(57)【要約】      （修正有）【課題】グラウンドアンカーでＰＣ鋼材を簡便、容易、確実、かつ短時間に溶断できるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置及び溶断方法を提供する。【解決手段】 地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材に、絶縁体を介して、炭素繊維を多数本束ねてコイル状に形成した抵抗線を周設し、前記炭素繊維からなる抵抗線に大電流を流して高温に発熱させることにより、前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材を溶断する。【選択図】図１−１
2006200124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２を溶断して除去するために使用されるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置であって、前記ＰＣ鋼材の一部を包被するための電熱発熱体で形成したコイル状発熱体と、前記ＰＣ鋼材の一部と該コイル状発熱体との間に介在させる薄層の絶縁体と、該コイル状発熱体に電流を通電する手段とからなることを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【請求項２】
地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２を溶断して除去するために使用されるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置であって、前記ＰＣ鋼材の一部を包被するための電熱発熱体で形成されるコイル状発熱体としての炭素繊維を多数本束ねて形成したコイル状抵抗線１０と、前記ＰＣ鋼材の一部と該抵抗線１０との間に介在させる薄層の絶縁体と、該コイル状抵抗線に大電流を通電する手段とからなることを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【請求項３】
前記薄層の絶縁体が、ＰＣ鋼材のケーブルシースで代行されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【請求項４】
前記炭素繊維からなる抵抗線１０が、コイル状の溝を備えた合成樹脂製等の絶縁体からなるガイド１１に巻着され、かつ前記ガイド１１ともどもセラミック製等の耐熱性ハウジング１２に収納されてなることを特徴とする請求項２に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【請求項５】
前記炭素繊維でなる抵抗線１０を収納したハウジング１２が、グラウンドアンカーの耐荷体の支圧板に固着されてなることを特徴とする請求項２又は４に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【請求項６】
地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２の一部に、電熱発熱体で形成したコイル状発熱体を薄層の絶縁体介して周設し、前記コイル状発熱体に電流を流して発熱させることにより、前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材２の一部を溶断することを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
【請求項７】
地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２の一部に、電熱発熱体で形成したコイル状発熱体である炭素繊維を多数本束ねて形成したコイル状抵抗線１０を薄層の絶縁体を介して周設し、前記炭素繊維からなるコイル状抵抗線１０に大電流を流して発熱させることにより、前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材２の一部を溶断することを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
【請求項８】
前記炭素繊維からなる抵抗線１０が、コイル状の溝を備えた絶縁体のガイド１１に巻着され、かつ前記ガイド１１ともども耐熱性のハウジング１２に収納され、前記抵抗線の発する高熱がＰＣ鋼材２に有効に作用するようにしてなることを特徴とする請求項７に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
土留め壁や擁壁等の構造物を地盤に定着させるためのグラウンドアンカーに関し、施工時に使われたアンカーの緊張材を使用後に除去する除去式アンカーにおいて、前記緊張材を除去するための溶断装置及び溶断方法に関する。
【０００２】
従来、施工時に使われたアンカーの緊張材を使用後に除去することを前提とした除去式アンカーとしては、図６（ａ）に示すように、シース内にＰＣ鋼より線５０が貫挿されて構成されるアンボンドＰＣ鋼材５１が、地中に掘削された削孔５２の最奥部に配置される耐荷体５３に掛けられて折り返され、そして削孔５２の外に突出した前記アンボンドＰＣ鋼材５１の両端部を緊張・定着させてアンカーを構成・配置し、緊張材除去時には図６（ｂ）に示すように、前記アンボンドＰＣ鋼材５１の緊張・定着を解除した後、シース内のＰＣ鋼より線５０の一端を引っ張ることにより、他端がシース内に引き込まれ、耐荷体５３を経由して、ＰＣ鋼より線５０の全長が削孔５２から引き抜かれ、除去されるよう構成されたものがある。
【０００３】
また、除去式アンカーの他の例として、シース内に貫挿したねじ付き鋼棒をアンカー内に埋め込まれたナットに螺着しておき、除去の際にねじ付き鋼棒を逆転させてナットとの螺着を解いて引き抜くというものがある。
【０００４】
さらに他の例として、アンボンドＰＣ鋼材のシースが、該ＰＣ鋼材が係止された耐荷体近傍の一部で剥離され、その部分の周囲に電解液を流入する電解容器と電極を配設しておき、前記ＰＣ鋼材の除去時には前記電解容器に電解液を流入・循環させるとともに電極に電圧を印加して前記ＰＣ鋼材に電食を生じさせて溶断するという電食除去式アンカーがある。
また、特開平０９−０５３２３２号公報には、ＰＣ鋼材にあらかじめ縮径部を形成しておき、除去の際には前記ＰＣ鋼材を地上から大きな力で引張ることによって前記縮径部でＰＣ鋼材を破断させるという方法が開示されている。
【特許文献１】特開平０９−０５３２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記背景技術で例示した除去式アンカーが持つ下記のような問題点を解消することにある。
まず、先に図６によって説明した地中の耐荷体５３に掛けて折り返されたアンボンドＰＣ鋼材５１のＰＣ鋼より線５０をその一端を引っ張って除去する型式の除去式アンカーには、ＰＣ鋼より線５０が耐荷体５３で折り返されるため緊張時にはＰＣ鋼材の許容引張許容強度まで緊張力を高めることができず、また除去時にはグラウンドアンカー長の２倍に相当する長さのＰＣ鋼より線５０を引き抜かねばならず、かつ折り返し部の曲率半径が小さいために引き抜きに際してＰＣ鋼より線５０に大きな荷重が加わるので、引き抜き装置にレッカー車などの重機が必要となり、引き抜き作業に時間と経費がかかるという問題点がある。また、ＰＣ鋼より線の切断にはガス切断が広く用いられており、引き抜き作業に溶接の専門家が欠かせないことになる。
【０００６】
また、シース内に貫挿したねじ付き鋼棒をアンカー内に埋め込まれたナットに螺着し、除去時にねじ付き鋼棒を逆転させて引き抜く除去式アンカーは、除去作業は簡便だが、大きな定着力を必要とするアンカーや長尺のアンカーには不向きであり、その適用範囲が限定される難点がある。
【０００７】
そして、ＰＣ鋼材を地中で切断する型式の一つである電食除去式アンカーは、電解液を循環させる必要から行きと戻りの２本の配管を設置しておかねばならず、また除去式アンカーは通常設置後２年程度経過してから除去されることが多いため、その間この配管の管理が必要となる。さらにＰＣ鋼材のシース剥離部はこの間防錆対策を行う必要があるが、電食の効果を発揮させるために塗装やめっきは行えないという問題があり、防錆管理が難しく、経費もかかる。
また、前記ＰＣ鋼材の溶断時には、電解液を循環させる循環ポンプや電源装置等の設備を用意する必要もある。
さらに特開平０９−０５３２３２号公報に開示されている破断除去式アンカーでは、緊張材がグラウンドアンカーに使用されている間は緊張荷重に耐えられ、かつ破断時に加える引張力が必要以上に大きくならないようにするため、縮径部の寸法・強度の設計が難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の除去式アンカーに存在した問題点に鑑み、グラウンドアンカーの中ででＰＣ鋼材を簡便、容易、確実、かつ短時間に溶断できるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材溶断装置及び溶断方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は上記課題を下記の手段により解決した。
（１）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２を溶断して除去するために使用されるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置であって、前記ＰＣ鋼材の一部を包被するための電熱発熱体で形成したコイル状発熱体と、前記ＰＣ鋼材の一部と該発熱体との間に介在させる薄層の絶縁体と、該コイル状発熱体に電流を通電する手段とからなることを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
（２）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２を溶断して除去するために使用されるグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置であって、前記ＰＣ鋼材の一部を包被するための電熱発熱体で形成されるコイル状発熱体としての炭素繊維を多数本束ねて形成したコイル状抵抗線１０と、前記ＰＣ鋼材の一部と該抵抗線１０との間に介在させる薄層の絶縁体と、該コイル状抵抗線に大電流を通電する手段とからなることを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
（３）前記薄層の絶縁体が、ＰＣ鋼材のケーブルシースで代行されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
（４）前記炭素繊維からなる抵抗線１０が、コイル状の溝を備えた合成樹脂製等の絶縁体からなるガイド１１に巻着され、かつ前記ガイド１１ともどもセラミック製等の耐熱性ハウジング１２に収納されてなることを特徴とする前項（２）に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
（５）前記炭素繊維でなる抵抗線１０を収納したハウジング１２が、グラウンドアンカーの耐荷体の支圧板に固着されてなることを特徴とする前項（２）又は（４）に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置。
【００１０】
（６）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２の一部に、電熱発熱体で形成したコイル状発熱体を薄層の絶縁体介して周設し、前記コイル状発熱体に電流を流して発熱させることにより、前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材２の一部を溶断することを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
（７）地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材２の一部に、電熱発熱体で形成したコイル状発熱体である炭素繊維を多数本束ねて形成したコイル状抵抗線１０を薄層の絶縁体を介して周設し、前記炭素繊維からなるコイル状抵抗線１０に大電流を流して発熱させることにより、前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材２の一部を溶断することを特徴とするグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
（８）前記炭素繊維からなる抵抗線１０が、コイル状の溝を備えた絶縁体のガイド１１に巻着され、かつ前記ガイド１１ともども耐熱性のハウジング１２に収納され、前記抵抗線の発する高熱がＰＣ鋼材２に有効に作用するようにしてなることを特徴とする前項（７）に記載のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により次のような効果が発揮される。
（ア）グラウンドアンカーを設置する際、ＰＣ鋼材が耐荷体に係止される部分近傍の同ＰＣ鋼材の外周に電熱発熱体で形成したコイル状発熱体を絶縁体を介して周設し、かつ前記コイル状発熱体に接続された電気ケーブルを同時に敷設しておき、ＰＣ鋼材除去時に前記コイル状発熱体に通電することにより高温にしてＰＣ鋼材を地中で溶断するので、従来の引き抜き作業に欠かせなかった溶接専門家の参加が不要になり、引き抜きもグラウンドアンカー長のみでよく、グラウンドアンカーのＰＣ鋼材の引き抜き作業が容易・簡便になり、作業時間の短縮と経費の節減が図れる。
（イ）ＰＣ鋼材を地中で溶断できるので、従来行っていたＰＣ鋼材の耐荷体での折り返しが不要となり、ＰＣ鋼材を必要最小限の本数に任意に設定でき、またＰＣ鋼材の引き抜き作業も簡便になり、経費の節減が図れる。
（ウ）ＰＣ鋼材を耐荷体で折り返す必要がないので、ＰＣ鋼材の緊張を該ＰＣ鋼材の許容引張強度まで高めることができる。
（エ）電熱発熱体である炭素繊維からなる抵抗線が、コイル状の溝を備えた絶縁体のガイドに巻着されるので、巻き線間隔の揃ったコイル状の抵抗線が容易に製造でき、またＰＣ鋼材外周への周設も前記ガイドにＰＣ鋼材を挿通することにより容易に行え、グラウンドアンカー設置時の作業性が向上する。
（オ）電熱発熱体である炭素繊維からなる抵抗線が、前記ガイドともども耐熱性のハウジングに収納されるので、前記抵抗線へ通電したときに発生する強熱が周囲に発散することなくグラウンドアンカーのＰＣ鋼材に集中するので、前記ＰＣ鋼材を効率よく溶断することができる。
（カ）前記ハウジングが、地中深く配設された耐荷体の支圧板に固着されるので、グラウンドアンカーのＰＣ鋼材を耐荷体付近で確実に溶断でき、グラウンドアンカー撤去後地中に残置される資材の減少が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置は、地中の耐荷体と地表のアンカー頭部の間に張設されたＰＣ鋼材を溶断して除去するために使用される装置であって、電熱発熱体で形成されたコイル状発熱体と、該コイル状発熱体に電流を通電する手段とからなる。そして、前記コイル状発熱体に電流を流すことにより該コイル状発熱体が発する強熱によって、コイル状発熱体が周設された部分のＰＣ鋼材を溶断するものである。
また、前記電熱発熱体で形成されたコイル状発熱体である炭素繊維を多数本束ねてコイル状に形成した抵抗線が、ＰＣ鋼材の外周に効率よく周設され、かつコイルの線間を均一に整えて抵抗線の発する強熱をより有効にＰＣ鋼材に伝達するためにコイル状の溝を備えたガイドに巻着され、さらに前記ガイドともども耐熱性のハウジングに収納されて、抵抗線が発する強熱をＰＣ鋼材に集中するよう考慮されている。
除去式アンカーのＰＣ鋼材の除去は、地中の残留物を少なくすることからもＰＣ鋼材を固定した耐荷体付近で前記ＰＣ鋼材を切断するのが好ましい。したがって、本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置では抵抗線が収納された耐熱性ハウジングは、耐荷体の支圧板に固定される。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
図１−１は本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置による溶断機構の説明図、図１−２は本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置の概念図、図２は抵抗線、ガイド、ハウジングの組立構造の説明図、図３は抵抗線を巻着する絶縁体のガイドの底面から見た斜視図、図４はハウジングの斜視図、図５は抵抗線、ガイド、ハウジングを組み立てて構成した溶断機構部の詳細図である。
図において１はグラウンドアンカー、２はＰＣ鋼材、３はＰＣ鋼より線、３ａはＰＣ鋼より線の端部、４はシース、５は耐荷体、６は溶断機構部、７ａ、７ｂ、７ｃは電気ケーブル、８は直流電源、９はスイッチ、１０は抵抗線、１１はガイド、１１ａはコイル状溝、１２はハウジング、１３は支圧板、１３ａはハウジング取付孔、支圧板の穴、１４、１４’は圧着端子、１５、１５’はボルト、１５ａ、１５’ａはボルトのねじ部、１６、１６’はボルト孔、１７、１７’はナット、１８はゴムパッキングである。
【００１４】
本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置を用いるグラウンドアンカー１は、図１−１に示すように、緊張材であるＰＣ鋼材２の耐荷体５の近傍部分に、前記ＰＣ鋼材２を構成するＰＣ鋼より線をシース内で溶断するための抵抗線を収容した溶断機構部６が周設され、さらに前記溶断機構部６内の抵抗線を地上の直流電源８に接続するための電気ケーブル７ｂが前記グラウンドアンカー１の設置時に同時に敷設されている。
このグラウンドアンカー１の緊張材を除去するには、図１に示すように、ＰＣ鋼材２の地表に現れているＰＣ鋼より線の端部３ａと前記溶断機構部６内の抵抗線１０に接続された電気ケーブル７ｂとの間に２４〜４８Ｖの直流電源８を接続し、直流電源８とＰＣ鋼より線の端部３ａとを結ぶ電気ケーブル７ａの途中に設けられたスイッチ９を閉じて、前記抵抗線に大電流を流し、抵抗線に高温を発生させ、その強熱によって前記ＰＣ鋼より線３を溶融・切断して地表へ引き出す。
なお、抵抗線に供給する電源の導体としてＰＣ鋼材を使用せず、図１−２に示すようにもう１本の電気ケーブル７ｃをグラウンドアンカー１の設置時に敷設して使用するのも好ましい。
【００１５】
次に本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置の主要部分をなす溶断機構部６について説明する。
溶断機構部６は、図２に示すように、その径が数μｍの極めて細い炭素繊維を１万本以上束ね、かつＰＣ鋼材２の外周に周設するためにコイル状に形成した抵抗線１０と、前記抵抗線１０をＰＣ鋼材の外周に効率よく周設し、またコイルの線間を均一に整えて抵抗線１０の発する強熱をより有効にＰＣ鋼材２に伝達するために、図３に示すコイル状の溝１１ａを備えたガイド１１に巻着され、さらに前記ガイド１１ともども図４に示す耐熱性のハウジング１２に収納されて構成されている。
【００１６】
前記溶断機構部６の構造を、図５の溶断機構部の構造図でより細かに説明する。図５において（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。
図６の（ｃ）、（ｄ）に見られるように、前記抵抗線１０はガイド１１の外周に設けられたコイル状の溝１１ａに沿って巻着された後、ガイド１１ともども耐熱性のハウジング１２に挿入され、そして前記抵抗線１０の両端は、ボルト１５及びボルト１５’が挿通された圧着端子１４、１４’に圧着接続されている。
また、ボルト１５は、ハウジング１２の筐体に穿設されたボルト孔１６に挿通され、そのねじ部１５ａは前記ハウジング１２の上部に突出し、ここに電気ケーブルの接続端子（図示せず）が座金、スプリングワッシャを介してナット１７で締め付けられて装着され、またボルト１５’は、これもはハウジング１２の別の場所に穿設されたボルト孔１６’に挿通され、そのねじ部１５’ａは前記ハウジング１２の下部に突出し、アンカー１の耐荷体の支圧板１３に穿孔されたハウジング取付孔１３ａに挿通され、ナット１７’の螺着によって支圧板１３に前記ハウジング１２を固着する。さらにこのねじ部１５’ａに電気ケーブルの接続端子を装着して前記抵抗線１０への端子として使用することもできるが、このためにはあらかじめ２本の電気ケーブルをアンカー内に配設しておく必要があることなどから、一方の電気ケーブルとして、図１に示すようにＰＣ鋼材２を構成するＰＣ鋼より線３を利用することが好ましい。この場合には、圧着端子１４’付近のＰＣ鋼材２のシース４を剥離してＰＣ鋼より線３の一部側面を露出しその側面に前記圧着端子１４’の側面を強く圧接しておく必要がある。
上述のように構成された溶断機構部６は、その中心部にＰＣ鋼材２を挿通して、アンカーの耐荷体５とし、またボルト１５のねじ部１５ａに装着した接続端子に電気ケーブル７ｂ（図１参照）を接続して、地面に掘削した削孔に挿入した後、周囲にコンクリートを注入・固化して図１に示したようなアンカーを構成するが、このときコンクリートが前記溶断機構６内に流入するのを防止するため前記ハウジング１２の上部と下部は、中心部にＰＣ鋼材が挿通される穴を備えたゴムパッキング１８で封止される。
【００１７】
前記グラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置を配設したグラウンドアンカーにおいて、ＰＣ鋼材を溶断して除去する方法について説明する、
図１に示すようにＰＣ鋼材２の地表に現れているＰＣ鋼より線の端部３ａと、前記溶断機構部６内の抵抗線１０の一端にボルト１５と圧着端子１４とを介して接続される電気ケーブル７ｂとの間に２４〜４８Ｖの直流電源８を接続し、直流電源８と前記ＰＣ鋼より線の端部３ａとを結ぶ電気ケーブル７ａの途中に設けられたスイッチ９を閉じて、前記抵抗線１０に大電流を流して前記抵抗線１０を高温とし、該抵抗線から発生する強熱によってＰＣ鋼より線３を溶断して地表に引き出し、除去する。
前記抵抗線１０の発熱効果を測定したところ、７μｍ径の炭素繊維１４４００本を束ねて３ｍｍ径とした長さ２７ｃｍの抵抗線１０の抵抗値は０．３Ωであり、２４Ｖの電圧を印加して８０Ａの電流を流したところ２０秒で１８００℃に達し、鋼材を溶融するのに十分な温度が得られており、本願発明がグラウンドアンカーのＰＣ鋼材２の切断・除去に有効なことが確かめられた。
【００１８】
本実施例では、電熱発熱体として炭素繊維を多数本束ねた抵抗線１０によって説明したが、電熱発熱体としてはニクロム、タングステン、モリブデン等高温で溶融しない抵抗体であればよく、炭素繊維に限られるものではない。また、前記抵抗体も、線材をコイル状に形成したものに限らず、ＰＣ鋼材の外周に周設される環状又は円筒状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１−１】本発明のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置による溶断機構の説明図
【図１−２】本発明の他のグラウンドアンカーのＰＣ鋼材の溶断装置の概念図
【図２】抵抗線、ガイド、ハウジングの組立構造の説明図
【図３】抵抗線を巻着する絶縁体のガイドの底面から見た斜視図
【図４】ハウジングの斜視図
【図５】抵抗線、ガイド、ハウジングを組み立てて構成した溶断機構部の詳細図
【図６】従来の除去式アンカーの説明用断面図
【符号の説明】
【００２０】
１：グラウンドアンカー
２：ＰＣ鋼材
３：ＰＣ鋼より線
３ａ：ＰＣ鋼より線の端部
４：シース
５：耐荷体
６：溶断機構部
７ａ、７ｂ：電気ケーブル
８：直流電源
９：スイッチ
１０：抵抗線
１１：ガイド
１２：ハウジング
１３：支圧板
１３ａ：ハウジング取付孔
１４、１４’：圧着端子
１５、１５’：ボルト
１５ａ、１５’ａ：ボルトのねじ部
１６、１６’：ボルト孔
１７、１７’：ナット
１８：ゴムパッキング
５０：ＰＣ鋼より線
５１：ＰＣ鋼材
５２：削孔
５３：耐荷体
【図１−１】
2006200124.tif 000003
【図１−２】
2006200124.tif 000004
【図２】
2006200124.tif 000005
【図３】
2006200124.tif 000006
【図４】
2006200124.tif 000007
【図５】
2006200124.tif 000008
【図６】
2006200124.tif 000009