JP6252835B2 - ボックスカルバート、及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボックスカルバート、及びその施工方法に関する。

従来、通路や暗渠をプレキャストブロックで構築するボックスカルバートが知られている。
また、ボックスカルバートにおいて、プレキャストコンクリート版からなるプレキャストブロック部と、場所打ちコンクリートにより築造される場所打ちコンクリート構造部とが分割されている場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、ボックスカルバートの施工方法としては、側壁を構成するコンクリートブロックを対向させて配置し、双方の間の底版と頂版が形成される部分に鉄筋を挿入して組み立てた後、型枠を設置してコンクリートを打設して底版と頂版とを形成し、全体として略矩形断面のボックスカルバートを構築している。

特開平４−２９３８３０号公報

しかしながら、上述したようなボックスカルバートでは、以下のような問題があった。
すなわち、ボックス周方向の全周にわたってプレキャストコンクリート版によって形成されるボックスカルバートでは、大スパンとなる場合やボックスカルバートの土被りが大きい場合には、プレキャストコンクリート版の厚さ寸法が大きくなるため、現地搬入や架設に大掛かりな設備が必要となり、施工性が低下するという問題があった。

また、上記特許文献１のようにプレキャストコンクリート部と場所打ちコンクリート構造部とが分割されている場合には、コンクリートが打設される底版と頂版において、コンクリート打設前の状態で、例えばＨ形鋼や溝形鋼等の支保工を設置する必要があり、コストが増大するうえ、施工にかかる手間と時間を要することとなり、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工に必要な過大な設備が不要となるうえ、施工時の支保工を不要にすることを可能とすることで、施工効率を向上させることができるボックスカルバート、及びその施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るボックスカルバートでは、互いに対向する左右一対の側壁を形成するプレキャストコンクリート版と、プレキャストコンクリート版の上端同士を接続する頂版と、プレキャストコンクリート版の下端同士を接続する底版と、を矩形の四辺に配置されるボックスカルバートであって、プレキャストコンクリート版は、内部にボックス周方向に沿って延在する埋込み鋼材が設けられ、頂版及び底版は、場所打ちコンクリート構造からなり、その内部にボックス周方向に沿って延在するとともに、埋込み鋼材に接続される接続鋼材が設けられ、頂版には、コンクリート打設用の型枠を兼ねた鋼板又はプレキャストコンクリート板が埋設され、鋼板又はプレキャストコンクリート板は、接続鋼材によって吊り下げられて支持されていることを特徴としている。

また、本発明に係るボックスカルバートの施工方法では、互いに対向する左右一対の側壁を形成するプレキャストコンクリート版と、プレキャストコンクリート版の上端同士を接続する頂版と、プレキャストコンクリート版の下端同士を接続する底版と、を矩形の四辺に配置されるボックスカルバートの施工方法であって、プレキャストコンクリート版を設置する工程と、プレキャストコンクリート版の内部に設けられたボックス周方向に沿って延在する埋込み鋼材の端部に、頂版及び底版の内部に設けられたボックス周方向に沿って延在する接続鋼材を接続する工程と、コンクリート打設用の型枠を兼ねた鋼板又はプレキャストコンクリート板を、接続鋼材によって吊り下げて支持させることにより頂版の底面に配置する工程と、頂版及び底版のコンクリート充填箇所にコンクリートを打設する工程と、を有することを特徴としている。

本発明では、ボックスカルバートの頂版と底版が場所打ちコンクリート構造であって、プレキャストコンクリート版ではないので、ボックスカルバートが大スパンであったり土被りが大きく、頂版や底版の版厚を大きくする際であっても、場所打ちコンクリート構造を構成する接続鋼材や鋼板又はプレキャストコンクリート板等の分割された部材を搬入し、組み立て、コンクリートを打設することにより構築することができる。そのため、版厚が大きく、且つ重量の大きなプレキャストコンクリート版からなる頂版や底版を搬入したり架設するための大掛かりな設備が不要となり、施工にかかる設備を簡易にすることが可能となり、運搬コストや施工コストを低減することができる。

また、本発明では、頂版及び底版の接続鋼材がプレキャストコンクリート版の埋込み鋼材に接続されており、ボックス周方向に頂版及び底版が連続した構造となるので、一体化に必要となるプレストレスが不要となる利点がある。しかも、本発明のボックスカルバートでは、埋込み鋼材に接続された接続鋼材が頂版部分及び底版部分のコンクリート打設前の施工状態における支保工の機能を兼ねることから、新たに支保工を設ける必要がなく、施工効率を向上させることができる。
さらに、本発明では、頂版の構成として、コンクリート打設用の鋼板又はプレキャストコンクリート板が設けられているので、コンクリート打設時に頂版の底面に型枠を新たに組み立てたり、脱型するという施工が不要となり、その点でも施工効率の向上させることができる。

また、本発明では、鋼板又はプレキャストコンクリート板がプレキャストコンクリート版の埋込み鋼材に接続された接続鋼材に支持されているので、位置決めがし易く、且つ確実に固定することができる。

また、本発明に係るボックスカルバートでは、頂版及び底版には、それぞれプレキャストコンクリート版に設けられる第１主鉄筋に接続される第２主鉄筋が設けられていることが好ましい。

この場合には、頂版及び底版の第２主鉄筋もプレキャストコンクリート版の第１主鉄筋に接続されるので、頂版及び底版がボックス周方向により強固に連続した構造となる利点がある。

本発明のボックスカルバート、及びその施工方法によれば、施工に必要な過大な設備が不要となるうえ、施工時の支保工を不要にすることを可能とすることで、施工効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態によるボックスカルバートの施工構造を示した斜視図である。 図１に示すボックスカルバートの断面図である。 場所打ちコンクリート構造部の頂版の詳細を示す断面図であって、図２に示すＲ部分の図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態のボックスカルバートの施工方法の工程を示す図である。

以下、本発明の実施の形態によるボックスカルバート、及びその施工方法について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態によるボックスカルバート１は、断面視矩形の四辺において、プレキャストコンクリート版からなるプレキャストブロック部２と、場所打ちコンクリート構造部３とを備えて構成されている。
ここで、ボックスカルバート１において、その延長方向に直交する方向であって、断面視でボックスカルバート１の延在方向に沿う方向をボックス周方向という。

なお、図１では、場所打ちコンクリート構造部３において、コンクリート３４を打設する前の状態を示している。また、図２では、場所打ちコンクリート構造部３が断面図となっている。

プレキャストブロック部２は、互いに対向する左右一対の側壁２Ａ、２Ｂと、矩形断面の４角部に配置される角壁２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆと、からなる。側壁２Ａ、２Ｂの上端に角壁２Ｃ、２Ｄが配置され、側壁２Ａ、２Ｂの下端に角壁２Ｅ、２Ｆが配置されている。

図２に示すように、側壁２Ａ、２Ｂは、それぞれ壁体状をなし、上下方向に沿って延在する第１埋込み鋼材２１が埋設されている。
角壁２Ｃ〜２Ｆは、断面略Ｌ字形状をなし、そのＬ字状に沿って側壁２Ａ、２Ｂの第１埋込み鋼材２１に接続される第２埋込み鋼材２２が埋設されている。そして、角壁２Ｃ〜２Ｆの場所打ちコンクリート構造部３側の端面２ａには、場所打ちコンクリート構造部３に接続するための第１主鉄筋２３がその端面２ａよりも水平方向の外側に突出させた状態で設けられている。

第１埋込み鋼材２１及び第２埋込み鋼材２２は、例えばＨ形鋼等の鋼材が用いられ、その長手方向（材軸方向）をボックス周方向に向けた状態で、プレキャストブロック部２の幅方向で例えば２列又は３列に間隔をあけて配列され、プレキャストブロック部２の厚さ方向で略中央に位置している。そして、ボックス周方向に隣接する第１埋込み鋼材２１と第２埋込み鋼材２２とは、それぞれの端部同士がボルト接合等によって接続されている。

場所打ちコンクリート構造部３は、上側の角壁２Ｃ、２Ｄ同士の間を水平方向に接続する頂版３Ａと、下側の角壁２Ｅ、２Ｆ同士の間を水平方向に接続する底版３Ｂと、からなる。

頂版３Ａは、水平方向に沿って延在するとともに、上側の角壁２Ｃ、２Ｄのそれぞれの第２埋込み鋼材２２の端部に対して接続される接続鋼材３１と、接続鋼材３１の上側及び下側に配置される第２主鉄筋３２と、接続鋼材３１から吊り下げられて支持される鋼板３３と、を有し、これらが打設されるコンクリート３４内に埋設されている。

底版３Ｂは、水平方向に沿って延在するとともに、下側の角壁２Ｅ、２Ｆのそれぞれの第２埋込み鋼材２２の端部に対して接続される接続鋼材３１と、接続鋼材３１の上側及び下側に配置される第２主鉄筋３２と、を有し、これらが打設されるコンクリート３４内に埋設されている。

頂版３Ａ及び底版３Ｂの接続鋼材３１は、例えばＨ形鋼等の鋼材が用いられ、その長手方向（材軸方向）をボックス周方向に向けた状態で、場所打ちコンクリート構造部３の幅方向で例えば２列又は３列に間隔をあけて配列され、場所打ちコンクリート構造部３の厚さ方向で略中央に位置している。そして、接続鋼材３１は、ボックス周方向に隣接する角壁２Ｃ〜２Ｆの第２埋込み鋼材２２に対して端部同士でボルト接合等によって接続されている。この接続鋼材３１は、頂版３Ａ及び底版３Ｂのコンクリート３４の打設前の施工時において、支保工として機能している。
第２主鉄筋３２は、角壁２Ｃ〜２Ｆの端面２ａから突出する第１主鉄筋２３に継手（図示省略）を介して接続される。
なお、図１では、見やすくするために、頂版３Ａ及び底版３Ｂの接続鋼材３１の一部（紙面の手前側）のみを記載し、他の部分を省略している。

頂版３Ａの鋼板３３は、頂版３Ａとしての構造を補強するとともに、コンクリート打設用の型枠を兼ねた機能を有している。この鋼板３３は、鋼板からなり、頂版３Ａの下面全体にわたって設けられ、図３に示すように、接続鋼材３１の下フランジ３１ａから複数の吊り具３５によって吊り下げられて支持されている。鋼板３３は、図２に示すように、その両端部３３ａが上側の角壁２Ｃ、２Ｄの端面２ａに対して隙間なく接触している。これにより、頂版３Ａは、場所打ちコンクリートが打設された完成形で、下面に鋼板３３が露出した状態となる。

なお、鋼板３３を支持する複数の吊り具３５は、鋼板３３上に打設されるコンクリート３４の重量を受け得る十分な支持力を有している。また、鋼板３３の厚さ寸法も、打設されるコンクリート３４の重量によって変形等が生じない強度が確保されている。

次に、上述したボックスカルバート１の施工方法について、詳細に説明する。
先ず、ボックスカルバート１の構築箇所の地盤に対して土留壁（図示省略）を造成する。このとき、図４（ａ）に示すように、プレキャストコンクリート版の下側の角壁２Ｅ、２Ｆ、及び場所打ちコンクリート構造部３の底版３Ｂが設置できる深さまで土留壁を設けるとともに、そのボックスカルバート１の床付け盤４を造成する。そして、ボックスカルバート１のプレキャストブロック部２のプレキャストコンクリート版（図２に示す側壁２Ａ、２Ｂ、角壁２Ｃ〜２Ｆ）は、予め工場等で製作しておく。

次に、床付け盤４上にプレキャストブロック部２の下側の一対の角壁２Ｅ、２Ｆを設置する。このとき、角壁２Ｅ、２Ｆは、床付け盤４に対してアンカー等で固定される。これら一対の角壁２Ｅ、２Ｆは、底版３Ｂの施工範囲に相当する間隔をあけて位置決めされ、底版３Ｂ側の端面２ａには第１主鉄筋２３が突出している。
次に、角壁２Ｅ、２Ｆの上端に側壁２Ａ、２Ｂを接続し、さらに側壁２Ａ、２Ｂの上端に上側の角壁２Ｃ、２Ｄを接続することで、プレキャストブロック部２を一体化させる。このとき、図２に示すように、角壁２Ｃ〜２Ｆの第２埋込み鋼材２２と側壁２Ａ、２Ｂの第１埋込み鋼材２１とが接続される。

そして、図４（ｂ）に示すように、プレキャストブロック部２の設置後において、場所打ちコンクリート構造部３の底版３Ｂの接続鋼材３１と第２主鉄筋３２の施工を行う。具体的には、図２に示すように、底版３Ｂの接続鋼材３１の端部と下側の角壁２Ｅ、２Ｆの第２埋込み鋼材２２の端部とを接続するとともに、底版３Ｂの第２主鉄筋３２の端部と下側の角壁２Ｅ、２Ｆの第１主鉄筋２３の端部とを継手を介して接続する。この状態で、プレキャストブロック部２には外側の地盤の土圧が互いに左右方向の内側に受けるが、底版３Ｂ部分に接続鋼材３１が設置されることになるので、この接続鋼材３１が支保工として機能し、プレキャストブロック部２を所定の位置に保持することができる。

次に、図４（ｃ）に示すように、底版３Ｂの設置領域にコンクリート３４を打設し、場所打ちコンクリート構造としての底版３Ｂを構築する。このとき、支保工として機能した接続鋼材３１はコンクリート３４に埋設され、本設の底版３Ｂの場所打ちコンクリート構造体となる。

また、場所打ちコンクリート構造部３の頂版３Ａの接続鋼材３１、第２主鉄筋３２、及び鋼板３３の施工を行う。具体的には、頂版３Ａの接続鋼材３１の端部と上側の角壁２Ｃ、２Ｄの第２埋込み鋼材２２（図２参照）の端部とを接続するとともに、頂版３Ａの第２主鉄筋３２の端部と上側の角壁２Ｃ、２Ｄの第１主鉄筋２３の端部とを継手を介して接続する。この状態で、プレキャストブロック部２には外側の地盤の土圧が互いに左右方向の内側に受けるが、頂版３Ａ部分に接続鋼材３１が設置されることになるので、この接続鋼材３１が支保工として機能し、プレキャストブロック部２を所定の位置に保持することができる。
さらに、接続鋼材３１には、頂版３Ａの底面に相当する高さの位置となるように、複数の吊り具３５（図２参照）を使用して鋼板３３を設置する。

次に、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、設置した鋼板３３が型枠となり、その上方からコンクリート３４を打設し、そのコンクリート３４内に接続鋼材３１及び第２主鉄筋３２が埋設され、本設の頂版３Ａの場所打ちコンクリート構造体となる。これにより、プレキャストブロック部２と場所打ちコンクリート構造部３とが一体化したボックスカルバート１が構築される。

なお、本ボックスカルバート１の施工方法において、頂版３Ａと底版３Ｂの打設のタイミングは、任意に設定することができる。例えばプレキャストブロック部２のみを先行してボックスカルバート１の延長方向に沿って構築してから、底版３Ｂの打設を先行させつつ頂版３Ａの打設も並行に行うようにする。或いは、数リング毎に底版３Ｂを打設した後に、頂版３Ａを打設して短期でボックス周方向に一体化されたボックスカルバート１を構築するようにしてもよい。

次に、上述したボックスカルバートの作用について、詳細に説明する。
本実施の形態のボックスカルバート１では、図２に示すように、頂版３Ａと底版３Ｂが場所打ちコンクリート構造であって、プレキャストコンクリート版ではないので、ボックスカルバート１が大スパンであったり土被りが大きく、頂版や底版の版厚を大きくする際であっても、場所打ちコンクリート構造を構成する接続鋼材３１や鋼板３３等の分割された部材を搬入し、組み立て、コンクリート３４を打設することにより構築することができる。そのため、版厚が大きく、且つ重量の大きなプレキャストコンクリート版からなる頂版３Ａや底版３Ｂを搬入したり架設するための大掛かりな設備が不要となり、施工にかかる設備を簡易にすることが可能となり、運搬コストや施工コストを低減することができる。

また、本実施の形態のボックスカルバート１では、頂版３Ａ及び底版３Ｂの接続鋼材３１がプレキャストコンクリート部２の角壁２Ｃ〜２Ｆの埋込み鋼材２２に接続されており、ボックス周方向に頂版３Ａ及び底版３Ｂが連続した構造となるので、一体化に必要となるプレストレスが不要となる利点がある。
しかも、この場合、前記埋込み鋼材２２に接続された接続鋼材３１が頂版部分及び底版部分のコンクリート打設前の施工状態における支保工の機能を兼ねることから、新たに支保工を設ける必要がなく、施工効率を向上させることができる。

さらに、頂版３Ａの構成として、コンクリート打設用の鋼板３３が設けられているので、コンクリート打設時に頂版３Ａの底面に型枠を新たに組み立てたり、脱型するという施工が不要となり、その点でも施工効率の向上させることができる。
しかも、鋼板３３がプレキャストコンクリート部２の埋込み鋼材２２に接続された接続鋼材３１に吊り具３５を介して支持されているので、位置決めがし易く、且つ確実に固定することができる。

また、頂版３Ａ及び底版３Ｂの第２主鉄筋３２も角壁２Ｃ〜２Ｆの第１主鉄筋２３に接続されるので、頂版３Ａ及び底版３Ｂがボックス周方向により強固に連続した構造となる利点がある。

上述のように本実施の形態によるボックスカルバート、及びその施工方法では、施工に必要な過大な設備が不要となるうえ、施工時の支保工を不要にすることを可能とすることで、施工効率を向上させることができる。

以上、本発明によるボックスカルバート、及びその施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、また上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
例えば、本実施の形態では、プレキャストコンクリート部２を側壁２Ａ、２Ｂと角壁２Ｃ〜２Ｆとに分割した構成としているが、一体であっても良いし、分割位置を変えた構成とすることも可能である。

また、本実施の形態では、プレキャストコンクリート部２の第１主鉄筋２３と場所打ちコンクリート構造部３の第２主鉄筋３２とを接続する構成としているが、これに限定されることはなく、これら主鉄筋を省略してもよい。
さらに、本実施の形態では、場所打ちコンクリート構造部３において鋼板３３を採用しているが、この鋼板３３に代えてプレキャストコンクリート板を用いることも可能である。

さらに、例えば、底版において、施工時の位置決め用と接続用の鋼枠を、コンクリート打設時に埋設し、本設に利用するようにしてもよい。

１ ボックスカルバート
２ プレキャストブロック部
２ａ 端面
３ 場所打ちコンクリート構造部
３Ａ 頂版
３Ｂ 底版
４ 床付け盤
２１ 第１埋込み鋼材
２２ 第２埋込み鋼材
２３ 第１主鉄筋
３１ 接続鋼材
３２ 第２主鉄筋
３３ 鋼板
３４ コンクリート
３５ 吊り具

Claims (3)

1. 互いに対向する左右一対の側壁を形成するプレキャストコンクリート版と、該プレキャストコンクリート版の上端同士を接続する頂版と、前記プレキャストコンクリート版の下端同士を接続する底版と、を矩形の四辺に配置されるボックスカルバートであって、
   前記プレキャストコンクリート版は、内部にボックス周方向に沿って延在する埋込み鋼材が設けられ、
   前記頂版及び前記底版は、場所打ちコンクリート構造からなり、その内部にボックス周方向に沿って延在するとともに、前記埋込み鋼材に接続される接続鋼材が設けられ、
   前記頂版には、コンクリート打設用の型枠を兼ねた鋼板又はプレキャストコンクリート板が埋設され、
   前記鋼板又はプレキャストコンクリート板は、前記接続鋼材によって吊り下げられて支持されていることを特徴とするボックスカルバート。
2. 前記頂版及び前記底版には、それぞれ前記プレキャストコンクリート版に設けられる第１主鉄筋に接続される第２主鉄筋が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボックスカルバート。
3. 互いに対向する左右一対の側壁を形成するプレキャストコンクリート版と、該プレキャストコンクリート版の上端同士を接続する頂版と、前記プレキャストコンクリート版の下端同士を接続する底版と、を矩形の四辺に配置されるボックスカルバートの施工方法であって、
   前記プレキャストコンクリート版を設置する工程と、
   前記プレキャストコンクリート版の内部に設けられたボックス周方向に沿って延在する埋込み鋼材の端部に、前記頂版及び底版の内部に設けられたボックス周方向に沿って延在する接続鋼材を接続する工程と、
   コンクリート打設用の型枠を兼ねた鋼板又はプレキャストコンクリート板を、前記接続鋼材によって吊り下げて支持させることにより前記頂版の底面に配置する工程と、
   前記頂版及び底版のコンクリート充填箇所にコンクリートを打設する工程と、
   を有することを特徴とするボックスカルバートの施工方法。

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