JP2005213889A - 耐火構造物への物品取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばトンネル等の構造体の表面に耐火板を設置してなる耐火構造物に鋼材その他各種物品を取付ける場合に、耐火板に過度の荷重が掛かって変形もしくは破損したり、あるいは耐火性能を損ねることなく良好に取付け支持させることができるようにする。
【解決手段】トンネル等の構造体の表面に耐火板３を設置してなる耐火構造物に各種物品Ｗを取付ける場合の物品取付構造であって、上記構造体に埋設した雌ねじ部品４１に物品取付ボルト１１の一端を螺合させて該ボルト１１の他端を上記耐火板３に形成した貫通穴３１から該耐火板３の外方に突出させ、その物品取付ボルト１１に対して所定位置に留置可能な物品位置決め用のストッパ１２を上記耐火板３の外面に密着する位置に留置させて上記貫通穴３１を閉塞すると共に、上記ストッパ１２と、上記物品取付ボルト１１に螺合したナット１３との間に物品Ｗを挟んで締め付け固定するようしたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、耐火トンネル等の耐火構造物への物品取付構造に関する。更に詳しくは、例えばトンネル等の構造体の表面に耐火板を設置してなる耐火構造物に鋼材その他各種物品を取付ける場合の取付構造に関するものである。

従来たとえばトンネル等の構造物の表面に耐火板を張って耐火構造にすることは知られている（例えば、本出願人が先に提案した下記特許文献１，２参照）。ところが、上記のような耐火構造にすると、その構造物の表面、つまり耐火板の外面に各種物品を取付ける場合に以下のような不都合が生じる。即ち、上記のような耐火板は、ステンレス等の金属もしくは陶やセラミック等の耐火材料で出来ていて物の荷重を支持するためのものではないので、耐火板に各種の物品を直接取付けるには強度的に無理がある。

そこで、耐火板に貫通穴を形成してボルトを通し、そのボルトの一端を構造物本体に支持させ、ボルトの他端に物品を挿通保持させると共にナットをねじ込んで、そのナットと耐火板との間に物品を挟んで締め付けることが考えられるが、ナットを締め付けることによって、耐火板に過度の押し付け力や荷重が掛かって変形したり破損する等のおそれがある。また上記の耐火板に形成した貫通穴があいたままであると耐火性能が低下する等の不具合がある。

特開２００３−３５０９９号公報 特開２００３−７４２９７号公報

本発明は上記の問題点に鑑みて提案したもので、耐火板に過度の荷重が掛かって変形もしくは破損したり、あるいは耐火性能を損ねることなく、各種物品を良好に取付け支持させることのできる耐火構造物への物品取付構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明による耐火構造物への物品取付構造は、以下の構成としたものである。即ち、トンネル等の構造体の表面に耐火板を設置してなる耐火構造物に各種物品を取付ける場合の物品取付構造であって、上記構造体に埋設した雌ねじ部品に物品取付ボルトの一端を螺合させて該ボルトの他端を上記耐火板に形成した貫通穴から該耐火板の外方に突出させ、その物品取付ボルトに対して所定位置に留置可能な物品位置決め用のストッパを上記耐火板の外面に密着する位置に留置させて上記貫通穴を閉塞すると共に、上記ストッパと、上記物品取付ボルトに螺合したナットとの間に物品を挟んで締め付け固定するようしたことを特徴とする。

上記のように構造体に埋設した雌ねじ部品に物品取付ボルトの一端を螺合させて該ボルトの他端を耐火板に形成した貫通穴から該耐火板の外方に突出させ、その物品取付ボルトに対して所定位置に留置可能な物品位置決め用のストッパを上記耐火板の外面に密着する位置に留置させて上記貫通穴を閉塞するようにしたから、耐火性能が低下するのを抑制できると共に、上記ストッパと、上記物品取付ボルトに螺合したナットとの間に物品を挟んで締め付け固定するようしたので、耐火板に押し付け力や荷重が掛かって変形したり破損するのを良好に防止することが可能となる。

以下、本発明を耐火構造物としての耐火トンネルに適用した場合を例にして本発明による物品取付構造を具体的に説明する。

図１は本発明を適用した耐火構造物としての耐火トンネルの一例を示す横断面図、図２（ａ）は上記耐火板取付構造の一部の拡大断面図、同図（ｂ）はその内面側の展開図、同図（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ断面図、図３（ａ）は上記耐火板取付構造の一部の拡大縦断面図、同図（ｂ）は更にその一部の拡大図、図４は上記耐火板取付構造の一部の横断面図である。

本実施形態は、トンネルＴの内面にコンクリート製のトンネル覆工用セグメントを敷設してなるシールドトンネルに適用したもので、そのセグメント１は図１に示すように円弧状に形成され、それをトンネル周方向に順次配設すると共に、トンネル軸方向（長手方向）にも順次配設してトンネル内面全面に被覆する構成であり、その隣り合うセグメントは図に省略した連結ボルト等で順次連結固定されている。

上記のようにセグメント１を敷設したトンネルＴの底部内面には、図１のようにインバートコンクリート２が打設され、そのインバートコンクリート２よりも上側のセグメント１の内面側に耐火板３が配設されている。その耐火板３は、本実施形態においてはセラミック板や珪酸カルシウム板等が用いられ、図２（ｂ）に示すように横長の略長方形状に形成されている。

また上記耐火板３は、本実施形態においては図３および図４に示すようにセグメント１の内面の所定位置に予め埋設したインサートナット４に間隔保持金具５等を介して取付けることによって、耐火板３に取付穴等の貫通穴を形成することなく、かつセグメント１の表面（内面）から所定の間隔をおいて離間した状態で浮かし張りされている。

上記の間隔保持金具５は、図の場合は上記インサートナット４にボルト６等で取付ける取付部５ａと、その取付部５ａの下部にそれと一体に且つ直角方向に設けた折曲部５ｂと、その折曲部５ｂの取付部５ａと反対側の端部にそれらと一体かつ上記取付部５ａと略平行な方向であって、上記折曲部５ｂから互いに反対方向（図の場合は上下方向）に突出する差込片５ｃ・５ｄおよび押さえ片５ｅとよりなる。

上記折曲部５ｂから上方に突出する上向きの差込片５ｃは、本実施形態においては図４で左右方向に一対設けられ、その両差込片５ｃ・５ｃ間に上記差込片５ｄと押さえ片５ｅとが設けられている。また上記差込片５ｃ・５ｃと差込片５ｄとは、取付部５ａと略平行な同一平面内に位置するように構成され、押さえ片５ｅは取付部５ａと略平行で下向きの差込片５ｄよりも取付部５ａ側に位置するように構成されている。

一方、耐火板３の背面側（セグメント側）の上下両辺部には、前記の差込片５ｃ・５ｄを係合させる係止金具７が設けられ、その係止金具７は、本実施形態においては図４に示すように該掛止金具７の両端部に挿通した固定用ボルト８を、耐火板３内に予め埋設したインサートナット９にねじ込むことによって該耐火板３に固定されている。その係止金具７と耐火板３との間には、図４に示すようにスリット状の隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓ内に前記間隔保持金具５の差込片５ｃ・５ｄを図３および図４のように差し込んで係合保持させる構成である。図中、１０はトンネル軸方向に隣り合う耐火板相互間の裏面側（セグメント側）に配設した耐火性のシール材である。

次に、上記のように構成された耐火トンネル等の耐火構造物に各種の物品を取付ける場合の取付構造について説明する。図５は前記のような耐火トンネルの内面に、図１および図２の鎖線示のような施設取付用鋼材等の物品Ｗを取付ける場合の取付構造の一例を示すもので、セグメント１内に予め埋設しておいた雌ねじ部品としてのセラミック等よりなるインサートナット４１と、そのインサートナット４１に一端１１ａが螺合し、他端１１ｂが耐火板３に形成した貫通穴３１から該耐火板３の外方に突出させて配置される物品取付ボルト１１と、その物品取付ボルト１１の耐火板３からの突出端部１１ｂに移動可能に螺合させた雌ねじ付きのストッパ１２と、そのストッパ１２との間に物品Ｗを挟んで締め付け固定するナット１３等で構成されている。

上記ストッパ１２は、図６に示すように、鋼板等の金属よりなる略円板状のストッパ本体（スチールプレート）１２ａと、そのストッパ本体１２ａの略中央部に溶接等で一体的に若しくは一体に設けた鋼管等の金属よりなる筒状の支持部１２ｂとを有し、その支持部１２ｂの内周面には前記の物品取付ボルト１１に螺合する雌ねじ１２ｃを形成すると共に、上記ストッパ本体１２ａの前記耐火板３との当接面側、すなわち上記支持部１２ｂ側の面にセラミックフェルト等の耐火材１２ｄを接着材等で一体的に設けた構成である。図中、１２ｅは上記ストッパ１２を物品取付ボルト１１に螺合させる際に回動用工具等を係合させるための係合孔である。なお上記耐火材１２ｄは、セラミックフェルトに限らず、熱膨張性シート、シリカ繊維シートにより構成してもよく、或いは、ストッパ本体１２ａの表面、特に耐火板３との当接面に耐火塗料を塗布して耐火材としてもよい。

上記のような取付構造を施工するに当たっては、図７に示すように、まず、前記セグメントに予め埋設したインサートナット４１の軸線と一致する位置に耐火板３に前記の貫通穴３１を形成しておき、上記インサートナット４１に前記の物品取付ボルト１１の一端をねじ込むと共に、その物品取付ボルト１１の他端側にストッパ１２を、その支持部１２ｂに形成した雌ねじ１２ｃにより移動可能にねじ込む（螺合させる）。なお、上記物品取付ボルト１１をインサートナット４１にねじ込む前に該ボルト１１の他端側にストッパ１２を螺合させておいてもよい。

そして、上記物品取付ボルト１１をインサートナット４１に所定深さまでねじ込むとと共に、その物品取付ボルト１１の他端側に螺合させたストッパ１２が耐火板３のインサートナット４１の反対側の面に密着するまで更にねじ込む。これにより、耐火板３に形成した貫通穴３１は上記ストッパ１２によって閉塞された状態となる。なお、図示例のようにストッパ本体１２ａの耐火板３との当接部に耐火材１２ｄを設けたものにあっては、その耐火材１２ｄを介してストッパ本体１２ａが耐火板３の外面、すなわちインサートナット４１と反対側の面に密着して、より確実に密閉することが可能となる。

この状態で、前記物品Ｗを、それに形成した取付穴Ｗ１を介して上記物品取付ボルト１１に挿通嵌合させると共に、そのボルト１１に必要に応じて通常のワッシャ１４やスプリングワッシャ１５を嵌めたのち、ナット１３を螺合して締め付け固定する。すると、ナット１３をそれ以上締め付けても、そのナット１３と前記ストッパ１２との間に介在させた物品Ｗに対する締め付け力が増大するだけで、ストッパ１２は、それを単独で若しくは物品取付ボルト１１とともに回動しない限り、ストッパ１２はインサートナット４１ひいてはセグメント１に対して移動することはない。

そのため、上記ナット１３を締め付けても、その締め付け力が耐火板３に作用することはなく、耐火板３に過度な押し付け力や荷重が掛かって変形したり破損するのを良好に防止することができるものである。また耐火板３に形成した貫通穴３１は前記のようにストッパ１２で閉塞されるので、耐火性能が低下することがなく、またストッパ１２の耐火板３との当接面、図示例にあってはストッパ本体１２ａの耐火板３との当接面に前記のような耐火材１２ｄを設けると、更に耐火性能を良好に維持させることができるものである。

なお図示例は、耐火板３の内面に取付ける物品Ｗとしてトンネル長手方向に延びる鋼材、特にアングル材を取付けた例を示したものであるが、これに限らず、各種の物品を取付けることができる。

また上記実施形態は、物品取付ボルト１１と、物品位置決め用のストッパ１２とを別体に形成し、そのストッパ１２に設けた雌ねじ１２ｃを物品取付ボルト１１に螺合させることによって該ボルト１１に対して上記ストッパ１２を所定位置に留置させるようにしたが、上記のボルト１１とストッパ１２とを所定の範囲内もしくは範囲を設けることなく自由にスライド移動可能に嵌合もしくは係合させてストッパピン等で所定位置に留置するようにしてもよい。

また例えば上記ストッパ１２を予め物品取付ボルト１１の所定位置に一体的に固着する等して、前記インサートナット４１に対するボルト１１のねじ込み量を加減することによって上記ストッパ１２を耐火板３に当接（密着）させるようにしてもよい。或いは上記ストッパ１２の前記の筒状の支持部１２ｂをやや長めに形成して、その支持部１２ｂのストッパ本体１２ａと反対側の先端部がインサートナット４１やセグメント１に当接したとき、ストッパ本体１２ａが耐火板３に直接もしくは耐火材１２ｄを介して丁度当接もしくは密着する長さに形成してもよい。その場合、支持部１２ｂの内面には必ずしも雌ねじ１２ｃを設けなくてもよく、単に物品取付ボルト１１に嵌めてセットするだけでストッパ１２を所定位置に留置させることもできる。

また上記物品取付ボルト１１を螺合する雌ねじ部品として、上記実施形態は構造体としてのセグメント１に予め埋設したインサートナット４１を用いたが、これに限らず、例えば耐火板設置後にあてもみする形で、耐火板を貫通させてセグメントコンクリートに穿孔して、あと施工アンカーを取付け、そのアンカーに形成した雌ねじ穴に物品取付ボルト１１を螺合させてもよい。

さらに構造体としてのトンネルセグメント１に対する耐火板３の取付け構造は図示例に限らず、種々の構成のものに適用可能であり、また耐火板を用いたものであればトンネルに限らす各種の建築もしくは構築物等の耐火構造物にも適用できる。

以上のように本発明によれば、耐火板が変形したり破損することなく、しかも耐火性能が低下することなく、耐火トンネル等の耐火構造物に各種物品を取付けることが可能となるもので、例えば設備を後付する必然性が高いシールドトンネル等の地下構造物である耐火構造物にも良好に適用できると共に、その効果を有効に利用することができる。

本発明を適用した耐火構造物の一例を示す横断面図。 （ａ）は上記耐火構造物の一部の拡大断面図、（ｂ）はその内面側の展開図、（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ断面図。 （ａ）は上記耐火構造物の一部の拡大縦断面図、（ｂ）は更にその一部の拡大図。 上記耐火構造物の一部の横断面図。 上記耐火構造物への物品の取付構造の一例を示す縦断面図。 （ａ）はストッパの斜視図、（ｂ）はその縦断面図。 上記図５の物品取付構造の分解縦断面図。

符号の説明

１ セグメント
２ インバートコンクリート
３ 耐火板
３１ 貫通穴
４、９ インサートナット
５ 間隔保持金具
５ａ 取付部
５ｂ 折曲部
５ｃ、５ｄ 差込片
５ｅ 押さえ片
６ ボルト
７ 係止金具
８ 固定用ボルト
１０ シール材
１１ 物品取付ボルト
１２ ストッパ
１２ａ ストッパ本体
１２ｂ 支持部
１２ｃ 雌ねじ
１２ｄ 耐火材
１３ ナット
４１ インサートナット（雌ねじ部品）
Ｔ トンネル
Ｓ 隙間
Ｗ 物品

Claims (4)

1. トンネル等の構造体の表面に耐火板を設置してなる耐火構造物に各種物品を取付ける場合の物品取付構造であって、
   上記構造体に埋設した雌ねじ部品に物品取付ボルトの一端を螺合させて該ボルトの他端を上記耐火板に形成した貫通穴から該耐火板の外方に突出させ、その物品取付ボルトに対して所定位置に留置可能な物品位置決め用のストッパを上記耐火板の外面に密着する位置に留置させて上記貫通穴を閉塞すると共に、上記ストッパと、上記物品取付ボルトに螺合したナットとの間に物品を挟んで締め付け固定するようしたことを特徴とする耐火構造物への物品取付構造。
2. 前記ストッパは、前記物品取付ボルトに螺合する雌ねじによって該ボルトに対して所定位置に留置可能に構成してなる請求項１記載の耐火構造物への物品取付構造。
3. 前記のストッパは、板状のストッパ本体と、そのストッパ本体の略中心部にそれと一体的に設けた筒状の支持部とを有し、その支持部の内周面に前記物品取付ボルトに螺合する雌ねじを形成してなる請求項１または２記載の耐火構造物への物品取付構造。
4. 前記ストッパの耐火板との当接面側に耐火材を設けてなる請求項１〜３のいずれかに記載の耐火構造物への物品取付構造。

Images