JP2006144223A - 施設相互の交差部における構造物の施工法、及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設の交通施設等に対し、別の交通施設、或いは他の施設を交差させる施工において、非開削工法で、地中に複数のエレメントを長さ方向に対して略直交状に並設する構造に好適に利用できる施設相互の交差部における構造物の施工法、及び構造物を提案する。
【解決手段】 本発明の施設相互の交差部における構造物の施工法は、既設施設の長さ方向に対して略直交状に、鋼製エレメント１を地中に引き込むと共に組み合わせて函状又はトンネル状の構造体１’を構築する第一の工程と、該構造体１’の内側面を取付杆２を突出させ、高ナット３を留め付け、全ネジ棒４を固定する第二の工程と、予めその内部に挿通孔５１を有する固定金具５を埋設した面壁板６を、全ネジ棒４の先端を面壁板６の挿通孔５１に挿通させ、ナット７を留め付けて固定する第三の工程と、それらの操作を繰り返して複数の面壁板６を一面状に配設する第四の工程と、配設された複数の面壁板６と構造体１’との間に充填材８を充填する第五の工程とを行う
【選択図】 図２

Description

本発明は、既設の交通施設等に対し、別の交通施設、或いは他の施設を交差させる施工において、非開削工法で、地中に複数のエレメントを長さ方向に対して略直交状に並設する構造に好適に利用できる施設相互の交差部における構造物の施工法、及び構造物に関する。

近年、都市部等においては、交通施設相互の交差において、非開削工法で、地中に複数のエレメントを長さ方向に対して略直交状に並設する構造が採用されるケースが増加している。これは特に軌道下や道路下を横断する新たな線路や道路を構築する場合、既設の軌道面や道路舗装面への影響を最小限に留めること、横断構造体の断面が大きくなってきていること、延長が長くなってきていることなどに対応するものであり、桁形式では対応できないものである。
具体的には、断面略矩形状の鋼製エレメントを一方から牽引して地中に引き込むと共に隣接する鋼製エレメント同士を継手相互で嵌合するように組み合わせ、その内側の土壌を掻き出すことにより、非開削で函状又はトンネル状の構造体を構築する方法が多く採用されている（例えば特許文献１，２など）。
尚、使用される鋼製エレメントは、防食の観点より、防錆塗料などによる塗装が施されている。
特開２０００−２２０３７５公報 特開２０００−１２０３７２公報

しかしながら、防錆塗料による塗装では、長期間に亘って腐食を防止することは実質的に困難であり、しかも前記構造体は、鋼製エレメント同士の継手相互の嵌合により強度が保たれているため、地下水や雨水による腐食、或いは長期間経過による腐食等によって、構造体全体の耐久性が損なわれる虞があった。
そこで、本発明は、交通施設相互の交差において適用でき、前記構造体の鋼製エレメントの補強効果が著しく高い構造物の施工法を提案することを目的とする。
また、交通施設相互の交差ばかりでなく、交通施設と下水道や雨水排水路等の他の施設との交差においても適用でき、その場合には水を流すために粗度係数を小さくする必要があるが、容易に高強度の構造体を施工できる方法を提案することを目的とする。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、既設施設の長さ方向に対して略直交状に、断面略矩形状の鋼製エレメントを地中に引き込むと共に隣接する鋼製エレメント同士を継手相互で嵌合するように組み合わせて函状又はトンネル状の構造体を構築する第一の工程と、該構造体の内側面を構成する鋼製エレメントの側面部から取付杆を突出させ、該取付杆の先端に、高ナットを留め付け、留め付けた高ナットに全ネジ棒を固定する第二の工程と、予めその内部に挿通孔を有する固定金具を埋設した面壁板を、前記構造体と一定間隔を隔てて配設すると共に、前記全ネジ棒の先端を面壁板の挿通孔に挿通させ、ナットを留め付けて固定する第三の工程と、それらの操作を繰り返して複数の面壁板を一面状に配設する第四の工程と、配設された複数の面壁板と複数の鋼製エレメントからなる構造体との間に充填材を充填する第五の工程とを行うことを特徴とする施設相互の交差部における構造物の施工法に関するものである。
尚、鋼製エレメントとしては、一般的に断面矩形状の３種の鋼製エレメント（基準、隅角部、Ｔ字部）と断面略コ字状の鋼製エレメント（一般部エレメント）が用いられるが、本願明細書では断面略矩形状と表記して特に区別しないものとする。

上記施工法の第三〜第五の何れかの工程において、余剰の全ネジ棒の先端を切断することが望ましい。
また、面壁板はポリマー含浸コンクリート、レジンコンクリート、繊維補強コンクリートから選ばれ、充填材はモルタル又はコンクリートであることが望ましい。

また、本発明は、上記施工法によって施工される構造物をも提案するものであって、既設施設の長さ方向に対して略直交状に、複数の断面矩形状の鋼製エレメントを並設して構築した函状又はトンネル状の構造体の内側に、取付杆を突出させ、該取付杆に高ナットを介して全ネジ棒を延設し、予めその内部に挿通孔を有する固定金具を埋設した面壁板を、前記全ネジ棒の先端を固定金具に固定することによって構造体から一定間隔を隔てて面壁板が配設され、配設された複数の面壁板と複数の鋼製エレメントとの間に充填材が充填されてなることを特徴とする。

本発明の施設相互の交差部における構造物の施工法は、既設の道路や軌道等の交通施設等に対し、新たな道路や軌道等の交通施設、或いは下水道や雨水排水用のトンネル等の他の施設を交差させる施工において、非開削工法で、地中に複数の鋼製エレメントを長さ方向に対して略直交状に並設する構造に好適に利用することができる。そして、構造体の内側面の内側に面壁板及びコンクリート等の充填材層を配設する工程は、簡易な作業の組み合わせにより実施されるため、実用的価値が極めて高いものである。

特に余剰の全ネジ棒の先端を切断した場合には、施工される構造物の内壁面となる面壁板の表面が平坦状となって、下水道や雨水排水用のトンネル等のように内部に水を流す施設に好適であり、水の抵抗が小さい内壁面となる。
また、面壁板がポリマー含浸コンクリートやレジンコンクリート、繊維補強コンクリートを用いた場合には、極めて軽量且つ高強度であるため、搬送作業、取付作業並びに施工全体が極めて容易なものとなる。

さらに、上記施工法により施工される構造物は、前記構造体の内側面の内側に、面壁板及びコンクリート等の充填材層を配設した構造であり、鋼製エレメントの補強及び腐食等に対する保護効果が著しく高く、耐久性の高い構造物である。

まず、本発明の施工法を構成する第一〜第五の各工程について説明する。
〔第一工程〕
第一工程とは、既設施設の長さ方向に対して略直交状に、断面略矩形状の鋼製エレメントを地中に引き込むと共に隣接する鋼製エレメント同士を継手相互で嵌合するように組み合わせて函状又はトンネル状の構造体を構築する工程である。
既設施設とは、電車の軌道や自動車道路などの交通施設である。この既設施設に対して新たな施設を略直交状に施工するために上述の構造体を構築するのであるが、新たな施設とは、電車の軌道（例えば地下鉄など）や自動車道路などの交通施設でもよいし、下水道や雨水排水路等の他の施設でもよい。
また、この工程は、前述のように特許文献１，２等に開示された方法であり、複数の鋼製エレメントを組み合わせた構造体の内側の土壌を掻き出すことにより、鋼製エレメントの側面部が露出すると共に内側空間が形成される。

〔第二工程〕
第二工程とは、構造体の内側面を構成する鋼製エレメントの側面部から取付杆を突出させ、該取付杆の先端に、高ナットを留め付け、留め付けた高ナットに全ネジ棒を固定する工程である。
鋼製エレメントの側面部から取付杆を突出させる方法は、鋼製エレメントの側面部に取付杆を構成する取付金具（スタッド）を固定することに他ならず、特にその方法や構造を限定するものではない、例えば予め鋼製エレメントの所定位置に取付金具を一体的に固定しておいてもよいが、鋼製エレメントの引き込みに支障を生じないものとすることが重要である。通常は予め鋼製エレメントの所定位置に取付孔を設け、鋼製エレメントの引き込み後に取付金具を取付孔に溶接等にて固定する方法が採られる。或いは、鋼製エレメントの引き込み後に取付孔を設けるか、取付位置を特定し、その取付孔又は取付位置に取付金具を固定してもよい。取付孔の内周縁には雌螺子溝を設けて取付金具を螺着してもよい。取付金具は、例えば頭部がテーパ状で、鋼製エレメントの内側から挿入されて頭部が係止状に固定されるものでもよい。そして、取付金具（取付杆）の先端には高ナットを連結するための雌螺子溝（タップ切り）を設けておく。
また、取付杆の先端に高ナットを留め付ける作業、並びに留め付けた高ナットに全ネジ棒を固定する作業は、特に説明するまでもなく、極めて容易に実施できる。

〔第三工程〕
第三工程とは、予めその内部に挿通孔を有する固定金具を埋設した面壁板を、前記構造体と一定間隔を隔てて配設すると共に、前記全ネジ棒の先端を面壁板の挿通孔に挿通させ、ナットを留め付けて固定する工程である。
面壁板の内部に予め埋設する固定金具は、全ネジ棒の先端を挿通可能な挿通孔を有する以外の構成については特に限定するものではなく、例えば面壁板の面方向に延在する脚部を形成したものでもよいし、挿通孔の縁部にナットを固着していてもよい。このような固定金具は、面壁板の成形時に、型枠内に仕込んだり、打設したコンクリート組成物が流動性を有しているうちに埋め込むことにより、一体的に埋設することができる。面壁板自体としては、例えばポリマー含浸コンクリート（ＰＩＣ）板を用いることが好ましい。このＰＩＣ板は、短繊維で補強した薄肉のコンクリート板にポリマーを含浸処理したもので、微細な空隙までポリマーで充填されている。そのため、水密性が高く、且つ高強度で、凍結融解性、化学抵抗性及び耐摩耗性などにも優れている。またレジンコンクリート板も同様に不飽和ポリエステル或いはエポキシ樹脂を使用しているため、ＰＩＣ板と同様の性能を有している。さらに、各種の短繊維、硬鋼線、ガラス繊維、炭素繊維等にて補強した繊維補強コンクリート（ＦＲＣ）板を用いるようにしても良い。この面壁板としては、それ以外の形状構成及び素材構成を限定するものではないが、上述のようにＰＩＣ板やレジンコンクリート板、ＦＲＣ板を用いた場合、薄肉、軽量化が可能となり、特に巨大な圧力が作用する下方部分に配置しても圧壊が生じ難く、しかもその現場搬入は極めて容易なものとなる。また、例えば特別な機械装置を必要とせず、人力による搬入及び取付施工も可能となる。さらに、搬入や取付施工に機械装置等を必要としないということは、時間的制約が少なくなることをも意味し、結果的に施工時間の短縮にも貢献する。
また、構造体と一定間隔を隔てて面壁板を配設する作業、全ネジ棒の先端を面壁板の挿通孔に挿通させる作業、並びにナットを留め付けて固定する作業は、特に説明するまでもなく、極めて容易に実施できる。

〔第四工程〕
第四工程とは、それらの操作（第二〜第三工程）を繰り返して複数の面壁板を一面状に配設する工程である。
前記構造体の内側面は、複数の鋼製エレメントにより形成されていたが、その内側空間に、複数の面壁板を配設することにより、構造物の内壁面が形成されるものとなる。

〔第五工程〕
第五工程とは、配設された複数の面壁板と複数の鋼製エレメントからなる構造体との間に充填材を充填する工程である。
充填材としては、モルタル、コンクリート、或いはグラウト材等の各種充填材を用いることができ、この充填材を、複数の鋼製エレメントにより形成される構造体の内側面と、複数の面壁板により形成される構造物の内壁面との間に充填する。

上記の第三〜第五の何れかの工程において、余剰の全ネジ棒の先端を切断することが望ましい。
即ち第三工程において、ナットを留め付けた後であれば、余剰の全ネジ棒の先端を切断する作業は、特に限定するものではなく、例えば第五工程において充填材を充填した後であってもよい。

このような第一〜第五工程の各工程にて構成される本発明の施工法は、鋼製エレメントにより形成される構造体の内側面の内側に、面壁板及びコンクリート等の充填材層を配設するものであって、その各工程は、簡易な作業の組み合わせにより実施できる。
したがって、本発明の施工法は、既設の道路や軌道等の交通施設等に対し、新たな道路や軌道等の交通施設、或いは下水道や雨水排水用のトンネル等の他の施設を交差させる施工において、非開削工法で、地中に複数のエレメントを長さ方向に対して略直交状に並設する構造に好適に利用することができる。
さらに、上記施工法により施工される構造物は、鋼製エレメントの補強及び腐食等に対する保護効果が著しく高く、耐久性の高い構造物である。

以下、図面の実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
図示実施例は、既設施設である電車の軌道下を横断する新たな排水路を構築する例を示す。
第一工程として、図示しない電車の軌道の長さ方向（図面では左右方向）に対して略直交状（図面では表裏方向）に、断面略矩形状の鋼製エレメント１を地中に引き込むと共に隣接する鋼製エレメント同士１，１を継手相互で嵌合するように組み合わせて函状の構造体１’を構築した。そして、構造体１’の内側の土壌を掻き出すことにより、鋼製エレメント１の側面部が露出すると共に内側空間が形成された。また、鋼製エレメント１，１同士を連結する継手嵌合部分にはグラウト（図示せず）を充填した。尚、鋼製エレメント１としては、前述のように断面矩形状の３種の鋼製エレメントと断面略コ字状の鋼製エレメントとが用いられるが、図面上では符号１として区別をしていない。

第二工程として、図２に示すように、構造体１’の内側面を構成する鋼製エレメント１の側面部から取付杆２を突出させ、取付杆２の先端に、高ナット３を留め付け、留め付けた高ナット３に全ネジ棒４を固定した。具体的には、予め鋼製エレメント１の所定位置に取付孔１１を設けておいて鋼製エレメント１の引き込み配設後に取付金具２を取付孔１１に固定した。取付金具２（取付杆）の先端には雄螺子溝を設けておいた。

第三工程としては、予めその内部に挿通孔５１を有する固定金具５を埋設した面壁板６を、前記構造体１’と一定間隔を隔てて配設すると共に、前記全ネジ棒４の先端を面壁板６の挿通孔５１に挿通させ、ナット７を留め付けて固定する工程である。
面壁板６の内部に予め埋設する固定金具５は、全ネジ棒４の先端を挿通可能な挿通孔５１を有し、面壁板６の面方向に延在する脚部５２を形成し、挿通孔５１の縁部にナット５３が固着されている。面壁板６自体としては、ポリプロピレン（ＰＰ）短繊維（２０デニール，２０mm；混入率０.８vol％）にて補強した繊維補強コンクリート（ＦＲＣ）板を用いた。コンクリート強度は２７Ｎ/mm²、空気量は４.５％とした。

第四工程として、前記第二〜第三工程を繰り返して複数の面壁板６を一面状に配設し、構造物の内壁面を形成した。

第五工程として、配設された複数の面壁板６と複数の鋼製エレメント１からなる構造体１’との間に充填材８としてコンクリートを充填した。さらに、余剰の全ネジ棒４の先端を切断し、全ネジ棒４の先端及びナット７を埋めるようにグラウト９を充填した。

こうして実施される本発明の施工法は、非開削工法で、地中に複数の鋼製エレメント１を長さ方向に対して略直交状に並設する構造に利用でき、構造体１’の内側面の内側に面壁板６及びコンクリート等の充填材層８を配設する工程は、何れも簡易な作業の組み合わせにより実施され、極めて実用的価値が高い。
また、施工された構造物の内壁面は、図３に示すように略平坦状であって、水の抵抗が小さい内壁面となり、内部に水を流す施設として好適であった。
さらに、施工された構造物は、鋼製エレメント１の内側に、面壁板６及び充填材層８を配設した構造であり、鋼製エレメント１の補強及び腐食等に対する保護効果が著しく高く、耐久性の高い構造物となった。

各種交通機関や施設の立体交差工事などに適用される。

実施例の施設相互の交差部における構造物の一部を示す断面図である。 図１のＡ部を拡大して示す断面図である。 図１のＢ部における矢視図である。

符号の説明

１ 鋼製エレメント
１’ 構造体
１１ 取付孔
２ 取付杆（取付金具）
３ 高ナット
４ 全ネジ棒
５ 固定金具
５１ 挿通孔
５２ 脚部
５３ ナット
６ 面壁板
７ ナット
８ 充填材（層）
９ グラウト

Claims (4)

1. 既設施設の長さ方向に対して略直交状に、断面略矩形状の鋼製エレメントを地中に引き込むと共に隣接する鋼製エレメント同士を継手相互で嵌合するように組み合わせて函状又はトンネル状の構造体を構築する第一の工程と、該構造体の内側面を構成する鋼製エレメントの側面部から取付杆を突出させ、該取付杆の先端に、高ナットを留め付け、留め付けた高ナットに全ネジ棒を固定する第二の工程と、予めその内部に挿通孔を有する固定金具を埋設した面壁板を、前記構造体と一定間隔を隔てて配設すると共に、前記全ネジ棒の先端を面壁板の挿通孔に挿通させ、ナットを留め付けて固定する第三の工程と、それらの操作を繰り返して複数の面壁板を一面状に配設する第四の工程と、配設された複数の面壁板と複数の鋼製エレメントからなる構造体との間に充填材を充填する第五の工程とを行うことを特徴とする施設相互の交差部における構造物の施工法。
2. 第三〜第五の何れかの工程において、余剰の全ネジ棒の先端を切断することを特徴とする請求項１に記載の施設相互の交差部における構造物の施工法。
3. 面壁板はポリマー含浸コンクリート、レジンコンクリート、繊維補強コンクリートから選ばれ、充填材はモルタル又はコンクリートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の施設相互の交差部における構造物の施工法。
4. 既設施設の長さ方向に対して略直交状に、複数の断面略矩形状の鋼製エレメントを並設して構築した函状又はトンネル状の構造体の内側に、取付杆を突出させ、該取付杆に高ナットを介して全ネジ棒を延設し、予めその内部に挿通孔を有する固定金具を埋設した面壁板を、前記全ネジ棒の先端を固定金具に固定することによって構造体から一定間隔を隔てて面壁板が配設され、配設された複数の面壁板と複数の鋼製エレメントとの間に充填材が充填されてなることを特徴とする施設相互の交差部における構造物。

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