JP2005248587A - グラウンドアンカー中のｐｃ鋼材の溶断方法及び溶断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 グラウンドアンカー中でＰＣ鋼材を簡便、容易、確実に、かつ短時間で溶断することのできるグラウンドアンカー中でのＰＣ鋼材溶断方法及び溶断装置を提供する。
【解決手段】 地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面に耐熱性の電極体を１個又は複数個配置し、前記緊張材と電極体との間に大電流を流して緊張材を溶断する。
【選択図】 図１

Description

土留め壁や擁壁等の構造物を地盤に定着させるためのグラウンドアンカーに関し、施工時に使われたアンカーの緊張材を、使用後に除去する除去式アンカーにおいて、前記緊張材を除去するための溶断方法及び溶断装置に関する。

従来、施工時に使われたアンカーの緊張材を使用後に除去することを前提とした除去式アンカーとしては、シース内にＰＣ鋼より線が貫挿されて構成されるアンボンドＰＣ鋼材を、削孔の最奥部に配置される耐荷体に掛けて折り返し、削孔の外に突出した前記アンボンドＰＣ鋼材の両端部を定着・緊張させてアンカーを設置しておき、緊張材の除去を、前記アンボンドＰＣ鋼材のシース内のＰＣ鋼より線の一端を引っ張ることにより、他端がシース内に引き込まれ、耐荷体を経由して、ＰＣ鋼より線の全長が引き抜かれるように構成されたものがある。
図６は、従来の除去式アンカーの説明用断面図であるが、従来の除去式アンカーは、図６（ａ）に示すように、シース内にＰＣ鋼より線５０が貫挿されて構成されるアンボンドＰＣ鋼材５１が、地中Ｇに削堀された削孔５２の最奥部に配置される耐荷体５３に掛けられ折り返されて、削孔５２内に配置されて構成される。
そして、ＰＣ鋼より線５０の除去は、図６（ｂ）に示すように、ＰＣ鋼より線５０の一端を引っ張ることで、他端が削孔５２内に引き込まれ、耐荷体５３を経由して、ＰＣ鋼より線５０の全長分が引っ張られた際には、ＰＣ鋼より線５０が、削孔５２から除去される構成となっている。

また、除去式アンカーの他の例として、ねじ付き鋼棒からなるＰＣ鋼材をアンカー内に埋め込まれたナットに螺着しておき、除去の際には、ねじ付き鋼棒を逆転させて引き抜くという方法が挙げられる。

その他の例として、アンボンドＰＣ鋼材のシースが、該ＰＣ鋼材が係止された耐荷体近傍の一部で剥離され、その部分の周囲に電解液を流入する電解容器と電極を配設しておき、前記ＰＣ鋼材を除去する場合には前記電解容器に電解液を流入・循環させるとともに電極に電圧を印加してＰＣ鋼材に電食を生じさせて溶断するという電食除去式アンカーがある。
また、他に特開平０９−０５３２３２号公報では、ＰＣ鋼材に縮径部を形成しておき、除去の際に前記ＰＣ鋼材に地上から大きな引張力を加えて前記縮径部でＰＣ鋼材を破断するという方法が開示されている。
特開平０９−０５３２３２号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記背景技術で例示した除去式アンカーの問題点を解消することにある。
まず、耐荷体に掛けて折り返されたアンボンドＰＣ鋼材のＰＣ鋼より線をその一端を引っ張って除去する型式の除去式アンカーには、ＰＣ鋼より線が耐荷体で折り返されているため、グラウンドアンカー長の２倍に相当する長さのＰＣ鋼より線を引き抜かねばならず、かつ折り返し部の曲率半径が小さいために引き抜きに際してＰＣ鋼より線に大きな荷重が加わるので、引き抜き装置にレッカー車などの重機が必要となり、引き抜き作業に時間と経費がかかるという問題点がある。また、ＰＣ鋼より線の切断にはガス切断が広く用いられており、引き抜き作業に溶接の専門家が欠かせないことになる。

また、ねじ付き鋼棒からなるＰＣ鋼材を、アンカー内に埋め込まれたナットに螺着し、除去時にねじ付き鋼棒を逆転させて引き抜く除去式アンカーは、除去作業は簡便だが、大きな定着力を必要とするアンカーや長尺のアンカーには不向きであり、その適用範囲は限定される難点がある。

そして、ＰＣ鋼材を地中で切断する型式の一つである電食除去式アンカーは、電解液を循環させる必要から行きと戻りの２本の配管を設置しておかねばならず、また除去式アンカーは通常設置後２年程度経過してから除去されることが多いため、その間この配管の管理が必要となる。さらにＰＣ鋼材のシース剥離部はこの間防錆対策を行う必要があるが、電食の効果を発揮させるために塗装やめっきは行えないという問題があり、防錆管理が難しく、経費も掛かる。
また、前記ＰＣ鋼材の溶断時には、電源や電解液を循環させる循環ポンプ等の設備を用意する必要もある。
さらに特開平０９−０５３２３２号公報に開示されている破断除去式アンカーでは、緊張材がグラウンドアンカーに使用されている間は緊張荷重に耐えられ、かつ破断時には加える引張力が必要以上に大きくならないようにするため、縮径部の寸法・強度の設計が難しいという問題がある。

本発明は、上記従来の除去式アンカーに存在した問題点に鑑み、グラウンドアンカー中でＰＣ鋼材を簡便、容易、確実に、かつ短時間で溶断することのできるグラウンドアンカー中でのＰＣ鋼材の溶断方法及び溶断装置を提供するものである。

本発明者等は上記課題を下記の手段により解決した。
（１）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面に耐熱性の電極体を１個又は複数個接触配置し、前記緊張材と電極体との間に大電流を流して緊張材を溶断することを特徴とするグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（２）電極体の配置個所が耐荷体近傍のＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面であることを特徴とする前記（１）記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（３）耐熱性の電極体が、タングステン、モリブデン、コバルト、クロム等その融点が鋼の融点より高い金属製のものであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（４）耐熱性の電極体が、炭素、炭化ケイ素等の導電性セラミックス製のものであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（５）耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時緩やかに接触するように配置されていることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（６）耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時微小な間隔を保持して配置されていることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
（７）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材と、その側面に配置された１個又は複数個の耐熱性の電極体と、前記緊張材と電極体との間に大電流を通電する手段とを備えてなることを特徴とするグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。
（８）耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時緩やかに接触するように配置されていることを特徴とする前記（７）に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。
（９）耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時微小な間隔を保持して配置されていることを特徴とする前記（７）に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。

本発明により次のような効果が発揮される。
（ア）グラウンドアンカーを設置する際、ＰＣ鋼材が耐荷体に係止される部分近傍の同ＰＣ鋼材の側面に耐熱性の電極体を備えた電極体ケースを１個又は複数個貼着し、かつ前記電極体に接続された電気ケーブルを同時に敷設しておき、ＰＣ鋼材除去時に前記電極体とＰＣ鋼材間に通電することによりＰＣ鋼材を地中で溶断できるので、従来の引き抜き作業に欠かせなかった溶接専門家の参加が不要になり、引き抜きもグラウンドアンカー長のみでよく、グラウンドアンカーのＰＣ鋼材の引き抜き作業が容易・簡便になり、作業時間の短縮と経費の節減が図れる。
（イ）ＰＣ鋼材を地中で溶断できるので、従来行っていたＰＣ鋼材の耐荷体での折り返しが不要となり、ＰＣ鋼材の必要最小限の本数に任意に設定でき、またＰＣ鋼材の引き抜き作業も簡便になり、経費の節減が図れる。
（ウ）ＰＣ鋼材を耐荷体で折り返す必要がないので、ＰＣ鋼材の緊張を該ＰＣ鋼材の許容引張強度まで高めることができる。

本発明のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法及び溶断装置では、地中に配置された耐荷体と地表に配置されるアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面に耐熱性の電極体の先端部を常時緩やかに接触させ、あるいは微小な間隔を保持させて配置し、前記緊張材と電極体との間に大電流を流して、ＰＣ鋼材を溶断する。
ここで、前記電極体の配置個所は耐荷体近傍の緊張材の側面が好ましく、電極体の数は１個又は複数個であってよい。また、前記ＰＣ鋼材は、シース内に緊張材例えば、ＰＣ鋼より線やＰＣ鋼棒などが貫挿されて構成されるアンボンドＰＣ鋼材であり、グラウンドアンカーの施工後に、緊張材を除去する場合に使用されるものである。
また、本発明における耐荷体は、地中に配置されるもので、ＰＣ鋼材を支持し、アンカー体を構成するものである。前記耐荷体は、従来から使用されているＰＣ鋼材を固着するものはもちろんのこと、ＰＣ鋼材が掛けられて折り返し部となる耐荷体においても、本発明のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法及び溶断装置は適用できるものであり、耐荷体の形状は限定されない。
上記のように本発明は、前記耐荷体と、地表に配置されるプレストレスが与えられた後にＰＣ鋼材を定着させるアンカー頭部との間に、ＰＣ鋼材を構成する緊張材であるＰＣ鋼より線が張設され、前記ＰＣ鋼材の耐荷体の近傍部分の側面に、耐熱性の電極体を配置する構成となってる。
そして、前記電極体と、緊張材であるＰＣ鋼より線との間に大電流を流すことにより、前記電極体の先端に緩やかに接触するよう、あるいは微小な間隔を保持して配置された緊張材が溶融し、緊張材が溶断される構成となっている。その際、ＰＣ鋼材には引っ張り緊張力が加わっているので、その側面を一部溶融するだけでも瞬時にちぎれるように分断されるのである。

本発明における耐熱性の電極体は、大電流が流されることにより、同電極体の先端に緩やかに接触するよう配置された緊張材をアーク放電や電熱効果により溶融するものなので、緊張材を構成する鋼材の融点よりも高い融点をもつ材料で構成されるものであり、例えば、タングステン、モリブデン、コバルト、クロム等の融点が高い金属で構成される。
その他、耐熱性の電極体は、炭素、炭化ケイ素等の導電性セラミックス製で構成することもできる。

なお、耐熱性の電極体の先端部は、電流を流した際に、緊張材を溶融できるように、緊張材に緩やかに接触するように配置される。そこで、電極体の先端部は、ＰＣ鋼材の動きに追随できるように、ＰＣ鋼材の側面に弾性体等を介して配置される。
また、電流を流した際に、確実に緊張材を溶融できるように、緊張材に対して、微少な間隔を保持して配置されることも好ましい。
しかるに、本発明においては、電極体と緊張材との間に大電流を流して、電極体の先端部から緊張材を溶融するものであり、電流を流した際に、確実に電極体の先端部近傍の緊張材が溶融する、例えば、アーク放電あるいは電熱効果が生じるように、電極体を配置する方法であれば、その設置方法は限定されるものではない。
さらに、電極体の数量、太さ、長さ等は、溶断する緊張材の太さや形状、配置場所を考慮し、その状況に合わせて、適宜選択することが好ましい。

本発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明のグラウンドアンカーの設置断面とＰＣ鋼材の溶断機構の実施例の説明図、図２は電極体ケースのＰＣ鋼材への取付方法説明図、図３は電極体ケースの断面及び外観図、図４はＰＣ鋼より線と電極体との位置関係を示す図である。
図において１はグラウンドアンカー、２はＰＣ鋼材、３はＰＣ鋼より線、３ａはＰＣ鋼より線の端部、４はシース、５は耐荷体、６は電極体ケース、７は電気ケーブル、８は直流電源、９はスイッチ、１０は電極体、１１はスプリング、１２は接続端子、１３は筐体、１４は蓋、１５はボルト、１６はナットである。

本発明のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法を用いるグラウンドアンカー１は、図１に示すように、緊張材であるＰＣ鋼材２の側面で、耐荷体５の近傍の部分に、前記ＰＣ鋼材２を構成するＰＣ鋼より線をシース内で溶断するための電極体を収容した１個又は複数個の合成樹脂製の電極体ケース６が配設され、さらに前記電極体ケース６内の電極体を地上の直流電源８に接続するための電気ケーブル７ｂが前記グラウンドアンカー１の設置時に同時に敷設されている。
このグラウンドアンカー１の緊張材を除去するには、図１に示すように、ＰＣ鋼材２の地表に現れているＰＣ鋼より線の端部３ａと前記電極体ケース６内の電極体に接続された電気ケーブル７ｂとの間に３６〜６０Ｖの直流電源８を接続し、直流電源８とＰＣ鋼より線の端部３ａとを結ぶ電気ケーブル７ａの途中に設けられたスイッチ９を閉じて、前記ＰＣ鋼より線３の側面とこれにその先端部が常時緩やかに接触している、あるいは常時微小な間隔を保持して配置されている電極体との間に３００Ａ程度の電流を流し、アーク放電又は電熱効果によって前記ＰＣ鋼より線３を溶融して切断し、地表へ引出す。

電極体ケース６のＰＣ鋼材２への配設は、図２に示すように、電極体ケース６の底面をＰＣ鋼材２のシース４に沿わせて貼り付けて行うが、この際、図３の（ａ）側面断面図、（ｂ）上面図、（ｃ）蓋をする前の上面図に見られるとおり電極体ケース６の底面から突出した電極体１０の先端を前記ＰＣ鋼より線３に緩やかに接触あるいは微小な間隔を保持して配置させる必要があることから、前記電極体１０の先端が当接する部分のシース４には前記電極体１０の先端が挿入し得る貫通孔（図示せず）が穿孔されている。

電極体ケース６は、図３に示すようにその底面がＰＣ鋼材２のシース４に貼着される筐体と、その筐体１３に収容されその先端が前記筐体１３の底面から突出した電極体１０と、その電極体１０に電気ケーブル７ｂを接続する接続端子１２と、前記電極体１０の先端を常時ＰＣ鋼より線３に緩やかに接触させておくためのスプリング１１と、前記スプリング１１の上部に挿入されて該スプリング１１を固定する突起を有する蓋１４とで構成され、前記蓋１４は、電極体１０やスプリング１１の設置、電気ケーブル７ｂの接続、電極体１０の先端とＰＣ鋼より線３との接触状態を決めるスプリング１１の弾性の調整が終われば筐体１３に糊づけ等によって固着される。
なお、前記電極体１０とＰＣ鋼より線３間に微小な間隔を保持する場合には、電極体１０と電気ケーブル７ｂの接続端子１２とを結合するボルト１５の頭部を電極体ケース６の底部に接触させて、前記間隔を保持するストッパーとして作用させることが好ましい。

電極体の数量、太さ、長さ等は、溶断する緊張材の太さや形状、配置場所を考慮し、その状況に合わせて、適宜選択することが好ましい。図４（ａ）は電極体１０を１本使用した場合、図４（ｂ）は電極体１０を２本使用した場合、図４（ｃ）は電極体１０を３本使用した場合、図４（ｄ）は電極体１０を６本使用した場合を示す。電極体を複数個使用する場合は、各電極体の先端がＰＣ鋼より線３の中心から等距離になるよう配設されることが好ましい。
また、電極体１０とＰＣ鋼より線３との配置は、図４に示すように、電極体１０がＰＣ鋼より線３の隣接する２本の素線の接触部付近に配置されることが好ましいが、ＰＣ鋼より線３は設置後緊張されるので、緊張前と緊張後の素線の接触部の位置は異なってくる。したがって緊張前の素線接触部付近に配設された電極体１０の先端は、その位置の変化を余儀なくされる。これに対応するため電極体１０は、スプリング１１と接続端子１２を介して接続される電気ケーブル７ｂとによって保持され、上下、前後、左右の移動、及び傾きの変化にも柔軟に対応できるようにされている。また、
なお、ＰＣ鋼より線３の溶断中に電極体１０がＰＣ鋼より線３に必要以上接近すると、電極体１０とＰＣ鋼より線３とが溶着してアークや電熱の発生が停止する恐れがある。したがって電極体１０がＰＣ鋼より線３に必要以上接近しないよう、電極体１０と電気ケーブル７ｂの接続端子１２とを結合するボルト１５の頭部がストッパとなるよう前記頭部と電極体ケース６の底部との距離を調整しておくことが好ましい。

図５に、シース内に貫挿されたＰＣ鋼より線が地中に削堀された削孔の最奥部に配置された耐荷体５’に掛けられ折り返されて構成されるグラウンドアンカーに、本発明のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法を適用する場合の実施例を示した。
図５に見られるように緊張材であるＰＣ鋼材２の側面で耐荷体５’の近傍の部分の１箇所に、前記ＰＣ鋼材２を構成するＰＣ鋼より線を溶断するための電極体を収容した１個又は複数個の合成樹脂製の電極体ケース６が配設され、さらに前記電極体ケース６内の電極体を地上の直流電源８に接続するための電気ケーブル７ｂが前記グラウンドアンカー１の設置時に同時に敷設されている。
このグラウンドアンカー１の緊張材を除去するには、図５に示すように、前記電極体ケース６が配設されている側のＰＣ鋼材２の地表に現れているＰＣ鋼より線の端部３ａと前記電極体ケース６内の電極体１０（図２参照）に接続された電気ケーブル７ｂとの間に３６〜６０Ｖの直流電源８を接続し、直流電源８とＰＣ鋼より線の端部３ａとを結ぶ電気ケーブル７ａの途中に設けられたスイッチ９を閉じて、前記ＰＣ鋼材２の緊張材であるＰＣ鋼より線とこれにその先端部が常時緩やかに接触するように配置されている、あるいは常時微小な間隔を保持して配設されている電極体１０との間に３００Ａ程度の電流を流し、アーク放電又は電熱効果によって前記ＰＣ鋼より線を溶融して切断し、地表へ引出す。この場合溶断が１箇所で行われるので、グラウンドアンカー中にＰＣ鋼より線を残留させることなくすべて引き出すことができ、かつ、ＰＣ鋼より線の全長の半分程度の長さを引き抜けばよい。
電極体ケース６の構成、電極体とＰＣ鋼より線との配置等は実施例１と同様である。

本発明のグラウンドアンカーの設置断面とＰＣ鋼材の溶断機構の実施例の説明図 電極体ケースのＰＣ鋼材への取付方法説明図 電極体ケースの断面及び外観図 電極体とＰＣ鋼より線との位置関係図 緊張材が耐荷体で折り返されているグラウンドアンカーに本発明を適用した実施例の説明用断面図 従来の除去式アンカーの説明用断面図

符号の説明

１：グラウンドアンカー
２：ＰＣ鋼材
３：ＰＣ鋼より線
３ａ：ＰＣ鋼より線の端部
４：シース
５、５’：耐荷体
６：電極体ケース
７ａ、７ｂ：電気ケーブル
８：直流電源
９：スイッチ
１０：電極体
１１：スプリング
１２：接続端子
１３：筐体
１４：蓋
１５：ボルト
１６：ナット
５０：ＰＣ鋼より線
５１：ＰＣ鋼材
５２：削孔
５３：耐荷体
Ｇ：地中

Claims (9)

1. 地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面に耐熱性の電極体を１個又は複数個接触配置し、前記緊張材と電極体との間に大電流を流して緊張材を溶断することを特徴とするグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
2. 電極体の配置個所が耐荷体近傍のＰＣ鋼材よりなる緊張材の側面であることを特徴とする請求項１記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
3. 耐熱性の電極体が、タングステン、モリブデン、コバルト、クロム等その融点が鋼の融点より高い金属製のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
4. 耐熱性の電極体が、炭素、炭化ケイ素等の導電性セラミックス製のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
5. 耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時緩やかに接触するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
6. 耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時微小な間隔を保持して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断方法。
7. 地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材よりなる緊張材と、その側面に配置された１個又は複数個の耐熱性の電極体と、前記緊張材と電極体との間に大電流を通電する手段とを備えてなることを特徴とするグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。
8. 耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時緩やかに接触するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。
9. 耐熱性の電極体の先端部が、ＰＣ鋼材側面に常時微小な間隔を保持して配置されていることを特徴とする請求項７に記載のグラウンドアンカー中のＰＣ鋼材の溶断装置。
   

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