JPH0790788A - 高強力繊維撚合型ｆｒｐ緊張材の端末定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】緊張材端末部に特別な加工を施す必要がなく使
用現場において任意の長さに切り出しながら簡単にしか
も十分な定着効率で定着を図ることができる高強力繊維
撚合型ＦＲＰ緊張材の端末定着方法を提供する。 【構成】複合撚合型緊張材Ａの端末を定着するにあた
り、高強度で柔軟性のある繊維ストランドを編組した長
筒状編組体５の半部を折り返して長筒状編組体の側面か
ら挿入し長筒状編組体端部に導出したリング部付き多重
筒状編組型定着具Ｂを用い、この多重筒状編組型定着具
Ｂに複合撚合型緊張材Ａをその直径の６３倍以上の長さ
挿入し、多重筒状編組型定着具の口端部付近を固縛し、
リング部ｂ₁の牽引による緊張荷重付加時の長筒状編組
体の縮径把持力で複合撚合型緊張材を定着させるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強力繊維撚合型ＦＲＰ
緊張材の端末定着方法に関する。

【０００２】高強力繊維撚合型ＦＲＰ緊張材は炭素繊維
で代表される高強度低伸度繊維に熱硬化性樹脂を含浸し
撚り合せ硬化させたもので、高強度、高弾性かつ非磁性
で耐食性に富み、軽量であるなどのすぐれた特性を有す
るため、構造物や建築物の補強材たとえばプレストレス
トコンクリート用緊張材としての汎用されつつある。こ
の高強力繊維撚合型ＦＲＰ緊張材は、長手方向の引張り
に対してはＰＣ鋼撚線並みの高強度を有するが、直径方
向の局部的な剪断力や表面の傷などに対して弱い。この
ため、緊張力を導入する際に、通常のＰＣ鋼撚線の定着
法として採用されているようなくさびを直接かませて定
着させるといった方法では、剪断破壊による切断が生じ
たり、緊張材表面組織の破壊に伴うすべりが起って高い
定着効率が得られないという問題があった。この対策と
して、定着時に局部的な応力の集中が発生しないように
高強度繊維撚合型ＦＲＰ緊張材の端末部に特殊な加工を
施したものが種々提案されている。その例としては、実
開平３−１２０５９８号公報のように、ソケット型金具
に緊張材端部を挿入して熱硬化性樹脂を注入し硬化させ
て樹脂封止型端末とし、ソケット外周のねじにナットを
装着して定着するタイプと、緊張材端部の回りに低融点
合金を円柱状に射出成形し、金属パイプに挿入して圧着
した後、その部分を楔で定着させるタイプがある。

【０００３】しかし、前者では熱硬化性樹脂をスパイキ
などで剥がしてかご状に開く煩雑な手間を必要とする
上、封止用の樹脂の硬化に長時間がかかるため現場での
端末加工の施工性がよくなく、かつ温度管理の煩雑さが
付きまとう。後者は合金の成形時間が数秒であるが、射
出成形機やプレス機などの大型機械を必要とするため、
それらを設置するスペースを確保しなければならず、装
置の搬入、移動も容易でなく、また取扱いに危険を伴
い、保守、管理も困難である。以上のようなことから、
先行技術では現地に緊張材を搬入する以前に、予め工場
で緊張材に端末定着部を加工することが実際上必要にな
っており、このため緊張材を現場で使用する設計長さに
切り出すための正確な計尺と加工精度が要求され、時と
して計尺誤差により高価な緊張材が無駄になるおそれが
あり、また端末加工を施した１本ずつの緊張材を取り扱
わなければならないため、梱包や運搬の上でも複雑かつ
大容量のものとなり、コストが増加するという問題があ
った。

【０００４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは、緊張
材端末部に特別な加工を施す必要がなく使用現場におい
て任意の長さに切り出しながら簡単にしかも十分な定着
効率で定着を図ることができる高強力繊維撚合型ＦＲＰ
緊張材の端末定着方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、高強力低伸度繊維と熱硬化性樹脂との複合撚
合型緊張材の端末を定着するにあたり、高強度で柔軟性
のある繊維ストランドを編組した長筒状編組体の半部を
折り返して長筒状編組体の側面から挿入し長筒状編組体
端部に導出したリング部付き多重筒状編組型定着具を用
い、前記多重筒状編組型定着具に複合撚合型緊張材をそ
の直径の６３倍以上の長さ挿入し、多重筒状編組型定着
具の口端部付近を固縛し、リング部の牽引による緊張荷
重付加時の長筒状編組体の縮径把持力で複合撚合型緊張
材を定着させるようにしたものである。これに代えて、
高強度で柔軟性のある繊維ストランドを編組した径の異
なる２本以上の長筒状編組体を同心状に挿し合せたもの
を用い、これの後半部を折り返して長筒状編組体の側面
から挿入し再び異なる側面から取り出したリング付き多
重筒状編組型定着具を用い、前記多重筒状編組型定着具
に複合撚合型緊張材の端末を直径の６３倍以上の長さ挿
入し、多重筒状編組型定着具の口端部近傍を固縛しても
よい。また、本発明は、高強度で柔軟性のある金属線か
らなるストランド束の端部を反転して異形管に通して圧
縮してリング部を形成し、その異形管より先のストラン
ドを複数組に分けて編組し長筒状編組体を形成した定着
具を使用し、長筒状編組体に複合撚合型緊張材をその直
径の６４倍以上挿入して長筒状編組体の口端部近傍を固
縛し、リング状締結部の牽引による緊張荷重付加時に長
筒状編組体の縮径把持力で複合撚合型緊張材を定着させ
ることを含むものである。

【０００６】以下本発明を添付図面に基いて詳細に説明
する。図１ないし図６は本発明の第１実施例を示してい
る。図１と図２は複合撚合型緊張材と編組型定着具を端
末定着開始前の状態で示しており、Ａは複合撚合型緊張
材、Ｂは編組型定着具である。複合撚合型緊張材Ａは図
２(c)で示すように、繊維複合素線１を複数本(この例で
は７本）撚り合わせることによって構成されている。繊
維複合素線１は、それぞれ炭素繊維、ポリアラミド繊
維、炭化珪素繊維などの高強力低伸度特性の極細長繊維
を多数本集合させた繊維ヤーンにエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性マ
トリックス樹脂を含浸させ、賦形ダイスで成形及び余剰
樹脂の除去を行った後、樹脂含浸繊維ヤーンの表面にタ
ルクなどの粉末乾燥剤を塗布して表面を乾燥させた複合
繊維芯２を数本撚りあわせたものからなっており、各繊
維複合素線１の外周にはナイロン、ポリエステルなどの
合成繊維や高強力低伸度繊維からなる外装繊維３が巻き
つけあるいは編組などによって被覆されている。前記複
合撚合型緊張材Ａは含浸マトリックス樹脂が未硬化の段
階で繊維複合素線１を所要本数撚合し、次いで加熱して
マトリックス樹脂を硬化させることで作られている。繊
維複合素線１を所要本数撚合した状態でその外周に前記
したような材質の平織あるいはあや織のテープを巻装
し、表面積を増加させることも効果的である。

【０００７】編組型定着具Ｂは、高強度で柔軟性のある
繊維たとえばアラミド繊維、高強力ポリエステル繊維な
どのヤーンをより合わせたストランド５００を１×８、
２×８、１×１２などの構造に編組した長筒状編組体５
からなっている。編組型定着具Ｂはこの長筒状編組体５
を全長の半部からヘアピン状に折り返し、例えば20〜40
cmの位置の長筒状編組体５の側部の編組目を拡開して開
口を作り、その開口から折り返し長筒状編組体５’を長
筒状編組体５内に挿入して長筒状編組体５の筒に沿って
進入させ、端部５０’を長筒状編組体５の口端部５０か
ら導出させたものであり、端部に緊張荷重負荷用のリン
グ部ｂ₁が形成され、このリング部ｂ₁から口端部までの
領域には、図２(a)のように外側の長筒状編組体５と内
側の折り返し長筒状編組体５’とによって２重編組型の
定着用部ｂ₂が構成されている。長筒状編組体５の内径
は前記複合撚合型緊張材Ａを挿入しうる寸法を有し、定
着用部ｂ₂の長さは複合撚合型緊張材Ａの直径ｄの６３
倍以上でなければならない。

【０００８】図３ないし図６は上記実施例による定着法
を示しており、定着に当たっては、まず図３のように複
合撚合型緊張材Ａの端末部ａを前記編組型定着用部ｂ₂
の口端すなわち折り返し長筒状編組体５’の口端部５
０’から挿入する。その挿入長（定着長さＬ）さは複合
撚合型緊張材Ａの直径ｄの６３倍以上であり、要求され
る定着効率(定着荷重/緊張材保証荷重×100)に応じて適
宜設定すればよい。上記比率よりも小さい定着長さとし
た場合には定着効率が１００％に満たないことになり、
緊張材として必要なプレストレストを掛けることができ
なくなる。次いで、図４のように挿入に伴うだぶつきを
取るため、２重編組型定着用部ｂ₂を把持し、引張り方
向に数回しごきを加える。そして、次に２重編組型定着
用部ｂ₂の口端部を複合撚合型緊張材Ａの挿入後端部と
固定する。これは強度の高い紐類６を用いてきつめに縛
るような方法をとればよく、好ましくは、長筒状編組体
５の口端部５０と折り返し長筒状編組体５’の口端部５
０’にそれぞれ施す。これで図５のように端末定着構造
Ｂ’が完成する。この端末定着構造Ｂ’は図６(a)のよ
うに複合撚合型緊張材Ａの外周に２重編組型定着用部ｂ
₂が接触している。 本発明は上記のように定着部の形
成に熱硬化製樹脂や低融点合金などを使用しないため、
たとえばポストテンション方式によりプレストレストコ
ンクリートを得る場合には、コンクリート構造中に予め
埋設されているシース管に複合撚合型緊張材Ａを貫通さ
せて切断し、コンクリート構造の表面から突出している
複合撚合型緊張材Ａの両端に前記した手法によって定着
構造Ｂ’を形成すればよく、これは簡単に行える。この
ため、熱硬化製樹脂や低融点合金などを使用した筒状の
定着部をシース管挿通前に予め形成しておく場合に比べ
てシース管の直径を著しく小さくすることができ、した
がって緊張材の配筋密度を高くすることができる。もち
ろん、シース管に挿通する前の段階で定着構造Ｂ’を形
成することもでき、この場合にもリング部ｂ₁は柔軟性
があるためシース管の径も細くて済む。そしてプレスト
レストを得るには片側端のリング部ｂ₁に鋼ロッドなど
を通してコンクリート構造表面の支圧板に係止させ、他
端のリング部ｂ₁をウインチなどによって牽引して必要
な緊張荷重を付加すればよく、この緊張荷重の付加によ
って長筒状編組体５と折り返し長筒状編組体５’は引っ
張られるが、長筒状編組体５と折り返し長筒状編組体
５’は口端部５０，５０’が複合撚合型緊張材Ａときつ
く結縛されているため、緊張荷重により長筒状編組体５
と折り返し長筒状編組体５’は全体が縮径する。内側の
折り返し長筒状編組体５’と折り返し長筒状編組体５’
は柔軟で表面積の大きな繊維ストランドからなってお
り、かつ複合撚合型緊張材Ａも複数の繊維複合素線１の
撚合構造であるため表面積が大きい。このため、図６
(b)のように複合撚合型緊張材Ａの表面に折り返し長筒
状編組体５’が緊密に密着し半径方向から挟圧把持す
る。さらに折り返し長筒状編組体５’に対しては長筒状
編組体５が外周から強力な圧縮力を加える。しかも長筒
状編組体５と折り返し編組体５’の把持範囲は複合撚合
型緊張材直径の６３倍以上に及ぶ。従って、簡単な構造
でありながら高い定着荷重を実現することができる。

【０００９】なお、この実施例では定着用部ｂ₂は２重
構造であるが、４重構造とすることもできる。これを得
るには、長筒状編組体５として図７のように径の異なる
内側、外側の編組体５ａ，５ｂを同心状に組み合わせた
ものを長筒状編組体５として使用し、前記したような方
法で半部から折り返し、側部から導入して口端部から導
出すればよい。また、この図７の長筒状編組体５を使用
した場合には、図８のような多重筒状編組型定着具Ｂと
することもできる。この場合には長筒状編組体５をヘア
ピン状に折り返し、例えば20〜40cmの位置の長筒状編組
体５の側部の編組目を拡開して開口を作り、その開口か
ら折り返し長筒状編組体５’を内側の編組体５ａ内に挿
入し、挿入長さがたとえば２０ｃｍ程度のところで再び
側面から取り出せばよい。定着方法は前記実施例と同様
であり、複合撚合型緊張材Ａを内側の編組体５ａ内に直
径の６３倍以上挿入し、口端部を結縛等で固定すればよ
い。

【００１０】図９ないし図１２は本発明の別の編組型定
着具とこれを使用した端末定着構造Ｂ’を示している。
この実施例においては、編組型定着具は高強度で柔軟性
のある金属線例えば鋼線１’を使用した１重のものであ
る。詳しくは、編組型定着具は金属線の多数本例えば２
４本を集束しあるいは撚合したロープ状体９を長手方向
の端部からヘアピン状に２つ折りし、２つ折り部の先端
側から所定位置まで挿通したアルミ合金製などの異形管
７を半径方向に圧縮締結させ、それによってリング部ｂ
₁を形成している。そして、異形管７よりも先の金属線
束を複数組例えばストランドを４本で１組にばらし、そ
れぞれにアルミニウムなどからなるパイプ８，８を外嵌
し、半径方向から圧縮して抜け止め部を作り、この抜け
止め部よりも後方のストランドを複合撚合型緊張材Ａの
直径の６４倍以上の長さにわたって編組し、長筒状の編
組型定着用部ｂ₂を形成したものである。その編組構造
は把持力を高めるため、前記ストランドをさらに分割し
て２本の金属線を１組としたものたとえば２×１２が好
適である。かかる編組型定着具により複合撚合型緊張材
Ａを定着するには、編組型定着具Ｂを現場に搬入してお
き、前記実施例と同様に、編組型定着用部ｂ₂の口端部
から複合撚合型緊張材Ａをこれの直径の６４倍以上挿入
し、口端部を結縛などによって固定すればよい。この実
施例の緊張荷重付加方法は前記実施例と同様であり、リ
ング部ｂ₁に緊張荷重を付加することにより編組型定着
用部ｂ₂が縮径するため複合撚合型緊張材Ａの表面に非
常に強い把持力が発生し、確実に定着される。

【００１１】

【実施例１】複合撚合型緊張材Ａとして、炭素繊維ヤー
ンにエポキシ樹脂を３５ｗｔ％含浸し、タルク粉末を塗
布してプリプレグ化したものを複数本撚合しその外周に
ポリエステル繊維を巻きつけて複合撚合素線を作り、こ
の複合撚合素線を樹脂が未硬化の状態で１×７構造に撚
合し、熱処理してエポキシ樹脂を硬化させることで得た
外径１２．５ｍｍ、と１７．５ｍｍの２種を用いた。編
組型定着具Ｂは、繊度１５００デニールのアラミド繊維
を使用し、２×８構造で呼称太さ１２ｍｍφの編組体を
使用し、全長の半部から折り返し、編組体側面から挿入
して口端部に導出した２重構造とした。定着方法は前記
２重構造の定着用部に複合撚合型緊張材を挿入し、２重
編組体の口端部をそれぞれ繊維質の紐できつく結縛する
ことで得た。定着効率をみるため、挿入長さ(定着長さ
L)を種々変化させ、リング部に緊張荷重を加えて定着効
率を求めた。定着効率（％）は複合撚合型緊張材の保証
切断荷重と定着荷重を、定着荷重/保証切断荷重×100で
得た。比較のため、編組体の端部を内径６ｃｍのリング
部が得られるように編組体側面から挿入して挿入長さ約
１０ｃｍのところで再び側面から取り出して１重構造の
定着用部を作り、これに複合撚合型緊張材を挿入し定着
用部の口端部を結縛したものを作り、これについても定
着試験を行った。この結果を表１と表２に示す。表１は
外径１２．５ｍｍの複合撚合型緊張材の場合、表２は外
径１７．５ｍｍの複合撚合型緊張材の場合である。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】 これら表１、表２から明らかなように、一重編組構造で
は定着長さが適正でも定着効率は低く、本発明のように
２重構造の編組定着用部を使用し、しかも定着長さＬを
複合撚合型緊張材の径ｄの６３倍以上とすることによ
り、複合撚合型緊張材がいずれの径であっても、１００
％以上の良好な定着効率が得られることがわかる。

【００１４】

【実施例２】編組型定着具として、材質メッキ鋼線、直
径２．０ｍｍのストランド２４をたばねて折り返し位置
から１５０ｍｍの部位に肉厚５ｍｍ、長さ６０ｍｍのア
ルミ合金製異形管を圧着し、この圧着部位から先を４本
で１組のストランドに分け、各ストランドに肉厚２ｍ
ｍ、長さ４０ｍｍのアルミニウムパイプを圧着し、それ
より先のストランドを２本１組とし、２×１２構造に編
組して１重構造の定着用部を作った。この編組型定着具
に外径１２．５ｍｍの複合撚合型緊張材を種々の長さで
挿入し、口端部を結縛して定着部を得た。この定着部の
定着効率の測定結果を表３に示す。

【００１５】

【表３】 この表３から明らかなように、Ｌ／ｄが６４以上で１０
０％を越える定着効率が得られることがわかる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、撚
合型ＦＲＰ緊張材を定着緊張するに当たって、工場での
端末加工を必要とせず、現場合せで緊張材を必要長さに
切断して簡単にしかも確実に所定の緊張力を付与するこ
とができ、また、撚合型ＦＲＰ緊張材は工場での端末加
工を要しないため、これに要するコストを削減できると
共に、梱包、運搬作業を簡素化することができ、端末定
着具も軽量で柔軟性があり取扱いが容易であるためこれ
らあいまって大幅な施工コストの低減が可能となる。さ
らに、定着端末作業を現場で実施できるため、コンクリ
ート構造物類に撚合型ＦＲＰ緊張材を密に配置すること
が可能になるため、耐食性に優れ軽く薄いプレストレス
トコンクリート製品をできるというすぐれた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を端末定着開始前の分解状
態で示す側面図である。

【図２】図１の各部の断面図である。

【図３】本発明による端末定着の第１段階を示す側面図
である。

【図４】本発明による端末定着の第２段階を示す側面図
である。

【図５】端末定着完了状態を示す側面図である。

【図６】図５の状態および緊張荷重を付加した状態を示
す断面図である。

【図７】本発明に使用する端末定着具素材の別の実施例
を示す側面図である。

【図８】本発明による端末定着法の第２実施例を示す側
面図である。

【図９】本発明による端末定着法の第３実施例を示す側
面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

【図１２】図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 複合撚合型緊張材 Ｂ 編組型定着具 ５ 長筒状編組体 ５’ 折り返し長筒状編組体 ｂ₁ リング部 Ｌ 定着長さ ｄ 直径

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高強力低伸度繊維と熱硬化性樹脂との複合
   撚合型緊張材の端末を定着するにあたり、高強度で柔軟
   性のある繊維ストランドを編組した長筒状編組体の半部
   を折り返して長筒状編組体の側面から挿入し長筒状編組
   体端部に導出したリング部付き多重筒状編組型定着具を
   用い、前記多重筒状編組型定着具に複合撚合型緊張材を
   その直径の６３倍以上の長さ挿入し、多重筒状編組型定
   着具の口端部付近を固縛し、リング部の牽引による緊張
   荷重付加時の長筒状編組体の縮径把持力で複合撚合型緊
   張材を定着させるようにしたことを特徴とする高強力繊
   維撚合型ＦＲＰ緊張材の端末定着方法。
2. 【請求項２】高強度で柔軟性のある繊維ストランドを編
   組した径の異なる２本以上の長筒状編組体を同心状に挿
   し合せたものを用い、これの後半部を折り返して長筒状
   編組体の側面から挿入し再び異なる側面から取り出した
   リング付き多重筒状編組型定着具を用い、前記多重筒状
   編組型定着具に複合撚合型緊張材の端末を直径の６３倍
   以上の長さ挿入し、多重筒状編組型定着具の口端部近傍
   を固縛し、リング部の牽引による緊張荷重付加時の長筒
   状編組体の縮径把持力で複合撚合型緊張材を定着させる
   ようにしたことを特徴とする高強力繊維撚合型ＦＲＰ緊
   張材の端末定着方法。
3. 【請求項３】高強度で柔軟性のある金属線からなるスト
   ランド束の端部を反転して異形管に通して圧縮してリン
   グ部を形成し、その異形管より先のストランドを複数組
   に分けて編組し長筒状編組体を形成した定着具を使用
   し、長筒状編組体に複合撚合型緊張材をその直径の６４
   倍以上挿入して長筒状編組体の口端部近傍を固縛し、リ
   ング状締結部の牽引による緊張荷重付加時に長筒状編組
   体の縮径把持力で複合撚合型緊張材を定着させることを
   特徴とする高強力繊維撚合型ＦＲＰ緊張材の端末定着方
   法。