(57)【要約】【課題】  ＰＣ構造物の外ケーブルの定着部の防食構造、特に定着部に充填した防錆剤が長期にわたって漏出することなく、防錆剤の管理・メンテナンスがほとんど不要になるＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造を提供する。【解決手段】  亜鉛めっきＰＣ鋼より線複数本を樹脂繊維を用いて束ね、その外周を合成樹脂で密着被覆して一体に成形加工した樹脂被覆ケーブルを、ＰＣ構造物又はＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルとして採用し、かつ前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線及び定着部材を防錆するために充填される防錆油に換えて、軟質エラストマーのプレポリマーを充填・硬化させることによる。【選択図】  図２
2005171604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛めっきＰＣ鋼より線複数本を樹脂繊維を用いて束ね、その外周を合成樹脂で密着被覆して一体に成形加工した樹脂被覆ケーブルを、ＰＣ構造物又はＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルとして採用するＰＣ構造物において、ＰＣ鋼より線及び定着部材を防錆するために充填される防錆油に換えて、軟質エラストマーのプレポリマーを充填・硬化してなることを特徴とするＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
【請求項２】
束ねられた亜鉛めっきＰＣ鋼より線複数本の外周に密着被覆される合成樹脂が、高密度ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
【請求項３】
ＰＣ鋼より線及び定着部材の防錆のために使用する軟質エラストマーのプレポリマーが、ポリブタジエン樹脂のプレポリマーであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
【請求項４】
前記軟質エラストマーのプレポリマーが、透明軟質エラストマーのプレポリマーであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明はＰＣ構造物又はＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルの防食構造に係わり、特に防錆剤の漏出がなく、防錆剤の管理・メンテナンスがほとんど不要となるＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ構造物の外ケーブルの防食方法として用いられている方法には、次のようなものがある。
（ア）黒色ポリエチレンシースにＰＣ鋼より線を挿通し、前記ＰＣ鋼より線を緊張・定着した後にシース内部及び定着具にセメントグラウトを充填する方法。
（イ）透明な合成樹製シースにＰＣ鋼より線を挿通し、前記ＰＣ鋼より線を緊張・定着した後にシース内部及び定着具にセメントグラウトを充填する方法。
（ウ）エポキシ被覆ＰＣ鋼より線を桁内隔壁に挿通し前記エポキシ被覆ＰＣ鋼より線を緊張・定着した後に定着部隔壁コンクリートに挿通するダクト内部全域をセメントグラウトで充填するか、あるいは定着具の周りのみに防錆剤を充填する方法。
（エ）アンボンドＰＣ鋼より線を複数本束ねてその外周に黒色ポリエチレンの被覆を施して一体化したマルチケーブルを、その定着部近辺の部分のポリエチレン被覆をはぎ取って前記マルチケーブルを緊張・定着した後、ポリエチレン被覆がはぎ取られた状態のＰＣ鋼より線部分及び定着具の防食のために定着部隔壁コンクリートに挿通するダクト内部全域と定着具にグリース状の油脂防食剤を充填する方法。
【０００３】
上記した背景技術にはそれぞれに解決されなければならない問題点がある。
（ア）の黒色ポリエチレンシースにＰＣ鋼より線を挿通・定着した後にシース内部及び定着具にセメントグラウトを充填する方法では、内部を視認できないことからセメントグラウトの完全な充填が保証できず、また発生した空隙の位置の特定とその補修の方法とが確立されていない。これを改善しようとしたのが（イ）の透明シースを使用した方法であるが、定着部隔壁コンクリートを挿通する部分については、その内部充填物の充填状況が直接視認できない。
また上記（ウ）の方法も、被覆エポキシの長期耐久性についての実績がなく、その被覆状態が視認できないような別の被覆を有しない緊張材として箱桁内にしか使用できない。
さらに上記（エ）の方法では、アンボンドＰＣ鋼より線及び定着部全域に充填されたグリース状の油脂防食剤が、長期経過によって漏出したり固化して亀裂を生じたりする懸念は払拭しきれず、防食上の欠陥となる恐れを内在している。
【特許文献１】特開２００３−２６８７１７号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明が解決しようとする課題は、ＰＣ構造物の外ケーブルの定着部の防食構造、特に定着部に充填した防錆剤が長期にわたって漏出することなく、防錆剤の管理・メンテナンスがほとんど不要になるＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者らは、下記に示す手段により上記課題を解決した。
（１）亜鉛めっきＰＣ鋼より線複数本を樹脂繊維を用いて束ね、その外周を合成樹脂で密着被覆して一体に成形加工した樹脂被覆ケーブルを、ＰＣ構造物又はＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルとして採用するＰＣ構造物において、ＰＣ鋼より線及び定着部材を防錆するために充填される防錆油に換えて、軟質エラストマーのプレポリマーを充填・硬化してなることを特徴とするＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
（２）束ねられた亜鉛めっきＰＣ鋼より線複数本の外周に密着被覆される合成樹脂が、高密度ポリエチレン樹脂であることを特徴とする前項（１）に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
（３）ＰＣ鋼より線及び定着部材の防錆のために使用する軟質エラストマーのプレポリマーが、ポリブタジエン樹脂のプレポリマーであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
（４）前記軟質エラストマーのプレポリマーが、透明軟質エラストマーのプレポリマーであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のＰＣ構造物の外ケーブルの防食構造。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、斜張橋等の斜材ケーブルとして大気中に曝される中で防食性、耐久性に長年実績のある亜鉛めっき鋼線を複数本束ね、その外側を合成樹脂、好ましくは高密度ポリエチレンで被覆して一体に成形加工した被覆ケーブルをＰＣ構造物、またはＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルとして使用し、かつＰＣ鋼より線及び定着部材を防錆するために軟質エラストマーのプレポリマーを充填・硬化させることにより、
（ａ）従来のようにＰＣ鋼より線をケーブルシースに挿通する必要がなく、したがってシース内へのセメントグラウトの充填・固化が省け、ＰＣ鋼より線の劣化の要因となっていたグラウトの不完全充填による空隙部の発生が抑制できる。
（ｂ）エポキシ被覆ＰＣ鋼より線にみられた製造、輸送、施工中での被覆損傷及び発錆の恐れが解消し、耐久性に対する懸念がなくなる。
（ｃ）定着部材の防錆にグリース状油脂防食剤ではなく、ポリブタジエン樹脂のプレポリマーのような熱可塑性を有し、充填後に固結し、かつ将来ケーブルを取り替える必要が生じたときには容易に除去し得るだけの軟度を有する軟質エラストマーのプレポリマーを使用するので、グリース状油脂防食剤にあった長期間経過することによって防食剤が漏出したり、固化によって亀裂を生じたりする懸念が全くなく、長期にわたって防食効果が発揮できる。
（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の効果により、ＰＣ鋼より線と定着部材との防食が、軟質エラストマーのプレポリマーの充填・硬化のみによって同時に、かつ容易、確実に実施でき、作業効率の向上にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は合成樹脂被覆ケーブルの構成を示す断面図、図２は被覆ケーブルを外ケーブルに使用した場合の定着部付近の構造断面図である。
図において、１は合成樹脂被覆ケーブル、２は亜鉛めっきＰＣ鋼より線、３は合成樹脂被覆、４は亜鉛めっきを施した鋼線であり、５はアンカーヘッド、６はアンカープレート、７は定着具、８は保護キャップ、９はトランペット管、９’は内トランペット管、１０は鋼製保護管、１１は注入口、１２は排出口、１３はケーブル挿通孔、１４は端部防水用保護キャップ、１５はコンクリート構造体、１６はフランジ、１７は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管、１８は樹脂パテ等である。
本願発明のＰＣ構造物又はＰＣ・鋼複合構造物の外ケーブルの防食構造は、外ケーブルに合成樹脂被覆ケーブルを使用し、前記合成樹脂被覆ケーブルと該合成樹脂被覆ケーブルを緊張・定着する定着部材を防錆するための防食剤として軟質エラストマーのプレポリマーを用いたものである。
図１に示すように、本願発明の外ケーブルに用いる前記樹脂被覆ケーブル１は、亜鉛めっきを施した鋼線４を複数本（図１では７本）撚り合わせた亜鉛めっきＰＣ鋼より線２を、さらに複数本（図１では１９本）樹脂繊維を用いて束ね、その外周に合成樹脂被覆３を施して一体に成形加工したものであり、前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２が、斜張橋の斜ケーブル鋼材などに使用される防食性、耐久性に富んだものであること、またこの亜鉛めっきＰＣ鋼より線２を複数本束ねてその外周に合成樹脂被覆３を施したことから、防食性、耐久性がより一層高まっており、定着部のトランペット管９や鋼製保護管１０、また偏向部のコンクリート構造体に配設されたガイドパイプ（図示せず）にそのまま挿通可能である。
【実施例１】
【０００８】
図２に前記合成樹脂被覆ケーブル１を外ケーブルとして使用した際の定着部の実施例の構造断面図を示す。
図２に見られるように、前記合成樹脂被膜ケーブル１は、緊張・定着のためにその先端部付近の前記合成樹脂被覆３が剥離され、かつ樹脂繊維で束ねられていた複数の亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の結束も解除され、コンクリート構造体１５に配設されたアンカープレート６、前記アンカープレート６に接合されたトランペット管９及び前記トランペット管９に接合された鋼製保護管１０からなるケーブル挿通孔１３に挿通される。
コンクリート構造体１５に配設されたアンカープレート６から引き出された前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２は、それぞれ緊張された後、定着具７によってアンカーヘッド５に定着され、その後前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の余剰な先端部は切断され、さらに亜鉛めっきＰＣ鋼より線２を緊張・保持した定着具７及びアンカーヘッド５に保護キャップ８が冠着される。なお、保護キャップ８には、防食剤注入の際に空気等を排出するための排出口１２が設けられている。
また、前記鋼製保護管１０がコンクリート構造体１５から出た端部には、前記ケーブル外径に対して若干の余裕を見込んだ径の穴を有する中空の端部防水用保護キャップ１４が挿入され、かつ前記端部防水用保護キャップ１４と前記合成樹脂被覆ケーブル１との隙間に防食剤を充填するための注入口１１が設けられた後、前記中空の端部防水用保護キャップ１４に発泡ウレタン等を注入することによって、前記鋼製保護管１０と前記合成樹脂被覆ケーブル１との隙間を前記注入口１１を残して封止される。
【０００９】
図２に示した上記構造の外ケーブルの定着部に、前記鋼製保護管１０の端部に設けた注入口１１から防食剤としての熱可塑性を有する軟質エラストマーのプレポリマーが加熱・注入される。該プレポリマーは、前記ガイドパイプ１１、トランペット管１０、アンカープレート６のそれぞれの内壁と前記合成樹脂被覆ケーブル１、または合成樹脂被覆３が剥離された部分の亜鉛めっきＰＣ鋼より線２との間のケーブル挿通孔１３の隙間に充填された後、さらにアンカーヘッド５の空隙部を介して保護キャップ８内部に注入され、保護キャップ内を充填し終えると排出口１２から余分のプレポリマーが排出される。この時点でプレポリマーの注入を終了し、固化を待つことになる。
【実施例２】
【００１０】
図３に前記合成樹脂被覆ケーブル１を外ケーブルとして使用した際の定着部の他の実施例の構造断面図を示す。
図３に見られるように、本実施例の定着部は、アンカーヘッド５とアンカープレート６の間に挟着されたフランジ１６を有する内トランペット管９’が前記実施例１に示したトランペット管の内側に設置され、かつこの内トランペット管９’に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７が接合され前記鋼製保護管１０の内側に配設された２重構造を持つものであり、前記合成樹脂被膜ケーブル１は、実施例１と同様に、緊張・定着のためその先端部付近の前記合成樹脂被覆３が剥離され、かつ樹脂繊維で束ねられていた複数の亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の結束も解除されて、コンクリート構造体１５に配設されたアンカープレート６、内トランペット管９’及び高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７からなるケーブル挿通孔１３に挿通される。
コンクリート構造体１５に配設されたアンカープレート６から引き出された前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２は、それぞれ緊張された後、定着具７によってアンカーヘッド５に定着される。その後前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の余剰な先端部は切断され、さらに亜鉛めっきＰＣ鋼より線２を緊張・保持した定着具７及びアンカーヘッド５に保護キャップ８が冠着される。なお、保護キャップ８には、防食剤注入の際に空気等を排出するための排出口１２が設けられている。
また、前記高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７が前記コンクリート構造体１５から引き出された端部は、前記合成樹脂被覆ケーブル１に粘着テープ等によって固着されるとともに、前記高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７と前記合成樹脂被覆ケーブル１との隙間に防食剤を充填するための注入口１１が設けられる。また、前記鋼製保護管１０と高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７との隙間には樹脂パテ等１８を詰めて止水する。
【００１１】
その後実施例１と同様、前記高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７の端部に設けた注入口１１から防食剤としての熱可塑性を有する軟質エラストマーのプレポリマーが加熱・注入される。該プレポリマーは、前記高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管１７、内トランペット管９’のそれぞれの内壁と前記合成樹脂被覆ケーブル１、または合成樹脂被覆３が剥離された部分の亜鉛めっきＰＣ鋼より線２との間のケーブル挿通孔１３の隙間に充填された後、さらにアンカーヘッド５の空隙部を介して保護キャップ８内部に注入され、保護キャップ内を充填し終えると排出口１２から余分のプレポリマーが排出される。この時点でプレポリマーの注入を終了し、固化を待つことになる。
【００１２】
実施例１において防食剤として用いられる軟質エラストマーは、Ｈｓ硬度（ショア硬度）が６０以下で、ケーブル取替え時には容易にアンカープレート６、トランペット管９’、鋼製保護管１０との付着が切れるものが望ましく、これらの条件に適合する軟質エラストマーとしては、例えば超軟質ウレタンエラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、シリコンゲルなどがある。また、スチレンとブタジエンのブロック重合体からなる粘着樹脂組成のプレポリマーの使用も好ましい。
前記超軟質ウレタンエラストマーは、耐候性、接着性に優れ、ゴム状低弾性体を得やすいところから防水材料、注形材料、充填材料、シーリング材料として土木、建築、自動車、電気、機械等の諸分野で広く使用されているものである。
例えば、特開平５−３１０８７８号公報に開示された軟質エラストマーは、ポリオールと有機ポリイソシアネートを化学反応させて得られるポリウレタン樹脂で構成されたものであって、官能基数２．３〜４．０のポリオキシポリプロピレンポリオールとポリイソシアネート化合物との反応から得られる末端に活性イソシアネート基を有するプレポリマーに、β−メチル−δ−バレロラクトンを開環重合して得られるポリオールオリゴマーを架橋剤として反応させたポリウレタン樹脂から構成され、Ｈｓ硬度６０〜３、引張伸び率４００〜１，３００％の変形追従性に優れた特性を示すものである。
また  特開２００１−３１６４４７号公報に開示された軟質エラストマーは、ポリオールの官能基の数が２．４〜３．０、分子量が３，０００〜６，０００で、前記ポリオールの一部に２級若しくは３級の高級アルコールを粘着付与剤として用いたＨｓ硬度が３０〜３で弾性率が低く、低応力で変形し、変形による残留応力が小さい変形追従性に優れたものであり、いずれも本願発明の防食剤として使用できる。
【００１３】
さらに、特開２０００−２９７１８１号公報に開示された難燃性熱可塑性エラストマーは、ポリブタジエンを主たるポリマー成分としたものであり、公知の熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーを配合することや樹脂やゴムに使用される老化防止剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、補強材、充填剤、発泡剤、滑剤、耐電防止剤、着色剤の配合も可能とされており、本願発明の防食剤として有効に使用できる好ましい軟質エラストマーである。
【００１４】
なお、本発明の防食剤として使用する軟質エラストマーは、前述のような組成で構成される軟質エラストマーに限定されるものでなく、前記ＰＣ構造物の外ケーブルの定着部のケーブル挿通孔１３の内壁と前記合成樹脂被膜ケーブル１との隙間及び保護キャップ内部に注入・充填可能な変形追従性を備えた軟質エラストマーであればよい。
また軟質エラストマーに透明なものを使用すれば、透明な保護キャップ８の使用と相まってアンカーヘッド５に緊張・定着された前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の経時変化の状態が観測でき、事後の保全管理に役立つことになる。
【００１５】
また、前記アンカーヘッド５とアンカープレート６との間に電気絶縁性を有し、かつ高支圧耐力性のドーナッツ形繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）板を挿入してアンカーヘッド５と接触している亜鉛めっきＰＣ鋼より線２とアンカープレート６とを電気的に遮断して電食を防止することも好ましい。
【００１６】
なお、本願発明に使用される亜鉛めっきＰＣ鋼より線２は、鋼線に亜鉛めっきを施される際、溶融亜鉛の高温を受けてもＪＩＳ規格ＰＣ鋼より線と同等の形状と性能を保持するよう調整されているが、その定着具には通常のＰＣ鋼より線に使用するものをそのまま用いることができる。このことは偏向部及び定着具を有するケーブルの曲げ引張疲労試験によって確認できた。
すなわち、亜鉛めっきＰＣ鋼より線をその規格引張強度の６０％を下限応力とし、０．５３％の変動応力を与えて３００万回の繰り返し曲げ引張載荷試験を行った結果、前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線と定着具とはいずれも健全性を保持した。また前記疲労試験において、前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の偏向部では、相互に接触する亜鉛めっきＰＣ鋼より線２が下半径の中心方向に圧力を受けつつ、変動応力と微小振幅のスベリ運動（フレッチング）を繰り返し受けることから亜鉛めっきの損傷の恐れがある。そこで前記試験終了後、全数亜鉛めっきＰＣ鋼より線２の亜鉛めっき膜の状態、及び強度を調べたところ、部分的に亜鉛めっき層のめくれが見られたものの各鋼線の部分に達するものはなく、また、試験後の強度も前記亜鉛めっきＰＣ鋼より線と同一ロッド品との比較によっても低下は見られなかった。また、ケーブルは引張と同時に曲げを受けるため、ＰＣ鋼より線がアンカーヘッド５を挿通する時の出口では、穴の側壁に接触する。この接触面積が小さいと、やはりフレッチングの疲労破断を起こすことが判っているので、出口穴の隅角部はＰＣ鋼より線との接触面が極力大きくなるような曲面にしなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】合成樹脂被覆ケーブルの構成を示す断面図
【図２】被覆ケーブルを外ケーブルに使用した場合の定着部の実施例の構造断面図
【図３】被覆ケーブルを外ケーブルに使用した場合の定着部の他の実施例の構造断面図
【符号の説明】
【００１８】
１：合成樹脂被覆ケーブル
２：亜鉛めっきＰＣ鋼より線
３：合成樹脂被覆
４：亜鉛めっきを施した鋼線
５：アンカーヘッド
６：アンカープレート
７：定着具
８：保護キャップ
９：トランペット管
９’：内トランペット管
１０：鋼製保護管
１１：注入口
１２：排出口
１３：ケーブル挿通孔
１４：端部防水用保護キャップ
１５：コンクリート構造体
１６：フランジ
１７：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管
１８：樹脂パテ等
【図１】
2005171604.tif 000003
【図２】
2005171604.tif 000004
【図３】
2005171604.tif 000005