JP2005264672A - ブロック間継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 厳格な据付精度を必要とせず、迅速にブロックを接合することができるブロック間継手構造を提供すること。
【解決手段】 プレキャストブロック１１，１２間でせん断力を伝達するためのブロック間継手構造であって、一方のブロック１２に固定し、他方のブロック側に突出して配置される棒体２と、前記棒体２の突出した表面に配置する縁切り材４と、前記縁切り材４の外周に配置される緩衝材３と、前記緩衝材３と他方のブロック１１の凹部１１１の間に充填する充填材５と、からなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、沈埋函やカルバート函体などのプレキャストブロック間を接続するブロック間継手構造に関するものである。

水底トンネルやアンダーパス用のトンネルなどを構築する場合に、プレキャストブロックを複数並べて構築する方法がある。並べられたブロック間は、一体性または止水性を確保するために接合されるのが通常である。
例えば、水底にプレキャスト函体を並べて水底トンネルを構築する沈埋工法では、隣接する沈埋函ａ，ａの間でせん断力を伝達するためにせん断キーを設ける。図４に従来のブロック間継手構造を示す。従来から実施されている構造では、鉛直せん断キーｂと水平せん断キーｃを分けて配置している。
鉛直せん断キーｂには、鋼構造を使用するのが一般的であり、沈埋函ａ，ａ同士を接合した後に函内の水を排水して、鉛直せん断キーｂの端面を対面する沈埋函ａの端面に溶接する。また、水平せん断キーｃには鉄筋コンクリート構造を使用するのが一般的であり、函内を排水後に床版上に構築する道床コンクリートの一部に凹部と凸部を形成し、嵌合させることによって水平せん断力を伝達する。
特開２００３−２１３７０９号公報（図３）

前記した従来のブロック間継手構造にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞鉛直せん断キー及び水平せん断キーの接合や構築は、函内を排水した後に現場でおこなうべき作業が多く、工期が長期化する原因になる。
＜２＞鉛直せん断キーを対向する沈埋函に設けた仮受けブラケット上に設置して両者を接合することになる。このため、高い設置精度が要求され、設置作業に時間がかかる。

上記のような課題を解決するために、本発明のブロック間継手構造は、プレキャストブロック間でせん断力を伝達するためのブロック間継手構造であって、一方のブロックに固定し、他方のブロック側に突出して配置される棒体と、前記棒体の突出した表面に配置する縁切り材と、前記縁切り材の外周に配置される緩衝材と、前記緩衝材と他方のブロックの凹部の間に充填する充填材と、からなるものである。ここで、前記棒体を鋼管によって形成し、前記縁切り材をアンボンドテープによって形成し、前記緩衝材をゴム系充填材によって形成することができる。

本発明のブロック間継手構造は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞一方のブロックから突出する棒体を、大きめに形成した他方のブロックの凹部に挿入することで接合がおこなえる。このため、厳格な据付精度を必要とせず、迅速にブロックを接合することができる。
＜２＞一方のブロックと棒体は縁切り材によって縁が切られ、棒体の軸方向及び軸周りの回転方向の拘束がほとんどない。このため、地震などによってこれらの方向の力が発生しても、ブロック間継手構造が破損することがない。
＜３＞一方のブロックと棒体の間に緩衝材を配置しているため、棒体の支点がせん断弾性バネとして働き、継手構造に過剰な応力が発生することを防ぐことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞ブロック間継手構造
ブロック１１，１２は、鉄筋コンクリート、鋼材、鋼板とコンクリートの複合材などで製作するプレキャストブロックをいう。ブロック１１，１２は、水底トンネルを構築するために水底に沈設する沈埋函、アンダーパスを構築するためのカルバート函体などに使用できる。ブロック１１，１２の断面形状は矩形、楕円形など任意に選択することができる。
ブロック間継手構造は、対向するブロック１１，１２間を連結する継手部の構造である。継手部には、せん断力を伝達するための棒体２、棒体２の外周に配置される緩衝材３、緩衝材３と棒体２の間に配置される縁切り材４、ブロック１１に設けた凹部１１１と緩衝材３の間に充填する充填材５などが配置される。

＜２＞棒体
棒体２は、２つのブロック１１，１２間に跨って配置して、せん断力に対抗する部材である。棒体２には、鋼管、鋳鉄管、鋼棒などの棒状部材が使用できる。棒体２の材質、形状、配置本数は、ブロック１１，１２間に作用するせん断力に合わせて任意に設定することができる。
例えば、円筒形の鋼管を利用して棒体２とすることができる。鋼管の中空部には、必要に応じてコンクリート等の間詰材２１を充填して耐力を向上させることができる。
棒体２は、一方のブロック１２に固定する。例えばブロック１２がコンクリート製の場合、棒体２の一部を埋め込むことによって固定する。また、ブロック１２の接合側端面が鋼材である場合は、棒体２を溶接によって固定することもできる。

＜３＞縁切り材
縁切り材４は、ブロック１１に充填材５を介して最終的に固定される緩衝材３と棒体２との縁を切って、棒体２を軸方向の拘束から開放するための部材である。縁切り材４を配置することで、棒体２の軸方向の移動は局所的に非拘束となる。
縁切り材４は、例えば表面の摩擦係数が小さいアンボンドテープを棒体２の表面に貼り付けることによって配置することができる。また、低摩擦材料を塗布することによって配置することもできる。この縁切り材４を貼り付けた後に後述する緩衝材３を配置する。縁切り材４は、一方のブロック１２から突出する部分にのみ配置する。

＜４＞緩衝材
緩衝材３は、棒体３とブロック１１の間に配置する弾性部材である。緩衝材３は、地震や波浪などよって一時的に強い力がブロック間に作用した場合に、緩衝材３を変形させることによってせん断弾性バネとて挙動し、継手構造に過剰な応力が発生することを防ぐものである。また、緩衝材３が弾性変形することによって、棒体２の軸周りの回転角を吸収でき、拘束モーメントの発生を抑えることができる。すなわち、極めて弱い回転バネであるといえる。
緩衝材３はあまり厚く配置すると、ブロック間１１，１２に段差を生じるような相対変位を発生させる原因ともなりかねないため、他の継手部の構造に影響を与えない程度の厚さに留めるのが好ましい。
緩衝材３には、例えば硬度が４０度程度のゴム系充填材が使用できる。例えば縁切り材４を配置した棒体２の外形よりも大きな内径を有する底付き円筒管３１を型枠として設置し、底付き円筒管３１と縁切り材４の隙間にゴム系充填材を充填して緩衝材３を形成する。

＜５＞充填材
充填材５は、ブロック１１に形成した凹部１１１と緩衝材３の間に充填する固結材である。例えば、グラウトモルタル、セメントミルク、コンクリート、接着剤などが使用できる。
ブロック１１には、予め棒体２の突出した部分を収容する凹部１１１を形成しておく。凹部１１１を棒体２の突出部より大きく形成しておけば、ブロックの設置精度が低かったり、施工誤差を生じていたりする場合でも、容易に２つのブロック１１，１２を接合することができる。

以下、ブロック１１，１２として水底に沈設する沈埋函を使用した場合の実施例について説明する。

＜１＞棒体の製作
工場にて棒体２に縁切り材４及び緩衝材３を取り付ける。棒体２には鋼管を使用し、コンクリートを間詰材２１として鋼管内部に充填する。
棒体２の突出させる部分にはアンボンドテープを縁切り材４として貼り付ける。そして、底付き円筒管３１のいずれの内面からも間隔を置いた位置に棒体２の縁切り材４を貼り付けた部分を挿入して仮置きをする。この状態でゴム系充填材を底付き円筒管３１の内部に充填すれば、棒体２の周囲に緩衝材３が配置される。
以上の棒体２の加工作業は工場にて実施することができるため、精度よく、効率的に実施できる。

＜２＞ブロックの製作
ブロック１１，１２は、鉄筋コンクリートによって陸上の製作ヤードで製作する。ブロック１２の接合方向の端面の例えば４隅に、棒体２の緩衝材３を配置していない部分を埋設する。取り付け方法としては、例えばブロック１２の端面を形成するための型枠に、棒体２の緩衝材３を配置した側を固定して型枠をセットし、型枠の内側にコンクリートを打設することによって棒体２とブロック１２を一体化する。また、接合時に棒体２を受け入れる側のブロック１１には、棒体２を挿入する位置に凹部１１１を形成しておく。

また、ブロック１１，１２の端面には、ブロック同士の接合部の止水性を高めるため、例えば一次止水材６１と二次止水材６２を配置する（図２参照）。一次止水材６１は、例えばブロック同士が接する端面に配置する線状の止水シールで、ブロック１２の端面に環状に取り付ける。一次止水材６１には、ゴムシールやガスケットなど公知の止水材料が使用できる。この一次止水材６１は、ブロック１２を既設のブロック１１に押し付けたときに自重や慣性力や引き寄せ力などで変形して止水性を発揮する。二次止水材６２は、例えば仮接合が完了して、ブロック１内部を排水した後に内部から取り付ける止水材である。例えば、断面Ω型の止水ゴムが使用できる。二次止水材６２は、ブロック１１，１２間を跨ぐように取り付ける。
ブロック１１，１２の貫通方向の端部には、例えば突起したガイド部７とそれを受け入れる陥没部を形成するのが好ましい。例えば、ブロック１２の一方の端面の一部を突起させて構築し、その表面にゴムシートなどの緩衝材を貼り付けて矩形せん断キー型のガイド部７を形成する（図２参照）。

＜３＞函体の接合
予め水底に沈設しておいた既設のブロック１１の隣に、棒体２を固定したブロック１２を沈設する。そして、緩衝材３に包まれた棒体２をブロック１１の凹部１１１に挿入する。ここで、凹部１１１を据付誤差に応じて余裕のある大きさに形成しておくことで、据付精度に左右されずブッロク１１，１２同士を接合することができる。また、ブロック１２の端面に設けたガイド部７も嵌合させて接合する。
ブロック１２が引き寄せジャッキなどで引き寄せられてブロック１１と衝突すると、一次止水材６１が変形して一次止水が完了する。そして、ブロック１１，１２内の水を排水して気中状態になった後に二次止水材６２を取り付ける。
そして、凹部１１１にグラウトモルタルを充填材５として注入して、凹部１１１と緩衝材３（または底付き円筒管３１）の隙間を充填材５で満たす。図３に充填材５の充填方法を示す。充填材５は、注入管５１から凹部１１１内に向けて注入し、エア抜き用の排出管５２から充填材５が排出されれば、凹部１１１の隙間が充填材５で満たされたことが確認できる。

本発明のブロック間継手構造の実施例の説明図。 ブロックの接合状態の実施例の斜視図。 ブロック間継手構造の構築時の実施例の断面図。 従来のブロック間継手構造の実施例の説明図。

符号の説明

１１・・ブロック
１２・・ブロック
１１１・凹部
２・・・棒体
２１・・間詰材
３・・・緩衝材
４・・・縁切り材
５・・・充填材

Claims (2)

1. プレキャストブロック間でせん断力を伝達するためのブロック間継手構造であって、
   一方のブロックに固定し、他方のブロック側に突出して配置される棒体と、
   前記棒体の突出した表面に配置する縁切り材と、
   前記縁切り材の外周に配置される緩衝材と、
   前記緩衝材と他方のブロックの凹部の間に充填する充填材と、からなる、ブロック間継手構造。
   
2. 請求項１記載のブロック間継手構造において、
   前記棒体を鋼管によって形成し、
   前記縁切り材をアンボンドテープによって形成し、
   前記緩衝材をゴム系充填材によって形成したことを特徴とする、ブロック間継手構造。

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