JP2002332610A - 橋梁類の塔頂サドル構造および橋梁類の塔頂サドル施工法 - Google Patents
橋梁類の塔頂サドル構造および橋梁類の塔頂サドル施工法Info
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Abstract
曲率での曲げ等に弱い特性をカバーし、高強度繊維複合
材ケーブルの使用による利点を生かした寿命が長く、自
重の軽減されたしかもサドル両端の張力差を的確に吸収
し得る橋梁類の塔頂サドル構造を提供する。 【解決手段】高強度繊維複合材からなるケーブル体3
と、前記ケーブル体の所要長さごとに取り付けた上下2
分割形の複数のクランプ部材12と、塔頂サドルの下部
コンクリート面上に立設され前記各クランプ部材12を
はめこんだガイド枠11と、前記ガイド枠11を囲むよ
うに塔頂サドルの下部コンクリート上に配置されたトン
ネル状覆い13と、トンネル状覆い内部に充填され前記
クランプ部材12とガイド枠11およびケーブル体3を
埋設した定着用膨脹材14と、前記トンネル状覆い13
を埋設するように打設された上部コンクリート層15と
を有している。
Description
構造および橋梁類の塔頂サドル施工法に関する。
の橋梁においては桁などの物体の荷重はケーブルの張力
として発生する。この張力を支えるため塔体が立設さ
れ、この塔頂にケーブルの張力を塔体に伝達するために
サドルが設けられる。
来では一般的にワイヤロープが用いられていた。このよ
うなワイヤロープを使用した塔頂サドルでは金具によっ
てケーブルを支持し、さらに曲げ角度が大きい場合に
は、適当な曲率を有する金具を用いて曲げや側圧による
強度低下を軽減している。
てワイヤロープを使用した場合、ケーブルそれ自体の重
量が重く、耐食性や引張り疲労性でも問題がある。この
点から、ワイヤロープに代えて高強度繊維複合材でケー
ブルを構成し、その高強度性、低伸度性の特性と軽量
性、高耐食性、高引張り疲労性を活用して寿命の延長、
自重の軽減を図らんとする試みがなされている。
径方向の局部的なせん断力や表面の傷、微小曲率での曲
げ等に弱い特性を有している。このため、ワイヤロープ
と同じように金具のみでケーブルあるいはケーブル束を
支持した場合には、次のような問題が発生する。 側圧によりケーブルが径方向への変形やせん断破壊を
起し、強度が低下したり破断する。 サドル両端の張力差によりケーブルあるいはケーブル
束が移動すると、ケーブル表面が金具との接点で損傷
し、強度低下を起す。
を要する橋梁に適用される場合には多くは複数のケーブ
ルあるいはケーブル束により構成されたケーブル体が使
用されるが、この場合には前記問題のほかに、ケーブル
体の断面形状が大きく変化し、ケーブル体を構成するケ
ーブルおよびケーブル体の長さ、張力管理が困難となる
問題や、サドル上でのケーブル体の滑動を止めるために
大きな摩擦力が必要になり、この大きな摩擦力を得る手
段が未開発である。
めになされたもので、その目的とするところは、直径方
向の局部的なせん断力や表面の傷、微小曲率での曲げ等
に弱い特性をカバーし、高強度繊維複合材ケーブルの使
用による利点を生かした寿命が長く、自重の軽減された
しかもサドル両端の張力差を的確に吸収し得る橋梁類の
塔頂サドル構造を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、前記塔頂サドル構造を比較的容易に形成す
る方法を提供することにある。
本発明の橋梁類の塔頂サドル構造は、高強度繊維複合材
からなるケーブル体と、前記ケーブル体の所要長さごと
に取り付けた上下2分割形の複数のクランプ部材と、塔
頂サドルの下部コンクリート面上に立設され前記各クラ
ンプ部材をはめこんだガイド枠と、前記ガイド枠を囲む
ように塔頂サドルの下部コンクリート上に配置されたト
ンネル状覆いと、トンネル状覆い内部に充填され前記ク
ランプ部材とガイド枠およびケーブル体を埋設した定着
用膨脹材と、前記トンネル状覆いを埋設するように打設
された上部コンクリート層とを有していることを特徴と
している。
ん曲状をなした下部コンクリートに所要の間隔でガイド
枠を立設する工程と、高強度繊維複合材からなるケーブ
ル体の断面形状に応じた溝を有する上下2分割のクラン
プ部材を前記ケーブル体の所要長さごとに取り付け、前
記クランプ部材をそれぞれ前記ガイド枠にはめこむこと
により下部コンクリート上に適度の曲率でケーブル体を
配置する工程と、前記ガイド枠およびケーブル体を外囲
するように下部コンクリートにトンネル状覆いを配置
し、該トンネル状覆いの内部に定着用膨脹材を充填する
工程と、ケーブル体への張力導入前に前記トンネル状覆
いを埋め込むように下部コンクリートに上部コンクリー
トを打設する工程とからなっていることを特徴としてい
る。
一のケーブルまたはケーブル束である場合のほか、複数
のケーブルまたはケーブル束で構成されている場合を含
んでおり、この場合には前記ガイド枠は対応する個数と
配置が選ばれ、クランプ部材はケーブルまたはケーブル
束ごとに取り付けられる。
参照して説明すると、図1ないし図4は本発明による橋
梁類の塔頂サドル構造の一例を示している。図1におい
て、1,1は塔体、2,2は橋台、3は高強度繊維複合
材からなるケーブル体であり、前記橋台2,2から塔体
1,1の塔頂サドル1a,1aを介して架設されてい
る。4は桁であり、前記ケーブル3に取り付けたバンド
6,6を介して連結されたハンガーロープ7,7に吊持
されている。
aの詳細を示しており、10は下部コンクリートであ
り、該下部コンクリートの上面100は、図2のように
径間方向に所要の曲率でわん曲形成されている。11,
11は前記下部コンクリートの上面100に所定の間隔
ごとに設けられた複数のガイド枠であり、各ガイド枠1
1,11は前記下部コンクリートの曲面状上面100の
接線に対して垂直に、しかも、全体として曲面状上面1
00の曲率に対応する曲率となるように相互に高低を有
せしめて立設されている。
では4本)の束ケーブル3aを上下に2列、左右に2列
配置することにより構成されている。各束ケーブル3a
は、超高分子量ポリエチレン、全芳香族ポリアラミド繊
維、全芳香族ポリエステル繊維など強度が20g/d以
上、弾性率が500g/d以上の高強度高弾性率繊維を
主原料として作られたケーブル30aを複数本たとえば
7本平行状に引き揃えあるいは撚り合わせることで構成
されている。各ケーブル30aは高強度高弾性率繊維の
集合体(ヤーンやフィラメントなど)を複数本たとえば
7本撚り合わせたストランド300aからなっている。
3aには前記ガイド枠11に対応する間隔でクランプ1
2部材が外嵌している。各クランプ部材12は上部体1
2aと下部体12bとからなっており、それらは低摩擦
損失材たとえばMCナイロンで代表される硬質合成樹脂
によってブロック状ないし盤状に作られている。それら
上部体12aと下部体12bは、束ケーブル3aの半断
面形状に対応する輪郭の溝120,120を有してお
り、下部体12bの溝120に束ケーブル3aを嵌め、
上部体12aを下部体12bに重ねることにより閉鎖輪
郭の孔に束ケーブル3aが挿通された形態となるように
している。
るため、クランプ部材12はそれぞれの束ケーブル3a
ごとに取り付けられており、クランプ部材12は同時に
スペーサも兼ねている。上部体12aと下部体12bは
必要に応じて分離しないように接着剤などで接合されあ
るいはボルトナットなど適宜の連結手段で連結される。
後左右に動かないように保持するための手段であり、ク
ランプ部材12の隅角部を含む前後面と左右面に当接な
いし接近しうる断面形状を全体として有している。ガイ
ド枠11は基部が下部コンクリートに埋め込まれるか、
あるいは仮想線で示すように基端に設けた座110を下
部コンクリートの上面に据え、アンカーボルトなどによ
って固定される。
ーブル体3を構成する4本の束ケーブル3aが上下に2
列かつ左右に2列であるため、図3(b)のように、形
鋼からなるL状断面の支柱部材11a,11a’を左右
および前後に間隔をおいて立設し、中間には形鋼からな
る実質的にT状断面の支柱部材11b,11bを配置す
ることにより構成している。T状断面の支柱部材11
b,11bはL状断面の形鋼を背中合わせとなるように
配置することで構成してもよいし、T状断面の形鋼を使
用して得てもよい。
隔で取り付けた束ケーブル3aは配置固定されているガ
イド枠11の上に運ばれ、クランプ部材12が対応する
ガイド枠11にそれぞれ落し込まれる。これにより、束
ケーブル3aは下部コンクリートの上面100から適度
の距離をおいてしかも上面100の曲率に対応する曲率
を描くように配置されている。実施例では、2つのクラ
ンプ部材12,12は重ね合わされて支柱部材11aと
支柱部材11bに嵌め込まれ、残る2つのクランプ部材
12,12は支柱部材11a’と支柱部材11bに嵌め
込まれている。
11を囲むようにトンネル状覆い13が配置されてい
る。該トンネル状覆い13は、長手方向が下部コンクリ
ートの上面100の曲率に対応する曲率を有し、長手方
向と直角の断面はガイド枠11と内面との間に十分な空
間が得られるような大きさの割円状をなしている。そし
て、トンネル状覆い13は下部両端の座部130,13
0をもって下部コンクリートの上面100に据えられ、
アンカーボルトなどによって定着されている。トンネル
状覆い13は長手方向両端が下部コンクリートのスパン
方向端に達していることが好ましい。
材14が充填され、これによりガイド枠11、クランプ
部材12および束ケーブル3aが埋め込まれている。そ
して、このように定着用膨脹材14を充填したトンネル
状覆い13の外周には、これを埋め込む形で上部コンク
リート15が打設されている。
を有する可塑物質であり、代表的なものとしては、数種
の膨脹性物質を配合し、粉砕、焼成した膨脹材とセメン
トとの混合物があげられる。その例としては、セメント
ー高炉スラグ−ボーキサイト−石膏系、セメント−石灰
−石膏系、カルシウムアルミネート−石灰−石膏系など
があげられる。
塔頂サドル構造の第2実施例を示している。この実施例
では、高強度繊維複合材からなるケーブル体3は1本の
束ケーブル3aからなっている。束ケーブル3aは前述
したように、複数本(図面では7本)のケーブル30a
を複数本たとえば7本平行状に引き揃えあるいは撚り合
わせることで構成されている。クランプ部材12は束ケ
ーブル3aの半断面形状に対応する輪郭の溝120,1
20を有するブロック状ないし盤状の上部体12aと下
部体12bとからなっており、下部体12bの溝120
に束ケーブル3aを嵌め、上部体12aを下部体12b
に重ねることにより閉鎖輪郭の孔に束ケーブル3aが挿
通された形態とされる。前記クランプ部材12は、鋼材
からなるL状断面の支柱部材11a,11a’を左右お
よび前後に間隔をおいて立設したガイド枠11に嵌めら
れている。その他の構成は第1実施例と同様であるか
ら、同じ部分に同じ符号を付し、説明は省略する。
体3が、ケーブル30aからなっている場合を示してい
る。ケーブル30aは高強度高弾性率繊維の集合体(ヤ
ーンやフィラメントなど)を撚り合わせあるいは引き揃
えたストランド300aを、複数本たとえば芯に7本、
側に12配して撚り合わせあるいは引き揃えているが、
これに限られるものではない。この場合にもクランプ部
材12、ガイド枠11など他の構造は第2実施例と同様
である。
ドル構造の施工法の実施例を、前記第1実施例の場合を
例にとって示している。まず、施工に当たっては、図7
(a)のように、下部コンクリートの上面100に、該
上面に近似する曲率が得られるように高さを設定してガ
イド枠11を相互に所要の間隔をおいて立設する。
枠11にクランプ部材12を取り付け、束ケーブル3a
を架設する。この工程は、クランプ部材12にあらかじ
め束ケーブル3aを取り付けたアッセンブリの状態で行
なってもよいし、ガイド枠11にクランプ部材12を嵌
め込みながら、それと併行して束ケーブル3aをクラン
プ部材12に嵌め込むかたちで行なってもよい。
12の下部体12b,12bを落し込み、それら下部体
12b,12bの溝120,120に束ケーブル3aを
納め、下部体12b,12bから突出する束ケーブル3
aの半断面に溝120,120が容入するように上部体
12aを落し込んだ状態を示している。
部材12の下部体12b,12bを落し込み、それら下
部体12b,12bの溝120,120にケーブルまた
はケーブル束3aを納め、下部体12b,12bから突
出する束ケーブル3aの半断面に溝120,120が容
入するように上部体12aを落し込んだ状態を示してい
る。
3を前後方向に動かし、位置調整を行なう。この作業は
ケーブル体3の長手方向複数箇所がクランプ部材12の
溝120,120に保持され、残余は中空状に架設され
ているため容易である。次いで、図7(d)のように各
ガイド枠11およびケーブル体3を囲むように下部コン
クリートの上にトンネル状覆い13を取り付ける。トン
ネル状覆い13は下部が開口しているので取り付け作業
は容易である。次いで、図7(e)のように、トンネル
状覆い13の長手方向両端の開口を口元シール部材13
1,131によって閉止し、この状態でトンネル状覆い
13の一部に設けてある注入部130を通して定着用膨
脹材14をトンネル状覆い13に充填する。
に数種の膨脹性物質を配合し、粉砕、焼成した膨脹材と
セメントとの混合物が用いられ、水などの用液と混合さ
れてたとえば水/セメント比20〜30%の液状ないし
スラリー状にされ、この状態で注入される。定着用膨脹
材14はその流動性によって各ガイド枠11、クランプ
部材12の表面を厚く覆い、またケーブルまたはケーブ
ル束3aの表面、ストランドや素線の谷間のすみずみま
で覆うる。この状態で養生することにより、定着用膨脹
材14は凝固時に膨脹し、それによってトンネル状覆い
13内で静水圧的な膨脹圧が発生し、各ガイド枠11、
クランプ部材12と束ケーブル3aとが強固に結着され
る。各ガイド枠11、クランプ部材12は節として機能
することになる。
養生させたならば、ケーブル体3に張力を導入する前
に、トンネル状覆い13の外周に上部コンクリート15
を打設する。これで図6(f)のような橋梁類の塔頂サ
ドル構造が完成する。
においては、低摩擦損失材製のクランプ部材12をケー
ブル体3の長手方向の複数箇所に取り付けているため、
ケーブル体3は施工時に良好な断面形状を保ったまま、
下部コンクリートの上面100を滑動することができ
る。
リートの上面100の曲率に対応するように高さを設定
しているため、そうしたガイド枠11にクランプ部材1
2をはめることにより、ケーブル体3を適切な曲率で配
置することができ、塔頂での曲げによる損傷を低減する
ことができる。
含めてケーブル体3を囲むようにトンネル状覆い13を
取り付け、これを型として定着用膨脹材14を充填する
ので、トンネル状覆い13を上部コンクリート15で埋
設した後は、ケーブル体3と定着用膨脹材14との間の
摩擦力でサドル両端の張力差を吸収することができる。
ては、図9のようにケーブル張力の水平方向分力(水平
張力)PaとPbが発生する。PaとPbの差が大きい
と塔体が左右に傾こうとするため、通常、この水平張力
の差がゼロになるように設計する。この水平張力の差が
ゼロということは、中央径間側と側径間側でケーブルの
角度β,αが異なるためサドル両端のケーブルの張力に
差があるということになる。サドル両端の張力差とは、
このケーブルの張力差を指し、ケーブルを塔頂で滑らそ
うとする力を意味する。
3を構成する束ケーブル3aや束ケーブル3aを構成す
るケーブル30aあるいはケーブル30aを構成するス
トランドなどの谷間を含む表面を覆い、またガイド枠1
1とクランプ部材12の表面を覆い、クランプ部材12
の溝120とケーブル体3とのすき間を埋め、その状態
で外周側がトンネル状覆い13と接合される。また、ク
ランプ部材12はガイド枠11にはめこまれることで位
置が固定されている。したがって、クランプ部材12と
ガイド枠11は節として機能する。これらによりケーブ
ルを塔頂で滑らそうとする力に打ち勝つ十分な摩擦力を
確保することができる。
ーブル3aからなるケーブル体3を使用し、それら複数
の束ケーブル3aのそれぞれにクランプ部材12を取り
付けてガイド枠11に所要の曲率が得られるように保持
させ、この状態でトンネル状覆い13をかぶせてその内
部に定着用膨脹材14を充填し、束ケーブル3aの周り
を取り囲んでいる。
率が与えられるとともに、ケーブル体3の径方向への変
形が軽減される。また、束ケーブル3aは長手方向の複
数箇所でクランプ部材12によって保持されているた
め、隣り合う束ケーブル3a,3aとの間にクランプ部
材12の大きさに相当する間隔が設定保持される。この
ため、局部的なせん断力、曲げ、押し付け力などのケー
ブル強度を低下させる外力が緩和される。それととも
に、定着用膨脹材14と束ケーブル3aとの付着面積が
広がるため、十分な摩擦力を確保することが可能とな
る。なお、図示するものは本発明の数例であり、これに
限定されるものではない。たとえば、第1実施例ではケ
ーブル体3は複数の束ケーブル3aで構成されている
が、これに代えて、複数のケーブル30aで構成してい
てもよい。
きには、高強度繊維複合材からなるケーブル体3と、前
記ケーブル体3の所要長さごとに取り付けた上下2分割
形の複数のクランプ部材12と、塔頂サドルの下部コン
クリート面上に立設され前記各クランプ部材12をはめ
こんだガイド枠11と、前記ガイド枠11を囲むように
塔頂サドルの下部コンクリート上に配置されたトンネル
状覆い13と、トンネル状覆い13の内部に充填されク
ランプ部材12とガイド枠11およびケーブル体3を埋
設した定着用膨脹材14と、前記トンネル状覆い13を
埋設するように打設された上部コンクリート層15とを
有しているので、直径方向の局部的なせん断力や表面の
傷、微小曲率での曲げ等に弱い高強度繊維複合材ケーブ
ルの特性をカバーし、高強度繊維複合材ケーブルの使用
による利点を生かして寿命が長く、自重の軽減されたし
かもサドル両端の張力差を的確に吸収し得る塔頂サドル
を提供できるというすぐれた効果が得られる。
コンクリート10に所要の間隔でガイド枠11を立設す
る工程と、高強度繊維複合材からなるケーブル体3の断
面形状に応じた溝120を有する上下2分割のクランプ
部材12を前記ケーブル体3の所要長さごとに取り付
け、前記クランプ部材12をそれぞれ前記ガイド枠11
にはめこむことによりサドル上に適度の曲率でケーブル
体3を配置する工程と、前記ガイド枠11およびケーブ
ル体3を外囲するように下部コンクリートにトンネル状
覆い13を配置し、該トンネル状覆い13の内部に定着
用膨脹材14を充填する工程と、ケーブル体3への張力
導入前に前記トンネル状覆い13を埋め込むように下部
コンクリート10に上部コンクリートを15打設する工
程とからなっているので、請求項1の特徴を有する塔頂
サドル構造を比較的容易に形成することができるという
すぐれた効果が得られる。
ケーブルまたは束ケーブル3aから構成されており、そ
れら複数のケーブルまたは束ケーブル3aにそれぞれク
ランプ部材12が取り付けられるので、クランプ部材1
2がスペーサとしてとしても機能し、隣り合うケーブル
または束ケーブル3aとの間に適切な間隔を保持するこ
とができ、これにより局部的なせん断力、曲げ、押し付
け力などのケーブル強度を低下させる外力が緩和され
る。それとともに、定着用膨脹材14とケーブルあるい
は束ケーブル3aとの付着面積が広がるため、十分な摩
擦力を確保することが可能となるというすぐれた効果が
得られる。
を示す概略説明図である。
る。
はその部分的拡大図である。
(b)はその平面図である。
頂サドル施工法の一例を段階的に示す説明図である。
第1段階を示す正面図、(b)は同じくその完了段階を
示す正面図である。
的に示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】高強度繊維複合材からなるケーブル体3
と、前記ケーブル体の所要長さごとに取り付けた上下2
分割形の複数のクランプ部材12と、塔頂サドルの下部
コンクリート面上に立設され前記各クランプ部材12を
はめこんだガイド枠11と、前記ガイド枠11を囲むよ
うに塔頂サドルの下部コンクリート上に配置されたトン
ネル状覆い13と、トンネル状覆い内部に充填され前記
クランプ部材12とガイド枠11およびケーブル体3を
埋設した定着用膨脹材14と、前記トンネル状覆い13
を埋設するように打設された上部コンクリート層15と
を有していることを特徴とする橋梁類の塔頂サドル構
造。 - 【請求項2】ケーブル体3が複数のケーブルまたはケー
ブル束から構成されており、隣り合う各ケーブルまたは
ケーブル束の所要長さごとにそれぞれ上下2分割形の複
数のクランプ部材12を取り付けている場合を含む請求
項1に記載の橋梁類の塔頂サドル構造。 - 【請求項3】わん曲状をなした下部コンクリート10に
所要の間隔でガイド枠11を立設する工程と、高強度繊
維複合材からなるケーブル体3の断面形状に応じた溝1
20を有する上下2分割のクランプ部材12を前記ケー
ブル体3の所要長さごとに取り付け、前記クランプ部材
12をそれぞれ前記ガイド枠11にはめこむことにより
下部コンクリート上に適度の曲率でケーブル体3を配置
する工程と、前記ガイド枠11およびケーブル体3を外
囲するように下部コンクリート10にトンネル状覆い1
3を配置し、該トンネル状覆い13の内部に定着用膨脹
材14を充填する工程と、ケーブル体3への張力導入前
に前記トンネル状覆い13を埋め込むように下部コンク
リートに上部コンクリート15を打設する工程とからな
っていることを特徴とする橋梁類の塔頂サドル施工法。 - 【請求項4】ケーブル体3が複数のケーブルまたはケー
ブル束3aから構成されており、隣り合う複数のケーブ
ルまたはケーブル束3aごとにそれぞれクランプ部材1
2が取り付けられる場合を含む請求項3に記載の橋梁類
の塔頂サドル施工法。
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| JP2001138779A JP3829069B2 (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 橋梁類の塔頂サドル構造および橋梁類の塔頂サドル施工法 |
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