JP2018031242A - 管構造 - Google Patents
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管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、応力分散材による応力分散作用によって、コンクリート体の端面付近における管体の応力状態の急変を緩和できる。この結果、応力集中を抑制して、管体の損傷を防止することができる。
応力分散材を管体の内周面ではなく外周面に設けることよって、管体の内部空間の断面積が減るのを回避できる。
これによって、管体におけるコンクリート体が被さった部分は変形が抑制又は阻止される。管体における変形拘束材が設けられた部分は、前記コンクリート体が被さった部分よりも弱い力で変形を抑制される。管体における変形拘束材よりも外側の部分は変形が許容される。これによって、管体の応力状態の急変を確実に緩和でき、応力を確実に分散させることができる。
これによって、管体に対する変形拘束力を確実に発現させることができる。
これによって、コンクリート体の端面から遠ざかるにしたがって変形拘束力を減少させることができ、応力状態の急変を確実に緩和することができる。
これによって、管体における変形許容材よりもコンクリート体の奥側の部分は、変形が抑制又は阻止される。管体における変形許容材が設けられた部分は、変形許容材の変形許容分だけ変形が許容される。管体におけるコンクリート体から突出された部分は変形が十分許容される。これによって、管体の応力状態の急変を確実に緩和でき、応力を確実に分散させることができる。
これによって、管体における変形許容材が設けられた部分は、変形許容材の弾性変形可能分だけ変形を許容されるようにできる。
これによって、コンクリート体の奥側から端面に近づくにしたがって変形許容度を増大させることができ、応力状態の急変を確実に緩和することができる。
前記同質曲管からなる管構造において、前記コンクリート体内における前記端面の直近の外面連結材が、前記管体に沿って前記端面の外部へ延び出ることによって、前記変形拘束材を構成していることが好ましい。
これによって、同質曲管における外面連結材及び変形拘束材の施工を効率化できる。
なお、本発明に係る管構造は、前記同質曲管等の曲管構造に限られず、直管構造であってもよい。
<第1実施形態>
図1及び図2は、本発明の第1実施形態を示したものである。図1に示すように、管構造1は、例えば下水道管や農業用水管等として提供される。管構造1は、同質曲管2と、防護コンクリート3(コンクリート体)を備えている。同質曲管2は、例えば原材管を斜めに切断して複数の単位管11を得、隣接する2つの単位管11のうち一方の単位管11を他方の単位管11に対して180°回転させたうえで、切断端面どうしを突き当てて連接したものである。これによって、同質曲管2の管軸が、所定角度(例えば90°)曲げられている。
なお、曲管体10の受口2aは、外周が拡径されることなく薄肉化されることで挿口2bを受ける構造になっていてもよい。或いは、曲管体10の一端部に受口2aとなるカラーを設けて僅かに拡径させて挿口2bを受ける構造にしてもよい。
曲管体10における変形拘束材30が設けられた部分は、変形拘束材30によって拘束され、膨張変形を抑制される。変形拘束材30による変形拘束力は、防護コンクリート3による変形拘束力よりも低い。これによって、端面3e付近における曲管体10の応力状態の急変を緩和して、応力を分散させることができる。埋入部分30dを設けて、変形拘束材30が防護コンクリート3の端面3eを跨ぐようにすることによって、曲管体10の端面3e上での応力状態の不連続性を確実に緩和できる。この結果、応力集中を抑制して、曲管体10の損傷を防止することができる。
更に、変形拘束材30によって、防護コンクリート3が不等沈下した場合に生じる剪断応力に対する耐力を増大できる。
変形拘束材30を曲管体10の内周面ではなく外周面に設けることによって、同質曲管2の管路断面積ひいてはコンダクタンスが損なわれるのを回避できる。
図3は、第1実施形態の変形態様に係る。該変形態様における変形拘束材30は、埋入部分30dを有していない。変形拘束材30の全体が、防護コンクリート3の外部に配置されている。変形拘束材30における防護コンクリート3を向く端面が、端面3eに接している。
この変形態様によれば、外面連結材20Eを作製することによって、変形拘束材30をも同時に作製できる。これによって、外面連結材20E及び変形拘束材30の施工を効率化でき、ひいては同質曲管2の施工を効率化できる。
図7及び図8は、本発明の第2実施形態を示したものである。図7に示すように、管構造1Bにおいては、管体10Sが直管にて構成されている。直管体10Sは、繊維強化プラスチック管(FRP管)や繊維強化プラスチック複合管(FRPM管)等の硬質樹脂管によって構成されている。FRP管やFRPM管は、フィラメントワインディング成形法によって作製されていてもよい。
直管体10Sにおける変形拘束材30が設けられた部分は、変形拘束材30によって拘束され、膨張変形を抑制される。変形拘束材30による変形拘束力は、コンクリート体3Bによる変形拘束力よりも低い。これによって、端面3e付近における直管体10Sの応力状態の急変を緩和して応力を分散させることができる。この結果、応力集中を抑制して、直管体10Sの損傷を防止することができる。
図9及び図10は、本発明の第3実施形態を示したものである。図9に示すように、管構造1Cにおいては、直管体10Sにおける端面3e付近の部分に変形許容材40(応力分散材)が設けられている。変形許容材40は、弾性材によって構成されている。弾性体の材質としては、直管体10Sを構成するFRPよりも弾性率が低い(柔軟性に富んだ)ものであることが好ましく、例えば、ゴム(SBR、CR、EPDM等の合成ゴム、天然ゴム等)や、発泡性プラスチック等が挙げられる。
コンクリート体3B内の直管体10Sにおける変形許容材40が設けられた部分は、変形許容材40が圧縮可能な分だけ、膨張変形が許容される。変形許容材40の圧縮による直管体10Sの膨張変形の許容度は、コンクリート体3Bの外部における膨張変形の許容度よりは小さい。これによって、端面3e付近における直管体10Sの応力状態の急変を緩和して応力を分散させることができる。この結果、応力集中を抑制して、直管体10Sの損傷を防止することができる。
例えば、変形拘束材30等の応力分散材が、管体の内周面に設けられていてもよい。変形拘束材30の材質は、繊維強化プラスチックに限られず、変形許容材40と同様のゴム等であってもよい。
第1実施形態と第3実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、第1実施形態(図1〜図2)又はその変形態様(図3〜図6)における同質曲管2の応力分散材として、変形拘束材30に代えて、第3実施形態(図9〜図10)又はその変形態様(図11〜図14)の変形許容材40を適用してもよい。
2 同質曲管
2a 受口
2b 挿口
2c 曲がり部分
2i 内周り部分
2o 外周り部分
3 防護コンクリート(コンクリート体)
3B コンクリート体
3e 端面
10 曲管体(管体)
10S 直管体(管体)
10e 隙間
11 単位管
11e 傾斜端面
20 外面連結材
20E コンクリート体端面直近の外面連結材
21 布状体
22 充填樹脂
30 変形拘束材(応力分散材)
30e 張り出し部分
30d 埋入部分
31 布状体
32 充填樹脂
40 変形許容材(応力分散材)
Claims (9)
- 管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備えたことを特徴とする管構造。 - 前記応力分散材が、前記管体の外周面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の管構造。
- 前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の外部へ張り出すとともに前記管体の変形を拘束する変形拘束材を含み、前記変形拘束材の変形拘束力が前記コンクリート体の変形拘束力よりも低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の管構造。
- 前記変形拘束材が、繊維強化プラスチックを含むことを特徴とする請求項3に記載の管構造。
- 前記変形拘束材の厚みが、前記端面から遠ざかるにしたがって小さくなっていることを特徴とする請求項3又は4に記載の管構造。
- 前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の奥側へ延び、前記管体の変形を許容する変形許容材を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の管構造。
- 前記変形許容材が、弾性材を含むことを特徴とする請求項6に記載の管構造。
- 前記変形許容材の厚みが、前記端面から前記コンクリート体の奥側へ向かって小さくなっていることを特徴とする請求項6又は7に記載の管構造。
- 前記管体と外面連結材を含む同質曲管を備え、
前記管体が、複数の単位管を含み、各単位管が自らの軸線に対して斜めをなす傾斜端面を有し、隣接する単位管の傾斜端面どうしが突き当てられ、
前記外面連結材が、隣接する単位管の外周面どうし間に跨って、これら単位管どうしを連接しており、
前記コンクリート体内における前記端面の直近の外面連結材が、前記管体に沿って前記端面の外部へ延び出ることによって、前記応力分散材を構成していることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の管構造。
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