特開 2024-4957 構造物の構築方法および構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024004957

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】構造物の構築方法および構造物

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/12 20060101AFI20240110BHJP

   E04C 5/12 20060101ALI20240110BHJP

   E04H 7/20 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

E04G21/12 104C

E04C5/12

E04H7/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022104875

(22)【出願日】2022-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】岩本 直樹

(72)【発明者】

【氏名】松浦 正典

(72)【発明者】

【氏名】吉原 知佳

(72)【発明者】

【氏名】及川 雅司

(72)【発明者】

【氏名】笠原 玲

(72)【発明者】

【氏名】岸本 祐香

【テーマコード（参考）】

2E164

【Ｆターム（参考）】

2E164DA01

2E164DA03

2E164DA12

2E164DA26

2E164DA27

(57)【要約】

【課題】施工が容易な構造物の構築方法等を提供する。
【解決手段】PC鋼撚り線３１の束をタンクの壁体２に通し、その下端部を、タンクの基礎版１に設けられた、下方に向かって拡径する中空の拡径部１１１を有する定着部材１１の内部に挿入する。その後、定着部材１１に硬化材４ａを充填し、複数のPC鋼撚り線３１からなるPC鋼材３の下端部を定着部材１１に定着し、PC鋼材３を緊張してその上端部を壁体２に固定する。PC鋼材３の下端部ではPC鋼撚り線３１に定着体３２が設けられ、定着体３２の高さがPC鋼撚り線３１によって異なる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

緊張材の束を構造物の上部部材に通し、その下端部を、構造物の下部部材に設けられた、下方に向かって拡径する中空の拡径部を有する定着部材の内部に挿入する工程（ａ）と、
前記定着部材に硬化材を充填し、複数の前記緊張材からなるPC鋼材の下端部を前記定着部材に定着し、前記PC鋼材を緊張してその上端部を前記上部部材に固定する工程（ｂ）と、
を含み、
前記PC鋼材の下端部では前記緊張材に定着体が設けられ、前記定着体の高さが前記緊張材によって異なることを特徴とする構造物の構築方法。

【請求項2】

前記上部部材がタンクの壁体であり、前記下部部材がタンクの基礎版であることを特徴とする請求項１記載の構造物の構築方法。

【請求項3】

前記工程（ａ）において、前記PC鋼材を構成する全ての前記緊張材の束を前記構造物に通し、その下端部を前記定着部材の内部に挿入することを特徴とする請求項１または請求項２記載の構造物の構築方法。

【請求項4】

複数の緊張材からなるPC鋼材が構造物の上部部材に通され、
前記PC鋼材の下端部が、構造物の下部部材に設けられた、下方に向かって拡径する中空の拡径部を有する定着部材の内部に挿入され、
前記定着部材に硬化材が充填され、前記PC鋼材は、緊張した状態でその上端部が前記上部部材に固定され、
前記PC鋼材の下端部では前記緊張材に定着体が設けられ、前記定着体の高さが前記緊張材によって異なることを特徴とする構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物の構築方法および構造物等に関する。

【背景技術】

【0002】

タンクの壁体に縦方向のプレストレスを導入する手法として、壁体内のシースに通されたマルチストランドの下端部を、タンクの基礎版に設けた定着部材に定着したうえで、マルチストランドを緊張してその上端部を壁体に固定することが知られている。

【0003】

マルチストランドは複数本のPC鋼撚り線の束である。特許文献１には上記した定着部材の例が開示されており、拡径部を有するフラスコ状の定着部材の内部に、下端に定着体を有するPC鋼撚り線を１本ずつ挿入した後、定着部材内に硬化材を充填してマルチストランドの下端部の定着を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第3215381号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

定着体はPC鋼撚り線に対して拡径しており、PC鋼撚り線を束にしたマルチストランドの下端の径は、各PC鋼撚り線の定着体によって大きくなる。そのため、仮に、マルチストランドを構成する複数のPC鋼撚り線を一括して定着部材に挿入しようとすれば、大きな開口径を有する定着部材や太径のシース等が必要となり、必要な硬化材の量も多くなる。

【0006】

特許文献１においてPC鋼撚り線を定着部材に１本ずつ挿入するのは、主に上記の理由による。しかしながら、PC鋼撚り線を定着部材内に１本ずつ挿入するのは手間が掛かり、施工効率が低下する。

【0007】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工が容易な構造物の構築方法等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述した目的を達成するための第１の発明は、緊張材の束を構造物の上部部材に通し、その下端部を、構造物の下部部材に設けられた、下方に向かって拡径する中空の拡径部を有する定着部材の内部に挿入する工程（ａ）と、前記定着部材に硬化材を充填し、複数の前記緊張材からなるPC鋼材の下端部を前記定着部材に定着し、前記PC鋼材を緊張してその上端部を前記上部部材に固定する工程（ｂ）と、を含み、前記PC鋼材の下端部では前記緊張材に定着体が設けられ、前記定着体の高さが前記緊張材によって異なることを特徴とする構造物の構築方法である。

【0009】

第１の発明では、複数本の緊張材の束を定着部材に挿入することで、緊張材を１本ずつ挿入する場合と比較して施工効率が向上する。またPC鋼材の下端部では、各緊張材に異なる高さで定着体が設けられているため、各緊張材の下端に同一の高さで定着体が設けられた従来のマルチストランドと比較して緊張材の束としての径が小さくなり、定着部材の開口径やシースの径等を小さくしても挿入時の障害とならず、硬化材の量も減らすことができて施工が容易となる。さらに、定着体同士の相対位置を固定した状態で定着部材内に定着体を配置できるので、品質管理も容易である。

【0010】

例えば、前記上部部材はタンクの壁体であり、前記下部部材はタンクの基礎版である。
本発明の手法を用いれば、プレストレスが壁体に導入されたタンクを容易に構築することができる。

【0011】

前記工程（ａ）において、前記PC鋼材を構成する全ての前記緊張材の束を前記構造物に通し、その下端部を前記定着部材の内部に挿入することが望ましい。
このように、全ての緊張材を一括挿入することで、施工が短時間で済む。また、緊張材を１本ずつ挿入した場合には、後に挿入する緊張材が、先に挿入した緊張材に絡まり挿入不能になるリスクがあるが、そのようなリスクを避けることができる。

【0012】

第２の発明は、複数の緊張材からなるPC鋼材が構造物の上部部材に通され、前記PC鋼材の下端部が、構造物の下部部材に設けられた、下方に向かって拡径する中空の拡径部を有する定着部材の内部に挿入され、前記定着部材に硬化材が充填され、前記PC鋼材は、緊張した状態でその上端部が前記上部部材に固定され、前記PC鋼材の下端部では前記緊張材に定着体が設けられ、前記定着体の高さが前記緊張材によって異なることを特徴とする構造物である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、施工が容易な構造物の構築方法等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】タンク１０を示す図。

【図2】タンク１０の構築方法について説明する図。

【図3】PC鋼材３の断面を示す図。

【図4】各PC鋼撚り線３１に同じ高さで定着体３２が設けられた場合の断面を示す図。

【図5】定着部材１１ａを示す図。

【図6】突起１１６を示す図。

【図7】板バネ３４を示す図。

【図8】PC鋼材３を構成するPC鋼撚り線３１とその定着体３２を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0016】

（１．タンク１０）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る構築方法で構築される構造物であるタンク１０を示す図である。

【0017】

タンク１０では、下部部材である円盤状の基礎版１の上に、上部部材である円筒状の壁体２が設けられ、壁体２の上端部に鋼製屋根５が設けられる。基礎版１と壁体２はコンクリートによって構築される。

【0018】

壁体２内には縦方向のPC鋼材３が通され、これにより壁体２に縦方向のプレストレスが導入される。PC鋼材３は、緊張材である複数本のPC鋼撚り線を束にしたマルチストランドであり、壁体２の周方向に間隔を空けて複数本設けられる。特に図示しないが、壁体２内には周方向のPC鋼材も配置されており、これにより壁体２には周方向のプレストレスも導入される。

【0019】

図１（ｂ）は壁体２の厚さ方向の鉛直断面の概略を示す図である。PC鋼材３は、壁体２の内部に設けたシース２１に通され、その下端部が、基礎版１の内部に設けた定着部材１１に挿入される。定着部材１１およびシース２１の内部には、モルタル等の硬化材４ａ、４ｂ（４）が充填される。PC鋼材３は、緊張された状態で、その上端部が固定部３３によって壁体２の上に固定される。

【0020】

（２．タンク１０の構築方法）
タンク１０を構築する際は、まず図２（ａ）に示すように基礎版１を構築し、その後、基礎版１の上に壁体２を構築する。

【0021】

基礎版１は定着部材１１を埋設した状態で構築され、壁体２はシース２１を埋設した状態で構築される。定着部材１１の上端はシース２１の下端と連通している。

【0022】

本実施形態では、定着部材１１として既知のリブキャストアンカが用いられる。リブキャストアンカは、下方に向かってフラスコ状に拡径する中空の拡径部１１１と、拡径部１１１の下端から連続するように設けられるキャップ１１４とを有する。キャップ１１４は円筒状の中空部材であり、その底部が閉じられている。拡径部１１１の外周には、当該外周から外方に突出するリング状のリブ１１５が形成される。

【0023】

定着部材１１は、基礎版１の上面から所定のかぶり厚さＤを設けて埋設される。これにより、定着部材１１を基礎版１内に強固に定着させ、図１（ｂ）の壁体２に曲げや引張が生じた際に、定着部材１１の引き抜きを防止することができる。

【0024】

なお、基礎版１内には、定着部材１１内に硬化材４ａを注入するための注入孔１２と、定着部材１１内から硬化材４ａを排出するためのオーバーフロー管１３も予め設けられる。注入孔１２は、基礎版１の外面とキャップ１１４の下端部とを連通させ、オーバーフロー管１３は、基礎版１の外面と拡径部１１１の上端付近とを連通させる。注入孔１２やオーバーフロー管１３は、ホース等により形成される。

【0025】

図２（ａ）に示すように基礎版１と壁体２を構築した後、図２（ｂ）に示すように、PC鋼材３をシース２１に通し、その下端部を定着部材１１に挿入する。

【0026】

PC鋼材３の下端部では、各PC鋼撚り線３１に定着体３２が設けられる。定着体３２はPC鋼撚り線３１に対して拡径した部分であり、例えば圧着グリップ等が用いられる。

【0027】

本実施形態では、これらのPC鋼撚り線３１の定着体３２の高さがPC鋼撚り線３１によって異なり、定着体３２はPC鋼材３の下端部において異なる高さに分散して配置される。

【0028】

本実施形態では、PC鋼材３を構成する全てのPC鋼撚り線３１が結束バンド（不図示）等で結束され、束となった状態で壁体２の上からシース２１内に通され、その下端部が定着部材１１内に挿入される。

【0029】

この後、図２（ｃ）に示すように、定着部材１１にモルタル等の硬化材４ａを充填し、硬化材４ａの硬化によりPC鋼材３の下端部が定着部材１１に定着される。硬化材４ａは注入孔１２から定着部材１１内に注入され、オーバーフロー管１３から硬化材４ａが排出されたことを確認する。これにより、硬化材４ａが定着部材１１の上端付近まで確実に充填される。

【0030】

こうしてPC鋼材３の下端部の定着を行った後、PC鋼材３を緊張してその上端部を固定部３３（図１（ｂ）参照）により壁体２の上に固定する。そして、図２（ｄ）に示すように、シース２１内に硬化材４ｂを充填する。図２（ａ）～（ｄ）の符号２２は、シース２１内に硬化材４ｂを注入するための注入孔であり、ホース等により形成される。図２（ａ）～（ｄ）の例では注入孔２２を基礎版１に設けているが、壁体２に設けても良い。

【0031】

この後、鋼製屋根５などの必要な部材の設置を行うことで、図１（ａ）に示すタンク１０が構築される。

【0032】

（３．PC鋼材３の径）
図３（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、図２（ｂ）の高さＨ１～Ｈ４におけるPC鋼材３の断面を示す図である。本実施形態では、PC鋼材３が19本のPC鋼撚り線３１の束であり（図３（ａ）参照）、このうち6本のPC鋼撚り線３１の定着体３２は上段に配置され（図３（ｂ）参照）、7本のPC鋼撚り線３１の定着体３２は中段に配置され（図３（ｃ）参照）、残りの6本のPC鋼撚り線３１の定着体３２は下段に配置される（図３（ｄ）参照）。

【0033】

このように、定着体３２を高さ方向に分散して配置することで、PC鋼材３の径が大きくなるのを防止できる。すなわち、本実施形態のPC鋼材３の各高さＨ１～Ｈ４における外接円の半径Ｒ１～Ｒ４は、いずれも、図４に示すように、各PC鋼撚り線３１の定着体３２の高さを同じとした場合の外接円の半径Ｒより小さくなる。

【0034】

結果、本実施形態のPC鋼材３は定着部材１１への挿入が容易となり、定着部材１１の上端の開口径を小さくしても挿入時の障害とならない。例えば、定着部材１１の上端の開口は、図３（ａ）～（ｄ）に示すPC鋼材３の各高さＨ１～Ｈ４における外接円を包含する大きさであるが、これは、図４のPC鋼撚り線３１の外接円よりも小さくできる。またシース２１も細径化でき、必要な硬化材４ａ、４ｂ（４）の量も減らすことができる。なお、図１～図３では図示を省略しているが、PC鋼材３の下端部では、各PC鋼撚り線３１が、複数の孔を有するプレートのそれぞれの孔に通される場合もあり、これによりPC鋼撚り線３１同士の間隔が固定され、PC鋼材３の形状が保持される。

【0035】

以上説明したように、本実施形態では、複数本のPC鋼撚り線３１の束を定着部材１１に挿入することで、PC鋼撚り線３１を１本ずつ挿入する場合と比較して施工効率が向上する。またPC鋼材３の下端部では、各PC鋼撚り線３１に異なる高さで定着体３２が設けられているため、各PC鋼撚り線３１の下端に同一の高さで定着体３２が設けられた従来のマルチストランドと比較してPC鋼撚り線３１の束としての径が小さくなり、定着部材１１の開口径やシース２１の径を小さくしても挿入時の障害とならず、硬化材４ａ、４ｂ（４）の量も減らすことができて施工が容易になる。さらに、定着体３２同士の相対位置を固定した状態で定着部材１１内に定着体３２を配置できるので、品質管理も容易である。

【0036】

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば、基礎版１に埋設される定着部材１１は、下方に向かって拡径する中空の拡径部１１１を有するものであればよく、前記した形状に限らない。例えば図５の定着部材１１ａに示すように、キャップ１１４を省略し、拡径部１１１の底部を閉じた形状としてもよい。注入孔１２は、拡径部１１１の下端部と基礎版１の外面とを連通するように設けられる。

【0037】

また図６（ａ）に示すように、定着部材１１の底面に錐状の突起１１６を設け、図６（ｂ）に示すように、PC鋼撚り線３１の束を定着部材１１へ挿入した時に、当該束の下端が突起１１６により広がって前記の結束バンドが開放され、個々のPC鋼撚り線３１がばらけるようにしてもよい。これにより、PC鋼撚り線３１の定着効果が高まる。突起１１６の形状はPC鋼撚り線３１の束を広げることができるものであればよく、特に限定されない。例えば図６（ｃ）に示すように、底面を円形とした円錐状の突起１１６や、四方に突出した星形の底面を有する錘状の突起１１６を用いてもよい。

【0038】

またPC鋼撚り線３１の束の内部に、図７（ａ）に例示する板バネ３４を仕込んだ状態で、当該束を定着部材１１に挿入しても良い。板バネ３４は、弾性体である帯状の鋼板３４１を円形に丸め、その状態で水溶性ビニロンなど水溶性の結束材３４２を用いて結束したものである。図３（ｄ）に対応する図７（ｂ）の断面で示すように、板バネ３４を仕込んだPC鋼撚り線３１の束を定着部材１１に挿入した後、定着部材１１に水を注入するか、あるいは硬化材４ａとしてグラウトを定着部材１１に注入することで、結束材３４２が溶解して鋼板３４１が広がり、前記と同様、個々のPC鋼撚り線３１がばらけて定着効果が向上する。板バネ３４を仕込む高さは、例えば図２（ｂ）のＨ４で示す高さとするが、PC鋼材３の下端部であれば特に限定されない。

【0039】

また本実施形態では、PC鋼材３において定着体３２を上下３段に配置したが、定着体３２が配置される段数および各段の定着体３２の位置や数はこれに限らず、PC鋼撚り線３１の本数等に応じて適宜定めることができる。

【0040】

また本実施形態では、図８（ａ）に示すように、同一長さのPC鋼撚り線３１によってPC鋼材３を構成し、各PC鋼撚り線３１の上端および下端の高さを揃えたうえで、各PC鋼撚り線３１に定着体３２を取り付ける高さを変えているが、図８（ｂ）に示すように、PC鋼材３を構成するPC鋼撚り線３１の下端の高さを異ならせたうえで、各PC鋼撚り線３１の下端に定着体３２を設けてもよい。

【0041】

また本実施形態では、壁体２を場所打ちコンクリートによって構築しているが、工場等で予め製作されたコンクリート製のプレキャストブロックを現地で積層して壁体２を構築してもよい。

【0042】

また本実施形態では、前記の図２（ｂ）に示す工程において、PC鋼材３を構成する全てのPC鋼撚り線３１を束にして定着部材１１に一括挿入しており、これにより施工が短時間で済み、また、PC鋼撚り線３１を１本ずつ挿入した場合に、後に挿入するPC鋼撚り線３１が、先に挿入したPC鋼撚り線３１に絡まり挿入不能になるリスクを避けることができるが、PC鋼材３の一部を構成する複数本のPC鋼撚り線３１を束にして定着部材１１に挿入する工程を繰り返しても良い。

【0043】

また、本実施形態ではPC鋼材３によってタンク１０の壁体２にプレストレスが導入され、これによりプレストレスが壁体２に導入されたタンク１０を容易に構築できるが、本発明の適用対象の構造物はタンク１０に限らず、プレストレスを導入する部材を有していればよい。この部材が壁体に限られることもなく、本発明は各種の構造物に適用することが可能である。例えば橋脚の上にゴム支承を介して配置された橋桁の仮固定用途として、橋桁（上部部材）にPC鋼材３を通してその下端部を橋脚（下部部材）に設けた定着部材１１に定着し、PC鋼材３を緊張させてその上端部を橋桁に固定することも可能である。

【0044】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0045】

１：基礎版
２：壁体
３：PC鋼材
４、４ａ、４ｂ：硬化材
５：鋼製屋根
１０：タンク
１１、１１ａ：定着部材
２１：シース
３１：PC鋼撚り線
３２：定着体
３３：固定部
１１１：拡径部
１１４：キャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】