JP6069414B2

JP6069414B2 - 管持上げ装置

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Publication number: JP6069414B2
Application number: JP2015112823A
Authority: JP
Inventors: 弘司藤田; 耕司大川; 吉田　義徳; 義徳吉田; 冨田　直岐; 直岐冨田; 颯二郎魚津
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2035-06-03
Also published as: JP2016223599A

Description

この発明は、水道、ガス、下水道等に用いる流体輸送用配管を、既設のさや管内に配設する工法に用いられ、さや管内に配設する管体を走行用台車に載せてそのさや管内に搬入し、所定の場所において走行用台車を取り外す際にその管体を持ち上げる管持上げ装置、及び、その管持上げ装置を用いた走行用台車の引き抜き方法に関するものである。

ダクタイル鋳鉄管等の各種流体輸送用配管を地中に埋設する工法として、推進やシールド工法等によって新設された管をさや管（鞘管）として、その内部に、ダクタイル鋳鉄管等の新しい管体（新管）を配設する工法が採用される場合がある。また、既に供用されている既設管をさや管として、その内部に口径の小さい新管を挿入して管路を更新する工法が採用される場合もある。

この種の工法において、新管には、走行用台車が取り付けられる。走行用台車には車輪が設けられており、車輪の転動により、新管がさや管内を走行できるようになっている。このため、作業車による牽引や推進により新管はさや管内を走行して、所定の配設箇所へ運搬される。

新管が所定の配設箇所に運搬された後、走行用台車を取り外す際は、その新管を一時持ち上げる必要がある。このため、さや管内において管持上げ装置が用いられる。

管持上げ装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１の管持上げ装置は、さや管の底面から立ち上がるように配置される門形の基台と、その基台の中央に設けられた上下方向の支柱とを備える。基台は、横方向の梁材の両端に脚部を備える。支柱は、新管の管軸と交差するように配置され、その支柱に沿って設けた油圧ジャッキにより、新管の頂部内面を押し上げて新管を持ち上げ、新管の下方から走行用台車を引き出している。

特開昭５９−７７１８４号公報

この種の門形の基台を用いた管持上げ装置は、さや管内に広い作業空間が確保できる場合には有効である。しかし、作業空間が狭い小径のさや管内での施工には不向きであるという問題がある。また、さや管の内面は円弧状であるため、現場の状況によっては、基台がバランスを崩して転倒する危惧もある。

さらに、走行用台車を新管の下から引き出すためには、管持上げ装置の基台のスパン（両端の脚部間の長さ）を長くする必要がある。基台の脚部間の空間を利用して、走行用台車を通過させるためである。しかし、基台のスパンが長くなると、新管の持ち上げに伴って梁材や脚部の部材に作用するモーメントが大きくなる。このため、部材が大型化してしまう。

そこで、この発明は、管持上げ装置の基台をさや管の底面に安定して配置できるようにし、また、部材をより軽量でコンパクトにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、新管をさや管内で走行させるために用いる走行用台車を前記新管から取り外す際に、その新管を持ち上げる管持上げ装置において、前記さや管の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなるベース部材と、前記ベース部材のアーチ軸方向中ほどに設けられる持上手段とを備え、前記持上手段は、前記新管に設けた管端反力受部を押し上げることにより前記新管を持ち上げる管持上げ装置を採用した。

このとき、前記ベース部材としては、直線状の鋼材を円弧状に曲げ加工したものを採用することができる。

また、前記ベース部材としては、基部の両端に同方向への立上り部を有する断面形状のＣ型鋼である構成を採用することができる。

これらの各構成からなる管持ち上げ装置に用いられるベース部材であって、前記さや管の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなり、そのアーチ軸方向中ほどに前記持上手段を設けるための接続部を備える管持上げ装置用のベース部材を採用することができる。

また、これらの各構成からなる管持ち上げ装置を用いる走行用台車の引き抜き方法であって、前記新管の管端付近における前記さや管の内面間に前記ベース部材を架け渡し、前記ベース部材のアーチ軸方向中ほどに設けられる前記持上手段によって前記新管に設けた管端反力受部を押し上げることにより前記新管を持ち上げ、その後、前記新管の下方から前記走行用台車を引き抜く走行用台車の引き抜き方法を採用することができる。

この発明は、持上手段を固定する基台として、さや管の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなるベース部材を採用したので、新管の一端の持ち上げの際にベース部材にモーメントが作用しても、アーチの効果により、部材の圧縮応力が卓越した状態で荷重を安定的に支持することができる。このため、従来の門形の基台を用いた管持上げ装置と比較して、装置をより安定して配置でき、また、部材をより軽量でコンパクトにできる。

この発明の第一の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図この発明の管持上げ装置を利用した走行用台車の引き抜き方法の説明図ベース部材の詳細を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図管端反力受部を構成する受け部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図この発明の第二の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図この発明の第三の実施形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、鋼管、コンクリート管などの地中に埋設されたさや管Ｐ’内に、ダクタイル鋳鉄管等の管体Ｐを配設するために、その管体Ｐを走行用台車３に載せてさや管Ｐ’内の所定の配設場所に運搬した後、走行用台車３を管体Ｐの下から引き抜く走行用台車３の引き抜き工法、及び、その際に、管体Ｐを持ち上げるために用いる管持上げ装置１０に関するものである。

管体Ｐは、受口２に挿し口１を挿入して継ぎ合わせる継手構造であり、さや管Ｐ’内に持ち込まれた後、先行する管体Ｐに順次継ぎ合わせられる。以下、さや管Ｐ’内に配設する管体Ｐを、新管Ｐと称する。

さや管Ｐ’内への新管Ｐの持ち込みに際し、新管Ｐの底には走行用台車３が取り付けられる。この走行用台車３には、新管Ｐの底を支える台枠３ａと、その台枠３ａに回転自在の車輪３ｂが設けられている。台枠３ａの上に新管Ｐを載せれば、車輪３ｂの回転により新管Ｐがさや管Ｐ’内を走行できる。新管Ｐの運搬は、例えば、図２に示すように、駆動力によって走行する作業車４と走行用台車３とを連結材５で連結して、その作業車４が走行用台車３上の新管Ｐを推進していく。走行用台車３や作業車４はさや管Ｐ’内のレールＲ上を走行する。

なお、新管Ｐ同士の継手部の形態は、管路の用途や仕様に応じて適宜選択される。例えば、挿し口１の先端に突起、受口２の内面にロックリングがそれぞれ設けられて、ゴム輪等を介在した状態で挿し口１を受口２に挿し込んだ後、押し輪によってゴム輪を挿し口１と受口２との間の間隙に押し込んでシールした構造を採用することができる。

この発明では、新管Ｐから走行用台車３を取り外す際に、新管Ｐの一端を持ち上げる管持上げ装置１０を用いている。管持上げ装置１０によって新管Ｐの一端を持ち上げた状態で、作業車４が、連結材５を通じて走行用台車３を新管Ｐの下から引き抜いて、新管Ｐから走行用台車３を取り外す。

管持上げ装置１０は、図１及び図３に示すように、さや管Ｐ’の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなるベース部材１１と、そのベース部材１１のアーチ軸方向中ほどに設けられる持上手段１２とを備える。

この実施形態では、持上手段１２として、ロッドの進退により部材を持ち上げ可能なジャッキ装置を採用し、ジャッキ装置は、ベース部材１１のアーチ軸方向中ほどに設けた接続部１３によって、そのベース部材１１に固定されている。以下、この実施形態の持上手段１２のことをジャッキ装置１２と称する。

また、ジャッキ装置１２は、新管Ｐに設けた管端反力受部２０を押し上げることにより、ベース部材１１及びさや管Ｐ’の内面に反力をとって、その新管Ｐを持ち上げる構造となっている。

ベース部材１１は、図３に示すように、基部１１ａの両端に同方向への立上り部１１ｂ，１１ｂを有するＣ型鋼である。基部１１ａに対して立上り部１１ｂ，１１ｂは、アーチの円弧の外径側、すなわち、ベース部材１１の敷設状態において、基部１１ａから上方へ向かって立ち上がっている。

ベース部材１１のアーチ軸方向中央部１１ｃに荷重が作用した際に、さや管Ｐ’からの反力がベース部材１１の端部１１ｄ，１１ｄ間を圧縮するように作用する。このとき、接続部１３において、ジャッキ装置１２からの下向き荷重によりベース部材１１に作用する応力を、その圧縮応力が卓越する。この圧縮応力の卓越により、ベース部材１１を上記のようなＣ型鋼とすることができ、部材の軽量化ができる。

また、走行用台車３を新管Ｐの下から引き出す際、ベース部材１１が円弧状のアーチ部材であるので、直線状の部材をさや管Ｐ’の内面間に架け渡す場合と比較して、その内面への支持部間のスパンを短くすることができる。これにより、ベース部材１１に作用するモーメントを小さくすることができる。また、部材の大型化を抑制できる。

なお、ベース部材１１として前述のＣ型鋼に代えて、断面Ｈ型の鋼材など、他の断面形状の鋼材としてもよい。通常は、金属製の部材が用いられるが、強度に問題がなければ、金属以外の他の素材としてもよい。

これらのベース部材１１として、直線状の部材を円弧状に曲げ加工したものを採用すると、その加工が容易である。曲げ加工前の直線状の部材は、例えば、圧延により所定の断面形状に成型されたものや、溶接により所定の断面形状に成されたものを採用できる。特に、金属製の部材を採用する場合は、曲げ加工による製作が容易である。

ベース部材１１としては、この他にも、曲げ加工を伴うことなく、鋳造等により予めアーチ状の部材として成型されたもの、あるいは、複数の円弧状部材が溶接により接合されてアーチ状の部材に成されたもの等を用いてもよい。

また、ベース部材１１の両端は、さや管Ｐ’の内面にしっかりと支持されるように、その支持点におけるさや管Ｐ’の内面の円弧方向に沿う形状であることが好ましい。ここで、ベース部材１１の両端面は、さや管Ｐ’の円筒状の内面に面接触する円弧面としてもよいが、さや管Ｐ’の円筒状の内面に沿うフラット面であってもよい。ベース部材１１の両端面をフラット面とする場合、そのフラット面の面方向は、例えば、図１（ｃ）に示すように、その接触範囲におけるさや管Ｐ’の円筒状の内面の上端位置ａと下端位置ｂとを結ぶ弦の垂直二等分線ｄに対して直交していることが望ましい。また、ベース部材１１の円弧状のアーチ軸線ｃは、上端位置ａと下端位置ｂとを結ぶ弦の中点ｅにおけるアーチ軸線ｃの接線方向が、垂直二等分線ｄに一致していることが望ましい。

第一の実施形態において、接続部１３は、図１及び図３に示すように、ベース部材１１のアーチ軸方向中ほどに、取付穴１３ａを備える。また、接続部１３は、その取付穴１３ａに挿通され、ベース部材１１とジャッキ装置１２とを接続するジャッキ固定ボルト１３ｂを備える。

接続部１３は、通常は、ベース部材１１のアーチ軸方向中央部１１ｃに設けられ、ジャッキ装置１２が、新管Ｐの管軸を通る鉛直線に対して線対称に新管Ｐを支持するように設定されるが、場合によっては、ジャッキ装置１２が新管Ｐを支えるのに支障がない範囲で、アーチ軸方向中央部１１ｃからずれていてもよい。

第一の実施形態において、管端反力受部２０は、図１及び図４に示すように、ジャッキ装置１２のジャッキヘッド（進退するロッド１２ａの先端）が当接する受け部材２１によって構成されている。受け部材２１は、新管Ｐの挿し口１の上部付近に固定される。

受け部材２１は、図４に示すように、ベース部材１１と同様のＣ型鋼等からなる管内面側部材２１ａと、それに平行に伸びる管外面側部材２１ｂ、及び、その両者を接続する接続部材２１ｃ等からなる一体の部材と、その管内面側部材２１ａに形成されたネジ部２１ｄにねじ込まれたボルト２１ｅ等を備える。

管内面側部材２１ａと管外面側部材２１ｂとに挟まれた隙間に、円筒部材である挿し口１の端部を差し込み、ボルト２１ｅを新管Ｐの内面に向かってねじ込んで締め付けることによって、管外面側部材２１ｂが新管Ｐの外面に密着し、受け部材２１は、新管Ｐに強固に固定される。

この状態で、管内面側部材２１ａの下面に設けたジャッキ用の当接部２１ｆに、ジャッキ装置１２のジャッキヘッドが当接し、その当接部２１ｆを管端反力受部２０として、新管Ｐが持ち上げられる。

第二の実施形態を図５に示す。図５の実施形態は、新管Ｐの内面を管端反力受部２０として、その管端反力受部２０に、ジャッキ装置１２のジャッキヘッドに取り付けたアダプタ部材２２が当接するようにしたものである。

アダプタ部材２２は、ジャッキ装置１２のジャッキヘッド、すなわち、ロッド１２ａの先端に取り付けられる本体部２２ａと、その本体部２２ａの上端において、側方へ突出する押上部２２ｂとを備える。押上部２２ｂが、管端反力受部２０である新管Ｐの内面に当接し、新管Ｐが持ち上げられる。

第三の実施形態を図６に示す。図６の実施形態は、新管Ｐに取り付けた横方向の梁材２３に、管端反力受部２０を設けたものである。

図では、梁材２３は、新管Ｐの高さ方向中ほど、特に、管軸の高さ付近に設けているが、梁材２３の高さは適宜設定できる。

管端反力受部２０は、梁材２３の長さ方向中央部に、その梁材２３から新管Ｐの管軸方向外側へ突出して設けられた受け部材２４によって構成されている。受け部材２４の下面に設けたジャッキ用の当接部２４ａに、ジャッキ装置１２のジャッキヘッドが当接し、新管Ｐが持ち上げられる。

これらの構成からなる管持上げ装置１０を用いた走行用台車３の引き抜き方法について、以下にその手順を説明する。新管Ｐは、既に、さや管Ｐ’内の所定の配設箇所に運搬済であるものとし、その場所で、新管Ｐの下部から走行用台車３を引き抜く場合を想定する。

まず、新管Ｐの管端付近におけるさや管Ｐ’の内面間に、円弧状のベース部材１１を架け渡す。新管Ｐの挿し口１は、先行する別の新管Ｐの受口２に挿入されているので、ベース部材１１の架け渡し場所は、持ち上げようとする新管Ｐの受口２の端縁の管軸方向すぐ側方（外方）である。ベース部材１１の両端部１１ｄ，１１ｄは、さや管Ｐ’の内面に対してがたつきが生じないようしっかりと載置する。

つぎに、ベース部材１１の接続部１３にジャッキ装置１２を取り付ける。場合によっては、ジャッキ装置１２を取り付けた状態のベース部材１１を、新管Ｐの側方に設置してもよい。

ジャッキ装置１２を操作し、そのジャッキ装置１２のジャッキヘッドで、新管Ｐに設けた管端反力受部２０を押し上げることにより、新管Ｐを持ち上げる。ジャッキ装置１２は、例えば、油圧や空気圧等の流体の圧力作用でロッドが進退する流体圧式ジャッキであってもよいし、モータや人力の回転力によってロッドを進退させるネジ式ジャッキ等であってもよい。

その後、新管Ｐの下方から走行用台車３を引き出し、走行用台車３が新管Ｐの下から離脱して所定の位置に到達すれば、再度、ジャッキ装置１２を操作して、さや管Ｐ’の底の所定の高さに新管Ｐを載置し、作業を終了する。

この実施形態では、管端反力受部２０は受口２側に設けたが、さや管Ｐ’内における新管Ｐの向きによっては、挿し口１側に設けることも可能である。

さらに、走行用台車３の態様はこの実施形態に限定されず、新管Ｐの底を支える台枠３ａと、その台枠３ａに回転自在の車輪３ｂが設けられているものであれば、種々の形態のものが利用できる。

１挿し口
２受口
３走行用台車
４作業車
５連結材
１０管持上げ装置
１１ベース部材
１２持上手段（ジャッキ装置）
１３接続部
２０管端反力受部
Ｐ新管
Ｐ’ さや管

Claims

新管（Ｐ）をさや管（Ｐ’）内で走行させるために用いる走行用台車（３）を前記新管（Ｐ）から取り外す際に、その新管（Ｐ）を持ち上げる管持上げ装置において、
前記さや管（Ｐ’）の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなるベース部材（１１）と、前記ベース部材（１１）のアーチ軸方向中ほどに設けられる持上手段（１２）とを備え、前記持上手段（１２）は、前記新管（Ｐ）に設けた管端反力受部（２０）を押し上げることにより前記新管（Ｐ）を持ち上げる管持上げ装置。
前記ベース部材（１１）は、基部（１１ａ）の両端に同方向への立上り部（１１ｂ，１１ｂ）を有する断面形状のＣ型鋼である請求項１に記載の管持上げ装置。
請求項１又は２に記載の管持ち上げ装置に用いられるベース部材（１１）であって、前記さや管（Ｐ’）の内面間に架け渡される円弧状のアーチ材からなり、そのアーチ軸方向中ほどに前記持上手段（１２）を設けるための接続部（１３）を備える管持上げ装置用のベース部材。
請求項１又は２に記載の管持ち上げ装置を用いる走行用台車（３）の引き抜き方法であって、前記新管（Ｐ）の管端付近における前記さや管（Ｐ’）の内面間に前記ベース部材（１１）を架け渡し、前記ベース部材（１１）のアーチ軸方向中ほどに設けられる前記持上手段（１２）によって前記新管（Ｐ）に設けた管端反力受部（２０）を押し上げることにより前記新管（Ｐ）を持ち上げ、その後、前記新管（Ｐ）の下方から前記走行用台車（３）を引き抜く走行用台車の引き抜き方法。