Stay cable fixing method and fixing device and vibration isolator for cable stayed bridge
专利汇可以提供Stay cable fixing method and fixing device and vibration isolator for cable stayed bridge专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To heighten a rust preventive effect for stay cables, and simplify a constitution of a stay cable fixing device while keeping mechanical strength of the stay cables of a cable stayed bridge.
CONSTITUTION: FRP material stay cables 5, 5... are used, and the stay cables 5, 5... are inserted into an external cylindrical pipe 26. One end parts 5a, 5a... of the stay cables are fixed to a main tower 2 by means of a fixing device 20. Vibration isolators 31, 31... are interposed at proper intervals in spatial parts between the external cylindrical pipe 26 and the stay cables 5, 5.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Stay cable fixing method and fixing device and vibration isolator for cable stayed bridge专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は斜張橋に関するものであり、特に、ステーケーブルの定着方法及び定着装置並びに防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は此種斜張橋を示したものであり、
橋脚１，１の上部に主塔２，２を立設し、橋脚１，１及び橋台３，３に橋桁４，４…を架設する。 そして、主塔２，２に複数のステーケーブル５，５…の一端部を定着し、之等ステーケーブル５，５…の他端部を橋桁４，４
…に定着して支持してある。
【０００３】図１０は従来の斜張橋のステーケーブル定着装置を示しており、主塔２の凹部６へ定着用プレート７を当接し、定着ナット８により大径の定着管９を固定する。 ステーケーブル５，５…にはＰＣ鋼材が使用され、外筒管１０の中に之等ステーケーブル５，５…を挿通してその一端部に夫々楔１１，１１…を固着し、楔定着プレート１２にて係止する。 そして、定着管９内にグラウト１３を注入して凝結・硬化させ、楔定着プレート１２並びにステーケーブル５，５…の端部を固定する。
【０００４】又、ステーケーブル５，５…の防錆のために外筒管１０とステーケーブル５，５…との空間部にもグラウト１４を注入して硬化させ、更に、ケーシング管１５の端部に防振材１６を配置して、外筒管１０を支持させてある。 尚、符号１７は保護キャップである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来は、前述したように、ステーケーブル５，５…にＰＣ鋼材を使用しており、その防錆のために、外筒管１０の空間部にグラウト１４を注入して凝結・硬化させている。 そして、ステーケーブル５，５…を交換する際には、外筒管１０ごと取り替える。 従って、主塔２の凹部６にケーシング管１５
を配置し、ここで外筒管１０の取り外しを行っており、
構成が複雑になっている。 又、その都度外筒管１０も廃棄するため、保守作業がコスト高になっている。
【０００６】そこで、ステーケーブルの機械的強度を維持しつつ高い防錆効果を有し、ステーケーブル交換時の保守作業を簡素化するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、主塔に複数のステーケーブルの一端部を定着し、之等複数のステーケーブルの他端部を橋桁に定着して支持した斜張橋に於いて、外筒管内にＦＲＰ材のステーケーブルを挿通し、外筒管及びステーケーブルの一端部を定着装置にて主塔へ定着し、この定着装置内にグラウトを注入して固化させ、更に、前記外筒管とステーケーブルとの空間部の所々に、
適宜間隔で防振装置を介装したことを特徴とする斜張橋のステーケーブル定着方法を提供するものである。
【０００８】
【作用】本発明はステーケーブルにＦＲＰ材を使用しているため、防錆効果に関してはＰＣ鋼材と比較して極めて優れている。 又ＦＲＰ材はＰＣ鋼材に匹敵する高強度を有しているので、斜張橋の支持強度には何ら問題はない。 そして、防錆効果の高いステーケーブルを使用するため、外筒管とステーケーブルの空間部には、所々に適宜間隔で防振装置を介装すればよく、外筒管内へグラウトを注入する必要がない。
【０００９】又、ステーケーブルの一端部は定着装置によって主塔に定着されるが、従来型のケーシング管が不要であり、簡素化した定着装置であるため、ＦＲＰ材のステーケーブルの緊張に対する疲労強度を高く維持でき、ステーケーブル交換時の保守作業を簡便にすることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図９に従って詳述する。 尚、図１に関しては従来技術ですでに説明してあるので、再度の説明は省略する。 図２は本発明のステーケーブル定着装置２０を示したものであり、主塔２の凹部６へ定着用プレート２１を当接し、定着管２
２を挿通する。 後述するように、該定着管２２内には予め工場製作時にＦＲＰ材のステーケーブルの一端部５
ａ，５ａ…を挿入して、一次注入レジン２３で定着してあり、該定着管２２へ定着ナット２４を緊締して定着用プレート２１へ定着する。 上記ステーケーブル５，５…
の一次定着により、斜張橋の静荷重（主として自重）を支持する。
【００１１】次に、上記ステーケーブルの一端部５ａ，
５ａ…を一次定着した後、現場施工によって定着用プレート２１の下部にグラウトを注入し、凝結・硬化させて二次注入レジン２５を形成する。 このグラウトの注入の手順としては種々の工程があり、本実施例では外筒管２
６の一部に開口孔２７を開穿し、スライド自在な二重管２８を嵌着する。 そして、図３に示すように、二重管２
８をスライドして開口孔２７を露出させ、注入ホース２
９及びエア抜きホース３０を定着用プレート２１の下部に至るまで挿入する。 然る後、注入ホース２９から定着用プレート２１の下部にグラウトを注入しながら、エア抜きホース３０で内部のエア抜きを行い、注入したグラウトを凝結・硬化させて前記二次注入レジン２５を形成する。 この二次定着により、ステーケーブル５，５…の緊張力の変動即ち、斜張橋にかかる動荷重を支持する。
【００１２】ここで、定着装置２０内に注入するレジンの特性について説明する。 例えば、図４に示すように、
ＦＲＰ材のステーケーブル５を定着管２２内に挿通してレジンＲで定着した場合、ステーケーブル５とレジンＲ
との付着応力τは、後述するように定着管の入口２２ａ
付近に集中する。 図５は定着管の入口２２ａからの距離Ｘに対するステーケーブル５とレジンＲとの付着応力τ
の大きさを示し、実線で示す硬質レジンを使用した場合は定着管の入口２２ａ付近での付着応力τの集中が大きく、破線で示す軟質レジンを使用した場合は定着管の入口２２ａ付近での応力集中が小さく、定着管２２の奥の方まで付着応力τが分散する。
【００１３】従って、ＦＲＰ材のステーケーブル５を架設するときに、緊張力を定着するための一次注入レジン２３としては、確実な定着が可能である硬質レジンが適している。 軟質レジンは一般的にクリープが大であるため、長期間経過したときに緊張力が減少したり、或いは、ステーケーブル５が抜け出してしまう等の虞がある。 これに対して、動荷重のみを負担する二次注入レジン２５には軟質レジンが適している。 動荷重は常時加わる荷重ではなく、繰り返し加わる疲労荷重なのでクリープの影響は小さく、寧ろ、耐疲労性を高めるために、応力を分散して受ける軟質レジンがよい。
【００１４】尚、硬質レジンは弾性係数Ｅ＝２００〜４
００Kg f／mm 2程度のレジンを使用し、微粉末や砂等を添加すれば更に硬質にできる。 又、軟質レジンは弾性係数Ｅ＝１００〜２００Kg f／mm 2程度のレジンを使用すればよい。 ここで、図２に示したように、ＦＲＰ材のステーケーブル５，５…は外筒管２６の内部に挿通されているが、ＦＲＰ材は軽量であり且つ緊張力に対する強度が大であるため、略直線状に架設することができる。 然し、外筒管２６は自重により垂れ下がるので、ステーケーブル５，５…が外筒管２６を支えることになる。 そして、外筒管２６は風や通行車両等により振動するのでステーケーブル５，５…と接触し、ＦＲＰ材のステーケーブル５，５…が損傷する虞があるため、ステーケーブル５，５…と外筒管２６との空間部には所々に適宜間隔で防振装置３１，３１…を介装する。
【００１５】図６及び図７は防振装置３１の一例を示し、ステーケーブル５，５…の周囲をウレタンフォームやゴム等の防振作用のある防振部材３１ａで被覆し、外筒管２６との空間部にスペーサー３１ｂを介装して、ステーケーブル５が直接外筒管２６に接触しないようにする。 スペーサー３１ｂの材質は、ステーケーブル５と同様にＦＲＰ材が好ましいが、ステンレス鋼材や亜鉛メッキ鋼材等の防錆効果の高いものを使用してもよい。 従って、従来型のように、ステーケーブル５，５…と外筒管２６との空間部にグラウトを注入しない。
【００１６】前述した防振装置３１は防振部材３１ａ自体の防振作用によって外筒管２６の振動を防止するが、
外筒管２６との空間部に適宜間隔で防振装置３１，３１
…を介装すれば、極めて高い防振効果を発揮する。 図８
はステーケーブル５と外筒管２６との空間部に防振装置３１を介装しない場合の振動状態を示し、図９はステーケーブル５と外筒管２６との空間部に防振装置３１，３
１…を介装した場合の振動状態を示す。 図８の防振装置がない場合は一次の振動モードが卓越し、図９の防振装置３１，３１…がある場合は外筒管２６の振動が防止され、高次の振動モードが卓越するので共振周波数が高くなり、極めて揺れにくい構造となる。
【００１７】次に、防振装置３１の設置による共振周波数の変化の計算例を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】防振装置の設置間隔が短いほど共振周波数が高くなって揺れにくいのであるが、工事現場の施工性と経済性とを考慮すれば、２〜３ｍが適当な設置間隔である。 この結果、外筒管２６及びステーケーブル５の双方とも揺れにくくなり、橋桁上を通行する車両による振動や風による振れを抑制し、定着装置に加わる疲労を軽減できる。
【００２０】又、図２に示すように、外筒管２６の上端部は定着用プレート２１の裏面に達する位置まで主塔２
に埋設されており、従来型で使用していたケーシング管は不要となり、定着装置２０の構成を簡素化できる。
尚、符号３２は保護キャップである。 そして、ステーケーブル５，５…を交換する際には、外筒管２６を取り外すことなくステーケーブル５，５…のみを取り替える。
従って、外筒管２６は再使用でき、ケーブル交換作業を安価に行うことができる。
【００２１】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したように、ＦＲＰ材のステーケーブルを使用するため、機械的強度を維持しつつ高い防錆効果が得られる。 又、外筒管とステーケーブルとの空間部には防錆のためのグラウトを注入せず、防振装置を介装するため動荷重に対して定着装置に加わる疲労を軽減でき、定着装置の構成も簡素化される。 更に、ケーブル交換時の保守作業がコストダウンできる等、正に諸種の効果を奏する発明である。
【図１】斜張橋の正面図。
【図２】本発明の一実施例のステーケーブル定着装置の要部断面図。
【図３】二次注入レジンの注入工程を示す定着装置の要部断面図。
【図４】ＦＲＰ材のステーケーブルを挿通して定着した定着管の断面図。
【図５】定着管の入口からの距離と付着応力との関係を示すグラフ。
【図６】防振装置の一部切欠正面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図８】防振装置のない場合の振動モードを説明する正面図。
【図９】防振装置のある場合の振動モードを説明する正面図。
【図１０】従来型のステーケーブル定着装置の要部断面図。
１ 橋脚 ２ 主塔 ３ 橋台 ４ 橋桁 ５ ステーケーブル ６ 凹部 ２０ 定着装置 ２１ 定着用プレート ２２ 定着管 ２３ 一次注入レジン ２４ 定着ナット ２５ 二次注入レジン ２６ 外筒管 ３１ 防振装置 ３１ａ 防振部材 ３１ｂ スペーサー ３２ 保護キャップ Ｒ レジン
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