JP4011980B2 - 可撓接合型ブロック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置地盤の沈下、隆起等の異常時に適度に対応して機能を維持することができる水路等を構築する可撓接合型ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連設施工によって水路等を形成するＵ形断面ブロックを始めとするコンクリートブロックは、設置地盤が地震や軟弱なことによって沈下、隆起等の異常を招くと接合部の目地が開いたり、締結ボルト部分での破損が生じて水路等の機能を損なうことがある。
【０００３】
そこで、地盤沈下等が生じブロック間の目地が開く等の異常が生じても、それに対応させて水漏れ等を防ぐことを目的として、ブロックの接合面間に弾性止水材を用いる例が、特開2000-008504、特開2001-081853、特開2001-336685等にみられる。
【０００４】
更に、水漏れを防ぐための止水材に加えて、接合するブロック間の離反を防止するために、連結プレートを側壁に用いる例（実開昭62-120586号）や、止水部材をブロック間に挟み込んだ状態でボルトで締結する構造（特開平11-002373号）が紹介されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ブロックの接合面間に弾性止水材を介在させると、曲がり施工に対応できるし、可撓性を付与させながら漏水を防止させることができる。しかし、このことのみでは、形成された水路等の構造体の強度維持に難点がある。また、ボルト等でブロック間を緊締すると、構造体間の接合強度は保てるが、可撓性が損なわれることとなり、地盤沈下に対応できないでブロック又はボルト等の破損を生じる難点がある。そこで、本発明者等は、接合されたブロック間の止水性と可撓性を保持した状態としながら、構造体の接合強度を高めるといった相反する課題を同時に解決しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を検討した結果、隣り合うブロック間の接合面に弾性止水材を介在させ、前記ブロック間の接合手段により接合して水路等を構築する可撓接合型ブロックにおいて、ブ ロック間の接合面に対となる当接突起を形成し、該当接突起を突き合わせてヒンジ手段を構成し、該当接突起にボルト挿通孔を形成し、該ボルト挿通孔を連通させて挿通した締結ボルトを締め付けて接合手段を構成する可撓接合型ブロックを開発した。また、同可撓接合型ブロックは、ブロック間の接合面の一方に当接突起を形成し、他方にゴム板を取り付け、該当接突起とゴム板とを突き合わせてヒンジ手段を構成し、該当接突起とゴム板とにボルト挿通孔を形成し、該ボルト挿通孔を連通させて挿通した締結ボルトを締め付けて接合手段を構成してもよい。本発明の可撓接合型ブロックは、ブロック間がヒンジ手段を構成する当接突起を支点として追従する。
【０００７】
本発明の可撓接合型ブロックにおけるボルト挿通孔は、孔径が締結ボルトのボルト径より 1.1 〜 2.0 倍大きく、前記締結ボルトが動くクリアランスを設けるとよい。すなわち、ボルト挿通孔の孔径が地盤沈下時に締結ボルトの孔内移動を許容する径とする。ブロック設置地盤の沈下時にブロック間が当接突起を支点として追従するようにしたのである。好ましくは、ブロック間の両接合面に弾性止水材を保持させた状態で接合し、ブロック設置地盤の沈下時にブロック間が当接突起を支点として追従するようにする。
【０００８】
本発明にいう可撓接合型ブロックは、該ブロックがそれを用いて形成される構造体の延長方向に長いもの、特に水路等を形成する両側に側壁を有し、横長のＵ形断面コンクリート（フリューム）ブロックに好適に実施できる。側壁には通水孔を設けたり、リブを設けることも任意に実施できる。更に、本発明は、矩形断面ブロック（ボックスカルバート）や円筒ブロック（ヒューム管）に実施することも可能である。
【０００９】
ブロック間の接合面に積極的に設けた本発明におけるヒンジ手段としての当接突起の大きさ、高さは、接合面間の弾性止水材の圧縮率を考慮して止水効果のある最大開きと、物性を保持することができる最小開きとの間になるよう考慮して設ける。ヒンジ手段の当接突起の形成位置としては、ブロックの躯体高さ中央付近（高さの約１/２）が好ましい。ブロック間の接合面でブロックの躯体高さ中央付近に当接突起を設けると、沈下等が生じた場合でも、該当接突起を支点として追従する可撓性を有した構造となり、上下に形成される躯体間の開きが最小となることで（上部目地間隔と下部目地間隔がほぼ等しくなり）、弾性止水材の突出厚（肉厚、サイズ）を最小にする（ほぼ同一の止水効果が発揮される止水材を使用する）ことができる。ブロック躯体高が200〜3000ｍｍの場合で、躯体高さ中央付近に当接突起を設けたときに、当接突起の大きさはボルト挿通孔よりも大きく最大150ｍｍ角まで、高さ２〜20ｍｍが好ましい。特に矩形である必要はなく、円形（球形）であっても構わない。ヒンジ手段は通常のブロックの接合面に施工時にプラスチック、金属製等の突起形状のものを接着させて形成してもよい。ブロック間の接合面の双方が硬質であってもよいし、一方が硬質で他方は弾性体であってもよい。また、ヒンジ手段であるから、双方が突起である場合や、一方が突起で他方が突起の回転を許容する凹み形状の受け構造であってもよい。
【００１０】
弾性止水材は、接合面に形成した弾性止水材保持部に嵌め込み、保持させるとよい。前記弾性止水材保持部は、接合面ほぼ全域に設ける嵌込み溝、間欠的に設ける嵌込み孔、突起等任意な構造とすることができる。これらの中でも嵌込み溝は、汎用されているタイプの線状ゴムや合成樹脂製止水材を採用できるので好ましい。弾性止水材（止水ゴム）は接合するブロックの一方に設けるよりも、両方に設けると、ゴム幅に比べたゴム高さ（突出長）が半分となり、水圧に対する変形が起こりにくく、止水効果が上がる。弾性止水材を接着又は粘着剤で保持させる場合には、弾性止水材保持部には必ずしも溝を設ける必要はないが、溝を設けておくことによって、弾性止水材の装着ガイドとなる。
【００１１】
当接突起に開口し構造体の延長方向に形成されたボルト挿通孔は、ブロックの躯体端部に設けたリブを貫通して他方の開口をリブの側面に開口させるとよい。ボルト挿通孔の孔径は、地盤沈下時に締結ボルトの孔内での移動を許容する径である。すなわち、締結ボルト径と孔径とに差を設けて、ブロック沈下時に締結ボルトが動く垂直方向のクリアランスを設けている。孔径はボルト径の1.1〜2.0倍程度のクリアランスを設けることが望ましい。また、丸孔だけでなく、上下方向のクリアランスを増すために断面視上下方向の長孔に形成してもよい。
【００１２】
締結ボルトによる締結に際しては弾性材を介在させるのが好ましい。金属製リングワッシャの採用も可能であるが、接合部の可撓性を有効に発揮させるために、当接突起を接合相手に当接させてボルト挿通孔に締結ボルトを挿通し、テーパ付き座金、ゴム弾性材、平座金を締結ボルトの端部から外挿した後、ナットで締結する構造が好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の可撓接合型ブロックの正面図、図２は同ブロックの側面図、図３は斜視図である。この実施例の可撓接合型ブロック（以下ブロックと略記）１は、これを用いて水路等を形成する構造体の延長方向に長い両側に側壁２,２を有したＵ形断面コンクリート（フリューム）ブロックである。この本発明のブロック１には、ヒンジ手段Ｈとしてブロックの端部に隣り合うブロック間の接合面３に当接突起４,４を形成している。また、該当接突起４に開口する構造体の延長方向に形成したボルト挿通孔５があり、ブロック間の接合面３のほぼ全域に弾性止水材保持部６として弾性止水材（止水ゴム）７の嵌込み溝を設けている。
【００１４】
当接突起４とそれに開口するボルト挿通孔５の詳細は、図３中Ａ部を図４に拡大図で示す。この実施例ではブロック躯体高が500ｍｍ、躯体高さの中央付近に当接突起４を設けており、当接突起４の大きさは底がほぼ15ｍｍ×50ｍｍ、高さ５ｍｍで等脚台形となるようにした。当接突起の接触面は円形とすることもできる。これにより、該当接突起４を支点として上下に躯体間の開き幅が24ｍｍ形成されることとなり、地盤沈下に対応する可撓性を備えた上に、弾性止水材の突出厚が両側から27ｍｍ程度でも充分な水密構造とすることができた。
【００１５】
接合面に形成する弾性止水材保持部６と弾性止水材７の詳細は、図３中Ｂ部に相当する部分を図５に拡大図で示す。接合面３のほぼ全域に弾性止水材保持部６として嵌込み溝を設けている。弾性止水材７の材質はこの例ではゴムである。接合するブロックの両方に設けて、水圧に対する変形が起こりにくくして止水効果を上げている。弾性止水材７を接着又は粘着剤で保持させる場合には、弾性止水材保持部には必ずしも溝を設ける必要はないが、溝を設けておくことによって、弾性止水材の装着ガイドとなる。
【００１６】
ボルト挿通孔５は前記当接突起４に一端が開口し構造体の延長方向に形成して、他端はブロックの躯体端部に設けたリブ８を貫通してリブの他方の側面に開口させている。ボルト挿通孔５の孔径は、地盤沈下時に締結ボルトの孔内での移動を許容する径である。すなわち、締結ボルト径と孔径に差を設けて、ブロック沈下時に締結ボルトが動く垂直方向のクリアランスを設けている。この実施例は、ボルト径が12ｍｍのものを使用する場合でボルト挿通孔５の孔径を14ｍｍにしてクリアランスを２ｍｍとしている。
【００１７】
以上のように、本発明のブロック１には、ブロック間の接合面３にヒンジ手段Ｈとして当接突起４,４を形成し、該当接突起４に開口する構造体の延長方向にボルト挿通孔５を設けているが、このことによる作用を図６〜図10によって更に詳細に説明する。地盤10上に設置したブロック１ａ〜１ｂの沈下部付近が図６中Ｄ部であり、Ｅ部が正常部付近、ブロック１ｃ〜１ｄのＦ部が隆起部付近である。本発明のブロック１,１の接合に際しては、図６中Ｃ部を図７の拡大斜視図で示すように、当接突起４,４を接合相手に当接させてボルト挿通孔５に締結ボルト11を挿通してナット12により締結している。締結ボルト11にはテーパ付き座金13、ゴム弾性材14、平座金15を締結ボルトの端部から外挿した後、ナット12で締結している。
【００１８】
地盤に異常がないＥ部を図９に断面図で示す。ブロック１ｂ,１ｃ間が締結ボルト11等により締付けられた結果、当接突起４,４が接触すると共に、該当接突起４,４の上下に形成される躯体間の開き幅（目地）Ｗ１,Ｗ２が均等になっている。
【００１９】
ところが、沈下部付近の図６中Ｄ部では、断面図で示すと図８にみられるように、当接突起４,４を支点としてブロック１ａの傾斜に対応して締結ボルト11のボルト挿通孔５内での移動が許容されると共に、上方に形成される躯体間の開き幅がＷ１が下方に形成される開き幅Ｗ２よりも大となっている。この場合の開き幅Ｗ１はＥ部における開き幅Ｗ１よりも大きいが弾性止水材７,７が存在するので水密機構が保たれている。また、締結ボルト11が引張り力を受けるが、締結ボルトによる締結に際しては弾性材14を介在させているので、必要な伸張が許容されるフレキシブル性を備えている。
【００２０】
逆に隆起が生じても、図６中Ｆ部の断面図である図10にみられるように、当接突起４,４を支点としてブロック１ｄの傾斜に対応して、開き幅がＷ１＜Ｗ２となっている。この場合の開き幅Ｗ２もＥ部における開き幅Ｗ２よりも大きいが弾性止水材７,７が存在しているので水密機構が保たれている。
【００２１】
図11は本発明の可撓接合型ブロックの他の実施例の正面図、図12は同ブロックの側面図である。この実施例のブロックも前記実施例同様に地盤沈下等に対応できる可撓性を備えている。この本発明のブロック１には、ブロックの端部に隣り合うブロック間の接合面３の一方に断面円弧状の当接突起４を形成し、他方には硬質ゴム板16を貼着している。この例でも該当接突起４に開口する構造体の延長方向に形成したボルト挿通孔５がある。この部分の破壊を防ぐため断面円弧状の当接突起４の衝撃を吸収するため硬質ゴム板16を貼着している。ブロック間の接合時の様子については図13に示す。
【００２２】
ブロック間の接合面３のほぼ全域に設ける弾性止水材保持部６は、図14に示すように、一端に凹溝６ａ、他端に凸条６ｂを設けて、それぞれに弾性止水材７ａ,７ｂを接着させている。施工後の接合相手同士が凹溝６ａ内に存在することとなり、止水機能を発揮しながら弾性止水材７ａ,７ｂが光に曝されることがなく、耐候性を向上させることができる。
【００２３】
ブロック間の接合に際しては、図15に示すように締結ボルトを用いないで、突出金具（インサート）17,17を基部が各ブロック１,１の端部側壁に埋設された状態で設け、これら突出金具17.17間にそれぞれ対応する切り欠きのある接合プレート18を渡架させて、ヒンジ手段Ｈ部分の離反を防止するようにしている。
【００２４】
以下更にブロック間の接合面のヒンジ手段Ｈの他の例を示す。図16の例はブロック間のヒンジ手段Ｈとして、ブロックとは別体の略三角断面のヒンジブロック22を介在させた例である。この例では接合プレート19としてブロックの縦リブ８,８間を弾性によって挟持するようにしているが、他の離反防止手段を設けてもよい。
【００２５】
図17の例はブロック間の接合面３にヒンジ手段Ｈとして、ブロックの端部に一方が円形突起20で他方が突起の回転を許容する凹み形状の受け部21を設けた構造である。ブロック間の接合を強固に維持するための離反防止手段については、これまでのいずれの構造を採用してもよい。
【００２６】
これまで図示した実施例のＵ形断面コンクリートブロック以外にも本発明は実施できる。例えば、矩形断面ブロックのボックスカルバート23における実施例を図18〜図20に示す。この矩形断面ブロックのボックスカルバート23には、ブロックの端部に隣り合うブロック間の接合面３の一方に断面円弧状の当接突起４を形成し、他方には硬質ゴム板16を貼着している。この例では断面円弧状の当接突起４の破壊を防ぐため硬質ゴム板16が衝撃を吸収するように貼着されている。ブロック間の接合時の様子については図20に示す。図15に示した例の突出金具（インサート）17,17を基部が各ブロック１,１の端部側壁に螺入埋設された状態で設け、これら突出金具17.17間にそれぞれ対応する切り欠きのある接合プレート１８を渡架させて、ヒンジ手段Ｈ部分の離反を防止するようにしている。もちろん、先に述べた実施例の締結ボルト等による離反防止手段を採用することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の可撓接合型ブロックは、締結ボルト等でブロック間を緊締する接合強度が大な構造であり、しかも、地盤沈下等に対応できる可撓性を備えている。そこで、接合されたブロック間の可撓性を保持した状態としながら、構造体の接合強度を高めるといった相反する課題を同時に解決した。このことによって、現場での施工性を良好にすると共に、水路等の構造体の止水性を始めとする耐久性を高める有用なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可撓接合型ブロックの正面図である。
【図２】本発明の可撓接合型ブロックの側面図である。
【図３】本発明の可撓接合型ブロックの斜視図である。
【図４】図３中Ａ部の拡大図である。
【図５】図３中Ｂ部の拡大図である。
【図６】地盤に設置した本発明のブロックの連設の様子を示す正面図である。
【図７】図６中Ｃ部の拡大斜視図である。
【図８】図６中Ｄ部の拡大断面図である。
【図９】図６中Ｅ部の拡大断面図である。
【図10】図６中Ｆ部の拡大断面図である。
【図11】本発明の可撓接合型ブロックの他の実施例の正面図である。
【図12】本発明の可撓接合型ブロックの他の実施例の側面図である。
【図13】同ブロックの他の実施例の可撓接合部分の拡大正面図である。
【図14】他の実施例の可撓接合部分の拡大平面図である。
【図15】他の実施例の可撓接合部分の拡大正面図である。
【図16】他の実施例の可撓接合部分の拡大正面図である。
【図17】他の実施例の可撓接合部分の拡大正面図である。
【図18】本発明の可撓接合型ブロックのボックスカルバートの実施例の斜視図である。
【図19】同ボックスカルバートの側面図である。
【図20】同ボックスカルバートの接合時の正面図である。
【符号の説明】
１ 可撓接合型ブロック
２ 側壁
３ 接合面
４ 当接突起
５ ボルト挿通孔
６ 弾性止水材保持部
７ 弾性止水材
８ リブ
10 地盤
11 締結ボルト
12 ナット
13 テーパ付き座金
14 ゴム弾性材
15 平座金
16 硬質ゴム板
17 突出金具
18 接合プレート
19 接合プレート
20 円形突起
21 受け部
22 ヒンジブロック
23 ボックスカルバート

Claims (3)

1. 隣り合うブロック間の接合面に弾性止水材を介在させ、前記ブロック間の接合手段により接合して水路等を構築する可撓接合型ブロックにおいて、ブロック間の接合面に対となる当接突起を形成し、該当接突起を突き合わせてヒンジ手段を構成し、該当接突起にボルト挿通孔を形成し、該ボルト挿通孔を連通させて挿通した締結ボルトを締め付けて接合手段を構成することを特徴とする可撓接合型ブロック。
2. 隣り合うブロック間の接合面に弾性止水材を介在させ、前記ブロック間の接合手段により接合して水路等を構築する可撓接合型ブロックにおいて、ブロック間の接合面の一方に当接突起を形成し、他方にゴム板を取り付け、該当接突起とゴム板とを突き合わせてヒンジ手段を構成し、該当接突起とゴム板とにボルト挿通孔を形成し、該ボルト挿通孔を連通させて挿通した締結ボルトを締め付けて接合手段を構成することを特徴とする可撓接合型ブロック。
3. ボルト挿通孔は、孔径が締結ボルトのボルト径より 1.1 〜 2.0 倍大きく、前記締結ボルトが動くクリアランスを設けた請求項１又は２いずれか記載の可撓接合型ブロック。

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