JP7082400B2

JP7082400B2 - ボックスカルバートの製造方法

Info

Publication number: JP7082400B2
Application number: JP2018071385A
Authority: JP
Inventors: 堅太郎狩野; 健松井
Original assignee: Asahi Concrete Works Co Ltd
Current assignee: Asahi Concrete Works Co Ltd
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2022-06-08
Anticipated expiration: 2038-04-03
Also published as: JP2019183411A

Description

本発明は、ボックスカルバートの製造方法に関する。

従来から、ボックスカルバートの頂版及び底版には、外部荷重を受けた際に端部から中央部に向かって次第に大きくなる内向きの曲げモーメントが発生するため、プレストレスにより外向きの曲げモーメントを発生させて当該曲げモーメントを相殺するためのＰＣ鋼棒が、頂版及び底版の肉厚方向の中心を通る軸線よりもやや内側に偏位させて、水平方向に設けられているものが存在する（例えば、特許文献１を参照）。

しかし、ボックスカルバートの大型化や外部荷重の増大により内向きの曲げモーメントが更に大きくなると、ＰＣ鋼棒をより内側へ偏位させる必要があるが、外部荷重を受けると端部では中央部とは逆の外向きの曲げモーメントが生じるため、ＰＣ鋼棒を内側へ大きく偏位させることは、中央部に対しては有利であるが端部に対しては不利に働いてしまうという問題があった。

また、この問題を解消するため、端部では軸線より外側、中間部では軸線より内側に偏位させて、曲線状にＰＣ鋼材を配設させたボックスカルバートも存在する。このようにＰＣ鋼材を配設することで、端部では外向きに生じる曲げモーメントに対して大きな抗力が作用し、中央部では内向きに生じる曲げモーメントに対して大きな抗力が作用する。このような曲線状に配設されるＰＣ鋼材として、従来から、可とう性のあるＰＣ鋼より線が用いられている。

ところが、ＰＣ鋼より線を用いる場合には、少なくとも、緊張作業が完了した後にボックスカルバートの外側面から飛び出した部位を切断除去するという比較的困難な作業を強いられるという点、ＰＣ鋼より線が配設されたダクト内にグラウト材を注入し固定する工程において当該グラウト材がダクト内に完全に充填されないこと（いわゆるグラウト不良）が多いという点、及び、ＰＣ鋼より線は可とう性があり撓みやすいため所定の位置に正確に配設することがきわめて難しく、品質管理上問題があるという点、が懸念されていた。

特開２００９－０９７３０５号公報

本発明は、以上のような事情に着目してなされたもので、一般的な直線状のＰＣ鋼棒を好適な位置に配設させ得るボックスカルバートの製造方法を提供することにある。

すなわち、本発明は次の構成をなしている。

請求項１に係る発明は、中継カップラーを備えたプレキャストコンクリート製のボックスカルバートの製造方法であって、前記中継カップラーが、端部に第一雄ねじ溝が設けられた第一のＰＣ鋼棒と、端部に第二雄ねじ溝が設けられた第二のＰＣ鋼棒との間に介在し、前記第一雄ねじ溝と螺合する第一雌ねじ溝を設けた第一の挿入孔を有するとともに前記第二雄ねじ溝と螺合する第二雌ねじ溝を設けた第二の挿入孔を有し前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得るものであって、前記第一の挿入孔の軸心線と前記第二の挿入孔の軸心線とによってなす角度（劣角）が１８０°よりも小さい値に設定されているものであり、前記ボックスカルバートが、底版と、この底版の左右両端部に立設された左右の側版と、これら左右の側版の上端部間に設けられた頂版とを有してなり、前記頂版及び前記底版が、前記第一のＰＣ鋼棒と、前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得る前記中継カップラーを備えているものであり、前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを前記中継カップラーにより連結させた状態で、前記第一のＰＣ鋼棒の外方端部のみをコンクリートにより作られた頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させるとともに前記中継カップラーを前記頂版本体及び前記底版本体の内部に形成した空間に移動可能に配設させておき、前記第二のＰＣ鋼棒の外方端部を緊張手段により牽引して、その後、当該第二のＰＣ鋼棒の外方端部を頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版及び底版を得るようにしているボックスカルバートの製造方法である。

請求項２に係る発明は、中継カップラーを備えたプレキャストコンクリート製のボックスカルバートの製造方法であって、前記中継カップラーが、端部に第一雄ねじ溝が設けられた第一のＰＣ鋼棒と、端部に第二雄ねじ溝が設けられた第二のＰＣ鋼棒との間に介在し、前記第一雄ねじ溝と螺合する第一雌ねじ溝を設けた第一の挿入孔を有するとともに前記第二雄ねじ溝と螺合する第二雌ねじ溝を設けた第二の挿入孔を有し前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得るものであって、前記第一の挿入孔の軸心線と前記第二の挿入孔の軸心線とによってなす角度（劣角）が１８０°よりも小さい値に設定されているものであり、前記ボックスカルバートが、底版と、この底版の左右両端部に立設された左右の側版と、これら左右の側版の上端部間に設けられた頂版とを有してなり、前記頂版及び前記底版が、前記第一のＰＣ鋼棒と、前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得る前記中継カップラーを備えているものであり、前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを前記中継カップラーにより連結させた状態で、前記中継カップラーのみをコンクリートにより作られた頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させておき、前記第一、第二のＰＣ鋼棒の外方端部をそれぞれ緊張手段により同時に牽引し、その後、当該第一、第二のＰＣ鋼棒の外方端部を頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版及び底版を得るようにしているボックスカルバートの製造方法である。

以上説明したように本発明によれば、一般的な直線状のＰＣ鋼棒を好適な位置に配設させ得るボックスカルバートの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す概略的な正面図。図１におけるＸ部分拡大断面図。同実施形態の中継カップラーを説明する断面図。他の実施形態を示す概略的な正面図。他の実施形態の中継カップラーを説明する断面図。他の実施形態の中継カップラーを説明する正面図。他の実施形態を示す正面図。他の実施形態を示す正面図。他の実施形態を示す正面図。

以下、本発明の一実施形態を、図１～３を参照して説明する。

ボックスカルバートＡは、プレキャストコンクリート製のものである。ボックスカルバートＡは、底版１と、底版１の左右両端部に立設された左右の側版２と、左右の側版２の上端部間に設けられた頂版３とを有している。

底版１は、コンクリートにより作られた底版本体１１と、底版本体１１の内部に当該底版本体１１に対して相対移動可能に配設された直線状をなす第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と、底版本体１１の内部に当該底版本体１１に対して相対移動可能に配設された直線状をなす第二のＰＣ鋼棒Ｓ２と、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２とを繋ぐ中継カップラーＣとを備えている。

第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２は、底版本体１１に対して固着されないように構成されたいわゆるアンボンドタイプのものである。

第一のＰＣ鋼棒Ｓ１は、直線棒状のものである。第一のＰＣ鋼棒Ｓ１の両端部には、雄ねじ溝である第一雄ねじ溝ｓ１１が設けられている。第一のＰＣ鋼棒Ｓ１は、水平よりも傾いた姿勢をなして底版本体１１内に配設されている。

第二のＰＣ鋼棒Ｓ２は、直線棒状のものである。第二のＰＣ鋼棒Ｓ２の両端部には、雄ねじ溝である第二雄ねじ溝ｓ２１が設けられている。第二のＰＣ鋼棒Ｓ２は、水平よりも傾いた姿勢をなして底版本体１１内に配設されている。

中継カップラーＣは、金属製のものである。中継カップラーＣは、底版本体１１における左右方向中間部の内部に当該底版本体１１に対して相対移動可能に配設されている。すなわち、中継カップラーＣは、底版本体１１に支持されたカップラーシースＴの内部空間に位置されており、底版本体１１に定着しないように構成されている。

中継カップラーＣは、端部に第一雄ねじ溝ｓ１１が設けられた第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と、端部に第二雄ねじ溝ｓ２１が設けられた第二のＰＣ鋼棒Ｓ２との間に介在し、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と第二のＰＣ鋼棒Ｓ２とを繋ぎ得るものである。

中継カップラーＣは、第一雄ねじ溝ｓ１１と螺合する第一雌ねじ溝ｃ１１を設けた第一の挿入孔ｃ１を有するとともに第二雄ねじ溝ｓ２１と螺合する第二雌ねじ溝ｃ２１を設けた第二の挿入孔ｃ２を有している。そして、第一の挿入孔ｃ１の軸心線ｊ１と第二の挿入孔ｃ２の軸心線ｊ２とによってなす角度（劣角）αが１８０°よりも小さい値に設定されている。中継カップラーＣは、ボックスカルバートＡの大きさに応じて、第一の挿入孔ｃ１の軸心線ｊ１と第二の挿入孔ｃ２の軸心線ｊ２とによってなす角度（劣角）αが１８０°よりも小さい値に設定されているものであればよいが、より具体的には、１８０°よりも小さく、且つ、１６０°よりも大きい値に設定されている。

以上に述べた、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２、及び、中継カップラーＣを主体として、ボックスカルバートＡにおける上下方向及び左右方向の中間部側に向かって凸をなす（ボックスカルバートＡの外側に向かって凹をなす）形態の緊張体が構成されている。

頂版３は、コンクリートにより作られた頂版本体３１と、頂版本体３１の内部に当該頂版本体３１に対して相対移動可能に配設された直線状をなす第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と、頂版本体３１の内部に当該頂版本体３１に対して相対移動可能に配設された直線状をなす第二のＰＣ鋼棒Ｓ２と、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２とを繋ぐ中継カップラーＣとを備えている。第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２や中継カップラーＣについては、底版１において説明したものと同様であるため省略する。

次いで、上述したボックスカルバートＡの製造方法について説明する。

まず、型枠（図示せず）内に、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と第二のＰＣ鋼棒Ｓ２とを中継カップラーＣにより連結させた状態で配設し、その型枠内にコンクリートを流し込んで硬化させる。このとき、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１の外方端部のみをコンクリートにより作られた頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定させておくとともに中継カップラーＣを頂版本体３１及び底版本体１１の内部に形成した空間に移動可能に配設させておく。具体的には、あらかじめ、頂版本体３１及び底版本体１１に固定されるアンカープレートＨに、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１の外方端部を挿通させ、挿通した部分にナットｎｔを螺着することにより挿通した部分がアンカープレートＨから抜け出ないようしておく。中継カップラーＣは、頂版本体３１及び底版本体１１の内部に配設されたカップラーシースＴにより覆われており、当該カップラーシースＴによって形成された空間内において移動可能に構成されている。

次いで、型枠内に流し込んだコンクリートが硬化した後、第二のＰＣ鋼棒Ｓ２の外方端部を緊張手段（図示せず）により牽引することにより、中継カップラーＣにより連結されている第一のＰＣ鋼棒Ｓ１及び第二のＰＣ鋼棒Ｓ２をそれぞれ緊張する。この結果、中継カップラーＣ、及び、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２により構成された緊張体が全体として直線状になろうとして、頂版本体３１及び底版本体１１に対し端部では内側に向けて、中央部では外側に向けて曲げモーメントを発生させることになる。

その後、当該第二のＰＣ鋼棒Ｓ２の外方端部を頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版３及び底版１を得るようにしている。つまり、緊張後の第二のＰＣ鋼棒Ｓ２の外方端部にナットｎｔを螺着し、そのナットｎｔを頂版本体３１及び底版本体１１に固定されたアンカープレートＨに支持させる。これにより、第二のＰＣ鋼棒Ｓ２の外方端部は頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定されることになる。

なお、上記の工程が終えた後に、カップラーシースＴ内にグラウト材であるＰＣグラウト（図示せず）を充填し、中継カップラーＣをカップラーシースＴ内の所定位置に固定する。

以上説明したように、本実施形態に係る中継カップラーＣ、ボックスカルバートＡ、及び、ボックスカルバートＡの製造方法によれば、ＰＣ鋼より線を用いることなく、直線状の第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２を用いて、頂版３及び底版１に作用する曲げモーメントを適切に相殺し得るものとなる。

しかも、本実施形態に係る中継カップラーＣであれば、大型のボックスカルバートを構築する際に、ＰＣ鋼より線に代えてＰＣ鋼棒を無理なく適用することができるものとなる。また、直線状のＰＣ鋼棒１本当りの長さは製造、運搬の関係上１２ｍ程度が限界であるが、この中継カップラーＣを用いれば、ＰＣ鋼棒を継ぎ足すことにより内空幅が１２ｍを超す大型のボックスカルバートを構築することができる。

なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。

上述した実施形態では、中継カップラーＣは、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１が螺着する部分と第二のＰＣ鋼棒Ｓ２が螺着する部分とを一体に形成したものを示したが、このようなものには限られない。換言すれば、中継カップラーＣにおいて、第一、第二の挿入孔ｃ１、ｃ２が形成される本体の構成や形態はどのようなものであってもよい。

例えば、中継カップラーは、第一のＰＣ鋼棒が螺着する部分と第二のＰＣ鋼棒が螺着する部分とを別個に製造した後に双方を溶接等により剛結させた態様のものとしてもよい。

また、中継カップラーは、金型によりあらかじめＶ字状に曲がった形態に形成されたものであってもよいし、直線状に形成した後に第一の挿入孔の軸心線と第二の挿入孔の軸心線とが所定の角度をなすようにＶ字状に曲げて形成されたものであってもよい。

さらに、図５に例示するように、中継カップラーＣは、その外形が横長の直線状をなすものであってもよい。すなわち、中継カップラーＣは、その外形がＶ字状に曲がったものである必要はない。中継カップラーＣは、第一の挿入孔ｃ１及び第二の挿入孔ｃ２の相対位置が、第一の挿入孔ｃ１の軸心線ｊ１と第二の挿入孔ｃ２の軸心線ｊ２とによってなす角度（劣角）αが１８０°よりも小さい値になるように設定されていればよい。

また、図６に例示するように、中継カップラーＣは、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１が螺着する本体部分１Ｃと第二のＰＣ鋼棒Ｓ２が螺着する本体部分２Ｃとを別個に構成し、これらをヒンジ部Ｈを介して相対回動可能に構成したものであってもよい。すなわち、中継カップラーＣは、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１が螺着する本体部分１Ｃに設けた第一の挿入孔ｃ１と第二のＰＣ鋼棒Ｓ２が螺着する本体部分２Ｃに設けた第二の挿入孔ｃ２との相対位置が、第一の挿入孔ｃ１の軸心線ｊ１と第二の挿入孔ｃ２の軸心線ｊ２とによってなす角度（劣角）αが１８０°よりも小さい値になるように設定されている。なお、ヒンジ部Ｈの具体的な構成は種々の構成を採用することができるのは言うまでもない。

上述した実施形態において説明したボックスカルバートの製造方法では、第二のＰＣ鋼棒の外方端部のみを緊張手段により牽引する態様を示したが、このようなものには限られない。

つまり、他のボックスカルバートの製造方法としては、例えば、図４に示すように、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２における双方の外方端部を緊張手段により同時に牽引するようにしてもよい。すなわち、他のボックスカルバートＡの製造方法は、第一のＰＣ鋼棒Ｓ１と第二のＰＣ鋼棒Ｓ２とを中継カップラーＣにより連結させた状態で、中継カップラーＣのみをコンクリートにより作られた頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定させておき、第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２の外方端部をそれぞれ緊張手段により同時に牽引し、その後、当該第一、第二のＰＣ鋼棒Ｓ１、Ｓ２の外方端部を頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版３及び底版１を得るようにしている。この製造方法によれば、中継カップラーＣはコンクリートにより作られた頂版本体３１及び底版本体１１に対して移動不能に固定させておくためカップラーシースＴは不要となり、さらに、緊張後のグラウト作業も不要となる。

また、図７～９に一例を示すように、中継カップラーＣを複数個使用することにより、頂版本体３１（又は底版本体）において、直線状のＰＣ鋼棒Ｓを三本以上繋ぐように構成したものであってもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

Ａ…ボックスカルバート
１…底版
２…側版
３…頂版
１１…底版本体
３１…頂版本体
Ｓ１…第一のＰＣ鋼棒
Ｓ２…第二のＰＣ鋼棒
Ｃ…中継カップラー
ｃ１…第一の挿入孔
ｃ２…第二の挿入孔
ｊ１…軸心線
ｊ２…軸心線

Claims

中継カップラーを備えたプレキャストコンクリート製のボックスカルバートの製造方法であって、
前記中継カップラーが、端部に第一雄ねじ溝が設けられた第一のＰＣ鋼棒と、端部に第二雄ねじ溝が設けられた第二のＰＣ鋼棒との間に介在し、前記第一雄ねじ溝と螺合する第一雌ねじ溝を設けた第一の挿入孔を有するとともに前記第二雄ねじ溝と螺合する第二雌ねじ溝を設けた第二の挿入孔を有し前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得るものであって、前記第一の挿入孔の軸心線と前記第二の挿入孔の軸心線とによってなす角度（劣角）が１８０°よりも小さい値に設定されているものであり、
前記ボックスカルバートが、底版と、この底版の左右両端部に立設された左右の側版と、これら左右の側版の上端部間に設けられた頂版とを有してなり、
前記頂版及び前記底版が、前記第一のＰＣ鋼棒と、前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得る前記中継カップラーを備えているものであり、
前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを前記中継カップラーにより連結させた状態で、前記第一のＰＣ鋼棒の外方端部のみをコンクリートにより作られた頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させるとともに前記中継カップラーを前記頂版本体及び前記底版本体の内部に形成した空間に移動可能に配設させておき、
前記第二のＰＣ鋼棒の外方端部を緊張手段により牽引して、その後、当該第二のＰＣ鋼棒の外方端部を頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版及び底版を得るようにしているボックスカルバートの製造方法。
中継カップラーを備えたプレキャストコンクリート製のボックスカルバートの製造方法であって、
前記中継カップラーが、端部に第一雄ねじ溝が設けられた第一のＰＣ鋼棒と、端部に第二雄ねじ溝が設けられた第二のＰＣ鋼棒との間に介在し、前記第一雄ねじ溝と螺合する第一雌ねじ溝を設けた第一の挿入孔を有するとともに前記第二雄ねじ溝と螺合する第二雌ねじ溝を設けた第二の挿入孔を有し前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得るものであって、前記第一の挿入孔の軸心線と前記第二の挿入孔の軸心線とによってなす角度（劣角）が１８０°よりも小さい値に設定されているものであり、
前記ボックスカルバートが、底版と、この底版の左右両端部に立設された左右の側版と、これら左右の側版の上端部間に設けられた頂版とを有してなり、
前記頂版及び前記底版が、前記第一のＰＣ鋼棒と、前記第二のＰＣ鋼棒とを繋ぎ得る前記中継カップラーを備えているものであり、
前記第一のＰＣ鋼棒と前記第二のＰＣ鋼棒とを前記中継カップラーにより連結させた状態で、前記中継カップラーのみをコンクリートにより作られた頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させておき、
前記第一、第二のＰＣ鋼棒の外方端部をそれぞれ緊張手段により同時に牽引し、その後、当該第一、第二のＰＣ鋼棒の外方端部を頂版本体及び底版本体に対して移動不能に固定させて、プレストレスが付与された頂版及び底版を得るようにしているボックスカルバートの製造方法。