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技術 緊張力自動調整型プレテンション装置およびプレテンション方法

出願人 株式会社富士ピー・エス巴機械工業株式会社
発明者 堤忠彦左東有次林健太郎
出願日 2015年7月1日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2015-132896
公開日 2017年1月19日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-014810
状態 特許登録済
技術分野 プラットフォームとその他の持ち上げ 橋または陸橋 現場におけるコンクリートの補強物挿入作業 管状製品,埋設成形品の製造
主要キーワード 自動調整機構 各油圧ジャッキ プレテンション 中空型 プレストレスコンクリート 緊張作業 先進的 反力受け
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月19日)のものです。
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図面 (7)

課題

PC鋼材緊張させたときに緊張力載荷される緊張梁の撓みや伸び等の変形の発生に関わりなく、多数本のPC鋼材緊張力を同一に自動調整できるようにする。

解決手段

本発明の緊張力自動調整型プレテンション装置は、PC鋼材13の末端止着される複数の油圧式同調シリンダ16を並列に緊張梁15に配列し、隣同士の油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26を導通させる連通管30を介して当該油圧式同調シリンダ同士を接続してなる張力自動調整機構を備えている。

概要

背景

プレストレスコンクリートは、あらかじめ圧縮応力を与えたコンクリートである。コンクリートは、本来、圧縮に対しては強いが引張りには弱いという欠点があり、このコンクリートの欠点を克服するために開発されたのがプレストレストコンクリートである。

プレストレスコンクリートでは、荷重による引っ張り応力が働いても、あらかじめ与えられている圧縮応力によって打ち消されるので、これを用いたコンクリート構造物を堅固な耐久性のあるものにすることができる。このような特徴のあるプレストレスコンクリートは、高層ビルの床や耐震構造橋梁床版消波堤などの海洋構造物、さらには原子炉格納容器など、先進的なコンクリート構造物に広く利用されている。

コンクリートに圧縮応力を与えるには、PC鋼材と呼ばれている鋼索油圧ジャッキなどで緊張した状態にして、コンクリートを打設する。コンクリートが固まると、PC鋼材が縮んでコンクリートに圧縮応力がかかることになる。このような方式により、プレストレスコンクリートを製作する従来技術としては、例えば、特許文献1に記載されているプレテンション装置を挙げることができる。

ここで、図5は、従来のプレテンション装置の概要を示す図である。この図5において、参照番号10は、固定側の反力台を示している。参照番号12a、12bは、PC鋼材13を緊張させる油圧ジャッキを示している。油圧ジャッキ12a、12bは、反力受け材14a、14bを介して反力台10側に固定されており、緊張梁15の両端を押圧するようになっている。

PC鋼材13は、プレストレスコンクリート構造物20の大きさに応じて多数本が用意され、PC鋼材13の一端は反力台10に固定されて、他端は緊張梁15に取り付けられている止め具16によって止着されている。

概要

PC鋼材を緊張させたときに緊張力載荷される緊張梁の撓みや伸び等の変形の発生に関わりなく、多数本のPC鋼材緊張力を同一に自動調整できるようにする。本発明の緊張力自動調整型プレテンション装置は、PC鋼材13の末端が止着される複数の油圧式同調シリンダ16を並列に緊張梁15に配列し、隣同士の油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26を導通させる連通管30を介して当該油圧式同調シリンダ同士を接続してなる張力自動調整機構を備えている。

目的

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、PC鋼材を緊張させたときに緊張力が載荷される緊張梁の撓みや伸び等の変形の発生に関わりなく、多数本のPC鋼材緊張力を同一に自動調整することができるようにした緊張力自動調整型プレテンション装置およびプレテンション方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

固定側の反力受け構造物と、緊張力載荷される側の緊張梁との間に複数本PC鋼材掛け渡し、前記PC鋼材を緊張させる緊張手段を前記緊張梁側に設け、前記PC鋼材を緊張させた状態でコンクリート打設してプレストレスコンクリート構造物を製作するプレテンション装置において、前記PC鋼材の末端止着される複数の油圧式同調シリンダ並列に前記緊張梁に配列し、隣同士の前記油圧式同調シリンダのシリンダ室導通させる連通管を介して当該油圧式同調シリンダ同士を接続してなる張力自動調整機構を備えることを特徴とする緊張力自動調整型プレテンション装置。

請求項2

前記緊張力自動調整機構は、前記PC鋼材の緊張を前記緊張梁の両端部を押圧する油圧ジャッキで行う受動式緊張力自動調整機構であることを特徴とする請求項1に記載の緊張力自動調整型プレテンション装置。

請求項3

前記緊張力自動調整機構は、前記PC鋼材を前記油圧式同調シリンダで直接緊張させて行う能動式緊張力自動調整機構であることを特徴とする請求項1に記載の緊張力自動調整型プレテンション装置。

請求項4

請求項1乃至3のいずれかの項に記載の自動調整型プレテンション装置を用い、前記PC鋼材を緊張させた状態で前記反力受け構造物と前記緊張梁の間にコンクリートを打設することを特徴とするプレテンション方法。

技術分野

0001

本発明は、コンクリート圧縮応力を付加したプレストレスコンクリート製作に使用される緊張力自動調整プレテンション装置およびプレテンション方法に関する。

背景技術

0002

プレストレスコンクリートは、あらかじめ圧縮応力を与えたコンクリートである。コンクリートは、本来、圧縮に対しては強いが引張りには弱いという欠点があり、このコンクリートの欠点を克服するために開発されたのがプレストレストコンクリートである。

0003

プレストレスコンクリートでは、荷重による引っ張り応力が働いても、あらかじめ与えられている圧縮応力によって打ち消されるので、これを用いたコンクリート構造物を堅固な耐久性のあるものにすることができる。このような特徴のあるプレストレスコンクリートは、高層ビルの床や耐震構造橋梁床版消波堤などの海洋構造物、さらには原子炉格納容器など、先進的なコンクリート構造物に広く利用されている。

0004

コンクリートに圧縮応力を与えるには、PC鋼材と呼ばれている鋼索油圧ジャッキなどで緊張した状態にして、コンクリートを打設する。コンクリートが固まると、PC鋼材が縮んでコンクリートに圧縮応力がかかることになる。このような方式により、プレストレスコンクリートを製作する従来技術としては、例えば、特許文献1に記載されているプレテンション装置を挙げることができる。

0005

ここで、図5は、従来のプレテンション装置の概要を示す図である。この図5において、参照番号10は、固定側の反力台を示している。参照番号12a、12bは、PC鋼材13を緊張させる油圧ジャッキを示している。油圧ジャッキ12a、12bは、反力受け材14a、14bを介して反力台10側に固定されており、緊張梁15の両端を押圧するようになっている。

0006

PC鋼材13は、プレストレスコンクリート構造物20の大きさに応じて多数本が用意され、PC鋼材13の一端は反力台10に固定されて、他端は緊張梁15に取り付けられている止め具16によって止着されている。

先行技術

0007

特開2001−310318号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、従来のプレテンション装置では、油圧ジャッキ12a、12bによって緊張梁15の両端を押し出して、PC鋼材13を緊張させると、図6に示されるように、緊張梁15の両端がより押されて、緊張梁15の中央部が凹むように撓んでしまう。

0009

緊張梁15にこのような撓みが生じると、緊張梁15の端部に近いPC鋼材13ほど伸びが大きくより大きな力で緊張され、中央にあるPC鋼材13は伸びが小さく緊張力は相対的に低下してしまう。

0010

プレテンションをかけるプレストレスコンクリート製作時の緊張作業では、PC鋼材の伸びの管理、言い換えれば、PC鋼材の緊張力の管理が非常に重要となる。PC鋼材の伸びにばらつきがあると、圧縮応力の均一にかかったプレストレスコンクリート構造物を製作することができなくなるからである。

0011

従来、緊張梁の撓み量を許容範囲内のごく小さな値にするために、大型で剛性の高い梁部材が用いられているが、梁部材の剛性に関して厳しい条件下では、多様な形状、大きさのプレストレスコンクリート構造物に対応できるように、自由度のある設計が困難である。

0012

他方、大型で剛性の高い梁部材を用いる替わりに、PC鋼材を1本ずつ別々の油圧ジャッキで緊張させ、各油圧ジャッキ圧油を送るそれぞれの油圧ポンプを制御し、緊張力を均一することも行われているが、油圧ジャッキシステムが大掛かりで複雑になる難点がある。

0013

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、PC鋼材を緊張させたときに緊張力が載荷される緊張梁の撓みや伸び等の変形の発生に関わりなく、多数本のPC鋼材緊張力を同一に自動調整することができるようにした緊張力自動調整型プレテンション装置およびプレテンション方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、固定側の反力受け構造物と、緊張力が載荷される側の緊張梁との間に複数本のPC鋼材を掛け渡し、前記PC鋼材を緊張させる緊張手段を前記緊張梁側に設け、前記PC鋼材を緊張させた状態でコンクリートを打設してプレストレスコンクリート構造物を製作するプレテンション装置において、
前記PC鋼材の末端が止着される複数の油圧式同調シリンダ並列に前記緊張梁に配列し、隣同士の前記油圧式同調シリンダのシリンダ室導通させる連通管を介して当該油圧式同調シリンダ同士を接続してなる張力自動調整機構を備えることを特徴とするものである。

図面の簡単な説明

0015

本発明による緊張力自動調整型プレテンション装置の一実施形態を示す平面図である。
図1張力自動調整型プレテンション装置がPC鋼材を緊張させた状態を示す平面図である。
本発明の実施形態による張力自動調整型プレテンション装置の備える油圧式同調シリンダを示す縦断面図である。
油圧式同調シリンダの他の例を示す縦断面図である。
従来の緊張力自動調整型プレテンション装置を示す平面図である。
図5の緊張力自動調整型プレテンション装置がPC鋼材を緊張させた状態を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、本発明による緊張力自動調整型プレテンション装置およびプレテンション方法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

0017

図1において、参照番号10は、固定側の反力台を示している。参照番号12a、12bは、PC鋼材13を緊張させるための油圧ジャッキを示している。緊張力を載荷する緊張梁15の左右両端を押圧するために、一対の油圧ジャッキ12a、12bが、反力受け材14a、14bを介して反力台10側に固定されている。

0018

PC鋼材13は、プレストレスコンクリート構造物20の大きさに応じて多数本用意されるが、この実施形態では、簡略にして5本のPC鋼材13を示す。PC鋼材13の一端は、反力台10に固定されて、他端は、緊張梁15に取り付けられている油圧式同調シリンダ16に連結されている。反力台10と緊張梁15の間には空間が確保され、ここにプレストレスコンクリート構造物20を打設する型枠が組まれるようになっている。各PC鋼材13は、この型枠を通すようにして張り渡されている。

0019

油圧式同調シリンダ16は、PC鋼材13がすべて同一の緊張力になるように同調させるためのシリンダである。この油圧式同調シリンダ16は、全台が同一の受圧面積をもつ同じ仕様油圧シリンダが用いられている。ここで、各油圧式同調シリンダ16を区別する必要がある場合には#1〜#5を付して区別することにする。

0020

次に、図3は、油圧式同調シリンダ16の縦断面を示す図である。この実施形態では、PC鋼材13を挿通させるために、油圧式同調シリンダ16は、次のような中空型シリンダとして構成されている。

0021

図3において、ロッド21およびピストン22は同軸中空形状をなすように形成されている。シリンダチューブ23の内部には、筒状部24が同軸に形成されており、ピストン22およびロッド21は、シリンダチューブ23の内部において、筒状部24に摺動自在に嵌合している。PC鋼材13は、筒状部24およびロッド21の内部を挿通される。PC鋼材13の先端部は、ロッド21の先端部に止着されている。

0022

このような#1から#5の油圧式同調シリンダ16では、各油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26は、隣にある油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26と連通管30を介して連通している。端に位置する#1の油圧式同調シリンダ16には、図示しない油圧ポンプから方向切換弁を介すなどして圧油が供給される。

0023

#1から#5のすべての油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26に圧油が充填されると、全台が導通しており、しかも、ピストン22の受圧面積は同一であるので、各油圧式同調シリンダ16がPC鋼材13を緊張する力はすべて同一となるようになっている。

0024

以上のような油圧式同調シリンダ16には、中空型シリンダの替わりに、図4に示すよう双胴型のシリンダを用いるようにしてもよい。この双胴型シリンダ40は、2つ並列のシリンダチューブ41a、41bを備えている。シリンダチューブ41a、41bには、ピストン42a、42bが設けられ、ピストンロッド43a、43bは連結部材44によって連結されている。PC鋼材13は、シリンダチューブ41a、41bの間を通して、連結部材44に止着されている。

0025

なお、油圧式同調シリンダ16には、製造上の誤差等により、同じ圧力の圧油が供給されても出力にわずかな誤差が生じる場合があるので、使用にあたってはあらかじめキャリブリレーションを行っておくことが好ましい。

0026

本実施形態による緊張力自動調整型プレテンション装置は、以上のように構成されるものであり、次に、油圧式同調シリンダ16を受動式で用いるプレテンション方法について説明する。

0027

まず、図1において、油圧ジャッキ12a、12bを作動させ、緊張梁15の両端を押し出して、PC鋼材13を緊張させる。この実施形態では、油圧式同調シリンダ16は受動式で機能させるため、油圧ジャッキ12a、12bでPC鋼材13を緊張させる。これと同時にまたはその後に、#1から#5のすべての油圧式同調シリンダ16に圧油を供給し、緊張力を次のようにして同調させる。

0028

図2に示されるように、緊張梁15は、その両端部がより押され、全体として中央部が凹むように撓むことになる。図6に示したように、油圧式同調シリンダ16が設けられていない場合には、緊張梁15の端部に近いPC鋼材13ほどより大きな力で緊張され、中央にある鋼索15は伸びが小さく緊張力は相対的に低下してしまうことになる。

0029

これに対して、本実施形態では、緊張梁15に油圧式同調シリンダ16を介してPC鋼材13の末端を連結しているので、PC鋼材13を緊張した状態では、油圧式同調シリンダ16の同調機能が働き、緊張梁15の撓みに関わりなくPC鋼材13の緊張力をすべて同一に自動調整することができる。

0030

すなわち、#1から#5のすべての油圧式同調シリンダ16のシリンダ室26は、連通管30を介してお互いに導通し合っており、しかも、ピストン22の受圧面積は同一であるので、各油圧式同調シリンダ16がPC鋼材13を緊張する力はすべて同一となる。

0031

ここで、sは、緊張によるPC鋼材13の伸びを示す。緊張梁15の端にある#1、#5の油圧式同調シリンダ16では、#2、#3、#4の油圧式同調シリンダ16に比べて、ピストン22のストロークが減少する。このように、すべてのPC鋼材13に同じ緊張力がかかるように、各油圧式同調シリンダ16では、ストロークが自動調整される。この結果、図2に示されるように、油圧式同調シリンダ16によって保持されているPC鋼材13の先端の位置は揃い、すべてのPC鋼材13で伸びsが同一になり、従って、緊張力も同一になる。

0032

しかも油圧式同調シリンダ16のこのような同調機能は、緊張梁15の撓みの発生、撓みの程度に関わりなく働くため、従来のように、緊張梁15に剛性の高い大型の梁部材を用いる必要はなくなり、プレテンション装置の自由度のある設計を可能にする。

0033

また、緊張梁15に撓みが発生しても、PC鋼材13の緊張力の補正計算を行う必要がなくなり、油圧式同調シリンダ16はロードセルの機能も同時にもち、圧油の圧力から緊張力の正確な値を容易に得ることができる。

0034

以上のようにして、PC鋼材13を緊張させた状態を保ったら、図示しない型枠を組み立てて、コンクリート構造物20の打設を行う。そして、PC鋼材13を緊張させたままで、コンクリートの養生を行う。養生が終わったら、緊張力を解放する。

0035

以上説明した実施形態は、油圧式同調シリンダ16を受動式に作動させた実施形態であるが、この油圧式同調シリンダ16を能動式で作動させるようにすることも可能であり、受動式、能動式のいずれも選択可能である。

0036

能動式の場合は、油圧ジャッキ12a、12bでPC鋼材13を緊張させる替わりに、それぞれ油圧式同調シリンダ16でPC鋼材13を直接緊張させることになる。その場合にも、すべてのPC鋼材13の緊張力が同一となることは受動式の場合と同様である。

0037

以上、本発明による緊張力自動調整型プレテンション装置およびプレテンション方法について、好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、例えば、既設の構造物を反力台の替わりにするなど、種々の設計変更が可能である。

0038

10…反力台、12a、12b…油圧ジャッキ、13…PC鋼材、14a、14b…反力受け台、15…緊張梁、16…油圧式胴直シリンダ、20…プレストレスコンクリート構造物、21…ロッド、22…ピストン、23…シリンダチューブ、24…筒状部、26…シリンダ室、40…双胴型シリンダ

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