(57)【要約】【課題】ライニング板の板厚を厚くすることなくその固定強度を高める。【解決手段】既設水路の躯体１に形成されるアンカー孔ｃと、ライニング板３に形成される貫通孔ａと、ライニング板３を躯体１に固定するアンカー１０とを備え、アンカー１０は、貫通孔ａ及びアンカー孔ｃに挿通される軸状部１２と、貫通孔ａ周囲におけるライニング板３の表面を躯体１側へ押圧する頭部１１とを備え、頭部１１は、ライニング板３の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部１１ｂを備える水路補修構造とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設水路の躯体（１）に形成されるアンカー孔（ｃ）と、
ライニング板（３）に形成される貫通孔（ａ）と、
前記ライニング板（３）を前記躯体（１）に固定するアンカー（１０）と、
を備え、
前記アンカー（１０）は、前記貫通孔（ａ）及び前記アンカー孔（ｃ）に挿通される軸状部（１２）と、前記貫通孔（ａ）周囲における前記ライニング板（３）の表面を前記躯体（１）側へ押圧する頭部（１１）とを備え、
前記頭部（１１）は、前記ライニング板（３）の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部（１１ｂ）を備える水路補修構造。
【請求項２】
前記アンカー（１０）は、前記アンカー孔（ｃ）内で拡径して前記躯体（１）に固定される拡径部（１３）を備える拡径式アンカーである請求項１に記載の水路補修構造。
【請求項３】
前記ライニング板（３）は、繊維強化樹脂製である請求項１又は２に記載の水路補修構造。
【請求項４】
前記頭部（１１）と前記ライニング板（３）の表面との間に、前記頭部（１１）の外縁よりも外側に外縁を有するワッシャ（１５）を備える請求項１から３のいずれか１つに記載の水路補修構造。
【請求項５】
既設水路の躯体（１）にライニング板（３）を宛がい、
前記ライニング板（３）に貫通孔（ａ）を、前記躯体（１）にアンカー孔（ｃ）をそれぞれ形成し、
前記貫通孔（ａ）及び前記アンカー孔（ｃ）にアンカー（１０）の軸状部（１２）を挿入し、
前記アンカー（１０）の頭部（１１）によって前記貫通孔（ａ）周囲における前記ライニング板（３）の表面を前記躯体（１）側へ押圧して前記ライニング板（３）を前記躯体（１）に固定し、
前記頭部（１１）は、前記ライニング板（３）の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部（１１ｂ）を備えている水路補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水路の内面をライニング板によって補修する水路補修構造、及び、水路補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
老朽化した農業用・下水用等の各種水路を補修する手法として、繊維強化プラスチック製のライニング板を用いるものが一般的である。この手法では、水路を構成するコンクリート等からなる躯体の表面にライニング板を宛がい、躯体の表面とライニング板との隙間に、モルタルやセメントミルク等の流動性のある裏込材を充填して硬化させている。
【０００３】
また、気温の変化や滞留水の凍結等によって、裏込材やライニング板の継ぎ目等に亀裂が生じないように、裏込材の素材として発泡成形体を採用したものもある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９５４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の水路補修構造によれば、ライニング板はアンカーによって躯体に固定されている。このアンカーとして、例えば、拡径式アンカーが用いられている。拡径式アンカーは、躯体に形成されたアンカー孔にスリーブを打ち込んだ後に、そのスリーブが備える拡径部をアンカー孔内で拡がらせることで、躯体にアンカーを固定するものである。
【０００６】
例えば、図５に示すように、拡径式アンカー２のスリーブ２ｂは、躯体１のアンカー孔ｃ内に差し入れられる先端側に拡径部２ｃを備え、ライニング板３に触れる後端側にはやや大径の頭部２ａを備えている。頭部２ａがライニング板３を躯体１側へ押圧することで、ライニング板３と躯体１とが一体化されている。
【０００７】
ところで、スリーブ２ｂの頭部２ａがライニング板３の表面から大きく突出すると、水路を流れる水の流れを阻害する恐れがある。このため、図５に示すように、ライニング板３の貫通孔ａには、頭部２ａが嵌る座繰りｂを設けている。しかし、座繰りｂを設けることは、その座繰りｂ部分の板厚を減少させ、ライニング板３の強度を低下させる恐れもある。座繰りｂを設けつつ、強度を低下させないための手法として、ライニング板３の全体の板厚を厚くすることも考えられるが、これは、ライニング板３の大幅な重量増と、それに伴うコスト増を伴うので好ましくない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、水路補修構造におけるライニング板３の板厚を厚くすることなく、その固定強度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、既設水路の躯体に形成されるアンカー孔と、ライニング板に形成される貫通孔と、前記ライニング板を前記躯体に固定するアンカーと、を備え、前記アンカーは、前記貫通孔及び前記アンカー孔に挿通される軸状部と、前記貫通孔周囲における前記ライニング板の表面を前記躯体側へ押圧する頭部とを備え、前記頭部は、前記ライニング板の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部を備える水路補修構造を採用した。
【００１０】
ここで、前記アンカーは、前記アンカー孔内で拡径して前記躯体に固定される拡径部を備える拡径式アンカーである構成を採用することができる。また、前記ライニング板は、繊維強化樹脂製である構成を採用することができる。
【００１１】
さらに、前記頭部と前記ライニング板の表面との間に、前記頭部の外縁よりも外側に外縁を有するワッシャを備える構成を採用することができる。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、この発明は、既設水路の躯体にライニング板を宛がい、前記ライニング板に貫通孔を、前記躯体にアンカー孔をそれぞれ形成し、前記貫通孔及び前記アンカー孔にアンカーの軸状部を挿入し、前記アンカーの頭部によって前記貫通孔周囲における前記ライニング板の表面を前記躯体側へ押圧して前記ライニング板を前記躯体に固定し、前記頭部は、前記ライニング板の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部を備えている水路補修方法を採用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、水路補修構造におけるライニング板の板厚を厚くすることなく、その固定強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態の水路補修構造を示す断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】他の実施形態の水路補修構造を示す要部拡大図
【図４】強度試験を行う装置の模式図
【図５】従来例の要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、農業用・下水用等の各種水路の躯体１の内面に、裏込材４を介してライニング板３を固定して、その水路を補修する水路補修構造、及び、その水路補修構造を構築する水路補修方法である。ライニング板３は、躯体１の内面のうち、水に触れる部分である底面１ａと側面１ｂに固定される。
【００１６】
その構成は、図１及び図２に示すように、断面コ字状を成す既設水路を構成する躯体１に形成されるアンカー孔ｃと、ライニング板３に形成される貫通孔ａと、ライニング板３を躯体１に固定するアンカー１０とを備えている。
【００１７】
アンカー１０は、アンカー孔ｃ内で拡径して躯体１に固定される拡径部１３を備える拡径式アンカーである。アンカー１０は、内部に中空部を有する軸状部（スリーブ）１２と、その軸状部１２の中空部に差し込まれるピン１４とからなる。拡径部１３は、軸状部１２の先端に設けられ、先端側に向かって徐々に拡がるテーパー形状である。拡径部１３には、周方向に沿って複数の切欠きが設けられており、その切欠きの隙間が拡大することで、拡径部１３の外径も拡大する。スリーブ１２の中空部は、軸方向先端と軸方向後端にそれぞれ開口しているので、ピン１４を後端側から先端側へ押し込めば、拡径部１３が拡大するようになっている。
【００１８】
また、軸状部１２の軸方向後端には、その軸状部１２よりも大径の頭部１１が備えられている。頭部１１は、先端側へ向くあご部で、貫通孔ａ周囲におけるライニング板３の表面を躯体１側へ押圧している。頭部１１のあご部は、ライニング板３の表面に面接触するフラット面である。
【００１９】
頭部１１は、ライニング板３の表面から後端側へ遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部１１ｂを備えている。さらにこの実施形態では、頭部１１は、錐台形状部１１ｂよりも先端側に、軸方向に沿って同一の円形断面で続く柱状部１１ａを備えている。この実施形態では、錐台形状部１１ｂは円錐台形状であり、柱状部１１ａは円柱形状であるが、これらをそれぞれ角錐台形状、角柱形状としてもよい。
【００２０】
躯体１とライニング板３との間には、裏込材４が充填されている。裏込材４としては、モルタルやセメントミルク等の流動性のある素材が用いられる。これらの流動性のある素材は、躯体１とライニング板３との間に充填された後に硬化することで、躯体１とライニング板３との固定をより強固なものにする。また、裏込材４としては、発泡ゴムや発泡プラスチック等の発泡成形体を用いてもよい。
【００２１】
ライニング板３としては、例えば、繊維強化プラスチック材（ＦＲＰ板）を採用することができる。また、ライニング板３としては、未硬化のＦＲＰ板を未硬化の樹脂セメント板等の両面又は片面に設けて一体成形した、繊維強化プラスチックモルタル複合材（ＦＲＰＭ板）を採用することもできる。ライニング板３には、これらのような繊維強化プラスチック製の素材以外にも、躯体１の表面を安定して被覆するものであれば、樹脂、ゴム、金属、その他素材を広く適用することができる。
【００２２】
また、この実施形態では、躯体１とライニング板３との間の隙間や、ライニング板３同士の継ぎ目から水路の水が漏れることを防止するため、それらの隙間や継ぎ目をシーリング材５で塞いでいる。また、側面１ｂの上端に露出している裏込材４をシーリング材５で被覆して、雨水等がライニング板３の裏面側に浸み込むのを防止している。
【００２３】
この水路補修構造を構築する際の水路補修方法の手順を、以下に説明する。
【００２４】
ライニング板３には、アンカー１０を挿入するための貫通孔ａが予め形成されており、躯体１にライニング板３を宛がい、その貫通孔ａを通して、躯体１の内面にドリルでアンカー孔ｃを形成する。
【００２５】
貫通孔ａ及びアンカー孔ｃにアンカー１０の軸状部１２を挿入し、ハンマー等でピン１４を叩き込むことによって、拡径部１３を拡径させて軸状部１２をアンカー孔ｃ内に固定する。このとき、頭部１１によって貫通孔ａ周囲におけるライニング板３の表面は、躯体１側へ押圧されるので、ライニング板３が躯体１に固定される。その後、躯体１とライニング板３との間の隙間に裏込材４を充填する。裏込材４が固体や粘度の高い素材である場合には、躯体１にライニング板３を宛がう際に、両者の間に裏込材４を詰めておいてもよい。最後に、必要に応じて、シーリング材５が施工される。
【００２６】
ここで、アンカー１０は、頭部１１に錐台形状部１１ｂを備えたいわゆる鍋頭アンカーであるので、水路を流れる水とともに流れてくるゴミ等の異物が、頭部１１に引っかかることを防止できる。錐台形状部１１ｂの側面１１ｃが先細りの形状であり、またその頂面が平坦面であるから、異物は、その側面１１ｃに沿って頭部１１から離れる方向へ誘導されやすいからである。
【００２７】
また、頭部１１は、ライニング板３の表面から突出しているので、ピン１４をハンマー等で叩き込む際に、そのハンマー等でライニング板３の表面を損傷するリスクを回避できる。さらに、皿頭アンカーを使用した図５の従来例のように、ライニング板３の貫通孔ａに座繰りｂを設けていないので、その貫通孔ａ周囲において、ライニング板３の躯体１に対する固定強度を低下させない。なお、貫通孔ａ内面とライニング板３の表面との成す稜線部に、必要最小限の面取り部やアール部を設けることは差し支えない。
【００２８】
なお、頭部１１の外縁の軸状部１２からの張り出し長さｗ１（図２参照）は、頭部１１がライニング板３をより広い面積で押圧するためにはできるだけ長いことが有利であるが、その一方で、頭部１１が大型化すると、頭部１１に異物が引っかかりやすくなるという欠点もある。このため、頭部１１の張り出し長さｗ１は、ライニング板３の板厚ｔの１／２以上、板厚ｔ未満とすることが望ましい。なお、貫通孔ａやアンカー孔ｃの内面と、軸状部１２の外面との隙間は、施工箇所の仕様によって適宜設定することができる。
【００２９】
図３に他の実施形態を示す。この実施形態は、頭部１１のあご部とライニング板３の表面との間に、頭部１１の外縁よりも外側に外縁を有するワッシャ１５を備えたものである。ワッシャ１５の介在によって、ライニング板３に対して押圧力を作用させる面積をさらに広く確保できる。図３では、頭部１１の外縁の軸状部１２からの張り出し長さｗ１に対し、ワッシャ１５の外縁の軸状部１２からの張り出し長さｗ２が、ｗ２＞ｗ１となっている。なお、図中の符号１６は、Ｏリングである。いずれの実施形態においても、ライニング板３とワッシャ１５又は頭部１１との間にＯリングを配置することができる。
【００３０】
図４は、ライニング板３として想定したＦＲＰＭ板の強度を計測する試験機２０の模式図である。ライニング板３は、台座２７と反力プレート２６によって固定されている。図中の符号２１はロードセル、符号２２は油圧シリンダ、符号２３は変位計、符号２４はロッド、符号２５はロッド２４にアンカー１０を接続するチャック装置である。チャック装置２５は、軸部２５ｂに対してアンカー１０をナット２５ａの締め付けによって固定する。アンカー１０は、ライニング板３の貫通孔ａに挿通される。
【００３１】
図４は、従来例を示しており、アンカー１０は皿頭アンカーであり、ライニング板３の貫通孔ａには座繰りｂが形成されている。油圧シリンダ２２には、油路２９によって油圧が供給され、アンカー１０が上方へ引かれた際のそのアンカー１０の軸方向の変位が変位計２３によって計測され、その変位のデータが負荷されている油圧のデータとともに、ケーブル２８を通じて計測器へ送られる。
【００３２】
この試験機２０を用いた強度試験によると、例えば、φ８の皿頭アンカー（図５の従来例参照）の耐荷重値Ｐ１、φ８の鍋頭アンカー（図２参照）の耐荷重値Ｐ２、φ８の鍋頭アンカーとワッシャとの併用時（図３参照）の耐荷重値Ｐ３、との関係において、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３であり、Ｐ２はＰ１に対して約１．１倍、Ｐ３はＰ１に対して約１．４倍の耐荷重値向上が確認できた。
【００３３】
上記の実施形態では、頭部１１は、錐台形状部１１ｂよりも先端側（ライニング板３側）に柱状部１１ａを備えている構成としたが、柱状部１１ａが省略されて錐台形状部１１ｂのみからなる頭部１１を備えたアンカー１０の態様を採用することもできる。
【００３４】
また、上記の実施形態では、アンカー１０として、アンカー孔ｃ内で拡径して躯体１に固定される拡径部１３を備えている拡径式アンカーを採用したが、アンカー１０は、拡径式アンカー以外にも、例えば、接着剤によってアンカー孔ｃ内に固定される接着式アンカー等、種々の形態のアンカーを採用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  躯体
２  アンカー
３  ライニング板
４  裏込材
５  シーリング材
１０  アンカー
１１  頭部
１２  軸状部（スリーブ）
１３  拡径部
１４  ピン
１５  ワッシャ
ａ  貫通孔
ｂ  座繰り
ｃ  アンカー孔
【図１】
2020128675.tif 000003
【図２】
2020128675.tif 000004
【図３】
2020128675.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月12日(2020.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設水路の躯体（１）に形成されるアンカー孔（ｃ）と、
ライニング板（３）に形成される貫通孔（ａ）と、
前記ライニング板（３）を前記躯体（１）に固定するアンカー（１０）と、
を備え、
前記アンカー（１０）は、前記貫通孔（ａ）及び前記アンカー孔（ｃ）に挿通される軸状部（１２）と、前記貫通孔（ａ）周囲における前記ライニング板（３）の表面を前記躯体（１）側へ押圧する頭部（１１）とを備え、
前記頭部（１１）は、前記ライニング板（３）の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部（１１ｂ）を備え、前記ライニング板（３）の前記貫通孔（ａ）周囲に座繰り（ｂ）は設けられておらず、前記頭部（１１）のあご部は、前記ライニング板（３）の表面に面接触するフラット面であり、前記頭部（１１）の張り出し長さ（ｗ１）は、前記ライニング板（３）の板厚（ｔ）の１／２以上で且つ前記板厚（ｔ）未満である水路補修構造。
【請求項２】
前記アンカー（１０）は、前記アンカー孔（ｃ）内で拡径して前記躯体（１）に固定される拡径部（１３）を備える拡径式アンカーである請求項１に記載の水路補修構造。
【請求項３】
前記ライニング板（３）は、繊維強化樹脂製である請求項１又は２に記載の水路補修構造。
【請求項４】
前記頭部（１１）と前記ライニング板（３）の表面との間に、前記頭部（１１）の外縁よりも外側に外縁を有するワッシャ（１５）を備える請求項１から３のいずれか１つに記載の水路補修構造。
【請求項５】
既設水路の躯体（１）にライニング板（３）を宛がい、
前記ライニング板（３）に貫通孔（ａ）を、前記躯体（１）にアンカー孔（ｃ）をそれぞれ形成し、
前記貫通孔（ａ）及び前記アンカー孔（ｃ）にアンカー（１０）の軸状部（１２）を挿入し、
前記アンカー（１０）の頭部（１１）によって前記貫通孔（ａ）周囲における前記ライニング板（３）の表面を前記躯体（１）側へ押圧して前記ライニング板（３）を前記躯体（１）に固定し、
前記頭部（１１）は、前記ライニング板（３）の表面から遠ざかるにつれて軸直交断面が縮小する錐台形状部（１１ｂ）を備え、前記ライニング板（３）の前記貫通孔（ａ）周囲に座繰り（ｂ）は設けられておらず、前記頭部（１１）のあご部は、前記ライニング板（３）の表面に面接触するフラット面であり、前記頭部（１１）の張り出し長さ（ｗ１）は、前記ライニング板（３）の板厚（ｔ）の１／２以上で且つ前記板厚（ｔ）未満である水路補修方法。