JP6965471B2 - 二重シース構造用ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、建設業界で使用される構造用ケーブルに関する。特に、構造物を支えたり、補強したり、安定させたりするのに使用されるステイケーブルに適用することができる。

ステイケーブルは、橋面または屋根などの吊り構造物を支持するために広く使用されている。タワーやマストなどの直立建造物を安定させるためにも使用できる。

ステイケーブルの典型的な構造は、集合的なプラスチックシース内に収容された緊張材、例えばワイヤまたはストランドの束を含む。シースは、金属製緊張材の束を保護し、ステイケーブルの滑らかな外観を提供する。

ある場合には、シースは、ステイケーブルの下部固定点から上部固定点まで延びる一体的なチューブの形をしている。緊張材は、両端で固定する前に、通常１つずつ、または小さなグループごとに、シースにねじ込まれる。このような技術を説明する例は、特許文献１および特許文献２に記載されている。

他の場合では、シースは、ケーブルに沿って互いに続くセグメントでできている。各セグメントは、緊張材の束の周りに集まったいくつかのセクターで作ることができる。例えば、特許文献３参照。

米国特許第５，４６１，７４３号明細書 米国特許第７，７７９，４９９号明細書 米国特許第５，４７９，６７１号明細書

本発明の目的は、構造用ケーブルのための他の種類のシース設計を提案することである。

本明細書は、建設工事の構造用ケーブルを開示している。構造用ケーブルは、
上部固定装置と下部固定装置との間に延びる耐荷重緊張材の束と、
緊張材の束を含む第１のシースと、
第１のシースと第２のシースとの間に間隙を有して、第１のシースの周りに配置される第２のシースと、
を備える。

２つの同心シース間の間隙は、構造用ケーブルにその主要な耐荷重機能を超えてより多くの機能性を提供するために、いくつかの機器、例えば配線、配管または様々な種類の装置を挿入するために有利に使用され得る。第１のシースと第２のシースの間に間隙があるために追加される可能性がある潜在的な機能としては、視覚効果、落雷保護、防火が挙げられる。

一用途では、光源は、第１のシースと第２のシースとの間の間隙に配置され、第２のシースは少なくとも部分的に光透過性である。

典型的には、第２のシースは、上部固定装置と下部固定装置との間の緊張材の束の長さの８０％を超えて延在する。

一実施形態では、第１のシースは、下部固定装置に隣接する第１の端部と上部固定装置に隣接する第２の端部との間で一体型チューブ状部材として延在する。

第２のシースは、長手方向の力を第１のシースに実質的に伝達しないように構成することができる。したがって、第２のシースを追加しても、構造用ケーブルの機械的挙動は大きく変化しない。

さらに、第２のシースの各セグメントは、第２のシースの隣接するセグメントに長手方向の力を実質的に伝達しないように構成することができる。

構造用ケーブルの一実施形態は、第１のシースと第２のシースとの間の間隙内で、緊張材の束に沿って延びる少なくとも１本のロープをさらに備え、第２のシースは、少なくとも１本のロープに取り付けられる。ロープは、構造用ケーブルの方向に沿って第２のシースを支持し、その結果、第１と第２のシース間の力は、構造用ケーブルの方向に対して実質的に横方向である。

第２のシースは、留め具を使用して少なくとも１本のロープに取り付けられてもよく、各留め具は、ロープに固定された第１の部分と、ロープに対して横方向に、第２のシースの壁を通り突出する第２の部分とを有し、第２の部分は、第２のシースの外側で取り外し可能なコネクタを受けるための端部を有する。

一実施形態では、第２のシースは、緊張材の束に沿って組み立てられた複数のセグメントを備え、各セグメントは、少なくとも１本のロープに接続されている。ジョイント部材は、第２のシースの第１のセグメントの上端部と第１のセグメントに隣接する第２のシースの第２のセグメントの下端部との間に配置されてもよく、ジョイント部材は、第２のセグメントの下側に対する第１のセグメントの上端部の長手方向の変位に適応するよう構成されている。例えば、ジョイント部材は、Ｈ形の断面を有することができる。

第２のシースの各セグメントは、第１のシースの周りに共に組み立てられた複数の要素を含むことができる。例えば、第２のシースのセグメントの要素は、要素の雄縁部を隣接する要素の雌縁部にはめ込むことによって共に組み立てられる。代わりに、隣接する要素の対向する縁部を保持するクリップを使って共に組み立てることができる。

有利には、第２のシースの各セグメントは、第１のシースと第２のシースとの間の間隙へのアクセスを提供するために少なくとも部分的に取り外し可能である。

第１のシースに対する第２のシースの横方向の動きを最小限に抑えるために、間隔保持部材を第１のシースと第２のシースとの間の間隙に配置することができる。

本明細書に開示される構造用ケーブルの他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明から明らかになるであろう。

ステイケーブルの概略側面図である。 本明細書に開示されている実施形態による構造用ケーブルの概略断面図である。 本明細書に開示されている実施形態による構造用ケーブルの概略断面図である。 本明細書に開示されている実施形態による構造用ケーブルの概略断面図である。 ケーブルシースの２つの隣接する要素の組み立てを示す軸方向断面図である。 本明細書に開示されるような実施形態において使用され得る二重シースの斜視図である。 本明細書に開示される実施形態においてロープ上にシースを保持するために使用される留め具の断面図であり、図８に示される方向ＶＩＩ‐ＶＩＩに沿った軸方向断面図である。 本明細書に開示される実施形態においてロープ上にシースを保持するために使用される留め具の断面図であり、図７に示す方向ＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩに沿った半径方向断面図である。 ケーブルシースの２つの隣接するセグメントの組み立てを示す縦断面図である。

図１は、建設工事の２つの部分１１、１２の間に延びる構造用ケーブルであるステイケーブル１０を示す。第１の部分１１は、第２の部分１２より高い位置にある。たとえば、第１の部分１１は、タワーに属し、第２の部分１２は、タワーを安定させるための基礎に属している。あるいは、第１の部分１１は、パイロンに属し、第２の部分１２は、パイロン１１から吊り下げられた何らかの構造物に属する。

建設工事は、典型的には多数のステイケーブル１０を含み、それらのうちの１つのみが図１に示されている。

構造用ケーブル１０は、互いに平行に配置された緊張材の束からなる耐荷重部１５を有する（図２〜図４参照）。例えば、束ねられた緊張材は、コンクリート構造物にプレストレスを与えるために使用されるのと同じタイプのストランドとすることができる。各ストランドは、必要に応じてグリースやワックスなどの物質で保護され、それぞれのプラスチック製のシース（図示せず）に個別に収納される。

図２〜図４に示すように、各ステイケーブル１０は、最大で数百メートルの長さを有し、数十の緊張材を含むことができる。

耐荷重緊張材は、建設工事の第１の部分１１に取り付けられた上部固定装置１６と建設工事の第２の部分１２に取り付けられた下部固定装置１７とを使用して、束１５の両端で固定される。２つの固定装置１６、１７の間で、緊張材の束１５は、その自重と固定装置によって維持される引張力によりカテナリー曲線をたどる。固定装置１６、１７は、各ステイケーブル１０の予め計算されたカテナリー曲線を考慮することによって、第１および第２の部分１１、１２上に配置される。

緊張材の束１５は、第２のシース２２によって囲まれている第１の保護シース２０内に収容されている。両方のシース２０、２２は、典型的にはプラスチック材料でできている。２つのシースの材質は、異なる場合がある。

第１のシース２０と第２のシース２２とは互いに離間しているため、それらの間には間隙がある。図示の例では、両方のシース２０、２２は、円形断面を有し、緊張材の束１５に沿って互いに実質的に同心に配置されている。そのため、間隙の断面は環状である。

構造用ケーブル１０の設計および取り付けを容易にするために、第１のシース２０は、下部固定装置１７に隣接する第１の端部と上部固定装置１６に隣接する第２の端部との間に延在する一体のチューブ状部材からなり得る。緊張材の束１５および第１のシース２０は、例えば特許文献１または特許文献２に記載されているような従来の方法に従って取り付けることができる。

図１に示す例では、第１のシース２０の第１の端部が、下部固定装置１７の近くで緊張材の束１５が通るガイドチューブ２５を支える一方で、第１のシース２０の第２の端部は、建設工事の第１の部分に配置された別のチューブ２６を貫通し、緊張材の束１５の上端部は、チューブ２６を通り上部固定装置１６に到達する。第１のシース２０の第２の端部は、チューブ２６に接続されていないため、緊張材１５とシース２０とがそれらの材料の熱膨張係数によって異なる膨張または収縮を受ける場合、第１のシース２０は、チューブ２６内を摺動することができる。この構成により水が、第１のシース２０内を流れ落ちることが防止される。

プラスチックシース２０の重量は、緊張材の束１５に対するいくつかの横方向の力によって、そして主にガイドチューブ２５に対する軸方向の力によって占められる。あるいは、第１のシース２０は、異なる熱膨張挙動に対応するためにステイケーブルの下端近くの緩衝構造を有して、上部固定装置１６の近くで建設工事の第１の部分１１から吊り下げられてもよい。

第２のシース２２は、第１のシース２０から大部分が機械的に独立しているように、第１のシース２０の周りに取り付けられている。言い換えれば、第２のシース２２は、第１のシース２０に長手方向の力を実質的に伝達しないように構成される。

第２のシース２２のこのような独立性は、図６〜図８に示されるような構成を用いて、第１のシース２０と第２のシース２２との間の間隙において緊張材の束１５に沿って延びる１本以上のロープ３０に第２のシース２２を取り付けることによって達成することができる。

図６は、直径方向に対向する位置で間隙に配置された一対のロープ３０を有する２つの同心シース２０、２２を示す。ロープは１本だけでも、２本以上でもよい。各ロープ３０は、金属ワイヤで作ることができ、それぞれの固定装置（図示せず）を使用してその両端を建設工事の第１および第２の部分１１、１２に接続することができる。

ワイヤロープ３０は、外側シース２２の内面の近くに配置され、ステイケーブルの長さに沿って分配された留め具３２を介して取り付けられている。各留め具３２（図７〜図８）は、その中にワイヤロープ３０がねじ込まれ、スリーブ部３３をロープ３０に固定するためのスエージ端部３４を有するスリーブ部３３を有する。留め具３２は、スリーブ部３３およびロープ３０から横方向に突出するロッド部３５も含む。第２のシース２２をワイヤロープ３０に取り付けるために、ロッド部３５が第２のシース２２の壁に形成された穴に挿入され、取外し可能なコネクタ３６がシース２２の外側でロッド部３５の端部に受容される。図示の例では、取外し可能なコネクタ３６は、ロッド部３５の環状溝に係合するサークリップであり、ワッシャ３７が第２のシース２２の壁とサークリップ３６との間に配置されている。ロックピンなど他のコネクタも使用可能である。

ワイヤロープ３０および留め具３２は、第２のシース２２の各セグメントの重量が、第１のシース２０または緊張材の束１５に加えられる長手方向の力に変換されず、第２のシース２２の隣接するセグメントにかからないように、第２のシース２２の各セグメントを保持する。

図６は、第２のシース２２の１つのセグメントを示す。一実施形態では、複数のそのようなセグメントが構造用ケーブル１０に沿って組み立てられている。例えば３ｍ〜１０ｍの長さを有する各セグメントは、留め具３２によって２つのシース２０、２２の間に引き伸ばされたワイヤロープ３０に接続されている。

ジョイント部材４０は、第２のシース２２のセグメント間に配置されて、隣接セグメントの軸方向端部の長手方向の相対的な変位をある程度許容しながら、それらの適切な位置合わせを確実にする。

そのようなジョイント部材４０の可能な構成が図９に示されている。この場合、ジョイント部材４０は、第２のシース２２の直径に適合する直径を有する環状形状と、Ｈ形の断面とを有する。Ｈ形ジョイント部材４０は、２つの対向する環状開口部を有し、一方は、第２のシース２２の第１のセグメントの上端部を受容し、他方は、第１のセグメントに隣接する第２のシースの第２のセグメントの下端部を受容する。

第２のシース２２を設置する場合、隣接するセグメントの軸方向端部の間に間隔ｄが残る。間隔ｄおよびジョイント部材４０の軸方向長さＤは、シースセグメントの長さならびにシース２２のプラスチック材料およびワイヤロープ３０の金属の熱膨張係数に応じて選択されるため、隣接するセグメントの軸方向端部は、ステイケーブルが建設作業に関連する範囲内の温度変動を受けた場合に、Ｈ形ジョイント部材４０の開口内に保持されたままとなる。温度範囲は通常５０℃以上である。

別の構成では、例えば特許文献３に記載されているように、シースセグメントの上端部は、その直上に位置するシースセグメントの下端部と重なる。このように、２つの隣接するセグメントの間にチューリップ形のオーバーラップジョイントが形成される。第２のシース２２が十分な可撓性または延性がない場合、このチューリップ形状のオーバーラップジョイントの雌部分と雄部分との間に空間が設けられ、２つのシースセグメントのいくらかの伸縮運動が許容され、シースセグメントある程度の熱膨張および回転が許容される。

図２に示されるように、第２のシース２２のセグメントは、一体のチューブ片からなってもよい。

あるいは、セグメントは、第１のシース２０の周りに共に組み立てられた複数の扇形要素からなることができる。図３では、それぞれ９０°の扇形の断面を有する４つの要素２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄがある。図４では、それぞれ１８０°の扇形の断面を有する２つの要素２２Ａ、２２Ｂがある。これらの要素は、要素の雄縁部４２を隣接する要素の雌縁部４３にはめ込むことによって共に組み立てられる。

シース要素を組み立てる別の方法が図５に示されている。ここでは、第２のシース２２のセグメントの要素２２Ａ、２２Ｂは、隣接する要素の対向する縁部を保持するクリップ４５を使用して組み立てられる。

図５の例では、各シース要素２２Ａ、２２Ｂは、各面に１つずつ、その長手方向縁部の隣に長手方向溝４６を有する。クリップ４５は、概ねＨ形断面を有し、各半分が、シース要素２２Ａ、２２Ｂの長手方向縁部に嵌合している。クリップ４５の外形はまた、シース要素２２Ａ、２２Ｂの長手方向溝４６に係合して要素を定位置に固定する内側ドグまたはリブ４７を有する。

図３および図４に示すように、第１のシース２０に対する第２のシース２２の横方向移動を制限するために、間隔保持部材５０を第１のシース２０と第２のシース２２との間の間隙に配置することができる。間隔保持部材５０は、弾性または粘弾性特性を有することができる。それらは、第１のシース２０、第２のシース２２、またはその両方に固定することができる。

建設工事の設計者が第１のシース２０と第２のシース２２との間の間隙を利用してステイケーブルに何らかの機能要素を追加する場合、その機能要素は、適切であれば、間隔保持部材５０の役割を果たすことができる。

図６に示す実施形態では、第２のシース２２は、透明なプラスチック材料でできており、第１のシース２０と第２のシース２２との間の間隙に光源が配置されている。光源は、例えばストリップ５０に沿って配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）である。第１のシース２０の外側に固定されたプロファイル５１に取り付けられた各ストリップ５０は、間隔保持部材の役割を果たす。

第２のシース２２を透明なプラスチック材料で製造することにより、建設工事のケーブル接続サスペンションに建設的特徴を追加するための様々な選択肢を提供する。装飾的または色付きの模様を挿入して、建設工事に独特の外観を与えることができる。特に、ＬＥＤなどの光源を使用してライトパターンを作成することができる。

より一般的には、第２のシース２２は、透明、半透明、カラーフィルターなどの有無にかかわらず光透過材料で形成することができる、光透過性は、第２のシース２２の表面全体、または例えば光源の列が配置されている場所などの一部のみに提供することができる。

メンテナンス目的のために所望される場合、第１のシース２０と第２のシース２２との間の環状間隙は、第２のシース２２を構成するセグメントの配置によって外側からアクセス可能にすることができる。シースセグメントを形成する要素は、間隙へのアクセスを提供するために取り外し可能である。これは、留め具３２（図７〜図８）のコネクタ３６を取り外し、ジョイント部材４０（図９）および／またはクリップ４５（図５）の材料の可撓性を使用して要素を引き出すことによって行うことができる。ジョイント部材４０および／またはクリップ４５は、必要に応じてシース要素の取り外しを容易にするために外側に取り外し可能な部分を有することができる。

長手方向の力に関して第２のシース２２が第１のシース２０および緊張材の束１５から独立しているという事実は、問題を引き起こすことなく第２のシース２２の要素を一時的に取り外して間隙にアクセスできることを保証する。

建設工事の耐用年数の間、束１５および第１のシース２０内の構造緊張材の一部または全部の保守または交換を行う必要があり得る。提案された二重シース構成が使用される場合、そのような保守または交換は、第２のシース２２および関連する機器と何ら干渉することなく実行され得る。

場合によっては、第２のシース２２は、構造用ケーブル１０が通る部分の一部のみを覆ってもよい。ただし、一般的に通る部分全体に取り付けることが好ましい。第２のシース２２を固定装置１６、１７までずっと延ばすことは実用的ではない。また、例えば米国特許第７，６３１，３８４号明細書または米国特許出願第２０１５／１１３７４４号明細書に記載されているように、ケーブルのいくつかが振動減衰装置によって互いに接続されている場合、第２のシース２２はその箇所で中断されなければならない。そのような減衰装置が設けられる場合、隣接するシースセグメントはそれらの固定カラーのレベルで離間され、ロープ３０は、第２のシース２２を適切に保持するためにカラーを通過するかカラーの周りを通過するべきである。全体として、第２のシース２２によって覆われていないケーブル部分は最小限に抑えられる。典型的には、第２のシース２２は、固定装置１６、１７間の緊張材の束１５の長さの８０％を超えて、または長いステイケーブルの場合はさらに９０％を超えて延びる。

図１によって概略的に示される構成では、第２のシース２２の上端部は、建設工事の第１の部分１１に取り付けられた上部チューブ２６内に配置されているので見えず、水が第２のシース２２の内部を流れることが防止される。

ステイケーブル１０の良好な動的特性を確実にするために、第２のシース２２に典型的には円形の断面を有する規則的な輪郭を与えることが好ましい。第２のシース２２はまた、雨と風の複合作用の存在下でその挙動を改善するために、当該技術分野において既知の特定の表面構造、二重らせんリブを備えることができる。

上述の実施形態は、本明細書に開示された発明の例示であり、添付の特許請求の範囲に定義された範囲から逸脱することなく様々な修正を加えることができることが理解されるであろう。

例えば、本発明はステイケーブル以外の構造用ケーブルにも適用可能である。

１０ ステイケーブル
１１ 第１の部分
１２ 第２の部分
１５ 緊張材の束
１６ 上部固定装置
１７ 下部固定装置
２０ 第１のシース
２２ 第２のシース
２５ ガイドチューブ
２６ 上部チューブ
３０ ロープ
３２ 留め具
３３ スリーブ部
３４ スエージ端部
３５ ロッド部
３６ 取り外し可能コネクタ
３７ ワッシャ
４０ ジョイント部材
４２ 雄縁部
４３ 雌縁部
４５ クリップ
４６ 長手方向溝
４７ リブ
５０ 間隔保持部材

Claims (15)

1. 建設工事の構造用ケーブルであって、
   上部固定装置（１６）および下部固定装置（１７）の間に延在する耐荷重緊張材の束（１５）と、
   前記緊張材の束を含む第１のシース（２０）と、
   前記第１のシースおよび第２のシース間に間隙を有して、前記第１のシースの周りに配置される第２のシース（２２）であって、少なくとも部分的に光透過性である第２のシース（２２）と、
   前記第１および第２のシース（２０，２２）の間の前記間隙に配置された光源（５０）と、
   を備える構造用ケーブル。
2. 前記第２のシース（２２）が前記上部および下部固定装置（１６，１７）の間の前記緊張材の束（１５）の長さの８０％を超えて延在する、請求項１に記載の構造用ケーブル。
3. 前記第１のシース（２０）が前記下部固定装置（１７）に隣接する第１端部および前記上部固定装置（１６）に隣接する第２端部の間で一体のチューブ状部材として延在する、請求項１または２に記載の構造用ケーブル。
4. 前記第２のシース（２２）が前記第１のシース（２０）に長手方向の力を実質的に伝達しないように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構造用ケーブル。
5. 前記第１および第２のシース（２０，２２）の間の前記間隙において前記緊張材の束（１５）に沿って延在する少なくとも１本のロープ（３０）をさらに備え、前記第２のシース（２２）が前記少なくとも１本のロープに取り付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の構造用ケーブル。
6. 前記第２のシース（２２）が留め具（３２）を用いて前記少なくとも１本のロープ（３０）に取り付けられ、前記留め具がそれぞれロープに固定される第１の部分（３３）と、前記ロープに対して横方向に、前記第２のシースの壁を通り突出する第２の部分（３５）とを有し、前記第２の部分は、前記第２のシース（２２）の外側で取り外し可能コネクタ（３６）を受容するための端部を有する、請求項５に記載の構造用ケーブル。
7. 前記第２のシース（２２）が前記緊張材の束（１５）に沿って組み立てられた複数のセグメントを備え、各セグメントが前記少なくとも１本のロープ（３０）に接続されている、請求項５または６に記載の構造用ケーブル。
8. 前記第２のシース（２２）の各セグメントは、前記第２のシース（２２）の隣接するセグメントに長手方向の力を実質的に伝達しないように構成されている、請求項７に記載の構造用ケーブル。
9. 前記第２のシース（２２）の第１セグメントの上端部および前記第１セグメントに隣接する前記第２のシースの第２セグメントの下端部の間に配置されたジョイント部材（４０）をさらに備え、前記ジョイント部材は、前記第２セグメントの前記下端部に対する前記第１セグメントの前記上端部の長手方向の変位に適用するよう構成されている、請求項７または８に記載の構造用ケーブル。
10. 前記ジョイント部材（４０）は、Ｈ形の断面を有する、請求項９に記載の構造用ケーブル。
11. 前記第２のシース（２２）の各セグメントは、前記第１のシース（２０）の周りに共に組み立てられた複数の要素を備える、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の構造用ケーブル。
12. 前記第２のシース（２２）のセグメントの前記要素（２２ａ−ｄ；２２Ａ−Ｂ）は、要素の雄縁部を隣接する要素の雌縁部にはめ込むことによって共に組み立てられている、請求項１１に記載の構造用ケーブル。
13. 前記第２のシース（２２）のセグメントの前記要素（２２Ａ−Ｂ）は、隣接する要素の対向する縁部を保持するクリップ（４５）を使って共に組み立てられている、請求項１１に記載の構造用ケーブル。
14. 前記第２のシース（２２）の各セグメントは、前記第１および第２のシース（２０，２２）の間の前記間隙へのアクセスを提供するために、少なくとも部分的に取り外し可能である、請求項７〜１３のいずれか一項に記載の構造用ケーブル。
15. 前記第１および第２のシース（２０，２２）の間の前記間隙に配置された間隔保持部材（５０）をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の構造用ケーブル。

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