JP2000248530A

JP2000248530A - 暗渠の継手構造

Info

Publication number: JP2000248530A
Application number: JP11052439A
Authority: JP
Inventors: Fumio Enomoto; 文勇榎本; Seiji Hori; 誠治堀; Yukimatsu Yo; 雪松楊; Noriyuki Kajitani; 則行梶谷; Keiichi Watanabe; 敬一渡辺; Yusuke Unno; 裕介海野
Original assignee: Geostr Corp; CTI Engineering Co Ltd
Current assignee: Geostr Corp; CTI Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP4392768B2

Abstract

(57)【要約】【課題】柔構造樋門等の暗渠の継手構造において、比
較的簡単で安価な構成で、函体の大きな変位を吸収しつ
つ断面力を伝達することができ、止水性にも優れた継手
構造を得る。【解決手段】間隙をおいて隣接する函体１、１の接合端
部における内面側に設けられた取付凹部２内に、半円形
の弾性バネ部３ａと両側の取付板部３ｂから構成される
スティールアーク継手３を配設し、取付板部３ｂをそれ
ぞれ隣接函体の取付凹部底面に添接しアンカーボルト・
ナット等で固定することにより隣接函体同士を止水可能
・変位吸収可能・断面力伝達可能に連結する。ハンチ部
にはゴム製の隅角部継手４を配設し、接合部の外面側に
は目地材５あるいは外側止水ゴムを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暗渠の継手構造に
関するものであり、特に河川堤防を横断して設けられる
柔構造方式の樋門に有効に適用される。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】治水施設
のうち河川堤防内を横断・貫通して設けられる樋門（河
川からの用水の取入れや堤内地から河川への排水等を行
なう函渠）は、それ自体が堤防としての機能を有してい
るが、樋門の本体部分と堤体土との重量・剛性等の相違
から、樋門本体と周辺土は密着し難く、特に地盤沈下が
大きい軟弱地盤に設置される従来の支持杭基礎の樋門に
おいては、樋門本体床版下の基礎地盤や周辺堤防に空洞
が発生する例が少なくない。この空洞は、洪水時のルー
フィング（あるいはパイピング）の原因となる、河川堤
防の安全を脅かす重大な課題であり、その対策が急がれ
ていた。

【０００３】そのため、樋門の設計の基本方針は、周辺
堤防の安全性の確保を優先して考えるべきであるとの観
点から、従来の「支持杭による剛支持方式」から「直接
基礎を主体とする柔構造方式」として、比較的大きな沈
下・変位を許容する新しい柔構造樋門の設計法が提案さ
れている（「柔構造樋門設計の手引き」財団法人国土
開発技術研究センター編：平成１０年１１月３０日発
行：山海堂）。

【０００４】従来から樋門の函体の継手として、図７
(a) に示すように、鋼製カラー５１、可撓止水ゴム５
２、目地材５３からなるカラー継手５０があるが、この
カラー継手は支持杭基礎対応であり、大きな変形に対応
可能となっていないため、柔構造樋門に適用することは
できない。大きな変形に追従できる改良型カラー継手の
開発が望まれているが、解決する課題が少なくないた
め、開発に時間を要すると考えられる。

【０００５】一方、現段階で柔構造函体の継手として適
用性の高いものに、いわゆる可撓継手と呼ばれているも
のがある。図７(b) は、函体の内側に設ける可撓継手６
０の１例であり、ゴム製の伸縮部材６１により止水性と
可撓性を確保し、この伸縮部材６１を押え板６２とイン
サート金具・ボルト６３等で固定し、隙間には目地材６
４を設けている。しかし、このような可撓継手は、継手
部で断面力の伝達がないため、構造系が力学的に分断さ
れて不静定次数が低くなり、系としての耐震性等に課題
があるほか、適切な位置に設置されないと、継手部に大
きな段差が発生して流水を阻害したり、また高価である
等の欠点がある。

【０００６】本発明は、前述のような課題を解決すべく
なされたもので、その目的は、比較的簡単で安価な構成
で、函体の大きな変位を吸収しつつ断面力を伝達するこ
とができ、止水性にも優れた暗渠の継手構造を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】柔構造樋門等における弾
性継手に要求される主要な機能としては、水密性（一般に内外水圧として、 1.0〜1.5kgf/cm²程
度）変位の吸収（一般に 5〜10cm程度）断面力の低減と伝達（軸力・せん断力・曲げモーメン
トを継手能力に応じて分配する）の３つがあり、本発明
では、このような機能を全て満足させる。

【０００８】即ち、本発明の暗渠の継手構造は、間隙を
おいて隣接する函体（プレキャストコンクリート製ある
いは現場打ちコンクリート製の矩形函体、アーチ形函
体、円形函体など）の接合端部における内面側に設けら
れた取付凹部内に、半円形の弾性バネ部と両側の取付板
部から構成されるスティールアーク継手を配設し、前記
取付板部をそれぞれ隣接函体の取付凹部底面に添接し固
定することにより隣接函体同士を止水可能・変位吸収可
能・断面力伝達可能に連結してなることを特徴とする
（請求項１）。

【０００９】また、前記継手構造において、取付凹部内
に充填材を充填してスティールアーク継手を埋設し、こ
の充填材の表面を可撓性の内面保護プレート（ステンレ
ス鋼製や亜鉛メッキ鋼板製、あるいはゴム製）で被覆す
る（請求項２）。

【００１０】さらに、前記継手構造において、函体の接
合端部における外面側の隙間に目地材を設け（請求項
３）、あるいは函体の接合端部における外面側の隙間を
外面止水ゴムで被覆する（請求項４）。

【００１１】矩形函体の場合には、スティールアーク継
手を４辺（頂版・底版・２つの側壁）における内面に配
設し、４つの隅角部のハンチ部には、ゴム製の隅角部継
手を配設する。この場合、４辺のスティールアーク継手
はバネ機能と止水機能を持たせ、ハンチ部の隅角部継手
には止水機能のみを期待する。また、スティールアーク
継手を頂版と底版に配設し、側壁とその上下のハンチ部
にゴム製の継手（直線部継手と隅角部継手）を配設する
ようにしてもよい。なお、スティールアーク継手・ゴム
製継手の取付板部と函体との間、およびスティールアー
ク継手とゴム製継手の重ね接続部分の隙間には、不定形
の弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材、
あるいは定形の弾性シール材または水膨張性弾性シール
材を介在させて止水性を確保する。

【００１２】以上のような構成において、スティールア
ーク継手の弾性バネ部により大きな耐力と変形能力が得
られ、函体の大きな変位を吸収しつつ断面力を伝達する
ことができ、止水性にも優れた暗渠の継手構造を得るこ
とができる。柔構造方式の樋門やその他の用途の函渠に
おいて、比較的大きな地盤の沈下・変位に対応すること
ができ、また継手部での断面力伝達により耐震性等も向
上する。また、スティールアーク継手により継手部に段
差が発生することがなく、さらにスティールアーク継手
を充填材で埋設し内面保護プレートで覆うことにより、
流水を阻害することがない。

【００１３】また、半円状の弾性バネ部と取付板部から
なるスティールアーク継手はバネ機能と止水機能を兼ね
備え、構造が簡単で安価であり、製作・施工が容易とな
り、コストの低減を図ることができる。また、スティー
ルアーク継手等は、アンカーボルト・ナットあるいはイ
ンサート金具・ボルト等で函体の内面に取付けられ、取
付け・取り外しを簡単に行なうことができる。さらに、
矩形函体の場合、スティールアーク継手を４辺の直線部
の長さに応じて標準タイプを数種類用意し、隅角部継手
も標準タイプを数種類用意しておけば、あらゆる大きさ
の函体に適用することが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。この実施態様はプレキャストコ
ンクリート製の矩形函体から構成される樋門に本発明を
適用した例である。図１は、本発明の継手構造の基本的
な構造例を示したものであり、図２〜図５は、より具体
的な構造例を示したものである。

【００１５】図１において、矩形函体１は頂版１ａと底
版１ｂと側壁１ｃ・１ｄからなり、内側の４つの隅角部
にはハンチ部１ｅが形成されている。このような矩形函
体１の接合端部における内面側に周方向に連続する切り
欠き２ａを予め設けておき、接合すべき矩形函体１、１
を所定の間隙ｇをおいて設置した時にその接合部におけ
る内面側に取付凹部２が形成されるようにする。この取
付凹部２内にスティールアーク継手３および隅角部継手
４を配設し、外面側の隙間ｇには目地材（シール材、間
詰めモルタル等）５を充填する。

【００１６】スティールアーク継手３は、例えばステレ
ンス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等を使用し、頂版１ａと底版
１ｂと側壁１ｃ・１ｄの４辺にそれぞれ配設し、後述す
る継手のバネ機能と止水機能を併せ持たせ、ハンチ部１
ｅに配設される隅角部継手４には止水機能のみを期待す
る。

【００１７】スティールアーク継手３は、図１(b) に示
すように、断面視で、半円状の弾性バネ部３ａと、この
弾性バネ部３ａの両側に一体的に設けられる取付板部３
ｂ、３ｂから構成し、この取付板部３ｂを切り欠き２ａ
の底面にそれぞれ添接し、例えばアンカーボルト６とナ
ット７で固定する。また、止水性を確保するため、取付
板部３ｂと函体１との間における間隙ｇ側に、不定形の
弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材、あ
るいは定形の弾性シール材または水膨張性弾性シール材
８を配設する。

【００１８】このようなスティールアーク継手３の軸
力、せん断力、曲げモーメントに対するバネ定数Ｋ_F、
Ｋ_S、Ｋ_Mは、以下の式で求めることができる。但し、
本式は近似式である。

【００１９】Ｋ_F＝４Ｅ（Ｉ₁＋Ｉ₂）／（πＲ³）Ｋ_S＝２ＧＡ／ＲＫ_M＝Ｋ_FＨ²／３Ｂ、Ｄ：アーク（弾性バネ部）設置長さ（横、縦）Ｒ：アーク（弾性バネ部）の半径Ａ、ｔ：縦断面積（Ａ＝Ｄｔ）、鋼材厚さＩ：断面２次モーメント（Ｉ₁＝Ｂｔ³／12、Ｉ₂＝Ｄ
ｔ³／12）Ｅ：縦弾性係数Ｇ：せん断弾性係数Ｈ：頂底版のアーク継手の設置間隔以上の式から明らかなように、スティールアーク継手３
は、軸力・せん断力・曲げモーメントに対して断面力伝
達と変形能力（断面力低減）が期待できる。

【００２０】隅角部継手４は、図１(c) に示すように、
例えばゴム製で、スティールアーク継手３と同様の半円
状部４ａと取付板部４ｂからなり、ハンチ部１ｅに配置
される本体４−１と、この本体４−１の端部から一体的
に折曲しスティールアーク継手３の端部を覆う連結部４
−２から構成する。函体１への固定は、取付板部４ｂを
ステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の押え板９で押え、
スティールアーク継手３と同様にアンカーボルト・ナッ
ト等を用いて取付ける。スティールアーク継手３と連結
部４−２の固定は、スティールアーク継手３の端部に連
結部４−２の端部を重ね合わせ、この重ね合わせ部分に
ステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の押えバンド１０を
取付け、この押えバンド１０をアンカーボルト・ナット
等で函体１に固定する。

【００２１】この隅角部継手４の場合も、取付板部４ｂ
と函体１との間における間隙ｇ側に、弾性シーリング材
または水膨張性弾性シーリング材あるいは弾性シール材
または水膨張性弾性シール材８を配設し、さらにスティ
ールアーク継手３と隅角部継手４の連結部４−２の重ね
合わせ部分の隙間にも弾性シーリング材または水膨張性
弾性シーリング材あるいは弾性シール材または水膨張性
弾性シール材８を配設する。

【００２２】なお、以上はスティールアーク継手３を矩
形函体１の４辺（頂版１ａ・底版１ｂ・側壁１ｃ・１
ｄ）に配設する例を示したが、要求される断面力伝達・
変位吸収に応じて、スティールアーク継手３を頂版１ａ
と底版１ｂにのみ配設し、側壁１ｃ・１ｄとその上下の
ハンチ部１ｅに側面視で略コ字状のゴム製の継手を配設
するようにしてもよい。この場合、ゴム製継手は、側壁
に設けられる直線部の継手とハンチ部に設けられる隅角
部継手から構成するのが好ましい。

【００２３】次に、図２〜図５の具体的な構造例につい
て説明する。基本的な構造は図１の場合と同じである
が、図３のＡ−Ａ断面に示すように、スティールアーク
継手３の取付板部３ｂの上面にアングル材１１を添接し
て溶接で固定し、取付板部３ｂを補強している。また、
スティールアーク継手３・ゴム製の隅角部継手４・押え
バンド１０は、予め函体１内に埋設しておいたインサー
ト金具（雌ねじ金具）１２とボルト１３で函体１に固定
される。

【００２４】さらに、図４に示すように、スティールア
ーク継手３を保護する目的で、取付凹部２内におけるス
ティールアーク継手３の内面側に充填材１４を充填す
る。充填材１４は、図４(a) に示すように、内面側に配
設する弾性シーリング材１４ａと、継手側に配設するバ
ックアップ材（発泡ウレタン等）１４ｂから構成し、あ
るいは図４(b) に示すように、全体を弾性シーリング材
１４ａあるいは発泡ウレタン１４ｃから構成する。

【００２５】さらに、充填材１４を取付凹部２内に充填
した後、あるいは充填する前に、取付凹部２を内面保護
プレート１５で覆う。この内面保護プレート１５は、ス
テンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等からなり、多数の半円
状突起部分を有するリニアベローズ状の板とし、両端部
をステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等のフラットバー１
６で押え、インサート金具１７とボルト１８で函体１に
固定する。なお、この内面保護プレート１５はゴム製と
してもよい。

【００２６】また、図５に示すように、隙間ｇの外面側
は、目地材を充填する代わりに、外側止水ゴム１９を隙
間ｇを覆うように函体１の外面に全周にわたって配設
し、その両端部をステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の
フラットバー２０で押え、インサート金具２１とボルト
２２で函体１に固定する。この外側止水ゴム１９の形状
は、図５(a) に示すように、平らなプレート状でもよい
し、図５(b) に示すように、中央部に間隙ｇに挿入され
るリング状の挿入部１９ａを設け、両端部に係止突起１
９ｂを設けたものでもよいし、図５(c) に示すように、
係止突起１９ｂを三角形状とし、フラットバー２０に前
記係止突起１９ｂを押さえる山形部２０ａを設けてよ
い。

【００２７】以上のような本発明の弾性継手を有する函
体を通常の函体と共に基礎地盤面の上に配設し、また沈
下量が大きい場合にはキャンバー盛土の上に配設し、柔
構造方式の樋門を構築する。図６に示すのは、キャンバ
ー盛土の上に配設する例であり、函体が設置される盛土
にキャンバーを形成し、このキャンバー盛土３０の上に
コンクリート床版３１を介してプレキャスト製函体（ボ
ックスカルバート）を設置し、本発明の継手構造Ｋを有
するプレキャスト函体を中央部と両端部に配置する。３
２は遮水壁である。継手構造にスティールアーク継手を
使用することで、堤体の沈下・変位に追従することがで
き、また継手部での断面力伝達により耐震性等も向上す
る。

【００２８】なお、図６において、キャンバー盛土の中
央部に設置される本発明の継手構造Ｋを有するプレキャ
スト函体は、キャンバーの変曲点に折り曲げ状態で配置
され、そのスティールアーク継手のバネ剛性により函体
の自重のみでは折り曲げ状態とならないため、設置する
前に、スティールアーク継手で連結された隣接函体１，
１同士を適当な仮固定連結金具で連結固定することで折
り曲げ状態を保持しておき、所定位置に設置してＰＣ鋼
材で他の函体と連結一体化した後、前記仮固定連結金具
を取外すようにする。

【００２９】なお、以上は、柔構造方式の樋門に適用し
た例を示したが、これに限らず、軟弱地盤対策、地震対
策などに使用される暗渠にも、本発明を適用できること
はいうまでもない。また、函体はプレキャストコンクリ
ート製に限らず、現場打ちコンクリート製にも適用でき
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明の暗渠の継手構造は、以上のよう
な構成からなるので、次のような効果を奏することがで
きる。

【００３１】(1) スティールアーク継手の弾性バネ部に
より大きな耐力と変形能力が得られ、函体の大きな変位
を吸収しつつ断面力を伝達することができ、止水性にも
優れた暗渠の継手構造を得ることができる。柔構造方式
の樋門やその他の用途の函渠において、比較的大きな地
盤の沈下・変位に対応することができ、また継手部での
断面力伝達により耐震性等も向上する。

【００３２】(2) スティールアーク継手により継手部に
段差が発生することがなく、さらにスティールアーク継
手を充填材で埋設し内面保護プレートで覆うことによ
り、流水を阻害することがない。

【００３３】(3) 半円状の弾性バネ部と取付板部からな
るスティールアーク継手はバネ機能と止水機能を兼ね備
え、構造が簡単で安価であり、製作・施工が容易とな
り、コストの低減を図ることができる。

【００３４】(4) スティールアーク継手等は、アンカー
ボルト・ナットあるいはインサート金具・ボルト等で函
体の内面に取付けられ、取付け・取り外しを簡単に行な
うことができ、維持管理が容易となる。

【００３５】(5) 矩形函体の場合、スティールアーク継
手を４辺の直線部の長さに応じて標準タイプを数種類用
意し、隅角部継手も標準タイプを数種類用意しておけ
ば、あらゆる大きさの函体に適用することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の継手構造の基本構造例を示し、(a) は
部分断面斜視図、(b) は継手部の断面図、(c) はハンチ
部の拡大斜視図である。

【図２】本発明の継手構造の具体例を示す正面図であ
る。

【図３】本発明の継手構造の具体例を示す部分拡大正面
図および断面図である。

【図４】本発明の継手構造の具体例における内面側の構
造例を示す断面図である。

【図５】本発明の継手構造の具体例における外面止水ゴ
ム例を示す断面図である。

【図６】本発明の継手構造を備えた樋門の施工例を示
し、(a) は堤体の断面図、(b) は盛土の断面図である。

【図７】従来の継手構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１……矩形函体、１ａ…頂版、１ｂ…底版、１ｃ…側
壁、１ｅ…ハンチ部２……取付凹部、２ａ…切り欠き３……スティールアーク継手、３ａ…弾性バネ部、３ｂ
…取付板部４……隅角部継手、４ａ…半円状部、４ｂ…取付板部５……目地材６……アンカーボルト７……ナット８……不定形の弾性シーリング材または水膨張性弾性シ
ーリング材、あるいは定形の弾性シール材または水膨張
性弾性シール材９……押え板１０……押えバンド１１……アングル材１２……インサート金具１３……ボルト１４……充填材１５……内面保護プレート１６……フラットバー１７……インサート金具１８……ボルト１９……外側止水ゴム２０……フラットバー２１……インサート金具２２……ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀誠治東京都中央区日本橋本町４−９−11 株式会社建設技術研究所内 (72)発明者楊雪松東京都中央区日本橋本町４−９−11 株式会社建設技術研究所内 (72)発明者梶谷則行東京都港区芝４丁目２番３号ジオスター株式会社内 (72)発明者渡辺敬一東京都港区芝４丁目２番３号ジオスター株式会社内 (72)発明者海野裕介東京都港区芝４丁目２番３号ジオスター株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隙をおいて隣接する函体の接合端部に
おける内面側に設けられた取付凹部内に、半円形の弾性
バネ部と両側の取付板部から構成されるスティールアー
ク継手を配設し、前記取付板部をそれぞれ隣接函体の取
付凹部底面に添接し固定することにより隣接函体同士を
止水可能・変位吸収可能・断面力伝達可能に連結してな
ることを特徴とする暗渠の継手構造。
【請求項２】請求項１に記載の継手構造において、取
付凹部内に充填材を充填してスティールアーク継手を埋
設し、この充填材の表面を可撓性の内面保護プレートで
被覆したことを特徴とする暗渠の継手構造。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の継手構
造において、函体の接合端部における外面側の隙間に目
地材を設けてなることを特徴とする暗渠の継手構造。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の継手構
造において、函体の接合端部における外面側の隙間を外
面止水ゴムで被覆してなることを特徴とする暗渠の継手
構造。