JPH03501399A - 斜張橋用プリストレスケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

前記の各ケーブル群は端末を有するものとし、さらに前記各群における各上側端 末を係止するためのアンカと、各下側端末を係止するためのアンカとを具え、前 記プリストレス手段は、前記外側群の下側端末に取付けられて前記ケーブルに所 望の張力を付与する構成としたことを特徴とする斜張橋。 ステーケーブルは一腐舎に曝されるものでもある、通常は一斜張橋用ブリストレ スケーブル

【技術分野】

本発明は、斜張橋に用いるプリストレス・ステーケーブルに関するものである。

【背景技術】 斜張橋は、スパンが１０００ｆｔの範囲内において経済性が確認されているもの である。斜張橋が経済的である理由は、密接に離間配置されたケーブルにより支 持されてケーブルの水平方向分力を担う橋体が軽量であること、並びにスパンが 短いために曲げ量の減少が可能であること等である。しかし、橋体構造の軽量性 は、橋体が比較的撓み易く、実荷重を大面積に分散させる能力が剛性のより高い 構造と対比して劣るという欠点を同時に伴うものである。 この可撓性のためにケーブルガーダ−（すなわち、ケーブルの下側端部が係止さ れる長手方向ガーダ−）は、実荷重を複数のケーブルに分散させるに十分な剛性 を有するものとして構成する必要がある。すなわち、撓みが少ないほどケーブル ガーダ−の軽量性および経済性が向上することは明らかである。 エンクロージャ管内でのセメントグラウトによる保護対策が講じられているが、 グラウトがケーブルを腐食から保護する能力は甚だ疑問視されており、これは、 グラウトが実荷重の作用下での収縮および伸びに起因するクラックを発生する傾 向を呈するからである。

【発明の目的】

本発明の目的は、実荷重の作用下でのケーブルの伸び、したがって撓みを減少す ることにある。そのために本発明においては、鋼管、セメントグラウト、並びに 死荷重を支持するケーブル部分を含む複合部分にプリストレスを付与し、さらに 、死荷重を支持するケーブル部分にプリストレスを付与すると共に管にグラウト を充填した後に実荷重を支持するためのケーブルに応力を負荷するものである。 本発明の他の目的は、セメントグラウトによるケーブルの腐食保護機能を向上す ることにある。そのために本発明においては、ケーブルを定常的な圧縮状態に維 持するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理に基づく斜張橋の線図的な側面図、第２図は、第１図の 一部拡大図、 第３図は、第２図の３−３線に沿う断面図、第４図は、第２図および第３図のス テーケーブルを係止する方法の一例を示す部分拡大縦断面図、 第５図は、第４図に示すプリストレスを付与されたケーブルの横断面図、 第６図は、頂部および底部の係止位置間における複合部分に関連する斜張橋の効 果の数学的説明および解析に供する説明図である。

【好適実施例の説明】

第１図に示すケーブルステー構造の斜張橋１０は、橋体１１を支持するためのケ ーブル１２をパイロンまたは塔１４の上端部分１３に係止したものである。この 上端部分１３において、一部のケーブル１２は他のケーブルよりもパイロンまた は塔１４に沿って高い位置に係止する。なお、パイロンまたは塔１４は、橋脚１ ５上に配置するものである。 第２図は、橋１０における橋体１１とケーブル１２との接合部の詳細構造を示す ものであり、特に、ケーブル１２が橋体１１の下方に向けてケーブルガーダ−１ ６の下側領域まで延在することを示している。第３図に示すように、長手方向の ケーブルガーダ−１６は矩形その他の断面形状に形成し得るものであり、鋼製ま たはコンクリート製とすることができる。 橋１０に作用する実荷重（例えば、橋上の交通荷重）は、第１特表平３−５ｏ１ ；（ｓ）ｃ）（３） 図における橋体１１とケーブル１２とが接合する領域に示す矩形エリア２ｏで表 され、ケーブルガーダ−１６の撓みは破線２１で線図的に示す。 本発明においては、ケーブルステー１２にプリストレスを付与しておく。第４図 および第５図に示すように、いずれのケーブル１２も、グリース処理が施された 実荷重支持用の最内側ケーブルストランド２５を含むものとし、当該ケーブルス トランド２５は断面積がＡ８，２の鋼製の内側管２６により包囲する。内側管は ポリエチレン製とすることもでき、その場合にはＡ、ｐ２＝ｏとみなす。内側管 ２６は、グラウト２８によるＰＣグラウト処理が施された死荷重支持用のケーブ ルストランド２７により包囲する。このストランド２７０群をグループｌと称す ると共にその断面積をＡ、と定義し、グリース処理が施された内側のケーブルス トランド２５をグループ２と称すると共にその断面積をＡｉｚと定義する。グル ープ１のケーブル２７の周囲に周回ストラップ３０を配置し、このストラップは 、２個の半円形状部材３１．３２を、その各端部のフランジ３３．３４およびボ ルト３５により相互に結合した構成とするのが望ましい。ストラップ３０の外側 領域にもグラウト３６を充填し、このグラウトは高強度ポルトランドセメントグ ラウト（ＰＣ）により構成し得るものとし、その周囲には断面積がＡ８，１の外 側管よりなるケース３７を配置する。スペーサ３８（第５図参照）をストラップ ３０に溶接してケーブル組立体を外側管ケース３７の中央に保持する。さらに、 ケーブル１２が橋体１１を貫通する場合にはシール素子３９を設け（第４図参照 ）、長手方向ガーダ−１６への水分の侵入を排除する。 第４図に示すように、断面積Ａｓｌのケーブル群に応力を負荷するためのアンカ ４０を塔１４の上端部分１３に配置すると共に、その下方には断面積Ａｓｓのケ ーブル群に対応する端部アンカ４１を配置する。アンカ４０の支持プレート５０ と、アンカ４１の支持プレー）５１とを設ける。ケーブル１２の下端部分では、 ケーブル群Ａａ＋に対応する端部アンカ４２およびその支持プレート４４と、ケ ーブル群Ａｃｔに応力を負荷するアンカ４３およびその支持プレート４５とを配 置する。所要に応じて、プリストレスを付与すべき端部は、前述したものと対向 する位置に配置することができる。 以下の例示的な計算においては、セメントグラウト３６の強度を３，０００　ｐ ｓｉ、ストランドの直径を０．６ｉｎと仮定する（第６図も参照のこと）。直径 ０．６ｉｎの各ケーブルストランドは断面積が０．２７　ｉｎ”であり、したが って０．４Ｘ　２７０　ｋｓｉ＝１０８　ｋｓｉの応力を付加することができる 。すなわち、各ケーブルには０．４　Ｘ　２７０Ｘ０．２１７　＝２３．４　ｋ ｉｐｓの力を作用させることができる。 死荷重の作用下におけるケーブル張力を６７０　ｋｉｐｓと仮定すると、２９本 のストランドが必要とされ、Ａｇ＋＝６．３　ｉｎ”となる。 実荷重の作用下でのケーブル張力＝２７０にであるので、２．６ｉｎｔの断面積 Ａｉ２については１２本のストランドが必要となる。 スケジュール４０に規定する直径１２　ｉｎの管よりなる外側鋼管３７は、肉厚 ｔ　＝３／８　ｉｎであり、したがってＡｓｐ＋　＝１４．５８　Ｉｎ”である 。内側管２６はスケジュール８０に規定する直径６　ｉｎの鋼管である場合には 肉厚ｔ　＝０．３４２　ｉｎであり、したがってＡｍｐ’ｌ　＝８．４ｉｎ２で ある。グラウトの面積は外側管３７の内部面積から内側管２６の全断面積および グループ１に属するストランドＡｓ＋の面積を差引いたものと等しく、故に、１ １３．１−３４．５−６．３　＝７２．３ｉｎ２である。ケーブルは、長さを８ ００　ｆｔとすると橋体１１と約２４゜の角度αをなし、Ａ、＋のケーブル張力 が死荷重と平衡する；すなわち、死荷重の作用下では撓みは生じない。 Ｌ２のプリストレス下での有効複合面積Ａｃａｍｔは、Ａｃ、、、＝　Ａ、−＋ 　＋　Ａ−＊　＋　Ａ、＋＋（ＡＪＭ）であり、ここにＭは１０と仮定した弾性 係数比、Ａｃはグラウトの面積である。 したがって複合面積ＡｃｏｓＰは、 １４．６＋８．４　＋６．３　＋（７２，３／１０）　＝３６．５　ｉｎ”とな る。 実荷重の作用下でのＡ、、の伸びは、 （応力／Ｅ）×ケーブルの長さ ＝　（０，４（２７０ｋｓｉ）／（２９ｘｌＯ”））　ｘｓｏｏ　Ｘ１２てあっ て３６　ｉｎ　、すなわち第６図に示す（ｄ十ｄＡ、２）と等しく、ここにｄは 複合部分における弾性収縮、ｄＡ、２は初期長さからの伸びである。 ストランドグループＡ１２におけるプリストレス力Ｆｐは、Ｆｐ＝１０８　ｋｓ ｉ　Ｘ　２．６＝２８１　ｋｉｐｓであり、複合部分ｄに作用する圧縮応力ｆｃ は、ｆｅ＝２８１／３６．５＝７．７ｋｓｉである。 複合面積ｄにおける弾性収縮は、 （７，７／（２９Ｘ　１０’）　）　Ｘ８００　Ｘ１２であって、傾斜方向にお ける２、５ｉｎと等しい。 したがって、垂直方向の撓みは、 ２．５／５ｉｎ２４°＝　２．５１０．４０６７＝　６．１５　ｉｎとなる。こ れと対比して、プリストレスを付与しないステーケーブルにおける伸びは、 （（２７０ｋ）／（６，３＋２．６））　Ｘ　（（８００Ｘ　１２）／（２９Ｘ 　１０”）　）＝１０　ｉｎとなり、これは、 １０１０．４０６７　＝２５　ｉｎ の垂直方向の撓みに対応する。 死荷重用のＡｉ＋の外側ストランド鋼線および実荷重用のＣ２の内側ストランド は、設計様式に応じてパイロンの頂部または橋体ガーダ−に係止することができ る。 本発明が、その技術的範囲を逸脱することなく種々の態様をもって実施し得るこ とは、言うまでもない。前述した実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定す るものではない。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．斜張橋に用いるプリストレス・ステーケーブルにおいて、内側管により包囲 されて面積Ａｇ２を占めるグリース処理の施されたストランドよりなる内側ケー ブル群と、前記内側管の外側でカバーにより包囲されて面積Ａｇ１を占めるセメ ントグラウト処理の施されたストランドよりなる外側ケーブル群と、 セメントグラウトにより前記可撓性カバーから分離された状態で該カバーを包囲 する剛性構造の外側管とを具え、前記の各ケーブル群は端末を有するものとし、 さらに、前記各群における各端末を係止するためのアンカを具え、前記群の一方 の端末には実荷重を支持するために必要とされる張力が得られるようプリストレ スを付与し、前記外側群の一方の端末には死荷重を支持するために必要とされる 張力が得られるようブリストレスを付与したことを特徴とするプリストレス・ス テーケーブル。
2. ２．請求項１記載のブリストレス・ステーケーブルにおいて、前記内側および外 側の管を鋼製とすると共に、前記カバーは鋼製またはポリエチレン製としたこと を特徴とするブリストレス・ステーケーブル。
3. ３．斜張橋に用いるブリストレス・ステーケーブルにおいて、所要の剛性を有す る内側管により包囲されて面積Ａｇ２を占めるグリース処理の施されたストラン ドよりなる内側ケーブル群と、 前記内側管の外側で可撓性カバーにより包囲されて面積Ａｇ１を占めるセメント グラウト処理の施されたストランドよりなる外側ケーブル群と、 セメントグラウトにより前記可撓性カバーから分離された状態で該カバーを包囲 する剛性構造の外側管とを具え、前記の各ケーブル群は端末を有するものとし、 さらに、前記各群における各端末を係止するためのアンカと、前記内側群にその 一方の端末において張力を付与するブリストレス手段とを具えることを特徴とす るプリストレス・ステーケーブル。
4. ４．斜張橋において、 上端部および下端部を有する少なくとも１本の橋塔と、前記下端部を支持する橋 脚と、 交通荷重を支持すべく前記下端部の上方および前記上端部の下方で水平に延在し 、かつ、前記橋塔に対して近接してほぼ直角に延在する橋床と、 前記橋床の下側に配置されて該橋床を支持するケーブルガーダーと、 各々が前記橋塔の上端部に係止された複数のケーブルステーとを具え、各ケーブ ルステーは、前記橋床に対し所定の角度をなして該橋床を貫通させると共に、前 記ケーブルガーダーに係止するものとし、さらに、 前記橋塔の頂部に配置されると共に底部では前記ケーブルガーダーに近接して配 置される前記各ケーブルのためのプリストレス手段を具えることを特徴とする斜 張橋。
5. ５．請求項４記載の斜張橋において、前記各ケーブルステーが、所要の剛性を有 する内側管により包囲されるグリース処理の施されたストランドよりなる内側ケ ーブル群と、前記内側管の外側に配置されて所要の剛性を有する外側管により包 囲されるセメントグラウト処理の施されたストランドよりなる外側ケーブル群と を具え、 前記外側ケーブル群を包囲する所要の剛性を有する前記外側管は、セメントグラ ウトにより前記外側ケーブル群から分離し、 前記の各ケーブル群は端末を有するものとし、さらに前記各群における各上側端 末を係止するためのアンカと、各下側端末を係止するためのアンカとを具え、前 記プリストレス手段は、前記外側群の下側端末に取付けられて前記ケーブルに所 望の張力を付与する構成としたことを特徴とする斜張橋。