JP4646137B2 - 遊間用止水材および橋梁伸縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、高架橋などの橋梁に一定間隔で形成される遊間から雨水等の落下を防止するための遊間用止水材および橋梁伸縮装置に関し、特に土砂の堆積による止水材の沈下・離脱を抑制し、耐久性に優れた遊間用止水材、およびこれを使用した橋梁伸縮装置に関する。

橋梁では、温度変化に起因する膨張や収縮が生ずるため、一定間隔毎に遊間が設けられている。そして、図１３、図１４に示すように、温度変化に起因する桁の膨張や収縮、車の走行に伴う圧力に応じて遊間ｔの間隔が伸縮するように、遊間の表面に互いに噛み合う一対のくし型鋼製ジョイント５０,５０が設けられている。

遊間ｔは、橋梁に降った雨水等が遊間から漏水すると、橋桁の支承部付近分が腐食し損傷を与えてしまうため、図１４に示すように、シール材５１（弾性シール材）をくし型鋼製ジョイント５０,５０の下の腹板５５，５５間に接着して防水している（例えば、特許文献１〜４を参照）。このシール材５１は、例えば遊間に反応硬化性の低モジュラスのシール材を流し込み、硬化させることによって形成される。シール材５１は、ポリウレタンフォーム材などの発泡体からなるバックアップ材５２を介して支持金具５３にて保持される。このようにシール材５１およびバックアップ材５２を設置することにより、シール材５１自体が変形し、バックアップ材５２が体積変化することで遊間距離の変化に追従するようになっている。なお、図１３、図１４において、矢印Ａは車の走行方向（すなわち橋軸方向）を示しており、矢印Ｂは鉛直方向を示している。

また、上記のような弾性シール材５１に代えて、成形品からなる止水材を使用することも提案されている（例えば、特許文献を５参照）。
実公昭６０‐３２１６４号公報 実公昭６１‐５３７０号公報 実公平１‐３１６０１号公報 実公平２‐３５８４３号公報 実公昭６３‐４０４８７号公報

前記した弾性シール材５１は低モジュラス性のため鉛直方向からの荷重で容易に変形しやすい。一方、絶えず車が走行する橋梁の遊間では、長年の間に土砂がくし型鋼製ジョイント５０,５０の隙間より遊間に侵入し堆積する。その結果、図１５に示すように、徐々に堆積する土砂５４の重み、およびその土砂５４にかかる車両の輪荷重（車両が通過する際の荷重）によって弾性シール材５１が圧縮され変形する。特に遊間の変位や、車両が通過した際の輪荷重により弾性シール材５１が局所的な変形を起こしやすい。最終的には、弾性シール材５１が沈下、離脱して、接着面の剥離やシール材５１の破断をひき起こし、止水機能が失われ、道路下方に水が漏れるという不具合が発生する。

また、止水材として特許文献５に記載のような成形品を使用すると、該成形品は弾性シール材より鉛直反力が大きいために、土砂の堆積による止水材の沈下・離脱に対する耐久性は弾性シール材より大きいが、まだ十分とはいえない。さらに、鉛直反力を向上させるために成形品の厚みを増やしたり、より硬い材料を使用したりすると、水平反力が大きくなり、遊間距離の変化に追従しにくくなるため、止水材とこの止水材が装着・固定される腹板（遊間の対向する端面）との接着面に大きな力が加わり、止水材が腹板から剥離しやすくなる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、遊間距離が変化する水平方向の剛性、すなわち水平反力が低く、水平方向の伸縮性を保持しながら、鉛直方向の剛性、すなわち鉛直反力を向上させ、それによって土砂堆積に対する耐久性を向上させ、土砂堆積による沈下・離脱を抑制するようにした遊間用止水材を提供することを課題とする。

上記課題を達成するための本発明の遊間用止水材は、以下の構成を有する。

（1）隔壁によって仕切られ水平方向に並設された複数の室を有し、前記隔壁は、遊間距離が変化する方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されており、かつ前記隔壁の少なくとも上端には前記各室を覆うように止水膜が隔壁と一体成形されており、この止水膜は、室内に山型に屈曲していることを特徴とする遊間用止水材。
（2）前記隔壁の上下両端に、各室を覆う止水膜が設けられている（1）に記載の遊間用止水材。
（3）凸型止水材と凹型止水材とからなり、前記凸型止水材は止水膜の少なくとも片面上に隔壁から構成された複数の凸部が形成されており、前記凹型止水材は止水膜の少なくとも片面上に隔壁から構成された複数の凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが互いに嵌合して室を形成するように構成されており、前記隔壁は、遊間距離が変化する方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されていることを特徴とする遊間用止水材。
（4）前記凸型止水材は、両面に凸部が形成されており、当該凸型止水材の両面に凹型止水材を嵌合させて、少なくとも2層構造を形成するようにした（3）に記載の遊間用止水材。
（5）前記凹型止水材は、両面に凹部が形成されており、当該凹型止水材の両面に凸型止水材を嵌合させて、少なくとも2層構造を形成するようにした（3）に記載の遊間用止水材。
（6）前記凸型止水材と凹型止水材との嵌合を利用して、複数の凸型止水材同士または複数の凹型止水材同士を水平方向に連結する（3）〜（5）のいずれかに記載の遊間用止水材。
（7）前記凸型止水材および／または凹型止水材における前記止水膜は、室内に山型に屈曲している（3）〜（6）のいずれかに記載の遊間用止水材。
（8）前記凸型止水材および凹型止水材は、橋梁の地覆において立ち上がる構造を有する（3）〜（7）のいずれかに記載の遊間用止水材。
（9）橋梁の遊間に（1）〜（8）のいずれかに記載の止水材を挿入し、両端面を腹板に固定し、かつ上面に保護層を設けた橋梁伸縮装置。
（10）前記止水材の両端面が腹板に不陸吸収調整材を介して接着固定される（9）に記載の橋梁伸縮装置。

上記（1）の遊間用止水材によれば、隔壁によって仕切られた複数の室を水平方向に並設し、かつ隔壁には、遊間距離が変化する方向に水平方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されているので、腹板と止水材との接着面に高い水平反力をかけずに（すなわち水平剛性を高くせずに）、隔壁によって鉛直剛性（鉛直反力）を向上させることができる。それによって土砂堆積に対する耐久性が向上し、土砂堆積による沈下・離脱を抑制することができる。また、各室を覆うように前記隔壁の少なくとも上端に止水膜が設けられているので、止水性能にも優れている。
上記（2）の遊間用止水材によれば、隔壁の両端に止水膜が設けられているので、止水性能がより確実なものになる。
上記（3）の遊間用止水材によれば、室を覆う止水膜が、室内に山型に屈曲していると、遊間距離が変化する水平方向への伸縮性がより一層向上し、前記した水平反力が低減される。
上記（4）の遊間用止水材によれば、凸型止水材の凸部と、凹型止水材の凹部とを嵌合させるように構成されているので、両止水材の隔壁により鉛直剛性が向上し、それによって土砂堆積に対する耐久性が向上し、土砂堆積による沈下・離脱を抑制することができる。また、凸型止水材の凸部と凹型止水材の凹部とを構成する隔壁は、遊間距離が変化する方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されているので、水平剛性が高くなるのを防止している。
上記（5）、(6)の遊間用止水材によれば、少なくとも2層構造を形成することができるので、下方への漏水をより確実に阻止することができる。
上記（7）の遊間用止水材によれば、前記凸型止水材相互または凹型止水材相互に連結が可能であるので、遊間の幅や長さに応じて寸法調整が容易になる。
上記（8）の遊間用止水材によれば、上記（3）と同様に、遊間距離が変化する水平方向への伸縮性がより一層向上し、前記した水平反力が低減される。
上記(9)の遊間用止水材によれば、前記凸型止水材および凹型止水材は、折り曲げが可能であるので、折り曲げて立ち上げ構造にすると、道路の地覆（じふく）などの形状にも容易に対応することができるという効果がある。
上記(10)の橋梁伸縮装置によれば、気温変化などに伴う橋梁の伸縮にも容易に対応することができ、しかも遊間からの土砂堆積に対する耐久性が向上し、土砂堆積による沈下・離脱を抑制することができる。
上記(13)の橋梁伸縮装置によれば、遊間端面が凹凸のある不陸面であっても不陸吸収調整材によって確実に止水材の両端面を腹板に接着固定することができる。
なお、腹板への固定は接着に限定されるものではなく、ボルト、ナットによる機械固定であってもよい。

以下、図面を参照して本発明の遊間用止水材を説明する。図１は、本発明に係る遊間用止水材の一実施形態を示しており、(a)は凸型止水材および凹型止水材を示す概略断面図、（ｂ）はその組立状態を示す概略断面図である。
図１(a)に示す遊間用止水材は、高架道路などの橋梁に配設される遊間内に取り付けられるものであって、凸型止水材1および凹型止水材２とから構成される。凸型止水材1および凹型止水材２はそれぞれ止水膜１０,２０を有し、この止水膜１０,２０の片面から鉛直隔壁１１,２１を立ち上がらせて、複数の凸部１２および凹部２２がそれぞれ形成されている。

そして、凸型止水材1の凸部１２および凹型止水材の凹部２２を嵌合させると、図１(ｂ)に示すように、複数の室３が水平方向に並設された遊間用止水材１００が得られる。室３は周囲が鉛直隔壁１１,２１によって囲まれ、上下面が止水膜１０,２０によって閉じられている。

凸型止水材1および凹型止水材２は、いずれもプラスチック樹脂、ゴム材、エラストマー材などを成形して得られる。その際、止水膜１０,２０と鉛直隔壁１１,２１とは一体成形するのがよい。

図１(ｂ)では、遊間用止水材１００が橋梁伸縮装置として遊間内に設置する形態で構成されている。すなわち、遊間用止水材１００の上部には、防塵および止水を目的とする保護層４が設置されている。保護層４は、例えば、伸縮可能な独立気泡フォームや連続気泡フォームなどにより形成される。また、遊間用止水材１００の両端には不陸吸収調整材５,５が設置される。該調整材５,５は、最外面の鉛直隔壁１１または１２と接着されていてもよい。不陸吸収調整材５,５は、難透水性の連続気泡フォームや、弾性を有するゴム、エラストマーなどから形成されている。

以下、凸型止水材1および凹型止水材２の構成を詳細に説明する。凸型止水材1および凹型止水材２はそれぞれ図２(a)および(b)に示すような形状を有しており、より詳細な形状がそれぞれ図３および図４に示される。

図２(a)に示す凸型止水材１は、止水膜１０の表面に複数の凸部１２が並設されている。各凸部１２は鉛直隔壁１１を上面が開口した筒形に形成して構成されている。その際、凸部１２が水平方向（特に矢印Ａ方向）に伸縮しやすいように、鉛直隔壁１１に、内方に屈曲した屈曲部１３が形成され、水平断面が鼓形になっている。
また、図３に示すように、止水膜１０は所定の間隔で縦方向および横方向に山型に屈曲した隆起部１４が形成されている。特に、凸部１２内に隆起部１４が存在するように構成されている。これにより、水平方向への伸縮性能がより向上する。

図２(ｂ)に示す凹型止水材２は、止水膜２０の表面に複数の凹部２２が並設されている。各凹部２２は所定間隔で並設された鉛直隔壁２１の間に、屈曲部２３を有する水平断面が菱形の鉛直隔壁２１を介在させ、一体化してある。
また、図４に示すように、止水膜２０は所定の間隔で縦方向および横方向に山型に屈曲した隆起部２４が形成されている。特に、凹部２２内に隆起部２４が存在するように構成されている。これにより、水平方向への伸縮性能がより向上する。

このような凸型止水材１の凸部１２と、凹型止水材２の凹部２２とを嵌合させると、図５に示すように２枚の止水膜１０，２０の間に複数の室３が形成された遊間用止水材１００が得られる。なお、嵌合する凸型止水材１と凹型止水材２とは上下いずれであってもよい。また、必要に応じて、前記凸部１２と凹部２２との対向面を接着して一体化してもよい。
図５は、凸型止水材１と凹型止水材２との組み合わせた遊間用止水材１００の一部切り欠き水平断面図である。各室３は周囲が鉛直隔壁１１，２１で囲まれ、かつ鉛直隔壁１１，２１は二重に重ね合わされ補強された構造となっているので、上からの荷重に対する耐久性、すなわち鉛直剛性に優れている。

そのため、図６に示すように、橋梁の遊間に設置されたくし型鋼製ジョイント５０,５０の下に保護層４を介して前記遊間用止水材１００を設けた橋梁伸縮装置では、くし型鋼製ジョイント５０,５０の間から土砂が侵入し保護層４の上に堆積しても、遊間用止水材１００が高い鉛直剛性を有しているため、土砂堆積による沈下・離脱を抑制することができ、止水材１００の耐久性が向上する。また、各室３は止水膜１０,２０で両端が覆われているので、たとえいずれかの止水膜１０,２０が破損しても、止水性能が低下することがない。

遊間用止水材１００の両側は不陸吸収調整材５，５を介して腹板５５，５５に接着されている。このとき、車両の走行方向（矢印Ａで示す）が遊間の距離が変化する方向になるので、遊間用止水材１００にも水平伸縮性（または圧縮性）が要求されるが、前記したように遊間用止水材１００を構成する凸型止水材１および凹型止水材２は矢印Ａ方向の剛性、すなわち水平反力が低く、高い水平伸縮性を有する。

図７は、凸型止水材１と凹型止水材２との嵌合を利用して、複数の凸型止水材１同士および／または複数の凹型止水材２同士を止水材の幅方向（前記した矢印Ａ方向）に連結する方法を示している。すなわち、図７(a)は３つの凸型止水材１と２つの凹型止水材２とを連結する例を示しており、図７(b)はその連結状態を示している。具体的には、凸型止水材１と凹型止水材２との位置を水平方向にずらせることにより、凸型止水材１，１相互または凹型止水材２，２相互の連結が可能となる。これにより、遊間の幅や長さに応じて各種寸法の止水材を事前に準備しておく手間が不要となり、寸法調整が容易になる。なお、隣接する凸型止水材１，１間および／または凹型止水材２，２間（矢印Ｍ，Ｎで示す）は接着剤などにより接合してもよい。

複数の凸型止水材１同士および／または複数の凹型止水材２同士を止水材の長さ方向（前記した矢印Ａ方向と直交する方向）に連結する場合も図７に示す幅方向の連結と同様にして連結することができる。その結果、遊間の幅や長さに応じて各種寸法の止水材を事前に準備しておく手間が不要となり、寸法調整が容易になる。なお、長さ方向に連結する場合は図７に示す不陸調整材は使用されない。

図８および図９は、道路の地覆などの形状にも容易に対応する態様を示している。すなわち、図８に示すように、地覆７は道路８の幅方向の側端部に道路面より高く段差をつけた線どりの部分をいう。このような地覆７では、止水材を上に立ち上げるようにしているが、従来の成形品からなる止水材では地覆７に対応して立上げるのが困難であった。なお、図８において、９は高欄である。
これに対して、本実施形態の遊間用止水材では、例えば図９に示すように、凹型止水材２に切り込み部２５を設けて、凹型止水材２の端部を立ち上げると共に、凸型止水材１の止水膜１０の端部を上方に折り曲げ、これらを嵌合させることにより、地覆７にも容易に対応できるようになる。なお、凸型止水材１の両側部には、凹型止水材２の切り込み部２５を隠蔽するための立上がり片１５が形成されている。その他は前述の実施形態と同じである。

図１０は、本発明の他の実施形態に係る２層構造の遊間用止水材１０１を示している。すなわち、この実施形態では、凸型止水材1'における１０'の両面に凸部１２ａ,１２ｂが形成されており、当該凸型止水材1'の両面に止水膜２０，２０を有する凹型止水材２，２を嵌合させて、２層構造を形成するようにしたものである。このような２層構造にすると、止水膜が３層になるので、長期にわたる止水性能の維持が確実になる。
また、両面に凸部１２ａ,１２ｂが形成された凸型止水材1'に代えて、両面に凹部が形成された凹型止水材(図示せず)を用いて、この凹型止水材の両面に凸型止水材1，１を嵌合させてもよい。さらに、両面に凸部または凹部が形成された凸型止水材および凹型止水材を用いて、３層以上の積層構造（従って止水膜を４層以上）にすることも可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改善が可能である。例えば、上記実施形態では、凸型止水材１と凹型止水材２とを嵌合させて室３を形成するようにしたが、必要に応じて、凸型止水材１および凹型止水材２のいずれか一方のみを使用して、複数の室を有する遊間用止水材を形成してもよい。

また、本実施形態の遊間用止水材を用いて橋梁伸縮装置を形成する場合、不陸吸収調整材５を介する接着固定は必ずしも必要でなく、図１１に示すような機械固定でもよい。すなわち、図１１(a)、(b)は凸型止水材１および凹型止水材２のいずれかの止水膜１０，２０の耳部に腹板１６から突設したボルト１７を挿通させ、ナット１８にて締結したものである。

さらに、本発明における室３の水平断面は図５に示すような形状に限定されるものではなく、種々の形状が採用可能である。例えば、図１２(a)に示すようなハニカム形状の室３１、同図(b)に示すような菱形形状の室３２、同図(ｃ)に示すような楕円形ないし円形形状の室３３などが例示される。図１２(a)、 (b)において、室３１、３２に形成されている隙間は、図８に示すような地覆等において、立ち上げるための折り目となるものである。また、楕円形ないし円形形状の室３３の場合は、前記したような屈曲部13,23はないが、湾曲部によって屈曲部13,23と同等の作用効果がある。なお、屈曲部13,23または湾曲部を、すべての室３,３１,３２,３３に形成せずに、一部の室に形成するだけでもよい。

本発明に係る遊間用止水材の一実施形態を示しており、(a)は凸型止水材および凹型止水材を示す概略断面図、（ｂ）はその組立状態を示す概略断面図である。 (a)および(b)はそれぞれ本発明における凸型止水材および凹型止水材を示す部分斜視図である。 (a)、(b)および(c)はそれぞれ本発明における凸型止水材の実施形態を示す平面図、正面図およびＹ−Ｙ線断面図である。 (a)、(b)および(c)はそれぞれ本発明における凹型止水材の実施形態を示す平面図、正面図およびＺ−Ｚ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る遊間用止水材を示す一部切り欠き平面図である。 本発明の一実施形態に係る橋梁伸縮装置を示す一部切り欠き斜視図である。 (a)は、複数の凸型止水材１同士および／または複数の凹型止水材２同士を止水材の幅方向に連結する方法を示す断面図、(b)はその連結状態を示す断面図である。 道路の地覆を説明するための説明図である。 道路の地覆に適用する遊間用止水材の一例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る２層構造の遊間用止水材を示す断面図である。 (a)、(b)は遊間用止水材の遊間端面への機械固定構造を示す部分断面図である。 (a)、(b)および(c)はそれぞれ本発明の遊間用止水材における室の他の形状を示す水平断面図である。 遊間に設置される通常のくし型鋼製ジョイントの平面図である。 従来の橋梁伸縮装置を示す断面図である。 従来の橋梁伸縮装置において遊間への土砂堆積により止水材が沈下、離脱する過程を示す説明図である。

符号の説明

１・・凸型止水材、２・・凹型止水材、３・・室、４・・保護層、５・・不陸吸収調整材、１０・・止水膜、１１・・鉛直隔壁、１２・・凸部、１３・・屈曲部、１４・・隆起部、２０・・止水膜、２１・・鉛直隔壁、２２・・凹部、２３・・屈曲部、２４・・隆起部

Claims (10)

1. 隔壁によって仕切られ水平方向に並設された複数の室を有し、前記隔壁は、遊間距離が変化する方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されており、かつ前記隔壁の少なくとも上端には前記各室を覆うように止水膜が隔壁と一体成形されており、この止水膜は、室内に山型に屈曲していることを特徴とする遊間用止水材。
2. 前記隔壁の上下両端に、各室を覆う止水膜が設けられている請求項１に記載の遊間用止水材。
3. 凸型止水材と凹型止水材とからなり、
   前記凸型止水材は止水膜の少なくとも片面上に、隔壁から構成された複数の凸部が形成されており、
   前記凹型止水材は止水膜の少なくとも片面上に、隔壁から構成された複数の凹部が形成されており、
   前記凸部と前記凹部とが互いに嵌合して室を形成するように構成されており、
   前記隔壁は、遊間距離が変化する方向に伸縮するための屈曲部または湾曲部が形成されていることを特徴とする遊間用止水材。
4. 前記凸型止水材は、両面に凸部が形成されており、当該凸型止水材の両面に凹型止水材を嵌合させて、少なくとも２層構造を形成するようにした請求項３に記載の遊間用止水材。
5. 前記凹型止水材は、両面に凹部が形成されており、当該凹型止水材の両面に凸型止水材を嵌合させて、少なくとも2層構造を形成するようにした請求項３に記載の遊間用止水材。
6. 前記凸型止水材と凹型止水材との嵌合を利用して、複数の凸型止水材同士または複数の凹型止水材同士を水平方向に連結する請求項３〜５のいずれかに記載の遊間用止水材。
7. 前記凸型止水材および／または凹型止水材における前記止水膜は、室内に山型に屈曲している請求項３〜６のいずれかに記載の遊間用止水材。
8. 前記凸型止水材および凹型止水材は、橋梁の地覆において立ち上がる構造を有する請求項３〜７のいずれかに記載の遊間用止水材。
9. 橋梁の遊間に請求項１〜８のいずれかに記載の遊間用止水材を挿入し、両端面を腹板に固定し、かつ上面に保護層を設けたことを特徴とする橋梁伸縮装置。
10. 前記止水材の両端面が腹板に不陸吸収調整材を介して接着固定される請求項９に記載の橋梁伸縮装置。

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