JP5448560B2 - ダウエルバー、ダウエルバーユニット、及びダウエルバーの埋設工法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば複数のコンクリート舗装版の側端面同士を隣接して配置することによって路盤上に構築される空港舗装や道路舗装等の現場打ちコンクリート舗装において、温度変化による膨張収縮や外部応力等によってコンクリート舗装版間の位置関係が相対的に変位することにより段差が発生する不具合を解消するために使用される荷重伝達手段としてのダウエルバーの改良に関する。

空港の滑走路、誘導路及びエプロン、道路等のコンクリート構造物、或は建築物等のコンクリートやアスファルト製の大型構造物は、所要形状を有した舗装版等の構造体を現場打ちコンクリート舗装によって、路盤、地盤上に複数連設することにより構築される。このような複数の大型構造体は、目地を介して隣接配置することにより、構造体が受ける外的要因、例えば温度変化による膨張収縮、地盤等の変動等に対応することが可能となる。
例えば空港の滑走路を構築する際には、例えば幅７．５ｍ、長さ１００ｍ、所定厚（例えば、３５ｍｍ）を有したＣＲＣ（連続鉄筋コンクリート）、ＮＣ（無筋コンクリート）舗装版を現場の基層部（路盤等）上に複数個隣接して配列する作業が行われる。即ち、現場の基層部上に矩形の型枠を配置した上で、型枠内にコンクリート等の材料を打設した後で硬化させる舗装版製造工程を舗装版毎に順次実施することによって複数の舗装版を隣接配置した大型構造物（滑走路）を完成する。
これらの大型構造物を構成する個々の舗装版等の構造体は、温度変化等による膨張収縮や、航空機、車両等の重量物の通過により加わる外部応力等によって、隣接し合う構造体の接続端面間に位置ずれ、変位が発生し易い。接続端面間に発生する位置ずれ等が上下方向に発生すると、構造体間の接続部上部に縦方向への段差が発生し、舗装版上を通過する航空機、車両等によって段差部が破損し易くなったり、段差の存在に起因した事故等が発生する恐れがある。

このため、従来から舗装版と舗装版との継ぎ目には、荷重伝達の機能を備えた金属棒材を両接続端面と直交するように貫通させて各舗装版内に埋設するようにしている。このような金属棒材はダウエルバーと称され、隣接し合う２つの舗装版の接続端面を貫通するように両舗装版に跨って埋設固定されることにより、２つの舗装版の接続端面が縦方向に相対的に変位しようとしたときに、一方の相対的な変位により発生する荷重をダウエルバーを介して他方へ伝達することにより、両舗装版を同一方向へ等距離だけ縦方向変位させるようにしている。ダウエルバーは、接合面の横方向に沿って所定の配置で複数本配設される。
また、従来のダウエルバーとしては、上記の如き単なる一本の金属棒から成るタイプだけではなく、施工時の利便などを考慮して、例えば２本の金属棒の各一端部に雌ねじ部と雄ねじ部等から成る連結部を夫々設けて連結時に一本の金属棒となるようにしたタイプ等々、種々提案されている（例えば、特許文献１乃至４）。

図９はこのような従来のダウエルバー（ソケット付きダウエルバー）をコンクリート構造体内に埋設した状態を示す断面図であり、図１０（ａ）及び（ｂ）はダウエルバーの構成説明図であり、図１１は従来のダウエルバーの欠点を説明するための横断面図である。
ダウエルバー１００は、路盤１２０上に隣接して設置され且つ接続端面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ同士が相対的に変位するコンクリート構造体１２１、１２２、１２３間の荷重伝達手段であり、一方の構造体１２１の接続端面１２１ａから内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニット１０１と、他方の構造体１２２、１２３の各接続端面１２２ａ、１２３ａから内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニット１１０と、を有する。各構造体は、平面形状が矩形の図示しない型枠内にコンクリートを打設し硬化させることにより形成される。
第１の埋設ユニット１０１は、一方の構造体の接続端面１２１ａに露出した状態で埋設固定され且つ内面に軸方向に延びる雌螺子部１０３を有した円管状のソケット１０２と、ソケットの一端開口１０２ａ内に一端の雄螺子部１０５ａを螺着された状態で溶着され且つ一方の構造体１２１内部に埋設固定される第１の鋼棒１０５と、を備えている。
第２の埋設ユニット１１０は、ソケット１０２の他端開口１０２ｂに一端の雄螺子部１１５ａを螺着された状態で他方の構造体１２２、１２３の各接続端面１２２ａ、１２３ａから夫々内部にかけて埋設固定される第２の鋼棒１１５と、を備えている。

具体的には、ソケット１０２の雌螺子部１０３のネジピッチと、第１及び第２の鋼棒の雄螺子部１０５ａ、１１５ａのネジピッチは鋼棒の径が３８ｍｍの場合には４．５ｍｍであり、ネジ山の高さは約３．５ｍｍである。また、ソケット１０２の他端側内周面の約９ｍｍの範囲１０２ｃは、雌螺子が形成されていない平坦面となっており、第２の鋼棒１１５の雄螺子部１１５ａを螺着した際に、平坦面１０２ｃと第２の鋼棒１１５の雄螺子部１１５ａ外周との間に１ｍｍ程度の隙間が生じている。このため、各構造体１２１、１２２、１２３の接続端面間（目地部分）から雨水等が浸入した場合に、ソケット端部の平坦面１０２ｃに雨水等が滞水するばかりでなく、ソケット内部に雨水等が浸透し易くなり、経時的に鋼棒やソケットに腐食が生じ、耐久性を著しく低下させる原因となる。特に、従来のソケットの雌螺子部と各鋼棒の雄螺子部のネジピッチが大きいことに起因して、ソケットの雌螺子部と各鋼棒の雄螺子部との間に大きな隙間が生じているため、雨水がソケット内全体に浸透し、腐食を助長する結果となる。
なお、図９、図１１中の符号１３０は複数本の鉄骨を組み付けて溶着することにより形成したチェアーであり、路盤１２０上に設置したチェアー１３０上に第１の埋設ユニット１０１を水平に支持し、第１の埋設ユニット１０１のソケット１０２の外側端面を型枠の側板１３５の内側面に密着させた状態でコンクリートを打設し固化させることにより一方の構造体１２１が完成する。型枠を除去すると、構造体の接続端面１２１ａにはソケットの他端面が露出した状態となっている。
型枠を除去した後、第２の埋設ユニット１１０を構成する第２の鋼棒１１５の雄螺子部１１５ａをソケットの他端開口１０２ｂ内に螺着してから、別途設置した他の型枠内に他の構造体１２２、１２３を構成するコンクリートを打設し、一方の構造体１２１の接続端面１２１ａと隣接させる。

しかし、ソケット１０２の一端開口１０２ａ内に第１の鋼棒１０５を螺着してからソケットと第１の鋼棒との間を全周に渡って溶接して連結しているため、周方向各部における溶接量のバラツキの影響によって、ソケットの軸心と第１の鋼棒の軸心が一致しない状態となることが多々ある（図１１）。ソケットと第１の鋼棒の軸心がずれた偏心構造の第１の埋設ユニット１０１をチェアー１３０上にセットした際には、図示したようにソケット端面が型枠の側板１３５の内側面と密着し難くなる。この状態でコンクリートを型枠内に打設し固化させると、ソケットの外側面とコンクリート構造体の接続端面１２１ａとが面一にならないため、接続端面１２１ａと対向するように他の構造体１２２、１２３を隣接配置した場合に、各構造体の接続端面間に隙間が形成され、ソケット内へ雨水が帯水、浸透し易くなる。また、構造体の接続端面と第１の埋設ユニットとが直交していないことにより、荷重伝達能力の低下をもたらす。
特に、従来のソケット１０２は、鋼棒を切削によって管体状に加工した上で内面に雌螺子部を形成することにより製造されるか、或いは金型を用いた鋳物として製造されていたため、寸法精度が安定せず、鋼棒を螺着、溶着したときの軸心の不一致を助長する要因となっている。

また、ソケット１０２と第１の鋼棒１０５の接続部に８．５ｍｍ程度の段差１０６があり、コンクリート内においてこの段差部に応力集中する構造となっている。このため、経時的に段差部１０６からコンクリートにクラックＣ（図９）が形成され易くなり、構造体の破壊、劣化を早める原因となる。即ち、構造体に対して大きな荷重が作用した場合や構造体が収縮・膨張した場合に、応力集中（コンクリート断面に対する鋼棒の断面積が極度に変化することによる応力集中）が生じ、構造体を損傷させる可能性が大きい。特に、構造体の厚みが小さい場合や、路盤の劣化・エロージョンが生じた場合にはこれが顕著となり、コンクリート構造体のひび割れの原因ともなる。
また、第１の埋設ユニット１０１の設置に際しては、チェアー１３０を用いるが、チェアーの鉄筋量が比較的多いため、コンクリート構造体にひび割れを誘発させる原因となる。また、チェアーは鋼材を溶接によって結合することにより製造されるため、寸法精度が低く、チェアー上に設置されるダウエルバーの設置精度も悪くなる。また、重量物であるチェアーを現場に搬入し、設置する手間は作業員の労苦を増大させる原因となっている。

特開２００１−１８２００８公報 特開平１０−１９５８１０号公報 特許第３１６０８３９号 特開２００１−１５９１０３公報

上記のように従来のダウエルバーにあっては、ソケットの雌螺子部１０３及び第１の鋼棒の雄螺子部１１５ａのネジピッチ、ネジ山の高さが大きく、雌螺子部と雄螺子部間のクリアランスが大きいため、ソケットの他端開口１０２ｂに第１の鋼棒の雄螺子部を螺着した際に螺子山間に隙間が生じることとなる。この場合、車両や航空機の荷重が作用した際に、荷重がダイレクトにダウエルバーに伝達されず、ある程度の変位が生じた後に伝達されることとなり、構造体に過度の荷重（応力）が作用する可能性がある。また、構造体内に埋設されるソケットと鋼棒との間に大きな段差があるため、コンクリートにクラックが形成され易くなる。また、ソケット内に鋼棒を螺着してから溶接によって両者を固定していたため、溶接時にソケットと鋼棒の軸心ずれが発生し、この軸ずれによる変形が雨水浸入（発錆）や荷重伝達能力の低下、耐久性の低下を招いていた。更に、コンクリート打設前の段階において、第１の埋設ユニットを型枠の側板と直交した状態で固定する際に鋼材から成るチェアーを使用するため、チェアーの搬入、設置作業時の労力が増大し、更にコンクリートの硬化時或いは硬化後におけるコンクリートの収縮時にはチェアーがクラック形成の原因となりやすい。
本発明が解決しようとする課題は、例えば飛行場の滑走路を構築するために複数のコンクリート舗装版を端面同士を対向させて路盤上に連設配置する際に、温度変化等に起因した舗装版の膨張収縮や、荷重等の外部応力等によってコンクリート舗装版間の位置関係が相対的に変位することにより、舗装版間の接続端面間に縦方向の段差が発生することを防止するソケット付きのダウエルバーにおいて、ソケットと鋼棒との間の段差、及びソケットと鋼棒との間の軸心のずれを解消して、コンクリート打設、固化後の雨水浸入、発錆の防止、コンクリートのクラック発生防止、荷重伝達能力の低下及び耐久性の低下を防止することを目的としている。また、第１の埋設ユニットを型枠に組み付ける際にチェアーを使用しないことにより、施工性を高めると共に、チェアーを原因としたクラック発生等を防止することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係るダウエルバーは、路盤上に隣接して設置され、且つ接続端面同士が相対的に変位する２つのコンクリート構造体間の荷重伝達手段としてのダウエルバーであって、前記ダウエルバーは、一方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニットと、他方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニットと、を有し、前記第１の埋設ユニットは、前記一方の構造体の接続端面に外側端面を露出した状態で埋設固定され且つその内部に軸方向全長に渡る雌螺子部を有した円管状のソケットと、該ソケットの内側開口内に螺着される雄螺子部を一端に有した第１の鋼棒と、該ソケットと該第１の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備え、前記第２の埋設ユニットは、前記ソケットの外側開口内に一端の雄螺子部を螺着された状態で他方の構造体の内部に埋設固定される第２の鋼棒と、該ソケットと該第２の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備えており、前記ソケットの外周には、内側端部から軸方向中央部に向けて外径が漸増するテーパー部が形成されており、前記ソケットは、炭素鋼管から構成されていることを特徴とする。
従来ソケットと鋼棒との接合には溶接が用いられていたが、ソケットと鋼棒との軸心不一致等の不具合をもたらすため、本発明では防水機能を有した接着剤によって両部材を水密的に固定することとした。また、ソケットと鋼棒との段差を可能な限り少なくしてクラック発生を防止するために、ソケットの内側端部から軸方向中央部に向けてテーパー部を形成した。ソケット内部の雌螺子部を軸方向全長に渡って形成したので、雨水がソケット内部に浸入する余地がなくなる。

ソケットを鋼棒よりも剛性の高い素材、例えば炭素鋼管から構成したので、薄肉でありながら十分な強度を確保することができる。
本発明は、前記第１の鋼棒の雄螺子部の先端部は、前記ソケット外周のテーパー部の軸方向中央寄りの終端部を越えた位置までソケット内に没入していることを特徴とする。
テーパー部が終端する部位を越えた位置にまで第１の鋼棒の先端部が没入しているので、ソケットの強度を第１の鋼棒によって十分に補強することが可能となる。
本発明に係るダウエルバーユニットは、前記ダウエルバーと、前記ソケットの外側開口内に螺合する雄螺子を外周に有した略円筒状の雄螺子部材と、該雄螺子部材の外側端面の軸心に、或いは／及び、該軸心から偏心した位置に形成された螺子穴と、該螺子穴内に螺着されるボルト部材と、該ボルト部材に締結されるナットと、を備えたことを特徴とする。
ダウエルバーを型枠に固定する際に、雄螺子部材、ボルト部材及びナットを用いるので、格別の支持手段を別設する必要がなくなり、施工性が高まると共に、構造体内に埋設される金属部材の量が低減し、構造体の耐久性を向上することができる。また、雄螺子部材、ボルト部材、及びナットは、転用できるため、ダウエルバー設置の低廉化が可能となる。

本発明は、路盤上に隣接して設置され、且つ接続端面同士が相対的に変位する２つのコンクリート構造体間の荷重伝達手段としてのダウエルバーと、一方の前記コンクリート構造体の接続端面に添設される側板に前記ダウエルバーの一部を固定するための固定機構と、を備えたダウエルバーユニットであって、前記ダウエルバーは、前記一方の構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニットと、他方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニットと、を有し、前記第１の埋設ユニットは、前記一方の構造体の接続端面に外側端面を露出した状態で埋設固定され且つその内部に雌螺子部を有した円管状のソケットと、該ソケットの内側開口内に螺着される雄螺子部を一端に有した第１の鋼棒と、該ソケットと該第１の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備え、前記第２の埋設ユニットは、前記ソケットの外側開口内に一端の雄螺子部を螺着された状態で他方の構造体の内部に埋設固定される第２の鋼棒と、該ソケットと該第２の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備えており、前記固定機構は、前記第１の埋設ユニットを前記側板に固定する手段であり、前記ソケットの外側開口内に螺合する雄螺子を外周に有した略円筒状の雄螺子部材と、該雄螺子部材の外側端面の軸心位置に、或いは／及び、該軸心位置から偏心した位置に形成された螺子穴と、該螺子穴内に螺着されるボルト部材と、該ボルト部材に締結されるナットと、を備えたことを特徴とする。
本発明は、前記ダウエルバーユニットを用いたダウエルバーの埋設工法であって、路盤上に型枠を立設する工程と、前記第１の埋設ユニットを構成する前記ソケットの外側開口内に前記雄螺子部材を螺着する工程と、前記型枠を構成する側板に設けた貫通孔と前記雄螺子部材の螺子穴が連通するように前記第１の埋設ユニットを構成するソケットの外側端面を前記側板の内側面に添設し、該側板の外側から前記貫通孔を介して前記螺子穴内に前記ボルト部材を螺着してから該側板外側面から突出した該ボルト部材にナットを螺着することにより前記第１の埋設ユニットを前記側板に対して略水平に固定する工程と、前記型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、前記コンクリートの固化後に、前記ナットと前記ボルト部材を取り外してから前記型枠を除去する工程と、前記ソケット外側開口から前記雄螺子部材を除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
型枠を構成する側板に貫通孔を形成できる場合には、雄螺子部材、ボルト部材、ナットを用いたこの工法を実施できる。
本発明に係るダウエルバーユニットは、前記ダウエルバーと、該ダウエルバーを構成する前記第１の埋設ユニットのソケットを支持する側板の内側面に一端面を固定されて突設された角柱部材と、外周面に前記ソケットの雌螺子部を螺合する雄螺子部を有し且つ軸心部に前記角柱部材を嵌合させる角柱状の中空部を有した雄螺子部材と、を備えたことを特徴とする。
角柱部材とは、三角柱、四角柱、その他の多角柱を含むものである。

本発明は、前記ダウエルバーを用いた埋設工法であって、側板の内側面に角柱部材の一端部を固定した型枠を用意する工程と、路盤上に前記型枠を立設する工程と、前記角柱部材の外面に、外周面に雄螺子部を有し且つ軸心部に角柱状の中空部を有した雄螺子部材の該中空部を嵌合させる工程と、前記第１の埋設ユニットを構成する前記ソケットの外側開口内に前記雄螺子部材を螺着させることにより前記第１の埋設ユニットを前記側板に対して略水平に固定する工程と、前記型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、前記コンクリートの固化後に、前記角柱部材と共に前記型枠を除去する工程と、前記ソケット外側開口内から前記雄螺子部材を除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
また、この四角部材、雄螺子部材は、繰り返し使用可能であり、他の構造体の構築作業に転用できるため、コストの低減が可能となる。
型枠を構成する側板に貫通孔を形成できない場合には、この工法を実施できる。

本発明によれば、例えば飛行場の滑走路、道路等のコンクリート構造物を構築するために複数のコンクリート舗装版の端面同士を対向させて路盤上に連設配置する際に、温度変化等による舗装版の膨張収縮や、荷重等の外部応力等によってコンクリート舗装版間の位置関係が上下（縦）方向へ相対的に変位することを防止して、隣接し合うコンクリート舗装版の接続面（目地）に上下方向の段差が形成される不具合を解消することができる。
また、本発明に係るダウエルバーの埋設工法にあっては、従来工法とは異なり、鉄筋量の局部的な増大をもたらすチェアーを使用しないため、施工時の作業性を大幅に高めるだけでなく、コンクリート構造体の耐久性を高めることができる。
また、型枠に削孔が可能な場合と不可能な場合に分けて設置方法を変えた点も特徴的である。
また、本発明のダウエルバーは、コンクリート舗装版等のコンクリート構造体に限らず、２つの構造体間にまたがって埋設される荷重伝達手段としてのダウエルバーに使用することができる。
また、構造体のサイズに対応して、ダウエルバーのサイズ、形状、使用個数を種々変更可能であるため、あらゆるタイプの構造体に適用して、構造体間の相対変位に起因した段差の発生を防止し、構造体間に発生するストレスに起因した構造体の破損を有効に防止することができる。

（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施形態に係るダウエルバーの外観斜視図、その分解斜視図、及びダウエルバーをコンクリート構造体に埋設した状態を示す断面図である。 （ａ）はダウエルバーの要部分解断面図、（ｂ）は第１の埋設ユニットに対して第２の埋設ユニットを組み付ける手順を説明する縦断面図であり、（ｃ）はダウエルバーをコンクリート構造体内に埋設した状態を示す要部縦断面図である。 本発明のダウエルバーユニットの構成を示す分解図である。 （ａ）（ｂ）は構造体（舗装版）を新設する際の製造（設置）手順を示した図である。 第１の構造体を基層部上に完成した後で、順次他の構造体を構築する手順を説明した図である。 （ａ）は側板に第１の埋設ユニットを固定した状態を示す断面図であり、（ｂ）はその分解斜視図であり、（ｃ）は雄螺子部材の変形例の構成説明図である。 側板に対して第１の埋設ユニットを固定し、コンクリート中に埋設する工法を説明する図であり、（ａ）は側板に対して第１の埋設ユニットを組み付ける手順を示す分解斜視図であり、（ｂ）は組み付け状態を示す断面図であり、（ｃ）は雄螺子部材の外側端面図であり、（ｄ）は他の実施形態に係る雄螺子部材の端面図である。 本発明の他の実施形態に係るダウエルバーの組付け手順を示す分解斜視図であり、（ｂ）は組付け状態を示す断面図であり、（ｃ）は雄螺子部材の要部構成を示す説明図である。 従来のダウエルバー（ソケット付きダウエルバー）をコンクリート構造体内に埋設した状態を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来のダウエルバーの構成説明図である。 従来のダウエルバーの欠点を説明するための横断面図である。

以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施形態に係るダウエルバーの外観斜視図、その分解斜視図、及びダウエルバーをコンクリート構造体に埋設した状態を示す断面図であり、図２（ａ）はダウエルバーの要部分解断面図、（ｂ）は第１の埋設ユニットに対して第２の埋設ユニットを組み付ける手順を説明する縦断面図であり、（ｃ）はダウエルバーをコンクリート構造体内に埋設した状態を示す要部縦断面図である。
ダウエルバー１は、路盤５０上に隣接して設置され、且つ接続端面５１ａ、５２ａ、５３ａ同士が相対的に変位するコンクリート構造体５１、５２、５３間の荷重伝達手段であり、一方の構造体５１の接続端面５１ａからその内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニット２と、他方の構造体５２、５３の各接続端面５２ａ、５３ａからその内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニット２０と、を有する。各構造体は、平面形状が矩形の型枠内にコンクリートを打設し硬化させることにより形成される。
第１の埋設ユニット２は、一方の構造体５１の接続端面５１ａに外側端面３ａを露出した状態で埋設固定され且つその内部に軸方向全長に渡る雌螺子部４を有した円管状のソケット３と、ソケット３の内側開口３ｂ’内に螺着される雄螺子部１０ａを一端に有した第１の鋼棒１０と、ソケット３と第１の鋼棒１０との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤１５と、を備えている。なお、例えばソケット３の軸方向長は８５ｍｍ、最大直径は４８．６ｍｍであり最小直径は４２ｍｍ、最大肉厚は５．３ｍｍであり最小肉厚は２ｍｍ、内径は３８ｍｍであり、第１の鋼棒１０の直径は３８ｍｍである。これに対して従来のダウエルバーのソケットは、全長を８５ｍｍとした場合に、その直径は約５５ｍｍ、内径は３８ｍｍ、肉厚は約８．５ｍｍである。

第２の埋設ユニット２０は、ソケット３の外側開口３ａ’内に一端の雄螺子部２１ａを螺着された状態で隣接する他の各構造体５２、５３の内部に埋設固定される第２の鋼棒２１と、ソケット３と第２の鋼棒２１との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤２２と、を備えている。
ソケット３の外周には、内側端面３ｂから軸方向中央部に向けて外径が漸増するテーパー部５が形成されている。テーパー部５の外側端部５ｂは肉厚が最も薄くなっており、第１の鋼棒１０の外周面との間の段差を可能な限り小さくしている（２ｍｍ程度）。テーパー部のテーパー率は、例えば１：１０程度とする。例えば、ソケット３の全長を９０ｍｍとした場合、テーパー部の軸方向長は４０ｍｍ程度とする。
ソケット３は、鋼棒よりも剛性が高い素材から成る管材、例えば炭素鋼管（例えば、ＪＦＥスチール株式会社製、高温配管用炭素鋼管）を所要長に切断してから、その内部に雌螺子部４を切削加工によって形成し、更にテーパー部５を切削形成したものである。このため、５．３〜２ｍｍの薄肉でありながら十分な機械的強度を維持することができる。
また、図２に示すように第１の鋼棒１０の雄螺子部１０ａの先端部は、ソケット外周のテーパー部５の軸方向中央寄りの終端部５ａを越えた位置までソケット内に没入した状態で防水接着剤２２により固定、防水されている。このため、ソケット３を第１の鋼棒１０が補強する構成とすることができる。
防水接着剤２２としては、例えばヘンケル社製「Ｌｏｃｔｉｔｅ」を用いる。

次に、図３は本発明のダウエルバーユニットの構成を示す分解図である。
このダウエルバーユニット３０は、ダウエルバー１と、ソケット３の外側端面３ａ’内に螺合する雄螺子を外周に有した略円筒状の雄螺子部材（固定機構）３１と、雄螺子部材の外側端面から軸心に沿って形成された螺子穴（固定機構）３２と、螺子穴内に螺着されるボルト部材（固定機構）３５と、ボルト部材３５に締結されるナット（固定機構）３６、ワッシャー（或いはスプリングワッシャー）３７と、を備えている。雄螺子部材３１と、ボルト部材３５と、ナット３６、ワッシャー（或いはスプリングワッシャー）３７は、路盤５０上に直立状態に配置された型枠６０の側板６１に対して第１の埋設ユニット２を水平に固定するための手段であり、ダウエルバーの位置決め用に従来使用されていたチェアーを不要とすることができる。
雄螺子部材３１と、螺子穴３２と、ボルト部材３５と、ナット３６は、固定機構を構成している。

まず、隣接配置されたコンクリート構造体（コンクリート舗装版）５１、５２、５３の接続端面５１ａ、５２ａ、５３ａ間に跨って本発明のダウエルバー１を埋設する概略手順を図４、図５に基づいて説明する。
図４（ａ）（ｂ）は構造体（舗装版）を新設する際の製造（設置）手順を示しており、路盤等の基層部５０上に平面形状が矩形枠体状の型枠６０の裾部をボルト７０にて固定した上で、隣接する他の構造体５２、５３との接続端面（目地）をカバーする型枠６０の側板６１の内側面に雄螺子部材３１と、ボルト部材３５と、ナット３６及びワッシャー３７を用いて本発明のダウエルバー１を水平に固定する。
ダウエルバー１は、型枠６０内にコンクリートを打設することによって形成される構造体５１の長手方向の接続端面５１ａに所要個数配置される。なお、この構造体の寸法は、例えば幅７．５ｍ、長さ１００ｍ、厚さ３５ｃｍ程度である。
このようにダウエルバー１を型枠６０の側板６１の所要位置に固定した状態で型枠６０内にコンクリートを打設し固化させたあとで、ボルト部材３５と、ナット３６及びワッシャー３７を側板６１から除去し、ボルト７０を型枠の裾部から除去した上で型枠６０を基層部５０上から撤去する。さらに、型枠６０を撤去後、雄螺子部材３１を除去することにより、第１の構造体（第１の舗装版）５１が完成する。この状態ではダウエルバー１の一方の棒鋼（第１の鋼棒）１０が構造体５１内に埋設固定され、他方の棒鋼（第２の鋼棒）２１は接続端面５１ａと直交する水平方向へ突出した状態となっている。

次に図５は第１の構造体５１を基層部５０上に完成した後で、順次他の構造体５２、５３を構築する手順を説明しており、第１の構造体５１を完成した後は、左右に隣接する第２の構造体５２と第３の構造体５３をそれぞれコ字状の型枠を用いて構築する。即ち、既設の第１の構造体５１の両接続端面５１ａを型枠の側板として利用することができるため、第２、及び第３の構造体５３を構築する際には残りの３面を包囲するコ字状の型枠があれば十分である。つまり、第１の構造体が存在しない側面だけを型枠により閉止した上で、コンクリートを打設することができる。また、第１の構造体５１の接続端面５１ａからは第２の鋼棒２１が水平に突設されているため、各型枠内にコンクリートを打設してから固化させることにより、ダウエルバー１の埋設が完了する。
なお、空港や道路の拡幅工事を行うために、既設の構造体に対して新たな構造体を連設配置する場合には、既設の構造体の接続端面に内部へ延びる穴を穿孔しておき、該穴にダウエルバー１の第２の埋設ユニット２０を差し込み固定し埋設ユニット２を螺着した上で、既設の構造体の側面と型枠とによって形成される空間内部にコンクリートを打設し、固化させる。

次に、図６（ａ）は側板に第１の埋設ユニットを固定した状態を示す断面図であり、（ｂ）はその分解斜視図であり、（ｃ）は雄螺子部材の変形実施形態の構成説明図である。
図４、図５、図６に基づいてダウエルバーユニット３０を用いたダウエルバー１の埋設工法について説明する。
このダウエルバーの埋設工法においては、まず、図４、図５に示すように路盤５０上に型枠６０を立設してボルト７０により固定してから、第１の埋設ユニット２を構成するソケット３の外側開口３ａ’内に雄螺子部材３１を螺着する工程を実施する。雄螺子部材３１は、ボルト部材３５等との協働によって第１の埋設ユニット２を側板６１に対して直交した状態で固定、支持するために機能する。雄螺子部材３１はソケットの雌螺子部４に対して奥深く螺合させる。
次いで、型枠を構成する側板６１に予め設けた貫通孔（第１の埋設ユニット固定孔）６１ａと雄螺子部材３１の螺子穴３２が連通するように第１の埋設ユニットを構成するソケットの外側端面３ａを側板６１の内側面に添設し、側板の外側から貫通孔６１ａにボルト部材３５を差し込んで螺子穴３２内に螺着する。その後、側板外側面から突出したボルト部材３５の端部にワッシャー３７を介してナット３６を螺着することにより第１の埋設ユニット２を側板６１に対して略水平に固定する工程を実施する。先端部を雄螺子部材の螺子穴３２に螺着したボルト部材３５の他端部にナット３６を締結することにより、チェアー等の格別の支持部材を用いることなく、側板に対して第１の埋設ユニット２を水平姿勢にて固定することができる。

次いで、型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、コンクリートの固化後に、ナット３６とボルト部材３５を取り外してから型枠を除去する工程と、ソケット外側開口３ａ’から雄螺子部材３１を除去する工程と、を順次実施する。
なお、雄螺子部材３１の外側端面には、溝部３１ｂを形成して速やかに除去できるように工夫してある。即ち、型枠を除去する前に、ナット３６をボルト部材３５から取り外した上で、ボルト部材を雄螺子部材３１から取り外すが、構造体から型枠を除去した後にコンクリート構造体の接続端面に露出したソケット内から雄螺子部材を取り外す作業性を高めるために、図６（ｃ）に示したように雄螺子部材３１の外側端面（構造体接続端面に露出する面）に径方向へ延びる溝部３１ｂを形成しておき、この溝部３１ｂにマイナスドライバー等を差し込んで回転させることにより、雄螺子部材を取り外しやすくなる。即ち、型枠を除去した際には、雄螺子部材３１はソケットの雌螺子部４から取出しにくくなっているが、この際の雄螺子部材の離脱作業性を高めるために溝部３１ｂを利用することが便利である。
これにより、構造体５１の構築を完了することができる。

なお、ソケット内に雄螺子部材３１を螺着させる際には、雄螺子部材３１の外側端面がソケットの外側端面３ａよりも内部に入り込むようにし、ソケットの外側端面を側板の内面に添設した際に雄螺子部材の外側端面と側板面との間に形成される空隙を埋めるように防水性を有したスポンジ、或いはパッキンを充填しておくのが好ましい。なお、スポンジ、或いはパッキンを充填する必要が生じるのは、側板６１が局部的に変形し、ソケットの外側端面３ａと側板６１に隙間が生じる場合に限っており、通常は、スポンジ、或いはパッキンを必要としない。
なお、側板６１には所定のピッチにて補強用の厚肉部（リブ）６１ｂが形成されているため、貫通孔６１ａを所定の位置に形成することができない場合がある。この場合には、図７（ａ）（ｂ）に示すように厚肉部６１ｂを回避した位置に貫通孔６１を形成する一方で、雄螺子部材３１の軸中心に形成した螺子穴３２の他に、軸中心よりずれた位置（偏心した位置）に偏心螺子穴３２ａを形成し、側板の貫通孔６１ａに挿通したボルト部材３５を偏心螺子穴３２ａに螺着して側板６１に締結するように構成する。このように偏心螺子穴３２ａを利用することにより、ボルト部材３５及び偏心螺子穴３２ａを中心として雄螺子部材３１を偏心回動させることができるため、貫通孔６１ａが本来の形成位置からずれていたとしても、第１の埋設ユニット２の位置を本来の取付け位置に保持することが可能となる。具体的には、第１の埋設ユニット２の本来の取付け位置が厚肉部６１ｂにオーバーラップした部位である場合に、厚肉部６１ｂに貫通孔６１を形成できないことから、厚肉部を回避した位置に貫通孔を形成する。この際、ナット３６やワッシャー３７を配置するスペースを考慮して貫通孔６１を厚肉部６１ｂにできるだけ近づけた回避位置に形成する。一方、図７（ｃ）の例では、ネジ穴３２と偏心螺子穴３２ａとの中心間距離は１２ｍｍであるため、雄螺子部材３１（ソケット３）の取付け位置は１２ｍｍの範囲内で微調整可能である。このため、実際に形成された貫通孔の位置が本来の位置よりも１２ｍｍの範囲内で横方向に位置ずれしている場合には、偏心螺子穴３２ａを中心として雄螺子部材を回転させることにより、本来の取付け位置に近づける（一致させる）ことが可能となる。

図７（ｃ）は、雄螺子部材の端面に溝部３１ｂを形成した例を示している。
次に、図７の措置では、補強用の厚肉部（リブ）６１ｂを回避したダウエルバーの設置が困難となる場合がある。図８はこのような側板部位に対して第１の埋設ユニットを固定し、コンクリート中に埋設する工法を説明する図であり、図８（ａ）はダウエルバーの分解斜視図であり、（ｂ）は組み付け状態を示す断面図であり、（ｃ）は角柱部材の溶接部を示す拡大図である。
このダウエルバーの埋設工法においては、まず、図４、図５に示すように路盤５０上に型枠６０を立設してボルト７０により固定する。なお、厚肉部６１ｂの存在により側板６１の貫通孔を形成し得ない部位に予め角柱部材（鋼材）８０の軸方向一端面を点溶接により固定しておく。なお、角柱部材（鋼材）８０の溶接側端部は予め面取り部８０ａを形成しておき、この部位８０ａを利用して側板の内側面と溶接することにより溶接時にバリ等の突出部が形成されることを防止できる。角柱部材８０とは、三角柱、四角柱、その他の多角柱を含むものである。

また、外周面に雄螺子部８１ａを有すると共に、角柱部材８０の外形と整合する内形状を有した角柱状の中空部８１ｂを備えた雄螺子部材８１を用意する。
次いで、角柱部材８０の外面に、雄螺子部材８１の中空部８１ｂを嵌合させる。なお、角柱部材（鋼材）８０の外周面に設けた穴８０ａ内には、弾性部材８０ｂ、及びボールプランジャー８０ｃを配置しておき、弾性部材が外径方向へ向けてボールプランジャー８０ｃを弾性付勢するように構成する。一方、雄螺子部材の中空部８１ｂの内壁にはボールプランジャー８０ｃが嵌合するボール受け溝８１ｃを形成する。このように構成したため、角柱部材８０を雄螺子部材の中空部８１ｂ内に嵌合させた際に、外径方向へ弾性付勢されたボールプランジャー８０ｃがボール受け溝８１ｃ内に嵌合し、角柱部材から雄螺子部材が脱落することを防止する。なお、弾性部材８０ｂの弾発力を適正に設定することにより、コンクリートの打設、養生期間中、側板面に対して第１の埋設ユニット２を直交した状態で支持し続けることができる一方、重機を用いて型枠を除去する際に、中空部８１ｂ内から角柱部材を容易に抜き取ることが可能となる。
なお、この際、必要に応じて角柱部材（鋼材）８０の先端部に防水性を有したスポンジ、或いはパッキンを配置しておき、側板内面との間からの雨水の浸入を防止するようにしてもよい。

次いで、角柱部材によって支持された第１の埋設ユニットを構成するソケットの外側開口３ａ’内に円筒部材外面の雄螺子部８１ａを螺着することにより第１の埋設ユニット２を側板６１に対して略水平に固定する。第１の埋設ユニット２は、側板に溶接固定された角柱部材８０によって水平に支持された状態となる。
その後、型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、コンクリートの固化後に、角柱部材８０と共に型枠６０を除去する工程と、ソケット外側開口内から雄螺子部材８１を除去する工程と、を順次実施する。
このように側板に貫通孔を形成できない場合にも、ダウエルバーを使用することが可能となる。

以上の構成を備えたダウエルバー１においては、ソケット３の雌螺子部４のネジピッチを２．０〜３．０ｍｍ、ネジ山（ネジ深さ）を約１．１〜１．６ｍｍ程度と小さくし、ネジ加工の精度を最大限に高めて雌螺子部４と雄螺子部１０ａとのクリアランスを最小限にしてネジ部間の隙間を極力無くするとともに、防水性を有した接着剤１５を微細な隙間に充填したので、完全に雨水の浸透を抑制することができる。このため、防錆機能、応力軽減機能を高めることができる。
なお、このネジピッチやネジ深さならびにこれらに基づくネジ長さやソケットの肉厚の値は、ソケット付きダウエルバーの強度に影響するため、これらの四要素の組み合わせを考慮し、最適なソケットのネジ形状、ソケット形状を開発した。また、この場合には、施工の容易さも考慮している。

また、ソケットと鋼棒との固定手段として溶接を用いないため、ソケットの軸心と鋼棒の軸心が常に一致し、より高い精度の設置が可能となった。
ソケットを製作する際に高強度の鋼管を精度良く切断し、切断面を直角に加工することによって、ソケットの軸心と第１の鋼棒の軸心とを容易に一致させることでき、第１の埋設ユニット２を側板に設置する際に、側板と隙間無く設置することが可能となる。このことにより、コンクリート構造体の接続端面とソケットの面が面一となり、浸入した雨水がソケット内部に滞水することを完全に防止することができるので、鋼棒とソケットの腐食を完全に抑制することが可能となる。
このように、ソケットと鋼棒との隙間をなくすことにより、コンクリート構造体の接続端面とソケットの外面が面一となり、コンクリート構造体の接続端面に直角に設置されることは、高い防錆効果があるばかりでなく、より高い荷重伝達性能を達成できることとなる。

また、ソケットの材質を高強度にすることにより、ソケットの肉厚を薄くすることが可能となり、ソケット外周面にテーパー部を形成することによって第１の鋼棒とソケット端部の段差を２ｍｍと極力、小さくし、応力集中を低減する構造とした。さらに、このテーパー部を形成することにより、コンクリート断面に対する鋼材（鋼棒とソケットを含む）の断面変化を緩和させることが可能となり、ソケット部の応力変化を極力緩和できる構造とした。このテーパーの勾配は、ソケット部の応力変化を極力緩和するため、１：１０以上とした。
このようにソケットの肉厚を薄くし、さらに、１：１０のテーパー部５を設けたことによって可能な限り、応力集中を低減するとともに応力変化を少なくすることができる。しかも、肉厚の薄いソケットにテーパー加工を施しているため、従来のものよりも軽量化が可能となり、現場での施工性も向上する。更に、本発明のダウエルバーと従来のソケット式ダウエルバーについて曲げ試験を実施した結果、本発明のものについては、従来型より強度が上回っていることや変形が小さいことが確認されている。
更に、使用材料（鉄筋が、約５．５ｋｇ／ｍ）が減少し、施工が簡易になったことにより、施工の低コスト化が実現されることとなる。

また、ソケットと鋼棒との連結は、螺子結合と防水性の接着剤による固定を併用しているため、ソケット制作時の搾孔或いは鋳物製作（従来は、ソケットと同様な径の鋼材を搾孔するか、鋳物で対応していた）が不要となり、また溶接が不要となることでダウエルバーの製作工数が減少して製作時間が短縮され、製作コストの縮減が可能となる。
本発明のダウエルバーユニット３０にあっては、雄螺子部材３１、ボルト部材３５、ナット３６だけを用いて第１の埋設ユニット２を側板６１に固定するようにしており、鉄筋量の増大をもたらすチェアーなどの位置決め治具を一切使用しないため、ダウエルバー周りの鉄筋量を極端に減少させることができ、鉄筋の存在に起因したコンクリート構造体への損傷（ひび割れの誘発）を防止することが可能となる。また、ダウエルバーの設置に必要な雄螺子部材３１、ボルト部材３５、ナット３６等は転用できるため、工事費の低廉化が実現できこととなる。

１…ダウエルバー、２…埋設ユニット、３…ソケット、３ａ…外側端面、３ｂ…内側端面、４…雌螺子部、５…テーパー部、５ａ…終端部、５ｂ…外側端部、１０…鋼棒、１５…接着剤、１５…防水接着剤、２０…埋設ユニット、２１…鋼棒、２１ａ…雄螺子部、２２…防水接着剤、３０…ダウエルバーユニット、３１…雄螺子部材（固定機構）、３２…螺子穴（固定機構）、３５…ボルト部材（固定機構）、３６…ナット（固定機構）、３７…ワッシャー、５０…基層部（路盤）、５１…コンクリート構造体、５１ａ…接続端面、５１ａ…両接続端面、５２…コンクリート構造体、５２ａ…各接続端面、６０…型枠、６１…側板、６１ａ…貫通孔、７０…ボルト、８０…角柱部材、８０ａ…穴、８０ｂ…弾性部材、８０ｃ…ボールプランジャー、８１…雄螺子部材

Claims (7)

1. 路盤上に隣接して設置され、且つ接続端面同士が相対的に変位する２つのコンクリート構造体間の荷重伝達手段としてのダウエルバーであって、
   前記ダウエルバーは、一方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニットと、他方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニットと、を有し、
   前記第１の埋設ユニットは、前記一方の構造体の接続端面に外側端面を露出した状態で埋設固定され且つその内部に軸方向全長に渡る雌螺子部を有した円管状のソケットと、該ソケットの内側開口内に螺着される雄螺子部を一端に有した第１の鋼棒と、該ソケットと該第１の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備え、
   前記第２の埋設ユニットは、前記ソケットの外側開口内に一端の雄螺子部を螺着された状態で他方の構造体の内部に埋設固定される第２の鋼棒と、該ソケットと該第２の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備えており、
   前記ソケットの外周には、内側端部から軸方向中央部に向けて外径が漸増するテーパー部が形成されており、
   前記ソケットは、炭素鋼管から構成されていることを特徴とするダウエルバー。
2. 前記第１の鋼棒の雄螺子部の先端部は、前記ソケット外周のテーパー部の軸方向中央寄りの終端部を越えた位置までソケット内に没入していることを特徴とする請求項１に記載のダウエルバー。
3. 請求項１又は２に記載のダウエルバーと、前記ソケットの外側開口内に螺合する雄螺子を外周に有した略円筒状の雄螺子部材と、該雄螺子部材の外側端面の軸心位置に、或いは／及び、該軸心位置から偏心した位置に形成された螺子穴と、該螺子穴内に螺着されるボルト部材と、該ボルト部材に締結されるナットと、を備えたことを特徴とするダウエルバーユニット。
4. 路盤上に隣接して設置され、且つ接続端面同士が相対的に変位する２つのコンクリート構造体間の荷重伝達手段としてのダウエルバーと、一方の前記コンクリート構造体の接続端面に添設される側板に前記ダウエルバーの一部を固定するための固定機構と、を備えたダウエルバーユニットであって、
   前記ダウエルバーは、前記一方の構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第１の埋設ユニットと、他方の前記構造体の接続端面から内部にかけて水平に埋設固定される第２の埋設ユニットと、を有し、
   前記第１の埋設ユニットは、前記一方の構造体の接続端面に外側端面を露出した状態で埋設固定され且つその内部に雌螺子部を有した円管状のソケットと、該ソケットの内側開口内に螺着される雄螺子部を一端に有した第１の鋼棒と、該ソケットと該第１の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備え、
   前記第２の埋設ユニットは、前記ソケットの外側開口内に一端の雄螺子部を螺着された状態で他方の構造体の内部に埋設固定される第２の鋼棒と、該ソケットと該第２の鋼棒との間隙に充填された状態で両者を接着固定する防水接着剤と、を備えており、
   前記固定機構は、前記第１の埋設ユニットを前記側板に固定する手段であり、前記ソケットの外側開口内に螺合する雄螺子を外周に有した略円筒状の雄螺子部材と、該雄螺子部材の外側端面の軸心位置に、或いは／及び、該軸心位置から偏心した位置に形成された螺子穴と、該螺子穴内に螺着されるボルト部材と、該ボルト部材に締結されるナットと、を備えたことを特徴とするダウエルバーユニット。
5. 請求項４に記載のダウエルバーユニットを用いたダウエルバーの埋設工法であって、
   路盤上に型枠を立設する工程と、
   前記第１の埋設ユニットを構成する前記ソケットの外側開口内に前記雄螺子部材を螺着する工程と、
   前記型枠を構成する側板に設けた貫通孔と前記雄螺子部材の螺子穴が連通するように前記第１の埋設ユニットを構成するソケットの外側端面を前記側板の内側面に添設し、該側板の外側から前記貫通孔を介して前記螺子穴内に前記ボルト部材を螺着してから該側板外側面から突出した該ボルト部材にナットを螺着することにより前記第１の埋設ユニットを前記側板に対して略水平に固定する工程と、
   前記型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、
   前記コンクリートの固化後に、前記ナットと前記ボルト部材を取り外してから前記型枠を除去する工程と、
   前記ソケット外側開口から前記雄螺子部材を除去する工程と、
   を備えたことを特徴とするダウエルバーの埋設工法。
6. 請求項１又は２に記載のダウエルバーと、該ダウエルバーを構成する前記第１の埋設ユニットのソケットを支持する側板の内側面に一端面を固定されて突設された角柱部材と、外周面に前記ソケットの雌螺子部を螺合する雄螺子部を有し且つ軸心部に前記角柱部材を嵌合させる角柱状の中空部を有した雄螺子部材と、を備えたことを特徴とするダウエルバーユニット。
7. 請求項１又は２に記載のダウエルバーを用いた埋設工法であって、側板の内側面に角柱部材の一端部を固定した型枠を用意する工程と、路盤上に前記型枠を立設する工程と、前記角柱部材の外面に、外周面に雄螺子部を有し且つ軸心部に角柱状の中空部を有した雄螺子部材の該中空部を嵌合させる工程と、前記第１の埋設ユニットを構成する前記ソケットの外側開口内に前記雄螺子部材を螺着させることにより前記第１の埋設ユニットを前記側板に対して略水平に固定する工程と、前記型枠内にコンクリートを打設して固化させることによりコンクリート構造体を構築する工程と、前記コンクリートの固化後に、前記角柱部材と共に前記型枠を除去する工程と、前記ソケット外側開口内から前記雄螺子部材を除去する工程と、を備えたことを特徴とするダウエルバーの埋設工法。

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