JP6956242B1 - 古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】古い橋梁に埋設されたケーブル内のプレストレス及び索体材料に対して、安全な抗張力リフトオフ検査を行うことができる、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法を提供すること。【解決手段】ジャッキ、電動油圧ポンプ、伸長量測定器を備える検査機構を利用し、古い橋梁ケーブル内部のプレストレスケーブル線材を引張端からリフトオフし、プレストレスケーブル線材の降伏点範囲内において段階的に引張力を上げることで、古い橋梁ケーブルに逐一の検査を行ない、橋梁ケーブルの健全性を確実に把握することにより、古い橋梁ケーブルの使用上の安全性を確保する。【選択図】図3
Description
本発明は、古い橋梁ケーブルのケーブルとプレストレス線材に対し、その材料の抗張力が安全値を満たしているかを検査する、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法に関する。
従来の斜張橋、吊り橋、アーチ橋等のプレストレスは、図1に示すように、橋梁100の上方に主塔101が豎立され、さらに数本のケーブル102をそれぞれ主塔101の上端と桁に連結し、吊って桁を平衡状態にしている。
従来の橋梁ケーブルのプレストレスは、主にケーブルの内部にプレストレスPC鋼より線(PC−Strand)を埋設してプレストレスケーブルを構成し、1本のPC鋼より線、または複数本のPC鋼より線を束ねて使用することで、異なる作業環境の張力条件に対応しており、PC鋼より線に錆や腐蝕が発生しないようにするために、ケーブルの外部を通常さらに一層の高密度ポリエチレン(HDPE、High−Density−Polyethylene)管、アルミ合金管、またはその他の保護管で被覆している。
橋梁ケーブルは、設計の段階でシミュレーションまたは実務経験を通じてその負荷強度を高めることができるが、その設置場所が海風や強風、豪雨等の気候環境または車体の衝撃等の要因によりその使用寿命に影響を生じやすく、橋梁に対する定期検査・修理はその安全性の維持と使用寿命に欠かすことができない。
従来の橋梁の使用上の安全性を向上する方法は、例えば特許文献1に開示されるように、橋梁下方に警告システムを設置して、橋梁に傾斜の変化が発生したとき即時に警告を発することができるものがある。
あるいは、特許文献2に開示されるように、ケーブルのPC鋼より線に圧着グリップを固定し、該圧着グリップをアンカーソケット内部の定着板に固定して、密着係合方式でPC鋼より線のゆるみを防止し、その安全性を高めるものがある。
しかしながら、古い橋梁に対するメンテナンスはケーブル線材の防錆グリースの交換しか行われていないことが多く、使用して10年や20年以上経過した古い橋梁については、ケーブル引張力の実態が不明なことが多く、不安がある。
あるいは、特許文献2に開示されるように、ケーブルのPC鋼より線に圧着グリップを固定し、該圧着グリップをアンカーソケット内部の定着板に固定して、密着係合方式でPC鋼より線のゆるみを防止し、その安全性を高めるものがある。
しかしながら、古い橋梁に対するメンテナンスはケーブル線材の防錆グリースの交換しか行われていないことが多く、使用して10年や20年以上経過した古い橋梁については、ケーブル引張力の実態が不明なことが多く、不安がある。
本発明の目的は、古い橋梁に埋設されたケーブル内のプレストレス及び索体材料に対して、安全な抗張力リフトオフ検査を行うことができる、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法を提供することにある。
本願請求項1に係る発明は、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法であって、ジャッキ、電動油圧ポンプ、伸長量測定器を備える検査機構を利用し、古い橋梁ケーブル内部のプレストレスケーブル線材を引張端からリフトオフし、該プレストレスケーブル線材の降伏点範囲内において段階的に引張力を上げることで、古い橋梁ケーブルに逐一の検査を行ない、橋梁ケーブルの健全性を確実に把握することにより、古い橋梁ケーブルの使用上の安全性を確保することを特徴とする、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項2に係る発明は、橋梁ケーブルの端部に設けられた保護キャップを取り外してプレストレスケーブル線材を露出させる、保護キャップ取り外し工程と、外部に露出されたプレストレスケーブル線材の腐蝕・錆防止グリースを除去する、グリース除去工程と、1本のプレストレスケーブル線材を選択し、該プレストレスケーブル線材と、プレストレスケーブル線材が挿通された定着具とを結合する固定部材を緩める、ケーブル線材選定工程と、前記定着具の外部にジャッキを設置し、該ジャッキのヘッド端と選択したプレストレスケーブル線材を結合させ、該ジャッキがオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接される、検査機構取り付け工程と、引っ張られるプレストレスケーブル線材の降伏点範囲において、前記電動油圧ポンプを起動して、前記ジャッキのプレストレスケーブル線材に対する引っ張りを制御し、段階的に引張力を増加しつつ、引っ張られるプレストレスケーブル線材の弾性限度を測定し、その伸長量を換算して、引っ張られるプレストレスケーブル線材の抗張力が安全値の範囲にあるか否かを確認する、抗張力検査工程と、をこの順で含むことを特徴とする、請求項1に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項3に係る発明は、前記検査機構取り付け工程において、固定ラックを使用してジャッキ(プレストレスケーブルプラー)を前記ケーブル線材に取り付ける、または固定ラックを使用せずに、直接シングルストランドジャッキを前記ケーブル線材に取り付ける、ことを特徴とする、請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項4に係る発明は、前記固定ラックを使用しないとき、前記定着具の表面に設けられたクリップを開いて、シングルストランドジャッキのクリップヘッドで前記プレストレスケーブル線材の一端を挟持し、該シングルストランドジャッキがオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接され、該電動油圧ポンプの一端に予め較正済みの油圧計が設置され、該シングルストランドジャッキの後端部に伸長量測定器が設置され、前記プレストレスケーブル線材の設定された引張力下における伸長量の変化を測定する、ことを特徴とする、請求項3に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項5に係る発明は、前記伸長量測定器の後端部にさらに圧力センサーと、圧力センサーの圧力強度を表示できる圧力表示器を設置し、これにより、前記プレストレスケーブル線材の伸長量の変化を測定するとき、その抗張力強度を確認することができる、ことを特徴とする、請求項4に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項6に係る発明は、前記ケーブル線材選定工程において、ケーブルが、集束型PC鋼より線ケーブルであり、かつ複数組のPC鋼より線より成るプレストレスケーブル線材で構成されているとき、中心から外側へ時計回り方向に選択することを特徴とする請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本願請求項7に係る発明は、前記抗張力検査工程において、前記橋梁ケーブルがワイヤロープであるとき、ワイヤロープ全体に対して同時に引っ張り試験を行う、ことを特徴とする、請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法である。
本発明によれば、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル線材を逐一検査するため、各線材のケーブル内部における引張能力をはっきりと確認でき、橋梁メンテナンスの参考となり、索体材料の健全性を詳細に把握し、古い橋梁の使用上の安全性を確保できる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
図2に示すように、本発明の実施形態において、橋梁ケーブル200は、固定端300と引張端400の間に外套管500が設置される。
外套管500の内部はプレストレスケーブル(図示しない)であり、固定端300と引張端400の定着部300A、400Aに保護キャップ301、401、緩み防止板302、402、定着具303、403、定着具リング304、404がそれぞれ設置される。定着具303、403に挿通されたプレストレスケーブル線材の外部はエポキシ樹脂塗装を施す、またはHDPE套管を被せて、その内部にグリースを注入する方式で錆や腐蝕を防止し、保護キャップ301、401を被せる。
外套管500の内部はプレストレスケーブル(図示しない)であり、固定端300と引張端400の定着部300A、400Aに保護キャップ301、401、緩み防止板302、402、定着具303、403、定着具リング304、404がそれぞれ設置される。定着具303、403に挿通されたプレストレスケーブル線材の外部はエポキシ樹脂塗装を施す、またはHDPE套管を被せて、その内部にグリースを注入する方式で錆や腐蝕を防止し、保護キャップ301、401を被せる。
本発明の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法は、主に、ケーブルを構成するプレストレスケーブル線材、例えばPC鋼より線、ワイヤロープ、耐疲労性ケーブルまたは炭素繊維ケーブル等を逐一リフトオフして各プレストレスケーブル線材の抗張力が安全値の範囲に合致しているかを検査する。
図3に示すように、本発明の検査工法は、以下の検査工程を含む。
まず、保護キャップ取り外し工程601で、橋梁ケーブル200の端部に設けられた保護キャップを取り外し、プレストレスケーブル線材を外部に露出させる。
次に、グリース除去工程602で、外部に露出されたプレストレスケーブル線材の腐蝕・錆防止グリースを除去する。
次いで、ケーブル線材選定工程603で、1本のプレストレスケーブル線材を選択し、その1本のプレストレスケーブル線材と、プレストレスケーブル線材が挿通された定着具とを結合する固定部材を緩める。
次の検査機構取り付け工程604で、定着具の外部に固定ラック6A(図4参照)を取り付ける。さらにジャッキ(プレストレスケーブルプラー)6Bを固定ラック6A上に設置し、ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)のヘッド端とプレストレスケーブル線材を結合させる。この結合には、プレストレスケーブル線材の直径に応じて結合部材を選択して用いることができる。ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)はオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接され、電動油圧ポンプによりジャッキ(プレストレスケーブルプラー)を駆動してプレストレスケーブル線材を引っ張らせる。
その後、抗張力検査工程605で、引っ張られるプレストレスケーブル線材の降伏点範囲において、電動油圧ポンプを起動して、ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)のプレストレスケーブル線材に対するリフトオフの引っ張りを制御し、段階的に引張力を増加しつつ、引っ張られるケーブル線材の弾性限度を測定し、その伸長量を換算して、引っ張られるケーブル線材の抗張力が安全値の範囲にあるか否かを確認し、索体材料が健全であるか否かを証明する。
まず、保護キャップ取り外し工程601で、橋梁ケーブル200の端部に設けられた保護キャップを取り外し、プレストレスケーブル線材を外部に露出させる。
次に、グリース除去工程602で、外部に露出されたプレストレスケーブル線材の腐蝕・錆防止グリースを除去する。
次いで、ケーブル線材選定工程603で、1本のプレストレスケーブル線材を選択し、その1本のプレストレスケーブル線材と、プレストレスケーブル線材が挿通された定着具とを結合する固定部材を緩める。
次の検査機構取り付け工程604で、定着具の外部に固定ラック6A(図4参照)を取り付ける。さらにジャッキ(プレストレスケーブルプラー)6Bを固定ラック6A上に設置し、ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)のヘッド端とプレストレスケーブル線材を結合させる。この結合には、プレストレスケーブル線材の直径に応じて結合部材を選択して用いることができる。ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)はオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接され、電動油圧ポンプによりジャッキ(プレストレスケーブルプラー)を駆動してプレストレスケーブル線材を引っ張らせる。
その後、抗張力検査工程605で、引っ張られるプレストレスケーブル線材の降伏点範囲において、電動油圧ポンプを起動して、ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)のプレストレスケーブル線材に対するリフトオフの引っ張りを制御し、段階的に引張力を増加しつつ、引っ張られるケーブル線材の弾性限度を測定し、その伸長量を換算して、引っ張られるケーブル線材の抗張力が安全値の範囲にあるか否かを確認し、索体材料が健全であるか否かを証明する。
検査機構取り付け工程604において、引張端の現場環境に応じて、固定ラックを使用してジャッキ(プレストレスケーブルプラー)をプレストレスケーブル線材に取り付けるか、または固定ラックを使用せずに、直接シングルストランドジャッキをPC鋼より線等のプレストレスケーブル線材に取り付けるかを選択することができる。
図5に示すように、検査機構700を取り付けるには、ケーブルの定着具71の外部に直接ジャッキ(シングルストランドジャッキ73)を設置し、定着具71の表面に設けたクリップ72を開いた後、直接シングルストランドジャッキ73のクリップヘッドでPC鋼より線74の一端を挟持する。
シングルストランドジャッキ73はオイルパイプを介して電動油圧ポンプ75に連接され、電動油圧ポンプ75の一端に予め較正済みの油圧計76が設置される。これにより電動油圧ポンプ75を起動したとき、シングルストランドジャッキ73を駆動して所定の引張力でPC鋼より線74を引っ張ることができる。
シングルストランドジャッキ73はオイルパイプを介して電動油圧ポンプ75に連接され、電動油圧ポンプ75の一端に予め較正済みの油圧計76が設置される。これにより電動油圧ポンプ75を起動したとき、シングルストランドジャッキ73を駆動して所定の引張力でPC鋼より線74を引っ張ることができる。
シングルストランドジャッキ73の後端部には伸長量測定器77を設置することができる。伸長量測定器77はPC鋼より線74の設定された引張力下における伸長量の変化を測定し、PC鋼より線74が受ける力の強度が安全範囲に適合しているか否かを判断するために用いることができる。
また、伸長量測定器77の後端部にさらに圧力センサー78と、圧力センサー78の圧力強度を表示できる圧力表示器79を設置することもできる。これにより、PC鋼より線74の伸長量の変化を測定するとき、同時にその抗張力強度を確認することができる。
また、伸長量測定器77の後端部にさらに圧力センサー78と、圧力センサー78の圧力強度を表示できる圧力表示器79を設置することもできる。これにより、PC鋼より線74の伸長量の変化を測定するとき、同時にその抗張力強度を確認することができる。
第一段階の線材引張試験を終えた後、別の1本のプレストレスケーブル線材を選択しなおし、再度ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)で別のプレストレスケーブル線材に対して抗張力検査を行う。
各プレストレスケーブル線材が、いずれも22-15 0.2mmФの高引張力PC鋼より線である場合を例とすると、初期設計時、ケーブルは0.4fsまでしか使用せず、fsは極限強度=19t/cm2であり、0.7fsの範囲内で何度も繰り返し試験することができ、一旦古いケーブルが負荷に耐えられない、または伸長量が安全範囲を超過することが分かった場合、直ちに修理を行う必要があると判定する。
各プレストレスケーブル線材が、いずれも22-15 0.2mmФの高引張力PC鋼より線である場合を例とすると、初期設計時、ケーブルは0.4fsまでしか使用せず、fsは極限強度=19t/cm2であり、0.7fsの範囲内で何度も繰り返し試験することができ、一旦古いケーブルが負荷に耐えられない、または伸長量が安全範囲を超過することが分かった場合、直ちに修理を行う必要があると判定する。
本発明の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法は、ケーブル線材選定工程603において、図6に示すような集束型鋼より線ケーブル800を例とすると、21組のPC鋼より線より成るプレストレスケーブル線材で構成されており、検査時は中心から外側へ時計回り方向にプレストレスケーブル線材を逐一選択することが好ましい。
図7に示すようなワイヤロープ900を例とすると、ケーブル線材選定工程603でワイヤロープ900を1本のプレストレスケーブル線材を選択してから、検査機構取り付け工程604においてワイヤロープ900にジャッキを結合し、さらに後続の抗張力検査工程605を行ない、抗張力検査工程605において、ワイヤロープ900全体に対して同時に引っ張り試験を行うことが好ましい。
図7に示すようなワイヤロープ900を例とすると、ケーブル線材選定工程603でワイヤロープ900を1本のプレストレスケーブル線材を選択してから、検査機構取り付け工程604においてワイヤロープ900にジャッキを結合し、さらに後続の抗張力検査工程605を行ない、抗張力検査工程605において、ワイヤロープ900全体に対して同時に引っ張り試験を行うことが好ましい。
以上の説明は本発明の最良の具体的な実施例であり、本発明の要旨を逸脱しない改変はすべて本発明の権利範囲内に含まれる。
100 橋梁
101 主塔
102 ケーブル
200 橋梁ケーブル
300 固定端
400 引張端
500 外套管
300A、400A 定着部
301、401 保護キャップ
302、402 緩み防止板
303、403 定着具
304、404 定着具リング
601 保護キャップ取り外し工程
602 グリース除去工程
603 ケーブル線材選定工程
604 検査機構取り付け工程
605 抗張力検査工程
6A 固定ラック
6B ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)
700 検査機構
71 定着具
72 クリップ
73 シングルストランドジャッキ
74 PC鋼より線
75 電動油圧ポンプ
76 油圧計
77 伸長量測定器
78 圧力センサー
79 圧力表示器
800 集束型PC鋼より線ケーブル
900 ワイヤロープ
101 主塔
102 ケーブル
200 橋梁ケーブル
300 固定端
400 引張端
500 外套管
300A、400A 定着部
301、401 保護キャップ
302、402 緩み防止板
303、403 定着具
304、404 定着具リング
601 保護キャップ取り外し工程
602 グリース除去工程
603 ケーブル線材選定工程
604 検査機構取り付け工程
605 抗張力検査工程
6A 固定ラック
6B ジャッキ(プレストレスケーブルプラー)
700 検査機構
71 定着具
72 クリップ
73 シングルストランドジャッキ
74 PC鋼より線
75 電動油圧ポンプ
76 油圧計
77 伸長量測定器
78 圧力センサー
79 圧力表示器
800 集束型PC鋼より線ケーブル
900 ワイヤロープ
Claims (7)
- 古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法であって、ジャッキ、電動油圧ポンプ、伸長量測定器を備える検査機構を利用し、古い橋梁ケーブル内部のプレストレスケーブル線材を引張端からリフトオフし、該プレストレスケーブル線材の降伏点範囲内において段階的に引張力を上げることで、古い橋梁ケーブルに逐一の検査を行い、橋梁ケーブルの健全性を確実に把握することにより、古い橋梁ケーブルの使用上の安全性を確保することを特徴とする、古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
- 橋梁ケーブルの端部に設けられた保護キャップを取り外してプレストレスケーブル線材を露出させる、保護キャップ取り外し工程と、
外部に露出されたプレストレスケーブル線材の腐蝕・錆防止グリースを除去する、グリース除去工程と、
1本のプレストレスケーブル線材を選択し、プレストレスケーブル線材と、プレストレスケーブル線材が挿通された定着具とを結合する固定部材を緩める、ケーブル線材選定工程と、
前記定着具の外部にジャッキを設置し、該ジャッキのヘッド端と選択したプレストレスケーブル線材を結合させ、該ジャッキがオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接される、検査機構取り付け工程と、
引っ張られるプレストレスケーブル線材の降伏点範囲において、前記電動油圧ポンプを起動して、前記ジャッキのプレストレスケーブル線材に対する引っ張りを制御し、段階的に引張力を増加しつつ、引っ張られるプレストレスケーブル線材の弾性限度を測定し、その伸長量を換算して、引っ張られるプレストレスケーブル線材の抗張力が安全値の範囲にあるか否かを確認する、抗張力検査工程と、
をこの順で含むことを特徴とする、請求項1に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。 - 前記検査機構取り付け工程において、固定ラックを使用してジャッキ(プレストレスケーブルプラー)を前記ケーブル線材に取り付ける、または固定ラックを使用せずに、直接シングルストランドジャッキを前記ケーブル線材に取り付ける、ことを特徴とする、請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
- 前記固定ラックを使用しないとき、前記定着具の表面に設けられたクリップを開いて、シングルストランドジャッキのクリップヘッドで前記プレストレスケーブル線材の一端を挟持し、該シングルストランドジャッキがオイルパイプを介して電動油圧ポンプに連接され、該電動油圧ポンプの一端に予め較正済みの油圧計が設置され、該シングルストランドジャッキの後端部に伸長量測定器が設置され、前記プレストレスケーブル線材の設定された引張力下における伸長量の変化を測定する、ことを特徴とする、請求項3に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
- 前記伸長量測定器の後端部にさらに圧力センサーと、圧力センサーの圧力強度を表示できる圧力表示器を設置し、これにより、前記プレストレスケーブル線材の伸長量の変化を測定するとき、その抗張力強度を確認することができる、ことを特徴とする、請求項4に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
- 前記ケーブル線材選定工程において、前記橋梁ケーブルが、集束型PC鋼より線ケーブルであり、かつ複数組のPC鋼より線より成るプレストレスケーブル線材で構成されているとき、中心から外側へ時計回り方向にプレストレスケーブル線材を選択する、ことを特徴とする、請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
- 前記抗張力検査工程において、前記橋梁ケーブルがワイヤロープであるとき、ワイヤロープ全体に対して同時に引っ張り試験を行う、ことを特徴とする、請求項2に記載の古い橋梁ケーブルのプレストレスケーブル検査工法。
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- 2020-08-25 JP JP2020141957A patent/JP6956242B1/ja active Active
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