特許 7668178 構造物の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-16

(45)【発行日】2025-04-24

(54)【発明の名称】構造物の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/12 20060101AFI20250417BHJP

【ＦＩ】

E04G21/12 104A

E04G21/12 104E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021124685

(22)【出願日】2021-07-29

(65)【公開番号】P2023019735

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【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】中上 晋志

(72)【発明者】

【氏名】笠原 玲

【審査官】土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－３０３５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０１７６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２９０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３６５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２０４０９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５５－０５３１５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－２７３２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８１０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７８６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７１０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７５１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９６１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

Ｅ０４Ｃ ３／００ － ５／２０

Ｅ０４Ｈ ５／００ － ５／１２

Ｅ０４Ｈ ７／００ － ７／３２

Ｅ０４Ｈ １２／００ －１４／００

Ｅ０２Ｄ ２９／０２

Ｅ０２Ｂ ３／０４ － ３／１４

Ｂ６５Ｄ ８８／００ －９０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

定着孔が設けられた基礎部を構築する工程と、
前記定着孔と連通する挿通孔を有する壁体を、前記基礎部の上に構築する工程と、
前記挿通孔と前記定着孔に、複数本のPC鋼撚り線を束ねたPC鋼材を挿入する工程と、
前記定着孔内に充填材を充填して前記PC鋼撚り線の下端部を前記基礎部に定着する工程と、
前記PC鋼撚り線の上端部を緊張し、前記壁体に定着する工程と、
を具備し、
複数本の前記PC鋼撚り線の下端部に拡径部が設けられ、前記拡径部の高さが前記PC鋼撚り線によって異なり、
前記基礎部がコンクリートにより形成され、前記定着孔の下端部は、前記基礎部のコンクリート内に位置することを特徴とする構造物の構築方法。

【請求項2】

前記壁体は、タンクの壁体であり、
前記壁体は、前記挿通孔を有するプレキャストブロックを上下複数段に設置して構築され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】

前記定着孔は直線状であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の構造物の構築方法。

【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に関する。

【背景技術】

【0002】

プレストレストコンクリート製のタンク（以下、PCタンクという）では、補強のため壁体内に鉛直方向の緊張材が設けられる。鉛直方向の緊張材は、タンク周方向に一定の間隔で複数配置される。

【0003】

鉛直方向の緊張材として、PC鋼撚り線をU字状に配置することがある。この場合、U字状のシースが埋設された壁体を構築した後、壁体の天端を作業スペースとしてシースに緊張材を挿入し、ポストテンション方式で緊張力を付与する（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2018－109318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、U字状のシースに緊張材を挿入する際の施工手順は煩雑であり、クレーンや緊張材の牽引装置などの大型の設備も必要であった。また緊張材の配置の自由度が低いという課題もあった。

【0006】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、緊張材を容易に配置できる構造物の構築方法および構造物等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】

前述した目的を達成するための本発明は、定着孔が設けられた基礎部を構築する工程と、前記定着孔と連通する挿通孔を有する壁体を、前記基礎部の上に構築する工程と、前記挿通孔と前記定着孔に、複数本のPC鋼撚り線を束ねたPC鋼材を挿入する工程と、前記定着孔内に充填材を充填して前記PC鋼撚り線の下端部を前記基礎部に定着する工程と、前記PC鋼撚り線の上端部を緊張し、前記壁体に定着する工程と、を具備し、複数本の前記PC鋼撚り線の下端部に拡径部が設けられ、前記拡径部の高さが前記PC鋼撚り線によって異なり、前記基礎部がコンクリートにより形成され、前記定着孔の下端部は、前記基礎部のコンクリート内に位置することを特徴とする構造物の構築方法である。
前記定着孔は、例えば直線状である。

【0008】

本発明では、基礎部に設けられた定着孔と壁体に設けられた挿通孔とを連通させ、PC鋼撚り線等の緊張材を挿入し、定着孔に充填材を充填して緊張材の下端部を基礎部に定着する。緊張材は、壁体側から垂下して挿通孔と定着孔に挿入できるので施工は容易であり、U字状に緊張材を配置する場合のような手間が掛かることはなく、緊張材の配置の自由度も高い。また定着孔内に充填材を充填することにより、緊張材の下端部を基礎部に容易に定着でき、緊張材の上端部を緊張したうえで壁体に定着することで、壁体に好適にプレストレスを導入することができる。

【0009】

前記壁体は、タンクの壁体であり、前記壁体は、前記挿通孔を有するプレキャストブロックを上下複数段に設置して構築されることが望ましい。
本発明の手法は、例えばタンクの壁体をプレキャストブロックにより構築する際に好適に用いることができ、緊張材によるプレストレスをタンクの壁体に容易に導入できる。

【0010】

本発明では、PC鋼撚り線の下端部について、拡径部の位置で断面を大きくすることができ、PC鋼撚り線の基礎部への定着効果が向上し、定着長を低減できる。

【0011】

本発明により、定着孔が設けられた基礎部と、前記定着孔と連通する挿通孔を有し、前記基礎部の上に構築された壁体と、を備え、前記壁体にプレストレスを導入するための緊張材が、前記挿通孔および前記定着孔に挿入され、前記緊張材の下端部が、前記定着孔に充填された充填材によって前記基礎部に定着され、前記緊張材の上端部が、前記壁体に定着されたことを特徴とする構造物が構築される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、緊張材を容易に配置できる構造物の構築方法および構造物等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】PCタンク１０を示す図。

【図2】壁体２０を構築する工程を示す図。

【図3】PC鋼撚り線３の定着部を示す図。

【図4】PC鋼撚り線３を示す図。

【図5】PC鋼撚り線３ａの他の配置例。

【図6】定着孔１１の別の例。

【図7】現場打ちコンクリートにより壁体２０を構築する例。

【図8】緊張材としてPC鋼棒３ｂを用いる例。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0015】

図１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PCタンク１０を示す図である。

【0016】

PCタンク１０は、基礎版１の上に、プレキャストブロック２（以下「ブロック」ということがある）による筒状の壁体２０を設けたタンクであり、その内部にLNG(Liquefied Natural Gas；液化天然ガス)などの貯留物を貯留する。壁体２０の上端部には鋼製の屋根部３０が設けられる。

【0017】

壁体２０内にはPC鋼撚り線３が埋設され、その下端部が基礎版１内に定着される。PC鋼撚り線３は鉛直方向の緊張材であり、タンク周方向に間隔を空けて複数本設けられる。図１ではこれらのPC鋼撚り線３のうちの一部のみ図示している。

【0018】

PCタンク１０を構築するには、図２（ａ）に示すように、基礎版１を構築した後、基礎版１の上にブロック２を設置する。基礎版１は壁体２０の基礎部であり、円盤状のコンクリート部材によって構築される。

【0019】

基礎版１には、PC鋼撚り線３の下端部を挿入するための定着孔１１が設けられる。定着孔１１は、例えば直線状のシースを基礎版１のコンクリートに鉛直方向に埋め込むことで形成される。定着孔１１は、PC鋼撚り線３の配置に合わせ、タンク周方向に所定の間隔を空けて複数設けられる。

【0020】

ブロック２は、工場等で予め製作されたコンクリート部材であり、PC鋼撚り線３を挿通するための挿通孔２１が設けられる。挿通孔２１は、例えば直線状のシースをブロック２のコンクリートに鉛直方向に埋め込むことで形成される。挿通孔２１は、基礎版１の定着孔１１に対応する位置に設けられており、基礎版１上にブロック２を設置したときに、ブロック２の挿通孔２１と基礎版１の定着孔１１とが連通する。

【0021】

ブロック２は、基礎版１の上でタンク周方向に複数並べて配置され、また図２（ｂ）に示すように、基礎版１上で必要な高さまで上下複数段に設置される。これにより、ブロック２による壁体２０が構築される。前記の挿通孔２１は上下のブロック２の間で連通する。

【0022】

図２（ｂ）に示すように壁体２０を構築した後、壁体２０の天端から、上下に連通する各ブロック２の挿通孔２１内にPC鋼撚り線３を垂下させ、その下端部を基礎版１の定着孔１１内に挿入する。

【0023】

こうしてPC鋼撚り線３を配置した後、PC鋼撚り線３の下端部を基礎版１の定着孔１１内で定着する。図３（ａ）は、PC鋼撚り線３の定着部を示す図である。本実施形態では、PC鋼撚り線３の下端部が挿入された定着孔１１に充填材４を充填することで、PC鋼撚り線３の下端部が基礎版１に定着される。充填材４としては例えばモルタル等のセメント系材料が用いられるが、これに限ることはない。また圧縮強度30N/mm²以上のPCグラウト用無収縮モルタルなど、より高強度の充填材４を用いることでPC鋼撚り線３の付着強度を上げ、定着長を低減させることもできる。

【0024】

基礎版１には、基礎版１の表面と定着孔１１の底部とを連通する注入孔４１と、基礎版１の表面と定着孔１１の頂部とを連通するオーバーフロー管４２とが予め設けられている。充填材４は注入孔４１から定着孔１１内に注入し、オーバーフロー管４２から基礎版１の表面にオーバーフローさせる。これにより、充填材４が定着孔１１の頂部まで確実に充填される。なお、図３（ｂ）に示すように、オーバーフロー管４２に代えて、同様の機能を有する溝４２ａを基礎版１の表面に設けることも可能である。

【0025】

図４（ａ）は、PC鋼撚り線３の下端部の一部を示す図である。PC鋼撚り線３は、複数の鋼線をらせん状に撚り合せて形成され、複数本のPC鋼撚り線３を平行に束ねてマルチストランド（PC鋼材）として用いられる。PC鋼撚り線３の下端部には圧着グリップ３２が設けられる。本実施形態では、この圧着グリップ３２によりPC鋼撚り線３に拡径部が形成される。ただし、後述するように別の金具等で拡径部を形成することも可能である。

【0026】

図４（ｂ）は、圧着グリップ３２の位置におけるマルチストランドの断面を示す図である。圧着グリップ３２によりPC鋼撚り線３が拡径することで、マルチストランドの断面が大きくなるとともに、PC鋼撚り線３の隙間に充填材４が充填されやすくなり、PC鋼撚り線３の定着効果が向上し、定着長を低減できる。

【0027】

本実施形態では、マルチストランドの断面が大きくなり過ぎてブロック２の挿通孔２１や基礎版１の定着孔１１への挿入の支障とならないように、マルチストランドの同断面に設ける圧着グリップ３２の数や配置を設定する。

【0028】

１本のPC鋼撚り線３に設ける圧着グリップ３２の数やその配置は特に限定されず、例えば複数の圧着グリップ３２を１本のPC鋼撚り線３の異なる高さに取り付けることも可能である。また圧着グリップ３２以外の金具等を用いてPC鋼撚り線３に拡径部を形成することも可能である。例えば、マルチストランドにおけるPC鋼撚り線３の本数が少ない場合などでは、図４（ｃ）に示すように、これらのPC鋼撚り線３に外接するように厚肉円筒管を圧着するなどしてマンションタイプの拡径部３２ａを形成することも可能である。同様の拡径部３２ａは、マルチストランドにおける一部のPC鋼撚り線３に設けることも可能である。

【0029】

図３に示すようにPC鋼撚り線３の下端部を基礎版１に定着した後、壁体２０の天端でPC鋼撚り線３の上端部を緊張する。そして、図２（ｃ）に示すように、PC鋼撚り線３の上端部を定着具３３により壁体２０の上端部のブロック２に定着し、挿通孔２１に充填材４を充填する。この後、PCタンク１０に必要なその他の部分を設けることで、PCタンク１０が構築される。

【0030】

図３に示すように、壁体２０の下端部のブロック２には、ブロック２の表面と挿通孔２１の底部とを連通する注入孔４３が設けられており、充填材４は注入孔４３から挿通孔２１に注入され、各ブロック２の挿通孔２１に下から充填される。これにより、充填材４の品質を維持しつつ、充填材４を挿通孔２１に確実に充填できる。

【0031】

以上説明したように、本実施形態では、基礎版１に設けられた定着孔１１と壁体２０に設けられた挿通孔２１とを連通させ、PC鋼撚り線３を挿入し、定着孔１１に充填材４を充填してPC鋼撚り線３の下端部を基礎版１に定着する。PC鋼撚り線３は、壁体２０側から垂下して挿通孔２１と定着孔１１に挿入できるので施工は容易であり、U字状に緊張材を配置する場合のような手間が掛かることはなく、PC鋼撚り線３の配置の自由度も高い。

【0032】

また定着孔１１内に充填材４を充填することにより、PC鋼撚り線３の下端部を基礎版１に容易に定着でき、PC鋼撚り線３の上端部を緊張したうえで壁体２０に定着することで、壁体２０に好適にプレストレスを導入することができる。

【0033】

また本実施形態では、PC鋼撚り線３の下端部に圧着グリップ３２を取り付けて拡径部を設けることで、PC鋼撚り線３の下端部について、圧着グリップ３２の位置で断面を大きくすることができる。また、PC鋼撚り線３同士の間に隙間が生じて充填材４が入り込みやすくなり、PC鋼撚り線３の基礎版１への定着効果が向上し、定着長を低減できる。

【0034】

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PCタンク１０では、壁体２０の下端部で緊張材を密に配置する等の目的から、壁体２０の下端部に短いPC鋼撚り線を配置することがある。このようなケースでは、図５（ａ）に示すように、壁体２０の下端部のブロック２を設置した時点で前記と同様の方法で短いPC鋼撚り線３ａを配置してその下端部を基礎版１に定着し、PC鋼撚り線３ａの上端部を緊張したうえで定着具３３により壁体２０の下端部のブロック２に定着することも可能である。壁体２０は、当該ブロック２の上に破線で示すように更にブロック２を積層することで構築される。

【0035】

また図５（ｂ）に示すように、壁体２０の下端部では外側にハンチ２２が設けられる場合もあり、このような場合では、ブロック２の挿通孔２１や、基礎版１の定着孔１１をハンチ２２の傾斜に沿って斜めに形成し、これらの挿通孔２１と定着孔１１にPC鋼撚り線３ａを斜めに挿入することも可能である。図の例ではPC鋼撚り線３ａの上端部が壁体２０の下端部の内面で定着されており、壁体２０の下端部のブロック２の配置後は勿論、壁体２０の構築後に緊張作業を行うことも可能である。なお、前記した実施形態のような、壁体２０の全長に亘るPC鋼撚り線３は、図５（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、PC鋼撚り線３ａとは別の位置で別途設けられる。

【0036】

さらに、基礎版１に埋設するシースを円錐台状のものとするなどして、図６に示すように、定着孔１１を、頂部から底部に行くにつれ広がった円錐台状のものとすることも可能である。これにより、PC鋼撚り線３の定着効果が向上する。

【0037】

さらに、本実施形態ではプレキャストブロック２を用いて壁体２０を構築したが、本発明の手法は、コンクリートの現場打設により壁体２０を構築する場合にも適用可能であり、挿通孔２１は、事前に設置したシースをコンクリートに埋設するなどして形成すればよい。

【0038】

例えばこの場合、基礎版１を前記と同様に構築した後、図７に示すようにコンクリートを現場打ちして壁体２０を構築する。この時、事前に設置したシースをコンクリートに埋設して挿通孔２１を形成し、挿通孔２１にPC鋼撚り線３を挿入する。以下、前記と同様の手順でPC鋼撚り線３の定着、緊張を行うことで、壁体２０にプレストレスを導入できる。

【0039】

また本発明の手法は、PCタンク１０の壁体２０を構築する際に好適に用いることができ、壁体２０にPC鋼撚り線３によるプレストレスを容易に導入することができるが、本発明の手法の適用対象はこれに限らず、PCタンク１０以外のタンクに適用することも可能であり、その用途もLNGの貯留に限らない。またタンクの平面形状も特に限定されることはなく、円形以外のタンクであっても適用できる。さらに、タンク以外の構造物に適用することも可能であり、例えば擁壁、ボックスカルバート、U字カルバートなど、基礎部の上に壁体を構築し、その壁体に緊張材によるプレストレスを導入するようなケース全般に適用可能である。例えばボックスカルバートやU字カルバートの場合、基礎部である底板の上に側壁を形成する際に、本発明の手法を適用可能である。

【0040】

また、緊張材がPC鋼撚り線３に限ることもない。例えば緊張材としてPC鋼棒を用いることも可能であり、この場合、図８（ａ）に示すように、基礎版１を前記と同様に構築した後、基礎版１の上にブロック２を設置し、ブロック２の挿通孔２１に、短いPC鋼棒３ｂを挿入してその下端部を前記と同様に定着孔１１に定着する。PC鋼棒３ｂの下端部に定着体（不図示）を設けて拡径部を形成し、定着孔１１内の充填材４に対する定着効果を上げることも可能である。一方、PC鋼棒３ｂの上端部にはカプラージョイント３４が設けられる。そして、図８（ｂ）に示すように下段のブロック２の上に上段のブロック２を設置し、図８（ｃ）に示すように上段のブロック２の挿通孔２１にPC鋼棒３ｂを挿入してその下端部をカプラージョイント３４に連結する。

【0041】

以上のようにブロック２の設置とPC鋼棒３ｂの連結を繰り返すことで任意の高さまでPC鋼棒３ｂを延ばすことができ、壁体２０の頂部からPC鋼撚り線３を垂下させるような作業は不要である。PC鋼棒３ｂは最大で壁体２０の頂部まで伸ばすことができるが、この例では、上下２本のPC鋼棒３ｂを連結した後、図８（ｄ）に示すように連結したPC鋼棒３ｂの緊張を行い、その上端部を２段目のブロック２の上面に定着する。この後、破線で示す残りのブロック２を更に上段に設置して壁体２０を構築する。壁体２０の頂部に達する緊張材は、PC鋼撚り線３ａとは別の位置で別途設けられる。

【0042】

図８の例ではブロック２を用いたが、ブロック２を複数段に設置する代わりに、現場打ちのコンクリートを複数層に分けて打ち継ぐことも可能であり、上記した図８の説明において、「ブロック２の設置」を「コンクリートの打設、硬化」と読み替えればよい。PC鋼棒３ｂを通すための挿通孔２１は、コンクリートにシース管を埋設することで形成できる。

【0043】

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】

【0044】

１：基礎版（基礎部）
２：プレキャストブロック
３、３ａ：PC鋼撚り線（緊張材）
４：充填材
１０：PCタンク（構造物）
１１：定着孔
２０：壁体
２１：挿通孔
３０：屋根部
３２：圧着グリップ（拡径部）
３３：定着具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】