(57)【要約】【課題】  確実なヒンジ構造であり、切梁に作用する軸力に対して安全性を確保でき、地震発生時に切梁が抜け落ちることがなく、塩害環境下においても耐久性を確保できるとともに、施工が容易であり、工期の短縮、施工コストの低減等を図る。【解決手段】  ヒンジ構造１０は、鋼管切梁１００の両端部に取り付ける鞘管２００と、鞘管２００内に挿入するヒンジ部３００とからなる。鞘管２００はヒンジ部３００を鞘管２００に対して揺動可能に支持する支持部２１１を備え、ヒンジ部３００は鞘管２００の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材３１０を備えている。また、鞘管２００とヒンジ部３００には、それぞれヒンジ部３００の抜け落ちを防止するための鞘管側抜落防止部２２０とヒンジ部側抜落防止部３２０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の側壁部の間に掛け渡す切梁のヒンジ構造であって、
切梁の両端部に取り付ける鞘管と、前記鞘管内に挿入するヒンジ部と、からなり、
前記鞘管は、一側が開放し、他側が閉塞した筒状部と、当該筒状部の閉塞側に設けられ、前記ヒンジ部の先端が当接して、前記ヒンジ部を当該鞘管に対して揺動可能に支持する支持部と、当該筒状部の開放側近傍であって、当該筒状部の内周面の同一円周上において不連続に設けられ、前記ヒンジ部の抜け落ちを防止する鞘管側抜落防止部と、を備え、
前記ヒンジ部は、前記切梁の両端部にそれぞれ設けられ、前記鞘管の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材と、前記鞘管側抜落防止部の不連続部から前記鞘管の閉塞側へ向かって挿入可能であって、前記切梁の長軸を回転軸として前記鞘管に対して相対的に回転させることにより、前記鞘管側抜落防止部に対向して、前記ヒンジ部の抜け落ちを防止するヒンジ部側抜落防止部と、を備えた、
ことを特徴とする切梁のヒンジ構造。
【請求項２】
前記鞘管の内周面と前記ヒンジ部の外周面との間に、両者の当接を緩衝する緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の切梁のヒンジ構造。
【請求項３】
前記鞘管は、外周面から突出した複数のズレ防止突起を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の切梁のヒンジ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切梁のヒンジ構造に関するものであり、詳しくは、対向する一対の側壁部の間に掛け渡す切梁において、側壁部との接続部に設ける構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば山留め壁のように、対向する一対の側壁部が存在する場合に、両側壁部の間に切梁を掛け渡すことにより、側壁部を支持することが一般的である。切梁には種々の態様のものが存在するが、例えば、切梁の使用本数を削減する技術（特許文献１参照）、山留め壁周辺の地盤の変形や変位を抑制する技術（特許文献２参照）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された技術は、腹起こし材が、矢板に沿って上下方向に摺動自在で、かつ所望の高さで位置決め可能な構成の腹起こし支持材により支持され、掘削溝の両側壁の長手方向に沿って架設されている。長手方向に隣接する腹起こし材の端部同士は、当該端部同士を収容する開口部を備えたジョイント部材に連結され、溝幅方向に相対向して配置されたジョイント部材間に切梁が取り付けられた構造となっている。
【０００４】
特許文献２に記載された技術は、山留め工事における切梁の施工方法に関するものである。そして、山留め壁を地盤内に構築し、該山留め壁の内側を根切りする前に、山留め壁を支持するための切梁を架設する。切梁は、軸方向に伸縮可能なジャッキを備えた切梁本体と、その両端部に設けられ、少なくとも直交する２方向に延びる支持部材と、切梁本体と支持部材との間に介在したユニバーサルジョイントとを備えた構造となっている。
【０００５】
また、特許文献２と同様に切梁と腹越しの連結部にユニバーサルジョイントを用いる技術（特許文献３参照）が開示されている。特許文献３に記載された技術は、火打梁あるいは切梁と腹起しを連結するための技術である。そして、頭部が半円形をしたユニバーサルジョイントの凸部材を火打梁あるいは切梁の先端に取り付け、腹起し側に凸部材に嵌合して摺動し得る半円形のユニバーサルジョイントの凹部材を、火打受ボックスを介して腹起しに取り付けた構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２０２２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３４７０号公報
【特許文献３】特開平６−３１６９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、鋼管矢板を用いて構造物を構築した場合に、切梁により鋼管矢板を確実に支持できなければ、構造物の健全性を維持することができない。この際、確実なヒンジ構造となること、切梁に作用する軸力に対して安全性を確保できること、地震発生時に切梁が抜け落ちてしまい構造物が崩壊しないこと、塩害環境下においても耐久性を確保できること等が要求される。さらに、上述した要求性能を満たした上で、施工が容易であり、工期の短縮、施工コストの低減等を図ることが望まれている。
【０００８】
この点、従来の技術（特許文献１〜特許文献３）は、上述した要求性能のすべてを満たすことができるとは言い切れない。また、連結部にユニバーサルジョイントを用いた技術（特許文献２及び特許文献３）では、特に、地震発生時に切梁が抜け落ちる危険性がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、確実なヒンジ構造であり、切梁に作用する軸力に対して安全性を確保でき、地震発生時に切梁が抜け落ちることがなく、塩害環境下においても耐久性を確保できるとともに、施工が容易であり、工期の短縮、施工コストの低減等を図ることが可能な切梁のヒンジ構造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】
本発明の切梁のヒンジ構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の切梁のヒンジ構造は、対向する一対の側壁部の間に掛け渡す切梁のヒンジ構造であって、切梁の両端部に取り付ける鞘管と、鞘管内に挿入するヒンジ部とからなる。
【００１１】
そして、鞘管は、一側が開放し、他側が閉塞した筒状部と、当該筒状部の閉塞側に設けられ、ヒンジ部の先端が当接して、ヒンジ部を当該鞘管に対して揺動可能に支持する支持部と、当該筒状部の開放側近傍であって、当該筒状部の内周面の同一円周上において不連続に設けられ、ヒンジ部の抜け落ちを防止する鞘管側抜落防止部とを備えている。
【００１２】
また、ヒンジ部は、切梁の両端部にそれぞれ設けられ、鞘管の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材と、鞘管側抜落防止部の不連続部から鞘管の閉塞側へ向かって挿入可能であって、切梁の長軸を回転軸として鞘管に対して相対的に回転させることにより、鞘管側抜落防止部に対向して、ヒンジ部の抜け落ちを防止するヒンジ部側抜落防止部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の切梁のヒンジ構造は、上述した構成に加えて、鞘管の内周面とヒンジ部の外周面との間に、両者の当接を緩衝する緩衝部材を設けることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の切梁のヒンジ構造は、上述した構成に加えて、鞘管は、外周面から突出した複数のズレ防止突起を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の切梁のヒンジ構造によれば、切梁の両端部に取り付ける鞘管と、鞘管内に挿入するヒンジ部とからなり、鞘管はヒンジ部を鞘管に対して揺動可能に支持する支持部を備え、ヒンジ部は鞘管の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材を備えている。また、鞘管とヒンジ部には、それぞれヒンジ部の抜け落ちを防止するための鞘管側抜落防止部とヒンジ部側抜落防止部とを備えている。
【００１６】
したがって、確実なヒンジ構造となり、また、切梁に作用する軸力に対して安全性を確保できるとともに、地震発生時に切梁が抜け落ちるおそれがないので、構造物が崩壊するおそれがない。また、塩害環境下においても耐久性を確保することが可能である。さらに、上述した要求性能を満たした上で、施工が容易であり、工期の短縮、施工コストの低減を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る鞘管及びヒンジ部の縦断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る鞘管及びヒンジ部の横断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る切梁のヒンジ構造の設置手順を示す縦断面図（１）。
【図４】本発明の実施形態に係る切梁のヒンジ構造の設置手順を示す縦断面図（２）。
【図５】本発明の実施形態に係る切梁のヒンジ構造の設置状態を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る切梁のヒンジ構造の実施形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施形態に係る切梁のヒンジ構造を説明するもので、図１は鞘管及びヒンジ部の縦断面図、図２は鞘管及びヒンジ部の横断面図、図３及び図４はヒンジ構造の設置手順を示す縦断面図、図５はヒンジ構造の設置状態を示す縦断面図である。
【００１９】
＜切梁のヒンジ構造の概要＞
本発明の実施形態に係る切梁のヒンジ構造は、図３〜図５に示すように、対向する一対の側壁部（例えば、鋼管矢板４００）の間に掛け渡す切梁（例えば鋼管切梁１００）のヒンジ構造１０であって、切梁の両端部に取り付ける鞘管２００と、鞘管２００内に挿入するヒンジ部３００とを主要な構成要素とする。本実施形態の鋼管切梁１００のヒンジ構造１０は、図５に示すように、対向して設けた鋼管矢板４００により形成される溝状構造物（例えば、水路）に適用される構造であり、溝状構造物の底面には底盤コンクリート５００が設けられている。なお、本発明において、側壁部は鋼管矢板４００に限定されるものではなく、切梁は鋼管切梁１００に限定されるものではない。
【００２０】
＜鞘管＞
鞘管２００は、図１及び図２に示すように、一側が開放し、他側が閉塞した筒状部２１０を備えており、この筒状部２１０の開放側から筒状部２１０の内部に鋼管切梁１００の一端部（ヒンジ部３００）を挿入する。すなわち、鞘管２００は、鋼管切梁１００の両端部にそれぞれ取り付ける部材である。
【００２１】
この鞘管２００の筒状部２１０の閉塞側には、ヒンジ部３００の先端（当接部材３１０）が当接して、ヒンジ部３００を鞘管２００に対して揺動可能に支持する支持部２１１を設けてある。後に詳述するが、ヒンジ部３００の先端には、鞘管２００の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材３１０が設けてある。したがって、支持部２１１は、当接部材３１０を受け止めるために、略半球状の凹部となっている。
【００２２】
また、鞘管２００の筒状部２１０の開放側近傍には、筒状部２１０の内面から突出した部材であって、ヒンジ部３００の抜け落ちを防止する鞘管側抜落防止部２２０が設けてある。この鞘管側抜落防止部２２０は、筒状部２１０の内周面の同一円周上において不連続に設けられており、ヒンジ部３００に設けたヒンジ部側抜落防止部３２０と対向させることにより、ヒンジ部３００が鞘管２００から抜け落ちることを防止する。
【００２３】
すなわち、鞘管側抜落防止部２２０は、筒状部２１０の内面から筒状部２１０の内側へ向かって突出して設けた断面略円弧状の部材であり、本実施形態では、筒状部２１０の内側において２カ所設けてある。そして、２つの鞘管側抜落防止部２２０の間に不連続部を設け、当該間隔内を２つのヒンジ部側抜落防止部３２０がそれぞれ通過可能となっている。
【００２４】
また、鞘管２００の外周面には、外方へ向かって突出する複数のズレ防止突起２３０を設けてある。鞘管２００は、側壁部（例えば鋼管矢板４００）の上部に埋め込んで使用するが、ズレ防止突起２３０により、側壁部に対して鞘管２００を強固に固定することができる。
【００２５】
＜ヒンジ部＞
ヒンジ部は、図１及び図２に示すように、鋼管切梁１００の両端部にそれぞれ設けた部材である。このヒンジ部３００は、鞘管２００の端部へ向かって突出した略半球状の当接部材３１０を備えている。上述したように、当接部材３１０が支持部２１１に当接することにより、鞘管２００に対してヒンジ部３００を揺動可能に支持することができる。
【００２６】
また、ヒンジ部３００には、鞘管側抜落防止部２２０の不連続部から鞘管２００の閉塞側へ向かって挿入可能であって、鋼管切梁１００の長軸を回転軸として鞘管２００に対して相対的に回転させることにより、鞘管側抜落防止部２２０に対向して、ヒンジ部３００の抜け落ちを防止するヒンジ部側抜落防止部３２０を設けてある。
【００２７】
すなわち、ヒンジ部側抜落防止部３２０は、鞘管側抜落防止部２２０の不連続部から鞘管２００の閉塞側へ向かって挿入可能となるように、ヒンジ部３００の外周面から突出して設けた鍔状の部材である。本実施形態では、ヒンジ部３００の基部の２箇所を外方へ向かって鍔状に拡径したもので、２つヒンジ部側抜落防止部３２０は、２つの鞘管側抜落防止部２２０の不連続部を通過可能となっている。
【００２８】
そして、ヒンジ部３００を鞘管２００内へ挿入した後に、鋼管切梁１００の長軸を回転軸として、鞘管２００とヒンジ部３００とを相対的に回転させることにより、鞘管側抜落防止部２２０とヒンジ部側抜落防止部３２０とが対向し、ヒンジ部３００が鞘管２００から抜け落ちることを防止する。ここで、鞘管２００とヒンジ部３００とを相対的に回転させるとは、ヒンジ部３００を取り付けた鋼管切梁１００を固定状態として、鞘管２００を回転させてもよいし、鞘管２００を固定状態として、ヒンジ部３００を設けた鋼管切梁１００を回転させてもよいし、ヒンジ部３００を設けた鋼管切梁１００と鞘管とをそれぞれ反対方向に回転させてもよいことを意味する。
【００２９】
鞘管側抜落防止部２２０とヒンジ部側抜落防止部３２０とは、対向状態において重なり合う形状となっており、これにより、鞘管側抜落防止部２２０にヒンジ部側抜落防止部３２０が当接して、ヒンジ部３００が鞘管２００から抜け落ちることを防止する。
【００３０】
また、鞘管２００の内周面とヒンジ部３００の外周面との間に、両者の当接を緩衝する緩衝部材を設けてある。緩衝部材は、鞘管２００に貼り付ける緩衝部材３３１と、ヒンジ部３００に貼り付ける緩衝部材３３２からなる。この緩衝部材３３１及び緩衝部材３３２は、例えば、ゴム、合成樹脂等の可撓性及び弾性を有する部材からなり、鞘管２００に対してヒンジ部３００が揺動した際に、両者の間における衝撃をやわらげることができる。
【００３１】
＜ヒンジ構造の設置＞
本実施形態に係る切梁のヒンジ構造を設置するには、図３及び図４に示すように、ヒンジ部３００の空隙内に中詰めグラウト２４０（例えば、無収縮モルタル）を充填し、鋼管切梁１００の両端部に設けたヒンジ部３００に鞘管２００を取り付ける。ヒンジ部３００に鞘管２００を取り付けるには、鞘管２００の筒状部２１０に設けた一対の鞘管側抜落防止部２２０の間隔（不連続部）を、ヒンジ部３００に設けた一対のヒンジ部側抜落防止部３２０が通過可能な状態とし、ヒンジ部側抜落防止部３２０を鞘管２００に設置した緩衝部材３３１の手前側へ位置させる。
【００３２】
そして、鞘管２００とヒンジ部３００とを相対的に回転させて、鞘管側抜落防止部２２０とヒンジ部側抜落防止部３２０とを対向させた後に、ヒンジ部３００の当接部材３１０が鞘管２００の支持部２１１に当接するまで、ヒンジ部３００を鞘管２００内に挿入する。
【００３３】
また、一対の鋼管矢板４００からなる側壁部において、各鋼管矢板４００の上部を切断して切欠部４１０を設けるとともに、両鋼管矢板４００が対向する側（地山とは反対側）に、コンクリートを打設して支持架台５１０を設ける。なお、鋼管矢板４００の内部には吊り型枠（図示せず）を設置し、支持架台５１０と略同一高さとなるように中詰めコンクリート５２０を打設する。
【００３４】
そして、支持架台５１０の上面に、鞘管２００を取り付けた鋼管切梁１００を載置し、鞘管２００及び鋼管矢板４００の上部を覆うようにコンクリートを打設して笠部５３０を形成し、鋼管矢板４００の上部に鋼管切梁１００を固定する。その後、詳細には図示しないが、鞘管側抜落防止部２２０にバックアップ部材３４０を取り付けるとともにシーリング材を充填して、鞘管２００の口元をシーリングする。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ヒンジ構造
１００  鋼管切梁
２００  鞘管
２１０  筒状部
２１１  支持部
２２０  鞘管側抜落防止部
２３０  ズレ防止突起
２４０  中詰めグラウト
３００  ヒンジ部
３１０  当接部材
３２０  ヒンジ部側抜落防止部
３３１、３３２  緩衝部材
３４０  バックアップ部材
４００  鋼管矢板
４１０  切欠部
５００  底盤コンクリート
５１０  支持架台
５２０  中詰めコンクリート
５３０  笠部
【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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