JP4392768B2

JP4392768B2 - Underground joint structure

Info

Publication number: JP4392768B2
Application number: JP05243999A
Authority: JP
Inventors: 文勇榎本; 誠治堀; 雪松楊; 則行梶谷; 敬一渡辺; 裕介海野
Original assignee: CTI Engineering Co Ltd
Current assignee: CTI Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP2000248530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗渠の継手構造に関するものであり、特に河川堤防を横断して設けられる柔構造方式の樋門に有効に適用される。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
治水施設のうち河川堤防内を横断・貫通して設けられる樋門（河川からの用水の取入れや堤内地から河川への排水等を行なう函渠）は、それ自体が堤防としての機能を有しているが、樋門の本体部分と堤体土との重量・剛性等の相違から、樋門本体と周辺土は密着し難く、特に地盤沈下が大きい軟弱地盤に設置される従来の支持杭基礎の樋門においては、樋門本体床版下の基礎地盤や周辺堤防に空洞が発生する例が少なくない。この空洞は、洪水時のルーフィング（あるいはパイピング）の原因となる、河川堤防の安全を脅かす重大な課題であり、その対策が急がれていた。
【０００３】
そのため、樋門の設計の基本方針は、周辺堤防の安全性の確保を優先して考えるべきであるとの観点から、従来の「支持杭による剛支持方式」から「直接基礎を主体とする柔構造方式」として、比較的大きな沈下・変位を許容する新しい柔構造樋門の設計法が提案されている（「柔構造樋門設計の手引き」財団法人国土開発技術研究センター編：平成１０年１１月３０日発行：山海堂）。
【０００４】
従来から樋門の函体の継手として、図７(a) に示すように、鋼製カラー５１、可撓止水ゴム５２、目地材５３からなるカラー継手５０があるが、このカラー継手は支持杭基礎対応であり、大きな変形に対応可能となっていないため、柔構造樋門に適用することはできない。大きな変形に追従できる改良型カラー継手の開発が望まれているが、解決する課題が少なくないため、開発に時間を要すると考えられる。
【０００５】
一方、現段階で柔構造函体の継手として適用性の高いものに、いわゆる可撓継手と呼ばれているものがある。図７(b) は、函体の内側に設ける可撓継手６０の１例であり、ゴム製の伸縮部材６１により止水性と可撓性を確保し、この伸縮部材６１を押え板６２とインサート金具・ボルト６３等で固定し、隙間には目地材６４を設けている。しかし、このような可撓継手は、継手部で断面力の伝達がないため、構造系が力学的に分断されて不静定次数が低くなり、系としての耐震性等に課題があるほか、適切な位置に設置されないと、継手部に大きな段差が発生して流水を阻害したり、また高価である等の欠点がある。
【０００６】
本発明は、前述のような課題を解決すべくなされたもので、その目的は、比較的簡単で安価な構成で、函体の大きな変位を吸収しつつ断面力を伝達することができ、止水性にも優れた暗渠の継手構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
柔構造樋門等における弾性継手に要求される主要な機能としては、
▲１▼水密性（一般に内外水圧として、 1.0〜1.5kgf/cm²程度）
▲２▼変位の吸収（一般に 5〜10cm程度）
▲３▼断面力の低減と伝達（軸力・せん断力・曲げモーメントを継手能力に応じて分配する）の３つがあり、本発明では、このような機能を全て満足させる。
【０００８】
即ち、本発明の暗渠の継手構造は、間隙をおいて隣接する函体（プレキャストコンクリート製あるいは現場打ちコンクリート製の矩形函体、アーチ形函体、円形函体など）の接合端部における内面側に設けられた取付凹部内に、半円形の弾性バネ部と両側の取付板部から構成されるスティールアーク継手を配設し、前記取付板部をそれぞれ隣接函体の取付凹部底面に添接し固定することにより隣接函体同士を止水可能・変位吸収可能・断面力伝達可能に連結してなる暗渠の継手構造において、取付凹部内に充填材を充填してスティールアーク継手を埋設し、この充填材の表面を可撓性の内面保護プレート（ステンレス鋼製や亜鉛メッキ鋼板製、あるいはゴム製）で被覆したことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
さらに、前記継手構造において、函体の接合端部における外面側の隙間に目地材を設け（請求項２）、あるいは函体の接合端部における外面側の隙間を外面止水ゴムで被覆する（請求項３）。
【００１１】
矩形函体の場合には、スティールアーク継手を４辺（頂版・底版・２つの側壁）における内面に配設し、４つの隅角部のハンチ部には、ゴム製の隅角部継手を配設する。この場合、４辺のスティールアーク継手はバネ機能と止水機能を持たせ、ハンチ部の隅角部継手には止水機能のみを期待する。また、スティールアーク継手を頂版と底版に配設し、側壁とその上下のハンチ部にゴム製の継手（直線部継手と隅角部継手）を配設するようにしてもよい。なお、スティールアーク継手・ゴム製継手の取付板部と函体との間、およびスティールアーク継手とゴム製継手の重ね接続部分の隙間には、不定形の弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材、あるいは定形の弾性シール材または水膨張性弾性シール材を介在させて止水性を確保する。
【００１２】
以上のような構成において、スティールアーク継手の弾性バネ部により大きな耐力と変形能力が得られ、函体の大きな変位を吸収しつつ断面力を伝達することができ、止水性にも優れた暗渠の継手構造を得ることができる。柔構造方式の樋門やその他の用途の函渠において、比較的大きな地盤の沈下・変位に対応することができ、また継手部での断面力伝達により耐震性等も向上する。また、スティールアーク継手により継手部に段差が発生することがなく、さらにスティールアーク継手を充填材で埋設し内面保護プレートで覆うことにより、流水を阻害することがない。
【００１３】
また、半円状の弾性バネ部と取付板部からなるスティールアーク継手はバネ機能と止水機能を兼ね備え、構造が簡単で安価であり、製作・施工が容易となり、コストの低減を図ることができる。また、スティールアーク継手等は、アンカーボルト・ナットあるいはインサート金具・ボルト等で函体の内面に取付けられ、取付け・取り外しを簡単に行なうことができる。さらに、矩形函体の場合、スティールアーク継手を４辺の直線部の長さに応じて標準タイプを数種類用意し、隅角部継手も標準タイプを数種類用意しておけば、あらゆる大きさの函体に適用することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施態様はプレキャストコンクリート製の矩形函体から構成される樋門に本発明を適用した例である。図１は、本発明の継手構造の基本的な構造例を示したものであり、図２〜図５は、より具体的な構造例を示したものである。
【００１５】
図１において、矩形函体１は頂版１ａと底版１ｂと側壁１ｃ・１ｄからなり、内側の４つの隅角部にはハンチ部１ｅが形成されている。このような矩形函体１の接合端部における内面側に周方向に連続する切り欠き２ａを予め設けておき、接合すべき矩形函体１、１を所定の間隙ｇをおいて設置した時にその接合部における内面側に取付凹部２が形成されるようにする。この取付凹部２内にスティールアーク継手３および隅角部継手４を配設し、外面側の隙間ｇには目地材（シール材、間詰めモルタル等）５を充填する。
【００１６】
スティールアーク継手３は、例えばステレンス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等を使用し、頂版１ａと底版１ｂと側壁１ｃ・１ｄの４辺にそれぞれ配設し、後述する継手のバネ機能と止水機能を併せ持たせ、ハンチ部１ｅに配設される隅角部継手４には止水機能のみを期待する。
【００１７】
スティールアーク継手３は、図１(b) に示すように、断面視で、半円状の弾性バネ部３ａと、この弾性バネ部３ａの両側に一体的に設けられる取付板部３ｂ、３ｂから構成し、この取付板部３ｂを切り欠き２ａの底面にそれぞれ添接し、例えばアンカーボルト６とナット７で固定する。また、止水性を確保するため、取付板部３ｂと函体１との間における間隙ｇ側に、不定形の弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材、あるいは定形の弾性シール材または水膨張性弾性シール材８を配設する。
【００１８】
このようなスティールアーク継手３の軸力、せん断力、曲げモーメントに対するバネ定数Ｋ_F、Ｋ_S、Ｋ_Mは、以下の式で求めることができる。但し、本式は近似式である。
【００１９】
Ｋ_F＝４Ｅ（Ｉ₁＋Ｉ₂）／（πＲ³）
Ｋ_S＝２ＧＡ／Ｒ
Ｋ_M＝Ｋ_FＨ²／３
Ｂ、Ｄ：アーク（弾性バネ部）設置長さ（横、縦）
Ｒ：アーク（弾性バネ部）の半径
Ａ、ｔ：縦断面積（Ａ＝Ｄｔ）、鋼材厚さ
Ｉ：断面２次モーメント（Ｉ₁＝Ｂｔ³／12、Ｉ₂＝Ｄｔ³／12）
Ｅ：縦弾性係数
Ｇ：せん断弾性係数
Ｈ：頂底版のアーク継手の設置間隔
以上の式から明らかなように、スティールアーク継手３は、軸力・せん断力・曲げモーメントに対して断面力伝達と変形能力（断面力低減）が期待できる。
【００２０】
隅角部継手４は、図１(c) に示すように、例えばゴム製で、スティールアーク継手３と同様の半円状部４ａと取付板部４ｂからなり、ハンチ部１ｅに配置される本体４−１と、この本体４−１の端部から一体的に折曲しスティールアーク継手３の端部を覆う連結部４−２から構成する。函体１への固定は、取付板部４ｂをステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の押え板９で押え、スティールアーク継手３と同様にアンカーボルト・ナット等を用いて取付ける。スティールアーク継手３と連結部４−２の固定は、スティールアーク継手３の端部に連結部４−２の端部を重ね合わせ、この重ね合わせ部分にステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等の押えバンド１０を取付け、この押えバンド１０をアンカーボルト・ナット等で函体１に固定する。
【００２１】
この隅角部継手４の場合も、取付板部４ｂと函体１との間における間隙ｇ側に、弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材あるいは弾性シール材または水膨張性弾性シール材８を配設し、さらにスティールアーク継手３と隅角部継手４の連結部４−２の重ね合わせ部分の隙間にも弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材あるいは弾性シール材または水膨張性弾性シール材８を配設する。
【００２２】
なお、以上はスティールアーク継手３を矩形函体１の４辺（頂版１ａ・底版１ｂ・側壁１ｃ・１ｄ）に配設する例を示したが、要求される断面力伝達・変位吸収に応じて、スティールアーク継手３を頂版１ａと底版１ｂにのみ配設し、側壁１ｃ・１ｄとその上下のハンチ部１ｅに側面視で略コ字状のゴム製の継手を配設するようにしてもよい。この場合、ゴム製継手は、側壁に設けられる直線部の継手とハンチ部に設けられる隅角部継手から構成するのが好ましい。
【００２３】
次に、図２〜図５の具体的な構造例について説明する。基本的な構造は図１の場合と同じであるが、図３のＡ−Ａ断面に示すように、スティールアーク継手３の取付板部３ｂの上面にアングル材１１を添接して溶接で固定し、取付板部３ｂを補強している。また、スティールアーク継手３・ゴム製の隅角部継手４・押えバンド１０は、予め函体１内に埋設しておいたインサート金具（雌ねじ金具）１２とボルト１３で函体１に固定される。
【００２４】
さらに、図４に示すように、スティールアーク継手３を保護する目的で、取付凹部２内におけるスティールアーク継手３の内面側に充填材１４を充填する。充填材１４は、図４(a) に示すように、内面側に配設する弾性シーリング材１４ａと、継手側に配設するバックアップ材（発泡ウレタン等）１４ｂから構成し、あるいは図４(b) に示すように、全体を弾性シーリング材１４ａあるいは発泡ウレタン１４ｃから構成する。
【００２５】
さらに、充填材１４を取付凹部２内に充填した後、あるいは充填する前に、取付凹部２を内面保護プレート１５で覆う。この内面保護プレート１５は、ステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等からなり、多数の半円状突起部分を有するリニアベローズ状の板とし、両端部をステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等のフラットバー１６で押え、インサート金具１７とボルト１８で函体１に固定する。なお、この内面保護プレート１５はゴム製としてもよい。
【００２６】
また、図５に示すように、隙間ｇの外面側は、目地材を充填する代わりに、外側止水ゴム１９を隙間ｇを覆うように函体１の外面に全周にわたって配設し、その両端部をステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板等のフラットバー２０で押え、インサート金具２１とボルト２２で函体１に固定する。この外側止水ゴム１９の形状は、図５(a) に示すように、平らなプレート状でもよいし、図５(b) に示すように、中央部に間隙ｇに挿入されるリング状の挿入部１９ａを設け、両端部に係止突起１９ｂを設けたものでもよいし、図５(c) に示すように、係止突起１９ｂを三角形状とし、フラットバー２０に前記係止突起１９ｂを押さえる山形部２０ａを設けてよい。
【００２７】
以上のような本発明の弾性継手を有する函体を通常の函体と共に基礎地盤面の上に配設し、また沈下量が大きい場合にはキャンバー盛土の上に配設し、柔構造方式の樋門を構築する。図６に示すのは、キャンバー盛土の上に配設する例であり、函体が設置される盛土にキャンバーを形成し、このキャンバー盛土３０の上にコンクリート床版３１を介してプレキャスト製函体（ボックスカルバート）を設置し、本発明の継手構造Ｋを有するプレキャスト函体を中央部と両端部に配置する。３２は遮水壁である。継手構造にスティールアーク継手を使用することで、堤体の沈下・変位に追従することができ、また継手部での断面力伝達により耐震性等も向上する。
【００２８】
なお、図６において、キャンバー盛土の中央部に設置される本発明の継手構造Ｋを有するプレキャスト函体は、キャンバーの変曲点に折り曲げ状態で配置され、そのスティールアーク継手のバネ剛性により函体の自重のみでは折り曲げ状態とならないため、設置する前に、スティールアーク継手で連結された隣接函体１，１同士を適当な仮固定連結金具で連結固定することで折り曲げ状態を保持しておき、所定位置に設置してＰＣ鋼材で他の函体と連結一体化した後、前記仮固定連結金具を取外すようにする。
【００２９】
なお、以上は、柔構造方式の樋門に適用した例を示したが、これに限らず、軟弱地盤対策、地震対策などに使用される暗渠にも、本発明を適用できることはいうまでもない。また、函体はプレキャストコンクリート製に限らず、現場打ちコンクリート製にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の暗渠の継手構造は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００３１】
(1) スティールアーク継手の弾性バネ部により大きな耐力と変形能力が得られ、函体の大きな変位を吸収しつつ断面力を伝達することができ、止水性にも優れた暗渠の継手構造を得ることができる。柔構造方式の樋門やその他の用途の函渠において、比較的大きな地盤の沈下・変位に対応することができ、また継手部での断面力伝達により耐震性等も向上する。
【００３２】
(2) スティールアーク継手により継手部に段差が発生することがなく、さらにスティールアーク継手を充填材で埋設し内面保護プレートで覆うことにより、流水を阻害することがない。
【００３３】
(3) 半円状の弾性バネ部と取付板部からなるスティールアーク継手はバネ機能と止水機能を兼ね備え、構造が簡単で安価であり、製作・施工が容易となり、コストの低減を図ることができる。
【００３４】
(4) スティールアーク継手等は、アンカーボルト・ナットあるいはインサート金具・ボルト等で函体の内面に取付けられ、取付け・取り外しを簡単に行なうことができ、維持管理が容易となる。
【００３５】
(5) 矩形函体の場合、スティールアーク継手を４辺の直線部の長さに応じて標準タイプを数種類用意し、隅角部継手も標準タイプを数種類用意しておけば、あらゆる大きさの函体に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の継手構造の基本構造例を示し、(a) は部分断面斜視図、(b) は継手部の断面図、(c) はハンチ部の拡大斜視図である。
【図２】本発明の継手構造の具体例を示す正面図である。
【図３】本発明の継手構造の具体例を示す部分拡大正面図および断面図である。
【図４】本発明の継手構造の具体例における内面側の構造例を示す断面図である。
【図５】本発明の継手構造の具体例における外面止水ゴム例を示す断面図である。
【図６】本発明の継手構造を備えた樋門の施工例を示し、(a) は堤体の断面図、(b) は盛土の断面図である。
【図７】従来の継手構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１……矩形函体、１ａ…頂版、１ｂ…底版、１ｃ…側壁、１ｅ…ハンチ部
２……取付凹部、２ａ…切り欠き
３……スティールアーク継手、３ａ…弾性バネ部、３ｂ…取付板部
４……隅角部継手、４ａ…半円状部、４ｂ…取付板部
５……目地材
６……アンカーボルト
７……ナット
８……不定形の弾性シーリング材または水膨張性弾性シーリング材、あるいは定形の弾性シール材または水膨張性弾性シール材
９……押え板
１０……押えバンド
１１……アングル材
１２……インサート金具
１３……ボルト
１４……充填材
１５……内面保護プレート
１６……フラットバー
１７……インサート金具
１８……ボルト
１９……外側止水ゴム
２０……フラットバー
２１……インサート金具
２２……ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure of a culvert, and is particularly effectively applied to a flexible structure type lock gate provided across a river embankment.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Of the flood control facilities, Xiamen (a box that takes water from the river and drains water from the dam into the river) that crosses and penetrates the river dike itself has the function of a dike. However, due to differences in weight, rigidity, etc. between the main body of Xiamen and the dam body soil, the Xiamen main body and the surrounding soil are difficult to adhere to each other, and in particular, the conventional support pile foundation installed on soft ground where ground subsidence is large In Xiamen, there are many cases where cavities occur in the foundation ground and surrounding embankments under the floor slab of Xiamen. This cavity is a serious problem that threatens the safety of river dikes, which causes roofing (or piping) during floods, and countermeasures are urgently needed.
[0003]
Therefore, from the viewpoint that the basic policy of Xiamen design should prioritize ensuring the safety of the surrounding embankment, the conventional “rigid support method with support piles” has been changed to “ As a “structural method”, a new flexible structure lock design method that allows relatively large settlement and displacement has been proposed (“Flexible Structure Design Guide”, National Institute for Land and Infrastructure Management: November 1998) Issued on March 30: Sankaido).
[0004]
Conventionally, as a joint of Xiamen box, as shown in FIG. 7 (a), there is a collar joint 50 made of a steel collar 51, a flexible waterproofing rubber 52, and a joint material 53. This collar joint is supported. It is applicable to pile foundations and not applicable to large deformations, so it cannot be applied to flexible structure lock gates. Development of improved color joints that can follow large deformations is desired, but there are many problems to be solved, and it is thought that development takes time.
[0005]
On the other hand, there is a so-called flexible joint that has high applicability as a joint of a flexible structure box at this stage. FIG. 7 (b) is an example of a flexible joint 60 provided inside the box. The rubber expansion / contraction member 61 ensures water-stopping and flexibility, and the expansion / contraction member 61 is inserted into the presser plate 62 and the insert. It is fixed with metal fittings / bolts 63 and the like, and joint material 64 is provided in the gap. However, such a flexible joint has no transmission of cross-sectional force at the joint, so the structural system is mechanically divided and the static indefinite order is lowered, and there is a problem with the seismic resistance as a system, If it is not installed at an appropriate position, there is a drawback that a large step is generated in the joint portion to hinder running water and is expensive.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a comparatively simple and inexpensive configuration that can transmit a sectional force while absorbing a large displacement of the box, and can be stopped. An object of the present invention is to provide a joint structure of a culvert that is excellent in water.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The main functions required for elastic joints in flexible structures such as Xiamen,
(1) Water tightness (generally 1.0 to 1.5 kgf / cm ² as internal / external water pressure)
(2) Absorption of displacement (generally about 5-10cm)
(3) There are three types of reduction and transmission (distribution of axial force / shearing force / bending moment according to joint ability) of the sectional force, and the present invention satisfies all such functions.
[0008]
That is, the joint structure of the undercarriage of the present invention is an inner surface side at the joint end portion of adjacent boxes (precast concrete or cast-in-place rectangular box, arch box, circular box, etc.) with a gap. A steel arc joint composed of a semi-circular elastic spring portion and mounting plate portions on both sides is disposed in the mounting recess portion provided in the mounting recess portion, and the mounting plate portion is attached and fixed to the mounting recess bottom surface of each adjacent box. In the underdrain joint structure in which adjacent boxes are connected so that they can be water-stopped, absorbable, and transmit cross-sectional force , the mounting recess is filled with a filler and a steel arc joint is embedded. The surface of the material is covered with a flexible inner surface protection plate (made of stainless steel, galvanized steel plate, or rubber) (Claim 1).
[0010]
Further, in the joint structure, a joint material is provided in a gap on the outer surface side at the joint end portion of the box (Claim 2 ), or the outer surface side gap at the joint end portion of the box is covered with an outer surface water blocking rubber ( Claim 3 ).
[0011]
In the case of a rectangular box, steel arc joints are arranged on the inner surfaces of the four sides (top plate, bottom plate, and two side walls), and rubber corner joints are provided on the four corner corners. Arrange. In this case, the steel arc joint on the four sides is provided with a spring function and a water stop function, and only the water stop function is expected at the corner joint of the haunch part. Further, the steel arc joint may be provided on the top plate and the bottom plate, and rubber joints (straight joints and corner joints) may be provided on the side walls and the upper and lower haunch portions. In addition, in the gap between the steel arc joint and rubber joint mounting plate and the box, and in the gap between the steel arc joint and rubber joint overlapped connection, an indeterminate elastic sealing material or water-expandable elastic sealing material Alternatively, water blocking properties are secured by interposing a fixed elastic sealing material or a water-expandable elastic sealing material.
[0012]
In the configuration as described above, the elastic spring portion of the steel arc joint can provide a large yield strength and deformation capacity, can transmit a cross-sectional force while absorbing a large displacement of the box, and has a culvert that is also excellent in waterstop. A joint structure can be obtained. With flexible structure locks and other applications, it can cope with relatively large ground subsidence and displacement, and the cross-sectional force transmission at the joint improves seismic resistance. Further, the steel arc joint does not cause a step in the joint portion, and further, the steel arc joint is buried with a filler and covered with an inner surface protection plate, so that flowing water is not hindered.
[0013]
Steel arc joints consisting of a semi-circular elastic spring part and mounting plate part have both a spring function and a water stop function. The structure is simple and inexpensive, making it easy to manufacture and install, and to reduce costs. it can. Steel arc joints and the like are attached to the inner surface of the box with anchor bolts / nuts or insert fittings / bolts, and can be easily attached and detached. In addition, in the case of a rectangular box, several types of standard types of steel arc joints are prepared according to the length of the four sides, and several types of corner joints are prepared. It can be applied to the body.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a lock gate composed of a rectangular box made of precast concrete. FIG. 1 shows a basic structural example of the joint structure of the present invention, and FIGS. 2 to 5 show more specific structural examples.
[0015]
In FIG. 1, a rectangular box 1 includes a top plate 1a, a bottom plate 1b, and side walls 1c and 1d, and haunch portions 1e are formed at four inner corners. A notch 2a continuous in the circumferential direction is provided in advance on the inner surface side at the joining end of the rectangular box 1, and when the rectangular boxes 1 and 1 to be joined are placed with a predetermined gap g, The mounting recess 2 is formed on the inner surface side of the joint portion. A steel arc joint 3 and a corner joint 4 are disposed in the mounting recess 2, and a joint material (sealant, stuffed mortar, etc.) 5 is filled in the gap g on the outer surface side.
[0016]
The steel arc joint 3 uses, for example, a stainless steel plate or a galvanized steel plate, and is disposed on each of the four sides of the top plate 1a, the bottom plate 1b, and the side walls 1c and 1d, and combines the spring function and water stop function of the joint described later. The corner joint 4 disposed in the haunch portion 1e is expected to have only a water stop function.
[0017]
As shown in FIG. 1 (b), the steel arc joint 3 includes a semicircular elastic spring portion 3a and mounting plate portions 3b and 3b provided integrally on both sides of the elastic spring portion 3a in a cross-sectional view. The mounting plate portion 3b is brought into contact with the bottom surface of the notch 2a and fixed with, for example, an anchor bolt 6 and a nut 7. Moreover, in order to ensure water-stopping, on the gap g side between the mounting plate portion 3b and the box 1, an amorphous elastic sealing material or a water-expandable elastic sealing material, or a fixed elastic sealing material or water-expandable An elastic sealing material 8 is provided.
[0018]
The spring constants K _F , K _S , and K _{M with} respect to the axial force, shearing force, and bending moment of the steel arc joint 3 can be obtained by the following equations. However, this expression is an approximate expression.
[0019]
K _F = 4E (I ₁ + I ₂ ) / (πR ³ )
K _S = 2GA / R
_{_{^{K M = K F H 2/}}} 3
B, D: Arc (elastic spring part) installation length (horizontal, vertical)
R: Arc radius A, t of (elastic spring unit): longitudinal area (A = Dt), the steel thickness I: moment of inertia _{^{(I 1 = Bt 3/12}} , I 2 = Dt 3/12)
E: Longitudinal elastic modulus G: Shear elastic modulus H: As shown in the above equation, the steel arc joint 3 has a cross-sectional force transmission with respect to axial force, shear force, and bending moment. Deformation ability (reduced cross-sectional force) can be expected.
[0020]
As shown in FIG. 1 (c), the corner joint 4 is made of, for example, rubber, and is composed of a semicircular portion 4a and a mounting plate portion 4b similar to the steel arc joint 3, and is disposed on the hunch 1e. 4-1 and a connecting portion 4-2 that is integrally bent from the end of the main body 4-1, and covers the end of the steel arc joint 3. For fixing to the box 1, the mounting plate portion 4 b is pressed with a presser plate 9 such as a stainless steel plate or a galvanized steel plate, and is attached using anchor bolts / nuts or the like in the same manner as the steel arc joint 3. The steel arc joint 3 and the connecting portion 4-2 are fixed by superimposing the end of the connecting portion 4-2 on the end of the steel arc joint 3, and pressing the band 10 such as a stainless steel plate or a galvanized steel plate on the overlapped portion. Is attached, and the presser band 10 is fixed to the box 1 with anchor bolts and nuts.
[0021]
Also in the case of the corner joint 4, an elastic sealing material, a water-expandable elastic sealing material, an elastic seal material, or a water-expandable elastic seal material 8 is provided on the gap g side between the mounting plate portion 4 b and the box 1. Furthermore, an elastic sealing material, a water-expandable elastic sealing material, an elastic seal material, or a water-expandable elastic seal material is also provided in the gap between the overlapping portions of the connection portions 4-2 of the steel arc joint 3 and the corner joint 4. 8 is disposed.
[0022]
In the above, an example in which the steel arc joint 3 is disposed on the four sides (the top plate 1a, the bottom plate 1b, the side wall 1c, and 1d) of the rectangular box 1 has been shown, but depending on the required cross-sectional force transmission and displacement absorption. The steel arc joint 3 is disposed only on the top plate 1a and the bottom plate 1b, and substantially U-shaped rubber joints are disposed on the side walls 1c and 1d and the upper and lower hunch portions 1e in a side view. Also good. In this case, the rubber joint is preferably composed of a straight joint provided on the side wall and a corner joint provided on the haunch.
[0023]
Next, the specific structural example of FIGS. 2-5 is demonstrated. The basic structure is the same as in FIG. 1, but as shown in the AA cross section of FIG. 3, the angle member 11 is attached to the upper surface of the mounting plate portion 3b of the steel arc joint 3 and fixed by welding. The mounting plate portion 3b is reinforced. Further, the steel arc joint 3, the rubber corner joint 4, and the presser band 10 are fixed to the box 1 with insert fittings (female screw fittings) 12 and bolts 13 embedded in the box 1 in advance. .
[0024]
Further, as shown in FIG. 4, for the purpose of protecting the steel arc joint 3, a filler 14 is filled on the inner surface side of the steel arc joint 3 in the mounting recess 2. As shown in FIG. 4A, the filler 14 is composed of an elastic sealing material 14a disposed on the inner surface side and a backup material (foamed urethane, etc.) 14b disposed on the joint side, or FIG. As shown in the figure, the whole is composed of an elastic sealing material 14a or urethane foam 14c.
[0025]
Furthermore, after filling the filler 14 into the mounting recess 2 or before filling, the mounting recess 2 is covered with the inner surface protection plate 15. The inner surface protection plate 15 is made of a stainless steel plate, a galvanized steel plate or the like, and is a linear bellows-like plate having a number of semicircular projections, and both ends are pressed by flat bars 16 such as a stainless steel plate or a galvanized steel plate, It is fixed to the box 1 with the insert metal fitting 17 and the bolt 18. The inner surface protection plate 15 may be made of rubber.
[0026]
Further, as shown in FIG. 5, the outer surface side of the gap g is disposed on the outer surface of the box 1 over the entire circumference so as to cover the gap g instead of filling the joint material. Both ends are pressed with a flat bar 20 such as a stainless steel plate or a galvanized steel plate, and fixed to the box 1 with an insert fitting 21 and a bolt 22. The outer water blocking rubber 19 may have a flat plate shape as shown in FIG. 5 (a), or a ring shape inserted into the gap g at the center as shown in FIG. 5 (b). An insertion portion 19a may be provided, and locking protrusions 19b may be provided at both ends, or the locking protrusion 19b may be triangular as shown in FIG. 5 (c), and the locking protrusion 19b may be provided on the flat bar 20. You may provide the mountain-shaped part 20a to hold down.
[0027]
The box having the elastic joint of the present invention as described above is arranged on the foundation ground surface together with the normal box, and when the subsidence amount is large, the box is arranged on the camber embankment, Build Xiamen. FIG. 6 shows an example of arrangement on a camber embankment. A camber is formed on the embankment on which the box is installed, and a precast box is formed on the camber embankment 30 via a concrete floor slab 31. (Box culvert) is installed, and the precast box having the joint structure K of the present invention is arranged at the center and both ends. 32 is a water shielding wall. By using a steel arc joint in the joint structure, it is possible to follow the settlement and displacement of the levee body, and the cross-sectional force transmission at the joint part improves seismic resistance and the like.
[0028]
In FIG. 6, the precast box having the joint structure K of the present invention installed at the center of the camber embankment is arranged in a bent state at the inflection point of the camber, and the box is formed by the spring stiffness of the steel arc joint. Since it does not become a bent state only by its own weight, before installing it, the adjacent box 1, 1 connected by a steel arc joint is connected and fixed with an appropriate temporary fixing connecting bracket, and the bent state is maintained, After being installed at a predetermined position and connected and integrated with another box with PC steel, the temporarily fixed connecting bracket is removed.
[0029]
In addition, although the example applied to the flexible structure type lock gate was shown above, it is needless to say that the present invention can also be applied to underdrains used for soft ground countermeasures, earthquake countermeasures, and the like. . The box is not limited to precast concrete but can be applied to on-site concrete.
[0030]
【The invention's effect】
Since the undercarriage joint structure of the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0031]
(1) The elastic spring part of the steel arc joint provides a high yield strength and deformation capacity, can transmit the cross-sectional force while absorbing the large displacement of the box, and obtains a culvert joint structure with excellent water-stopping properties. be able to. With flexible structure locks and other applications, it can cope with relatively large ground subsidence and displacement, and the cross-sectional force transmission at the joint improves seismic resistance.
[0032]
(2) The steel arc joint does not cause a level difference in the joint, and the steel arc joint is buried with a filler and covered with an inner surface protection plate so that running water is not hindered.
[0033]
(3) Steel arc joints consisting of a semi-circular elastic spring and mounting plate have both a spring function and a water stop function, are simple in structure, inexpensive, easy to manufacture and install, and reduce costs. Can do.
[0034]
(4) Steel arc joints, etc. are attached to the inner surface of the box with anchor bolts / nuts or insert metal fittings / bolts, etc., so that they can be easily attached and removed, and maintenance is easy.
[0035]
(5) In the case of a rectangular box, several types of standard types of steel arc joints are prepared according to the length of the four sides, and several types of corner joints are also available. It can be applied to a box.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a basic structure of a joint structure of the present invention, in which (a) is a partial cross-sectional perspective view, (b) is a cross-sectional view of a joint part, and (c) is an enlarged perspective view of a hunch part.
FIG. 2 is a front view showing a specific example of the joint structure of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged front view and a cross-sectional view showing a specific example of the joint structure of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structural example on the inner surface side in a specific example of the joint structure of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an outer surface waterproof rubber in a specific example of the joint structure of the present invention.
FIGS. 6A and 6B show an example of construction of a lock gate having the joint structure of the present invention, wherein FIG. 6A is a cross-sectional view of a bank body, and FIG. 6B is a cross-sectional view of embankment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional joint structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rectangular box, 1a ... Top plate, 1b ... Bottom plate, 1c ... Side wall, 1e ... Hunch part 2 ... Mounting recessed part, 2a ... Notch 3 ... Steel arc joint, 3a ... Elastic spring part, 3b ... Installation Plate part 4 ... Corner joint 4a ... Semicircular part 4b ... Mounting plate part 5 ... Joint material 6 ... Anchor bolt 7 ... Nut 8 ... Amorphous elastic sealing material or water-expandable elasticity Sealing material, fixed elastic sealing material or water-expandable elastic sealing material 9 ... presser plate 10 ... presser band 11 ... angle material 12 ... insert fitting 13 ... bolt 14 ... filler 15 ... inner surface protection Plate 16 ... Flat bar 17 ... Insert bracket 18 ... Bolt 19 ... Outer waterproof rubber 20 ... Flat bar 21 ... Insert bracket 22 ... Bolt

Claims

A steel arc joint composed of a semi-circular elastic spring portion and mounting plate portions on both sides is disposed in a mounting recess provided on the inner surface side at the joint end portion of adjacent box bodies with a gap, and the mounting In the joint structure of a culvert that connects the adjacent boxes to each other so that they can be water-stopped, absorbable, and transmit cross-sectional force by attaching and fixing the plate part to the bottom of the mounting recess in the adjacent box. A culvert joint structure characterized in that a steel arc joint is embedded by filling a filler, and the surface of the filler is covered with a flexible inner surface protection plate .

The joint structure according to claim 1, wherein a joint material is provided in a gap on an outer surface side at a joint end portion of the box.

The joint structure according to claim 1, wherein a gap on the outer surface side at a joint end portion of the box is covered with an outer surface waterproof rubber.