JP7398826B2 - 変形防止枠、これを用いた支保及び変形防止枠の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設管に更生管を形成する際に用いられる支保を構成する変形防止枠、これを用いた支保及び変形防止枠の作製方法に関する。

老朽化した下水道管等の既設管を更生する方法として、既設管内に硬質塩化ビニル等の合成樹脂製の更生管を製管した後、既設管と更生管との間隙に裏込め材を注入して硬化させる方法が広く採用されている。裏込め材の注入においては、裏込め材の荷重や注入圧力によって更生管が座屈変形したり、更生管の浮力により更生管の既設管に対する位置が所定の位置からずれたりすることがある。そのため、裏込め材の注入の前に、更生管の内部に管軸方向にほぼ等間隔で支保材が設置される（例えば、特許文献１参照）。

支保は、一般的に、更生管の内壁面上に軸線に平行に複数固定される長尺な腹起し材と、更生管の内部を軸線周りに囲繞するように配置される変形防止枠と、腹起し材と変形防止枠との距離を固定して更生管の形状を保持させるジャッキボルトと、変形防止枠に対して鉛直方向に固定するとともに更生管を貫通させて既設管の頂面に突っ張らせる浮上防止部材とを備えている。
このような支保には、更生管を既設管内の所定の位置に保持させるために、既設管から反力を取って裏込め材による浮力に抵抗させる機能と、裏込め材の重量及びその発熱硬化による膨張と冷却による収縮に伴う更生管の座屈（曲げ・圧縮・軸力）変形を抑止する機能が求められる。
そのため、更生管寸法に比例した大きさの支保材が用いられ、更生管が大口径になるほど剛性の高い大きなサイズの支保材が用いられている。例えば、更生管が約１．５ｍ×１．５ｍの概略矩形である場合、支保材を構成する変形防止枠には、約１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の断面形状を有する複数の角筒状の鋼材を概略矩形の枠型に組み立てたものが用いられている。

特開２０１３－２５６８５４号

更生管の敷設方法として施工時に既設管又は更生管内の流水（供用水）を止めずに行う方法がある。このような方法での更生管の施工において、支保、特に変形防止枠は、流水を阻害する大きな要因の一つとなっている。特に近年は、地球温暖化による気候変動で降水量が増加していることから、支保の存在による流水阻害が問題視されてきており、急激な水流増加による溢水の防止が課題となっている。
そこで、本発明は、供用水を止めずに更生管を施工する場合において、流水の阻害を可及的に防止し、かつ、剛性を保持し得る変形防止枠及びこの変形防止枠を用いた支保を提供する。

本発明の変形防止枠は、更生管の設置に用いられる支保を構成する変形防止枠であって、互いに間隔を空けて対向配置した内側板部及び外側板部、並びに前記内側板部及び外側板部の端部間を連結し内部空間を形成する少なくとも一対の側壁部を有したフレーム部材を具備し、前記フレーム部材の端部同士を複数連結させて、更生管内を軸線周りに囲うリング形状に形成され、少なくとも一つの前記フレーム部材は、前記更生管の内壁面に前記外側板部を対向配置させた際の前記更生管の奥行き方向に延びる長さを、前記内側板部及び前記外側板部間の方向に形成される高さ寸法の５倍以上としている。
この構成によれば、変形防止枠の高さ（即ち、内側板部及び外側板部の厚さを含む内側板部及び外側板部間の寸法）を可及的に小さく抑えるとともに、その高さ寸法に対して奥行き寸法の大きい筒状のような変形防止枠とすることで、その剛性を保持することができる。

本発明の変形防止枠の前記内部空間を少なくとも部分的に仕切る１以上の中間壁部が形成されていてもよい。
この構成によれば、変形防止枠の剛性が高まる。

本発明の変形防止枠の前記中間壁部は、前記フレーム部材の長手方向に形成されていてもよい。
この構成によれば、変形防止枠の長手方向に対する剛性が高まる。

本発明の変形防止枠の前記中間壁部は、前記フレーム部材の短手方向に形成されていてもよい。
この構成によれば、変形防止枠の短手方向に対する剛性が高まる。

本発明の前記中間壁部は、前記フレーム部材の固定に用いる部材を挿通させる挿通孔の周辺に及び／又は前記挿通孔に交差する方向に設けられていてもよい。
この構成によれば、フレーム部材の固定に用いる部材すなわちジャッキボルト等を挿通させる箇所が補強される。

本発明の変形防止枠の複数の前記フレーム部材は、厚板部と、厚板部の両端部に設けられ、フレーム部材の端部を嵌合させて固定可能な連結部とを備え、前記フレーム部材の設置向きを変更させて固定するコーナー部材により連結されていてもよい。
この構成によれば、フレーム部材を容易かつ堅固に固定することができる。

本発明の変形防止枠の前記フレーム部材の前記端部には、嵌合切欠きが形成され、前記連結部には、前記嵌合切欠きに嵌合可能な嵌合壁部が形成されていてもよい。
この構成によれば、連結部におけるフレーム部材のぶれを防止し、連結の緩みを防止することができる。

本発明の変形防止枠の前記フレーム部材の前記端部を嵌合させる前記連結部の端部、又は、前記連結部の端部及び前記フレーム部材の端部の双方に、フレーム部材内に進入した水の排出が可能な開口部又は水抜き用切欠きが形成されていてもよい。

本発明の変形防止枠の前記フレーム部材は、側壁面同士を重ね合わせて固定した複数の角筒部材により形成されていてもよい。
この構成によれば、簡便にフレーム部材を形成することができるとともに、中間壁部も内側板部及び外側板部と連結しているため、フレーム部材の剛性が強固となる。

本発明の変形防止枠の前記フレーム部材に取っ手が形成されていてもよい。
この構成によれば、フレーム部材の把持が容易となるため、フレーム部材の運搬等を行いやすい。

本発明の支保は、既設管内に形成される更生管の内部に、前記更生管内の軸線周りに組まれる変形防止枠と、前記変形防止枠に固定して前記更生管に対する突っ張りとなる支持部材と、腹起し材と、前記更生管の前記既設管における浮上を防止する浮上防止柱とを備え、上記いずれかの変形防止枠を用いている。
この構成によれば、上記いずれかの効果を有する支保とすることができる。

本発明の変形防止枠の作製方法は、鋼板の一方の面にこの鋼板の一辺に沿って立ち上がる側壁部、及び前記側壁部と間隔を空けて前記一方の面から立ち上がる中間壁部を設けた内側板部及び外側板部を形成する板部形成工程と、前記内側板部と前記外側板部とを、それぞれの前記側壁部が互いに対向して平行に延びるように重ね合わせ、前記側壁部をこれに対向する前記一方の面に溶接し、前記側壁部間に前記中間壁部を立設させたフレーム部材の形成工程と、複数のフレーム部材の端部を、これら複数のフレーム部材間で設置の向きを変えて連結するコーナー部材で連結してリング状にする組立工程とを有している。
この構成により、フレーム部材に用いる鋼材の厚さ寸法、フレーム部材の梁成及び（変形防止枠の更生管への設置時の）奥行き寸法を自由に設定することが可能となる。

本発明の変形防止枠の作製方法は、前記板部形成工程において、前記内側板部及び外側板部を同一形状に形成し、前記側壁部及び前記中間壁部を、前記鋼板の一方の面を２等分した半分側のみ形成してもよい。
この構成によれば、フレーム部材の作製において内側板部及び外側板部を区別することなく同一部材で作製することができる。また、フレーム部材の溶接をバランスよく行うことができる。

本発明の変形防止枠の作製方法は、前記組立工程において、複数のフレーム部材を同一方向に連結して大型フレーム部材を形成し、前記大型フレーム部材の両端部をコーナー部材に連結してもよい。
この構成によれば、フレーム部材の最小単位を大型化することなく、より大型の変形防止枠を作製することができる。

本願の各発明は、既設管又は更生管内に流す供用水を止めずに更生管を施工する場合において、流水の阻害を可及的に防止し、かつ、フレーム部材及び変形防止枠の剛性を保持することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の支保を設置した状態を示した正面図である。 （ａ）本発明の第１の実施形態の変形防止枠のフレーム部材を示した平面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態の変形防止枠のフレーム部材を長手方向に視た右側面図、（ｃ）本発明の第１の実施形態の変形防止枠のフレーム部材を短手方向に視た正面図である。 （ａ）本発明の第１の実施形態の変形防止枠のコーナー部材を示した正面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態の変形防止枠のコーナー部材を示した右側面図である。 本発明の第２の実施形態の変形防止枠を構成するフレーム部材を示した斜視図である。 本発明の変形防止枠のフレーム部材及びコーナー部材の連結部の他の例を示した平面図である。

以下、図を参照して本発明の支保及びこれを構成する変形防止枠の一実施形態について説明する。
図１に示すように、支保１は、多角形のリング形状（本実施形態では８角形）の変形防止枠２と、更生管Ｘの内壁面に固定する複数の腹起し材３と、変形防止枠２と腹起し材３との間に突っ張らせる支持部材５とを主として有している。

変形防止枠２は、いわゆる薄い箱型のフレーム部材６とコーナー部材７とを、更生管Ｘの軸線Ｌを囲繞するように組み立てた部材である。
図２（ａ）－（ｃ）に示すように、フレーム部材６は、内側板部８と、外側板部９と、これらを連結する一対の側壁部１０，１０と、側壁部１０，１０同士の間で内側板部８と外側板部９との間を部分的に区分けしている中間壁部１１Ａ，１１Ｂとを有している。
内側板部８及び外側板部９は、共にほぼ矩形で同形状に形成された鋼板の部材である。

図１に示すように、内側板部８は、多角形のリング形状の変形防止枠２の内周側を成す鋼板部材であり、図２（ａ）－（ｃ）に示すように短辺８ａと長辺８ｂとを有する矩形に形成されている。内側板部８の厚さは、変形防止部材２が取り得る最も薄い厚さ（即ち３ｍｍから５ｍｍ、好ましくは約４．５ｍｍ）に設定されている。

内側板部８の短辺８ａ，８ａのほぼ中央には、嵌合切欠き１２がそれぞれ形成されている。この嵌合切欠き１２は、短辺８ａに対してほぼ直交する方向に延びた略矩形に形成されている。嵌合切欠き１２の入り口１２ａ付近、即ち短辺８ａ近傍は、短辺８ａに向かって拡開するよう角が取られている。
嵌合切欠き１２，１２の間には、挿通孔１５が嵌合切欠き１２，１２の近傍と、嵌合切欠き１２，１２のほぼ中央に形成されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、内側板部８の内表面８ｃには、短手方向の一方の端部において長手方向に延びる側壁部１０が形成されている。側壁部１０は、長辺からわずかに（１０ｍｍ前後）中央寄りの位置に形成されている。

図２（ａ）に示すように、内表面８ｃには、には、長辺８ｂ，８ｂ間をほぼ２等分した半面側に、内表面８ｃから立ち上がる板状の第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂが設けられている。
第１の中間壁部１１Ａは、挿通孔１５の近傍を通るように、短辺８ａ，８ａ間に亘って、長手方向即ち側壁部１０と平行に延びている。
第１の中間壁部１１Ａと側壁部１０との間には、第１の中間壁部１１Ａから側壁部１０に向かって直交する方向に延びる３本の第２の中間壁部１１Ｂが形成されている。

３本のうちの２本の第２の中間壁部１１Ｂは、その仮想延長線がそれぞれ短辺８ａ，８ａの近傍の挿通孔１５，１５を通り得る第１の中間壁部１１Ａ上の位置から側壁部１０の近傍まで延びている。もう一つの第２の中間壁部１１Ｂは、その仮想延長線が長手方向のほぼ中央に設けられた挿通孔１５を通り得る第１の中間壁部１１Ａ上の位置から側壁部１０の近傍まで延びている。挿通孔１５を挟んだもう一方の半面には、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂは設けられていない。

側壁部１０、第１の中間壁部１１Ａは、せん断力に抗し得る厚さのもので形成された矩形（短冊状の）部材である。側壁部１０及び第１の中間壁部１１Ａの厚さは、特に限定されないが４．５ｍｍ又は６ｍｍのものを好適に採用することができる。
側壁部１０には、内側板部８の外方に突出した取っ手１３が固定されている。取っ手１３は、内側板部８を外側板部９と固定してフレーム部材６とした際に、フレーム部材６を持ち上げるために把持しやすい形状であればどのような形状でいくつ形成されていてもよい。
嵌合切欠き１２及び２本の第１の中間壁部１１Ａの両外側には、コーナー部材７を連結させるためのボルトの挿通孔１６が形成されている。

外側板部９は、内側板部８と同形状に形成されている。
内側板部８と外側板部９とは、内表面８ｃと内表面９ｃとを対向させた際の向きを、それぞれの第１の中間壁部１１Ａ等が形成された半面どうしを入れ違いにして、すなわち、第１の中間壁部１１Ａ等が形成された半面を、これらが形成されていない半面に対向させて重ね合わされている。そして、内側板部８と外側板部９とは、側壁部１０，１０とこれに対向して接する内表面８ｃ，９ｃと溶接することにより偏平な箱型ないし角筒状に堅固に固定されている。

以上の構成を有するフレーム部材６は、図２（ａ）に示す矩形形状を長手方向に２等分して見ても、短手方向に２等分して見ても、線対称となるように形成されている。そして、側壁部１０，１０、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂはそれぞれ、フレーム部材６全体としてみたときに、半分が内側板部８の内側面８ｃに予め溶接され、残りの半分が外側板部９の内側面９ｃに予め溶接された構成となっている。

より具体的には、嵌合切欠き１２，１２を結んだ中央線を境に、一方の側壁部１０並びに第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂの半分は、内側板部８の内側面８ｃに溶接されている。他方の側壁部１０、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂの残りの半分は、外側板部９の内側面９ｃに溶接されている。この状態で、内側板部８及び外側板部９が、互いの内側面８ｃ，９ｃを対向させ予め内側板部８又は外側板部９に溶接した側壁部１０を対向する内表面８ｃ，９ｃに溶接することで形成されている。フレーム部材６は、このように形成することにより、溶接時のひずみを抑制してバランスよく形成される。

以上のようにして、内側板部８、外側板部９及び側壁部１０によって、内側板部８及び外側板部９とその長辺８ｂ，９ｂに沿う側面が囲まれ、長手方向の両端部が開口した内部空間を形成し、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂによって内部空間が区切られたフレーム部材６が形成されている。詳細には、フレーム部材６の内部空間は、第１の中間壁部１１Ａ，１１Ａによって短手方向の中央Ｓ１とその両側Ｓ２，Ｓ２に区分けされ、第２の中間壁部１１Ｂによって、側壁部１０と第１の中間壁部１１Ａとの間Ｓ２が側壁部１０側で互いに連通するように、長手方向に更に区分けされている。第１及び第２の中間壁部１１Ａ，１１Ｂの構成によって、フレーム部材６の内部空間が互いに連通し、内側板部８及び外側板部９間に進入した水を排水し易いようにしている。

側壁部１０の短辺１０ａの寸法１０ｄは、内側板部８及び外側板部９の厚さを考慮して、内側板部８と外側板部９とを側壁部１０で連結させた際の外表面８ｄと外表面９ｄとの間の長さ（すなわちフレーム部材６の高さ。以下同様）が内側板部８の短辺８ａの寸法（すなわちフレーム部材ないし変形防止枠２の更生管Ｘへの設置時の奥行き方向の寸法、以下「奥行き寸法」と称する）の５分の１以下になるように設定されている。側壁部１０の短辺１０ａの寸法、すなわち内側板部８と外側板部９との間に設ける間隔１０ｄは、可及的に小さくなるよう５ｍｍから１５ｍｍ程度好ましくは１２ｍｍ程度に設定されることが好ましい。

上記を言い換えると、フレーム部材６の奥行き寸法は、フレーム部材６の高さの５倍以
上であることが好ましい。またフレーム部材６の奥行き寸法は、高さ寸法の１０倍以上
であることが好ましく、更には１５倍以上であるとなおよい。

フレーム部材６の奥行き寸法が高さ寸法の５倍より小さい場合は、十分な剛性が得られない虞があり、変形防止枠２の更生管Ｘへの設置のピッチを短くしなければならない場合があるからである。また、フレーム部材６の奥行き寸法が高さ寸法の５倍以上の場合には、フレーム部材の高さを低くしておきつつも十分な剛性が得られ、変形防止枠２の設置のピッチを従来の（例えば約２ｍ）よりも小さくしなくてもよいためである。本実施形態では、フレーム部材６の奥行き寸法が高さの寸法の約１６．７倍となる寸法で形成されている。

ただし、フレーム部材６奥行き寸法は、高さ寸法の２０倍以上にならないことが望ましい。フレーム部材６の奥行き寸法を２０倍以上に伸ばすと、奥行寸法の増大でフレーム部材６の重量が嵩むからである。また、フレーム部材６の奥行き寸法を２０倍以上にした場合には、フレーム部材６の剛性の担保のために奥行き寸法に直交する辺（本実施形態では長辺８ｂ，９ｂ）を短くする必要が生じ、フレーム部材６の部品点数が上がる可能性があるからである。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、コーナー部材７は、複数のフレーム部材６をそれぞれの向きを変えて連結する部材である。コーナー部材７は、矩形の鋼板により形成された厚板部１７と、厚板部１７の両端を所定の角度に屈曲させた先端部１７Ｔに固定した連結部１８とを備えている。

厚板部１７の折り曲げられた先端部１７Ｔは、変形防止枠２の所定の多角形状を形成する角度（本実施形態では１３５°）に屈曲した上で、図２に示すフレーム部材６の短辺６ａをその両端の内部に納められるよう短辺６ａよりも長い寸法に形成されている。
厚板部１７は、フレーム部材６の高さとほぼ同じ厚さ寸法を有している。厚板部１７の長手方向及び短手方向のほぼ中央には、厚さ方向に貫通して図１に示すジャッキボルト１４を螺入させることができる雌螺子孔１９が形成されている。

連結部１８は、フレーム部材６の端部６ｅを挟み込む内板部２０，外板部２１及び側板部２２を有している。
内板部２０及び外板部２１は、内側板部８又は外側板部９の短辺８ａよりも長い長辺を有し、フレーム部材６の端部６ｅを挿入可能な程度の短辺寸法を有した矩形に形成されている。

連結部１８の内板部２０及び外板部２１には、図３（ｂ）に示すように、短手方向の厚板部１７と連結している側の端部において、連結部１８の内部を開口させて内部に進入し得る水を排出可能な開口部（ないし水抜き切欠き）２７が形成されている。

開口部２７は、図２に示すフレーム部材６の端部６ｅを図３（ｂ）において仮想線で示すように挿入可能な所定位置まで挿入した際にその端部６ｅが開口部２７を塞ぎ切らない配置となるよう構成されている。これによって、フレーム部材６の内部空間と連通した連結部１８内が、開口部２７において連結部１８の外と通じ、フレーム部材６内に進入し得る流水（供用水）を排出できるようになっている。

側板部２２は、フレーム部材６の端部６ｅを挿入させる長さと同程度の長辺と、フレーム部材６の高さ寸法よりもわずかに大きい短辺を有している。
内板部２０と外板部２１とをそれぞれの偏平面を対向配置させ、内板部２０，外板部２１の長手方向の両端部の間に側板部２２の偏平面を垂直に立てて溶接することで、連結部１８は偏平な角筒状に形成されている。

連結部１８の側板部２２間の中央には、鋼板により形成された嵌合壁部２３が形成されている。
嵌合壁部２３は、図２に示すフレーム部材６の内側板部８及び外側板部９に形成された嵌合切欠き１２の相対的な挿通を許す厚さ寸法に形成されている。

連結部１８の一方の開口部には厚板部１７の折り曲げられた先端部１７Ｔが所定寸法挿入された状態で溶接されている。
本発明のフレーム部材６及びコーナー部材７には、一般鋼材を広く用いることができ、ステンレス鋼材をより好適に用いることができる。
以上の構成により、連結部１８内にフレーム部材６の端部６ｅを、嵌合壁部２３に嵌合切欠き１２が当たるまで挿入することができるようになっている。

連結部１８の内板部２０及び外板部２１には、フレーム部材６の端部６ｅを挿入した際に、フレーム部材６の挿通孔１６と連通してボルトを挿通可能な挿通孔２５が形成されている。
この構成により、コーナー部材７の連結部１８にフレーム部材６を嵌合させた状態で挿通孔２５にボルトを挿通させてナットで締めて、連結部１８とフレーム部材６とを堅固に固定できるようになっている。

変形防止枠２の組み立ては、コーナー部材７の連結部１８にフレーム部材６の端部６ｅを嵌合させて不図示のボルト及びナットで緊締し、４つのフレーム部材６を４つのコーナー部材７で連結した概略矩形（正確には８角形）の輪を形成する。これにより、フレーム部材６のそれぞれの偏平面８ｃ，９ｃが上下及び左右方向に対向し、フレーム部材６の短辺６ａが奥行き方向に延びる略筒状の変形防止枠２となる。

変形防止枠２を腹起し材３に対して突っ張らせる支持部材５は、ジャッキボルト１４等とその先端に固定された板部材１４ａとを備えたものである。
また、大口径の更生管Ｘに用いられる変形防止枠２においては、変形防止枠２の内側に垂直方向又は水平方向に架けて固定される不図示の補強部材を備えていてもよい。

次に、変形防止枠２の作製方法について説明する。
変形防止枠２の作製は、内側板部８及び外側板部９を形成する板部形成工程、側壁部１０等を間に挟んで内側板部８及び外側板部９を固定したフレーム部材形成工程、及び複数のフレーム部材６をコーナー部材７でリング状に組み立てる組立工程を通じて行われる。

板部形成工程では、鋼板の一方の面を２等分した半面のみに、図２に示すように短冊状の鋼板の側壁部１０及び第１及び第２の中間壁部１１Ａ，１１Ｂをそれぞれの板面から立ち上がるように溶接して、内側板部８及び外側板部９を形成する。内側板部８及び外側板部９は、特に限定されないが同形状となるよう形成することが好ましい。

フレーム部材形成工程では、板部形成工程で作製した内側板部８及び外側板部９を、それぞれに設けた側壁部１０，１０が対向して平行に延びるように、側壁部１０等の形成面同士を向け、側壁部１０を重ね合わせた内側板部８又は外側板部９に溶接し、フレーム部材６とする。
これにより、内側板部８及び外側板部９の矩形の半面に形成した側壁部１０及び第１及び第２の中間壁部１１Ａ，１１Ｂが、側壁部１０等が形成されていない面に重ね合わされて接した状態となり、側壁部１０が対向する内側面８ｃ又は内側面９ｃに溶接された状態となる。

なお、第１及び第２の中間壁部１１Ａ，１１Ｂは、内側板部８又は外側板部９の一方に予め溶接されているのみで、対向する内側面８ｃ（又は９ｃ）には溶接されていない。
組立工程では、フレーム部材６の端部６ｅをコーナー部材７の連結部１８内に嵌合させて固定していき、全体として八角形を成すリング状の変形防止枠２とする。

次に、支保１の更生管Ｘへの設置工程について説明する。
まず、図１に示すように、鋼材により形成された長尺な棒状の角材からなる複数の腹起し材３を、更生管Ｘの軸線Ｌに周りに所定の間隔でかつ軸線Ｌにほぼ平行に固定していく。更生管Ｘが矩形又は馬蹄形の場合、更生管Ｘのコーナー部で張り出しが必要な部分にも腹起し材３を固定する。

腹起し材３が固定された更生管Ｘ内に、予め組み立てておいた変形防止枠２を運び入れ、変形防止枠２が更生管Ｘの内部を軸線Ｌ周りに囲繞するように立ち上げて保持する。
この状態で、フレーム部材６及びコーナー部材７に形成された雌螺子孔１５にジャッキボルト１４を螺入し、腹起し材３に固定した板部材１４ａ及び腹起し材３にジャッキボルト１４を挿入固定して、座屈防止処置を行う。

具体的に、座屈防止処置は、図１に示すように、更生管Ｘに腹起し材３を配し、更生管Ｘの四隅付近を含む周方向の位置において腹起し材３によって更生管Ｘを内面から外側（既設管側）に押圧可能にして更生管Ｘの変形を矯正及び／又は防止する作業である。これは、特に更生管Ｘの自重による変形時の形状補正（＝矯正）及び裏込め材注入時の座屈の防止のために行われる。腹起し材３は、変形防止枠２に設けた雌螺子孔１５にジャッキボルト１４を螺合させて固定し、ジャッキボルト１４の先端にコ字状の板部材１４ａを固定し、板部材１４ａに把持された状態でジャッキボルト１４を螺合して、更生管Ｘの内面に押し当てて用いられる。

更生管Ｘは、内部に大量の供用水が流れたりその他の大きな外力が掛かったりすることを考慮して、口径によって耐荷重性及び耐久性を有効に発揮し得る設計がなされている。そこで、自重で偏平に変形した更生管Ｘを腹起し材３とジャッキボルト１４の調整で設計された形状に戻すよう矯正する。その後、更生管Ｘへの詳細位置決め処置として、上下左右の腹起し材３とジャッキボルト１４を用いて、更生管Ｘの上下左右の寸法出しを設計されたとおりに行う微調整を行う。

更生管Ｘの形状を正確に設定することができたら、変形防止枠２の上部から突出させた浮上防止柱３０が対向する更生管Ｘの位置に孔を開け、浮上防止柱３０を挿通させてその先端を既設管の内頂面に突き当てて、浮上防止処置を行う。
以上の作業によって、支保１の更生管Ｘへの形状出しと更生管Ｘの固定が完了し、更生管Ｘの既設管に対する位置決めができた状態となる。

＜裏込め材注入作業＞
更生管Ｘ内に軸線方向に所定の間隔で複数の支保１が設置された後、既設管Ｙと更生管Ｘとの間にモルタル等の裏込め材を充填する。裏込め材がある程度養生固化したら、上述した支保１を設置時の手順と逆の手順で撤去し、更生管Ｘの外で解体する。

このように、本発明の変形防止枠２及びこれを有する支保１によれば、フレーム部材６の高さ寸法を可及的に小さくしつつ剛性を保持することができる構成を採用しているため、更生管Ｘ内に設置した際に更生管Ｘの断面積を占める変形防止枠２の面積を極力小さくすることができる。

また、変形防止枠２の内部に第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂを設けているため、変形防止枠２に十分な剛性を維持した状態で、更生管Ｘの軸線Ｌ方向に直交する断面に現れる変形防止枠２の高さを最小限にすることができる。したがって、トレードオフの関係にある変形防止枠２の剛性と高さ即ち流水性の良さを両立することができるという効果を奏する。

したがって、流水をさせつつ更生管Ｘを敷設する場合であっても、流水の阻害を大幅に低減することができるという効果を奏する。そのため、ゲリラ豪雨などにより短時間で増水してしまうような場合であっても、既設管又は更生管Ｘからの溢水を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明の変形防止枠２は、鋼板を用いて側壁部１０等を設けた内側板部８及び外側板部９を加工し、これらを用いて作製したフレーム部材６をコーナー部材７で組み立てた構成を採用している。
これにより、変形防止枠２は、フレーム部材６の高さ（梁成）、奥行き寸法（本実施形態では短辺８ａ，９ａ）及び鋼板の厚さを自由に設定することができる。したがって、本発明は、更生管Ｘの座屈（曲げ、圧縮及び軸力）変形に耐え得る剛性及び軽量化のために取り得る、フレーム部材６の最小限の高さ及び最小限の鋼板の厚さを実現することができ、必要な剛性を担保し得る奥行き寸法及び中間壁部１１Ａ，１１Ｂの構成を採用することができる。

フレーム部材の構成について、従来においては、ＪＩＳ規格によって定められた板厚を有する角筒状の鋼材を基本構成とした変形防止枠が採用されてきた。したがって、変形防止枠の剛性の補填のために、ＪＩＳ規格に基づく板厚の角筒状の鋼材をベースとし剛性補強のために単に厚みを増やしたものが採用されてきた。しかし、本発明のフレーム部材６及び変形防止枠２は、その高さ寸法（梁成）を可及的に小さくし、変形防止枠２の設置時の奥行き方向の寸法を前記高さ寸法の５倍以上に設定することにより、梁成を低くしたことによる剛性補填のための鋼板の厚さ増加を回避している。これによりフレーム部材６及び変形防止枠２は、フレーム部材６の重量増加を抑えることができ、変形防止枠２作製及び支保設置の作業効率を上げることができるという効果を奏する。

また、コーナー部材７が連結部１８を有し、連結部１８に嵌合壁部２３が形成され、フレーム部材６に嵌合壁部２３に合わせた嵌合切欠き１２が形成されているため、連結部１８内でのフレーム部材６の揺動が防止され、連結部１８とフレーム部材６との緊締が緩むことを防止することができる。

また、第１の中間壁部１１Ａがジャッキボルト１４の雌螺子孔１５を挟み込むようにその周辺に設けられているため、雌螺子孔１５の周辺の剛性が補強される。したがって、変形防止枠２をジャッキボルト１４で更生管Ｘ内に固定する際に、ジャッキボルトの緊締によるフレーム部材６の変形を防止することができる。また更に、第２の中間壁部１１Ｂが雌螺子孔１５の中心を通る方向で第１の中間壁部１１Ａに直交するように設けられているため、雌螺子孔１５の周辺が一層補強され、ジャッキボルトの緊締によるフレーム部材６の変形をより一層効果的に防止することができる。

また、フレーム部材６の側壁部１０には取っ手１３が設けられているため、変形防止枠２の組み立てや変形防止枠２の把持が非常に容易となり、支保１の設置作業の効率性が高まるという効果を奏する。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、主として第１の実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

第２の実施形態の変形防止枠２は、図４に示すように、複数の構成の角筒部材３４をその軸線に直交する一方向に連結してフレーム部材６を構成している点で、２枚の鋼板からなる内側板部８及び外側板部９間に側壁部１０を設けて溶接固定した第１の実施形態と異なる。

具体的には、本実施形態のフレーム部材６の角筒部材３４は、矩形の内側板部３５、矩形の外側板部３６及び内側板部３５及び外側板部３６の長辺同士を連結する一対の対向する側壁部３７を有している。
複数の角筒部材３４は、側壁部３７の短辺が高さを構成するように、側壁部３７の偏平面どうしを重ね合わせて溶接して形成されている。

これにより、各角筒部材３４の内側板部３５及び外側板部３６がそれぞれ略面一状に設けられて、全体として一つの内側板部８及び外側板部９を構成している。
互いに連結した角筒部材３４の両端に位置する角筒部材３４の外側の側壁部３７は、第１の実施形態のフレーム部材６における側壁部１０を構成し、互いに重ね合わせて溶接した側壁部３７は、フレーム部材６の内部空間の長手方向に延びて短手方向に区分けする中間壁部３８を構成している。

コーナー部材７には、本実施形態のフレーム部材６の長手方向の端部を挿入固定することのできる連結部１８を有するもので、第１の実施形態のコーナー部材７の嵌合壁部２３を有していないコーナー部材７を適用することができる。なお、本実施形態の角筒部材３４に嵌合切欠き１２を設ければ、第１の実施形態と同様のコーナー部材７を用いることもできる。

以上の構成によっても、流水を阻害し得るフレーム部材６を可及的に薄型にするとともに、変形防止枠２としての剛性を十分に保った変形防止枠２とすることができる。
また、中間壁部３８が角筒部材３４の側壁部３７同士を溶接したもので構成されるので、フレーム部材６の剛性を一層高めることができるという効果を奏する。

なお、上記第１及び第２の実施形態で示した変形防止枠２は、前述した構成のフレーム部材６が変形防止枠２の少なくとも一部に用いられていればよい。すなわち、上述したフレーム部材６が更生管Ｘの底面上に設置されれば、それだけでも更生管Ｘ内の流水下の阻害を防止し得る。

また、コーナー部材７の連結部１８は、フレーム部材６の端部６ｅを厚板部１７の先端部１７Ｔに突き当たるまで挿入させる構成であってもよい。この場合、フレーム部材６の短辺６ａ側には、図５に示すように、連結部１８に挿入した際に開口部２７に対応する位置に水抜き用切欠き２８を形成し、この水抜き用切欠き２８及び開口部２７を通じて、フレーム部材６内の水を抜けるようになっていてもよい。水抜き用切欠き２８は、開口部２７よりも大きい方がよい。

また更に、コーナー部材７の連結部１８には、上記した以外の位置に開口部２７を設け、挿入時に連結部１８の開口部２８に対応するフレーム部材６の位置にも開口部を設けた構成とし、水抜き構造を設けてもよい。
また、上述した開口部２７及び水抜き用切欠き２８は、フレーム部材６の内側板部８及び外側板部９の双方並びに内板部２０及び外板部２１の双方に形成されていることが好ましいが、外側板部９及び外板部２１にのみ形成されていてもかまわない。

また、上記実施形態では、第１及び第２の中間壁部１１Ａ，１１Ｂが内側板部８及び外側板部９の長手方向及び短手方向に線対称に設けられた好適なフレーム部材６を例示したが、中間壁部は、フレーム部材６の剛性を保持し得る限り必ずしも線対称に形成されていなくともよい。また、上記実施形態では、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂが半分ずつ内側板部８と外側板部９とに溶接された好適なフレーム部材６を例示したが、第１の中間壁部１１Ａ及び第２の中間壁部１１Ｂは、それぞれ均等に内側板部８と外側板部９とに溶接されていることは必須ではない。

また、上記各実施形態では、変形防止枠２として、１つのフレーム部材６の両端にコーナー部材７を連結させた場合を例示した。しかし、本願発明の変形防止枠２は、コーナー部材７，７間に、同一方向かつ同一面上に複数のフレーム部材６を連結させた大型のフレーム部材を用いて構成してもよい。この場合、フレーム部材６，６同士の間は、例えばコーナー部材７の連結部１８のみを用いてその開口両端部のいずれにもフレーム部材６の端部６ｅを挿入する等、適宜の連結ないし固定部材を用いて堅固に固定すればよい。なお、一方向に連結するフレーム部材６は、連結方向の辺の長さが同一のものも、互いに異なるものを用いることも可能である。

このように一方向に連結させた複数のフレーム部材６，６をコーナー部材７，７で連結することで、１つのフレーム部材６自体の大型化を回避して本発明を大口径の更生管Ｘにも適用することができる。このことは、作業者が変形防止枠２の組み立てのために運搬するフレーム部材６を出来るだけコンパクトかつ所定の重量の範囲に抑えるために有効となる。

すなわち、例えば更生管の径が１．５ｍ程度の場合、設置されるフレーム部材６は、短辺８ａ×長辺８ｂが概略３５０ｍｍ×７５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ程度の鋼板となり、重量が２０ｋｇを超えてくることがある。同様のフレーム部材６を２ｍ以上の径を有する更生管Ｘに１枚で適用する場合には、長手方向の寸法を拡大することによりその重量が３０ｋｇ以上になることが予想され、法令の範囲を超える虞が生じる。したがって、コーナー部材７，７間に設けるフレーム部材６を複数のフレーム部材６を連結して構成することで、フレーム部材６の重量を一人で運搬することが法令等で認められている範囲とするとともに、運搬作業を簡便性にすることができるという効果を奏する。

また、上記実施形態において、内側板部８及び外側板部９を鋼板の溶接により加工された例を示したが、内側板部８及び外側板部９は、鋳造により作製されることも可能ではある。
また、変形防止枠に用いるフレーム部材６は、その短辺を変形防止枠２の奥行き方向に向けて用いるのが一般的になると考えられるが、フレーム部材６の短辺を奥行き方向に設定するように用いることは必須ではなく、長辺を奥行き方向に用いることも可能である。

１ 支保
２ 変形防止枠
３ 腹起し材
５ 支持部材
６ フレーム部材
７ コーナー部材
８ 内側板部
８ｂ 長辺
９ 外側板部
１０ 側壁部
１０ａ 側壁部の短辺
１１Ａ，１１Ｂ 中間壁部
１２ 嵌合切欠き
１４ ジャッキボルト
１４ａ 板部材
１７ 厚板部
１８ 連結部
２３ 嵌合壁部
２７ 開口部
２８ 水抜き用切欠き
３０ 浮上防止柱
３４ 角筒部材
Ｘ 更生管
Ｙ 既設管

Claims (14)

1. 更生管の設置に用いられる支保を構成する変形防止枠であって、
   互いに間隔を空けて対向配置した内側板部及び外側板部、並びに前記内側板部及び前記外側板部の端部間を連結し内部空間を形成する少なくとも一対の側壁部を有したフレーム部材を具備し、
   前記フレーム部材の端部同士を複数連結させて前記更生管内を軸線周りに囲い、前記フレーム部材の高さ寸法に対して、前記フレーム部材の前記更生管の軸線方向に延びる奥行き寸法を長くした筒状に形成され、
   少なくとも一つの前記フレーム部材は、前記更生管の軸線方向に延びる奥行き寸法を、前記フレーム部材の高さ寸法の５倍以上とした偏平な部材を用いて構成されている変形防止枠。
2. 前記内部空間を少なくとも部分的に仕切る１以上の中間壁部が形成されている請求項１に記載の変形防止枠。
3. 前記中間壁部は、前記フレーム部材の長手方向に形成されている請求項２に記載の変形防止枠。
4. 前記中間壁部は、前記フレーム部材の短手方向に形成されている請求項２又は３に記載の変形防止枠。
5. 前記中間壁部は、前記フレーム部材の固定に用いる部材を挿通させる挿通孔の周辺に及び／又は前記挿通孔に交差する方向に設けられている請求項２から４のいずれか一項に記載の変形防止枠。
6. 複数の前記フレーム部材は、厚板部と、厚板部の両端部に設けられ、フレーム部材の端部を嵌合させて固定可能な連結部とを備え、前記フレーム部材の設置向きを変更させて固定するコーナー部材により連結されている請求項１から５のいずれか一項に記載の変形防止枠。
7. 前記フレーム部材の前記端部には、嵌合切欠きが形成され、
   前記連結部には、前記嵌合切欠きに嵌合可能な嵌合壁部が形成されている請求項６に記載の変形防止枠。
8. 前記フレーム部材の前記端部を嵌合させる前記連結部の端部、又は、前記連結部の端部及び前記フレーム部材の端部の双方に、フレーム部材内に進入した水の排出が可能な開口部又は水抜き用切欠きが形成されている請求項６又は７に記載の変形防止枠。
9. 前記フレーム部材は、側壁面同士を重ね合わせて固定した複数の角筒部材により全体として偏平に形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載の変形防止枠。
10. 前記フレーム部材に取っ手が形成されている請求項１から９のいずれか一項に記載の変形防止枠。
11. 既設管内に形成される更生管の内部に、前記更生管内の軸線周りに組まれる変形防止枠と、前記変形防止枠に固定して前記更生管に対する突っ張りとなる支持部材と、腹起し材と、前記更生管の前記既設管における浮上を防止する浮上防止柱とを備え、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の前記変形防止枠が用いられている支保。
12. 鋼板の一方の面にこの鋼板の一辺に沿って立ち上がる側壁部、及び前記側壁部と間隔を空けて前記一方の面から立ち上がる中間壁部を設けた内側板部及び外側板部を形成する板部形成工程と、
    前記内側板部と前記外側板部とを、それぞれの前記側壁部が互いに対向して平行に延びるように重ね合わせ、前記側壁部をこれに対向する前記一方の面に溶接し、前記側壁部間に前記中間壁部を立設させたフレーム部材の形成工程と、
    複数のフレーム部材の端部を、これら複数のフレーム部材間で設置の向きを変えて連結するコーナー部材で連結してリング状にする組立工程とを有した請求項１から８のいずれか一項に記載の変形防止枠の作製方法。
13. 前記板部形成工程において、前記内側板部及び外側板部を同一形状に形成し、前記側壁部及び前記中間壁部を、前記鋼板の一方の面を２等分した半分側のみ形成した請求項１２に記載の変形防止枠の作製方法。
14. 前記組み立て工程において、複数のフレーム部材を同一方向に連結して大型フレーム部材を形成し、前記大型フレーム部材の両端部をコーナー部材に連結する請求項１２又は１３に記載の変形防止枠の作製方法。

Images