JP2013524040A - 封止機構 - Google Patents

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Abstract

本発明は引張部材を備えた建造物用部材のための封止機構(202)に関する。
封止機構(202)は建造物用部材の内部を封止するように配置されている。封止機構(202)は以下の部材、すなわち(a)堅い材料の第一の押圧部材(500)、(b)変形可能な材料の中間パッド(501)、(c)弾性材料の封止パッド(503)および(d)第一の押圧部材(500)に抗して中間パッド(501)と封止パッド(503)を押圧するための、堅い層(507)から構成されている第二の押圧部材(505;507)を備えている。前記中間パッド(501)と、前記封止パッド(503)と、前記押圧部材(505;507)は、引張部材(301)を通過させるための孔を備えている。稼働時に適所にあると、前記中間パッド(501)と、前記封止パッド(503)と、前記押圧部材(505;507)は、互いに押圧されている。

Description

本発明は、例えば、橋のサドルあるいは橋の固定装置において使用されるべき封止機構のための構造体に関する。同様に、本発明は、封止機構を備えている、橋のサドルあるいは橋の固定装置などの相当する建造物用部材に関する。
本発明は、より詳しくは、土木工事及び建設作業で使用される、多数の撚り線から成るケーブルの金属製の撚り線などの引張部材から成る部材に適用される。
多くの構造物と著名な橋は、特に、それらの構造物の部材を支持するために用いられるケーブルを備えている。そのようなケーブルは、構造物のケーブルを建造物用部材に取付けるために使用される固定装置を使用して、その対向する端部間に牽引される形で引っ張られている。多くの場合、案内装置としても知られるサドルは、何としても、それらを延ばさなければならない方向にケーブルの方向を転換させるように、ケーブルを保持するために使用されている。
したがって、前述した形式のサドルの機能は、ケーブルを横方向および/または縦方向に、ならびに局所的に保持するとともに、そのような目的のために配備された橋の案内塔などの支持台に、そのような方向転換によって生じる応力を伝達することを可能にすることである。前述した形式のサドルは、控えケーブル用の案内塔や外部緊張部材用の橋桁のダイヤフラム内などの支持台とケーブルの間に挿入することを意図したものである。従来のサドルは、すべて撚り線、すなわち、一つの共通のパイプ内に配置された撚り線の束のために一本の簡単なスチール製パイプを使用していた。幾つかの解決手段では、撚り線のために、個別のスチール製チューブを配備していた。最近、個々の撚り線毎に(グラウチング後に取去られる所謂ボイド成形型によって得られる)孔または管路を備えたサドルが開発された。幾つかの解決手段では、これらの孔は、挟持効果を改善するためにV字形状を有する。個別のチューブまたは管路を備えたサドルは、ケーブルの撚り線を個別に局所的に支持することが可能であると考えられている。
そのような目的のために、最新のサドルは、ケーブルの撚り線を案内するための少なくとも一つの支持領域を有し、好ましくは、方向転換のための複数の支持領域を有し、各支持領域がケーブルの一本の撚り線を個別に支持することが可能である。
橋の固定装置と橋のサドルの内側では、撚り線は外装されていないことが多く、撚り線とサドルもしくは固定装置の幾つかの部品との間の摩擦が増大し、あるいは固定装置内での固定による固着が可能である。摩擦の増大は、固定装置あるいはサドル内で適所に撚り線を保管するのに役立つ。しかし、外装されていない撚り線は腐食し易く、このためにサドルと固定装置は、外部環境から適切に封止されることが必要とされる。本出願の意味において、「腐食」の用語は、撚り線の化学的一貫性、例えば化学または電解プロセスを意味するために使用される。
もう一つの考慮すべき必要がある問題は、控えケーブルなどの橋の構造物用ケーブルは強風に曝されることが多いことである。風に曝されると力が生じ、残りの構造物に伝達されるケーブルの動きも発生する。問題は、サドルあるいは固定装置の入口での、横方向負荷により生じるケーブルの方向転換をどのようにして処理するか、そしてケーブルあるいは構造物に損傷を与える恐れがある振動より生じるサイクル負荷をどのようにして克服するかということである。
本発明の課題は、従来技術の短所が克服できるように、橋のサドルおよび/または固定装置に使用されるべき改善された封止機構を提供することである。
本発明の第一の態様によれば、引張部材を備えた建造物用部材のための封止機構が設けられており、封止機構が建造物用部材の内部を封鎖するように配置されており、この封止機構が以下の部材、すなわち
・変形可能な材料の中間パッドと、
・弾性材料の封止パッドと、
・堅い層から構成された押圧部材とを備えた封止機構において、
前記中間パッドと、前記封止パッドと、前記押圧部材が、引張部材を通過させるための孔を備えていること、および
前記中間パッドと、前記封止パッドと、前記押圧部材が、互いに押圧されていることを特徴とする。
提案された封止機構は幾つかの長所を提供する。例えば、本発明の封止機構は橋のサドルと橋の固定装置の両方に使用でき、さらに本発明の封止機構は容易に取付けおよび取外しができる。提案された解決手段は、極めて良好な封止効果を提供し、それにより湿気がサドルあるいは固定装置内に全く入りこまないことが可能になる。さらに、本発明の封止機構は引張部材の横方向の動きを減衰させ、それにより、風力が力を受け入れるように設計された構造部材に伝達されることが保証され、サドルあるいは固定装置が保護され、撚り線の如何なる損傷が回避される。
封止機構により、硬化しないグリースまたはワックスあるいはゲルベースの材料などの保護材料を用いてサドルの内部に注入することができる。従って、提案された解決手段によって撚り線の個別の取替えが可能になる。
本発明の第二の態様によれば、第一の態様による封止機構を備えた建造物用部材が設けられており、建造物用部材が開いた端部備えた本体から構成されており、封止機構が本体の開いた端部に取付けられており、押圧部材が本体に対して最も近づいていること、および 本体が、中間パッド、封止パッドおよび押圧パッドを通過する注入チューブを通って注入室内に流れ込む腐食防止材料を収容するための注入室(から構成されていることを特徴とする。
本発明の別の態様は、添付した従属請求項に記載されている。
本発明の別の特徴および利点は、以下における、添付図面と関連した、本発明を制限するものではない実施例の記述から明らかとなる。
橋用サドルを図示した、ケーブル支持橋の簡略化した側面図である。 本発明の一実施形態による封止装置を一緒に示したサドル本体の斜視図である。 撚り線が配置されたサドルの一部を図示した、縦方向の面に沿った断面による側面の断面図である。 縦方向の面に沿った断面による封止手段を含むサドルの側面の断面図である。 本発明による実施形態による、サドルのための封止機構図である。 サドルに配置した場合の、図5の封止機構を示す図である。 図6のX−X線に沿った、図5の封止機構を示す図である。
以下において、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。前記実施形態において、封止機構は橋用サドル内に設けられているが、同様に本発明による封止機構が、例えば橋用サドル内の橋用固定装置あるいは外部テンドン偏向装置に適用できることを注目すべきである。
図1は本発明による本発明の構想を適用できるケーブル支持橋を図示している。ケーブル支持橋は一般的に以下のものすなわち、
・ 例えば、少なくとも一つの内部空間をも備えた(しかし、デッキの断面を開いた断面とすることもできる)構造部材、例えばコンクリートまたは金属製の構造部材を備えたデッキ101と、
・ 少なくとも一つの案内塔103であって、案内塔103が少なくとも一つのほぼ直立した部材を備え、各案内等103がすなわちデッキの下に延びる第一の部分と、デッキの上に延びる第二の部分とを備えている案内塔と、
・ 多数の控えケーブル105とを備えている。
各控えケーブル105が、案内塔103の上方部分に配置された(これ以降、橋用サドルと言う)撚り線案内装置を貫通するように、各控えケーブル105は、デッキ101上に配置された二つのデッキアンカレッジ107の間を延びている。
橋用デッキ101と案内塔103の双方が固定装置107を備えるように、幾つかの解決手段では、サドル109は固定装置107と置換えられることを注目すべきである。後者の手段が使用された場合、このことはケーブル105が実際には二つの独立したケーブルになることを意味しており、各々のケーブルはデッキと案内塔の間を延びている。
ケーブル支持橋または吊り橋の建設分野で用いられる控えケーブル部材は、一般的に、グリースまたはワックスとするか、あるいはゲルベースとすることができる保護剤の層と、この保護層を取囲む外装とによって、(長年の)保護されている。しかし、これらの保護層と外装があることにより、撚り線の直径は増大する。
従来から、撚り線は、各々一般的に金属製であるが、それに限定されない多数のワイヤーから構成されている。例えば、幾つかの解決手段では、各撚り線は、円に内接した断面を備えた7本のワイヤーのグループで構成されている。各ケーブル105は、通常複数の撚り線で構成される。
図2は(図2では戦略的に適所にない)封止機構あるいは封止手段202と一緒に、サドル109の本体201の斜視図を示している。サドルは控えケーブル105の撚り線が(本体の縦軸に対応する)縦方向に貫通するように配置されている。本体201の縦方向の寸法に沿って延びているが、必ずしもサドル本体201の外寸に対して中央の位置に延びていない曲がった経路は、縦軸によって表される。一方の端部で撚り線が固定されるように、デッキ固定装置107がケーブル撚り線によって貫通されるように類似の方法で配置されることが注目されるべきである。
この例では、本体201は、第一の開いた端部203と第二の開いた端部205を有する曲がった四角形のスチール製ボックスである。本体201の断面は、むろん撚り線の束を包むような丸い形またはそれ以外の形にすることができる。
図3は、縦方向の面内における本体201の一部の側面図を示している。この特別な例では、サドル本体201の側面図は7本の撚り線301を図示している。この例では、スチール製チューブ、またはアルミニウムあるいはプラスチック製チューブも可能である管路303も図示されており、撚り線301毎に一つのチューブ303が配備されており、撚り線301は、チューブ303を縦方向に貫通するように配置されている。本体の各チューブ303は、曲がった縦方向の軸と、基本的に縦方向の軸の内輪の側面に配置された、チューブの長さの限界内で撚り線301の周囲の一部の表面上で撚り線301を支持することが可能な少なくとも一つの第一の部分とを有する。チューブ303は、サドル本体201の湾曲に追従する。この図において、封止機構202は本体201の内側部分が外部環境から封鎖できるように適所にある。
チューブ303を支持するとともに、サドル本体201の内の適所にチューブを保持するためのチューブ支持部材305も配備されている。支持部材305は、(ボイド成形型を必要とする解決手段において)ボイド成形型を支持するとともに、引張られて曲がっている撚り線の方向転換力によって生じるある程度の横方向の力に対抗するとの目的も有する。これらの支持部材305は、チューブ303に対して、ほぼ垂直に配置されている。
この特別な例では、チューブまたは管路303を貫通する撚り線301の部分は、撚り線301とチューブ303の間の摩擦を増大させるために、もしくは楔状体による固定が可能になるように外装されていない(撚り線は、最初外装されているが、設置プロセスの一部として、サドルあるいは固定装置の領域の外装を除去される)。これは、第一の端部203と第二の端部205の間の張力の差が大きい場合でも、適所で撚り線301を保持するという有利な効果を有する。しかし、外装されていない撚り線は、腐食し易く、そのため、腐食の発生を防止するために、(後で詳しく説明する通り)保護材料をサドル本体201に配備してもよい。保護材料はポリマー材料、ワックスまたはグリースあるいはゲルベースとすることができる。更に、チューブ303内には無い撚り線301の部分は、例えば、腐食に対する保護を実現するために外装されている。この外装は、例えばポリエチレン材料から作ることができる。個々のチューブ間の空間は、セメント製モルタルなどの硬化材料で満たされるのが有利である。
異なる形状のチューブ断面は、異なる挟持効果を有する。例えば、内輪の側面にV字形状の断面を使用することによって、比較的大きな挟持効果を得ることができる。この場合、チューブ303と撚り線301の断面は、相補的な形状ではない。
しかし、従来の解決手段では、各チューブ303の断面は、チューブが収容する撚り線301の断面に対して、ほぼ相補的な形状をしている。例えば、ケーブル105の撚り線301が、各々円と内接する断面を有する場合、チューブ303への撚り線301の挿入を容易にするために、各チューブ303の断面は、撚り線301の断面が内接する円よりも大きな内径を有する、ほぼ円形の断面である。
前述した解決手段では、個々のチューブの間の空間をグラウトで固める。別の(図に示していない)解決手段では、ボイド成形型によりサドル本体201内に管路を形成して、そのボイド成形型を周囲の充填物が硬化した後に取り去る。この解決手段でも、管路は、挟持効果を向上させるためにV字形状とすることができる。この解決手段では、撚り線301が腐食し易い金属製チューブ303と接触しない、あるいは金属との接触が撚り線とのフレッティング疲労を起こす可能性があるという意味でも、金属製チューブ303ではないことが有利である。
本発明による封止機構202により、撚り線301および/またはチューブ303を腐食から保するための保護材料をサドル本体内に注入することが可能になる。前述したとおり、注入する保護材料は、ポリマー材料、ワックスまたはグリースとするか、ゲルベースとするか、あるいはその充填物が酸素と湿気をサドル本体201内にいれず、撚り線301の取り外しを可能とする限り、それ以外の同様な材料とすることができる。例えば、ポリマー材料は、重合プロセスを起こすことができる二つのタイプの液体を混合することによって得られる。この得られたポリマー材料は、撥水性であり(水と混合せず)、気体をほんの少ししか透過させない。液体の混合後で、凝固(重合)プロセスが正常に開始する前に注入を行うのが有利である。混合と注入後に、得られた混合物は固体になるが、硬化せず、そのため曲げ易く、柔らかく、弾力性があるままである。一度硬化すると、保護充填剤は金属表面に良く着く。
多くの場合、橋用サドル109は、地表面から上の高い所に配置され、そのため、以下に説明する通り、注入のための特別な機構が必要である。
ここで図4によれば、保護材料は、本体201の底部の両端に配置された注入チューブ401;405の中の一つを通して、サドル本体201内に注入されると有利である。注入チューブは封止機構の中を通過する。この例では、二つの注入チューブがあり、注入チューブ401;405の中の一つを通して注入が行われるが、両方の注入チューブを同時に使用することも可能である。注入チューブ401;405は、(図示していない)充填タンクと接続されている。
サドル本体201の両端の上方の部分には、第一のベント403と第二のベント407が図示されており、それらの内の一方が(図示していない)真空ポンプと接続されている。ベントの目的は、注入時に空気が逃れるようにすることであるため、通常一度に一つのベントだけが使用される。サドル本体201の内部への充填を改善するために、先ずは、真空ポンプを使用することによって、ベント403;407の内の一つを通してサドル本体201から空気を吸い出す。その効果は、サドル本体の内部の全ての空隙に保護材料を充填できることである。サドル本体の内部をグラウドで固めた場合、保護材料は撚り線301と管路壁の間の空間を満たす。注入を下から行うとともに、空気を上から吸い出すことの利点は、より良好にサドル本体201から空気を除去できることである。通常は、充填を改善するために、注入する端部と逆側の端部から空気を吸い出す。むろん、そのような作業を同じ端部側で行うことも可能である。
(図4に図示していない)全ての撚り線301をサドル本体201内に配置するとともに、圧力をかけてから保護材料の注入を行う。保護材料の充填を容易にするために、保護材料は、先ずは、注入チューブ401;405の内の一つを通して充填室411に注入される。保護材料は、全ての個々のチューブへの真空の印加によって支援される形で充填室411からサドル本体201の内部の至る所に拡がった後、注入後暫くしてから、凝固し始める。注入した材料が逆側の端部に配置されたベントを通ってサドル本体から流出し始めたら、注入を停止する。
図5〜7に関連して詳細に説明する封止機構202はサドル本体201の両端部に設けられている。
封止機構202は、幾つかの平坦な部材、この例では、五つの部材で構成され、本体201から最も外側の部材は前面押圧板500であり、その次の部材は中間パッド501であり、その次の部材は封止パッド503であり、その次の部材は押圧パッド505であり、本体201に最も近い部材は背面押圧板507である。押圧パッド505と背面押圧板507は、ともに背面押圧板と呼ぶことができる。中間パッド501、封止パッド503、押圧パッド505及び背面押圧板507には、撚り線301を通すための孔が設けられている。これらの孔の形状は、良好な封止効果を保証するために、これらの孔を通る撚り線301の形状と相補的な形状とするのが有利である。従って、封止機構202は、撚り線301が封止機構202を貫通する場合に、撚り線301の周囲からの漏れ防止部を形成するのが有利である。
前面押圧板500は、堅い部材であり、この例では、スチール製の板である。図に示した例では、スチール製撚り線とスチール製の板の接触を防止するために、前面押圧板500には撚り線を通すための孔は無いが、撚り線301用の孔を持つ解決手段も可能である。しかし、中間パッド501、封止パッド503、押圧パッド505及び背面押圧板507を前面押圧板500に対して押圧するための締付手段を通すための孔が設けられている。
中間パッド501は変形可能であり、例えば、ポリエチレンから作ることができ、その主要な機能は、撚り線の方向転換力に対抗して、撚り線301の動きを緩和することであるが、その機能は封止し、かつ保護することでもある。これらの部材を通る孔の方向を考慮すると、中間パッド501の幅は、封止機構202のそれ以外の部材の幅よりも大きい。中間パッド501の幅は、例えば、封止パッド503の幅の2倍または3倍にすることができる。その有利な効果は、比較的大きな方向転換力を阻止するとともに、比較的強い撚り線301の動きを緩和することである。
図7に示したように、中間パッド501、封止パッド503、押圧パッド505及び背面押圧板507を通る孔は、中間パッド501が前面押圧板500に押圧された場合に面取りされた縁部を有する。面取りする角度は、数度、例えば2°とすることができる。これは、さらに鋭い縁部で支えられること無く、撚り線301の動きを容易にする。面取りする角度は、撚り線301を故意に方向転換する場合にも有用である。ケーブルへの負荷のために撚り線301が動く場合、中間パッド501が弾性変形することができる。このタイプの変形は可逆的である。言い換えると、力がもはや印加しなくなると、中間パッド501は元の形状に戻る。従って、それは、撚り線に損傷を与える恐れがある硬点を生じることなく、封止機構202を貫通する撚り線301に対して滑らかな遷移領域を提供する。
堅くない封止パッド503の主要な機能は、サドル本体201の内部を外部環境から封止することである。このパッドは、サドル本体201外の湿気がサドル本体201の内部に侵入できないことを保証するとともに、注入した保護材料がサドル本体201から流出することを防ぐことも意図している。封止パッド503は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマーゴムなどのネオプレンから作ることができる。実際の封止は、中間パッド501と押圧パッド505(両方ともポリエチレンから作られるのが有利である)の間での封止パッド503の締め付けにより実現される。
例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンから作られる堅い押圧パッド505は、中間パッド501と封止パッド503を前面押圧板500に締め付けるために、スチール製の堅い背面押圧板507と一緒に使用される。そのため、十分な締め付けを実現するために、ネジ511またはそれに応じた締め付け手段が配備されている。押圧パッド505と
背面押圧板507も、撚り線301のためのスペーサとして機能する。
サドル201と撚り線301を設置する場合、次の工程を実行する。先ず、封止機構202を仮に設置するが締め付けていない状態で、サドル109を橋の案内塔103に設置する。次に、サドル本体201に撚り線301を通す。その後、撚り線301を引張ることができるとともに、前面押圧板500と背面押圧板の間で中間パッド501と封止パッド503を締め付ける。次に、サドル本体201に保護材料を注入することができる。
前に説明した通り、本発明の構想は、橋のデッキでの固定装置または外部緊張材のための方向転換器に同様に適用できる。
図と前の記述で本発明を詳しく図解、説明したが、そのような図解および説明は、実証または例示することを目的としており、限定することを目的とするものではなく、本発明は、ここで図面、開示および添付した請求項の考察に基づき、その他の実施形態および変形を理解して実現することができる。
請求項において「有する、備える」との語句は、その他の部材または工程を排除せず、「a」または「an」の不定冠詞は、複数であることを排除しない。単一のプロセスまたはその他のユニットは、請求項に記載された幾つかの事項の機能を実行できる。異なる特徴が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの特徴の組合せが有利に使用できないことを表すものではない。請求項の如何なる参照符号も、本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。

Claims (14)

  1. 引張部材(301)を備えた建造物用部材のための封止機構(202)であって、
    封止機構(202)が建造物用部材(107;109)の内部を封鎖するように配置されており、この封止機構(202)が以下の部材、すなわち
    ・変形可能な材料の中間パッド(501)と、
    ・弾性材料の封止パッド(503)と、
    ・堅い層から構成された押圧部材(505;507)とを備えた封止機構(202)において、
    前記中間パッド(501)と、前記封止パッド(503)と、前記押圧部材(505;507)が、引張部材(301)を通過させるための孔を備えていること、および
    前記中間パッド(501)と、前記封止パッド(503)と、前記押圧部材(505;507)が、互いに押圧されていることを特徴とする封止機構(202)。
  2. 押圧部材(505;507)が、堅い材料の押圧パッド(505)と堅い材料の押圧パッド(507)から構成されていることを特徴とする請求項1記載の封止機構(202)。
  3. 押圧パッド(505)がポリエチレンあるいはポリプロピレンから作られており、押圧パッド(507)が鋼で作られていることを特徴とする請求項2に記載の封止機構(202)。
  4. さらに中間パッド(501)に抗して押圧される別の押圧部材(500)を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  5. 前記別の押圧部材(500)が鋼製の平坦な板で作られていることを特徴とする請求項4に記載の封止機構(202)。
  6. 建造物用部材(107;109)が橋の固定装置(107)あるいは橋のサドル(109)であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  7. 中間パッド(501)がポリエチレンあるいはポリプロピレンから作られていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  8. 中間パッド(501)の孔の内少なくとも一つが面取りされた縁部を有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  9. 中間パッド(501)が方向転換力を支持するようにおよび/または引張部材(301)の動きを減衰させるように配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  10. 封止パッド(503)がネオプレンで作られていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  11. ネオプレンがエチレンプロピレンジエンモノマーゴムであることを特徴とする請求項10に記載の封止機構(202)。
  12. さらに、腐食保護材料を建造物用部材(107;109)内に注入するための、中間パッド(501)、封止パッド(503)および押圧部材(505;507)の中を通過する少なくとも一つの注入チューブ(401;405)を備えていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  13. さらに、建造物用部材(107;109)から空気を吸い出し、注入時に充填物を抜くための、中間パッド(501)、封止パッド(503)および押圧部材(505;507)の中を通過する少なくとも一つのベント(403;407)を備えている
    ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の封止機構(202)。
  14. 請求項1〜13のいずれか一つに記載の封止機構(202)(202)を備えた建造物用部材(107;109)において、
    建造物用部材(107;109)が開いた端部(203;205)を備えた本体(201)から構成されており、封止機構(202)が本体(201)の開いた端部(203;205)に取付けられており、押圧部材(505;507)が本体(201)に対して最も近づいていること、および
    本体(201)が、中間パッド(501)、封止パッド(503)および押圧部材(505;507)を通過する注入チューブ(401;405)を通って注入室(411)内に流れ込む腐食防止材料を収容するための注入室(411)から構成されていることを特徴とする建造物用部材(107;109)。
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