(57)【要約】【課題】  水平方向から受ける外力に対して強い函体の弾性継手構造を提供する。【解決手段】  函体Ａ，Ｂの各上部壁版Ａ１，Ｂ１の第１定着部１と第２定着部２間に張設した２本一組の第１緊張材１１と第２緊張材１２を水平面内においてＸ字状に交差配置し、各下部壁版Ａ２，Ｂ２の第３定着部３と第４定着部４間に張設した２本一組の第３緊張材１３と第４緊張材１４を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に設けた弾性材９を第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４の緊張により圧縮させる。【選択図】  図１
2005180118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各上部壁版Ａ１，Ｂ１に間隔を置いて第１定着部１と第２定着部２を設け、該函体の各下部壁版Ａ２，Ｂ２に間隔を置いて第３定着部３と第４定着部４を設け、一方の函体Ａの上部壁版Ａ１の第１定着部１と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第２定着部２間に第１緊張材１１を張設し、一方の函体Ａの上部壁版Ｂ１の第２定着部２と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第１定着部１間に第２緊張材１２を張設して、第１緊張材１１と第２緊張材１２を水平面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第３定着部３と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第４定着部４間に第３緊張材１３を張設し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第４定着部４と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第３定着部３間に第４緊張材１４を張設して、第３緊張材１３と第４緊張材１４を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に設けた弾性材９を第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４の緊張により圧縮させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に止水用シール材１０を設けた函渠構築用弾性継手構造。
【請求項２】
隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各上部壁版Ａ１，Ｂ１に間隔を置いて第１定着部１と第２定着部２を設け、該函体の各下部壁版Ａ２，Ｂ２に間隔を置いて第３定着部３と第４定着部４を設け、一方の函体Ａの上部壁版Ａ１の第１定着部１と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第２定着部２間に第１緊張材１１を張設し、一方の函体Ａの上部壁版Ｂ１の第２定着部２と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第１定着部１間に第２緊張材１２を張設して、第１緊張材１１と第２緊張材１２を水平面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第３定着部３と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第４定着部４間に第３緊張材１３を張設し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第４定着部４と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第３定着部３間に第４緊張材１４を張設して、第３緊張材１３と第４緊張材１４を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、
隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各左側壁版Ａ３，Ｂ３に間隔を置いて第５定着部５と第６定着部６を設け、該函体Ａ，Ｂの各右側壁版Ａ４，Ｂ４に間隔を置いて第７定着部７と第８定着部８を設け、一方の函体Ａの左側壁版Ａ３の第５定着部５と他方の函体Ｂの左側壁版Ｂ３の第６定着部６間に第５緊張材１５を張設し、一方の函体Ａの左側壁版Ａ３の第６定着部６と他方の函体Ｂの左側壁版Ｂ３の第５定着部５に第６緊張材１６を張設して、第５緊張材１５と第６緊張材１６を鉛直面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの右側壁版Ａ４の第７定着部と他方の函体Ｂの右側壁版Ｂ４の第８定着部８間に第７緊張材１７を張設し、一方の函体Ａの右側壁版Ａ４の第８定着部８と他方の函体Ｂの右側壁版Ｂ４の第７定着部７間に第８緊張材１８を張設して、第７緊張材１７と第８緊張材１８を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第５緊張材１５，第６緊張材１６，第７緊張材１７及び第８緊張材１８のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に設けた弾性材９を第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３，第４緊張材１４，第５緊張材１５，第６緊張材１６，第７緊張材１７及び第８緊張材１８の緊張により圧縮させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に止水用シール材１０を設けた函渠構築用弾性継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、函体を一連に接合して函渠を構築するときに使用される弾性継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設される函体は、地盤の沈下・変形そして地震（動的変移・液状化または過剰間隙水圧の上昇）によって大きな地盤変移の影響を受ける。このため、継手によってその変形を吸収する方法が取られているが、同時に止水性を確保しなくてはならない場合には、その変形量を許容できる範囲に抑制する必要がある。可撓継手は、この二つの機能を有する継手として扱われているが、ゴムのメンプレンで接続されるものであり、断面力の伝達は行われず、結果として継手部に大きな相対変移が発生する場合がある。更に価格もかなり高価である。阪神大震災においては、各種のライフラインにおいて継手部に大きな被害を被った。
一方でいわゆる耐震継手等の耐震性が考慮された継手にはほとんど被害がないことが判明している。これは設計・施工上適切な耐震対策が実施されていれば、管路の安全性は大きく向上することが期待できる事を示している。
【０００３】
軟弱地盤における大きな圧密沈下・側方変移、あるいは地震時の液状化に伴う大きな地盤変移に耐える継手が望まれているが、従来のカラー継手や可撓継手には変形量を抑える機能がなく、信頼性の高い弾性継手の開発が必要である。
弾性継手のひとつとして継手部に緊張材を配置し、緊張をコントロールすることによって、弾性を得る新しい継手が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この弾性継手構造は、隣接する２個の函体の左側壁版同士の間および右側壁版同士の間に張設した２本一組の緊張材にプレストレスを導入して函軸方向バネおよび剪断バネとして機能させ、２個の函体の妻部間に設けた弾性材を前記緊張材の緊張により圧縮させて曲げバネとして機能させ、同時に２個の函体の妻部間に止水用シール材を設けたものである。前記函体の左側壁版には間隔を置いて２個の定着部が設けられ、右側壁版にも間隔を置いて２個の定着部が設けられ、前記２本一組の緊張材は鉛直面内においてＸ字状に交差配置されるように前記定着部間に張設されている。
【０００５】
この弾性継手構造は、軟弱地盤における大きな圧密沈下、地震時の液状化に伴う大きな地盤変移そして地震の垂直波振動には必要充分な耐力を発揮するものであったが、例えば函体が樋管構成部材として堤防の横断方向に埋設されるときに側面方向から受ける圧力や地震時の水平波振動といった水平方向からの外力に対しては強いものではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８７８６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の課題は、水平方向から受ける外力に対して強い函体の弾性継手構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明の主たる特徴は、弾性継手構造では、隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各上部壁版Ａ１，Ｂ１に間隔を置いて第１定着部１と第２定着部２を設け、該函体の各下部壁版Ａ２，Ｂ２に間隔を置いて第３定着部３と第４定着部４を設け、一方の函体Ａの上部壁版Ａ１の第１定着部１と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第２定着部２間に第１緊張材１１を張設し、一方の函体Ａの上部壁版Ｂ１の第２定着部２と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第１定着部１間に第２緊張材１２を張設して、第１緊張材１１と第２緊張材１２を水平面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第３定着部３と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第４定着部４間に第３緊張材１３を張設し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第４定着部４と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第３定着部３間に第４緊張材１４を張設して、第３緊張材１３と第４緊張材１４を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に設けた弾性材９を第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４の緊張により圧縮させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に止水用シール材１０を設けたことである。
【０００９】
請求項２の発明の主たる特徴は、隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各上部壁版Ａ１，Ｂ１に間隔を置いて第１定着部１と第２定着部２を設け、該函体の各下部壁版Ａ２，Ｂ２に間隔を置いて第３定着部３と第４定着部４を設け、一方の函体Ａの上部壁版Ａ１の第１定着部１と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第２定着部２間に第１緊張材１１を張設し、一方の函体Ａの上部壁版Ｂ１の第２定着部２と他方の函体Ｂの上部壁版Ｂ１の第１定着部１間に第２緊張材１２を張設して、第１緊張材１１と第２緊張材１２を水平面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第３定着部３と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第４定着部４間に第３緊張材１３を張設し、一方の函体Ａの下部壁版Ａ２の第４定着部４と他方の函体Ｂの下部壁版Ｂ２の第３定着部３間に第４緊張材１４を張設して、第３緊張材１３と第４緊張材１４を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３及び第４緊張材１４のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、
隣接する２個の函体Ａ，Ｂの各左側壁版Ａ３，Ｂ３に間隔を置いて第５定着部５と第６定着部６を設け、該函体Ａ，Ｂの各右側壁版Ａ４，Ｂ４に間隔を置いて第７定着部７と第８定着部８を設け、一方の函体Ａの左側壁版Ａ３の第５定着部５と他方の函体Ｂの左側壁版Ｂ３の第６定着部６間に第５緊張材１５を張設し、一方の函体Ａの左側壁版Ａ３の第６定着部６と他方の函体Ｂの左側壁版Ｂ３の第５定着部５に第６緊張材１６を張設して、第５緊張材１５と第６緊張材１６を鉛直面内においてＸ字状に交差配置し、一方の函体Ａの右側壁版Ａ４の第７定着部と他方の函体Ｂの右側壁版Ｂ４の第８定着部８間に第７緊張材１７を張設し、一方の函体Ａの右側壁版Ａ４の第８定着部８と他方の函体Ｂの右側壁版Ｂ４の第７定着部７間に第８緊張材１８を張設して、第７緊張材１７と第８緊張材１８を水平面内においてＸ字状に交差配置し、これら第５緊張材１５，第６緊張材１６，第７緊張材１７及び第８緊張材１８のそれぞれにプレストレスを導入して水平方向変移バネとして機能させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に設けた弾性材９を第１緊張材１１，第２緊張材１２，第３緊張材１３，第４緊張材１４，第５緊張材１５，第６緊張材１６，第７緊張材１７及び第８緊張材１８の緊張により圧縮させ、前記函体Ａ，Ｂの妻部間に止水用シール材１０を設けたことである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、函体Ａ，Ｂの上部壁版Ａ１，Ｂ１の第１定着部１と第２定着部２間に張設した第１緊張材１１と第２緊張材１２が水平面内においてＸ字状に交差配置され、また、函体Ａ，Ｂの下部壁版Ａ２，Ｂ２の第３定着部３と第４定着部４間に張設した第３緊張材１３と第４緊張材１４が水平面内においてＸ字状に交差配置されているため、これら緊張材１１，１２，１３，１４はプレストレスが導入されたとき、水平方向の変移に対して反応するバネとして機能する。すなわち、地震時の水平波振動等により函渠に水平方向の外力が付加されたとき、函渠は弾性材９を圧縮保持している継手部において、当該外力の方向に一旦撓曲・変移し、当該外力が消失したとき、原位置に復元するため、水平方向から受ける外力に対して強い弾性継手構造が提供される。
【００１１】
請求項２の発明では、函体Ａ，Ｂの上部壁版Ａ１，Ｂ１の第１定着部１と第２定着部２間に張設した第１緊張材１１と第２緊張材１２が水平面内においてＸ字状に交差配置され、また、函体Ａ，Ｂの下部壁版Ａ２，Ｂ２の第３定着部３と第４定着部４間に張設した第３緊張材１３と第４緊張材１４が水平面内においてＸ字状に交差配置されているため、これら緊張材１１，１２，１３，１４はプレストレスが導入されたとき、水平方向の変移に対して反応するバネとして機能する。すなわち、地震時の水平波振動等により函渠に水平方向の外力が付加されたとき、函渠は弾性材９を圧縮保持している継手部において、当該外力の方向に一旦撓曲・変移し、当該外力が消失したとき、原位置に復元する。
また、函体Ａ，Ｂの左側壁版Ａ３，Ｂ３の第５定着部５と第６定着部６間に張設した第５緊張材１５と第６緊張材１６が鉛直面内においてＸ字状に交差配置されている一方、函体Ａ，Ｂの右側壁版Ａ４，Ｂ４の第７定着部７と第８定着部８間に張設した第７緊張材１７と第８緊張材１８が鉛直面内においてＸ字状に交差配置されているため、これら緊張材１５，１６，１７，１８はプレストレスが導入されたとき、鉛直方向の変移に対して反応するバネとして機能する。すなわち、地震時の垂直波振動等により函渠に鉛直方向の外力が付加されたとき、函渠は弾性材９を圧縮保持している継手部において、当該外力の方向に一旦撓曲・変移し、当該外力が消失したとき、原位置に復元する。
したがって、請求項２の発明によれば、水平方向と鉛直方向のいずれの外力に対しても強い弾性継手構造が得られる。
【実施例】
【００１２】
図１は請求項１の発明と請求項２の発明の弾性継手構造を一緒に示した斜視図である。図２は請求項１の発明の弾性継手構造だけを取り出して示した斜視図であり、図３は請求項２の発明の弾性継手構造だけを取り出して示した斜視図である。
函体Ａ，Ｂにおいて第１定着部１と第２定着部２は上部壁版Ａ１，Ｂ１の左右端面に開口して形成され、上部壁版Ａ１，Ｂ１には第１緊張材１１と第２緊張材１２を挿通するシース管３１，３２が埋設されている。第１定着部１と第２定着部２の傾斜座面には定着用ボルト２１，２２が突き当たる。第１緊張材１１と第２緊張材１２は中間部の矩形凹部４１内において上下に交差している。
第３定着部３と第４定着部４は下部壁版Ａ２，Ｂ２の左右端面に開口して形成され、下部壁版Ａ２，Ｂ２には第３緊張材１３と第４緊張材１４を挿通するシース管３３，３４が埋設されている。第３定着部３と第４定着部４の傾斜座面には定着用ボルト２３，２４が突き当たる。第３緊張材１３と第４緊張材１４は中間部の矩形凹部４２内において左右に交差している。下部壁材Ａ２，Ｂ２における第３緊張材１３および第４緊張材１４の緊張作業は、函体Ａ，Ｂを適当な架台に載置した状態で行なわれる。
【００１３】
第５定着部５と第６定着部６は左側壁版Ａ３，Ｂ３の上下端面に開口して形成され、左側壁版Ａ３，Ｂ３には第５緊張材１５と第６緊張材１６を挿通するシース管３５，３６が埋設されている。第５定着部５と第６定着部６の傾斜座面には定着用ボルト２５，２６が突き当たる。第５緊張材１５と第６緊張材１６は中間部の矩形凹部４３内において上下に交差している。
第７定着部７と第８定着部８は右側壁版Ａ４，Ｂ４の上下端面に開口して形成され、右側壁版Ａ４，Ｂ４には第７緊張材１７と第８緊張材１８を挿通するシース管３７，３８が埋設されている。第７定着部７と第８定着部８の傾斜座面には定着用ボルト２７，２８が突き当たる。第７緊張材１７と第８緊張材１８は中間部の矩形凹部４４内において左右に交差している。
【００１４】
図示の実施例では、弾性体９はゴム製である。帯状の弾性体９の配置は函体Ａ，Ｂの妻部すなわち接合端面に一条貼りもしくは二条貼りとすることができる。弾性体９の形状、つまり厚さ及び幅はゴムに要求される圧縮応力を勘案して決定する。弾性体９のゴム材料としては合成ゴム、例えばスチレン・ブタジエンゴム、イソブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ハイパロンゴムや天然ゴムに充填剤、加塑剤、加硫剤、加硫促進剤を練り込んだものが上げられる。そして具体的な例として、充填剤は炭酸カルシウム、クレー、タルク、カーボンブラック、酸化亜鉛等が、また加塑剤にはフタル酸エステル、プロセスオイル等が用いられる。そして加硫剤は硫黄、酸化マグネシウム、有機過酸化物等が、また加硫促進剤にはチアゾール類、グアニジン類、チウラム類などが用いることができる。
【００１５】
なかでも、クロロプレンゴムにカーボンブラック、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム等の充填剤と、フタル酸エステル、プロセスオイル等の加塑剤と、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の加硫剤、エチレンチオウレア等の加硫促進剤を練り込んだ硬度４５〜６０の特性の耐震用ゴムを用いるのが好ましい。また、圧縮応力の小さいものが要求される場合には上記配合に、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の発泡剤を混練し、ゴムを発泡させてスポンジゴムとしたものを用いることができる。
【００１６】
函体Ａ，Ｂ側の取付け部としては、弾性体９の設置位置を明確にし、確実に取り付けるために凹溝型もしくは段差を設けた形状とすることが好ましい。弾性体９の取付け方法としては、接着剤等による方法も挙げられるが、長期的な動きに対して弾性体９を固定するには、ボルト固定の方法がある。
止水用シール材１０としては、低硬度の不定形シール材を用いることができる。不定形シール材としては２液硬化型、または一液硬化型のシール材を用いることができる。例えば、２液硬化型のシール材としてはポリウレタン系シール材、変性シリコーン系シール材、ポリサルファイド系シール材、アクリルウレタン系シール材等が挙げられる。これらのシール剤の特性としては注入時にシール剤の粘度が低くて流動性があり、ポンプ等による注入が容易であることが挙げられる。またシール剤の硬化後の硬度が低く、ジョイント部の動きに容易に追従してジョイント部の動きに影響を与えないことが挙げられる。更に長期にわたって接着性を維持する必要がある。
【００１７】
具体的な例としては２液硬化型のブタジエン系シール材を用いることが挙げられる。このシール材の主剤は末端に水酸基を有した液状ブタジエンと、炭酸カルシウム、クレー等の充填材と、プロセスオイル、タール等の加塑材と、有機金属塩等の硬化触媒を配合したもので、硬化剤としては、ジフェニルメタンジイソシアネーとの末端基を有したイソシアネートプレポリマーを用いることにより、混合後の粘度が５０００ｃｐｓ（２０度）とかなり低い良好な流動性を有する混合物となり、また、硬化後は硬度が４０（アスカーｃ）程度のかなり柔軟性を有するものとなる。更にブタジエン系シール剤はウレタン系のプライマーを併用することによりボックスカルバート躯体への接着性が良好で、シール剤自身の耐水性が良好なため、長期にわたって弾性及び接着性を維持するものとなる。
【００１８】
弾性継手構造が適用される箇所の函体Ａ，Ｂはそれ以外の部分の函体の半分の長さに成形されている。水平方向の変移に特に強い弾性継手構造（図２参照）と、鉛直方向の変移に特に強い弾性継手構造（図３参照）は、埋設箇所の状況等に応じて、函渠の長さ方向に適当な間隔を置いて設置することができる。各函体は接合端面に開口している上下左右４個の貫通孔５０を通るＰＣ鋼材によって一連に連結される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】請求項１の発明と請求項２の発明の一実施例に係る弾性継手構造を使用した函体の接合状態の斜視図である。
【図２】請求項１の発明の弾性継手構造部分の斜視図である。
【図３】請求項２の発明の弾性継手構造部分の斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ａ    函体
Ｂ    函体
Ａ１  上部壁版
Ｂ１  上部壁版
Ａ２  下部壁版
Ｂ２  下部壁版
Ａ３  左側壁版
Ｂ３  左側壁版
Ａ４  右側壁版
Ｂ４  右側壁版
１    第１定着部
２    第２定着部
３    第３定着部
４    第４定着部
５    第５定着部
６    第６定着部
７    第７定着部
８    第８定着部
９    弾性材
１０  止水用シール材
１１  第１緊張材
１２  第２緊張材
１３  第３緊張材
１４  第４緊張材
１５  第５緊張材
１６  第６緊張材
１７  第７緊張材
１８  第８緊張材
【図１】
2005180118.tif 000003
【図２】
2005180118.tif 000004
【図３】
2005180118.tif 000005