JP5250786B2 - 立坑又は横坑構築用の壁部材 - Google Patents
立坑又は横坑構築用の壁部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5250786B2 JP5250786B2 JP2008276545A JP2008276545A JP5250786B2 JP 5250786 B2 JP5250786 B2 JP 5250786B2 JP 2008276545 A JP2008276545 A JP 2008276545A JP 2008276545 A JP2008276545 A JP 2008276545A JP 5250786 B2 JP5250786 B2 JP 5250786B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wall member
- liner plate
- shaft
- composite material
- cement composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Description
ライナープレート1は、山部2aと谷部2bとが繰り返し形成された矩形の波付け鋼板部2の4辺にフランジ3、4を持つ構造である。波付け方向(図2(イ)、(ハ)で上下方向)の両端のフランジ3は鋼板を折り曲げて形成したフランジであり、波付け方向と直交する方向(図2(イ)で左右方向)の両端のフランジ4は、別部材の端面プレートを溶接固定したものである。場合により、前記フランジ3を折り曲げフランジ、フランジ4を端面プレートと呼ぶ。
折り曲げフランジ3には当該ライナープレート1を上下に連結するための複数のボルト挿通穴3aがあけられ、端面プレート4には当該ライナープレート1を周方向に連結するための複数のボルト挿通穴4aがあけられている。
図10の筒状体7はライナープレートだけでは強度が確保されない場合に採用される構造であるが、その場合、同図のように、上下のライナープレート1間に適宜補強リング8を介在させる。
補強リング8には通常H形鋼が用いられ、図11(イ)のように、H形鋼のウエブ8aを挟んでライナープレート1の軸方向のフランジ3どうしをボルト9及びナットで締着して連結する。なお、補強リング8どうしの周方向連結は、周方向に隣接するH形鋼のフランジ8bに連結プレート10を当て、ボルト11及びナットでH形鋼フランジ8bに固定して行う。
特許文献1のライナープレート立坑は、四角形断面の立坑の実施例を例示しているが、基本的に上記と同様な構造であり、上下のライナープレート間に適宜補強リングを介在させている。
また、補強リングを用いない箇所では図11(ロ)のようにフランジ3どうしを直接重ね合わせ、ボルト12とナット13とで締着して連結する。
次の特許文献のうち特許文献2〜特許文献6については、後述する。
特に、組立てに際して補強リングを用いることが必要な場合が多いが、補強リングが必要になることで組立ての施工性は大きく低下するので、補強リングを必要としない構造が望まれる。
この高靭性セメント複合材料は、その高い靭性を活かす用途に用いられるが、例えば、コンクリート構造部材が劣化した場合の補修工法として、構造部材の断面表層部分の劣化部分を除去し、必要に応じて鉄筋を補強するなどした後、除去部分を健全な材料で置換する断面修復工法において、置換する材料として、通常のコンクリートに代えて高靭性セメント複合材料を用いることが提案されている(特開2001−288999 構造部材の断面修復方法(特許文献2))。
道路床版の補修・補強の場合は、道路床版の劣化部をはつり、コンクリートを健全な状態にし、その後、高靭性セメント複合材料を用いて断面を修復する。
また、特許文献6の場合は、靭性を必要とする部材の材料として高靭性セメント複合材料を用いるという発想である。
立坑又は横坑の周方向及び軸方向に複数連結される壁部材本体として、矩形輪郭の波付け鋼板部の4辺にフランジを持つライナープレートを用いるとともに、このライナープレートの波付け面に繊維補強による高靭性セメント複合材料層を形成したことを特徴とする。
例えば円形立坑の場合、壁部材で組み立てられた円筒体の外周面に半径方向の土圧が作用し、その土圧により壁部材に周方向の圧縮力が生じるので、この圧縮力に耐える強度が必要である。本発明ではセメント系材料である高靭性セメント複合材料がその圧縮力の少なくない一部を負担するので、ライナープレートが負担する圧縮力は小さくなり、壁部材全体としの強度が大きく向上する。
したがって、壁部材本体であるライナープレートを筒状体又は半筒状体の軸方向に連結する際、すべてライナープレートどうし直接連結しても、構築された筒状体又は半筒状体の強度を確保できる。
したがって、H形鋼による補強リングを設けることが不要となり、施工性が大幅に向上する。
しかし、本発明で用いる繊維補強による高靭性セメント複合材料の靭性は充分高く、ライナープレートの変形特性を損なうことがないので、鋼材であるライナープレートの特性と繊維補強による高靭性セメント複合材料の特性との両者が適切に活かされて、上記のように強度の高い壁部材が得られる。
すなわち、H形鋼による補強リングを設ける場合、図10、図11(イ)のように、H形鋼8のウエブ8aの高さはライナープレート1の厚みと比べて大きいので、H形鋼のフランジ8bがライナープレート厚み方向の内外に突出する。また、円周方向の補強リング(H形鋼)8どうしの連結部ではさらに突出する。
したがって、ライナープレートの外面と地山の穴壁面との間の隙間S’を大きく取る必要がある。すなわち余掘りを多くする必要がある。
しかし、本発明では補強リングが不要なので、上記の余掘りは少なく済む。図3に本発明の実施例における壁部材の外面と地山の壁面との間の隙間をSで示す。
また、請求項2のように、ライナープレート外面に高靭性セメント複合材料を形成した場合、円筒体の外面が平滑面となるので、地山の穴壁面と円筒体との間の隙間に土砂を埋め戻す際に、土砂の埋め戻しが円滑に行なわれる。
すなわち、内部摩擦角(安息角)が大きな土砂の場合、ライナープレート外面の波の谷部に円滑に入り込むことができずに、空隙が生じる恐れがある。しかし、外面が高靭性セメント複合材料で平坦になっているので、そのような問題は生じない。
この壁部材21の本体(壁部材本体)としてライナープレート1を用いる。
このライナープレート1は、先に図2について説明した通りであるが、山部2aと谷部2bとが繰り返し形成された矩形の波付け鋼板部2の4辺にフランジ3、4を持つ構造であり、円形断面の立坑用であるから、円弧状に湾曲している。波付け方向(図2(イ)、(ハ)で上下方向)の両端のフランジ3は鋼板を折り曲げて形成したフランジであり、波付け方向と直交する方向(図2(イ)で左右方向)の両端のフランジ4は、別部材の端面プレートを溶接固定したものである。場合により、前記フランジ3を折り曲げフランジ、フランジ4を端面プレートと呼ぶ。
折り曲げフランジ3には当該ライナープレート1を上下に連結するための複数のボルト挿通穴3aがあけられ、端面プレート4には当該ライナープレート1を周方向に連結するための複数のボルト挿通穴4aがあけられている。
高靭性セメント複合材料とは、セメント系材料を短繊維により補強した複合材料であって、曲げモーメント作用下あるいは引張り力作用下においてひび割れ発生後も応力の低下がなく、見かけのひずみの増加に伴い応力が増加する「ひずみ硬化特性」と、微細ひび割れが無数に生じるマルチプルクラック特性を有する特徴を持つ材料である。
また、筒状体27の軸方向の連結は、図4に示すように、補強リングを用いることなく、上下に隣接するライナープレート1のフランジ(折り曲げフランジ)3どうしをすべて、直接重ね合わせ、ボルト12とナット13で締着して行う。この上下の連結部は図11(ロ)の連結部と同じである。
実施例の立坑は、従来ならば強度的に補強リングが必要となるものを想定しているが、後述する通り、壁部材21の強度が高くなっているので、図示のようにすべて、補強リングを介在させずに上下のライナープレート1を直接連結することが可能となっている。
この試験に用いた試験体は図5、図6に示すように、湾曲させていない直線状の壁部材21’である。
また、図7(イ)、(ロ)に示すように、異形棒鋼をL形に曲げ一端側にネジ部を形成した複数のL字鉄筋24をライナープレート1に固定した上で、高靭性セメント複合材料23を充填して、ライナープレート1と高靭性セメント複合材料23とを結合させた。
前記L字鉄筋24は、ライナープレート1の波付け鋼板部2の谷部2bに間隔をあけて溶接固定した。
この壁部材21’は、直線状であること及びL字鉄筋24を設けていることを除けば、図1〜図4の壁部材21と同じなので、その構造の説明は省略するが、断面形状の寸法関係については、図7に示した通りである。
なお、ライナープレート1と高靭性セメント複合材料23とを結合させる結合具としては、実施例のL字鉄筋24に限らず、図7(ハ)のように、ライナープレート1に穴を開けてナット25、26で締着しても良い。また、短く切った山形鋼(図示略)を溶接固定しても良いし、その他の金具でもよい。
(A)一般に複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料(HPFRCC)と呼ばれる普通強度の高靭性セメント複合材料(商品としてはECCクリート(登録商標:鹿島建設株式会社))。
(B)一般に超高強度繊維補強コンクリート(UFC)と呼ばれる超高強度の高靭性セメント複合材料(商品としてはサクセム(登録商標:鹿島建設株式会社他))。
また、本発明の実施例との比較のためにライナープレートに複合する材料として、
(C)繊維を複合させていない単なる自己充てんコンクリート。
これらの物性を表1に示す。
その基本配合(32リットル)を表2に示す。
すなわち、本発明の実施例の試験体として、HPFRCCを複合させた壁部材(No.3、No.4の2つ)、及び、UFCを複合させた壁部材(No.5)を用いた。
また、比較のための試験体として、セメント材を複合しない単なるライナープレート(No.1)、及び、SCCを複合した壁部材(No.2)を用いた。
なお、L字鉄筋の配置は、No.4の試験体ではライナープレート長さ方向に60cmピッチで設け、No.1、2、3、5の試験体は30cmピッチで設けた。
試験体(壁部材)21’を単純支持し、載荷スパンを1.4mとする中央1点帯状曲げ載荷とした。なお、載荷は1000kN 油圧ジャッキを使用し、壁部材21’の載荷部及び支点部は、モルタルで平滑にし、緩衝材をはさんで載荷を実施した。また、載荷荷重は最大荷重まで単調載荷とし、緩やかに荷重を増加させた。
基準となる試験体No.1(ライナープレート)で28.3kN、
SCCを使用したNo.2で39kN、
HPFRCCを使用したNo.3、No.4で38kN、及び38.1kN、
UFCを使用したNo.5で52.5kN、
であった。
各試験体を比較すると、基準となる試験体No.1(ライナープレート)に対して、UFCを使用したNo.5が1.86倍で最大となり、SCCを使用したNo.2で1.37倍、HPFRCCを使用したNo.3、No.4では1.35倍程度となった。
このように、ライナープレートを高靭性セメント複合材料で補強したことで、単なるライナープレート(No.1)と比べて、曲げ耐力が1.35〜1.86倍に向上することが確認できた。
しかし、表1に示したように、SCCは圧縮強度60MPa、静弾性係数35,000MPaで、HPFRCCは圧縮強度42.9MPa、静弾性係数17,000MPaであり、曲げ剛性を考慮(静弾性係数を考慮)すると、HPFRCCはSCCの50%程度であるのに関わらず最大荷重がほぼ同等であったことは、HPFRCCが積極的に引張り力を負担していることを示すと推定される。
ライナープレートを用いた構築物では、ライナープレートの変形特性が有効に活かされるものであるが、上記の通りであるから、普通強度の高靭性セメント複合材料(HPFRCC)を複合した壁部材は、HPFRCCの積極的な引張り力の負担により曲げ耐力は一般的なコンクリート(SCC)を複合した壁部材と同等の曲げ耐力を有しつつ、HPFRCCの靭性により、ライナープレートの変形特性を損なわない構造であると言える。
しかし、L字鉄筋取り付けのためにライナープレートに穴をあけることはあまり好ましくはないので、L字鉄筋のライナープレートへの固定には、溶接などの別の手段を講じるのがよいと考えられる。
それらの高靭性セメント複合材料に用いる繊維として、鋼繊維、ステンレス繊維、PVA(ポリビニルアルコール)繊維、PE(ポリエチレン)繊維などを用いることができる。
また、実施例は立坑を構築する場合について説明したが、横坑に適用することも可能である。
また、立坑の場合に、円筒状の立坑に限らず、矩形筒状の立坑を構築する場合に適用することもできる。
また、横坑の場合に、円筒状の横坑に限らず、半円筒状の横坑を構築する場合に適用することができる。
なお、本発明は、土留め用の筒状体又は半筒状体を形成するための立坑又は横坑構築用の壁部材であるが、「筒状体又は半筒状体」とは、円形断面又は半円形断面のものに限らず、小判形(長円形)断面や矩形断面のものも含む。
2 波付け鋼板部
2a 山部
2b 谷部
3 フランジ(折り曲げフランジ)
4 フランジ(端面プレート)
12 ボルト
13 ナット
21、21’ 壁部材
22 円筒体
23 繊維補強の高靭性セメント複合材料
24 L字鉄筋
27 筒状体
Claims (3)
- 立坑又は横坑を構築する際に、立坑又は横坑の周方向及び軸方向に複数連結されて土留め用の筒状体又は半筒状体を形成するための立坑又は横坑構築用の壁部材であって、
立坑又は横坑の周方向及び軸方向に複数連結される壁部材本体として、矩形輪郭の波付け鋼板部の4辺にフランジを持つライナープレートを用いるとともに、このライナープレートの波付け面に繊維補強による高靭性セメント複合材料層を形成したことを特徴とする立坑又は横坑構築用の壁部材。 - 前記ライナープレートにおける前記筒状体又は半筒状体外面となる面に、繊維補強による高靭性セメント複合材料層を形成したことを特徴とする請求項1記載の立坑又は横坑構築用の壁部材。
- 前記ライナープレートにおける前記高靭性セメント複合材料層を形成する面に、高靭性セメント複合材料との結合を図るための結合具を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の立坑又は横坑構築用の壁部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008276545A JP5250786B2 (ja) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | 立坑又は横坑構築用の壁部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008276545A JP5250786B2 (ja) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | 立坑又は横坑構築用の壁部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010106443A JP2010106443A (ja) | 2010-05-13 |
JP5250786B2 true JP5250786B2 (ja) | 2013-07-31 |
Family
ID=42296159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008276545A Active JP5250786B2 (ja) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | 立坑又は横坑構築用の壁部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5250786B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6177577B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2017-08-09 | Jfe建材株式会社 | 深礎杭の構築方法および深礎杭 |
JP5977296B2 (ja) * | 2014-08-25 | 2016-08-24 | 張山電氣株式会社 | 掘削補助装置、掘削方法及び長尺物埋込方法 |
KR101629286B1 (ko) * | 2015-10-26 | 2016-06-13 | 주식회사 유신 | 수직갱 시공방법 |
JP6353430B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2018-07-04 | 植村 誠 | フリクションカットプレートの接合方法 |
JP6300983B2 (ja) * | 2017-04-17 | 2018-03-28 | Jfe建材株式会社 | 深礎杭の構築方法および深礎杭 |
CN112796763A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-05-14 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种深部地下隧道通风竖井支护结构 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0784840B2 (ja) * | 1987-02-16 | 1995-09-13 | 石川島建材工業株式会社 | スチ−ルセグメントおよびスチ−ルセグメントを使用したトンネルの施工方法 |
JPH09175850A (ja) * | 1995-12-22 | 1997-07-08 | Keihan Koji Kk | 機能強化セメント、コンクリート及び各種成形された 造形物の製造方法。 |
JPH10169360A (ja) * | 1996-12-05 | 1998-06-23 | Sanwa Kiko Kk | 掘孔方法及び掘孔装置 |
JP2005068805A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Atsushi Koizumi | トンネル用セグメント |
JP2008063803A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Jfe Engineering Kk | 内リブ付形鋼を用いた合成床版、合成床版橋又は合成桁橋 |
-
2008
- 2008-10-28 JP JP2008276545A patent/JP5250786B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010106443A (ja) | 2010-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Teng et al. | Hybrid FRP–concrete–steel tubular columns: concept and behavior | |
JP5250786B2 (ja) | 立坑又は横坑構築用の壁部材 | |
Fakharifar et al. | Compressive behavior of FRP-confined concrete-filled PVC tubular columns | |
Ye et al. | Performance of concrete-filled stainless steel tubes subjected to tension: experimental investigation | |
Mukherjee et al. | FRPC reinforced concrete beam-column joints under cyclic excitation | |
Ferrer et al. | An experimental investigation of a new perfect bond technology for composite slabs | |
Zinkaah et al. | Experimental tests of two-span continuous concrete deep beams reinforced with GFRP bars and strut-and-tie method evaluation | |
Al-Saidy et al. | Strengthening of steel–concrete composite girders using carbon fiber reinforced polymer plates | |
Nguyen et al. | Hybrid FRP-UHPFRC composite girders: Part 1–Experimental and numerical approach | |
Alqawzai et al. | Behavior of octagonal concrete-filled double-skin steel tube stub columns under axial compression | |
Kim et al. | Crack damage mitigation and shear behavior of shear-dominant reinforced concrete beams repaired with strain-hardening cement-based composite | |
Ganesh et al. | Repair, retrofitting and rehabilitation techniques for strengthening of reinforced concrete beams-A review | |
Morsy et al. | Flexural repair/strengthening of pre-damaged RC beams using embedded CFRP rods | |
Graybeal | Fatigue response in bridge deck connection composed of field-cast ultra-high-performance concrete | |
Kim et al. | Seismic performance of reinforced concrete columns with lap splices in plastic hinge region | |
Zhang et al. | Flexural behavior of precast UHPC beam with prestressed bolted hybrid joint | |
Farahbod et al. | Experimental study of moment redistribution in RC frames strengthened with CFRP sheets | |
JP2010265623A (ja) | 鋼床版の補強構造 | |
Aboukifa et al. | Behavior of UHPC column subjected to combined axial and lateral loading | |
Subhani et al. | Hybrid strengthening of steel-concrete composite beam, part 1: Experimental investigation | |
Issa et al. | Full-scale testing of prefabricated full-depth precast concrete bridge deck panel system | |
JP2003253761A (ja) | 繊維強化プラスチックコンクリート複合構造部材 | |
JP5922993B2 (ja) | 複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いた構造体およびライニング方法 | |
Al Rikabi et al. | Performance of thin-wall synthetic fiber–reinforced concrete pipes under short and long-term loading | |
Mihara et al. | Pull-out test of carbon-fiber composite cable (CFCC) tendon for an internal anchorage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110926 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120724 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130312 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130312 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130403 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5250786 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426 Year of fee payment: 3 |