JP2010275837A - Reinforcement method for girder, and reinforcement cable for outer cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、橋梁の桁等の補強に関する。 The present invention relates to reinforcement of bridge girders and the like.
近年、橋の落下事故が続き、多くの橋で老朽化が問題となっている。また、近い将来、大きな地震の発生が予測されており、既設橋梁の監視および補強の必要性が高まっている。
既設橋梁の健全性の監視については、橋梁の一定区間(例えば渡行始点から終点までの区間)に光ファイバーを敷設して、光ファイバーに入力した光の反射の受光の有無により判別する技術が提案されている(特許文献1)。
In recent years, accidents of falling bridges have continued, and aging has become a problem in many bridges. In addition, major earthquakes are predicted in the near future, and the need to monitor and reinforce existing bridges is increasing.
For monitoring the soundness of existing bridges, a technology has been proposed in which an optical fiber is laid in a certain section of the bridge (for example, the section from the starting point to the end point), and is discriminated based on the presence or absence of reflection of light input to the optical fiber. (Patent Document 1).
特許文献1に開示された技術は、橋梁が落下または大きく変形等したのちの使用に耐える状態であるか否かを監視することが可能であるが、使用可能な状態における既設橋梁の健全さの程度を監視することはできず、また既設橋梁を補強するための施策は別途行う必要がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、橋梁の桁等における歪みの程度を監視して桁等の補強を適切に行うことが可能な桁の補強方法および外ケーブル用の補強ケーブルを提供することを目的とする。
The technique disclosed in
The present invention has been made in view of the above-described problems. A method for reinforcing a girder and a reinforcing cable for an outer cable that can appropriately reinforce a girder or the like by monitoring the degree of distortion in the bridge girder or the like. The purpose is to provide.
本発明に係る桁の補強方法は、外ケーブル方式による桁の補強方法であって、軸方向のひずみを検出するひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、前記補強ケーブルの両端間の導入張力を前記ひずみ検出手段がひずみを検出する直前の強さとし、前記桁の変形が所定の大きさ以上となったときに前記ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる。
本発明に係る他の桁の補強方法は、外ケーブル方式による桁の補強方法であって、軸方向のひずみを検出するひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、前記ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間に張力を導入し、前記ひずみ検出手段が検出するひずみが予め定めた大きさ以上となったときに前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる。
A method for reinforcing a girder according to the present invention is a method for reinforcing a girder by an outer cable system, and connects both ends of a reinforcing cable integrated with strain detecting means for detecting axial strain to different ends of the girder. The introduction tension between both ends of the reinforcing cable is the strength immediately before the strain detecting means detects the strain, and the strain detected by the strain detecting means when the deformation of the girder exceeds a predetermined magnitude. The introduction tension between both ends of the reinforcing cable is increased so as to have a predetermined size.
Another method of reinforcing a girder according to the present invention is a method of reinforcing a girder by an outer cable system, wherein both ends of the girder are connected to the ends of a reinforcing cable integrated with strain detecting means for detecting strain in the axial direction. The tension is introduced between both ends of the reinforcing cable so that the strain detected by the strain detecting means becomes a predetermined magnitude, and the strain detected by the strain detecting means becomes a predetermined magnitude or more. The introduction tension between both ends of the reinforcing cable is increased.
また、本発明に係る他の桁の補強方法は、外ケーブル方式による桁の補強方法であって、軸方向のひずみを検出する計測専用ひずみ検出手段が設けられた計測用ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、前記計測用ケーブルの両端間の導入張力を前記計測専用ひずみ検出手段がひずみを検出する直前の強さとし、軸方向のひずみを検出する補強ひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を、前記桁の互いに異なる端に前記補強ひずみ検出手段がひずみを検出しない強さで連結し、前記計測専用ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさを超えたときに前記補強ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる。 Another method of reinforcing a girder according to the present invention is a method of reinforcing a girder by an outer cable method, wherein both ends of a measurement cable provided with measurement-specific strain detection means for detecting axial strain are connected to the girder. Reinforced strain detection means for detecting axial strain is integrated with the introduction tension between the two ends of the measurement cable as the strength immediately before the measurement dedicated strain detection means detects the strain. When both ends of the reinforced cable are connected to different ends of the girder with such a strength that the reinforced strain detecting means does not detect the strain, and the strain detected by the dedicated strain detecting means exceeds a predetermined magnitude The introduction tension between both ends of the reinforcing cable is increased so that the strain detected by the reinforcing strain detecting means becomes a predetermined magnitude.
好ましくは、前記補強ケーブルは、前記桁の両端間に配されたデビエータを介して前記桁に連結される。
本発明に係る外ケーブル用の補強ケーブルは、素線の一部にひずみゲージが固着されて前記素線の軸方向のひずみが検出可能に形成される。
Preferably, the reinforcing cable is connected to the girders via a deviator disposed between both ends of the girders.
The reinforcing cable for an external cable according to the present invention is formed such that a strain gauge is fixed to a part of the strand and the strain in the axial direction of the strand can be detected.
本発明によると、橋梁の桁等における歪みの程度を監視して桁等の補強を適切に行うことが可能な桁の補強方法および外ケーブル用の補強ケーブルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reinforcement method of the girder which can monitor the grade of distortion in a bridge girder etc. and can perform reinforcement of a girder etc. appropriately, and an outer cable can be provided.
図1は補強ケーブル1の部分正面図、図2は図1におけるA−A矢視断面図である。
補強ケーブル1は、ケーブル本体3およびひずみゲージ4で構成される。
ケーブル本体3は、図2に示されるように、PC鋼である素線11が7本撚られたPC鋼より線である。素線11は、表面が亜鉛めっきにより被覆され、ケーブル本体3としては樹脂に被覆されず、素線11,…,11は外気に露出する。
ひずみゲージ4は、伸縮に応じて抵抗値が変化する金属を用いた箔ひずみゲージである。ひずみゲージ4は、複数の素線11,…,11の中の1つの表面に、接着剤12により固着される。
1 is a partial front view of the reinforcing
The reinforcing
As shown in FIG. 2, the
The
補強ケーブル1では、ひずみゲージ4は、ケーブル全長に渡って沿わせるのではなく、ケーブル本体3の一部に取り付けられる。補強ケーブル1は、例えば高価な光ファイバセンサーをケーブル全長に渡って長さ方向に沿わせることによる、初期費用の増大を回避することができる。
図3は補強ケーブル1により補強された橋梁の桁2の正面図、図4は図3におけるB−B矢視断面図、図5は桁2に補強ケーブル1が連結される様子を示す図である。
桁2は、図4に示されるように、断面が略「I」字状であり、上端及び下端が水平方向両側に張り出す桁上部13および桁下部14となっている。桁下部14には、長手方向にプレストレスが導入されたPC鋼による内ケーブル15が7箇所に配されている。
In the
3 is a front view of the
As shown in FIG. 4, the
補強ケーブル1は、その一方の端が桁2の長手方向の一方の端に固定(連結)され、その他方の端が桁2の長手方向の他方の端に張りの程度が調整可能に繋がれている。補強ケーブル1は、外ケーブルとして桁2に取り付けられている。
図5は、長手方向の他方の端における、張りの程度が調整可能な補強ケーブル1の支持の様子を示すものである。補強ケーブル1は、その両端がそれぞれ、定着金具16,16、あと施工アンカーボルト17,17,17および定着部材18により、桁2に連結される。
The reinforcing
FIG. 5 shows how the
定着金具16は、いずれも厚板で形成された底板21および支圧板22を有する。底板21は、桁下部14の下面23に、あと施工アンカーボルト17,17,17によって固定される。支圧板22は、桁2の両端のそれぞれにおいて、底板21が桁2の一方の端に固定されたときに、垂直になりかつ他方の支圧板22に対向するように形成されている。また、支圧板22には貫通孔24が設けられ、桁2の両側における定着金具16,16の貫通孔24は、その中心が一致している。
張りの程度が調整可能な側の定着部材18は、本体25、シムプレート26およびナット27からなる。本体25は、外観が略円柱状であってその軸心で補強ケーブル1の一端に固着されている。本体25は、その外周に緊張用雄ねじを備える。本体25は、補強ケーブル1側の端を貫通孔24に貫通させ、支圧板22から桁2の端側に突出する部分にシムプレート26が嵌め入れられて、ナット27が緊張用雄ねじに螺合される。
The
The
シムプレート26は、その厚さの違いまたは有無により補強ケーブル1の張力(緊結力)の強弱を調整するためのものである。シムプレート26およびナット27は、いずれも貫通孔24を通過不能であり、補強ケーブル1は、シムプレート26およびナット27が支圧板22に係止されることにより桁2に接続されている。
図6は他の補強ケーブル1Bの部分正面図、図7は図6におけるC−C矢視断面図である。
補強ケーブル1Bは、ケーブル本体3Bおよびひずみゲージ4で構成される。
The
6 is a partial front view of another reinforcing
The reinforcing
ケーブル本体3Bは、鋼線である素線11Bが束ねられ、外側がポリエチレン樹脂28で被覆されたパラレルワイヤストランドである。
ひずみゲージ4は、伸縮に応じて抵抗値が変化する金属を用いた箔ひずみゲージである。ひずみゲージ4は、補強ケーブル1と同様に、素線11B,…,11Bの1つの表面に、接着剤12により固着されている。
補強ケーブル1Bは、図3および図4に示された補強ケーブル1と同様に、プレストレスが導入されたPC鋼による内ケーブル15が配された桁2に、さらに外ケーブルとして取り付けられる。
The
The
Similar to the reinforcing
なお、補強ケーブル1Bを桁2に取り付ける場合、パラレルワイヤストランドを被覆するポリエチレン樹脂28における定着金具16に接続される部分は、さらにオーバーラップ管に覆われ、熱収縮チューブにより養生されて、雨水の浸入等が防止される。
補強ケーブル1,1Bは、新設の橋梁および既設の橋梁のいずれの桁2にも外ケーブルとして取り付けることができる。以下に、補強ケーブル1,1Bを外ケーブルとして使用した場合の桁の補強について説明する。
新設の橋梁では、内ケーブルはシース(円筒管)内に収容されてまたはそのままで桁に埋め込まれる。
When attaching the reinforcing
The reinforcing
In a new bridge, the inner cable is housed in a sheath (cylindrical tube) or embedded in a girder as it is.
内ケーブルが桁にそのまま埋め込まれる橋梁では、補強用の外ケーブルのほかに、ひずみゲージ付きの計測用細径ケーブルが外ケーブルとして設置される。
さて、新設の橋梁では、新設時において外ケーブルとして桁に取り付けられた補強ケーブル1,1Bは、張力が導入されない状態に設定される。橋梁の使用が開始されると、桁のたわみ(桁の老朽化)は、計測用細径ケーブルのひずみゲージにより監視される。
桁2における所定のひずみまたは鉛直変位が観察された段階で、補強用の外ケーブルにPS(プレストレス)が導入される。つまり、桁のたわみが特定の大きさ以上になったとき、一方の側の張りの程度が調整可能な定着金具16のナット27を、ひずみゲージ4に検出されるひずみが所定の大きさになるまで締め付ける。このときから、外ケーブルとしての補強ケーブル1,1Bは、桁の補強機能を発揮し始める。この後は、補強ケーブル1,1Bに取り付けられたひずみゲージ4により、桁のたわみが監視され、橋梁の老朽化の進行がモニターされる。
In a bridge where the inner cable is embedded in the girder as it is, a thin cable for measurement with a strain gauge is installed as the outer cable in addition to the outer cable for reinforcement.
By the way, in the newly installed bridge, the reinforcing
When a predetermined strain or vertical displacement in the
なお、新設の橋梁において、当初より外ケーブルにもプレストレスを導入し(ひずみゲージ4が僅かにひずみを検出する程度にナット27を締め)、桁の強度の向上に寄与させる場合には、ひずみゲージ付きの計測用細径ケーブルの設置は不要である。
既設の橋梁では、観察された桁の変形(たわみ)を参考として、補強ケーブル1,1Bを外ケーブルに使用して桁の補強がなされる。補強ケーブル1,1Bの桁への導入張力(取り付け時にひずみゲージ4が示すひずみの程度に対応)は、桁の変形の程度を考慮して決定される。例えば、桁の変形の程度が大きい場合には、施工時における補強ケーブル1,1Bへの導入張力は大きな値が設定される。
In addition, in a newly built bridge, prestress is also introduced into the outer cable from the beginning (the
In the existing bridge, the reinforcement of the girder is made by using the
また、既設の橋梁では、施工後に桁の変形によりひずみゲージ4が示すひずみが予め定めた大きさ以上となったときに、補強ケーブル1,1Bの両端間の導入張力を人為的に増加させて、補強ケーブル1,1Bの補強機能を高めてもよい。
このように、補強ケーブル1,1Bは、新設の橋梁および既設の橋梁において、桁2の補強を行うとともに、経年した橋梁の継続使用の可否を監視する手段として機能する。
なお、新設の橋梁においても、計測用細径ケーブルを設けることなく、桁の変形(たわみ)を観察して補強ケーブル1,1Bの桁への導入張力を増加させてもよい。
Moreover, in the existing bridge, when the strain indicated by the
As described above, the reinforcing
Even in a new bridge, the introduction tension to the girders of the reinforcing
図8は補強にデビエータ5が使用された橋梁の桁2の正面図、図9は図8におけるD−D矢視断面図、図10はデビエータ5の正面図、図11はデビエータ5の側面図である。
なお、図8(b)は図8(a)における一点鎖線で囲まれた部分6を示す。
桁2は、補強ケーブル1による補強にデビエータ(偏向部材)5が使用される。
桁2および補強ケーブル1は、上に説明した桁2および補強ケーブル1と同一のものである。
補強ケーブル1は、両端が桁2のそれぞれ異なる一方に繋がれている。補強ケーブル1の両端の桁2への取り付けは、先に図5を参照して説明した取り付け方法と同じである。
8 is a front view of the
FIG. 8B shows a portion 6 surrounded by a one-dot chain line in FIG.
In the
The
The reinforcing
デビエータ5は、桁2の長手方向の略中央における桁下部14の下面23に、あと施工アンカーボルト31,…,31によって固定されている。デビエータ5は、その下端近傍に、桁2の長手方向と同じ方向に伸びた溝32が設けられている。デビエータ5は、溝32にケーブル本体3の一部を収容し、蓋33で溝32の開口を閉じることにより補強ケーブル1を支持する。
図8ないし図11において、図1ないし図5と同一の構成を有するものについてはこれらにおける符合と同じ符合を付し、その説明を省略する。
The
8 to 11, those having the same configurations as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
デビエータ5を使用したときの、補強ケーブル1,1Bを外ケーブルとする桁の補強要領は、上に説明したデビエータ5を使用しない場合と同様である。補強ケーブル1,1Bは、デビエータ5を使用しない場合と同じく、新設の橋梁および既設の橋梁において、桁2の補強を行うとともに、経年した橋梁の継続使用の可否を監視する手段として機能する。
デビエータ5を使用して補強ケーブル1,1Bを取り付けた場合には、デビエータ5aは、桁2のたわみとともに下方に移動する(図8(b)のデビエータ5b)。そのため、補強ケーブル1,1Bのひずみは、デビエータ5を使用しない場合(図8(b)の1a)に比べて大きくなり(図8(b)の1b)、桁のたわみ(変形)が同一の場合、より確実に補強ケーブル1,1Bのひずみを検出することができる。
When the
When the reinforcing
図12は補強に1対のデビエータ5C,5Cが使用された橋梁の桁2の正面図、図13は図12におけるE−E矢視断面図である。
図12および図13において、1対のデビエータ5C,5Cは、桁2の長手方向の略中央における桁上部13の幅方向両側の下面29,29に、それぞれあと施工アンカーボルト31,31によって固定されている。
桁2、補強ケーブル1およびデビエータ5C,5Cは、図8ないし図11に示された桁2、補強ケーブル1およびデビエータ5と略同一である。
12 is a front view of a
12 and 13, the pair of
The
図12および図13において、図8ないし図11と同一の構成を有するものについてはこれらにおける符合と同じ符合を付し、その説明を省略する。
デビエータ5C,5Cを使用したとき、橋梁の桁2に外ケーブルとして使用された補強ケーブル1,1Bは、桁2の補強を行うとともに、経年した桁のたわみの程度を監視する手段として機能する。
また、デビエータ5C,5Cは、先に説明したデビエータ5と同様に、桁2のたわみに伴うひずみが大きくなり、より確実におよび精度よく補強ケーブル1,1Bのひずみを検出することができる。
12 and 13, components having the same configurations as those in FIGS. 8 to 11 are denoted by the same reference symbols, and description thereof is omitted.
When the
Further, like the
桁2にデビエータ5,5Cが設置されていない場合、外ケーブルのひずみは全長に渡り一様に生ずるので、ひずみゲージ4がケーブル本体3,3Bに1つ固着されたものを使用すれば、桁2の変形の程度を知ることができる。桁2にデビエータ5,5Cが設置された場合には、桁2の設置環境およびデビエータ5,5Cと補強ケーブル1,1Bとの間の摩擦損失等によりデビエータ5,5Cの両側でひずみの程度が異なることがあるため、補強ケーブル1,1Bは、ひずみゲージ4がデビエータ5,5Cの両側それぞれに固着されたものを使用するのが好ましい。いずれにしても、補強ケーブル1,1Bは、その軸方向歪を検出する手段をケーブル本体3の一部のみに設置すれば、ケーブル全長、ひいては構造体全体のモニタリングを経済的に行うことができる。
If the
上述の実施形態において、補強ケーブル1,1Bの桁2への取り付けを、一端を張りの程度を調整可能とし他端を固定としたが、両端のいずれも張りの程度を調整可能としてもよい。
補強ケーブル1,1B、および補強ケーブル1,1Bの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
In the above-described embodiment, the
Each configuration or overall structure, shape, size, number, material, and the like of the reinforcing
本発明は、橋梁の桁等の補強に利用することができる。 The present invention can be used for reinforcing bridge girders and the like.
1,1B 補強ケーブル
2 (橋梁の)桁
4 ひずみ検出手段、補強ひずみ検出手段(ひずみゲージ)
5,5C デビエータ
11,11B 素線
1,1B Reinforcement cable 2 (Bridge)
5,
Claims (5)
軸方向のひずみを検出するひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、
前記補強ケーブルの両端間の導入張力を前記ひずみ検出手段がひずみを検出する直前の強さとし、
前記桁の変形が所定の大きさ以上となったときに前記ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる
ことを特徴とする桁の補強方法。 A method of reinforcing a girder by an outer cable method,
Connecting both ends of a reinforcing cable integrated with strain detecting means for detecting axial strain to different ends of the beam;
The introduction tension between both ends of the reinforcing cable is the strength immediately before the strain detection means detects the strain,
Girder for increasing the introduction tension between both ends of the reinforcing cable so that the strain detected by the strain detecting means becomes a predetermined size when the deformation of the beam becomes a predetermined size or more. Reinforcement method.
軸方向のひずみを検出するひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、
前記ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間に張力を導入し、
前記ひずみ検出手段が検出するひずみが予め定めた大きさ以上となったときに前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる
ことを特徴とする桁の補強方法。 A method of reinforcing a girder by an outer cable method,
Connecting both ends of a reinforcing cable integrated with strain detecting means for detecting axial strain to different ends of the beam;
Introducing tension between both ends of the reinforcing cable so that the strain detected by the strain detection means becomes a predetermined magnitude,
A method for reinforcing a girder, wherein the introduction tension between both ends of the reinforcing cable is increased when the strain detected by the strain detecting means exceeds a predetermined magnitude.
軸方向のひずみを検出する計測専用ひずみ検出手段が設けられた計測用ケーブルの両端を前記桁の互いに異なる端に連結し、
前記計測用ケーブルの両端間の導入張力を前記計測専用ひずみ検出手段がひずみを検出する直前の強さとし、
軸方向のひずみを検出する補強ひずみ検出手段が一体化された補強ケーブルの両端を、前記桁の互いに異なる端に前記補強ひずみ検出手段がひずみを検出しない強さで連結し、
前記計測専用ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさを超えたときに前記補強ひずみ検出手段が検出するひずみが所定の大きさになるように前記補強ケーブルの両端間の導入張力を増加させる
ことを特徴とする桁の補強方法。 A method of reinforcing a girder by an outer cable method,
Connecting both ends of the measurement cable provided with a measurement strain detecting means for detecting strain in the axial direction to different ends of the beam,
The introduction tension between both ends of the measurement cable is the strength immediately before the measurement strain detecting means detects the strain,
Connecting both ends of a reinforcing cable in which reinforcing strain detecting means for detecting axial strain is integrated, to the different ends of the beam with such strength that the reinforcing strain detecting means does not detect strain;
Increasing the introduction tension between both ends of the reinforcing cable so that the strain detected by the reinforcing strain detecting means becomes a predetermined magnitude when the strain detected by the dedicated strain detecting means exceeds a predetermined magnitude. A method of reinforcing a girder characterized by that.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の桁の補強方法。 The method of reinforcing a girder according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing cable is connected to the girder via a deviance arranged between both ends of the girder.
ことを特徴とする外ケーブル用の補強ケーブル。 A reinforcing cable for an outer cable, wherein a strain gauge is fixed to a part of the strand so that the strain in the axial direction of the strand can be detected.
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