(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成された面を有する縁枠と、該縁枠の前記面が形成された側と反対側に延在された凸状体とを備えた構造部材であって、前記凸状体の先端面は前記縁枠の面と平行に形成され、前記縁枠の面および前記凸状体の先端面は、継手部材を介して複数の前記構造部材が３次元的に連結される複数の連結部を有し、該連結部は、前記継手部材に対して複数個所の係合可能部分を有してなる構造部材。
【請求項２】
請求項１において、前記連結部の係合可能部分は、孔または突起である構造部材。
【請求項３】
請求項２において、前記孔または突起は、前記連結部に前記継手部材が係合されたときに抜けが防止される抜け防止手段を有してなる構造部材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の構造部材を前記継手部材を介して３次元的に連結してなる構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路、橋などの構造物、特に仮設用道路、仮設用橋などを構築できる構造部材および構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路や橋などの構造物は、先ず構造物を構築すべき場所の地盤を掘削して凹みをつくり、その凹みに鉄筋とコンクリートなどを使用した基礎をつくる。この基礎の上に鉄筋コンクリートなどの基盤や柱と梁などの構造物を構築する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構造物は、頑強な基礎の上に鉄筋コンクリートや鉄骨コンクリートなどの構造物を構築するので、構造物自体が重いものとなり、基礎を十分に強度のあるものとしなければならない。さらに、基盤や柱または梁の構築には、コンクリートを打設するための仮枠設置などの仮設工事、その他の付帯設備を要し、施工に時間がかかるとともに資材、材料を多く必要とする。その上、施工に熟練を要するので、設置には十分な配慮が必要である。
【０００４】
本発明は、構造物を短期間に構築できることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、環状に形成された面を有する縁枠と、該縁枠の前記面が形成された側と反対側に延在された凸状体とを備えた構造部材であって、前記凸状体の先端面は前記縁枠の面と平行に形成され、前記縁枠の面および前記凸状体の先端面は、継手部材を介して複数の前記構造部材が３次元的に連結される複数の連結部を有し、該連結部は、前記継手部材に対して複数個所の係合可能部分を有してなることを特徴とする。
【０００６】
このようにすることにより、構造部材の縁枠は環状に形成されるので剛性が高まる。構造部材の互いに平行に形成された縁枠の面と凸状体の先端面は、それぞれ複数の連結部を有する。この複数の連結部には継手部材が係合可能であるので、たとえば縁枠同士や凸状体の先端同士を継手部材を介して連結できる。この際、各連結部は、継手部材に対して複数個所の係合可能部分を有するので、係合された連結部と継手部材とは回転などの動きが無く固定される。したがって、構造部材と構造部材は継手部材を介して回転などの動きが無く連結され、３次元的な構造物を短期間に構築できる。
【０００７】
さらに、連結部の係合可能部分は、孔または突起であると良い。たとえば構造部材側の連結部係合可能部分として複数の孔を設け、継手側の係合可能部分としてこの孔に係合する突起を設けることにより、これらの孔と突起の係合により構造部材の連結部と継手部材とを固定し、継手部材を介して構造部材同士を短時間に連結できる。
【０００８】
さらに、孔または突起は、連結部に継手部材が係合されたときに抜けが防止される抜け防止手段を有すると良い。こうすることにより構造部材の連結部と継手部材とは固定され外れることがない。
【０００９】
上記の構造部材と継手部材を用いることにより、複数の構造部材を３次元的に連結して構造物を構築することができる。構造部材側の係合可能部分と前記継手側の係合可能部分の内、どちらか一方の側に設けた孔と、他方の側に設けた突起とを係合することにより簡便に連結できるので、短期間に構造物を構築できる。特に、仮設用構造物に好適である。水上浮体物の場合は、上記構造部材と継手部材を用いて構造部材同士を連結して構造物を構築した後、この構造物の外側を遮水性シートで覆うことにより浮体物とすることができる。
【００１０】
次に本発明を構成する要件についてさらに詳しく説明する。本発明の構造部材を複数連結した構造物は、たとえば仮設用道路、仮設用橋または法面緑化施設あるいは水上浮体物などに好適である。仮設用橋の場合、いわゆる太鼓橋とすることにより力学的に有利な構築物とすることができる。また、ヘドロの堆積した湖沼、海などに本発明の構造物による道路、橋などを構築する場合、構造部材の内側にヘドロを入れながら構築することもできる。この場合、構造部材凸状体の側壁に設ける通孔の大きさはヘドロが流出しない程度の大きさとする。
【００１１】
構造部材は、縁枠と凸状体とを備えるが、軽量材料で形成されると良い。一つ当たりの構造部材が軽量となり持ち運びと組み立てが容易となる。構造部材の形状は、その縁枠の一方の側に環状に形成された面を有し、この面側と反対側に凸状体を有するものとし、構造部材自体の強度と剛性は大きくされる。このため縁枠および凸状体の肉厚は大きくされ、かつリブなどで補強されることが好ましい。
【００１２】
縁枠および凸状体の大きさ、肉厚などは構造部材にかかる荷重を十分支える大きさとする。構造部材の材質は、先に記したように、剛性を有する軽量材料で形成される。剛性を有する軽量材料としては、ポリプロピレンなどの合成樹脂、アルミニウム合金などの軽金属、軽量コンクリートなどである。軽量材料で形成された構造部材は軽量であり、かつ剛性があり耐荷重性に優れる。
【００１３】
構造部材の縁枠形状は、投影面上で環状に形成された面を有し、強度と剛性が大であれば特に限定されないが、たとえばコの字形状、中空環状形状などとすると良い。また、縁枠の環状に形成された面に複数の連結部を有する。
【００１４】
構造部材の凸状体は、縁枠の環状に形成された面側と反対側に延在されるが、その形状は、先端面が縁枠の環状面と平行で、先端面に複数の連結部を有するものであれば特に限定されないが、円筒状、角筒状、中空の截頭円錐状、中空の截頭角錐状その他の形状とし、その数も一つまたは複数でも良い。凸状体の形状が先端面に向かって漸次断面が縮小するテーパー状に形成されたものは、構造部材を運搬ないし輸送する際に、幾つかの構造部材の凸状体を重ね合わせることができるのでコンパクトになり、運搬、輸送の効率を向上させることができる。
【００１５】
縁枠および凸状体の各連結部は、継手部材と係合する係合可能部分が複数箇所設けられる。さらに、各連結部は、構造部材同士が３次元的に、すなわち左右、前後および上下方向に連結できるように設けられる。係合可能部分として、たとえば複数の孔または突起が設けられる。また、これらの孔または突起に対応する突起または孔が継手部材に設けられる。
【００１６】
これらの孔または突起の形状は特に限定されないが、構造部材側の孔または突起と継手部材側の突起または孔とは堅く係合し、かつ抜けないように抜け防止手段が設けられる。抜け防止手段としては、たとえば孔の方にはその内周方向に環状の溝を設け、突起の方にはこの環状の溝に係合する環状の突出部を突起の外周方向に設けても良い。あるいは突起の外周方向に突出部を設け、孔の設けられる側の構造部材または継手部材に対するストッパーとしても良い。また突起に先の突出部が設けられる場合、この突出部を含む先端寄り部分の高さ方向にスリットを入れ、突起を孔に挿入した際に拡縮し易くしても良い。
【００１７】
また、各連結部は、継手部材の肉厚の二分の一の寸法だけ窪ませると良い。こうすると構造部材同士を連結したときに継手部材が縁枠の面または凸状体の先端面同士の間に挟持され、かつ縁枠の面または凸状体の先端面同士が合わさり、荷重に対する局部的な過大応力の発生が防止され、かつ連結が確実にできる。
【００１８】
縁枠の形状が投影面上で矩形の環状に形成される場合、その四隅の位置に孔または突起が設けられると良い。四隅の位置に孔または突起が設けられることにより、１点に上下で八つの構造部材の隅を集合させ易くなり、八つの構造部材の連結が一つの継手部材でできる。縁枠の投影面上での形状は、たとえば正方形、長方形などの多角形や円形、楕円形などとしても良い。凸状体の断面形状についても同様とし、強度、剛性のある中空構造としても良い。
【００１９】
因みに、本発明の構造部材同士を連結する場合、上記突起にねじを形成し、孔の設けられた側の部材をナットで締め付けても良い。あるいは、縁枠と継手部材の両方に孔を設け、ボルトとナットで締結しても良い。ボルトとナットの材質は、使用目的に応じて、合成樹脂、軽金属、ステンレスその他の非腐食性材料が使用される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る構造部材および構造物の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１〜１０において、同一または同等の構造、作用部分には同一符号を付けて示す。
【００２１】
図１は、本発明に係る構造部材の第１実施形態を示す正面図である。図２は、図１の平面図である。図３は、図１の下面図である。第１実施形態の構造部材５は、たとえば道路、橋などの構造物、特に仮設用道路、仮設用橋あるいは水上浮体物などに適用できるものである。
【００２２】
図１に示すように、構造部材５は、投影面上で矩形環状に形成された面９（図２、３に表示）を有する縁枠７と、この縁枠の面９が形成された側と反対側に延在された凸状体２０とを備える。縁枠７の大きさとしては、たとえば一辺が３００〜１２００ｍｍ程度の略矩形とすることができる。
【００２３】
縁枠７は、略矩形に形成され環状の面９を有する。さらに縁枠７は、環状の面９が形成された環状板９ａと、環状板９ａの縁に形成された垂下片１０とを有する。環状板９ａは矩形状に形成される。縁枠の面９には、後述の縁枠側継手部材（図４の符号４０）を介して複数の構造部材５が３次元的に連結される複数の連結部１１が設けられる。連結部１１は、縁枠の面９から窪ませた面１３を有し、この面１３に係合孔１５が形成される。
【００２４】
凸状体２０は、略截頭角錐状に形成され、縁枠７の内側から緩い先細り状に延在した側壁２４と、側壁２４から延在する底２７とを有する。側壁２４には矩形状の複数の通孔２６が設けられ軽量化が図られる。凸状体２０の先端面２２は縁枠の面９と平行に形成される。先端面２２には、後述の凸状体側継手部材（図５の符号４６）を介して複数の構造部材５が３次元的に連結される複数の連結部２８が設けられる。連結部２８には底の下側下面から窪ませた面３０を有する。凸状体２０の底２７にも通孔２６が設けられる。底２７には中空の截頭円錐状の柱状部３８が形成され、その柱状部３８の截頭した先端面位置は環状の面９位置に一致する。
【００２５】
図２、３に示すように、第１実施形態の構造部材５において、縁枠の連結部１１、および凸状体の連結部２８は、各々四隅に４箇所ずつ設けられる。縁枠側の連結部１１は、それぞれ縁枠側継手部材４０に対して３箇所の係合孔（係合可能部分）１５を有する。同様に凸状体側の連結部２８についてもそれぞれ凸状体側継手部材４６に対して３箇所の係合孔（係合可能部分）３２を有する。また、構造部材３は剛性を有する軽量材料で形成され、この実施形態では合成樹脂であるポリプロピレンで形成される。
【００２６】
図４は、第１実施形態の構造部材同士を連結する縁枠側継手部材４０を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。符号４０は、縁枠側継手部材の総称を表し、縁枠側継手部材４０には、構造部材５を八つ連結するのに使用され突起４４が両側にあるもの（符号４０ａ）、構造部材５を同一平面内で四つ連結するのに使用され突起４４が片側にあるもの（符号４０ｂ）、符号４０ａの略半分のもの（符号４０ｃ）、符号４０ｂの略半分のもの（符号４０ｄ）、構造物のコーナーに使用され突起４４が両側にあるもの（符号４０ｅ）の５種類がある。図４に示すものは、これらのうち符号４０ａを表す。
【００２７】
縁枠側継手部材４０ａは、十字状の板状部４１と、円柱状の突起４４とを有する。板状部４１の厚みＴは、先の構造部材５における縁部の窪みの高さｔの２倍に設定される。突起４４は、構造部材の縁枠側連結部に設けられた係合孔１５に対応させて、その数、径などが決定される。さらに、縁枠側継手部材４０ａは、縁枠連結部一つに対して三つの突起４４を有する。突起４４の先端側４４ａはテーパー状に形成され構造部材の縁部側係合孔１５に嵌入し易く形成される。
【００２８】
さらに、突起４４の周方向には抜け止め手段である環状の突出部４４ｂが形成される。突出部４４ｂは、突起４４が縁部係合孔１５に嵌入したときに、突出部４４ｂの板状部側が縁部の環状板９ａの内側面に係合し抜けが防止される。縁枠側継手部材４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆについても縁枠側継手部材４０ａに準じて使用される箇所に適合するように形状と大きさが決定される。但し、縁枠側継手部材４０ｂ、４０ｄ、４０ｆの板状部の厚みは、縁枠側継手部材４０ａの板状部の厚みＴの１／２とされる。
【００２９】
図５は、第１実施形態の構造部材同士を連結する凸状体側継手部材４６を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。符号４６は、凸状体側継手部材の総称を表し、凸状体側継手部材４６には、構造部材５を八つ連結するのに使用され突起４４が両側にあるもの（符号４６ａ）、構造部材５を同一平面内で四つ連結するのに使用され突起４４が片側にあるもの（符号４６ｂ）、符号４６ａの略半分のもの（符号４６ｃ）、符号４６ｂの略半分のもの（符号４６ｄ）、構造物のコーナーに使用され突起４４が両側にあるもの（符号４６ｅ）の５種類がある。図５に示すものは、これらのうち符号４６ａを表す。
【００３０】
凸状体側継手部材４６ａは、十字状の板状部４７と、円柱状の突起５０とを有する。板状部４７の厚みＴは、先の構造部材５における縁部の窪みの高さｔの２倍に設定される。突起５０は、構造部材の凸状体側連結部に設けられた係合孔３２に対応させて、その数、径などが決定される。さらに、凸状体側継手部材４６ａは、凸状体側連結部一つに対して三つの突起５０を有する。突起５０の先端側５０ａはテーパー状に形成され構造部材の凸状体側係合孔３２に嵌入し易く形成される。
【００３１】
さらに、突起５０が凸状体側係合孔３２に嵌入したときに抜け止め手段である環状突出部５０ｂの板状部側が凸状体の連結部２８の内側面に係合し、抜けが防止される。凸状体側継手部材４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅについても凸状体側継手部材４６ａに準じて使用される箇所に適合するように形状と大きさが決定される。但し、凸状体側継手部材４６ｂ、４６ｄの板状部の厚みは、凸状体側継手部材４６ａの板状部の厚みＴの１／２とされる。
【００３２】
以上の構造を有する第１実施形態の構造部材５は、次のように作用する。すなわち、図１（図２、３）において、構造部材の縁枠７は環状に形成されるので剛性が高まる。構造部材の互いに平行に形成された縁枠の面９と凸状体の先端面２２は、それぞれ複数の連結部１１、２８を有する。この複数の連結部１１、２８には図示していない継手部材４０、４６が係合可能であるので、たとえば縁枠７同士や凸状体２０の先端同士を継手部材４０、４６を介して左右、前後および上下方向に連結できる。
【００３３】
この際、各連結部１１、２８は、継手部材に対して複数個所の係合孔１５、３２を有するので、係合された連結部１１、２８と継手部材とは回転などの動きが無く固定される。したがって、構造部材と構造部材は継手部材を介して回転などの動きが無く連結され、３次元的な構造物が短期間に構築される。
【００３４】
さらに、連結部の係合孔１５、３２と継手部材の突起４４、５０の係合により構造部材の連結部１１、２８と継手部材４０、４６とを固定し、継手部材４０、４６を介して構造部材同士を短時間に連結できる。さらに、突起が突出部４４ｂ、５０ｂを有することにより構造部材の連結部１１、２８と継手部材とは固定され外れることがない。
【００３５】
構造部材５が軽量材料であるポリプロピレンで形成されることにより、一つ当たりの構造部材５が軽量となり持ち運びと組み立てが容易となる。さらに、構造部材の凸状体がテーパー状に形成されることにより運搬ないし輸送する際に、複数の構造部材の凸状体を重ね合わせて運搬、輸送でき、運搬、輸送の効率を向上させることができる。
【００３６】
また、凸状体の柱状部３８の内側に芯材を入れて、構造部材５を上下方向に連結することにより、構造部材５にかかる上下方向の荷重を構造部材自体と芯材の両方で分担して支えることができ、構造体の耐荷重性を向上させることができる。
【００３７】
また、連結部１１、２８は、継手部材４０、４６の肉厚の二分の一の寸法だけ窪ませることにより、構造部材５と継手部材４０、４６が係合したときに継手部材４０、４６が縁枠の面９または凸状体の先端面２２同士の間に挟持され、かつ縁枠の面９または凸状体の先端面２２同士が合わさり、荷重に対する局部的な過大応力の発生が防止される。さらに、縁枠７の投影面上の形状が矩形に形成され、その四隅の位置に係合孔１５が設けられることにより、１点に上下で八つの構造部材５の隅を集合させた状態で連結できる。
【００３８】
図６は、本発明に係る構造部材の第２実施形態を示す斜視図である。図７は、図６に示した構造部材の下面側の斜視図である。第２実施形態の構造部材５は、凸状体２０を四つ有する。このようにすることにより大型の構造部材が形成できる。構造部材５が大型であっても構造部材５自体の強度と剛性を増すことができる。図６、７におけるその他の部分の構造と作用は、図１〜３に示した第１実施形態の構造部材と同じであるので、その説明を省略する。
【００３９】
図８は、本発明に係る構造部材の第３実施形態を示す斜視図である。第３実施形態の構造部材は、その縁枠７の連結部に窪ませた面が設けられていない点である。このようにすることにより、構造部材の構造が単純化される。このような構造部材でも短期間に構造物を形成することができる。図８におけるその他の部分の構造と作用は、図６、７に示した第２実施形態の構造部材と同じであるので、その説明を省略する。
【００４０】
図９は、第１実施形態の構造部材５を連結して形成された構造物１を示す正面図である。図１０は、図９に示した構造物１の平面図である。本構造物１は、第１実施形態の構造部材５が高さ方向に３段連結され、縦方向２に５列、横方向３に２列連結されて形成されたものである。本発明の構造物は、この実施形態の構造物１の大きさに限定されず、用途に応じて適宜の段数と、縦横列にしたものとすることができる。
【００４１】
図９、１０において、構造部材５同士の間に隙間Ｄが設けられているが、この大きさは構造物１の用途に応じて隙間のない状態を含めて適宜の大きさとする。すなわち、隙間Ｄ＝０とし、構造物全体を剛性のある一体物とした方が良い場合や、隙間Ｄをある程度の大きさとし構造物に柔軟性を持たせ他方が良い場合など使用目的、用途に応じて決めると良い。
【００４２】
本構造物１を、たとえば浮体物として使用する場合、構造物１の外側を遮水性シートで覆うが、この際構造物１の外側に２点鎖線で示す側部材５４を設けると良い。こうすると構造物が遮水性シートで比較的弛みがなく確実に覆われ、かつ側圧に対して遮水性シートが破損することがなくなる。側部材５４としては軽量材料を使用し、たとえばスチロール樹脂などの合成樹脂材を使用すると良い。
【００４３】
また、遮水性シートの材料は、水を透さないものであれば特に限定されないが、たとえば熱融着ゴムシート（ＥＰＤＭ／熱融着タイプ）などのゴムシートや塩ビＰＶＣシートなどの合成樹脂シート、あるいは合成樹脂板、鋼板や軽金属板などの金属板で水に対する耐食性に優れたものなどが好ましい。さらに、遮水性シートの片側または両側にポリエステルによる長繊維不織布などの保護用シートが設けられると良い。保護用シートが設けられることにより遮水性シートの破損が防止される。
【００４４】
構造部材５と継手部材４０、４６を用いることにより、複数の構造部材５を３次元的に連結することができる。構造部材５側の係合孔と継手部材４０、４６側の突起４４、５０とを係合することにより簡便に連結でき、短期間に構造物を構築できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、構造物を短期間に構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造部材の第１実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の下面図である。
【図４】第１実施形態の構造部材同士を連結する縁枠側継手部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図５】第１実施形態の構造部材同士を連結する凸状体先端側継手部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図６】本発明に係る構造部材の第２実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６に示した構造部材の下面側の斜視図である。
【図８】本発明に係る構造部材の第３実施形態を示す斜視図である。
【図９】第１実施形態の構造部材を連結して形成した構造物を示す正面図である。
【図１０】図９に示した構造物の平面図である。
【符号の説明】
１  構造物
５  構造部材
７  縁枠
９  面
１１  連結部
１５  係合孔（縁枠側係合可能部分）
２０  凸状体
２２  先端面
２８  連結部
３２  係合孔（凸状体側係合可能部分）
４０、４０ａ〜４０ｅ  縁枠側継手部材
４６、４６ａ〜４６ｅ  凸状体側継手部材
【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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