(57)【要約】【課題】高温に曝された後、常温に戻った状態のケーブルの外観から、火災の影響により強度が低下したかどうかを判別することを可能とする。【解決手段】ケーブルの長さ方向に延在し、常温における第一の色彩が所定の受熱温度で第二の色彩に変化した後、前記受熱温度の変化によらず前記第二の色彩が維持される受熱履歴表示部を前記ケーブルに付け、前記ケーブルが火災の影響を受けた後、前記受熱履歴表示部の色彩により判定される前記ケーブルの受熱温度に基づき、前記ケーブルの強度低下の有無を判定する。【選択図】図１
2020169843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルの長さ方向に延在し、常温における第一の色彩が所定の受熱温度で第二の色彩に変化した後、前記受熱温度の変化によらず前記第二の色彩が維持される受熱履歴表示部を前記ケーブルに付け、前記ケーブルが火災の影響を受けた後、前記受熱履歴表示部の色彩により判定される前記ケーブルの受熱温度に基づき、前記ケーブルの強度低下の有無を判定することを特徴とするケーブル強度低下判定方法。
【請求項２】
前記受熱履歴表示部は、前記ケーブルの長さ方向に連続する請求項１に記載のケーブル強度低下判定方法。
【請求項３】
前記受熱履歴表示部は、前記ケーブルの軸線と平行し、前記ケーブルの表面に設けられている請求項２に記載のケーブル強度低下判定方法。
【請求項４】
前記受熱履歴表示部は、螺旋を描き、前記ケーブルの被覆材の表面に設けられている請求項２に記載のケーブル強度低下判定方法。
【請求項５】
前記受熱履履歴表示部が、前記受熱履歴表示部への紫外線の到達を防ぐ保護材で被覆されている請求項１〜４のいずれかに記載のケーブル強度低下判定方法。
【請求項６】
前記受熱履歴表示部は、前記第二の色彩に変化する受熱温度の異なる複数の部位を有する請求項１〜５のいずれかに記載の吊りケーブルの強度低下判定方法。
【請求項７】
ケーブルの長さ方向に延在し、常温における第一の色彩が所定の受熱温度で第二の色彩に変化した後、前記受熱温度の変化によらず前記第二の色彩が維持される受熱履歴表示部が前記ケーブルに付けられていることを特徴とする受熱温度履歴表示構造。
【請求項８】
前記受熱履歴表示部は、前記ケーブルの長さ方向に連続する請求項７に記載の受熱温度履歴表示構造。
【請求項９】
前記受熱履歴表示部は、前記ケーブルの軸線と平行し、前記ケーブルの表面に設けられている請求項８に記載の受熱温度履歴表示構造。
【請求項１０】
前記受熱履歴表示部は、螺旋を描き、前記ケーブルの被覆材の表面に設けられている請求項８に記載の受熱温度履歴表示構造。
【請求項１１】
前記受熱履履歴表示部が、前記受熱履歴表示部への紫外線の到達を防ぐ保護材で被覆されている請求項７〜１０のいずれかに記載の受熱温度履歴表示構造。
【請求項１２】
前記受熱履歴表示部は、前記第二の色彩に変化する受熱温度の異なる複数の部位を有する請求項７〜１１のいずれかに記載の受熱温度履歴表示構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜張橋等の吊りケーブルや橋梁を補強するケーブルなど、橋梁の本体構造の外側に配置されるケーブルが、車両事故等により発生した火災により高温に曝されたときの強度低下の有無を判定するケーブル強度低下判定方法及びその方法に使用する受熱温度履歴表示構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜張橋等の吊りケーブルや橋梁を補強するケーブルなど、橋梁の本体構造の外側に配置されるケーブルは、その表面に被覆材を施す防錆処理がなされている。例えば、特開２０００−３４５４８４号公報には、、ポリエチレン被覆管、鋼管、ＦＲＰ管などの外套管でケーブルが被覆され、その内側に、セメントミルク等のセメント系グラウト材にポリプロピレン短繊維等の合成樹脂短繊維を分散混入させたグラウト材が充填された防錆構造が開示されている。
【０００３】
橋梁の本体構造の外側に配置されるケーブルは、また、車両事故等により発生した火災の影響を受けやすく、特に斜張橋における吊りケーブルの損傷は、落橋に繋がる致命的なものとなる。そこで、ケーブルの耐火性及び耐熱性を向上させる提案もなされている。例えば、特開２０１１−６４０１０号公報には、ＰＣ鋼材（ケーブルに相当）と鋼製の外側管との隙間に、粒状又は粉状の熱発泡性耐火断熱材を充填された耐火被覆構造が提案されている。
【０００４】
更に、ケーブルの火災による影響を低減する措置がとられた例もある。本出願の時点で建設中となっている、新名神のエクストラドーズド橋の吊りケーブルには、セラミックウールとＳＵＳにより構成されているカバーが設けられている。そして、火災発生から消防車が到着すると想定される１５分間は、ケーブルを７０℃程度までの温度上昇に抑えることが出来る仕様とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４５４８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−６４０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ケーブルの耐熱性や耐火性を高めるための従来の耐火被覆構造では、火災発生時にケーブル破断を防ぐことができるものであっても、ケーブルの温度上昇を完全に防ぐことはできなかった、そして、高温に曝されたケーブルの引張強度と降伏強度は低下することから、火災の影響を受けたケーブルは、破断を免れたものであっても強度が低下している可能性が高く、その後に破断するおそれがあった。
【０００７】
また、ケーブルの温度上昇を防ぐことができる保護管を使用した場合であっても、火災発生から所定時間内で消火活動が開始されない場合や、タンクローリー火災など火災の規模が大きい場合には、ケーブルの受熱温度を、強度低下が始まる温度以下に抑えられていないおそれがあった。
【０００８】
しかしながら、高温に曝された後、常温に戻った状態のケーブルは、その外観からでは、火災の影響により強度が低下したかどうかを判別することはできなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、高温に曝された後、常温に戻った状態のケーブルの外観から、火災の影響により強度が低下したかどうかを判別することができるケーブル強度低下判定方法及びその方法に使用する受熱温度履歴表示構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るケーブル強度低下判定方法では、ケーブルの長さ方向に延在し、常温における第一の色彩が所定の受熱温度で第二の色彩に変化した後、前記受熱温度の変化によらず前記第二の色彩が維持される受熱履歴表示部を前記ケーブルに付け、前記ケーブルが火災の影響を受けた後、前記受熱履歴表示部の色彩により判定される前記ケーブルの受熱温度に基づき、前記ケーブルの強度低下の有無を判定する。
【００１１】
本発明に係る受熱温度履歴表示構造では、ケーブルの長さ方向に延在し、常温における第一の色彩が所定の受熱温度で第二の色彩に変化した後、前記受熱温度の変化によらず前記第二の色彩が維持される受熱履歴表示部が前記ケーブルに付けられている。
【００１２】
なお、本発明において、受熱履歴表示部がケーブルに付けられた状態は、受熱履歴表示部がケーブルの表面に直接接している状態に限定されず、ケーブル表面に施された被覆材などの部材に接している状態も含まれる。
【００１３】
本発明において、前記受熱履歴表示部は、前記ケーブルの長さ方向に連続するものであってもよい。更に、前記ケーブルの軸線と平行し、前記ケーブルの表面に設けられてもよく、或いは、螺旋を描き、前記ケーブルの被覆材の表面に設けられてもよい。
【００１４】
また、本発明において、前記受熱履履歴表示部が、前記受熱履歴表示部への紫外線の到達を防ぐ保護材で被覆されていてもよい。
【００１５】
また、本発明において、前記受熱履歴表示部は、前記第二の色彩に変化する受熱温度の異なる複数の部位を有してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温に曝された後、常温に戻った状態のケーブルにおいて、受熱履歴表示部が第一の色彩を維持していれば、受熱履歴表示部の受熱履歴が第二の色彩に変化する受熱温度以下であったことを特定できる。従って、受熱履歴表示部が第二の色彩に変化する受熱温度を、ケーブルの強度が低下する受熱温度、或いは、強度の低下する受熱温度がケーブルに与えられた場合の受熱履歴表示部における温度とした場合、受熱履歴表示部が第一の色彩を維持していれば、ケーブルの強度は低下していなものと判定できる。すなわち、高温に曝された後、常温に戻った状態のケーブルの外観から、火災の影響により強度が低下したかどうかを判別することができる。
【００１７】
なお、ケーブルは長尺であり、どこの部位が火災の影響を受けることになるかを想定することが難しい。そこで、受熱履歴表示部をケーブルの長さ方向に延在させることにより、ケーブルの、火災の影響を受けた部位に受熱履歴表示部が設けられていない事態となることを防止できる。
【００１８】
受熱履歴表示部は、ケーブルの長さ方向に延在するものであれば、その形状に制限はなく、ケーブルの長さ方向に連続するものであってもよく、複数の部位が間隔を空けて並べられたものであってもよい。ただし、複数の部位が間隔を挙げて並べられる場合、間隔が大きすぎると、火災の影響を受けた部位に受熱履歴表示部が設けられていない事態となるおそれがある。
【００１９】
受熱履歴表示部が、ケーブルの長さ方向に連続するものである場合、ケーブルの軸線と平行し、ケーブルの表面に設けられものであれば、新設されるケーブルを製造する段階で容易に設けることができる。また、螺旋を描き、前記ケーブルの被覆材の表面に設けられるものであれば、既設のケーブルに、使用状態を維持したまま容易に設けることができる。なお、被覆材が、受熱履歴表示部の第二の色彩に変化する受熱温度よりも低い温度で溶融するものであれば、被覆材の溶融の有無も、受熱温度の判定に用いることが可能となる。
【００２０】
また、受熱履履歴表示部が、受熱履歴表示部への紫外線の到達を防ぐ保護材で被覆されていれば、受熱履歴表示部の紫外線による変質を防ぎ受熱温度の高い判定精度を維持できる。
【００２１】
更に、受熱履歴表示部が、第二の色彩に変化する受熱温度の異なる複数の部位を有するものであれば、これら複数の部位の変色の有無に基づき、ケーブルの温度上昇に関し、より多くの情報を得ることが可能となり、より正確な強度低下判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る受熱温度履歴表示構造の実施形態を示し斜視図である。
【図２】本発明に係る受熱温度履歴表示構造の他の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る受熱温度履歴表示構造の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照しながら、本発明に係るケーブル強度低下判定方法及び受熱温度履歴表示構造の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る受熱温度履歴表示構造が施されたケーブルの一部を、該ケーブルに取り付けられた部材が破断された状態で示すものである。この実施形態では、ケーブル１として、表面にポリエチレンの被覆材２が施された既設のケーブルが想定されている。そして、被覆材２の表面に受熱温度履歴表示部３が設けられている。また、被覆材２及び受熱温度履歴表部３を覆う耐熱カバー４が取り付けられている。
【００２４】
受熱履歴表示部３は、所定の温度で変色する塗料が塗布された金属製の線材を、使用状態にあるケーブル１の被覆材２に、螺旋を描きながら巻き回して固定することにより設けられている。
【００２５】
なお、受熱履歴表示部３の常温における第一の色彩が第二の色彩に変化する受熱温度の設定に制限はなく、判定すべき状態やケーブルの性質等に応じて適切な設定とすればよい。ただし、斜張橋の吊りケーブルとして用いられるケーブルの引張強度と降伏強度は、共に１００℃で低下が始まり、３００℃で著しく低下するとされているため、斜張橋の吊りケーブルに用いる場合は、ケーブル１の内部の鋼線が３００℃に達する際に受熱履歴表示部３が達する温度に設定することが好ましい。なお、ケーブル１の内部の鋼線が３００℃に達する際に受熱履歴表示部３が達する温度は、実験結果や物性の相関関係などから求めることとしてもよい。
【００２６】
受熱履歴表示部３の常温における第一の色彩が第二の色彩に変化する受熱温度の設定は、受熱履歴表示部３を設けるために用いられる、所定の温度で変色する塗料の配合により調整すればよい。所定の温度で変色する塗料として、公知の製品、例えば、日油技研社のサーモペイント（登録商標）を使用することができる。
【００２７】
耐熱カバー４は、本発明の保護材に相当するもので、セラミックウールとＳＵＳにより構成されている。火炎により高温に曝された状況においてケーブル１の温度上昇を抑制できるものが好ましいが、常態において受熱履歴表部３への紫外線の到達を防ぐことができるものであればよい。例えば、耐熱カバー４に替えて、被覆材２を施すこととしてもよい。
【００２８】
この実施形態によれば、ケーブル１が火災で高温に曝された場合、その受熱温度が被覆材２の溶融温度（１３０℃程度）に達すると被覆材２が溶融する。更に、３００℃に達すると受熱履歴表示部３が変色する。従って、常温に戻った状態において、被覆材２が溶融していないか、また溶融した場合であっても受熱履歴表示部が第一の色彩を維持していれば、ケーブル１の強度が著しく低下するには至っていないと判定できる。
【００２９】
また、金属製の線材を被覆材２に螺旋を描きながら巻き回して固定して形成した受熱履歴表示部３は、被覆材２が溶融した場合にも、ケーブル１から脱落することなく外周に固定された状態で残るため、ケーブル１の受熱履歴を表示ずる機能が損なわれることもない。
【００３０】
受熱履歴表示部３は、第二の色彩に変化する受熱温度の異なる２つの部位を有するものであってもよい。受熱履歴表示部に、第二の色彩に変化する受熱温度の異なる２つの部位を設けた実施形態を、図２に示す。なお、図２において、図１に示す実施形態と実質的に同じ部位には同符号を付し、その説明を簡略化又は省略する。
【００３１】
図２に示す実施形態の受熱履歴表示部３は、第二の色彩に変化する受熱温度の異なる２つの部位３ａ、３ｂを有している。この実施形態では、受熱履歴表示部３の第一の部位３ａが変色する温度はケーブル１の内部の鋼線が３００℃に達する際に受熱履歴表示部３が達する温度に設定され、受熱履歴表部３の第二の部位３ｂが変色する温度は７０℃に設定されている。
【００３２】
この実施形態によれば、第二の部位３ｂが示す受熱履歴により、ポリエチレンの被覆材２の健全性、及び、耐熱カバー４の有効性を確認することができる。
【００３３】
だだし、受熱履歴表示部３の第一の部位３ａと第二の部位３ｂの設定温度に制限はなく、判定すべき状態やケーブルの性質等に応じて適切な設定とすればよい。例えば、受熱履歴表示部３の第二の部位３ｂの設定温度を、被覆材２の溶融温度と、第一の部位の設定温度の間に設定してもよい。
【００３４】
図１及び図２に示す実施形態では、受熱履歴表示部３を形成するための金属製の線材が被覆材２に巻き回されているが、被覆材２に振動対策用のワイヤーが巻き付けられている場合は、所定の温度で変色する塗料をそのワイヤーに塗布することで受熱履歴表示部３を形成してもよい。なお、その場合、受熱履歴表示部３の表面はポリエチレンなどの被覆材で被覆することが好ましい。
【００３５】
更に、図１及び図２に示す実施形態では、既設のケーブルが想定されているが、新設されるケーブルであれば、ケーブルを製造する際にケーブルの表面に設けることとしてもよい。図３に、受熱履歴表示部をケーブルの表面に設けた実施形態を示す。なお、図３において、図１及び図２に示す実施形態と実質的に同じ部位には同符号を付し、その説明を簡略化又は省略する。
【００３６】
図３に示す受熱履歴表示部５は、所定の温度で変色する塗料が塗布された金属製の線材を、ケーブル１を構成する鋼線と平行に配置することにより設けられている。なお、所定の温度で変色する塗料を、ケーブル１を構成する鋼線に直接塗布することにより設けても良い。その場合、受熱履歴表示部５の幅方向の寸法に制限はなく、鋼線の太さや材質に応じて適切な寸法とすればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    ケーブル
２    被覆材
３、５  受熱履歴表示部
４    耐熱カバー
【図１】
2020169843.tif 000003
【図２】
2020169843.tif 000004
【図３】
2020169843.tif 000005