(57)【要約】【課題】幅の狭いセグメントにおいても、緊張材を好適に定着できる構造物等を提供する。【解決手段】消化槽は、複数のプレキャストセグメントを周方向に並べて構築され、平面において閉領域を形成する側壁３を有する構造物である。側壁３の下部３ｃには、側壁３の内部を通る周方向PC鋼材１８により周方向のプレストレスが導入され、セグメント３２本体の側面に、周方向PC鋼材１８を定着するための定着部５０が設けられる。当該セグメント３２に隣接するセグメント３２の定着部５０側の内面には、定着部５０を配置するための切欠部３５が設けられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレキャストセグメントを周方向に並べて構築され、平面において閉領域を形成する側壁を有する構造物であって、
前記側壁には、前記側壁の内部を通る周方向の緊張材の緊張により周方向のプレストレスが導入され、
周方向の緊張材の端部が、プレキャストセグメント本体の側面の定着部で定着され、当該プレキャストセグメントと隣接するプレキャストセグメントの前記定着部側の内面に、前記定着部の配置される切欠部が設けられることを特徴とする構造物。
【請求項２】
前記切欠部に充填材が充填されたことを特徴とする請求項１記載の構造物。
【請求項３】
前記定着部は、前記側壁の径の窄まる部分に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の構造物。
【請求項４】
前記構造物は汚泥の消化槽であり、前記側壁の高さ方向の中間部は、頂端および底端に向けて曲線状に窄まることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造物。
【請求項５】
前記側壁の一部は地表面下にあり、前記定着部は、前記側壁の地表面下の部分で設けられることを特徴とする請求項４に記載の構造物。
【請求項６】
平面において閉領域を形成する側壁を有する構造物の施工方法であって、
複数のプレキャストセグメントを周方向に並べて前記側壁を構築する工程と、
前記側壁の内部を通る周方向の緊張材の緊張により、前記側壁に周方向のプレストレスを導入する工程と、
を有し、
周方向の緊張材の端部が、プレキャストセグメント本体の側面の定着部で定着され、当該プレキャストセグメントと隣接するプレキャストセグメントの前記定着部側の内面に、前記定着部の配置される切欠部が設けられることを特徴とする構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥の嫌気性発酵消化槽として、プレストレストコンクリートによる卵形の側壁の内部に撹拌機を設けた貯槽（以下、PC卵形消化槽という）があり、死水域ができにくく撹拌性が高い点などで優れている。側壁には周方向と経線方向の緊張材によりプレストレスが導入されており、これにより液圧等の内圧に抵抗し、PC卵形消化槽からの液漏れ等を好適に防ぐことができる。
【０００３】
従来の現場打ちコンクリートによるPC卵形消化槽の施工時には、コンクリートの打設、断熱材の取付、防食塗装の作業が必要であり、これらの作業ごとに卵形の曲面に沿った複雑な足場を必要としていた。また、PC卵形消化槽は特殊な形状の上に周方向と経線方向のプレストレスを導入する必要があり、施工が難しかった。
【０００４】
これに対し、特許文献１にはプレキャストセグメント（以下、セグメントということがある）からなるPC卵形消化槽が記載されている。特許文献１では、PC卵形消化槽の側壁を周方向に分割した複数のセグメントを用いており、このようなセグメントを用いることで施工が簡略化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4309835号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
PC卵形消化槽では、安定性等の観点から側壁の下部を地表面下に埋設する場合がある。地表面下の範囲では、周方向の緊張材を側壁の内部に埋め込んで内ケーブルとし、その端部を側壁の内面に定着する。PC卵形消化槽では内部の下水の撹拌を行うため、定着位置はピラスターなどの突出部ではなく切欠部とし、撹拌を阻害しないようにする。
【０００７】
セグメントにより側壁を構築する場合、通常、図１４（ａ）に示すように１つのセグメントａに切欠部ｂを２か所設け、当該セグメントａ内で緊張材ｃを交差して配置し、各緊張材ｃをそれぞれ切欠部ｂで定着する。しかしながら、PC卵形消化槽の側壁は底端に向かって窄まる形状となるので、側壁の下部ではセグメントａの幅が狭くなり、１つのセグメントａに２か所の切欠部ｂを設けるのが難しい場合がある。
【０００８】
図１４（ｂ）は、緊張材ｃを交差して配置したセグメントａの両隣のセグメントａにそれぞれ１か所の切欠部ｂを設け、各緊張材ｃをそれぞれのセグメントａの切欠部ｂで定着した例である。この場合、切欠部ｂが１か所で済むのでセグメントａの幅が狭い場合にも対応可能であるが、当該セグメントａには緊張材ｃの定着位置における支圧が作用する。そのため、図１４（ｂ）に示すようにセグメントａにおいて支圧を受ける支圧範囲ｄが小さいとひび割れが生じる恐れがある。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、幅の狭いセグメントにおいても、緊張材を好適に定着できる構造物等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決するための第１の発明は、複数のプレキャストセグメントを周方向に並べて構築され、平面において閉領域を形成する側壁を有する構造物であって、前記側壁には、前記側壁の内部を通る周方向の緊張材の緊張により周方向のプレストレスが導入され、周方向の緊張材の端部が、プレキャストセグメント本体の側面の定着部で定着され、当該プレキャストセグメントと隣接するプレキャストセグメントの前記定着部側の内面に、前記定着部の配置される切欠部が設けられることを特徴とする構造物である。
【００１１】
本発明では、側壁の内部に周方向の緊張材（内ケーブル）を配置し、その緊張により側壁に周方向のプレストレスを導入する場合において、周方向の緊張材を側壁のセグメント本体の側面に定着し、切欠部は隣接するセグメントの定着部側の内面に設ける。そのため、切欠部は当該セグメントに１か所で済み、セグメントの幅が狭くても対応できる。且つ緊張材はセグメント本体の側面で定着するので、定着位置における支圧は当該セグメント全体に作用し、支圧範囲を最大化してひび割れを防ぐことが可能になる。
【００１２】
前記切欠部に充填材が充填されることが望ましい。
これにより側壁の内面を平滑化することができ、内面塗装などの作業を好適に行える。またPC卵形消化槽における内部の下水の撹拌等を阻害する恐れも無い。
【００１３】
前記定着部は、前記側壁の径の窄まる部分に設けられることが望ましい。
このような場所ではセグメントの幅が狭くなるので、本発明に係る緊張材の定着方法が特に有効となる。
【００１４】
前記構造物は汚泥の消化槽であり、前記側壁の高さ方向の中間部は、頂端および底端に向けて曲線状に窄まることが望ましい。また前記側壁の一部は地表面下にあり、前記定着部は、前記側壁の地表面下の部分で設けられることが望ましい。
これにより死水域ができにくく撹拌性が高い等の利点を有する略卵形の消化槽を形成できる。消化槽の側壁の一部が地表面下に位置する場合は、地表面下にある周方向の緊張材に内ケーブルを適用することとし、前記の定着部は側壁の地表面下の部分に形成するとよい。
【００１５】
第２の発明は、平面において閉領域を形成する側壁を有する構造物の施工方法であって、複数のプレキャストセグメントを周方向に並べて前記側壁を構築する工程と、前記側壁の内部を通る周方向の緊張材の緊張により、前記側壁に周方向のプレストレスを導入する工程と、を有し、周方向の緊張材の端部が、プレキャストセグメント本体の側面の定着部で定着され、当該プレキャストセグメントと隣接するプレキャストセグメントの前記定着部側の内面に、前記定着部の配置される切欠部が設けられることを特徴とする構造物の施工方法である。
第２の発明は第１の発明の構造物の施工方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、幅の狭いセグメントにおいても、緊張材を好適に定着できる構造物等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】消化槽１を示す図。
【図２】側壁３を示す図。
【図３】セグメント３１、３２について示す図。
【図４】経線方向PC鋼材１５、１６の配置を示す図。
【図５】周方向PC鋼材１７と窪み３０を示す図。
【図６】周方向PC鋼材１８と切欠部３５を示す図。
【図７】鋼殻６０とコンクリート６６を示す図。
【図８】消化槽１の施工方法を示す図。
【図９】消化槽１の施工方法を示す図。
【図１０】消化槽１の施工方法を示す図。
【図１１】セグメント３２の地組とセグメント３１の設置について説明する図。
【図１２】周方向に隣り合うセグメント３２の間の間隙を示す図。
【図１３】周方向PC鋼材１８と切欠部３５の例。
【図１４】切欠部ｂについて説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
（１．消化槽１）
図１は本発明の実施形態に係る消化槽１を示す図であり、消化槽１の鉛直方向の断面を見たものである。また図２（ａ）は側壁３を示す斜視図であり、図２（ｂ）は側壁３を上から見た図である。
【００２０】
消化槽１は下水処理場等に設けられる構造物であり、内部に下水を貯留する貯槽である。消化槽１では、下水の汚泥を嫌気性消化によって処理する。消化槽１の内部には汚泥の処理を効率的に行うために撹拌機（不図示）が設けられる。
【００２１】
消化槽１は全体として略卵形の形状を有するPC卵形消化槽であり、側壁３、台座コンクリート５、底部部材６、蓋体７、鋼製足場８等を備える。消化槽１は半地下式の貯槽であり、側壁３の下部３ｃの一部や台座コンクリート５などは地表面下に埋設される。
【００２２】
側壁３は、頂端と底端に向けて径の窄まるコンクリート製の略卵形の筒状部材である。より詳細には、側壁３の高さ方向の中間部３ａが球面状に外側に膨らみ、中間部３ａの上方と下方が円錐台状に頂端および底端に向けて窄まる。
【００２３】
鉛直面を見た場合、側壁３の中間部３ａの内面は、側壁３の高さ方向の中央にある中心Ｃから所定の曲率半径Ｒと中心角αで円弧状に膨らんで頂端および底端に向けて曲線状に窄まり、中間部３ａの上方および下方の内面はそれぞれ頂端と底端に向けて上記の円弧と滑らかに連続する直線状に窄まる。本実施形態では上記の中心角αを90°、中間部３ａの上方および下方の内面の傾斜角βを水平方向に対し45°とし、側壁３の内面が側壁３の高さ方向の中央に関して上下対称となるが、これに限ることはない。
【００２４】
側壁３は、側壁３の平面における中心軸Ｏからの離間距離が最大となる位置、すなわち側壁３の高さ方向の中央で上下に分けられる。側壁３の上部３ｂと下部３ｃは、複数のプレキャストセグメント３１、３２を側壁３の周方向に並べて構成される。
【００２５】
側壁３の下部３ｃのセグメント３２は、さらに小セグメント３２１、３２２に分割される。上下の小セグメント３２１、３２２の分割位置は、前記の中心Ｃから延び水平方向に対し傾斜角β／２で下方に傾斜した線分Ｌと、側壁３との交点に対応する。
【００２６】
前記したように側壁３は筒状の部材であり、平面において閉領域を形成する。また側壁３の外周の形状は、セグメント３１、３２の製作容易性等を考慮し、多角形による疑似円周状（略円周状）となっている（図２（ｂ）参照）。なお、側壁３の内周も、外周の多角形を縮小した多角形による疑似円周状（略円周状）となっている。
【００２７】
側壁３の上部３ｂのセグメント３１は、図２（ｂ）に示すように、側壁３の上部３ｂを、中心軸Ｏを通る放射状の鉛直面で周方向に等分割した形状を有する。一部のセグメント３１（図２（ｂ）のＰ参照）は他のセグメント３１よりも外側に増厚しており、これが周方向PC鋼材１７（図１参照）の端部を定着するピラスターとして用いられる。
【００２８】
図３（ａ）の左図はセグメント３１（ピラスターＰ以外のセグメント３１）を上記鉛直面に沿って見た図であり、右図は当該セグメント３１の立面図である。セグメント３１は左右の幅（側壁３の周方向の長さ）より上下の長さの大きい細長形状であり、本体の幅は上端に行くにつれ狭くなる。
【００２９】
側壁３の下部３ｃのセグメント３２も、側壁３の下部３ｃを、中心軸Ｏを通る放射状の鉛直面で周方向に等分割した形状を有する。また一部のセグメント３２（図２（ａ）のＰ参照）の上部は他のセグメント３２の上部よりも外側に増厚しており、周方向PC鋼材１７（図１参照）の端部を定着するピラスターとして用いられる。
【００３０】
図３（ｂ）は、セグメント３２（ピラスターＰ以外のセグメント３２）を図３（ａ）と同様に示す図である。セグメント３２も、左右の幅より上下の長さの大きい細長形状を有し、本体の幅は下端に行くにつれ狭くなる。
【００３１】
小セグメント３２１の上端には、外側に段状に拡幅する拡幅部３２１ａが形成される。小セグメント３２２の上端にも、外側に段状に拡幅する拡幅部３２２ａが形成される。小セグメント３２１の下面は小セグメント３２２の上面と同じ厚さを有し、両セグメント３２１、３２２の内面および外面は滑らかに連続する。
【００３２】
セグメント３１および小セグメント３２１、３２２には、コンクリートを型枠に打設するなどして事前に製作されたプレキャストコンクリート部材が用いられる。小セグメント３２１、３２２については、１つの型枠の内部空間を鉄板等の仕切で２分割し、分割された各空間にコンクリートを打設するなどして一度に製作することが可能である。消化槽１を施工する際は、予めこれらのセグメントの内面に防食塗装を施し、またセグメントの外面には断熱材（不図示）を予め取付けておくこともできる。
【００３３】
セグメント３１、３２の内部には、経線方向PC鋼材１５、１６が配置される。経線方向PC鋼材１５、１６は側壁３の経線方向に配置される緊張材であり、例えばPC鋼棒が用いられる。図４は、経線方向PC鋼材１５、１６の配置を、上下に連続するセグメント３１、３２の立面において示したものである。
【００３４】
経線方向PC鋼材１５は、セグメント３１内に複数本通される。各経線方向PC鋼材１５の下端は、セグメント３２の上端の拡幅部３２１ａを貫通し、当該拡幅部３２１ａの下面で定着される。
【００３５】
一方、各経線方向PC鋼材１５の上端の定着位置は異なっており、セグメント３１の幅方向の中央部にある経線方向PC鋼材１５の上端はセグメント３１の上端で定着されるが、その両側の経線方向PC鋼材１５の上端は、上記中央部から離れるにつれ低い位置でセグメント３１内に定着される。これは、セグメント３１の上端における経線方向PC鋼材１５の過密配置を防ぐためである。
【００３６】
経線方向PC鋼材１６は、セグメント３２内に複数本通される。各経線方向PC鋼材１６の上端はセグメント３２の上端で定着される。一方、各経線方向PC鋼材１６の下端の定着位置は異なっており、セグメント３２の幅方向の中央部にある経線方向PC鋼材１６の下端はセグメント３２の下端から突出し、当該下端で定着されるが、その両側の経線方向PC鋼材１６の下端は、上記中央部から離れるにつれ高い位置でセグメント３２内に定着される。その目的は、上記と同様、セグメント３２の下端における経線方向PC鋼材１６の過密配置を防ぐことである。
【００３７】
側壁３には、さらに周方向PC鋼材１７、１８も設けられる。周方向PC鋼材１７は外ケーブルとして側壁３の外部に設けられ、周方向PC鋼材１８は内ケーブルとして側壁３の内部に設けられる。周方向PC鋼材１７、１８としては、PC鋼線などの緊張材を用いることができる。
【００３８】
図５（ａ）は側壁３の上部３ｂに設けられる周方向PC鋼材１７を示す図であり、側壁３の上部３ｂについて水平方向の断面を見たものである。
【００３９】
本実施形態では周方向PC鋼材１７が側壁３の外周に沿って円弧状に配置される。周方向PC鋼材１７の端部は、ピラスターＰのセグメント３１を一方の側面から貫通し、当該セグメント３１の他方の側面にある定着部４０で定着される。ピラスターＰのセグメント３１の上記一方の側面にも、上記周方向PC鋼材１７の他の端部あるいは他の周方向PC鋼材１７の端部を定着するための定着部４０が設けられており、ピラスターＰのセグメント３１内では周方向PC鋼材１７が交差して配置される。
【００４０】
ピラスターＰ以外のセグメント３１には、周方向PC鋼材１７を収容するための溝状の窪み３０がセグメント３１の幅方向に沿って設けられる。
【００４１】
図５（ｂ）は当該窪み３０の高さにおけるセグメント３１の平面を示す図である。セグメント３１本体の平面は略台形状であり、その外面は基本的に直線状となるが、溝状の窪み３０によって周方向PC鋼材１７を円弧状に配置するための円弧面（後述する端面３０１）がセグメント３１本体の外面に形成される。本実施形態ではセグメント３１の幅方向の両側で２つの窪み３０が形成されるが、１つの窪み３０がセグメント３１の全幅に亘って連続するように形成されてもよい。
【００４２】
図５（ｃ）は図５（ａ）の線Ａ−Ａによる鉛直方向の断面を示したものである。窪み３０は、セグメント３１の外面から内側に向かって凹状に形成され、端面３０１、上面３０２および下面３０３を有する。端面３０１は窪み３０の最内側の略鉛直面であり、平面においては円弧状に形成され、前記の円弧面を構成する（図５（ｂ）参照）。上面３０２と下面３０３はそれぞれ窪み３０の上下に配置される略水平面である。
【００４３】
周方向PC鋼材１７を緊張させてプレストレスを導入すると、周方向PC鋼材１７は内側に締まるように矢印Ｂに示す略水平方向へと変位しようとする。セグメント３１本体の外面は鉛直方向に対して傾斜し、上方に行くにつれ内側へと向かう傾斜面となっているが、前記の端面３０１は略鉛直面であり、上記矢印Ｂに示す方向と直交する。
【００４４】
図５（ａ）〜（ｃ）は側壁３の上部３ｂに設けられる周方向PC鋼材１７の例であるが、側壁３の下部３ｃの地表面上の範囲においても同様に周方向PC鋼材１７が外ケーブルとして設けられ、セグメント３２には上記と同様の溝状の窪み３０が形成される。図５（ｄ）はこの窪み３０を図５（ｃ）と同様に示す図であり、前記と同様、端面３０１、上面３０２および下面３０３を有する。ただし、上面３０２の長さ（側壁３の径方向の長さ）は下面３０３より大きく、この点では上面３０２の長さが下面３０３より小さい図５（ｃ）の窪み３０とは異なっている。なお、前記の図２、３ではこれらの窪み３０の図示を省略している。
【００４５】
図６は、地表面下において側壁３の下部３ｃに設けられる周方向PC鋼材１８を示す図である。周方向PC鋼材１８は、側壁３の内部のシース管（不図示）に通され、その端部がセグメント３２本体の一方の側面の定着部５０で定着される。さらに、当該セグメント３２本体の他方の側面にも定着部５０が設けられ、上記周方向PC鋼材１８の他の端部または他の周方向PC鋼材１８の端部が定着される。当該セグメント３２内では周方向PC鋼材１８が交差して配置される。
【００４６】
当該セグメント３２に隣接する両側のセグメント３２では、上記定着部５０側の内面に定着部５０の配置される切欠部３５がそれぞれ設けられ、周方向PC鋼材１８の緊張作業を行うための空間が確保される。切欠部３５は、緊張作業の後コンクリート等の充填材３６で充填され、内面が平滑化される。ピラスターのような突出部で周方向PC鋼材１８を定着すると、当該突出部が消化槽１における内部の下水の撹拌を阻害する恐れがあるが、本実施形態ではそのような恐れが無い。
【００４７】
なお、上記の周方向PC鋼材１８は地表面下において内ケーブルとして配置されるものであるが、例外的に、地表面上にあるセグメント３２の上端の拡幅部３２１ａにおいても、経線方向PC鋼材１５との兼ね合いの点から干渉回避等を目的として同様の内ケーブルが配置される（図１参照）。
【００４８】
台座コンクリート５は、側壁３の下部３ｃの周囲に設けられ、側壁３の下部３ｃを収容するすり鉢状の凹部を有するように形成される。
【００４９】
底部部材６は、側壁３の下部３ｃのセグメント３２の下方に配置されるすり鉢状の部材である。底部部材６は、鋼殻にコンクリートを充填して形成され、側壁３の内部空間の底面を構成する。底部部材６の内面は、側壁３の底端の内面の傾斜と同じ傾斜を有し、当該内面と滑らかに連続する。
【００５０】
図７（ａ）は鋼殻６０を示す図であり、図７（ｂ）は鋼殻６０にコンクリート６６を充填した状態を示す鉛直方向の断面図である。鋼殻６０は、底板６１と仕切板６２、６３、６４、６５を有するすり鉢状の函形部材である。
【００５１】
底板６１は水平面に対し傾斜して設けられる板材であり、複数の底板６１が鋼殻６０の周方向に沿ってすり鉢状に並べられる。
【００５２】
仕切板６２は各底板６１の下端に設けられる板材であり、当該下端から上方に延びるように配置される。鋼殻６０では、複数の仕切板６２が鋼殻６０の周方向に沿って筒状に並べられる。
【００５３】
仕切板６３、６４は、それぞれ底板６１の上下方向の中間部と上端に設けられる板材であり、鋼殻６０の周方向に沿って底板６１と直交するように配置される。鋼殻６０では、複数の仕切板６３、６４が鋼殻６０の周方向に沿って環状に並べられ、仕切板６４には経線方向PC鋼材１６の下端を通すための孔６４１が設けられる。
【００５４】
仕切板６５は、鋼殻６０の上下方向に沿って底板６１と直交するように配置される板材である。鋼殻６０では、複数の仕切板６５が、仕切板６２、６３、６４と交差するように放射状に設けられる。
【００５５】
図７（ｂ）に示すように、コンクリート６６は、鋼殻６０に対し所定の被りが確保されるように充填される。コンクリート６６の充填時は、仕切板６４の孔６４１（図７（ａ）参照）の近傍で箱抜き部６６１を形成して経線方向PC鋼材１６の本緊張に係る作業を行うための空間を確保し、経線方向PC鋼材１６の本緊張の後、箱抜き部６６１をコンクリート等の充填材６６２で充填する。
【００５６】
蓋体７は側壁３の頂端の開口に設けられる。蓋体７には図示しない撹拌機が取付けられる。鋼製足場８は、蓋体７の周囲に設けられる作業用の足場である。
【００５７】
（２．消化槽１の施工方法）
次に、図８〜図１０等を参照して消化槽１の施工方法について説明する。消化槽１を施工する際は、まず図８（ａ）に示すように基礎杭９の打設と地盤２の掘削を行う。そして、地盤２の掘削部の底面に均しコンクリート１３を打設する。
【００５８】
その後、図８（ｂ）に示すように掘削部の底面の中央部に鋼殻６０を配置し、鋼殻６０の周囲にセグメント３２を据え付けて側壁３の下部３ｃを組み立てる。セグメント３２は、拡幅部３２２ａの下面を支持材１４で支持して配置する。当該下面の高さは、セグメント３２の重心位置に対応し、消化槽１の施工時に地震等に対する安定性が向上する。消化槽１の完成後においても、当該下面が台座コンクリート５により支持されることで高い安定性が得られる。
【００５９】
本実施形態では、上下の小セグメント３２１、３２２を現場で地組し一体化してセグメント３２とした後、その据え付けを行う。図１１（ａ）に示すように、小セグメント３２２には予め経線方向のPC鋼材１６０が仕込まれており、その上端からPC鋼材１６０が突出している。
【００６０】
小セグメント３２１、３２２の地組時は、小セグメント３２１を小セグメント３２２の上面に接続する。この時、上記したPC鋼材１６０の突出部分は、小セグメント３２１のシース管（不図示）内に通すPC鋼材１６０と継手１６１を用いて接続される。これらのPC鋼材１６０が前記の経線方向PC鋼材１６を構成し、その仮緊張と定着により上下の小セグメント３２１、３２２に経線方向のプレストレスを導入して連結する。小セグメント３２１、３２２の間では接着材（不図示）による接着も行われる。
【００６１】
セグメント３２の据え付け時は、セグメント３２（小セグメント３２２）の下端から突出する経線方向PC鋼材１６（図４参照）の下端を、鋼殻６０の仕切板６４の孔６４１に通し、デッドアンカー等で仕切板６４に接続する。セグメント３２の据え付け後、図８（ｃ）に示すように鋼殻６０上にコンクリート６６を打設して底部部材６を形成する。鋼殻６０は、セグメント３２の据え付け時の位置決めを行うとともに、底部部材６の補強材としても機能する。なお、この時点では前記の箱抜き部６６１を充填せずに残しておく。
【００６２】
また、図１２（ａ）に概略図として示すように、側壁３の周方向に隣り合うセグメント３２間の隙間では目地材３３が内外に設けられ、その間にグラウト３４（硬化材）が充填される。目地材３３としては、例えば耐硫酸性を有する樹脂等が用いられる。また、セグメント３２のシース管の位置では、シース管内にグラウト３４が流入しないよう、図１２（ｂ）に示すように、上記隙間に露出するシース管３２０の開口を、気体等により膨張させた袋体７０により予め塞いでおく。袋体７０は、グラウト３４の硬化後に収縮させて撤去する。
【００６３】
次に、各セグメント３２の経線方向PC鋼材１６の本緊張を行い、側壁３の下部３ｃに経線方向のプレストレスを導入する。上記の箱抜き部６６１は、経線方向PC鋼材１６の本緊張後充填する。
【００６４】
また、図９（ａ）に示すように周方向PC鋼材１７、１８をそれぞれ前記したように配置し、その緊張により側壁３の下部３ｃに周方向のプレストレスを導入する。セグメント３２の切欠部３５（図６参照）は、周方向PC鋼材１８の緊張作業の終了後、コンクリート等の充填材３６で充填する。
【００６５】
その後、図９（ａ）に示すように均しコンクリート１３上にコンクリートを打設し、台座コンクリート５を構築する。セグメント３２の外面にはジベル等の連結材（不図示）が取付けられ、これにより側壁３の下部３ｃと台座コンクリート５が一体化（剛結）される。連結材はセグメント３２の据え付け後に取付けても良いし、事前にセグメント３２に取付けておいても良い。台座コンクリート５の打設は型枠を設置しての逆打ち作業となるので、密実性を高めるためコンクリートに膨張剤等を含有させておくことが望ましい。
【００６６】
また必要に応じて、側壁３の内部の底部部材６上にステージ（不図示）を設け、その上で高所作業車を稼働させ、側壁３の下部３ｃの内面で塗装や目地処理等の作業を行う。
【００６７】
そして、図９（ｂ）に示すように側壁３の下部３ｃの周囲の掘削部を埋戻土２１で埋戻し、底部部材６の上に高所作業用のセンタータワー２２を設置する。上記のステージや高所作業車は事前に撤去しておく。
【００６８】
次に、図１０（ａ）に示すように側壁３の下部３ｃのセグメント３２上に側壁３の上部３ｂのセグメント３１を据え付けて側壁３の上部３ｂを組み立てる。図１１（ｂ）に示すように、セグメント３１には予め経線方向のPC鋼材１５０がアンボンド鋼材として仕込まれており、セグメント３１の下面近傍では、PC鋼材１５０の下端に継手１５１が設けられる。このセグメント３１をセグメント３２上に配置した後、セグメント３２の拡幅部３２１ａの貫通孔（不図示）に通した経線方向のPC鋼材１５０を上記継手１５１に接続する。これらのPC鋼材１５０が本実施形態の経線方向PC鋼材１５を構成する。また図１２（ａ）の例と同様、隣り合うセグメント３１間の隙間には目地材３３とグラウト３４が設けられる。
【００６９】
側壁３の上部３ｂの組み立てが完了したら、図１０（ｂ）に示すように周方向PC鋼材１７を配置し、経線方向PC鋼材１５と周方向PC鋼材１７の緊張により側壁３の上部３ｂに周方向と経線方向のプレストレスを導入する。
【００７０】
必要に応じて、側壁３の上部３ｂの内面で塗装や目地処理等の作業を行い、センタータワー２２を撤去して図１に示すように側壁３の頂端に蓋体７と鋼製足場８を取り付けるとともに、残りの必要な部材を取り付けることで消化槽１が完成する。
【００７１】
このように、本実施形態では、消化槽１の側壁３をプレキャストセグメント３１、３２により構成することで、側壁３の施工時に、現場打ちコンクリートによる従来の消化槽の施工において必要であった足場を最小限に減らすことが可能となり、セグメント３１、３２の据え付け前に、工場または地上にて断熱材の取付や防食塗装を行うことが可能になる。そのため側壁３の施工が容易になり工期の短縮、コストの削減に寄与する。また経験の少ない作業者でも簡単に施工でき、品質の確保も容易になる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、側壁３の内部に周方向PC鋼材１８（内ケーブル）を配置し、その緊張により側壁３に周方向のプレストレスを導入するが、周方向PC鋼材１８は側壁３のセグメント３２本体の側面に定着し、切欠部３５は隣接するセグメント３２の定着部５０側の内面に設ける。そのため、切欠部３５は当該セグメント３２に１か所で済み、セグメント３２の幅が狭くても対応できる。且つ周方向PC鋼材１８はセグメント３２本体の側面で定着するので、定着位置における支圧は当該セグメント３２全体に作用し、支圧範囲を最大化してひび割れを防ぐことが可能になる。
【００７３】
また、切欠部３５に充填材３６を充填することで、側壁３の内面を平滑化することができ、内面塗装などの作業を好適に行える。また消化槽１における内部の下水の撹拌を阻害する恐れも無い。
【００７４】
切欠部３５は、側壁３の径の窄まる下部３ｃで設けられる。このような場所ではセグメント３２の幅が狭くなるので、本実施形態に係る周方向PC鋼材１８の定着方法が特に有効となる。本実施形態では側壁３の下部３ｃのみで前記の切欠部３５と定着部５０を設けているが、側壁３の径の窄まる上部３ｂも内ケーブルとし、前記の切欠部３５と定着部５０の構成を適用することも可能である。いずれにせよ、側壁３の径の窄まる部分ではセグメントの幅が狭くなるので、本実施形態の周方向PC鋼材１８の定着方法は特に有効である。
【００７５】
また本実施形態の消化槽１は、側壁３の中間部３ａが頂端および底端に向けて曲線状に窄まる略卵形であり、死水域ができにくく撹拌性が高い、スカム等の除去が容易であるなどの利点を有する。また本実施形態では消化槽１の側壁３の一部が地表面下に位置しているため、地表面下にある周方向PC鋼材１８に内ケーブルを適用することとし、前記の定着部５０は側壁３の地表面下の部分に設けている。
【００７６】
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば切欠部３５の形状は前記したものに限らず、定着部５０を配置できればよい。また図１３に示すように隣り合う２つのセグメント３２に亘って周方向PC鋼材１８が交差して配置される場合もあり、このようなケースでは各セグメント３２本体の側面でそれぞれの周方向PC鋼材１８を定着すればよい。
【００７７】
さらに、セグメント３１、３２の形状も、周方向PC鋼材１７、１８の最小曲げ半径、PC鋼材の必要被り、セグメントの必要強度、運搬性、施工性等を勘案して定められ、前記に限定されることはない。例えばこれらのセグメント３１、３２を同形状とすることで、１種類の型枠を用いてセグメント３１、３２を製造でき、セグメント３１、３２の製造に要する型枠コストを低減できる。
【００７８】
また、本実施形態では周方向に隣り合うセグメント間の隙間で樹脂等による目地材３３とグラウト３４を設け、グラウト３４の硬化後に周方向のプレストレスを導入しているが、目地材３３として水膨張性の止水ゴムを設け、周方向のプレストレスの導入により隣り合うセグメント間の隙間を狭めて止水ゴムを押し潰した後、グラウト３４を充填するような手順とすることも可能である。
【００７９】
また本実施形態ではPC鋼材１５０、１６０を継手１５１、１６１によって接続することで経線方向PC鋼材１５、１６を構成しているが、１本のPC鋼材により経線方向PC鋼材１５、１６を構成してもよい。例えば１本のPC鋼材により経線方向PC鋼材１５を構成する場合、セグメント３１の据え付け時にはセグメント３１の下端から突出する経線方向PC鋼材１５の突出部分をセグメント３２の拡幅部３２１ａの貫通孔に通して配置することが可能である。また１本のPC鋼材により経線方向PC鋼材１６を構成する場合、小セグメント３２１、３２２の地組時に、小セグメント３２２の上端から突出する経線方向PC鋼材１６の突出部分を小セグメント３２１のシース管（不図示）内に通し、その仮緊張と定着により上下の小セグメント３２１、３２２を連結することが可能である。
【００８０】
また、本実施形態ではPC卵形消化槽の例を説明したが、側壁３の形状は卵形に限らず、例えば球形であってもよい。また本実施形態は消化槽１に限らず各種の貯槽に適用可能であり、平面において閉領域を形成する側壁３を有していれば貯槽以外の構造物にも適用可能である。
【００８１】
さらに、本実施形態では側壁３の下部３ｃと台座コンクリート５との間をジベル等で連結して剛結状態としたが、側壁３の下部３ｃを台座コンクリート５に対し非剛結状態としてもよい。非剛結状態とは、側壁３の下部３ｃと台座コンクリート５との間でせん断力およびモーメントを実質的に伝達しない状態をいうものとし、「実質的に」とは、摩擦やコンクリートの付着を介した微小な力の伝達を除いて、という意味である。
【００８２】
また、本実施形態では側壁３の下部３ｃのセグメント３２を上下の小セグメント３２１、３２２に分割しており、大サイズの消化槽１でセグメント３２が大きくなり運搬面、設置面の問題がある場合などに有効となる。しかしながら、そのような問題が無ければセグメント３２を最初から一体として製作してもよい。一方で、側壁３の上部３ｂのセグメント３１をセグメント３２と同様、上下の小セグメントに分割することも可能である。
【００８３】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８４】
１：消化槽
２：地盤
３：側壁
５：台座コンクリート
６：底部部材
７：蓋体
８：鋼製足場
９：基礎杭
１３：均しコンクリート
１５、１６：経線方向PC鋼材
１７、１８：周方向PC鋼材
３０：窪み
３１、３２：プレキャストセグメント
３３：目地材
３４：グラウト
３５：切欠部
３６、６６２：充填材
４０、５０：定着部
６０：鋼殻
６６：コンクリート
７０：袋体
３０１：端面
３０２：上面
３０３：下面
３２１、３２２：小セグメント
３２１ａ、３２２ａ：拡幅部
６４１：孔
６６１：箱抜き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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