特許 7562806 ＰＣ鋼棒の突出防止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-27

(45)【発行日】2024-10-07

(54)【発明の名称】ＰＣ鋼棒の突出防止方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 21/00 20060101AFI20240930BHJP

   E01D 1/00 20060101ALI20240930BHJP

   E04C 5/07 20060101ALI20240930BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20240930BHJP

【ＦＩ】

E01D21/00 Z

E01D1/00 G

E04C5/07

E04G21/12 104F

E01D1/00 D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023183552

(22)【出願日】2023-10-25

【審査請求日】2023-10-25

(73)【特許権者】

【識別番号】505389695

【氏名又は名称】首都高速道路株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591216473

【氏名又は名称】一般財団法人首都高速道路技術センター

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003322

【氏名又は名称】大日本塗料株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591037960

【氏名又は名称】シーカ・ジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】蔵治 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 大介

(72)【発明者】

【氏名】井田 達郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】村上 裕真

(72)【発明者】

【氏名】岩井 渉

(72)【発明者】

【氏名】作 周平

(72)【発明者】

【氏名】関 智行

(72)【発明者】

【氏名】堀江 一志

(72)【発明者】

【氏名】山上 大智

(72)【発明者】

【氏名】高橋 良輔

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０２２１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４３５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０４７０４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－２３５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４６８４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｄ ２１／００

Ｅ０１Ｄ １／００

Ｅ０４Ｃ ５／０７

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＣ鋼棒が緊張された状態で埋設されることに基づいてプレストレスが付与されるコンクリート構造物からのＰＣ鋼棒の突出防止方法であって、
コンクリート構造物の表面において、埋設されたＰＣ鋼棒の先端部近傍を含む第１の領域に飛散防止用の透明な表面保護材を塗布又は貼付させ、
前記透明な表面保護材の上から、埋設された前記ＰＣ鋼棒の先端部近傍を含む第２の領域を覆うように透明なポリカーボネート板を配置し、
前記ポリカーボネート板を複数個所でアンカーにより前記コンクリート構造物の表面に固定する、
工程を有し、
前記第１の領域は、前記第２の領域より広い、ことを特徴とするＰＣ鋼棒の突出防止方法。

【請求項2】

前記ポリカーボネート板の厚さは、１２ｍｍ以上、且つ、１５ｍｍ以下である、請求項１に記載のＰＣ鋼棒の突出防止方法。

【請求項3】

前記表面保護材は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステルシート、及び、ガラス繊維シートの内の１つ又は複数から選択される、請求項１に記載のＰＣ鋼棒の突出防止方法。

【請求項4】

前記アンカーは、埋設された前記ＰＣ鋼棒の先端部近傍を囲うように配置される、請求項１に記載のＰＣ鋼棒の突出防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＰＣ鋼棒の突出防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高速道路等では、軽量で強靭であるという特徴を有するプレストレストコンクリート（ＰＣ）橋梁が用いられている場合がある。ＰＣ橋梁はＰＣにより建設された橋梁であって、ＰＣ鋼棒を用いてコンクリートに予め圧縮応力を与えることにより、荷重によってコンクリートに生じる引張応力を打ち消している。ＰＣ鋼棒は、鉛直方向、及び、水平方向（橋軸方向、橋軸直角方向）に配置されている。

【0003】

ＰＣ鋼棒が発錆又は腐食後に破断し、導入緊張力が急激に開放されて橋桁の側面や下部から突出し、ＰＣ鋼棒本体やコンクリート片が落下してしまうことを防止するために、コンクリート構造物の表面に補強構造を設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２２７７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の補強構造は、ステンレス製メッシュシート等の受け部材を繊維補強シートでコンクリート表面に張り付けるので、補強構造施行後は、コンクリート面の点検ができない。

【0006】

本発明は、補強構造を透明化することで、補強した部分を点検可能としたＰＣ鋼棒の突出防止方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面に係るＰＣ鋼棒が緊張された状態で埋設されることに基づいてプレストレスが付与されるコンクリート構造物からのＰＣ鋼棒の突出防止方法では、コンクリート構造物の表面において埋設されたＰＣ鋼棒の先端部近傍を含む第１の領域に飛散防止用の透明な表面保護材を塗布又は貼付し、透明な表面保護材の上から埋設されたＰＣ鋼棒の先端部近傍を含む第２の領域を覆うように透明なポリカーボネート板を配置し、ポリカーボネート板を複数個所でアンカーによりコンクリート構造物の表面に固定する、工程を有することを特徴とする。

【0008】

本発明の一側面に係るＰＣ鋼棒の突出防止方法では、第１の領域は第２の領域より広いことが好ましい。

【0009】

本発明の一側面にＰＣ鋼棒の突出防止方法では、ポリカーボネート板の厚さは、１２ｍｍ以上、且つ、１５ｍｍ以下である、ことが好ましい。

【0010】

本発明の一側面に係るＰＣ鋼棒の突出防止方法では、表面保護材は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステルシート、及び、ガラス繊維シートの内の１つ又は複数から選択される、ことが好ましい。

【0011】

本発明の一側面に係るＰＣ鋼棒の突出防止方法では、アンカーは、埋設されたＰＣ鋼棒の先端部近傍を囲うように配置される、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るＰＣ鋼棒の突出防止方法では、簡易な構成で、ＰＣ鋼棒自体の落下やコンクリート片の飛散を防止することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】プレストレスが付与されるコンクリート構造物に、ＰＣ鋼棒の突出防止方法を施した状態を示す模式図である。

【図2】（ａ）は突出防止機構の断面図であり、（ｂ）は突出防止機構の平面図である。

【図3】（ａ）は他のアンカーの配置方法を示し、（ｂ）を更に他のアンカーの配置方法を示している。

【図4】評価試験を行うための試験装置の概要を示す図である。

【図5】試験結果を示す表である。

【図6】（ａ）に実施例１の場合の評価試験後の画像を示し、（ｂ）に実施例２の場合の評価試験後の画像を示す。

【図7】（ａ）に実施例３の場合の評価試験後の画像を示し、（ｂ）に実施例４の場合の評価試験後の画像を示す。

【図8】実施例５の場合の評価試験後の画像を示す。

【図9】（ａ）に比較例１の場合の評価試験後の画像を示し、（ｂ）に比較例２の場合の評価試験後の画像を示す。

【図10】（ａ）に比較例３の場合の評価試験後の画像を示し、（ｂ）に比較例４の場合の評価試験後の画像を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0015】

図１は、プレストレスが付与されるコンクリート構造物に、ＰＣ鋼棒の突出防止方法を施した状態を示す模式図である。

【0016】

図１では、プレストレスが付与されるコンクリート構造物として、ＰＣ橋１０の断面を記載している。ＰＣ橋１０が高速道路等に利用される場合には、ＰＣ橋１０の上面１１を車両が走行することとなる。また、図１において、ＰＣ橋１０の一つの桁には、ＰＣ鋼棒２０が鉛直方向に配置されている。なお、図１では１本のＰＣ鋼棒のみを記載しているが、実際には複数本のＰＣ鋼棒が配置されていても良い。

【0017】

図１に示すように、上面１１に対してほぼ垂直方向に配置されたＰＣ鋼棒２０を鉛直ＰＣ鋼棒といい、上面１１と並行な方向に配置されたＰＣ鋼棒を横締ＰＣ鋼棒というものとする。

【0018】

ＰＣ鋼棒２０の先端部近傍で、ＰＣ橋１０の下面１２側には、突出防止機構１が配置されている。図１では明記されていないが、ＰＣ橋１０は他の橋脚等によって他の道路等の上部に固定されている場合が多い。そこで、突出防止機構１は、ＰＣ鋼棒２０が発錆又は腐食後に破断し、導入緊張力が急激に開放されてＰＣ橋１０の下面１２から突出し、鉛直ＰＣ鋼棒２０自体やコンクリート片が落下するのを防止している。

【0019】

図２（ａ）は突出防止機構１の断面図であり、図１において破線で囲ったＡの箇所の拡大図に相当する。図２（ｂ）は突出防止機構１をＰＣ橋１０の下面１２側から見た平面図である。

【0020】

図２（ａ）に示すように、突出防止機構１は、ＰＣ橋１０の下面１２上に塗布又は貼付される表面保護材２、表面保護材２の上面を覆うように配置される透明なポリカーボネート板３、ポリカーボネート板３をＰＣ橋１０の下面１２に固定する複数のアンカー４から構成される。

【0021】

表面保護材２は、ＰＣ鋼棒２０の先端がＰＣ橋１０の下面１２から突出した場合に、コンクリート片が飛散することを防止するために、ＰＣ橋１０の下面１２上に塗布又は貼付される。表面保護材２としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステルシート、及び、ガラス繊維シートの内の１つ又は複数を選択することが可能である。いずれの樹脂も、表面保護材を塗布又は貼付した後に、コンクリート構造物の表面状態が視認可能である透明なものとする。

【0022】

図２（ａ）に示すように、ＰＣ橋１０内に配置されるＰＣ鋼棒２０の先端からＰＣ橋１０の下面１２までの深さＢは「かぶり」と言い、１５～３０ｍｍに設定されている。透明なポリカーボネート板３の厚さＣは、１２～１５ｍｍに設定されている。ポリカーボネート板３が透明なことによって、ＰＣ橋１０の下面の検査時に、ＰＣ鋼棒が突出しようとしているかを容易に発見することが可能となる。

【0023】

図２（ｂ）に示すように、ＰＣ鋼棒２０の先端位置が対角線の交点に位置するようにポリカーボネート板３が６本のアンカー４によってＰＣ橋１０の下面１２に固定されている。表面保護材２の塗布又は貼付面積Ｓ１（第１の領域）は、ポリカーボネート板３の表面積Ｓ２（第２の領域）より大きくなるように設定されている。一例では、Ｓ１は７４０×６００ｍｍに、Ｓ２は５００×５００ｍｍに設定されているが、これらに限定されない。Ｓ１＞Ｓ２とすることにより、よりコンクリート片の飛散を防止できる。

【0024】

図３（ａ）は他のアンカー４の配置方法を示し、図３（ｂ）を更に他のアンカー４の配置方法を示している。

【0025】

図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ポリカーボネート板３を固定するアンカー４は、ＰＣ鋼棒２０の先端位置の周囲に配置されていればよく、６本以上で固定することが好ましいが、８本で固定してもそれ以上の本数で固定しても良い。

【0026】

図４は、評価試験を行うための試験装置の概要を示す図である。

【0027】

試験装置３０は、厚さＤのコンクリートブロック３１に固定された試験用突出防止機構１´を所定の床上等に固定するための固定台３３、重錘３４、重錘３４を試験用突出防止機構１´の中心部に正確に落下させるための落下経路構造３５等から構成される。

【0028】

重錘３４は、不図示の落下制御機構により、コンクリートブロック３１の試験用突出防止機構１´が固定された側とは反対側の所定の高さから矢印Ｅの方向に自然落下される。重錘３４は、所定の高さから自然落下された場合に発生する衝撃が、ちょうど、導入緊張力が急激に開放されて橋桁から突出したＰＣ鋼棒２０がＰＣ橋１０の下面１２に与える衝撃と同様になるように設定されている。具体的には、２００ｋｇの重錘３４を２ｍの高さから落下させて、３９２０（Ｊ）の衝撃が加わるように設定した。

【0029】

コンクリートブロック３１の中央部分には、試験用突出防止機構１´が固定された側とは反対側から直径５０ｍｍのコア３２が削孔されている。直径５０ｍｍのコア３２の先の部分Ｆを１５ｍｍ残すことによって、１５ｍｍのかぶりを再現している。実際のＰＣ橋１０では、かぶりは１５ｍｍ～３０ｍｍであるが、１５ｍｍの方の衝撃が大きいので、評価試験では、直径５０ｍｍのコア３２の先の部分Ｆを１５ｍｍとした。

【0030】

評価試験では、１０００×７４０×１５０ｍｍ（厚さＤ＝１５０ｍｍ）のコンクリートブロック３１（材料：普通ポルトランドセメント、強度：４０Ｎ／ｍｍ２、スランプ：１２±２．５ｃｍ、空気圧：４．５±１．５％、粗骨材料最大寸法：２０ｍｍ以下）に様々な形式の試験用突出防止機構１´を固定して実験を行った。

【0031】

また、ポリカーボネート板は厚さにかかわらず、透明な５００×５００ｍｍのものを利用し、表面保護材は７４０×６００ｍｍの範囲内に塗布又は貼付した。また、重錘３４の落下位置を、ポリカーボネート板の対角線のほぼ中心、且つ、表面保護材の塗布又は貼付領域の対角線のほぼ中心とした。

【0032】

なお、図４に示す評価装置は、鉛直方向、及び、水平方向（橋軸方向、橋軸直角方向）に配置されているＰＣ鋼棒に対応する試験装置であると言える。

【0033】

図５は、図４に示す評価装置を用いた評価試験の結果を示す表である。

【0034】

実施例１～実施例３の試験用突出防止機構１´では、厚さ１５ｍｍの透明なポリカーボネート板を用い、図２（ｂ）に示すように６本のアンカー４によってコンクリートブロック３１に固定し、表面保護材料として、いずれも透明なＡ材料、Ｂ材料及びＣ材料をそれぞれ使用した。Ａ材料は、ポリエステルシートを水性エポキシ樹脂でコンクリートブロック３１の表面に貼付させたものであり、Ｂ材料はウレタン樹脂を塗布したものであり、Ｃ材料はガラス繊維シートをメタアクリル樹脂でコンクリートブロック３１の表面に貼付させたものである。

【0035】

実施例１～実施例３では、重錘３４を落下させた場合でも、ポリカーボネート板に膨れは見られたが、割れることはなく、さらにコンクリートブロック３１の破片が飛散することもなく、評価結果は合格であった。図６（ａ）に実施例１の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示し、図６（ｂ）に実施例２の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示し、図７（ａ）に実施例３の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示す。

【0036】

実施例４～実施例６の試験用突出防止機構１´では、厚さ１２ｍｍの透明なポリカーボネート板を用い、図２（ｂ）に示すように６本のアンカー４によってコンクリートブロック３１に固定し、表面保護材料としていずれも透明なＡ材料、Ｂ材料及びＣ材料をそれぞれ使用した。

【0037】

実施例４～実施例６では、重錘３４を落下させた場合でも、ポリカーボネート板に膨れは見られたが、割れることはなく、さらにコンクリートブロック３１の破片が飛散することもなく、評価結果は合格であった。図７（ｂ）に実施例４の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示し、図８に実施例５の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示す。

【0038】

比較例１の試験用突出防止機構１´では、厚さ１５ｍｍの透明なポリカーボネート板を用い、図２（ｂ）に示すように６本のアンカー４によってコンクリートブロック３１に固定したが、表面保護材料を使用しなかった。重錘３４を落下させた場合でも、ポリカーボネート板に膨れは見られたが、割れることはなかった。しかしながら、コンクリートブロック３１の破片が飛散しており、結果は不合格であった。図９（ａ）に比較例１の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示す。図９（ａ）に示す様に、コンクリートブロック３１の破片が飛している。

【0039】

比較例２の試験用突出防止機構１´では、厚さ１５ｍｍの透明なポリカーボネート板を用い、図３（ｂ）に示すように８本のアンカー４によってコンクリートブロック３１に固定したが、表面保護材料を使用しなかった。重錘３４を落下させた場合でも、ポリカーボネート板に膨れは見られたが、割れることはなかった。しかしながら、コンクリートブロック３１の破片が飛散しており、結果は不合格であった。図９（ｂ）に比較例２の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示す。図９（ｂ）に示す様に、コンクリートブロック３１の破片が飛している。

【0040】

比較例３の試験用突出防止機構１´では、厚さ１５ｍｍの透明なポリカーボネート板を用い、図２（ｂ）に示すように６本のアンカー４によってコンクリートブロック３１に固定した。また、表面保護材料として透明なＡ材料を使用したが、コンクリートブロック３１の表面に塗布せずに、ポリカーボネート板をコンクリートブロック３１に固定した後に、ポリカーボネート板の上から透明なＡ材料を塗布した。重錘３４を落下させた場合、ポリカーボネート板が貫通され、コンクリートブロック３１の破片が飛散し、結果は不合格であった。図１０（ａ）に比較例３の場合の重錘３４を落下させた後のポリカーボネート板の表面の画像を示す。図１０（ａ）に示す様に、ポリカーボネート板が貫通されている。

【0041】

比較例４の試験用突出防止機構１´では、ポリカーボネート板を用いずに、代わりにガラス繊維シートを用いた。また、表面保護材料は使用しなかった。重錘３４を落下させた場合で、ガラス繊維シートが貫通され、コンクリートブロック３１の破片が飛散し、結果は不合格であった。図１０（ｂ）に比較例４の場合の重錘３４を落下させた後のガラス繊維シートの表面の画像を示す。図１０（ｂ）に示す様に、ガラス繊維シートは、剥がれてしまっている。

【0042】

図５に示す評価試験より、表面保護材をコンクリート表面に塗布又は貼付させ、その上から厚さ１２～１５ｍｍの透明なポリカーボネート板をアンカーによりコンクリート表面に固定することによって、（鉛直方向、及び、水平方向に配置された）ＰＣ鋼棒自体の突出及びコンクリート片の飛散を効果的に防止することが判明した。

【0043】

当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

【符号の説明】

【0044】

１ 突出防止機構
２ 表面保護材
３ ポリカーボネート板
４ アンカー
２０ 鉛直ＰＣ鋼棒

【要約】

【課題】本発明は、補強構造を透明化することで、補強した部分を点検可能としたＰＣ鋼棒の突出防止方法を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物の表面（１２）において埋設されたＰＣ鋼棒（２０）の先端部近傍を含む第１の領域（Ｓ２）に飛散防止用の表面保護材（２）を塗布又は貼付し、表面保護材の上から埋設されたＰＣ鋼棒の先端部近傍を含む第２の領域（Ｓ１）を覆うように透明なポリカーボネート板（３）を配置し、ポリカーボネート板を複数個所でアンカー（４）によりコンクリート構造物の表面に固定する、工程を有することを特徴とするＰＣ鋼棒の突出防止方法。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】