JPH05179761A - 複合撚合型抗張力条体の端末定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複合撚合型抗張力条体を使用する現地で、任意
長さの位置に、簡単、迅速に良好な強力の端末定着を得
ることができ、ただちに、実用に供すことのできる端末
定着方法を提供する。 【構成】高強度、高弾性繊維と合成樹脂を複合した撚り
線形状の抗張力条体の端末を定着する方法において、前
記抗張力条体１のスパイラル外形状とピッチを同じくす
る凹凸を有する変形しやすい緩衝材２を予め成形してお
き、該緩衝材の凹凸面を抗張力条体の端部外周に装着
し、この組合せ体を金属スリーブ３に挿入したのち金属
スリーブを圧締することで撚り線形状の抗張力条体１と
緩衝材２および金属スリーブ２を一体化する。凹凸を有
する変形しやすい緩衝材２は、ゴム成分を有する繊維又
は／及び樹脂との複合体で構成されたシートか、筒体が
使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合撚合型抗張力条体の
端末定着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木、建築等の分野において、コンクリ
ート構造や木材構造、鉄筋構造などの構築物の部材中に
組み入れて緊張することによりその部材を補強したり、
これら構造物を緊張支持する用途等に共する手段とし
て、複合撚合型抗張力条体が利用されつつある。この複
合撚合型抗張力条体は、炭素繊維で代表される高強度、
高弾性繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含侵して
ストランドとし、それを複数本撚りあわせた後、含侵樹
脂を硬化させる等の方法で得られるもので、撚り線形状
の繊維複合材からなっている。この抗張力条体は、鋼撚
り線に匹敵する引張強度と引張弾性を有し、しかも軽量
で、耐食性にすぐれる特徴も有していることから、特に
仮設作業の省力化、塩害対策にメリットがあり、軽量長
大構造物の建設等を目的とする各種の用途に供される傾
向にある。

【０００３】こうした用途に供するためには、端末をし
っかりと定着することが不可欠である。しかし、複合撚
合型抗張力条体は、構成材料の特性から著しい異方性が
ある。このため、その端末定着方法として、鋼撚り線や
繊維ロープ等に用いられている手法をそのまま援用する
ことは困難が多い。たとえば、鋼撚り線の定着に慣用さ
れている楔式のコーンをこの複合撚合型抗張力条体の端
末定着に用いた場合には、楔の歯形によるキズの発生や
局部的側圧による圧壊によって繊維の損傷を招き、高い
定着効率が得られなかった。

【０００４】そのため、複合撚合型抗張力条体の端末定
着方法として、従来、下記のような方法が提案されてい
る。 金具ソケットに熱硬化樹脂とともに端部を埋込、樹脂
を硬化し、樹脂との接着で定着する方法 金具スリーブに熱硬化性樹脂とともに端部を埋込、樹
脂を硬化した後スリープをダイス等により圧締し、樹脂
との接着と内部圧による摩擦で定着する方法 端部を低融点の合金で円柱上に射出成形し、それをく
さびコーンで定着する方法。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、先行技術の
定着方法では、現地での定着加工には適していなかっ
た。すなわち、複合撚合型抗張力条体はそれを使用する
場合、現地において、必要長さを計尺し、所定長さに切
断し、端末定着を行い、架設、緊張するといった一連の
工程を行う必要があるが、先行技術では、現場におい
て、短時間で簡便に端末定着処理ができなかった。

【０００６】前記方法のうち、、は、熱硬化性樹脂
を硬化させる必要があり、樹脂を硬化させる時間は作業
が中断する欠点があった。すなわち、常温硬化型のエキ
ポシ樹脂の場合、常温では通常６〜２４時間もの硬化時
間が必要であり、また、加熱によりある程度は硬化反応
を促進させることができるが、この場合でも所定の性能
を発揮させるためには、通常、２〜３時間の硬化時間が
必要であり、また、温度管理の煩雑も伴う。このように
硬化時間のために作業が中断するということは、現地作
業性という点で好ましくない。

【０００７】一方、は、、の樹脂の硬化時間によ
る作業の中断といった欠点を解消し得る。すなわち、
は溶湯合金の冷却硬化のみの時間を考慮すればよく、通
常、数秒のうちに成形が完了する。しかしながら、この
方法は、合金の溶解用鍋、射出ピストン、金型など一連
の成形加工要素を備えた射出成形機により加工されるも
のであり、まとまった設備スペースが必要であるととも
に、保守、管理や取扱いにはかなり高度の技能が必要と
される。したがって、このの方法は、工場内での端末
加工法としては適するが、現地での端末加工法としては
不向きであるという問題があつた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の技術の問
題点を解決するために創案されたもので、その目的とす
るところは、複合撚合型抗張力条体を使用する現地で、
任意長さの位置に、簡単、迅速に良好な強力の端末定着
を得ることができ、ただちに、実用に供すことのできる
端末定着方法を提供することにある。上記目的を達成す
るため、本発明は、複合撚合型抗張力条体のスパイラル
な外形状とピッチを同じくする凸凹を有する緩衝材をあ
らかじめ成形、用意しておき、任意の長さに計尺、切断
した複合撚合型抗張力条体の端部に、前記緩衝材の凸凹
面を複合撚合型抗張力条体外形状と一致させて装着し、
この状態で機械的強度の高い金属スリーブに挿入し、そ
の後、ダイス等により金属スリーブを圧締して、金属ス
リーブを塑性変形により内径を減少させる。これでスリ
ーブ内部に内圧が発生し、この内圧により複合撚合型抗
張力条体の端部と緩衝材及びスリーブとが相互に密着
し、一体化する。これにより、実用に耐え得る定着強度
を有した端末定着体が得られるものである。

【０００９】以下本発明を添付図面に基いて説明する。
図１は本発明による複合撚合型抗張力条体の端末定着方
法を段階的に示している。１は複合撚合型抗張力条体で
あり、複数本の複合ストランド１ａを所要ピッチで１×
７、１×１９、１×２４等の構造に撚合したものであ
る。２は複合撚合型抗張力条体の外周に装着された緩衝
材、３はその緩衝材２の外周を囲み圧締された鋼などの
機械的強度の高い材質からなる金属スリーブである。各
複合ストランド１ａは、アラミド繊維、炭化珪素繊維な
どの高強力低伸度の特性を備えた極細長繊維を多数本集
合させた繊維束に、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性マトリックス樹
脂を含浸させ、賦形ダイスで成形と余剰樹脂の除去を行
った後、表面にタルクなどの粉末乾燥剤を塗布して表面
を乾燥させ、好ましくは、その外周に前記繊維あるいは
ナイロン、ポリエステルなどの合成繊維からなる繊維外
装を被覆したものである。そして、各複合ストランド１
ａは、含浸マトリックス樹脂が未硬化状態のまま所要ピ
ッチで撚り合わされ、その後含浸マトリックス樹脂を加
熱硬化させたものであり、各複合ストランド１ａはお互
いに接着されていないことが望ましい。

【００１０】緩衝材２は前記抗張力条体のスパイラル外
形状とピッチを同じくする凹凸部２０を有し、かつ摩擦
係数が比較的高いとともに耐摩耗性が良好でしかも圧縮
によって変形しやすい材質からなっており、工場等であ
らかじめシートないしテープ(以下シートという）また
は筒状に成形されたものである。２００は凸部、２０１
は凹部である。図２と図３では緩衝材２はシートであ
り、片面(場合によっては両面でも良い)に抗張力条体の
スパイラル外形状と同じピッチの平行状の凹凸部２０を
一体に有している。斜めに走る凹凸部２０は予め成形時
にそうした状態で成形しても良いし、より簡便には、長
尺矩形シートに直交する凹凸部成形し、凸形状が斜め方
向に向くようにシート自体を斜めに切断すればよい。図
４ないし図６では緩衝材２は筒体であり、内面に抗張力
条体のスパイラル外形状と同じピッチのスパイラル状の
凹凸部２０を有している。凹凸部２０の形状は図２(a)
で示すように単純なコ状でもよいが、先細り台形状、さ
らには図２(b)のように三角状ないし曲率を持った波状
にすることが好ましい。

【００１１】いずれの例においても、緩衝材２の材質と
しては、たとえば、ゴムと繊維と複合体、あるいは、ゴ
ムと合成樹脂と粉状又は繊維状の補強材(たとえばガラ
スや高強力低伸度繊維)との複合体が挙げられる。図２
(a)(b)は材質としてゴムと繊維と複合体を用いており、
数層の不織布２ａと繊維芯２ｂをゴムマトリックス２ｃ
で一体化したものである。繊維心２ｂの配向は限定され
ない。図２(c)は、材質として、合成樹脂とゴムとの複
合マトリックス２ｄに粉状又は繊維状の補強材２ｅを分
散させたものである。

【００１２】本発明は構築物の部材中に組み入れて緊張
することによりその部材を補強したり、これら構造物を
緊張支持する場合、現場で複合撚合型抗張力条体１を必
要長さ計尺し、切断する。そして、端末定着部を得る場
合、必要な端部領域に緩衝材２を凹凸部２０の凸部２０
０が抗張力条体のスパイラル外形状の凹部と、また凹凸
部２０の凹部２０１が抗張力条体のスパイラル外形状の
凸部と噛み合うように装着する。これが図１(c)の状態
である。この緩衝材２の装着は、緩衝材２がシートの場
合、図３のように複合撚合型抗張力条体１の外周にスパ
イラル状に巻き付ければよい。また、緩衝材２が筒体の
場合には、長尺の筒体を必要長さ切断し、複合撚合型抗
張力条体１の端部から回転させながら外嵌させれば良
い。

【００１３】次いで、前記工程でアッセンブリーとなっ
た複合撚合型抗張力条体端末部と緩衝材２を金属スリー
ブ３に挿入する。金属スリーブ３は内面が平滑であって
もよいし、ローレットや微細なネジ溝を有していても良
いが、この挿入状態では緩衝材２と金属スリーブ３の内
面３０との間にはすきまが存在している。金属スリーブ
３は一部に長手方向に走るスリットを有していても良
い。そして、金属スリーブ３を半径方向から圧縮し径を
縮める圧締加工を行う。これはたとえば、図１(c)のよ
うに２つ割りダイス４ａ，４ｂを用い、これに金属スリ
ーブ３を挿入し、可搬式油圧プレス機などによって２つ
割りダイス４ａ，４ｂにプレス力を付加すればよい。こ
れによって、金属スリーブ３は塑性変形し、縮径により
生じた内圧で緩衝材２は変形し、凹凸部２０が複合撚合
型抗張力条体１の外形凹凸に緊密に充填され密着する。
それと同時に緩衝材２の外周面２１が金属スリーブ３の
縮径した内面３０と密着する。これが図１(d)と図６の
状態であり、複合撚合型抗張力条体１と緩衝材２と金属
スリーブ３が強い摩擦状態で一体化した端末定着体５が
完成する。

【００１４】

【実施例１】不織布と繊維心にあらかじめＳＢＲ系接着
用ゴムラテックスを含侵し、片側に一定間隔の溝を有す
る金型を用いて繊維心を不織布ではさみ、１００℃で１
５分間ベーキングし、さらに１５０℃で３０分の加硫す
ることで繊維心と不織布を一体化させ、５．７ｍｍ間隔
の凸形状を片面に有するシート状成形体を得た。これを
凸形状の方向を斜めにして幅２５ｍｍの短冊に切りだ
し、緩衝材とした。 なお、不織布はアラミド単繊維を
成分とする厚さ０．０１ｍｍの多孔質不織布を用い、凸
側に一層、平坦側に二層とし、繊維心はアラミド繊維マ
ルチフィラメントヤーンを合糸し１４，４００デニール
とした繊維束を用いた。

【００１５】複合撚合型抗張力条体は炭素繊維とエポキ
シ樹脂の複合材からなり心に１本、側に６本の撚合構造
を持ち、外径１０．５ｍφのものであり、これの端部
に、上記緩衝材を凸面を内側にして、その凸を複合撚合
体の溝と噛み合わせながら巻き付けた。次いで、外径２
４．５ｍｍφ、内径１２．１ｍｍφ、長さ２００ｍｍの
緊張材定着用部分と外形２２．０ｍｍφ、長さ１００ｍ
ｍの定着体つかみ用部分を有する鋼製スリーブの緊張材
定着用部分に、上記緩衝材を巻き付けた複合撚合型抗張
力条体を挿入した。

【００１６】次いで、小型可搬型の電動油圧式プレス機
と合わせ内断面が円形の二つ割り型のダイスを用い、前
記スリーブの緊張材定着用部分を、スリーブ外形が２
３．０ｍｍφになるように圧締加工し、端末定着部を完
成させた。スリーブの定着体つかみ用部分を、通常のＰ
Ｃ鋼撚り線に使用されているくさび式チャックでとめ
て、引張試験を行った。このときの定着荷重は１０，２
００ｋｇｆであり、複合撚合型抗張力条体の切断強力１
０，２００ｋｇｆに対する定着効率は１００％であっ
た。

【００１７】

【実施例２】エポキシ系熱硬化樹脂樹脂にブタジエン−
アクリロニトリル共重合液状ゴムを５〜１０％、ガラス
バルーンフィラーを１０〜１５％調合、混合し、撚り線
形状と円筒形状を有する合わせ金型を用いて熱硬化さ
せ、内面に撚り線形のスパイラルな凹凸形状を有し、外
面が円筒形状となった外径１３．５ｍｍφ、長さが１２
０ｍｍの筒状成形体を得た。

【００１８】炭素繊維とエポキシ樹脂の複合第からなり
心に一本、側に６本の撚合構造をもつ外径１２．５ｍｍ
φの複合撚合型抗張力条体の端部にこの緩衝材を装着し
た。外径２５．０ｍｍφ、内径１４．０ｍｍφ、長さ１
２０ｍｍの緊張材定着用部分と外径２２．０ｍｍφ、長
さ１００ｍｍの定着体つかみ用部分を有する鋼製スリー
ブの緊張材定着用部分に、上記緩衝材を装着した複合撚
合型抗張力条体の端部を挿入した。

【００１９】小型で可搬型の電動油圧式プレス機と合わ
せ内断面が円形の二つ割り型のダイスを用いてこのスリ
ーブの緊張材定着部分を、スリーブ外径が２３．５ｍｍ
φになるように圧締加工した。

【００２０】定着体つかみ用部分を、通常のＰＣ鋼より
線に使用されているくさび式チャックで止めて引張試験
したとき、１０，０００ｋｇｆの緊張荷重において安定
した定着をしめした。すなわち、この複合撚合型抗張力
条体の切断強力１４，５００ｋｇｆに対して６０％以上
の安定した定着効率を示した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、あ
らかじめ緩衝材を複合撚合型抗張力条体のスパイラルな
外形滋養とピッチを同じくする凸凹を有する形状に成形
しておき、複合撚合型抗張力条体の端部に、緩衝材の凸
凹面を端部外形状と一致させて装着し、これらを金属ス
リーブに挿入し、その後、金属スリーブを圧締する方法
としており、金属スリーブは塑性変形によりその内径が
減少し、内部に内圧が発生し、この内圧により複合撚合
型抗張力条体の端部と緩衝材及びスリーブとが相互に高
い摩擦抵抗で密着し一体化するため、高い定着強度を有
する端末定着体が得られる。そして、作業上も、樹脂を
硬化させることによる時間のロスや樹脂硬化の管理、煩
雑な合金の溶解、射出成形といった作業は不要であり、
緩衝材は予め工場で所定の形状に成形されており、緩衝
材の取付けは複合撚合型抗張力条体の端部に巻き付ける
か、差し込む方法だけでよく、これに続く金属スリーブ
への挿入、金属スリーブの圧締の一連の工程は短時間で
行え、金属スリーブの圧締も小型のプレスマシンで足り
るため、極めて短時間で、特別な技能を要さずに簡易に
実施でき、作業性と作業能率が良好であるなどのすぐれ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合撚合型抗張力条体の端末定着
方法の工程を段階的に示す断面図

【図２】本発明で使用する緩衝材の例を示す断面図

【図３】緩衝材としてシートを使用した場合の装着工程
を示す側面図、

【図４】本発明で使用する緩衝材の例を示す斜視図、

【図５】図４の緩衝材を使用した場合の複合撚合型抗張
力条体への装着状態を示す断面図、

【図６】図４の緩衝材を使用した定着部完成状態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１…複合撚合型抗張力条体、１ａ…ストランド、２…緩
衝材、３…金属スリーブ、２０…凹凸部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高強度、高弾性繊維と合成樹脂を複合した
   撚り線形状の抗張力条体の端末を定着する方法におい
   て、前記抗張力条体のスパイラル外形状とピッチを同じ
   くする凹凸を有する変形しやすい緩衝材を予め成形して
   おき、該緩衝材の凹凸面を抗張力条体の端部外周に装着
   し、この組合せ体を金属スリーブに挿入したのち金属ス
   リーブを圧締することで撚り線形状の抗張力条体と緩衝
   材および金属スリーブを一体化することを特徴とする複
   合撚合型抗張力条体の端末定着方法。
2. 【請求項２】凹凸を有する変形しやすい緩衝材が、ゴム
   成分を有する繊維又は／及び樹脂との複合体で構成され
   た少なくとも片面に抗張力条体のスパイラル外形状とピ
   ッチを同じくする凹凸を有するシートからなり、これを
   抗張力条体に巻き付けて装着する請求項１に記載の複合
   撚合型抗張力条体の端末定着方法。
3. 【請求項３】凹凸を有する変形しやすい緩衝材が、ゴム
   成分を有する繊維又は／及び樹脂との複合体で構成され
   抗張力条体のスパイラル外形状とピッチを同じくする凹
   凸を内面に有する筒体であり、これに抗張力条体を挿入
   して装着する請求項１に記載の複合撚合型抗張力条体の
   端末定着方法。