JP2015148044A - 可撓継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート製のとう道の打継目に、多量の浸入水が存在する状況の下で設置される不等沈下や地震時の変位を吸収し止水する可撓継手構造であって、ゴム膜体である伸縮部の破損、脱落等を十分に防止することができる可撓継手構造の提供。【解決手段】隣接するとう道の打継目を覆う伸縮部とこの両側に前記とう道への取り付け片とを備えた可撓部材が固定された可撓継手構造であって、可撓部材の伸縮部の内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段を取り付けたことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、防水・止水機能や耐震補強を主目的として、とう道（トンネル）の打継目に取り付ける可撓継手構造の改良に関するものである。

コンクリート製のとう道(トンネル)では、コンクリートの打継目或いは構造物と隣接する構造継目部分に不等沈下や地震時の変位を吸収し止水する目的で、ゴム製の可撓継手構造がとう道の新設時、或いは漏水防止や耐震補強のために取り付けられている。

従来より使用されている可撓継手構造は、特許文献１或いは２に示すように伸縮機能を持たせたゴム膜体（伸縮部）と、これより左右に伸びる取り付け片を備えたゴム製の可撓部材が一般的であり、既設のとう道の打継目に沿って伸縮部を延設し、左右の取り付け片を隣接するとう道に固定するもので、隣接するとう道がもたらす相互の変位の吸収や防水・止水機能をゴム膜体（伸縮部）にて機能させるようにしたものである。

図１はこの従来の可撓継手構造の代表例を示す断面図であり、符号１、２は隣接するとう道であり、３は打継目である。４はゴム製の可撓部材であり、この例では中央部に二つの山をなすゴム膜体（伸縮部）５を備え、この左右に取り付け片６、７を備えたもので、短尺の単位体を加硫して紙面の表裏に伸びる長尺体とされたものである。このゴムの内部には芯体として一又は複数層の補強帆布５_０が埋設されている。

そして、この可撓継手構造の取り付けは、隣接するとう道１、２にアンカーボルト穴８を削孔し、ここにアンカーボルト９を埋め込んで固定（ケミカルボンド等にて）し、取り付け片６、７に開けられたアンカーボルト挿通穴１０にアンカーボルト９を通し、更に押え板１１をもって取り付け片６，７を押えつつナット１２締めするもので、とう道の打継目全周をゴム膜体（伸縮部）５で覆う構造となっている。

上記の技術にあっては、とう道１、２が地震等によって相互に接近する方向に変位する場合は、その相対変位が瞬時に発生することから、打継目３からもたらされる空気や水（流体）が可撓部材４の伸縮部５即ちゴム膜体を内側より一気に押圧し打継目３に跨る伸縮部５が膨満する。しかるに、これに想定した圧力以上の圧力負荷があった際には、伸縮部５が破損したり、取り付け片６，７が引き抜けたりする可能性があり、以後、可撓継手構造として目的が達せられないのでは、との指摘もある。

この問題に対する解決法として特許文献３が挙げられる。かかる技術は可撓継手構造のこの種の破損に対して、高圧になる流体を可撓継手の装着部材（特許文献３では４a、４ｂ）内に収容してしまう技術である。このため、この技術ではかかる事態を予想して特殊な装着部材を前もって作り上げておく必要があり、装置全体が大型化、複雑化、重量アップし、コスト面でも高価なものとなってしまう。又、場合によっては、装着部材の取り付けができない場所へは可撓継手構造の適用は難しくなるという欠点もあった。

特開２０００−３２０７５８号公報 特開２００２−３８５０３号公報 特開平０９−１０５４９０号公報

本発明の目的とするところは、コンクリート製のとう道の打継目或いは構造物と隣接する構造継目部分に、多量の浸入水が存在する状況の下で、不等沈下や地震時の変位を吸収し止水する可撓継手構造が設置され、ゴム膜体である伸縮部の破損、脱落などを十分に防止することができる可撓継手構造を提供するにある。

本発明の要旨は、以上の課題を達成するためになされたものであって、第１の発明は、隣接するとう道の打継目を覆う伸縮部とこの両側に前記とう道への取り付け片とを備えた可撓部材と、前記取り付け片を押える押え板からなり、前記押え板がとう道にアンカーボルトにて固定される可撓継手構造であって、前記可撓部材の伸縮部の内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段を取り付けたことを特徴とするものである。
そして、前記可撓継手自体に弁圧力調整手段を装着した構造であり、この弁圧力調整手段は前記可撓部材自体に装着するもので、埋め込み金具と連結用金具と圧力逃し弁を内蔵した弁圧力調整装置とを備えたものである。

そして、第２の発明は、隣接するとう道の打継目を覆う伸縮部とこの両側に前記とう道への取り付け片とを備えた可撓部材と、前記取り付け片を押える押え板からなり、前記押え板がとう道にアンカーボルトにて固定される可撓継手構造であって、とう道自体に前記可撓部材の伸縮部の内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段を取り付けたものである。

本発明によれば、とう道間に地下水等が浸入した状態下で、地震等でとう道が接近方向へ瞬時に変位した場合であっても可撓部材の伸縮部に作用する負荷（圧力）を一定以上としない目的で圧力逃し手段を備えたものであり、これによって可撓部材の伸縮部の破損等を防止することができ、更には、可撓部材の取り付け片の引き抜け等も防ぐものである。これによって、設置後の可撓部材のメンテナンスの手数も少なくなったものである。

図１は従来から用いられている可撓継手構造の無加圧状態での断面図である。 図２は第１発明の可撓継手構造の無加圧状態での断面図である。 図３は第１発明の可撓継手構造の加圧状態での断面図である。 図４は第１発明変形例であり無加圧状態での半裁断面図である。 図５は第２発明の可撓継手構造の加圧状態での断面図である。 図６は弁圧力調整手段の一例を示す部品図である。

本発明の可撓継手構造の最大の特徴は、可撓継手構造に弁圧力調整手段を設置し、可撓部材の伸縮部内部の圧力が上昇し、設定した圧力になった時、弁が開き内部流体を逃がし圧力を下げて可撓部材の損傷を防ぐことが最大の目的であり、更には可撓部材の取り付け片の引き抜け等も防ぐものである。

使用する可撓部材は通常はゴム製であり、とう道の打継目の全長に渡って設置されるもので、一体の長尺体に、或いは複数に分割されたものを加硫接着して長尺体とするものである。そして、通常はとう道の打継目の全長を覆う伸縮部を中央に備えるものである。この伸縮部は一つ或いは複数の山形の可撓部にて構成され、とう道の打継目の変位や漏水をこの可撓部が膨らむことによって吸収し阻止することとなる。通常、可撓部材の内部には、全面に一又は複数層の補強帆布が埋設される。

用いられる弁圧力調整手段は、第１の発明にあっては可撓部材の可撓部に直接備えられるものであり、これによって可撓部に対する過圧状態を解消するものである。一方、第２の発明にあっては、弁圧力調整手段を直接可撓部に備えるものではなく、可撓部材が設置されるとう道側に前記可撓部に対する過圧状態を解消するよう弁圧力調整手段を備えたものである。尚、圧力逃し弁の設定圧力は、作用水圧〜設計水圧の間で設定することとなる。

（第１発明）
本発明の第１にあっては、弁圧力調整手段は可撓部材の可撓部（伸縮部）に備えられるものであり、図２は第１発明の可撓継手構造の無加圧状態での断面図、図３は加圧状態での断面図である。図にあって、各符号１、２（とう道）、３（打継目）、４（ゴム製の可撓部材）５（ゴム膜体の可撓部＝伸縮部）、５_０（補強芯体）、６、７（取り付け片）、８（アンカーボルト穴）、９（アンカーボルト）、１０（アンカーボルト挿通穴）、１１（押え板）、１２（ナット）は図１に説明したそれと同様でありここでは説明を省略する。

さて、可撓継手構造における可撓部材４の可撓部５は、打継目３から瞬時に浸入する空気や水等の流体によって大きく膨らむが、想定外の圧力がかかるとこれが破損する恐れがあるとの指摘から、この第１発明にあっては弁圧力調整手段２０を可撓部材４の可撓部５に直接設置したものである。従って、可撓部５に過圧力がかかった際には、その分は弁圧力調整手段２０が機能して可撓部５外に逃がす構造となっている。

可撓部材４の可撓部５に直接設置される弁圧力調整手段２０は、作動の際にその圧力等の条件に耐え得る構造であれば特に制限は無い。図中、２１は可撓部材４の製造時に可撓部（伸縮部）５に埋め込まれる埋め込み金具であり、可撓部材４の製造時に埋設されて加硫成型される。その後、この可撓部材４がとう道に設置される際にこの埋め込み金具２１に対して連結用金具であるエルボ２３、管継手２４、逃し弁２５を内蔵した弁圧力調整装置２６が順次連結されるものである。この弁圧力調整装置２６の具体例は後述する。

そして、地震等によって可撓部５に過剰の圧力をもたらす流体を、可撓部５内より金具２１、２２、逃し弁２５、の順に通過し出口２７より可撓部５外へ逃がすこととなり、ここに可撓部５が想定外の過圧によっても破損等の不測の事態が避けられるようになったものである。

尚、埋め込み金具２１は可撓部材４の製造時に埋設されて加硫成型される例を示したが、可撓部材４の加硫成型後にこれを取り付けることができることは勿論であり、図４はその例の半裁断面図である。即ち、既にとう道に設置されている可撓部材４の可撓部５に穴を開け、後述する図５に示すような埋め込み金具２１Aをここに取り付け、連結金具であるナット２２、エルボ２３、管継手２４等を介し、弁圧力調整装置２６が連結される。

（第２発明）
図５は第２発明の可撓継手構造の加圧状態での断面図である。尚、前例と同様各符号１、２（とう道）、３（打継目）、４（ゴム製の可撓部材）５（ゴム膜体の可撓部＝伸縮部）、５_０（補強芯体）、６、７（取り付け片）、８（アンカーボルト穴）、９（アンカーボルト）、１０（アンカーボルト挿通穴）、１１（押え板）、１２（ナット）は図１に説明したそれと同様でありここでは説明を省略する。

そして、第２の発明は図示するようにとう道（図にあっては符号２側）自体に、可撓部材４の可撓継手５に加わる内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段３０を備えたものである。即ち、可撓部材５の加圧側に入り口３１を、そして、とう道２の外側に出口３２を備えた配管３３を敷設し、出口３２に前記したと同様の弁圧力調整手段３０を備えてなるものである。即ち、出口３２に対し、連結用金具である管継手３４、逃し弁２５を内蔵した弁圧力調整装置２６が順次連結されるものである。

この例では、可撓部材５に急激な内圧が加わった際、従来の構造のものであれば、可撓部材５が破れる場合も考えられるが、可撓部材５を変更することが無く対策を講ずることが可能である。従って、この発明は可撓部材５を新設する際でも、とう道に設置した後でも充分な対策が可能となったものである。

本発明にて用いられる弁圧力調整手段２０、３０は特に制限されるものではないが、例えば、図６に示す株式会社ベン製の弁圧力調整手段（安全逃し弁）が用いられ得る。図中、２１は埋め込み金具、２２は連結用金具、２３はエルボ、２４は管継手である。そして、２６は逃し弁２５を内蔵した弁圧力調整装置であって、これらが順次連結される。２７は流体（空気や水）の出口である。

特に弁圧力調整装置２６について言えば、流体の圧力が所定の圧力以上になると上下に開放する逃し弁２５と、この逃し弁２５を支えるステム４２と、ステム４２に嵌め込まれたバネ受け４３，４４と、バネ受け４３，４４間に挟まれた調節バネ４５と、調節バネ４５の作動を画定する調節ネジ４６と、この調節ネジ４６の押圧力を調整するレバー４７とが備えられている。従って、レバー４７を廻して調節ネジ４６に押圧力を付与し、これによって調節バネ４５に所定の力が加えられ、逃し弁２５がこの力によって常態では流体を通さない状態を維持している。そして、流体の圧力が大きくなり、調節バネ４５によって逃し弁２５に加えられている力よりも大きくなるとこの逃し弁２５が開放され、流体が出口２７より外部に逃出される機能を持っている。本発明はこのような機能を持つ弁圧力調整装置２６を採用して可撓部材５の破損等の欠点を改良したものである。

とう道に備えた可撓継手構造にあって、地震等によるとう道の変曲を可撓部材の可撓部が膨らむことによってこれを吸収するが、空気や水の急激な浸水時にあっては可撓部に大きな圧力上昇をきたし、設計値を超えた際には可撓部材の固定部からの漏水、固定部の引抜け、或いは可撓部の破損にいたる。これらの際には、破損した可撓部材の取り外し、点検調査、新品への交換となり、多くの工数とコストが発生する。

しかるに、本発明は可撓部材内の圧力を逃がすことを可能としたもので、圧力逃し弁の設定圧力になった時、瞬時に弁が開き流体を逃がし圧力を下げることとしたものである。このため、可撓部材からの漏水、固定部の引抜け、破損等を防ぐことが可能となったもので、広く応用が可能である。

１、２ とう道
３ 打継目
４ ゴム製の可撓部材
５ ゴム膜体の可撓部（伸縮部）
６、７ 取り付け片
８ アンカーボルト穴
９ アンカーボルト
１０ アンカーボルト挿通穴
１１ 押え板
１２ ナット
２０、３０ 弁圧力調整手段
２１、２１A 埋め込み金具
２２ ナット
２３ エルボ
２４、３４ 管継手
２５ 逃し弁
２６ 弁圧力調整装置
２７ 流体出口
３１ 加圧側入り口
３２ 配管の出口
３３ 配管
４２ ステム
４３、４４ バネ受け
４５ 調節バネ
４６ 調節ネジ
４７ レバー

Claims (4)

1. 隣接するとう道の打継目を覆う伸縮部とこの両側に前記とう道への取り付け片とを備えた可撓部材と、前記取り付け片を押える押え板からなり、前記押え板がとう道にアンカーボルトにて固定される可撓継手構造であって、前記可撓部材の伸縮部の内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段を取り付けたことを特徴とする可撓継手構造。
2. 前記可撓部材自体に弁圧力調整手段を装着した請求項１記載の可撓継手構造。
3. 前記弁圧力調整手段は、埋め込み金具と連結用金具と圧力逃し弁を内蔵した弁圧力調整装置とからなる請求項１又は２記載の可撓継手構造。
4. 隣接するとう道の打継目を覆う伸縮部とこの両側に前記とう道への取り付け片とを備えた可撓部材と、前記取り付け片を押える押え板からなり、前記押え板がとう道にアンカーボルトにて固定される可撓継手構造であって、とう道自体に前記可撓部材の伸縮部の内部圧力の過度の上昇を防ぐために、弁圧力調整手段を取り付けたことを特徴とする可撓継手構造。