JP5712282B2 - 撚線案内装置の改善 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、橋の案内塔で使用される撚線案内装置の新しい構成に関する。より詳しくは、本発明は、撚線案内装置内の撚線を腐食から保護する新しい方式に関する。また、本発明は、それに対応するサドル内の撚線を保護する方法に関する。また、本発明は、前記の撚線案内装置を備えた建造物に関する。

本発明は、より詳しくは、土木工事及び建設作業で使用される、多数の撚線から成るケーブルの撚線などの引張部材のための案内装置に適用されるが、それに限定されない。

多くの構造物と著名な橋は、特に、それらの構造物の部材を支持するために用いられるケーブルを備えている。そのようなケーブルは、その対向する端部間に牽引される形で引っ張られているが、多くの場合、案内装置としても知られるサドルが、何としても、それらを延ばさなければならない方向にケーブルの方向を転換させるように、ケーブルを保持するために使用されている。

従って、前述した形式のサドルの機能は、ケーブルを横方向及び／又は縦方向に、並びに局所的に保持するとともに、そのような目的のために配備された橋の案内塔などの支持台に、そのような方向転換によって生じる応力を伝達することを可能とすることである。前記の形式のサドルは、控えケーブル用の案内塔や外部緊張材用の橋桁のダイヤフラム内などの支持台とケーブルの間に挿入することを意図したものである。従来のサドルは、全ての撚線、即ち、一つの共通のパイプ内に配置された撚線の束のために一本の簡単なスチール製パイプを使用していた。幾つかの解決策では、撚線のために、個別のスチール製チューブを配備していた。最近、個々の撚線毎に（グラウチング後に取り去られる所謂ボイド成形型によって得られる）孔又は管路を備えたサドルが開発された。幾つかの解決策では、これらの孔は、挟持効果を改善するためにＶ字形状を有する。個別のチューブ又は管路を備えたサドルは、ケーブルの各撚線を個別に局所的に支持することが可能であると考えられている。

そのような目的のために、最新のサドルは、ケーブルの撚線を案内するための少なくとも一つの支持領域を有し、好ましくは、方向転換のための複数の支持領域を有し、各支持領域がケーブルの一本の撚線を個別に支持することが可能である。

サドルの周知の解決策では、サドルは、丸い、四角形、或いはそれ以外の形状のスチール製ボックスから構成され、そのボックスには、撚線の設置後、高強度セメントのグラウトが充填される。撚線は、縦方向にサドルを貫通するように、四角形のスチール製ボックス内に配置されている。そのような解決策では、撚線とサドルの幾つかの部分の間の摩擦を増大させるために、撚線を外装しないようにすることができる。撚線にグラウトを充填して固めた場合、セメント製モルタルは、外装されていない撚線を腐食から保護することもできる。しかし、この場合の欠点は、凝固したセメント製モルタル内で撚線の位置が固定されているため、撚線を個別に置換できないことである。本出願の意味において、「腐食」との用語は、撚線の化学的な一貫性、そのため機械的な特性に有害な影響を及ぼす可能性の有る如何なるプロセス、例えば、化学又は電解プロセスを意味するために使用される。

サドル内の撚線の位置を保持するための曲がったチューブ又は管路をサドル内に挿入することも可能である。従来のサドルは、少なくとも、控えケーブルとしても知られる案内ケーブルが備える撚線と同数のチューブを備えている。そして、各撚線は、一本のチューブを縦方向に貫通するように配置されている。この解決策では、その後サドルにセメント製モルタルを充填する必要がない。この解決策の利点は、撚線を個別に置換できることである。しかし、この解決策の欠点は、チューブと撚線が腐食し易いことである。

本発明の課題は、従来技術の欠点を克服できるように改善したサドル形態を提供することである。

本発明の第一の観点では、橋用サドルが規定され、この橋用サドルは、第一の端部と第二の端部を有する本体を備えており、この橋用サドルは、橋用サドル内を第一の端部から第二の端部まで延びる少なくとも一つの管路を備えており、この管路は、ケーブルの撚線が縦方向に貫通するように配置されるとともに、更に、張力が加わった場合に撚線の位置を保持するように配置されており、橋用サドルの本体が、撚線を腐食から保護するために配置された保護材料を備えており、この管路は、撚線を通すことができるとともに、管路と保護材料が橋用サドル内の撚線のその後の取り外しと置き換えを可能とするように配置されており、この保護材料が、硬化しない、固体の、曲げ易く、弾力性があるポリマー材料である。

ここで提案する解決策は、幾つかの利点を提供する。案内装置を貫通する撚線は個別に置換できる。更に、注入された保護材料は、撚線を腐食から保護するとともに、擦過腐食のリスクも低減する。必要な場合、保護充填材料も容易に置換できる。

更に、本体の内部を保護するとともに、保護材料が本体から流出するのを防止するために、本体の両端に密閉手段を配備することもできる。

本発明の第二の観点では、第一の端部と第二の端部を有する本体を備えた橋用サドル内の撚線を腐食から保護する方法が規定され、この橋用サドルは、橋用サドル内を第一の端部から第二の端部まで延びる少なくとも一つの管路を備えており、この管路は、ケーブルの撚線が縦方向に貫通するように配置されるとともに、更に、張力が加わった場合に撚線の位置を保持するように配置されており、この方法は、橋用サドル内の管路に撚線を通した後、撚線を腐食から保護する保護材料を橋用サドルの本体に注入する工程を有し、この管路は、撚線を通すことができるとともに、管路と保護材料が橋用サドル内の撚線のその後の取り外しと置き換えを可能とするように配置されており、この保護材料が、硬化しない、固体の、曲げ易く、弾力性があるポリマー材料である。

本発明の別の観点は、添付された従属請求項に記載されている。

本発明の別の特徴及び利点は、以下における、添付図面と関連した、本発明を制限するものではない実施例の記述から明らかとなる。

橋用サドルを図示した、ケーブル支持橋の簡略化した側面図 サドル本体の斜視図 撚線が配置されたサドルの一部を図示した、縦方向の面に沿った断面による側面の断面図 縦方向の面に沿った断面による密閉手段を含むサドルの側面の断面図 サドルの密閉構成図 図５の密閉構成をサドルに配置した場合の図 図６のＸ−Ｘ線に沿って図５の密閉構成を図示した断面図

以下において、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。

図１は、本発明によるサドルを適用できるケーブル支持橋を図示している。ケーブル支持橋は、一般的に、
・例えば、少なくとも一つの内部空間をも備えた（しかし、デッキの断面を開いた断面とすることもできる）構造部材、例えば、コンクリート又は金属製の構造部材を備えたデッキ１０１と、
・少なくとも一つの案内塔１０３であって、案内塔１０３は、少なくとも一つのほぼ直立した部材を備え、各案内塔１０３が、即ち、デッキの下に延びる第一の部分と、デッキの上に延びる第二の部分とを備えている案内塔と、
・多数の控えケーブル１０５と、
を備えている。

各控えケーブル１０５が、案内塔１０３の上方部分に配置された（これ以降、橋用サドルと称する）撚線案内装置１０９を貫通するように、各控えケーブル１０５は、デッキ１０１上に配置された二つのデッキアンカレッジ１０７の間を延びている。

ケーブル支持橋又は吊り橋の建設分野で用いられる控えケーブル部材は、一般的に、グリース又はワックスとするか、或いはゲルベースとすることができる層と、この保護層を取り囲む外装とによって、（長年の）腐食から保護されている。しかし、これらの保護層と外装の存在は、撚線の直径を増大させる。

従来から、撚線は、それぞれ一般的に金属製であるが、それに限定されない多数のワイヤーから構成されている。例えば、幾つかの解決策では、各撚線は、７本のワイヤーのグループで構成されている。多くの場合、撚線の断面は、円に内接する。各ケーブル１０５は、通常複数の撚線で構成される。

図２は、控えケーブル１０５の撚線が（本体の縦軸に対応する）縦方向に貫通するように配置されたサドル１０９の本体２０１の斜視図を図示している。本体２０１の縦方向の寸法に沿って延びているが、必ずしもサドル本体２０１の外寸に関して中央の位置に延びていない曲がった経路は、縦軸によって表される。

この例では、本体２０１は、第一の開いた端部２０３と第二の開いた端部２０５を有する曲がった四角形のスチール製ボックスである。本体２０１の断面は、勿論撚線の束を包むような丸い形又はそれ以外の形にすることができる。

図３は、縦方向の面内における本体２０１の一部の側面図を図示している。この特別な例では、サドル本体２０１の側面図は、７本の撚線３０１を図示している。この例では、スチール製チューブであるが、アルミニウム又はプラスチック製チューブとすることもできる管路３０３も図示されており、撚線３０１毎に一つのチューブ３０３が配備されており、撚線３０１は、チューブ３０３を縦方向に貫通するように配置されている。本体の各チューブ３０３は、曲がった縦方向の軸と、基本的に縦方向の軸の内輪の側面に配置された、チューブの長さの限界内で撚線３０１の周囲の一部の表面上で撚線３０１を支持することが可能な少なくとも一つの第一の部分とを有する。チューブ３０３は、サドル本体２０１の湾曲に追従する。

チューブ３０３を支持するとともに、サドル本体２０１内のチューブ３０３の位置を保持するためのチューブ支持部材３０５も配備されている。支持部材３０５は、（ボイド成形型を必要とする解決策において）ボイド成形型を支持するとともに、引っ張られて曲がっている撚線の方向転換力によって生じる或る程度の横方向の力に対抗するとの目的も有する。これらの支持部材３０５は、チューブ３０３に対して、ほぼ垂直に配置されている。

この特別な例では、チューブ又は管路３０３を貫通する撚線３０１の部分は、撚線３０１とチューブ３０３の間の摩擦を増大させるために外装されていない（撚線は、最初外装されているが、設置プロセスの一部として、サドルの領域の外装を除去される）。それは、第一の端部２０３と第二の端部２０５の間の張力の差が大きい場合でも、撚線３０１の位置を保持するとの有利な効果を有する。しかし、外装されていない撚線は、腐食し易く、そのため、本発明では、腐食の発生を防止するために、（後で詳しく説明する通り）保護材料がサドル本体２０１に配備されている。更に、チューブ３０３内には無い撚線３０１の部分は、例えば、腐食に対する保護を実現するために外装されている。この保護材料は、ポリマーとすることができる。この外装は、例えば、ポロエチレン材料から作ることができる。個々のチューブの間の空間は、有利には、セメント製モルタルなどの硬化材料で満たされる。

異なる形状のチューブ断面は、異なる挟持効果を有し、内輪の側面にＶ字形状の断面を使用することによって、比較的大きな挟持効果を得ることができる。この場合、チューブ３０３と撚線３０１の断面は、相補的な形状ではない。

しかし、従来の解決策では、各チューブ３０３の断面は、チューブが収容する撚線３０１の断面に対して、ほぼ相補的な形状をしている。例えば、ケーブル１０５の撚線３０１が、それぞれ円と内接する断面を有する場合、チューブ３０３への撚線３０１の挿入を容易にするために、各チューブ３０３の断面は、撚線３０１の断面が内接する円よりも大きな内径を有する、ほぼ円形の断面である。

前述した解決策では、個々のチューブの間の空間をグラウトで固める。別の（図面に図示されていない）解決策では、ボイド成形型によりサドル本体２０１内に管路を形成して、そのボイド成形型を周囲の充填物が硬化した後に取り去る。この解決策でも、管路は、挟持効果を向上するためにＶ字形状とすることができる。この解決策では、撚線３０１が腐食し易い金属製チューブ３０３と接触しない、或いは金属との接触が撚線とのフレッティング疲労を起こす可能性が有るという意味でも、金属製チューブ３０３でないことが有利である。

本発明では、サドル本体の内部は、撚線３０１及び／又はチューブ３０３を腐食から保護するための保護材料を有する。前述した通り、注入する保護材料は、ポリマー材料とするか、或いはその充填物が酸素と湿気をサドル本体２０１に入れず、撚線３０１の取り外しを可能とする限り、それ以外の同様の材料とすることができる。例えば、ポリマー材料は、重合プロセスを起こすことができる二つの形式の液体を混合することによって得られる。この得られたポリマー材料は、撥水性であり（水と混合せず）、気体を透過させない。有利には、液体の混合後で、凝固（重合）プロセスが正常に開始する前に、注入が行なわれる。混合と注入後に、得られた混合物は固体となるが、硬化せず、そのため、曲げ易く、柔らかく、弾力性がある状態のままである。

多くの場合、橋用サドル１０９は、地表面から上の高い所に配置され、そのため、以下で説明する通り、注入のための特別な構成が必要である。

ここで、図４を参照して、保護材料は、有利には、本体２０１の底部の両端に配置された注入チューブ４０１；４０５の中の一つを通して、サドル本体２０１に注入される。この例では、二つの注入チューブが有り、注入チューブ４０１；４０５の中の一つを通して注入が行なわれるが、両方の注入チューブを同時に使用することも可能である。注入チューブ４０１；４０５は、（図示されていない）充填タンクと接続されている。

サドル本体２０１の両端の上方の部分には、第一のベント４０３と第二のベント４０７が図示されており、それらの中の一方が（図示されていない）真空ポンプと接続されている。ベントの目的は、注入時に空気が逃れるようにすることであるため、通常一度に一つのベントだけが使用される。サドル本体２０１の内部への充填を改善するために、先ずは、真空ポンプを使用することによって、ベント４０３；４０７の中の一つを通してサドル本体２０１から空気を吸い出す。その効果は、サドル本体の内部の全ての空隙に保護材料を充填できることである。サドル本体の内部に注入した場合、保護材料は撚線３０１と管路壁の間の空間を満たす。注入を下から行なうとともに、空気を上から吸い出すことの利点は、より良好にサドル本体２０１から空気を除去できることである。通常は、充填を改善するために、注入する端部と逆側の端部から空気を吸い出す。勿論、そのような作業を同じ端部で行なうことも可能である。

（図４に図示されていない）全ての撚線３０１をサドル本体２０１内に配置してから、保護材料の注入が行なわれる。保護材料の充填を容易にするために、保護材料は、先ずは注入チューブ４０１；４０５の中の一つを通して充填室４１１に注入される。保護材料は、全ての個々のチューブへの真空の印加によって支援される形で、充填室４１１からサドル本体２０１の内部の至る所に拡がった後、注入完了後暫くしてから、凝固し始める。注入した材料が逆側の端部に配置されたベントを通してサドル本体から流出し始めたら、注入を停止する。ポリマー製充填物は、一旦凝固すると、金属製の表面に良く付着する。

図５〜７を参照して、サドル本体２０１の両端における端部構造又は密閉構成４１３を詳しく説明する。

密閉構成４１３は、幾つかの平坦な部材、この例では、５つの部材で構成され、本体２０１から最も外側の部材は前面押圧板５００であり、その次の部材は中間パッド５０１であり、その次の部材は密閉パッド５０３であり、その次の部材は押圧パッド５０５であり、本体２０１に最も近い部材は背面押圧板５０７である。押圧パッド５０５と背面押圧板５０７は、纏めて背面押圧部材と呼ぶことができる。中間パッド５０１、密閉パッド５０３、押圧パッド５０５及び背面押圧板５０７には、撚線３０１を通すための孔が設けられている。これらの孔の形状は、有利には、良好な密閉効果を保証するために、これらの孔を通る撚線３０１の形状と相補的な形状とする。そのため、密閉構成２０２は、有利には、撚線３０１が密閉構成２０２を貫通する場合の撚線３０１の周囲からの漏れ止めを形成する。

前面押圧部材５００は、堅い部材であり、この例では、スチール製の板である。図面に図示された例では、スチール製撚線とスチール製板の接触を防止するために、前面押圧板５００には、撚線を通すための孔は無いが、撚線３０１用の孔を持つ解決策も可能である。しかし、中間パッド５０１、密閉パッド５０３、背面押圧パッド５０５及び背面押圧板５０７を前面押圧板５００に対して締め付ける締付手段を通すための孔が設けられている。

中間パッド５０１は変形可能であり、例えば、ポリエチレンから作ることができ、その主要な機能は、撚線の方向転換力に対抗して、撚線３０１の動きを緩和することであるが、その機能は、密閉し、保護することでもある。これらの部材を通る孔の方向を考慮すると、中間パッド５０１の幅は、密閉構成４１３のそれ以外の部材の幅よりも大きい。中間パッド５０１の幅は、例えば、密閉パッド５０３の幅の２倍にすることができる。その有利な効果は、比較的大きな方向転換力を阻止するとともに、比較的強い撚線３０１の動きを緩和することである。

図７に図示されている通り、中間パッド５０１、密閉パッド５０３、押圧パッド５００及び押圧板５０７を通る孔は、中間パッド５０１が前面押圧板５００に押圧された場合に面取りされている縁を有する。面取りする角度は、数度、例えば、２度とすることができる。これは、更に、鋭い縁で支えられること無く、撚線３０１の動きを容易にする。面取りする角度は、撚線３０１を故意に方向転換する場合にも有用である。例えば、ケーブルへの負荷のために撚線３０１が動く場合、中間パッド５０１が弾性変形することができる。この形式の変形は可逆的である。言い換えると、力が最早印加しなくなったら、中間パッド５０１は元の形状に戻る。従って、それは、密閉構成４１３を貫通する撚線３０１に対して滑らかな遷移領域を提供する。

堅くない密閉パッド５０３の主要な機能は、サドル本体２０１の内部を外部環境から密閉することである。このパッドは、サドル本体２０１外の湿気が本体２０１の内部に侵入できないことを保証するとともに、注入した保護材料が本体２０１から流出することを防止することも意図している。密閉パッド５０３は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマーゴムなどのネオプレンから作ることができる。実際の密閉は、中間パッド５０１と押圧パッド５０５（両方とも、有利には、ポリエチレンから作られる）の間での密閉パッド５０３の締め付けによって実現される。

例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンから作られる、堅い押圧パッド５０５は、中間パッド５０１と密閉パッド５０３を前面押圧板５００に締め付けるために、スチール製の堅い背面押圧板５０７と一緒に使用される。そのため、十分な締め付けを実現するために、捻子５１１又はそれに応じた締付手段が配備されている。押圧パッド５０５と背面押圧板５０７も、撚線３０１のためのスペーサーとして機能する。

サドル２０１と撚線３０１を設置する場合、次の工程を実行する。先ず、密閉構成４１３を仮に設置するが締め付けていない状態で、サドル１０９を橋の案内塔１０３に設置する。次に、サドル本体２０１に撚線３０１を通す。その後、撚線３０１を引っ張ることができるとともに、前面押圧板５００と背面押圧部材の間で中間パッド５０１と密閉パッド５０３を締め付ける。次に、サドル本体２０１に保護材料を注入することができる。

前に説明した通り、本発明の教えを吊り橋又は橋のデッキでの外部緊張材の方向転換器に同様に適用できる。

図面と前の記述で本発明を詳しく図解、説明したが、そのような図解及び説明は、実証又は例示することを目的としており、限定することを目的とするものではなく、本発明は、ここで開示した実施形態に限定されない。請求項による本発明を実施する場合、当業者は、ここでの図面、開示及び添付した請求項の考察に基づき、その他の実施形態及び変化形態を理解して、実現することができる。

請求項において、「有する、備える」との語句は、その他の部材又は工程を排除せず、「ａ」又は「ａｎ」の不定冠詞は、複数であることを排除しない。単一のプロセッサ又はその他のユニットは、請求項に記載された幾つかの事項の機能を実行できる。異なる特徴が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの特徴の組み合わせが有利に使用できないことを表すものではない。請求項の如何なる参照符号も、本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。

Claims (13)

1. 第一の端部（２０３）と第二の端部（２０５）を有する本体（２０１）を備えた橋用サドル（１０９）であって、この橋用サドル（１０９）は、橋用サドル（１０９）内を第一の端部（２０３）から第二の端部（２０５）まで延びる少なくとも一つの管路（３０３）を備えており、この管路（３０３）は、ケーブル（１０５）の撚線（３０１）が縦方向に貫通するように配置されるとともに、更に、張力が加わった場合に撚線（３０１）の位置を保持するように配置されており、橋用サドル（１０９）の本体（２０１）が、撚線（３０１）を腐食から保護するために配置された保護材料を備えている橋用サドルにおいて、 管路（３０３）は、撚線（３０１）を通すことができるとともに、管路（３０３）と保護材料が橋用サドル（１０９）内の撚線（３０１）のその後の取り外しと置き換えを可能とするように配置されており、
   そのために、橋用サドル（１０９）が、取り外し可能なボイド成形型又は個別のチューブ（３０３）によって形成された多数の管路（３０３）を備えており、この保護材料が、二つの形式の液体を混合した後の重合により得られる、硬化しない、固体の、曲げ易く、弾力性があるポリマー材料である、
   橋用サドル。
2. 請求項１に記載の橋用サドル（１０９）において、
   本体（２０１）内の隙間又は管路（３０３）が保護材料で満たされている橋用サドル。
3. 請求項１又は２に記載の橋用サドル（１０９）において、
   管路（３０３）を貫通する撚線（３０１）の部分が外装されていない橋用サドル。
4. 請求項１から３までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   本体（２０１）が曲がっており、管路（３０３）が本体（２０１）の湾曲に追従している橋用サドル。
5. 請求項１から４までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   橋用サドル（１０９）の第一の端部（２０３）と第二の端部（２０５）の中の少なくとも一方が密閉構成（４１３）を備えている橋用サドル。
6. 請求項１から５までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   当該の保護材料が、真空により支援されて橋用サドル（１０９）に注入された形で配置されている橋用サドル。
7. 請求項１から６までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   管路（３０３）の形状がＶ字形状である橋用サドル。
8. 請求項１から７までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   橋用サドル（１０９）が、更に、保護材料を収容するための充填室（４１１）を備えており、その充填室から、橋用サドル（１０９）の内部の隙間又は管路（３０３）に充填するように、その充填室には、保護材料が配置されている橋用サドル。
9. 請求項１から８までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
   橋用サドル（１０９）が、更に、第一の端部（２０３）又は第二の端部（２０５）に保護材料を注入するための少なくとも一つの注入チューブ（４０１；４０５）を備えるとともに、第一の端部（２０３）又は第二の端部（２０５）に真空ポンプと接続して空気を抜くための少なくとも一つのベント（４０３；４０７）を備えている橋用サドル。
10. 請求項９に記載の橋用サドル（１０９）において、
    個別のチューブ（３０３）が金属又はプラスチックから作られている橋用サドル。
11. 請求項１から１０までのいずれか一つに記載の橋用サドル（１０９）において、
    各管路（３０３）の間の空間が硬化材料で満たされている橋用サドル。
12. 第一の端部（２０３）と第二の端部（２０５）を有する本体（２０１）を備えた橋用サドル（１０９）内の撚線（３０１）を腐食から保護する方法であって、この橋用サドル（１０９）は、橋用サドル（１０９）内を第一の端部（２０３）から第二の端部（２０５）まで延びる少なくとも一つの管路（３０３）を備えており、この管路（３０３）は、ケーブル（１０５）の撚線（３０１）が縦方向に貫通するように配置されるとともに、更に、張力が加わった場合に撚線の位置を保持するように配置されている方法において、
    この方法が、橋用サドル（１０９）内の管路（３０３）に撚線（３０１）を通した後、撚線（３０１）を腐食から保護する保護材料を橋用サドル（１０９）の本体（２０１）に注入する工程を有し、
    管路（３０３）は、撚線（３０１）を通すことができるとともに、管路（３０３）と保護材料が橋用サドル（１０９）内の撚線（３０１）のその後の取り外しと置き換えを可能とするように配置されており、
    そのために、橋用サドル（１０９）が、取り外し可能なボイド成形型又は個別のチューブ（３０３）によって形成された多数の管路（３０３）を備えており、この保護材料が、二つの形式の液体を混合した後の重合により得られる、硬化しない、固体の、曲げ易く、弾力性があるポリマー材料である、
    方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    当該の保護材料が、真空により支援されて橋用サドル（１０９）に注入される方法。

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