JP6032530B2 - Seismic joint structure of cable protection tube - Google Patents
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Description
この発明は、ケーブル保護管の耐震継手構造に関するものである。 The present invention relates to a seismic joint structure for a cable protection tube.
ケーブル保護管は、電力ケーブルや通信ケーブル等を収容、保護する目的で設置される。材質は、FRP,FRPM,塩化ビニル等が採用される。例えば、道路橋添架部にはFRP製のケーブル保護管が、土中埋設部にはFRPM管がというように、用途に応じてその材質が採用される。 The cable protection tube is installed for the purpose of accommodating and protecting a power cable, a communication cable, and the like. As the material, FRP, FRPM, vinyl chloride or the like is adopted. For example, FRP cable protection pipes are used for the road bridge framing parts, and FRPM pipes are used for the buried parts, depending on the application.
道路橋添架部に採用されるケーブル保護管の口径は、φ100〜φ300まで規定されているが、汎用サイズとしてφ125〜φ150の採用が多い。ケーブル保護管は、収容されるケーブルの状況に応じて一条又は複数条まとめて設置され、それらが、道路橋の橋桁の主桁に設置されたブラケットによって、一定の間隔で支持される。 The diameter of the cable protection pipe adopted for the road bridge pier is defined from φ100 to φ300, but φ125 to φ150 is often adopted as a general-purpose size. One or more cable protection tubes are installed together according to the condition of the cables to be accommodated, and they are supported at regular intervals by brackets installed on the main girder of the bridge girder of the road bridge.
また、径間の両端に配置される橋台、橋脚は橋梁の支点部とされ、その支点部付近には、ケーブル保護管の管軸方向への伸縮を許容する伸縮継手が設置される場合が多い。このような伸縮継手は、主桁の温度変化に伴う微小な管軸方向への伸縮に対し、ケーブル保護管がその伸縮に追随して動き、応力の増加を緩和することが目的である。このため、それ自体が、充分な耐震性能を有しているとはいい難い。 In addition, the abutments and piers arranged at both ends of the span are the fulcrum portions of the bridge, and in the vicinity of the fulcrum portions, expansion joints that allow expansion and contraction in the tube axis direction of the cable protection tube are often installed. . The purpose of such an expansion joint is to mitigate an increase in stress by causing the cable protection tube to follow the expansion and contraction in response to a minute expansion and contraction in the tube axis direction accompanying the temperature change of the main girder. For this reason, it cannot be said that itself has sufficient seismic performance.
しかし、例えば、道路橋の耐震補強として一般に適用される方針では、道路橋は、大規模地震に対して必ずしも常時の健全性を保つ必要はなく、通行に支障がなければ、補修可能な範囲で最小限度の被害に留めることも許容されている。このため、単なる構成部材の強度向上だけではなく、大きな変位を許容して、地震による外力を軽減させる手法がとられている。 However, for example, in the policy generally applied as seismic reinforcement for road bridges, road bridges do not necessarily have to maintain normal soundness for large-scale earthquakes. Minimal damage is allowed. For this reason, the technique of not only improving the intensity | strength of a structural member but accepting a big displacement and reducing the external force by an earthquake is taken.
これらの結果として採用されたゴム支承、落橋防止装置により、地震時に想定される上部工と下部工(橋台、橋脚)の想定変位は、橋軸方向、橋軸直角方向ともに数十cmにも達する。これは、主桁の温度伸縮を橋軸方向だけ考慮するという、従来から許容されてきた変位量とは異なるものである。 As a result of these, the assumed displacement of the superstructure and substructure (abutments, piers) at the time of the earthquake reaches several tens of centimeters in both the direction of the bridge axis and the direction perpendicular to the bridge axis. . This is different from the conventionally accepted displacement amount in which the temperature expansion and contraction of the main girder is considered only in the bridge axis direction.
このように、橋梁の上部工には、地震時において下部工との間で、橋軸方向、橋軸直角方向ともに大きな相対変位が発生する。一般添架部(支点部以外の支持点)は、主桁に設置されたブラケットに支持されるため、これらの変位を考慮する必要はない。しかし、変位が集中する支点部においては、管路の健全性を維持するために、橋台に固定された管体と、主桁に支持された添架管との間で、橋軸方向、橋軸直角方向に想定される変位に対して追従できる機能を付与する必要がある。 As described above, a large relative displacement occurs between the bridge superstructure and the substructure in the bridge axis direction and the direction perpendicular to the bridge axis during the earthquake. Since the general attachment part (support point other than the fulcrum part) is supported by the bracket installed on the main girder, it is not necessary to consider these displacements. However, at the fulcrum where the displacement is concentrated, in order to maintain the soundness of the pipe line, the bridge axis direction and the bridge axis between the pipe body fixed to the abutment and the supporting pipe supported by the main girder. It is necessary to provide a function capable of following a displacement assumed in a perpendicular direction.
なお、橋台や地盤に固定された管体と、それに接続される管体との間において、管軸方向(橋軸方向)、管軸直角方向(橋軸直角方向)に想定される変位に追従できるケーブル保護管として、例えば、特許文献1に記載されたものがある。
In addition, it follows the displacement assumed in the pipe axis direction (bridge axis direction) and the pipe axis perpendicular direction (bridge axis perpendicular direction) between the pipe body fixed to the abutment and the ground and the pipe connected to it. As a cable protection tube that can be used, for example, there is one described in
しかし、上記特許文献1に記載された技術においては、伸縮部の摺動部において、止水機能を発揮させるための部材と、抜け止め機能を発揮させるための部材とが別々に設けられている。このため、構造が複雑になりがちである。構造が複雑であることはコストの増加につながるので、より簡素化された安価な構造が求められる。
また、この特許文献1に記載された技術においては、管軸方向への伸縮を許容する伸縮部、あるいは、管軸方向に対する屈曲を許容する屈曲部において、それぞれ、多くの種類の専用部材を用意しなければならないという問題がある。さらに、上記特許文献1に記載された技術においては、施工が複雑であるという問題もある。
However, in the technique described in the above-mentioned
In the technique described in
そこで、この発明は、屈曲部と伸縮部とを備えたケーブル保護管の耐震継手構造において、構造を簡素化し安価な構造とすることを第一の課題とし、さらには、使用する部品の種類を減らすことを第二の課題とし、施工を容易にすることを第三の課題とする。 Therefore, the first object of the present invention is to make the structure simple and inexpensive in the earthquake-proof joint structure of the cable protection tube having the bent portion and the stretchable portion. Reducing it is a second problem, and facilitating construction is a third problem.
上記の課題を解決するために、この発明は、管軸方向に対する屈曲を許容する屈曲部を少なくとも2箇所備え、その2箇所の屈曲部間に管軸方向への伸縮を許容する伸縮部を備え、前記伸縮部は内管部と外管部とが管軸方向に摺動する摺動部を備え、その摺動部の前記内管部又は前記外管部の端部にゴム輪が設けられており、そのゴム輪が、前記摺動部への止水機能及び抜け止め機能を有することを特徴とするケーブル保護管の耐震継手構造を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention includes at least two bent portions that allow bending in the tube axis direction, and includes an expandable portion that allows expansion and contraction in the tube axis direction between the two bent portions. The telescopic portion includes a sliding portion in which an inner tube portion and an outer tube portion slide in the tube axis direction, and a rubber ring is provided at an end portion of the inner tube portion or the outer tube portion of the sliding portion. In addition, a seismic joint structure for a cable protection tube is adopted in which the rubber ring has a water stopping function and a retaining function for the sliding portion.
この構成によれば、ゴム輪が、摺動部への止水機能及び抜け止め機能の両方の機能を発揮するので、構造の簡素化により、コストの低減を図ることができる。 According to this configuration, since the rubber ring exhibits both the water stopping function and the retaining function for the sliding portion, the cost can be reduced by simplifying the structure.
また、この構成において、前記摺動部は、前記伸縮部の一方の屈曲部側の端部と、他方の屈曲部側の端部とにそれぞれ設けられ、その両摺動部は、連続する一本の直管の両端に設けられる構成を採用することができる。 Further, in this configuration, the sliding portion is provided at an end portion on one bent portion side of the telescopic portion and an end portion on the other bent portion side, and the both sliding portions are continuous one. The structure provided in the both ends of a straight pipe of a book is employable.
この構成によれば、伸縮部を構成する部材として、一般的な直管を用いることができるので、使用する部品の種類を減らすことができる。
すなわち、この構成からなるケーブル保護管の耐震継手構造に用いられる管体であって、前記伸縮部の前記摺動部に用いられ、連続する一本の直管の両端に、それぞれ他の管体との間で管軸方向への相対移動を許容する摺動部を設けることが可能である管体を採用することができる。
According to this structure, since a general straight pipe can be used as a member which comprises an expansion-contraction part, the kind of component to be used can be reduced.
That is, a tubular body used for a seismic joint structure of a cable protection tube having this configuration, which is used for the sliding portion of the expansion / contraction portion, and is connected to both ends of one continuous straight tube, respectively. It is possible to employ a tube body that can be provided with a sliding portion that allows relative movement in the tube axis direction.
また、他の構成として、管軸方向に対する屈曲を許容する屈曲部を少なくとも2箇所備え、その2箇所の屈曲部間に管軸方向への伸縮を許容する伸縮部を備え、前記伸縮部は内管部と外管部とが管軸方向に摺動する摺動部を備え、前記両摺動部の前記内管部と前記外管部との隙間が、外部に露出するのを防ぐカバーを備えたことを特徴とするケーブル保護管の耐震継手構造を採用することができる。 Further, as another configuration, at least two bent portions that allow bending in the tube axis direction are provided, and an extended portion that allows expansion and contraction in the tube axis direction is provided between the two bent portions, A cover that includes a sliding portion in which the tube portion and the outer tube portion slide in the tube axis direction, and prevents a gap between the inner tube portion and the outer tube portion of both the sliding portions from being exposed to the outside. It is possible to adopt a seismic joint structure for a cable protection tube, which is characterized by being provided.
ケーブル保護管の耐震継手構造において、その管体に異物が付着すると、外観上の問題が生じるほか、管体の寿命を縮めることにもつながる。特に、伸縮部への異物の付着は、外観や寿命の問題に加えて、伸縮部が地震時に適切に機能しない事態をも招き得る。そこで、摺動部を覆うカバーを設けることにより、このような事態を防ぎ、配管構造の安定性を高めることができる。 In the seismic joint structure of a cable protection tube, if foreign matter adheres to the pipe body, it causes problems in appearance and also shortens the life of the pipe body. In particular, the adhesion of foreign matter to the stretchable part may cause a situation in which the stretchable part does not function properly during an earthquake in addition to the appearance and life problems. Therefore, by providing a cover that covers the sliding portion, such a situation can be prevented and the stability of the piping structure can be improved.
さらに、他の構成として、管軸方向に対する屈曲を許容する屈曲部を少なくとも2箇所備え、その2箇所の屈曲部間に管軸方向への伸縮を許容する伸縮部を備え、前記2箇所の屈曲部のそれぞれ管軸方向外側に離脱防止継手を備え、その離脱防止継手は、前記屈曲部側の管体とその反対側の管体とを管軸周りに相対回転することで固定可能であることを特徴とするケーブル保護管の耐震継手構造を採用することができる。 Further, as another configuration, at least two bent portions that allow bending in the tube axis direction are provided, and an extension portion that allows expansion and contraction in the tube axis direction is provided between the two bent portions, and the two bent portions are provided. The joint is provided with a detachment prevention joint on the outer side in the tube axis direction, and the detachment prevention joint can be fixed by relatively rotating the bent part side pipe body and the opposite side pipe body around the pipe axis. It is possible to adopt a seismic joint structure for cable protection tubes characterized by
この構成によれば、離脱防止継手を構成する対の管体同士を、管軸周りに回転するだけで、管軸方向に隣接する他の管体に接続することができる。管軸方向に隣接する他の管体とは、例えば、ケーブル保護管の支点部を構成する橋台に固定された管体とすることができる。このため、施工が容易である。 According to this configuration, it is possible to connect a pair of tubular bodies constituting the detachment preventing joint to other tubular bodies adjacent to each other in the tube axis direction simply by rotating around the tube axis. The other tubular body adjacent in the tube axis direction can be, for example, a tubular body fixed to an abutment constituting a fulcrum portion of the cable protection tube. For this reason, construction is easy.
この発明は、屈曲部と伸縮部とを備えたケーブル保護管の耐震継手構造において、配管構造の安定性を高めることができ、また、使用する部品の種類を減らすことができ、さらに、施工を容易にすることができる。 This invention can improve the stability of the piping structure in the seismic joint structure of the cable protection pipe provided with the bent portion and the expansion / contraction portion, reduce the types of parts to be used, and Can be easily.
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、橋桁の主桁に設置されたブラケットによって、一定の間隔で支持されるケーブル保護管の耐震継手構造である。地震時に管路の健全性を維持するために、支点部、すなわち、橋台Aと桁端部に設けられたブラケットBの間に設置され、管軸方向(橋軸方向)及び偏心に追従する機構を有する構造とする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a seismic joint structure for a cable protection tube that is supported at regular intervals by brackets installed on a main girder of a bridge girder. In order to maintain the soundness of the pipe during an earthquake, it is installed between the fulcrum part, that is, between the abutment A and the bracket B provided at the end of the girder, and follows the pipe axis direction (bridge axis direction) and eccentricity. It is set as the structure which has.
このケーブル保護管の耐震継手構造(以下、単に「耐震継手構造」と称する。)は、大規模地震時にのみ機能するものであるから、必要な時に性能を発揮できる状態を長期間維持する必要がある。また、伸縮、偏心の作動反力により、隣接する一般管路に影響を与えない構造であることが望ましい。耐震継手構造のイメージを図1に示す。 This cable-protection tube earthquake-resistant joint structure (hereinafter simply referred to as “earthquake-resistant joint structure”) functions only in the event of a large-scale earthquake. Therefore, it is necessary to maintain a state in which performance can be exhibited when necessary. is there. Moreover, it is desirable that the structure does not affect the adjacent general pipe line due to the reaction force of expansion and contraction and eccentricity. An image of the earthquake-resistant joint structure is shown in FIG.
対象となる耐震継手構造に関する要求性能は、以下の通りとした。
口径:φ125
材質:NFRP(難燃性、防炎3級、JIS A 1322)
設置数:10条(5列×2段)
ケーブル種類:400sq(占有率85%)
ケーブル重量:165N/m(16.8kgf/m)
水密性能:考慮しない
変形性能:伸縮性能±214mm
偏心性能163mm
その他:電力用FRP管仕様に準拠
The required performance for the target seismic joint structure is as follows.
Diameter: φ125
Material: NFRP (flame retardant, flame
Number of installations: 10 (5 rows x 2 rows)
Cable type: 400sq (occupancy rate 85%)
Cable weight: 165 N / m (16.8 kgf / m)
Watertight performance: Deformation performance not considered: Stretching performance ± 214mm
Eccentricity 163mm
Other: Compliant with FRP pipe specifications for electric power
以上の点を踏まえた耐震継手構造の構成の要部を、図2に示す。この耐震継手構造は、橋台Aと端部のブラケットBとの中央部に設けられた伸縮部20で伸縮に、その管軸方向両端に設けられた2箇所の屈曲部10で偏心に追従する構造である。その伸縮部20や屈曲部10の変形時のイメージを、図3(a)〜(d)に示す。
The main part of the structure of the earthquake-resistant joint structure based on the above points is shown in FIG. This seismic joint structure is a structure that follows expansion and contraction by the expansion /
すなわち、伸縮部20は、摺動部25において管軸方向に対する伸縮を許容し、屈曲部10は、管軸直角方向に対する屈曲を許容する。なお、この実施形態では、屈曲部10は、互いに面接触する球面13,14同士が摺動することで、隣り合う管体3,4間の屈曲を許容する構成であるため、これを以下、回転部10と称する。
That is, the expansion /
また、これらの変位を確実に耐震継手で負担するよう、耐震継手の両端部に離脱防止継手40を設置した。また、この構成では、回転及び伸縮に拘束が無いことにより、通常時において管路が直線性を維持しにくくなるため、これを軽減させることと、経年に伴い摺動部25に異物が付着して、その性能が損なわれることを考慮して、ゴム製の変位拘束用のカバー30を設置することにしている。
Moreover, the separation prevention joint 40 was installed in the both ends of the earthquake-resistant joint so that these displacements might be borne by the earthquake-resistant joint. In addition, in this configuration, since there is no restriction on rotation and expansion / contraction, it becomes difficult for the pipe line to maintain linearity at normal times. Therefore, foreign matter adheres to the sliding
回転部10の構造を図4に示す。この構造は、接合部を球面とすることにより回転を許容し、角変位を吸収するものである。回転部10を構成する内管部11と外管部12とが、前記球面13,14同士を介して摺動することで、その球面に沿って回転する。
The structure of the rotating
図中の符号12aは、第二部材4によって構成される外管部12のフランジ、符号12bは、第一部材3によって構成される内管部11の抜け止め用の端部固定リングである。許容される回転角は12°(方向性なし)で、簡易な防水を考慮してOリング12cによりシールを行っている。また、角変位の際に、内部に突起が出てケーブルが損傷しないように内面形状を工夫している。
伸縮部20の構造を図5に示す。この構造はスライド可能な二重管構造であり、内外の管体4,5が互いに管軸方向に相対移動することで、軸方向変位を吸収するものである。すなわち、伸縮部20を構成する内管部21(第三部材5)と外管部22(第二部材4)とが管軸方向に摺動することで摺動部25を構成する。
The structure of the
摺動部25は、伸縮部20の一方の屈曲部10側の端部と、他方の屈曲部10側の端部とにそれぞれ設けられる。両摺動部25の内管部21は、連続する一本の直管5(前記第三部材5)で構成されている。すなわち、直管5の両端がそれぞれの摺動部25の内管部21に相当する。
The sliding
図中の符号22aは、第二部材4によって構成される外管部22のフランジ、符号22bは、第三部材5(前記直管5)によって構成される内管部21の抜け止め用の端部固定リングである。簡易な防水を考慮してOリング22cによりシールを行っている。
In the figure,
その摺動部25の内管部21の端部にゴム輪23が設けられている。そのゴム輪23が、端部固定リング22bとの間で離脱防止の役割を兼ねている。すなわち、ゴム輪23は、摺動部25への止水機能及び抜け止め機能を有する。
A
なお、直管5は、φ125の汎用サイズの直管を加工したものである。これにより、特殊部品数の低減、ひいては、納期の短縮、コストの低減を図ることができる。また、両側に配置されている各第二部材4は共通の部品であり、この点においても、特殊部品数の低減を図っている。
The
離脱防止継手40の構造を図6に示す。この構造は、一般添架部、及び、橋台コンクリート巻立部(橋台A)のFRP(FRPM)管との接合部を離脱防止継手40にすることにより、橋梁の上部工、下部工間で発生する相対変位に有効追従できる構造とした。その詳細を図6に示す。
The structure of the separation preventing joint 40 is shown in FIG. This structure occurs between the bridge superstructure and the substructure by connecting the joint part with the FRP (FRPM) pipe of the general support section and the abutment concrete winding section (Abutment A) to the
図中の符号42aは、固定管2によって構成される外管部42の係合溝、符号42bはOリング43を収納するための周溝である。係合溝42aは周方向へ所定の長さ設けられ、円周方向に沿って合計4箇所設けられている。また、符号42cは、係合溝42aの周方向全長のうち、その一部において管端に開口して設けられる出入溝である。
In the figure,
第一部材3によって構成される内管部41と、固定管2によって構成される外管部42との接合は、内管部41に設けられた円周方向4箇所の突起41aを、出入溝42cから係合溝42aに挿入した後、内管部41を管軸周りに45°回転させることにより、突起41aが係合溝42aの周方向奥部(出入溝42c以外の方位に当たる部分)へ至り、管軸方向への離脱防止性能が発揮できる。また、設置後、円周方向に沿って合計4箇所にピン45を外側から半径方向内側に向かって挿入することにより、内管部41と外管部42とが供用中に回転して抜け落ちないように配慮している。なお、この実施形態では、ピン45を合計4箇所に設けているが、このピン45は、少なくとも1箇所に設けられていればよい。
For joining the
なお、この実施形態では、両摺動部25を含む伸縮部20の外周側に、形状保持、異物付着による変形性能低下の防止を目的とし、変位拘束用のカバー30を設置している。カバー30の構造を図7に示す。
In this embodiment, a
このカバー30はゴム製の筒状部材であり、その筒軸方向両端部に設けた内向き環状突起30aが、フランジ22aの端部に嵌るとともに、外周側に宛がわれた固定治具31によって、そのフランジ22aに固定されている。なお、固定治具31は、必要に応じて省略することもできる。
このカバー30は、常時においては、そのゴムの弾性により、自重、橋梁の振動による不要な変位を抑制する。また、地震に伴う大変位が発生した場合には、カバー30が破損して本来の変位追従性能を発揮する。なお、両摺動部25の内管部21と外管部22との隙間が、カバー30によって外部に露出しないようになるので、摺動部25への異物の侵入が阻止されている。
This
The
これらの構成からなる耐震継手構造の設置要領を図8に示す。両端の離脱防止継手40の受口を工場で直管に積層接合して、固定管2を組立てる。この固定管2は橋台Aに固定される。また、回転部10、伸縮部20を備えた耐震継手を工場で組立てる(図8(a)(b)参照)。
FIG. 8 shows the installation procedure of the earthquake-resistant joint structure composed of these structures. The fixed
耐震継手の現地への設置は、図8(c)〜(e)に示す手順の通りである。このように、耐震継手構造の設置に特別な作業が発生せず、簡単な工具で施工が可能である。 The installation of the seismic joint on site is as shown in the procedure shown in FIGS. Thus, no special work is required for installation of the earthquake-resistant joint structure, and construction can be performed with a simple tool.
なお、これらの構成からなる耐震継手構造は、この実施形態に示す橋梁添架部のほか、土中埋設部にも採用することができる。 In addition, the earthquake-resistant joint structure which consists of these structures can be employ | adopted also in the underground embed | buried part besides the bridge attachment part shown to this embodiment.
1 ケーブル保護管
2 固定管
3 第一部材
4 第二部材
5 第三部材(直管)
10 屈曲部(回転部)
11 内管部
12 外管部
20 伸縮部
21 内管部
22 外管部
23 ゴム輪
30 カバー
40 離脱防止継手
41 内管部
42 外管部
1 Cable
10 Bent part (rotating part)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
その離脱防止継手(40)は、橋台(A)又は橋桁のブラケット(B)に固定される固定管(2)とその固定管(2)に接続される第一部材(3)とを備え、前記固定管(2)は周方向へ所定の長さに設けられた係合溝(42a)と前記係合溝(42a)の周方向全長のうちその一部において管端に開口して設けられる出入溝(42c)とを備え、前記第一部材(3)は前記出入溝(42c)から前記係合溝(42a)に挿入されて前記第一部材(3)と前記固定管(2)とを管軸周りに相対回転することで前記係合溝(42a)の周方向奥部へ至る突起(41a)を備え、前記突起(41a)と前記係合溝(42a)との係合により前記固定管(2)と前記第一部材(3)とが固定可能であることを特徴とするケーブル保護管の耐震継手構造。 The cable protection tube attached to the bridge has at least two bent portions (10) that allow bending in the tube axis direction, and the expansion and contraction that allows expansion and contraction in the tube axis direction between the two bent portions (10). Part (20), and the expansion / contraction part (20) includes a sliding part (25) in which the inner pipe part (21) and the outer pipe part (22) slide in the pipe axis direction. 25) A rubber ring (23) is provided at an end of the inner pipe part (21) or the outer pipe part (22), and the rubber ring (23) is connected to the sliding part (25). It has a water stopping function and a retaining function, and includes a detachment preventing joint (40) on the outer side in the tube axis direction of each of the two bent portions (10),
The separation preventing joint (40) includes a fixed pipe (2) fixed to the abutment (A) or the bracket (B) of the bridge girder and a first member (3) connected to the fixed pipe (2), The fixed pipe (2) is provided to open to the pipe end at a part of the engagement groove (42a) provided in a predetermined length in the circumferential direction and the circumferential length of the engagement groove (42a). An inlet / outlet groove (42c), and the first member (3) is inserted into the engaging groove (42a) from the inlet / outlet groove (42c), and the first member (3) and the fixed tube (2) Is provided with a protrusion (41a) that reaches the inner circumferential direction of the engagement groove (42a) by relatively rotating around the tube axis, and the engagement between the protrusion (41a) and the engagement groove (42a) said fixed pipe (2) the first member (3) and seismic joint structure of the cable protection tube, which is a fixable .
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