JP6755752B2 - Tube structure - Google Patents

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Description

本発明は、管構造に関し、特に同質曲管や直管等の管構造に関する。 The present invention relates to a pipe structure, and more particularly to a pipe structure such as a homogeneous curved pipe or a straight pipe.

例えば同質曲管や直管等の管体を土中に埋設する場合、土圧等の荷重に対する補強のために管体の外周にコンクリートを打設することで、管体をコンクリート体に埋設することが知られている(特許文献1等参照)。 For example, when burying a pipe such as a homogeneous curved pipe or a straight pipe in the soil, the pipe is buried in the concrete body by placing concrete on the outer circumference of the pipe to reinforce the load such as earth pressure. It is known (see Patent Document 1 etc.).

特開2005−121062号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-121062

管体におけるコンクリート体に埋まっている部分とコンクリート体から突出された部分との境界部(つまりコンクリート体の端面付近)では、応力状態が急変し得る。例えば、管体に内圧が加わった場合、管体におけるコンクリート体に埋まっている部分は膨張が殆ど阻止される一方、コンクリート体から突出された部分では膨張が許容される。このため、管体におけるコンクリート体端面付近の部分は、応力集中によって損傷しやすい。 At the boundary between the portion of the pipe body buried in the concrete body and the portion protruding from the concrete body (that is, near the end face of the concrete body), the stress state can change suddenly. For example, when an internal pressure is applied to the pipe body, the portion of the pipe body buried in the concrete body is almost prevented from expanding, while the portion protruding from the concrete body is allowed to expand. Therefore, the portion of the pipe body near the end face of the concrete body is easily damaged by stress concentration.

前記課題を解決するため、本発明に係る管構造は、
管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、応力分散材による応力分散作用によって、コンクリート体の端面付近における管体の応力状態の急変を緩和できる。この結果、応力集中を抑制して、管体の損傷を防止することができる。
In order to solve the above problems, the pipe structure according to the present invention is
With the tube
A concrete body that covers the outer circumference of the pipe body so that the end face intersects the pipe body.
An annular stress dispersant provided on the peripheral surface of the pipe body in the vicinity of the end face to disperse the stress generated in the pipe body, and
It is characterized by being equipped with.
According to the present invention, the sudden change in the stress state of the pipe body in the vicinity of the end face of the concrete body can be alleviated by the stress dispersion action of the stress dispersion material. As a result, stress concentration can be suppressed and damage to the pipe body can be prevented.

前記応力分散材が、前記管体の外周面に設けられていることが好ましい。
応力分散材を管体の内周面ではなく外周面に設けることよって、管体の内部空間の断面積が減るのを回避できる。
It is preferable that the stress dispersant is provided on the outer peripheral surface of the pipe body.
By providing the stress dispersant on the outer peripheral surface of the pipe body instead of the inner peripheral surface, it is possible to avoid reducing the cross-sectional area of the internal space of the pipe body.

前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の外部へ張り出すとともに前記管体の変形を拘束する変形拘束材を含み、前記変形拘束材の変形拘束力が前記コンクリート体の変形拘束力よりも低いことが好ましい。
これによって、管体におけるコンクリート体が被さった部分は変形が抑制又は阻止される。管体における変形拘束材が設けられた部分は、前記コンクリート体が被さった部分よりも弱い力で変形を抑制される。管体における変形拘束材よりも外側の部分は変形が許容される。これによって、管体の応力状態の急変を確実に緩和でき、応力を確実に分散させることができる。
The stress dispersant material includes a deformation restraining material that projects from the end face to the outside of the concrete body along the pipe body and restrains the deformation of the pipe body, and the deformation restraining force of the deformation restraining material is the concrete body. It is preferably lower than the deformation binding force of.
As a result, deformation of the portion of the pipe body covered by the concrete body is suppressed or prevented. The portion of the pipe body provided with the deformation restraining material is suppressed from being deformed with a weaker force than the portion covered by the concrete body. Deformation is allowed in the part outside the deformation restraint material in the pipe body. As a result, sudden changes in the stress state of the pipe body can be reliably relaxed, and the stress can be reliably dispersed.

前記変形拘束材が、繊維強化プラスチックを含むことが好ましい。
これによって、管体に対する変形拘束力を確実に発現させることができる。
It is preferable that the deformation restraining material contains a fiber reinforced plastic.
As a result, the deformation binding force on the tube body can be surely expressed.

前記変形拘束材の厚みが、前記端面から遠ざかるにしたがって小さくなっていることが好ましい。
これによって、コンクリート体の端面から遠ざかるにしたがって変形拘束力を減少させることができ、応力状態の急変を確実に緩和することができる。
It is preferable that the thickness of the deformation restraining material decreases as the distance from the end face increases.
As a result, the deformation binding force can be reduced as the distance from the end face of the concrete body increases, and sudden changes in the stress state can be reliably alleviated.

前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の奥側へ延び、前記管体の変形を許容する変形許容材を含んでいてもよい。
これによって、管体における変形許容材よりもコンクリート体の奥側の部分は、変形が抑制又は阻止される。管体における変形許容材が設けられた部分は、変形許容材の変形許容分だけ変形が許容される。管体におけるコンクリート体から突出された部分は変形が十分許容される。これによって、管体の応力状態の急変を確実に緩和でき、応力を確実に分散させることができる。
The stress-dispersing material may include a deformation-tolerant material that extends from the end face to the inner side of the concrete body along the pipe body and allows deformation of the pipe body.
As a result, deformation is suppressed or prevented in the portion of the pipe body on the inner side of the concrete body from the deformation allowable material. The portion of the pipe body provided with the deformation-tolerant material is allowed to be deformed by the amount of the deformation-tolerant material. Deformation is sufficiently tolerated in the portion of the pipe body protruding from the concrete body. As a result, sudden changes in the stress state of the pipe body can be reliably relaxed, and the stress can be reliably dispersed.

前記変形許容材が、弾性材を含むことが好ましい。
これによって、管体における変形許容材が設けられた部分は、変形許容材の弾性変形可能分だけ変形を許容されるようにできる。
It is preferable that the deformation-tolerant material contains an elastic material.
As a result, the portion of the pipe body provided with the deformable material can be deformed by the elastically deformable portion of the deformable material.

前記変形許容材の厚みが、前記端面から前記コンクリート体の奥側へ向かって小さくなっていることが好ましい。
これによって、コンクリート体の奥側から端面に近づくにしたがって変形許容度を増大させることができ、応力状態の急変を確実に緩和することができる。
It is preferable that the thickness of the deformation-tolerant material decreases from the end face toward the inner side of the concrete body.
As a result, the deformation tolerance can be increased from the back side of the concrete body toward the end face, and the sudden change in the stress state can be surely alleviated.

本発明に係る管構造は、同質曲管に好適である。すなわち、前記管構造が、前記管体と外面連結材を備えており、前記管体が、複数の単位管を含み、各単位管が自らの軸線に対して斜めをなす傾斜端面を有し、隣接する単位管の傾斜端面どうしが突き当てられ、前記外面連結材が、隣接する単位管の外周面どうし間に跨って、これら単位管どうしを連接していることが好ましい。
前記同質曲管からなる管構造において、前記コンクリート体内における前記端面の直近の外面連結材が、前記管体に沿って前記端面の外部へ延び出ることによって、前記変形拘束材を構成していることが好ましい。
これによって、同質曲管における外面連結材及び変形拘束材の施工を効率化できる。
なお、本発明に係る管構造は、前記同質曲管等の曲管構造に限られず、直管構造であってもよい。
The pipe structure according to the present invention is suitable for a homogeneous curved pipe. That is, the pipe structure includes the pipe body and an outer surface connecting material, the pipe body includes a plurality of unit pipes, and each unit pipe has an inclined end surface that is oblique to its own axis. It is preferable that the inclined end faces of the adjacent unit pipes are abutted against each other, and the outer surface connecting member straddles the outer peripheral surfaces of the adjacent unit pipes and connects the unit pipes to each other.
In a pipe structure made of the homogeneous curved pipe, the deformation restraining material is formed by extending the outer surface connecting material closest to the end face in the concrete body to the outside of the end face along the pipe body. Is preferable.
As a result, it is possible to streamline the construction of the outer surface connecting material and the deformation restraining material in the homogeneous curved pipe.
The pipe structure according to the present invention is not limited to the curved pipe structure such as the homogeneous curved pipe, and may be a straight pipe structure.

本発明によれば、管体におけるコンクリート体の端面付近での応力状態の急変を緩和することができ、管体の損傷を防止できる。 According to the present invention, it is possible to alleviate a sudden change in the stress state in the vicinity of the end face of the concrete body in the pipe body, and it is possible to prevent damage to the pipe body.

図1は、本発明の第1実施形態に係る管構造の要部を、防護コンクリート(コンクリート体)を断面にして示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a main part of a pipe structure according to a first embodiment of the present invention with a protective concrete (concrete body) as a cross section. 図2は、図1の円部IIの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the circle portion II of FIG. 図3は、第1実施形態の変形態様を示し、図2相当の断面図である。FIG. 3 shows a modified mode of the first embodiment and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 図4は、第1実施形態の他の変形態様を示し、図2相当の断面図である。FIG. 4 shows another modification of the first embodiment and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 図5は、第1実施形態の他の変形態様を示し、図1相当の平面図である。FIG. 5 shows another modification of the first embodiment and is a plan view corresponding to FIG. 図6は、図5の円部VIの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the circular portion VI of FIG. 図7は、本発明の第2実施形態に係る管構造の要部を、コンクリート体を断面にして示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a main part of the pipe structure according to the second embodiment of the present invention with a concrete body as a cross section. 図8は、図7の円部VIIIの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the circle portion VIII of FIG. 図9は、本発明の第3実施形態に係る管構造の要部を、コンクリート体を断面にして示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a main part of the pipe structure according to the third embodiment of the present invention with a concrete body as a cross section. 図10は、図9の円部Xの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the circle portion X of FIG. 図11は、第3実施形態の変形態様を示し、図10相当の断面図である。FIG. 11 shows a modified mode of the third embodiment and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 図12は、第3実施形態の他の変形態様を示し、図10相当の断面図である。FIG. 12 shows another modification of the third embodiment and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 図13は、第3実施形態の他の変形態様を示し、図9相当の平面図である。FIG. 13 shows another modification of the third embodiment and is a plan view corresponding to FIG. 図14は、図13のXIV−XIV線に沿う断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
<第1実施形態>
図1及び図2は、本発明の第1実施形態を示したものである。図1に示すように、管構造1は、例えば下水道管や農業用水管等として提供される。管構造1は、同質曲管2と、防護コンクリート3(コンクリート体)を備えている。同質曲管2は、例えば原材管を斜めに切断して複数の単位管11を得、隣接する2つの単位管11のうち一方の単位管11を他方の単位管11に対して180°回転させたうえで、切断端面どうしを突き当てて連接したものである。これによって、同質曲管2の管軸が、所定角度(例えば90°)曲げられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1 and 2 show the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pipe structure 1 is provided as, for example, a sewer pipe, an agricultural water pipe, or the like. The pipe structure 1 includes a homogeneous curved pipe 2 and a protective concrete 3 (concrete body). In the homogeneous curved pipe 2, for example, a raw material pipe is cut diagonally to obtain a plurality of unit pipes 11, and one of the two adjacent unit pipes 11 is rotated by 180 ° with respect to the other unit pipe 11. After making it, the cut end faces are abutted against each other and connected. As a result, the tube shaft of the homogeneous curved tube 2 is bent by a predetermined angle (for example, 90 °).

詳しくは、同質曲管2は、曲管体10(管体)と、外面連結材20を有している。曲管体10は、複数の単位管11を含む。複数の単位管11が一列に連ねられている。各単位管11の少なくとも片側の端面11eは、当該単位管11の軸線に対して斜めになっている。隣接する単位管11の斜めをなす端面11eどうしが突き当てられて連接されている。 Specifically, the homogeneous curved tube 2 has a curved tube body 10 (tube body) and an outer surface connecting member 20. The curved tube body 10 includes a plurality of unit tubes 11. A plurality of unit tubes 11 are arranged in a row. The end surface 11e on at least one side of each unit tube 11 is oblique with respect to the axis of the unit tube 11. The diagonal end faces 11e of the adjacent unit pipes 11 are abutted against each other and connected to each other.

曲管体10の一端部(図1において上側の端部)は、外周が拡径されて受口2aとなっている。曲管体10の他端部(図1において右側の端部)は、挿口2bとなっている。受口2aと挿口2bとの間が曲がり部分2cとなっている。受口2aに他の管(図示省略)の挿口が挿し入れられる。挿口2bは、更に他の管(図示省略)の受口に挿し入れられる。
なお、曲管体10の受口2aは、外周が拡径されることなく薄肉化されることで挿口2bを受ける構造になっていてもよい。或いは、曲管体10の一端部に受口2aとなるカラーを設けて僅かに拡径させて挿口2bを受ける構造にしてもよい。
The outer circumference of one end of the curved tube 10 (the upper end in FIG. 1) is enlarged to form a receiving port 2a. The other end of the curved tube 10 (the end on the right side in FIG. 1) is an insertion port 2b. A bent portion 2c is formed between the receiving port 2a and the insertion port 2b. An insertion port of another tube (not shown) is inserted into the receiving port 2a. The insertion port 2b is inserted into the receiving port of another pipe (not shown).
The receiving port 2a of the curved tube body 10 may have a structure in which the receiving port 2b is received by thinning the outer circumference without expanding the diameter. Alternatively, a collar serving as a receiving port 2a may be provided at one end of the curved tube body 10 to slightly increase the diameter to receive the insertion port 2b.

各単位管11ひいては曲管体10は、繊維強化プラスチック管(FRP管)や繊維強化プラスチック複合管(FRPM管)等の硬質樹脂管によって構成されている。FRP管やFRPM管は、フィラメントワインディング成形法によって作製されていてもよい。 Each unit pipe 11 and thus the curved pipe body 10 is composed of a hard resin pipe such as a fiber reinforced plastic pipe (FRP pipe) and a fiber reinforced plastic composite pipe (FRPM pipe). The FRP tube and FRPM tube may be manufactured by a filament winding molding method.

曲管体10における隣接する単位管11どうしの間にそれぞれ外面連結材20が配置されている。外面連結材20は、繊維強化プラスチック(FRP)によって構成されている。詳しくは、図2に示すように、外面連結材20は、布状体21(強化繊維)と、充填樹脂22を含む。布状体21の材質としては、ガラス繊維のほか、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。布状体21は、ロービングクロス等の織布であってもよく、ガラスマット等の不織布(無方向の布状体)であってもよい。図2における布状体21は、作図の便宜上、模式的に図示されている。充填樹脂22が布状体21に含浸されている。充填樹脂22の成分としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられる。 The outer surface connecting member 20 is arranged between the adjacent unit pipes 11 in the curved pipe body 10. The outer surface connecting material 20 is made of fiber reinforced plastic (FRP). Specifically, as shown in FIG. 2, the outer surface connecting material 20 includes a cloth-like body 21 (reinforcing fiber) and a filling resin 22. Examples of the material of the cloth-like body 21 include carbon fiber and aramid fiber in addition to glass fiber. The cloth-like body 21 may be a woven cloth such as a roving cloth, or may be a non-woven fabric (non-directional cloth-like body) such as a glass mat. The cloth-like body 21 in FIG. 2 is schematically shown for convenience of drawing. The filling resin 22 is impregnated in the cloth-like body 21. Examples of the component of the filling resin 22 include unsaturated polyester resin, epoxy resin, vinyl ester resin and the like.

図1に示すように、外面連結材20は、隣接する単位管11の外周面どうし間に跨るとともに、各単位管11の周方向に環状に巻かれている、充填樹脂22が、塗布時ないしは未硬化時の接着性によって曲管体10に接着されている。外面連結材20を介して、隣接する単位管11どうしが連結されている。同質曲管2の外周り部分2oにおいては、隣接する外面連結材20どうしが離間されている。同質曲管2の内周り部分2iにおいては、隣接する外面連結材20どうしが少し重なり、若しくは互いに連なっている。なお、内周り部分2iにおいても、隣接する外面連結材20どうしが離間されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the outer surface connecting member 20 straddles between the outer peripheral surfaces of the adjacent unit pipes 11, and the filling resin 22 which is wound in an annular shape in the circumferential direction of each unit pipe 11 is applied or is applied. It is adhered to the curved tube 10 due to its adhesiveness when uncured. Adjacent unit pipes 11 are connected to each other via an outer surface connecting member 20. In the outer peripheral portion 2o of the homogeneous curved pipe 2, the adjacent outer surface connecting members 20 are separated from each other. In the inner peripheral portion 2i of the homogeneous curved pipe 2, the adjacent outer surface connecting members 20 are slightly overlapped or connected to each other. In the inner peripheral portion 2i, the adjacent outer surface connecting members 20 may be separated from each other.

同質曲管2の要求耐圧等に応じて、外面連結材20の厚み、ないしは布状体21の積層枚数が設定されている。同質曲管2の要求耐圧(内圧)は、例えば0.5MPa程度である。それ以上の耐圧性を要求される場合は、布状体21の積層枚数を増やすことで対応できる。 The thickness of the outer surface connecting member 20 or the number of laminated cloth-like bodies 21 is set according to the required pressure resistance of the homogeneous curved tube 2. The required withstand voltage (internal pressure) of the homogeneous curved tube 2 is, for example, about 0.5 MPa. When a pressure resistance higher than that is required, it can be dealt with by increasing the number of laminated cloth-like bodies 21.

詳細な図示は省略するが、同質曲管2は、土中に配管されている。図1に示すように、曲がり部分2cの周辺には、土圧等の荷重に対する補強のために、防護コンクリート3が打設されている。これによって、防護コンクリート3が曲がり部分2cの外周に被さっている。言い換えると、曲がり部分2cが防護コンクリート3に埋設されている。受口2a及び挿口2bは、それぞれ防護コンクリート3から突出されている。防護コンクリート3の2つの端面3eが同質曲管2と交差している。防護コンクリート3は、鉄筋コンクリートであってもよく、鉄筋を含まないコンクリート体であってもよい。 Although detailed illustration is omitted, the homogeneous curved pipe 2 is piped in the soil. As shown in FIG. 1, protective concrete 3 is cast around the bent portion 2c to reinforce against a load such as earth pressure. As a result, the protective concrete 3 covers the outer periphery of the bent portion 2c. In other words, the bent portion 2c is buried in the protective concrete 3. The receiving port 2a and the insertion port 2b each project from the protective concrete 3. The two end faces 3e of the protective concrete 3 intersect with the homogeneous curved pipe 2. The protective concrete 3 may be reinforced concrete or a concrete body that does not contain reinforcing bars.

図1に示すように、同質曲管2における端面3e付近の部分には、変形拘束材30(応力分散材)が設けられている。変形拘束材30は、繊維強化プラスチック(FRP)によって構成されている。詳しくは、図3(b)に示すように、変形拘束材30は、布状体31(強化繊維)と、充填樹脂32を含む。布状体31の材質としては、ガラス繊維のほか、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。布状体31は、ロービングクロス等の織布であってもよく、ガラスマット等の不織布(無方向の布状体)であってもよい。図2における布状体31は、作図の便宜上、模式的に図示されている。充填樹脂32が布状体31に含浸されている。充填樹脂32の成分としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられる。 As shown in FIG. 1, a deformation restraining material 30 (stress dispersing material) is provided in a portion of the homogeneous curved pipe 2 near the end surface 3e. The deformation restraining material 30 is made of fiber reinforced plastic (FRP). Specifically, as shown in FIG. 3B, the deformation restraining material 30 includes a cloth-like body 31 (reinforcing fiber) and a filling resin 32. Examples of the material of the cloth-like body 31 include carbon fiber and aramid fiber in addition to glass fiber. The cloth-like body 31 may be a woven cloth such as a roving cloth, or may be a non-woven fabric (non-directional cloth-like body) such as a glass mat. The cloth-like body 31 in FIG. 2 is schematically shown for convenience of drawing. The filling resin 32 is impregnated in the cloth-like body 31. Examples of the component of the filling resin 32 include unsaturated polyester resin, epoxy resin, vinyl ester resin and the like.

図2に示すように、変形拘束材30は、曲管体10に沿って端面3eから張り出している。変形拘束材30は、曲管体10の外周面を囲むように環状になっている。変形拘束材30の充填樹脂32が、塗布時ないしは未硬化時の接着性によって曲管体10に接着されている。変形拘束材30の防護コンクリート3側(図2において左側)の部分は、防護コンクリート3内に少し入りこんでいる。変形拘束材30における防護コンクリート3から張り出した部分30eの幅W30eは、変形拘束材30における防護コンクリート3内に埋入された部分30dの幅W30dよりも十分に大きい(W30e>W30d)。例えば、張り出し部分30eの幅W30eは、W30e=数cm〜数十cmであり、好ましくはW30e=5cm〜30cm程度である。埋入部分30dの幅W30dは、W30d=数mm〜数cmであり、好ましくはW30d=5mm程度である。 As shown in FIG. 2, the deformation restraint member 30 projects from the end surface 3e along the curved tube body 10. The deformation restraint member 30 has an annular shape so as to surround the outer peripheral surface of the curved tube body 10. The filling resin 32 of the deformation restraining material 30 is adhered to the curved tube body 10 due to the adhesiveness at the time of application or uncured. The portion of the deformation restraining material 30 on the protective concrete 3 side (left side in FIG. 2) is slightly embedded in the protective concrete 3. The width W 30e of the portion 30e protruding from the protective concrete 3 in the deformation restraint material 30 is sufficiently larger than the width W 30d of the portion 30d embedded in the protective concrete 3 in the deformation restraint material 30 (W 30e > W 30d). ). For example, the width W 30e of the overhanging portion 30e is W 30e = several cm to several tens of cm, preferably W 30e = 5 cm to 30 cm. The width W 30d of the embedded portion 30d is W 30d = several mm to several cm, preferably about W 30d = 5 mm.

変形拘束材30は、直近の外面連結材20から離れている。特に同質曲管2の内周り部分2iにおいても、変形拘束材30が外面連結材20から離れている。なお、内周り部分2iにおいては、変形拘束材30と外面連結材20とが重なり、若しくは連なっていてもよい。 The deformation restraint member 30 is separated from the nearest outer surface connecting member 20. In particular, the deformation restraining material 30 is separated from the outer surface connecting material 20 also in the inner peripheral portion 2i of the homogeneous curved pipe 2. In the inner peripheral portion 2i, the deformation restraining member 30 and the outer surface connecting member 20 may overlap or be connected to each other.

前記構成の管構造1において、同質曲管2には、例えば最大で0.5MPa程度の内水圧がかかる。或いは、それ以上の内水圧がかかることも想定される。このような高い内水圧に対し、曲がり部分2cは、防護コンクリート3によって拘束されているため、膨張変形が殆ど阻止される。一方、変形拘束材30よりも外側の受口2a及び挿口2bは、防護コンクリート3による拘束を受けず、後記変形拘束材30による拘束も受けないから、膨張変形が許容される。
曲管体10における変形拘束材30が設けられた部分は、変形拘束材30によって拘束され、膨張変形を抑制される。変形拘束材30による変形拘束力は、防護コンクリート3による変形拘束力よりも低い。これによって、端面3e付近における曲管体10の応力状態の急変を緩和して、応力を分散させることができる。埋入部分30dを設けて、変形拘束材30が防護コンクリート3の端面3eを跨ぐようにすることによって、曲管体10の端面3e上での応力状態の不連続性を確実に緩和できる。この結果、応力集中を抑制して、曲管体10の損傷を防止することができる。
更に、変形拘束材30によって、防護コンクリート3が不等沈下した場合に生じる剪断応力に対する耐力を増大できる。
変形拘束材30を曲管体10の内周面ではなく外周面に設けることによって、同質曲管2の管路断面積ひいてはコンダクタンスが損なわれるのを回避できる。
In the pipe structure 1 having the above structure, the homogeneous curved pipe 2 is subjected to an internal water pressure of, for example, about 0.5 MPa at the maximum. Alternatively, it is assumed that a higher internal water pressure will be applied. With respect to such a high internal water pressure, the bent portion 2c is restrained by the protective concrete 3, so that expansion deformation is almost prevented. On the other hand, the receiving port 2a and the insertion port 2b outside the deformation restraining material 30 are not restrained by the protective concrete 3 and are not restrained by the deformation restraining material 30 described later, so that expansion deformation is allowed.
The portion of the curved pipe body 10 provided with the deformation restraining material 30 is restrained by the deformation restraining material 30 to suppress expansion and deformation. The deformation binding force of the deformation restraining material 30 is lower than the deformation binding force of the protective concrete 3. As a result, the sudden change in the stress state of the curved tube body 10 in the vicinity of the end face 3e can be alleviated and the stress can be dispersed. By providing the embedded portion 30d so that the deformation restraining material 30 straddles the end surface 3e of the protective concrete 3, the discontinuity of the stress state on the end surface 3e of the curved pipe body 10 can be surely relaxed. As a result, stress concentration can be suppressed and damage to the curved tube body 10 can be prevented.
Further, the deformation restraining material 30 can increase the yield strength against the shear stress generated when the protective concrete 3 sinks unevenly.
By providing the deformation restraining member 30 on the outer peripheral surface of the curved pipe body 10 instead of the inner peripheral surface, it is possible to avoid impairing the line cross-sectional area and thus the conductance of the homogeneous curved pipe 2.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図3は、第1実施形態の変形態様に係る。該変形態様における変形拘束材30は、埋入部分30dを有していない。変形拘束材30の全体が、防護コンクリート3の外部に配置されている。変形拘束材30における防護コンクリート3を向く端面が、端面3eに接している。
Next, other embodiments of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings for configurations that overlap with the above-described embodiments, and the description thereof will be omitted.
FIG. 3 relates to a modified mode of the first embodiment. The deformation restraint material 30 in the deformation mode does not have an embedded portion 30d. The entire deformation restraining material 30 is arranged outside the protective concrete 3. The end face of the deformation restraining material 30 facing the protective concrete 3 is in contact with the end face 3e.

図4は、第1実施形態の他の変形態様に係る。該変形態様における変形拘束材30は、端面3eから遠ざかるにしたがって厚みが小さくなっている。これによって、端面3eから遠ざかるにしたがって変形拘束力を漸減させることができる。したがって、応力状態の不連続性を確実に緩和することができる。特に、変形拘束材30の先端部(端面3e側とは反対側の端部)における応力状態の急変を緩和することができる。 FIG. 4 relates to another modification of the first embodiment. The thickness of the deformation restraining material 30 in the deformation mode decreases as the distance from the end face 3e increases. As a result, the deformation binding force can be gradually reduced as the distance from the end face 3e increases. Therefore, the discontinuity of the stress state can be surely relaxed. In particular, it is possible to alleviate a sudden change in the stress state at the tip end portion (the end portion on the side opposite to the end surface 3e side) of the deformation restraint member 30.

図5及び図6は、第1実施形態の他の変形態様に係る。該変形態様においては、防護コンクリート3内における端面3eの直近の外面連結材20Eが、変形拘束材30と連続している。詳しくは、外面連結材20Eは、端面3eの直近における単位管11どうしの連接部から端面3eまでの間の曲管体10の外周面の全域を覆い、更に、曲管体10に沿って端面3eの外部へ延び出ている。外面連結材20Eにおける端面3eから外部へ延び出た部分が、変形拘束材30(応力分散材)を構成している。したがって、変形拘束材30が、外面連結材20Eと一体化されている。
この変形態様によれば、外面連結材20Eを作製することによって、変形拘束材30をも同時に作製できる。これによって、外面連結材20E及び変形拘束材30の施工を効率化でき、ひいては同質曲管2の施工を効率化できる。
5 and 6 relate to another modification of the first embodiment. In the deformation mode, the outer surface connecting member 20E closest to the end face 3e in the protective concrete 3 is continuous with the deformation restraining member 30. Specifically, the outer surface connecting member 20E covers the entire outer peripheral surface of the curved pipe body 10 from the connecting portion between the unit pipes 11 to the end surface 3e in the immediate vicinity of the end surface 3e, and further, the end surface along the curved pipe body 10. It extends to the outside of 3e. The portion of the outer surface connecting material 20E extending outward from the end surface 3e constitutes the deformation restraining material 30 (stress dispersing material). Therefore, the deformation restraining material 30 is integrated with the outer surface connecting material 20E.
According to this deformation mode, the deformation restraining material 30 can be produced at the same time by producing the outer surface connecting material 20E. As a result, the construction of the outer surface connecting material 20E and the deformation restraining material 30 can be made more efficient, and the construction of the homogeneous curved pipe 2 can be made more efficient.

<第2実施形態>
図7及び図8は、本発明の第2実施形態を示したものである。図7に示すように、管構造1Bにおいては、管体10Sが直管にて構成されている。直管体10Sは、繊維強化プラスチック管(FRP管)や繊維強化プラスチック複合管(FRPM管)等の硬質樹脂管によって構成されている。FRP管やFRPM管は、フィラメントワインディング成形法によって作製されていてもよい。
<Second Embodiment>
7 and 8 show a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the pipe structure 1B, the pipe body 10S is composed of a straight pipe. The straight pipe body 10S is composed of a hard resin pipe such as a fiber reinforced plastic pipe (FRP pipe) or a fiber reinforced plastic composite pipe (FRPM pipe). The FRP tube and FRPM tube may be manufactured by a filament winding molding method.

直管体10Sが部分的にコンクリート体3Bに埋設されている。コンクリート体3Bは、鉄筋コンクリートにて構成されていてもよく、鉄筋を含まないコンクリートにて構成されていてもよい。直管体10Sは、コンクリート体3Bの端面3eから外部へ延び出ている。 The straight pipe body 10S is partially embedded in the concrete body 3B. The concrete body 3B may be made of reinforced concrete or may be made of concrete that does not contain reinforced concrete. The straight pipe body 10S extends outward from the end surface 3e of the concrete body 3B.

図8に示すように、直管体10Sにおける端面3e付近の部分に繊維強化プラスチック(FRP)製の変形拘束材30が設けられている。第1実施形態(図2)と同様に、変形拘束材30は、コンクリート体3B内に少し入り込むとともに、直管体10Sに沿って端面3eから張り出している。変形拘束材30におけるコンクリート体3Bから張り出した部分30eの幅W30eは、変形拘束材30におけるコンクリート体3Bに埋入された部分30dの幅W30dよりも十分に大きい(W30e>W30d)。例えば、張り出し部分30eの幅W30eは、W30e=数cm〜数十cmであり、好ましくはW30e=5cm〜30cm程度である。埋入部分30dの幅W30dは、W30d=数mm〜数cmであり、好ましくはW30d=5mm程度である。 As shown in FIG. 8, a deformation restraining material 30 made of fiber reinforced plastic (FRP) is provided in a portion of the straight pipe body 10S near the end surface 3e. Similar to the first embodiment (FIG. 2), the deformation restraining material 30 slightly penetrates into the concrete body 3B and projects from the end surface 3e along the straight pipe body 10S. The width W 30e of the portion 30e protruding from the concrete body 3B of the deformation restraint material 30 is sufficiently larger than the width W 30d of the portion 30d embedded in the concrete body 3B of the deformation restraint material 30 (W 30e > W 30d ). .. For example, the width W 30e of the overhanging portion 30e is W 30e = several cm to several tens of cm, preferably W 30e = 5 cm to 30 cm. The width W 30d of the embedded portion 30d is W 30d = several mm to several cm, preferably about W 30d = 5 mm.

第2実施形態によれば、直管体10Sに内水圧が作用した場合、コンクリート体3B内の直管体10Sは、コンクリート体3Bによって拘束されるため、膨張変形が殆ど阻止される。一方、コンクリート体3Bの外部における変形拘束材30よりも外側(図8において右側)の直管体10Sは、コンクリート体3Bによる拘束を受けず、後記変形拘束材30による拘束も受けないから、膨張変形が許容される。
直管体10Sにおける変形拘束材30が設けられた部分は、変形拘束材30によって拘束され、膨張変形を抑制される。変形拘束材30による変形拘束力は、コンクリート体3Bによる変形拘束力よりも低い。これによって、端面3e付近における直管体10Sの応力状態の急変を緩和して応力を分散させることができる。この結果、応力集中を抑制して、直管体10Sの損傷を防止することができる。
According to the second embodiment, when the internal water pressure acts on the straight pipe body 10S, the straight pipe body 10S in the concrete body 3B is restrained by the concrete body 3B, so that expansion and deformation are almost prevented. On the other hand, the straight pipe body 10S outside the deformation restraining material 30 outside the concrete body 3B (on the right side in FIG. 8) is not restrained by the concrete body 3B and is not restrained by the deformation restraining material 30 described later, and thus expands. Deformation is allowed.
The portion of the straight pipe body 10S provided with the deformation restraining material 30 is restrained by the deformation restraining material 30 to suppress expansion and deformation. The deformation binding force of the deformation restraining material 30 is lower than the deformation binding force of the concrete body 3B. As a result, the sudden change in the stress state of the straight pipe body 10S in the vicinity of the end face 3e can be alleviated and the stress can be dispersed. As a result, stress concentration can be suppressed and damage to the straight pipe body 10S can be prevented.

第2実施形態の変形態様として、変形拘束材30が、図3の変形態様と同様に、張り出し部分30eだけで構成されていてもよく、埋入部分30dが無くてもよい。変形拘束材30が、図4の変形態様と同様に、端面3eから遠ざかるにしたがって厚みが小さくなっていてもよい。 As a deformation mode of the second embodiment, the deformation restraint material 30 may be composed of only the overhanging portion 30e or may not have the embedded portion 30d, as in the deformation mode of FIG. Similar to the deformation mode shown in FIG. 4, the deformation restraining material 30 may become thinner as the distance from the end face 3e increases.

<第3実施形態>
図9及び図10は、本発明の第3実施形態を示したものである。図9に示すように、管構造1Cにおいては、直管体10Sにおける端面3e付近の部分に変形許容材40(応力分散材)が設けられている。変形許容材40は、弾性材によって構成されている。弾性体の材質としては、直管体10Sを構成するFRPよりも弾性率が低い(柔軟性に富んだ)ものであることが好ましく、例えば、ゴム(SBR、CR、EPDM等の合成ゴム、天然ゴム等)や、発泡性プラスチック等が挙げられる。
<Third Embodiment>
9 and 10 show a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in the pipe structure 1C, a deformation allowable material 40 (stress dispersion material) is provided in a portion of the straight pipe body 10S near the end surface 3e. The deformation allowable material 40 is made of an elastic material. The material of the elastic body is preferably one having a lower elastic modulus (rich in flexibility) than the FRP constituting the straight tube body 10S, and for example, rubber (synthetic rubber such as SBR, CR, EPDM, natural rubber). Rubber, etc.), foamable plastic, etc.

コンクリート体3Bと直管体10Sとの間に変形許容材40が介在されている。変形許容材40は、コンクリート体3B内における直管体10Sの外周を囲むように環状になっている。変形許容材40は、端面3eからコンクリート体3Bの奥側(図10において左側)へ延びている。変形許容材40におけるコンクリート体3Bの外側を向く端面と端面3eとが、面一になっている。直管体10Sの軸線に沿う、変形許容材40の幅W40は、W40=数cm〜数十cmであり、好ましくはW40=5cm〜15cm程度である。 A deformation allowable material 40 is interposed between the concrete body 3B and the straight pipe body 10S. The deformation allowable material 40 has an annular shape so as to surround the outer circumference of the straight pipe body 10S in the concrete body 3B. The deformation allowable material 40 extends from the end surface 3e to the back side (left side in FIG. 10) of the concrete body 3B. The end face facing the outside of the concrete body 3B and the end face 3e of the deformation allowable material 40 are flush with each other. Along the axis of Chokukantai 10S, the width W 40 of the deformable member 40 is a W 40 = several cm~ tens cm, preferably W 40 = 5cm~15cm about.

第3実施形態によれば、直管体10Sに内水圧が作用した場合、コンクリート体3B内の変形許容材40よりも奥側(図10において左側)の直管体10Sは、コンクリート体3Bによって拘束されるため、膨張変形が殆ど阻止される。一方、コンクリート体3Bの外部の直管体10Sは、コンクリート体3Bによる拘束を受けないから、膨張変形が許容される。
コンクリート体3B内の直管体10Sにおける変形許容材40が設けられた部分は、変形許容材40が圧縮可能な分だけ、膨張変形が許容される。変形許容材40の圧縮による直管体10Sの膨張変形の許容度は、コンクリート体3Bの外部における膨張変形の許容度よりは小さい。これによって、端面3e付近における直管体10Sの応力状態の急変を緩和して応力を分散させることができる。この結果、応力集中を抑制して、直管体10Sの損傷を防止することができる。
According to the third embodiment, when the internal water pressure acts on the straight pipe body 10S, the straight pipe body 10S on the back side (left side in FIG. 10) of the deformation allowable material 40 in the concrete body 3B is formed by the concrete body 3B. Since it is restrained, expansion deformation is almost prevented. On the other hand, since the straight pipe body 10S outside the concrete body 3B is not restrained by the concrete body 3B, expansion and deformation are allowed.
The portion of the straight pipe body 10S in the concrete body 3B provided with the deformation allowable material 40 is allowed to expand and deform by the amount that the deformation allowable material 40 can be compressed. The tolerance for expansion and deformation of the straight pipe body 10S due to the compression of the deformation tolerance material 40 is smaller than the tolerance for expansion and deformation outside the concrete body 3B. As a result, the sudden change in the stress state of the straight pipe body 10S in the vicinity of the end face 3e can be alleviated and the stress can be dispersed. As a result, stress concentration can be suppressed and damage to the straight pipe body 10S can be prevented.

図11は、第3実施形態の変形態様に係る。該変形態様においては、変形許容材40におけるコンクリート体3Bの外側を向く端部が、端面3eから少し突出されている。 FIG. 11 relates to a modified mode of the third embodiment. In the deformation mode, the outwardly facing end portion of the concrete body 3B in the deformation allowable material 40 is slightly projected from the end surface 3e.

図12は、第3実施形態の他の変形態様に係る。該変形態様においては、変形許容材40の厚みが、端面3eからコンクリート体3Bの奥側(図12において左側)へ向かうにしたがって小さくなっている。これによって、コンクリート体3Bの奥側から端面3eに近づくにしたがって膨張変形の許容度を漸増させることができる。したがって、応力状態の不連続性を確実に緩和することができる。特に、変形許容材40の奥側(図12において左側)の端部における応力状態の急変を緩和することができる。 FIG. 12 relates to another modification of the third embodiment. In the deformation mode, the thickness of the deformation allowable material 40 decreases from the end face 3e toward the back side (left side in FIG. 12) of the concrete body 3B. As a result, the tolerance for expansion and deformation can be gradually increased as the concrete body 3B approaches the end face 3e from the back side. Therefore, the discontinuity of the stress state can be surely relaxed. In particular, it is possible to alleviate a sudden change in the stress state at the end portion on the back side (left side in FIG. 12) of the deformation allowable material 40.

図13及び図14は、第3実施形態の他の変形態様に係る。該変形態様においては、変形許容材40が、コンクリート体3B内の直管体10Sの全長にわたって設けられている。更に、変形許容材40の端部は、端面3eから少し突出されている。なお、変形許容材40の端部が端面3eと面一になっていてもよい。この変形態様においても、直管体10Sにおける応力状態の急変を緩和して応力を分散させることができる。 13 and 14 relate to another modification of the third embodiment. In the deformation mode, the deformation allowable material 40 is provided over the entire length of the straight pipe body 10S in the concrete body 3B. Further, the end portion of the deformation allowable material 40 is slightly projected from the end surface 3e. The end portion of the deformation allowable material 40 may be flush with the end surface 3e. Also in this deformation mode, the sudden change in the stress state in the straight pipe body 10S can be relaxed and the stress can be dispersed.

本発明は、上記実施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において種々の改変をなすことができる。
例えば、変形拘束材30等の応力分散材が、管体の内周面に設けられていてもよい。変形拘束材30の材質は、繊維強化プラスチックに限られず、変形許容材40と同様のゴム等であってもよい。
第1実施形態と第3実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、第1実施形態(図1〜図2)又はその変形態様(図3〜図6)における同質曲管2の応力分散材として、変形拘束材30に代えて、第3実施形態(図9〜図10)又はその変形態様(図11〜図14)の変形許容材40を適用してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, a stress dispersion material such as the deformation restraining material 30 may be provided on the inner peripheral surface of the pipe body. The material of the deformation restraining material 30 is not limited to the fiber reinforced plastic, and may be rubber or the like similar to the deformation allowable material 40.
The first embodiment and the third embodiment may be combined. That is, as the stress dispersant of the homogeneous curved pipe 2 in the first embodiment (FIGS. 1 to 2) or its deformation mode (FIGS. 3 to 6), the deformation restraining material 30 is replaced with the third embodiment (FIG. 9). ~ FIG. 10) or the deformation allowable material 40 of the deformation mode (FIGS. 11 to 14) may be applied.

本発明は、例えば下水道管や農業用水管に適用できる。 The present invention can be applied to, for example, sewer pipes and agricultural water pipes.

1,1B,1C 管構造
2 同質曲管
2a 受口
2b 挿口
2c 曲がり部分
2i 内周り部分
2o 外周り部分
3 防護コンクリート(コンクリート体)
3B コンクリート体
3e 端面
10 曲管体(管体)
10S 直管体(管体)
10e 隙間
11 単位管
11e 傾斜端面
20 外面連結材
20E コンクリート体端面直近の外面連結材
21 布状体
22 充填樹脂
30 変形拘束材(応力分散材)
30e 張り出し部分
30d 埋入部分
31 布状体
32 充填樹脂
40 変形許容材(応力分散材)
1,1B, 1C Pipe structure 2 Homogeneous curved pipe 2a Receptacle 2b Insertion 2c Bent part 2i Inner circumference part 2o Outer circumference part 3 Protective concrete (concrete body)
3B concrete body 3e end face 10 curved pipe body (tube body)
10S straight pipe body (tube body)
10e Gap 11 Unit pipe 11e Inclined end face 20 Outer surface connecting material 20E Concrete body Outer surface connecting material closest to the end face 21 Cloth-like body 22 Filling resin 30 Deformation restraint material (stress dispersant)
30e Overhanging part 30d Embedded part 31 Cloth-like body 32 Filling resin 40 Deformation allowable material (stress dispersant)

Claims (4)

管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備え、前記応力分散材が、前記管体の変形を拘束する変形拘束材を含み、前記変形拘束材は、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の外部へ張り出すとともに、一部分は前記コンクリート体に入り込み、前記管体の軸線に沿う前記入り込む部分の幅が前記外部へ張り出す部分の幅より小さく、
前記管体が、前記変形拘束材よりも前記コンクリート体の奥側に配置された部分、及び前記変形拘束材よりも外部へ突出された部分を有し、
前記変形拘束材の前記管体に対する変形拘束力が、前記入り込む部分よりも奥側における前記コンクリート体の前記管体に対する変形拘束力よりも低いことを特徴とする管構造。
With the tube
A concrete body that covers the outer circumference of the pipe body so that the end face intersects the pipe body.
An annular stress dispersant provided on the peripheral surface of the pipe body in the vicinity of the end face to disperse the stress generated in the pipe body, and
The stress dispersant material includes a deformation restraining material that restrains the deformation of the pipe body, and the deformation restraining material projects from the end face to the outside of the concrete body along the pipe body and a part thereof. The width of the portion that enters the concrete body and along the axis of the pipe body is smaller than the width of the portion that projects to the outside.
The pipe body has a portion arranged on the inner side of the concrete body with respect to the deformation restraint material and a portion protruding outward from the deformation restraint material.
A pipe structure characterized in that the deformation binding force of the deformation restraining material on the pipe body is lower than the deformation binding force of the concrete body on the pipe body on the back side of the entering portion.
管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備え、前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の外部へ張り出すとともに前記管体の変形を拘束する変形拘束材を含み、前記変形拘束材の変形拘束力が前記コンクリート体の変形拘束力よりも低く、
前記変形拘束材が、強化繊維及び該強化繊維に含浸された充填樹脂を含む繊維強化プラスチックを含み、前記充填樹脂の塗布時ないしは未硬化時の接着性によって前記管体と接着されていることを特徴とする管構造。
With the tube
A concrete body that covers the outer circumference of the pipe body so that the end face intersects the pipe body.
An annular stress dispersant provided on the peripheral surface of the pipe body in the vicinity of the end face to disperse the stress generated in the pipe body, and
The stress dispersant material includes a deformation restraining material that projects from the end face to the outside of the concrete body along the pipe body and restrains the deformation of the pipe body, and the deformation restraining force of the deformation restraining material is increased. It is lower than the deformation binding force of the concrete body,
The deformation restraining material contains a fiber reinforced plastic containing a reinforcing fiber and a filling resin impregnated in the reinforcing fiber, and is adhered to the pipe body by the adhesiveness when the filling resin is applied or uncured. Characteristic tube structure.
管体と、
端面が前記管体と交差するようにして前記管体の外周に被さるコンクリート体と、
前記端面付近における前記管体の周面に設けられ、管体に発生する応力を分散させる環状の応力分散材と、
を備え、前記応力分散材が、前記管体に沿って前記端面から前記コンクリート体の外部へ張り出すとともに前記管体の変形を拘束する変形拘束材を含み、前記変形拘束材の変形拘束力が前記コンクリート体の変形拘束力よりも低く、
前記変形拘束材の前記外部へ張り出す部分の厚みが、前記端面から遠ざかるにしたがって小さくなっており、前記外部へ張り出す部分の断面が三角形状であり、
前記管体が、前記変形拘束材よりも外部へ突出された部分を有していることを特徴とする管構造。
With the tube
A concrete body that covers the outer circumference of the pipe body so that the end face intersects the pipe body.
An annular stress dispersant provided on the peripheral surface of the pipe body in the vicinity of the end face to disperse the stress generated in the pipe body, and
The stress dispersant material includes a deformation restraining material that projects from the end face to the outside of the concrete body along the pipe body and restrains the deformation of the pipe body, and the deformation restraining force of the deformation restraining material is increased. It is lower than the deformation binding force of the concrete body,
The thickness of the portion of the deformation restraining material that projects to the outside decreases as the distance from the end face increases, and the cross section of the portion that projects to the outside is triangular.
A pipe structure characterized in that the pipe body has a portion protruding outward from the deformation restraining material.
前記応力分散材が、前記管体の外周面に設けられていることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の管構造。
The pipe structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stress dispersant is provided on an outer peripheral surface of the pipe body.
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