JP3163207B2 - アンカーの引張り部材を所定の位置で切断するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、引張り部材と一緒に埋
設可能であり、この引張り部材を所定の切断位置におい
て管状に囲繞しているコイルを備えており、熱作用によ
り引張り部材の引張り強度の低減により基準破断位置を
形成するために上記コイルに誘導により電流を作用させ
ることが可能な様式の、引張り部材における引張り強度
の低減により基準破断位置が形成される、アンカーの強
磁性の材料から成る引張り部材を所定の位置において切
断するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンカーは孔内に導入されかつ孔の最も
深い位置において硬化する材料、例えばセメントモルタ
ル或いは類似の材料が注入されることにより孔壁部と、
即ち周辺地山と結合される。これにより、引張り部材の
孔開口部に通じている残りの部分を介してその都度定着
されるべき構築部分と一体的に結合されるアンカー体が
形成される。引張り部材は、自体鋼棒、鋼線、鋼ストラ
ンド或いは鋼管から成るただ一つの部材或いは多数の部
材から形成されている。引張り部材の長さ−この長さに
わたって引張り部材がアンカー体内に埋設されている−
はアンカー長さＬv と、そして予張力を得るために自由
に伸長可能な残りの長さは鋼自由長さＬfと称する。

【０００３】アンカーは地山内における構築物の永続的
な定着を行う。しかも、これらのアンカーは、例えば根
堀壁を後方で定着を行う場合のように仮にしか使用する
ことができない。仮に使用されたアンカーが隣接してい
る地山内にまで延在している場合、このアンカーは一般
に構築作業−アンカーはそのために使用された−が終了
した後取除かれなければならない。

【０００４】アンカーを取除くため大抵はアンカー長さ
Ｌv の鋼自由長さＬf への移行部において引張り部材の
ための切断可能な位置が設けられ、これにより引張り部
材の自由部分が孔から引抜かれ、場合によって再使用が
可能である。稀に約４〜８ｍよりも長い長さを有してい
るアンカー体自体は、隣接地山において例えばブルドー
ザにより堀起こし作業を行って地均しする際大抵容易に
取除くことが可能である。

【０００５】アンカーの引張り部材を切断するための色
々な方法のうち、鋼引張り部材の強度を低減するための
熱の適用が最も重要な方法である。何故なら熱を発生さ
せるために必要な手段を孔の径を著しく拡大することな
く引張り部材と共に埋設し、しかも比較的長い時間の間
作業可能性な状態に維持することが可能であるからであ
る。更に、熱が作用する結果、引張り部材の強度の低減
により切断を行うための基準破断位置が形成する、引張
り部材はその使用の全期間の間その全断面が十分に利用
可能である。

【０００６】引張り部材の引張り強度を低減するために
必要な熱を発生させるため、引張り部材が基準破断位置
の領域内において、例えばアルミニウム灼熱発生混合物
によるような発熱反応により、加熱されることが知られ
ている（フランス特許第２２７４ ７４０ 号公報参
照）。発熱反応を開始させるためには、アンカーが埋設
された状態では−この状態は比較的長い時間持続する−
点火し難い点火システムが必要である。

【０００７】更に、熱を発生させるために電気エネルギ
ーを使用することも知られている。この熱発生は、例え
ば引張り部材を囲繞する加熱ループの様式の電気加熱部
材により行われるか（ドイツ連邦共和国特許第２４ ２
８ ７２９号公報参照）、或いは引張り部材を切断位置
において囲繞していてかつ一本或いは多数本の引張り部
材内で誘導により熱を発生させるため電流が供給される
コイルを使用して行われる（スイス特許第６０３ ９１
９号公報参照）。この際、熱緩衝層が設けられているに
もかかわらず、供給された熱の大部分が既に熱伝導によ
り引張り部材自体を移動するので、引張り部材の確実な
切断を行うのに十分な温度を得ることができないことが
分かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような背景の下
に、本発明の根底をなす課題は、電気エネルギーを使用
することにより可能な限り短期間に鋼引張り部材内で所
定の切断位置において、切断が確実にかつ完全に行わ
れ、従って鋼自由長さを容易に孔から引抜くことできる
ような高い温度水準を達することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、一次巻線としてのコイルが、耐高温性の熱緩衝層の
間挿下に導電性で、耐熱性でかつ常磁性の材料から成る
管状の心上に設けられており、この心が第一の二次巻線
を、引張り部材が第二の二次巻線を形成していること、
およびコイルが引張り部材を切断するために約５〜３０
ＫＨｚの周波数の電気エネルギーと約５００〜８００Ｖ
の電圧を作用させることが可能であるように構成されて
いることにより解決される。

【００１０】本発明の根底をなす認識は、市販の給電ケ
ーブルを介した電気エネルギーの伝達を許容する周波数
領域内における誘導を適用することにより、引張り部材
の強磁性材料が、即ち鋼がその後十分に常磁性になり、
これにより誘導による十分なエネルギー供給が極めて限
られた範囲で可能であるので、引張り部材の加熱がキュ
リー温度までしか可能でないと言うことにある。こう言
ったことから本発明の基本思想は、キュリー温度を越え
て、可能な限り融点までの加熱のために付加的な可能性
を見出すことにある。この可能性は、本発明により、導
電性の、耐熱性のかつ常磁性の材料から成る、特にオー
ステナイト鋼から成る管状の心を一次巻線と切断すべき
鋼引張り部材間に設けることによって実現される。

【００１１】本発明により、誘導原理に従った出力の伝
達は本質的に二つの相で、即ち、−キュリー温度、即ち
鋼引張り部材が強磁性の領域から常磁性の領域へ移行す
る温度まで、鋼引張り部材がその内部で誘導される電流
の侵入深さと、直接的な半径方向での電流の流れと管状
の心から行われる熱供給とによる磁性の損失とにより加
熱する。−鋼引張り部材のキュリー温度以上の溶融温度
まで、主として管状の心の熱伝導と熱放射が鋼引張り部
材内の温度を更に上昇させるのに有効である。

【００１２】この際、第一の相においては、適当な装置
により発生されかつ約５０ｍの長さにわたって大きな損
失を伴うことなく所定の切断位置にまで伝達される５〜
３０ｋＨｚの平均周波数の電流により、短絡された二次
巻線のように働く切断されるべき引張り部材内に渦電流
が発生され、この渦電流により引張り部材の全断面が均
一に加熱される。この際、管状の心の内断面に引張り部
材の材料が完全に或いは部分的にのみ充填されている
か、或いは引張り部材の全体が或いは一部分が管状の心
と熱伝導性の結合されているかどうかは重要ではない。
万一生じる中間空域はその時の事情に応じてガス状媒体
（例えば空気）、液状媒体（例えば水）或いは固形状媒
体（例えばセメントモルタル、合成物質）により充填さ
れる。電流の侵入深さは、如何なる場合にあっても、こ
れが、断面の内に存在している引張り部材が一本の或い
は多数本であるかどうかには関係なく、管状の心の内断
面のほぼ中央に到達するように選択される。

【００１３】この相において、常磁性の材料から成り電
気エネルギーの引張り部材への通過を可能にする管状の
心は同様に、導電性により加熱する短絡された二次巻線
として働く。この相内において極めて大きな温度勾配が
生じるので、熱は半径方向で内方へと、即ち引張り部材
方向で与えられる。管状の心と一次巻線間の耐高温性の
熱緩衝層により、熱が半径方向で外方へと流出するのが
阻止される。

【００１４】第二の相において、即ちキュリー温度が達
せられた後、続けて同じ量の電気エネルギーが供給され
る。引張り部材がこの相において著しく低減された強磁
性の特性を有しているので、誘導の割合が制限され、従
ってほんの僅かなエネルギーが吸収されるに過ぎない。
この相において未だ発生し続けている電気エネルギー
は、専ら管状の心内において変圧効果により熱に変換す
る。この熱は次いで熱伝導および熱放射により引張り部
材に伝達され、従ってコイルの寿命内で融点が達せられ
る。

【００１５】鋼引張り部材を切断するのに必要な温度水
準は、一方では引張り部材の材料特性により、他方では
引張り力が与えられるか或いは生成されることによる引
張り部材内に存在している張力比或いは伸び率により並
びに引張り部材の自由に運動可能な或いは自由に伸び可
能な部分長さの長さにより定まる。引張り部材の個々の
部材間に万一生じる中間空域を充填している媒体は、温
度上昇の速度を断面積の割合に応じて実際にキュリー温
度以下にならないように、そして僅かに、即ち充填媒体
が固形の形でかつ大きな割合で断面積を占めている時に
のみ、キュリー温度以上になるように作用する。

【００１６】本発明の適用可能性の限界は、一方では切
断のために実際に融解されなければならない弛緩した鋼
引張り部材により、他方では純粋に機械的に破断−鋼自
由長さＬf の領域内の何処にあっても加熱されることな
し行われない−するまで緊張された、鋼引張り部材によ
り与えられる機械的な引張力によって定まる。

【００１７】以下に添付した図面に図示した実施例に付
き本発明を詳しく説明する。

【００１８】

【実施例】図１は、ボーリング２内に挿入される鋼引張
り部材１から、例えば鋼ストランドの束から成るアンカ
ーを縦断面図で示している。ボーリング孔２の下方部分
内には、硬化する材料、例えばセメントモルタルが注入
されることによりアンカー体３が形成されている。この
アンカー体３内には鋼引張り部材１はその全長−いわゆ
るアンカー長さＬv −の一部分１′を介して定着されて
いる。その全長の残りの部分１″−いわゆる鋼自由長さ
Ｌf を介して、鋼引張り部材１は自由に伸長可能であ
る。ボーリング孔２の出口において、鋼引張り部材１
は、例えば根堀壁４を保護するためアンカ５により定着
されている。このアンカー５は本発明の対象ではない。

【００１９】アンカー長さＬv から鋼自由長さＬf への
移行部の領域内において、装置６が設けられており、こ
の装置により鋼引張り部材１に熱が作用することにより
基準破断位置が形成される。この基準破断位置において
鋼引張り部材１は切断され、従ってその鋼自由長さＬf
の領域にわたって延在している部分１″をボーリング孔
２から引抜くことが可能となる。装置６は鋼引張り部材
１の自由部分１″内において、即ちアンカー体３の外方
に存在しているか、或いは図示したようにアンカー体３
の中に埋設されている。

【００２０】アンカー長さＬv の全長にわたって延在し
ている鋼引張り部材１の部分１′を付加的に解体しよう
とする場合、この部分は長手方向でアンカー体３を経て
案内され、その下端部において適当な定着部材、例えば
加圧された管体により定着される。この場合、装置６は
鋼引張り部材１の下端部に存在している。

【００２１】基準破断位置を形成するための装置６の本
発明による構成の実施例は図２と図３に、拡大縦断面図
と拡大横断面図で示した。図示した実施例にあっては、
装置６は環形スリーブの形をしており、この環形スリー
ブは鋼引張り部材１にこれがボーリング孔２内に埋設さ
れる以前に挿入される。装置６はオーステナイト鋼から
成る管状の心、いわゆる担持管体７とその上に設けられ
る耐高温性の熱緩衝層８とから内方から外方へと組立て
られる。この熱緩衝層８の上に変圧器の一次巻線と同様
に作用するコイル９の巻線が設けられている。このコイ
ル９は特に偶数の層、例えば二つの層から成り、これに
より給電線１０の二つの相がコイル９の側面に沿ってア
ンカー５へと案内されている。コイル９の巻線は耐高温
性で絶縁処理されている。例えば先ず熱可塑性ラッカー
により被覆され、次いでガラスフアイバーが周囲に巻付
けられている。

【００２２】図示した実施例にあっては、鋼引張り部材
１は七本の鋼ストランド１１の束から成り、これらの鋼
ストランドはアンカー長さＬv の領域内において直接ア
ンカー体３内に埋設されており、鋼自由長さＬf の領域
内においてはそれぞれ個別に合成物質、例えばＰＥから
成る保護管体１２により被覆されている。層を安定させ
るため或いは万一侵入して来る水に対して保護するた
め、個々の鋼ストランド１１と担持管体７の内壁間の中
間空域は例えば発泡ポリウレタンが充填されている。

【００２３】本発明による装置の他の実施例は図４に示
した。装置６自体の構成は図２に関連して記載したと同
じ構成であるが、鋼引張り部材１の鋼ストランド１１は
この実施例にあってはただ一つの保護管体１３内の鋼自
由長さＬf の領域内に設けられている。アンカー体３を
形成するために注入される硬化材料はパッキン１４によ
り保護管体１３の内部に侵入するのが阻止されている。

【００２４】鋼引張り部材１を切断するために、コイル
９に給電線１０を介して約５〜３０ＫＨｚの周波数と約
５００〜８００Ｖの電圧の電流が供給される。電気エネ
ルギーは高周波数の電気エネルギーを発生させるための
装置で準備され、給電ケーブルを介して供給される。こ
れにより、鋼引張り部材１内で誘導される電流の侵入深
さに依存して、鋼引張り部材１内に或いはその個々の要
素内に渦電流が誘起され、これらの部材はキュリー温度
が達せられるまで比較的急速に加熱される。この時間の
間、オーステナイト鋼から成る担持管体７は、鋼引張り
部材１と同様に、短絡された巻体として働き、同様に加
熱する。この初期の行程相において大きな温度勾配が生
じるので、極めて多量の熱が内方へと鋼引張り部材１に
対して与えられる。耐高温性の熱緩衝部材および熱絶縁
部材が設けられているので、外部へと流れる熱の量は極
めて僅かである。担持管体７がこの温度範囲において鋼
引張り部材１よりも僅かな温度上昇勾配を有しているの
で、同時にコイル９の熱的なかつ機械的な保護が保証さ
れる。

【００２５】キュリー温度が達せられた後、鋼引張り部
材１の鋼はその強磁性の性質を全く失い、実際に常磁性
の挙動を示す。電気エネルギーが更に供給し続けられる
ので、しかしこの電気エネルギーが鋼引張り部材１によ
り消費されることがますます僅かとなるので、以前より
も大きな電気的な出力が相変わらず二次巻線として作用
する担持管体７の加熱に供される。このようにして鋼引
張り部材１の加熱は実際に融点にまで上昇される。強度
の低減が誘起される度合いは、鋼引張り部材１内におい
て未だ存在している張力或いは伸びに依存している。鋼
引張り部材が切断の時点においてなお緊張されている
と、鋼引張り部材がほんの僅かな張力を有しているに過
ぎないか、或いは全く張力を有していない場合よりは、
切断には僅かな温度で十分である。

【００２６】

【発明の効果】本発明による構成の利点は、その機能性
並びに電気的な給電ケーブルの機能性が、如何なる時点
にあっても、通常の測定方法で検査することが可能であ
ることである。また本発明による装置は、周波数が高い
適当な電気的な装置によってのみ作動可能である。例え
ば異質なエネルギー源、例えば閃光による装置の不都合
なかつ不適当な作動は行われない。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンカーの概略縦断面図である。

【図２】基準破断位置を形成するための本発明による装
置の縦断面図である。

【図３】図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った横断面図
である。

【図４】図２による装置の他の実施例の図である。

【図５】図４の切断線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼引張り部材 ２ ボーリング孔 ３ アンカー体 ４ 根堀壁 ５ アンカー ６ 装置 ７ 担持管体 ８ 熱緩衝層 ９ コイル １０ 給電導線 １１ ストランド １２，１３ 保護管体 １４ パキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平２−136134（ＪＰ，Ｕ) 独国特許発明2428729（ＤＥ，Ｃ２) 仏国特許出願公開2274740（ＦＲ，Ａ １) スイス国特許発明603919（ＣＨ，Ａ ５) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 5/80

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 引張り部材と一緒に埋設可能であり、こ
   の引張り部材を所定の切断位置において管状に囲繞して
   いるコイルを備えており、熱作用により引張り部材の引
   張り強度の低減により基準破断位置を形成するために上
   記コイルに誘導により電流を作用させることが可能な様
   式の、引張り部材における引張り強度の低減により基準
   破断位置が形成される、アンカーの強磁性の材料から成
   る引張り部材を所定の位置において切断するための装置
   において、 一次巻線としてのコイル（９）が耐高温性の熱緩衝層
   （８）の間挿下に導電性で、耐熱性でかつ常磁性の材料
   から成る管状の心（７）上に設けられており、この心
   （７）が第一の二次巻線を、引張り部材（１）が第二の
   二次巻線を形成していること、およびコイル（９）が引
   張り部材を切断するために約５〜３０ＫＨｚの周波数の
   電気エネルギーと約５００〜８００Ｖの電圧を作用させ
   ることが可能であるように構成されていることを特徴と
   するアンカーの強磁性の材料から成る引張り部材を所定
   の位置において切断するための装置。