JP6228397B2 - 構造体の敷設工法および構造体の敷設構造 - Google Patents
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Description
上下方向に一列に並ぶ複数の連結金具によりセル構造体どうしを連結する場合、過度の荷重が一本の線状の領域に集中してしまうことから、セル構造体どうしの連結強度を十分に得ることができない可能性がある。
また、本発明の目的は、セル構造体どうしの連結強度が高められているとともに、セル構造体どうしの連結部位の耐荷重性能が向上した構造の構造体の敷設構造を提供することにある。
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、
前記セル構造体の各々は、可撓性の一対の帯状体により形成され、
前記一対の帯状体は、それらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて、前記セル構造体を形成し、
当該工法は、
前記一対の帯状体の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数の前記セル集合体を水平方向に並べて配置する工程と、
水平方向において隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち、互いに対応するセル構造体どうしを相互に連結する工程と、
各セル構造体内に中詰材を充填する工程と、
を備え、
前記セル構造体どうしを相互に連結する工程では、相互に連結される一対のセル構造体の一端部どうしを相互にオーバーラップさせて、そのオーバーラップ部分における第1連結部および第2連結部の各々において前記一対のセル構造体どうしを連結し、
前記第1連結部と前記第2連結部とが前記一対のセル構造体の並び方向において互いにオフセットされている構造体の敷設工法を提供する。
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、
前記セル構造体の各々は、可撓性の一対の帯状体により形成され、
前記一対の帯状体は、それらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて、前記セル構造体を形成し、
前記一対の帯状体の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数の前記セル集合体が水平方向に並べて配置され、
水平方向において隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち、互いに対応するセル構造体どうしが相互に連結され、
各セル構造体内に中詰材が充填され、
相互に連結された一対のセル構造体の一端部どうしが相互にオーバーラップし、そのオーバーラップ部分における第1連結部および第2連結部の各々において前記一対のセル構造体どうしが連結され、
前記第1連結部と前記第2連結部とが前記一対のセル構造体の並び方向において互いにオフセットされている構造体の敷設構造を提供する。
本実施形態では、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより、構造体としての構造物基礎70を施工する。図1はセル構造体1どうしの連結構造を示す斜視図である。図2は相互に一体形成された複数のセル構造体1を有するセル集合体2の斜視図である。図3は各セル構造体1の開口面積が広がるようにセル集合体2を変形させた状態を示す斜視図である。図4は構造物基礎70の模式的な斜視図である。図5は構造物基礎70の上に構造物80を設置した状態を示す模式的な斜視図である。図6は隣り合うセル集合体2の対応するセル構造体1どうしを連結する前の状態を示す斜視図である。図7はセル構造体1どうしの連結部分(第1連結部16)の断面図である。なお、第2連結部17の断面は、図7と同様であるため図示を省略している。図8はセル構造体1どうしの連結部分の平面図である。
この工法は、以下の工程を備える。
1)一対の帯状体11、12の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数のセル集合体2を水平方向に並べて配置する工程
2)水平方向において隣り合うセル集合体2の端部に位置するセル構造体1のうち、互いに対応するセル構造体1どうしを相互に連結する工程
3)各セル構造体1内に中詰材8を充填する工程
ここで、セル構造体1どうしを相互に連結する工程では、相互に連結される一対のセル構造体の一端部14どうしを相互にオーバーラップさせて、そのオーバーラップ部分15における第1連結部16および第2連結部17の各々において一対のセル構造体1どうしを連結する。そして、第1連結部16と第2連結部17とは、一対のセル構造体1の並び方向(矢印B方向)において互いにオフセットされている(互いに位置がずれている)。以下、詳細に説明する。
同様に、セル構造体1bを構成する帯状体11、12どうしが二股に分かれる分岐部18と、この分岐部18に対して概ね錯角の関係となる屈曲部19とが、矢印B方向において第1連結部16と第2連結部17との間に位置する。
そして、一対のセル構造体1a、1bの連結部位を平面視したときに、一対のセル構造体1a、1bの帯状体11、12がX字状に交差した状態となる。
すなわち、この構造体の敷設構造は、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより形成され、構造物基礎70又は路盤として敷設された構造体の敷設構造(例えば構造物基礎70の敷設構造)である。セル集合体2の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体1を有する。セル構造体1の各々は、可撓性の一対の帯状体11、12により形成される。一対の帯状体11、12は、それらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部13において互いに接合されることにより一体化されて、セル構造体1を形成している。一対の帯状体11、12の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数のセル集合体2が水平方向に並べて配置されている。水平方向において隣り合うセル集合体2の端部に位置するセル構造体1のうち、互いに対応するセル構造体1どうしが相互に連結されている。各セル構造体1内に中詰材8が充填されている。相互に連結された一対のセル構造体1の一端部どうしが相互にオーバーラップし、そのオーバーラップ部分15における第1連結部16および第2連結部17の各々において一対のセル構造体1どうしが連結されている。第1連結部16と第2連結部17とが一対のセル構造体1の並び方向(矢印B方向)において互いにオフセットされている。
ここで、上記のように、セル集合体2どうしの継ぎ目6の位置にもセル構造体1が形成されることにより、構造物基礎70は、その全体が平坦な盤状に形成されるため、上からの荷重に対して偏り無く、面として力を受けることになる。その結果、構造物基礎70の不等沈下が抑制される。
また、セル集合体2に加わる鉛直方向の力に対して地盤からの反力が作用し、その際に鉛直方向の力の一部が水平方向に変わる。このため、セル集合体2には、鉛直方向の力だけでなく、水平方向の力も加わると考えられる。
セル集合体2に加わる荷重の水平方向成分は、連結されたセル集合体2に対して、その屈曲部19(図8)、すなわち接合部13の近辺に最も強く作用することが想定される。したがって、第1連結部16および第2連結部17は、荷重が最も強く作用する部位から、矢印B方向にオフセットされていると考えられる。このため、第1連結部16および第2連結部17に過度の荷重が作用してしまうことを抑制できるので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制される。その結果、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断に起因する構造物基礎70の不等沈下を抑制できる。つまり、構造物基礎70の耐荷重性能が向上するため、より重量の大きい構造物80を構造物基礎70の上に設置することが可能となる。
本実施形態では、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより、構造体としての路盤90を施工する。図9および図10は路盤90を敷設する一連の工程を示す模式的な斜視図である。
また、上記の第1の実施形態と同様に、第1連結部16および第2連結部17に過度の荷重が作用してしまうことを抑制できるので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制される。その結果、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断に起因する路盤90の不等沈下を抑制できる。つまり、路盤90がより大きい活荷重に耐えうるようにできるため、より交通量の多い道路にも路盤90を適用することが可能となる。
図11は第2の実施形態の変形例1を示す断面図(路盤90の横断方向の断面図)である。図11に示すように、本変形例では、路盤90の形成前に地盤91に溝92を形成し、この溝92内に構造体としての路盤90を敷設する。ここで、路盤90の短手方向における少なくとも一方の側面90a(例えば両方の側面90a)が溝92の側壁により支えられるように、溝92および路盤90を形成することが好ましい。
また、路盤90を溝92内に敷設するので、路盤90の周囲に路側材93を敷き詰める必要がなくなるか、または、路側材93の量を低減することができる。
また、溝92の側壁によって路盤90の側面90aを支えることにより、路盤90の形状がより安定する。
図12は第2の実施形態の変形例2を示す断面図(路盤90の横断方向の断面図)である。図12に示すように、本変形例では、路盤90を複数段に積層して敷設する。このため、複数段の路盤90によって更に強固に地盤91を補強することができる。なお、隣り合う段の路盤90どうしの間には、上記と同様のシート材73を介装しても良い。
また、路盤90を複数段に積層するので、より強固に地盤91を補強することができる。
図13(a)および図13(b)は、鉄道路盤210の上にレール(軌道)207を敷設した状態を示す断面図である。本実施形態では、複数のセル集合体2を水平方向に連結することにより、構造体としての鉄道路盤210を施工する。
また、上記の第1の実施形態と同様に、第1連結部16および第2連結部17に過度の荷重が作用してしまうことを抑制できるので、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断が抑制される。その結果、セル構造体1a、1bどうしの連結部位の破断に起因する鉄道路盤210の不等沈下を抑制できる。つまり、鉄道路盤210がより大きい活荷重に耐えうるようにできるため、より走行量の多い鉄道にも鉄道路盤210を適用することが可能となる。
図14はセル構造体1a、1bどうしの連結構造の変形例1を示す図である。このうち(a)は連結構造の斜視図、(b)は連結に用いられる連結具30の分解図、(c)は連結構造の断面図である。
図15はセル構造体1a、1bどうしの連結構造の変形例2を示す斜視図である。変形例2では、エアーステープラーを用いて一対のセル構造体1a、1bどうしを連結する。エアーステープラーとは、コンプレッサーを用いたエア駆動式のステープラーであり、門型の連結金具であるステープル40を高圧空気によって連結部位に打ち込むものである。図15に示すように、第1連結部16と第2連結部17の各々において、上下方向の複数箇所にてステープル40によりセル構造体1a、1bどうしを連結することが好ましい。
なお、変形例2の場合、セル集合体2の端部に位置するセル構造体1には、通し孔22が形成されていない。
連結されたセル構造体1a、1bの引っ張り強さ試験を行った。図16(a)は実施例で説明する試験に用いた試料を示す図、図16(b)は実施例の試験状況を示す正面図である。
<試験方法>
JIS L 1908準拠し、低速伸長形引張試験機を使用した。
引張試験機の一対のチャックどうしの距離(チャック間距離)は20cmとした。
引張速度は、1分間につきチャック間距離の40%の距離を引っ張るように設定した。すなわち、引張速度は8cm/minとした。
図16(a)に示すように、試料として、一対のセル構造体1a、1b同士を接続したものを用いた。セル構造体1aとしては、帯状体11、12の幅が10cm、帯状体11、12の厚さが1.5mm、帯状体11、12の材質が高密度ポリエチレンのものを用いた。また、セル構造体1a、1b同士の接続には、結束バンド21を2本用いた。すなわち一方の結束バンド21を第1連結部16の連結に用い、他方の結束バンド21を第2連結部の接続に用いた。図1に示すように、一対のセル構造体1a、1bの各々の一端部14の接合部13を、第1連結部16と第2連結部17との間に位置させた。結束バンド21としては、ヘラマンタイトン株式会社製のINSULOK(登録商標)AB200−W(黒色)を用いた。
温度は22℃、湿度(RH)は50%であった。
試料を6つ作製した。各試料について、引張試験機の一方のチャックによりセル構造体1aを把持し、他方のチャックによりセル構造体1bを把持して、セル構造体1aとセル構造体1bとを相互に反対方向に引っ張る試験を行った(図16(b)参照)。
実施例では第1連結部16および第2連結部17の2箇所でセル構造体1a、1bどうしを連結した試料を用いたのに対し、比較例では、セル構造体1a、1bどうしを1箇所で連結した試料を用いて、実施例と同じ引っ張り強さ試験を行った。
実施例では、各試料の最大引っ張り強さ(試料が破断する直前の荷重)は、3700N/10cm、2920N/10cm、3760N/10cm、2280N/10cm、3640N/10cm、3690N/10cmとなった。したがって、最大引っ張り強さの平均は、3330N/10cmとなった。また、実施例では、第1連結部16でも第2連結部17でもない箇所で試料が破断した。
一方、比較例では、セル構造体1a、1bどうしの連結部が破断した。
その結果、実施例では、セル構造体1a、1bどうしの連結強度ならびに連結部位の耐荷重性能が比較例よりも高いことが分かった。
2 セル集合体
6 継ぎ目
7 ストリップ材
8 中詰材
9 孔
11、12 帯状体
13 接合部
14 セル構造体の一端部
15 オーバーラップ部分
16 第1連結部
17 第2連結部
18 分岐部
19 屈曲部
21 結束バンド
22 通し孔
30 連結具
31 第1部分
32 第2部分
33 差込部
34 頭部
35 ベース部
36 固定フック
37 差込孔
40 ステープル
70 構造物基礎
71 地盤
72 均しコンクリート
73 シート材
80 構造物
81 コンクリートブロック
90 路盤
91 地盤
92 溝
93 路側材
95 道路
201 地盤
202 骨材
203 型枠
204 充填材
205 枕木
206 バラスト
207 レール
210 鉄道路盤
220 補強版
Claims (15)
- 複数のセル集合体を水平方向に連結することにより形成される構造体を構造物基礎又は路盤として敷設する工法において、
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、
前記セル構造体の各々は、可撓性の一対の帯状体により形成され、
前記一対の帯状体は、それらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて、前記セル構造体を形成し、
当該工法は、
前記一対の帯状体の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数の前記セル集合体を水平方向に並べて配置する工程と、
水平方向において隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち、互いに対応するセル構造体どうしを相互に連結する工程と、
各セル構造体内に中詰材を充填する工程と、
を備え、
前記セル構造体どうしを相互に連結する工程では、相互に連結される一対のセル構造体の一端部どうしを相互にオーバーラップさせて、そのオーバーラップ部分における第1連結部および第2連結部の各々において前記一対のセル構造体どうしを連結し、
前記第1連結部と前記第2連結部とが前記一対のセル構造体の並び方向において互いにオフセットされている構造体の敷設工法。 - 前記セル構造体どうしを相互に連結する工程では、前記第1連結部と前記第2連結部とのうちの少なくとも何れか一方が、前記一対のセル構造体の各々の前記一端部の前記接合部に対して、前記並び方向においてオフセットされるように、前記一対のセル構造体の一端部どうしを連結する請求項1に記載の構造体の敷設工法。
- 前記セル構造体どうしを相互に連結する工程では、前記一対のセル構造体の各々の前記一端部の前記接合部が、前記並び方向において前記第1連結部と前記第2連結部との間に配置されるように、前記一対のセル構造体の一端部どうしを連結する請求項2に記載の構造体の敷設工法。
- 前記第1連結部と前記第2連結部とにおいて前記一対のセル構造体どうしを連結する連結具として、金属の含有比率が50重量%未満の連結具を用いる請求項1乃至3の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。
- 前記連結具における樹脂の含有比率が50重量%以上である請求項4に記載の構造体の敷設工法。
- 前記第1連結部と前記第2連結部とにおいて前記一対のセル構造体どうしを連結する連結具は結束バンドであり、
前記セル構造体どうしを相互に連結する工程では、前記一対のセル構造体の各々の前記一端部に形成された通し孔を通して前記結束バンドにより前記一対のセル構造体の一端部どうしを連結する請求項1乃至5の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 前記構造体を水平方向における一方向に長尺に形成する請求項1乃至6の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。
- 地盤に溝を形成する工程を更に備え、
前記構造体を前記溝内に敷設する請求項1乃至7の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 前記構造体の短手方向における少なくとも一方の側面を前記溝の側壁により支える請求項8に記載の構造体の敷設工法。
- 前記構造体を複数段に積層して敷設する請求項1乃至9の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。
- 前記構造体は前記構造物基礎であり、
当該工法は、
前記構造物基礎の上に構造物を設置する工程を更に備える請求項1乃至10の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 前記構造体は前記路盤であり、
当該工法は、
前記路盤の上に道路表層を敷設する工程を更に備える請求項1乃至10の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 前記構造体は鉄道路盤であり、
当該工法は、
前記鉄道路盤の上に軌道を敷設する工程を更に備える請求項1乃至10の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 前記セル集合体は、互いに並列に配置された3枚以上のストリップ材を有し、このうち互いに隣り合う一対のストリップ材は、それらの長手方向において一定間隔で配置された接合部の各々において相互に接合され、このうち一の接合部から、前記一対のストリップ材の長手方向において当該一の接合部の隣に位置する他の接合部までの範囲の前記一対のストリップ材により個々の前記セル構造体が構成され、
前記ストリップ材のうち、互いに隣り合う第1のストリップ材と第2のストリップ材とは、それらの長手方向において一定間隔で配置された第1接合部の各々において相互に接合され、
前記第2のストリップ材と、前記第2のストリップ材に対して前記第1のストリップ材とは反対側に隣接する第3の前記ストリップ材とは、それらの長手方向において一定間隔で配置された第2接合部の各々において相互に接合され、
前記第2接合部の並び方向における各第2接合部の位置は、隣り合う前記第1接合部の中間に位置する請求項1乃至13の何れか一項に記載の構造体の敷設工法。 - 複数のセル集合体を水平方向に連結することにより形成され、構造物基礎又は路盤として敷設された構造体の敷設構造であって、
前記セル集合体の各々は、ハニカム状に配列され且つ互いに一体化された複数のセル構造体を有し、
前記セル構造体の各々は、可撓性の一対の帯状体により形成され、
前記一対の帯状体は、それらの長手方向における両端部の各々に形成された接合部において互いに接合されることにより一体化されて、前記セル構造体を形成し、
前記一対の帯状体の間に形成される空間が上下方向にそれぞれ開口した姿勢となるように、複数の前記セル集合体が水平方向に並べて配置され、
水平方向において隣り合う前記セル集合体の端部に位置する前記セル構造体のうち、互いに対応するセル構造体どうしが相互に連結され、
各セル構造体内に中詰材が充填され、
相互に連結された一対のセル構造体の一端部どうしが相互にオーバーラップし、そのオーバーラップ部分における第1連結部および第2連結部の各々において前記一対のセル構造体どうしが連結され、
前記第1連結部と前記第2連結部とが前記一対のセル構造体の並び方向において互いにオフセットされている構造体の敷設構造。
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JP2013143549A JP6228397B2 (ja) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | 構造体の敷設工法および構造体の敷設構造 |
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