JP2002021078A

JP2002021078A - 腹起し材

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Publication number: JP2002021078A
Application number: JP2000205648A
Authority: JP
Inventors: Eiji Toyoda; 英治豊田; Masaaki Watanabe; 公明渡辺
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP3716973B2

Abstract

(57)【要約】【課題】運搬や水中での設置作業を容易にすることが
できる腹起し材を提供すること。【解決手段】中空筒状部材７と、この中空筒状部材７
の両端開口部に気水密に接合されるキャップ８とキャッ
プ９とからなり、その比重が１以下好ましくは０．５以
上１未満に形成することにより、安定した状態で水に浮
くようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、腹起し材に関す
るもので、更に詳細には、下水管の再生工事等の水の溜
まる工事に用いる腹起し材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、下水管の更生工事は、下水管内
を洗浄し、製管機により更生管を製管した後、更生管の
浮上や変形防止のため更生管内に腹起し材と支保工を設
置し、裏込め材を注入して仕上げるという作業が行われ
る。

【０００３】上記作業は一定のスパン、例えばマンホー
ル間で行われ、順次次のスパンに進んでいく。したがっ
て、スパン毎の更生工事が終了して次のスパンの更生工
事に移る場合には、腹起し材と支保工を分解して運搬し
再び次のスパンの更生管内に腹起し材と支保工を設置す
るという作業が行われている。

【０００４】上記腹起し材は上記支保工の横架材として
用いられるが、支保材に取り付けられるジャッキ等によ
り更生管に圧接した状態で、この更生管を支持するため
に使用される。

【０００５】また、腹起し材は、土砂が崩れたり流され
たりするのを防ぐ土留めにも使用されるが、この場合は
土壌を掘削してできた溝等の側面に取り付ける矢板や親
板を支持する横架材として用いられる。

【０００６】この腹起し材は一般に、軽量化を図るため
に中空筒状部材にて形成されている。しかし、中空筒状
部材の中空部内に土砂や水等が侵入し、腹起し材を内部
から腐食させたり運搬を困難にするという問題があっ
た。これを解決するために、腹起し材の両端開口部とキ
ャップをボルトで接合する構造のものが知られている
（特開平１０−４６５７８号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キャップを有する腹起し材においても、更生工事を行う
ときには、通常更生管内に下水が流れた状態で施工する
ため、上記腹起し材の構造では土砂や水等の進入を完全
に排除することはできず改善すべき点があった。

【０００８】更に、中空筒状部材の中空部内に土砂や水
等が侵入すると、腹起し材と支保工を解体したとき、腹
起し材が重い状態で下水中に沈水するため運搬しづらい
という問題があった。また逆に、腹起し材の比重が極端
に小さいと、腹起し材の重心が水面より上方へ浮き上が
ってしまい腹起し材が回転しやすくなるため、水中での
腹起し材の設置や運搬がし難くなるという問題がある。

【０００９】更に、従来の腹起し材の構造では、図１２
（ａ）に示すように、１つの腹起し材ａに対し両端の最
低２箇所を支保材ｂ等で支持するか、あるいは、図１２
（ｂ）に示すように腹起し材ａの端部同士を重ねて重な
り部を支保材ｂで支持する必要があったため、前者の場
合、支保工用部材の数が多くなり、後者の場合、腹起し
材ａの数が多くなり、支保工の運搬、設置、解体等の作
業が面倒である等の問題があった。

【００１０】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、下水管の更生工事等の水の溜まる工事において、運
搬及び設置作業を容易にする腹起し材を提供することを
目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の腹起し材は、中空筒状部材と、この中空
筒状部材の両端開口部に気水密に接合されるキャップと
からなることを特徴とするものである（請求項１）。中
空筒状部材とキャップの接合は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶
接、摩擦撹拌接合等を用いることができる。

【００１２】この発明において、上記腹起し材は、全体
の比重が１以下である方が好ましく（請求項２）、更に
は、上記比重が０．５以上１未満である方が好ましい
（請求項３）。

【００１３】また、この発明において、上記中空筒状部
材は、例えばアルミニウム製押出形材にて形成すること
ができ、また、上記キャップは、アルミニウム製ダイキ
ャストにて形成することができる。上記中空筒状部材と
上記キャップは、摩擦撹拌接合により表面が平坦に接合
されると更によい（請求項４）。また、上記キャップ
は、上記中空筒状部材との接合状態における中空筒状部
材の長手方向に凹状部あるいは凸状部を有し、上記凹状
部と凸状部の嵌合により複数の腹起し材を連結可能に形
成する方が好ましい（請求項５）。

【００１４】ここで、摩擦撹拌接合とは、金属材料例え
ばアルミニウム同士を突合わせ、この突き合わせ面に回
転する接合ツールを挿入し、突き合わせ面に沿って移動
させ、被接合材を塑性流動させることで両部材を接合す
るものである。

【００１５】この発明の腹起し材によれば、中空筒状部
材とキャップとで中空密閉状に形成されるので、水中で
は浮力が加わり、水中での見かけの重量が軽くなるため
運搬が容易である（請求項１）。また、腹起し材の比重
が１以下好ましくは０．５以上１未満に形成すること
で、水中に浮かべることができると共に、重心を水面の
下側に位置させて回転等をし難い安定した状態にするこ
とができ、運搬や水中での設置作業を一層容易にするこ
とができる。（請求項２，３）。

【００１６】また、中空筒状部材とキャップは、摩擦撹
拌接合により表面を平坦に接合することにより、確実に
中空筒状部材の両端開口部を気水密に接合することがで
きると共に、整列状態に積み重ねて運搬や保管をするこ
とができる（請求項４）。

【００１７】また、キャップは、中空筒状部材との接合
時における中空筒状部材の長手方向に凹状部あるいは凸
状部を有し、凹状部と凸状部を嵌合させて複数の腹起し
材を連結することにより、腹起し材を簡単に連続的に配
置することができる。また、複数の腹起し材を連結して
一体的にすることができるので、最小限の支保材及びジ
ャッキによって腹起し材を支持することができる。した
がって、支保工用部材を削減することができると共に支
保工の設置、解体等を短時間で行うことができる。ま
た、下水管が真直ぐでない場合、下水管の曲がりに対応
して腹起し材を配置する必要があるが、このとき凹状部
と凸状部との嵌合により連続する腹起し材同士のずれを
生じることなく容易に配置することができる（請求項
５）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施例を図面に
基いて詳細に説明する。ここでは、この発明を下水管の
更生工事に適用した場合について説明する。

【００１９】下水管の更生工事では、まず既設管１内に
例えばスチール補強材を組み込んだ合成樹脂製の帯状を
なすプロファイルを自走式製管機によって供給し、製管
機の嵌合ローラを回転しながらプロファイルを螺旋状に
連結して所定の断面形状の更生管２を成形する。

【００２０】次に、更生管２に浮上や変形防止のため、
更生管２の長手方向にこの発明に係る腹起し材５を横架
する一方、更生管２の長手方向に対して垂直に一定間隔
で略方形状の支保材３を設置する。この状態で、この支
保材３の各片に貫通状態に取り付けられたジャッキ６の
ブラケット６ａを腹起し材５に係合させて、腹起し材５
を更生管２に圧接する（図１及び図２参照）。

【００２１】そして、既設管１と更生管２との隅間にコ
ンクリート等の裏込め材を注入して下水管の更生を行
う。

【００２２】次に、この発明に係る腹起し材５について
説明する。

【００２３】図２は腹起し材５の嵌合状態を示す要部平
面図、図３は腹起し材５の一例を示す断面図、図４は凹
状部８ｂを有するキャップ８を示す概略斜視図、図５は
凸状部９ｂを有するキャップ９を示す概略斜視図、図６
は腹起し材の嵌合状態を示す断面図である。

【００２４】上記腹起し材５は、例えばアルミニウム製
押出形材にて形成される中空筒状部材７と、この中空筒
状部材７の両端開口部に気水密に接合される例えばアル
ミニウム製ダイキャストにて形成されるキャップ８及び
９とで構成されている。

【００２５】この場合、中空筒状部材７の断面は、角部
が凸状円弧面を有する四角形の外形断面と、六角形の内
形断面とを有する。この断面は、対向する一方の２辺が
等しい肉厚に形成され、対向する他方の２辺は、その中
間部から両端（角部）に向かって漸次肉厚に形成されて
いる（図９及び図１０参照）。

【００２６】このように、中間筒状部材の内形断面を六
角形とした理由は、ジャッキ６による更生管２への圧接
時の荷重に耐え得るようにするためである。なお、中空
筒状部材の形状は、必ずしも上記のような形状である必
要はなく、例えば全辺同じ肉厚の断面四角形にしてもよ
い。

【００２７】キャップ８は、中空筒状部材の開口端面に
当接する四角形状のフランジ部（鍔部）８ａと、中空筒
状部材の長手方向の内方側に向かう凹状部８ｂとを具備
する。この場合、凹状部８ｂは、断面が六角形状（中空
筒状部材の内形断面と相似形）に形成されると共に、先
端に向かって狭小のテーパ状に形成されている。

【００２８】キャップ９は、中空筒状部材の開口端面に
当接する四角形状のフランジ部（鍔部）９ａと、中空筒
状部材の開口部内方に嵌挿（挿入）される脚部９ｃと、
中空筒状部材の長手方向の外方側に向かう凸状部９ｂと
を具備する。この場合、凸状部９ｂは、断面が六角形状
に形成されると共に、先端に向かって狭小のテーパ状に
形成され、かつ、凹状部８ｂと嵌合し得るように形成さ
れている（図６参照）。

【００２９】キャップ８、キャップ９を上記のように形
成することにより、腹起し材の嵌合が容易となり、ま
た、嵌合状態において腹起し材同士が回転しないという
効果がある。更に、複数の腹起し材５を連結することが
できるので、一つの腹起し材５の両端をジャッキ６と支
保材３で支持したり、腹起し材５の端部同士を重ねて重
なり部をジャッキ６と支保材３で支持する必要はなく、
例えば、図２に示すように二つの腹起し材５の連結部を
ジャッキ６で支持するようにすれば、ジャッキ６や支保
材３、腹起し材５の数を削減することができ、また支保
工の設置、解体等を短時間で行うことができる。また、
下水管が真直ぐでない場合、下水管の曲がりに対応して
腹起し材５を配置する必要があるが、このとき凹状部と
凸状部との嵌合により連続する腹起し材５同士のずれを
生じることなく容易に配置することができる。

【００３０】また、腹起し材５の比重は１以下好ましく
は０．５以上１未満に形成される方がよい。この理由
は、比重が０．５未満であると、腹起し材５の重心が水
面より上方へ浮き上がってしまい腹起し材５が回転し易
くなるため、水中での腹起し材の設置や運搬が難しくな
るからであり、比重が１よりも大きいと、腹起し材が下
水中に浸水し、やはり運搬が困難になるからである。な
お、腹起し材５の比重が１であっても下水の下方に沈む
ことがなく、下水中に浮くので、運搬や設置作業を容易
にすることができる。

【００３１】腹起し材５は、例えば、以下のような形
状、重量の中空筒状部材とキャップとを用いて作製する
ことができる。

【００３２】まず、アルミニウム製押出形材よりなる中
空筒状部材の断面形状を図９ないし図１１に示すように
形成する。図９に示す中空筒状部材（ＨＣ）の断面形状
を、Ｌ１１＝１２５（ｍｍ），Ｌ１２＝１１５（ｍ
ｍ），ｄ１１＝６（ｍｍ），ｄ１２＝１３（ｍｍ），ｄ
１３＝５（ｍｍ），Ｒ１１＝８（ｍｍ），Ｒ１２＝８
（ｍｍ）に形成する。また、図１０に示す中空筒状部材
（ＨＤ）の断面形状を、Ｌ２１＝８０（ｍｍ），Ｌ２２
＝１１５（ｍｍ），ｄ２１＝６（ｍｍ），ｄ２２＝１３
（ｍｍ），ｄ２３＝５（ｍｍ），Ｒ２１＝８（ｍｍ），
Ｒ２２＝８（ｍｍ）に形成する。また、図１１に示す中
空筒状部材（ＨＥ）の断面形状を、Ｌ３１＝６０（ｍ
ｍ），Ｌ３２＝８０（ｍｍ），ｄ３１＝６（ｍｍ），ｄ
３２＝１０．７（ｍｍ），ｄ３３＝５（ｍｍ），Ｒ３１
＝４（ｍｍ），Ｒ３２＝４（ｍｍ）に形成する。

【００３３】ここで、Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１…肉厚が一定である方の辺の長
さＬ１２，Ｌ２２，Ｌ３２…中間部から角部に向かって漸
次肉厚に形成されている辺の長さｄ１１，ｄ２１，ｄ３１…肉厚に形成された辺の中間部
の厚さｄ１２，ｄ２２，ｄ３２…肉厚に形成された辺の角部の
厚さｄ１３，ｄ２３，ｄ３３…肉厚が一定である辺の厚さＲ１１，Ｒ２１，Ｒ３１…角部内側の円弧面の半径Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ３２…角部外側の円弧面の半径である。

【００３４】次に、中空筒状部材の両端開口部とアルミ
ニウム製ダイキャストにて形成されるキャップ（重量
２．３ｋｇ，１．９ｋｇ，１．３ｋｇ）をＭＩＧ溶接で
気水密に接合して、腹起し材を作製したところ、この腹
起し材の重量、体積及び比重は表１のようになった。こ
こでＨＣ４（ＨＤ４，ＨＥ４）、ＨＣ３（ＨＤ３，ＨＥ
３）、ＨＣ２（ＨＤ２，ＨＥ２）は中空筒状部材の長手
方向の長さをそれぞれ４，３，２（ｍ）とした腹起し材
を意味する。

【００３５】

【表１】

【００３６】このように形成することにより、腹起し材
の比重を小さくすることができるので、水中での見かけ
の重量が軽くなり運搬が容易となる。特に、腹起し材Ｈ
Ｃ，ＨＤは比重を０．５以上１未満にすることができる
ので、水面に浮かべることができると共に、重心を水面
の下側に位置させて回転等をし難い安定した状態にする
ことができ、運搬や水中での設置作業を更に容易にする
ことができる。

【００３７】上記実施形態では、腹起し材５を下水管の
更生工事に用いる場合について説明したが、上記腹起し
材５は土留めにも使用できる。この場合には、図７及び
図８に示すように、土壌を掘削してできた溝１１の両側
に土砂が溝内に崩れ落ちるのを防止するための鋼矢板１
２を取り付け、溝１１の長手方向に横架する腹起し材５
をサポート１３等によりこの鋼矢板１２に圧接して使用
する。この場合においても、キャップ８の凹状部とキャ
ップ９の凸状部とを嵌合させて、複数の腹起し材５を一
体的に連結することができる。したがって、腹起し材５
の連結部にサポート１３で支持することができ、サポー
ト１３の数を減らすことができる。

【００３８】なお、上記中空筒状部材７と上記キャップ
８または９の接合部１０は、摩擦撹拌接合により、確実
に中空筒状部材７の両端開口部を気水密に接合すること
もできる。ここで、摩擦撹拌接合とは、金属例えばアル
ミニウム合金からなる押出形材や板材同士を突合わせ、
この突き合わせ面に回転する接合ツールを挿入し、突き
合わせ面に沿って移動させ、被接合材を塑性流動させる
ことで、両部材を接合するものである。したがって、Ｍ
ＩＧ溶接やＴＩＧ溶接のように溶接部に肉盛等が生じ
ず、接合部１０を平坦にできるので、腹起し材５を整列
状態に積み重ねることができ、運搬や保管を容易にする
ことができる。

【００３９】また、上記実施形態の腹起し材５において
は、中空筒状部材７の両端開口部の一方を凹状部８ｂを
有するキャップ８にて接合し、もう一方を凸状部９ｂを
有するキャップ９にて接合した場合について説明した
が、必ずしもこのような構造にする必要はなく、両端開
口部の両方を凹状部８ｂを有するキャップ８あるいは凸
状部９ｂを有するキャップ９で接合した腹起し材５とす
ることもできる。この場合は、凹状部８ｂを有するキャ
ップ８のみで接合された腹起し材５と凸状部９ｂを有す
るキャップ９のみで接合された腹起し材５の２種類、あ
るいは凹状部８ｂを有するキャップ８と凸状部９ｂを有
するキャップ９にて両端開口部を接合した腹起し材５を
加えた３種類を組み合わせて連結することになる。

【００４０】また、上記実施形態においては、二つの腹
起し材５の嵌合部をジャッキ６やサポート１３で支持す
る場合について説明したが、ジャッキ６やサポート１３
で支持するのは腹起し材５同士の嵌合部である必要はな
く、例えば腹起し材５の長手方向における中央部をそれ
ぞれ支持するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の腹起
し材の構造によれば以下のような効果が得られる。

【００４２】１）請求項１記載の発明によれば、腹起し
材を中空密閉状に形成するので、水中では浮力が加わ
り、水中での見かけの重量が軽くなるため運搬を容易に
することができる。

【００４３】２）請求項２，３記載の発明によれば、腹
起し材全体の比重を１以下好ましくは０．５以上１未満
に形成するので、水中に浮かべることができると共に、
重心が水面の下側にあるので回転等をさせずに安定させ
ることができ、運搬や水中での設置作業を容易にするこ
とができる。

【００４４】３）請求項４記載の発明によれば、中空筒
状部材とキャップは、摩擦撹拌接合により表面が平坦に
接合するので、確実に中空筒状部材の両端開口部を気水
密に接合することができると共に、整列状態に積み重ね
て運搬や保管をすることができる。

【００４５】４）請求項５に記載の発明によれば、キャ
ップに設けられた凹状部と凸状部を嵌合させて複数の腹
起し材を連結することができるので、腹起し材を簡単に
連続的に配置することができる。また、複数の腹起し材
を連結して一体的にすることができるので、最小限の支
保材及びジャッキ等によって腹起し材を支持することが
できる。したがって、支保工用部材を削減することがで
きると共に支保工の設置、解体等を短時間で行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る腹起し材を下水管の更生工事に
適用した場合の下水管の概略断面図である。

【図２】この発明に係る腹起し材の嵌合状態を示す要部
平面図である。

【図３】この発明に係る腹起し材の一例を示す概略断面
図である。

【図４】この発明における腹起し材に接合された凹状部
を有するキャップを示す概略斜視図である。

【図５】この発明における腹起し材に接合された凸状部
を有するキャップを示す概略斜視図である。

【図６】この発明に係る腹起し材の嵌合状態を示す要部
断面図である。

【図７】この発明に係る腹起し材を土留めに適用した場
合の概略断面図である。

【図８】この発明に係る腹起し材を土留めに適用した場
合の概略斜視図である。

【図９】この発明における中空筒状部材の断面図であ
る。

【図１０】この発明における他の中空筒状部材の断面図
である。

【図１１】この発明における他の中空筒状部材の断面図
である。

【図１２】従来の腹起し材を下水管の更生工事に適用し
た場合の使用状態の要部を示す平面図（ａ）及び従来の
別の使用状態の要部を示す側面図（ｂ）である。

【符号の説明】

７中空筒状部材８，９キャップ８ｂ凹状部９ｂ凸状部１０接合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空筒状部材と、この中空筒状部材の両
端開口部に気水密に接合されるキャップとからなること
を特徴とする腹起し材。
【請求項２】全体の比重が１以下に形成されることを特
徴とする請求項１記載の腹起し材。
【請求項３】上記比重が０．５以上１未満であること
を特徴とする請求項２記載の腹起し材。
【請求項４】上記中空筒状部材と上記キャップは、摩
擦撹拌接合により表面が平坦に接合されることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の腹起し材。
【請求項５】上記キャップは、上記中空筒状部材との
接合状態における中空筒状部材の長手方向に凹状部ある
いは凸状部を有し、上記凹状部と凸状部の嵌合により複
数の腹起し材を連結可能に形成したことを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載の腹起し材。