JP6155061B2 - マンホールと下水道管の接続部分の耐震化工法と、該工法で用いる装置 - Google Patents
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Description
ポイントP1でのrem1(θ)は下記数3式で示される。
またrem1(θ)=cとなるような作業溝11の溝巾中心PCでのy座標は下記数4式で求められる。
図8は、下水道管1が右に角α振られて横断面が矩形のマンホール14に取付けられている場合に形成される作業溝11と、マンホール外周までの前記距離remcを確保したクラック誘発溝12を示すもので、マンホール内側面と下水道管1の軸心であるy軸との交点を原点Gとすると、該原点Gからy軸方向にL離れ、かつ管内周の頂部における作業溝11の巾方向中央におけるy軸座標y(o)は、下記数8式で表される。
また前記y(o)点から図8の右方向に角θ旋回したときのy座標y(θ)は、下記数8式で表される。
下水道管1が角α傾いてマンホール2に取付けられた場合においては、数9式に従って作業溝11及びクラック誘発溝12を形成すれば、クラック誘発溝12からマンホール側壁外周までのremcが確保される。
以上はマンホール14が横断面矩形である場合の演算式を示したが、マンホールの横断面が円形である場合も同様にして前記y(θ)を求めることができる。
rem1(θ)が切削時にマンホールにクラックを生じさせたり、マンホール外周に穴があかないようにし、かつ地震時の揺れにより前記クラック誘発溝でクラックを確実に生じさせるのに必要な所定量cとなるように、作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標が下記数4式を満たすクラック誘発溝を形成することを特徴とする。
但し、y1(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w)cosθ+E}2〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、E:下水道管の偏心量である。
但し、y2(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w+b)cosθ+E}2〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、b:クラック誘発溝の外周から作業溝の溝底までの間隔、E:下水道管の偏心量である。
但し、L={(T−c)/cosα}−(W/2+l+l0)
δ=r・sinθ・tanα
ここでT:マンホールの肉厚、l:クラック誘発溝の長さ、lO=(w/2)tanαである。
但し、y1(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w)cosθ+E}2〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、E:下水道管の偏心量
ここでy2(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w+b)×cosθ+E}2〕
但し、L={(T−c)/cosα}−(W/2+l+l0)
δ=r・sinθ・tanα
ここでT:マンホールの肉厚、l:クラック誘発溝の長さ、lO=(w/2)tanα
下水道管1の管端部1aには、前述の図3に示す装置と同様、請求項1に係わる発明の第1又は第2工程で使用する旋回用レール18が下水道管1と同軸をなしてボルト等の止着具により取外し可能に固定される。
以上で第1工程が終了し、第2工程が次のようにして行われる。
以上のようにして請求項1に係わる発明の第2工程が終了する。
以上により請求項1に係わる発明の第3工程が終了する。
1a・・下水道管管端部
2、14・・マンホール
11・・作業溝
12・・クラック誘発溝
13・・シール材
18・・旋回用レール
19・・エンドミル
21・・第1の切削工具
22・・ベース
23・・カッターアーム
24・・カッターヘッド
25・・サーボモータ
26・・旋回用サーボモータ
27・・旋回機構
28・・ガイドレール
29・・ボールネジ
31・・動力伝達機構
33・・制御装置
34・・入力部
35・・スタートボタン
36・・エンコーダ
37・・記憶部
38・・演算部
41・・第2の切削工具
42・・ブラケット
43、47・・ドリル駆動モータ
44・・ミル
45・・溝
Claims (6)
- エンドミルよりなる第1の切削工具を用い、マンホール側壁に接続される下水道管の管端部に対し、前記エンドミルをマンホール側壁の内周面と同一面をなす下水道管管端面の三次元曲線に沿うように管軸方向に進退させながら周方向に旋回させ、深さが下水道管管端部の内側から該管端部を径方向に突き切ってマンホール側壁に一定量食い込む環状の作業溝を前記管端部の周りに形成する第1工程と、該第1工程後、クランクアームと直交して突出するクランクピンを軸状のミルとした形態をなす第2の切削工具を用い、該切削工具のミルを管軸方向に向け、前記作業溝の溝縁から径方向に押込んで管端部を突き切るまで切込みを入れ、管端部を突き切ると、方向転換して前記管端部に沿うように管軸方向に移動させながら周方向に旋回させ、これにより管端部の周りのマンホール側壁を切削して管端部の周りに環状のクラック誘発溝を形成する第2工程と、該前記第1及び第2工程により形成された作業溝とクラック誘発溝のうち、少なくともクラック誘発溝に弾力性のあるゴムや樹脂製のシール材を充填する第3工程とからなる耐震化工法において、前記第1の切削工具のエンドミルは前記管軸方向への進退がサーボモータを含む直線運動機構により行われ、前記エンドミルを進退させるためのサーボモータの駆動は、マンホールや下水道管の径や肉厚、マンホールに接続された下水道管の偏心量や傾き等、マンホールや下水道管の各種データに基づいて制御装置により制御される耐震化工法であって、前記第2工程におけるミルによりクラック誘発溝を切削する際、下水道管の任意の基準点から下水道管の周方向に角θ旋回したときのクラック誘発溝からマンホール外周までの最短距離であり、かつrem1(θ)=R−√〔x 1 (θ) 2 +y 1 (θ) 2 〕で表されるrem1
(θ)が切削時にマンホールにクラックを生じさせたり、マンホール外周に穴があかないようにし、かつ地震時の揺れにより前記クラック誘発溝でクラックを確実に生じさせるのに必要な所定量cとなるように、作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標が下記数4式を満たすクラック誘発溝を形成することを特徴とする耐震化工法。
但し、y 1 (θ)=√〔(R−c) 2 −{(r+a+w)cosθ+E} 2 〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、E:下水道管の偏心量 - エンドミルよりなる第1の切削工具を用い、マンホール側壁に接続される下水道管の管端部に対し、前記エンドミルをマンホール側壁の内周面と同一面をなす下水道管管端面の三次元曲線に沿うように管軸方向に進退させながら周方向に旋回させ、深さが下水道管管端部の内側から該管端部を径方向に突き切ってマンホール側壁に一定量食い込む環状の作業溝を前記管端部の周りに形成する第1工程と、該第1工程後、クランクアームと直交して突出するクランクピンを軸状のミルとした形態をなす第2の切削工具を用い、該切削工具のミルを管軸方向に向け、前記作業溝の溝縁から径方向に押込んで管端部を突き切るまで切込みを入れ、管端部を突き切ると、方向転換して前記管端部に沿うように管軸方向に移動させながら周方向に旋回させ、これにより管端部の周りのマンホール側壁を切削して管端部の周りに環状のクラック誘発溝を形成する第2工程と、該前記第1及び第2工程により形成された作業溝とクラック誘発溝のうち、少なくともクラック誘発溝に弾力性のあるゴムや樹脂製のシール材を充填する第3工程とからなる耐震化工法において、前記第1の切削工具のエンドミルは前記管軸方向への進退がサーボモータを含む直線運動機構により行われ、前記エンドミルを進退させるためのサーボモータの駆動は、マンホールや下水道管の径や肉厚、マンホールに接続された下水道管の偏心量や傾き等、マンホールや下水道管の各種データに基づいて制御装置により制御される耐震化工法であって、 前記第1工程におけるエンドミルにより作業溝を切削する際、下水道管の任意の基準点から下水道管の周方向に角θ旋回したときの作業溝からマンホール外周までの最短距離であり、かつrem2(θ)=R−√〔x2(θ)2+y2(θ)2〕で表されるrem2(θ)が切削時にマンホールにクラックを生じさせたり、マンホール外周に穴があかないようにし、かつ地震時の揺れにより前記作業溝でクラックを確実に生じさせるのに必要な所定量cとなるように、作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標が下記数7式を満たす作業溝を形成することを特徴とする耐震化工法。
但し、y2(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w+b)cosθ+E}2〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、b:クラック誘発溝の外周から作業溝の溝底までの間隔、E:下水道管の偏心量 - エンドミルよりなる第1の切削工具を用い、マンホール側壁に接続される下水道管の管端部に対し、前記エンドミルをマンホール側壁の内周面と同一面をなす下水道管管端面の三次元曲線に沿うように管軸方向に進退させながら周方向に旋回させ、深さが下水道管管端部の内側から該管端部を径方向に突き切ってマンホール側壁に一定量食い込む環状の作業溝を前記管端部の周りに形成する第1工程と、該第1工程後、クランクアームと直交して突出するクランクピンを軸状のミルとした形態をなす第2の切削工具を用い、該切削工具のミルを管軸方向に向け、前記作業溝の溝縁から径方向に押込んで管端部を突き切るまで切込みを入れ、管端部を突き切ると、方向転換して前記管端部に沿うように管軸方向に移動させながら周方向に旋回させ、これにより管端部の周りのマンホール側壁を切削して管端部の周りに環状のクラック誘発溝を形成する第2工程と、該前記第1及び第2工程により形成された作業溝とクラック誘発溝のうち、少なくともクラック誘発溝に弾力性のあるゴムや樹脂製のシール材を充填する第3工程とからなる耐震化工法において、前記第1の切削工具のエンドミルは前記管軸方向への進退がサーボモータを含む直線運動機構により行われ、前記エンドミルを進退させるためのサーボモータの駆動は、マンホールや下水道管の径や肉厚、マンホールに接続された下水道管の偏心量や傾き等、マンホールや下水道管の各種データに基づいて制御装置により制御される耐震化工法であって、前記下水道管がマンホールに角α傾斜して取付けられており、作業溝が該溝の巾方向中央でのy(θ)座標が下記数9式を満たすように形成されることを特徴とする耐震化工法。
但し、L={(T−c)/cosα}−(W/2+l+l0)
δ=r・sinθ・tanα
ここでT:マンホールの肉厚、l:クラック誘発溝の長さ、lO=w/2tanα - 前記下水道管内に下水道管と同軸をなして取外し可能に固定される環状の旋回用レールと、該旋回用レールに周方向に旋回可能に装着され、かつエンドミルを管軸のy軸方向に進退可能に支持するベースと、モータを駆動源として前記ベースを旋回用レールに沿って旋回させる旋回機構と、サーボモータを備え、前記ベースにy軸方向に進退可能に支持される前記エンドミルをy軸方向に進退させる直線運動機構と、前記エンドミル、前記旋回機構のモータ及び直線運動機構のサーボモータを制御する制御装置とからなり、該制御装置は切削のプログラム及び各種演算式を格納する記憶部と、マンホールや下水道管の各種データを入力する入力部と、前記旋回用レールを旋回するベースの旋回角度θを読取る読取手段と、前記記憶部に格納されたプログラムに基づいて前記エンドミルによる切削を行い、かつ前記入力部に入力されたデータにより前記記憶部に格納された演算式を演算し、この演算値に基づいて前記直線運動機構のサーボモータを制御する制御部とからなる請求項1記載の耐震化工法で用いられる装置であって、前記記憶部に格納される演算式が作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標に関する下記数4式を有することを特徴とする請求項1記載の耐震化工法で用いられる装置。
但し、y1(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w)cosθ+E}2〕
ここでR:マンホール外周の半径、r:下水道管外周の半径、a:下水道管とクラック誘発溝との間隔、W:作業溝の溝巾、w:クラック誘発溝の溝巾、E:下水道管の偏心量 - 前記記憶部に格納される演算式が作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標に関する下記数7式を有することを特徴とする請求項4記載の装置。
ここでy2(θ)=√〔(R−c)2−{(r+a+w+b)×cosθ+E}2〕 - 下水道管がマンホールに角α傾斜して取付けられ、前記記憶部に格納される演算式が作業溝の巾方向中央でのy(θ)座標に関する下記数9式を有することを特徴とする請求項5記載の装置。
但し、L={(T−c)/cosα}−(W/2+l+l0)
δ=r・sinθ・tanα
ここでT:マンホールの肉厚、l:クラック誘発溝の長さ、lO=(w/2)tanα
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