JPH0669296U - 繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンパクトで定着体断面積が小さいにもかかわ
らず繊維複合条体の強度を１００％利用できて確実な緊
張定着効果が得られ、密度の高い配置を可能ならしめ得
る繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構造を
提供することにある。 【構成】高強力低伸度繊維を熱硬化性樹脂で集合硬化さ
せた繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構造
であって、繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡを
構成する複数本の繊維複合撚合条体２を長手方向で位置
をずらせて１ピッチ程度分を複数個所で解撚し、その解
撚膨出部１０，１０’を含む繊維複合撚合マルチストラ
ンド型ロープの端末部を、ロープの集束状態における径
の１.３倍以内の内径でかつ内面にらせん溝７０を有す
るソケット７に内挿し、該ソケット内面と繊維複合撚合
マルチストランド型ロープ端末部との間に硬化後の収縮
率の少ない樹脂接着剤８を充填し硬化させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は高強力低伸度繊維を用いた繊維複合撚合マルチストランド型ロープの 端末構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】

高強力低伸度繊維を用いた繊維複合撚合条体は軽量で強度が高く、腐食が生じ ず、伸び変形が極めて小さいことから、たとえばプレストレストコンクリートの 緊張材で代表される抗張力部材に適用されつつある。 この場合、繊維複合撚合条体に高耐力が要求される場合には、繊維複合撚合条 体(ストランド)を複数本集束し、繊維複合撚合マルチストランド型ロープとして 使用することが考えられる。しかし、この場合に問題となるのは端末定着体であ り、これができるだけコンパクトであることが要求される。それは、端末定着体 の断面積が大きいと、抗張力部材を定着する部分の断面積が過大となり、抗張力 部材の配置間隔が制約され、効果的な配置ができなくなるからである。 この端末定着法として慣用の繊維ロープのようにアイスプライス類が採用でき れば都合がよいが、繊維複合撚合マルチストランド型ロープは慣用の繊維ロープ と違って高強力低伸度繊維を熱硬化性樹脂で集合硬化させた硬い棒のような構造 であるため、アイスプライスを施したり、互いにスプライスする方法をとること はできない。 これに代わる方法としては、ワイヤロープに用いられているようなクサビ式ソ ケットやスリーブ圧締方式などが考えられるが、コーンやスリーブから加わる圧 縮力により高強力低伸度繊維の剪断切れが生じるという問題がある。

【０００３】 他の方法としては、繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末部を鋼管な どからなるソケットに挿入し、端末部とソケット内面間にエポキシ樹脂等の接着 剤を充填硬化させることで一体化することが考えられる。しかし、単にこの方法 をとっただけでは、ソケット内面と接着剤との界面あるいは繊維複合撚合マルチ ストランド型と接着剤との界面で剥離が起り、それにより十分な緊張力や定着力 が得られず、繊維複合撚合マルチストランド型ロープがソケットから抜け出して しまう。この抜け出しを防止するためにソケットの容積を大きくし接着力を増そ うとすると端末定着部が大型で重くなり、これにより運搬性や作業性が損なわれ るだけでなく、抗張力部材配置の点から構造物設計に大きな影響を及ぼす。スト ランドを解撚しても同様にこれを納めるソケットの容積が増加するため、前記問 題が生ずる。

【０００４】 本考案は前記のような問題点を解決するために考案されたもので、その目的と するところは、コンパクトで定着体断面積が小さいにもかかわらず繊維複合条体 の強度を１００％利用できて確実な緊張定着効果が得られ、密度の高い配置を可 能ならしめ得る繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構造を提供するこ とにある。 本考案において繊維複合撚合マルチストランド型ロープとは、ケーブルをも含 む概念である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、高強力低伸度繊維を熱硬化性樹脂で集合硬 化させた繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構造であって、繊維複合 撚合マルチストランド型ロープを構成する複数本の繊維複合撚合条体を長手方向 で位置をずらせて１ピッチ程度分を複数個所で解撚し、その解撚膨出部を含む繊 維複合撚合マルチストランド型ロープの端末部を、ロープの集束状態における径 の１．３倍以内の内径でかつ内面にらせん溝を有するソケットに内挿し、該ソケ ット内面と繊維複合撚合マルチストランド型端末部との間に硬化後の収縮率の少 ない樹脂接着剤を充填し硬化させたものである。

【０００６】

【実施例】

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。 図１なし図９は本考案による繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末構 造の一実施例を示している。 図１において、Ａは繊維複合撚合マルチストランド型ロープであり、端末部が 鋼などの強度の高い材質からなるソケット７に挿入され、ソケット７内に充填し た樹脂接着剤８によりソケット７と一体化されている。 前記繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡは、図３のように繊維複合撚合 条体(ストランド)１を複数本(この例では６本）並べて引き揃えることで構成さ れており、各繊維複合撚合条体１は、さらに繊維複合撚合素線２を複数本(この 例では７本)撚り合わせることによって構成されている。

【０００７】 繊維複合撚合素線２は図６(a)と(b)に例示されている。図６(a)は炭素繊維、 ポリアラミド繊維、炭化珪素繊維などの高強力低伸度特性を備えた極細長繊維を 多数本集合させた繊維芯に、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレ タン樹脂等の熱硬化型のマトリックス樹脂４を含侵させ、賦形ダイスで成形およ び余剰樹脂の除去を行つた後、表面にタルクなどの粉末乾燥剤を塗布して表面を 乾燥させて複合繊維芯３ａを作り、そうした複合繊維芯３ａを数本撚り合せ、そ の外周にナイロン、ポリエステル等の合成繊維や繊維芯と同じ材質からなる外装 用の繊維５を巻きつけたり編組するなどして得たものである。 図６(ｂ)はさらに外装用の繊維５の外表面に、これと同様な材質からなる平織 ないし綾織のテープなどからなる表面積増加材６を巻着したものである。

【０００８】 前記繊維複合撚合条体１は図７に示されており、含浸マトリックス樹脂４が未 硬化の状態で前記図６(a)(b)の繊維複合撚合素線２の複数本を撚合し、次いでマ トリックス樹脂４を加熱硬化させることで作られている。そして、繊維複合撚合 マルチストランド型Ａは、このようにマトリックス樹脂４を加熱硬化させた繊維 複合撚合条体１の複数本を集束したものであり、図３のように集束直径Ｄ₂を有 している。

【０００９】 ソケット７は内面に全長にわたりらせん溝７０が刻設されている。外周には尻 部から所要長さにわたりおねじ７１が設けられ、これに緊張用のナット９が取り 付けられている。 本考案では、繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡは端末部がそのままの ソケット７に挿入されるのでなく、端末部長手方向の中央部あるいは中央部より も後端に近い位置のいずれかに、樹脂接着剤８の付着表面積を増加させると共に 、クサビ効果により抜け出し防止するための１ピッチ分程度の長さの解撚膨出部 １０，１０’を複数個所有している。この実施例では解撚膨出部１０，１０’は ２つであるが、もっと多くてもよい。 前記解撚膨出部１０，１０’は、繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡを 構成している複数本の繊維複合撚合条体１のうち所要本数を、図２のように繊維 複合撚合素線２，２間に隙間が形成されるように解くことで構成され、２つの解 撚膨出部１０と解撚膨出部１０’とでは相互に位置がずれている。樹脂接着剤８ は前記解撚膨出部１０と解撚膨出部１０’の隙間に充填されている。 この実施例では６本の繊維複合撚合条体１ａないし１ｆからなっているため、 後端部位において図４の如く３本の繊維複合撚合条体１ａ，１ｂ，１ｄを解撚し てそれぞれ繊維複合撚合素線２，２が分離した解撚膨出部１０を形成し、この位 置から１〜２ピッチずれたところで、図５の如く他の３本の繊維複合撚合条体１ ｃ，１ｅ，１ｆをそれぞれ解撚して同様に繊維複合撚合素線２，２が分離した解 撚膨出部１０’を形成している。 前記解撚膨出部１０，１０’はスパイキなどにより繊維複合撚合素線２，２を 結着している硬化含浸マトリックス４を剥がして形成すればよい。解撚膨出部１ ０を長手方向後端から所定距離隔てた位置ｌ₁に設ける場合には、図８(a)で１本 の繊維複合撚合条体１ａを例に取って示すように、後端まで繊維複合撚合素線２ ，２をばらし、芯部の繊維複合撚合素線２′にリング状のスペーサ１００を外嵌 し、次いで図８(ｂ)のように外周の繊維複合撚合素線２，２を元の撚りに戻す方 法をとればよい。また、解撚膨出部１０撚りも前方の解撚膨出部１０’を得る場 合には、図９(a)で繊維複合撚合条体１ｃを例にとって示すように、長い距離ｌ₂ 分の繊維複合撚合素線２，２をばらし、芯部の繊維複合撚合素線２′にリング状 のスペーサ１００を外嵌し、図９(b)のように外周の繊維複合撚合素線２，２を 元の撚りに戻す方法をとればよい。解撚膨出部１０が図１と図４のように長手方 向後端に設けられる場合には、スペーサは省略できる。 前記スペーサ１００は、適度の長さを持ち、内径が繊維複合撚合素線２と同等 以上の金属製あるいはプラスチック製のものを使用すればよい。

【００１０】 前記ソケット７は、樹脂接着剤８に対する剪断力を低く押さえると同時に、接 着力の低下を防止して一体化されるように、内容積をできるだけ小さくする必要 があり、内径Ｄ₁を集束直径Ｄ₂の１．３倍以下とするのが望ましい。 樹脂接着剤８は硬化後の収縮率が０.６%未満のものがよい。その理由は、硬化 後の収縮率が０.６%以上では後に緊張力を付与したときに端末部との界面やソケ ット内面から剥離が生じやすくなるからである。この収縮率０.６%未満の樹脂接 着剤の例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、硬化剤にアミン系 硬化剤を用いた２液混合型の接着剤が挙げられ、好ましくは主剤と硬化剤とを重 量比で１００：(２０〜２８)で混合させたものである。

【００１１】

【実施例の作用】

プレストレストコンクリートの緊張材として使用するときには、図１のような 端末構造を繊維複合撚合マルチストランド型Ａの両端に施し、ソケット７の外周 のおねじ７１にナット９を螺合して緊張力を付与する。 本考案における端末部は、樹脂接着剤８として硬化後の収縮率が０.６%未満の ものが使用され、ソケット７の内面にめねじ７０が刻設されソケット内面の付着 面積が大きいことにより、ソケット内面と樹脂接着剤８の界面の剥離が防止され る。また、繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡを構成している各繊維複合 撚合条体１に対しても樹脂接着剤８の収縮率が低く、かつ、複数の繊維複合撚合 条体１には１ピッチ分程度に複数の解撚膨出部１０，１０’が形成されており、 それら解撚膨出部１０，１０’においては繊維複合撚合素線２，２が密接せず離 間し、付着面積が大きくなっているため、樹脂接着剤８との界面の剥離が防止さ れる。 この１ピッチ分程度の複数の解撚膨出部１０，１０’を形成することにより、 樹脂接着剤の付着に貢献する表面積が増加して界面の剪断力を低く抑えられると 同時に、それぞれ解撚膨出部１０，１０’の中すなわちこれらを構成している繊 維複合撚合素線２，２間に樹脂接着剤８が侵入することで複数個の節が作られ、 これらがそれぞれクサビ作用を発揮するためにソケット７からの抜け出しを確実 に防止できる。 しかも、１ピッチ分程度の解撚膨出部１０，１０’は同一断面位置でなく長手 方向で位置がずらされているため、繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡの 径が過度に大きくならず、内径Ｄ₁が繊維複合撚合マルチストランド型ロープＡ の直径Ｄ₂の１．３倍以内のソケット７に挿入することができ、ソケット内径Ｄ₁ を小さくすることにより、同じ外径でも肉厚を十分にとることができる。このた め、ソケット７の耐疲労性も高くなり、定着後に繰返し荷重がかかってもソケッ ト７が引きちぎられる心配がない。

【００１２】 本考案の具体例を挙げると次の通りである。 炭素繊維の長繊維を集束し、これにエポキシ樹脂を含浸し、賦形ダイスを通し タルクを塗布したものを複数本撚り合せて複合繊維芯を形成し、その外周にポリ エステル樹脂の繊維を巻き付けて４.２mmφの繊維複合撚合素線を得た。この繊 維複合撚合素線を７本撚り合せた後、エポキシ樹脂を加熱硬化させて直径１２. ５mmφの炭素繊維複合撚合条体を得た。この炭素繊維複合撚合条体を６本集束し て直径３７．５mmφの繊維複合撚合マルチストランド型ロープを得た。 ソケットは、外径７５.０mmφ、肉厚１３.５mm、内径４８.５mmφ、長さ４０ ０mmの鋼製ソケットを使用し、内面にＭ５２×３のめねじを全長に施し、外周に 尻部から２００mmの位置までＭ７５×４のおねじを加工したものを使用した。 ６本の炭素繊維複合撚合条体のうち３本は、尻部から１ピッチ分だけ繊維複合 撚合素線をばらし、他の３本は尻部から２〜１ピッチの間で１ピッチ分だけ繊維 複合撚合素線をばらし、これにより２か所に解撚膨出部を形成し、それら解撚膨 出部を含む繊維複合撚合マルチストランド型ロープをソケットに挿入した。この 状態でソケット内に樹脂接着剤として主剤と硬化剤の２液混合型の接着剤を充填 し硬化させた。主剤にはビスフェニールＡ型エポキシ樹脂、硬化剤にはアミン系 硬化剤を用いた。

【００１３】 得られた端末定着部の性能を見るため、両端のソケットのおねじにナットを装 着し、引張り試験を行った。その結果、８７ｔfで各炭素繊維複合撚合条体が破 断しても、ソケットからの繊維複合撚合マルチストランド型ロープおよび各炭素 繊維複合撚合条体の抜け出しは生じなかった。また、上記端末加工品を繰返し引 張疲労試験機で繰返し引張荷重を与えたところ、0.6pu±12.5Kgf/mm²(52,200Kgf ±950Kgf)で１Hzの繰返しでも何の異常も示さなかった。 なお、解撚膨出部を同じ断面位置で６本の炭素繊維複合撚合条体に形成してみ たが、これによるとソケットの内径は５４mm以上必要となり、前記諸元のソケッ トでは肉厚不足になり、８７ｔfに達する前にソケットが破壊してしまった。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明した本考案によれば、繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末 定着構造として、内径が繊維複合撚合マルチストランド型の集束径の１．３倍以 内のソケットを使用し、樹脂接着剤として硬化後の収縮率の少ないものを充填す ることに加え、繊維複合撚合マルチストランド型ロープを構成する複数本の繊維 複合撚合条体を１ピッチ程度解撚し、しかもこの解撚膨出部の位置を同位置でな く長手方向でずらして形成してソケット内に配置しているため、緊張時に剥離や 抜け出しの生じない端末構造とすることができると共に、解撚膨出部が大きくな らず上記範囲のソケット内径に納めることができるためコンパクト化し、ソケッ トの肉厚を増すことができるため耐疲労性を図ることができ、またコンパクトな 端末定着体であるため繊維複合撚合マルチストランド型ロープの配置密度を高く することができ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】本考案による繊維複合撚合マルチストランド型
ロープの端末構造の一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１の部分的拡大図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図であ
る。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】本考案における繊維複合撚合素線を例示する部
分切欠斜視図である。

【図７】本考案における繊維複合撚合条体の一例を示す
部分切欠斜視図である。

【図８】本考案における解撚膨出部を得る方法を示す説
明図である。

【図９】本考案における解撚膨出部を得る方法を示す説
明図である。

【符号の説明】

Ａ 繊維複合撚合マルチストランド型ロープ １ 繊維複合撚合条体 ２ 繊維複合撚合素線 ７ ソケット ８ 樹脂接着剤 １０，１０’ 解撚膨出部 ７０ らせん溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高強力低伸度繊維を熱硬化性樹脂で集合硬
   化させた繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端末
   構造であって、繊維複合撚合マルチストランド型ロープ
   Ａを構成する複数本の繊維複合撚合条体２を長手方向で
   位置をずらせて１ピッチ程度分を複数個所で解撚し、そ
   の解撚膨出部１０，１０’を含む繊維複合撚合マルチス
   トランド型ロープの端末部を、ロープの集束状態におけ
   る径の１.３倍以内の内径でかつ内面にらせん溝７０を
   有するソケット７に内挿し、該ソケット内面と繊維複合
   撚合マルチストランド型ロープ端末部との間に硬化後の
   収縮率の少ない樹脂接着剤８を充填し硬化させたことを
   特徴とする繊維複合撚合マルチストランド型ロープの端
   末構造。