(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒状部材と、この中空筒状部材の両端開口部に気水密に接合されるキャップとからなり、全体の比重が１以下に形成されることを特徴とする腹起し材。
【請求項２】
上記比重が０．５以上１未満であることを特徴とする請求項１記載の腹起し材。
【請求項３】
上記キャップは、上記中空筒状部材との接合状態における中空筒状部材の長手方向に凹状部あるいは凸状部を有し、上記凹状部と凸状部の嵌合により複数の腹起し材を連結可能に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の腹起し材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、腹起し材に関するもので、更に詳細には、下水管の再生工事等の水の溜まる工事に用いる腹起し材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水管の更生工事は、下水管内を洗浄し、製管機により更生管を製管した後、更生管の浮上や変形防止のため更生管内に腹起し材と支保工を設置し、裏込め材を注入して仕上げるという作業が行われる。
【０００３】
上記作業は一定のスパン、例えばマンホール間で行われ、順次次のスパンに進んでいく。したがって、スパン毎の更生工事が終了して次のスパンの更生工事に移る場合には、腹起し材と支保工を分解して運搬し再び次のスパンの更生管内に腹起し材と支保工を設置するという作業が行われている。
【０００４】
上記腹起し材は上記支保工の横架材として用いられるが、支保材に取り付けられるジャッキ等により更生管に圧接した状態で、この更生管を支持するために使用される。
【０００５】
また、腹起し材は、土砂が崩れたり流されたりするのを防ぐ土留めにも使用されるが、この場合は土壌を掘削してできた溝等の側面に取り付ける矢板や親板を支持する横架材として用いられる。
【０００６】
この腹起し材は一般に、軽量化を図るために中空筒状部材にて形成されている。しかし、中空筒状部材の中空部内に土砂や水等が侵入し、腹起し材を内部から腐食させたり運搬を困難にするという問題があった。これを解決するために、腹起し材の両端開口部とキャップをボルトで接合する構造のものが知られている（特開平１０−４６５７８号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のキャップを有する腹起し材においても、更生工事を行うときには、通常更生管内に下水が流れた状態で施工するため、上記腹起し材の構造では土砂や水等の進入を完全に排除することはできず改善すべき点があった。
【０００８】
更に、中空筒状部材の中空部内に土砂や水等が侵入すると、腹起し材と支保工を解体したとき、腹起し材が重い状態で下水中に沈水するため運搬しづらいという問題があった。また逆に、腹起し材の比重が極端に小さいと、腹起し材の重心が水面より上方へ浮き上がってしまい腹起し材が回転しやすくなるため、水中での腹起し材の設置や運搬がし難くなるという問題がある。
【０００９】
更に、従来の腹起し材の構造では、図１２（ａ）に示すように、１つの腹起し材ａに対し両端の最低２箇所を支保材ｂ等で支持するか、あるいは、図１２（ｂ）に示すように腹起し材ａの端部同士を重ねて重なり部を支保材ｂで支持する必要があったため、前者の場合、支保工用部材の数が多くなり、後者の場合、腹起し材ａの数が多くなり、支保工の運搬、設置、解体等の作業が面倒である等の問題があった。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、下水管の更生工事等の水の溜まる工事において、運搬及び設置作業を容易にする腹起し材を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の腹起し材は、中空筒状部材と、この中空筒状部材の両端開口部に気水密に接合されるキャップとからなり、全体の比重が１以下であることを特徴とするものである（請求項１）。中空筒状部材とキャップの接合は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、摩擦撹拌接合等を用いることができる。
【００１２】
この発明において、上記比重が０．５以上１未満である方が好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、この発明において、上記中空筒状部材は、例えばアルミニウム製押出形材にて形成することができ、また、上記キャップは、アルミニウム製ダイキャストにて形成することができる。上記中空筒状部材と上記キャップは、摩擦撹拌接合により表面が平坦に接合されると更によい。また、上記キャップは、上記中空筒状部材との接合状態における中空筒状部材の長手方向に凹状部あるいは凸状部を有し、上記凹状部と凸状部の嵌合により複数の腹起し材を連結可能に形成する方が好ましい（請求項３）。
【００１４】
ここで、摩擦撹拌接合とは、金属材料例えばアルミニウム同士を突合わせ、この突き合わせ面に回転する接合ツールを挿入し、突き合わせ面に沿って移動させ、被接合材を塑性流動させることで両部材を接合するものである。
【００１５】
この発明の腹起し材によれば、中空筒状部材とキャップとで中空密閉状に形成されるので、水中では浮力が加わり、水中での見かけの重量が軽くなるため運搬が容易である（請求項１）。また、腹起し材の比重が１以下好ましくは０．５以上１未満に形成することで、水中に浮かべることができると共に、重心を水面の下側に位置させて回転等をし難い安定した状態にすることができ、運搬や水中での設置作業を一層容易にすることができる。（請求項１，２）。
【００１７】
また、キャップは、中空筒状部材との接合時における中空筒状部材の長手方向に凹状部あるいは凸状部を有し、凹状部と凸状部を嵌合させて複数の腹起し材を連結することにより、腹起し材を簡単に連続的に配置することができる。また、複数の腹起し材を連結して一体的にすることができるので、最小限の支保材及びジャッキによって腹起し材を支持することができる。したがって、支保工用部材を削減することができると共に支保工の設置、解体等を短時間で行うことができる。また、下水管が真直ぐでない場合、下水管の曲がりに対応して腹起し材を配置する必要があるが、このとき凹状部と凸状部との嵌合により連続する腹起し材同士のずれを生じることなく容易に配置することができる（請求項３）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。ここでは、この発明を下水管の更生工事に適用した場合について説明する。
【００１９】
下水管の更生工事では、まず既設管１内に例えばスチール補強材を組み込んだ合成樹脂製の帯状をなすプロファイルを自走式製管機によって供給し、製管機の嵌合ローラを回転しながらプロファイルを螺旋状に連結して所定の断面形状の更生管２を成形する。
【００２０】
次に、更生管２に浮上や変形防止のため、更生管２の長手方向にこの発明に係る腹起し材５を横架する一方、更生管２の長手方向に対して垂直に一定間隔で略方形状の支保材３を設置する。この状態で、この支保材３の各片に貫通状態に取り付けられたジャッキ６のブラケット６ａを腹起し材５に係合させて、腹起し材５を更生管２に圧接する（図１及び図２参照）。
【００２１】
そして、既設管１と更生管２との隅間にコンクリート等の裏込め材を注入して下水管の更生を行う。
【００２２】
次に、この発明に係る腹起し材５について説明する。
【００２３】
図２は腹起し材５の嵌合状態を示す要部平面図、図３は腹起し材５の一例を示す断面図、図４は凹状部８ｂを有するキャップ８を示す概略斜視図、図５は凸状部９ｂを有するキャップ９を示す概略斜視図、図６は腹起し材の嵌合状態を示す断面図である。
【００２４】
上記腹起し材５は、例えばアルミニウム製押出形材にて形成される中空筒状部材７と、この中空筒状部材７の両端開口部に気水密に接合される例えばアルミニウム製ダイキャストにて形成されるキャップ８及び９とで構成されている。
【００２５】
この場合、中空筒状部材７の断面は、角部が凸状円弧面を有する四角形の外形断面と、六角形の内形断面とを有する。この断面は、対向する一方の２辺が等しい肉厚に形成され、対向する他方の２辺は、その中間部から両端（角部）に向かって漸次肉厚に形成されている（図９及び図１０参照）。
【００２６】
このように、中間筒状部材の内形断面を六角形とした理由は、ジャッキ６による更生管２への圧接時の荷重に耐え得るようにするためである。なお、中空筒状部材の形状は、必ずしも上記のような形状である必要はなく、例えば全辺同じ肉厚の断面四角形にしてもよい。
【００２７】
キャップ８は、中空筒状部材の開口端面に当接する四角形状のフランジ部（鍔部）８ａと、中空筒状部材の長手方向の内方側に向かう凹状部８ｂとを具備する。この場合、凹状部８ｂは、断面が六角形状（中空筒状部材の内形断面と相似形）に形成されると共に、先端に向かって狭小のテーパ状に形成されている。
【００２８】
キャップ９は、中空筒状部材の開口端面に当接する四角形状のフランジ部（鍔部）９ａと、中空筒状部材の開口部内方に嵌挿（挿入）される脚部９ｃと、中空筒状部材の長手方向の外方側に向かう凸状部９ｂとを具備する。この場合、凸状部９ｂは、断面が六角形状に形成されると共に、先端に向かって狭小のテーパ状に形成され、かつ、凹状部８ｂと嵌合し得るように形成されている（図６参照）。
【００２９】
キャップ８、キャップ９を上記のように形成することにより、腹起し材の嵌合が容易となり、また、嵌合状態において腹起し材同士が回転しないという効果がある。更に、複数の腹起し材５を連結することができるので、一つの腹起し材５の両端をジャッキ６と支保材３で支持したり、腹起し材５の端部同士を重ねて重なり部をジャッキ６と支保材３で支持する必要はなく、例えば、図２に示すように二つの腹起し材５の連結部をジャッキ６で支持するようにすれば、ジャッキ６や支保材３、腹起し材５の数を削減することができ、また支保工の設置、解体等を短時間で行うことができる。また、下水管が真直ぐでない場合、下水管の曲がりに対応して腹起し材５を配置する必要があるが、このとき凹状部と凸状部との嵌合により連続する腹起し材５同士のずれを生じることなく容易に配置することができる。
【００３０】
また、腹起し材５の比重は１以下好ましくは０．５以上１未満に形成される方がよい。この理由は、比重が０．５未満であると、腹起し材５の重心が水面より上方へ浮き上がってしまい腹起し材５が回転し易くなるため、水中での腹起し材の設置や運搬が難しくなるからであり、比重が１よりも大きいと、腹起し材が下水中に浸水し、やはり運搬が困難になるからである。なお、腹起し材５の比重が１であっても下水の下方に沈むことがなく、下水中に浮くので、運搬や設置作業を容易にすることができる。
【００３１】
腹起し材５は、例えば、以下のような形状、重量の中空筒状部材とキャップとを用いて作製することができる。
【００３２】
まず、アルミニウム製押出形材よりなる中空筒状部材の断面形状を図９ないし図１１に示すように形成する。図９に示す中空筒状部材（ＨＣ）の断面形状を、Ｌ１１＝１２５（ｍｍ），Ｌ１２＝１１５（ｍｍ），ｄ１１＝６（ｍｍ），ｄ１２＝１３（ｍｍ），ｄ１３＝５（ｍｍ），Ｒ１１＝８（ｍｍ），Ｒ１２＝８（ｍｍ）に形成する。また、図１０に示す中空筒状部材（ＨＤ）の断面形状を、Ｌ２１＝８０（ｍｍ），Ｌ２２＝１１５（ｍｍ），ｄ２１＝６（ｍｍ），ｄ２２＝１３（ｍｍ），ｄ２３＝５（ｍｍ），Ｒ２１＝８（ｍｍ），Ｒ２２＝８（ｍｍ）に形成する。また、図１１に示す中空筒状部材（ＨＥ）の断面形状を、Ｌ３１＝６０（ｍｍ），Ｌ３２＝８０（ｍｍ），ｄ３１＝６（ｍｍ），ｄ３２＝１０．７（ｍｍ），ｄ３３＝５（ｍｍ），Ｒ３１＝４（ｍｍ），Ｒ３２＝４（ｍｍ）に形成する。
【００３３】
ここで、
Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１…肉厚が一定である方の辺の長さ
Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２…中間部から角部に向かって漸次肉厚に形成されている辺の長さ
ｄ１１，ｄ２１，ｄ３１…肉厚に形成された辺の中間部の厚さ
ｄ１２，ｄ２２，ｄ３２…肉厚に形成された辺の角部の厚さ
ｄ１３，ｄ２３，ｄ３３…肉厚が一定である辺の厚さ
Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１…角部内側の円弧面の半径
Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ３２…角部外側の円弧面の半径
である。
【００３４】
次に、中空筒状部材の両端開口部とアルミニウム製ダイキャストにて形成されるキャップ（重量２．３ｋｇ，１．９ｋｇ，１．３ｋｇ）をＭＩＧ溶接で気水密に接合して、腹起し材を作製したところ、この腹起し材の重量、体積及び比重は表１のようになった。ここでＨＣ４（ＨＤ４，ＨＥ４）、ＨＣ３（ＨＤ３，ＨＥ３）、ＨＣ２（ＨＤ２，ＨＥ２）は中空筒状部材の長手方向の長さをそれぞれ４，３，２（ｍ）とした腹起し材を意味する。
【００３５】
【表１】
0003716973.tif 000002
【００３６】
このように形成することにより、腹起し材の比重を小さくすることができるので、水中での見かけの重量が軽くなり運搬が容易となる。特に、腹起し材ＨＣ，ＨＤは比重を０．５以上１未満にすることができるので、水面に浮かべることができると共に、重心を水面の下側に位置させて回転等をし難い安定した状態にすることができ、運搬や水中での設置作業を更に容易にすることができる。
【００３７】
上記実施形態では、腹起し材５を下水管の更生工事に用いる場合について説明したが、上記腹起し材５は土留めにも使用できる。この場合には、図７及び図８に示すように、土壌を掘削してできた溝１１の両側に土砂が溝内に崩れ落ちるのを防止するための鋼矢板１２を取り付け、溝１１の長手方向に横架する腹起し材５をサポート１３等によりこの鋼矢板１２に圧接して使用する。この場合においても、キャップ８の凹状部とキャップ９の凸状部とを嵌合させて、複数の腹起し材５を一体的に連結することができる。したがって、腹起し材５の連結部にサポート１３で支持することができ、サポート１３の数を減らすことができる。
【００３８】
なお、上記中空筒状部材７と上記キャップ８または９の接合部１０は、摩擦撹拌接合により、確実に中空筒状部材７の両端開口部を気水密に接合することもできる。ここで、摩擦撹拌接合とは、金属例えばアルミニウム合金からなる押出形材や板材同士を突合わせ、この突き合わせ面に回転する接合ツールを挿入し、突き合わせ面に沿って移動させ、被接合材を塑性流動させることで、両部材を接合するものである。したがって、ＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接のように溶接部に肉盛等が生じず、接合部１０を平坦にできるので、腹起し材５を整列状態に積み重ねることができ、運搬や保管を容易にすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態の腹起し材５においては、中空筒状部材７の両端開口部の一方を凹状部８ｂを有するキャップ８にて接合し、もう一方を凸状部９ｂを有するキャップ９にて接合した場合について説明したが、必ずしもこのような構造にする必要はなく、両端開口部の両方を凹状部８ｂを有するキャップ８あるいは凸状部９ｂを有するキャップ９で接合した腹起し材５とすることもできる。この場合は、凹状部８ｂを有するキャップ８のみで接合された腹起し材５と凸状部９ｂを有するキャップ９のみで接合された腹起し材５の２種類、あるいは凹状部８ｂを有するキャップ８と凸状部９ｂを有するキャップ９にて両端開口部を接合した腹起し材５を加えた３種類を組み合わせて連結することになる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、二つの腹起し材５の嵌合部をジャッキ６やサポート１３で支持する場合について説明したが、ジャッキ６やサポート１３で支持するのは腹起し材５同士の嵌合部である必要はなく、例えば腹起し材５の長手方向における中央部をそれぞれ支持するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の腹起し材の構造によれば以下のような効果が得られる。
【００４２】
１）請求項１記載の発明によれば、腹起し材を中空密閉状に形成するので、水中では浮力が加わり、水中での見かけの重量が軽くなるため運搬を容易にすることができる。
【００４３】
２）請求項１，２記載の発明によれば、腹起し材全体の比重を１以下好ましくは０．５以上１未満に形成するので、水中に浮かべることができると共に、重心が水面の下側にあるので回転等をさせずに安定させることができ、運搬や水中での設置作業を容易にすることができる。
【００４５】
３）請求項３に記載の発明によれば、キャップに設けられた凹状部と凸状部を嵌合させて複数の腹起し材を連結することができるので、腹起し材を簡単に連続的に配置することができる。また、複数の腹起し材を連結して一体的にすることができるので、最小限の支保材及びジャッキ等によって腹起し材を支持することができる。したがって、支保工用部材を削減することができると共に支保工の設置、解体等を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る腹起し材を下水管の更生工事に適用した場合の下水管の概略断面図である。
【図２】この発明に係る腹起し材の嵌合状態を示す要部平面図である。
【図３】この発明に係る腹起し材の一例を示す概略断面図である。
【図４】この発明における腹起し材に接合された凹状部を有するキャップを示す概略斜視図である。
【図５】この発明における腹起し材に接合された凸状部を有するキャップを示す概略斜視図である。
【図６】この発明に係る腹起し材の嵌合状態を示す要部断面図である。
【図７】この発明に係る腹起し材を土留めに適用した場合の概略断面図である。
【図８】この発明に係る腹起し材を土留めに適用した場合の概略斜視図である。
【図９】この発明における中空筒状部材の断面図である。
【図１０】この発明における他の中空筒状部材の断面図である。
【図１１】この発明における他の中空筒状部材の断面図である。
【図１２】従来の腹起し材を下水管の更生工事に適用した場合の使用状態の要部を示す平面図（ａ）及び従来の別の使用状態の要部を示す側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
７  中空筒状部材
８，９  キャップ
８ｂ  凹状部
９ｂ  凸状部
１０  接合部
【図１】
0003716973.tif 000003
【図２】
0003716973.tif 000004
【図３】
0003716973.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003716973.tif 000009
【図８】
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【図９】
0003716973.tif 000011
【図１０】
0003716973.tif 000012
【図１１】
0003716973.tif 000013
【図１２】
0003716973.tif 000014