(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレンチ（１０）の底面（１１）に配置される長手方向軸線（０）を有する管状壁（１）を有し、この管状壁（１）は上記長手方向軸線（０）を横切る横断面内に、長手方向軸線（０）と平行に延びた横サイド要素（３１、３１'）を有する上側要素（３）と、互いに離れて配置された２つのサイド要素（２、２'）との少なくとも３つのプレハブ要素から成り、上記２つのサイド要素（２、２'）は底面（１１）上に支持される基部（２２）と、横断面の内側へ向かって湾曲した上側部分（２４）とから成る側壁（２３）とを有し、上側要素（３）の横サイド要素（３１、３１'）はサイド要素（２、２'）の上側端縁（２１）上に、縦方向継手（４、４'）に沿って載置され、さらに、埋戻し（１２）されて上記トレンチ（１０）の底面（１１）からの高さ（ｈ）の所に交通路（１３）が形成される、埋戻された通路構造物において、
上側要素（３）の壁（３０）は平らな中心部分（３３）とその両側からの延びた２つの端部（３４、３４'）とを有し、各端部（３４、３４'）はそれと合体するサイド要素（２、２'）の上側部分（２４、２４'）と接線状に結合し、埋戻し（１２）された土の厚さを管状壁（１）の周りで連続的に変化させてこの構造物上の通路（１３）の閾値効果を吸収し、
上側要素（３）はその自重と管状壁（１）を覆っている埋戻し（１２）によって加えられる荷重とを吸収するための少なくとも１つの補強リブ（３２）を有する、
ことを特徴とする埋戻された通路構造物。
【請求項２】
加わる荷重を支持するのに必要な曲げ強度を横サイド要素（３１、３１'）間の距離に応じて上側要素（３）に与えるのに十分な慣性モーメントを補強リブ（３２）が有する請求項１に記載の埋戻された通路構造物。
【請求項３】
上側要素（３）の横サイド要素（３１、３１'）およびサイド要素（２、２'）の上側端縁（２１、２１'）が互いに整合する凹形および凸形の当接部分をそれぞれ有し、これらの当接部分は２つの関節縦継手（４、４'）を形成し、上側要素（３）の当接部分をサイド要素（２、２'）とが接線状に連結することによって各縦方向継手の所で外側へ向かう水平方向成分を有する当接応力が水平軸線に対して傾いた方向に沿って伝達される請求項１または２に記載の埋戻された通路構造物。
【請求項４】
サイド要素の上側端縁と、この上側端縁に当接する上側要素の横サイド要素との縦方向接合面が共通の曲率中心を通り、水平軸線に対して４５°以下の角度傾いている請求項１〜３のいずれか一項に記載の埋戻された通路構造物。
【請求項５】
高さ（Ｈ）および幅（Ｌ）を有する長方形の通路寸法（Ｇ）を形成でき、建設後に上記縦方向継手（４、４'）が通路寸法（Ｇ）のほぼ上側コーナーに位置し、上側要素（３）の補強リブ（３２）が通路寸法（Ｇ）の高さ（Ｈ）にほぼ対応する高さに配置された下側面を有し、上記縦方向継手（４、４'）が通路寸法（Ｇ）の幅（Ｌ）にほぼ対応する距離だけ互いに離れるように上記の各要素の寸法が決定される請求項１〜４のいずれか一項に記載の埋戻された通路構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は堤防（embankment）下の通路用構造物、特に道路の寸法に対応する断面が極めて大きい通路用構造物に関するものである。
本発明構造物は堤防下の車道または鉄道交通路として利用できる。
【０００２】
技術の進歩と新しい交通路、例えば高速道路または高速鉄道輸送路の必要性とから、高架通路（elevated passage）が求められている。すなわち、鉄道路または高速道路では急勾配のない一定断面形状が長距離にわたって要求され、交差点を無くすことも要求される。
最近では、所定の断面形状に成形した堤防上に交通路が建設されている。この堤防には河川の他に第二交通路、鉄道線路等の複数の構造物を建設する必要がある。
【０００３】
この課題を解決するために、本発明者は数年前に堤防下に通路用構造物を造ることを提案した。この方法は非常に多くの利点を有し、大きく発展する新規な方法である。この方法は本発明者の欧州特許第0,081,402号および第0,244,890号に記載されており、この特許ではプレハブコンクリート要素からなる管状壁を予め製造し、それをプレハブ製造設備から建築工事現場まで輸送し、現場で組み立て、その後に組立体全体を堤防内に埋める方法である。
【０００４】
上記の管状壁は一般に長手軸線上に中心を有し、その横断面は少なくとも３つのプレハブ要素すなわち円弧状の上側要素と、この上側要素上に載置された２つのサイド要素とからなり、各サイド要素は地面上に支持された基部と断面の内側へ向かって湾曲した上側部分とを有する側壁を備えている。
この特許では道路寸法に対応する極めて大きな断面の構造物を非常に経済的に建設することができ、環境保護上埋設するのが好ましい道路交通路、例えば高速道路用バイパスを覆う構造物を非常に経済的に建設することもできる。
【０００５】
特性と性能が分かっているスタンダードな要素をできるだけ使用するのが経済的であるということは理解できよう。すなわち、一般には断面が半円形の構造物が造られ、この構造物は円弧状に湾曲した上側部分を有する2つのサイド要素を備え、これを同一曲率半径を有する蓋の上側要素に連結する。最も一般的な具体例では、上側要素が90°の円形セクタを覆い、サイド要素と上側要素との接合面が垂直軸に対して対称に45°傾いている構造である。
【０００６】
一般に、縦方向継手は水平軸線を有する単純な関節継手で構成される。この設計によって大きな荷重、例えば構造物の上方の高速道路の荷重を支持することができ、極めて大きな断面を有する構造物を建設することができる。
【０００７】
しかし、断面を半円形にすると構造物の高さがかなり高くなる（高さは幅の約半分になる）。そのため、本発明者は上記とは異なる半径を有する要素を用いて、サイド要素間のリーチ（距離）を長くし、上側要素（これは90°の角度のセクタを覆う）の半径をサイド要素の湾曲部分より大きくすることを提案した。すなわち、各要素間の関節継手の配置を変えずに各関節継手間のリーチを長くすることができるようにした。
【０００８】
しかし、円弧のピッチはスパンに比例するので、構造物が配置される底面とこの底面の上方を通る循環路との間の高さの差が十分でない場合には、より大きな半径を必要とし、サイド当接部に対するクラウン部の高さが高くなり過ぎ、この方法は使用できない。
この場合には２つの垂直壁上に当接したスラブで長方形断面を有する通路用構造物を構成することができるが、プレハブ技術では約10〜15ｍ2の小さい通路断面にしか用いることができない。すなわち、これより大きい断面寸法の場合にはプレハブ要素の取扱が困難になり、従来の橋梁建築技術を利用することになる。
【０００９】
【発明が解決する課題】
本発明の目的は、プレハブ要素を用いた本発明者の上記特許に記載の土木技術の適用可能性を広げて、この技術の基本的な利点を維持したまま、構造物のリーチに対する全体の高さを低くすることができるようにすることにある。
【課題を解決する手段】
【００１０】
本発明の対象は、縦方向継手および横方向継手に沿って互いに並んで配置された予め製造された複数のコンクリート要素で構成される、長手方向軸線を有する管状壁からなる堤防下の通路構造物であって、上記コンクリート要素が建築工事現場で組み立てられて管状壁とされ、この管状壁はその軸線に対する横断面において少なくとも３つのプレハブ要素すなわち１つの上側要素と２つのサイド要素とで構成され、上側要素は長手方向軸線に対して平行な２つの横サイドを有し、２つのサイド要素は互いに離れた所に配置され、各サイド要素は地面に支持された基部と断面の内側へ向かって湾曲した上側部分と、長手方向軸線対して平行な上側端縁を有する側壁とを有し、上側要素は横サイドを介して縦方向継手に沿ってサイド要素の上側端縁に当接している、堤防下の通路構造物にある。
【００１１】
本発明では、各上側要素がダブル曲率の横断面形状を有する壁を有し、この壁は曲率の小さい中心部分と、この中心部分から延びた２つの端部とを有し、各端部はそれと合体するサイド要素の上側湾曲部分と同一の曲率半径を有してこの上側湾曲部分に接線状に結合し、上記の壁には少なくとも１つの補強リブが結合され、この補強リブは上側要素の自重と管状壁を覆っている埋戻しによって加えられる荷重とに起因する応力を吸収することができることを特徴とする。
【００１２】
上側要素の中心部分の曲率は、道路構造物のクラウン部での高さが所定範囲を超えず、補強リブが加わる荷重を支持するのに必要な曲げ強度を横サイド間の距離に応じて上側要素に与えるのに十分な慣性モーメントを有するように決定する。
上側要素の横サイドおよびサイド要素の上側端縁は互いに整合する当接部分（すなわち凹形部分および凸形部分）をそれぞれ有し、これらが2つの関節縦継手を形成し、上側要素の当接部分とサイド要素とが接線状に連結されることによって各縦方向継手において外側へ向かう水平方向成分を有する当接応力が水平軸線に対して傾いた方向に沿って伝達されるのが特に有利である。
【００１３】
サイド要素の上側端縁と、この上側端縁に当接する上側要素の横サイドとの縦方向接合面は共通の曲率中心を通り、水平軸線に対して約45°傾いているのが好ましい。
以下、添付図面を参照して本発明を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【００１４】
【実施例】
図1は本発明の通路構造物の概念的な横断面図である。この通路構造物は堀または溝(trench)10の平らに突固めた底面11上に配置された管状壁１で構成される。この管状壁１が作られた後に、堀10の底面11から高さｈの所の上側レベル13まで土が盛られて埋戻し12が作られて、この構造物の上方に循環路を建設することができるようになっている。
管状壁１は一般にプレハブ鉄筋コンクリートまたはプレストレス要素で構成され、互いに並置され、水平軸線０を中心にして配置された連続したセクションを形成する。この構造は本発明者の欧州特許第0,081,402号および第0,244,890号に詳細に記載されている。
【００１５】
一般に、各セクションは、横断面で、少なくとも３つの要素すなわち２つのサイド要素2、2と、１つの上側要素３とで構成され、上側要素３は２つの横サイド31、31を有し、各横サイド31、31は構造物の長手方向軸線０に対して平行で且つサイド要素2、2の上側端縁21、21に当接している。
【００１６】
各サイド要素2、2は平らな底部22を有する基部を形成するソール22と、上方へ延び且つ少なくともその上部24で内側へ湾曲している側壁23とで構成される。組立体全体は、プレハブのサイド要素２を地面に設置した時に、足場が全くない状態でも、また、上側要素３の重量が加った時でも、単独で立つことができるようにバランスされている。
欧州特許第0,081,402号に記載の実施例では、サイド要素の基部がコンクリート製の土台によって連結されて、加わる荷重を大きい表面に分散させることができるようになっているが、堀の底面11に重分な支持力がある場合、特にサイド要素2、2の基部の間の構造物のリーチが大きい場合には、土台を無くすことができる。
【００１７】
この場合には、各サイド要素は図1に示す特殊な形状を有し、ソール22は２つのウィング22a、22bを備えている。これらウイング22a、22bは地面の支持力および安定性に応じて決定される幅で側壁23の脚部の両側にこのセクションに対して外側および内側へ延びている。側壁23は内側へ湾曲しているが、経験から、この要素は極めて長いリーチに対しても完全に安定であることが分かっている。
【００１８】
上記の欧州特許第0,081,402号に記載の構造物はこの独特な技術による多くの利点によって工業の発展に大きく貢献した。特に、欧州特許第0,081,402号では縦方向継手が応力接点（node）区域に配置されるように通路部分を設計した。応力接点の位置は加わる荷重の影響を研究して求めた。従って、各要素を最大寸法に作ることができ、しかも、所望の通路部分を作るための要素数を減らすことができる。
半円形ボールトの場合には、上側要素と各サイド要素との間の接合面が水平軸線に対して45°傾くように継手を配置できることが経験から分かっている。
【００１９】
さらに、関節継手は上側要素３の各横サイド31とそれと組合されるサイド要素２の上側端縁21との間に設けるのが有利である。この関節継手は図2に示すように作られ、サイド要素２の上側端縁21には凹形溝41が作られ、上側要素3の横サイド31には凸形端縁42が作られる。
こうして得られた構造物は可撓性が極めて高く、各要素が関節継手を介してわずかに変位し、調節されるので、各層を容易に順次埋めていくことができる。さらに、建築後に埋め立てによる荷重と追加の荷重によって加わる応力はボールト効果によって上側要素から埋め土内に横方向が当接しているサイド要素へ接線方向に伝達される。
【００２０】
さらに、各要素間の継手が正しく位置決めされることによって高い抵抗力が得られるので重量を減らすことができ、極めて大きな寸法の要素でも容易に取り扱うことができる。
欧州特許第0,081,402号に記載の実施例の構造物の管状壁は図1に点線S1で表した半円断面を有している。この構造物のクラウンの高さはスパンの半分の長さであることがわかる。従って、この構造物の長方形通路の寸法(gabarite)、例えば道路交通路の高さは幅の約半分になる。
【００２１】
既に述べたように、構造物の幅に対する高さを減らすために、図1に点線で示すように断面形状S2に沿って接線状にサイド要素に連結している上側要素の曲率半径をサイド要素の曲率半径よりも大きくすることができる。この場合の通路寸法Gは図１に一点鎖線で示すようになり、幅Lが高さHの2倍より大きくなる。しかし、構造物のクラウン部分の全高h1はまだ高く、構造物の上方を通る交通路のレベル13と構造物の底面11との間の高さの差ｈを減らした場合にはそれよりも高くなることになる。
【００２２】
本発明は上記公知の構造の利点を実質的に維持したまま、この問題を解決する方法を提供するものである。
本発明構造物では、図1に示すように、その軸線０での横断面において、上側要素３がその横サイド31、31を介して２つのサイド要素2、2の上側端縁21、21上に載置され、各サイド要素2、2は従来公知の構造物で用いられるサイド要素と全く同一にすることができる。
【００２３】
従って、各サイド要素２は従来の設計と同様に側壁23を備え、この側壁の少なくとも上側部分24は湾曲して点01を中心とした円形セクタを形成し、ソール形基部から垂直に延びた基部はサイド要素2が内側または外側へ傾くのを防止するための2つのウイング（外側ウイング22aおよび内側ウイング22b）を備えている。
【００２４】
一方、本発明では上側要素３は特殊な形状をしている。すなわち、上側要素３は湾曲した壁30で構成され、この湾曲壁30には補強リブ32が組み合わされている。壁30は円筒形で、この円筒形は長手方向軸線０に対して平行な母線を有し且つ２つの曲率（ダブル曲率）を有している。すなわち、壁30は曲率半径が極めて大きい中心部分33と、この中心部分に連結された２つの端部部材34、34とで構成され、これら端部部材34、34の曲率半径はそれと組合されるサイド要素2、2の側壁23、23の湾曲した上側部分の曲率半径に等しい。端部部材34と上側部分24は同一の点01、01を中心とし、接合面Pの互いに反対側にある。
【００２５】
図1に示す実施例のように、曲率半径が大きい中心部分33を平らにし、01、01を中心とした端部部材34、34に連続的に（徐々に）連結させることができる。リブ32の高さeは、上側要素３の中心部分33に加わる荷重を支持するのに十分な慣性モーメントが組立体に与えられるように決定する。
上側要素３の寸法は２つの縦方向当接部が幅Lだけ離れ且つ底面11から上方へ高さHだけ離れた所に来るような寸法である。これらの寸法は所望の通路寸法Gに対応しているのが好ましい。この場合、継手4、4はこの寸法のコーナーに来る。
【００２６】
上側要素３はサイド要素2、2の上側端縁21、21に設けられた縦方向継手4、4で構成される2つの関節当接部上に載置される断面が一定でない梁（ビーム）として計算することができる。従って、上側要素３の高さeは、同じ道路寸法で2つの垂直当接部に当接した平らな床用鋼板の場合の高さより高くなることはない。
上側要素３の端部部材34、34をこの特殊な形状にすることよって公知構造の利点を維持することができる。
【００２７】
例えば、図2に示すように、関節継手４は従来と同様に作ることができ、接合面Pは水平軸線に対して45°の角度Aだけ傾けるのが好ましい。経験からこの型の継手は極めて長いリーチに対しても優れた結果が得られることがわかっている。
さらに、同じ曲率半径を有する上側部分24と端部部材34とを介して２つの要素は接線状に連結するので、荷重はボールト効果によって連続的に伝達され、構造物の可撓性が維持される。この可撓性は非均一な地盤沈下、さらには地震に対して抵抗力する上で特に有効であることは証明されている。
【００２８】
特に、両方の関節継手4、4に加わる荷重はサイド要素2、2を外側へ押す水平方向成分を有するが、サイド要素2、2は横の埋戻し部分に当接し、それが構造物の抵抗力の一部になっている。さらに、サイド要素2、2を内側へ湾曲した形状にし且つサイド要素の長さに対してその厚さをはるかに小さくすることによって組立体全体に可撓性が与えられ、埋戻し部分を可動にすることができる。
本発明構造物の全高Hは長方形断面の構造物の全高よりも大幅に高くならないので、上側要素３を薄い埋戻し層で覆って、堀10の底面11からの高さHが相対的に低い所に交通路13を通すことができる。
【００２９】
上側要素３を特殊な形状にすることによって地盤沈下（平らな床用鋼板では使用が制限され、車道を劣化させる）の影響を少なくすることができるということは理解できよう。すなわち、中心部分３３が曲率の大きい部分３４を介して延びているので埋戻し部分の厚さは上側表面１３から横の当接部４、４まで徐々に厚くなり、円形の外壁が連続しているので、コンクリート壁上方の埋戻し部分の高さを連続的に増減させることによって構造物の道路上の閾値効果をより良く吸収することができる。
【００３０】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求の範囲を逸脱しない範囲で、変形または改良が可能であることは理解できよう。
特に、上側要素33を製造する際に、一般的な鉄筋コンクリート技術、特にプレストレス工法を用いることで補強リブの高さを低くすることができる。各要素と組み合わされるリブの数を増やすこともできる。
【００３１】
さらに、図１の実施例では高さHに対する幅Lの所定の比に対して湾曲部分24の高さを高くするためにサイド要素2、2は底面11の所に曲率中心01を有するが、例えば図3に示すように、サイド要素を別の形状にすることもできる。一般に、リブの高さeは所望の通路寸法を確保し且つ上側要素３に必要な曲げ強度を与えるのに十分なだけの高さでなければならない。
【００３２】
さらに、欧州特許第0,081,402号に記載のように、２つのサイド要素の基部22、22の内側端縁を荷重を大きい表面に分散することができるコンクリート製の土台によって連結することもできる。
請求の範囲に挿入し参照符号は請求項の理解を助けるためのものであって、請求の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の堤防下構造物の概念的横断面図。
【図２】  縦方向継手の詳細図。
【図３】  本発明の変形例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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