(57)【要約】【課題】本発明は、脚部材の断面を小さくできスリム化することができるアーチカルバートおよびその製造方法を提供する。【解決手段】円弧状に形成された複数のアーチ部材５，６，７を接続して形成されるアーチ部１と、アーチ部材６，７の端部にそれぞれ接続される一対の脚部材８，９からなる脚部２と、を連結手段１０で連結して組み付けられたアーチカルバートＡであって、連結手段１０が、アーチ部材５，６，７及び脚部材８，９の内部にそれぞれ設けられた複数本の案内管１２と、該案内管１２内に配挿されて、その端部が脚部材８，９に定着手段１４により定着される複数本のＰＣ撚線１３と、により構成され、ＰＣ撚線１３は、一対の脚部材８，９の底面１８から下方に導出され、該底面１８において定着手段１４により定着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に形成された複数のアーチ部材を接続して形成されるアーチ部と、前記アーチ部材の端部にそれぞれ接続される一対の脚部材からなる脚部と、を連結手段で連結して組み付けられたアーチカルバートであって、
前記連結手段が、前記アーチ部材及び前記脚部材の内部にそれぞれ設けられた複数本の案内管と、該案内管内に配挿されて、その端部が前記脚部材に定着手段により定着される複数本のＰＣ撚線と、により構成され、
前記ＰＣ撚線は、前記一対の脚部材の底面から下方に導出され、該底面において前記定着手段により定着されている
ことを特徴とするアーチカルバート。
【請求項２】
前記ＰＣ撚線は、前記アーチ部材及び前記脚部材の各軸心に配置されていることを特徴とする請求項１記載のアーチカルバート。
【請求項３】
前記脚部材は、上端部が前記アーチ部材の端部と同一の厚み及び同一の幅を有すると共に、下端部が前記上端部よりも大きな厚みと同一の幅を有し、前記上端部から前記下端部に向かうほど厚みが大きくなるテーパーが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のアーチカルバート。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のアーチカルバートの製造方法であって、
前記アーチ部材及び前記脚部材を地面に伏倒した状態で仮組み付けを行う工程と、
前記仮組み付けされた前記アーチ部材及び前記脚部材における前記案内管にＰＣ撚線を挿通する工程と、
前記ＰＣ撚線を前記脚部材の底面に定着して前記アーチ部材及び前記脚部材を組み付ける工程と、
組み付けられた前記アーチ部材及び前記脚部材を吊り上げて所定位置に設置する工程と、
を含むことを特徴とするアーチカルバートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアーチカルバートおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
頂部アーチ部材と、その左右の両端下部にそれぞれ接続される２つの側部アーチ部材と、その左右の両端下部にそれぞれ接続される２つの脚部材と、よりなるアーチカルバートおよびその組立施工方法が提案されている（特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のアーチカルバートは、脚部材の側面においてＰＣ撚線を定着しているため、ＰＣ撚線を曲げて配挿しているので、その緊張力による偏心モーメントが作用し、脚部材の断面が大きくなる。また、従来のアーチカルバートでは、アーチ部を先行して組み立ててから設置場所にて脚部の上に載置して接続する施工手順を採用することが一般的であることから、仮組状態のアーチ部を組み立てる際に支保工でサポートする必要があり、仮設費用が嵩むとともに現場管理の手間が増大し、工期が長期化してしまうという不都合もあった。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、脚部材の断面を小さくできてスリム化することができ、施工効率を向上させることができるアーチカルバートおよびその製造方法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】
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、請求項１に記載の発明のアーチカルバートは、
円弧状に形成された複数のアーチ部材を接続して形成されるアーチ部と、前記アーチ部材の端部にそれぞれ接続される一対の脚部材からなる脚部と、を連結手段で連結して組み付けられたアーチカルバートであって、
前記連結手段が、前記アーチ部材及び前記脚部材の内部にそれぞれ設けられた複数本の案内管と、該案内管内に配挿されて、その端部が前記脚部材に定着手段により定着される複数本のＰＣ撚線と、により構成され、
前記ＰＣ撚線は、前記一対の脚部材の底面から下方に導出され、該底面において前記定着手段により定着されている
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載のアーチカルバートは、請求項１記載のアーチカルバートにおいて、前記ＰＣ撚線は、前記アーチ部材及び前記脚部材の各軸心に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のアーチカルバートは、請求項１又は２記載のアーチカルバートにおいて、
前記脚部材は、上端部が前記アーチ部材の端部と同一の厚み及び同一の幅を有すると共に、下端部が前記上端部よりも大きな厚みと同一の幅を有し、  前記上端部から前記下端部に向かうほど厚みが大きくなるテーパーが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のアーチカルバートの製造方法は、
請求項１から３のいずれか１項に記載のアーチカルバートの製造方法であって、
前記アーチ部材及び前記脚部材を地面に伏倒した状態で仮組み付けを行う工程と、
前記仮組み付けされた前記アーチ部材及び前記脚部材における前記案内管にＰＣ撚線を挿通する工程と、
前記ＰＣ撚線を前記脚部材の底面に定着して前記アーチ部材及び前記脚部材を組み付ける工程と、
組み付けられた前記アーチ部材及び前記脚部材を吊り上げて、底版部の所に設置する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明のアーチカルバートによれば、ＰＣ撚線は、一対の脚部材の底面から下方に導出され、該底面において定着手段により定着されているので、ＰＣ撚線を直線的に配置することができ、偏心モーメントが生じないので、脚部材の断面を小さくできスリム化することができる。また、アーチ部と脚部とを連結手段のＰＣ撚線によって連結することで、一体化したアーチ部及び脚部を設置場所に設置することができ、アーチ部を仮組みするための支保工が不要にでき、施工効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明のアーチカルバートによれば、ＰＣ撚線は、アーチ部材及び脚部材の各軸心に配置されているので、プレストレス導入をした場合も偏心が生じず、かつ脚部材の断面における応力が均等化されることにより、脚部材をさらにスリム化できる。
【００１２】
請求項３記載の発明のアーチカルバートによれば、脚部材は、上端部がアーチ部材の端部と同一の厚み及び同一の幅を有すると共に、下端部が上端部よりも大きな厚みと同一の幅を有し、上端部から下端部に向かうほど厚みが大きくなるテーパーが設けられているので、従来よりもスリムなアーチカルバートが得られ、脚部材の軽量化を図ることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明のアーチカルバートの製造方法によれば、ＰＣ撚線を脚部材の底面に定着して、アーチ部材及び脚部材を組み付け、アーチ部材及び脚部材を吊り上げることで、組み付け時に脚部材に偏心モーメントが生じず、かつ吊り上げ時にはＰＣ撚線によってアーチ部材と脚部材とが一体化されているので、吊り上げ作業を効率的に実施することができるアーチカルバートが得られる。従って、アーチ部を仮組みするための支保工が不要にでき、現場管理及び仮設費用の削減を図るとともに、工期短縮による施工効率の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアーチカルバートの一実施形態の組立状態を示す断面図である。
【図２】前記アーチカルバートの一実施形態の構成要素を説明する説明図であり、（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ、アーチ部材（頭）、アーチ部材（肩）、脚部材、底版部材、間詰コンクリートを示す。
【図３】前記アーチカルバートの一実施形態において、３つのアーチ部材を結合した状態を示す斜視図である。
【図４】前記アーチカルバートの一実施形態で使用されるＰＣ撚線を定着するための定着手段を示す拡大断面図である。
【図５】前記アーチカルバートの製造方法における緊張作業工程を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】前記アーチカルバートの製造方法における製品反転工程を示す説明図である。
【図７】前記アーチカルバートの製造方法における製品接合工程を示す説明図である。
【図８】前記アーチカルバートの製造方法における間詰め工程及びグラウト充填工程を示す説明図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ前記アーチカルバートの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に従い、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態では、アーチカルバートＡは、鉄筋コンクリート製のアーチ部１、脚部２及び底版部３と、間詰コンクリート４と、から構成されている。アーチ部１は、アーチ部材（頭）５と、アーチ部材（頭）５の左右の端部下部にそれぞれ接続されるアーチ部材（肩）６，７と、から構成されている。脚部２は、アーチ部材（肩）３，４の左右の端部下部にそれぞれ接続される同一形状の一対の脚部材８，９から構成されている。アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の５つの部材は、連結手段１０により連結されて組み付けられている。
【００１７】
アーチ部１は、中心角αで略６０°の角度で分割されることにより、アーチ部材（頭）５とアーチ部材（肩）６，７とにより構成されている。それにより、アーチ部材（頭）５とアーチ部材（肩）６，７は、同一厚み及び同一幅を有する円弧状の部材である。脚部材８，９は、一方の端部（上端部）がアーチ部材（肩）６，７の端部と同一の厚み及び同一の幅を有すると共に、他方の端部（下端部）がそれよりも大きな厚みと同一の幅を有し、一方の端部から他方の端部に向かうほど厚みが大きくなるテーパーが設けられた部材である。また、脚部材８，９は、厚みが大きくなっている下端部側の一方の側面の２箇所から突出して幅方向に複数本設けられた鉄筋１１を備えている。
【００１８】
連結手段１０は、アーチ部材（頭）５とアーチ部材（肩）６，７の内部周方向かつ幅方向Ｑへ設けられると共に脚部材８，９の内部長手方向かつ幅方向へ設けられた複数本のシース管１２と、該シース管１２内に配挿されて、その端部１３ａ，１３ｂが脚部材８，９に定着手段１４により定着される複数本（図示する本実施形態では５本）のＰＣ撚線１３と、により構成されている。シース管１２は、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の軸心、すなわち厚み方向の真中に配置されている。脚部材８，９内のシース管１２及びＰＣ撚線１３は、脚部材８，９の一方の端部から他方の端部（底面）１８まで直線的に配置されている。
【００１９】
底版部３は、鉄筋コンクリート製の直方体状の部材であり、その両端部における上下２箇所から突出して幅方向に複数本設けられた鉄筋１５を備えている。間詰コンクリート４は、脚部材８，９と底版部３との間に打設されて、脚部材８の鉄筋１１と底版部３の鉄筋１５とを介してこれらを連結する部材である。
【００２０】
アーチカルバートＡの内径φは、図１に示す本実施形態では、例えば１０ｍ以上もの大型であり、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７、脚部材８，９の５部材は、１ピース当り、長さ例えば１．５〜４ｍに成形されることにより小型化し、移動、運搬を容易化している。
【００２１】
定着手段１４は、例えばＰＣ撚線１５の両端部１５ａ，１５ｂを脚部材８，９に緊張し、定着するためのものであり、アーチカルバートＡを組付けるのに、図４に示すように、先細りのテーパー孔１６ａを内面に有する締付外管１６と、前記テーパー孔１６ａ内に軸方向に摺動可能に挿入され、外周にはテーパー周面１７ａを有し、中央には撚線挿入孔１７ｂを有した断面略円錐台形状をなす被締付内管１７と、により二重管構造に形成されている。定着手段１０と脚部材８，９との間にはアンカープレートＰが介装される。
【００２２】
アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７、脚部材８，９内に設けられたシース管１２内にＰＣ撚線１３を挿入して緊張し、定着後には、グラウト材２１が注入されて固化される。このグラウト材２１は、脚部材８，９の側面に設けられた各充填孔１９から各シース管６内に充填されることにより、ＰＣ撚線８を固定するとともに、ＰＣ撚線８が錆びるのを防止するためのものである。
【００２３】
本発明の一実施形態に係るアーチカルバートＡは以上の構成からなり、鉄筋コンクリートにより、中心角αで略６０°の角度で分割されたアーチ部材（頭）５及びアーチ部材（頭）５の両端下部に接続されるアーチ部材（肩）６，７によりアーチ部１が構成され、そして、アーチ部材（肩）６，７の端部下部に接続される脚部２としての一対の脚部材８，９よりなる５部材に細分化されて分割されるため、大型のアーチカルバートに適い、アーチカルバートを構成する１つの部材毎の部材長さが１．５〜４．０ｍになり、重量が小さく、施工現場への運搬が容易に行える。
【００２４】
次に、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の製造方法について説明する。アーチ部材（頭）５及びアーチ部材（肩）６，７は、まず型枠を作成し、この型枠内に鉄筋とシース管を配置して型枠を組み立てる。この組立時、シース管は、完成時のアーチ部材（頭）５及びアーチ部材（肩）６，７の各軸心、すなわち厚み方向の真ん中に複数本配置される。次に、組み立てた型枠にコンクリートを打設し、コンクリートが固まったら、脱型して完成する。
【００２５】
脚部材８，９は、型枠を作成し、この型枠内に鉄筋とシース管を配置して型枠を組み立てる。この組立時、シース管は、完成時の脚部材８，９の軸心、すなわち厚み方向の真ん中に複数本配置される。また、鉄筋の一部が、脚部材の厚みが大きくなっている端部側の一方の側面の２箇所から幅方向に複数本、型枠から突出するように配置される。次に、組み立てた型枠にコンクリートを打設し、コンクリートが固まったら、脱型して完成する。
【００２６】
底版部３は、型枠を作成し、この型枠内に鉄筋を配置して型枠を組み立てる。この組立時、鉄筋の一部が、底版部の両端部の２箇所から幅方向に複数本、型枠から突出するように配置される。次に、組み立てた型枠にコンクリートを打設し、コンクリートが固まったら、脱型して完成する。
【００２７】
次に、アーチカルバートの製造方法について説明する。まず、施工現場において、図５に示すように、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９を、地面Ｇに伏倒した状態でアーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の端部同士を合わせ、仮組み付けを行う。
【００２８】
次に、仮組み付けされたアーチ部材５，６，７の周方向かつ幅方向Ｑと脚部材８，９の幅方向へ複数本、例えば５本のＰＣ撚線１３をそれぞれ各シース管１２内部に挿通し、脚部材８，９の底面から下方に導出させる。
【００２９】
次に、図４に示すような定着手段１４にＰＣ撚線１３を挿入し、続いて例えばジャッキ２３を用いてＰＣ撚線１３を緊張し、定着手段１４で脚部材８，９の底面１８に定着し、５つの部材を連結させて組み付ける。
【００３０】
この際、脚部材８と脚部材９との間に、脚部材８，９間の間隔を適宜に保つためのサポート材２２が挟み込まれる。また、定着手段１４では、図４に示す締付外管１６の内周に有する先細りのテーパー孔１６ａ内に軸方向に摺動可能になるテーパー周面１７ａを外周に設けた断面円錐台形状の被締付内管１７の中央に設けられた撚線挿入孔１７ｂ内にＰＣ撚線１３を挿入し、ＰＣ撚線１７の緊張後、図には示さないハンマーにて被締付内管１７を下方より上方へ叩たき込むことにより、締付外管１６による反力を被締付内管１７が受けて縮径し、締付力が発揮され、ＰＣ撚線１３が固定される。このように、本実施形態の図３で示す定着手段１４は、簡単な取扱い操作により、各部材の緊張と固定とが迅速かつ確実に行える。
【００３１】
しかも、前述のように、地面Ｇに各部材を伏倒した状態でＰＣ撚線１３を内部に挿通することにより緊張し固定するのは、各部材に設けられたシース管１２内へのＰＣ撚線１３の挿通作業と、シース管１２内へＰＣ撚線１３を挿通した後の緊張と固定とを迅速かつ確実に、しかも安全に行うためである。なお、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９がＰＣ撚線１３で連結、固定された際、ＰＣ撚線１３は、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の各軸心、すなわち厚み方向の真中に配置されたシース管１２に挿通されているので、当然ながら、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の各軸心に配置されていることになる。したがって、各部材にプレストレスを導入しても偏心モーメントが生じないことになる。
【００３２】
次いで、図６に示すように、組み付けた５部材が地面ＧからクレーンＣのワイヤーロープＣ１にて吊上げられる。
【００３３】
次いで、図７に示すように、クレーンＣで吊り上げられた、組み付けた５部材が、地面に載置された底版部３の両端の所に、それぞれ脚部材８，９が位置するように移送される。
【００３４】
次いで、グラウト充填工程として、図８に示すように、脚部材８，９に設けられている流入口１９からグラウト材を注入し、流出口２０からの噴出を視認することにより、グラウト材が各部材内に設けられたシース管１２に充填完了されたことを確認する。その後、間詰め工程として、脚部材８，９と底版部３との間に間詰コンクリート４を打設して、脚部材８，９と底版部３とを連結する。最後に、サポート部材２２を取り外す。こうして、本実施形態のアーチカルバートＡは、組立て施工が完了される。
【００３５】
なお、組立て施工が完了したアーチカルバートＡにおけるシース管１２は、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の各軸心，すなわち幅方向の真ん中に配置されている。したがって、シース管１２中に挿通され、緊張、固定されたＰＣ撚線１３も、当然、アーチ部材（頭）５、アーチ部材（肩）６，７及び脚部材８，９の各軸心に配置されていることになる。
【００３６】
なお、本実施形態において、底版は、前述のようにプレキャストコンクリート製の底版部３と現場打ちコンクリート製の間詰コンクリート４とによって構成されるものに限らず、図９（Ａ）に示すように、底版２４全体が現場打ちコンクリートによって構成されてもよいし、図９（Ｂ）に示すように、底版２５全体がプレキャストコンクリートによって構成されてもよい。図９（Ａ）に示す底版２４は、鉄筋１１を介して脚部材８，９と一体化されている。また、図９（Ｂ）に示す底版２５では、その内部に長さ方向に沿ってシース管２６が配設されており、これに対応して脚部材８，９を厚さ方向に貫通するシース管２７が配設されている。そして、これらのシース管２６，２７に図示しないＰＣ撚線が挿通され、その両端部が定着手段２８によって脚部材８，９に定着されることで、脚部材８，９と底版２５とが一体化されている。
【００３７】
このように、本実施形態のアーチカルバートＡは、図１に示すように、円弧状に形成された複数のアーチ部材５，６，７を接続して形成されるアーチ部１と、アーチ部材６，７の端部にそれぞれ接続される一対の脚部材８，９からなる脚部２と、を連結手段１０で連結して組み付けられたアーチカルバートＡであって、連結手段１０が、アーチ部材５，６，７及び脚部材８，９の内部にそれぞれ設けられた複数本の案内管１２と、該案内管１２内に配挿されて、その端部が脚部材に定着手段１４により定着される複数本のＰＣ撚線１３と、により構成され、ＰＣ撚線１３は、一対の脚部材８，９の底面から下方に導出され、該底面において定着手段１４により定着されているので、ＰＣ撚線を直線的に配置することができ、偏心モーメントが生じないので、脚部材８，９の断面を小さくできスリム化することができる。また、大型のボックスカルバートを形成するのに適しており、アーチカルバートＡを構成する各部材ごとの重量が小さいため施工現場への運搬を容易に行うことができる。
【００３８】
また、このアーチカルバートＡは、水路または道路を多量の盛土の下に構築するのに、特に大型に成形するのに最適であり、製作をする際には工場において成形が容易に行え、また、コンクリートを打設するための型枠代は廉価であり、しかも、施工は施工現場に運搬後、組付けが迅速かつ確実に行え、施工性が良好に行える。
【００３９】
また、ＰＣ撚線１３の定着を脚部材８，９の底面１８に設け、ＰＣ撚線１３を各部材の軸心に配置したので、プレストレス導入の際にも偏心が生じない。また、脚部材８，９からアンカー鉄筋１１を露出させているので、現場打ちコンクリートで構成される底版部３との連結を鉄筋継手で行うことができる。さらに、脚部材８，９のスリム化を図ったので、組み付け施工時の重量がさらに軽減される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のアーチカルバートは、大型のアーチカルバートに適い、アーチカルバートを構成する１つの部材毎の重量が小さく、施工現場への運搬、および施工現場での組付け等、施工性が良好で作業が能率的に行え、また、アーチカルバートを構成するアーチ部材（頭）、一対のアーチ部材（肩）及び一対の脚部材よりなる５部材の連結部分における強度が構造的に堅牢な用途・機能に適する。
【符号の説明】
【００４１】
１      アーチ部
２      脚部
３      底版部
４      間詰コンクリート
５      アーチ部材（頭）
６，７  アーチ部材（肩）
８，９  脚部材
１０      連結手段
１１，１５  鉄筋
１２      シース管（案内管）
１３      ＰＣ撚線
１４      定着手段
Ａ      アーチカルバート
【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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