JP4467177B2 - 地下構造物用蓋 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンホールの開口を閉塞するマンホール用蓋のような地下構造物用蓋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マンホール用蓋としては金属材料で一体的なプレート状に形成されたものが多く用いられているが、マンホール用蓋には自動車車輪などから下向き荷重が繰り返し加えられるので、特に、中央部が大きく湾曲して又はたわんで変形するおそれがある。このような変形を防止するためには、マンホール用蓋を厚く形成すればよいが、蓋を厚く形成すると蓋の重量が過大となって取扱性が悪くなるだけでなく、蓋に用いる金属材料が増大してコスト高となってしまう。そこで、重量及び使用金属材料の増大を低くおさえて必要な機械的強度（変形こわさ又は破壊強さ）を確保するために、適当な高さの枠部の間に補強用リブを設けた蓋本体を金属材料で形成し、この枠部内に詰め物材を充填して硬化させ、硬化した詰め物材で蓋本体に不足する機械的強度を補う構成のマンホール用蓋も使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、詰め物材は一般的に脆いので、このような構成のマンホール用蓋では、蓋本体の機械的強度不足は十分補われてはいない。
【０００４】
そこで本発明は、金属材料等の蓋本体材料の使用量が少なくてすみ、しかも湾曲に対する十分な機械的強度を有する地下構造物用蓋の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明の地下構造物用蓋は、マンホール等の地下構造物の開口に設置される地下構造物用蓋であって、枠部及びこの枠部間に設けられている補強用リブ（補強用はりを含む）から形成された蓋本体と、前記枠部内に充填されて硬化した詰め物材（詰め物材は、枠部間に流し込まれたり流し入れられたりするが、枠部内の空間を全体的にうめる必要は必ずしもなく、例えば枠部間の下側空間や上側空間にのみ充填される場合もある）と、から構成され、前記補強用リブは、前記詰め物材を区分けする複数の又は多数の囲み部を形成するように設けられていることを基本的構成としている。詰め物材を区分け又は小さく区分けしておけば、区分けされたそれぞれの詰め物材の曲げ強度は、区分けされていない場合と比較して大きいので、詰め物材が容易に変形又は損傷するといったことがない。したがって、硬化した詰め物材によって、枠部間に補強用リブを設けた、例えば金属製の蓋本体に不足する機械的強度を十分補うことが可能となる。補強用リブは枠部と同一材料、例えば金属材料で一体的に形成されるのが普通である。詰め物材としてはコンクリートや硬化性合成樹脂のような硬化性流動材を用いることができ、通常は、硬化した詰め物材の強度を高めるために骨材が混入される。
【０００６】
地下構造物用蓋の機械的強度を高めるためには、枠部の下端に例えば金属製の薄い又は比較的薄い閉塞用プレート部（地下構造物の開口を完全には塞がないようなもの、例えばガス抜き孔が設けられているものも含まれるが、このようなガス抜き孔等は詰め物材に設けられた貫通孔と連通するのが普通である）を一体的に形成し、補強用リブをこの閉塞用プレート部の上面に一体的に設けることが可能である。詰め物材は、枠部及び閉塞用プレート部により形成される収容凹部内に充填され、閉塞用プレート部に沿って補強用リブにより短くあるいは小さく区分けされる。
【０００７】
地下構造物用蓋の重量を小さくあるいは使用材料量、例えば使用金属量を少なくするためには、蓋本体を上面及び下面開放のもの（閉塞用プレート部を設けないもの）として構成しておくことが好ましい。しかしながら、蓋本体をこのように枠部及び通常は薄い補強用リブのみから構成すると、詰め物材は一般的に脆いので、蓋上面に大きな荷重が継続してあるいは頻繁に加わる場合には、詰め物材の下端部に大きな亀裂が生じる場合もあり得る。したがって、適当な高さを有するように形成される（特に薄肉の）補強用リブに水平方向又はほぼ水平方向に突出する側方突出部を設けることが好ましい。側方突出部を設けても閉塞用プレート部を構成するよりは使用材料量、例えば使用金属量は増加しない。そして、詰め物材の脆さは、詰め物材中に側方突出部が埋め込まれることにより、あるいは詰め物材が側方突出部と接触していることにより十分に補強される。側方突出部は枠部下端と同一の高さ位置、または枠部下端よりも多少上方位置に配置されるのが普通である。通常、側方突出部は補強用リブの下端に形成される。詰め物材は、補強用リブの上端から側方突出部までを完全に又はほぼ完全に（例えば側方突出部の下面のみを残して）包み込むように、あるいは補強用リブの上端から側方突出部の上面までを覆うように充填される。詰め物材が側方突出部を含んで補強用リブを完全に包み込むように構成すれば、補強用リブに錆が発生するのを効果的に防止できる。詰め物材を広い範囲で補強するためには、側方突出部を補強用リブの両側に設ける。側方突出部を構成することによりまた、詰め物材が簡単に崩れ落ちるのを防止できる。側方突出部は、補強用リブ全体に設けてもよいが、最も変形量が大きい蓋中央部又は補強用リブの中央部にのみ形成してもよい。
【０００８】
場合によっては、詰め物材は側方突出部の下面を覆うように、あるいは側方突出部を含んで補強用リブの下側を包み込むように、または補強用リブの上側を僅かに残して全体を覆うように充填される。側方突出部が補強用リブの下端に設けられ、かつ詰め物材が側方突出部の下面のみを覆うように充填される場合には、詰め物材は補強用リブによって区分けされないこととなる。
【０００９】
また、使用金属量等をそれほど増加させないで、詰め物材の脆さを補強するために、枠部の下面開口を部分的に塞ぐ補強用プレート部を補強用リブの下端に一体的に形成してもよい。補強用リブの下端に形成される補強用プレート部は枠部に接続されることもある。補強用プレート部は最も変形量が大きい蓋中央部又は補強用リブの中央部にのみ形成すると効果的である場合が多い。
【００１０】
ところで、補強用リブは、上端が枠部の高さ方向中央まで達していなくても十分な補強効果を達成する場合が多い。したがって、補強用リブの上端を枠部の高さ方向中央よりも低く位置させて金属等の材料の使用量をおさえるのが得策である。
【００１１】
なお、特に、詰め物材を少数に区分けする場合、すなわち囲み部（区分け部）を大きく構成する場合には、変形時に詰め物材に生じる圧縮応力の向きと直交するように補強用リブを形成するのが好ましい。例えば、円形又は四角形の蓋本体あるいは枠部又は閉塞用プレート部に、中心を蓋本体あるいは枠部又は閉塞用プレート部の中心と一致させて円形の補強用リブを１本又は径を変えて数本形成したり、正方形又は長方形あるいは六角形等の補強用リブを、中心を蓋本体あるいは枠部又は閉塞用プレートへ部の中心と一致させて１つ又は大きさを変えて数個あるいは相似状に数個設ける。また、特に、蓋本体あるいは枠部又は閉塞用プレート部が長方形状又は正方形状の四角形状に形成され、一方対向蓋辺部のみが受枠又は地下構造物に支持されるような場合には、変形時の詰め物材の圧縮応力の向きは一方対向蓋辺部方向となるので、他方対向蓋辺部方向に延びて詰め物材の応力方向と直交する複数の補強リブ（補強用リブ）により詰め物材を区分けするのが有効である。この場合には、荷重が加わったときに補強リブが変形するのを防止するために、一方対向蓋辺部方向に延びて補強リブと一体的に直交する少数の補助リブ（補強用リブ）を設けるのが普通である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る第１のマンホール用蓋の上面側を概略的に示す斜視図、図２は第１のマンホール用蓋の下面側を概略的に示す斜視図である。
【００１４】
第１のマンホール用蓋１（地下構造物用蓋）の蓋本体３（第１蓋本体）は、長方形状の閉塞用プレート部５及びこの閉塞用プレート部５の上面外周縁に沿って一体的に設けられた枠部７から形成されて収容凹部（枠部７の内側）を有する上面開放又は開口の容器状に構成され、枠部７は、外面が閉塞用プレート部５の周縁に一致するように形成された約４５ｍｍの高さの下側枠部分９と、上端に外向きフランジ１１が一体的に設けられ、下側枠部分９との間に支持用突出部分１３を形成している約４５ｍｍの高さの上側枠部分１５と、から一体的に構成されている。第１のマンホール用蓋１はマンホール蓋受枠（図示せず）に支持用突出部分１３全周で、あるいは短辺側の支持用突出部分１３で支持される。第１のマンホール用蓋１の下側枠部分９内には、この下側枠部分９よりも高さの低い補強用リブ１７が設けられ、この補強用リブ１７の下端は閉塞用プレート部５の上面に一体的に、かつ両方の側端（長さ方向端）は下側枠部分９に一体的に接続されている。補強用リブ１７は、第１のマンホール用蓋１（蓋本体３）の約１．３ｍの長さを有する長辺部１９と平行に延びる複数本（３本）の縦リブ２１と、約１．０ｍの長さを有する短辺部２３と平行に延びて縦リブ２１と直交する複数本（３本）の横リブ２５と、第１のマンホール用蓋１（蓋本体３）の一方の対角線と平行に延びる複数本（７本）の第１傾斜リブ２７（一方の対角線に沿って延びるリブを含む）と、他方の対角線と平行に延びる複数本（７本）の第２傾斜リブ２９（他方の対角線に沿って延びるリブを含む）と、から構成されていて、縦リブ２１及び横リブ２５は蓋本体３と相似形の長方形の格子目形状を形成し、第１傾斜リブ２７及び第２傾斜リブ２９はこの長方形の格子目の一方の対角線及び他方の対角線に沿って延びるように設けられている。したがって、リブ２１、２５、２７、２９により多数の三角形状の囲み部３１が形成されることとなる。
【００１５】
枠部７内（収容凹部内）には、流動状のレジンコンクリート３３（詰め物材）が上側枠部分１５上端位置まで流し込まれて充填され、枠部７内全体をうめて硬化している。したがって、レジンコンクリート３３（硬化後のもの）の下側部分は囲み部３１内に入り込み、この囲み部３１によって多数に区分けされている。レジンコンクリート３３の下側部分又は中間部分までが補強用リブ１７又は囲み部３１により区分けされれば、レジンコンクリート３３の強度を充分高めることができ、またこのように構成することにより金属材料の使用量が増すことも回避できる。
ここに記載された技術は次の発明に包含される。
（１）閉塞用プレート部の上面には補強用リブが設けられ、この補強用リブにより前記詰め物材の下側部分を区分けする、又は中間部分までを区分けする複数の又は多数の囲み部が形成されている、地下構造物用蓋。
【００１６】
なお、第１のマンホール用蓋１の閉塞用プレート部５下面の中央箇所３５は約１ｍｍ乃至３ｍｍ突出するように凸状に形成されている（閉塞用プレート部５の外側箇所の厚さは５ｍｍ乃至６ｍｍであるが、中央箇所３５のみが約６ｍｍ乃至９ｍｍと厚肉）。このように構成して、閉塞用プレート部５全体の重量又は使用金属量をそれほど増加させないで、最も変形量が大きい蓋中央部を効果的に補強している。
【００１７】
図３は補強用リブ１７の形状を示すための蓋本体３の部分平面図、図４は補強用リブ１７の形状を示すための第１のマンホール用蓋１の断面図である。
【００１８】
補強用リブ１７は中央部３７（図１の太線部分）で幅が大きくなるように形成されている。荷重が加わったときに最も変形量が大きな箇所、すなわち第１のマンホール用蓋１の中央部に位置する補強用リブ１７の部分３７を外側部に位置する部分３９より幅を厚く形成して補強用リブ１７自体の中央部の強度（変形こわさ・損傷強さ）を高めるとともに、中央の囲み部３１の内側面積を小さくし、中央部でレジンコンクリート３３がより小さく区分けされるように構成している。したがって、中央部３７を厚くしたことによる補強用リブ１７の重量の増加分以上に閉塞用プレート部５の重量を減少させて蓋本体３全体を軽く形成しても強度を低下させないようにできる。補強用リブ１７の幅は、外側部３９では６ｍｍ乃至８ｍｍに形成されているが（ただし、中間の横リブ２５の外側部３９は１６ｍｍ）、中央部３７では１０ｍｍ乃至１２ｍｍに形成されている（ただし、中間の横リブ２５の中央部３７は中心に向かって１６ｍｍから２４ｍｍまで漸次太くなり、中央部３７で対角線に沿って延びる第１傾斜リブ２７及び第２傾斜リブ２９の外側に位置する部分４１（図１も参照）は７ｍｍ乃至８ｍｍの幅）。
【００１９】
補強用リブ１７は、第１のマンホール用蓋１の長手方向（長辺方向）中央で高くなるように形成され、補強用リブ１７自体の中央の強度が高まるとともに、中央でレジンコンクリート３３の区分け高さが大きくなるように構成されているので、中央を高くしたことによる補強用リブ１７の重量の増加分以上に閉塞用プレート部５の重量を減少させて蓋本体３全体を軽く形成しても変形こわさ又は強さは低下しない。補強用リブ１７を長辺方向中央及び短辺方向中央、すなわち第１のマンホール用蓋１の中央位置で高くなるように構成する場合もある。縦リブ２１は一方の短辺部２３（下側枠部分９）との接続位置で９ｍｍの高さを有し、一方の短辺部２３寄りの横リブ２５を僅かに越えるまで上端が円弧状に湾曲して漸次高さを増していき、３４ｍｍの高さとなるように形成されている。縦リブ２１は他方の短辺部２３寄りの横リブ２５の僅かに手前まで３４ｍｍの高さを保って延びるが、この横リブ２５の僅かに手前からは上端が円弧状に湾曲して漸次高さを減少して９ｍｍの高さで他方の短辺部２３（下側枠部分９）に接続する。そして、縦リブ２１、第１傾斜リブ２７及び第２傾斜リブ２９が、長手方向の同一位置では同一高さを有するように構成されている。横リブ２５はそれぞれ一定の高さで延びて縦リブ２１、第１傾斜リブ２７及び第２傾斜リブ２９と同一の高さで交わり、中間のものが短辺部２３寄りのものよりも高く形成され、また中間のものが短辺部２３寄りのものよりも厚く形成されている。
【００２０】
レジンコンクリート３３内には、粒径２０ｍｍ乃至３０ｍｍの単粒度砕石４号の砕石骨材４３が主骨材として積み重ね状態で混入されている。レジンコンクリート３３は囲み部３１により小さくセグメント化され、蓋変形時には囲み部３１の上側がレジンコンクリート３３の圧縮抵抗を受けるので、レジンコンクリート３３の下側に大きな引っ張り力は作用しにくく、したがってレジンコンクリート３３の下側にクラックは生じにくいのであるが、砕石骨材４３が積み重ねられて連続した状態で混入されることにより、レジンコンクリート３３の下面にクラックが生じ、最も下側の砕石骨材４３の間を通って上方に伝達したとしても、上側の砕石骨材４３にはばまれてそれ以上上側には伝達しないので、レジンコンクリート３３の曲げ抵抗・強さがさらに増大する。したがって、レジンコンクリート３３の厚みは砕石骨材４３（主骨材）の最小粒径、平均粒径又は最大粒径の２倍以上であることが効果的である。
【００２１】
なお、補強用リブ１７の外側部３９に対応した閉塞用プレート部５の部分を取り去った構成を採用すると、補強用リブ１７の中央部３７に対応した位置にのみプレート部４４（補強用プレート部）が形成されていることになり、これにより中央部の変形防止機能を大きく低下させないで使用金属量を減少させることができる。例えば、プレート部４４を肉厚４ｍｍで形成すれば、使用金属量は大幅に減少するが、それでも十分な変形防止機能を期待できる場合が少なくない。
【００２２】
図５は本発明に係る第２のマンホール用蓋の上面側を概略的に示す斜視図である。
【００２３】
第２のマンホール用蓋４５は第１のマンホール用蓋１のリブパターンを変更したものであり、補強用リブ４７は、短辺部２３に平行に延びる７本の補強リブ４９と、長辺部１９に平行に延びて補強リブ４９と直交する２本の補助リブ５１と、から構成され、この補強用リブ４７により長方形状の囲み部５２が形成されている。第２のマンホール用蓋４５は、蓋本体５３（第２蓋本体）の両短辺部２３側のみがマンホール蓋受枠に支えられるように構成されたものであり、枠部５４の長辺部１９側には支持用突出部分は設けられていない。蓋の両短辺部２３（一方対向蓋辺部）のみが支持される構成の第２のマンホール用蓋４５では、短辺部２３と平行な多数本の補強リブ４９を設け、長辺部１９と平行な補助リブ５１で、補強リブ４９が変形するのを防止している。補強リブ５１は、補強リブ４９が変形するのを防止できる本数だけ設ければよい。
【００２４】
図６乃至図９はリブパターンを変更して構成された別の蓋本体（第３乃至第６蓋本体）の構成を概略的に示す片側平面図である。
【００２５】
図６の第３蓋本体５５の補強用リブ５７は、第３蓋本体５５の一方の対角線と平行に延びる複数本（７本）の第１傾斜リブ５９（一方の対角線に沿って延びるリブを含む）と、他方の対角線と平行に延びる複数本（７本）の第２傾斜リブ６１（他方の対角線に沿って延びるリブを含む）と、から構成されていて、多数の菱形形状の囲み部６３を形成している。図７の第４蓋本体６５の補強用リブ６７は、第４蓋本体６５と同一中心の２つの長方形リブ６９、７１と、小さい長方形リブ６９及び大きい長方形リブ７１を連結して下側枠部分９まで延びる複数の補助リブ７３と、長方形リブ６９の長辺部間を連結する補助リブ７５と、から構成されていて、多数の四角形状の囲み部７７を形成している。図８の第５蓋本体７９の補強用リブ８１は、第４蓋本体６５の補助リブ７３の本数を増加させたものであり、より多数の小さな四角形状の囲み部８３を形成している。図９の第６蓋本体８５の補強用リブ８７は多数の連続した正六角形リブ８９から構成され、それぞれのリブ８９が正六角形状の囲み部９１を形成している。
【００２６】
図１０は補強用リブの別の構成を示すための概念図である。
【００２７】
蓋本体９３は幅の大きな補強用リブ９５を有するが、補強用リブ９５は閉塞用プレート部９７を内側に折り曲げて突出させたような形状、すなわち方形波形状に形成されていて、内部に下側開口の空洞あるいは溝９９が形成されている。
【００２８】
図１１は本発明に係る第３のマンホール用蓋を部分的かつ概略的に示す斜視図である。
【００２９】
第３のマンホール用蓋１０１は第２のマンホール用蓋４５の補強用リブ構造を変更したものであり、長方形状の囲み部５２を有するが、第３のマンホール用蓋１０１の枠部５４下端には閉塞用プレート部が設けられていないで、枠部５４は上面及び下面開放として構成されている（ここでは枠部５４の下面開口は補強用リブ１０３によって複数に区画される）。補強用リブ１０３（補強用はり）の補強リブ１０５及び補助リブ１０７の下端は枠部５４の下端と同一の高さ位置に配置され、この補強リブ１０５及び補助リブ１０７の下端部には多少側方に延びる薄肉の側方突出部１０９が形成されている。そして、レジンコンクリート３３は枠部５４の上端から下端まで枠部５４内全体に充填されている。すなわち、側方突出部１０９の下面（補強用リブ１０３の下面）を残して補強用リブ１０３は全体的にレジンコンクリート３３に包み込まれている。なお、図１２に示すように、補強リブ１０５及び補助リブ１０７の下端を枠部５４下端よりも多少上方に位置させて、側方突出部１０９（の下面）を含んで補強リブ１０５及び補助リブ１０７が全体的にレジンコンクリート３３に包み込まれるように構成してもよい。さらに図１３に示すように、枠部５４の下端部に閉塞用プレート部５を形成し、この閉塞用プレート５と補強用リブ１０３（補強用リブ１０３の上端は枠部５４の上端とほぼ同一の高さに位置し、下端は閉塞用プレート部５よりも高く、枠部５４の高さ方向ほぼ中間に位置している）の側方突出部１０９下面（補強用リブ１０３下面）との間の大きな隙間に、側方突出部１０９下面と接触してこの下面を覆うようにレジンコンクリート３３を充填してもよい。この場合に、レジンコンクリート３３を枠部５４の上端まで充填すればより大きな機械的強度を有するマンホール用蓋を構成できる。ここでは、補強用リブ１０３の高さを大きくすることなく補強用リブ１０３を枠部５４の上側に配置し、かつ補強用リブ１０３によって補強されていない枠部５４の下側にレジンコンクリート３３を充填して効果的な耐変形構造を確保しようとしている。また、側方突出部１０９を長く突出させて側方突出部１０９の先端間の間隔を短く構成することもできる。この場合には、枠部５４が下面開口のものであれば、下面開口は側方突出部１０９によりかなりの程度塞がれることとなる。また、側方突出部１０９を補強用リブ１０３の全体に形成しないで、例えば最も補強機能が要求される補強用リブ１０３の中央部（図５の符号１１１参照）にのみ形成してもよく、第１のマンホール用蓋１に側方突出部を形成する場合にも、補強用リブ１７の中央部３７にのみ側方突出部を形成することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地下構造物用蓋は、十分な機械的強度を有するものでありながら、少ない金属材料等の蓋本体材料を使用して製造でき、したがって製造コストの低いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１のマンホール用蓋の上面側を概略的に示す斜視図である。
【図２】第１のマンホール用蓋の下面側を概略的に示す斜視図である。
【図３】補強用リブの形状を示すための蓋本体の部分平面図である。
【図４】補強用リブの形状を示すための第１のマンホール用蓋の断面図である。
【図５】本発明に係る第２のマンホール用蓋の上面側を概略的に示す斜視図である。
【図６】第３蓋本体の構成を概略的に示す片側平面図である。
【図７】第４蓋本体の構成を概略的に示す片側平面図である。
【図８】第５蓋本体の構成を概略的に示す片側平面図である。
【図９】第６蓋本体の構成を概略的に示す片側平面図である。
【図１０】補強用リブの別の構成を示すための概念図である。
【図１１】本発明に係る第３のマンホール用蓋を部分的かつ概略的に示す斜視図である。
【図１２】第３のマンホール用蓋の変形例を部分的かつ概略的に示す斜視図である。
【図１３】第３のマンホール用蓋の別の変形例を部分的かつ概略的に示す端面図である。
【符号の説明】
１、４５、１０１ マンホール用蓋（地下構造物用蓋）
３、５３、５５、６５、７９、８５、９３ 蓋本体
７、５４ 枠部
１７、４７、５７、６７、８１、８７、９５、１０３ 補強用リブ
３１、５２、６３、７７、８３、９１ 囲み部
３３ レジンコンクリート（詰め物材）

Claims (2)

1. マンホール等の地下構造物の開口に設置される地下構造物用蓋であって、
   枠部及びこの枠部間に設けられている補強用リブから形成され、上面及び下面が開放された蓋本体と、前記枠部内に充填されて硬化した詰め物材と、から構成され、
   前記補強用リブは、その下端に、前記蓋本体の下面開口を部分的に塞ぐ補強用プレート部を一体的に有し、前記詰め物材を区分けする複数の又は多数の囲み部を形成するように設けられている、ことを特徴とする地下構造物用蓋。
2. 前記補強用プレート部は、前記補強用リブの中央部にのみ形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の地下構造物用蓋。

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