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技術 緊張力測定装置

出願人 大成建設株式会社株式会社ピーエス三菱
発明者 村角保行渡辺武久高畑正人竹崎真一小栗一容
出願日 2001年2月28日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2001-053533
公開日 2002年9月11日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2002-257654
状態 特許登録済
技術分野 特定の目的に適した力の測定 現場におけるコンクリートの補強物挿入作業
主要キーワード 圧力増幅器 半割形状 初期変位 測定板 ラム部材 油圧計 プレストレス力 ジャッキチェア
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材定着されている緊張材に作用する緊張力簡易に測定することが可能となる緊張力測定装置を提供する。

解決手段

コンクリート部材Cの端部において、アンカーヘッドAを介して支圧板Bに定着されている緊張材Kに作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記アンカーヘッドと前記支圧板とを離間させるための油圧式ロードセル10と、油圧ポンプ20と、前記油圧ポンプから前記油圧式ロードセルに供給される油量の変化を計測するための油量検出装置40と、前記油圧式ロードセルに作用する油圧を測定するための油圧計測器30と、から構成される緊張力測定装置Sとした。

概要

背景

PC構造物構築において、PC鋼材等の緊張材緊張させ、コンクリート部材定着させてプレストレスを与えるための代表的な工法の一つにアンボンドポストテンション工法(VSL工法、BBRV工法、フレシネ工法、KTB工法、Dywidag工法等)が存在している。前記工法において、緊張材の緊張作業の完了後に、その構造的健全性を定期的に確認するために、緊張材の緊張力変化を調べてプレストレス力の状態を把握することがある。

従来、図5に示すように、シース90内に挿設されており、コンクリート部材91の端部において、アンカーヘッド92を介して支圧板93に定着されている緊張材94の定着端緊張力(リフトオフ荷重)の測定は、作業性等の要因から、以下に示すリフトオフ試験法が一般的に用いられていた。

(1)アンカーヘッド92の周囲にジャッキチェアリング97を設けるとともに、アンカーヘッド92を支圧板93から離間させるための油圧ジャッキ95をチェーンブロック(図示せず)等により取り付ける。
(2)油圧ジャッキ95を作動させ、緊張材94に張力を付与することで、アンカーヘッド92を支圧板93から離間させる。そして、アンカーヘッド92が支圧板93から離間したことを、アンカーヘッド92と支圧板93の間に予め対称に介設した左右2枚の薄板状の測定板96(厚さ約0.3mmのステンレス銅板)が引き抜かれたことを検知して判定し、その時点の油圧ジャッキ95に作用する圧力を油圧計マノメータ等により測定する。このように、アンカーヘッド92に作用している定着力を測定することにより、その反力である緊張材94の緊張力の測定を行っていた。

概要

コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている緊張材に作用する緊張力を簡易に測定することが可能となる緊張力測定装置を提供する。

コンクリート部材Cの端部において、アンカーヘッドAを介して支圧板Bに定着されている緊張材Kに作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記アンカーヘッドと前記支圧板とを離間させるための油圧式ロードセル10と、油圧ポンプ20と、前記油圧ポンプから前記油圧式ロードセルに供給される油量の変化を計測するための油量検出装置40と、前記油圧式ロードセルに作用する油圧を測定するための油圧計測器30と、から構成される緊張力測定装置Sとした。

目的

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、測定板を使用することなく、簡易に緊張材の緊張力を測定することが可能となる緊張力測定装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材定着されている緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記定着部材と前記支圧部材とを離間させるための油圧式離間手段と、前記油圧式離間手段への油圧供給手段と、前記油圧供給手段から前記油圧式離間手段に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、前記油圧式離間手段に作用する油圧を測定するための圧力測定手段と、を備えることを特徴とする緊張力測定装置

請求項2

前記油圧式離間手段部は、前記緊張材の挿通部、及び、前記油圧供給手段と接続する油圧室を有する本体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記本体部から離間する向きに変位するラム部材とから構成されており、前記油量検出手段は、シリンダと前記シリンダの内部を軸方向に移動自在であるロッド部材と、前記シリンダと前記ロッド部材との相対変位量を検出する相対変位量検出部と、を有していることを特徴とする請求項1に記載の緊張力測定装置。

請求項3

コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記定着部材と前記支圧部材の間に介設される油圧作用部と、前記油圧作用部への油圧供給手段と、前記油圧供給手段から前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、前記油圧作用部に作用する油圧を測定するための圧力測定手段とを備えることを特徴とする緊張力測定装置。

請求項4

前記油圧作用部は、前記緊張材の挿通部、及び、前記油圧供給手段と接続する油圧室を有する本体部と、前記油圧室に作用する前記油圧により前記本体部から離間する向きに変位するラム部材とから構成されており、前記油量検出手段は、シリンダと前記シリンダの内部を軸方向に移動自在であるロッド部材と、前記シリンダと前記ロッド部材との相対変位量を検出する相対変位量検出部と、を有していることを特徴とする請求項3に記載の緊張力測定装置。

技術分野

0001

本発明は、プレストレストコンクリート(以下、「PC」という)構造物において、コンクリート部材への緊張材定着部における緊張力(以下、「緊張材の緊張力」という)を測定するための緊張力測定装置に関する。

背景技術

0002

PC構造物構築において、PC鋼材等の緊張材を緊張させ、コンクリート部材に定着させてプレストレスを与えるための代表的な工法の一つにアンボンドポストテンション工法(VSL工法、BBRV工法、フレシネ工法、KTB工法、Dywidag工法等)が存在している。前記工法において、緊張材の緊張作業の完了後に、その構造的健全性を定期的に確認するために、緊張材の緊張力変化を調べてプレストレス力の状態を把握することがある。

0003

従来、図5に示すように、シース90内に挿設されており、コンクリート部材91の端部において、アンカーヘッド92を介して支圧板93に定着されている緊張材94の定着端緊張力(リフトオフ荷重)の測定は、作業性等の要因から、以下に示すリフトオフ試験法が一般的に用いられていた。

0004

(1)アンカーヘッド92の周囲にジャッキチェアリング97を設けるとともに、アンカーヘッド92を支圧板93から離間させるための油圧ジャッキ95をチェーンブロック(図示せず)等により取り付ける。
(2)油圧ジャッキ95を作動させ、緊張材94に張力を付与することで、アンカーヘッド92を支圧板93から離間させる。そして、アンカーヘッド92が支圧板93から離間したことを、アンカーヘッド92と支圧板93の間に予め対称に介設した左右2枚の薄板状の測定板96(厚さ約0.3mmのステンレス銅板)が引き抜かれたことを検知して判定し、その時点の油圧ジャッキ95に作用する圧力を油圧計マノメータ等により測定する。このように、アンカーヘッド92に作用している定着力を測定することにより、その反力である緊張材94の緊張力の測定を行っていた。

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、前記リフトオフ試験法では、緊張力測定時に支圧板93とアンカーヘッド92との間に挟設されている左右2枚の測定板96を、2人の作業者測定中の常時にわたって、両側から引っ張り続けなければならず、多大な手間と労力を必要としていた。また、測定板96が引き抜かれた瞬間の油圧を精度良く読みとれるように、油圧ジャッキ95の加力操作を正確に行わなければならないが、その操作は非常に難しく、熟練した作業者が行わなければならなかった。さらに、測定板96を支圧板93とアンカーヘッド92との間に緊張力計測前に挟装するためには、アンカーヘッド92を支圧板93から離間させなければならないため、緊張力測定時と同様な労力を要していた。

0006

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、測定板を使用することなく、簡易に緊張材の緊張力を測定することが可能となる緊張力測定装置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

前記課題を解決するために、本発明の緊張力測定装置は、コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記定着部材と前記支圧部材とを離間させるための油圧式離間手段と、前記油圧式離間手段への油圧供給手段と、前記油圧供給手段から前記油圧式離間手段に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、前記油圧式離間手段に作用する油圧を測定するための圧力測定手段と、を備えることを特徴としている。

0008

また、本発明の他の緊張力測定装置は、コンクリート部材の端部において、定着部材を介して支圧部材に定着されている緊張材に作用する緊張力を測定するために使用される装置であり、前記定着部材と前記支圧部材の間に介設される油圧作用部と、前記油圧作用部への油圧供給手段と、前記油圧供給手段から前記油圧作用部に供給される油量の変化を計測するための油量検出手段と、前記油圧作用部に作用する油圧を測定することを特徴としている。

0009

従って、本発明の緊張力測定装置によれば、油圧供給手段から供給される油量の変化を油量検出手段により検出し、緊張材の張力とつり合う油圧式離間手段或いは油圧作用部に作用する油圧を正確に測定することができることになるため、測定板を使用することなく、簡易に緊張材の緊張力を測定することができる。

0010

さらに、前記緊張力測定装置において、前記油圧式離間手段又は前記油圧作用部は、前記緊張材の挿通部、及び、前記油圧供給手段と接続する油圧室を有する本体部と、前記油圧室に作用する油圧により前記本体部から離間する向きに変位するラム部材とから構成されており、前記油量検出手段は、シリンダと前記シリンダの内部を軸方向に移動自在であるロッド部材と、前記シリンダと前記ロッド部材との相対変位量を検出する相対変位量検出部と、を有しているものであってもよい。

0011

従って、本発明の緊張力測定装置によれば、油圧供給手段から供給される油量の変化を、相対変位量検出部により、シリンダとロッド部材との相対変位量として検出することにより、緊張材の張力とつり合う油圧式離間手段或いは油圧作用部に作用する油圧を正確に測定することができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

0013

[第1実施形態]
○緊張力測定装置
本実施形態の緊張力測定装置Sは、装置を構成する油圧式ロードセル10を常時、支圧板BとアンカーヘッドAとの間に介設しておくことにより、所望のときに、緊張力Kを計測することができる優れた装置である。

0014

図1及び図2に示すように、本発明の緊張力測定装置S(第1実施形態)は、油圧式ロードセル10(油圧作動部)と、当該油圧式ロードセル10のオイルセル13(油圧室)へ圧油を供給し、また、オイルセル13から圧油を排出するための手動式油圧ポンプ20(油圧供給手段)と、前記油圧式ロードセル10に作用する油圧を測定するための油圧計測器30(圧力測定手段)と、油圧ポンプ20から油圧式ロードセル10に供給される油量の変化を計測するための油量検出装置40(油量検出手段)とを主要部として構成されている。

0015

図2に示すように、油圧式ロードセル10の本体部11は円筒形状であり、中央に円柱形状の緊張材K(PC鋼より線等)の挿通部12を有している。この本体部11は、挿通部12の軸線方向であり、かつ、本体部11の端面に形成される中空円の直径を通る向きに垂直に切断して2分割した、いわゆる半割形状に形成されている(以下、半割形状である一方の本体部を「半円筒本体部」という)、2体の半円筒本体部11A,11Bから形成されている。これらの2体の半円筒本体部11A,11Bは、外形同一形状であり、連結部材(図示せず)により一体化されている。

0016

また、それぞれの半円筒本体部11A,11Bの一端側の端面部11aには、加工性に特に優れている、複数の円柱体形状(本実施形態では6つ)の凹部であるオイルセル13が形成されている。この複数のオイルセル13は、それぞれ連通しており、そのうちの一つのオイルセル13Aが、本体部11に形成されている油路14と油圧管路21A,21Bを介して、油圧ポンプ20と接続している。なお、本体部11の油路14の出入口部には、カプラ24が付設されている。

0017

ラム部材15も、同一形状の2体の半割部15A,15Bから形成されている。このラム部材15の半割部15A,15Bは、半円筒本体部11A,11Bの端面部11aと同一形状である半割形状の押圧部15aと、前記各オイルセル13内にOリング16を介して挿設されており、軸方向に移動可能な形状に形成されている複数本柱体部15bとから構成されている。これにより、オイルセル13に導油されることによりラム部材15が、本体部11から離間する向きに移動可能となっている。なお、符号17は、ラム部材15を本体部11に近接する方向に付勢するために各オイルセル13内に設けられているスプリングである。

0018

さらに、油圧管路21Bの先端側には、本体部11のカプラ24と係合するカプラ23が付設されており、他端側は、油量検出装置40のシリンダ42に接続されている。このシリンダ42は、油圧管路21Aにより油圧ポンプ20の吐出部と接続されている。前記油圧管路21Bは、カプラ23,24により着脱自在になっており、緊張力測定時において導油を行う際にのみ、別体的に設けられている油圧ポンプ20、油圧計測器30及び油量検出装置40の取り付けを行うことが可能となっている。

0019

なお、この油圧式ロードセル10は、常時、支圧板BとアンカーヘッドAに挟着された状態となっている。そのため、緊張力の測定を行っていない通常時には、オイルセル13には油圧が発生しておらず、本体部11とラム部材15とは密着した状態であり、シムとしての役割を果たしている。

0020

油量検出装置40は、シリンダ42、ロッド43(ロッド部材)及び変位計44(相対変位量検出部)を備えている。シリンダ42は、油圧管路21A,21Bと接続しているシリンダ室(図示せず)を備えており、当該シリンダ室の油量に応じてシリンダ室の内部を軸方向に移動可能であるロッド43が設けられている。また、変位計44は、前記シリンダ42とロッド43との相対変位量を検出するための装置である。

0021

なお、油圧計測器30は、油圧管路21Bに装脱自在に接続されており、当該油圧計測器30及び油量検出装置40で計測された油圧及び相対変位量は、小型コンピュータであるデータ収集装置22に記録されるようになっている。そして、油圧(P)と相対変位量(d)との関係(油圧・相対変位量曲線)は、前記小型コンピュータのディスプレイ(図示せず)に表示されるようになっている(図3参照)。

0022

○緊張力の測定方法
以下に、図1を参照して、シース内Dに挿設されており、コンクリート部材Cの端部において、アンカーヘッドA(定着部材)を介して支圧板B(支圧部材)に定着している既設の緊張材Kに作用する緊張力を測定する方法について説明する。なお、前記緊張力測定装置Sにおける油圧式ロードセル10は、予め支圧板BとアンカーヘッドAとの間に介設されており、その他の装置も総て設置された状態となっている。

0023

緊張力の測定作業は、油圧式ロードセル10のオイルセル13に送油することによりラム部材15を軸方向(本体部11から離間する方向)に変位させ、前記ラム部材15が初期変位した時点において、当該ラム部材15に作用する油圧力を油圧計測器30により測定することにより、前記緊張材Kに作用する緊張力を求める作業を行うものであり、以下の手順で行う。

0024

油圧ポンプ20によりオイルセル13に導油して、ラム部材15を徐々に加圧する。加圧が進行し、ラム部材15の押圧力がアンカーヘッドAに作用している定着力を上回ると、当該ラム部材15がアンカーヘッドAの方向に変位する。このラム部材15の初期変位を検出し、予め定められた所定の変位量を検出した時点においてラム部材15に作用している油圧力を油圧計測器30により測定することにより、データ記録装置22に記録する。これにより、アンカーヘッドAに作用している定着力を測定して、その反力である緊張材Kの緊張力の測定を行うことができる。

0025

このラム部材15の初期変位は、以下の方法により検出する。すなわち、ラム部材15が変位する際には、油圧式ロードセル10におけるオイルセル13の容積が増加するため、当該オイルセル13に流入する油量が急激に増大することになる。このとき、油圧ポンプ20からオイルセル13に流入する油は、油量検出装置40におけるシリンダ42のシリンダ室を通過することになる。ここで、シリンダ室内の油量が増大すると、シリンダ室内のロッド43が、シリンダ42と離間する方向に伸長図1における左側方向)し、シリンダ42とロッド43との相対変位量が急激に増大する。この相対変位量が急激に増大する点は、図3に示すように、油圧・相対変位量曲線の傾きが変化し、緩勾配になる点(イ点)を検出することにより明らかになり、当該イ点の油圧力を検出することにより、前記オイルセル13に流入する油の増加量から、緊張材Kの張力とつり合うオイルセル13内に作用する圧力の値を正確に計測することができる。

0026

なお、このイ点の検出は、ディスプレイを測定者目視しながら行うことや、データ収集装置に予め記憶させておいた所定のプログラムにより行わせてもよく、また、記録された油圧と相対変位量のデータを事後的に解析することにより行うものでもよい。

0027

なお、本実施形態の緊張力測定装置Sを構成する油圧式ロードセル10は、一度設置してしまえば、常時、設置しておくことが可能であり、油圧ポンプ20、油圧計測器30及び油量検出装置40は適宜、着脱することが可能である。そのため、緊張力の測定後に油圧ポンプ20、油圧計測器30及び油量検出装置40を取り外し、次回以降の測定時には、油圧ポンプ20及び油圧計測器30のみを取り付けることにより測定が可能となるため、測定作業を非常に容易に行うことができる。

0028

このように、前記緊張力測定装置Sによれば、緊張材Kの緊張力測定時において、測定板を設ける必要がなく、油圧計測器30によりラム部材15の初期変位が生じた際の油圧を計測することができる。そのため、従来必要となっていた測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。

0029

[第2実施形態]本発明の緊張力測定装置S’(第2実施形態)は、アンカーヘッドAの端部にセンターホールジャッキ10’(油圧式離間手段)を設ける装置であり、支圧板Bに直接的にアンカーヘッドAが固定されている場合に、緊張材Kの緊張力を計測するための装置である。

0030

○緊張力測定装置
図4に示すように、本実施形態の緊張力測定装置S’は、センターホールジャッキ10’と、当該センターホールジャッキ10’の油圧室(図示せず)へ圧油を供給し、また、当該油圧室から圧油を排出するための電動式の油圧ポンプ20’(油圧供給手段)と、前記センターホールジャッキ10’に作用する油圧を測定するための油圧計測器30(圧力測定手段)と、油圧ポンプ20からセンターホールジャッキ10’に供給される油量の変化を計測するための油量検出装置40(油量検出手段)とを主要部として構成されている。

0031

センターホールジャッキ10’は既存の装置を使用することが可能であり、本体部11’と、当該本体部11’の内部に形成されている油圧室と、当該油圧室への導油量に応じてその内部を軸方向に移動可能であるラム部材15’とを主要部として形成されている。本体部11’の中央には、複数本の緊張材Kを挿通するための挿通孔(図示せず)が形成されているとともに、それぞれの緊張材Kをラム部材15’の後方位置で固定することができるようになっている。また、油圧ポンプ20’は、第1実施形態と同様の装置である油圧計測器30及び油量検出装置40を介して、油圧管路21A’,21B’(符号21C’も油圧管路)によりセンターホールジャッキ10’の油圧室に接続されている。

0032

○緊張力の測定方法
以下に、図4を参照して、既設の緊張材Kに作用する緊張力を測定する方法について説明する。なお、緊張力測定装置S’におけるセンターホールジャッキ10’は、予めアンカーヘッドA’の端部にジャッキチェアリングJを介して取り付けられており、緊張材Kはくさび19によりアンカーヘッドAに固定されている。また、その他の装置も総て設置された状態となっている。

0033

油圧ポンプ20’によりセンターホールジャッキ10’の油圧室(図示せず)に導油して、緊張材Kに張力を付与することで、アンカーヘッドAを支圧板Bから離間させる。このときに、ラム部材15’は本体部11’と離間する方向に変位するため、当該本体部11’の油圧室の容積が増加し、当該油圧室に流入する油量が急激に増大することになる。このとき、第1実施形態の場合と同様の原理により、油圧ポンプ20’から油圧室に流入する油の増加量を通じて、油圧計測器30により、油圧室に作用する油圧を計測することができる。

0034

従って、第2実施形態の緊張力測定装置S’によっても、従来必要となっていた測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。

0035

以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。なお、油圧ポンプと、油圧作動部或いは油圧式離間手段との間には圧力増幅器等が設けられているものであってもよい。

発明の効果

0036

本発明によれば、緊張材の緊張力測定時において、測定板を設ける必要がないことから、測定板を引き抜くための作業者が不要になるとともに、測定板の設置に要する煩雑な作業が不要となることから、緊張力の測定作業を非常に効率的に行うことができる。

図面の簡単な説明

0037

図1本発明の緊張力測定装置(第1実施形態)を示す側断面図である。
図2油圧式ロードセルを示す図であり、(a)は本体部の横断面図、(b)はX−X断面図である。
図3油圧・相対変位量曲線(油圧と相対変位量との関係を示す曲線)を示すグラフ縦軸は油圧(P)、横軸は相対変位量(d)を示す)である。
図4本発明の緊張力測定装置(第2実施形態)を示す側断面図である。
図5従来の緊張力測定装置を示す図であり、(a)は側断面、(b)はY−Y断面図である。

--

0038

Aアンカーヘッド(定着部材)
B支圧板(支圧部材)
Cコンクリート部材
K緊張材
S,S’緊張力測定装置
10油圧式ロードセル(油圧作用部)
10’油圧ジャッキ(油圧式離間手段)
11,11’ 本体部
12挿通部
13オイルセル(油圧室)
15,15’ラム部材
20,20’油圧ポンプ(油圧供給手段)
30油圧計測器
40 油量検出装置
42シリンダ
43ロッド(ロッド部材)
44変位計(相対変位量検出部)

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