JP2020183645A

JP2020183645A - 耐火被覆構造

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Publication number: JP2020183645A
Application number: JP2019087798A
Authority: JP
Inventors: 現奥本; Gen Okumoto; 弘茂小林; Hiroshige Kobayashi; 浩清南野; Hirokiyo Minamino; 井上　直史; Tadashi Inoue; 直史井上
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2039-05-07
Also published as: JP7249864B2

Abstract

【課題】耐火性、止水性、可動性を合理的に満たすことのできる耐火被覆構造を提供する。【解決手段】耐火被覆構造１０は、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の間の伸縮性の目地材９を有する境界部に設けられる。耐火被覆構造１０は、当該境界部を跨ぐように内空側に設けられたカバー１１と、カバー１１の内空側の面に、ＳＣ函体５の内空面から連続して設けられた耐火被覆層１７と、を具備する。カバー１１の一方の端部１１ａはＳＣ函体５に固定され、他方の端部１１ｂは、ＲＣ函体３の内空側に、ＲＣ函体３に対して移動可能に配置される。カバー１１の中間部１１ｃは、内空側に向かって窪んだ凹部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、トンネル等の函体間の耐火被覆構造に関する。

ＲＣ（鉄筋コンクリート）造の函体（以下、ＲＣ函体という）同士を接続してトンネルを構築することがあり、不同沈下への追従性の観点からＲＣ函体同士の境界部には可とう式継手が設けられる。

可とう式継手の内空側には境界部を火災から保護するための耐火被覆構造が設けられる。例えば特許文献１では、ＲＣ躯体をトンネル軸方向に並べてトンネルを構築する際に、ＲＣ躯体間に伸縮性の目地材（可とう式継手）を設け、その内空側に止水材と耐火板を配置することが記載されている。

特許第5687894号公報

上記はＲＣ函体同士の境界部の例であるが、近年では施工性等の観点からＳＣ造（鋼コンクリート合成構造）の函体（以下、ＳＣ函体という）の利用が検討されることも多い。ＳＣ函体は鋼殻の内側にコンクリートを充填したものである。

耐火被覆構造に求められる機能としては、耐火性の他、函体間の境界部から浸入した水が内空に漏水するのを防止する止水性、函体間の相対変位に追従するための可動性があり、ＲＣ函体同士を接続するケースのみならず、ＲＣ函体とＳＣ函体を接続するようなケースにおいてもこれらの性能を合理的に満たす耐火被覆構造が求められる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐火性、止水性、可動性を合理的に満たすことのできる耐火被覆構造を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明は、第１の函体と第２の函体の間の可とう式継手を有する境界部に設けられる耐火被覆構造であって、前記境界部を跨ぐように前記第１、第２の函体の内空側に設けられたカバーと、前記カバーの内空側の面に設けられた耐火被覆層と、を具備し、前記カバーの一方の端部が前記第１の函体に固定され、前記カバーの他方の端部が、前記第２の函体の内空側に、前記第２の函体に対して移動可能に配置され、前記カバーの前記境界部に対応する部分が、内空側に向かって窪んだ凹部を有することを特徴とする耐火被覆構造である。

本発明の耐火被覆構造では、第１、第２の函体間の境界部にカバーを設け、カバーの内空側の面に耐火被覆層を設けることにより、函体間の境界部を火災から保護することができる。また、カバーの一方の端部は第１の函体の内空側の面に固定され、他方の端部が第２の函体に対して移動可能なので、函体間の相対変位にカバーを確実に追従させることができる。さらに、カバーの上記境界部に当たる位置に凹部を設け、この凹部が排水用の樋として機能することにより、両函体の境界部から浸入した水が内空に漏水するのを確実に防止できる。結果、耐火性、止水性、可動性を合理的に満たすことのできる耐火被覆構造を提供することができる。

例えば前記第１の函体は鋼殻内にコンクリートを充填して形成され、前記第２の函体はコンクリートにより形成され、前記耐火被覆層は、前記第１の函体の内空側の面から連続して前記カバーの内空側の面に設けられる。
本発明はＲＣ函体同士の境界部でも適用できるが、ＳＣ函体とＲＣ函体の境界部に適用するのも望ましく、この場合はＳＣ函体の内空側の面から連続するように耐火被覆層を設け、ＳＣ函体とカバーの耐火被覆を一体的に形成する。

前記他方の端部は、前記第１、第２の函体が並ぶ方向に沿った長孔を有し、前記他方の端部が、前記長孔に通されたアンカー部材を用いて前記第２の函体の内空側の面に取り付けられることが望ましい。
これにより、カバーの端部が第２の函体から外れるのを防止しつつ、両函体の相対変位時にはアンカー部材が長孔内をスライドし、相対変位を妨げることが無い。

前記カバーは、前記他方の端部の内空側に、前記長孔を覆う覆いを有することが望ましい。
これにより、長孔内をアンカー部材がスライドするのを耐火被覆が妨げることが無くなる。

前記カバーの前記他方の端部と前記第２の函体の内空側の面の間に隙間が設けられ、前記隙間に止水材が配置されることが望ましい。
カバーの端部と第２の函体の間に隙間を設けることにより、第２の函体に対してカバーの端部を滑らかに移動させることができる。また止水材を設けることにより内空への漏水を防止できる。

本発明によれば、耐火性、止水性、可動性を合理的に満たすことのできる耐火被覆構造を提供することができる。

トンネル１を示す図。耐火被覆構造１０を示す図。カバー１１の端部１１ｂを示す図。耐火被覆構造１０の形成方法を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。

（１．トンネル１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る耐火被覆構造を有するトンネル１を示す図である。トンネル１は地盤２に埋設され、ＲＣ函体３とＳＣ函体５をトンネル軸方向に並べ、隣り合う函体同士を接続して構成される。

ＳＣ函体５（第１の函体）は埋設型枠として機能する鋼殻内にコンクリートを充填して形成される。一方、ＲＣ函体３（第２の函体）は型枠内に鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより形成される。

図１（ｂ）に示すように、トンネル１は、トンネル軸方向と直交する断面において頂版ａ、底版ｂ、および側壁ｃを有し、この断面形状はＲＣ函体３とＳＣ函体５でほぼ同じである。

本実施形態の耐火被覆構造は、図１（ｂ）の点線で示すように、ＲＣ函体３とＳＣ函体５の頂版ａ同士、側壁ｃ同士の間で設けられる。

（２．耐火被覆構造１０）
図２はＳＣ函体５とＲＣ函体３の頂版ａの境界部を示す図であり、当該境界部のトンネル軸方向の断面図である。

前記したように、ＳＣ函体５は鋼殻５１内にコンクリート５２を充填して形成され、鋼殻５１にはコンクリート５２に埋設される補強リブ等が設けられる。またＲＣ函体３はコンクリート３１により形成され、内部には鉄筋等が配置される。

ＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部では、ＳＣ函体５の端面とＲＣ函体３の端面の間に目地材９が設けられる。目地材９は樹脂やゴム等の伸縮性を有する部材であり、函体間の可とう式継手を構成する。

目地材９は、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の内空１００側の面（以下、内空面ということがある）よりも外側（地盤２側）に後退して設けられる。目地材９の内空１００側にはＳＣ函体５の端面とＲＣ函体３の端面が露出した空間６が設けられる。

耐火被覆構造１０は、目地材９や、上記の空間６に露出したＳＣ函体５の端面の鋼殻５１を火災から保護するために、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の間の境界部に設けられる。

耐火被覆構造１０は、カバー１１、耐火被覆層１７等を有する。

カバー１１は、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部を跨ぐように両函体の内空１００側に設けられる。カバー１１はステンレススチールなどの金属板により形成される。

カバー１１の一方の端部１１ａは、ＳＣ函体５の内空面にボルト・ナット等の固定部材１１２によって固定される。

カバー１１の他方の端部１１ｂは、ＲＣ函体３の内空１００側に配置される。当該端部１１ｂとＲＣ函体３の内空面との間には隙間１２が設けられ、隙間１２にはパッキン等の止水材１３が配置される。

当該端部１１ｂは、トンネル軸方向（ＳＣ函体５とＲＣ函体３が並ぶ方向）に沿った長孔１１８を有し、長孔１１８に通されたアンカー部材１１３とナット１１４ａ、１１４ｂを用いてＲＣ函体３の内空面に取り付けられる。

カバー１１の端部１１ｂのトンネル軸方向の先端には、内空１００側に折り返した折返部１１ｄが形成される。

また、カバー１１の端部１１ｂの内空１００側には長孔１１８を覆う箱状の覆い１１ｅが設けられる。覆い１１ｅの内空１００側の面には孔１１９が設けられる。

カバー１１の両端部１１ａ、１１ｂの間の中間部１１ｃは、ＲＣ函体３とＳＣ函体５の境界部に対応する位置にあり、内空１００側に向かって窪んだ凹部を有する。この凹部は、ＲＣ函体３とＳＣ函体５の境界部から内空１００側に浸入した水を排水する樋の役割を有する。

耐火被覆層１７は、ＳＣ函体５の内空面から連続し、カバー１１の内空１００側の面を覆うように設けられる。耐火被覆層１７はモルタル等の耐火材を吹付けることにより形成される。なお、耐火被覆層１７の補強や剥落防止のため、耐火被覆層１７の内部にステンレスメッシュを埋設したり、耐火被覆層１７の内空１００側の面にグラスファイバーネットを設けることなども可能である。

図３は、カバー１１の端部１１ｂを耐火被覆層１７を省略して示した断面斜視図であり、覆い１１ｅの位置を通るトンネル長手方向の断面を示している。

本実施形態では、函体間の相対変位時にカバー１１の端部１１ｂがＲＣ函体３に対して移動可能であり、これにより函体間の相対変位にカバー１１を追従させることができる。

すなわち、函体間の相対変位時、カバー１１の端部１１ｂは矢印Ａに示すように長孔１１８の方向に沿ってＲＣ函体３の内空面に対し略平行に移動し、この時アンカー部材１１３が長孔１１８内を相対移動（スライド）する。ＳＣ函体５の表面は鋼殻５１であるため耐火被覆層１７が必要であるが、ＲＣ函体３の表面はコンクリートであり耐火被覆層を省略できるので、耐火被覆層により端部１１ｂの移動が妨げられることはない。

アンカー部材１１３の軸には雄ネジが設けられ、カバー１１の端部１１ｂを挟み込むようにナット１１４ａ（図２参照）、１１４ｂが設けられる。これによりカバー１１の端部１１ｂがＲＣ函体３の内空面に取付けられる。

なお、ナット１１４ｂとカバー１１の端部１１ｂの間にはドーナツ状のワッシャー板１１４ｃが配置される。また、アンカー部材１１３の軸径は長孔１１８の幅より小さく、ナット１１４ａ、１１４ｂおよびワッシャー板１１４ｃの外径は長孔１１８の幅よりも大きい。

（３．耐火被覆構造１０の形成方法）
耐火被覆構造１０を形成するには、図４に示すようにアンカー部材１１３をＲＣ函体３の内空面に固定し、アンカー部材１１３の軸にナット１１４ａを取付ける。そして、カバー１１の一方の端部１１ａを固定部材１１２によってＳＣ函体５の内空面に固定する。

また、アンカー部材１１３をカバー１１の他方の端部１１ｂの長孔１１８に通し、長孔１１８から突出した先端にナット１１４ｂとワッシャー板１１４ｃ（図３参照）を取付ける。ナット１１４ｂとワッシャー板１１４ｃは覆い１１ｅの孔１１９から挿入し、ナット１１４ｂとワッシャー板１１４ｃを取付けた後、当該孔１１９をテープ等の封鎖材（不図示）で封鎖する。なお、カバー１１には止水材１３を予め取付けている。

その後、耐火被覆層１７を、ＳＣ函体５の内空面から連続するようにカバー１１の内空１００側の面に吹付ける。必要に応じて、前記のステンレスメッシュやグラスファイバーネットを設けることで、図２に示す耐火被覆構造１０が形成される。

このように、本実施形態の耐火被覆構造１０では、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部にカバー１１を設け、カバー１１の内空１００側の面に耐火被覆層１７を設けることにより、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部を火災から保護することができる。また、カバー１１の一方の端部１１ａはＳＣ函体５の内空面に固定され、他方の端部１１ｂがＲＣ函体３に対して移動可能なので、函体間の相対変位にカバー１１を確実に追従させることができる。さらに、カバー１１の上記境界部に当たる位置に凹部を設け、この凹部が排水用の樋として機能することにより、両函体の境界部から浸入した水が内空１００に漏水するのを確実に防止することができる。結果、耐火性、止水性、可動性を合理的に満たすことのできる耐火被覆構造１０が提供される。

耐火被覆構造１０は本実施形態のようにＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部に適用するのが望ましく、ＳＣ函体５の内空面から連続するように耐火被覆層１７を設け、ＳＣ函体５とカバー１１の耐火被覆を一体的に形成する。ただし、耐火被覆構造１０は上記のＳＣ函体５をＲＣ函体３に置き換えたＲＣ函体３同士の境界部でも適用でき、この場合はカバー１１の内空１００側の面のみに耐火被覆層１７を設ければよい。

また、カバー１１の端部１１ｂはトンネル軸方向に沿った長孔１１８を有し、長孔１１８に通されたアンカー部材１１３を用いてＲＣ函体３の内空面に取り付けられる。これにより、カバー１１の端部１１ｂがＲＣ函体３から外れるのを防止しつつ、ＲＣ函体３とＳＣ函体５の相対変位時にはアンカー部材１１３が長孔１１８内をスライドし、相対変位を妨げることが無い。

また、カバー１１の端部１１ｂの内空１００側に長孔１１８を覆う覆い１１ｅが設けられ、耐火被覆層１７から保護されるので、長孔１１８内をアンカー部材１１３がスライドするのを耐火被覆層１７が妨げることが無い。

また、カバー１１の端部１１ｂとＲＣ函体３の間に隙間１２が設けられるので、ＲＣ函体３の内空面に対してカバー１１の端部１１ｂを滑らかに移動させることができる。また隙間１２に止水材１３を設けることにより内空１００への漏水を防止できる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態ではトンネル１を構成する函体の例を説明しているが、本実施形態の耐火被覆構造１０はその他の構造物を構成する函体であっても適用可能である。

また、耐火被覆構造１０では、カバー１１の端部１１ｂに長孔１１８を設けたが、長孔１１８に代えてその他の形状の孔を設けてもよい。いずれにせよ、孔に通したアンカー部材１１３によって端部１１ｂの脱落を防止でき、且つ函体間の相対変位時にアンカー部材１１３が孔内を相対移動できるような構成であればよい。

また、カバー１１の端部１１ｂがＲＣ函体３の内空面に沿って移動可能であれば、前記の隙間１２を省略することも可能である。

また、目地材９の内空１００側の空間６に止水材を設け、ＳＣ函体５とＲＣ函体３の境界部から浸入した水が内空１００に漏水するのを防止することも可能である。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：トンネル
２：地盤
３：ＲＣ函体
５：ＳＣ函体
６：空間
９：目地材
１０：耐火被覆構造
１１：カバー
１１ａ、１１ｂ：端部
１１ｃ：中間部
１１ｄ：折返部
１１ｅ：覆い
１２：隙間
１３：止水材
１７：耐火被覆層
３１、５２：コンクリート
５１：鋼殻
１００：内空
１１２：固定部材
１１３：アンカー部材
１１４ａ、１１４ｂ：ナット
１１４ｃ：ワッシャー板
１１８：長孔
１１９：孔

Claims

第１の函体と第２の函体の間の可とう式継手を有する境界部に設けられる耐火被覆構造であって、
前記境界部を跨ぐように前記第１、第２の函体の内空側に設けられたカバーと、
前記カバーの内空側の面に設けられた耐火被覆層と、
を具備し、
前記カバーの一方の端部が前記第１の函体に固定され、
前記カバーの他方の端部が、前記第２の函体の内空側に、前記第２の函体に対して移動可能に配置され、
前記カバーの前記境界部に対応する部分が、内空側に向かって窪んだ凹部を有することを特徴とする耐火被覆構造。
前記第１の函体は鋼殻内にコンクリートを充填して形成され、
前記第２の函体はコンクリートにより形成され、
前記耐火被覆層は、前記第１の函体の内空側の面から連続して前記カバーの内空側の面に設けられることを特徴とする請求項１記載の耐火被覆構造。
前記他方の端部は、前記第１、第２の函体が並ぶ方向に沿った長孔を有し、
前記他方の端部が、前記長孔に通されたアンカー部材を用いて前記第２の函体の内空側の面に取り付けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐火被覆構造。
前記カバーは、前記他方の端部の内空側に、前記長孔を覆う覆いを有することを特徴とする請求項３記載の耐火被覆構造。
前記カバーの前記他方の端部と前記第２の函体の内空側の面の間に隙間が設けられ、
前記隙間に止水材が配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の耐火被覆構造。