JP3462558B2 - 緊張ケーブルの保護構造並びにその保護スペーサ - Google Patents

緊張ケーブルの保護構造並びにその保護スペーサ

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JP3462558B2 JP04976594A JP4976594A JP3462558B2 JP 3462558 B2 JP3462558 B2 JP 3462558B2 JP 04976594 A JP04976594 A JP 04976594A JP 4976594 A JP4976594 A JP 4976594A JP 3462558 B2 JP3462558 B2 JP 3462558B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPC工法における緊張ケ
ーブルの保護、特に外ケーブル又はエクストラドースト
ケーブルシステムの定着部や偏向部におけるケーブル保
護に関するものである。
【0002】
【従来の技術】外ケーブルシステムによる構造物は、耐
久性の向上、施工上の省力化、ケーブルの交換が可能な
ことなどにより次第に普及しようとしている。
【0003】図8は同システムによる橋の一例で、ケー
ブル5はコンクリート躯体17内に埋設された偏向部H,
定着部Sの部分の他は露出している。エクストラドース
トケーブルシステムにおいても、同様に緊張ケーブルは
橋桁外側に大きく飛び出している。
【0004】図6は、図の偏向部Hにおけるケーブル5
の支圧力Pが発生することを示している。この支圧力は
偏向部の曲がり半径Rが小さいほど大きくなる。なお、
14は、コンクリート躯体の孔21に挿入され、内部に緊張
ケーブルを収納した保護管で、鋼,アルミニウム,合成
樹脂などよりなる。
【0005】このような偏向部は図7に示すように、保
護管14内部にPC鋼撚り線群などよりなるケーブル5が
収納され、さらにその防食を目的としたセメント系充填
材16が注入されている。これらが保護管14の外気を遮断
し、かつセメント系充填材16の強アルカリ性によりPC
鋼撚り線を防食している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】外ケーブルでは、限ら
れた構造スペースの中で定着コンクリート躯体に入る前
のケーブル垂直角度を大きく取ることがケーブルの効率
を高めることとなる。従って、設計上定着体手前でケー
ブルに偏向を加え、縦方向の空間を最大限有効に使うこ
とが理想とされる。
【0007】この定着体手前におけるケーブルの偏向角
度は、大きく取れるほどよいとはいうものの、この偏向
が大きいということは前記曲がり半径Rが小さいほどよ
いということであって、これを実施する上においては幾
多の問題がある。
【0008】即ち、偏向を加えると保護管14とこれに内
包するケーブル5がせり合い、緊張力を導入するとき共
滑りを生じる。この共滑りは前記した曲がり半径Rが小
さいほど支圧力Pが大きくなって、その発生度合いは大
きくなる。
【0009】この共滑りにより、保護管に座屈を生じ、
グラウト注入,保持に必要な保護管の液密性を損ない、
長期防食性能を低下することになる。また、仮に液密性
が保持し得たとしても、偏向により図7に示すように、
緊張ケーブルが保護管に圧接した部位にグラウトが十分
に充填されず空隙20を生じ易い。
【0010】この空隙の水分が温度変化によって結露
し、緊張ケーブルの発原因となる。また、保護管が鋼
製の場合、フレッチング腐食を生じる恐れがあり、この
恐れのないFRPやポリエチレンのような合成樹脂管を
用いた場合には通気性があり外気中の酸素,二酸化炭
素,その他のガスが内部に浸入する問題がある。この浸
入によりセメント系充填材の中性化を促進すると共に緊
張ケーブルの発錆を助長する恐れがある。
【0011】また、予め緊張ケーブルに防食処理が施さ
れているような場合でも、共滑りによりその処理層が傷
つけられ、発錆の原因となる。
【0012】さらに別の大きな問題として、保護管に座
屈を生ずることによって、外ケーブルシステムの特徴で
あるコンクリート躯体をそのまま用いて緊張ケーブルを
交換しようとした場合に支障を生じることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題を解決するためになされたもので、その第一の特徴
は、緊張ケーブルの定着部及び/又は偏向部において、
ケーブルを内包する保護管内、即ちケーブルが直接接す
る外面に、緊張するケーブルに追随して移動するか、又
はケーブル移動時の摩擦抵抗を減ずると共に、保護管内
に充填する充填材の行き渡りを助長する保護スペーサを
具備せしめることである。
【0014】本発明の第二の特徴は、上記保護スペーサ
を螺旋状体などの輪状体によって形成することである。
【0015】本発明の第三の特徴は、上記保護スペーサ
を合成樹脂で形成することである。
【0016】本発明の第四の特徴は、保護スペーサの追
随移動またはケーブル移動の摩擦抵抗を軽減するため
に、潤滑剤または減摩剤を保護スペーサに付着しておく
ことである。
【0017】本発明の保護スペーサの形状,取り付け
法,その他の特徴はそれぞれ実施例により詳述する。
【0018】
【実施例】図1は外ケーブル橋における偏向部Hの断面
図である。12.4mmφのPC鋼撚り線よりなるケーブル5
の12本が、外径89mm, 内径78mmのポリエチレン製保護管
4内に内包され、モルタルが充填材6として充填されて
いる。
【0019】保護管4とケーブル5の間には、保護スペ
ーサ1が具備され、充填材6はケーブル5を十分に埋め
尽くすように充填されている。この保護スペーサ1は図
2の側面図(A),正面図(B)に示す通りである。
【0020】即ち、スペーサ1は、幅5mm,厚さ4mmの
素線で、外径77mm,内径69mmの高密度ポリエチレン製の
螺旋体により形成され、ピッチPtは15mmに保持されてい
る。螺旋ピッチは前記素線幅bの2倍以上5倍以下であ
ることが好ましい。
【0021】さらに、この螺旋ピッチを保つため、同じ
高密度ポリエチレン製の軸方向添え線3が4本設けられ
ている。添え線の数は、本例では4本としているが、特
に限定するものではなく、螺旋ピッチの保持ができれば
よい。好ましくは4本以上である。
【0022】また、添え線の径は、前記螺旋体を構成す
る素線2の厚さと同等またはそれ以下であることが好ま
しい。本例では3mmφとした。
【0023】このように、保護管4とケーブル5との間
には保護スペーサ1が具備されているため、ケーブルの
緊張により発生する支圧力Pと、ケーブル緊張時、ケー
ブル長手方向への移動により生じるケーブルの擦れ傷,
保護管の座屈が防止される。
【0024】これは保護スペーサによりケーブル移動時
の摩擦抵抗が減じられるためで、さらにこの効果を高め
るため、該スペーサにグリースなどの潤滑剤,二硫化モ
リブデンなどの減摩剤を付着してもよい。
【0025】また、該スペーサにより、ケーブルと保護
管との間に隙間が保てるため、モルタルなどのセメント
系充填の通過スペースが確保でき、前記したように充
填が十分に行き渡り、ケーブルと保護管の間に空隙を生
じるのを防ぐことができる。従って、ケーブルの周囲を
確実にアルカリ防食環境とすることができる。
【0026】さらに、ケーブルの支圧力は合成樹脂製の
スペーサによって受けられるので、スペーサのない場合
や鋼製スペーサに比べて、偏向部分におけるケーブル自
由長部から伝わるケーブルの振動や活荷重変動によるケ
ーブル張力の変動から生じる金属間フレッチングの心配
もなくなる。
【0027】このように、偏向による支障が大幅に解消
されるので、外ケーブル,エクストラドーストケーブル
システムにおける偏向が自由に設定でき、構造物の所定
形状における外ケーブルの力学的効率を大きく高めるこ
とができる。
【0028】次に、各種構成の保護スペーサにおける効
果を確認するために行った試験例について示す。なお、
前記実施例においては、保護スペーサが輪状でケーブル
を内包する形のものについてのみ示したが、次の試験に
よっても理解されるように内包せず、ケーブルの外方で
保護管との間に介在する形でも良い。この場合、ケーブ
ルと保護管との間隔を保ち、充填材を十分に行き渡らせ
るため、網状などの非充実状の形とすることが必要であ
る。
【0029】また、保護スペーサを形成する素線2の形
は、図3(A),(B),(C),(D)のように楕円
のほか、円,正方形または長方形でもよい。これらの幅
,厚さtは同図に示す通りである。材料はMCナイロ
ンも好適である。
【0030】試験に用いたスペーサは、幅4mm,厚さ
3mmの素線で形成されたピッチ26mmの高密度ポリ
エチレン製螺旋体で、6本の軸方向添え線によりピッチ
の保持をしたものである。試験方法は、図4(A),
(B)に示すように、加圧面となる鋼鈑7と保護管を模
擬したポリエチレン板8(100mm角,厚さ10m
m)の間にPC鋼撚り線5(12.4mmφ)と前記ス
ペーサ11を配置した加圧装置を用い、加圧された状態で
ジャッキ9を介してPC鋼撚り線5を引き抜いてスペー
サ素線の変形,擦れ程度を調べた。尚、加圧装置には歪
ゲージ10が設けられている。ここで、加圧装置にスペー
サを配置する方法は2通りあり、図5(A)に示すよう
にPC鋼撚り線5にスペーサ11を外嵌した場合(1重,
ピッチ26mm)と、同(B)に示すようにPC鋼撚り
線5の下にスペーサ11を配置した場合(2重,ピッチ1
3mm)がある。加圧力と前記各配置における素線の変
形,擦れ状態を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】通常、用いるケーブルの長さは約50mで
あるが、将来さらに長いケーブルが用いられることを考
えて、95mのケーブルを想定して評価を行った。ケー
ブル長95mのとき、緊張伸びは52cmとなる。この
とき、最大支圧は平均420kgf/10cmとなる
が、表1に示すように、ピッチ13mm、400kgf
/10cmを加圧したときのへこみは0.5mmで十分
使用に耐えらえるものであることが確認された。
【0033】尚、上記のように螺旋体ではなく複数の環
状部材を同軸状に並列し、添え線で連結した筒体の場合
でも環状部材を構成する素線幅とピッチ(環状部材の配
置間隔)の関係は同様に適用できる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を外ケーブ
ル或はエクストラドーストケーブルシステムの定着部及
び/又は偏向部に用いれば、定着部で偏向でき、また偏
向半径を小さくすることができるので、定着部,偏向部
の躯体決定にあたって設計の自由度が著しく大きくな
る。
【0035】また、セメント系充填材の充填性が改善さ
れ、ケーブルの耐食性を著しく向上させることができ
る。又、従来の鋼製の保護管または螺旋状スペーサに比
べ、自由長部から伝達される振動やケーブル張力変動か
ら生じる金属間フレッチングも抑制でき、この点からも
耐食性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における偏向部の断面図である。
【図2】(A)は螺旋体保護スペーサの側面図、(B)
その正面図である。
【図3】螺旋体を構成する素線の断面図で、(A)は楕
円、(B)は円、(C)は正方形、(D)は長方形の場
合である。
【図4】保護スペーサの変形,擦れ程度を調べる試験の
説明図で、(A)は側面図,(B)は斜視図である。
【図5】図4の試験におけるスペーサの配置に関する説
明図で、(A)はケーブルにスペーサを外嵌した場合、
(B)はケーブルの下にスペーサを配置した場合であ
る。
【図6】ケーブル偏向部の荷重状態を示す説明図であ
る。
【図7】従来のケーブル偏向部におけるケーブルの配置
状態を示す断面図である。
【図8】外ケーブルシステムによる橋構造を模式的に示
す斜視図である。
【符号の説明】
1 螺旋体 2 素線 3 添え線 4 保護管 5
ケーブルPC鋼撚り線 6 充填材 7 鋼鈑 8 ポリエチレン板 9 ジャ
ッキ 10 歪ゲージ 11 スペーサ 14 保護管 15 PC鋼撚り線 16 セ
メント系充填材 17 コンクリート躯体 20 空隙 21 躯体の孔 H
偏向部 S 定着部 R 偏向部の半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−236849(JP,A) 特開 平3−119097(JP,A) 特開 平5−302404(JP,A) 実開 昭52−117819(JP,U) 実開 平3−71015(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04C 5/10 E04C 5/20 E04G 21/12 104

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 緊張されたケーブルの定着部及び/又は
    偏向部において、 該ケーブルを内包する保護管の少なくとも一部に保護ス
    ペーサを具え、 前記保護スペーサは、 合成樹脂製の螺旋状体又は同軸上に配した複数の環又は
    筒状の網によって形成され、 前記螺旋体または同軸上に配した複数の環は、添え線で
    ピッチ保護または連結され、 ケーブルに追随して移動するか又はケーブル移動時の摩
    擦抵抗を減ずるよう構成されたことを特徴とする緊張ケ
    ーブルの保護構造。
  2. 【請求項2】 偏向された孔を有するコンクリート躯体
    と、 前記孔に対して滑るように配置されると共に、内部に緊
    張ケーブルが収納される保護管と、 前記保護管内に配置されて保護管の座屈を防止する保護
    スペーサとを具え 前記保護スペーサは、 合成樹脂製の螺旋状体又は同軸上に配した複数の環又は
    筒状の網によって形成されることを特徴とする緊張ケー
    ブルの保護構造。
  3. 【請求項3】 保護スペーサの内面及び/又は外面に、
    潤滑剤又は減摩剤が付着されてなることを特徴とする請
    求項1又は2記載の保護構造。
  4. 【請求項4】 合成樹脂製の螺旋状体又は同軸上に配し
    た複数の環又は筒状の網によって形成され、前記螺旋体
    または同軸上に配した複数の環は、添え線でピッチ保護
    または連結されてなることを特徴とする保護スペーサ。
  5. 【請求項5】 螺旋ピッチが、螺旋体を構成する素線幅
    の2倍以上5倍以下であることを特徴とする請求項4記
    載の保護スペーサ。
  6. 【請求項6】 環の配置間隔が、を構成する素線幅の
    2倍以上5倍以下であることを特徴とする請求項4記
    の保護スペーサ。
  7. 【請求項7】 添え線の径が、螺旋体又は環を構成する
    素線の厚さ以下であることを特徴とする請求項4,5又
    は6記載の保護スペーサ。
  8. 【請求項8】 外ケーブル又はエクストラドーストケー
    ブルシステムにおいて、コンクリート躯体域におけるケ
    ーブルは、該ケーブルを挿通する保護管内の少なくとも
    一部に、請求項4,5,6又は7記載の保護スペーサを
    具備してなることを特徴とする緊張ケーブルの保護構
    造。
  9. 【請求項9】 保護スペーサの内面及び/又は外面に潤
    滑剤又は減摩剤が付着されてなることを特徴とする請求
    項8記載の保護構造。
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