JP2023047552A - 更生管及び更生管用帯状部材 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時荷重などにより既設管の所定箇所が集中的に変位した場合でも、変位集中箇所付近の伸縮部分が破断されるのを防止できる更生管用帯状部材、及び該帯状部材からなる更生管を提供する。【解決手段】既設管更生用帯状部材１０を既設管２の内周に沿うように螺旋状に巻回して螺旋管状の更生管３を構成する。既設管更生用帯状部材１０は、第１嵌合部１３及び伸縮部１５を含む伸縮側帯部１０ａと、第２嵌合部１４及び跨ぎ部２０を含む規制側帯部１０ｂとを備えている。前記螺旋状に巻回された状態で、第２嵌合部１４が第１嵌合部１３と嵌合され、かつ、跨ぎ部２０が、伸縮部１５を跨いで伸縮部１５の伸長を規制する。【選択図】図３

Description

本発明は 既設管の内周にライニングされる更生管及び該更生管を構成する帯状部材に関し、特に螺旋管状の更生管、及びベローズなどの伸縮部を有する帯状部材に関する。

老朽化した下水道管などの既設管の内周に沿うように帯状部材を螺旋状に巻回して螺旋管状の更生管を構築することによって、既設管を更生する方法は公知である（特許文献１、２等参照）。例えば、特許文献１の帯状部材には、帯幅方向へ伸縮可能なベローズが設けられている。地震時の大きな荷重に対して、ベローズが伸縮されることによって、前記荷重を逃がすことができる。

下水道管などの地中に埋設された既設管としては、ヒューム管などの一定の長さの管体を一列に連ねた構造のものが一般的である。各管体の一端部には受口が設けられ、他端部には挿口が設けられている。隣接する管体のうち一方の受口に他方の挿口が挿し込まれることで、これら管体どうしが接続されている。

特開２０１８－０６５３５１号公報 特開２０１９－１８１７８９号公報

前記ベローズ等の伸縮部付きの帯状部材からなる更生管がライニングされた更生既設管において、地震時の変位が所定箇所に集中することがある。すると、更生管においては、伸縮部のうち、前記変位集中箇所付近の伸縮部分だけが大きく伸び変形される。例えば、既設管が管体を一列に連ねた構造では、地震時の変位が、隣接する管体どうしの接続部に集中することで、該接続部付近の伸縮部分だけが局所的に伸びることになる。変位が過大になって許容伸び量を超えた場合、前記伸縮部分が破断されるおそれがある。
本発明は、かかる事情に鑑み、地震時荷重などにより既設管の所定箇所が集中的に変位した場合でも、更生管の変位集中箇所付近の伸縮部分が破断されるのを防止できる管更生用帯状部材を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、既設管の内周に沿うように螺旋状に巻回された更生管用帯状部材からなる螺旋管状の更生管であって、
前記更生管用帯状部材が、
第１嵌合部及び帯幅方向へ伸縮可能な伸縮部を含む伸縮側帯部と、
第２嵌合部及び跨ぎ部を含む規制側帯部と、
を備え、前記第２嵌合部が前記第１嵌合部と嵌合され、かつ、前記跨ぎ部が、前記伸縮部を跨いで前記伸縮部の伸長を規制していることを特徴とする。
また、本発明は、既設管の内周に沿うように螺旋状に巻回されて螺旋管状の更生管を構成する更生管用帯状部材であって、
第１嵌合部及び帯幅方向へ伸縮可能な伸縮部を含む伸縮側帯部と、
第２嵌合部及び跨ぎ部を含む規制側帯部と、
を備え、前記螺旋状に巻回された状態で、前記第２嵌合部が前記第１嵌合部と嵌合され、かつ、前記跨ぎ部が、前記伸縮部を跨いで前記伸縮部の伸長を規制することを特徴とする。

前記帯状部材からなる螺旋管状の更生管を老朽化した既設管の内周にライニングすることによって、既設管が更生される。
既設管の所定箇所が地震などによって集中的に変位された場合、前記更生管の伸縮部のうち、特に前記変位集中箇所付近の伸縮部分が局所的に大きく伸縮変形される。該伸縮部分が、跨ぎ部の両側部にそれぞれ突き当たるまで伸び変形したとき、それ以上の伸び変形が阻止される。このため、荷重が周辺へ分散されて、更生管の広い範囲にわたって伸縮部が伸び変形される。これによって、荷重を更生管の広い範囲において吸収でき、前記変位集中箇所付近の伸縮部分が破断されるのを防止できる。

前記伸縮側帯部が伸縮側帯板部を含み、前記伸縮側帯板部から帯厚方向の一側へ前記伸縮部が膨出されており、
前記規制側帯部が、前記伸縮側帯板部に対して前記帯厚方向の前記一側へずれて配置された規制側帯板部と、前記規制側帯板部から前記帯厚方向の他側へそれぞれ突出されるとともに互いに前記帯幅方向へ離れた一対の突起とを含み、前記一対の突起と、これら突起間の規制側帯板部とによって、前記跨ぎ部が構成されていることが好ましい。
前記伸縮部の膨出方向は、更生管における内周側（管径方向の内側）であることが好ましい。
前記突起の突出方向は、更生管における外周側（管径方向の外側）であることが好ましい。
当該帯状部材からなる更生管においては、規制側帯板部が、伸縮側帯板部と重なるとともに伸縮部に被さる。これによって、伸縮部の配置箇所においても、更生管の周面の平滑性を確保できる。
さらに、前記更生管においては、一対の突起の間に伸縮部が挟まれるように配置される。地震時荷重などによって伸縮部が伸長されていくと、一対の突起に伸縮部の両側部がそれぞれ突き当たる。これによって、伸縮部の伸びを確実に規制することができる。

前記更生管用帯状部材が、リブを含む中間帯部を、更に備えていることが好ましい。前記中間帯部の帯幅方向の一側に前記伸縮側帯部が一体に連なり、前記中間帯部の帯幅方向の他側に前記規制側帯部が一体に連なっていることが好ましい。伸縮側帯部と規制側帯部とが、中間帯部を介して一体に連なることで、１つの帯状部材が構成される。
伸縮側帯部と規制側帯部とが、互いに別体であってもよい。

前記一体構造の帯状部材において、前記伸縮部が、前記第１嵌合部と前記中間帯部との間に配置され、前記跨ぎ部が、前記第２嵌合部より前記中間帯部とは帯幅方向の反対側に配置されていることが好ましい。跨ぎ部が、帯状部材における第２嵌合部より帯幅方向の外側部分に配置されることが好ましい。
これによって、伸縮部の伸縮変形を確実に許容できる。

前記中間帯部が、前記規制側帯板部と面一に連なる中間帯板部を含み、前記リブが、前記中間帯板部から前記帯厚方向の前記他側へ突出されていることが好ましい。
前記リブの突出方向は、更生管における外周側（管径方向の外側）であることが好ましい。これによって、規制側帯板部及び中間帯板部が、更生管の内壁を構成し、更生管の内周面の平滑性が確保される。

本発明によれば、既設管の所定箇所が地震などによって集中的に変位された場合でも、更生管の伸縮部のうち前記変位集中箇所付近の伸縮部分だけが局所的に大きく伸縮変形されるのを抑制でき、伸縮部の破断を防止することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る更生管用帯状部材及び更生管を含む管更生構造の側面断面図である。 図２（ａ）は、前記帯状部材を、そのベローズが伸縮変形されていない状態で示す断面図である。図２（ｂ）は、前記帯状部材を、ベローズが伸び変形された状態で示す断面図である。 図３は、図１の円部ＩＩＩの拡大断面図である。 図４は、地震時荷重等により変位した状態における管更生構造の断面図である。 図５は、図４における変位集中箇所を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、管更生構造１を示したものである。管更生構造１は、既設管２と、更生管３と、裏込め材４を含む。既設管２は、例えば、地中に埋設された下水道管である。なお、既設管２は、下水道管に限らず、上水道管、農業用水路管、水力発電導水管、ガス管、トンネル等でもよい。

図１に示すように、既設管２は、複数の管体２ａを一列に連ねることによって構成されている。管体２ａとしては、例えば、一定の長さのヒューム管が用いられている。各管体２ａの一端部には受口２ｂが設けられ、他端部には挿口２ｄが設けられている。隣接する管体２ａのうち一方の受口２ｂに他方の挿口２ｄが挿し込まれることで、これら管体２ａどうしが接続されている。互いに嵌合された受口２ｂ及び挿口２ｄによって、接続部２ｃが構成されている。接続部２ｃは、既設管１における、地震時荷重等によって集中変位が起きやすい箇所（変位集中箇所）となる。

図１に示すように、老朽化した既設管２の内周面に更生管３がライニングされている。これら既設管２と更生管３との間の管間隙間１ｃには、モルタルなどの裏込め材４が充填されている。これによって、既設管２と更生管３とが裏込め材４を介して構造的に一体化された複合管からなる管更生構造１が構築されている。更生管３の底部は、既設管２の底部に着地しており、更生管３が既設管２に対して下方へ偏心されている。

なお、管間隙間１ｃの周方向及び軸方向に分散させて、特に管間隙間１ｃの底部にスペーサーを設けることで、更生管３の底部を既設管２の底部から浮かせて、更生管３が既設管２と同心円上に配置されるようにしてもよい。前記スペーサーは、棒状でもよく、板状でもよく、金属製でもよく、樹脂製でもよい。

図１に示すように、更生管３は、更生管用帯状部材１０によって構成されている。帯状部材１０が、既設管２の内周に沿って螺旋状に巻回されている。更生管３は、帯状部材１０を螺旋状に巻回してなる螺旋管である。

図２（ａ）に示すように、帯状部材１０は、一定の異形断面に形成されて、帯長方向（図２（ａ）において紙面と直交する方向）へ延びている。帯状部材１０の材質は、例えばポリ塩化ビニルなどの合成樹脂である。
帯状部材１０は、伸縮側帯部１０ａと、規制側帯部１０ｂと、中間帯部１０ｃを有している。中間帯部１０ｃの帯幅方向の一側（図２（ａ）において左）に伸縮側帯部１０ａが一体に連なり、中間帯部１０ｃの帯幅方向の他側（図２（ａ）において右）に規制側帯部１０ｂが一体に連なっている。伸縮側帯部１０ａと規制側帯部１０ｂとが、中間帯部１０ｃを介して一体に連なり、１つの帯状部材１０を構成している。

伸縮側帯部１０ａは、伸縮側帯板部１１ａと、第１嵌合部１３と、ベローズ１５を含む。伸縮側帯板部１１ａは、平帯状に形成されている。伸縮側帯板部１１ａの帯幅方向の一端部（図２（ａ）において左端部）には、凹凸断面形状の第１嵌合部１３が設けられている。

伸縮側帯板部１１ａの帯幅方向の中間部、すなわち第１嵌合部１３と中間帯部１０ｃとの間に、ベローズ１５が配置されている。ベローズ１５は、Ｕ字状の断面に形成され、伸縮側帯板部１１ａから帯厚方向の一側（更生管３における内周側、図２（ａ）において下側）へ膨出されている。図２（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、ベローズ１５は、帯幅方向（図２において左右）へ伸縮可能である。

中間帯部１０ｃは、中間帯板部１１ｃ及びリブ１６を含む。中間帯板部１１ｃは、平帯状に形成され、伸縮側帯板部１１ａに対して帯厚方向の一側（更生管３における内周側、図２（ａ）において下側）へずれて配置されている。中間帯板部１１ｃと伸縮側帯板部１１ａとの間には、段差１２が形成されている。

中間帯板部１１ｃには、複数のリブ１６が形成されている。リブ１６は、中間帯板部１１ｃから帯厚方向の他側（更生管３における外周側、図２（ａ）において上側）へ突出されている。複数のリブ１６が帯幅方向に間隔を置いて並んでいる。伸縮側帯部１０ａ側（図２（ａ）において左端）のリブ１６は、段差１２と一体になっている、

規制側帯部１０ｂは、規制側帯板部１１ｂと、第２嵌合部１４と、跨ぎ部２０を含む。規制側帯板部１１ｂは、平帯状に形成され、中間帯板部１１ｃと面一に連続している。したがって、規制側帯板部１１ｂは、伸縮側帯板部１１ａに対して帯厚方向の一側（更生管３における内周側、図２（ａ）において下側）へずれて配置されている。

第２嵌合部１４は、規制側帯部１０ｂにおける中間帯部１０ｃとの連続側部に配置されている。第２嵌合部１４は、第１嵌合部１３とは相補をなす凹凸断面形状に形成されている。第２嵌合部１４における中間帯部１０ｃ側の凸条は、リブ１６の１つと一体になっている。

規制側帯部１０ｂは、第２嵌合部１４よりも帯幅方向の他側（図２（ａ）において右）へ延び出ている。該延び出た部分に跨ぎ部２０が配置されている。したがって、跨ぎ部２０は、第２嵌合部１４より中間帯部１０ｃとは帯幅方向の反対側に配置されている。跨ぎ部２０は、一対の突起２２を含む。突起２２は、規制側帯板部１１ｂから帯厚方向の他側（更生管３における外周側、図２（ａ）において上側）へそれぞれ突出されている。一対の突起２２が、互いに帯幅方向へ離れている。

一対の突起２２と、規制側帯板部１１ｂにおける突起２２間の跨ぎ板部分２１とによって、跨ぎ部２０が構成されている。跨ぎ部２０は、帯状部材１０における第２嵌合部１４より帯幅方向の外側部分に配置されている。跨ぎ部２０には、跨ぎ板部分２１及び一対の突起２２によって、跨ぎ凹部２３が形成されている。跨ぎ凹部２３は、帯厚方向の他側（更生管３における外周側、図２（ａ）において上側）へ開放されている。突起２２によって、跨ぎ凹部２３の両側部が画成されている。突起２２の離間距離、すなわち跨ぎ板部分２１の幅は、ベローズ１５の伸縮変形されていない自然状態での幅よりも大きく、かつベローズ１５の許容伸長幅（伸長させたとき破断される直前の幅）以下である。

図３に示すように、帯状部材１０からなる螺旋管状の更生管３においては、螺旋状に巻回された帯状部材１０の一周違いの伸縮側帯部１０ａと規制側帯部１０ｂとが、管径方向（図３において上下）に重ね合わされている。伸縮側帯部１０ａは外周側（図３において上）に配置され、規制側帯部１０ｂは内周側（図３において下）に配置されている。
面一に連続する規制側帯板部１１ｂ及び中間帯板部１１ｃが、更生管３の内周壁を構成している。更生管３の内周面は、段差の無い平滑面になっている。

互いに重ねられた伸縮側帯部１０ａ及び規制側帯部１０ｂ内において、第１嵌合部１３と第２嵌合部１４とが凹凸嵌合されている。
さらに、跨ぎ部２０が、ベローズ１５を跨いでいる。跨ぎ凹部２３にベローズ１５が挿し入れられている。跨ぎ板部分２１が、更生管３の内周側（図３において下側）からベローズ１５に被さっている。一対の突起２２が、ベローズ１５を挟んで両側に配置されている。跨ぎ部２０は、ベローズ１５の伸長を規制する。
図１に示すように、ベローズ１５及び跨ぎ部２０は、跨ぎ部２０がベローズ１５を跨いだ状態で、更生管３の全域にわたって螺旋状に延びている。

前記の更生管３によって既設管２を更生してなる管更生構造１によれば、地震等による荷重に対しては、ベローズ１５が伸縮されることによって、荷重を逃がすことができる。
詳しくは、図４に示すように、地震等による荷重が既設管１に加えられると、隣接する管体２ａどうしが相対変位されることで、特に接続部２ｃ（所定箇所）に変位が集中しやすい。このため、更生管３においては、螺旋状のベローズ１５のうち、特に接続部２ｃの付近のベローズ部分１５ａが局所的に大きく伸縮変形される。

図５に示すように、該ベローズ部分１５ａが大きく伸長された場合、ベローズ部分１５ａの両端部が、これを跨ぐ跨ぎ部２３の一対の突起２２にそれぞれ突き当たる。このため、ベローズ部分１５ａが、それ以上、伸び変形するのが阻止される。これによって、接続部２ｃ（変位集中箇所）の付近のベローズ部分１５ａが過度に伸長されて破断されるのを防止できる。

図４に示すように、前記接続部２ｃの付近のベローズ部分１５ａが、それを跨ぐ跨ぎ部２０によって変形を拘束されるために、荷重が分散されて、更生管３の広い範囲にわたってベローズ１５が伸び変形される。好ましくは、ベローズ部分１５ａを中心にして、螺旋状のベローズ１５の複数ピッチにわたって、伸び変形が伝播される。これによって、螺旋管状の更生管３の複数ピッチにわたる部分によって、荷重を吸収できる。接続部２ｃから離れた部分においても、ベローズ１５が最大伸長可能量まで伸長したときは、跨ぎ部２０によって、それ以上の伸長を規制できる。
図１に示すように、更生管４の螺旋巻回方向に沿って螺旋状に延びるベローズ１５の全長にわたって、それを跨ぐ跨ぎ部２０が設けられているから、ベローズ１５の任意の箇所の過度な伸長を規制することができる。この結果、更生管３のベローズ１５が、地震等の荷重によって破断されるのを確実に防止できる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、ベローズ等の伸縮部を有する伸縮側帯部と、跨ぎ部を有する規制側帯部とが、互いに別体であってもよい。更生管３が、互いに別体の伸縮側帯部と規制側帯部を含む２条螺旋管体であっていてもよい。
前記別体構造において、伸縮部を有する伸縮側帯部の両端部に第１嵌合部が設けられ、跨ぎ部を有する規制側帯部の両端部に第２嵌合部が設けられていてもよい。前記伸縮側帯部における両端部の第１嵌合部の近くにそれぞれ伸縮部が設けられていてもよい。
前記別体構造において、伸縮側帯部が幅広のストリップを構成し、規制側帯部が幅細のジョイナーを構成していてもよい。規制側帯部が幅広のストリップを構成し、伸縮側帯部が幅細のジョイナーを構成していてもよい。

第１嵌合部が、伸縮部を兼ねていてもよい。帯状部材の伸縮部は、必ずしもベローズによって構成されていなくてもよい。帯状部材が、ベローズを有していなくてもよい。
ベローズ１５が、更生管３３の外周側（帯厚方向の一側）へ膨出されていてもよい。跨ぎ部２０の跨ぎ板部分２１が、ベローズ１５の外周側に被さり、突起２２が内周側へ突出されていてもよい。
実施形態では、第１嵌合部１３が第２嵌合部１４の外周側から嵌っているが、第１嵌合部１３が第２嵌合部１４の内周側から嵌っていてもよい。
ベローズ等の伸縮部が、帯状部材の帯幅方向の中央部に設けられていてもよい。伸縮側帯部と規制側帯部とが、中間帯部を介さずに直接、一体に連なっていてもよい。
裏込め材４を省略してもよい。更生管３が、それ単独で所要強度を担う自立管を構成していてもよい。

本発明は、例えば、老朽化した下水道管の更生技術に適用できる。

１ 管更生構造
１ｃ 管間隙間
２ 既設管
２ａ 管体
２ｂ 受口
２ｃ 接続部（変位集中箇所）
２ｄ 挿口
３ 更生管
４ 裏込め材
１０ 更生管用帯状部材
１０ａ 伸縮側帯部
１０ｂ 規制側帯部
１０ｃ 中間帯部
１１ａ 伸縮側帯板部
１１ｂ 規制側帯板部
１１ｃ 中間帯板部
１２ 段差
１３ 第１嵌合部
１４ 第２嵌合部
１５ ベローズ（伸縮部）
１５ａ 変位集中箇所付近のベローズ部分（伸縮部分）
１６ リブ
２０ 跨ぎ部
２１ 跨ぎ板部分
２２ 突起
２３ 跨ぎ凹部

Claims (6)

1. 既設管の内周に沿うように螺旋状に巻回された更生管用帯状部材からなる螺旋管状の更生管であって、
   前記更生管用帯状部材が、
   第１嵌合部及び帯幅方向へ伸縮可能な伸縮部を含む伸縮側帯部と、
   第２嵌合部及び跨ぎ部を含む規制側帯部と、
   を備え、前記第２嵌合部が前記第１嵌合部と嵌合され、かつ、前記跨ぎ部が、前記伸縮部を跨いで前記伸縮部の伸長を規制していることを特徴とする更生管。
2. 既設管の内周に沿うように螺旋状に巻回されて螺旋管状の更生管を構成する更生管用帯状部材であって、
   第１嵌合部及び帯幅方向へ伸縮可能な伸縮部を含む伸縮側帯部と、
   第２嵌合部及び跨ぎ部を含む規制側帯部と、
   を備え、前記螺旋状に巻回された状態で、前記第２嵌合部が前記第１嵌合部と嵌合され、かつ、前記跨ぎ部が、前記伸縮部を跨いで前記伸縮部の伸長を規制することを特徴とする更生管用帯状部材。
3. 前記伸縮側帯部が伸縮側帯板部を含み、前記伸縮側帯板部から帯厚方向の一側へ前記伸縮部が膨出されており、
   前記規制側帯部が、前記伸縮側帯板部に対して前記帯厚方向の前記一側へずれて配置された規制側帯板部と、前記規制側帯板部から前記帯厚方向の他側へそれぞれ突出されるとともに互いに前記帯幅方向へ離れた一対の突起とを含み、前記一対の突起と、これら突起間の規制側帯板部とによって、前記跨ぎ部が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の更生管用帯状部材。
4. リブを含む中間帯部を、更に備え、
   前記中間帯部の帯幅方向の一側に前記伸縮側帯部が一体に連なり、前記中間帯部の帯幅方向の他側に前記規制側帯部が一体に連なっていることを特徴とする請求項３に記載の更生管用帯状部材。
5. 前記伸縮部が、前記第１嵌合部と前記中間帯部との間に配置され、
   前記跨ぎ部が、前記第２嵌合部より前記中間帯部とは帯幅方向の反対側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の更生管用帯状部材。
6. 前記中間帯部が、前記規制側帯板部と面一に連なる中間帯板部を含み、前記リブが、前記中間帯板部から前記帯厚方向の前記他側へ突出されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の更生管用帯状部材。

Images