(57)【要約】【課題】カルバートボックスの施工時間およびコストの削減とともに、継手部でのズレ耐力を向上できる鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造を提案すること。【解決手段】陸上カルバートボックスを構築するために用いられる鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造において、鋼−コンクリート合成ブロックの突合せ接合部に、摩擦接合式ボルト接合構造と引張り接合式ボルト接合構造との組み合わせにかかる継手を１以上配設したこと。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上カルバートボックスを構築するために用いられる鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造において、鋼−コンクリート合成ブロックの突合せ接合部に、摩擦接合式ボルト接合構造と引張り接合式ボルト接合構造との組み合わせにかかる継手を１以上配設したことを特徴とする鋼−コンクリート合成ブロックの鋼部継手構造。
【請求項２】
上記引張り接合式ボルト接合構造は、引張り方向に直交する向きに設けられた垂直フランジどうしを１以上の引張りボルトを介して締結した構造であることを特徴とする請求項１に記載の鋼−コンクリート合成ブロックの鋼部継手構造。
【請求項３】
上記摩擦接合式ボルト接合構造は、引張り方向に延在する向きに設けられた水平フランジどうしを、この各水平フランジの一面に共通に重畳させる添接板と１以上の摩擦接合ボルトとを介して締結した構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼−コンクリート合成ブロックの鋼部継手構造。
【請求項４】
上記引張り接合式ボルト接合構造と上記摩擦接合式ボルト接合構造とを組み合わせた１対の継手を、連結板を介して逆向きに連設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼−コンクリート合成ブロックの鋼部継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道や共同溝、鉄道、道路などの構造物に用いられる陸上カルバートボックスを構築するための鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造に関し、とくに、前記カルバートボックスの施工時間やコストの削減、継手部でのズレ耐力の向上などを可能にする新規な継手構造について提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記鋼−コンクリート合成ブロックとは、２枚の鋼板の間にコンクリートを打設してサンドイッチ状構造としたものであり、主として海底トンネル構築用の沈埋函として利用されている。一般に、海底トンネル構築用の沈埋函は、数個に分割して作製した板状もしくは円弧状のサンドイッチ状の鋼−コンクリート合成ブロックを、ブロックの製作工場もしくは海洋ドック等において約１００ｍ程度の長さに溶接接合した後、海上に浮かべて設置場所にまで浮遊曳航して構築されている。
【０００３】
前記鋼−コンクリート合成ブロックを、トンネル等構築用の陸上カルバートボックスに適用する場合、陸上輸送できる大きさにまで分割し、現地にてブロックどうしを接合するのが普通である。この場合、従来と同じように溶接接合により組立てようとすると、その接合作業に多大な時間とコストを必要とするという問題点があった。
【０００４】
そのため、従来、陸上カルバートボックスのブロックどうしを接合する場合、施工が簡単で時間とコストを削減するという観点から、ボルト継手を採用するのが普通であった。こうしたボルト継手による接合技術については、種々の方法が提案されているが、たとえば特開平７−６２９８８号公報では、各ブロックを継手板を介して接合し、さらに補剛板等を用いることにより、継手部にブロック本体と同等の強度および剛性を付与し、かつ引張り力や曲げモーメントに対しても良好な特性を示す継手構造が提案されている。
【０００５】
しかしながら、この従来技術では、ボルト継手構造として、引張接合式のボルト継手のみを採用しているため、継手部に引張り力が作用すると、開口変位により、目開きが生じ、その部分に水分が浸入して腐食が進行するという問題点があった。また、この従来技術については、鋼板とコンクリートとのズレの防止については、何ら考慮されていないため、ズレ耐力の低下が指摘されていた。さらには、２枚の鋼板のうちカルバートボックスの内空側に設けられた継手板は、ボックス内側に突出して設けられているため、突出した継手板によってボックス内の通過物が傷つけられたり、逆に継手板が通過物によって擦過損傷するという問題点もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来技術については、解決すべき多くの課題が残されていることがわかった。そこで、本発明は、カルバートボックスの施工時間およびコストの削減とともに、継手部でのズレ耐力を向上できる鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、従来技術の抱える上述した問題点について検討し、上記目的の実現に向けた研究の中で、下記要旨構成にかかる継手構造を開発するに至った。
すなわち、本発明は、陸上カルバートボックスを構築するために用いられる鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造において、鋼−コンクリート合成ブロックの突合せ接合部に、摩擦接合式ボルト接合構造と引張り接合式ボルト接合構造との組み合わせにかかる継手を１以上配設したことを特徴とする鋼−コンクリート合成ブロックの鋼部継手構造である。
【０００８】
なお、本発明においては、上記引張り接合式ボルト接合構造は、引張り方向に直交する向きに設けられた垂直フランジどうしを１以上の引張りボルトを介して締結した構造であること、上記摩擦接合式ボルト接合構造は、引張り方向に延在する水平フランジどうしを、この各水平フランジの一面に共通に重畳させる添接板および１以上の摩擦接合ボルトを介して締結した構造であること、および上記引張り接合式ボルト接合構造と上記摩擦接合式ボルト接合構造とを組み合わせた１対の継手を、連結板を介して逆向きに連設すること、が好ましい実施の態様である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
鋼−コンクリート合成ブロックのボルト継手形式の一般的な方法は、図１に示すような高力ボルト摩擦接合式ボルト接合である。この構造のものは、図１に示すように、コンクリート３を２枚の鋼板１、２によってサンドイッチ状に挟んで重合した鋼−コンクリート合成ブロックＡと、コンクリート３’を２枚の鋼板１’、２’によってサンドイッチ状に挟んで重合した鋼−コンクリート合成ブロックＢ（以下、単に「合成ブロック」という）とを、それぞれの長手方向の端部どうしを突合せて接合してなるものである。なお、この合成ブロックＡ、Ｂには、鋼板１、２、１’、２’とコンクリート３、３’との重合面でのズレを防止するため、該鋼板の内面には断面Ｌ形のアングル４を複数個、突設することが好ましい。
【００１０】
ところで、図１に示す従来の合成ブロックＡ、Ｂの突合せ接合構造の下では、、鋼板１と鋼板１’（鋼板２と鋼板２’）の接合端部上に、添接板５、５’を重ね合わせると共に摩擦接合ボルト６ａ、６ｂ（６’ａ、６’ｂ）とを介して締結するものであるから、継手部にズレ止め（Ｌ形アングルなど）を施工することが困難であり、この部分においてズレが発生しやすいという問題点があった。
【００１１】
また、上記のズレを防止するために、ズレ止めとボルト継手とを一体化させた図２に示すような従来の引張接合式ボルト接合構造については、合成ブロックＡ、Ｂの鋼板１、１’、２、２’の接合端を延長して内側にＬ形に折曲してＬ形フランジ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂを形成し、該Ｌ形部どうし（１ａと１ｂ、２ａと２ｂ）を背合わせにして当接させ、引張ボルト７、７’を介して締結してなるものである。すなわち、前記Ｌ形フランジが、ズレ止めとしてＬ形アングル４と同等の働きをするため、継手部での鋼板１、２とコンクリート３とのズレの発生を抑えることができるのである。
【００１２】
しかしながら、この従来の継手構造の場合、継手部での鋼板とコンクリートとのズレは防止できるものの、この継手部に一定以上の荷重がかかると、該継手部が開口して目拡きし、この目拡きした部分に浸水して腐食等が発生しやすくなるという問題点があった。なお、このＬ形フランジを用いた接合方法については、その力学的挙動等の研究が進んでおらず、未だ実用化に至っていないのが実情である。
【００１３】
本発明者らは、上述した問題点を解決するため鋭意研究を行なった結果、図３に示すように、摩擦接合式ボルト接合と引張り接合式ボルト接合とを組み合わせてなる複合継手を形成すれば、継手どうしの間でのズレ耐力の向上を図ることができると共に、継手部で開口変位を抑制することができることをつき止めた。
【００１４】
図３を用いて、本発明にかかる継手構造について説明する。継手位置８にて合成ブロックＡとＢとを突合せ接合する場合において、まず、合成ブロックＡとＢとの突合せ接合面の鋼板端部に、垂直フランジ１ａ、１ｂが引張り方向とは直交する向きに溶接される。この垂直フランジ１ａ、１ｂには、それぞれ引張ボルト７、を通すためのボルト孔８ａ、８ｂが設けられる。なお、該引張ボルト７およびボルト孔８ａ、８ｂは、合成ブロックどうしの接合強度を向上させるため、複数個設けることが好ましい。そして、前記一対の垂直フランジ１ａ、１ｂを背中合わせに当接され、次いで引張ボルト７を介して合成ブロックＡ側鋼板１、２と合成ブロックＢ側鋼板１’、２’とを締結して引張り接合式ボルト接合を構成させる。
【００１５】
さらに、上記垂直フランジ１ａ、１ｂの遊端部には、それの引張り方向（垂直フランジ１ａおよび１ｂと直交する方向）に、水平フランジ９ａ、９ｂがそれぞれ逆向きに溶接して延在される。この水平フランジ９ａ、９ｂには、それぞれ摩擦接合ボルト６ａ、６ｂを通すためのボルト孔１０ａ、１０ｂが設けられる。なお、該摩擦接合ボルト６ａ、６ｂおよびボルト孔１０ａ、１０ｂは、合成ブロックどうしの接合強度を向上させるため、複数個設けることが好ましい。
【００１６】
さらに、水平フランジ９ａ、９ｂの、垂直フランジ１ａ、１ｂが位置する側とは反対側の面に、共通に接するように添接板５を設け、この添接板５と摩擦接合ボルト６ａおよび６ｂを介して合成ブロックＡとＢ側の鋼板１、１’、２、２’どうしを締結して摩擦接合式ボルト接合を構成させる。以下、同様にして引張り接合式ボルト接合構造と摩擦接合式ボルト接合構造とを組み合わせて本発明にかかる継手構造を形成する。
【００１７】
なお、本発明にかかる継手構造においては、継手部に働く力が大きいときには、図３に示すように引張り接合式ボルト接合構造と摩擦接合式ボルト接合構造との組合せからなる一対の継手どうしを、上記水平フランジ９ａ、９ｂの端部（垂直フランジ１ａ、１ｂと接する側とは逆側）に接するように設けた連結板１１を介して複数個連設して設けることができる。この理由は、連結板を介して設けることにより、垂直フランジ同士の結合に係るボルト穴の位置精度を、若干緩和できるからである。
【００１８】
上述した本発明にかかる継手構造では、引張り接合式ボルト接合構造の垂直フランジがズレ止めアングルの役割を果たし、従来の方法では不十分であった継手区間でのズレ耐力が向上されるのである。また、摩擦接合式ボルト接合と引張り接合式ボルト接合とを組み合わせて配置したことにより、摩擦接合式ボルト接合構造で分担する力の増加が期待され、引張り接合式ボルト接合部での分担力の減少により、引張り接合式ボルト接合で発生しやすい開口変位をも防ぐことができるという効果を奏するのである。
【００１９】
また、本発明にかかる継手構造では、ボルト接合部はすべて、２枚の鋼板で挟まれた合成ブロックの内側（コンクリート打接側）に形成されるため、カルバートボックスの内側に継手部が突出すようなことがなく、ボックス内の通過物や継手自身が損傷することがないという効果もある。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボルト継手のみによる施工が可能となり、カルバートボックスの施工時間およびコストの削減とともに、継手部でのズレ耐力を向上させた鋼−コンクリート合成ブロックの継手構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦接合式継手構造を示した図である。
【図２】引張り接合式継手構造を示した図である。
【図３】本発明にかかる継手構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１、１’、２、２’・・・合成ブロック鋼板
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ・・・垂直フランジ（Ｌ形フランジ）
３、３’・・・コンクリート
４・・・Ｌ形アングル
５・・・添接板
６ａ、６ｂ、６’ａ、６’ｂ・・・摩擦接合ボルト
７、７’・・・引張ボルト
８ａ、８ｂ・・・引張ボルト孔
９ａ、９ｂ・・・水平フランジ
１０ａ、１０ｂ・・・摩擦接合ボルト孔
１１・・・連結板
【図１】
2004003172.tif 000003
【図２】
2004003172.tif 000004
【図３】
2004003172.tif 000005