JP2019015145A

JP2019015145A - 不平均力相殺構造

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Publication number: JP2019015145A
Application number: JP2017134979A
Authority: JP
Inventors: 真一郎田中; Shinichiro Tanaka
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-31
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Also published as: JP6825505B2

Abstract

【課題】不平均力が発生する水管橋において、単純な構造で不平均力を相殺する。【解決手段】対向する支持部５０、６０の間に通水管１６が架け渡されて形成された水管橋１２と、水管橋１２に沿って架設されたケーブル１４と、を備えてなり、対向する支持部５０、６０のうちの少なくとも一方は、コンクリートおよび鋼のうちの少なくともいずれか一方を有してなる構造物であり、水管橋１２の一端は構造物５０に固定されており、かつ、ケーブル１４の一端は構造物５０に定着されており、水管橋１２は、構造物５０に固定されている前記一端に、不平均力が発生する屈曲部１６Ａを有している一方、ケーブル１４には張力が導入されていて、ケーブル１４の前記張力は構造物５０を介して水管橋１２の屈曲部１６Ａに作用して前記不平均力を相殺する。【選択図】図１

Description

本発明は、不平均力相殺構造に関し、詳細には、不平均力が発生する屈曲部を有している水管橋における不平均力相殺構造に関する。

通水管が屈曲部を有していると、その屈曲部には、水圧によって生じる不平均力が作用する。

この不平均力は、通水管の口径が大きく、かつ、水圧が大きい場合にはかなり大きな力となる。例えば、通水管の口径が１０００ｍｍ、水圧（内圧）が１０ｋｇ／ｃｍ²で、屈曲部が直角に屈曲している場合、７５ｔｏｎ程度の不平均力が屈曲部に作用する。

図１０は、屈曲部を有する通水管で形成された水管橋の一例である水管橋１００の一端部を模式的に示す側面図である。この水管橋１００は、不平均力が発生する屈曲部１０２Ａを有する通水管１０２が、対向する橋台１０４の間に架け渡されて形成されている。図１０に示す水管橋１００の一端部においては、屈曲部１０２Ａに水平方向に不平均力Ｆが作用し、橋台１０４には、不平均力Ｆに基づく転倒モーメントＭが加わる。この転倒モーメントＭに対する安定性を確保するため、橋台１０４の重量を増大させたり、橋台１０４の底面を拡幅したり、橋台１０４に杭基礎を用いたりすることが必要となることがある。

これに対して、特許文献１には、地中に配される伸縮自在継手によって、不平均力を吸収して対応を行う方法が記載されている。

特許文献１に記載の伸縮自在継手は、巧みな構造により、不平均力への対処を行っているようであるが、構造が精緻であり、大きな不平均力に対して、長期にわたって安定的に機能し得るかどうか懸念が残る。また、構造が精緻であるがゆえに、コストが嵩む可能性がある。

特開平１１−３０３７６号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、不平均力が発生する水管橋において、単純な構造で不平均力を相殺することができる不平均力相殺構造を提供することを課題とする。

本発明は、以下の不平均力相殺構造により、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明に係る不平均力相殺構造の第１の態様は、対向する支持部の間に通水管が架け渡されて形成された水管橋と、前記水管橋に沿って架設されたケーブルと、を備えてなり、対向する前記支持部のうちの少なくとも一方は、コンクリートおよび鋼のうちの少なくともいずれか一方を有してなる構造物であり、前記水管橋の一端は前記構造物に固定されており、かつ、前記ケーブルの一端は前記構造物に定着されており、前記水管橋は、前記構造物に固定されている前記一端に、不平均力が発生する屈曲部を有している一方、前記ケーブルには張力が導入されていて、前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記屈曲部に作用して前記不平均力を相殺することを特徴とする不平均力相殺構造である。

ここで、「前記水管橋の一端は前記構造物に固定」とは、前記水管橋の一端が前記構造物中に埋め込まれる等により直接的に固定されている場合だけでなく、前記水管橋の一端が他の部材を介して間接的に前記構造物に固定されている場合も含む概念である。また、本願において、「固定」とは、水平、鉛直、回転の全ての変位を拘束することを意味する。

また、「前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記屈曲部に作用」とは、前記ケーブルの前記張力が、前記構造物のみを介して前記屈曲部に作用する場合だけでなく、前記構造物に加えてさらに別の部材を介して、前記屈曲部に作用する場合も含む概念である。

また、本願において、「不平均力を相殺する」とは、不平均力を完全に相殺する場合だけでなく、不平均力の少なくとも一部を相殺する場合も含む概念である。

前記水管橋の前記屈曲部は前記構造物の中に埋め込まれていてもよい。

本発明に係る不平均力相殺構造の第２の態様は、対向する支持部の間に通水管が架け渡されて形成された水管橋と、前記水管橋に沿って架設されたケーブルと、を備えてなり、対向する前記支持部はどちらも、コンクリートおよび鋼のうちの少なくともいずれか一方を有してなる構造物であり、前記水管橋の一端は前記構造物のうちの一方に固定されており、前記水管橋の他端は前記構造物のうちの他方に固定されており、かつ、前記ケーブルの一端は前記構造物のうちの一方に定着されており、前記ケーブルの他端は前記構造物のうちの他方に定着されており、前記水管橋は、前記一端および前記他端に、不平均力が発生する屈曲部をそれぞれ有している一方、前記ケーブルには張力が導入されていて、前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記一端および前記他端の前記屈曲部にそれぞれ作用して、それぞれの前記屈曲部で発生する前記不平均力を相殺することを特徴とする不平均力相殺構造である。

ここで、「前記水管橋の一端は前記構造物のうちの一方に固定」とは、前記水管橋の一端が前記構造物のうちの一方の中に埋め込まれる等により直接的に固定されている場合だけでなく、前記水管橋の一端が他の部材を介して間接的に前記構造物のうちの一方に固定されている場合も含む概念である。また、「前記水管橋の他端は前記構造物のうちの他方に固定」とは、前記水管橋の他端が前記構造物のうちの他方の中に埋め込まれる等により直接的に固定されている場合だけでなく、前記水管橋の他端が他の部材を介して間接的に前記構造物のうちの他方に固定されている場合も含む概念である。

また、「前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記一端および前記他端の前記屈曲部にそれぞれ作用」とは、前記ケーブルの前記張力が、前記構造物のみを介して前記屈曲部にそれぞれ作用する場合だけでなく、前記構造物に加えてさらに別の部材を介して、前記屈曲部にそれぞれ作用する場合も含む概念である。

前記水管橋の前記一端の前記屈曲部は、前記構造物のうちの一方の中に埋め込まれていてもよく、前記水管橋の前記他端の前記屈曲部は、前記構造物のうちの他方の中に埋め込まれていてもよい。

前記構造物は、例えば橋台である。

前記不平均力相殺構造において、前記ケーブルの本数は単数または複数であり、前記ケーブルのうち少なくとも１本のケーブルは前記水管橋の支間部の下端部よりも上方に位置しており、前記水管橋の支間部の下端部よりも上方に位置する前記少なくとも１本のケーブルには連結材が取り付けられており、前記連結材によって、前記水管橋は、支間部の少なくとも一部の部位が吊り上げられているように構成してもよい。

ここで、「前記水管橋の支間部の下端部よりも上方」とは、前記水管橋の真上に位置する場合だけでなく、前記水管橋の真上に位置せずに、例えば前記水管橋の側方に位置する場合でも、その高さ位置が前記水管橋の支間部の下端部よりも上方に位置していれば、その場合も含む概念である。

本発明によれば、不平均力が発生する水管橋において、単純な構造で不平均力を相殺することができる。

本発明の第１実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図図１のＩＩ−ＩＩ線断面図図１のＩＩＩ部を拡大して示す拡大側面図本発明の第２実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図図４のＶ−Ｖ線断面図定着態様２８を示す側面図本発明の第３実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図図７のＩＸ部を拡大して示す拡大側面図屈曲部を有する通水管で形成された水管橋の一例である水管橋１００の一端部を模式的に示す側面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ部を拡大して示す拡大側面図である。

本第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０は、水管橋１２と、ケーブル１４とを有してなり、水管橋１２は、対向する橋台５０と石積み擁壁６０との間に通水管１６が架け渡されて形成されている。したがって、水管橋１２は、対向する橋台５０と石積み擁壁６０との間に架け渡された状態の通水管１６のことであり、通水管１６の屈曲部１６Ａは、水管橋１２の屈曲部と言うこともできる。

水管橋１２の通水管１６は、橋台５０側の端部が橋台５０の上端前面部５０Ａから橋台５０内に埋め込まれており、橋台５０に固定されている。橋台５０はコンクリート製である。橋台５０の上端前面部５０Ａから橋台５０内に埋め込まれた通水管１６は、屈曲部１６Ａで下向きに向きを変えている。このため、屈曲部１６Ａにおいて、不平均力Ｆ１が、水平方向（図１において右から左に向かう方向）に生じる。

また、通水管１６は、橋台５０の前端部５０Ｂの上面に設置された可動サポート５２に可動に支持（通水管１６の長さ方向に可動に支持）されている。また、通水管１６は、橋台５０の上端前面部５０Ａと可動サポート５２との間に伸縮管１６Ｂを備えている。伸縮管１６Ｂは、温度変化等に伴う通水管１６の伸縮を吸収する。

水管橋１２の通水管１６の石積み擁壁６０側の端部は、石積み擁壁６０内に、そのまままっすぐに水平に埋め込まれている。

ケーブル１４は、図１および図２に示すように、水管橋１２の延びる水平方向に沿って、水管橋１２の上部に２本平行に架設されている。ケーブル１４の橋台５０側の端部は、橋台５０の上端後面部５０Ｃで定着されている。また、ケーブル１４の石積み擁壁６０側の端部は、通水管１６の外周面に溶接で取り付けられた定着ブラケット１６Ｃに定着されている。

図３は、ケーブル１４の橋台５０側の端部（図１のＩＩＩ部）を拡大して示す拡大側面図であり、本第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０におけるケーブル１４の定着態様２０を示している。図３においては、図示の都合上、橋台５０の内部に位置する部材も実線で描いている。

ケーブル１４はＰＣ鋼線であり、ケーブル１４はその端部にマンション２２が取り付けられている。マンション２２の外周面はねじ加工が施されていて、アンカープレート２４およびナット２６によって、マンション２２が橋台５０の上端後面部５０Ｃに取り付けられており、ケーブル１４は、マンション２２、アンカープレート２４およびナット２６を介して、橋台５０の上端後面部５０Ｃに定着されている。

ケーブル１４の一端は橋台５０の上端後面部５０Ｃで定着されていて、また、ケーブル１４の他端は通水管１６の外周面に溶接で取り付けられた定着ブラケット１６Ｃに定着されており、さらにケーブル１４には張力が導入されている。ケーブル１４に導入された張力は、橋台５０の上端後面部５０Ｃにおける定着部から橋台５０の上端部近傍に水平方向（図１において左から右に向かう方向）の力Ｐ１として作用して、通水管１６の屈曲部１６Ａで生じた不平均力Ｆ１を相殺する。

このため、本第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０を用いることにより、通水管１６の屈曲部１６Ａで生じた不平均力Ｆ１に対応するための対策（橋台５０の重量を増大させたり、橋台５０の底面を拡幅したり、橋台５０に杭基礎を用いたりすること）を行わずに済むようになるか、あるいは大幅に簡略化することができる。

また、以上説明したように、本第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０は、ケーブル１４の張力を橋台５０の上端後面部５０Ｃに作用させて不平均力Ｆ１を相殺するという構造であり、単純な構造である。

なお、橋台５０の上端部近傍に水平方向（図１において左から右に向かう方向）に作用する力Ｐ１の反力として、定着ブラケット１６Ｃには、水平方向（図１において右から左に向かう方向）に力Ｐ２が作用している。

（２）第２実施形態
図４は、本発明の第２実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。

本第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０は、水管橋３２と、ケーブル３４とを有してなり、水管橋３２は、対向する橋台７０と橋台８０との間に通水管３６が架け渡されて形成されている。したがって、水管橋３２は、対向する橋台７０と橋台８０との間に架け渡された状態の通水管３６のことであり、通水管３６の屈曲部３６Ａ、３６Ｂは、水管橋３２の屈曲部と言うこともできる。

水管橋３２の通水管３６は、橋台７０側の端部が橋台７０の上端前面部７０Ａから橋台７０内に埋め込まれており、橋台７０に固定されている。橋台７０はコンクリート製である。橋台７０の上端前面部７０Ａから橋台７０内に埋め込まれた通水管３６は、屈曲部３６Ａで下向きに向きを変えている。このため、屈曲部３６Ａにおいて、不平均力Ｆ２が、水平方向（図４において右から左に向かう方向）に生じる。

また、通水管３６は、橋台７０の前端部７０Ｂの上面に設置された可動サポート７２に可動に支持（水管橋３２の延びる水平方向に可動に支持）されている。また、通水管３６は、橋台７０の上端前面部７０Ａと可動サポート７２との間に伸縮管３６Ｃを備えている。伸縮管３６Ｃは、温度変化等に伴う通水管３６の伸縮を吸収する。

また、水管橋３２の通水管３６は、橋台８０側の端部が橋台８０の上端前面部８０Ａから橋台８０内に埋め込まれており、橋台８０に固定されている。橋台８０はコンクリート製である。橋台８０の上端前面部８０Ａから橋台８０内に埋め込まれた通水管３６は、屈曲部３６Ｂで下向きに向きを変えている。このため、屈曲部３６Ｂにおいて、不平均力Ｆ３が、水平方向（図４において左から右に向かう方向）に生じる。

また、通水管３６は、橋台８０の前端部８０Ｂの上面に設置された可動サポート８２に可動に支持（水管橋３２の延びる水平方向に可動に支持）されている。また、通水管３６は、橋台８０の上端前面部８０Ａと可動サポート８２との間に伸縮管３６Ｄを備えている。伸縮管３６Ｄは、温度変化等に伴う通水管３６の伸縮を吸収する。

ケーブル３４は、図４および図５に示すように、水管橋３２の延びる水平方向に沿って、水管橋３２の上部に２本平行に架設されている。ケーブル３４の橋台７０側の端部は、橋台７０の上端後面部７０Ｃで定着されている。また、ケーブル３４の橋台８０側の端部は、橋台８０の上端後面部８０Ｃで定着されている。

ケーブル３４の橋台７０の上端後面部７０Ｃでの定着態様および橋台８０の上端後面部８０Ｃでの定着態様は、図３に示す定着態様２０（第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０のケーブル１４の橋台５０の上端後面部５０Ｃでの定着態様）と同様であるので、説明は省略する。

ケーブル３４の一端は橋台７０の上端後面部７０Ｃで定着されていて、また、ケーブル３４の他端は橋台８０の上端後面部８０Ｃで定着されており、さらにケーブル３４には張力が導入されている。ケーブル３４に導入された張力は、橋台７０の上端後面部７０Ｃにおける定着部から橋台７０の上端部近傍に水平方向（図４において左から右に向かう方向）の力Ｐ３として作用して、通水管３６の屈曲部３６Ａで生じた不平均力Ｆ２を相殺するとともに、橋台８０の上端後面部８０Ｃにおける定着部から橋台８０の上端部近傍に水平方向（図４において右から左に向かう方向）の力Ｐ４として作用して、通水管３６の屈曲部３６Ｂで生じた不平均力Ｆ３を相殺する。

このため、本第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０を用いることにより、通水管３６の屈曲部３６Ａ、３６Ｂで生じた不平均力に対応するための対策（橋台７０、８０の重量を増大させたり、橋台７０、８０の底面を拡幅したり、橋台７０、８０に杭基礎を用いたりすること）を行わずに済むようになるか、あるいは大幅に簡略化することができる。

また、以上説明したように、本第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０は、ケーブル３４の張力を橋台７０の上端後面部７０Ｃおよび橋台８０の上端後面部８０Ｃに作用させて不平均力Ｆ２およびＦ３を相殺するという構造であり、単純な構造である。

（３）第１実施形態および第２実施形態についての補足
第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０のケーブル１４および第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０のケーブル３４の橋台５０、７０、８０への定着は、図３に示すような定着態様２０（定着部材の大半の部分が橋台の内部に埋め込まれている定着態様）を用いて、橋台５０、７０、８０の上端後面部５０Ｃ、７０Ｃ、８０Ｃで定着するようにしたが、ケーブル１４およびケーブル３４の橋台５０、７０、８０への定着態様は、これに限定されず、十分な定着が可能であれば、他の定着態様を用いてもよい。

例えば、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０において、図６に示す定着態様２８のように、橋台５０の上端面５０Ｄに、ケーブル定着用のブラケット５４をアンカー５６で取り付けて、このケーブル定着用のブラケット５４にケーブル１４の一端を定着するようにしてもよい。この定着態様２８は、定着部材の大半の部分が橋台５０の外部に露出している定着態様である。なお、図６においては、図３に描かれた部材と同様の部材には、同一の符号を付しており、その説明は省略する。また、図６においては、図示の都合上、橋台５０の内部に位置する部材も実線で描いている。

ケーブル定着用のブラケット５４は、底鋼板５４Ａと、受圧鋼板５４Ｂと、補強鋼板５４Ｃと、を有してなり、溶接で組み立てられている。図６に示すように、底鋼板５４Ａが橋台５０の上端面５０Ｄに配置されて、橋台５０の上端面５０Ｄにアンカー５６で取り付けられており、このようにして、ケーブル定着用のブラケット５４は、橋台５０の上端面５０Ｄに取り付けられている。

底鋼板５４Ａの上面には、受圧鋼板５４Ｂと補強鋼板５４Ｃが溶接で取り付けられている。受圧鋼板５４Ｂはケーブル１４と直交する鋼板であり、ケーブル１４の端部に取り付けられたマンション２２が挿通する貫通孔を有している。受圧鋼板５４Ｂの前記貫通孔を挿通したマンション２２は、アンカープレート２４およびナット２６によって受圧鋼板５４Ｂに取り付けられている。

補強鋼板５４Ｃは、ケーブル１４と平行に配置された鋼板であり、対向して２枚配置されており、対向する２枚の補強鋼板５４Ｃの間にマンション２２が配置されるようになっている。補強鋼板５４Ｃは、ケーブル１４の張力を底鋼板５４Ａに伝達する。

以上説明した定着態様２８は、第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０においても、採用することができる。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０ではケーブル１４を２本用い、第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０ではケーブル３４を２本用いたが、用いるケーブル１４、３４の本数は２本に限定されるわけではなく、１本でもよく、また、３本以上としてもよい。用いるケーブル１４、３４の本数は、相殺すべき不平均力の大きさや周辺環境の状況等に応じて適宜に本数を定めることができる。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０および第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０では、ケーブル１４、３４を通水管１６、３６よりも上方の高さ位置に配置したが、ケーブル１４、３４と通水管１６、３６との高さ位置の関係は特には限定されず、ケーブル１４、３４の高さ位置を通水管１６、３６の高さ位置よりも下方にしてもよく、通水管１６、３６の高さ位置と同程度にしてもよい。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０のケーブル１４および第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０のケーブル３４ではＰＣ鋼線を用いたが、ケーブル１４、３４として用いる緊張材は、必要な性能を有しているものであれば特には限定されず、例えば、炭素繊維やアラミド繊維等を用いたＦＲＰロッド等も、必要な性能を有していれば使用することができる。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０においては、水管橋１２の通水管１６は、橋台５０側の端部（屈曲部１６Ａ）が橋台５０内に埋め込まれて橋台５０に固定されているが、水管橋１２の通水管１６の橋台５０側の端部（屈曲部１６Ａ）が橋台５０に固定される態様は、橋台５０内への埋め込みでなくてもよく、水管橋１２の通水管１６の橋台５０側の端部（屈曲部１６Ａ）が、例えば、橋台５０に十分に固定された固定サポートに固定されていて、この固定サポートを介して橋台５０に十分に固定されている固定態様でもよい。

また、第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０においては、水管橋３２の通水管３６は、一端部（屈曲部３６Ａ）が橋台７０内に埋め込まれて橋台７０に固定されていて、他端部（屈曲部３６Ｂ）が橋台８０内に埋め込まれて橋台８０に固定されているが、水管橋３２の通水管３６の端部が橋台７０、８０に固定される態様は、橋台７０、８０内への埋め込みでなくてもよく、水管橋３２の通水管３６の一端部（屈曲部３６Ａ）が、例えば、橋台７０に十分に固定された固定サポートに固定されていて、この固定サポートを介して橋台７０に十分に固定されている固定態様でもよく、水管橋３２の通水管３６の他端部（屈曲部３６Ｂ）が、例えば、橋台８０に十分に固定された固定サポートに固定されていて、この固定サポートを介して橋台８０に十分に固定されている固定態様でもよい。

水管橋１２、３２の通水管１６、３６が固定サポートを介して橋台５０、７０、８０に固定されている態様の場合、ケーブル１４、３４に導入された張力は、橋台５０、７０、８０と前記固定サポートを介して、水管橋１２、３２の通水管１６、３６の屈曲部１６Ａ、３６Ａ、３６Ｂに作用して、通水管の屈曲部１６Ａ、３６Ａ、３６Ｂで生じた不平均力を相殺する。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０および第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０においては、それぞれ水管橋１２の通水管１６および水管橋３２の通水管３６が、それぞれコンクリート製の橋台５０およびコンクリート製の橋台７０、８０に固定されていたが、本発明においては、水管橋の通水管を固定する構造物は、コンクリート製の構造物に限定されず、鋼製の構造物であってもよい。また、コンクリートおよび鋼の両者を用いた構造物であってもよい。

また、第１実施形態に係る不平均力相殺構造１０および第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０を適用することが可能な水管橋１２、３２の支間長の長さは、ケーブル１４、３４を設置することができるのであれば、特に制限はなく、ケーブル１４、３４としてＰＣ鋼線を用いる場合、例えば、１５０ｍぐらいの支間長でも適用可能である。

（４）第３実施形態
図７は、本発明の第３実施形態に係る不平均力相殺構造を模式的に示す側面図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、図９は、図７のＩＸ部を拡大した拡大側面図である。

本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０は、第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０に通水管３６を吊り上げる連結材４８を６箇所（３箇所×２列）に設けた実施形態である。第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０の説明において、第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０と同一の部材には原則として同一の符号を用い、その説明は原則として省略する。

第２実施形態に係る不平均力相殺構造３０において、ケーブル３４は通水管３６の屈曲部３６Ａ、３６Ｂで生じた不平均力を相殺するが、本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０において用いるケーブル４４は、通水管３６の屈曲部３６Ａ、３６Ｂで生じた不平均力を相殺するだけでなく、連結材４８を介して水管橋４２（通水管３６）を吊り上げて、水管橋４２のたわみを小さくする役割も果たす。

図７および図８に示すように、ケーブル４４は、水管橋４２の延びる水平方向に沿って、水管橋４２の上部に２本平行に架設されており、連結材４８は２本の平行なケーブル４４の双方に取り付けられている。

連結材４８は、ターンバックル４８Ａと、ブラケット４８Ｂと、可動連結部材４８Ｃと、を有してなる。

ターンバックル４８Ａは、下端部がブラケット４８Ｂに取り付けられており、上端部には可動連結部材４８Ｃが取り付けられている。ブラケット４８Ｂは、通水管３６の外周面に溶接で取り付けられている。

可動連結部材４８Ｃは、ケーブル４４に沿って移動することを可能にする機構を備えており、ケーブル４４に沿って移動可能なようにケーブル４４に取り付けることができるが、所定の位置に配置された段階で位置を固定できるように、位置固定機構も備えている。

連結材４８は、ケーブル４４と通水管３６との間を連結しており、ケーブル４４は、連結材４８を介して通水管３６を上方に吊り上げており、通水管３６のたわみを減少させる。

ケーブル４４が連結材４８を介して通水管３６を上方に吊り上げる力の大きさは、ターンバックル４８Ａの長さを調整することで調節することができる。

連結材４８の配置ピッチは、ケーブル４４が連結材４８を介して通水管３６を上方に吊り上げる力の合計の大きさおよび１つの連結材４８が負担できる吊り上げ力の大きさ等に応じて適宜に定めることができ、具体的には例えば、５ｍピッチ程度にすることが標準的である。

本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０においては、ケーブル４４が連結材４８を介して通水管３６を上方に吊り上げて、通水管３６のたわみを減少させているので、本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０を用いることにより、水管橋４２のたわみを減少させるための補剛材の設置等を不要にするか軽減することができる。本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０を適用できる水管橋４２の支間長に特に制限はないが、水管橋４２の支間長としては、１０〜３０ｍ程度が標準的である。

連結材４８が取り付けられるケーブル４４の高さ位置は、連結材４８を介して通水管３６を上方に吊り上げることを可能にする観点から、水管橋４２の支間部における下端部の高さ位置Ｘ（図９参照）よりも高い位置であることが必要である。即ち、本第３実施形態に係る不平均力相殺構造４０においては、用いるケーブル４４のうち、少なくとも１本は、その高さ位置が水管橋４２の支間部における下端部の高さ位置Ｘよりも高い位置であることが必要であり、水管橋４２の支間部における下端部の高さ位置Ｘよりも高い位置のケーブル４４に連結材４８を取り付ける。

なお、連結材４８は、通水管３６を上方に吊り上げることに耐える性能を有しているものであれば用いることができ、必要な性能を有しているのであれば、長さの調節機能を備えていなくても連結材４８の長尺部材として使用可能であり、例えば、丸鋼やＰＣ鋼線を連結材４８の長尺部材として用いることもできる。

１０、３０、４０…不平均力相殺構造
１２、３２、４２…水管橋
１４、３４、４４…ケーブル
１６、３６…通水管
１６Ａ、３６Ａ、３６Ｂ…屈曲部
１６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ…伸縮管
１６Ｃ…定着ブラケット
２０、２８…定着態様
２２…マンション
２４…アンカープレート
２６…ナット
４８…連結材
４８Ａ…ターンバックル
４８Ｂ…ブラケット
４８Ｃ…可動連結部材
５０、７０、８０…橋台
５０Ａ、７０Ａ、８０Ａ…上端前面部
５０Ｂ、７０Ｂ、８０Ｂ…前端部
５０Ｃ、７０Ｃ、８０Ｃ…上端後面部
５０Ｄ…上端面
５２、７２、８２…可動サポート
５４…ブラケット
５４Ａ…底鋼板
５４Ｂ…受圧鋼板
５４Ｃ…補強鋼板
５６…アンカー
６０…石積み擁壁
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３…不平均力
Ｍ…転倒モーメント
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…力
Ｘ…水管橋４２の支間部における下端部の高さ位置

Claims

対向する支持部の間に通水管が架け渡されて形成された水管橋と、
前記水管橋に沿って架設されたケーブルと、
を備えてなり、
対向する前記支持部のうちの少なくとも一方は、コンクリートおよび鋼のうちの少なくともいずれか一方を有してなる構造物であり、
前記水管橋の一端は前記構造物に固定されており、かつ、前記ケーブルの一端は前記構造物に定着されており、
前記水管橋は、前記構造物に固定されている前記一端に、不平均力が発生する屈曲部を有している一方、
前記ケーブルには張力が導入されていて、前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記屈曲部に作用して前記不平均力を相殺することを特徴とする不平均力相殺構造。
前記水管橋の前記屈曲部は前記構造物の中に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の不平均力相殺構造。
対向する支持部の間に通水管が架け渡されて形成された水管橋と、
前記水管橋に沿って架設されたケーブルと、
を備えてなり、
対向する前記支持部はどちらも、コンクリートおよび鋼のうちの少なくともいずれか一方を有してなる構造物であり、
前記水管橋の一端は前記構造物のうちの一方に固定されており、前記水管橋の他端は前記構造物のうちの他方に固定されており、かつ、前記ケーブルの一端は前記構造物のうちの一方に定着されており、前記ケーブルの他端は前記構造物のうちの他方に定着されており、
前記水管橋は、前記一端および前記他端に、不平均力が発生する屈曲部をそれぞれ有している一方、
前記ケーブルには張力が導入されていて、前記ケーブルの前記張力は前記構造物を介して前記水管橋の前記一端および前記他端の前記屈曲部にそれぞれ作用して、それぞれの前記屈曲部で発生する前記不平均力を相殺することを特徴とする不平均力相殺構造。
前記水管橋の前記一端の前記屈曲部は、前記構造物のうちの一方の中に埋め込まれており、前記水管橋の前記他端の前記屈曲部は、前記構造物のうちの他方の中に埋め込まれていることを特徴とする請求項３に記載の不平均力相殺構造。
前記構造物は橋台であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の不平均力相殺構造。
前記ケーブルの本数は単数または複数であり、
前記ケーブルのうち少なくとも１本のケーブルは前記水管橋の支間部の下端部よりも上方に位置しており、前記水管橋の支間部の下端部よりも上方に位置する前記少なくとも１本のケーブルには連結材が取り付けられており、
前記連結材によって、前記水管橋は、支間部の少なくとも一部の部位が吊り上げられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の不平均力相殺構造。