JP2004316182A - 鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、鋼線には多くは防食用の有機の可燃性物質が存在するので、万一、鋼線の一部でも火災等に曝されると、鋼線が熱伝導がよいだけに、その周囲等に用いられた可燃性物質、及び引き止め部等に用いられた可燃性物質の影響を全長に受け、周囲への火災の火回りが良く火災を助長するばかりでなく、鋼線の機械的強度を劣化させるという問題がある。
特に、斜張橋形成あるいは、斜面安定化に用いられた鋼線の場合、万一火災が発生した場合、完全に交通が途絶することも考えられるので、その解決は緊要である。
【解決手段】緊張材として鋼線を用いた工法において、鋼線の定着金具もしくは接続金具内もしくはその近傍で、膨張性セメントを用いて該鋼線を断熱するようにしたことを特徴とする鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、特に緊張材として鋼線を用いた工法が、斜張橋用工法や斜面安定工法に適用する場合鋼線の延焼防止を達成するものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼線を用いた工法例えばＰＣ鋼線等を用いた橋梁建設工法、ＰＣ鋼線等を用いた斜面安定工法において、該ＰＣ鋼線の延焼防止できるように熱遮断しながら固定する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の鋼線は、鋼材の強い抗張力を生かした線材で、単線、より線、更にはケーブル化したものが用いられている。特にＰＣ定着工法の発展に伴い種々の鋼線構造が生み出され、更に定着具や接続具に工夫をした考案がなされている。
先ず、鋼線について説明すれば、単線の一本宛に外周にはグリースを塗布したり、ポリエチレン外被を設けたり、エポキシ樹脂塗装をしたりして、これを所定の本数より合わせてより線としたり、裸の単線をより合わせた後、樹脂塗装をし、ポリエチレンシースを施したものが用いられている。又、鋼線の取付け箇所のアンカー等には金属のみならずポリエチレン管、ゴムパッキン等の有機高分子体が用いれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、これら鋼線は、有機の可燃性物質が存在するので、万一鋼線の一部でも火災等に曝されると、鋼線が熱伝導がよいだけに、その周囲等に用いられた可燃性物質、及び引き止め部等に用いられた可燃性物質の影響を全長に受け、鋼線の長さ方向に火回りが良く火災を助長するばかりでなく、鋼線の機械的強度を劣化させるという問題がある。
鋼線を橋梁に適用したり、斜面安定化に利用した場合、多くは適用箇所が自動車等の交通が頻繁な箇所であり、万一衝突事故が発生すると、火災の発生も少なくない。又、最近は、特に異常者による放火は勿論、テロ等破壊活動も起きやすい時代であることから、一旦火災が発生すると、思い掛けない大事故になることが考えられる。従って、その対策は是非必要であると考えられるが、今日まで、適当な技術手段は生まれていないのが現状である。
【０００４】
また、鋼線の固定具や接続具にも可燃性のゴムや樹脂が用いられることは少なしとせず、この近傍が火災等で高熱に曝されると、鋼線はその可燃性被覆等を通じて延焼し、施工したものが劣化断線等により危険に曝されることになる。
従来、鋼線の固定に用いられるグラウト材は、専ら強度のみを考えて使用されているので、発泡タイプのものは好ましくないとの先入感があったが、本発明では、そのような従来感覚では考えられない発泡性（膨張性）グラウト材を使用することにより、断熱効果を奏し、万一の火災の発生があっても、その影響を最小限度に留めることに成功したものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１３３８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１４９５８号公報
【特許文献３】特開平７−２７９１２２号公報
【特許文献４】特開２００２−２４２１９２号公報
【特許文献５】特開２００２−２３３８１９号公報
【特許文献６】特開平１１−２０００７０号公報
【０００６】
上記特許公報記載の概要について説明する。
特開２００２−２１３３８号公報には、塩害を受けた鉄筋コンクリート構造物を、鉄筋を露出させない位置まではつり取り、塩分と水分を遮断する永久型枠を復旧断面形状に合わせて設置し、既設鉄筋コンクリート構造物に残された塩化物イオンを拡散浸透させる充填材を永久型枠と既設鉄筋コンクリート構造物の間に充填することからなる鉄筋コンクリート構造物の断面修復方法が記載されている。特開平１１−３１４９５８号公報には、コンクリート隙間部の充填グラウト材が、３５％以下の水セメント比で配合されるとともに、セメントに対する重量比で、１．１〜１．６の高性能ＥＡ減水剤、及び膨張剤が配合されることにより、硬化後の膨張率０．５〜５．０％のもので圧縮強度４０Ｎ／ｍｍの充填グラウト材が記載されている。
特開平７−２７９１２２号公報には、鋼線束及び該鋼線束を被覆するプラスチック外被からなり、該プラスチック外被の外表面が、小さく浅い窪みを分散して多数有する面で形成されている橋梁用ケーブルが記載されている。
特開２００２−２４２１９２号公報には複数条のワイヤーロープを一定間隔で張設する機能とロックボルト等によって支圧、固定する機能を有するワイヤーロープ固定具を斜面周囲に設置し、ロックボルト等により固定支圧し、その固定具を介してワイヤーロープを張設し、その交差部をクロスグリップで固定し網状体を形成することが記載されている。
特開平２００２−２３３８１９号公報には、鋼材を予熱し、この鋼材の表面温度が１６０℃〜３００℃である間に、鋼材外面にエポキシ粉体塗料と、アクリル粉体塗料とをこの順に塗装し、両塗料を硬化させる塗装方法が記載されている。
特開平１１−２０００７０号公報には吊り橋や斜張橋のケーブルの鋼線に亜鉛メッキして、化成処理し、有機合成樹脂塗料を塗装することが記載されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記のような実状に鑑み、鋭意検討の結果、以下に記載のような発明をなすに至ったものである。
すなわち、請求項１の発明は、緊張材として鋼線を用いた工法において、鋼線の定着金具もしくは接続金具近傍で、膨張性セメントを用いて該鋼線を断熱するようにしたことを特徴とする鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、
請求項２の発明は、緊張材として鋼線を用いた工法が、斜張橋用であることを特徴とする請求項１に記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、
請求項３の発明は、緊張材として鋼線を用いた工法が、斜面安定工法であることを特徴とする請求項１に記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、
請求項４の発明は、膨張性セメントがグラウト材であることを特徴とする請求項１、２もしくは３の何れかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、
請求項５の発明は、膨張性セメントが鋼線の定着金具もしくは接続金具の外部であることを特徴とする請求項１、２、３もしくは４のいずれかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法であり、
請求項６の発明は、膨張性セメントが少なくとも２００体積％に膨張しうるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４もしくは５のいずれかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法である。
【０００８】
上記本発明によれば、鋼線を斜張橋用あるいは斜面安定工法に使用する場合に、定着部もしくは接続部に、膨張性セメントを用いているので、断熱効果により鋼線の被覆等による延焼を防止することができる。この場合膨張セメントは前記定着部もしくは接続部のグラウト材として使用することができるし、定着部もしくは接続部の外周に包被するように施してもよく、更に定着部もしくは接続部のグラウト材として使用することと、その外周の包被することのいずれか一方もしくは両方を併用してもよい。
【０００９】
ここに用いられる膨張剤は金属アルミニウムとアルカリの反応で水素を発生する気泡材をセメントのスラリーの中に添加し、混合させて発泡させるもの、酸素を発生するもの、アセチレンを発生するもの、アンモニアを発生するもの等各種のものがあるが、ＪＩＳ Ａ ６２０２にはコンクリート用膨張剤が規定されている。前記水素発生型の膨張剤としては、例えばサンフロー社の商品名セルメックがある。又、最近膨張効果の大きい日東紡社の膨張剤はグレースフォームと呼ばれており、セメント等のコンクリート形成の主配合物と、硬化剤及び発泡剤を水と共に混合し、攪拌容器に注入すると、５分で体積膨張は２００％、１０分で体積膨張は４００％となる。
その特性は、密度２００〜５００（Ｋｇ／ｍ^３）程度、防火性試験では不燃（ＩＳＯ−１１８２による）、耐熱性（加熱収縮）・・・・密度３００（Ｋｇ／ｍ^３）の場合、６００℃で１４．９％，１０００℃で２．４％である。
更に圧縮強度（Ｋｇ／ｍ^２）は密度２５０〜５００の範囲で、２．７〜２６．８である。従って、グラウト材の要求される特性に応じて体積膨張の程度を考えるが、もしも圧縮強度の非常に大きい場合で膨張性のグラウトを使用できない場合は、定着具又は接続具を取付けた周囲に２００％〜３００％膨張しうる膨張剤を適用すれば、断熱作用により、鋼線の外周の有機物の延焼を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照しながら説明する。図１は斜張橋形成工法に用いられる鋼線の定着部の一例の縦断面図で、コンクリート１０に定着金具１１を固定する。定着金具１１はトランペット型で、１３は鋼線１５の出口の定着ブロックであり、定着金具１１内にはグラウト孔１４より、グラウト材１６が注入される。本発明ではこのグラウト材１６として膨張性セメントを用いることにより、鋼線１５が断熱され、鋼線１５の被覆が可燃性であっても延焼の危険性を防止できる。このグラウト材は勿論好ましい強度を保持するために膨張剤の割合を算出して使用される。又、この定着金具１１の中のグラウト材として膨張剤を適用するか否かに関わらず、定着具の外部（露出部でもよい）を膨張性セメント（図示せず）で包被し、鋼線１５を断熱することにより万一鋼線の一部が火災で燃焼してもこの箇所で延焼を防止することができる。
上記に準じて、グラウト材を使用しない工法においても、同様に実施できる。
【００１１】
図２は斜張橋形成に用いられる鋼線の緊張定着具の取付け構造を示す他の一例の縦断面図で、コンクリート１０に固定される定着金具１１は、スリーブ１７に鋼線１５が取付けられる。１８は定着部シースである。このスリーブ１７はコンクリート１０に図の如くアンカープレート１９とナット２０とで固定される。グラウトの注入（排出）ホース２１よりグラウト材１６が注入されて固定されるが、本発明では、このグラウト材に膨張剤を含有するものを使用するか、グラウト材に膨張剤を含有させずに、緊張定着金具１１の外部（露出部でもよい）を膨張性セメント（図示せず）で包被し、鋼線１５を断熱することにより万一鋼線の一部が火災で燃焼してもこの箇所で延焼を防止することができる。
上記に準じて、グラウト材を使用しない工法においても、同様に実施できる。
【００１２】
図３は、緊張材として鋼線を用いた斜面安定工法の一例の斜視図である。従来は、斜面２５の鋼線１５を適当間隔で格子状を形成するように配置し、その交叉部２６は、アース用アンカー２７を施し、これらの鋼線部分にアンカーと鋼線を固定するようにモルタル等を吹きつけていた。すなわち通常は、アンカーに孔を削孔して、このアース用アンカー２７内にグラウト材を注入してアンカー用鋼線１５を挿入して、その後アンカー用鋼線１５を緊張して地盤中にアンカー体を造成して斜面の安定化を図ったものである。
本発明は、かかる場合にグラウト材に膨張剤を含むものとするか、アース用アンカー２７の周辺に膨張剤を含む膨張性セメント２８で包被することにより、鋼線の断熱効果を高め万一該斜面の鋼線の一部に火災が発生し、鋼線の外表面の有機物が燃焼をしはじめても、膨張固化したセメントにより断熱されるので、延焼の危険性は極めて少ない。なお、斜面安定化工法においては、鋼線全体を膨張性セメントで包被すれば、より耐火性が高くなる。
【００１３】
なお、本発明で用いられる膨張性セメントは、膨張剤の特性、配合の程度により、断熱効果が異なるが、鋼線の定着もしくは接続する箇所で定着金具や接続金具に用いられるグラウト材としての膨張割合は、必要とされる強度を勘案して定められる。また、鋼線の固定が膨張率を制限するようなこと、例えば強度の制限等があれば、当然その強度を勘案して膨張剤や膨張率を選定すればよい。
定着もしくは接続部の周辺にこれを包被するように膨張性セメントを設けることにより、完全に鋼線は断熱効果を発揮するので、その膨張率は大きくてよく例えば２００％以上、場合により３００％でも使用可能であり、かかる膨張セメントは必要に応じて容易に破壊できるので、鋼線の交換等を有利に行うことができる。
【００１４】
なお、本発明で用いられる膨張セメントを使用した発泡（気泡）コンクリートは、軽量で耐熱性、不燃耐火性等の性質を合わせ持ち、金属アルミニウムとアルカリの反応で水素ガスを発生させるもの、起泡剤をスラリー中で添加し、混合過程で起泡させるもの、起泡させた泡をスラリーと混合する方法、発泡剤には水素の発生するもの（金属アルミニウム粉と、アルカリ反応）、酸素の発生するもの、アセチレンの発生によるもの、炭酸ガスの発生によるもの、アンモニアの発生によるもの等各種のものが知られている。膨張性セメントは、ＪＩＳ Ａ ６２０２「コンクリート用膨張材」ではセメント及び水と共に練り混ぜた場合、水和反応によってエトリンガイト又水酸化カルシウムを生成し、モルタル又はコンクリートを膨張させる作用のあるものと定義されているが、発泡タイプの膨張材は、アルカリ性の水と反応してガスを発生し、そのガスによってコンクリートを膨張させるもので、例えばアルミニウムやマグネシウム、亜鉛等を粉末状態にして使用することができ、例えばサンフロー社の商品名セルメックをあげることができる。
その他、熱膨張性マイクロカプセルと疎水性液状発泡剤とを併用する日東紡社等の膨張剤を使用するときは体積膨張が２００％程度のものは容易に得ることができる。
【００１５】
本発明では、体積膨張が２００％以上が好ましく、より好ましくは３００％である。
ここに用いられる代表的なものは、日東紡社のダンフォーマと呼ばれるもので、セメント等コンクリート形成の主配合物と、硬化剤及び発泡剤を水と共に混合し、攪拌注入すると、５分で体積膨張は２００％、１０分で体積膨張は４００％となる。
その特性は、密度（Ｋｇ／ｍ^３）程度、防火性試験は不燃（ＩＳＯ−１１８２による）、耐熱性（加熱収縮）・・・・密度３００（Ｋｇ／ｍ^３）の場合、６００℃で１４．９％、１０００℃で、２．４％である。
更に圧縮強度（Ｋｇ／ｍ^２）は密度２５０〜５００の範囲で、２．７〜２６．８である。
すなわち、この素材は不燃性であり、防火性は無機繊維系ガラスウールやロックウールよりも高く、強度はかなりの圧縮強度のものが得られるので好適に用いられる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、斜張橋用又は斜面安定用に用いられる鋼線の定着又は接続金具で、使用されるグラウト材、あるいは該鋼線の定着又は接続金具の取付け周辺に膨張性セメントを用いることによって、鋼線に施される有機被覆層の燃焼があっても、ここで、延焼を防止することができ、特に該膨張剤はその膨張率の程度に応じて極めて破壊もし易いので、鋼線の張替え等の場合には工事を簡略に成しうる利点がある。更に、一旦使用した膨張性セメントは、粉砕してそのセメント材料を新たに発泡剤を加えることにより再使用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の斜張橋形成に用いられる鋼線の定着部の一例を示す縦断面図。
【図２】本発明の斜張橋形成に用いられる鋼線の定着部の他の一例を示す縦断面図。
【図３】斜面安定化に用いられた鋼線の展設状態を示す斜視図。
【符号の説明】
１０ コンクリート
１１ 定着金具
１３ 定着ブロック
１４ グラウト孔
１５ 鋼線
１６ グラウト材
１７ スリーブ
１８ 定着シース
１９ アンカープレート
２０ ナット
２１ 注入（排出）ホース
２５ 斜面
２６ 交叉部
２７ アース用アンカー
２８ 膨張性セメント

Claims (6)

1. 緊張材として鋼線を用いた工法において、鋼線の定着金具もしくは接続金具近傍で、膨張性セメントを用いて該鋼線を断熱するようにしたことを特徴とする鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。
2. 緊張材として鋼線を用いた工法が、斜張橋用工法であることを特徴とする請求項１に記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。
3. 緊張材として鋼線を用いた工法が、斜面安定工法であることを特徴とする請求項１に記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。
4. 膨張性セメントがグラウト材であることを特徴とする請求項１、２もしくは３の何れかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。
5. 膨張性セメントが鋼線の定着金具もしくは接続金具の外部であることを特徴とする請求項１、２、３もしくは４の何れかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。
6. 膨張性セメントが少なくとも２００体積％に膨張しうるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４もしくは５のいずれかに記載の鋼線を用いた工法における鋼線の延焼防止法。

Images