JP5648950B2 - 鋼管コンクリート複合管 - Google Patents
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Description
本発明は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリートからなるコンクリート層を備え、膨張コンクリートの膨張を外殻鋼管によって拘束することによりプレストレスを付与させた鋼管コンリート複合管に関する。
従来、外殻鋼管の内面にコンクリート層をライニングした複合管が知られており、そのコンクリート層に膨張コンクリートを使用し、外周面の外殻鋼管によって膨張コンクリートの膨張を拘束させることにより、複合管全体にプレストレスを付与したものが知られている（例えば、特許文献１）。
この主の従来の複合管にあって、推進工法に使用するものは、図２に示すように、一端に連結用差し口外殻３を設けるとともに、他端に、外殻鋼管１の先端をコンクリート層２の端部より延長させた連結用カラー部４を設け、互いに接合しようとする複合管の一方のカラー部４内に他方の連結用差し口外殻３を挿入することによって互いに連結するようにしている。
また、連結用カラー部４内のコンクリート層端面及び連結用差し口外殻３の端面にはリング状の端面補強プレート５及び端面補強プレート６が内面に溶接されて固定され、端面補強プレート５と端面補強プレート６によって膨張コンクリートによるコンクリート層２の軸方向の膨張を拘束し、これによって軸方向のプレストレスが付与されるようにしている。
上述した従来の複合管は、その耐荷力を外殻鋼管の引張強度と膨張コンクリートによるプレストレス及びその引張強度に依存しており、耐圧力を高めるためには膨張コンクリートの膨張率を高めることが必要であるが、これを拘束するために外殻鋼管の厚さを大きくする必要があった。
また、膨張コンクリートによる膨張に対して必要な拘束力を得るためには、端面補強プレートと外殻鋼管との溶接部分に所定の強度が必要であった。このため、外殻鋼管に一定以上の厚さが要求されている。
これらの理由から、外柄鋼管の肉厚が決定され、全長に亘って均一な厚さの外殻鋼管が使用されていた。
しかし、近年は膨張コンクリートの膨張度合調整が可能となり、複合管の耐圧力も、設置する地中深さによって必要な値が異なり、常に高い耐圧力が要求されるものではない。にもかかわらず、耐圧力が低くてもよい場合においても、上述の如き理由から、外殻鋼管全体の肉厚が均一で、その厚さがカラーに合わせた大きいものが使用されており、このため外殻鋼管の必要厚さが、カラー厚さより小さい場合であっても製造コストが高くならざるを得ないという問題があった。
本発明はこのような従来の問題に鑑み、外殻鋼管全体の厚さを大きくすることなく、比較的低い耐圧力のものが、従来に比べて廉価にて製造できる鋼管コンクリート複合管の提供を目的としてなされたものである。
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、一端に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えるとともに、他端に前記カラー内に挿入できる大きさの連結用差込し口を備えてなる鋼管コンクリート複合管において、 前記外殻鋼管の前記差し口部外殻部分及び連結用カラーを含む全体を、同一鋼管材料を加工することによって一体成形するとともに、前記外殻鋼管のカラー部分から前記コンクリート層の該カラー側端部外周に至る部分を、前記連結用カラー部分の継ぎ手としての強度及び前記膨張コンクリート層の端面に位置する端面補強プレートの溶接に耐える厚さ厚肉部とし、その他の部分を前記溶接に耐える厚さより薄い厚さに形成したことにある。
本発明に係る鋼管コンクリート複合管は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、一端に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えるとともに、他端に前記カラー内に挿入できる大きさの連結用差し口外殻を備えてなる鋼管コンクリート複合管において、前記外殻鋼管の前記差し口部外殻部分及び連結用カラーを含む全体を、同一鋼管材料を加工することによって一体成形したことにより、連結用差し口外殻部分の溶接が不要となり、このため、従来のように溶接に必要な肉厚の本体部分及び連結用差し口外殻部外郭の肉厚を、溶接に必要な厚さより薄いものとすることができ、設計耐圧力に見合う剛性管として充分な強度の薄肉構造とすることができ、これより必要な機能を損なうことなく、材料コストが削減でき、従来に比べて廉価にて提供できる。
また、本発明において、前記連結用カラー部分の継ぎ手としての強度及び前記膨張コンクリート層の端面に位置する端面補強プレートの溶接に耐える厚さ厚肉部とし、その他の部分を前記溶接に耐える厚さより薄い厚さに形成したことにより、カラー部分の強度を継ぎ手として必要な強度とし、且つ、その内面に溶接によって一体化させる必要のある端面補強プレートの溶接に耐える厚さに形成することができ、比較的短尺の複合管の品質を高めることができる。
次に本発明の実施の形態を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明による複合管の一例を示しており、図中符号１０は外殻鋼管であり、１１は外殻鋼管１０の内面に打設した膨張コンクリートからなるコンクリート層である。外殻鋼管１０は、胴部を構成している外殻鋼管本体部１６と差し口外郭部２０とから構成され、全体が同一の鋼管を加工することにより溶接部分を無くした一体に形成している。
連結用カラー１２は、外殻鋼管１０を、コンクリート層１１の端面より長く延長した形状となっており、その内部にはコンクリート層１１の端面に接したドーナツ板状の端面補強プレート１３が溶接されている。
この外殻鋼管１０は、コンクリート層１１の連結用カラー側端部外周からカラー先端部に至る部分を、他の部分より肉厚を大きくした厚肉部１４となっており、その厚肉部１４の長さの約半分が連結用カラー１２となっている。端部補強プレート１３は、その厚肉部１４の多内周面に溶接によって一体化されている。この厚肉部以外の部分は、溶接に耐える厚さより薄い厚さに形成されている。
端部補強プレート１３の背面と、外郭鋼管内面との間には斜材１５が介在され、端部補強プレート１３の連結状態を強固にしている。この斜材１５の外殻鋼板側の端部が肉厚部１４の内面に溶接されている。
厚肉部１４の厚さは、連結用カラー１２部分の継ぎ手としての強度及びコンクリート層１１の端面に位置する端面補強プレート１３の溶接に耐える厚さに形成している。
厚肉部１４は、図１に示すように、外殻鋼管本体部１６部分を、厚肉部１４部分を残して、引き抜き加工や絞り加工によって肉薄に成形することによって外殻鋼管本体部１６と一体に形成している。
連結用カラー１２とは反対側の端部には、連結用差し口外殻２０が一体に突設されている。この連結用差し口外殻２０は、図１中仮線にて示すように連結用カラー１２内に止水用パッキン３２を介在させて挿入できる大きさの径に形成されている。この連結用差し口外殻２０の端部は、中心方向側に曲げられて内向フランジ状の端面補強部２１が一体に形成されている。
この連結用差し口外殻２０は、図１に示すように、外殻鋼管本体部１６の端部と一体に形成した先細りのテーパ部２３を介し、その先端側に一体に形成されている。
このコンクリート層１１内には、その円弧状の内周面側に偏せた位置に外殻鋼管１０の円周方向に向けたリング状の周方向鉄筋３０及び外殻鋼管１０の長さ方向に向けた縦筋３１とからなる鉄筋籠が埋設されている。
このように構成される複合管は、その外殻鋼管が全体が溶接によって連結する部分のない形状に一体に形成されるとともに、前記連結用カラー部分の継ぎ手としての強度及び前記膨張コンクリート層の端面に位置する端面補強プレートの溶接に耐える厚さ厚肉部とし、その他の部分を前記溶接に耐える厚さより薄い厚さに形成し、その肉厚部以外の部分を溶接のために必要とされる厚さより薄い厚さに形成していることにより、従来に比べて少ない材料で、必要な設計強度に応じたものが形成でき、全体の製造コストを削減できる。
また、コンクリート層の端部外周からカラー部先端に至る部分を厚肉部としているため、斜材の溶接や端面補強プレートの溶接部分、更には複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分のみを、溶接及びカラー強度に必要な厚肉にすることができ、それらの機能を満たし、且つ、他の部分をこれより薄肉に形成することによって、材料コストが削減でき、設計耐圧力に見合う剛性管を従来に比べて廉価にて提供できる。
１０ 外殻鋼管
１１ コンクリート層
１２ 連結用カラー
１３ 端面補強プレート
１４ 厚肉部
１５ 斜材
１６ 外殻鋼管本体部
２０ 連結用差し口外殻
２１ 端面補強部
２３ テーパ部
３０ 周方向鉄筋
３１ 縦筋
３２ 止水用パッキン
１１ コンクリート層
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Claims (1)
- 外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、一端に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えるとともに、他端に前記カラー内に挿入できる大きさの連結用差込し口を備えてなる鋼管コンクリート複合管において、
前記外殻鋼管の前記差し口部外殻部分及び連結用カラーを含む全体を、同一鋼管材料を加工することによって一体成形するとともに、前記外殻鋼管のカラー部分から前記コンクリート層の該カラー側端部外周に至る部分を、前記連結用カラー部分の継ぎ手としての強度及び前記膨張コンクリート層の端面に位置する端面補強プレートの溶接に耐える厚さ厚肉部とし、その他の部分を前記溶接に耐える厚さより薄い厚さに形成したことを特徴としてなる鋼管コンクリート複合管。
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