従来材及び新素材クレーン用ワイヤロープの経年損傷評価と廃棄基準の見直し: 静索の経年損傷評価: 炭素繊維複合材料を活用した静索の繰返し軸荷重特性

Abstract

クレーンのジブ起伏に使用されている静索(ペンダントロープ)に，軽量化と工期短縮を目的として，炭素繊維複合材料ケーブル（Carbon FiberComposite Cable， CFCC）を応用したCF ペンダントの利用が期待されている．CFCC は現在のところジブの起伏といった変動荷重下での使用については実績が無いことから，CF ペンダントの繰返し軸荷重試験を行い，荷重範囲と破断に至る繰返し数の関係を求めた．CF ペンダントは破断荷重400kN 全長500mm（以下，400kN 試験片）と，破断荷重200kN 全長1200mm（以下，200kN 試験片）の2 種類を用意した．試験の応力比は0.1，室温大気中，試験打ち切り繰返し数は200 万回の条件で荷重一定の試験を行った．200 万回でも破断しない最小の荷重範囲は最大荷重が破断荷重の約30%の時であった．すなわち，400kN 試験片では荷重範囲が108kN，200kN 試験片では54kN 以下では破断しない．また，CF ペンダントの損傷の進行を確認するため，端部の変位量と繰返し数の関係を求めた．その結果，変位量が初期より5%ほど増えると破断に至っていた．最後に破断部の観察により，CF ペンダントの損傷メカニズムの推定を行った．その結果，炭素繊維とテフロンシートの摩耗が進行し，次に炭素繊維とシンブルが摩耗しあって破断に至ると推定された．これらの結果はCF ペンダントの廃棄基準などを決めるための基礎的な資料として活用できる．