JP6329625B2 - 敷詰材料を備えたケーブル係留装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ステイケーブルを係留するために使用できるケーブル係留分野に関する。本発明は、特に、排他的ではないが、引っ張られて保持された、静的及び／又は動的な偏移を受ける複数のストランドを備えたケーブルの係留に関する。

ステイケーブルは、例えば、橋のデッキを支持するために使用することができ、典型的には、橋の塔に固定された上方係留装置と橋のデッキに固定された下方係留装置の間で引っ張って保持することができる。ケーブルは、数十又は多数のストランドから構成することができ、各ストランドは、複数（例えば、７本）のワイヤーから構成される。各ストランドは、典型的には、係留ブロックの円錐形の穴に設置された先を細くした円錐形の楔を用いて各係留装置に個別に保持される。ストランドの引張は、例えば、油圧ジャッキを用いて、いずれかの端部から行なうことができる。ケーブルは、使用中に、橋のデッキの（例えば、風又は大きな通過交通量のために起こり得る）振動又はそれ以外の動きのために横方向、軸方向及び／又は捩れ方向の力を受ける場合が有る。前記の作用の結果として、ケーブルは、横方向、軸方向及び／又は捩れ方向に揺れる動きを受ける場合が有る。この揺動は、ケーブル全体（即ち、ケーブルのストランドが一緒に動く）又は個々のストランドに、或いはその両方に起こり得る。プリストレスケーブルなどの、それ以外のケーブルも、終端の係留装置又はその近くで静的及び／又は動的な偏移を受ける場合が有る。

そのようなケーブル、ストランド又はワイヤーの揺動は、ストランドとストランド管路の間の繰り返される衝撃と、特に、ストランドが係留されている所での曲げ応力とのために、個々のストランドと係留装置を損傷させる場合が有る。そのようなストランドとストランド管路の間の摩擦は、長い間に、ケーブル及び／又は係留装置への擦過、加工硬化又はそれ以外による損傷を引き起こし、それによりケーブル及び／又は係留装置の寿命を著しく短縮して、所要の保守及び監視作業を大きく増大させる可能性が有る。損傷したストランドの取り替えは、時間と費用がかかる作業であり、橋の場合、通常交通の大きな遮断を伴う。それは、特に、ケーブルの全てのストランドを一度に取り替えなければならない場合に言える。

この問題を少なくとも部分的に克服するために、従来技術による解決策は、各ストランドが出現する係留装置の入口に個別のデビエータ部材を使用することから構成される。そのような曲がった面を有する管路出口は特許文献１に開示されており、そこでは、各係留管路の入口が、例えば、曲率半径が一定の拡がった開口部として形成されている。その特許文献のデビエータ部材は、トランペット形状の曲がった面を提供し、横方向のずれを受けた時に、その面に各ストランドを押し付けることができ、それによって、ストランドと係留装置の間で曲げによる横方向の力が伝達される、ストランドと係留装置の間の接触領域の長さを延ばして、さもなければ尖った先端に対するストランドの持続する局所的な擦過の結果として起こり得る局所的な損傷を低減している。その解決策は、係留装置の出口で許容できるケーブルのずれ量を増大させる（それにより係留可能なケーブルの最大スパンを増大させている）。そのような曲がった面は、ストランドの延伸部に向かって偏向する係留装置の終端におけるストランドとストランドを収容する管路の壁の間の接触面を低減する。それにも関わらず、その解決策は、重要なストランドのずれに対処できず、余分なコストを生じさせるトランペット形状の余分な部分又は係留装置の出口構造の適合を必要とする。また、各ストランドのずれが拡大する可能性が有るために、係留装置の全体的な寸法が著しく大きくなる。

係留装置が許容できる角度のずれの大きさも、支持すべき、或いは引っ張るべき構造の設計に大きな制限を加える。例えば、デッキ構造が軽く、柔軟になる程長くなるケーブルスパンは、終端の係留装置での角度のずれを大きくする。そのため、より柔軟な構造に向かう現在の傾向は、係留装置が、ケーブルのより大きな角度のずれに対抗できなければならないことを意味する。例えば、ステイケーブルの単一の平坦な「扇部」により中央を支持された橋のデッキは、二つの横方向の面のステイケーブルから吊るされた橋のデッキよりも、デッキの著しく大きな回転を受け、それにより係留装置のステイケーブルにおいて著しく大きな角度のずれを生じさせる。

そのような従来技術による既存の係留装置では、デビエータ部材又は曲がった案内面は、ストランドが係留装置から出る所に設けられており、その場所は、ストランドの偏移がストランドに最も大きな損傷を引き起こす場所であると仮定されている。しかし、後で考察する通り、ケーブル内の曲げ応力と楔が加える横方向の締付け応力の組合せは、その場所が、ケーブルと個々のストランドの疲労作用に関して、しばしば最も重要な場所である出口領域ではなく、係留（締付け）領域であることを意味している。

曲がった面の長さと曲がり具合は、ストランドの期待される偏移角度に対して好適であるように選定しなければならない。偏移が大きくなる程、曲がった面を長くする必要が有る。しかし、係留装置内でストランドを互いに接近させることは、曲がった面の実現可能な最大長及び／又は最小曲率半径が存在すること、そのため、係留装置に関して指定できる最大偏移角度を制限することを強いる。

更に、そのような従来技術による既存の係留装置では、デビエータ部材又は曲がった案内面の最小長が必要であることは、係留されたケーブルの力を支えるのに必要な最小構造深度よりも係留装置の軸方向の最小長を長くすることとなる。そのため、それらは、構造の製造及び／又は修復のコスト全体に対してコストを追加することを意味する。

欧州特許第１１８１４２２号明細書 国際特許公開第２０１２０７９６２５号明細書 欧州特許第１２２７２００号明細書 国際特許公開第２０１１１１６８２８号明細書

本発明の課題は、従来技術による係留装置の前記の欠点の一つ以上を克服することである。

特に、本発明の課題は、特に、係留装置の出口において、ケーブルの静的なずれと起こり得る揺動により引き起こされる、ケーブルストランド及び係留装置に対する損傷を軽減する別の手段を提供することである。

本発明の別の課題は、従来技術による係留装置よりも必要な寸法及びストランド間の間隔が小さい係留装置を提供することである。

これらの課題は、ケーブル係留装置内で静的及び／又は動的な偏移を受けるストランドを係留する方法において、このケーブル係留装置が、係留ブロックと、この係留ブロックを通って係留端と出口端の間を延びるストランド管路と、係留ブロックの前記の係留端における、ストランドの軸方向の引張荷重を係留ブロックに伝達するストランド係留用の円錐形の楔とを備え、このストランド管路の長さがストランド管路の最小直径の１０倍以内であり、この方法が、２３℃で１０〜７０ショアーの範囲内の硬度を有する屈曲性及び／又は弾力性の敷詰材料でストランド管路内のストランドを取り囲む空間を少なくとも部分的に満たして、ストランド管路内のストランドのほぼ周囲をストランド管路の軸方向の長さの敷詰領域に沿って軸方向に延びる敷詰クッションを形成する充填工程を有する方法によって達成される。

これらの課題は、係留ブロックと、この係留ブロックを通って係留端と出口端の間を延びて、ストランド管路内に静的な偏移を受けるストランドを収容するストランド管路であって、このストランド管路の長さがストランド管路の最小直径の１０倍以内であるストランド管路と、この係留ブロックの前記の係留端における、ストランドの軸方向の引張荷重を係留ブロックに伝達するストランド係留用の円錐形の楔とを備えたケーブル係留装置であって、敷詰クッションが、ストランド管路内のストランドのほぼ周囲をストランド管路の軸方向の長さの敷詰領域に沿って軸方向に延びており、この敷詰クッションが２３℃で１０〜７０ショアーの範囲内の硬度を有する屈曲性及び／又は弾力性の敷詰材料から構成されるケーブル係留装置によって達成される。

各ストランドと係留ブロックのそれに対応する個々の各管路の内壁の間に適合した弾力性又は屈曲性の敷詰クッションが存在することは、腐食に対するストランドの保護に加えて、以下で詳しく説明する通り、「弾力的な敷物」を用いて、ストランドが係留ブロックに入り込む所でストランド内に依然として存在する曲げ応力を係留ブロックに速く効率的に伝達することを保証する。従って、ストランドが楔に入り込む地点でのストランドの曲げ応力を殆ど解消し、それにより静的及び／又は動的なずれの影響下における損傷からストランドを保護することが可能である。

そのようなストランドと係留ブロックの間のストランド管路内において敷詰クッションを形成する弾力的な敷詰材料は、更に、ストランド管路内に配置されたストランド部分の振動エネルギーを少なくとも部分的に吸収することによって、ストランド管路内でのストランドの振動を緩和する。そのため、この解決策は、ストランドの揺動の低減も生みだす。

この係留装置の別の利点は、従来技術による係留装置よりも短く製作できるとともに、ケーブル又はストランドのより大きな偏移角に対処できることである。

そのような敷詰クッションの使用は、既に使用中であるか、或いは既に存在する従来技術による係留装置の適合手順（グリースなどの効力が薄れた、或いは無くなった既存の敷詰材料の全体又は一部を取り替え）中であるストランドのために実施することができる。また、本発明による敷詰クッションの使用は、既存の従来技術による係留装置のデビエータ部材又は曲がった案内面と組み合わせることができる。

本発明は、前述した通りの一つ又は複数のケーブル係留装置を備えた構造も含む。

本出願を通して、鋼鉄製ストランドを備えたステイケーブルのための係留装置の例に言及する。しかし、係留装置において、或いはその近くでずれを受ける、ロープ、ワイヤー又はストランドなどを備えた如何なる形式のケーブルにも、例えば、ステイケーブル、ハンガー、外部テンドンなどの係留装置にも本発明を適用できることを理解すべきでる。そのようなケーブルなどは、多くの場合鋼鉄から製作されるが、ここで提示する発明は、鋼鉄製ケーブルに限定されず、カーボン又はそれ以外の構造繊維などのそれ以外の材料から成るケーブルにも適用できる。従って、「ケーブル」及び「ストランド」との用語は、角度のずれを受ける可能性の有る如何なる種類の柔軟な長手引張部材をも包含すると解釈すべきである。従って、ここで説明する発明は、そのようなケーブルを係留する必要の有る全ての形式の構造に適用することが可能である。

本出願では「ずれ」及び「偏移」との用語が互いに置き換え可能な形で使用されていることにも留意されたい。

「軸方向」との用語は、係留装置の縦軸及び／又はケーブルに対して平行な方向を参照するために使用されている。同様に、本出願では「長さ」との用語は、軸方向に沿って測った寸法を表している。

ここで、添付図面を参照して本発明を詳しく説明する。

係留装置及び複数のストランドから成るケーブルを通る縦方向の面に沿った模式的な断面図 本発明による係留装置の係留ブロック内に保持された単一のストランドの模式図 図２ａの係留装置内の敷詰クッションの圧縮剛性の模式図 図２ａのストランドの横方向偏移を大きく誇張した模式図 図２ｃに図示されたストランドなどの偏移を受けている時の図２ａのストランドの曲げ応力の模式図 本発明の第一の実施形態による係留装置の模式的な断面図 図３の係留装置の部分Ａの拡大断面図 本発明の第二の実施形態による係留装置の模式的な断面図 図５の係留装置の部分Ｂの拡大断面図

これらの図面は、本発明が根拠とする或る原理の理解を支援するために、図解のみを目的として提供されており、本発明の保護範囲を制限するものと解釈すべきではない。同じ符号が異なる図面で使用されている場合、それらは、同じ又は相応の特徴を参照することを目的としている。しかし、異なる符号の使用は、それらが参照する特徴の間の特定の相違点を示すことを必ずしも意図していない。

図１に図示されている通り、ケーブル８は、係留装置の係留ブロック１１内に個々に係留された個々のストランド５０から構成することができる。この係留ブロックは、典型的には、鋼鉄などの金属の固体ブロックから構成され、構造の一部４に対して、プリストレスを加えた、或いは支持した状態でケーブル８を引っ張って保持するように設計されている。これらのストランド５０は、係留手段（例えば、係留ブロック１１の係留端１における円錐形の楔１２）のための空間を確保するために、係留ブロック１１内で互いに分離しなければならず、分離されたストランド５０は、係留ブロック１１の出口端３で係留ブロック１１から出て行き、デビエータとも呼ばれる鍔１３により一緒に集めることができ、その結果、ストランドは、ケーブル８の主延伸部に沿って一緒に接近して束ねられて、それにより風への露出を最小化している（橋のステイケーブルの場合）。図示された例では、各ストランドは、ストランドの周囲に適合する円錐形の楔の区画１２によって係留されており、これらの区画は、ストランドが引っ張られた時に、それに対応する円錐形の穴にストランドを圧縮して把持する。

ストランドを把持又は係留する、係留装置の領域５６は、本出願では把持又は係留領域と呼ばれ、この把持又は係留は、前述した通り円錐形の楔１２によって、或いは丸頭、圧縮管継手又はそれ以外の好適な手法により実現することができる。軸方向応力、曲げ応力及び横方向締付応力が組み合わされるために、ケーブルが偏移を受けた時にストランドが特に損傷を受け易いのは、この把持領域内である。そのため、各ストランド５０は、一つの専用のストランド管路６内に個別に収容される。

図１は、如何にしてケーブル８が、そのため個々のワイヤー又はストランド５０が、引っ張られて、係留ブロック１１内に係留されている間に横方向のずれを受ける可能性が有るのかも大きく誇張した形で図示している。このケーブル８の主縦軸７は、係留装置の出口又はその近くで、例えば、係留装置の縦軸９’に対して４５ｍｒａｄ以上の大きさの瞬間的な偏移角βを成す可能性が有る一方、それに対応する個々のストランド５０の最大のずれαが、例えば、ケーブル８内のストランドの位置に応じて、それに対応するストランド管路の縦軸９に対して７５ｍｒａｄの大きさとなる可能性が有る。

このストランドのずれは、典型的には、例えば、ケーブルでの共鳴又は風力などの外部の力の結果として、或いは構造の一部内の捩れの結果として、水平成分と垂直成分を有する。

前に考察した通り、従来技術による係留装置は、ストランドが外気に出て行く、係留装置の出口領域の設計に焦点を置いていた。

ストランドにおける軸方向応力と曲げ応力が組み合わされた結果として、考え得る損傷及び障害がその領域で最も起こり易いと想定していた。しかし、本出願人は、特に、コンパクトな係留装置において、実際には係留領域５６自体における、ストランドを把持する領域で障害が起こり易いことを明らかにした。ストランドは、例えば、ストランドの横方向圧縮力が大きくなるので、係留用楔により把持されている所で障害をより受け易い。典型的には、係留領域５６では、ストランドの面が変形して、例えば、うねりなどの把持輪郭のために、楔の内面に切欠作用を生じさせることも有る。それ以外の形式の係留は、それ以外の障害を受け易い原因を伴う可能性が有る。

ここで、本発明は、曲げ応力が把持領域（係留領域）に到達するのを阻止するために、図２ａに模式的に示されている通り、ストランド５０と管路の内壁の間の空間内に配置された、好ましくは、所定の剛性と硬さを有する屈曲性又は弾力性の敷詰材料５１を使用することを提案する。この敷詰材料５１は、ストランド管路６の軸方向の長さ５５の敷詰領域５４に沿って延びる敷詰クッションを形成する。そのため、各管路５０に関して一つの敷詰クッションが存在し、この敷詰クッションは、前記の敷詰材料５１から作成される。この敷詰材料５１は、固体のポリマー材料、エラストマー材料又は高分子エラストマー、特に、粘弾性ポリマー、例えば、ポリウレタン、エポキシポリウレタン、エポキシポリマー又は網目状エポキシ樹脂などから構成することができ、「弾力的な敷物」として知られる作用を用いて、曲げ応力を周囲の十分に堅い係留構造に伝達する役割を果たす。この弾性敷物との概念は、当初地盤の中又は上の構造を設計する際に地盤の柔軟性を考慮できるようにするために、土又はそれ以外の形式の地盤材料に支持された構造部材の屈曲動作をモデル化する数値解析方法として開発された。出来る限り短い敷詰領域５４において係留装置によりストランド５０の横方向の曲げ応力を吸収することを保証するために敷詰材料５１に必要な弾力的な敷物の特性（例えば、圧縮剛性）を求めるために、同様の数学的な計算を行なうことができる。本出願の文脈において、「弾力的な敷物」との用語が従来の線形的な弾性を有する敷物に限定されず、非線形的な変形動作を有する敷物をも含むことに留意されたい。この敷詰材料の圧縮剛性は、例えば、特定のショアー値（硬度）を有する敷詰材料を選定することによって、並びに少なくとも弾力的な敷物が作用することを必要とする管路の（敷詰領域と呼ばれる）領域５４に渡る、ストランドとその周囲の係留装置（例えば、係留ブロック１１の鋼鉄）の間の敷詰材料が占める空間の寸法を考慮することによって、予め決定することができる。このストランド５０の自由延伸部又は主要部が符号５３により図面で示されている。

図２ｂは、自由ストランドが角度αだけ偏移した結果発生する横方向の曲げ応力に対抗するために敷詰材料５１の存在により得られる、関数ｋ（ｘ）（ここで、ｘは係留装置の管路に対して平行な縦軸９に沿った距離を表す）として示された弾力的な敷物の（横方向支持量と呼ばれる）圧縮剛性を図示している。図２ｂに図示されている通り、この敷詰材料５１はばねのように動作し、このばねは、ストランド５０とストランド管路６の間の敷詰領域５４に沿って順次配置された、応力を制限する柔軟な支持部及び動的荷重用ダンパのように動作する敷詰クッションを形成する。

図２ｃは、角度αだけ縦軸９から偏移した場合の図２ａのストランド５０の曲がり具合を断面方向に大きく誇張して図示している。このストランド５０は、係留ブロック１１の入口領域３から出て行くにつれて曲がっている。既存の解決策は、ラッパ口又は柔軟な案内部を設けることによる係留装置の出口での作用によって、係留装置において曲げ応力を制御することを目的としている。それに対して、本発明の係留装置の特徴は、敷詰領域の長さに沿って堅くない敷詰クッションを配備することによる敷詰領域の大部分に沿った作用によって、曲げ応力を制御することである。これは、ストランドでの曲げ応力のより効率的な軽減を実現して、曲げ応力の制御を改善する結果となる一方、係留装置の楔と出口の間の間隔を短縮する。従来技術による係留装置は、管路出口での曲げ応力の吸収に焦点を置いており、そのため、例えば、係留装置の出口での曲がった移行面を設けることによって、ストランドでの旋回作用を緩和するために設計されていたのに対して、本発明の方法及び係留装置は、むしろ把持領域５６でストランドの曲げ作用を低減することに焦点を置いており、従って、係留ブロック１１の敷詰領域５４における敷詰クッション５１の圧縮剛性を用いてストランド管路内で曲げに対抗するとのそれに代わる解決策を提供する。係留ブロック１１自体の中で曲げ応力に対する対抗策（敷物）を実現することによって、係留装置の全長を大幅に短縮することができる。更に、弾力的な敷物は曲げ応力を吸収するための非常に効果的な対抗策であるので、本発明の方法及び係留装置は、ストランド／ケーブルのずれ角度が従来技術による同様の長さの係留装置を用いて可能であった角度よりも著しく大きい状況で使用することができる。本発明による係留装置は、例えば、ずれ角度が（静的な）６０ｍｒａｄ＋／−（動的な）１５ｍｒａｄ以上の大きさである状況で使用することができる。このずっと大きなずれ角度に対処する能力は、従来技術でこれまで実現可能であったスパンよりも著しく長いスパンを支持する係留ケーブルに本発明の方法及び係留装置を使用できることをも意味する。

図２ｄは、図２ｃに図示された偏移角αを受ける図２ａのストランド５０での曲げ応力を図示している。この曲げ応力のピーク値２２は、係留管路の出口３の近くの何処かで起こる。しかし、図２ｄから見て取ることができる通り、敷詰領域５４に渡る敷詰クッション５１により実現される弾力的な敷物の作用は、敷詰領域５４の係留端において、この例では、ほぼ線形的に、ゼロに近い非常に小さい値２３にストランド５０の曲げ応力を軽減することを保証する。

特許文献２に記載された係留装置などの管路出口において収束するストランド管路と弾力的な壁区画を有する従来技術による係留装置では、ストランドの偏移による曲げ応力が、本発明による係留装置を用いて達成できる程一様又は速くには、或いはそのような低い値にまでは減少しない。

例えば、特許文献１と３に記載された係留装置などのストランド管路の入口において曲がる、或いは拡がるデビエータ部材を使用する係留装置では、ストランドが把持領域５６に入り込む地点におけるストランドの曲げ応力が依然として大きい。従って、デビエータ部材が把持領域５６における曲げ応力を適切に制御するためには、そのような係留装置を著しく長くして作らなければならない。

ここで、本発明の敷詰クッション５１を如何にして配備できるかの例に戻る。この敷詰材料は、例えば、注入によって、管路内のストランドの周りの空間に導入することができる。従って、係留ブロック１１内の管路の全長５５又は少なくともその長さの大部分に渡って、ストランド５０と管路壁の間の空間をほぼ満たすように、例えば、係留用の楔１２を通して、或いはそれらの間に液体のポリウレタン混合物を注入することができる。この形式のポリウレタンは、それが注入された場合に容易に流れるように選定することができるとともに、この注入プロセスは、注入された液体により追い出された空気を管路内のストランド５０の周りの空間から逃がす、或いは吸い出すための吸引用（真空）開口部又は少なくとも通気孔を用いて更に促進することができる。この液体は、弾力的な敷物の計算に基づき、注入後に所要の硬度に硬化するように選定される。

それに代わって、この敷詰材料は固体の形で導入することができる。これは、例えば、粉、ビーズ又は繊維などの粒子又は繊維状材料の形で導入することによって実現できる。必要であれば、所要の弾力特性及び／又は屈曲特性を実現するために、焼結などの更なるプロセスを粒子状材料に別途実施することができる。

この敷詰材料は、管路の内面及び／又はストランド５０の外面に適合する、或いは付与するコーティング又はスリーブの形をとることができ、このコーティング又はスリーブがストランド５０と管路の内壁の間において所要の弾力的な敷物の機能を実現する寸法とされる。さもなければ、管路壁又はストランド被覆の材料が好適な圧縮剛性及び／又は弾力特性を有する場合、それが敷詰クッション５１の少なくとも一部を形成することもできる。この状況において、充填工程は、ストランド管路６の敷詰領域５４内のストランド５０の周りにコーティング又はスリーブの形の敷詰材料５１を配備することを有する。

それに代わって、所望の弾力的な敷物作用を得るために、前記の変化形態の中の一つ以上を組み合わせることができる。敷詰材料により構成される敷詰クッション５１は、ストランド５０とストランド管路６の壁の間の空洞を完全に満たすことができる。しかし、たとえ（図示されていない）隙間がストランド管路６の壁及び／又はストランド５０から敷詰クッション５１を分離していても、所望の弾力的な敷物作用を実現することができる。

この敷詰材料は、有利には、その腐食防止特性に関しても選択することができる。その後予め決められた圧縮剛性に硬化するとともに、充填する空間の面に良く接着する液体のポリウレタンは、ストランドを腐食から保護する役割も果たす、そのような敷詰材料の一例である。

液状又は粒状の材料として敷詰材料を導入することは、有利には、敷詰材料が前記の空間を満たして、その後ストランドの更なる大きな動きによって著しく変形されない形状をとるように、ストランド５０を一度引っ張ってから実施することができる。このようにして、ストランド５０と係留装置の本体の間で最適な敷物が実現される。

前記の記述は、係留装置の長さを短縮する一方、依然として係留装置の係留領域５６において曲げ応力の作用を解消又は十分に軽減するために、本発明を如何にして実現できるかの一般化された記述に言及している。各ワイヤーの直径が５．２５ｍｍである７本のワイヤーから成るストランドの場合、１５０ｍｍ以内（例えば、９０ｍｍ〜１５０ｍｍ）の長さの敷詰領域５４を使用するとともに、５０〜２５０ＭＰａ（好ましくは、５０〜１８０ＭＰａ）の圧縮剛性と１０〜７０ショアーの硬度を有する敷詰材料（又は敷詰材料の組合せ）を使用することによって、係留領域５６の曲げ応力を５０ＭＰａ（の大きさ）以内に制限できることが示される。敷詰材料２１の硬度値は、好ましくは、１０〜３０ショアーの範囲内であり、より好ましくは、１５〜２５ショアーの範囲内である。以下のエラストマーに関する硬さとヤング係数の間の関係式を用いて、本発明に使用する敷詰材料２１は、好ましくは、０．４〜５．５ＭＰａの範囲内、より好ましくは、０．４〜１．１ＭＰａの範囲内、一層好ましくは、０．６〜０．９ＭＰａの範囲内のヤング係数により規定される剛性を有し、
Ｅ＝０．０９８１（５６＋７．６２３３６Ｓ）／０．１３７５０５（２５４−２．５４Ｓ）
ここで、Ｅはヤング係数（ＭＰａ単位）であり、Ｓは硬度として使用されるＡＳＴＭ Ｄ２２４０タイプＡの硬さである。

従来技術による係留装置は、適切な曲げ制御を実現するために、係留すべきストランドの直径の１０〜２０倍の長さを必要としていた。しかし、ここで説明した本発明による手法は、管路長５５が係留すべきストランドの直径の１０倍以内である係留装置を許容する。

前に説明した通りの適度な硬度の弾力的な敷詰材料又は隙間によりストランドから分離された弾力的な敷詰材料を使用する追加の利点は、そのような敷詰クッションがストランドの縦方向の動きに対する低い抵抗を提供することである。これは、敷詰クッションが所望の弾力的な敷物機能を提供するのに十分に堅い一方、比較的小さい力で管路からストランドを引き出すのに十分に小さい強度を依然として有することを意味する。短い係留装置では、手でストランドを引き出すことさえ可能である。より長い係留装置では、係留装置を通してストランドを引っ張るためには、小型のジャッキ又はそれ以外の機器が必要な場合が有る。

ここで、ステイケーブルのための二つの典型的な係留装置に関する二つの実施例を説明し、第一の係留装置は、「受動端」係留装置と呼ばれ、一般的にケーブルの一端においてストランドを単に保持する、ケーブルのアクセスし難い端部に配置される。「張力印加端」係留装置と呼ばれる、一般的にケーブルのよりアクセスし易い端部に配置される第二の係留装置は、例えば、油圧ジャッキにより、ストランドが個々に所要の張力で個々に引っ張られるまで、その係留ブロックを通してストランドを引っ張ることができる。

図３と４を参照して、第一の実施形態を説明する一方、図５と６を参照して、第二の実施形態を説明する。

図３と４は、前述した「受動端」への適用に適した係留装置の例を図示している。それは、例えば、大きな縦方向の張力に耐えるのに適した硬鋼又はそれ以外の材料のブロックとすることができる係留ブロック１１を通して形成された複数の管路６を備えている。ストランド５０は、円錐形の楔１２を用いて管路６内において位置を保持されている。ストランド５０が係留装置から出現する、係留装置の出口領域に、開口部材１８が配置されている。この開口部材１８は、例えば、成形プラスチック部品とすることができ、開口部材１８とストランド５０の間の防水密閉部を実現する内側密閉部２６と、開口部材１８と周囲の構造の間の防水密閉部を実現する外側密閉部２７とを備えている。また、特に、製造を容易にするために、この開口部材１８は、ツーピース部品とすることができ、これらの二つのピースの組み立ては、内側密閉部２６を収容する窪みの位置に境界を画定する。例えば、これらの二つのピースは、この境界を防水とするために、係留装置への取付前に、プラスチック溶接又は摩擦溶接される。図４と５に図示されている通り、好ましくは、この密閉部２６は、ストランド管路６に沿った第一の軸方向の位置における管路６の内壁の円環形又は円筒形の窪んだ領域内のストランド５０の外面とストランド管路６の内面の間に配置されて、上記の体積と主延伸部８に向かって配置されたケーブル係留装置の外部領域の間での液体の移動を防止する。

この受動端係留装置の例では、係留装置を出来る限り短くするのが有利であり、従って、最適な圧縮剛性と硬さを有する敷詰材料５１が配備されて、好ましくは、連続しており、ストランド５０と周囲の係留ブロック１１の間の空間全体を満たす。

ストランド５０の（黒い斜線の）部分は、例えば、ポリマー材料で被覆されている。そのため、有利には、エラストマー材料から形成された内側密閉部２６が被覆の外面に対して支えられる。

この内側密閉部２６は、係留装置の（図３と４の右手側の）外部からの水の侵入を防止するだけでなく、例えば、敷詰材料５１が液体として注入された場合に、敷詰材料５１の拡がりを規定する障壁としての役割も果たすことができる。この場合、敷詰材料５１を形成する液体は、ストランド管路６（の外壁）、ストランド（の内壁）及びそのため停止栓を形成する内側密閉部２６により規定される管路内に収容される。これらの弾力的な密閉部２６と屈曲性／弾力性の敷詰材料５１の組合せは、前に考察した通りの非常に効果的な弾力的な敷物作用をもたらすだけでなく、非常に効果的な腐食を防止する役割も果たす。

この敷詰材料５１が存在するために、ストランドの把持領域での小さい曲げ応力を保証しつつ、図３と４に図示された係留装置の全長を大幅に低減することができる。

図３と４の係留装置と同様であるが、トランシジョンパイプ１５と管路延長管１４を追加するとともに、開口部材１８と係留ブロック１１を適切に適合した第二の実施形態が図５と６に図示されている。この例の係留装置は、第一の実施形態の係留装置よりも長く（例えば、１５０ｍｍよりも長く）、特に、能動端係留装置としての使用に適しており、その場合、ストランドの引張又はプリストレス作業を実施するために必要な最低限の長さが或る程度有れば良いので、係留装置の全長の最小化がより重要でなくなる。従って、この敷詰領域５４をより長くすることができ、敷物作用をより大きな距離に渡って拡げることができる。この敷詰クッション５１は、敷詰領域５４に渡る曲げ応力の減少勾配（図２ｄを参照）が第一の実施形態よりも急峻でないようにすることができる。例えば、敷詰クッション５１とストランド５０又は管路壁の間に（図示されていない）隙間を設けるか、或いは敷詰材料５１を第一の実施形態で使用される敷詰材料よりも堅くない、或いは硬くないようにすることができる。

ストランド、特に、ステイケーブルのストランドは、張力印加端係留装置の管路６にストランドを挿入する前に、それらの端部領域のポリマー製被覆を剥ぎ取られる。これは、楔１２が、被覆の代わりに、ストランドの裸の鋼線を直に把持できるようにする。張力印加端で係留ブロック１１の管路６を通してストランド５０を引っ張って、完全に引っ張った場合に、係留領域５６と開口部材１８の内側密閉部２６の間の何処かに被覆の端部を配置するように、十分な被覆を剥ぎ取らなければならない。従って、張力印加端係留装置は、引っ張っている間にストランドの軸方向の動きを許容するために、受動端係留装置よりも長くする必要がある。この場合、係留ブロック内の管路は、固体のグラウト、コンクリート又はそれ以外の硬化充填材料５などの堅い構造内で包囲された管路延長管１４を用いて効果的に延長される。このトランシジョンパイプ１５は、ケーブルのずれにより引き起こされて、硬化充填材料により、或いは、例えば、係留装置の出口領域３にほぼ堅実に固定されたバックプレート２０により伝達される横荷重に耐えるのに十分に堅い。受動端係留装置では、ストランド５０と（延長された）管路の内壁の間の空間は、敷詰材料とストランドの間又は敷詰材料と管路壁の間に隙間を設けるか、或いは設けない形で、好ましくは、係留ブロック１１の長さの大部分に渡って、少なくとも部分的に敷詰材料５１で満たされる。この敷詰材料５１は、有利には、ストランド管路の残りを通って開口部材１８の内側密閉部２６にまで拡がることもできる。ケーブルのずれにより引き起こされる横荷重の大部分が、この場合係留ブロックからより遠い距離の所の係留装置の出口領域の近くのトランシジョンパイプに伝達されるので、このトランシジョンパイプ１５は、トランシジョンパイプ１５が係留ブロックに力を伝達するのに十分に堅いとともに、十分に強く係留ブロックに固定されなければならない。このために、好ましくは、トランシジョンパイプ１５と係留ブロック１１の間の破断点を最小化するために丸いねじ山を用いた、ねじ継手１６を提案する。係留ブロック１１の外周面には、楔により実現できない、構造４に対する係留ブロック１１の軸方向の位置を微調整するための調整リング１０も配備されている。

図６は、例えば、バックプレート２０又はそれ以外の部材に、内側密閉部２６と外側密閉部２７と共に開口部材１８を如何にして配置して、Ｏリング１９などの密閉部を用いてトランシジョンパイプ１５に対して密閉するのかを図示している。また、この開口部材１８は、締まりばめ式管路延長管１４を収容するために延長されている。敷詰材料５１は、半径方向の隙間を設けるか、或いは設けない形でストランド５０と管路延長管１４の内壁の間の空間に導入される。これらの延長管１４及び／又はストランド被覆自体も、ストランド５０とほぼ堅い周囲の構造（この場合、グラウト、コンクリート又は充填材５）の間の弾力性／屈曲性の敷詰材料の所要の堅さを実現するために、敷詰材料５１／敷詰クッションの一部を形成することができる。この開口部材１８は、弾力壁ピースとして構成することもでき、従って、必要な場合に、出口領域３の近くの弾力的な敷物に寄与することができる。ストランド管路６は、堅い周囲の構造（この場合、グラウト、コンクリート又は充填材５）にまで半径方向に延びて、敷詰クッション、即ち、敷詰材料５１と開口部材１８を収容し、場合によっては、管路延長管１４も収容し、そのため、ストランド管路６の直径は、場合によっては、その長さに沿って同じではない。

前述した例及び実施形態は、ケーブル５０の縦軸９に対して互いに平行である真っ直ぐなストランド管路６を備えた係留装置の例を用いて図解した。しかし、本発明は、管路の中の幾つか、或いは全部が真っ直ぐでない、及び／又は互いに平行でない、及び／又はケーブル５０の縦軸９に対して平行でない係留装置で使用することができる。前述した弾力的な敷詰クッション５１は、例えば、係留装置のストランド管路６が曲がっている、及び／又はケーブル５０の自由延伸部５３に向かって収束する係留装置で使用することができる。

前の記述では、円錐形の楔１２などのストランド係留機器を用いて管路６の第二の端部に収容された自由端において係留を実現したステイケーブルと関連して本発明を制限しない手法でケーブル係留装置を図解した。そのため、本発明は、ステイケーブルの別の形式の係留、即ち、ステイケーブルの自由端から遠い方の部分での係留にも適用することができる。ケーブル偏移サドルを使用した場合、或る状況下においては、サドルの中央部分に配置されたストランド部分をずらすことができず、そのため、この状況は、円錐形の楔１２と同等のストランド係留機器を形成するサドルによる係留に相当する。この状況は、サドル本体内のストランドの腐食に対してストランドを保護する通常の材料の代わりに敷詰材料５１を使用できる特許文献４に対応する。

考え得る変化形態では、この充填は、敷詰領域５４がストランド管路６の軸方向の長さの単一のほぼ連続する部分に沿って軸方向に延びるように実施される。それに代わって、この充填は、敷詰領域５４がストランド管路６の軸方向の長さの二つ以上の連続しない部分を有するように実施される。また、好ましくは、この充填は、前記の敷詰領域５４の連続する部分の軸方向の長さ又は前記の敷詰領域５４の連続しない部分の軸方向の長さの合計がストランド管路６の軸方向の長さの半分よりも大きくなるように実施される。好ましい変化形態では、この充填は、敷詰領域５４がほぼストランド管路６の軸方向の全長５５に沿って軸方向に延びるように実施される。好ましくは、この充填は、敷詰クッションが、少なくとも敷詰領域５４内において、ストランド管路６内のストランド５０の外面とストランド管路６の十分に堅い壁の間の半径方向の隔離間隙を少なくとも部分的に満たすように実施される。好ましい変化形態では、この充填は、敷詰クッションが、少なくとも敷詰領域５４の軸方向の長さに渡って半径方向の隔離間隙をほぼ満たすように実施される。好ましくは、この充填工程は、前記の空間内に液体を導入して、敷詰材料５１を形成するために、この液体を硬化させることを有する。好ましくは、この液体は、２５ポアズ以内、好ましくは、１０ポアズ以内のブルックフィールド動的粘度を有する。

また、好ましい実施形態で、ストランド係留用楔１２が一つ以上の開口部を有し、充填工程が、これらの開口部を通して空間内に敷詰材料５１を導入することを有する。一つの変化形態では、敷詰材料５１の予め決められた硬度が敷詰領域５４に沿って変化する。一つの変化形態では、敷詰材料５１の予め決められた堅さが敷詰領域５４に沿って変化する。好ましくは、この堅さの変化は、敷詰領域５４の軸方向の長さに沿った敷詰クッションの厚さ及び／又は敷詰材料５１の硬度の変化によって実現される。

好ましくは、本方法は、少なくともストランド管路６内に敷詰材料５１を導入している間に、ストランドの主延伸部８の方向における予め決められた軸方向の位置を超えた敷詰材料５１の軸方向の動きを防止するために、ストランド管路６に沿った予め決められた軸方向の位置における管路６の内壁の円環形又は円筒形の窪んだ領域内のストランドの外面とストランド管路６の内面の間に密閉部２６を配備する密閉工程も有する。好ましくは、この密閉部２６は、ストランド係留用の円錐形の楔１２から遠い方のストランド管路６の第二の端部３からストランド管路６内への湿気の侵入を防止するように構成される。

一つの変化形態では、この充填工程は、敷詰材料５１の導入前及び／又は導入中に空間を少なくとも部分的に真空にする真空化工程を有する。好ましくは、この充填工程は、密閉部２６の漏れ耐性を試験する試験工程を有する。好ましくは、このケーブル係留装置は、主延伸部８に向かう方向における係留ブロック１１外のストランド管路６の軸方向の長さの延長を実現するストランド係留延長部材１４も有する。

一つの変化形態では、このケーブル係留装置は、複数のストランド管路６を有し、本方法は、ストランド管路６の中の一つ以上内の複数のストランド５０の中の一つ以上に対して個々に充填、真空化及び／又は試験工程を実施することを有する。一つの変化形態では、本方法は、ストランド管路６内にストランド５０を敷設する敷設工程を有する。好ましくは、敷設工程の前に、ストランド管路６から以前敷設したストランドを取り出す取出工程が実施される。好ましくは、このケーブル係留装置は、前記の体積を真空にするための真空ラインに繋げるための一つ以上の真空化用開口部を有する。

好ましくは、このケーブル係留装置１は、係留ブロック１１とストランドの出口領域３の間を軸方向に延びる移行領域２と、この移行領域２を通ってストランド管路６の軸方向の長さの延長を実現するストランド管路延長部材１４とを有する。好ましくは、このケーブル係留装置は、複数のストランド管路も有する。

好ましくは、敷詰領域５４の長さ５５は、少なくとも９０ｍｍ、好ましくは、少なくとも１５０ｍｍである。

１ 係留端
３ 出口端
４ 構造の一部
５ 硬化充填材料
６ ストランド管路
７ ケーブルの縦軸
８ ケーブル
９ ストランド管路の縦軸
１０ 調整リング
１１ 係留ブロック
１２ 係留機器（円錐形の楔）
１３ 鍔又はデビエータ
１４ 管路延長管
１５ トランシジョンパイプ
１８ 開口部材
１９ Ｏリング
２０ バックプレート
２２ ピーク値
２３ 非常に小さい値
２６ 内側密閉部
２７ 外側密閉部
５０ ストランド
５１ 敷詰材料
５３ ストランドの自由延伸部又は主延伸部
５４ 敷詰領域
５５ ストランド管路の軸方向の長さ
５６ 把持又は係留領域

Claims (20)

1. ケーブル係留装置内で静的及び動的な偏移を受けるストランド（５０）を係留する方法であって、
   このケーブル係留装置が、係留ブロック（１１）と、この係留ブロック（１１）を通って係留端（１）と出口端（３）の間を延びるストランド管路（６）と、係留ブロック（１１）の前記の係留端（１）における、ストランド（５０）の軸方向の引張荷重を係留ブロック（１１）に伝達するストランド係留用の円錐形の楔（１２）とを有し、このストランド管路（６）の長さ（５５）が、ストランド管路（６）の最小直径の１０倍以内であり、 この方法が、２３℃で１０〜７０ショアーの範囲内の硬度を有する屈曲性及び／又は弾力性の敷詰材料（５１）でストランド管路（６）内のストランド（５０）を取り囲む空間を少なくとも部分的に満たして、ストランド管路（６）内のストランド（５０）の周囲をストランド管路（６）の軸方向の長さの敷詰領域（５４）に沿って軸方向に延びる敷詰クッションを形成する充填工程を有する、
   方法。
2. 当該の敷詰領域（５４）の連続した部分の軸方向の長さ又は当該の敷詰領域（５４）の連続しない部分の軸方向の長さの合計がストランド管路（６）の軸方向の長さの半分よりも大きくなるように、当該の充填が実施される請求項１に記載の方法。
3. 当該の敷詰領域（５４）がストランド管路（６）の軸方向の全長（５５）に沿って軸方向に延びるように、当該の充填が実施される請求項１又は２に記載の方法。
4. 当該の敷詰クッションが、少なくとも敷詰領域（５４）において、ストランド管路（６）内のストランド（５０）の外面とストランド管路（６）の堅い壁の間の半径方向の隔離間隙を少なくとも部分的に満たすように、当該の充填が実施される請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. 当該の敷詰材料（５１）がポリマー材料、エラストマー材料又は高分子エラストマーを含む請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 当該の敷詰材料（５１）がポリウレタン、エポキシポリウレタン又はエポキシポリマーを含む請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 当該の充填工程が、当該の空間内に液体を導入した後、この液体を硬化させて敷詰材料（５１）を形成することを有する請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 当該の液体が２５ポアズ以内、或いは１０ポアズ以内のブルックフィールド動的粘度を有する請求項７に記載の方法。
9. 当該の敷詰材料（５１）の２３℃での硬度が１０〜３０ショアーの範囲内、或いは１５〜２５ショアーの範囲内にある請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
10. 当該の充填工程が、敷詰領域（５４）内のストランド（５０）の周りにコーティング又はスリーブの形の敷詰材料（５１）を配備することを有する請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 当該の敷詰材料（５１）の圧縮剛性が５０〜２５０ＭＰａである請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
12. 少なくともストランド管路（６）内に敷詰材料（５１）を導入している間に、ストランドの主延伸部（８）の方向における予め決められた軸方向の位置を超えた敷詰材料（５１）の軸方向の動きを防止するために、ストランド管路（６）に沿った軸方向の予め決められた位置における管路（６）の内壁の円環形又は円筒形の窪んだ領域内のストランドの外面とストランド管路（６）の内面の間に密閉部（２６）を配備する密閉工程を有する請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
13. 当該のケーブル係留装置が複数のストランド管路（６）を有し、当該の方法が、ストランド管路（６）の中の一つ以上内の複数のストランド（５０）の中の一つ以上に対して充填工程、真空化工程及び／又は試験工程を個々に実施することを有する請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
14. 敷設工程前に実施される、ストランド管路（６）から以前敷設したストランドを取り出す取出工程を有する請求項１３に記載の方法。
15. 係留ブロック（１１）と、
    この係留ブロック（１１）を通って係留端（１）と出口端（３）の間を延びるストランド管路（６）であって、このストランド管路（６）内で静的及び動的な偏移を受けるストランド（５０）を収容し、このストランド管路（６）の長さ（５５）がストランド管路（６）の最小直径の１０倍以内であるストランド管路と、
    係留ブロック（１１）の前記の係留端（１）における、ストランド（５０）の軸方向の引張荷重を係留ブロック（１１）に伝達するストランド係留用の円錐形の楔（１２）と、を備えたケーブル係留装置において、
    敷詰クッションが、ストランド管路（６）内のストランド（５０）の周囲をストランド管路（６）の軸方向の長さの敷詰領域（５４）に沿って軸方向に延びており、この敷詰クッションが、２３℃で１０〜７０ショアーの範囲内の硬度を有する屈曲性及び／又は弾力性の敷詰材料（５１）から構成されることを特徴とするケーブル係留装置。
16. 当該の敷詰材料（５１）がポリマー材料、エラストマー材料又は高分子エラストマーを含む請求項１５に記載のケーブル係留装置。
17. 当該の敷詰材料（５１）がポリウレタン、エポキシポリウレタン又はエポキシポリマーを含む請求項１５又は１６に記載のケーブル係留装置。
18. 当該の２３℃での予め決められた硬度が１０〜３０ショアーの範囲内、或いは１５〜２５ショアーの範囲内にある請求項１５から１７までのいずれか一つに記載のケーブル係留装置。
19. ストランド管路（６）に沿った軸方向の第一の位置における管路（６）の内壁の円環形又は円筒形の窪んだ領域内のストランド（５０）の外面とストランド管路（６）の内面の間に配置された、このストランド（５０）の外面とストランド管路（６）の内面の間の体積と、主延伸部（８）に向かって配置されたケーブル係留装置の外部領域との間での液体の移動を防止するための密閉部（２６）を有する請求項１５から１８までのいずれか一つに記載のケーブル係留装置。
20. 当該の敷詰領域（５４）の長さ（５５）が少なくとも９０ｍｍ、或いは少なくとも１５０ｍｍである請求項１５から１９までのいずれか一つに記載のケーブル係留装置。

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