重量物支持ケーブルの張力検出装置
【課題】重量物支持ケーブルの張力を長期間高精度に計測し、管理する装置を提供する。
【解決手段】主塔２に連結されて重量物を支持する重量物支持ケーブル４の張力変動を検出する装置であって、主塔側に固定されたアンカーパイプ１１と、重量物支持ケーブル４の端部に取り付けられてアンカーパイプ１１に貫通されたソケット１２との間に配置されて、アンカーパイプ１１及びソケット１２から受ける圧力を検出する油圧ロードセル１４を有し、油圧ロードセル１４は、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、各油圧シリンダに連通されて各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備える。
【解決手段】主塔２に連結されて重量物を支持する重量物支持ケーブル４の張力変動を検出する装置であって、主塔側に固定されたアンカーパイプ１１と、重量物支持ケーブル４の端部に取り付けられてアンカーパイプ１１に貫通されたソケット１２との間に配置されて、アンカーパイプ１１及びソケット１２から受ける圧力を検出する油圧ロードセル１４を有し、油圧ロードセル１４は、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、各油圧シリンダに連通されて各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の橋桁、建造物の重量構造物等を吊り下げたケーブルに作用する荷重変動などを長期間計測し、管理するための重量物支持ケーブルの張力検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、斜張橋その他の吊橋は、主塔に連結された橋梁支持ケーブルにより橋桁を直接的に又は間接的に保持している。このような吊橋では、大型車両などの通行により橋梁支持ケーブルに大きな張力が作用するため、特許文献１に示すように、吊橋の架設後に、ロードセルや歪ゲージなどの電気式歪計測器を用いて橋梁支持ケーブルの張力を計測する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、橋梁支持ケーブルの一端部の主塔への連結は、ケーブル引き込み用ジャッキなどを用いて、主塔に埋設されたアンカーパイプから橋梁支持ケーブルの先端に固定され、多数本のケーブルを束ねて固着したソケットをケーブル引き込み用ジャッキなどで引っ張り出し、その後、アンカーパイプとソケットとの間に二つ割りしたセンターホール型のベアリングプレートを嵌め込むことにより実現している。また、橋梁支持ケーブルの他端部の橋桁への連結は、ケーブル引き込み用ジャッキなどを用いて、橋桁に埋設されたアンカーパイプから橋梁支持ケーブルのソケットを引き込み、所定の張力を付与し、アンカーパイプとソケットとの間に二つ割りしたセンターホール型のベアリングプレートを嵌め込むことにより実現している。
【０００５】
このため、電気式歪計測器を用いて橋梁支持ケーブルの張力を計測する場合は、上端又は下端のアンカーパイプとソケットとの間に、橋梁支持ケーブルが貫通するセンターホール型の電気式歪計測器を嵌め込み、アンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測することで、橋梁支持ケーブルの張力を計測している。
【０００６】
ところで、吊橋によっては、橋梁支持ケーブルに作用する張力が１３ＭＮを超える場合がある。しかしながら、このような張力を計測可能とする二つ割りの電気式歪計測器の精度を確保し製造するのは難しく、製造できたとしても極めて高価となってしまう。
【０００７】
また、斜張橋のように斜めに張られた橋梁支持ケーブルの上端部には、鉛直方向下向きの大きな荷重が作用するため、主塔と橋梁支持ケーブルとの連結部では、回転モーメントが発生する。このため、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向上方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が高くなり、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向下方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が低くなる。しかも、橋梁支持ケーブルの撓み量が大きくなると、主塔に対する橋梁支持ケーブルの傾動角度が大きくなるため、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向下方では、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じて圧力がゼロになる一方、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向上方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が極端に大きくなってしまう。なお、本件発明者らが調査したところ、一般的な斜張橋では、主塔との連結部分において、橋梁支持ケーブルが設計角度から±０．５°程度傾動することが分かった。このように、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が場所によって相違するため、従来の電気式歪計測器では、橋梁支持ケーブルの張力を高精度に計測することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、橋梁支持ケーブルの上端部又は下端部の少なくともいずれか一方で張力を高精度に計測し、管理することができる重量物支持ケーブルの張力検出装置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】
【０００９】
本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置は、重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、 作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置によれば、複数の油圧シリンダで構成される油圧ロードセルによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測するため、小型の油圧シリンダを用いながら、重量物支持ケーブルに作用する１３ＭＮを超えるような高い張力を計測することができる。更に、この油圧ロードセルは、複数の油圧シリンダを連通路により連通することで、各油圧シリンダに充填された作動油が互いに出入りして各油圧シリンダのピストンが摺動するため、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。しかも、アンカーパイプに対してソケットが傾いたとしても、この傾きに追従するように各油圧シリンダのピストンが摺動することで、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じるのを防止できるため、常に、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。このため、重量物支持ケーブルの張力を高精度に計測することができる。
【００１１】
この場合、油圧ロードセルは、中央部に重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されていることが好ましい。このように、円環状の油圧ロードセルに油圧シリンダを円周方向に沿って等間隔に配置することで、各油圧シリンダが受ける圧力を更に均一化することができる。
【００１２】
また、油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、各分割体に、１又は複数の油圧シリンダを有することが好ましい。このように、油圧ロードセルを分割することで、アンカーパイプからソケットを引っ張り出した後に、重量物支持ケーブルを跨いでアンカーパイプとソケットとの間に嵌め込むことが可能となる。
【００１３】
また、アンカーパイプ又はソケットと油圧ロードセルとの間に配置されて、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有することが好ましい。このように、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを用いることで、アンカーパイプとソケットとの径の差が埋まるため、重量物支持ケーブルの軸線方向においてアンカーパイプとソケットとを対向させることができる。しかも、アタッチメントによりアンカーパイプ及びソケットからの圧力を拡縮することができるため、油圧ロードセルの配置によらず、効率よくアンカーパイプ及びソケットからの圧力を油圧ロードセルに伝えることができる。
【００１４】
そして、この張力検出装置は、重量物支持ケーブルが重量物としての橋梁を直接支持する斜張橋に用いられ、油圧ロードセルは、主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて重量物支持ケーブルの張力変動を検出することとすることができる。斜張橋では、主塔側の最上部に連結される重量物支持ケーブルに最も大きな張力が作用するため、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出することで、斜張橋の耐久性、安全性などを効果的に判断することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備えたので、次の効果を有する。
複数の油圧シリンダで構成される油圧ロードセルによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測するため、小型の油圧シリンダを用いながら、重量物支持ケーブルに作用する１３ＭＮを超えるような高い張力を計測することができる。更に、この油圧ロードセルは、複数の油圧シリンダを連通路により連通することで、各油圧シリンダに充填された作動油が互いに出入りして各油圧シリンダのピストンが摺動するため、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。しかも、アンカーパイプに対してソケットが傾いたとしても、この傾きに追従するように各油圧シリンダのピストンが摺動することで、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じるのを防止できるため、常に、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。このため、重量物支持ケーブルの張力を高精度に計測することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、前記複数の油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されているので、円環状の油圧ロードセルに油圧シリンダを円周方向に沿って等間隔に配置することで、各油圧シリンダが受ける圧力を更に均一化することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有するので、油圧ロードセルを分割することで、アンカーパイプからソケットを引っ張り出した後に、重量物支持ケーブルを跨いでアンカーパイプとソケットとの間に嵌め込むことが可能となる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有するので、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを用いることで、アンカーパイプとソケットとの径の差が埋まるため、重量物支持ケーブルの軸線方向においてアンカーパイプとソケットとを対向させることができる。しかも、アタッチメントによりアンカーパイプ及びソケットからの圧力を拡縮することができるため、油圧ロードセルの配置によらず、効率よくアンカーパイプ及びソケットからの圧力を油圧ロードセルに伝えることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、前記重量物支持ケーブルが前記重量物としての橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、前記油圧ロードセルは、前記主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出するので、斜張橋では、主塔の最上部に連結される重量物支持ケーブルに最も大きな張力が作用するため、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出することで、斜張橋の耐久性などを効果的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図２】油圧ロードセルの一部切り欠いた平面図である。
【図３】図２の一部切り欠いた正面図である。
【図４】図３に示す油圧ロードセルの一部拡大断面図である。
【図５】実施例２における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図６】実施例３における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図７】斜張橋の一部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、主塔に連結されて橋桁を支持する重量物支持ケーブルの張力変動を検出する重量物支持ケーブルの張力検出装置であって、前記主塔に固定されたアンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットと、の間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備える。
【００２２】
前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、前記油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されている。
【００２３】
前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、 前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有する。
【００２４】
前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有する。
【００２５】
前記重量物支持ケーブルが前記橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、前記油圧ロードセルは、前記主塔の最上部に連結される前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出する。
【実施例１】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置の好適な実施例１について詳細に説明する。本実施例１は、建造物の重量物として、斜張橋において橋桁を支持する重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置に適用したものである。後述するように、本発明は、斜張橋の例に限られるものではない。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
まず、図７を参照して、斜張橋の基本構成について簡単に説明する。
【００２７】
図７に示すように、斜張橋１は、河川に立設された主塔２と、車両などが通行する橋桁３と、主塔２と橋桁３とに連結されて橋桁３を支持する複数本の重量物支持ケーブル４とで構成されている。
【００２８】
前記主塔２は、橋桁３を挟み込むように橋桁３の幅方向両側に２面吊りで配置されている例を示している。しかし、本発明は、１面吊りであってもよい。この主塔２は、第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂが中間に空洞をもって一体に設けられて河川底に立設される。前記第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂとの上端部は、連結部２ｃである。なお、第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂとは一体構成であるため、以下の説明では、特に区別する場合を除き主塔２として説明する。
【００２９】
前記各重量物支持ケーブル４は、互いに交差することなく張設されている。そして、主塔２側の連結部５が上下方向に複数設けられるとともに、橋桁３側の連結部６が水平方向に複数設けられており、主塔２の最も下方の連結部５に連結される重量物支持ケーブル４は、橋桁３の最も主塔２に近接した連結部６に連結され、主塔２の最も上方の連結部５に連結される重量物支持ケーブル４は、橋桁３の最も主塔２から離間した連結部６に連結される。なお、斜張橋１は、主塔２、橋桁３及び複数本の重量物支持ケーブル４を一組とし、斜張橋１を架設する河川の幅に応じて、これらの組が複数連結される。
【００３０】
図１は、実施例１における主塔２と重量物支持ケーブル４との連結部を示した断面図である。図１に示すように、主塔２には、重量物支持ケーブル４と連結される連結部５に、重量物支持ケーブル４の張設方向に向いた貫通孔１０が形成されている。そして、この貫通孔１０には、重量物支持ケーブル４を固定するためのアンカーパイプ１１が埋設されている。
【００３１】
前記アンカーパイプ１１は、略円筒状に形成されており、重量物支持ケーブル４が挿通可能となっている。このアンカーパイプ１１における橋桁３の反対側の端部１１ａは、外径が橋桁３側から橋桁３の反対側に向けて拡径して、肉厚となっている。これにより、アンカーパイプ１１は、主塔２から橋桁３側に抜け落ちるのが防止され、また、橋桁３の反対側の端面１１ｂは、橋桁３側からの荷重を大きな面積で受け止めることが可能となっている。
【００３２】
前記主塔２に連結される重量物支持ケーブル４の端部は、複数本のピアノ線が亜鉛などの金属で固められて拡径化しており、アンカーパイプ１１に貫通される略円筒状のソケット１２が固定されている。
【００３３】
前記アンカーパイプ１１の内径は、ソケット１２が挿通するために、ソケット１２の外径よりもやや大きくなっている。ソケット１２の内径は、拡径化された重量物支持ケーブル４の端部を係止するために、橋桁３の反対側から橋桁３側に向けて狭まるテーパ状に形成されている。このソケット１２は、橋桁３側に階段状の段部１２ａが形成されており、この段部１２ａにより橋桁３側からの荷重を受け止めることが可能となっている。なお、図１では、ソケット１２に２段の段部１２ａが形成されたソケット１２を示しているが、段部１２ａは、１段であってもよく、３段以上であってもよい。
【００３４】
そして、アンカーパイプ１１と、アンカーパイプ１１を貫通したソケット１２との間に、ベアリングプレート１３と、本発明による油圧ロードセル１４と、アタッチメント１５とが嵌め込まれる。
【００３５】
前記ベアリングプレート１３は、中央部に重量物支持ケーブル４が貫通される貫通孔が形成されたセンターホール型の円環状に形成されている。このベアリングプレート１３は、円周方向に沿って二つ割りされている。このため、アンカーパイプ１１からソケット１２をケーブル引き込み用ジャッキなどで引っ張り出した後に、重量物支持ケーブル４を跨いでアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込むことが可能となっている。また、このベアリングプレート１３は、外径がアンカーパイプ１１の内径よりも大きくなっており、内径がソケット１２の外形よりも小さくなっている。このため、アンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込まれたベアリングプレート１３に、アンカーパイプ１１の端面１１ｂ及びソケット１２の段部１２ａが直接的又は間接的に係止され、ソケット１２がアンカーパイプ１１から引き出された状態を維持することが可能となっている。
【００３６】
前記油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３とアタッチメント１５との間に配置されて、アンカーパイプ１１とソケット１２との間の圧力を測定する油圧式圧力測定装置である。
【００３７】
図２は、油圧ロードセル１４の一部切り欠いた平面図、図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は、図３に示す油圧ロードセルの一部拡大図である。図２〜４に示すように、油圧ロードセル１４は、中央部に重量物支持ケーブル４が貫通される貫通孔が形成されたセンターホール型の円環状に形成されている。この油圧ロードセル１４は、円周方向に沿って二つ割りされて第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを構成しており、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとは、連結部材１６ａと連結部材１６ｂとで連結されている。このため、油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３と同様に、アンカーパイプ１１からソケット１２を引っ張り出した後に、重量物支持ケーブル４を跨いでアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込むことが可能となっている。なお、油圧ロードセル１４は、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとの軽量化のため、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂの一部を切り欠いている。
【００３８】
このように二つ割りされる油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３に当接される油圧ロードセル本体１７と、アタッチメント１５に当接される上部プレート１８とを備えており、油圧ロードセル本体１７と上部プレート１８とは、油圧ロードセル１４の厚み方向（図３の上下方向）に伸縮自在に連結されている。
【００３９】
油圧ロードセル本体１７には、上部プレート１８に当接されるピストン２０が嵌め込まれた１２個の油圧シリンダ２１が設けられている。これらのピストン２０は、円周方向に沿って等間隔に配置されており、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂに、それぞれ油圧シリンダ２１が６個ずつ等間隔で設けられている。
【００４０】
前記油圧シリンダ２１には、作動油が充填されて上部プレート１８側に開口を有する油圧シリンダ室２１ａが形成されており、油圧シリンダ室２１ａには、ピストン２０が油圧ロードセル１４の厚み方向に摺動可能に嵌め込まれている。このため、油圧ロードセル本体１７は、上部プレート１８から圧力を受けるピストン２０を、油圧シリンダ２１に充填された作動油の油圧で受け止めることが可能となっている。
【００４１】
更に油圧ロードセル本体１７には、各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａを連通して各油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の圧力を平均化（イコライズ）する連通路２３と、連通路２３に連通されてジャッキの原理により油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の油圧を調整する油圧調整装置２４と、連通路２３に連通されて作動油の油圧を電気信号に変換する圧力変換器２５とが設けられている。
【００４２】
具体的に説明すると、第一分割体１４ａに設けられる各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａは、連通路２３ａにより連通され、第二分割体１４ｂに設けられる各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａは、連通路２３ｂにより連通され、連通路２３ａと連通路２３ｂとは、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを跨ぐ連通路２３ｃにより連通されている。なお、油圧調整装置２４及び圧力変換器２５は、連通路２３の如何なる位置に連通されてもよく、例えば、図２に示すように、油圧調整装置２４は連通路２３ｃに連通され、圧力変換器２５は連通路２３ｂに連通される。
【００４３】
そして、油圧調整装置２４による油圧の調整により、ピストン２０が上部プレート１８に対向する油圧ロードセル本体１７の上面１７ａから所定の高さだけ突出しており、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａと上部プレート１８との間にピストン２０を介した空間Ｓが形成されている。このとき、油圧ロードセル本体１７は、連通路２３により各油圧シリンダ室２１ａに充填された作動油が相互に出入り可能となるため、各油圧シリンダ２１に充填される作動油の圧力が平均化された状態で、ピストン２０が油圧ロードセル１４の厚み方向に摺動可能となる。このため、各ピストン２０が摺動することにより、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾動することが可能となる。また、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾動しても、各ピストン２０が摺動することにより、全てのピストン２０が上部プレート１８に当接された状態が維持される。
【００４４】
なお、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａと上部プレート１８との間の空間Ｓ、又は、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａよりも上部プレート１８側におけるピストン２０のストローク長は、予想される重量物支持ケーブル４の傾動角度に応じて、上部プレート１８が油圧ロードセル本体１７の上面１７ａに当接することなく、かつ、ピストン２０が上部プレート１８から離間しない範囲に調整される。例えば、油圧ロードセルの直径が６００ｍｍである場合は、傾斜角を考慮すると空間Ｓの幅を５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４５】
また、各ピストン２０は、上部プレート１８に当接する先端面２０ａが湾曲している。このため、上部プレート１８とピストン２０とが点接触又は極小さい領域での面接触となるため、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾いたとしても、上部プレート１８から受ける圧力がピストン２０の中心方向に向けられる。これにより、上部プレート１８から受ける圧力が発散するのを抑制することができる。
【００４６】
図１に示すように、アタッチメント１５は、油圧ロードセル１４とソケット１２との間に配置されて、外径がソケット１２側からベアリングプレート１３側に向けて拡径するテーパ状に形成されている。このアタッチメント１５は、台形断面を有する円環状に形成されており、内径がベアリングプレート１３の内径よりも小さく、ソケット１２に当接する一方端面１５ａの外径がソケット１２の外径と略同一寸法、ベアリングプレート１３に当接する他方端面１５ｂの外径がベアリングプレート１３の外径と略同一寸法に形成されている。なお、アタッチメント１５も、ベアリングプレート１３及び油圧ロードセル１４と同様に、二つ割りにされている。
【００４７】
そして、このように構成される油圧ロードセル１４は、以下に説明するように、重量物支持ケーブル４を主塔２に連結する際に設置する。
【００４８】
まず、図１に示すように、ケーブル引き込み用ジャッキを用いて、主塔２側に埋設されたアンカーパイプ１１から重量物支持ケーブル４の先端に固定されたソケット１２を引っ張り出す。
【００４９】
そして、ソケット１２がアンカーパイプ１１から完全に引っ張り出されたまま、アンカーパイプ１１からソケット１２に向けて、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５の順に配置されるように、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４及びアタッチメント１５をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む。
【００５０】
ここで、油圧ロードセル１４をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む手順について説明する。
図２に示すように、油圧ロードセル１４は、連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂにより二つ割りされた第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとが連結されているため、まず、連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂを取り外して第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとに分離する。そして、重量物支持ケーブル４を跨ぐように連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂをアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込み、再度連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂにより第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを連結する。なお、ベアリングプレート１３及びアタッチメント１５も、油圧ロードセル１４と同様にして油圧ロードセル１４をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む。
【００５１】
次に、油圧調整装置２４により油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の油圧を調整して、ピストン２０を油圧ロードセル本体１７の上面１７ａから所定の高さだけ突出させる。
【００５２】
次に、図１に示すように、アンカーパイプ１１、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５及びソケット１２が、重量物支持ケーブル４を中心軸とした同心円上に配置した状態で、ベアリングプレート１３をアンカーパイプ１１の端面１１ｂに係止させるとともに、ソケット１２の段部１２ａをアタッチメント１５の一方端面１５ａに係止させる。
【００５３】
これにより、重量物支持ケーブル４が主塔２に連結され、橋桁３を支持する重量物支持ケーブル４の張力がアンカーパイプ１１に対するソケット１２の圧力となって現れる。そこで、油圧ロードセル１４の圧力変換器２５により作動油の圧力を計測して、重量物支持ケーブル４の張力変動を求める。なお、圧力変換器２５が計測した作動油の圧力から重量物支持ケーブル４の張力への換算は、事前に実験などにより求められる所定の換算式により求めることができる。
【実施例２】
【００５４】
前記実施例１では、アンカーパイプ１１とソケット１２との間にベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５の順に嵌め込んだが、この例に限られるものではなく、図５に示すように、アンカーパイプ１１とソケット１２との間にアタッチメント１５、油圧ロードセル１４、ベアリングプレート１３の順に嵌め込むようにしてもよい。
【実施例３】
【００５５】
前記実施例１及び２では、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５は、二つ割り、三つ割などとし、アンカーパイプ１１とソケット１２との間に側方から嵌め込むようにしたが、これに限られるものではなく、アンカーパイプ１１の端部に、分割しない円環状の油圧ロードセル１４を円環状のベアリングプレート１３又はアタッチメント１５を介在して予め取り付けておき、二つ割り、三つ割などのアタッチメント１５又はベアリングプレート１３を嵌め込むようにしてもよい。ただし、この場合、予め取り付けておいた油圧ロードセル１４の内側には、ソケット１２が通るだけの孔を必要とするので、それだけ油圧ロードセル１４の内径を大きくする必要がある。
【実施例４】
【００５６】
前記実施例では、主塔２側の連結部５に本発明に係る張力検出装置を取り付けた例を示した。しかし、これに限られるものではなく、橋桁３側の連結部６におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けるようにしてもよい。さらに、主塔２側の連結部５と、橋桁３側の連結部６の両方におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けるようにしてもよい。
この場合において、主塔２側の連結部５に本発明に係る張力検出装置を取り付けた場合には、重量物支持ケーブル４の引っ張り力の他に重量物支持ケーブル４の荷重が付加される。しかし、橋桁３側の連結部６におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けた場合には、重量物支持ケーブル４の引っ張り力だけが作用する。
前記実施例では、重量物支持ケーブル４は、斜長橋の橋桁を吊り下げる例を示したが、これに限るものではなく、その他の吊り橋の橋桁等を吊り下げる例であってもよいし、さらに、橋梁以外の建造物の重量構造物等を主塔で吊り下げる例であっても本発明は利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１：斜張橋、２：主塔、２ａ：第一主塔部、２ｂ：第二主塔部、２ｃ：連結部、３：橋桁、４：重量物支持ケーブル、５：連結部、６：連結部、１０：貫通孔、１１： アンカーパイプ、１１ａ： 端部、１１ｂ ：端面、１２：ソケット、１２ａ：段部、１３：ベアリングプレート、１４：油圧ロードセル、１４ａ：第一分割体、１４ｂ：第二分割体、１５：アタッチメント、１５ａ：一方端面、１５ｂ：他方端面、１６ａ：連結部材、１６ｂ：連結部材、１７：油圧ロードセル本体、１７ａ：上面、１８：上部プレート、２０：ピストン、２０ａ：先端面、２１：油圧シリンダ、２１ａ：油圧シリンダ室、２３：連通路、２３ａ：連通路、２３ｂ：連通路、２３ｃ：連通路、２４：油圧調整装置、２５：圧力変換器、Ｓ：空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の橋桁、建造物の重量構造物等を吊り下げたケーブルに作用する荷重変動などを長期間計測し、管理するための重量物支持ケーブルの張力検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、斜張橋その他の吊橋は、主塔に連結された橋梁支持ケーブルにより橋桁を直接的に又は間接的に保持している。このような吊橋では、大型車両などの通行により橋梁支持ケーブルに大きな張力が作用するため、特許文献１に示すように、吊橋の架設後に、ロードセルや歪ゲージなどの電気式歪計測器を用いて橋梁支持ケーブルの張力を計測する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、橋梁支持ケーブルの一端部の主塔への連結は、ケーブル引き込み用ジャッキなどを用いて、主塔に埋設されたアンカーパイプから橋梁支持ケーブルの先端に固定され、多数本のケーブルを束ねて固着したソケットをケーブル引き込み用ジャッキなどで引っ張り出し、その後、アンカーパイプとソケットとの間に二つ割りしたセンターホール型のベアリングプレートを嵌め込むことにより実現している。また、橋梁支持ケーブルの他端部の橋桁への連結は、ケーブル引き込み用ジャッキなどを用いて、橋桁に埋設されたアンカーパイプから橋梁支持ケーブルのソケットを引き込み、所定の張力を付与し、アンカーパイプとソケットとの間に二つ割りしたセンターホール型のベアリングプレートを嵌め込むことにより実現している。
【０００５】
このため、電気式歪計測器を用いて橋梁支持ケーブルの張力を計測する場合は、上端又は下端のアンカーパイプとソケットとの間に、橋梁支持ケーブルが貫通するセンターホール型の電気式歪計測器を嵌め込み、アンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測することで、橋梁支持ケーブルの張力を計測している。
【０００６】
ところで、吊橋によっては、橋梁支持ケーブルに作用する張力が１３ＭＮを超える場合がある。しかしながら、このような張力を計測可能とする二つ割りの電気式歪計測器の精度を確保し製造するのは難しく、製造できたとしても極めて高価となってしまう。
【０００７】
また、斜張橋のように斜めに張られた橋梁支持ケーブルの上端部には、鉛直方向下向きの大きな荷重が作用するため、主塔と橋梁支持ケーブルとの連結部では、回転モーメントが発生する。このため、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向上方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が高くなり、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向下方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が低くなる。しかも、橋梁支持ケーブルの撓み量が大きくなると、主塔に対する橋梁支持ケーブルの傾動角度が大きくなるため、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向下方では、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じて圧力がゼロになる一方、橋梁支持ケーブルよりも鉛直方向上方では、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が極端に大きくなってしまう。なお、本件発明者らが調査したところ、一般的な斜張橋では、主塔との連結部分において、橋梁支持ケーブルが設計角度から±０．５°程度傾動することが分かった。このように、アンカーパイプとソケットとの間の圧力が場所によって相違するため、従来の電気式歪計測器では、橋梁支持ケーブルの張力を高精度に計測することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、橋梁支持ケーブルの上端部又は下端部の少なくともいずれか一方で張力を高精度に計測し、管理することができる重量物支持ケーブルの張力検出装置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】
【０００９】
本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置は、重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、 作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置によれば、複数の油圧シリンダで構成される油圧ロードセルによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測するため、小型の油圧シリンダを用いながら、重量物支持ケーブルに作用する１３ＭＮを超えるような高い張力を計測することができる。更に、この油圧ロードセルは、複数の油圧シリンダを連通路により連通することで、各油圧シリンダに充填された作動油が互いに出入りして各油圧シリンダのピストンが摺動するため、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。しかも、アンカーパイプに対してソケットが傾いたとしても、この傾きに追従するように各油圧シリンダのピストンが摺動することで、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じるのを防止できるため、常に、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。このため、重量物支持ケーブルの張力を高精度に計測することができる。
【００１１】
この場合、油圧ロードセルは、中央部に重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されていることが好ましい。このように、円環状の油圧ロードセルに油圧シリンダを円周方向に沿って等間隔に配置することで、各油圧シリンダが受ける圧力を更に均一化することができる。
【００１２】
また、油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、各分割体に、１又は複数の油圧シリンダを有することが好ましい。このように、油圧ロードセルを分割することで、アンカーパイプからソケットを引っ張り出した後に、重量物支持ケーブルを跨いでアンカーパイプとソケットとの間に嵌め込むことが可能となる。
【００１３】
また、アンカーパイプ又はソケットと油圧ロードセルとの間に配置されて、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有することが好ましい。このように、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを用いることで、アンカーパイプとソケットとの径の差が埋まるため、重量物支持ケーブルの軸線方向においてアンカーパイプとソケットとを対向させることができる。しかも、アタッチメントによりアンカーパイプ及びソケットからの圧力を拡縮することができるため、油圧ロードセルの配置によらず、効率よくアンカーパイプ及びソケットからの圧力を油圧ロードセルに伝えることができる。
【００１４】
そして、この張力検出装置は、重量物支持ケーブルが重量物としての橋梁を直接支持する斜張橋に用いられ、油圧ロードセルは、主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて重量物支持ケーブルの張力変動を検出することとすることができる。斜張橋では、主塔側の最上部に連結される重量物支持ケーブルに最も大きな張力が作用するため、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出することで、斜張橋の耐久性、安全性などを効果的に判断することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備えたので、次の効果を有する。
複数の油圧シリンダで構成される油圧ロードセルによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を計測するため、小型の油圧シリンダを用いながら、重量物支持ケーブルに作用する１３ＭＮを超えるような高い張力を計測することができる。更に、この油圧ロードセルは、複数の油圧シリンダを連通路により連通することで、各油圧シリンダに充填された作動油が互いに出入りして各油圧シリンダのピストンが摺動するため、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。しかも、アンカーパイプに対してソケットが傾いたとしても、この傾きに追従するように各油圧シリンダのピストンが摺動することで、アンカーパイプとソケットとの間に隙間が生じるのを防止できるため、常に、各油圧シリンダによりアンカーパイプとソケットとの間の圧力を平均化して受けることができる。このため、重量物支持ケーブルの張力を高精度に計測することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、前記複数の油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されているので、円環状の油圧ロードセルに油圧シリンダを円周方向に沿って等間隔に配置することで、各油圧シリンダが受ける圧力を更に均一化することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有するので、油圧ロードセルを分割することで、アンカーパイプからソケットを引っ張り出した後に、重量物支持ケーブルを跨いでアンカーパイプとソケットとの間に嵌め込むことが可能となる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有するので、ソケット側からアンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを用いることで、アンカーパイプとソケットとの径の差が埋まるため、重量物支持ケーブルの軸線方向においてアンカーパイプとソケットとを対向させることができる。しかも、アタッチメントによりアンカーパイプ及びソケットからの圧力を拡縮することができるため、油圧ロードセルの配置によらず、効率よくアンカーパイプ及びソケットからの圧力を油圧ロードセルに伝えることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、前記重量物支持ケーブルが前記重量物としての橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、前記油圧ロードセルは、前記主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出するので、斜張橋では、主塔の最上部に連結される重量物支持ケーブルに最も大きな張力が作用するため、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出することで、斜張橋の耐久性などを効果的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図２】油圧ロードセルの一部切り欠いた平面図である。
【図３】図２の一部切り欠いた正面図である。
【図４】図３に示す油圧ロードセルの一部拡大断面図である。
【図５】実施例２における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図６】実施例３における主塔と重量物支持ケーブルとの連結部を示した断面図である。
【図７】斜張橋の一部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、主塔に連結されて橋桁を支持する重量物支持ケーブルの張力変動を検出する重量物支持ケーブルの張力検出装置であって、前記主塔に固定されたアンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットと、の間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、前記油圧ロードセルは、作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部とを備える。
【００２２】
前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、前記油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されている。
【００２３】
前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、 前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有する。
【００２４】
前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有する。
【００２５】
前記重量物支持ケーブルが前記橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、前記油圧ロードセルは、前記主塔の最上部に連結される前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出する。
【実施例１】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係る重量物支持ケーブルの張力検出装置の好適な実施例１について詳細に説明する。本実施例１は、建造物の重量物として、斜張橋において橋桁を支持する重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置に適用したものである。後述するように、本発明は、斜張橋の例に限られるものではない。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
まず、図７を参照して、斜張橋の基本構成について簡単に説明する。
【００２７】
図７に示すように、斜張橋１は、河川に立設された主塔２と、車両などが通行する橋桁３と、主塔２と橋桁３とに連結されて橋桁３を支持する複数本の重量物支持ケーブル４とで構成されている。
【００２８】
前記主塔２は、橋桁３を挟み込むように橋桁３の幅方向両側に２面吊りで配置されている例を示している。しかし、本発明は、１面吊りであってもよい。この主塔２は、第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂが中間に空洞をもって一体に設けられて河川底に立設される。前記第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂとの上端部は、連結部２ｃである。なお、第一主塔部２ａと第二主塔部２ｂとは一体構成であるため、以下の説明では、特に区別する場合を除き主塔２として説明する。
【００２９】
前記各重量物支持ケーブル４は、互いに交差することなく張設されている。そして、主塔２側の連結部５が上下方向に複数設けられるとともに、橋桁３側の連結部６が水平方向に複数設けられており、主塔２の最も下方の連結部５に連結される重量物支持ケーブル４は、橋桁３の最も主塔２に近接した連結部６に連結され、主塔２の最も上方の連結部５に連結される重量物支持ケーブル４は、橋桁３の最も主塔２から離間した連結部６に連結される。なお、斜張橋１は、主塔２、橋桁３及び複数本の重量物支持ケーブル４を一組とし、斜張橋１を架設する河川の幅に応じて、これらの組が複数連結される。
【００３０】
図１は、実施例１における主塔２と重量物支持ケーブル４との連結部を示した断面図である。図１に示すように、主塔２には、重量物支持ケーブル４と連結される連結部５に、重量物支持ケーブル４の張設方向に向いた貫通孔１０が形成されている。そして、この貫通孔１０には、重量物支持ケーブル４を固定するためのアンカーパイプ１１が埋設されている。
【００３１】
前記アンカーパイプ１１は、略円筒状に形成されており、重量物支持ケーブル４が挿通可能となっている。このアンカーパイプ１１における橋桁３の反対側の端部１１ａは、外径が橋桁３側から橋桁３の反対側に向けて拡径して、肉厚となっている。これにより、アンカーパイプ１１は、主塔２から橋桁３側に抜け落ちるのが防止され、また、橋桁３の反対側の端面１１ｂは、橋桁３側からの荷重を大きな面積で受け止めることが可能となっている。
【００３２】
前記主塔２に連結される重量物支持ケーブル４の端部は、複数本のピアノ線が亜鉛などの金属で固められて拡径化しており、アンカーパイプ１１に貫通される略円筒状のソケット１２が固定されている。
【００３３】
前記アンカーパイプ１１の内径は、ソケット１２が挿通するために、ソケット１２の外径よりもやや大きくなっている。ソケット１２の内径は、拡径化された重量物支持ケーブル４の端部を係止するために、橋桁３の反対側から橋桁３側に向けて狭まるテーパ状に形成されている。このソケット１２は、橋桁３側に階段状の段部１２ａが形成されており、この段部１２ａにより橋桁３側からの荷重を受け止めることが可能となっている。なお、図１では、ソケット１２に２段の段部１２ａが形成されたソケット１２を示しているが、段部１２ａは、１段であってもよく、３段以上であってもよい。
【００３４】
そして、アンカーパイプ１１と、アンカーパイプ１１を貫通したソケット１２との間に、ベアリングプレート１３と、本発明による油圧ロードセル１４と、アタッチメント１５とが嵌め込まれる。
【００３５】
前記ベアリングプレート１３は、中央部に重量物支持ケーブル４が貫通される貫通孔が形成されたセンターホール型の円環状に形成されている。このベアリングプレート１３は、円周方向に沿って二つ割りされている。このため、アンカーパイプ１１からソケット１２をケーブル引き込み用ジャッキなどで引っ張り出した後に、重量物支持ケーブル４を跨いでアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込むことが可能となっている。また、このベアリングプレート１３は、外径がアンカーパイプ１１の内径よりも大きくなっており、内径がソケット１２の外形よりも小さくなっている。このため、アンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込まれたベアリングプレート１３に、アンカーパイプ１１の端面１１ｂ及びソケット１２の段部１２ａが直接的又は間接的に係止され、ソケット１２がアンカーパイプ１１から引き出された状態を維持することが可能となっている。
【００３６】
前記油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３とアタッチメント１５との間に配置されて、アンカーパイプ１１とソケット１２との間の圧力を測定する油圧式圧力測定装置である。
【００３７】
図２は、油圧ロードセル１４の一部切り欠いた平面図、図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は、図３に示す油圧ロードセルの一部拡大図である。図２〜４に示すように、油圧ロードセル１４は、中央部に重量物支持ケーブル４が貫通される貫通孔が形成されたセンターホール型の円環状に形成されている。この油圧ロードセル１４は、円周方向に沿って二つ割りされて第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを構成しており、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとは、連結部材１６ａと連結部材１６ｂとで連結されている。このため、油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３と同様に、アンカーパイプ１１からソケット１２を引っ張り出した後に、重量物支持ケーブル４を跨いでアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込むことが可能となっている。なお、油圧ロードセル１４は、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとの軽量化のため、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂの一部を切り欠いている。
【００３８】
このように二つ割りされる油圧ロードセル１４は、ベアリングプレート１３に当接される油圧ロードセル本体１７と、アタッチメント１５に当接される上部プレート１８とを備えており、油圧ロードセル本体１７と上部プレート１８とは、油圧ロードセル１４の厚み方向（図３の上下方向）に伸縮自在に連結されている。
【００３９】
油圧ロードセル本体１７には、上部プレート１８に当接されるピストン２０が嵌め込まれた１２個の油圧シリンダ２１が設けられている。これらのピストン２０は、円周方向に沿って等間隔に配置されており、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂに、それぞれ油圧シリンダ２１が６個ずつ等間隔で設けられている。
【００４０】
前記油圧シリンダ２１には、作動油が充填されて上部プレート１８側に開口を有する油圧シリンダ室２１ａが形成されており、油圧シリンダ室２１ａには、ピストン２０が油圧ロードセル１４の厚み方向に摺動可能に嵌め込まれている。このため、油圧ロードセル本体１７は、上部プレート１８から圧力を受けるピストン２０を、油圧シリンダ２１に充填された作動油の油圧で受け止めることが可能となっている。
【００４１】
更に油圧ロードセル本体１７には、各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａを連通して各油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の圧力を平均化（イコライズ）する連通路２３と、連通路２３に連通されてジャッキの原理により油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の油圧を調整する油圧調整装置２４と、連通路２３に連通されて作動油の油圧を電気信号に変換する圧力変換器２５とが設けられている。
【００４２】
具体的に説明すると、第一分割体１４ａに設けられる各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａは、連通路２３ａにより連通され、第二分割体１４ｂに設けられる各油圧シリンダ２１の油圧シリンダ室２１ａは、連通路２３ｂにより連通され、連通路２３ａと連通路２３ｂとは、第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを跨ぐ連通路２３ｃにより連通されている。なお、油圧調整装置２４及び圧力変換器２５は、連通路２３の如何なる位置に連通されてもよく、例えば、図２に示すように、油圧調整装置２４は連通路２３ｃに連通され、圧力変換器２５は連通路２３ｂに連通される。
【００４３】
そして、油圧調整装置２４による油圧の調整により、ピストン２０が上部プレート１８に対向する油圧ロードセル本体１７の上面１７ａから所定の高さだけ突出しており、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａと上部プレート１８との間にピストン２０を介した空間Ｓが形成されている。このとき、油圧ロードセル本体１７は、連通路２３により各油圧シリンダ室２１ａに充填された作動油が相互に出入り可能となるため、各油圧シリンダ２１に充填される作動油の圧力が平均化された状態で、ピストン２０が油圧ロードセル１４の厚み方向に摺動可能となる。このため、各ピストン２０が摺動することにより、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾動することが可能となる。また、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾動しても、各ピストン２０が摺動することにより、全てのピストン２０が上部プレート１８に当接された状態が維持される。
【００４４】
なお、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａと上部プレート１８との間の空間Ｓ、又は、油圧ロードセル本体１７の上面１７ａよりも上部プレート１８側におけるピストン２０のストローク長は、予想される重量物支持ケーブル４の傾動角度に応じて、上部プレート１８が油圧ロードセル本体１７の上面１７ａに当接することなく、かつ、ピストン２０が上部プレート１８から離間しない範囲に調整される。例えば、油圧ロードセルの直径が６００ｍｍである場合は、傾斜角を考慮すると空間Ｓの幅を５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４５】
また、各ピストン２０は、上部プレート１８に当接する先端面２０ａが湾曲している。このため、上部プレート１８とピストン２０とが点接触又は極小さい領域での面接触となるため、油圧ロードセル本体１７に対して上部プレート１８が傾いたとしても、上部プレート１８から受ける圧力がピストン２０の中心方向に向けられる。これにより、上部プレート１８から受ける圧力が発散するのを抑制することができる。
【００４６】
図１に示すように、アタッチメント１５は、油圧ロードセル１４とソケット１２との間に配置されて、外径がソケット１２側からベアリングプレート１３側に向けて拡径するテーパ状に形成されている。このアタッチメント１５は、台形断面を有する円環状に形成されており、内径がベアリングプレート１３の内径よりも小さく、ソケット１２に当接する一方端面１５ａの外径がソケット１２の外径と略同一寸法、ベアリングプレート１３に当接する他方端面１５ｂの外径がベアリングプレート１３の外径と略同一寸法に形成されている。なお、アタッチメント１５も、ベアリングプレート１３及び油圧ロードセル１４と同様に、二つ割りにされている。
【００４７】
そして、このように構成される油圧ロードセル１４は、以下に説明するように、重量物支持ケーブル４を主塔２に連結する際に設置する。
【００４８】
まず、図１に示すように、ケーブル引き込み用ジャッキを用いて、主塔２側に埋設されたアンカーパイプ１１から重量物支持ケーブル４の先端に固定されたソケット１２を引っ張り出す。
【００４９】
そして、ソケット１２がアンカーパイプ１１から完全に引っ張り出されたまま、アンカーパイプ１１からソケット１２に向けて、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５の順に配置されるように、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４及びアタッチメント１５をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む。
【００５０】
ここで、油圧ロードセル１４をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む手順について説明する。
図２に示すように、油圧ロードセル１４は、連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂにより二つ割りされた第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとが連結されているため、まず、連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂを取り外して第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとに分離する。そして、重量物支持ケーブル４を跨ぐように連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂをアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込み、再度連結部材１６ａ及び連結部材１６ｂにより第一分割体１４ａと第二分割体１４ｂとを連結する。なお、ベアリングプレート１３及びアタッチメント１５も、油圧ロードセル１４と同様にして油圧ロードセル１４をアンカーパイプ１１とソケット１２との間に嵌め込む。
【００５１】
次に、油圧調整装置２４により油圧シリンダ室２１ａに充填される作動油の油圧を調整して、ピストン２０を油圧ロードセル本体１７の上面１７ａから所定の高さだけ突出させる。
【００５２】
次に、図１に示すように、アンカーパイプ１１、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５及びソケット１２が、重量物支持ケーブル４を中心軸とした同心円上に配置した状態で、ベアリングプレート１３をアンカーパイプ１１の端面１１ｂに係止させるとともに、ソケット１２の段部１２ａをアタッチメント１５の一方端面１５ａに係止させる。
【００５３】
これにより、重量物支持ケーブル４が主塔２に連結され、橋桁３を支持する重量物支持ケーブル４の張力がアンカーパイプ１１に対するソケット１２の圧力となって現れる。そこで、油圧ロードセル１４の圧力変換器２５により作動油の圧力を計測して、重量物支持ケーブル４の張力変動を求める。なお、圧力変換器２５が計測した作動油の圧力から重量物支持ケーブル４の張力への換算は、事前に実験などにより求められる所定の換算式により求めることができる。
【実施例２】
【００５４】
前記実施例１では、アンカーパイプ１１とソケット１２との間にベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５の順に嵌め込んだが、この例に限られるものではなく、図５に示すように、アンカーパイプ１１とソケット１２との間にアタッチメント１５、油圧ロードセル１４、ベアリングプレート１３の順に嵌め込むようにしてもよい。
【実施例３】
【００５５】
前記実施例１及び２では、ベアリングプレート１３、油圧ロードセル１４、アタッチメント１５は、二つ割り、三つ割などとし、アンカーパイプ１１とソケット１２との間に側方から嵌め込むようにしたが、これに限られるものではなく、アンカーパイプ１１の端部に、分割しない円環状の油圧ロードセル１４を円環状のベアリングプレート１３又はアタッチメント１５を介在して予め取り付けておき、二つ割り、三つ割などのアタッチメント１５又はベアリングプレート１３を嵌め込むようにしてもよい。ただし、この場合、予め取り付けておいた油圧ロードセル１４の内側には、ソケット１２が通るだけの孔を必要とするので、それだけ油圧ロードセル１４の内径を大きくする必要がある。
【実施例４】
【００５６】
前記実施例では、主塔２側の連結部５に本発明に係る張力検出装置を取り付けた例を示した。しかし、これに限られるものではなく、橋桁３側の連結部６におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けるようにしてもよい。さらに、主塔２側の連結部５と、橋桁３側の連結部６の両方におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けるようにしてもよい。
この場合において、主塔２側の連結部５に本発明に係る張力検出装置を取り付けた場合には、重量物支持ケーブル４の引っ張り力の他に重量物支持ケーブル４の荷重が付加される。しかし、橋桁３側の連結部６におけるアンカーパイプに本発明に係る張力検出装置を取り付けた場合には、重量物支持ケーブル４の引っ張り力だけが作用する。
前記実施例では、重量物支持ケーブル４は、斜長橋の橋桁を吊り下げる例を示したが、これに限るものではなく、その他の吊り橋の橋桁等を吊り下げる例であってもよいし、さらに、橋梁以外の建造物の重量構造物等を主塔で吊り下げる例であっても本発明は利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１：斜張橋、２：主塔、２ａ：第一主塔部、２ｂ：第二主塔部、２ｃ：連結部、３：橋桁、４：重量物支持ケーブル、５：連結部、６：連結部、１０：貫通孔、１１： アンカーパイプ、１１ａ： 端部、１１ｂ ：端面、１２：ソケット、１２ａ：段部、１３：ベアリングプレート、１４：油圧ロードセル、１４ａ：第一分割体、１４ｂ：第二分割体、１５：アタッチメント、１５ａ：一方端面、１５ｂ：他方端面、１６ａ：連結部材、１６ｂ：連結部材、１７：油圧ロードセル本体、１７ａ：上面、１８：上部プレート、２０：ピストン、２０ａ：先端面、２１：油圧シリンダ、２１ａ：油圧シリンダ室、２３：連通路、２３ａ：連通路、２３ｂ：連通路、２３ｃ：連通路、２４：油圧調整装置、２５：圧力変換器、Ｓ：空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、
前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、
前記油圧ロードセルは、
作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、
前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、
前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部と
を備えることを特徴とする重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項２】
前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、
前記複数の油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項３】
前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、 前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有することを特徴とする請求項２に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項４】
前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有することを特徴とする、請求項１，２又は３記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項５】
前記重量物支持ケーブルが前記重量物としての橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、
前記油圧ロードセルは、前記主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出することを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項１】
重量物支持ケーブルの一端を主塔側のアンカーパイプに連結し、他端を重量物側のアンカーパイプに連結して重量物を吊り下げ支持し、この重量物支持ケーブルの張力変動を検出する装置であって、
前記主塔側又は重量物側の少なくともいずれか一方の前記アンカーパイプと、前記重量物支持ケーブルの端部に取り付けられて前記アンカーパイプに貫通されたソケットとの間に配置されて、前記アンカーパイプ及び前記ソケットから受ける圧力を検出する油圧ロードセルを有し、
前記油圧ロードセルは、
作動油が充填されてピストンが突出した状態で摺動可能に嵌め込まれた複数の油圧シリンダと、
前記各油圧シリンダに連通されて前記各油圧シリンダに充填された作動油の圧力を平均化する連通路と、
前記連通路により平均化された作動油の圧力を検出する圧力検出部と
を備えることを特徴とする重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項２】
前記油圧ロードセルは、中央部に前記重量物支持ケーブルが貫通する貫通孔が形成された円環状に形成されており、
前記複数の油圧シリンダは、円周方向に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項３】
前記油圧ロードセルは、円周方向に分割された複数の分割体で構成されており、 前記各分割体に、１又は複数の前記油圧シリンダを有することを特徴とする請求項２に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項４】
前記アンカーパイプ又は前記ソケットと前記油圧ロードセルとの間に配置されて、前記ソケット側から前記アンカーパイプ側に向けて拡径するアタッチメントを更に有することを特徴とする、請求項１，２又は３記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【請求項５】
前記重量物支持ケーブルが前記重量物としての橋桁を直接支持する斜張橋に用いられ、
前記油圧ロードセルは、前記主塔側の最上部のアンカーパイプに連結されて前記重量物支持ケーブルの張力変動を検出することを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の重量物支持ケーブルの張力検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１７２１５（Ｐ２０１２−１１７２１５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５３４０（Ｐ２０１０−２６５３４０）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（５９２１８２５７３）オックスジャッキ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【出願人】（５９２１８２５７３）オックスジャッキ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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