JP5132005B2 - 耐震型鉄筋コンクリート水密管渠およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐震型鉄筋コンクリート水密管渠およびその製造方法に係り、特に、両端部に高強度合成樹脂または再生合成樹脂からなる結合手段を備えた鉄筋コンクリート水密管渠、およびその製造方法に関する。

周知の如く、従来の鉄筋コンクリート管は、製作方法によって遠心力鉄筋コンクリート管や、振動および転圧（Ｖｉｂｒａｔｅｄ ａｎｄ Ｒｏｌｌｅｄ：ＶＲ）鉄筋コンクリート管などに大別されるが、乾式コンクリート配合を用いて振動、圧縮方式で生産して下水道管や上水道管、農業用水管、工業用水管などに使われる。
このような公知の管渠の問題点は、次のとおりである。図１に示すように、鉄筋コンクリート管では、カラー（Ｃｏｌｌａｒ）またはソケット（Ｓｏｃｋｅｔ）方式で連結された接合部または継ぎ目の隙間を練りモルタル（Ｃｏｍｐｏ Ｍｏｒｔａｒ）で充填しているが、充填物の脱落が発生して水密性維持が難しい。よって、最近開発された水密方式では、鉄筋コンクリート管の連結部１、２を接合するための主接合材としてゴム輪（Ｒｕｂｂｅｒ Ｒｉｎｇ）４を使用し、副接合材として練りモルタルを注入することにより、高圧の管内水圧には耐えているが、地盤の締固めや基礎処理などの不十分または施工未熟により管路の不同沈下が発生する。
また、上部の土圧、車両の荷重および管自重などの莫大な集中荷重Ｐが管渠のゴム輪４に直接加わることを防止するために、ゴム輪４の採用と副接合材としての練りモルタルの注入を同時に行うことにより、ゴム輪４が水圧（水密）のみ、練りモルタルは集中荷重Ｐをそれぞれ負担する接合方法もあるが、充填した練りモルタルが集中荷重Ｐに耐えられないため発生する破損あるいは不同沈下により所期の目的を達成することができない実情であって、外水が流入したり内水が流出したりするなど多くの不明水が発生し、特に環境保護および水質改善のために、近年では管渠整備工事を大々的に行っている。
係る問題点を解決するために多くの発明が提案されている。その代表的な例として、韓国登録実用新案公報第３３３３９４号（考案の名称：「コンクリート管の継ぎ目構造」：以下「特許文献１」という）と、韓国登録特許公報第７２６７３６号（発明の名称：「下水管渠連結固定構造物」：以下「特許文献２」という）がある。そのそれぞれの構成を考察すると、次のとおりである。特許文献１は、図２に示すように、ソケット接続によって連結されるそれぞれのコンクリート管の各スピゴット部１の端部とソケット部２の端部との間に断面「Ｌ」字状の円形アングル３、３’がそれぞれ挿設され、前記円形アングル３、３’同士の間に環状のシール部材４が介在された構成であって、土圧などの集中荷重Ｐはソケット部２、水密は環状のシール部材４がそれぞれ担当する構造であるが、従来のコンクリート管の問題点であるソケット部２の破損を解決することができず、このようなソケット部２の破損および管渠の歪みなどにより水密性が破れ易いという問題点がある。

韓国登録実用新案公報第３３３３９４号 韓国登録特許公報第７２６７３６号

そこで、本発明は、係る問題点を解決するためのもので、その目的は、鉄筋コンクリート水密管渠の両端部の破損を防止し、優れた水密性を示し、集中荷重の影響を最小化するうえ、容易に水密管渠を相互連結して施工することを可能にする、高強度合成樹脂または再生合成樹脂で精巧に加工された結合手段を備えた、耐震型鉄筋コンクリート水密管渠、およびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、コンクリートの内層に横鉄筋と縦鉄筋で編成された鉄筋網を配置してなる公知の鉄筋コンクリート管渠において、管渠成形体の両端には、結合突起を有する凸部結合手段および結合溝を有する凹部結合手段から構成された結合手段を備え、前記管渠の両端の前記凸部結合手段と前記凹部結合手段は、前記管渠と同一の形態および厚さにするが、物理的性質が前記管渠と異なる素材とすることを特徴とする、耐震型鉄筋コンクリート水密管渠を提供する。前記凸部結合手段および前記凹部結合手段は、水密性を確保するために、高強度合成樹脂または再生合成樹脂で精巧に成形することが要求され、耐久性、耐震性および結合強度を高めるために、その内部に金属材コアが内蔵される。
本発明の他の観点によれば、横鉄筋と縦鉄筋からなる鉄筋網を準備し、その周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と、鋳型の内部にコンクリートを注入し、これら全体を加熱しながら回転させ、遠心力によって鉄筋網が内層に位置した状態で養生、硬化させる養生段階を順次行う公知の鉄筋コンクリート水密管渠を製造する方法において、結合手段の成形の際にモールドの内側に金属製コアを入れ、そのキャビティに溶融されたレジンを高圧で注入して充填し、冷却させた後、脱型して凸部結合手段と凹部結合手段を成形する成形段階と、成形された凸部結合手段と凹部結合手段を準備された鉄筋網の両端に固定する固定段階の後、前記鉄筋コンクリート水密管渠製造方法のように前記鉄筋網の周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と養生段階を順次行うか、あるいは前記鉄筋コンクリート水密管渠製造方法のように前記鉄筋網の周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と養生段階を順次行って中間部分の鉄筋コンクリート水密管渠を製作した後、前記鉄筋コンクリート水密管渠の両端に突出した鉄筋網に金属製コアの延長竿を形成して固定する固定段階と、両端の鉄筋網とコアを取り囲みながら管渠の直列結合を可能にする結合手段の成形のための成形モールドを設置した後、そのキャビティに溶融されたレジンを高圧で注入して充填し冷却させ、脱型して凸部結合手段と凹部結合手段を成形する成形段階を順次行うことを特徴とする、耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の製造方法を提供する。

本発明によれば、高強度合成樹脂または再生合成樹脂で精巧に成形加工された結合手段を鉄筋コンクリート管の両端に備えることにより、変形と集中荷重に強く、結合手段の素材として脆性に強くかつ柔軟性に優れる合成樹脂を使用することにより、水密性に優れるうえ、外部の衝撃によっても破損しないため、従来の問題点を解消すると共に廃棄される合成樹脂をリサイクルすることができ、このような耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の製作および施工が簡単であって設置時間および費用を減らすことができ、メンテナンスも容易であるという有用な効果がある。

特に、本発明の結合方式は、結合状態を肉眼で確認することができ、結合後には変動できない構造であるから、弛み現象、すなわち公知のソケット接続方式で水密管渠を連結した後で連結部が緩みながら土圧により隙間が生ずる現象が発生せず、再施工などの不便さがなく、水密性試験が容易であるうえ、高い水密性を確保することができるという有用な効果がある。

従来の鉄筋コンクリート水密管渠の問題点を説明するための図である。 特許文献１の構成を示す断面図である。 特許文献２の構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る耐振型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す斜視図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す分解斜視図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す組立図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す断面図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す断面図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を示す断面図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の他の実施例の鉄筋固定方法を説明する分解斜視図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の別の実施例を示す断面図である。 本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の緩衝溝を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート水密管渠の具体的な実施例を図４に示す。
図４に示すように、本発明は、コンクリート１０の内層に、横鉄筋２１と縦鉄筋２２で編成された鉄筋網２０を配置させてなる公知の鉄筋コンクリート１０の水密管渠において、管渠成形体の両端には、鉄筋コンクリート管渠と同一の形態および厚さを有し、物理的性質が前記管渠とは異なる高強度合成樹脂または再生合成樹脂で成形してなる凸部結合手段３０と凹部結合手段４０を備える。前述した凸部結合手段３０と凹部結合手段４０は、図７および図８に示すように、それぞれ雄ネジ部を有する結合突起３１と雌ネジ部を有する結合溝４１を備える。よって、これらの凸部結合手段３０と凹部結合手段４０との螺合によって管渠の直列結合を実現することができる。この際、このような水密管渠の直列結合の際にそれぞれの凸部結合手段３０と凹部結合手段４０が互いに当接する端部に設けられたリング挿入溝７１の間にリング挿入溝７１の規格より多少大きい弾性材質の水密リング７０を一側に設置し、結合しようとする水密管渠を回転締結すると、水密リング７０が反対側のリング挿入溝７１に挿入されて進行方向に圧着されて結合部分における水密性を高める。
特に、公知のソケットまたはカラー形態で結合する従来の管渠は、振動または変形の際に容易に離脱して漏水が発生するが、本発明の凸部結合手段３０と凹部結合手段４０との締結構成は、連結部が離脱または抜去されなくて漏水が発生せず、結果として優れた耐震性を示す。
これを各構成要素別にさらに詳しく説明すると、前述した高強度合成樹脂または再生合成樹脂で成形してなる凸部結合手段３０と凹部結合手段４０は、図８に示すように、上部の土圧、車両の荷重および管自重などの莫大な集中荷重に耐えられるように耐震性または耐久性または強度を強化する金属材のコア５０を各結合手段３０、４０の内部に内蔵して形成したものである。このようなコア５０の強度をさらに高めるために、図９に示すように、コア５０にリブ５２を形成することが可能である。
また、このような強度を有するコア５０を鉄筋コンクリート管１０に直接連結して水密管渠を形成することができるようにするために、コア５０に一体形成されて外部へ突出したコア５０と同じ金属材の延長竿５１を図５に示すようにコア５０に形成し、図６に示すように延長竿５１と鉄筋コンクリート管１０の鉄筋網２０とを溶接して一体に連結するので、互いに異なる材質の、鉄筋コンクリート管１０と凸部結合手段３０および凹部結合手段４０とを連結接合することが可能である。この際、図８に示すように、接合方向に、凸部結合手段３０と凹部結合手段４０の側面には、管渠の成形の際に打設されるコンクリート１０が充填されて結合性および水密性を高める凹部６０をさらに形成することができる。
また、図１０に示すように、高強度合成樹脂または再生合成樹脂で成形してなる凸部結合手段３０および凹部結合手段４０が鉄筋網２０とそれぞれ締結される締結面に結束具５３を形成し、このような凸部結合手段３０および凹部結合手段４０は、鉄筋網２０の両端の縦鉄筋２２を結束具５３と各凸部結合手段３０および凹部結合手段４０との内側隙間に挿入し、あるいは横鉄筋２１を突出した一対の結束具５３の間の溝にそれぞれ挿入した後、溶接などの方法で結束することにより、分離されないように鉄筋網に組み立てることができる。
前記凸部結合手段３０と前記凹部結合手段４０との結合は、前述したように螺合によっても可能であり、別の実施例として、図１１に示すように凸部結合手段３０の結合突起３１と凹部結合手段４０の結合溝４１に相互交差して均一に設けられた突部３２と凹溝４２とが嵌合されて挿入回転結合がなされることによっても可能である。このように突部３２を有する凸部結合手段３０と凹溝４２を有する凹部結合手段４０とを嵌合した後、連結しようとする鉄筋コンクリート管渠を一方向に回して管渠の直列結合を成し遂げることができる。
また、図１２に示すように、前述した凸部結合手段３０の結合突起３１と凹部結合手段４０の結合溝４１は、嵌合により相互直結ができるようにそれぞれの結合突起３１と結合溝４１の端部に突部３２を設け、その後面に凹溝４２を設ける。このような結合突起３１に結合凹溝４１が連結進行の反対方向で連結しようとする水密管渠を公知の連結方法で押すか、あるいは既に連結した水密管渠から引張手段により引っ張って凸部結合手段４０に凸部結合手段３０が挿入されながらそれぞれの突部３２が相手の凹溝４２に嵌め込まれて直結で結合固定されるようにすることができる。
しかも、図１に示すように、剛性構造体である従来の鉄筋コンクリート管を敷設するにおいて、不同沈下による微細管渠線形変化または折れの発生の際には連結部の端に集中応力が発生して水密リングに変形が発生することにより漏水が発生しあるいは連結部の端に亀裂と破損が発生して水密性が低下するおそれがあって、図１３に示すように、剛性の鉄筋コンクリートに比べて脆性に強くかつ柔軟性に優れる物性体の合成樹脂からなる凸部結合手段３０と凸凹結合手段４０の内側および外側の側面表面に連続的なリング状の緩衝溝６１を設けて連結部位の衝撃、応力の吸収または線形変更による結合手段の変形を防止することができる。
このような本発明に係る耐震型鉄筋コンクリート１０の水密管渠を製造する方法は、横鉄筋２１と縦鉄筋２２で編成された鉄筋網２０を準備し、その周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と、鋳型の内部に一定量のコンクリート１０を注入し、これら全体を加熱しながら回転させ、遠心力によって鉄筋網２０が内層に位置した状態で養生および硬化させる養生段階と、補完的に管渠の両端連結部を仕上げする加工段階を順次行う公知の鉄筋コンクリート１０水密管渠の製造方法において、合成樹脂成形モールドの内側に金属製コア５０を入れ、そのキャビティに溶融されたレジンを高圧で注入して充填し、冷却させた後、脱型して凸部結合手段３０と凹部結合手段４０を成形する成形段階と、成形された凸部結合手段３０と凹部結合手段４０を準備された鉄筋網２０の両端に固定する固定段階とを含んでなり、このような成形段階と固定段階を行った後、前述した公知の鉄筋コンクリート１０の水密管渠製造方法のように凸部結合手段３０と凹部結合手段４０が形成されて固定された鉄筋網２０の周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と養生段階を順次行うことにより製造することができる。
また、これとは反対に、まず、従来の方法通りに鋳型設置段階と養生段階を順次行って製造した公知の鉄筋コンクリート１０水密管渠の両端に突出した鉄筋網２０に金属製コア５０の延長竿５１を形成して固定する固定段階と、両端の鉄筋網２０とコア５０を取り囲みながら管渠の直列結合を可能にする結合手段３０、４０の成形のための成形モールドを設置した後、そのキャビティに溶融されたレジンを高圧で注入して充填し、冷却させた後、脱型して凸部結合手段３０と凹部結合手段４０を成形する成形段階を順次行うことにより製造することができる。
この際、前述した固定段階は、図４〜図６に示すように、鉄筋網２０の両端にコア５０から延長されて外部に突出した延長竿５１を鉄線で結束し、あるいはスポット溶接で溶接して凸部結合手段３０と凹部結合手段４０を鉄筋網２０に固定し、あるいは図１０に示すように鉄筋網２０の両端の縦鉄筋２２を結束具５３と凸部結合手段３０および凹部結合手段４０との内側隙間に挿入し、あるいは横鉄筋２１を突出した一対の結束具５３の間の溝にそれぞれ挿入して固定する過程により行われ得る。
こうして製造された耐震型鉄筋コンクリート１０の水密管渠を施工装備の方に運搬し、しかる後に、施工場所に管渠と管渠をお互いの凸部結合手段３０と凹部結合手段４０とが向かい合うように配置し、連結しようとする一方の管渠を回転あるいは前進させて他方の管渠に結合させることにより、容易に下水管などを施工することができる。特に、本発明の結合方式は、結合状態を肉眼で確認可能であり、結合後には変動することができない構造である。

１０：コンクリート ２０：鉄筋網
２１：横鉄筋 ２２：縦鉄筋
３０：凸部結合手段 ３１：結合突起
３２：突部 ４０：凹部結合手段
４１：結合溝 ４２：凹溝
５０：コア ５１：延長竿
５２：リブ ５３：結束具
６０：凹部 ６１：緩衝溝
７０：水密リング ７１：リング挿入溝

Claims (9)

1. コンクリートの内層に横鉄筋と縦鉄筋で編成された鉄筋網を配置してなる公知の鉄筋コンクリート管渠において、
   管渠成形体の両端には、結合突起を有する凸部結合手段および結合溝を有する凹部結合手段から構成された結合手段を備え、
   前記管渠の両端の前記凸部結合手段と前記凹部結合手段は、前記管渠と同一の形態および厚さにするが、物理的性質が前記管渠とは異なる合成樹脂で成形加工し、
   前記凸部結合手段と前記凹部結合手段は、土圧、車両および管自重の荷重に耐えられるように、その内部には「Ｌ」字状に折り曲げられた金属製コアを内蔵して強度を強化し、金属製コアの折り曲げられた垂直部分には鉄筋網と溶接によって連結できるように金属製コアと同じ金属材の延長竿が一体に延設されて突出するようにし、あるいは鉄筋網を結束具に挿入して組み立てられるようにし、
   前記凸部結合手段と前記凹部結合手段が管渠成形体と連結される連結面には、 管渠成形の際にコンクリートが充填されて結合性および水密性を高める凹部を形成し、
   前記凸部結合手段と前記凹部結合手段の内側面及び外側面には連結部位の衝撃、応力の吸収または線形変更による結合手段の変形を防止する環状の緩衝溝を形成してなることを特徴とする、耐震型鉄筋コンクリート水密管渠。
2. 前記凸部結合手段の結合突起と前記凹部結合手段の結合溝は、それぞれ雄ネジ部及び雌ネジ部に成形されることにより、互いに螺合がなされるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠。
3. 前記凸部結合手段の結合突起と前記凹部結合手段の結合溝は、互いに交差して均一な間隔で設けられた突部と凹部とが嵌合されて挿入回転結合がなされるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠。
4. 前記凸部結合手段の結合突起と前記凹部結合手段の結合溝は、互いに嵌合されて直結できるようにそれぞれの結合突起と結合溝の端部には突部を設け、その後面には凹溝を設けることにより、挿入の際に互いに嵌合されて直結されるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠。
5. 前記金属製コアにリブが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の鉄筋コンクリート水密管渠。
6. 前記凸部結合手段の両端と前記凹部結合手段の両端が当接する水密部の両側の各面にリング挿入溝が設けられ、その空間には締結進行方向に圧着される弾性材質の水密リングがリング挿入溝の規格より多少大きい規格で設置されることを特徴とする、請求項１に記載の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠。
7. 横鉄筋と縦鉄筋からなる鉄筋網を準備し、その周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と、鋳型の内部にコンクリートを注入し、これら全体を加熱しながら回転させ、遠心力によって鉄筋網が内層に位置した状態で養生、硬化させる養生段階を順次行う公知の鉄筋コンクリート水密管渠を製造する方法において、
   結合手段の成形の際にモールドの内側には土圧、車両および管自重の荷重に耐えられるように強度を補強する金属製コアを入れるが、「Ｌ」字状に折り曲げられた金属製コアの垂直部分から延長竿が一体に突出して鉄筋網と溶接によって固定されながら管渠成形と連結される連結面には管渠成形の際にコンクリートが充填されて結合性および水密性を高める凹部が凹設されるようにし、内側面および外側面には連結部位の衝撃、応力の吸収または線形変更による結合手段の変形を防止する環状の緩衝溝が設けられるようにそのキャビティに溶融されたレジンを高圧で注入して充填し、冷却させた後、脱型して凸部結合手段と凹部結合手段を成形する成形段階と、成形された凸部結合手段と凹部結合手段の「Ｌ」字状に折り曲げられた金属製コアの垂直部分から一体に突出した延長竿を準備された鉄筋網の両端に溶接によって固定し、鉄筋網を結束具に挿入して固定する固定段階を行った後、
   上記の鉄筋コンクリート水密管渠製造方法のように前記鉄筋網の周りを鋳型で取り囲む鋳型設置段階と養生段階を順次行うことを特徴とする、請求項１の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠を製造する方法。
8. 前記溶接固定段階は、鉄筋網の両端に、「Ｌ」字状に折り曲げられた金属製コアの垂直部分に一体に延設されて外部へ突出した延長竿をスポット溶接によって溶接することにより、前記凸部結合手段と前記凹部結合手段を鉄筋網に固定する段階であることを特徴とする、請求項７に記載の請求項１の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠を製造する方法。
9. 前記結合手段は、高強度合成樹脂または再生合成樹脂で成形加工して形成されることを特徴とする、請求項７に記載の請求項１の耐震型鉄筋コンクリート水密管渠を製造する方法。