JP4357729B2

JP4357729B2 - Ｐｃ鋼材接続用カップラー構造

Info

Publication number: JP4357729B2
Application number: JP2000309033A
Authority: JP
Inventors: 喜之松原; 洋一高山; 稔崎中; 敏彦仁木
Original assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP2002115370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレストレストコンクリート工法に用いるPC鋼材接続用カップラー構造と、このカップラー構造に用いるPC鋼材の端部構造およびシースキャップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外ケーブル工法による橋梁などで、カップラー構造によりPC鋼材の接続が行われる。図17は従来のカップラー構造の部分断面図である。これは、既にコンクリート内に埋設されたPC鋼材10の端部を定着する一次施工側（図の左側）に二次施工側（図の右側）のPC鋼材20を接続する構造である。
【０００３】
一次施工側は、コンクリート構造物内に緊張されたPC鋼材10が埋設され、このPC鋼材の端部をオスコーン11とメスコーン12で保持してアンカープレート15に定着している。
【０００４】
二次施工側は、まず円筒状のカップラー30と、シース50およびシースキャップ60をPC鋼材20の外周に通しておく。続いて、PC鋼材20の端部に一次施工側と同様にオスコーン21とメスコーン22を装着する。
【０００５】
カップラー一端側の内面には雌ネジが形成され、この雌ネジを一次施工側のメスコーン12の外周に形成された雄ネジにねじ込む。カップラー他端側は内径が小さく構成され、カップラー30のねじ込みに伴って二次施工側のメスコーン22を一次施工側に押圧し、一次施工側のPC鋼材10と二次施工側のPC鋼材20とが接続される。
【０００６】
カップラー30の外周にシース50を配置し、シース一端をアンカープレート15に当接し、他端（二次施工側）にシースキャップ60をはめ込む。シースキャップ60は中心にPC鋼材の挿通孔が形成されると共に樹脂充填孔63を有する環状部材である。そして、シース50とアンカープレート15との間、シース50とシースキャップ60との間およびシースキャップ60とPC鋼材20の樹脂被覆との間をシールして、樹脂充填孔63から樹脂を注入し、カップラー30とシース50との間の空間に樹脂を充填する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のカップラー構造では、現場作業が煩雑で、接続の確実性も不十分な場合が考えられる。
【０００８】
PC鋼材端部にオスコーンとメスコーンを装着する作業はPC鋼材を接続する現場で行われている。通常、オスコーンは複数に分割できる円錐状の金属片であり、メスコーンへの装着時に各金属片にずれができたりすると、定着の確実性が損なわれる恐れがある。また、カップラーを一次施工側のメスコーンにねじ込んだ後に二次施工側のオスコーンがメスコーンから抜けることも考えられ、接続が確実に行われたかどうかを確認できる専用の付属部品も具備されていない。
【０００９】
さらに、シースキャップは一体構造であり、予め二次施工側PC鋼材の外周にはめ込んでおいたものを一次施工側に手繰り寄せなければならず施工性に劣る。
【００１０】
従って、本発明の主目的は、施工性と接続の確実性に優れるPC鋼材接続用カップラー構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、このPC鋼材接続用カップラー構造に用いるPC鋼材の端部構造およびシースキャップを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、PC鋼材端部にオスコーンやメスコーンを予め組み合わせておくと共にシースキャップを分割式とすることで上記の目的を達成する。
【００１２】
すなわち、本発明PC鋼材接続用カップラー構造は、PC鋼材を把持したオスコーンをメスコーンにはめ込んで構成される一対の定着部と、両定着部を連結するカップラーと、カップラーの外周を覆うシースと、シース端面に装着されるシースキャップとを具えるPC鋼材接続用カップラー構造である。ここで、オスコーンの端面にはメスコーンからオスコーンの抜けを防止する押え板を配置する。シースキャップは環状体で、複数の円弧片に分割自在であることを特徴とする。さらに両定着部の間にスペーサを介在しても良い。
【００１３】
また、本発明は上記カップラー構造に用いられる構成部材をも特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明PC鋼材の端部構造は、PC鋼材と、PC鋼材の端部が挿通されるメスコーンと、PC鋼材の端部を把持してメスコーンにはめ込まれるオスコーンと、オスコーンの端面に配置されてメスコーンからオスコーンの抜けを防止する押え板とを具えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明シースキャップは、PC鋼材接続用のシースの端面に装着される環状体で、複数の円弧片に分割自在であることを特徴とする。
【００１６】
このシースキャップにおいて、隣接する円弧片の接合面には、互いに係合する凸部と凹部とを具えることが好ましい。凸部と凹部の係合により、ずれを生じることなく確実かつ容易にシースキャップの円弧片を組み合わせることができる。凸部と凹部は棒状突起と嵌合孔などの他、波型面でも構わない。
【００１７】
予め工場などでオスコーンとメスコーンとをPC鋼材の端部に確実に組み合わせ、押え板によりオスコーンの抜けを防止することで、接続現場における定着部の装着作業を省略できる。
【００１８】
押え板はPC鋼材の接続前、接続後のいずれにおいてもオスコーンがメスコーンから抜け出ることを防止し、確実な定着構造を実現できる。
【００１９】
カップラー内において一次施工側・二次施工側の定着部の間にスペーサを介在させた場合は、オスコーンの抜け防止にも寄与する。また、スペーサはカップラー内における空間を減少させることで、空間内に残留する空気（酸素）を減少させて耐食特性を向上させる。
【００２０】
従来のシースキャップでは予め鋼材を通しておく必要があったが、シースキャップを分割構造にすることで、一次施工側と二次施工側のPC鋼材を接続した後にPC鋼材の外周側から簡単に装着することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（カップラー構造の概略）
図１は本発明カップラー構造の部分断面図である。このカップラー構造は、既にコンクリート内に埋設されたPC鋼材10の端部を定着する一次施工側（図の左側）に二次施工側（図の右側）のPC鋼材20をカップラー30を用いて接続する構造である。
【００２２】
（一次施工側）
一次施工側は、コンクリート構造物内に緊張されたPC鋼材10が埋設され、このPC鋼材の端部にオスコーン11とメスコーン12を装着した定着部がアンカープレート15に定着されている。
【００２３】
一次施工側のオスコーン11とメスコーン12の部分断面図を図２に示す。オスコーン11は複数に分割可能な円錐状の金属片で、軸方向にPC鋼材がはめ込まれる溝が形成されている。
【００２４】
メスコーン12は、円錐状に組み合わせてPC鋼材を把持したオスコーン11が挿入される円錐孔を有する筒状体である。このメスコーン12の外周面には後述するカップラー30がねじ込まれる雄ネジ12Aが形成されている。
【００２５】
アンカープレート15は、図３に示すように、コンクリート構造物の端面に配置される矩形板15Aの表面にガイド筒15Bを溶接したものである。
【００２６】
PC鋼材10には、例えば複数の素線を撚り合わせた撚り線上にエポキシ樹脂を被覆し、さらにポリエチレンで被覆したもの（例えば住友電工製：アフターボンド「登録商標」）が利用できる。ポリエチレン樹脂の表面は凹凸状に成形されているため、コンクリートとの高い付着強度が得られる。後述する二次施工側のPC鋼材20は、このPC鋼材10と同一である。
【００２７】
（二次施工側）
二次施工側もオスコーン21とメスコーン22をPC鋼材20の端部に装着した定着部を有する。この定着部は現場ではなく、予め工場などで組み立てられる。単にオスコーン21でPC鋼材20を把持してメスコーン22にはめ込んだだけでは、PC鋼材20の搬送中などにオスコーン21が抜け落ちることが考えられる。そこで、図４に示すように、オスコーン21の端面に押え板23を設け、この押さえ板23をメスコーン22にボルト24で固定することで、オスコーン21の抜け落ちを防止している。
【００２８】
押え板23は環状の金属板で、外径がオスコーン21の最大外径よりも大きく、内径がオスコーン21の最大外径よりも小さい。この押え板23をオスコーン21の端面に同軸状に配置すると、オスコーン21よりも外周側に押え板がはみ出す。このはみ出した個所にボルト貫通孔を設けておき、メスコーン22の端面にもボルトネジ孔を形成しておいてボルト24のねじ込みを行えば、押え板23をメスコーン22に固定してオスコーン21の抜けを確実に防止することができる。オスコーン21のPC鋼材20への装着・メスコーン22へのはめ込みは全て工場内で適正な品質管理の下で行われるため、メスコーン22に対してオスコーン21のずれが起こると言った不具合は解消できる。
【００２９】
（カップラー）
カップラー30は、一次施工側の定着部と二次施工側の定着部を覆って連結するもので、一端側の内周に雌ネジ31を有し、他端側に内径が小さい小径部32を具える筒状体である（図５）。この雌ネジ31は一次施工側メスコーンの雄ネジ12Aに対応する。他端側の小径部32はPC鋼材20の外径よりも大きく、メスコーン22の外径よりも小さい内径に形成されている。このようなカップラー30は、二次施工側のPC鋼材20に予めはめ込んでおく。
【００３０】
（スペーサ）
一次施工側と二次施工側の定着部の間にはスペーサ40が配置される。このスペーサ40は一次施工側のオスコーン11と二次施工側のボルト24との間に挟み込まれるサイズの円筒部材である（図６）。ゴムなどの弾性材料で構成することが好ましい。本例ではスペーサ40を用いたが、このスペーサ40がなくともカップラー構造として何ら支障なく機能する。
【００３１】
（シース）
カップラー30の外周には円筒状のシース50がはめ込まれる。このシース50とカップラー30との隙間には、後に樹脂が充填されるため、樹脂の充填状況が外から見えやすいように透明または半透明の材料で構成することが好ましい。本例では透明のポリエチレンを用いたが、塩化ビニルを用いることもできる。
【００３２】
また、シース50には樹脂の排出孔51が設けられている（図７）。シース用透明材料としてアクリル樹脂などの利用も考えられるが、アクリル樹脂はポリエチレン樹脂に比べて可撓性に乏しく、排出孔51の形成時にクラックを生じ易い。さらに、後述するシースキャップ60と同一材料である方が両者の接着が行いやすい。
【００３３】
（シースキャップ）
シース50の端部（二次施工側）にはシースキャップ60がはめ込まれる。このシースキャップ60は、一端側にシースへの接合部61、他端側にPC鋼材の挿通部62が突出されている環状部材である（図８）。さらに樹脂充填孔63も具えられている。本例では、このシースキャップ60を２つの円弧片にわかれる分割式とした。一方の円弧片の接合面に一対の棒状突起64を有し、他方の円弧片の接合面には前記棒状突起64がはめ込まれる一対の嵌合孔65を有する。棒状突起64を嵌合孔65にはめ込むことで、容易かつ確実に円弧片を組み合わせて環状のシースキャップ60を構成できる。本例ではポリエチレンでシースキャップを構成したが、塩化ビニルなどを用いることもできる。
【００３４】
（カップラー構造の組み立て手順）
(1)緊張および定着を実施した一次施工側定着部の余長をメスコーン12の端面から適切な長さ（例えば30mm）に切断する（図９）。切断にはグラインダーを用いる。
【００３５】
(2)二次施工側のPC鋼材20にはカップラー30が予めはめ込まれると共に端部にオスコーンとメスコーンを装着して押え板で固定したものを用意する。このPC鋼材の外周にはシース50もはめ込んでおく。
【００３６】
(3)このカップラー30の内部にスペーサ40を挿入し、カップラーの雌ネジ31を一次施工側メスコーンの雄ネジ12Aにねじ込む（図10）。このねじ込みにより、カップラー小径部32の内端面は二次施工側メスコーン22の端面を押圧し、一次施工側オスコーン11の端面と二次施工側ボルト24との間でスペーサ40を圧縮する。
【００３７】
(4)シース一端の外周に接着剤を塗布する（図11）。そして、アンカープレートのガイド筒15Bにシース一端を差し込んで、シース50とガイド筒15Bをテープ70で接続する（図12）。このとき、樹脂の排出孔51が上方に向くようにシース50の向きを配置する。
【００３８】
(5)シース他端の外周とシースキャップ60における接合部内面とに接着剤を塗布する（図13）。PC鋼材の外周からシースキャップ60の２つの円弧片を組み合せ、接合面の棒状突起を嵌合孔にはめ込んでシースキャップ60をシース他端に取り付ける。シースキャップ60は樹脂充填孔63が下方に位置するように装着する。
【００３９】
(6)続いてシース50とシースキャップの接合部61との間にテープ72を巻く。さらに、シースキャップ60におけるPC鋼材の挿通部62とPC鋼材20のポリエチレン樹脂被覆との隙間にはシール材74を充填後、テープ75を巻く（図14）。
【００４０】
(7)塗布した接着剤および充填したシール材74が硬化したことを確認後、樹脂充填孔63にビニルホース80を介してポンプノズル81を接続し、シース内に樹脂を注入する（図15）。このとき、樹脂の充填状況は透明のシース50の外部から確認できる。
【００４１】
(8)シース50とカップラー30との隙間が完全に樹脂で充填され、排出孔51から樹脂が排出されたことを確認する。下方の充填孔63から樹脂注入を行い、上方の排出孔51より樹脂をあふれさせることで、内部の気体を排出させやすくし、確実に樹脂の充填を行う。
【００４２】
(9)ビニルホース80の結束を行うと共に、排出孔用栓82をセットし、テープで押え処理する（図16）。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明カップラー構造によれば、オスコーンでPC鋼材を把持してメスコーンにはめ込む作業を工場において行っておくことで、現場作業を省略でき、確実なカップラー構造を実現できる。
【００４４】
また、押え板、ゴムスペーサーを取り付けることでオスコーンが外れない構造を実現できる。
【００４５】
さらに、シースキャップを分割式にすることで、一次施工側と二次施工側のPC鋼材を接続した後にPC鋼材の外周側から簡単に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明カップラー構造の部分断面図である。
【図２】一次施工側オスコーンとメスコーンの部分断面図である。
【図３】（A）はアンカープレートの平面図、（B）はその部分断面図である。
【図４】二次施工側オスコーンとメスコーンの部分断面図である。
【図５】（A）はカップラーの部分断面図、（B）はその端面図である。
【図６】（A）はスペーサの端面図、（B）はその部分断面図である。
【図７】シースの部分断面図である。
【図８】（A）はシースキャップの端面図、（B）はその部分断面図である。
【図９】一次施工側PC鋼材の端部を示す説明図である。
【図１０】カップラの一次施工側への装着状態を示す説明図である。
【図１１】アンカープレートにシースを装着する際の説明図である。
【図１２】アンカープレートにシースを装着してテーピングした状態の説明図である。
【図１３】シースにシースキャップを装着する際の説明図である。
【図１４】シースにシースキャップを装着してテーピングした状態の説明図である。
【図１５】シースキャップにポンプノズルを接続した状態を示す説明図である。
【図１６】樹脂充填完了後のカップラー構造の説明図である。
【図１７】従来のカップラー構造の部分断面図である。
【符号の説明】
10 PC鋼材
11 オスコーン
12 メスコーン
12A 雄ネジ
15 アンカープレート
15A 矩形板
15B ガイド筒
20 PC鋼材
21 オスコーン
22 メスコーン
23 押え板
24 ボルト
30 カップラー
31 雌ネジ
32 小径部
40 スペーサ
50 シース
51 排出孔
60 シースキャップ
61 接合部
62 挿通部
63 樹脂充填孔
64 棒状突起
65 嵌合孔
70 テープ
72 テープ
74 シール材
75 テープ
80 ビニルホース
81 ポンプノズル
82 排出孔用栓

Claims

PC鋼材を把持したオスコーンをメスコーンにはめ込んで構成される一対の定着部と、両定着部を連結するカップラーと、カップラーの外周を覆うシースと、シース端面に装着されるシースキャップとを具えるPC鋼材接続用カップラー構造であって、
前記オスコーンの端面にはメスコーンからオスコーンの抜けを防止する押え板が配置され、
前記シースキャップは環状体で、複数の円弧片に分割自在であり、
さらに両定着部の間にスペーサが介在されることを特徴とするPC鋼材接続用カップラー構造。
前記押え板は、ボルトにより貫通されると共に、そのボルトを一方の定着具のメスコーンの端面にねじ込むことで当該メスコーンに固定され、
前記スペーサは、このボルトと他方の定着部のオスコーンとの間に介在されることを特徴とする請求項１に記載のPC鋼材接続用カップラー構造。