JPH01317152A - プレストレストコンクリート部材とその製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野　］ この発明は、篭状補強筋にＦ’ＲＰ　　（繊維強化プラ
スチック）を用いたプレストレストコンクリート部材と
、その製造方法および装置に関する。

「従来の技術およびその課題」 プレストレストコンクリート部材は、緊張材（たとえば
ＰＣ鋼祠等）によってコンクリートに圧縮応力を与えた
もので、コンクリートの引張強度の不足を補い、設計荷
重範囲内では引張に対しても圧縮に対してム同し力学的
性質を確保し、かつひび割れの生じない構造ができる等
の種々の利点を備えている。

しかし一方において、コンクリートに持続して大きな圧
縮力を与えるので、鋼材・コンクリートには高い品質が
要求されるが、近年、コンクリート中の鋼材の塩分腐食
や電気腐食による劣化が問題となってきている。そこで
、従来から、ＰＣ用緊張材を従来のＩ）　ＣＭ　祠から
繊維強化プラスチック（Ｆ　ＲＰ　）に置き換える技術
が研究されている（たとえば実公昭５１−５３０７１号
公報）。

従来、この種のＦＲＰ製緊張緊張ｊ、繊組に一定の張力
を加えながら、集束・成形・強化してＦＩＩＰロットを
製造させるプルトルージョン方法により製造されたもの
が適用され、主にボストテンノヨン方式として使用され
ている。これらはコンクリート硬化後に予め設けておい
たダクト内に前記緊張材を挿入し、引張力を与えて定着
し、コンクリートにプレストレスを導入するものである
。とごろが、面記ＦＲＰ製緊張拐に引張力を与え定着す
るためには特殊な治具（圧着厚擦型クリップ等）を必要
とし、また、プレストレスの導入もその殆どがボストテ
ンノヨン方式に限定されているのが実状であり、このた
め工場等にお（Ｊる量産化が図りにくい状況にある。

この発明は」−記事情に鑑みてなされたもので、繊維強
化プラスチック製の補強筋を緊張材として使用し、プレ
テンンヨン方式によってコンクリートにプレストレスを
導入するプレストレストコンクリート部材とその製造方
法および装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するノーめの手段」 前記課題を解決ずろために、この発明にががるプレスト
レストコンクリート部材は、コンクリートと、該コンク
リートに埋設して軸筋および剪断補強筋を有する篭状補
強筋とを６ｆｆｉえ、かっ、前記軸筋に緊張力を与えた
プレストレストコンクリート部材であって、前記篭状補
強筋を、樹脂を含浸した連続繊維を一方向及びこれに直
交する方向へ交叉さＵｏてて一体に成形したものである
。なお、前記軸筋と剪断補強筋との交差部では、これら
を構成する連続繊維を交互に三層以−ヒに積層させるこ
とが望ましい。

また、この発明にかかるプレストレストコンクリート部
材の製造方法は、以下に示す（イ）〜（ホ）の各工程を
備えたことを特徴とする乙のである。

（イ）樹脂を含浸した連続繊維を一方向及びこれに直交
する方向へ交叉さ且て軸筋及び剪断補強筋からなる篭状
の補強筋を一体に成形する工程、（ロ）プレストレスを
導入すべき前記篭状補強筋−の両端部にそれぞれ繊維強
化プラスチック製の定着ブロックを成形する工程、 （ハ）前記篭状補強筋を、形成ずへきプレストレストコ
ンクリート部材の型枠に貫通させて配置する工程、 （ニ）前記定着ブロックでジヤツキの反力を取り該ジヤ
ツキにより前記上下の軸筋に異なる緊張力を与える工程
、 （ホ）前記型枠内にコンクリートを打設して、この打設
＝Ｉンクリートが所要の強度に達した後、ツヤツギを緩
め、前記型枠外に位置する篭状補強筋、定着ブロックを
切断する工程。

また、この発明にかかる製造装置は、篭状補強筋を貫通
配置する型枠と、この型枠を載置する基台と、この基台
に設けて前記篭状補強筋の軸筋の少なくとも一端を定着
する固定ブロックと、ｎ：ｉ記基台に立体状に設（プて
前記篭状補強筋の軸筋の少なくとも他端に緊張力を与え
る少なくとも３つのジャッキとを備えたものである。

１作用　」 この発明によれば、緊張材として用いられる軸筋および
剪断補強筋からなる篭状補強筋が連続繊維を樹脂により
固めて篭状に成形されていて、軸筋および剪断補強筋の
交叉部強度が高いため、その交叉部を定着部として利用
することができ、特殊な定着治具が不要となる。

また、前記篭状補強筋は、その弾性係数がＰＣＣ鋼上比
較して小さいので、コンクリートの弾性変形、クリープ
や乾燥収縮が生じても緊張材に与えられた引張力の減少
が少なく、コンクリ−１・のプレストレスの損失が小さ
くなる。

さらに、定着ブロックでジヤツキの反力をとり、このジ
ャッキによって前記上下の軸筋に異なる緊張力を与える
ようにしているので、上下の軸筋に異なった引張力を与
えることによって、より効果的にプレストレスを導入す
ることができる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図ないし第１０図はこの発明の第１実施例を示すも
のであって、第１図ないし第３図は、この発明にかかる
プレストレストコンクリート部材の製造方法により製造
された一方向プレストレストコンクリート版の一例を示
している。

第１図ないし第３図に示すように、このプレストレスト
コンクリート部材（版）Ａは、この部材Δの主体をなす
コンクリート１と、このコンクリート１の内部に埋設さ
れた篭状補強筋２とから構成され、かつ、コンクリート
補強筋２の内のコンクリートｌの長手方向に延在する各
軸筋３．３・・・・・・に上下に異なった引張力を与え
てコンクリート１にプレストレスが導入された基本構造
となっている。

前記コンクリート１は、たとえば全体が１０００ｃｍＸ
３θｃｍＸ、ｆｆθｃｍ程度の大きさを有する立方体形
状に成形されており、また、このコンクリート１にプレ
ストレスを与える篭状補強筋２は、第３図に示すように
、コンクリートｌの版厚方向はぼ中央に位置して埋設さ
れた断面構造となっている。

前記篭状補強筋２について具体的に説明すると、この補
強筋２は、第４図に示すように、互いに所定間隔をもっ
て上下に平行に配設された複数本（図示例では６本）の
軸筋３，３・・・と、互いに所定間隔をもって左右に平
行に配設された複数本（図示例では１０本）のアンカー
筋４．４・・・と、これら軸筋３およびアンカー筋４の
それぞれに交叉部Ｃ１を介して略直角に交叉されて配設
された複数本の剪断補強筋５．５・・・とから概略構成
されている。

剪断補強筋５は、前記軸筋３の軸方向へ所定間隔をもっ
て互いに配設されている。

そして、これら軸筋３、アンカー筋４、剪断補強筋５は
、それぞれ第５図および第６図に示すように、樹脂材料
ｌＯにて結束された複数本の連続繊維１１よりなる繊維
束Ｔを素材として、これを固めて成形された構成となっ
ている。さらに、具体的に説明すれば、引き揃えられた
複数本の連続繊維１１よりなる繊維束Ｔが立体的に配置
されて軸筋３およびアンカー筋４が構成され、かつ、こ
れら軸筋３およびアンカー筋４を構成する繊維束Ｔに別
の繊維束Ｔが交叉されることで、交叉部Ｃ１において軸
筋３およびアンカー筋４に交叉される剪断補強筋５が構
成され、これら繊維束Ｔの各連続繊維１１が樹脂材料１
０により結束されて一体化されている。

なお、前記繊維束Ｔどうしの交叉部（すなわち前記交叉
部Ｃ，）は、一方向へ延在する繊維群１１ａとこれに直
交する方向へ延在する繊維群ｌｌｂとが、第６図に示す
ように、交互に三層以」二に積層された断面形状とされ
ている。

補強筋２の主体となる連続繊維Ｉｔとしては、軽量でし
かも高い強度を備えるガラス繊維やカーボン繊維、アラ
ミド繊維などが好適であるが、必要ならばその他の繊維
、例えば合成樹脂繊維、セラミックス繊維、金属繊維な
どを用いてもよい。

また、これらの繊維を適当に組み合わせて用いてもよい
。

また、前記繊維束Ｔの各連続繊維Ｉｆを結束する樹脂材
料１０としては、連続繊維１１に対する接着性が良くか
つそれ自体も十分な強度特性を持つ例えばビニルエステ
ル樹脂などが好適であるが、使用する繊維１１の種類に
対応さＵて他の樹脂材料を用いても良い。他の樹脂材料
については、不飽和ポリエステル樹脂、エボギノ樹脂、
フェノール樹脂などを挙げることができる。

前記連続繊維ＩＩと樹脂材料１０の割合については、繊
維１１の種類や強度、さらにはこの補強筋２の使用形態
なとを考慮して適宜に決定されるが、例えば、連続繊維
１１がガラス繊維、樹脂材料１０がビニルエステル樹脂
の場合、連続繊維１１が容積比で３θ〜７０％程度とな
るように、また、連続繊維１１か例えばピッチ系カーボ
ン繊維の場合、２０〜５０％程度となるように考慮する
のか望ましい。連続繊維１１の割合が」１記以下である
と、この篭状補強筋２の強度が著しく低下し、一方、連
続繊ｔ４ｆ、　Ｉ　Ｉの割合を高くすれば、それた！−
］高強度の補強部刊か得られるか、あまりに高い割合に
すると、カーボン繊維のように比較的高価なものでは経
済性の面から好ましくない。

なお、実験結果によれば、ビニルエステル樹脂に対する
ガラス繊維（繊１０．径２３μｍ）か体積比で３８％と
なった繊維束′Ｆの引っ張り強度は４８４　ｋｇ７ｍｍ
２てあり、交叉部Ｃ１の曲げ剪断強度に−９いては２０
ｋｇ／ｍｍ２であった。また、カーホン繊９イ（（繊維
径８μｍ）か体積比で２Ｏ％の場合については、繊維束
１゛の引っ張り強度は２θ　４’に９／ｍｍ２てあり、
交叉部ＣＩの曲げ剪断強度については１７ｋｇ７ｍｍ２
てあった。

以」二の構成からなるこのプレストレストコンクリート
部材Ａは、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等
の高性能連続繊維１１を樹脂材料１０で固着し、篭状に
成形した補強筋２を緊張材として使用し、この篭状補強
筋２の軸筋３に引張力が与えられてコンクリートｌにプ
レストレスが導入されているから、コンクリート部材内
での腐食か起こらず、耐腐食性、耐久性に優れた製品と
４−ることかできる。特に、コンクリートにプレストレ
スを導入することによってコンクリートのひび割れ発生
荷重が大きくなるので、コンクリートを一１１＝ 有効に利用てき、部材厚ならびに部材幅を小さくしてそ
の断面積を小さくすることができる。また、前記構成の
補強筋２は従来のＰＣ鋼材に比較して弾性係数が小さい
ので、コンクリートの弾性変形、クリープや乾燥収縮か
生じても緊張材に与えられた引張力の減少が少なく、コ
ンクリートのプレストレスの損失が小さいといった利点
もある。

次に、以上のような構成となるプレストレストコンクリ
ート部祠Ａを製造する装置の一実施例について、第９図
および第１Ｏ図を参照して説明する。

図中、符号２０は形成すべきプレストレストコンクリー
ト部材Δの型枠、符号２１はこの型枠２０を載置する基
台、２２は型枠２０内に配置された篭状補強筋２の両端
部に成形された後述する定着ブロック３０の−に下端に
、両端部がそれぞれ支持された支持材、２３は篭状補強
筋２の一端を定着ずろ固定ブロック、２４は支持材２２
で反力をとって、定着ブロック３０を介して篭状補強筋
２の軸筋３に緊張力を与えるジヤツキ群であり、これら
符号２０ないし２４によって、この製造装置Ｂの主要部
材を構成している。

型枠２０は、底部型枠２０ａとこの底部型枠２０ａの周
囲にこの底部型枠２０ａを囲むようにして配設された側
部型枠２０ｂとを主体として構成されている。この側部
型枠２０ｂには、型枠２０内に配置される篭状補強筋２
の軸筋３，３・・・の両端部が貫通ずる（落とし込まれ
る）スリット　（５箇所）２５か穿設されている。

この型枠２０を載置する基台２１は、全体が偏平長方形
状に形成されている。そして、この基台２１の長平方向
（つまり篭状補強筋２の軸筋方向）両端部には、前記固
定ブロック２３が立設されている。この固定ブロック２
３は、その基端部が取イ」板２３ａを介して基台２１上
面の所定位置に４本のホルト２３ｂ・・・によって固定
されている。基台２Ｉ上の前記４本のポル）２３ｂの取
イ」孔２１ａは、それぞれ前後に４箇所ずつ設けられて
おり、製造すべきプレストレストコンクリ−１・部材Ａ
の刑法に応じて、その固定位置を前後に変更設定するこ
とかできる。

支持材２２は、定着ブロック３０と固定ブロック２３と
の間に位置する平板状の本体部２２ａと、この本体部２
２ａの上下端からそれぞれ定着ブロック３０の上下面に
平行に延びろ屈曲部２２ｂ、２２１）とから構成されて
いるもので、これら屈曲部２２１）内面に幅方向へそれ
ぞれ固定された３枚のヒンジ部２６ａ・・・と、前記定
着ブロック３０の上下面に幅方向へ固定された４枚のヒ
ンジ部２６ｂ・・・どか、互いにかみ合った形態で、両
端にナツト２６ｃを備えたピン２６ｄによって、互いに
相対回動可能にヒンノ結合されている。

ジャッキ群２４は、一対のロット２７ａを備えた４木の
油圧ジャッキ２７．２７・・・から構成され、これらジ
ヤツキ２７は、前記支持材２２の本体部２２ａの四隅の
■具２７１）に一方のロッド２７ａが掛止され、かつ、
固定ブロック２３の内面の掛具２７ｂに他方のロット２
７ａか掛止されている。

そして、４つのジヤツキ２７のロット２７ａをそれぞれ
伸縮させることにより、支持材２２、定着ブロック３０
を介して軸筋３へ緊張力を与える構成となっている。し
たがって、これら一対の左右のジヤツキ群は、いずれか
一方を篭状補強筋２の軸筋３を固定ブロック２３へ定着
させる定着手段としてかつ他方を前記軸筋３へ緊張力を
与える緊張手段として用いること、あるいは双方を左右
からの緊張手段として用いることがいずれも可能である
。

なお、支持板２２の本体部２２ａには、」一端および下
端にそれぞれ６箇所、両側方にそれぞれ６箇所、計２４
箇所の前記掛止具２７ｂが設けられている。同じく、前
記固定ブロック２３の内面には、それら２４ｉの掛止具
２７ｂ・・・に対応する２４個の掛止具２７１）・・・
が設けられている。したがって、ジヤツキ２７の取り例
は位置および、取りイ」け本数を任意に設定することが
でき、最適なプレストレスの導入位置および緊張力を与
えることが可能である。また、支持板２２の下屈曲部２
２ｂの下面先端には基台２１上を摺動可能なローラ２８
が装着されている。

次に、以」−のように構成された製造装置Ｓを用いてプ
レストレストコンクリート部材Ａを製造する方法につい
て工程順に説明する。

（１）篭状補強筋の成形 第４図に示すような構成の篭状補強筋２を成形する方法
は任意であるが、例えば、樹脂（常温硬化型の流動性樹
脂等）か含浸された連続繊維１１を、各軸筋３・・・お
よびアンカー筋４・・・の両端部に対応する位置にそれ
ぞれ設けられたピン等にいわゆる一筆書きの要領で引っ
掛けてゆき、次に剪断補強筋５・・・に対応する位置に
前記樹脂が含浸された連続繊維１１を巻回してゆく。

この際、軸筋３およびアンカー筋４と剪断補強筋５との
交叉部Ｃでは、必ず繊維群が交互に少なくとも三層以」
二積層されるようにする。さらに、連続繊維１１には直
線性を保つのに十分な張力を与えておく必要がある。な
お、場合によっては、軸筋３およびアンカー筋４を、剪
断補強筋５の四隅の屈曲部を避けて配設する必要かある
　（なぜならば、軸筋３を剪断補強筋５の屈曲部に配設
する＝１６− と、屈曲部に軸筋３からの応力が伝達されてそこに破断
が生じる恐れがある）。

ここで、連続繊維１１の供給は、勿論手作業によっても
可能であるが、通過順序を予め設定したプログラムに基
づいて作動する機械的手段ににり自動的に実行させても
良い。

このようにして連続繊維の供給工程を終えたら、最後に
補強筋２の谷筋を押さえ板等を用いて、」二面および下
面から加圧して厚さを揃えれば、第５図に示すような、
谷筋が断面矩形状を有する補強筋２が得られる。ここで
、押さえ板の表面に予め凹凸を設けておけば、補強筋２
の表面を凹凸にょる粗面に形成することができる。この
ようにすると、補強筋２のコンクリートに対する付着性
の向上を容易に図ることができる。なお、繊維ＩＩは、
ここでは撚紐や組紐なども含まれる。

（１１）定着ブロック成形 第７図および第８図に示すように、前記篭状補強筋２の
うちプレストレスが導入される軸筋３゜３・・・の両端
部に、繊維強化プラスチック製の定着ブロック３０．３
０　　をそれぞれ成形する。この定着ブロック３０は、
篭状補強筋２の端部に位置して、上端軸筋３を埋設した
上端定着ブロック３０ａと、下端軸筋３を埋設した下端
定着ブロック３０ｂと、アンカー筋４を埋設した側部定
着ブロック３０ｃとから構成されている。これら各定着
ブロック３０ａ、３０１１，３０ｃは、各節ごとに８本
のポルト３１によって定着が図られている。

上端定着ブロック３０ａの構成について更に説明すれば
、上端定着ブロック３０ａは、第８図に示すように、３
本の軸筋３の一端部をその幅方向に２本の剪断補強筋４
とともに覆いかつ上下方向から挾むように配設された一
対のメッンコファイ）＜−３２，３２と、これらメツシ
ュファイバー３２．３２及び軸筋３、剪断補強筋４を互
いに結束する樹脂材料３３とからなり、これらが全体と
して直方体形状に成形されて構成されている。前記メツ
ツユファイバー３２は、篭状補強筋２を構成する連続繊
維１１と同様の繊維がメツシュ状に織り上げられあるい
は積み重ねられて構成されている。この上端定着ブロッ
ク３０ａには、その幅方向へ所定間隔をおいて、厚さ方
向に貫通ずる貫通孔３４．３４・・・が複数個穿設され
ている。なお、他の定着ブロック３０ｂ、３０ｃの構造
も同様である。

なお、剪断補強筋５を多数列定着ブロック３０内に埋設
すれば、後述する。１；うに、コンクリ−１・１と篭状
補強筋２との定着が補強筋２の交叉部Ｃ１において為さ
れるので、その定着を強固に図ることができる。ただし
、余り剪断補強筋５を多数列設けると定着ブロック３０
が大形化し、＋Ａ利自体が無駄になるので、通常は２列
程度埋設されていれば所定の目的は達成できるが、導入
引張力が小さい場合は１列であってもよい。また、定着
ブロック３０への導入引張力が小さい場合は、前記メツ
ツユファイバー３２を省略してもにい。

（ｉｉｉ）プレストレスの導入 定着ブロック３０を形成したならば、第９図および第１
Ｏ図に示すような製造装置Ｓを用いて、プレストレスの
導入を行う。

まず、プレストレストコンクリート部材Ａの長さ寸法に
合わせて両固定ブロック２３．２３　　を基台２１１に
位置決めし固定するとともに、形成すべきプレストレス
トコンクリート部材Ａの型枠２０を両固定ブロンク２３
間の基台２１上に載置する。なお、４つのジャッキ２７
は、予め固定ブロック２３および支持板２２の掛止具２
７ｂ、２２ｂにそれぞれ掛止させておいてよい。

次いで、型枠２０内に、両端部に定着ブロック３０を備
えた篭状補強筋２を型枠２０のスリット２５・・・を貫
通させながら上方から配置する。この際、両端の定着ブ
ロック３０は、型枠２０外に位置させる。そして、上端
および下端定着ブロック３０ａ、３０ｂの」−下面にそ
れぞれ設けられたヒンジ部２６ａをヒンジピン２６ｃに
より支持板２２の上下ヒンジ部２６ｂに縦回動自在にそ
れぞれヒンジ結合させろ。

このように、左右の定着ブロック３０を支持板２２に支
持させたら、左右の上端のジヤツキ２７のロッＦ　２７
　ａを均等に縮めて篭状補強筋２の上３本の軸筋３・・
・に所要の引張力を与えると共に、下端のジヤツキ２７
のロッド２７ａを均等に縮ませて篭状補強筋２の下３本
の軸筋３・・・に所要の引張力を与える。これら」二下
２つの引張力は、」−端軸筋３・・・の引張力の値より
も下端軸筋３・・・の引張力の値を大きく設定する。し
たがって、−１−下に異なる引張力を与えることによっ
て、コンクリートｌにプレストレスをより効果的に導入
させることができる。

なお、これらの引張力によってヒンジ部２６ｂの回動軸
（ピン）２６ｃ回りに曲げ応力が発生ずるが、この曲げ
応力は支持板２２のヒンジ部２６ａの回動により解消さ
れる。

次いで、型枠２０内にコンクリートｌを打設し、このコ
ンクリート１が所要の圧縮強度に達したら、ジヤツキ２
７・・・をそれぞれ緩めた後で、型枠２０外の軸筋３お
よび定着ブロック３０をそれぞれ切断する。そして、型
枠２０を取り除き、さらに、両端面の仕上げを行えば、
第１図ないし第３図に示すようなプレストレストコンク
リート部材Ａが得られる。

このようにして製造されるプレストレストコンクリート
部制へにおいては、前記したような効果の他にも、以下
のような優れた効果を奏する。すなわち、 ■篭状補強筋２の交叉部強度か高く、各交叉部０１・・
・を緊張材の定着部として利用することができる。これ
により、補強筋２自身の付着強さに加え、さらに交叉部
ＣＩの定着部としての定着強さか加わり、この結果、軸
筋３に与えられている緊張力が確実に維持される。

■」―記したように篭状補強筋２の各交叉部Ｃ１を定着
部として利用できるので、軸筋３の一箇所が破断したと
しても、緊張力の減少が非常に少なく、ＰＣ鋼線の場合
のように、緊張力を維持できなくなる心配がない、。

■ボストテンノヨン方式のような特殊の定着治具は不要
となるので、その製造時において、部材両端の定着作業
等の煩雑な作業をなくすことができ、その作業性をも向
」ニさせることができる。

さらに、この実施例のプレストレストコンクリート部＋
、ｔ　Ａの製造方法にあっては、以下の３】；うな優れ
た効果を奏する。すなわち、 ■プレストレス導入のための定着ブロック３０を繊維強
化プラスチックで構成しているので、例えば、これをコ
ンクリートで構成したような場合に比較して、定着ブロ
ック３０と篭状補強筋２との一体性を確保でき、構造的
に大変有利なものとなる。また、コンクリート打設の際
に、型枠２゜内に定着ブロック３０を配置してコンクリ
ート中に埋設するようにすれば、切断や仕」二げ作業の
削減を図ることができる。

■コンクリート打設後、硬化工程等に比して製作工程が
簡易なものとなると共に、製作単価も安価なものとなり
、大変経済的になる。特に、篭状補強筋２と定着ブロッ
クとを同一工程上で製作すれば大量生産が可能であり、
工数削減に寄与することができる。

また、この実施例の製造装置Ｓによれば、以下のような
優れた効果を奏する。すなわち、■支持材２２の四隅に
固定した４つのジヤツキ２７により、支持材２２および
定着ブロック３０を介して、篭状補強筋２の」−下の軸
筋３，３　にそれぞれ異なった緊張力を与えるようにし
、また、ジヤツキ２７の本数や位置も随意に設定できる
のて、プレストレスの導入条件をより広い範囲で設定す
ることができ、最適なプレストレスの導入条件を求めて
、その導入効果をより高めることができる。また、製造
されるプレストレストコンクリート部材Ａの断面積を小
さくすることができて、より経済的な設計とすることが
できる。

■緊張力を付与する際には、上下のヒンジ部２６にかか
る曲げ応力をそれぞれ回動により解消させることかでき
るので、ジヤツキ２７で与える引張力の許容値を高く取
ることができ、安全設計と言える。

■軸方向へのジヤツキ２７だ１号でなく、幅方向へのジ
ヤツキ２７にそれぞれ異なった緊張力を与えることによ
り、幅方向へ張り出しを持たせたプレストレストコンク
リート ことができる。したがって、一方向へのプレストレス導
入であるが、３つないしそれ以上のジヤツキ２７により
３次元的な曲げおよび変形に対応させることができる。

第１Ｉ図ないし第１５図は、この発明の第２実施例を示
すもので、この発明にかかるプレストレストコンクリー
ト部材をＩ型ビーム材に適用したものである。

この実施例におけるＩ型ビーム材（プレストレストコン
クリート部材）Ｂ　は、第１１図に示４−ように、上下
に配されたフランジ部４０．４１　　と、その間のウェ
ブ部４２と、ウェブ部４２の両側面に等間隔で設けられ
たスチフナ部４３とから構成されており、その大きさは
高さ寸法が約３ｍないしそれ以上を有している。

このようなＩ型ビーム材Ｂには、第１２図に示すように
、プレストレスを各軸筋に導入したＦＩｚＰ製の立体１
字状の篭状補強筋群４４が埋設されている。これらＦＲ
Ｐ製の補強筋群４４は、プレストレスか導入された」−
下の軸筋４５、剪断補強筋４６、アンカー筋４７からな
り、また、補強筋群４４は、ウェブ部４２から上下フラ
ンジ部４０゜４１内へ上下に延びて配された篭状のウェ
ブ補強筋４．４　ａと、このウェブ補強筋４４ａと交差
して上下フランジ部４０．４１　　内にそれぞれ配され
た篭状のフランジ補強筋４４ｂ、４４ｃとから構成され
ている。

このような補強筋群４４は、その各節の断面構造が前記
第１実施例における篭状補強筋２と同様であり、それら
各節か一体に成形されているものである。なお、符号５
０は形成ずべきＩ型ヒーム祠Ｂの型枠である。

ウェブ部４２の両側面に形成された半円柱状のスヂフナ
部４３ａ、４３ｂには、第１４図および第１５図に示す
ように、それぞれ主筋５１ａおよび剪断補強筋５１ｂか
らなる半円弧状の補強筋５１が埋設されている。これら
補強筋５１は、第１５図に示すように、各剪断補強筋５
１ｂを形成する複数個のリング５２と、これらリング５
２と直交する主筋５１ａとからなる筒体５３を、その直
径方向へ沿って切断して製作したものである。なお、補
強筋５１らＦＲＰ製の一体成形物である。

このような構成のＩ型ビーム材Ｂによると、）１体１字
状の補強筋群４４を埋設したから、軸筋４５、アンカー
筋４７と剪断補強筋４６との交叉部交叉部Ｃ２を多数箇
所設げることができて、上下の軸筋４５．４５・・・に
与えられた緊張力をより確実に維持４〜ることかできる
。また、その他の作用効果は、前記第１実施例における
プレストレストフンクリ−１・部−ｋＡ’　Ａと同様で
ある。

第１６図は、前記第２実施例の応用例を示すもので、こ
の発明にかかるプレストレストコンクリート部材を床版
を支える粱Ｃに適用したものである。

この実施例における粱Ｃは、床版６０の下面を支持する
１゛型粱であって、その内部には、Ｆ　ＩＮ　Ｐ製の一
体形状の補強筋群６１が埋設され、このｈｌｉ強筋６１
は、」二下に配されてプレストレスが導入された軸筋６
２と、剪断補強筋６３と、アンカー筋６４とからなり、
また、この補強筋群６１は、−２７＝ 互いにＴ形状に配された篭状補強筋６１ａ、６１ｂとか
ら構成されている。

このような構成の粱Ｃによると、プレストレスを導入し
たことにより、橋の全体重量の軽減化を図ることができ
て、経済的な橋の設計を可能とする、しかも、プレスト
レスの定着部が外部に露出しないので、外的要因を受け
やすい橋の構造物として好適なものとなる。その他の作
用効果は、前記第２実施例と同様であるから、その説明
は省略する。

第１７図は、前記第２実施例の他の応用例を示すもので
、この発明で製造されたプレストレストコンクリート部
材を、道路や人工地盤なとの構造物の桁７０を架設する
脚台に適用したものである。

脚台りは、断面が■型形状をなすもので、その内部には
、」二下の軸筋に一次プレストレスが導入された立体Ｉ
型状の篭状補強筋（図示せず）が埋設されている。

このような脚台りは、所定間隔をおいて海底（地盤）７
１に設置固定された基礎ぐい７２・・・の上−２８〜 に載置固定されており、海上に突出する脚台りの上端に
前記大梁７０が架は渡されている。そして、大梁７０内
部には、スパン中央を最下端としかつスパン両端を最上
端とするＰＣ鋼線７３が、シース管とともに配されてい
る。また、大梁７０の両端（スパン両端）には、ＰＣ鋼
線７３の定着部７０ａが設けられ、これにより、大梁７
０にボストテンノヨン方式の二次プレストレスが導入さ
れている。なお、前記ＰＣ鋼線７２は、塩害を考虜して
、非腐食材である炭素繊維材を用いてもよい。

第１８図は、この発明の第３実施例を示すもので、この
発明にかかるプレストレストコンクリート部材を」二面
に高架道路を形成したウィング型の橋桁に適用したもの
である。

この橋桁Ｅは、上フランジ部８０の幅寸法が下フランジ
部８１の幅寸法よりも大きく設定されているもので、橋
桁Ｅの長さ方向へプレストレスが導入されるとともに、
上フランジ部８０の幅方向へプレストレスが導入された
、二方向プレストレス導入コンクリート部材である。

このような橋桁Ｅの内部には立体状の補強筋群８２か埋
設されており、この補強筋群８２は、軸筋８３、剪断補
強筋８４、アンカー筋８５とからなり、また、補強筋群
８２は、塑状の上フランジ補強筋８２ａ、下フランツ補
強筋８２ｂ、ウェブ補強筋８２ｃから構成されている。

そして、橋桁１号の−１−下端にそれぞれ配された軸筋
８３に引張力が与えられて橋桁Ｅの長さ方向へプレスト
レスが導入され、」−フランツ部８０に配された剪断補
強筋８４に引張力が句えられて」ニフランジ部８０の幅
方向へプレストレスが導入された基本構造となっている
。

前記」−フランジ部８０の剪断補強筋８４に引張力を与
えろ方法は、軸筋８３に引張力を与える方法（第１実施
例参照）と同様であって、剪断補強筋８４の両端に定着
ブロック（図示せず）を成形し、この定着ブロックでジ
ヤツキの反力を取ることに゛　　より、定着ブロックを
介して剪断補強筋８４に引張力が与えられる。なお、こ
れら二方向のプレストレス導入作業は同時に行なわれる
。

この実施例では、２列の柱脚８６」二に２列の橋桁Ｅを
それぞれ架は渡すことによって、」二面に高架道路の走
行車線を形成するとともに、所定間隔をおいて、同様に
２列の柱脚８６」二に２列の橋桁Ｅを架（プ渡ずことに
よって、上面に対向車線を形成している。そして、それ
ら橋桁Ｅ間に配された板部＋４８７の」二面に、クリー
ンベルトを配して中央分離帯を形成している。なお、橋
桁Ｅの軸筋方向へは、ノース８８およびＰＣ鋼線（図示
せず）により二次プレストレスが導入されている。

この実施例の橋桁Ｅによると、」ニフランジ部８０にお
いて」上フランジ補強筋８３ａの交叉部強度が高く、各
交叉部Ｃ３・・・を緊張側の定着部として利用すること
ができる。これにより、補強筋８３８自身の付着強さに
加えさらに交叉部Ｃ３の定着部としての定着強さが加わ
り、この結果、前記剪断補強筋８４に与えられている緊
張力が確実に維持される。

また、このように上フランジ補強筋８３ａの各交叉部Ｃ
Ｉを定着部として利用できるので、剪断補強筋８４の一
箇所が破断したとしても、緊張力に勺える損失は非フ１
；に少なく、ｌ）　Ｃ鋼線の場合のように緊張力が維持
できなくなる恐れがない。

以−１二の点から、軸筋８２に引張力を与え、かつ上フ
ランジ部８０の剪断補強筋８４に引張力を与えて、橋桁
Ｅに二方向のプレストレスを導入することによって、上
フランジ部８０により大きな強度を持たせ、よって、橋
桁Ｅを立体道路等の構造体に使用して好適である。

さらには、」ニフランン部８０におけるプレストレス導
入のための定着ブロックを繊維強化プラスチックで構成
すれば、定着ブロックと剪断補強筋８４との一体性を確
保てき、コンクリートの打設の際に定着ブロックをコン
クリート中に埋設することで、剪断補強筋８４全体をプ
レストレストコンクリート部材として有効に利用できる
。したがって、切断作業や仕上げ作業を削減し得て、工
数削減を図ることが可能である。

第１９図ないし第２１図はこの発明の第４実施例を示す
もので、符号Ｆは二方向プレストレス導人コンクリート
部材である。

この二方向プレストレス導入コンクリート部材（以下、
コンクリート部材と略す）Ｆは、上版部９０、上版部９
Ｉおよび両側版部９２とからなる断面口字形状の本体部
９３と、上版部９０の両側部から左右に延びる延出部９
０ａとから一体に構成されており、上版部９０、両延出
部９０ａで形成される上面は、約７ｍＸ７ｍのスラブ面
となっている。

このようなコンクリート部材Ｆの内部には、プレストレ
スを導入すべき上下の軸筋９４、剪断補強筋９５、アン
カー筋９６からなる補強筋１！Ｔ：９７が埋設されてい
る。この補強筋１！Ｔ９７は、」−版部９０および延出
部９０ａに配された塑状の上版補強筋９７ａと、上版部
９１に配された上版補強筋９７ｂと、両側版部９２に配
された側版補強筋９７ｃと、本体部９３の４コーナーに
それぞれ配されたコーナー補強筋９７ｄ・・・とから構
成されている。このような補強筋群９７は、第１実施例
の篭状補強筋２と同様に、ＰＩ’（Ｐ製の各補強筋を一
体に成形したものである。

また、前記」−版部９０の幅方向には、その剪断補強筋
９５に引張力が与えられて、プレストレスが導入されて
いる。この剪断補強筋９５に引張力を句える方法につい
ては、前記第４実施例の橋桁Ｅと同様である。

第２１図はこのようなコンクリート部材Ｆの一使用形態
を示すもので、本出願人か特願昭５８−２５２１４７号
として既に出願した発明に適用したものである。この図
に示すように、地上１００」二には複数の橋脚１０１．
１０１が立設され、これら橋脚＋０１，１０１間には、
プレストレストコンクリート橋梁１０２が架設されてい
る。

このプレストレストコンクリート橋梁１０２（以下、橋
梁１０２と略す）は、−次プレストレスが導入された複
数の橋梁上部工（コンクリート部材）Ｆ　、Ｆ・・・か
ら全体構成されているもので、この橋梁１０２には、Ｐ
　Ｃ１ｉｆｔ　＋Ａ’　１０３によりボストテンション
方式の二次プレストレスが導入されている。

このような橋梁１０２を構築するには、隣り合う橋脚１
０ｔ、１．０１から前方および後方へ向（プて１ブロツ
クごとに橋梁−ｌ二部］二Ｆ・・・を順次張出し接合し
て行う。すなわち、まず、橋脚１０１」二に既設された
橋梁上部工Ｆと、吊上装置等を用いて地上から吊り」二
げられた第２の橋梁」二部下Ｆとの双方のンース９８．
９８に、ＰＣ鋼材１０３ａを挿入して緊張作業を行い、
それら橋梁」一部上Ｆ、Ｆ　を互いに接合させる。次い
て、前記第２の橋梁」二部下Ｆと、次に吊り」二げられ
た第３の橋梁上部工Ｆとの双方のンース９８，９８　　
にＰ　Ｃ＊　＋Ａ’　１０３ｂを挿入して緊張作業を行
い、それら橋梁」二部下Ｆ、Ｆ　を互いに接合させる。

このようにして、橋梁」二部下Ｆ・・・を順次接合しな
がら橋梁１０２全体を構築していく。

このようにして構築された橋梁１０２は、例えばその」
二面を磁気式走行車両の走行路面として利用することが
できる。また、その内部空間をケーブル等の配線用トン
ネルや第２走行路としても利用できる１、なお、この場
合、橋梁１０２の緊張祠としては、ＰＣ鋼材１０３が磁
気により電食作用を受けて腐食する恐れがあることから
、炭素繊維等の披磁性相が使用される。

この実施例のコンクリート部材Ｆによると、前記従来出
願例の橋梁に比較して、橋梁上部工Ｆの」二下に緊張力
を与えて一部プレストレスを導入しているので、橋梁１
０２の強度および耐久性を向」ニさせることができる。

また、これにより橋梁１０２のスパン長をより長く設定
することが可能である他、コンクリート表面の剥離やひ
び割れを防止することかできて、例えば凍害の起きやす
い寒冷地や、−日の温度差が激しい地域など、環境の厳
しい地域にお（プる建築物に用いて好適である。

なお、以上説明したような各プレストレストコンクリ＝
１・部材は、コンクリートに埋設された篭状補強筋にお
いて、その軸筋と剪断補強筋との交叉部を全て定着部と
しているが、このようなプレストレストコンクリート部
材にあっては、少なくとも」二下の軸筋にそれぞれ２箇
所の交叉部を設ければ、定着効果を得ることが可能であ
るから、部材の大きさや使用形態に応じて、定着部の数
（ずなイつち篭状補強筋における交叉部の数）を任意に
＝３６＝ 設定することができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明のプレストレスト
コンクリート部材によると、連続繊維を樹脂材料で固め
て篭状に一体成形した篭状補強筋の交叉部強度が高いこ
とを利用して、該補強筋に緊張力を与えろとともに、そ
の交叉部を定着部とすることにより、より定着効果の高
いプレストレストコンクリート部材を得ることができる
。しかも、多数箇所の交叉部を定着部とすることから、
補強筋の一部が破断したとしても、緊張力の減少を抑え
ることができ、かつ、コンクリート表面の剥離やひび割
れを有効に防止することができる。

また、この製造方法によると、ボストテンション方式の
ような特殊の治具を必要とすることなく、簡単にプレス
トレストコンクリート とができ、その作業性の向」二を図ることができるとと
もに量産化をも容易に図ることができる。また、プレス
トレス導入の際には、補強筋の上下に異なった緊張力を
与えることによって、プレストレスの導入効果を高める
ことができる。さらには、プレストレスト導入のために
前記篭状補強筋の両端部に成形する定着ブロックを繊維
強化プラスチ・ツク製としたので、篭状補強筋と定着ブ
ロックとの一体性を確保てき、かつ、コンクリート打設
の際にこの定着ブロックをコンクリ−１・中に埋設する
ことで篭状補強筋全体をプレストレストコンクリート部
材として有効に利用ずろことができる。

また、この製造装置によると、少なくとも３つのジヤツ
キで補強筋の一端に各々異なる緊張力を与えることがで
きるから、コンクリ−１・部材の形状やその使用形態に
応じて、プレストレスの導入形態を任意に設定し得て、
最適なプレストレスの導入が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図はこの発明の第１実施例を示ｉ〜
もので、第１図はプレストレストコンクリート部材の一
部を示す斜視図、第２図はその平面図、第３図はその縦
断面図、第４図は篭状補強筋の一部を示す斜視図、第５
図は繊維束どうしの交叉部の断面図、第６図は繊維束の
直線部の断面図、第７図ないし第１０図はプレストレス
トコンクリート部材の製造方法を説明するために示した
もので、第７図（イ）は両端に定着ブロックを設た状態
を示すプレストレストコンクリート部材の」二面図、（
ロ）は同正面図、第８図は定着ブロックの要部構成図、
第９図は製造装置に篭状補強筋を配置した状態を示す正
面図、第１０図は同上面図、第１１図ないし第１５図は
この発明の第２実施例を示すもので、第１１図はプレス
トレストコンクリート部材の斜視図、第１２図は第１１
図にお１プるＩ−ｒ矢視断面図、第１３図は第１１図に
お＋−ｊるＩＴ　−■矢視断面図、第１４図および第１
５図はコンクリート補強筋の構成図、第１６図は第２実
施例におけるプレストレストコンクリ−）・部材を床版
を支える梁に利用した状態を示す構成図、第１７図はこ
の発明の第３実施例であって、プレストレストコンクリ
ート部材を海上建造物の脚台に使用した状態を示す構成
図、第１８図はこの発明の第４実施例であって、プレス
トレストコンクリ−１・部祠を高架道路の橋桁に使用し
た状態を示す構成図、第１９図ないし第２１図はこの発
明の第５実施例であって、第１９図はプレストレストコ
ンクリート部材の断面図、第２０図はその斜視図、第２
１図はプレストレス）・コンクリ−）・部材を橋梁の」
−部下に使用した状態を示す構成図である。 １・・・・・・コンクリート、 ２．４４（４４ａ、４．４ｂ、４４ｃ）、６１（６１ａ
、６　ｌｂ）、８３（８３ａ、８３ｂ、８３ｃ）、９７
（９７ａ、９７ｂ、９７ｃ）・・・・＝篭状補強筋、３
．４５．６２．８２．９４・・・・・・軸筋、４．４６
．６３．８３．９５・・・・・・剪断補強筋、１０・・
・・・・樹脂、 １１・・・・・・連続繊維、 ２０・・・・・・型枠、 ２Ｉ・・・・・・基台、 ２３・・・・・・固定ブロック、 ２７・・・・・・ジヤツキ、 ３０　（３０ａ、３０　ｂ、３０　ｃ：ｌ”　＝・定着
ブロック、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、ＥＳ　Ｆ・・・　・・・プ
レストレストコンクリート部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）コンクリートと、該コンクリートに埋設されて軸
   筋および剪断補強筋を有する篭状補強筋とを備え、かつ
   、前記軸筋に緊張力が与えられたプレストレストコンク
   リート部材であって、前記篭状補強筋は、樹脂を含浸し
   た連続繊維が一方向及びこれに直交する方向へ交叉され
   て一体に成形されていることを特徴とするプレストレス
   トコンクリート部材。（２）前記軸筋と剪断補強筋との
   交差部は、これらを構成する連続繊維が交互に三層以上
   に積層されていることを特徴とする請求項１記載のプレ
   ストレストコンクリート部材。 （３）樹脂を含浸した連続繊維を一方向及びこれに直交
   する方向へ交叉させて軸筋及び剪断補強筋を有する篭状
   の補強筋を一体に成形する工程と、プレストレスを導入
   すべき前記篭状補強筋の両端部にそれぞれ繊維強化プラ
   スチック製の定着ブロックを成形する工程と、前記篭状
   補強筋を、形成すベきプレストレストコンクリート部材
   の型枠に貫通させて配置する工程と、前記定着ブロック
   でジャッキの反力を取り、該ジャッキにより前記上下の
   軸筋に異なる緊張力を与える工程と、前記型枠内にコン
   クリートを打設して、この打設コンクリートが所要の強
   度に達した後、ジャッキを緩め、前記型枠外に位置する
   篭状補強筋、定着ブロックを切断する工程とを備えたプ
   レストレストコンクリート部材の製造方法。（４）請求
   項１記載の篭状補強筋が貫通配置される型枠と、この型
   枠を載置する基台と、この基台に設けられて前記篭状補
   強筋の軸筋の少なくとも一端を定着する固定ブロックと
   、前記基台に立体状に設けられて前記篭状補強筋の軸筋
   の少なくとも他端に緊張力を与える少なくとも３つのジ
   ャッキとを備えたプレストレストコンクリート部材の製
   造装置。