JP4079568B2 - 耐震機能を有する推進管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐震機能を有する推進管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管を地中に推進させることによって管路を敷設するようにした推進工法が知られている。この推進工法に用いられる推進管は、互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入されて、これら受口と挿口との間で推進力の伝達が行われるように構成されている。この推進力は挿口が受口に完全に入り込んだ状態で伝達され、したがって管路の敷設が完了した時点では、挿口はそれ以上受口の内部に入り込むことはできない。
【０００３】
一方、受口と挿口との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震管が知られている。この耐震管では、管路の敷設後に地震が発生したときに、その地震力によって挿口が一定範囲で受口から抜け出したり受口に入り込んだりするのを許容するための伸縮しろが、受口と挿口との継手部に形成されている。すなわち、耐震管では、管路の敷設が完了した時点において、挿口が受口に完全に入り込んだ状態となってはならない。
【０００４】
このため、耐震管では、推進工法によって地中に管路を敷設することができず、開削工法を利用したうえで埋設を行うようにするのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、河川や軌道下に管路を敷設すべき場合には、従来のような開削工法を採用することが困難である。また道路下に管路を埋設する場合にも、開削工法を採用すると、それによって通行を制限する必要が生じるなど、交通面に支障をきたすという問題点がある。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、受口と挿口との継手部が耐震機能を有する耐震管を推進工法によって敷設できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、受口と挿口との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震構造を有するように構成され、受口を押圧可能な第１の部材と挿口と一体に移動可能な第２の部材とが設けられ、これら第１の部材と第２の部材との少なくとも一方に突起が形成され、この突起は、第１の部材と第２の部材とにおけるこの突起が形成されていない方の部材に掛かり合うように構成されて、受口と挿口との間で管路敷設時の推進力の伝達が行われるときに、この推進力を、この突起に作用する力の形で第１の部材と第２の部材の間で伝達させて受口と挿口との間で伝達させることが可能であるとともに、挿口が受口に入り込む方向に大きな力が作用したときの力により破損されて、挿口が推進力の伝達時よりも奥側まで受口の内部に入り込むことを許容可能とされているものである。
【０００８】
このような構成によれば、受口と挿口との間に伸縮しろを付与した状態で、第１の部材と第２の部材とによって受口挿口間に推進力を伝達させることで、推進工法によって管路が敷設される。このため、管路の敷設が完了した時点においても、上記伸縮しろが確保されており、挿口は一定範囲で受口から抜け出したり受口に入り込んだりすることができる。したがって、受口と挿口との継手部が耐震構造を有する耐震管を推進工法によって敷設できることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態を示す。すなわち図１において、互いに接合される一方の鋳鉄製の管１１の端部には受口１２が形成され、他方の鋳鉄製の管１３の端部には、受口１２の内部に挿入される挿口１４が形成されている。管１１、１３の内周にはセメントモルタルライニング層１５が形成されている。
【００１０】
受口１２の内周のシール材収容溝１６には、環状のゴム製のシール材１７が配置されている。シール材収容溝１６よりも奥側の受口１２の内周にはロックリング収容溝１８が形成され、この収容溝１８には周方向一つ割りの金属製のロックリング１９が装着されている。ロックリング１９の外周と収容溝１８の内周との間には、ロックリング１９を受口１２に対して芯出しした状態で保持するための保持用ゴム輪２０が配置されている。２１は受口１２の奥端面で、収容溝１８に収容されたロックリング１９から所定の距離をおいた位置に形成されている。
【００１１】
挿口１４の先端部の外周には、ロックリング１９に受口１２の奥側から掛かり合い可能な突部２２が形成されている。この突部２２を含む挿口１４の先端の外周には、シール材１７とロックリング１９とが収容された受口１２の内部へ挿口１４を挿入するときの案内となるテーパ面２３が形成されている。突部２２は、前述のロックリング１９から奥端面２１までの距離よりも管軸方向の寸法が小さくなるように形成されている。したがって、この突部２２がロックリング１９または奥端面２１に当たるまでの範囲で、挿口１４が受口１２に対して管軸方向に相対的に移動可能とされている。
【００１２】
受口１２の外側すなわち受口１２に入り込んでいない部分における挿口１４の外周には、第２の部材としての、横断面矩形状の突部２５が形成されている。この突部２５は、金属製のリングを挿口１４に外ばめして溶接することなどによって形成することができる。この突部２５における受口１２から遠い方の端部の外周には、横断面矩形状の突起２６が一体に形成されている。
【００１３】
突部２５と受口１２との間には、第１の部材としての、筒状の金属製の推進力伝達部材２７が設けられている。この推進力伝達部材２７は、図１および図２に示すように周方向二つ割りの構成とされている。２４はその分割部である。この分割部２４では、推進力伝達部材２７の端部に径方向の突出部２８がそれぞれ形成され、これら突出部２８どうしがボルト・ナットなどの締結要素２９によって締結されることで、推進力伝達部材２７が筒状に組み立てられている。この筒状に組み立てられた状態において、推進力伝達部材２７は、突部２５における突起２６を除く部分に管軸方向に摺動可能なようにに外ばめされて締結要素２９によって固定され、その一端側が突起２６に対し受口１２側から掛かり合うことができるようにされている。また、この状態において、推進力伝達部材２７は、その他端側が受口１２の端面３０に接することができるようにされている。
【００１４】
突部２５が形成されかつ推進力伝達部材２７が設けられた部分を除く管１１、１３の外周には、外装コンクリート３１が打設されている。この外装コンクリート３１は、管路の敷設時の推進抵抗を軽減する目的で打設されたもので、その外径が受口１２の最大外径に対応するように形成されている。
【００１５】
このような構成において、管１１、１３どうしを接合する際には、まず管１１の受口１２の内部にゴム輪２０およびロックリング１９とシール材１７とを装着して、この受口１２に挿口１４を挿入する。すると、挿口１４の先端の突部２２が、テーパ面２３の作用によってシール材１７とロックリング１９およびゴム輪２０とを押し広げて、これらシール材１７とロックリング１９との位置を通過し、図１に示すように管軸方向に沿ったロックリング１９と奥端面２１との中間の部分に位置する。
【００１６】
一方、挿口１４に形成された突部２５には推進力伝達部材２７が外ばめされ、この推進力伝達部材２７は、締結要素２９によって、その一端部が突起２６に掛かり合った状態で突部２５に固定されている。挿口１４は、この状態の推進力伝達部材２７の他端部が受口１２の端面３０に接するまで、上述のようにして受口１２の内部に挿入される。
【００１７】
管路を敷設する際には、この状態の管１１、１３どうしを地中に推進させる。この場合において、たとえば挿口１４から受口１２に推進力を伝達させる場合には、この推進力は、挿口１４の突部２５の突起２６に作用する剪断力の形で推進力伝達部材２７に伝達され、この推進力伝達部材２７が受口１２の端面３０を押すことで受口１２に伝達される。すなわち、図１に示す状態で管１１、１３が推進され、かつ図１に示す状態で管路が敷設される。
【００１８】
地震の発生時などにおいて継手部に管軸方向の力が作用したときの挙動は、次の通りである。
挿口１４が受口１２から抜け出す方向に力が作用した場合には、管１１、１３の動きは突部２５および推進力伝達部材２７によっては拘束されず、図３に示すように突部２５とこの突部２５に外ばめ固定された状態の推進力伝達部材２７とが一体に受口１２から遠ざかる。そして、ついには挿口１４の突部２２がロックリング１９に掛かり合って、受口１２からの挿口１４の抜け出しが確実に阻止される。
【００１９】
挿口１４が受口１２に入り込む方向に力が作用した場合において、その力があまり大きくない場合には、この力は上述の推進力の場合と同様に受口１２と挿口１４との間で伝達され、両者の間で伸縮は起こらない。これに対し、大きな力が作用した場合には、そのときに作用する剪断力によって突部２５の突起２６が折れる。すると、突起２６と推進力伝達部材２７とによる拘束が解除され、これによって図４に示すように突部２５が推進力伝達部材２７の内周部を管軸方向に移動できることになって、挿口１２が奥端面２１に当たるまで受口１２の内部に入り込むことができる。
【００２０】
このようにして、地震発生時における継手部の伸縮機能と離脱防止機能が確保され、耐震継手としての性能が得られる。
なお、挿口１４の突部２５や推進力伝達部材２７は、上述のように環状に形成されたももののほかに、周方向に沿って複数に分断されたものであっても差し支えない。また突起２６は、上述のように突部２５の外周に形成することに代えて、あるいはそれとともに、推進力伝達部材２７の内周に形成することもできる。この突起２６も、周方向に連続したもののほかに、周方向に分断されたものであっても差し支えない。さらに、受口１２と挿口１４の構造も、上述のように挿口１４の先端の突部２２が受口１２のシール材１７やロックリング１９を押し広げてこの受口１２の内部に入り込むものに代えて、適宜のものとすることもできる。すなわち、受口１２と挿口１４との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震構造を有する管継手であれば、本発明を適用して、その管継手を推進工法によって敷設することができる。
【００２１】
図５〜図７は、本発明の第２の実施の形態を示す。ここでは、第１の部材としての横断面矩形状の金属製の内リング３５が、管軸方向に摺動自在な状態で挿口１４に外ばめされている。この内リング３５は、その一端面３６が受口１２の端面３０に接するように構成されるとともに、受口１２から遠い方の端部の外周に、横断面矩形状の突起３７が一体に形成されている。また内リング３５は、周方向に連続した完全な環状体によって構成できるほかに、周方向に沿って適当数に分割されたものを環状に組み立てた構成とすることもできる。
【００２２】
受口１２の端面３０から管軸方向に距離をおいた位置における挿口１４の外周には、金属製のフランジ３９が溶接などによって固定されている。またフランジ３９よりも受口１２の端面３０から遠い位置における挿口１４の外面には、管の周方向に沿った複数の位置に金属製のリブ４０が溶接などによって固定され、このリブ４０は、フランジ３９に一体に溶接されることによりこのフランジ３９をバックアップするように構成されている。
【００２３】
フランジ３９と内リング３５との間には、第２の部材としての横断面矩形状の金属製の外リング４１が設けられている。この外リング４１は、その一端部が内リング３５の他端部にゆるく外ばめされた状態で、その一端面４２が受口１２の端面３０から距離をおくように構成され、かつこの外ばめ状態で、図５に示すように、その一端部の内周に形成された環状溝４３に内リング３５の突部３７がはまり込むように構成されている。また外リング４１は、周方向に沿って適当数に分割され、その他端面４４がフランジ３９に接した状態で、管軸方向のボルトなどによってこのフランジ３９に固定されている。
【００２４】
そして、図５に示すように内リング３５の突起３７が外リング４１の環状溝４３にはまり込んでこれら内リング３５と外リング４１とが連結した状態で、内リング３５の一端面３６が受口１２の端面３０に接触しかつ外リング４１の他端面４４がフランジ３９に接触したときに、図示のように、フランジ３９は内リング３５の他端面３８から距離をおく。また挿口１４の突部２２はロックリング１９と受口１２の奥端面２１との中間に位置し、この点は図１〜図４に示したものと同様である。
【００２５】
このような構成において、管１１、１３どうしを接合する際には、上述の図１〜図４に示したものと同様に挿口１４を受口１２に挿入し、挿口１４に内リング３５と外リング４１とを外ばめし、図５に示すように各部が互いに接触した状態とする。
【００２６】
管路を敷設する際には、この状態の管１１、１３どうしを推進させる。この場合に、挿口１４から受口１２へ伝達される推進力は、フランジ３９から外リング４１に伝達され、内リング３５の突起３７に作用する剪断力の形で外リング４１から内リング３５へ伝達され、この内リング３５から受口１２へ伝達される。
【００２７】
地震の発生時などにおいて、図６に示すように挿口１４が受口１２から抜け出す方向に力が作用した場合には、図３に示した場合と同様に、管１１、１３の動きは内リング３５および外リング４１によっては拘束されず、これら内リング３５および外リング４１はフランジ３９と一体に受口１２から遠ざかる。そして、挿口１４の突部２２がロックリング１９に掛かり合うことで、所要の離脱防止機能が発揮される。
【００２８】
図７に示すように挿口１４が受口１２に入り込む方向に力が作用した場合には、図４に示した場合と同様に当初は突起３７に作用する剪断力の形で力の伝達が行われ、両者の間で伸縮は起こらない。これに対し大きな力が作用した場合には、同様に突起３７が折れて、挿口１４の先端部が受口１２の奥端面２１に当たるまで、この挿口１４が受口１２の内部に入り込むことができる。
【００２９】
なお、上記においては外リング４１をフランジ３９に固定した例について説明したが、両者を互いに固定せずに、外リング４１の端面４４がフランジ３９に接しただけの構成としても、同様に機能する。
【００３０】
また本発明は、上記の実施の形態のほかに、受口１２の端面３０を押圧可能な任意の第１の部材と、挿口１４と一体に管軸方向に移動可能な任意の第２の部材とを有して、これら第１の部材と第２の部材とが、互いに連結されて、受口１２と挿口１４との間で管路敷設時の推進力を伝達可能に構成されるとともに、受口１２と挿口１４との間に大きな力が作用したときに、この力により少なくともいずれか一方が破損されて、挿口１４が推進力の伝達時よりも奥側まで受口１２の内部に入り込むことを許容可能とされている適宜の形態で実施することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、受口と挿口との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震構造を有するように構成され、受口を押圧可能な第１の部材と挿口と一体に移動可能な第２の部材とが設けられ、これら第１の部材と第２の部材との少なくとも一方に突起が形成され、この突起は、第１の部材と第２の部材とにおけるこの突起が形成されていない方の部材に掛かり合うように構成されて、受口と挿口との間で管路敷設時の推進力の伝達が行われるときに、この推進力を、この突起に作用する力の形で第１の部材と第２の部材の間で伝達させて受口と挿口との間で伝達させることが可能であるとともに、挿口が受口に入り込む方向に大きな力が作用したときの力により破損されて、挿口が推進力の伝達時よりも奥側まで受口の内部に入り込むことを許容可能とされているようにしたため、受口と挿口との間に伸縮しろを付与した状態で、第１の部材と第２の部材とによって受口挿口間に推進力を伝達させることで、推進工法によって地中に管路を敷設することができ、このため、管路の敷設が完了した時点においても、上記伸縮しろを確保することができ、挿口が一定範囲で受口から抜け出したり受口に入り込んだりすることができるため、受口と挿口との継手部が耐震機能を有する耐震管を推進工法によって敷設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の耐震機能を有する推進管の継手部の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した部分の全体横断面図である。
【図３】図１の継手部に引抜き方向の力が作用したときの様子を示す図である。
【図４】図１の継手部に押し込み方向の力が作用したときの様子を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の耐震機能を有する推進管の継手部の構成を示す断面図である。
【図６】図５の継手部に引抜き方向の力が作用したときの様子を示す図である。
【図７】図５の継手部に押し込み方向の力が作用したときの様子を示す図である。
【符号の説明】
１２ 受口
１４ 挿口
２５ 突部
２６ 突起
２７ 推進力伝達部材

Claims (1)

1. 互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入されて、これら受口と挿口との間で推進力の伝達が行われるように構成された推進管であって、受口と挿口との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震構造を有するように構成され、受口を押圧可能な第１の部材と挿口と一体に移動可能な第２の部材とが設けられ、これら第１の部材と第２の部材との少なくとも一方に突起が形成され、この突起は、第１の部材と第２の部材とにおけるこの突起が形成されていない方の部材に掛かり合うように構成されて、受口と挿口との間で管路敷設時の推進力の伝達が行われるときに、この推進力を、この突起に作用する力の形で第１の部材と第２の部材の間で伝達させて受口と挿口との間で伝達させることが可能であるとともに、挿口が受口に入り込む方向に大きな力が作用したときの力により破損されて、挿口が推進力の伝達時よりも奥側まで受口の内部に入り込むことを許容可能とされていることを特徴とする耐震機能を有する推進管。

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