JP2008031741A

JP2008031741A - 耐荷材

Info

Publication number: JP2008031741A
Application number: JP2006207052A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hosokawa; 細川　　豊
Original assignee: Raiteku KK; Kaihatsu Concrete KK; Wakow Bussan Co Ltd
Current assignee: Raiteku KK; Kaihatsu Concrete KK; Wakow Bussan Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: JP4656605B2

Abstract

【課題】比較的安価にして、荷重に対して強度の向上を図るとともに、製造が容易な耐荷材を提供する。
【解決手段】外側鋼管２と、この外側鋼管２内に配置される内側鋼管３と、これら外側鋼管２と内側鋼管３との間に配置した補強鋼棒４と、それら外側鋼管２と内側鋼管３との間に充填した充填材６とを備える。外側と内側の鋼管２，３により充填材６が拘束され、圧縮応力が向上し、外側と内側の鋼管２，３の間にある補強鋼棒４，４，４を引張領域側とすることにより、その補強鋼棒４，４，４が曲げによる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができ、しかも、鋼管２，３と鋼棒４，４，４との組み合せにより耐荷材を簡易に構成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、積雪や落石等を受け止める防護柵や道路橋、標識、街路灯などの各種建造物の構成材や崩壊土砂や地すべりを防止する杭などに好適な耐荷材に関する。

従来から山腹の斜面部等に構築して落石や積雪等を受け止めて道路等への落下、流入を防止する防護柵が知られており、例えば、山腹の斜面部に間隔を置いて縦孔を穿孔し、この縦孔に建て込んだパイプ支柱を並設するとともに、これら各パイプ支柱に複数段のケーブルとともに金網を張設した落石等の防護柵（例えば、特許文献１）が提案されている。

このような落石・雪崩保護構造物に用いる支柱の材料として、両端を開放した鋼管と、この鋼管の両端部に配置した支圧板と、鋼管内に軸方向に収納し、両端を前記支圧板に定着したアンポンドタイプの鋼線あるいは鋼棒と、鋼管内に充填したコンクリートとよりなる耐荷材（例えば、特許文献２）が提案されている。この耐荷材では、補強材に緊張力を導入せず、耐荷材が変形すると、引張側の補強材が伸ばされるため、この時点で初めて緊張力が導入される。そして、特許文献２には、ＰＣ鋼棒によりコンクリートの抜け出し防止、及び補強により曲げ強度の上昇が可能なことが記載されており、補強材としてはアンポンドタイプのＰＣ鋼棒が用いられている。また、支柱は鋼管内に、シース材で被覆されたアンポンドタイプのＰＣ鋼材を配置すると共に、鋼管内にコンクリートを充填して製作した剛性部材である。ＰＣ鋼材は支柱の引張側に配列し、各ＰＣ鋼材を製作時に緊張力を導入せずその両端が定着してあり、支柱に曲げ力が作用したときにＰＣ鋼材に緊張力が導入されるように配置している（例えば、特許文献３）。この特許文献３のものは、ＰＣ鋼材によりプレストストレスを付与していた従来例に対して、ＰＣ鋼材に緊張力を付与することなく、曲げ応力が加わると、該ＰＣ鋼材に緊張力が発生するように構成することにより、強度向上を図っている。しかし、これらのものはいずれもＰＣ鋼材等を用いることから、一般的の鉄筋などに比べ材料費と製作費が嵩むという問題がある。

また、この種の落石・雪崩等保護構造物とは異なるが、引張材が緊張され、支圧板からコンクリートに軸方向にプレストが導入されている（例えば、特許文献４）コンクリート構造部材があり、この構造部材では、閉鎖断面形状の拘束部材と、拘束部材内に充填されるコンクリートと、コンクリートの両端面に密着し、コンクリートを挟み込む支圧板と、両支圧板を貫通してコンクリート中に軸方向に配置される引張材とから構成され、引張材と拘束部材が引張力を、コンクリートが圧縮力をそれぞれ独立して負担することにより引張力や圧縮材として、または曲げ材として使用されるものである。そして、拘束部材を二重に配置しており、コンクリートと拘束材を組み合わせることにより、圧縮耐力と靭性が上昇すると記載されている。しかし、プレストレスを導入するには、上述したように材料費と製作費がかかるＰＣ鋼棒などが必要となり、また、公報の図２に示すように、断面円形の拘束部材を二重としその隙間及び内側の拘束部材内にコンクリートを充填した構造であるから、内外の拘束部材を位置決めしてから、コンクリートを充填しなければならず、その位置決め作業が煩雑となり、製造コストがかかることが予想される。
特開平７−１９７４２３号公報特開平６−１４６２２５号公報特開平７−２６５１９公報特開平７−６２７９２号公報

そこで、本発明は、比較的安価にして、荷重に対して強度の向上を図るとともに、製造が容易な耐荷材を提供することをその目的とする。

請求項１の発明は、外側鋼管と、この外側鋼管内に配置される内側鋼管と、これら外側鋼管と内側鋼管との間に配置した補強鋼棒と、それら外側鋼管と内側鋼管との間に充填した充填材とを備えるものである。

また、請求項２の発明は、前記補強鋼棒は、外周に凹凸を有するものである。

また、請求項３の発明は、前記補強鋼棒は、長さ方向に連続する平面部を両側に有するものである。

また、請求項４の発明は、前記内側鋼管内に充填材を充填したものである。

請求項５の発明は、外側鋼管内に内側鋼管を配置し、これら外側鋼管と内側鋼管との間に補強鋼棒を配置し、それら外側鋼管と内側鋼管との間に充填材を充填する耐荷材の製造方法であって、前記外側鋼管の内面又は内側鋼管の外面に３本以上の前記補強鋼棒を固定した後、前記外側鋼管内に前記内側鋼管を挿入する方法である。

請求項１の構成によれば、外側と内側の鋼管により充填材が拘束され、圧縮応力が向上し、外側と内側の鋼管の間にある補強鋼棒を引張領域側とすることにより、その補強鋼棒が曲げによる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができ、しかも、鋼管と鋼棒との組み合せにより耐荷材を簡易に構成できる。

また、請求項２の構成によれば、外面の凹凸により補強鋼棒と充填材との密着性が向上し、補強鋼棒と充填材とが一体化される。

また、請求項３の構成によれば、平面部を用いて鋼管への固定が容易となり、且つ、平面部が面で鋼管に接し、製造時における外側鋼管への内側鋼管の挿入作業が容易となる。

また、請求項４の構成によれば、内側鋼管に充填した充填材により、圧縮応力が向上する。

請求項５の構成によれば、補強鋼棒が外側と内側の鋼管のスペーサとなり、外側鋼管への内側鋼管の挿入配置と断面方向に位置合わせとが容易となり、製造工程を簡略化できる。

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、従来とは異なる耐荷材を採用することにより、従来にない耐荷材とその製造方法が得られ、その耐荷材とその製造方法を夫々記述する。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明の実施例１を示し、図１に示すように、耐荷材１は、断面円形の外側鋼管２内に間隔を置いて断面円形の内側鋼管３を挿入配置し、それら外側鋼管２と内側鋼管３との間に、複数の補強鋼棒４を配置し、この補強鋼棒４を配置した外側鋼管２と内側鋼管３との間の外側充填空間５に、無収縮モルタルなどの充填材６を充填し、また、内側鋼管３の内部の内側充填空間７にも、前記充填材６を充填して養生したものである。

前記補強鋼棒４は、異形鋼棒であり、その外周に凹凸として台形螺子部11を長さ方向全長に有する。また、その補強鋼棒４の外周には、長さ方向に連続する平面部12，12が断面両側に設けられ、平面部12においては前記台形螺子部11が切り取られており、直径方向両側の平面部12，12は平行をなす。尚、補強鋼棒４は鋼管２，３の長さ方向に連続して設けられ、長さも略同一である。

前記補強鋼棒４の平面部12，12の間隔は、前記外側鋼管２の内面と内側鋼管３の外面との間隔より僅かに狭く設定されている。そして、外側充填空間５には、３本以上の補強鋼棒４が配置され、この例では、外側充填空間５には、周方向等間隔に４本の補強鋼棒４，４Ａ，４Ａ，４Ａを配置し、隣り合う補強鋼棒４，４Ａ，４Ａ，４Ａが円周方向９０度の角度をなす位置にある。尚、補強鋼棒４Ａが配置位置が異なる以外は、前記補強鋼棒４と同一構成である。さらに、前記補強鋼棒４の隣りに、補強鋼棒４，４を配置して３本の補強鋼棒４，４，４を円周方向３０度の角度をなす位置に並べる。

次に、前記耐荷材１の製造方法を説明すると、まず、内側鋼管３の外面に、前記補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａを固定する。この場合、一方の平面部12を内側鋼管３の外面に沿わせて溶接などで固定する。このようにして、補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａを固定した内側鋼管３を、外側鋼管２内に挿入する。この場合、内側鋼管３は、複数の補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａの平面部12を外側鋼管２の内面に沿わせて、外側鋼管２内に内側鋼管３を挿入することができる。そして、挿入後、鋼管２，３の一端側を上に向けて配置し、その上側の開口から外側充填空間５及び内側充填空間７に充填材６を充填し、養生することにより、耐荷材１が得られる。尚、充填材を充填する前の耐荷材１に、亜鉛などの鍍金処理を施してもよい。

図４及び図５は前記耐荷材１の使用例を示し、図４では、雪崩や落石等を受け止める防護柵101の支柱に耐荷材１を用いており、複数の耐荷材１，１…を間隔をおいて立設し、これら耐荷材１，１…の間に金網102などを張設して雪崩や落石等を受け止める防護面103を形成している。尚、雪崩や落石等を受け止めて耐荷材１を曲げる力が加わった場合の引張領域側に前記補強鋼棒４，４，４を配置する。具体的には、耐荷材１が後に倒れる場合、耐荷材１の断面前側に引張領域側に前記補強鋼棒４，４，４が位置するように耐荷材１を設ける。また、図５では、耐荷材１を地すべり抑止杭などとして使用しており、この抑止杭となる耐荷材１は、移動層111に打ち込まれ、下部は不動層112に打ち込まれている。

このように本実施例では、外側鋼管２と、この外側鋼管２内に配置される内側鋼管３と、これら外側鋼管２と内側鋼管３との間に配置した補強鋼棒４と、それら外側鋼管２と内側鋼管３との間に充填した充填材６とを備えるから、外側と内側の鋼管２，３により充填材６が拘束され、圧縮応力が向上し、外側と内側の鋼管２，３の間にある補強鋼棒４，４，４を引張領域側とすることにより、その補強鋼棒４，４，４が曲げによる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができ、しかも、鋼管２，３と鋼棒４，４，４との組み合せにより耐荷材１を簡易に構成できる。

また、このように本実施例では、補強鋼棒４は、外周に凹凸たる台形螺子部11を有するから、台形螺子部11により補強鋼棒４と充填材６との密着性が向上し、補強鋼棒４と充填材６とを一体化できる。

また、このように本実施例では、補強鋼棒４は、長さ方向に連続する平面部12，12を両側に有するから、平面部12，12を用いて鋼管２，３への固定が容易となり、且つ、平面部12が面で鋼管２，３に接し、製造時における外側鋼管２への内側鋼管３の挿入作業が容易となる。

また、このように本実施例では、内側鋼管３内に充填材６を充填したから、内側鋼管３に充填した充填材６により、圧縮応力が向上する。

また、このように本実施例では、外側鋼管３内に内側鋼管２を配置し、これら外側鋼管２と内側鋼管３との間に補強鋼棒４，４Ａを配置し、それら外側鋼管２と内側鋼管３との間に充填材６を充填する耐荷材１の製造方法であって、外側鋼管２の内面又は内側鋼管３の外面に３本以上の補強鋼棒４，４Ａを固定した後、外側鋼管２内に内側鋼管３を挿入するから、補強鋼棒４，４Ａが外側と内側の鋼管のスペーサとなり、外側鋼管２への内側鋼管３の挿入配置と断面方向に位置合わせとが容易となり、製造工程を簡略化できる。ここで、補強鋼棒４，４Ａを３本以上としたのは、内側鋼管３を補強鋼棒４，４Ａにより支持して位置決めするのに、３本以上の補強鋼棒４，４Ａがあれば、３点で支持して位置決めできるからであり、３本の補強鋼棒４，４Ａ，４Ａを用いる場合は、それらを円周方向１２０度の角度をなす位置に配置すればよい。

また、実施例上の効果として、４本の補強鋼棒４，４Ａ，４Ａ，４Ａが円周方向９０度の角度をなす位置に配置したから、鋼管２，３同士の位置決めを確実に行うことができる。

図６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、まず、外側鋼管２の内面に、前記補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａを固定する。この場合、一方の平面部12を外側鋼管２の内面に沿わせ、外側鋼管２の両端開口部から溶接棒が届く範囲で溶接などで固定する。このようにして、外側鋼管２に補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａを固定した後、外側鋼管２内に内側鋼管３を挿入する。この場合、内側鋼管３は、複数の補強鋼棒４，４，４，４Ａ，４Ａ，４Ａの平面部12に沿って位置決め状態で挿入できる。

このように本実施例においても、上記実施例１と同様な作用・効果を奏する。

図７〜図８は、本発明の実施例３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、前記内側鋼管３に内部に、補強体20を挿入配置して該内側鋼管３に固定した後、内部に前記充填材６を充填し、養生したものである。前記補強体20は、板材からなる３枚の補強リブ21，21，21をほぼ正三角形に配置し、これら補強リブ21，21，21の頂部21Ｓ，21Ｓ，21Ｓに帯状鋼板22，22，22を溶着してなる。また、前記帯状鋼板22の幅Ｗは、前記補強リブ21の厚さＴの２倍以上である。また、補強体20の帯状鋼板22，22，22は、前記内側鋼管３の内面と僅かな隙間を介して挿通可能に取付けられている。そして、製造時には、補強体20を組立てた後、内側鋼管３の一側開口から該補強体20を挿入配置し、溶接棒などが届く開口側で補強体20を内側鋼管３の内面に溶着固定した後、内部に充填材６を充填する。また、図８に示すように、補強リブ21の端部は溶接部23により帯状鋼板22に固定される。尚、補強リブ21，21，21の１つは、荷重を受けた場合の引張領域となる補強鋼棒４，４，４側に位置し、圧縮領域側に１つの頂部21Ｓが位置する。

このように本実施例においても、上記各実施例と同様な作用・効果を奏する。

また、この例では、断面円形の内側鋼管３の内部に、断面三角形の補強リブ21，21，21を内接して設けると共に、補強リブ21，21，21の２つの頂点21Ｓを鋼管の引張領域側に配置したから、鋼管２内部の補強リブ21，21，21により、断面において内部のセメント混合材である充填材６を構成する無収縮モルタルが拘束され、圧縮応力が向上し、引張領域側に補強リブ21，21の２つの頂点21Ｓ，21Ｓを連結するリブ21があるため、これが曲げにより生じる引張力に抗して引張領域側の引張応力が向上し、荷重に対する応力を効果的に向上することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、補強鋼棒の数や配置は適宜選定可能である。また、補強鋼棒の凹凸は、実施例で示した螺子状のもの以外でも、長さ方向の突条などによる凹凸でもよく、補強鋼棒と充填材との密着性を向上できれば、各種の凹凸を用いることができる。

本発明の実施例１を示す耐荷材の断面図である。同上、補強鋼棒を固定した外側鋼管の断面図である。同上、補強鋼棒を示し、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は側面図である。同上、耐荷材を支柱に用いた防護柵の正面図である。同上、耐荷材を地すべり防止杭に用いた場合であり、図５（Ａ）は移動層の谷側に地すべり防止杭を設けた断面図、図５（Ｂ）は移動層の山側に地すべり防止杭を設けた断面図を示す。本発明の実施例２を示す補強鋼棒を固定した内側鋼管の断面図である。本発明の実施例３を示す耐荷材の断面図である。同上、補強体の要部の断面図である。

符号の説明

１耐荷材
２外側鋼管
３内側鋼管
４，４Ａ補強鋼棒
６無収縮モルタル（充填材）
12 平面部

Claims

外側鋼管と、この外側鋼管内に配置される内側鋼管と、これら外側鋼管と内側鋼管との間に配置した補強鋼棒と、それら外側鋼管と内側鋼管との間に充填した充填材とを備えることを特徴とする耐荷材。
前記補強鋼棒は、外周に凹凸を有することを特徴とする請求項１記載の耐荷材。
前記補強鋼棒は、長さ方向に連続する平面部を両側に有することを特徴とする請求項１又は２記載の耐荷材。
前記内側鋼管内に充填材を充填したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐荷材。
外側鋼管内に内側鋼管を配置し、これら外側鋼管と内側鋼管との間に補強鋼棒を配置し、それら外側鋼管と内側鋼管との間に充填材を充填する耐荷材の製造方法であって、前記外側鋼管の内面又は内側鋼管の外面に３本以上の前記補強鋼棒を固定した後、前記外側鋼管内に前記内側鋼管を挿入することを特徴とする耐荷材の製造方法。