JP2004131916A

JP2004131916A - 防錆被覆鋼撚線及びその防錆加工方法。

Info

Publication number: JP2004131916A
Application number: JP2003302403A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Taguchi; 田口　保男
Original assignee: TIMES ENGINEERING KK
Current assignee: TIMES ENGINEERING KK
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】
　プレストレスト構造物の外ケーブルとして使用した場合等のように、外周面に大きな摩擦力が付加されるような場合にあっても、外周の防錆被覆が損傷され難く、しかも安価な防錆被覆鋼撚線及びその防錆加工方法の提供。
【解決手段】
　複数の鋼製単秦線１ａ，１ａ…を撚り合わせた鋼撚線１の各単素線聞内部空隙１ｂに合成樹脂防錆材が充填されるとともに鋼撚線1の外周面に合成樹脂防錆被覆を施してなる防錆被覆鋼撚線において、鋼撚線1の各単素線間内部空隙１ｂ内に、接着促進剤入りの軟質熱可塑性含成樹脂防錆材１１が充填されるとともに、鋼撚線１の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で鋼撚線の外周を軟質熱可塑性含成樹脂防錆材で一次被覆１２する。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、主として張弦梁用の緊張用弦材やプレストレスト構造物用外ケーブル等の緊張材に用いるための防錆被覆鋼撚線及びその防錆加工方法に関する。

　従来、７本撚り、１９本撚り等、複数鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線を合成樹脂被覆することにより防錆加工する技術が開発されており、図１６に示すように、鋼撚線を構成している各単素線１ａ，１ａ…間の内部空隙に合成樹脂材２を充填するとともに、鋼撚線１の外周面に同じ合成樹脂材２の被覆を施して防錆被覆鋼撚線４としている。この従来の防錆被覆鋼撚線４は、その外周面は鋼撚線１の外形に合わせて被覆がなされており、外周には鋼撚線の外周形状に沿った螺旋状凹部５ａ及び凸部５ｂが形成される。

　このような防錆被覆鋼撚線４は、従来、斜張橋等の橋梁の斜材やプレストレスト構造物の緊張材、張弦梁用の緊張弦材として利用されているが、近年において、多数の防錆被覆鋼撚線４を束ねた状態で、プレストレスト構造物を構成させるための外ケーブルとして使用されている。

　一般に、外ケーブルを使用したプレストレスト構造物は、例えば、図１７に示すように、構造物６にプレストレスを導入するに際し、外ケーブル（緊張材）７を、構造物６に設置したデビエーター８，８…に接触させて偏向させるとともに、両端部７ａ，７ａを構造物６の両端部に定着させて緊張することにより構造物６にプレストレスを付与している。

　上述した従来の防錆被覆鋼撚線４を多数束ねて外ケーブル７として使用する場合、束ねられた防錆被覆鋼撚線４の内、デビエーター８に近い位置にあって曲率半径の小さいものと、デビエーター８から離れた位置にあって曲率半径の大きいものとでは、緊張の際に移動長さが異なることとなるとともに、緊張された状態で、構造物６に交番荷重が加わる毎にデビエーター８部分で長手方向の往復移動長さが異なり、各防錆被覆鋼撚線４，４相互間で滑りが生じることとなる。

　一方、各防錆被覆鋼撚線４は、図１８に示すように、表面に螺旋状凹凸部５ａ，５ｂがあるため、上述のように、防錆被覆鋼撚線４，４間に滑りが生じる際に、凸部同士が点接触してその接触部分に応力が集中したり、凹凸部５ａ，５ｂが互いに嵌りあって相互間の移動に支障を来たしたりする状況が発生し、これによって鋼撚線１の外周を被覆している合成樹脂材２が剥離される事態が生じ、防錆効果が著しく損なわれてしまうという問題があった。

　また、構造物６に交番荷重が加わって振動することにより、防錆被覆鋼撚線４，４相互間にフレッチング現象が発生し、防錆被覆合成樹脂材が損傷され防錆効果を損なうという問題があった。

　本発明は、このような従来の技術の状況を鑑み、プレストレスト構造物の外ケーブルとして使用した場合等のように、外周面に大きな摩擦力が付加されるような場合にあっても、外周の防錆被覆が損傷され難く、しかも安価な防錆被覆鋼撚線及びその防錆加工方法の提供を目的とする。

　上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の防錆被覆鋼撚線に係る発明の特徴は、複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線の各単素線間内部空隙に合成樹脂防錆材が充填されるとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線外面側を頂点とし、該頂点に丸みを持たせた多角形状をなし、前記各頂点間を直線で結ぶ平らな面が形成されるように該鋼撚線の外周面に合成樹脂防錆被覆を施してなる防錆被覆鋼撚線において、前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に、軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材が充填されるとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材で前記合成樹脂防錆被覆がなされていることにある。

　請求項２に記載の防錆被覆鋼撚線の防錆加工方法に係る発明の特徴は、複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線を予備加熱し、これを加圧注入式合成樹脂被覆成形機に通して前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材を加圧注入するとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線外面側を頂点とし、該頂点に丸みを持たせた多角形状をなし、前記各頂点間を直線で結ぶ平らな面が形成されるように前記鋼撚線の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材で被覆することにある。

　上述のように、本発明に係る防錆被覆鋼撚線は、複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線の各単素線間内部空隙に合成樹脂防錆材が充填されるとともに該鋼撚線の外周面に合成樹脂防錆被覆を施してなる防錆被覆鋼撚線において、前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に、軟質熱可塑性合成樹脂防錆材が充填されるとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材で一次被覆がなされることにより隣り合う鋼撚線間が線又は面で接触することとなり、デビエーター部で外力が（腹圧力）が加わっても応力は分散される。また、外周面に螺旋状の凹部がないため防錆被覆鋼撚線同士が係止し合うこともない。

　本発明に係る防錆被覆鋼撚線の防錆加工方法は、複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線を予備加熱し、これを加圧注入式合成樹脂被覆成形機に通して前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に軟質熱可塑性合成樹脂防錆材を加圧注入するとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質熱可塑性合成樹脂防錆材で被覆する被覆処理を施した後冷却させるか、又は前記被覆処理を一次被覆とし、該一次被覆処理による軟質熱可塑性合成樹脂防錆材の冷却固化前に、外面被覆用合成樹脂成形機に通して前記一次被覆の外周面に飽和ポリエステル系合成樹脂等の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材により外面被覆を施して該外面被覆を前記一次被覆外面に融着させることにより、被覆後の成型ダイスの形状が単純化されるために、作業機械が簡素化され安価に防錆加工を施すことができる。

　次に、本発明に係る防錆被覆鋼撚線の実施の形態を図１〜図１１について説明する。尚、上述の従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。

　図１、図２は本発明に係る防錆被覆鋼撚線の第一実施例を示しており、符号Ａは防錆被覆鋼撚線であり、この防錆被覆鋼撚線Ａは、所謂７本撚りの鋼撚線１の内部空隙を、接着促進剤入りの熱可塑性合成樹脂材で埋める内部充填１１が施されていると共に、外周を同じ合成樹脂材による被覆１２がなされている。

　鋼撚線１は、図３に示すように、１本の芯線１Ａの外周に６本の側線１ａ，１ａ……を螺旋状に巻きつけて撚り合わせた７本の単素線によって構成され、外周には各側線１ａ，１ａ間位置に螺旋状の凹部１ｃ，１ｃ……が形成されているとともに、芯線１Ａとその周囲の側線１ａ，１ａによって囲まれた単素線間内部空隙１ｂ、１ｂ……を有している。

　内部充填１１及び被覆１２は同一の樹脂材料によって一体に形成されており、これらによって単素線からなる芯線１Ａ及び各側線１ａ，１ａ……の外周が防錆被覆されているとともに、同樹脂材料によって前記螺旋状の凹部１ｃ内が埋められている。

　前記熱可塑性合成樹脂としては、ポリエチレン系合成樹脂等の軟質熱可塑性合成樹脂材、又は飽和ポリエステル系合成樹脂等の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材が使用できる。

　また、各単素線間螺旋状凹部内を埋めた被覆１２の外周形状は、図２の断面図に示すように、各側線１ａ，１ａ……の鋼撚線外面側を頂点とし、該頂点に丸みを持たせた多角形状となっており、前記各頂点間を直線で結ぶ平らな面１ｄが形成されるように単素線間螺旋状凹部内を埋めている。

　図４、図５は本発明に係る防錆被覆鋼撚線の第二実施例を示している。この防錆被覆撚線Ｂは、第一実施例の防錆被覆鋼撚線Ａの外周の被覆１２を一次被覆とし、その外周に全周に亘って略均一な厚さの外周被覆１３を有している。尚、上述した第一実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

　この第二実施例では、一次被覆１２の材料としてポリエチレン系合成樹脂等の軟質熱可塑性合成樹脂材を使用するとともに、外周被覆１３の材料として飽和ポリエステル系若しくはナイロン系等の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材を使用する。

　また、外周被覆１３外面には、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、螺旋状の溝からなる被覆表面凹部１４ａ，１４ａ…、インデント１４ｂ，１４ｂ…或いは連続した螺旋状（斜め）の溝１４ｃを形成することにより外周被覆１３の外周表面に表面凹凸部を形成してもよい。

　このように外周被覆の表面に表面凹凸部を設けることにより、防錆被覆鋼撚線同士の接触面積が減少し、防錆被覆鋼撚線同士の摩擦が軽減する。また、ＰＣ鋼材としてプレテンション工法に用いる場合には、コンクリートとの付着効果が向上する。

　これらの防錆被覆鋼撚線Ａ又はＢは,これを複数本束にし、外ケーブル１５として用いる場合において、図７、図８に示すように、隣り合う防錆被覆鋼撚線Ａ又はＢ間は線又は面で接触することとなり、図１７に示す従来例と同様の用途に使用した場合には、デビエーター８の部分で腹圧力からなる外力が加わっても応力は分散される。また、外周面に螺旋状の凹部がないため防錆被覆鋼撚線Ａ又はＢ同士が係止し合うこともない。しかも、最外周面には硬質熱可塑性合成樹脂防錆材による外周被覆１３があるため、防錆被覆鋼撚線Ａ，Ａ相互間に滑りが生じても、外周被覆１３が損傷され難い。

　また、外周被覆１３の外周表面に凹凸部を設けることで防錆被覆鋼撚線Ａ，Ａ同士の接触面積が減少し、防錆被覆鋼撚線同士の摩擦が軽減する。

　次に上述した第一実施例における防錆被覆鋼撚線Ａの防錆加工方法について説明する。

　図９は前述した防錆被覆鋼撚線Ａの防錆加工方法を実施するための装置の概略構成を示しており、図において、２０は予備加熱機、２１は合成樹脂内部充填兼用の一次被覆処理用合成樹脂成形機、２３は冷却機である。

　予備加熱機２０は、防錆被覆処理しようとする鋼撚線１を予め加熱するものであり、この加熱機には、誘導加熱方式による装置を使用し、１０ｋＨｚ〜１５ｋＨｚ程度の比較的周波数の低い中周波数領域にて加熱を行うことが好ましい。中周波数領域で加熱させることにより鋼撚線１内部への熱の伝わりがよくなる。また、全体が２００℃を超えないように加熱することが好ましく、これによってリラクゼーションの上昇が防止できる。

　一次被覆処理用合成樹脂成形機２１は、図１０に示す如きクロスヘッド型の合成樹脂成形機を使用している。この成形機２１には、クロスへッド部２１１の先端延長方向に補助加圧ヘッド２１２が接合され、その先端に成形ダイス２１３が備えられている。

　成形ダイス２１３は、図１１に示すように、内周を鋼撚線１の外形より樹脂被覆の厚さだけ大きくした円形状に成形したものを使用している。尚、図中２１４は加熱機である。

　この一次被覆処理用合成樹脂成形機２１では、図１０に示すように、クロスへッド部２１１及び補助加圧ヘッドの２１２の中心に鋼撚線１を通して連続送りさせ、この間に接着促進剤を添加したポリエチレン系の軟質熱可塑性合成樹脂防錆材２４を溶融させてクロスヘッド部２１１内に押し出し、補助加圧ヘッド２１２内を通過中に、前記防錆材２４を鋼撚線１の外周より単素線間の空隙を通して内部空隙１ｂ内に加圧注入させる。

　これと同時に、鋼撚線１外周の螺旋状凹部１ｃ，１ｃ…を防錆材２４で埋めるとともに、鋼撚線１の外周前面を防錆材２４で被覆させる。これにより外周が略円形の一次被覆がなされる。

　尚、使用する防錆材にはポリエチレン系の合成樹脂材料の他、エポキシ系その他の軟質熱硬化性合成樹脂防錆材、又は飽和ポリエステル系合成樹脂等の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材が使用できる。

　これにより内部充填１１と単素線間螺旋状凹部１ｃを埋めた被覆１２とが同時になされ、これが冷却機２３に送り込まれる。この冷却機２３で冷却させることにより、被覆１２が固化される。この冷却の際に各合成樹脂防錆材が収縮されるが、鋼撚線の外周には螺旋状の凹凸があるため、凹部と凸部とでは被覆の厚みに差ができ、そのため樹脂が冷えて収縮する際に「引け」と呼ばれる現象が起こり、被覆の厚みが大きい部分が大きく引けることとなり、防錆被覆鋼撚線の断面形状は円形にならず、図２に示すように丸みを帯びた六角形状となる。

　上述の実施例では７本撚りの鋼撚線について説明したが、例えば図１２に示すように、１９本撚り等の多数本撚りでもよい。

　また、上述の実施例では、クロスヘッド型の成形機を用いて各単素線１ａ，１ａ…間に防錆材２４を充填した例について説明したが、その他にも単素線の捩りを一旦ほぐした状態で単素線間に防錆材を充填し、その後撚りを元に戻す方法等を用いてもよい。

　次に上述した第二実施例における防錆被覆鋼撚線Ｂの防錆加工方法について説明する。

　図１３は前述した防錆被覆鋼撚線Ｂの防錆加工方法を実施するための装置の概略構成を示しており、この装置では前述した図９に示す防錆被覆鋼撚線Ａの一次被覆処理用合成樹脂成形機２１の次に外周被覆用合成樹脂成形機２２を置き、一次被覆処理用合成樹脂成形機２１にて内部充填と同時に一次被覆処理された一次被覆処理鋼撚線２５の外周に外周被覆１３を被着させるようにしている。その他の構成については図９に示す装置と同じであるため同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

　外周被覆用合成樹脂成形機２２は、図１４に示すクロスヘッド型合成樹脂成形機を使用している。この成形機２２のクロスヘッド部２２１の先端に成形ダイス２２２が装着されている。

　成形ダイス２２２は、図１５に示すように、被覆処理用合成樹脂成形機２１で一次被覆処理された一次被覆処理鋼撚線２５外面形状より外周被覆１３分だけ大きくした形状に成形したものを使用している。

　この例では、一次被覆処理用合成樹脂成形機２１において、ポリエチレン系合成樹脂等の軟質熱可塑性合成樹脂材を使用して内部充填及び一次被覆を施した前記一次被覆処理鋼撚線２５を外周被覆用合成樹脂成形機２２に挿通し、その表面に、飽和ポリエステル系若しくはナイロン系の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材２６を融着させる。

　これにより一次被覆１２の外周面に、外周被覆１３が融着状態で一体化され、これが冷却機２３に送り込まれる。この冷却機２３で冷却させることにより、一次被覆１２及び外周被覆１３が略同時に固化される。この冷却の際に各合成樹脂防錆材が収縮されるが、鋼撚線の外周には螺旋状の凹凸があるため、凹部と凸部とでは被覆の厚みに差ができ、そのため樹脂が冷えて収縮する際に「引け」と呼ばれる現象が起こり、被覆の厚みが大きい部分が大きく引けることとなり、防錆被覆鋼撚線の断面形状は円形にならず、図５に示すように丸みを帯びた六角形状となる。

　このように一次被覆の外周に融着させて飽和ポリエステル系合成樹脂等の硬質熱可塑性合成樹脂防錆材により外周被覆を設けることにより、防錆被覆鋼撚線相互間に滑りが生じても、外周被覆が損傷され難いものとなる。

本発明に係る防錆被覆鋼撚線の第一実施例を示す部分破断側面図である。同上のＡ−Ａ線断面図である。同上の防錆被覆鋼撚線の防錆加工前の鋼撚線を示す横断面図である。本発明に係る防錆被覆鋼撚線の第二実施例を示す部分破断側面図である。同上のＢ−Ｂ線断面図である。（Ａ）は図４中の防錆被覆鋼撚線の外周被覆表面に螺旋状の溝を設けた例を示す側面図、（Ｂ）は同外周被覆表面にインデントを設けた例を示す側面図、（Ｃ）は同外周表面に螺旋（斜め）溝を設けた例を示す側面図である。第一実施例の防錆被覆鋼撚線を束ねた外ケーブルを示す断面図である。第二実施例の防錆被覆鋼撚線を束ねた外ケーブルを示す断面図である。本発明に係る第一実施例の防錆被覆鋼撚線の防錆被覆加工に用いる装置の一例を示す概略図である。図９中の装置おける一次被覆処理用合成樹脂成形機のクロスヘッド部を示す縦断面図である。同上の一次被覆処理用合成樹脂成形機のクロスヘッド部の成形ダイスを示す断面図である。本発明に係る防錆被覆鋼撚線の更に他の実施例を示す横断面図である。本発明に係る第一実施例の防錆被覆鋼撚線の防錆被覆加工に用いる装置の一例を示す概略図である。図１３中の外周被覆用合成樹脂成形機のクロスヘッド部を示す縦断面図である。同上の装置における外部被覆用合成樹脂成形機のクロスヘッド部の成形ダイスを示す断面図である。従来の防錆被覆鋼撚線の一例を示す横断面図である。従来の外ケーブル工法の概略を示す側面図である。同上の外ケーブルの鋼撚線相互の接触状態を示す側面図である。

符号の説明

　Ａ，Ｂ　防錆被覆鋼撚線
　１　鋼撚線
　１Ａ　芯線
　１ａ　単素線（鋼線）
　１１　内部充填
　１２　一次被覆
　１３　外周被覆
　１４　表面凹凸部
　１５　外ケーブル
　２０　予備加熱機
　２１　一次被覆処理用合成樹脂成形機
　２１１　クロスヘッド
　２１２　補助加圧ヘッド
　２１３　成形ダイス
　２１４　加熱機
　２２　外周被覆用合成樹脂成形機
　２２１　クロスヘッド部
　２２２　成形ダイス
　２３　冷却機
　２４　軟質熱可塑性合成樹脂防錆材
　２５　一次被覆処理鋼撚線
　２６　硬質熱可塑性合成樹脂防錆材

Claims

　複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線の各単素線間内部空隙に合成樹脂防錆材が充填されるとともに該鋼撚線の外周面に合成樹脂防錆被覆を施してなる防錆被覆鋼撚線において、
　前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に、軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材が充填されるとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線外面側を頂点とし、該頂点に丸みを持たせた多角形状をなし、前記各頂点間を直線で結ぶ平らな面が形成されるように前記鋼撚線の外周の単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材で前記合成樹脂防錆被覆がなされていることを特徴としてなる防錆被覆鋼撚線。
　複数の鋼製単素線を撚り合わせた鋼撚線を予備加熱し、これを加圧注入式合成樹脂被覆成形機に通して前記鋼撚線の各単素線間内部空隙内に軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材を加圧注入するとともに、前記鋼撚線の外周の各単素線外面側を頂点とし、該頂点に丸みを持たせた多角形状をなし、前記各頂点間を直線で結ぶ平らな面が形成されるように前記鋼撚線の外周の各単素線間螺旋状凹部内を埋めた状態で該鋼撚線の外周を前記軟質又は硬質の熱可塑性合成樹脂防錆材で被覆することを特徴としてなる防錆被覆鋼撚線の防錆加工方法。