(57)【要約】【課題】幅方向や上下方向等に空間的な制約がある用地でも埋設でき、所望の流体供給量を確保することができる複円形鋼管を提供する。【解決手段】円周方向の一部を切り欠いた切欠端部１２が長さ方向に連続形成された形状からなる複数の鋼管部１０が、各鋼管部１０の切欠端部１２を仕切板２０を介して互いに接合し、長さ方向に一体的に形成されていると共に、前記仕切板２０の長さ方向一端が前記鋼管部１０より所定寸法長い凸状部２２に、長さ方向他端が該鋼管部１０より同寸法短い凹状部２４に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向の一部を切り欠いた切欠端部が長さ方向に連続形成された形状からなる複数の鋼管部が、各鋼管部の切欠端部を仕切板を介して互いに接合し、長さ方向に一体的に形成されていることを特徴とする複円形鋼管。
【請求項２】
前記仕切板の長さ方向一端が前記鋼管部より所定寸法長い凸状部に、長さ方向他端が該鋼管部より同寸法短い凹状部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複円形鋼管。
【請求項３】
前記仕切板には、表裏貫通した開口部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の複円形鋼管。
【請求項４】
前記開口部が、仕切板の長さ方向一端及び長さ方向他端の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の複円形鋼管。
【請求項５】
前記仕切板が、前記鋼管部の板厚より厚く形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の複円形鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道やガス等の流体圧送用のパイプラインに使用される鋼管に関し、特に埋設位置に空間的な制約がある場所においても、埋設形状を種々選択・変更できるために敷設の自由度が高い上に、所望の流体供給量を確保することができる複円形鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水道やガス等の流体を、圧送により供給するために地中に埋設して使用される鋼管は、供給時に内圧の影響を受けるため単一円形断面を基本としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような単一円形断面の鋼管は、円形の持つ力学特性により構造的に安定しているという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３２１８２号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋼管を敷設する場所が狭い道路の下等のように、用地が幅方向に制約を受ける場合や、既設構造物により上下方向等に制約を受ける場合には、所望の流体供給量を確保するために必要な断面積を有する鋼管は、敷設することが困難になるこという問題があった。
【０００６】
なお、特許文献２には、一方の管の内側に他方の管の全部又は一部を入れた断面形状の複合管が開示されているが、この場合は管の本数分に相当する断面積を得ることはできない。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、幅方向や上下方向等のように空間的な制約がある敷設用地でも埋設することができ、しかも、所望の流体供給量を確保することができる複円形鋼管を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、円周方向の一部を切り欠いた切欠端部が長さ方向に連続形成された形状からなる複数の鋼管部が、各鋼管部の切欠端部を仕切板を介して互いに接合し、長さ方向に一体的に形成されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
ここで、前記仕切板の長さ方向一端を前記鋼管部より所定寸法長い凸状部に、長さ方向他端を該鋼管部より同寸法短い凹状部に形成することができる。
【００１０】
又、前記仕切板には、表裏貫通した開口部を形成することができ、その際、前記開口部を、仕切板の長さ方向一端及び長さ方向他端の少なくとも一方に形成するようにしてもよい。
【００１１】
更に、前記仕切板を、前記鋼管部の板厚より厚く形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ほぼ円形の断面形状を有する複数の鋼管部を、各鋼管部に形成された切欠端部を、互いに間に支柱としての仕切板を介して接合し、一体的に形成するようにしたので、鋼管の優れた材料特性と溶接継手による一体構造管路を構成する特性とを維持し、尚且つ構造的に安定しているために力学的強度の高い円形断面を実質的に併せ持ち、敷設場所の制約に応じて埋設形状を自由に選択でき、所望の供給量の確保に必要な断面積を有する複円形鋼管を提供することができる。
【００１３】
即ち、本発明においては、２本以上の鋼管を鋼板等の仕切板（支柱）を介して一体的に接合し、複数の円形が径方向に並んだ形状からなる複円形鋼管としている。このような複円形鋼管により、以下のような作用が発揮される。
【００１４】
（Ａ）既設構造物により上下方向に制約を受けている場合には、複円形鋼管を横にして配置することにより必要供給量の断面積を確保することができる。
【００１５】
（Ｂ）狭い道路の下等のように用地が幅方向に制約を受けている場合には、複円形鋼管を縦にして配置することにより必要供給量の断面積を確保することができる。
【００１６】
又、複円形鋼管を、２連型の円や大きさの異なる円を縦や横に重ね合わせた構造にする場合には、これにより単円以外の多様な断面を持つ圧送用パイプラインが築造できる。その結果、既設構造物により上下方向に制約を受ける場合には横に連らね、また狭い道路の下などのように用地が幅方向に制約を受ける場合には縦に重ねることにより、埋設時の占有幅を小さくしながら、所望の供給量に必要な断面積を確保することが出来る。
【００１７】
従って、本発明の複円形鋼管は、流体の必要供給量を確保できる断面積を有する単一円形鋼管では空間的な制約から敷設（埋設）できない場所でも、必要供給量を確保できる断面積を有する流体圧送管として敷設することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る一実施形態の複円形鋼管を示す外観斜視図
【図２】前記複円形鋼管の正面図及び側面図
【図３】前記複円形鋼管の敷設状態を示す説明図
【図４】横配置と縦配置の前記複円形鋼管に荷重を作用させたイメージを示す模式図
【図５】横配置の複円形鋼管に荷重を作用させた際の変形量と発生応力の関係を示す模式図
【図６】縦配置の複円形鋼管に荷重を作用させた際の変形量と発生応力の関係を示す模式図
【図７】前記複円形鋼管の敷設方法を示す、仕切板の手前側表面に沿った位置における断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る一実施形態の複円形鋼管を示す斜視図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれその正面図、側面図である。
【００２１】
本実施形態の複円形鋼管１は、真円鋼管の円周の一部を長さ方向に連続して切り欠いた形状からなる２本の鋼管部１０と、両鋼管部１０の間に介設した仕切板２０とから全体が構成されている。
【００２２】
この鋼管部１０には、図２に示されるように、外径Ａの真円を中心角θで円周方向に切り欠いた形状からなる切欠端部１２が間隔Ｂで形成されている。又、前記仕切板２０は、この間隔Ｂより僅かに大きいが略同一の幅に形成され、板厚は鋼管部１０の板厚より厚く形成されている。
【００２３】
前記複円形鋼管１は、このような形状からなる２本の鋼管部１０を、各鋼管部１０の切欠端部１２を互いに対向させ、両者間に間隔Ｂと略同一幅の前記仕切板２０を介在させた状態で、三者を溶接により長さ方向に接合して一体的に形成されている。又、仕切板２０は、鋼管部１０の板厚より厚く形成されているため、支柱として十分な機能を発揮するようになっている。
【００２４】
この複円形鋼管１には、同一長さＬの鋼管部１０と仕切板２０とを長さ方向にＤだけずらして接合することにより、仕切板２０の長さ方向一端が鋼管部１０の一端より寸法Ｄだけ長い（突出させた）凸状部２２が、又、長さ方向他端が鋼管部１０の他端より同寸法Ｄだけ短い凹状部２４が、それぞれ形成されている。
【００２５】
又、これら凸状部２２と凹状部２４を構成する前記仕切板２０の長さ方向一端と他端には、長さ方向に関して互いに逆方向に凹んだ同一の幅Ｅと深さＦの第１、第２開口部２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ形成されており、各開口部２６Ａ、２６Ｂのコーナー部はそれぞれＲ形状になっている。
【００２６】
本実施形態の複円形鋼管１は、真円を基本にした２本の鋼管を径方向に接合した構造になっているため、高さは１本の真円鋼管と同一であるが、真円の略２倍の鋼管内断面積を有している。
【００２７】
従って、図３（Ａ）にイメージを示すように、破線で示す従来の方法では２本の鋼管２８Ａ、２８Ｂの敷設が、敷地境界３０Ａ、３０Ｂのために困難な幅方向に狭い用地であっても、縦向きに埋設することにより容易に鋼管２本分に相当する複円形鋼管を埋設し、敷設するができる。
【００２８】
又、逆に、図３（Ｂ）に破線で示すように、既設構造物３２Ａ、３２Ｂにより上下方向に空間が制約されているため、必要な供給量を確保できる１本の鋼管３４を埋設できない場所でも、横向きに埋設することにより、必要供給量を確保できる複円形鋼管１を容易に敷設することができる。
【００２９】
本実施形態の複円形鋼管は、真円形状を基本構造としているため、力学的特性に優れた特徴を有している。
【００３０】
又、この複円形鋼管１は、敷設する際に他の複円形鋼管１と長さ方向に溶接するため、構成する鋼材としては溶接性の良いものが必要であり、この点で軟鋼や高張力鋼等が望ましい。
【００３１】
１本の真円鋼管に相当する鋼管部１０の管径と板厚は、用途に応じて決めることになるが、管径としては口径（内径）で９００〜１８００ｍｍ程度、板厚としては通常６〜２２ｍｍ程度が好適である。
【実施例】
【００３２】
本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明する。
【００３３】
本発明の一実施例である複円形鋼管は、前記図１、図２に示したものと基本的には同一である。
【００３４】
この複円形鋼管１は、真円形断面を基本としているので、従来の単一鋼管の構造計算の場合と同様に、図４（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ横配置、縦配置について、作用する荷重のイメージを矢印で示すように、鉛直荷重、水平荷重によって生じる発生応力及び変形量が、その鋼材の許容応力内及び許容変形量内にそれぞれ入っているか否かにより安全性を判定する。
【００３５】
そこで、鋼材として熱延鋼板（ＪＩＳ  ＳＳ４００）を使用し、鋼管部１０を外径１５００ｍｍ、板厚９．０ｍｍ、中心角２６３°とし、仕切板２０を板厚１９ｍｍとして複円形鋼管１を形成して判定したところ、図５に横配置の場合、図６に縦配置の場合について得られた、変形量を表わす（Ａ）変位図と、発生応力を表わす（Ｂ）曲げモーメント図とを、それぞれ示す。これらの結果は、共に許容範囲内であった。これらの判定は、日本水道鋼管協会技術資料『ＷＳＰ０３０−９９  水道用埋設鋼管の管厚計算基準』に準じて、許容変形率は５％、許容応力度は１４０Ｎ／ｍｍ2として行なった。ただし、判定基準はこれに限定されない。
【００３６】
ここで、（Ａ）変位図は、変形前と変形後の複円形鋼管の形状を、それぞれに設定した各節点の位置で示してあり、曲げモーメント図は、変形後の各節点に発生するｚ軸周りの曲げモーメントをプロットした曲線で示してある。
【００３７】
なお、各図に変形時の境界条件を併記したように、図５の横配置では節点１をｚ方向のみ、節点２はｙ、ｚ方向に、節点３はｘ、ｙ、ｚの全方向に固定し、図６の縦配置では節点１をｙ、ｚ方向に、節点２をｘ、ｚ方向に固定して変形を行なった。
【００３８】
次に、本実施形態の複円形鋼管の敷設方法を説明する。
【００３９】
複円形鋼管１は、前記図１、図２に示したように、仕切板２０の長さ方向一端が鋼管部１０より長い凸状部２２、他端が短い凹状部２４とした挿込形状が形成された状態に予め工場で製作しておく。これらを現地へ搬送し、図７に３本の例について示すように、一方の複円形鋼管１の凸状部を、他方の複円形鋼管１の凹状部に挿し込んで組立てる。このように組立てることにより簡単に位置決めすることができると共に、対応する突合せ端部をそれぞれ溶接することにより容易に接合することができる。
【００４０】
各複円形鋼管１の鋼管部１０同士の接合（連結）部３６は、図７に示すように通常の鋼管と同様の裏当金３８による全周溶接とし、仕切板２０同士の接合部４０は、板厚に応じてＶ型突合せ溶接又はＸ型突合せ溶接とし、又、鋼管部１０と仕切板２０の溶接はレ型突合せ溶接を標準とする。このように、凸状部２２を凹状部２４に差し込んで突合せることにより、両者の第１、第２開口部２６Ａ、２６Ｂからなる一つの開口部４２が形成され、該開口部４２を介して２本の鋼管部１０が連通されている。
【００４１】
又、この複円形鋼管１では、内面の防蝕に液状エポキシ樹脂塗料（膜厚は使用条件により決定）を使用し、外面の防蝕にはｐＨの高いアルカリセメント系の材料を使用している。
【００４２】
なお、前記実施形態では、複円形鋼管１として２本の鋼管部１０を接合した例を示したが、同様の方法で３本以上接合したものであってもよい。
【００４３】
又、複円形鋼管１を構成する仕切板２０には、両端部に開口部２６Ａ、２６Ｂを設けたが、いずれか一方だけでもよく、又、端部ではなく内側に設けるようにしてもよく、更には圧送される流体が途中で十分混合するように１枚の仕切板２０に複数の開口部を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…複円形鋼管
１０…鋼管部
１２…切欠端部
２０…仕切板
２２…凸状部
２４…凹状部
２６Ａ、２６Ｂ…第１、第２開口部
４２…開口部
【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７】
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【図５】
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【図６】
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