additional member 3b is, for example, a wire wound in a spiral shape on the surface of the tension member 3. The wire is an example of a rope that is attached in a spirally wrapped state to the surface of the PC steel wire 3a. A metal adhesive may be applied to the surface of the PC steel wire 3a, and in that state, the wire may be wound in a spiral shape and attached to the surface of the PC steel wire 3a. In salt-resistant concrete columns, after removing the coating from both ends of the coated PC steel wire (coated steel wire), a metal adhesive may be applied to the surface of the PC steel wire in a similar manner, and the additional member 3b may be attached on top of the coating.

なお、PC鋼線3aは非常に硬いため、かなりの高温下でなければPC鋼線3aに対して金属部材を溶接することが困難である。また、PC鋼線3aに対して金属部材を溶接できたとしても、溶接によりPC鋼線3aが熱影響を受け、PC鋼線3aの強度が低下し、破断しやすくなる。このため、PC鋼線3aの表面に針金を設ける際には、接着剤のような熱影響を与えない手段を用いることが好ましい。 In addition, because the PC steel wire 3a is very hard, it is difficult to weld metal members to the PC steel wire 3a unless it is subjected to extremely high temperatures. Even if it is possible to weld metal members to the PC steel wire 3a, the PC steel wire 3a is subject to thermal effects from the welding, reducing the strength of the PC steel wire 3a and making it more susceptible to breakage. For this reason, when attaching wire to the surface of the PC steel wire 3a, it is preferable to use a means that does not have a thermal effect, such as an adhesive.

金属用接着剤は、金属同士を接着可能な接着剤であり、例えば、2液混合型アクリル樹脂系の接着剤である。針金は、金属を細長く糸状に延ばした線材であり、例えば、アルミ、鉄、銅、ステンレスで形成され、できればPC鋼線3aと同一又は同等の素材で形成されることが好ましい。針金の直径は、例えば、3mm以上であることが好ましい。針金の表面には、例えば、亜鉛などのめっきが施されてもよい。 The metal adhesive is an adhesive capable of bonding metals together, for example a two-liquid mixed acrylic resin adhesive. The wire is a metal material stretched into a long, thin thread shape, and is made of, for example, aluminum, iron, copper, or stainless steel, and is preferably made of the same or equivalent material as the PC steel wire 3a. The diameter of the wire is preferably, for example, 3 mm or more. The surface of the wire may be plated with, for example, zinc.

付加部材3bが設けられる領域は、緊張材3の両端側の周面領域である。これは、プレストレストコンクリート柱において緊張材3の滑りが発生しやすいのが緊張材3の両端部であるためである。付加部材3bが設けられる領域の長さは、例えば、10cm~50cmの範囲内である。付加部材3bは、緊張材3の先端面及び基端面から一定長さだけ離れた周面領域に設置するとよい。例えば、緊張材3の先端面及び基端面から10cm離れた位置から50cm離れた位置までの範囲に設置するとよい。このようにするのは、緊張材3の末口側及び元口側のそれぞれに、プレストレストコンクリート柱の製造時に定着装置の定着板が取り付けられるためである。 The area where the additional member 3b is provided is the peripheral area on both ends of the tendon 3. This is because the tendon 3 is prone to slip at both ends of the tendon 3 in prestressed concrete columns. The length of the area where the additional member 3b is provided is, for example, within a range of 10 cm to 50 cm. The additional member 3b may be provided in a peripheral area a certain length away from the tip and base ends of the tendon 3. For example, it may be provided in a range from 10 cm away to 50 cm away from the tip and base ends of the tendon 3. This is because the fixing plates of the fixing device are attached to the end and butt ends of the tendon 3 when the prestressed concrete column is manufactured.

PC鋼線3aに付加部材3bを設けた場合、PC鋼線3aに付加部材3bを設けない場合と比較してPC鋼線3aが耐えられる曲げ荷重が3倍~8倍程度まで増加し、コンクリート本体2に対する把持力が向上する。このため、緊張材3として径の太いPC鋼線3aを用いて配筋数を少なくすることが可能となり、プレストレストコンクリート柱1の製造が容易になる。また、緊張材3の表面に接着剤をコーティングすることにより錆止め効果も得られる。 When the additional member 3b is provided to the PC steel wire 3a, the bending load that the PC steel wire 3a can withstand increases by about three to eight times compared to when the additional member 3b is not provided to the PC steel wire 3a, and the gripping force on the concrete body 2 is improved. This makes it possible to use a PC steel wire 3a with a large diameter as the tendon 3 and reduce the number of reinforcements, making it easier to manufacture the prestressed concrete column 1. In addition, coating the surface of the tendon 3 with an adhesive also provides an anti-rust effect.

以下、コンクリート本体2に対する把持力を向上させると緊張材3の配筋数を低減できる理由を説明する。プレストレストコンクリート柱1の強度を確保するには、PC鋼線3aの許容張力とPC鋼線3aのコンクリート本体2に対する把持力の両方を確保する必要がある。PC鋼線3aの許容張力はPC鋼線3aの断面積に比例し、コンクリート本体2に対する把持力はPC鋼線3aの表面積に比例している。このため、PC鋼線3aの許容張力を2倍にしても、コンクリート本体2に対する把持力は√2倍にしかならない。 Below, we will explain why improving the gripping force on the concrete body 2 makes it possible to reduce the number of reinforcing bars in the tendon 3. To ensure the strength of the prestressed concrete column 1, it is necessary to ensure both the allowable tension of the PC steel wire 3a and the gripping force of the PC steel wire 3a on the concrete body 2. The allowable tension of the PC steel wire 3a is proportional to the cross-sectional area of the PC steel wire 3a, and the gripping force on the concrete body 2 is proportional to the surface area of the PC steel wire 3a. For this reason, even if the allowable tension of the PC steel wire 3a is doubled, the gripping force on the concrete body 2 will only be √2 times as large.

PC鋼線3aがコンクリート本体2に対する把持力を得るには、PC鋼線3aの表面積を確保する必要があり、そのためには、できるだけ太いPC鋼線を用いることが好ましい。しかしながら、太いPC鋼線では、プレストレストコンクリート柱1の製造工程でプレストレスを転化する際にコンクリート本体2に対してPC鋼線3aの滑りが生じてしまうといった問題が生じる。このため、製造時の不都合を回避するには、細いPC鋼線を用いる必要があり、このような場合にPC鋼線3aの表面積を確保しようとすると、許容張力の観点からは過剰な配筋数が必要となる。PC鋼線3aの表面に滑り防止手段を設けると、コンクリート本体2に対する把持力が飛躍的に増大するため、PC鋼線3aの表面積が低減しても、コンクリート本体2に対する必要な把持力を確保でき、結果としてPC鋼線3aの許容張力を確保しつつ配筋数を低減できる。 In order for the PC steel wire 3a to obtain a gripping force against the concrete body 2, it is necessary to secure the surface area of the PC steel wire 3a, and for this purpose, it is preferable to use PC steel wires that are as thick as possible. However, with thick PC steel wires, problems occur in that the PC steel wires 3a slip against the concrete body 2 when the prestress is converted in the manufacturing process of the prestressed concrete column 1. For this reason, in order to avoid inconveniences during manufacturing, it is necessary to use thin PC steel wires, and in such cases, if an attempt is made to secure the surface area of the PC steel wires 3a, an excessive number of reinforcements is required from the perspective of the allowable tension. If a slip prevention means is provided on the surface of the PC steel wires 3a, the gripping force against the concrete body 2 increases dramatically, so that even if the surface area of the PC steel wires 3a is reduced, the necessary gripping force against the concrete body 2 can be secured, and as a result, the number of reinforcements can be reduced while securing the allowable tension of the PC steel wires 3a.

なお、耐塩コンクリート柱でも、同様にコンクリート本体2に対して被覆鋼線の滑りが起きるため、同様の問題が生じるが、被覆鋼線の被覆を剥がしてPC鋼線表面に滑り防止手段を設けることで、この問題を解決することができる。
以上が、プレストレストコンクリート柱1の構成である。
The same problem occurs in salt-resistant concrete columns because the coated steel wire also slips against the concrete body 2. However, this problem can be solved by removing the coating from the coated steel wire and providing an anti-slip means on the surface of the PC steel wire.
The above is the structure of the prestressed concrete column 1.

(製造方法)
次に、図3のフローチャートを参照して、実施の形態に係るプレストレストコンクリート柱1の製造方法を説明する。以下、プレストレストコンクリート柱1を遠心成形法で製造する場合を例に説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the prestressed concrete column 1 according to the embodiment will be described with reference to the flow chart of Fig. 3. Hereinafter, the method for manufacturing the prestressed concrete column 1 by the centrifugal molding method will be described as an example.

まず、緊張材3、非緊張材4及び螺旋筋で構成された補強材をかご状に組み立てる(ステップS1)。この工程では、緊張材3の両端部に緊張力を付加する定着装置の各定着板を固定する。緊張材3には、PC鋼線3aの両端側の周面領域に付加部材3bがそれぞれ設けられているが、付加部材3bは、緊張材3の先端面及び基端面から一定長さだけ離れた周面領域に設けられているため、PC鋼線3aの両端部に定着板を固定できる。 First, the reinforcing material consisting of the tension members 3, non-tension members 4, and spiral muscles is assembled into a cage shape (step S1). In this process, the fixing plates of the fixing device that applies tension to both ends of the tension members 3 are fixed. The tension members 3 are provided with additional members 3b on the peripheral area on both ends of the PC steel wire 3a, and the additional members 3b are provided on the peripheral area a certain length away from the tip and base end faces of the tension members 3, so that the fixing plates can be fixed to both ends of the PC steel wire 3a.

次に、ステップS1の工程で組み立てた補強材のかごを内部に収容した状態でコンクリート成形用の型枠を組み立てる(ステップS2)。型枠は、例えば、互いに分離可能で長手方向に対向する一対の型枠片を備え、一方の型枠片内に補強材のかごを配置し、他方の型枠片を一方の型枠片に被せることで、その内部に補強材のかごを収容できる。 Next, a formwork for concrete molding is assembled with the cage of reinforcing material assembled in step S1 housed inside (step S2). The formwork, for example, includes a pair of formwork pieces that are separable from each other and opposed in the longitudinal direction, and the cage of reinforcing material can be housed inside one of the formwork pieces by placing the cage of reinforcing material inside one of the formwork pieces and covering the other formwork piece with the cage of reinforcing material.

次に、元口側の定着板に牽引装置を取り付け、元口側の定着板が末口側の定着板から離れるように緊張材3を牽引することで、緊張材3に緊張力を加える(ステップS3)。各定着板が型枠の両端部にそれぞれ装着され、緊張材3に緊張力が加えられた状態を維持できる。 Next, a traction device is attached to the butt-side fixing plate, and tension is applied to the tension member 3 by pulling the butt-side fixing plate away from the tail-side fixing plate (step S3). Each fixing plate is attached to both ends of the formwork, and tension is maintained in the tension member 3.

次に、緊張材3に緊張力が加えられた状態で型枠内にコンクリートを注入し、型枠に接続された遠心機で型枠を長手方向に延びる軸周りに回転させることで、型枠内でコンクリートの遠心締固めを行う(ステップS4)。このとき、PC鋼線3aと付加部材3bとの間の隙間を埋めるようにコンクリートが流れ込む。 Next, concrete is poured into the formwork while tension is being applied to the tendons 3, and the formwork is rotated around an axis extending in the longitudinal direction by a centrifuge connected to the formwork, thereby centrifugal compacting the concrete within the formwork (step S4). At this time, the concrete flows in to fill the gap between the PC steel wires 3a and the additional members 3b.

次に、ステップS4の工程で生成された断面円環状のコンクリートに対して蒸気養生を行う(ステップS5)。これにより補強材が埋設された状態でコンクリート本体2が成形される。 Next, steam curing is performed on the concrete with a circular cross section produced in step S4 (step S5). This results in the concrete body 2 being formed with the reinforcing material embedded in it.

次に、緊張材3の両端から定着装置の各定着板を取り外すことで、緊張力が加えられた緊張材3により成形されたコンクリート本体2にプレストレスを導入する(ステップS6)。緊張材3の両端側の周面領域に付加部材3bがそれぞれ設けられているため、付加部材3bがコンクリート本体2に食い込み、コンクリート本体2に対する緊張材3の滑りを抑制できる。 Next, the fixing plates of the fixing device are removed from both ends of the tension member 3 to introduce prestress into the concrete body 2 formed by the tension member 3 (step S6). Since additional members 3b are provided on the peripheral areas on both ends of the tension member 3, the additional members 3b bite into the concrete body 2, suppressing slippage of the tension member 3 relative to the concrete body 2.

次に、コンクリート本体2から型枠を取り外す脱型を行い(ステップS7)、全ての工程が終了する。
以上が、プレストレストコンクリート柱1の製造方法の流れである。
Next, the formwork is removed from the concrete body 2 (step S7), and all the steps are completed.
The above is the flow of the manufacturing method for the prestressed concrete column 1.

以上説明したように、実施の形態に係る緊張材3は、PC鋼線3aと、PC鋼線3aの少なくとも両端側の周面領域にそれぞれ設けられ、コンクリート本体2に対するPC鋼線3aの滑りを抑制する付加部材3bと、を備える。このため、コンクリート本体2に対するPC鋼線3aの把持力を向上させることができる。これによりプレストレストコンクリート柱1に曲げ荷重が加えられた場合におけるコンクリート本体2のひび割れを一層抑制できる。 As described above, the tension member 3 according to the embodiment comprises a PC steel wire 3a and additional members 3b that are provided on at least both ends of the peripheral area of the PC steel wire 3a and suppress slippage of the PC steel wire 3a relative to the concrete body 2. This improves the gripping force of the PC steel wire 3a relative to the concrete body 2. This further suppresses cracking of the concrete body 2 when a bending load is applied to the prestressed concrete column 1.

本発明は上記実施の形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and the following modifications are also possible.

(変形例)
上記実施の形態では、PC鋼線3aの両端側の周面領域にそれぞれ設けられ付加部材3bを設けていたが、本発明はこれに限られない。PC鋼線3aの一端側の周面領域だけに付加部材3bを設けてもよく、PC鋼線3aの周面全体に付加部材3bを設けてもよい。PC鋼線3aの一端側は、末口側及び元口側のいずれであってもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the additional members 3b are provided on the peripheral areas of both ends of the PC steel wire 3a, but the present invention is not limited to this. The additional members 3b may be provided only on the peripheral area of one end of the PC steel wire 3a, or may be provided on the entire peripheral surface of the PC steel wire 3a. The one end of the PC steel wire 3a may be either the end side or the butt side.

上記実施の形態では、PC鋼線3aに滑り抑制手段を設けるために表面に金属用接着剤を塗布し、その上に針金を螺旋状に巻いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、針金の代わりにアルカリに対する耐食性を有するロープ、例えば、繊維強化プラスチック製のロープを巻いてもよい。 In the above embodiment, a metal adhesive is applied to the surface of the PC steel wire 3a to provide anti-slip means, and wire is wound in a spiral shape on top of the adhesive, but the present invention is not limited to this. For example, instead of wire, a rope that is resistant to corrosion by alkali, such as a rope made of fiber-reinforced plastic, may be wound.

上記実施の形態では、滑り抑制手段として螺旋状の針金からなる付加部材3bをPC鋼線3aに接着していたが、本発明はこれに限られない。例えば、付加部材3bをリング状部材とし、複数のリング状部材をPC鋼線3aの長手方向に並べて接着してもよい。また、図4に示すように滑り抑制手段として粒状体3cを用いてもよい。粒状体3cは、例えば、砂、砂利で構成されている。粒状体3cをPC鋼線3aの表面に接着させるには、PC鋼線3aの表面に金属用接着剤を塗布し、その上から粒状体3cを振りかけるか、粒状体3cを入れた容器内でPC鋼線3aを転がせばよい。 In the above embodiment, the additional member 3b made of a spiral wire is adhered to the PC steel wire 3a as a slip prevention means, but the present invention is not limited to this. For example, the additional member 3b may be a ring-shaped member, and multiple ring-shaped members may be aligned and adhered in the longitudinal direction of the PC steel wire 3a. Also, as shown in FIG. 4, granular material 3c may be used as a slip prevention means. The granular material 3c may be composed of, for example, sand or gravel. To adhere the granular material 3c to the surface of the PC steel wire 3a, a metal adhesive may be applied to the surface of the PC steel wire 3a, and the granular material 3c may be sprinkled on top of it, or the PC steel wire 3a may be rolled in a container containing the granular material 3c.

上記実施の形態では、補強材として緊張材3、非緊張材4及び螺旋筋を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、さほど強度が要求されない仕様のプレストレストコンクリート柱1であれば、非緊張材4を省略してもよい。また、元口側の非緊張材4をそのままとし、末口側の非緊張材4を省略してもよい。 In the above embodiment, the tension members 3, non-tension members 4, and spiral reinforcement are used as reinforcing materials, but the present invention is not limited to this. For example, if the prestressed concrete column 1 does not require high strength, the non-tension members 4 may be omitted. Also, the non-tension members 4 on the butt end side may be left as they are, and the non-tension members 4 on the tail end side may be omitted.

上記実施の形態では、緊張材3をプレストレストコンクリート柱に適用していたが、本発明はこれに限られない。例えば、プレストレストコンクリート柱以外のコンクリート構造体、例えば、橋梁の橋脚、橋台、橋桁に適用してもよい。 In the above embodiment, the tendon 3 is applied to a prestressed concrete column, but the present invention is not limited to this. For example, it may be applied to concrete structures other than prestressed concrete columns, such as bridge piers, abutments, and bridge girders.

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above embodiments are examples, and the present invention is not limited to these, and various embodiments are possible without departing from the spirit of the invention described in the claims. The components described in the embodiments and variations can be freely combined. Furthermore, inventions equivalent to the inventions described in the claims are also included in the present invention.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例では、プレストレストコンクリート柱に用いる緊張材の試験体を作成し、それぞれの試験体に対して引張試験を実施した。引張試験に供した試験体A~Hは図5に示すとおりである。なお、図5では、2本のPC鋼線が並べられ、互いに接続しているように見えるが、2本のPC鋼線は、撮影のためにバンドや固定具により仮止めされているだけである。 In the examples, specimens of tendons used in prestressed concrete columns were created, and tensile tests were conducted on each specimen. Specimens A to H used in the tensile tests are shown in Figure 5. Note that in Figure 5, two PC steel wires appear to be lined up and connected to each other, but they are only temporarily secured by bands and fixtures for the purpose of photographing.

試験体A、B、E、Fは、PC鋼線の表面に接着剤で螺旋状に巻かれた針金を接着したものである。試験体A、Bと試験体E、Fとは、それぞれ針金の径が同一である。試験体Dは、PC鋼線の表面に接着剤で砂利を接着したものである。いずれも接着剤としては、セメダイン株式会社製のメタルロック(登録商標)を用いた。試験体Cは、付加部材が設けられていないPC鋼線(ノーマル品)である。試験体G、Hは、PC鋼線の表面に接着剤を用いずに電柱の支線を巻き付けたものである。 Specimens A, B, E, and F have a spirally wound wire attached to the surface of the PC steel wire with adhesive. The diameter of the wire is the same for specimens A and B and specimens E and F. Specimen D has gravel attached to the surface of the PC steel wire with adhesive. Metallock (registered trademark) manufactured by Cemedine Co., Ltd. was used as the adhesive for all specimens. Specimen C is a PC steel wire (normal product) with no additional components. Specimens G and H have a pole support wire wrapped around the surface of the PC steel wire without the use of adhesive.

具体的な試験手順は以下のとおりである。まず、図6に示すように、2本のPC鋼線を平行に並べた状態でプラスチック製の型枠用パイプにセットし、型枠用パイプ内にコンクリートを流し込んで硬化させた。このとき2本のPC鋼線は、互いに対して対向する側の端部がコンクリートから露出するように配置した。コンクリートを流し込んでから28日経過後にコンクリートが硬化していることを確認し、それぞれの試験体A~Hに対して引張試験を実施した。引張試験では、図7に示す万能試験装置に試験体A~Hをそれぞれ装着し、平行に並べられた2本のPC鋼線を互いに離れるように牽引することで、各試験体A~Hの耐荷重を計測した。付着強度は、付着引張強度を表面積で割って算出した値と、土木学会のコンクリート標準示方書(土木学会式)で算出した値とを併記した。 The specific test procedure is as follows. First, as shown in Figure 6, two PC steel wires were set in parallel in a plastic formwork pipe, and concrete was poured into the formwork pipe and allowed to harden. The two PC steel wires were arranged so that the ends facing each other were exposed from the concrete. 28 days after pouring, the concrete was confirmed to have hardened, and a tensile test was performed on each of the test specimens A to H. In the tensile test, each of the test specimens A to H was attached to the universal testing device shown in Figure 7, and the two PC steel wires arranged in parallel were pulled away from each other to measure the load-bearing capacity of each of the test specimens A to H. The bond strength was calculated by dividing the bond tensile strength by the surface area, and the value calculated according to the Japan Society of Civil Engineers' Standard Specifications for Concrete (Japan Society of Civil Engineers formula) was also shown.

その結果、図5に示すように、針金を巻き付けた試験体A,B、E、Fや砂利を塗布した試験体Dの方が、ノーマル品の試験体Cに比べて耐荷重(付着引張強度)が大きいことが判明した。また、同径の針金を巻き付けた試験体A、Bと試験体E、Fとをそれぞれを比較すると、接着剤の量が多い方が、耐荷重が大きいことも判明した。この要因は、接着剤の量そのものが影響したというより、大量の接着剤により部材がPC鋼線にしっかり固定され、その結果として抵抗性が増大したためであると考えられる。そのことを示すように接着剤を用いずに支線を巻き付けた試験体G、Hでは、ノーマル品である試験体Cとさほど変わらない耐荷重しか得られなかった。 As a result, as shown in Figure 5, it was found that specimens A, B, E, and F, which were wrapped with wire, and specimen D, which was coated with gravel, had a higher load-bearing capacity (adhesive tensile strength) than specimen C, which was a normal product. In addition, when specimens A and B, which were wrapped with wire of the same diameter, were compared with specimens E and F, it was found that the load-bearing capacity was higher when a larger amount of adhesive was used. This was not due to the amount of adhesive itself, but rather to the fact that the components were firmly fixed to the PC steel wire by the large amount of adhesive, resulting in increased resistance. As evidence of this, specimens G and H, which were wrapped with support wires without adhesive, only achieved a load-bearing capacity not much different from that of specimen C, which was a normal product.

1 プレストレストコンクリート柱
2 コンクリート本体
3 緊張材
3a PC鋼線
3b 付加部材
3c 粒状体
1 Prestressed concrete column 2 Concrete body 3 Tendon 3a PC steel wire 3b Additional member 3c Granular material

Claims (6)

プレストレストコンクリート構造体のコンクリート本体に埋設される緊張材であって、
高強度鋼で形成されたPC鋼線と、
前記PC鋼線の少なくとも一端側の周面領域に設けられ、前記PC鋼線の表面に螺旋状に巻き付けられた状態で接着剤により接着され、前記コンクリート本体に対する前記PC鋼線の滑りを抑制するように前記PC鋼線の表面に凹凸を形成する線材と、
備える緊張材。
A tendon embedded in a concrete body of a prestressed concrete structure,
PC steel wire made of high strength steel ;
a wire provided in a peripheral region on at least one end side of the PC steel wire, wound in a spiral shape on the surface of the PC steel wire and bonded with an adhesive, the wire forming irregularities on the surface of the PC steel wire so as to suppress slippage of the PC steel wire relative to the concrete body;
Tension material provided.
前記線材は、前記PC鋼線の両端側の周面領域だけに取り付けられている、The wire is attached only to the peripheral areas on both ends of the PC steel wire.
請求項1に記載の緊張材。The tendon according to claim 1 .
前記線材は、針金であり、The wire is a wire,
前記接着剤は、金属用接着剤である、The adhesive is a metal adhesive.
請求項1に記載の緊張材。The tendon according to claim 1 .
前記金属用接着剤は、2液混合型アクリル樹脂系の接着剤である、The metal adhesive is a two-part acrylic resin adhesive.
請求項3に記載の緊張材。The tendon according to claim 3.
コンクリート本体と、
前記コンクリート本体の内部に埋設され、前記コンクリート本体に圧縮荷重を付加する請求項1から4のいずれか1項に記載の緊張材と、
を備えるプレストレストコンクリート構造体。
A concrete body,
The tendon according to any one of claims 1 to 4, which is embedded inside the concrete body and applies a compressive load to the concrete body;
A prestressed concrete structure comprising:
請求項1から4のいずれか1項に記載の緊張材を型枠内に配置する工程と、
前記型枠内に配置された前記緊張材に対して緊張力を加える工程と、
前記緊張材に対して緊張力を加えた状態で前記型枠内にコンクリートを注入して硬化させる工程と、
を含むプレストレストコンクリート構造体の製造方法。
placing a tendon according to any one of claims 1 to 4 in a formwork;
applying tension to the tendons disposed within the formwork;
A step of pouring concrete into the formwork while applying tension to the tendons and allowing the concrete to harden;
A method for manufacturing a prestressed concrete structure comprising:
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