JP2849619B2 - 多層繊維複合ケーブル製緊張材の端末定着構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、斜面の土留工や橋梁の
基礎等におけるテンドン等として、さらに各種のコンク
リート構造物や部材等の補強用等として好適な多層繊維
複合ケーブル製緊張材の端末定着構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】斜面の土留工（地土すべりや崖崩れ防
止）のグランドアンカー工法におけるフレキシブル鉄筋
コンクリート杭（フレコン杭）について説明すると、こ
のフレコン杭は、通常、図４に示すように複数本のＰＣ
鋼撚り線を束ねて鋼撚り線束ｗとし、この鋼撚り線束ｗ
を保持リングｄにより相互間隔を置き複数平行に組み立
てた鋼撚り線束組にして斜面に掘削した長い削孔ｅに挿
入し、鋼撚り線束組の端末部をモルタルｍによつて定着
するとともに、その外端部に支圧板ｆや定着具ｇ等のア
ンカー金具を装着して、各鋼撚り線束ｗに均等の張力を
かけて緊張材（テンドン）として施工している。図中ｈ
は波形シース、ｉは樹脂カバー、ｊはヘツドキャツプで
ある。

【０００３】前記の緊張材は、ＰＣ鋼撚り線からなる鋼
撚り線束ｗを長期にわたり地中深く埋設するため、厳重
に防錆処理して耐腐食性を確保する必要がありその施工
に多くの手数、手間を要する。よつて、最近は、図３に
示すように軽量及び耐腐食性の炭素繊維やアラミド繊維
等の長繊維をエポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂で束ねた
ストランドａを７本撚り合わせ、熱硬化性樹脂を含浸し
硬化させて固めた１×７撚り構造の単層繊維複合ケーブ
ル１（図３Ａ参照）を、前記の緊張材として耐久性を高
めている。また、前記のケーブル１にさらに１２本のス
トランドｂを撚り合わせて固めた２層構造（１×１９撚
り構造）の多層繊維複合ケーブル５（図３Ｂ参照）や、
このケーブル５にさらに１８本のストランドｃを撚り合
わせて固めた３層構造（１×３７撚り構造）の多層繊維
複合ケーブル１５を、前記の緊張材として適用し、大容
量化によりケーブル本数を減少して施工性を高めること
が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような多層繊維
複合ケーブルを緊張材として適用すると、その軽量性や
耐腐食性及び大容量化によつて、耐久性とともにケーブ
ル本数の大幅な低減が可能になり施工性が高められる
が、このケーブル端末部をそのまま又はその外側ストラ
ンドを解撚しモルタル等の固定材に埋設する従来の定着
手段により固着して均等な張力をかけると、ケーブル端
末部の層間の定着力が不足し又はそのバラツキにより、
長期にわたる変動荷重によつて内、外側ストランドが相
対的に滑り出し荷重負担が不均衡になつてケーブル引張
強度が低下するなどの課題がある。

【０００５】本発明は、前記のような課題を解決するた
めに開発されたものであり、その目的とする処は、多層
繊維複合ケーブルの使用、端末部の外側ストランドの解
撚及び短円筒状スペーサーの層間介装により、ケーブル
端末部の固着力を高め補強して一体化し、その定着性
能、耐久性とともにケーブル本数の大幅な低減を可能に
して施工性を向上した多層繊維複合ケーブル製緊張材の
端末定着構造を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、多層繊維複合
ケーブルのケーブル端末部の外側ストランド（外層や中
間層）を解撚し、層間に短円筒状のスペーサーを介装し
て、スペーサー上に外側ストランドを撚り戻し層間及び
外側ストランド相互間に適度の隙間を形成し、この隙間
に固定材を浸入させて定着することにより、ケーブル端
末部の定着を容易としその定着力を高め補強して一体化
し、内、外側ストランドの相対的な滑り出しをなくして
その定着力を長期にわたり安定せしめ、ケーブル本数の
大幅な低減を可能とし施工性を高めている。

【０００７】

【作用】多層繊維複合ケーブルのケーブル端末部の外側
ストランド（外層や中間層）を解撚し、層間に短円筒状
のスペーサーを介装して、スペーサー上に外側ストラン
ドを撚り戻して層間及び外側ストランドの相互間に適度
の隙間を形成し、この隙間にモルタル等の固定材を浸入
させて定着することより、ケーブル端末部が容易に精度
良く定着され、この短円筒状のスペーサーは、層間及び
外側ストランドの相互間に適度の隙間を形成して固定材
の注入精度及び固着力を高め、固定材とともにケーブル
端末部を補強して一体化し、内、外側ストランドの相対
的に滑り出しを効果的に防止して、この固着力は長期に
わたり強力に安定されるとともに、多層繊維複合ケーブ
ルの軽量で耐腐食性及び大容量化により、耐久性が高め
られるとともにケーブル本数の大幅な低減が可能となり
容易に施工される。

【０００８】

【実施例】図１に本発明の第１実施例、図２に第２実施
例を示す。図中１は炭素繊維等の長繊維束に熱硬化性樹
脂を含浸して硬化したストランドａを７本撚り合わせさ
らに熱硬化性樹脂で固めた芯層、２は芯層にさらに同様
な１２本のストランドｂを撚り合わせた外層又は中間
層、３は中間層にさらに同様な１８本のストランドｃを
撚り合わせた外層、５は芯層と外層を具備した多層繊維
複合ケーブル、１５は芯層と中間層及び外層を具備した
多層繊維複合ケーブル、５ａ，１５ａはこれらのケーブ
ル端末部、６，１６は芯層と外層あるいはまた中間層と
外層の間に介装される小径及び大径に形成した短かい円
筒状のスペーサー、７はケーブル端末部に打設して固着
するモルタル（又はコンクリート）や熱硬化性樹脂等の
固定材、１０は多層繊維複合ケーブルを配設する削孔で
ある。

【０００９】図１に示す第１実施例は、芯層１と外層２
を有する２層構造の多層繊維複合ケーブル５の実施例で
あり、多層繊維複合ケーブル５のケーブル端末部５ａの
外層２の外側ストランドｂを解撚し、層間に短円筒状の
スペーサー６を介装して、スペーサー６上に解撚した外
側ストランドｂを撚り戻して層間及び外側ストランドｂ
の相互間に隙間を形成し、この隙間にモルタル等の固定
材７を浸入させて定着した多層繊維複合ケーブル製緊張
材の端末定着構造になつている。

【００１０】図２に示す第２実施例は、芯層１と中間層
２及び外層３を有する３層構造の多層繊維複合ケーブル
１５の実施例であり、多層繊維複合ケーブル１５のケー
ブル端末部１５ａの外層３及び中間層２の外側ストラン
ドｃ，ｂを解撚し、層間に短円筒状のスペーサー６，１
６を介装して、スペーサー６，１６上に解撚した外側ス
トランドｃ，ｂを撚り戻して層間及び外側ストランド
ｃ，ｂの相互間に隙間を形成し、この隙間にモルタル等
の固定材７を浸入させて定着した多層繊維複合ケーブル
製緊張材の端末定着構造になつている。

【００１１】また、前記の多層繊維複合ケーブル製緊張
材の端末定着構造において、この多層繊維複合ケーブル
５，１５を炭素繊維によつて構成したことを特徴とする
多層繊維複合ケーブル製緊張材の端末定着構造になつて
いる。

【００１２】さらに詳述すると、多層繊維複合ケーブル
５は（図１参照）、好ましくは炭素繊維、あるいはアラ
ミド繊維又はガラス繊維の長繊維の束にエポキシ樹脂系
等の熱硬化性樹脂を含浸したストランドａ，ｂで構成さ
れ、７本のストランドａを撚り合わせた芯層１と、芯層
に１２本のストランドｂを撚り合わせて硬化した外層２
を具備した２層構造になつている。また、多層繊維複合
ケーブル１５は（図２参照）、芯層１と、前記の外層を
中間層２としてさらに１８本のストランドｃを撚り合わ
せて硬化した外層３を具備した３層構造になつている。

【００１３】また、スペーサー６，１６は、塩化ビニー
ルやポリエチレン等の合成樹脂で短い円筒状に形成し、
その内径をケーブル端末部の芯層１と中間層２の外径に
対応せしめた小径及び大径の２種類とし、芯層１と外層
又は中間層２との間、中間層２と外層３との間に介装し
て層間に適度の隙間を形成し、外層又は中間層２、外層
３の各外側ストランドｃ，ｂの相互間に隙間を形成す
る。ストランドの直径をｄｏ、スペーサー６，１６の肉
厚をｄ１とすると、好ましくはその肉厚ｄ１と直径ｄｏ
との比ｄ１／ｄｏを、 グラウト充填の場合 ｄ１／ｄｏ ＝１．０±０．２ 樹脂充填の場合 ｄ１／ｄｏ ＝０．５±０．２ とすることにより、層間に外側ストランドｃ，ｂの相互
間に適度の隙間が確保される。必要に応じスペーサー
６，１６の外周に外側ストランドの本数に対応させた複
数の嵌合用凹部（図示省略）を形成し、外側ストランド
を嵌合して隙間形成の精度を高めたり、その外周に外側
ストランド間から突出する複数の突出部（図示省略）を
付設して、この突出部の先端部を外側の固定材７に埋設
して固着力をさらに高めた構造に形成される。

【００１４】多層繊維複合ケーブル５は、図１に示すよ
うにそのケーブル端末部５ａの外側ストランドｂを適宜
の器具で解撚し、芯層１に小径のスペーサー６を適宜の
間隔を置き嵌装して、スペーサー６上に解撚した各外側
ストランドｂを撚り戻して配置し、多層繊維複合ケーブ
ル１５では、図２に示すようにケーブル端末部１５ａの
外側ストランドｃ，ｂを解撚し、芯層１にスペーサー６
を適宜の間隔を置き同様に嵌装して、スペーサー６上に
解撚したストランドｂを撚り戻して配置し、中間層２に
も大径のスペーサー１６を介装し、スペーサー１６上に
解撚したストランドｃを撚り戻し配置して、必要に応じ
前記の外層２又は３を適宜の条材で束ねる。このケーブ
ル端末部５ａ，１５ａは、芯層１と外層又は中間層２あ
るいはまた外層３の層間及び外側ストランドｃ，ｂの相
互間に適度の隙間が形成され、適度に拡径されてほぼ円
筒状に形成される。

【００１５】前記の多層繊維複合ケーブル５，１５を削
孔１０に挿入しモルタル７を充填して、ケーブル端末部
５ａ，１５ａにモルタル７を浸入させて固化し定着す
る。孔底部のケーブル端末部５ａ，１５ａは、スペーサ
ー６，１６の層間介装によつて外側ストランドｃ，ｂの
相互間及び層間に形成された適度の隙間によりモルタル
７が精度良く浸入して固化し、スペーサー６，１６とと
もに所要の長さにわたり精度良く強力に固着、補強され
て一体化される。削孔１０内はその全長にわたりモルタ
ル等を充填する。

【００１６】又は、前記のケーブル端末部５ａ，１５ａ
において、前記のようにスペーサー６，１６を介装し外
側ストランドｃ，ｂを撚り戻して拡径したほぼ円筒状に
形成し、モルタル７（又は熱硬化性樹脂）をその層間及
びストランドｂの相互間に予め充填し固化して一体化し
た後、削孔１０に挿入してその外側にモルタル７を充填
して固着することも可能であり、同様な作用、効果が得
られる。

【００１７】さらに、前記の多層繊維複合ケーブル５，
１５の外側端部は、同様に外側ストランドｃ，ｂを解撚
し、芯層１にスペーサー６あるいはまた中間層２にスペ
ーサー１６を適宜の間隔を置き嵌装して、このスペーサ
ー６，１６上に各外側ストランドｃ，ｂを撚り戻し、こ
の層間及び各ストランド間に熱硬化性樹脂（接着剤）を
注入し硬化させて一体化した後、この外側端部に金属ス
リーブを嵌装しその間に同様な熱硬化性樹脂を注入し、
金属スリーブをプレス等で周囲から圧縮し固着着して緊
張側の定着体を形成し、この定着体を適宜のアンカー金
具で緊張して、この多層繊維複合ケーブル５，１５に均
等な所定の張力をかけて緊張材として施工する（図示省
略）。

【００１８】前記のケーブル端末部の定着構造におい
て、短円筒状スペーサー６，１６は、ケーブル端末部５
ａ，１５ａの層間に容易に介装され、層間及び外側スト
ランド間に適度の隙間を形成してケーブル端末部５ａ，
１５ａを適度に拡径したほぼ円筒状に形成し、モルタル
や熱硬化性樹脂等の固定材７の充填精度を高め、ストラ
ンドを痛めることなく固定材とともにケーブル端末部５
ａ，１５ａを効果的に補強して一体化し、内、外側スト
ランドの相対的な滑り出しをなくし、各層のストランド
ｃ，ｂ，ａの荷重負担を長期にわたり均等化してケーブ
ル耐力を最大限に発揮せしめ安定せしめる。また、多層
繊維複合ケーブル、好ましくは多層炭素繊維複合ケーブ
ルの使用による軽量、耐腐食性及び大容量化により、耐
久性が高められるとともに、ケーブル本数が大幅に低減
されて施工が容易に能率良く遂行されるなど、このケー
ブル端末部５ａ，１５ａは長期にわたり優れた定着性
能、信頼性が得られ施工性が著しく高められている。外
側端部に形成した前記の緊張側の定着構造においても同
様に優れたアンカー性能、信頼性が得られる。

【００１９】前記の多層繊維複合ケーブル５，１５は好
ましくは炭素繊維により構成され、この炭素繊維複合ケ
ーブルの特性を１×７構造の鋼撚り線に比べると、表１
に示すように著しく軽量に形成されかつ耐腐食性に優
れ、６本の鋼撚り線束に対して単層の炭素繊維複合ケー
ブルＮｏ．１は６本束、２層の炭素繊維複合ケーブルＮ
ｏ．２は２本束、３層の炭素繊維複合ケーブルＮｏ．
３，４は１本としてほぼ対応した集合破断荷重となり、
図４に示すようなフレコン杭の緊張材（テンドン）に適
用すると、２層の炭素繊維複合ケーブルＮｏ．２では１
／３、３層の炭素繊維複合ケーブルＮｏ．３，４では１
／６の本数に大幅に減少可能となり、容易に能率良く施
工される。

【００２０】表２に示す試料において、比較例１ａは、
１×７撚り構造の単層炭素繊維複合ケーブルであり、こ
のケーブル端末部を解撚しないでコンクリートに埋設し
て固着し、この外端部はスペーサーを使用しないで解撚
してエポキシ系の熱硬化性樹脂を注入し硬化させて緊張
端とした試料、実施例２ａ，３ａ，４ａは、１×１９撚
り構造と１×３７撚り構造の多層炭素繊維複合ケーブル
であり、これらのケーブル端末部の外側ストランドを解
撚し短円筒状のスペーサーを介装して、コンクリートを
注入して固着し、ケーブル外端部を解撚し短円筒状のス
ペーサーを層間に介装してエポキシ系の熱硬化性樹脂を
注入し固化して緊張端とした試料であつて、これら各試
料の引張試験を行つた結果、表２のような評価が得られ
た。各試料の全長は２，６００mm、ケーブル端末部の定
着長さは８００mm、ケーブル外端部のアンカー長さは５
００mm、及び試験時の前記コンクリートの圧縮強度は３
５９ kgf／cm² である。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】表２の評価から明らかなように、本発明の
実施例２ａ，３ａ，４ａは、いずれも施工後にその端末
定着部における抜脱がなく、そのケーブル引張強度は１
００％以上に満足されるものとなつた。また、長期にわ
たり所定の張力をかけて引張強度を測定した結果もケー
ブル引張強度の低下が殆んど見られず安定されることが
確認されている。

【００２４】図示例では削孔に１本の２層又は３層撚り
構造の多層繊維複合ケーブルを配設した構造になつてい
るが、例えば図４に示すようなフレコン杭の場合は、そ
の鋼撚り線束ｗに代えて２本の２層繊維複合ケーブル、
又は１本の３層繊維複合ケーブルを配設することにより
同様な引張強度の緊張材として施工される。また、この
発明は図示のようなフレコン杭の緊張材の他に、各種の
コンクリート構造物等の補強用等の緊張材として汎用さ
れ、用途に応じ固定材として熱硬化性樹脂等を適用する
ことも可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、前述のように多層繊維複合ケ
ーブルのケーブル端末部の外側ストランド（外層や中間
層）を解撚し、層間に短円筒状のスペーサーを介装し
て、スペーサー上に外側ストランドを撚り戻して層間及
び外側のストランド相互に適度の隙間を形成し、この隙
間にモルタル等の固定材を浸入させて定着することよ
り、ケーブル端末部が容易に定着され、この短円筒状の
スペーサーは、層間に介装されて層間及び外側ストラン
ド相互に適度の隙間を形成して固定材の注入精度及び固
着力を高め、固定材とともにケーブル端末部を補強して
一体化し、このケーブル端末部は、内、外側ストランド
の相対的に滑り出しがなく長期にわたり強力かつ安定的
に固着されて優れた端末定着性能、信頼性が得られると
ともに、多層繊維複合ケーブル、多層炭素繊維複合ケー
ブルの使用による軽量、耐腐食性及び大容量化により、
耐久性が高められるとともにケーブル本数が大幅に低減
可能となり容易に施工されて施工性が著しく向上されて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す２層繊維複合ケーブ
ルの端末部の側視図（Ａ）とその断面図（Ｂ）及びスペ
ーサーの側視、正面図（Ｃ）

【図２】第２実施例を示す３層繊維複合ケーブルの端末
部の側視図（Ａ）とその断面図（Ｂ）

【図３】単層繊維複合ケーブルの断面図（Ａ）と２層繊
維複合ケーブルの断面図（Ｂ）及び３層繊維複合ケーブ
ルの断面図（Ｃ）

【図４】従来のフレコン杭を示す側視図である。

【符号の説明】

ｂ，ｃ 外側ストランド ２ 外層又は中間層 ３ 外層 ５，１５ 多層繊維複合ケーブル ５ａ，１５ａ ケーブル端末部 ６，１６ スペーサー ７ 固定材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層繊維複合ケーブルのケーブル端末部
   の外層あるいはまた中間層の外側ストランドを解撚し、
   層間に短円筒状のスペーサーを介装して、スペーサー上
   に解撚した外側ストランドを撚り戻して層間及び外側ス
   トランドの相互間に隙間を形成し、同隙間にモルタル等
   の固定材を浸入させて定着したことを特徴とする多層繊
   維複合ケーブル製緊張材の端末定着構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多層繊維複合ケーブル製
   緊張材の端末定着構造において、前記の多層繊維複合ケ
   ーブルを炭素繊維によつて構成したことを特徴とする多
   層繊維複合ケーブル製緊張材の端末定着構造。