(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部を補強する補強構造体を、前記コンクリート製水路の流水方向に沿って配設してなるコンクリート製水路の補強構造であって、
前記補強構造体が、セメントを基材とし、金属繊維又は有機繊維、骨材粒子、ポゾラン系反応粒子、分散剤を含む組成物と、水とを混合して成形された、圧縮強度５００ｋｇ／ｃｍ2以上のプレキャスト高強度コンクリート製品であって、予め形成されたブロック体であり、前記コンクリート製水路の左右側壁の内面に沿う立面部と、該コンクリート製水路の底壁上面に沿う底面部とからなる断面Ｌ字形状に形成され、
該補強構造体を、固定手段を用いて、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、該コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう複数固定してなることを特徴とするコンクリート製水路の補強構造。
【請求項２】
前記立面部の高さ寸法（ｈ）が、前記コンクリート製水路の深さ寸法（Ｄ）の２０〜４０％であり、前記底面部の幅寸法（ｗ）が、前記立面部の高さ寸法（ｈ）の４０〜６０％であり、且つ前記立面部と底面部の厚さ寸法（ｔ）が２０〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のコンクリート製水路の補強構造。
【請求項３】
前記固定手段がボルト止め手段であり、該ボルト止め手段により、前記補強構造体を、前記コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート製水路の補強構造。
【請求項４】
前記補強構造体を、前記コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、接合強度７０ｋｇ／ｃｍ2以上のエポキシ系接着剤又はポリマーモルタルにより固定せしめてなることを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート製水路の補強構造。
【請求項５】
請求項１又は２記載の前記補強構造体を、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、ボルト止め手段を用いて、コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう複数固定することを特徴とするコンクリート製水路の補強工法。
【請求項６】
請求項４記載の前記補強構造体を、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、前記エポキシ系接着剤又はポリマーモルタルを用いて、コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう複数固定することを特徴とするコンクリート製水路の補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用水路、流雪溝、下水溝などを構築する、コンクリート製水路の補強構造とその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種コンクリート製水路は、長期使用によるコンクリートの劣化などに伴い、一部が破損したり変形する虞れがある。
コンクリート製水路の補強としては、図５に示すように、水路本体１００の開口部にコンクリートや鋼材などからなる補強桟２００を適宜間隔毎に架設する構造が古くから知られている。しかし、このような補強構造によれば、子供などが補強桟２００に乗って遊ぶ虞れが有り、落下事故を誘発するという問題があった。
そこで、補強桟２００を、図５中に仮想線で示すように、水路内に架設することも考えられるが、この場合、流水抵抗が増加してしまうばかりか、流水面積が大幅に減少する虞れがあるので好ましくない。
【０００３】
一方、老朽化したコンクリート製既設水路の内壁面などを補修する方法として、例えば特許文献１、２などに開示されるように、水路内壁面に、プラスチック板やＦＲＰ板をアンカーボルト止めする工法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の補修工法によれば、老朽化した既設コンクリート内壁面の除去、新設コンクリートの増打ち、ＦＲＰ板等のアンカーボルト止め、型枠設置などの手間を要するため、相当の工期が必要であった。
また、コンクリートの増打ちやＦＲＰ板等の厚み分だけ水路内の流水面積が低減する、水路内に突出するアンカーボルトの頭部が流水抵抗となるなどの問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３０２２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は鋭意検討を行い、前記した従来事情、並びに、既設のコンクリート製水路が、その構造上、耐久性や耐震強度が低く長期の使用や地震などにより亀裂などが生じ易いという事実を知見した。詳しくは、２０〜３０年を経過したコンクリート製水路は通常、施工初期に比べ強度が大幅に低下している。また、数箇所の実地現場において、コンクリート製水路のシュミット調査（コンクリート圧縮強度試験）を行い、水路の側壁上部に比べ、側壁下部及び底壁部のコンクリート強度が３０％程度低下しているという新たな知見を得た。このようなコンクリート製水路特有の強度低下は、コンクリート製水路の側壁にかかる土圧が、初期計算値より大幅に低下しているとの推測に基づき、さらに鋭意検討を続け、水路内底部における左右両側の隅部を補強することが、該コンクリート製水路の構造強度の向上に極めて効果的であるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、簡単な工法でコンクリート製水路の耐久性、耐震強度などを大幅に向上し得る新規な水路補強構造とその工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】
【０００８】
以上の目的を達成するために本発明は、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部を補強する補強構造体を、該コンクリート製水路の流水方向に沿って配設してなることを要旨とする。
このような構成の補強構造とすることで、流水面積の大幅な低減や、流水抵抗の増大などを招くことなく、コンクリート製水路の耐久性、耐震性などを向上させることができる。
【０００９】
補強構造体は、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部を補強可能な形状で、且つ、水路内の流水面積の大幅な低減や、流水抵抗を増大させる虞れの少ない形状とすることが好ましい。詳しくは、少なくとも、コンクリート製水路の左右側壁の内面に沿う立面部分と、該コンクリート製水路の底壁上面に沿う底面部分とを備えた断面形状であって、例えば、断面台形状、断面三角形状、断面台形状、断面四角形状、断面Ｌ字形状、、断面ハ字形状、断面逆ハ字形状、断面三角形枠型状、断面四角形枠型状、断面五角形枠型状、断面ハ字形枠型状、断面逆ハ字形枠型状などに形成することができる。また、夫々の形状において、角部分をアール形状としたり角を切り欠いた傾斜面とする形状とすることができる。
この中でも、前記した耐久性、耐震性、流水面積、流水抵抗の点などを考慮すれば、断面Ｌ字形状、断面三角形状、断面台形状とすることがより好ましい。
【００１０】
補強構造体の形成材料としては、コンクリート（一般コンクリート）、高強度コンクリート（レジンコンクリート、ポリマーコンクリート、スチールファイバーコンクリート、特殊コンクリートなど）、高強度樹脂、金属（主に鋼板）などを挙げることができ、これら材料は、コンクリート製構造物等の分野で知られたものを用いることができる。
また、補強構造体は、コンクリート、高強度コンクリート、高強度樹脂により、現場打設工法で形成することもできるし、コンクリート、高強度コンクリート、高強度樹脂、金属などにより、予め形成されたブロック体を複数用いることもできる。
【００１１】
補強構造体として予め形成されたブロック体を用いる場合、該補強構造体を、固定手段を用いて、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、該コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう複数固定することができる。
【００１２】
ここで、補強構造体が金属製である場合、固定手段としては、アンカーボルトなどのボルト止め手段を用いることができる。またこの場合、金属製補強構造体の表面を防錆処理することが好ましい。また、アンカーボルトなどのボルト止め手段（固定手段）の頭部や端部などが、水路内に突出して流水抵抗となる虞れがあるので、流水抵抗を低減させるために、カバーなどで覆うことが好ましい。
【００１３】
補強構造体がコンクリート、高強度コンクリート、高強度樹脂などからなる場合、前記した防錆処理などは不要である。
またこの場合、固定手段としては、アンカーボルトなどのボルト止め手段を用いることもできるし、エポキシ系接着剤やモルタル、ポリマーモルタルなどの高接合強度（接合強度２０ｋｇ／ｃｍ２以上、より好ましくは７０ｋｇ／ｃｍ２以上）の接合材料を用いることができる。
ボルト止め手段を用いた場合、コンクリート製水路に対し、補強構造体をより確実に固定することができる。
エポキシ系接着剤、モルタル、ポリマーモルタルなどの接合材料を用いた場合、流水抵抗の増加を抑制しながら、コンクリート製水路内の所定箇所に、補強構造体を簡単に接合一体化することができる。
【００１４】
前記補強構造体が高強度コンクリートからなる場合の具体的態様として、セメントを基材とし、金属繊維又は有機繊維、骨材粒子、ポゾラン系反応粒子、分散剤を含む組成物と、水とを混合して成形された、圧縮強度５００ｋｇ／ｃｍ２以上のプレキャスト高強度コンクリート製品であって、前記コンクリート製水路の左右側壁の内面に沿う立面部と、該コンクリート製水路の底壁上面に沿う底面部とからなる断面Ｌ字形状に形成された態様をあげることができる。
該プレキャスト高強度コンクリート製品を成形するための材料として、より具体的には、例えば、特開平５−３１０４５９号、特開平１１−２４６２５５号などに開示される技術を基礎とした、太平洋セメント社のダクタル（商品名・登録商標）をあげることができる。
【００１５】
このような補強構造体を用いた場合、薄肉状で小型な補強構造体であって、流水面積の低減や、流水抵抗の増加などを最小限に抑制しながら、コンクリート製水路の耐久性、耐震性などを効果的に向上させることができる。
【００１６】
より詳しくは、前記立面部の高さ寸法（ｈ）が、前記コンクリート製水路の深さ寸法（Ｄ）の２０〜４０％であり、前記底面部の幅寸法（ｗ）が、前記立面部の高さ寸法（ｈ）の４０〜６０％であり、且つ前記立面部と底面部の厚さ寸法（ｔ）が２０〜４０ｍｍである断面Ｌ字形状の補強構造体とすることができる。
この場合、コンクリート製水路の構造強度を２５〜３５％程度向上し得ることを、実験により確認済みである。
【００１７】
この補強構造体は、アンカーボルトなどのボルト止め手段でコンクリート製水路内に固定することができる。また、接合強度７０ｋｇ／ｃｍ２以上のエポキシ系接着剤又はポリマーモルタルにより、コンクリート製水路内に固定することができる。
【００１８】
補強構造体を現場打設で形成する場合、少なくとも、前記コンクリート製水路の左右側壁の内面に沿う立面部分と、該コンクリート製水路の底壁上面に沿う底面部分と、該底面部分に対向する上面部分とを備えた断面形状からなり、その高さ寸法（ｈ）が前記コンクリート製水路の深さ寸法（Ｄ）の２０〜４０％であり、上面部分の厚さ寸法（ｔ１）が前記コンクリート製水路の側壁の厚さ寸法（Ｔ）と同厚であり、底面部分の厚さ寸法（ｔ２）が前記上面部分の厚さ寸法（ｔ１）の１．５〜２倍（好ましくは１．７倍）となるよう形成することができる。
この場合も、コンクリート製水路の構造強度を２５〜３５％程度向上し得ることを、実験により確認済みである。
【００１９】
本発明に係るコンクリート製水路補強構造の施工方法の一例として、〔００１４〕又は〔００１６〕記載の前記補強構造体を、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、アンカーボルトなどのボルト止め手段、又は、〔００１７〕記載の前記エポキシ系接着剤若しくはポリマーモルタルを用いて、コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう複数固定する工法を挙げることができる。
【００２０】
また、〔００１８〕記載の前記補強構造体を、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部に、現場打設により、コンクリート製水路の流水方向に沿って連続するよう形成する工法を挙げることができる。
【００２１】
このような工法によれば、本発明に係るコンクリート製水路補強構造を簡単、短期、低コストで施工することができるなど、多くの効果を有する。
【００２２】
尚、本発明が対象とするコンクリート製水路は、耐震補強などが必要な既設のコンクリート製水路や、老朽化した既設のコンクリート製水路である場合に特に顕著な効果を発揮するが、これに限定されるものでは無く、新設のコンクリート製水路においても、耐久性、耐震性などの向上に寄与し得ることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明は、コンクリート製水路の内底部における左右両側の隅部を補強する補強構造体を、前記コンクリート製水路の流水方向に沿って配設するので、流水面積の大幅な低減や流水抵抗の増大などを招くことなく、水路自体の耐久性、耐震性を効果的に向上させることができる。よって、コンクリート製水路の耐用年数を従来より長期化し得ると共に、劣化や老朽化した既設水路の強度を向上させ、大掛かりな補修、改修工事などを不要とし、補強工事に係る日数やコストの大幅な低減を期待し得るなど、多くの効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、実施形態例について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１００は従来周知の構造からなる農業用のコンクリート製水路であって、左右の側壁１０１，１０１と底壁１０２からなり、その内底部における左右両側の隅部１０３，１０３に配設された補強構造体ａ，ａにより、耐久性，耐震性の補強がなされている。
【００２５】
補強構造体ａは、コンクリート製水路１００における内底部の左右両側の隅部１０３，１０３に合致する形状に形成されるもので、本例では、コンクリート製水路１００の左右側壁１０１，１０１の内面に沿う立面部１と、該コンクリート製水路の底壁１０２の上面に沿う底面部２とからなる断面Ｌ字形状で、所定の長さ寸法（例えば１ｍ〜３ｍ程度）のブロック体に形成されており、後述する接合材により前記隅部１０３，１０３に接合一体化され、コンクリート製水路１００の流水方向に沿って連続するよう複数設置されている。
【００２６】
また、補強構造体ａは、セメントを基材とし、金属繊維又は有機繊維、骨材粒子、ポゾラン系反応粒子、分散剤を含む組成物と、水とを混合して成形された、圧縮強度１０００ｋｇ／ｃｍ２の高強度のコンクリート二次製品（プレキャストコンクリート製品）である。このような高強度のコンクリート二次製品を成形する材料として、本例では、太平洋セメント社のダクタル（商品名・登録商標）を用いた。
【００２７】
また、本例の補強構造体ａは、立面部１の高さ寸法（ｈ）が、コンクリート製水路１００の深さ寸法（Ｄ）の２０〜４０％であり、底面部２の幅寸法（ｗ）が、立面部１の高さ寸法（ｈ）の４０〜６０％であり、立面部１と底面部２の厚さ寸法（ｔ）が２０〜４０ｍｍとなるよう形成されている（図２参照）。
【００２８】
このような補強構造体ａを、コンクリート製水路１００の内底部における両隅部１０３，１０３に接合一体化させるための固定手段として、アンカーボルトなどのボルト止め手段（図示せず）を用いることができる。また、エポキシ系接着剤、モルタル、ポリマーモルタルなどの接合材料を用いることができる。本例では、固定手段として、接合強度７０ｋｇ／ｃｍ２以上のエポキシ系接着剤（シクソン社製のエポキシ系接着剤「ＴＳ−エポキシ接着剤」）を用いた。
【００２９】
本例の補強構造体ａで隅部１０３，１０３を補強されたコンクリート製水路１００は、流水抵抗が増加するような虞れがなく、流水面積の増加を最小限に抑えながら、耐久性、耐震性などが向上する。
また、前記補強構造体ａは、エポキシ系接着剤や、モルタル、ポリマーモルタルなどの接合材料（固定手段）により、コンクリート製水路内の所定箇所に簡単に接合一体化することができるので、簡単、短期、低コストで前記補強を行うことができる。
尚、固定手段としてボルト止め手段を用いた場合、補強構造体ａの固定をより確実なものにすることができる。
【００３０】
本例に係る水路補強構造のより詳細な実施の一例を説明すれば、開口幅（Ｗ１）が５００ｍｍ、深さ（Ｄ）が７００ｍｍ、水路内における底壁１０２の幅（Ｗ２）が４３０ｍｍ、側壁１０１の厚さ（Ｔ１）が５０ｍｍ、底壁１０２の厚さ（Ｔ２）が７０ｍｍのコンクリート製水路１００に対し、前述の補強構造体ａを前記したように設置した。
補強構造体ａは、立面部１の高さ寸法（ｈ）を前記深さ寸法（Ｄ）の３０％＝２１０ｍｍ、底面部２の幅寸法（ｗ）を前記高さ寸法（ｈ）の５０％＝１０５ｍｍ、立面部１と底面部２の厚さ寸法（ｔ）を３０ｍｍとなるよう形成した。
該補強構造体ａで補強されたコンクリート製水路１００と、補強されないコンクリート製水路１００の構造強度試験を行った結果、補強構造体ａで補強されたコンクリート製水路１００の構造強度が３０％向上していることが確認できた。
【００３１】
次に、図３に示す実施形態例について説明するが、前述の形態例と同様の構成部分については図中に前記と同一の符号を付すなどして、重複する説明は一部省略する。
この例の補強構造体ａ’は、現場打設コンクリートによりコンクリート製水路１００内に形成されたものである。
補強構造体ａ’は、コンクリート製水路の左右側壁１０１，１０１の内面に沿う立面部分１１と、コンクリート製水路の底壁１０２の上面に沿う底面部分１２と、該底面部分１２に対向する上面部分１３と、水路内に臨む傾斜面部分１４で囲まれた断面台形状であって、コンクリート製水路１００の流水方向に沿って連続して形成されている。
【００３２】
またこの補強構造体ａ’は、その高さ寸法（ｈ）がコンクリート製水路の深さ寸法（Ｄ）の２０〜４０％であり、上面部分１３の厚さ寸法（ｔ１）がコンクリート製水路の側壁１０１の厚さ寸法（Ｔ１）と同厚であり、底面部分１３の厚さ寸法（ｔ２）が前記上面部分１３の厚さ寸法（ｔ１）の１．３〜２倍となるよう形成されている（図４参照）。
【００３３】
この例の補強構造体ａ’で隅部１０３，１０３を補強されたコンクリート製水路１００は、流水抵抗が大幅に増加するような虞れがなく、流水面積の増大を抑えながら、耐久性、耐震性などが向上する。
【００３４】
この例に係る水路補強構造のより詳細な実施の一例を説明すれば、開口幅（Ｗ１）が５００ｍｍ、深さ（Ｄ）が７００ｍｍ、水路内における底壁１０２の幅（Ｗ２）が４３０ｍｍ、側壁１０１の厚さ（Ｔ１）が５０ｍｍ、底壁１０２の厚さ（Ｔ２）が７０ｍｍのコンクリート製水路１００に対し、前述の補強構造体ａ’を前記したように設置した。
補強構造体ａ’は、高さ寸法（ｈ）がコンクリート製水路の深さ寸法（Ｄ）の３０％＝２１０ｍｍ、上面部分１３の厚さ寸法（ｔ１）が前記側壁１０１の厚さ寸法（Ｔ１）と同厚＝５０ｍｍ、底面部分１３の厚さ寸法（ｔ２）が前記上面部分１３の厚さ寸法（ｔ１）の１．７倍＝８５ｍｍとなるよう形成した。
該補強構造体ａ’で補強されたコンクリート製水路１００と、補強されないコンクリート製水路１００の構造強度試験を行った結果、補強構造体ａ’で補強されたコンクリート製水路１００の構造強度が３０％向上していることが確認できた。
【００３５】
以上、本発明に係るコンクリート製水路の補強構造の例を図面を参照して説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものでは無く、各請求項に記載された技術的思想の範疇において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の一例に係るコンクリート製水路補強構造の縦断斜視図。
【図２】図１に係る補強構造体とコンクリート製水路の関係を示す簡略断面図。
【図３】本発明の実施形態の他例に係るコンクリート製水路補強構造の縦断斜視図。
【図４】図３に係る補強構造体とコンクリート製水路の関係を示す簡略断面図。
【図５】コンクリート製水路補強構造の従来例を示す縦断斜視図。
【符号の説明】
【００３７】
ａ：補強構造体
１：立面部
２：底面部
ａ’：補強構造体
１１：立面部分
１２：底面部分
１３：上面部分
１４：傾斜面部分
１００：コンクリート製水路
１０１：側壁
１０２：底壁
【図１】
0004747014.tif 000002
【図２】
0004747014.tif 000003
【図３】
0004747014.tif 000004
【図４】
0004747014.tif 000005
【図５】
0004747014.tif 000006