JP2006057323A

JP2006057323A - アーチ形中空構造物

Info

Publication number: JP2006057323A
Application number: JP2004240110A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Watanabe; 康夫渡辺
Original assignee: Nihon Samicon Co Ltd
Current assignee: Nihon Samicon Co Ltd
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】断面横方向への変形を防止し、強度的に優れたアーチ形中空構造物を提供する。
【解決手段】アーチ形プレキャストコンクリートを有する上部のアーチ形構２と、このアーチ形構２の下部間に設けられた底部のインバート４とを備えたアーチ形中空構造物である。前記アーチ形構２の下部間を連結する引張部材５を設けたから、アーチ形中空構造物１の断面を横方向に広げる力が加わると、引張部材５に引張力が加わって該引張部材５が対抗するため、強度的に優れた構造となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アーチ形をなす中空構造物に関する。

従来、アーチ形中空構造物として、３ヒンジアーチ型の単位長のコンクリートブロックを連接し、該ブロック群をＰＣ鋼材で緊張してなるプレキャストコンクリート製スノーシェルターがある。このシェルターは、アーチ部材端に曲げモーメントが生じない３ヒンジのコンクリートアーチを主要構成材とし、信頼性の高いプレキャストブロック部材で構築（例えば、特許文献１）しており、このように３ヒンジ構造のアーチ形構造物を地中に埋設し、アーチカルバートとして通路を形成するものが知られ、また、アーチ形構を形成する一対のプレキャストコンクリートアーチ形ユニット板と、前記アーチ形構の下部を連結する下部工とを備えたアーチ形中空構造物において、前記一対のアーチ形ユニット板の頂部相互を剛に接合すると共に、前記アーチ形ユニット板の下部を前記下部工に剛に接合したアーチ形構（例えば特許文献２）が知られている。

また、山岳トンネルの掘削に際し、吹付けコンクリート、または、吹付けコンクリートとロックボルトによるＮＡＴＭ（ＮｅｗＡｕｓｔｉａｎＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）で支保工を施工することにより、従来の現場打ちコンクリート覆工に代えて薄くて軽量なプレキャスト板による覆工、いわゆるＰＣＬ工法（ＰｒｅｃａｓｔＣｏｎｃｒｅｔｅＬｉｎｉｎｇ）が注目されるようになっている。このＰＣＬ工法は現場打ちコンクリート覆工に比べ掘削断面の縮小などによる工費の節減，施工速度の向上，品質及び管理の向上などの利点を有している。また、アーチ形などのトンネルでは、アーチ部分の強度を向上するためにインバートを用い、例えば、トンネルの底面を掘削してアーチ部分の両端を連結するインバートを設けたもの（例えば特許文献３及び特許文献４）があり、このようにトンネルを拡張した場合等では、インバートを設けて土圧に対する強度の向上が図られる。
実開昭５９−１９２９１１号公報特開２０００−３３７０９０号公報特公平７−４５７９９号公報（図面）特開平１０−２２０１８６号公報

上記特許文献３及び特許文献４のアーチ形中空構造物のように、上部のアーチ形構と、底部のアーチ形をなすインバートとにより構造物の断面全体が略曲面形状となるため、土圧などに対する強度の向上を図ることができる。

ところで、上記のようなアーチ形中空構造物では、一般的に、上部は略半円形のアーチ形であるが、下部は上部より曲率の大きなアーチ形をなすため、落石や土圧などの垂直方向の荷重を受けると、上部のアーチ形構の下部間が広がる方向に変形し易い構造となる。

そこで、本発明は、断面横方向への変形を防止し、強度的に優れたアーチ形中空構造物を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、アーチ形プレキャストコンクリートを有する上部のアーチ形構と、このアーチ形構の下部間に設けられた底部のインバートとを備えたアーチ形中空構造物において、前記アーチ形構の下部間を連結する引張部材を設けたものである。

また、請求項２の発明は、前記引張部材がプレキャストコンクリート製であるものである。

また、請求項３の発明は、前記引張部材は、前記アーチ形構の下部間を連結する鋼材を備えるものである。

また、請求項４の発明は、前記引張部材は、構造物の長さ方向に所定間隔を置いて配置されているものである。

また、請求項５の発明は、前記アーチ形構の下部に基礎体を設け、この基礎体は、前記アーチ形構を固定するアーチ受部と、前記引張部材を連結する連結受部と、前記インバートを分割した分割インバート部とを一体に備えるプレキャストコンクリート製であるものである。

請求項１の構成によれば、アーチ形中空構造物の断面を横方向に広げる力が加わると、引張部材に引張力が加わって該引張部材が対抗するため、強度的に優れた構造となる。

また、請求項２の構成によれば、型枠などを用いることなく、引張部材を現場で配置して据付けることができ、プレキャストコンクリート製の引張部材を採用することにより、強度にばらつきが少なく、安定した強度を備えたものとなる。

また、請求項３の構成によれば、鋼材により引張力に有効に対抗することができる。

また、請求項４の構成によれば、構造物の全長に引張部材を設けることなく、所定間隔毎に引張部材を配置して断面変形に対抗することができ、引張部材の簡略化を図ることができる。

また、請求項５の構成によれば、前記アーチ形構を固定するアーチ受部と、前記引張部材を連結する連結受部と、前記インバートを分割した分割インバート部とが一体化されているため、これを現場に据付けることにより、施工性の向上と製品の品質安定性が得られる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規なアーチ形中空構造物を採用することにより、従来にないアーチ形中空構造物が得られ、そのアーチ形中空構造物について記述する。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１〜図３は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、アーチ形中空構造物１は、上部の略半円形の半円アーチ形構２と、この半円アーチ形構２の下部である基礎体３，３と、この半円アーチ形構２の両側の下部間に設けられた底部のインバータ４と、前記基礎体３，３を連結する構造体１幅方向の引張部材５とを備え、この引張部材５には引張力が加わる。

前記半円アーチ形構２は、プレキャストコンクリート製の側部アーチ形ユニット11，11と、プレキャストコンクリート製の中央アーチ形ユニット板12とを略半円アーチ形に組み立て、さらに、構造物１の長さ方向に接合して形成される。それらユニット板11，11，12は、高強度コンクリートからなり、その湾曲方向にアンポンドＰＣ鋼材13を配置し、このアンボンドＰＣ鋼材13を緊張すると共に、該アンボンドＰＣ鋼材13の両端を定着し、これによりユニット板11，11，12の湾曲方向に緊張力を付与している。そして、前記ユニット板11，12同士の接合箇所を接合手段により接合している。そして、前記ユニット板11，12同士の接合箇所の端部側に、外面側に膨出する肉厚部14を形成し、ユニット板11，12の接合箇所において両ユニット板11，12の肉厚部14，14に接合手段たる接合用ＰＣ鋼材15を湾曲状に挿通し、この挿通した接合用ＰＣ鋼材15の両端を定着具（図示せず）により定着し、ユニット板11，12の接合箇所を圧接状態で接合する。

前記基礎体３は、高強度コンクリートを用いたプレキャストコンクリート製で、略ブロック状の部分を有し、アーチ受部たる側壁部21と、この側壁部21の内側に設けられ前記引張部材５を連結する連結受部22と、前記インバート４を分割した分割インバート部23と一体に有し、複数の基礎体３が構造物１の長さ方向に連続して設けられる。前記分割インバート部23の外側端部は前記側壁部21側に一体に連結され、側壁部21及び分割インバート部23の外側端部において、前記基礎体３の下面は平坦面３Ｍに形成されている。前記分割インバート部23の内端23Ｎは構造物１の幅方向中央より外側に位置し、両側の分割インバート部23，23の内端23Ｎ，23Ｎ間には現場打ちコンクリート部24が形成されている。そして、前記インバート４は、両側の分割インバート部23，23とこれらに一体に設けられた現場打ちコンクリート部24とからなる。尚、分割インバート部23には、前記ユニット板11，11，12と同様にＰＣ鋼材（図示せず）によりその湾曲方向に緊張力を付与するようにしてもよい。前記連結受部22は、前記引張部材５の端部を連結する水平方向の連結面22Ａと、この連結面22Ａの上端から外側に形成された平坦面22Ｂとを備え、この連結状態で前記平坦面22Ｂが引張部材５の上面と略面一となる。

前記引張部材５は、高強度コンクリートを用いたプレキャストコンクリート製であって、略平板状をなし、その両端が前記連結面22Ａ，22Ａに連結され、構造物１の幅方向のＰＣ鋼材25を、引張部材５及び両側の前記基礎体３，３に複数挿通し、前記ＰＣ鋼材25の端部を定着具26，26により定着する。このようにアーチ形構２の下部である両側の基礎体３，３を、インバート４の上方において、略水平方向に配置した前記引張部材５が連結する。尚、引張部材５及び両側の前記基礎体３，３には前記ＰＣ鋼材25を挿通するダクト27が形成されている。尚、前記ＰＣ鋼材25に緊張力を付与するようにしてもよい。また、基礎体３と引張部材５とを鉄筋で連結するようにしてもよい。

前記基礎体３の平坦面３Ｍの下部には、上から、均しコンクリート層31と砕石などの基礎材層32とが設けられる。また、インバート４の中央下部には、上から、均しコンクリート層31Ａと砕石などの基礎材層32Ａとが設けられる。さらに、均しコンクリート層31，31Ａ間には、斜めに形成した均しコンクリート層31Ｂが形成されている。そして、インバート４の下面と均しコンクリート層31Ｂ，31Ａ，31Ｂとの間にはコンクリート等の充填材33が充填される。

また、インバート４の上部に下部材35を充填し、前記引張部材５より上方に道路面36を形成する。また、この例では、アーチ形構造物１を地中に埋設して設けている。

このようにして構築したアーチ形構造物１にあっては、上部からの土圧や地上における輪荷重などにより、上から鉛直方向に荷重が加わり、構造物１を断面幅方向に広げる力が加わっても、引張部材５により構造物１の変形を防止し、上下アーチ構造により強度的に優れた構造物１となる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、アーチ形プレキャストコンクリートであるユニット板11，12を有する上部のアーチ形構２と、このアーチ形構２の下部間に設けられた底部のインバート４とを備えたアーチ形中空構造物において、アーチ形構２の下部間を連結する引張部材５を設けたから、アーチ形中空構造物１の断面を横方向に広げる力が加わると、引張部材５に引張力が加わって該引張部材５が対抗するため、強度的に優れた構造となる。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、引張部材５がプレキャストコンクリート製であるから、現場で型枠などを用いることなく、引張部材５を現場で配置して据付けることができ、強度にばらつきが少なく、安定した強度を備えたものとなる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、引張部材５は、アーチ形構２の下部間を連結する鋼材たるＰＣ鋼材25を備えるから、鋼材はコンクリートより引張力に強く、ＰＣ鋼材25により引張力に有効に対応することができる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、アーチ形構２の下部に基礎体３を設け、この基礎体３は、アーチ形構２を固定するアーチ受部たる側壁部21と、引張部材５を連結する連結受部22と、インバート４を分割した分割インバート部23とを一体に備えるプレキャストコンクリート製であるから、このようにアーチ形構２を固定する側壁部21と、引張部材５を連結する連結受部22と、インバート４を分割した分割インバート部23とが一体化されているため、これを現場に据付けることにより、施工性の向上と製品の品質安定性が得られる。

また、実施例上の効果として、アーチ形構造２は、プレキャストコンクリート製の側部アーチ形ユニット11，11と、プレキャストコンクリート製の中央アーチ形ユニット板12とを略半円アーチ形に組み立ててなるから、施工性に優れたものとなる。また、両側の分割インバート部23，23の内端23Ｎ，23Ｎ間には現場打ちコンクリート部24が形成されているから、内端23Ｎ，23Ｎから鉄筋（図示せず）と突出して設け、現場打ちコンクリート部24に鉄筋を埋設することにより、両分割インバート部23，23の一体化を簡便に現場で行うことができる。

尚、この例では、プレキャスト製のアーチ形構２，基礎体３及び引張部材５は、構造物１の長さ方向の寸法を同一にしている。

図４は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、基礎体３，３及びインバータ４を、現場打ちコンクリートにより形成して鉄筋コンクリートとし、さらに、基礎体３，３とを連結する引張部材５を現場打ちコンクリートにより形成して鉄筋コンクリートとしている。

また、アーチ形構造物１は、落石・雪崩防護用のシェッドであり、上部の半円アーチ形構２が露出している。

このように本実施例において、アーチ形プレキャストコンクリートを有する上部のアーチ形構２と、このアーチ形構２の下部間に設けられた底部のインバート４とを備えたアーチ形中空構造物において、アーチ形構２の下部間を連結する引張部材５を設けたから、雪崩や落石などによりアーチ形中空構造物１の断面を横方向に広げる力が加わると、引張部材５に引張力が加わって該引張部材５が対抗するため、強度的に優れた構造となり、各請求項に対応して、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。

図５は本発明の実施例３を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、引張部材５Ａの構造物長さ方向の寸法が、基礎体３の構造物長さ方向の寸法より小さく、引張部材５Ａを構造物１の長さ方向に所定間隔を置いて配置しており、両側の基礎体３，３に対応して、１つの引張部材５Ａを設けている。尚、図５では、１つの引張部材５Ａに１本のＰＣ鋼材25を挿通しているが、複数のＰＣ鋼材25を用いてもよい。

このように本実施例において、アーチ形プレキャストコンクリートを有する上部のアーチ形構２と、このアーチ形構２の下部間に設けられた底部のインバート４とを備えたアーチ形中空構造物において、アーチ形構２の下部間を連結する引張部材５Ａを設けたから、アーチ形中空構造物１の断面を横方向に広げる力が加わると、引張部材５Ａに引張力が加わって該引張部材５Ａが対抗するため、強度的に優れた構造となり、各請求項に対応して、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本実施例では、請求項４に対応して、引張部材５Ａは、構造物１の長さ方向に所定間隔を置いて配置されているから、構造物１の全長に引張部材を設けることなく、所定間隔毎に引張部材５Ａを配置して断面変形に対抗することができ、引張部材５Ａの簡略化を図ることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、アーチ形構は略半円形をなしていればよい。また、実施例では、インバートを分割すると共に、一部を現場打ちコンクリート部24により構成したが、構造物の幅方向全体を一体化したプレキャストコンクリート製のインバートを用いてもよいし、現場打ちコンクリート部24を設けずに略に分割したものを用いてもよい。さらに、充填材33に現場打ちコンクリートを用いてもよい。また、鋼材には、ＰＣ鋼材以外にも、鉄筋などを用いることができる。

本発明の実施例１を示すアーチ形中空構造物の断面図である。同上、アーチ形中空構造物の下部の一部切欠き平面図である。同上、一部を切欠いた引張部材と基礎体の斜視図である。本発明の実施例２を示すアーチ形中空構造物の断面図である。本発明の実施例３を示すアーチ形中空構造物の下部の一部切欠き平面図である。

符号の説明

１アーチ形中空構造物
２半円アーチ形構
３基礎体
４インバータ
５，５Ａ引張部材

Claims

アーチ形プレキャストコンクリートを有する上部のアーチ形構と、このアーチ形構の下部間に設けられた底部のインバートとを備えたアーチ形中空構造物において、前記アーチ形構の下部間を連結する引張部材を設けたことを特徴とするアーチ型中空構造物。
前記引張部材がプレキャストコンクリート製であることを特徴とする請求項１記載のアーチ形中空構造物。
前記引張部材は、前記アーチ形構の下部間を連結する鋼材を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のアーチ形中空構造物。
前記引張部材は、構造物の長さ方向に所定間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーチ形中空構造物。
前記アーチ形構の下部に基礎体を設け、この基礎体は、前記アーチ形構を固定するアーチ受部と、前記引張部材を連結する連結受部と、前記インバートを分割した分割インバート部とを一体に備えるプレキャストコンクリート製であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーチ形中空構造物。