JP2017198003A - 充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉空間に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制する。【解決手段】長手方向に長いＵリブ９２およびデッキプレート９１により密閉空間９０が形成される鋼床版９において、密閉空間９０内に充填材を充填する際には、密閉空間９０の所定の注入位置にて開口する注入口９３１がＵリブ９２に設けられる。また、密閉空間９０において注入位置から長手方向に離れた排出位置の上部に排出口８３４が設けられる。さらに、注入位置と排出位置との間の補助排出位置において、密閉空間９０の下部から上部に向かって伸びるとともに、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する補助排出管８２が設けられる。そして、注入口９３１から密閉空間９０内に充填材が充填される。これにより、密閉空間９０に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制することが実現される。【選択図】図２

Description

本発明は、充填材の充填方法に関する。

従来より、軽量で架設が容易な鋼床版が、高速道路等に利用されている。近年、このような鋼床版において、デッキプレートの疲労き裂が顕在化しつつある。デッキプレートの疲労き裂は、例えば、Ｕリブ（閉断面リブ）とデッキプレートとの溶接部を起点として生じる。このようなデッキプレートの疲労き裂の補修・補強、予防として、Ｕリブ内にモルタル等の充填材を充填する工法が提案されている。

例えば、特許文献１では、Ｕリブにおいて２枚のダイヤフラムで区切られた内部空間をグラウト注入の１スパンとして、一方のダイヤフラム付近の側面部（ウェブ部）の底部側に、側面部を貫通する注入パイプが設置される。また、他方のダイヤフラム付近とスパン中央付近の２箇所におけるデッキプレートの下面に近い位置に、側面部を貫通するエア抜きパイプが設けられる。注入パイプからのグラウトの注入では、スパン中央付近に設置されたエア抜きパイプからのグラウトの吐出が確認されると、当該エア抜きパイプが結束される。グラウトの注入は、他方のダイヤフラム付近に設置されたエア抜きパイプからのグラウトの吐出が確認されるまで続けられる。

なお、特許文献２では、軽量でかつ流動性がよいモルタルについて開示されている。当該モルタルの充填試験に利用される、Ｕリブを模した容器本体では、底部の長手方向の一端部に注入口が開口する。他端部には底部外側から内部の上部近傍まで連通し、上端で開口した排出口が設けられる。特許文献３では、長尺の中空部材の内部空間に充填する場合に、エア溜まりの発生といった充填不良を起こし難い軽量充填モルタル組成物が提案されている。

特開２００８−２８５８７０号公報 特開２００８−１００９０９号公報 特開２０１４−２２１７０２号公報

ところで、Ｕリブ内に充填材を充填する際に、充填材の種類によっては、充填材に含まれるガスがデッキプレートの下面近傍に集まって空隙が発生することがある。特許文献１のように、エア抜きパイプを設けることも考えられるが、この場合、Ｕリブの側面部において、デッキプレートの下面に近い位置に貫通孔を形成する必要がある。デッキプレートに固定された状態のＵリブにおいて、このような貫通孔を形成することは容易ではない。したがって、密閉空間に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制する新規な手法が求められている。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、密閉空間に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、充填材の充填方法であって、ａ）一の方向に長い密閉空間を有する構造物において、前記一の方向における前記密閉空間の所定の注入位置にて開口する注入口を設ける工程と、ｂ）前記密閉空間において前記注入位置から前記一の方向に離れた排出位置の上部にて開口する排出口を設ける工程と、ｃ）前記注入位置と前記排出位置との間の補助排出位置において、前記密閉空間の下部から上部に向かって伸びるとともに、前記密閉空間の上面に近接した位置にて開口する補助排出管を設ける工程と、ｄ）前記注入口から前記密閉空間内に充填材を充填する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の充填方法であって、前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、前記ｃ）工程において、前記補助排出管が、前記底面部に設けられる貫通孔に挿入される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の充填方法であって、前記補助排出管の環状端面が、周方向に沿って凹凸形状を有し、前記ｃ）工程において、前記環状端面が前記密閉空間の前記上面と当接する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の充填方法であって、前記一の方向に関する前記注入位置から前記補助排出位置までの距離が、上下方向における前記密閉空間の高さ以上であり、前記一の方向に関して、前記補助排出位置が前記排出位置よりも前記注入位置に近い。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の充填方法であって、前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、前記ａ）工程において、前記底面部に前記注入口が形成されるとともに、前記底面部における前記注入口の周囲に複数のボルト挿入孔が形成され、前記ｄ）工程において、前記複数のボルト挿入孔に挿入される複数のボルトを用いて前記底面部の下面に固定される接続管を介して前記注入口に前記充填材が供給され、前記充填材の充填後に、前記接続管が取り外され、前記注入口を閉塞する蓋部材が前記複数のボルトを用いて前記底面部に固定される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の充填方法であって、前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、前記底面部に設けられる貫通孔に挿入された排出管の端部開口が、前記排出口である。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の充填方法であって、前記ｃ）工程において、前記注入位置と前記補助排出位置との間の位置において、前記密閉空間の下部から上部に向かって伸びるとともに、前記密閉空間の前記上面に近接した位置にて開口するもう１つの補助排出管が設けられ、前記ｄ）工程において、前記もう１つの補助排出管を閉塞した状態で、前記注入口から前記密閉空間内への前記充填材の充填が開始され、前記充填材の充填の完了直前において、前記もう１つの補助排出管が開放される。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の充填方法であって、前記構造物が、Ｕリブおよびデッキプレートを有する鋼床版であり、前記密閉空間が、前記Ｕリブおよび前記デッキプレートにより囲まれる空間である。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の充填方法であって、前記ｄ）工程の前に、前記Ｕリブの外側面と前記デッキプレートの下面とを接続する補強板を取り付ける工程をさらに備える。

本発明によれば、密閉空間に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制することができる。

鋼床版の一部を示す図である。 鋼床版の断面図である。 充填材の充填処理の流れを示す図である。 Ｕリブの底面図である。 取付部の断面図である。 補助排出管の当接端部近傍を示す図である。 当接端部の環状端面を示す図である。 充填材が充填された密閉空間を示す図である。 充填材の充填後の試験体を示す図である。 比較例の処理による充填材の充填後の試験体を示す図である。 注入位置から補助排出位置までの距離と充填材の排出量との関係を示す図である。 充填処理の他の例を説明するための図である。 充填処理の他の例を説明するための図である。 充填処理の他の例を説明するための図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る充填処理が行われる鋼床版９の一部を示す図であり、鋼床版９に設けられるＵリブ９２の長手方向に沿って見た様子を示している。図２は、図１中の矢印II−IIの位置における鋼床版９の断面図である。図１および図２では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を矢印にて示している（他の図において同様）。

Ｕリブ９２は、Ｙ方向に長く、図１に示すように、長手方向（Ｙ方向）に沿って見た形状は、上方（（＋Ｚ）側）に向かって開口するＵ字状である。Ｕリブ９２は、下側（（−Ｚ）側）に配置される底面部９３と、幅方向（Ｘ方向）における底面部９３の両端から連続して上方へと伸びる２つの側面部９４とを備える。各側面部９４の上端部は、例えば、すみ肉溶接によりデッキプレート９１の下面に接続される。図１および図２のデッキプレート９１はほぼ水平である。

図２に示すＵリブ９２の内部には、複数のダイヤフラム９５がＹ方向に間隔を空けて設けられる。互いに隣接する２つのダイヤフラム９５、互いに対向する２つの側面部９４、および、底面部９３によりＵリブ９２の内部空間が形成され、当該内部空間の上側は、デッキプレート９１により閉塞される。すなわち、鋼床版９では、Ｕリブ９２およびデッキプレート９１により囲まれる密閉空間９０が形成される。密閉空間９０は、Ｕリブ９２の長手方向に長く、Ｙ方向は、密閉空間９０の長手方向でもある。以下の説明では、一の密閉空間９０に着目するとともに、密閉空間９０の（−Ｙ）側のダイヤフラム９５および（＋Ｙ）側のダイヤフラム９５をそれぞれ「第１ダイヤフラム９５」および「第２ダイヤフラム９５」と呼ぶ。

図３は、密閉空間９０に対する充填材の充填処理の流れを示す図である。充填処理では、まず、第１ダイヤフラム９５の近傍において、底面部９３を貫通する孔９３１（後述するように、充填材の密閉空間９０内への注入に利用される孔であり、以下、「注入口９３１」という。）が形成される（ステップＳ１１）。

図４は、第１ダイヤフラム９５近傍におけるＵリブ９２の底面図である。注入口９３１は、Ｘ方向における底面部９３のおよそ中央に形成され、第１ダイヤフラム９５の近傍にて密閉空間９０に開口する。また、底面部９３において注入口９３１の周囲には、注入口９３１よりも直径が小さい複数の孔９３９（以下、「ボルト挿入孔９３９」という。）も形成される。注入口９３１および複数のボルト挿入孔９３９は、底面部９３の下方からのドリル作業により容易に形成可能である。

注入口９３１および複数のボルト挿入孔９３９が形成されると、注入口９３１に接続管８１が接続される（ステップＳ１２）。詳細には、接続管８１には、底面部９３の下面（（−Ｚ）側の面であり、密閉空間９０とは反対側の面）に沿って広がるフランジ部８１１が設けられ、フランジ部８１１には複数の貫通孔が設けられる。当該複数の貫通孔の相対位置関係は、複数のボルト挿入孔９３９の相対位置関係と同じである。また、各ボルト挿入孔９３９には、ワンサイドボルト８１２が挿入される。ワンサイドボルト８１２に対する所定の操作により、密閉空間９０内の部位が塑性変形によりボルト挿入孔９３９よりも大きく広がり、密閉空間９０内にボルト頭部が形成される。フランジ部８１１の各貫通孔はワンサイドボルト８１２（の軸部）に嵌め込まれる。そして、ワンサイドボルト８１２にナット８１３を締め付けることにより、接続管８１が底面部９３の下面に固定される。接続管８１は、ビニールホース等を介して充填材の供給源に接続される。接続管８１の固定では、軸部の外側面から進退自在な可動突起部を有するボルト等が利用されてもよい（以下同様）。

続いて、図２のＵリブ９２では、長手方向（Ｙ方向）に関して、第１ダイヤフラム９５と第２ダイヤフラム９５との間の所定の位置において、底面部９３に貫通孔９３２が形成される。図４の注入口９３１と同様に、貫通孔９３２は、Ｘ方向における底面部９３のおよそ中央に形成される。また、貫通孔９３２の周囲には、図４のボルト挿入孔９３９と同様に複数のボルト挿入孔が形成される。貫通孔９３２および複数のボルト挿入孔は、底面部９３の下方からのドリル作業により容易に形成可能である。各ボルト挿入孔には、ワンサイドボルトが挿入される。貫通孔９３２には、真っ直ぐな補助排出管８２が底面部９３の下方から挿入される。補助排出管８２は、例えば塩化ビニルにて形成され、軽量かつ加工性に優れている。補助排出管８２は、取付部８９を用いて底面部９３に固定される（ステップＳ１３）。

図５は、取付部８９の断面図であり、取付部８９の中心軸Ｊ１を含む断面を示している。取付部８９は、取付本体８９１と、２つの取付ナット部８９２と、２つのゴム輪８９３と、フランジ部８９４とを備える。取付本体８９１および２つの取付ナット部８９２は所定の中心軸Ｊ１を中心とする略筒状であり、取付本体８９１の両端部には、２つの取付ナット部８９２がそれぞれ螺合可能である。取付ナット部８９２は、中心軸Ｊ１側に突出する環状突出部８９５を有し、取付本体８９１の端面と環状突出部８９５との間にゴム輪８９３が配置される。一方の取付ナット部８９２において、環状突出部８９５のゴム輪８９３とは反対側の面には、フランジ部８９４が接着等により固定される。フランジ部８９４には複数の貫通孔が設けられる。当該複数の貫通孔の相対位置関係は、貫通孔９３２の周囲に形成される複数のボルト挿入孔の相対位置関係と同じである。取付ナット部８９２およびフランジ部８９４は、１つの部材として形成されてもよい。

補助排出管８２を底面部９３に固定する際には、貫通孔９３２を介して密閉空間９０内に配置した補助排出管８２の一方の端部（以下、「当接端部」という。）が、密閉空間９０の上面９０１、すなわち、密閉空間９０内におけるデッキプレート９１の下面に当接する（図２参照）。そして、この状態で、密閉空間９０外に位置する補助排出管８２の他方の端部に、取付部８９が嵌め込まれる。このとき、取付部８９において、フランジ部８９４が設けられる取付ナット部８９２が上側（底面部９３側）に配置されるとともに、２つの取付ナット部８９２は取付本体８９１に対して緩められている。フランジ部８９４の各貫通孔は、貫通孔９３２の周囲のワンサイドボルトに嵌め込まれる。ワンサイドボルトにナットを締め付けることにより、フランジ部８９４が底面部９３の下面に固定される。

続いて、取付本体８９１を回転することにより、上側の取付ナット部８９２と取付本体８９１の端部とが締め付けられる。また、下側の取付ナット部８９２を回転することにより、当該取付ナット部８９２と取付本体８９１の端部とが締め付けられる。各取付ナット部８９２と取付本体８９１との締め付けにより、ゴム輪８９３が圧縮され、ゴム輪８９３を介して補助排出管８２が取付部８９に固定される。このようにして、密閉空間９０の下部から上部に向かって伸びる補助排出管８２が底面部９３に固定される。

図６は、補助排出管８２の当接端部８２１近傍を拡大して示す図であり、図７は、当接端部８２１の環状端面８２２を示す図である。中心軸Ｊ１に沿って見た場合に、環状端面８２２は、円環状の面である。環状端面８２２は、多角形や矩形の環状であってもよい。環状端面８２２には、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に沿って複数の切欠部８２３が設けられる。換言すると、環状端面８２２は、周方向に沿って凹凸形状を有する。補助排出管８２では、環状端面８２２が密閉空間９０の上面９０１に当接する。このような構造により、補助排出管８２は、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する。複数の切欠部８２３の集合は、補助排出口８２４として捉えられる。

補助排出管８２が固定されると、図２のＵリブ９２では、（＋Ｙ）側の第２ダイヤフラム９５の近傍において、底面部９３に貫通孔９３３が形成される。貫通孔９３３は、Ｘ方向における底面部９３のおよそ中央に形成される。また、貫通孔９３３の周囲には、図４のボルト挿入孔９３９と同様に複数のボルト挿入孔が形成される。貫通孔９３３および複数のボルト挿入孔は、底面部９３の下方からのドリル作業により容易に形成可能である。各ボルト挿入孔には、ワンサイドボルトが挿入される。貫通孔９３３には、真っ直ぐな排出管８３が底面部９３の下方から挿入される。排出管８３の構造は、補助排出管８２と同様であり、補助排出管８２と同様の作業により、排出管８３が取付部８９を用いて底面部９３に固定される。排出管８３における複数の切欠部８３３の集合は、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する端部開口となり、排出口８３４として捉えられる。このようにして、密閉空間９０において第２ダイヤフラム９５近傍の上部にて開口する排出口８３４が設けられる（ステップＳ１４）。

続いて、Ｕリブ９２に対して補強板９９が取り付けられる（ステップＳ１５）。詳細には、図１に示すＵリブ９２の各側面部９４において、複数の孔部９４２がＹ方向に沿って形成される。各孔部９４２には、ワンサイドボルト９９２が挿入される。また、当該側面部９４の近傍においてデッキプレート９１の下面に複数のスタッド９１２が溶接により取り付けられる。複数のスタッド９１２は、Ｙ方向に並ぶ。

補強板９９は、長い板状の部材を、長手方向に垂直な幅方向に対して湾曲させたものである。補強板９９には、複数のワンサイドボルト９９２および複数のスタッド９１２が挿入される複数の孔部が設けられる。補強板９９の孔部に挿入されるワンサイドボルト９９２およびスタッド９１２にナットを締め付けることにより、補強板９９がＵリブ９２の側面部９４およびデッキプレート９１に対して固定される。補強板９９により、Ｕリブ９２の外側面（すなわち、側面部９４の密閉空間９０とは反対側の面）とデッキプレート９１の下面とが接続される。なお、Ｕリブ９２に対するドリル作業、すなわち、注入口９３１、貫通孔９３２，９３３、ボルト挿入孔および孔部９４２の形成は一括して行われてもよく、この場合、ステップＳ１１〜Ｓ１５が部分的に並行して行われると捉えることができる。

補強板９９が取り付けられると、充填材の供給源から図２の接続管８１を介して注入口９３１に所定の流量にて充填材が供給され、注入口９３１から密閉空間９０内に充填材が連続的に充填される（ステップＳ１６）。充填材は、例えば、特開２０１４−２２１７０２号公報（上記特許文献３）に記載の軽量モルタルである。注入口９３１から密閉空間９０内に注入される充填材は、図２中に符号Ｔ１，Ｔ２を付す二点鎖線にて示すように、注入口９３１の上方に盛り上がる。その後、充填材が長手方向（Ｙ方向）に垂直な密閉空間９０の断面の全体に広がり、符号Ｔ３を付す二点鎖線にて示すように、密閉空間９０の上面９０１にも接触しつつ（＋Ｙ）側の排出位置に向かって移動する。

このとき、充填材に含まれるガスが、充填材の密閉空間９０内への注入直後に凝集し、密閉空間９０の上面９０１（デッキプレート９１の下面）近傍に比較的大きな空隙が発生することがある。このような空隙は、上方がデッキプレート９１の下面に覆われ、他の方向は充填材により囲まれた状態で、周囲の充填材と共に（＋Ｙ）側に向かって移動する。空隙内のガスは、補助排出管８２の補助排出口８２４近傍を通過する際に、一部の充填材と共に補助排出管８２を介して密閉空間９０の外部に排出される。充填材が排出管８３の排出口８３４まで到達すると、排出管８３から密閉空間９０の外部に充填材が排出される。排出管８３から充填材が連続的に排出され始めると、充填材の供給源からの充填材の供給が停止され、密閉空間９０内への充填材の充填が完了する。

長手方向に関して、注入口９３１が開口する位置を注入位置とし、排出口８３４が設けられる位置を排出位置とすると、補助排出管８２が設けられる位置は、充填材の移動途上において、密閉空間９０の上面９０１と接する空隙を除去する補助排出位置として捉えられる。補助排出位置は、長手方向における注入位置と排出位置との間の位置である。補助排出管８２は、充填材の供給が停止されるまで、補助排出口８２４と密閉空間９０の外部と継続して接続し、補助排出口８２４からの空隙内のガスの排出（空隙の除去）が可能である。

充填の完了から所定時間経過して充填材が硬化すると、図４に示すナット８１３が緩められてワンサイドボルト８１２から外され、注入口９３１における接続管８１が取り外される。そして、図８に示す板状の蓋部材８４が接続管８１に替えて取り付けられる。詳細には、蓋部材８４には、接続管８１のフランジ部８１１と同様の複数の貫通孔が設けられており、各貫通孔をワンサイドボルト８１２に嵌め込んで、ナットがワンサイドボルト８１２に締め付けられる。これにより、蓋部材８４が底面部９３の下面に固定され、蓋部材８４により注入口９３１が閉塞される。蓋部材８４は、例えば鋼製であり、一定の耐久性が確保される。なお、図８では、密閉空間９０に充填された充填材Ｔに平行斜線を付している。

本実施の形態におけるワンサイドボルトでは、軸部において頭部側に形成されるねじ部と、先端側に形成されるねじ部との間に、ねじ山が形成されない円筒部が設けられる。したがって、頭部側のねじ部に締め付けられたナットが仮に緩んだとしても、先端側のねじ部の存在により当該ナットが落下することが防止される。また、蓋部材８４の固定では、いわゆる緩み止めナットが用いられることが好ましい（後述の蓋部材８５，８６の固定において同様）。

また、補助排出管８２の取付部８９においても、図５の下側の取付ナット部８９２を回転することにより、当該取付ナット部８９２が取付本体８９１の端部に対して緩められる。また、取付本体８９１を回転することにより、取付本体８９１が上側の取付ナット部８９２に対して緩められる。その後、フランジ部８９４を固定するナットが緩められてワンサイドボルトから外され、取付部８９が底面部９３および補助排出管８２から取り外される。補助排出管８２は底面部９３の下面に沿って切断され、当該下面から（−Ｚ）側に突出する部分が除去される。そして、板状の蓋部材８５が、蓋部材８４と同様にして底面部９３の下面に固定され、貫通孔９３２の下側が蓋部材８５により覆われる。

排出管８３の取付部８９も、上記と同様にして取り外される。補助排出管８２と同様に、排出管８３が底面部９３の下面に沿って切断される。そして、板状の蓋部材８６が底面部９３の下面に固定され、貫通孔９３３の下側が蓋部材８６により覆われる。以上のようにして、蓋部材８４〜８６がＵリブ９２に固定され、注入口９３１および貫通孔９３２，９３３が閉塞される（ステップＳ１７）。以上の処理により、密閉空間９０に対する充填材の充填処理が完了する。実際には、互いに隣接する２つのダイヤフラム９５の間の各密閉空間９０に対して、図３の充填処理が行われる。

次に、上記充填処理に係る実験について述べる。本実験では、Ｕリブ９２に相当する部材（以下、同様に「Ｕリブ９２」と呼ぶ。）に対して、デッキプレート９１に相当する透明なアクリル板を取り付けた試験体を準備した。そして、試験体に対して、図３の充填処理を行った（ただし、補強板９９の取付および蓋部材の固定は省略した。以下同様。）。図９では、注入口９３１、補助排出口８２４および排出口８３４の位置を同符号を付す丸にて示している。

アクリル板を介した観察により、試験体内への充填材の充填中には、注入口９３１近傍において小さな気泡が断続的に発生することが確認された。このような気泡の集合である空隙は、上方がアクリル板の下面に覆われ、他の方向は充填材により囲まれた状態で、周囲の充填材と共に（＋Ｙ）側に向かって移動した。図９の試験体では、空隙が補助排出口８２４の近傍を通過する際に、空隙内のガスが外部に排出され、空隙が除去された。したがって、充填材の充填後では、図９に示すように、アクリル板を介して確認可能な空隙Ｇは僅かであった。なお、充填材の充填では、ボルトおよびナットを用いてＵリブ９２の底面部９３に固定される接続管８１、補助排出管８２および排出管８３が底面部９３から外れることはなく、これらと底面部９３との接続部において充填材が漏出することもなかった。

本実験では、比較例の処理も行った。比較例の処理では、注入口９３１に注入ホース（ビニールホース）を接着剤により直接固定した。また、図３のステップＳ１３，Ｓ１４の作業に替えて、Ｕリブ９２の側面部９４におけるアクリル板の下面近傍の位置への貫通孔の形成、および、当該貫通孔への排出ホース（ビニールホース）の挿入を行った。排出ホースは接着剤により側面部９４に固定した。図１０では、排出ホースが設けられる複数の位置を符号Ｐを付す三角形にて示している。比較例の処理では、試験体内への充填材の充填中に発生する空隙（特に、Ｘ方向の中央近傍の空隙）がうまく除去されず、充填材の充填後において、図１０に示すように、多くの大きい空隙Ｇの存在がアクリル板を介して確認された。

以上に説明したように、図３の充填処理では、密閉空間９０の下部から上部に向かって伸びる補助排出管８２が、注入位置と排出位置との間の補助排出位置に設けられ、補助排出管８２が、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する。これにより、注入口９３１から排出口８３４へと移動する充填材において、密閉空間９０の上面９０１と接する空隙を移動途上において効率よく除去することができる。

ここで、上記比較例の処理を実際の鋼床版９において仮に行う場合、排出ホース用の貫通孔の形成が行われるが、デッキプレート９１に固定された状態のＵリブ９２においてデッキプレート９１の下面近傍に貫通孔を形成することは容易ではない。実際には、Ｕリブ９２の外側面の上部を覆う補強板９９も設けられるため、補強板９９にも排出ホース用の貫通孔を事前に形成する必要がある。この場合、補強板９９の貫通孔とＵリブ９２の排出ホース用の貫通孔との位置ずれが生じる可能性もある。

これに対し、図３の充填処理では、補助排出管８２が挿入される貫通孔９３２が、Ｕリブ９２の下部（上記の例では、底面部９３）に形成される。したがって、比較例の処理に比べて貫通孔９３２を容易に形成する、すなわち、比較例の処理における排出ホースに比べて、補助排出管８２を密閉空間９０内に容易に設けることが可能である。その結果、密閉空間９０に充填された充填材において空隙の発生を容易に抑制することができる。また、比較例の処理のように、補強板９９に補助排出管８２用の貫通孔を形成する必要もなく、充填処理における作業工数を少なくすることができる。

また、補助排出管８２では、環状端面８２２が、周方向に沿って凹凸形状を有し、環状端面８２２が密閉空間９０の上面９０１と当接する。これにより、目視による確認が不可能なＵリブ９２の内部において、補助排出管８２の補助排出口８２４を、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置に配置することが容易に可能となる（排出管８３において同様）。なお、環状端面８２２と密閉空間９０の上面９０１との間の距離が正確に調整可能である場合には、両者の間に微小な隙間が設けられてもよい。

上記充填処理では、底面部９３に注入口９３１を形成する際に、注入口９３１の周囲に複数のボルト挿入孔９３９が形成され、注入口９３１への充填材の供給に利用される接続管８１が、複数のボルト挿入孔９３９に挿入される複数のワンサイドボルト８１２を用いて底面部９３の下面に固定される。これにより、比較例の処理のように接着剤を用いる場合に比べて、接続管８１を底面部９３により確実に固定することができ、充填材を注入する際に、接続管８１が底面部９３から外れることが防止される。また、充填材の充填後に、接続管８１が取り外され、注入口９３１を閉塞する蓋部材８４が、複数のワンサイドボルト８１２を用いて底面部９３に固定される。これにより、注入口９３１近傍に位置する硬化した充填材の剥落や、蓋部材８４自体の落下を確実に防止することができる。

底面部９３に貫通孔９３２，９３３を形成する際にも、貫通孔９３２，９３３の周囲に複数のボルト挿入孔が形成され、補助排出管８２および排出管８３を支持する取付部８９が、複数のボルト挿入孔に挿入される複数のワンサイドボルトを用いて底面部９３の下面に固定される。これにより、補助排出管８２および排出管８３を底面部９３に確実に固定することができ、充填材を充填する際に、補助排出管８２および排出管８３が底面部９３から外れることが防止される。また、充填材の充填後に、取付部８９が取り外され、貫通孔９３２，９３３を閉塞する蓋部材８５，８６が、当該複数のワンサイドボルトを用いて底面部９３に固定される。これにより、貫通孔９３２，９３３近傍に位置する硬化した充填材の剥落や、蓋部材８５，８６自体の落下を確実に防止することができる。

次に、長手方向（Ｙ方向）に関する注入位置から補助排出位置までの距離について述べる。ここでは、図９の試験体と同様の複数の試験体を準備し、注入位置から補助排出位置までの距離Ｌを変更しつつ当該複数の試験体に対して図３の充填処理を行った。

注入位置から補助排出位置までの距離Ｌが、上下方向（Ｚ方向）における密閉空間９０の高さＨ（図１参照）よりも小さい試験体では、補助排出位置が注入位置に近くなり過ぎ、補助排出管８２にて除去されずに残留する比較的大きい空隙が観察された。また、注入位置から補助排出位置までの距離Ｌが、長手方向に関する注入位置から排出位置までの距離Ｌ０の半分以上である場合には、補助排出位置が注入位置から離れ過ぎ、注入位置から補助排出位置までの間に比較的大きい空隙の残留が観察された。したがって、密閉空間９０に充填された充填材において空隙の発生をより確実に抑制するという観点では、長手方向に関する注入位置から補助排出位置までの距離Ｌが、上下方向における密閉空間９０の高さＨ以上であり、長手方向に関して、補助排出位置が排出位置よりも注入位置に近いことが好ましい。

また、複数の試験体内への充填材の充填中に補助排出管８２を介して排出される充填材の量を調べた。図１１は、注入位置から補助排出位置までの距離Ｌと充填材の排出量との関係を示す図である。図１１の横軸は、注入位置から補助排出位置までの距離Ｌを密閉空間９０の高さＨで割った（Ｌ／Ｈ）の値を示し、縦軸は、充填材の充填中に補助排出管８２から排出される充填材の量Ｖ１を、補助排出管８２および排出管８３から排出される充填材の総排出量Ｖで割った（Ｖ１／Ｖ）の値を示す。

図１１から判るように、（Ｌ／Ｈ）の値が大きくなるに従って、（Ｖ１／Ｖ）の値は小さくなる傾向がある。詳細には、（Ｌ／Ｈ）の値が１．５以上である場合に、（Ｖ１／Ｖ）の値は大幅に低下する。したがって、密閉空間９０内への充填材の充填が完了する前に、補助排出管８２から充填材が過度に排出されることを防止する（充填材の無駄を低減する）には、長手方向に関する注入位置から補助排出位置までの距離Ｌが、上下方向における密閉空間９０の高さＨの１．５倍以上であることが好ましいといえる。実際には、（Ｌ／Ｈ）の値が１．５近傍である場合には、充填材の充填の際に、補助排出管８２からの充填材の排出と、排出管８３からの充填材の排出とがほぼ同時に発生した。

ところで、充填材の充填の完了直前に、注入口９３１の上方近傍において発生した空隙は、補助排出管８２まで到達せずに、注入位置と補助排出位置との間の位置で残留する場合がある。補助排出位置を注入位置に近づける（（Ｌ／Ｈ）の値を小さくする）ことにより、上記空隙の発生は抑制されるが、補助排出管８２から排出される充填材の量が増加してしまう。

次に、注入位置と補助排出位置との間の位置における空隙の発生を抑制する好ましい処理例について説明する。図１２は、充填処理の他の例を説明するための図であり、鋼床版９の断面図である。図１２は、図２に対応する。本処理例では、補助排出管８２と異なるもう１つの補助排出管８２ａがＵリブ９２に設けられる。本処理例の説明では、補助排出管８２，８２ａをそれぞれ「第１補助排出管８２」および「第２補助排出管８２ａ」と呼ぶ。

図３のステップＳ１３では、第１補助排出管８２の底面部９３への固定に加えて、第２補助排出管８２ａの底面部９３への固定が行われる。詳細には、図１２のＵリブ９２では、長手方向（Ｙ方向）に関して、注入口９３１と貫通孔９３２との間において、貫通孔９３２と同様の貫通孔９３２ａが底面部９３に形成される。注入口９３１から貫通孔９３２ａまでのＹ方向の距離（中心間距離）は、例えば密閉空間９０の高さ未満であり、当該高さの１／３以上である。図１２の例では、当該距離は、当該高さの２／３であり、貫通孔９３２ａの位置は、補助排出位置よりも注入位置に近い。Ｘ方向に関する貫通孔９３２ａの位置は、注入口９３１とほぼ同じである。

また、貫通孔９３２ａの周囲には、複数のボルト挿入孔が形成され、各ボルト挿入孔には、ワンサイドボルトが挿入される。貫通孔９３２ａには、真っ直ぐな第２補助排出管８２ａが底面部９３の下方から挿入される。第２補助排出管８２ａの構造は、第１補助排出管８２と同様であり、第１補助排出管８２と同様の作業により、第２補助排出管８２ａが取付部８９を用いて底面部９３に固定される。第２補助排出管８２ａにおいても、複数の切欠部８２３の集合が、補助排出口８２４として捉えられる。

実際には、第１補助排出管８２および第２補助排出管８２ａのそれぞれには、バルブが設けられたビニールホース等が接続される。バルブの開閉により、各管を開放した状態と、閉塞した状態とが切り替えられる。各管を開放した状態では、密閉空間９０と外部とが当該管を介して空間的に連続する。各管を閉塞した状態では、密閉空間９０と外部とが当該管を介しては空間的に連続しない。排出管８３にも、同様のビニールホース等が接続される。

ステップＳ１６において、注入口９３１から密閉空間９０内への充填材の充填を開始する際には、第２補助排出管８２ａが閉塞され、第１補助排出管８２および排出管８３が開放される。そして、充填材の供給源から接続管８１を介して注入口９３１に所定の流量にて充填材が供給され、注入口９３１から密閉空間９０内に充填材が連続的に充填される。排出管８３から充填材が連続的に排出され始めると、供給源から注入口９３１への充填材の供給流量が低減される（例えば、上記流量の１／３の流量に低減される。）。排出管８３から所定量（例えば、２０リットル）の充填材が排出されると、充填材の充填の完了直前に到達したものとして、排出管８３が閉塞される。また、排出管８３の閉塞とほぼ同時に、第２補助排出管８２ａが開放される。その後、第１補助排出管８２も閉塞される。

第２補助排出管８２ａの開放により、第２補助排出管８２ａから充填材が連続的に排出され始める。第２補助排出管８２ａから所定量（例えば、５リットル）の充填材が排出されると、第２補助排出管８２ａが閉塞される。第２補助排出管８２ａを閉塞する際には、第２補助排出管８２ａから排出される充填材にガスが混入していない、すなわち、充填材のみが連続的に排出されていることが確認されることが好ましい。その後、充填材の供給源からの充填材の供給が停止され、密閉空間９０内への充填材の充填が完了する。なお、第１補助排出管８２および排出管８３を閉塞するタイミングは、適宜変更されてよい。貫通孔９３２ａを覆う蓋部材の固定については、上記処理と同様である。

図９および図１０を参照して説明した実験と同様の試験体において、第２補助排出管８２ａの取付を追加した上記充填処理を行ったところ、注入位置と補助排出位置との間において、アクリル板（密閉空間９０の上面９０１）と接する大きな空隙は発生しなかった。補助排出位置と排出位置との間も同様である。

以上に説明したように、本処理例では、第１補助排出管８２がＵリブ９２に設けられる際に、注入位置と補助排出位置との間の位置において、第２補助排出管８２ａがさらに設けられる。第２補助排出管８２ａは、密閉空間９０の下部から上部に向かって伸びるとともに、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する。そして、第２補助排出管８２ａを閉塞した状態で、注入口９３１から密閉空間９０内への充填材の充填が開始され、充填材の充填の完了直前において、第２補助排出管８２ａが開放される。これにより、充填材の充填の完了直前に、注入口９３１の上方近傍において発生している空隙を第２補助排出管８２ａを利用して除去することができ、注入位置と補助排出位置との間の位置における空隙の発生を抑制することが可能となる。

上記充填材の充填処理では様々な変形が可能である。

図１３に示すように、長手方向（Ｙ方向）に垂直な断面においてデッキプレート９１が、水平なＸ方向に対して傾斜する場合には、Ｘ方向に関して密閉空間９０の中央からずれた位置に、補助排出口８２４が配置されてもよい（排出口８３４において同様）。具体的には、補助排出口８２４は、当該断面において密閉空間９０の最も高い位置（最も（＋Ｚ）側の位置）近傍に配置されることが好ましく、これにより、充填材の移動途上において空隙をより効率よく除去することが可能となる。なお、図１３では、ほぼ水平なデッキプレート９１を二点鎖線にて示している。

上記実施の形態では、密閉空間９０の両端に位置する第１ダイヤフラム９５および第２ダイヤフラム９５の近傍に注入位置および排出位置が設定されるが、例えば、長手方向における密閉空間９０の中央近傍の高さが両端よりも高い場合等には、両端に注入口９３１が設けられ、中央近傍に排出口８３４が設けられてもよい。同様に、長手方向における密閉空間９０の中央近傍の高さが両端よりも低い場合等には、中央近傍に注入口９３１が設けられ、両端に排出口８３４が設けられてもよい。このように、Ｕリブ９２の状態等に応じて、注入位置は長手方向における密閉空間９０の任意の位置に設定されてよく、排出位置も、密閉空間９０において注入位置から長手方向に離れた任意の位置に設定されてよい。好ましい充填処理では、密閉空間９０において水平面に対する勾配が生じている場合に、注入口９３１は、最も低い位置近傍に配置され、排出口８３４は、最も高い位置近傍に配置される。

図１４に示すように、貫通孔９３２は、Ｕリブ９２の側面部９４の下部（例えば、Ｚ方向における側面部９４の下半分）において、補強板９９と重ならない位置に形成されてもよい。この場合も、密閉空間９０の下部から上部に向かって伸びるとともに、密閉空間９０の上面９０１に近接した位置にて開口する補助排出管８２を貫通孔９３２を介して設けることが可能である（貫通孔９３２ａおよび第２補助排出管８２ａ、並びに、貫通孔９３３および排出管８３において同様）。

一方、密閉空間９０の上面９０１に対向する底面部９３に貫通孔９３２を形成する場合には、補助排出管８２のＺ方向の位置が自在に調整可能であるため、補助排出口８２４を密閉空間９０の上面９０１に近接した位置に配置することが容易に可能となる（貫通孔９３２ａおよび第２補助排出管８２ａ、並びに、貫通孔９３３および排出管８３において同様）。

充填材の充填処理において求められる作業効率等によっては、貫通孔９３２に挿入された補助排出管８２が接着剤によりＵリブ９２に固定されてもよい（接続管８１、第２補助排出管８２ａおよび排出管８３において同様）。

注入口９３１は、Ｕリブ９２の側面部９４に設けられてもよく、また、排出管８３における排出口８３４と同様に、密閉空間９０内に配置される管状部材の端部開口が注入口とされてもよい。排出口８３４は、密閉空間９０における排出位置の上部にて開口すればよく、鋼床版９の構造等によっては、側面部９４に形成される貫通孔等が排出口とされてもよい。

上記充填処理は、Ｕリブ９２およびデッキプレート９１を有する鋼床版９において、Ｕリブ９２およびデッキプレート９１により囲まれる密閉空間９０内への充填材の充填に特に適しているが、一の方向に長い密閉空間を有する他の構造物において、当該密閉空間内への充填材の充填に利用されてよい。上記充填処理では、鋼床版９のように上方からの密閉空間へのアクセス（密閉空間の上面における排出口等の形成）が困難な場合でも、空隙の発生を抑制しつつ当該密閉空間内に充填材を適切に充填することが可能である。充填材はモルタル以外の材料であってよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

９ 鋼床版
８１ 接続管
８２，８２ａ 補助排出管
８３ 排出管
８４〜８６ 蓋部材
９０ 密閉空間
９１ デッキプレート
９２ Ｕリブ
９３ 底面部
９４ 側面部
９９ 補強板
８１２，９９２ ワンサイドボルト
８２２ 環状端面
８２４ 補助排出口
８３４ 排出口
９０１ （密閉空間の）上面
９３１ 注入口
９３２，９３３ 貫通孔
９３９ ボルト挿入孔
Ｌ （注入位置から補助排出位置までの）距離
Ｓ１１〜Ｓ１７ ステップ
Ｔ 充填材

Claims (9)

1. 充填材の充填方法であって、
   ａ）一の方向に長い密閉空間を有する構造物において、前記一の方向における前記密閉空間の所定の注入位置にて開口する注入口を設ける工程と、
   ｂ）前記密閉空間において前記注入位置から前記一の方向に離れた排出位置の上部にて開口する排出口を設ける工程と、
   ｃ）前記注入位置と前記排出位置との間の補助排出位置において、前記密閉空間の下部から上部に向かって伸びるとともに、前記密閉空間の上面に近接した位置にて開口する補助排出管を設ける工程と、
   ｄ）前記注入口から前記密閉空間内に充填材を充填する工程と、
   を備えることを特徴とする充填方法。
2. 請求項１に記載の充填方法であって、
   前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、
   前記ｃ）工程において、前記補助排出管が、前記底面部に設けられる貫通孔に挿入されることを特徴とする充填方法。
3. 請求項１または２に記載の充填方法であって、
   前記補助排出管の環状端面が、周方向に沿って凹凸形状を有し、
   前記ｃ）工程において、前記環状端面が前記密閉空間の前記上面と当接することを特徴とする充填方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の充填方法であって、
   前記一の方向に関する前記注入位置から前記補助排出位置までの距離が、上下方向における前記密閉空間の高さ以上であり、前記一の方向に関して、前記補助排出位置が前記排出位置よりも前記注入位置に近いことを特徴とする充填方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の充填方法であって、
   前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、
   前記ａ）工程において、前記底面部に前記注入口が形成されるとともに、前記底面部における前記注入口の周囲に複数のボルト挿入孔が形成され、
   前記ｄ）工程において、前記複数のボルト挿入孔に挿入される複数のボルトを用いて前記底面部の下面に固定される接続管を介して前記注入口に前記充填材が供給され、
   前記充填材の充填後に、前記接続管が取り外され、前記注入口を閉塞する蓋部材が前記複数のボルトを用いて前記底面部に固定されることを特徴とする充填方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の充填方法であって、
   前記構造物が、前記密閉空間の前記上面に対向する底面部を有し、
   前記底面部に設けられる貫通孔に挿入された排出管の端部開口が、前記排出口であることを特徴とする充填方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の充填方法であって、
   前記ｃ）工程において、前記注入位置と前記補助排出位置との間の位置において、前記密閉空間の下部から上部に向かって伸びるとともに、前記密閉空間の前記上面に近接した位置にて開口するもう１つの補助排出管が設けられ、
   前記ｄ）工程において、前記もう１つの補助排出管を閉塞した状態で、前記注入口から前記密閉空間内への前記充填材の充填が開始され、前記充填材の充填の完了直前において、前記もう１つの補助排出管が開放されることを特徴とする充填方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の充填方法であって、
   前記構造物が、Ｕリブおよびデッキプレートを有する鋼床版であり、
   前記密閉空間が、前記Ｕリブおよび前記デッキプレートにより囲まれる空間であることを特徴とする充填方法。
9. 請求項８に記載の充填方法であって、
   前記ｄ）工程の前に、前記Ｕリブの外側面と前記デッキプレートの下面とを接続する補強板を取り付ける工程をさらに備えることを特徴とする充填方法。

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