JPH0137540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄筋コンクリート製品として分割して
製造され、現場において組立てられるようにした
組立式アーチカルバートに関する。

従来実用に供し得るカルバートは、ヒユーム管
を代表とする円形か、ボツクスカルバートを代表
とする四角形であつたが、道路下に埋設されたと
きのように荷重が大きい場合、ヒユーム管の周囲
に大形の鉄筋コンクリートの補強巻立てを必要と
するように強度及び経済的に不利が多く、施工も
困難なものになる欠点があつた。

また従来のカルバートを分割して製造しその運
搬取扱いを容易にした組立式カルバートも知られ
ているが、その分割位置及び連結手段に力学的配
慮がなされていない場合が多く、施工に不安が生
じたり、必要以上に堅牢な構造にしたものが少な
くなかつた。

そこで本発明は、力学的な面から追究して最も
有利な場合が多く、特に荷重が大きい場合でも補
強を必要とせずそのまま使用することができ、且
つ製造が極めて容易なばかりでなく、材料費の節
減、軽量化を計り運搬取扱いを容易にし、経済的
で施工も容易な組立式アーチカルバートを提供し
ようとするものである。

本発明はその基本としてアーチ部分を基礎台部
分から分離して製造する構成であり、このアーチ
部分を独立に製造するだけでも、型枠の構造、配
筋及びコンクリート打設等が極めて有利になる
が、それを更に分割して製作し、特に大口径のア
ーチカルバートの製造を有利にするもので、その
原理は、アーチカルバートが、各口径において、
種々な荷重条件によつて、アーチ軸線に沿う応力
が零になる位置（即ち、アーチ軸線に沿う曲げモ
ーメントの正負が逆転する変曲点の位置）は、角
度にして5゜〜6゜以内の僅かの範囲内にあり、ほぼ
一定しており、しかもその付近の応力も非常に小
さい点に着目し、この応力が略零となる位置を境
に分割して製作し組み立てても、分割部分を境に
曲げモーメントの方向が逆に作用するから、安全
性を十分に確保することができるという認識に基
づいている。

即ち、本発明は、頂部側に円弧中心角でほぼ
180゜のアーチ部分を包含する鉄筋コンクリート製
アーチカルバートにおいて、該アーチカルバート
に加わる荷重によつてアーチ軸線に沿つて生じる
曲げモーメントの正負が逆転する変曲点の位置を
ほぼ境に、前記アーチ部分を長手方向に沿つて分
割して製作し組立てるように構成してなる組立式
アーチカルバートを提供するものである。

以下図示する実施例により、本発明に係るアー
チカルバートを詳細に説明すると、第１図は馬蹄
形アーチカルバートの一実施例を示す正面図で、
１０はアーチカルバート本体、２０はこれを設置
する基礎底盤である。アーチカルバート本体１０
は、左右対称の脚枠部１１と、その上部に跨つて
設置される天台部１２とに分割部１３を境に分割
して構成してある。分割部１３はアーチカルバー
トの長手方向（即ち紙面に垂直な方向）に向つ
て、アーチ肉厚の中心を通るアーチ軸線に対し
て、略平行な平行面１４ａと、略直交する直交面
１４ｂとからなる分割面を境に分割され、この分
割部によつて脚枠部１１の上端部に支持段部１１
ａが構成される一方、天台部１２の両側端部に載
置段部１２ａが構成されている。この分割部１３
の連結手段は、実施例の場合、第２図及び第３図
に示すように、アーチ軸線方向に沿つてはミスネ
ジバー（JIS規格G3112−1975）等の連結部材１
５で連結し、アーチ軸線方向に直交する方向に沿
つては、ボルト・ナツト等の連結部材１６を使用
して、所定間隔に交互に連結するように構成し、
且つ接合面には粘着性合成樹脂等のシール材１７
を介して剛結合状態で連結してある。１８はミス
ネジバー部分に施した防水モルタル層である。ま
た、脚枠部１１の下端部１１ｂは基礎底盤２０上
にアスフアルトシート等の接合剤２１を介して載
置され、且つ、アンカーボルト２２により固定し
てある。また、実施例では、基礎底盤２０は放物
曲線状の流水断面２３を有するように構成し、ア
ーチカルバート本体１０から加わる荷重を底盤全
体に平均分布するようになし、地耐力の低減を計
ると共に、合理的な流水断面が得られるように構
成してある。

ここで本発明に係るアーチカルバート本体の分
割部１３は、これに加わる荷重によつてアーチ軸
線に沿つて生じる応力分布が略零になる位置、即
ち曲げモーメントの正負が逆転する変曲点の位置
をほぼ境に設けてある。第４図は、両下端部がヒ
ンジ結合状態のアーチカルバートの円弧部のアー
チ軸線Ｌの半径ｒが0.44ｍ、直線部の高さＨが、
0.28ｍ、活荷重が20tの場合、土かぶり厚4.0ｍの
ときのモーメント図がｈ１、土かぶり厚0.3ｍの
ときのモーメント図がｈ２で示してあり、いずれ
のモーメント図においても、応力が略零となる変
曲点の位置が頂部（ψ＝0゜）から中心角でψ1≒
68゜の位置であることがわかる。また、アーチ頂
部で負の応力が最大となり、ψ2≒85.6゜の位置で
正の応力が最大となる性質も両モーメント図で一
致していることもわかる。いずにしてもアーチ軸
線に沿つて生じる応力分布が種々の荷重条件によ
つて零になる位置は、5゜〜6゜の範囲内で一致して
いると共に、その範囲内での応力も他の部分に比
較して略零とみなせる極めて小さいものであるか
ら、種々の荷重条件によつて得られた応力が零の
位置の平均値を略零の位置として、この曲げモー
メントの正負が逆転する変曲点の位置を境として
分割部１３とすることができる。第１図において
破線Ａの位置はモーメントの零となる平均値の角
度位置を示すものである。

また、アーチカルバート本体１０のアーチ軸線
に沿つた配筋も、分割部分を境に正負逆転する前
記モーメント図の応力分布に対応して、種々の荷
重条件に対して最も合理的な強度を与えることが
できる。第１図において、２はアーチカルバート
の長手方向に沿つて設けた単鉄筋を示したもの
で、天台部１２の場合は、単鉄筋１の上側に沿つ
て配筋され、脚枠部１１では単鉄筋１の内側に沿
つて配筋されている。

第５図は本発明に係る半円形アーチカルバート
の一実施例を示すもので、この場合、アーチカル
バート本体１０は深溝状の基礎底盤２０上に設置
されているが、脚枠部１１及び天台部１２が円弧
状をなすだけで、分割部１３等の細部の構成は先
の馬蹄形アーチカルバートの場合と同様である。
第６図は、両下端部がヒンジ結合状態の半円形ア
ーチカルバートのアーチ軸線Ｌの半径ｒが0.55
ｍ、活荷重が20tの場合、土かぶり厚4.0ｍのとき
のモーメント図がｈ１、土かぶり厚0.6ｍのモー
メント図がｈ２で示してあり、いずれの荷重条件
でも、応力が零となる位置が頂部（ψ＝0゜）から
中心角でψ1≒32゜の位置であることがわかる。ま
たアーチ頂部で負の応力が最大となり、ψ2≒65゜
の位置で正の応力が最大となる性質も両モーメン
ト図で一致していることもわかる。従つて、第５
図において破線Ａで示す分割部１３の位置は応力
分布が零となる位置の平均の角度位置に設定する
と共に、単鉄筋１，２の配筋もモーメント図の応
力分布に対応してアーチ軸線から偏つて設定して
ある点も、先の実施例と同様の構成である。

上記の実施例の構成において、本発明に係るア
ーチカルバートは、カルバート本体を脚枠部１１
と天台部１２に分割して製造することができるか
ら、型枠の構造を簡素化し、配筋及びコンクリー
ト打設作業も容易で、均質で良好な鉄筋コンクリ
ートが得られ、特に大口径であればそれだけ効果
が大となり、現場でも工場においても製造するこ
とができる。現場での組立作業は、先ず基礎底盤
２０上にアンカーボルト２２により脚枠部１１を
立設し、次いで脚枠部１１の上端部に天台部１２
を載置し、ミスネジバー及びボルト・ナツト等の
連結部材１５，１６により脚枠部１１と天台部１
２を一体に連結すればアーチカルバートが完成
し、その作業は簡単である。また、アーチカルバ
ート本体１０を放物曲線状の流水断面を有する基
礎底盤２０上に設置するように実施すれば、合理
的な流水断面が得られると共に荷重の分布を均等
に受けることを可能にする。そして、完成したア
ーチカルバート本体１０において、分割部１３
は、一体のアーチカルバート本体の種々の荷重条
件に対する応力分布が略零となる曲げモーメント
の変曲点の位置に設定してあるから、強度的に全
く安全であり、それ故に連結手段も簡素化するこ
とができる。更に配筋も単鉄筋１，２を分割部を
境に正負の異なる応力分布に対応してアーチ軸線
から偏つて設けるように実施すれば、単鉄筋１，
２が変曲を受けるようなことがなく、合理的な強
度を得ることができるから、鉄筋量及びコンクリ
ート量を軽減することができる。

以上の通り、本発明に係る組立式アーチカルバ
ートによれば、頂部側に円弧中心角でほぼ180゜の
アーチ部分を包含する鉄筋コンクリート製アーチ
カルバートにおいて、該アーチカルバートに加わ
る荷重によつてアーチ軸線に沿つて生じる曲げモ
ーメントの正負が逆転する変曲点の位置をほぼ境
に、前記アーチ部分を長手方向に沿つて分割して
製作し組立てる構成を有するから、分割部分は組
立の前後において曲げモーメントが零の位置であ
るから、分割による曲げ強度は少しも失われるこ
となく、一体成形品と同じ強度のアーチカルバー
トを得ることができ、力学的な面から追究して最
も有利な場合が多く、特に荷重が大きい場合でも
補強を必要とせずそのまま使用することができ、
且つ製造が極めて容易なばかりでなく、材料費の
節減、軽量化を計り運搬取扱いを容易にし、経済
的で施工も容易な組立式アーチカルバートを提供
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアーチカルバートの一実
施例の正面図、第２図はその要部の縦断面図、第
３図はその要部の一部横断正面図、第４図は本発
明の原理を説明するモーメント図、第５図は他の
実施例の正面図であり、第６図はその原理を説明
するモーメント図である。 １，２……単鉄筋、１０……アーチカルバート
本体、１１……脚枠部、１２……天台部、１３…
…分割部、１４ａ，１４ｂ……分割面、１５，１
６……連結部材、２０……基礎底盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 頂部側に円弧中心角でほぼ180゜のアーチ部分
   を包含する鉄筋コンクリート製アーチカルバート
   において、該アーチカルバートに加わる荷重によ
   つてアーチ軸線に沿つて生じる曲げモーメントの
   正負が逆転する変曲点の位置をほぼ境に、前記ア
   ーチ部分を長手方向に沿つて分割して製作し組立
   てるように構成してなる組立式アーチカルバー
   ト。 ２ アーチが馬蹄形であることを特徴とする特許
   請求の範囲１に記載の組立式アーチカルバート。 ３ アーチが半円形であることを特徴とする特許
   請求の範囲１に記載の組立式アーチカルバート。 ４ アーチカルバートが左右対称の脚枠部１１と
   その上部に跨がる天台部１２に分割される一方、
   該分割面がアーチ軸線に略平行をなす平行面１４
   ａと、アーチ軸線に略直交する直交面１４ｂとか
   らなり、これら平行面と直交面とを、アーチ軸線
   に略直交する連結部材１６とアーチ軸線に略平行
   する連結部材１５とによつて連結するように構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲１，２又は
   ３に記載の組立式アーチカルバート。 ５ アーチカルバートが放物曲線状に彎曲した流
   水断面を有する底盤２０上に設置されることを特
   徴とする特許請求の範囲１，２，３又は４に記載
   の組立式アーチカルバート。