(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底版上に外壁と側壁が形成され、前記外壁にプレストレスが導入される箱型構造物の内部に設置される隔壁のうち、前記外壁と平行なプレストレスの導入方向に配置するものを、プレストレスの導入方向に波形を有する波形形状となしたことを特徴とする箱型構造物。
【請求項２】
箱型構造物における両側の側壁に代えて接合金物を設け、この接合金物によって外壁方向に連結可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の箱型構造物。
【請求項３】
波形形状の隔壁の上下端面に、これらの端面に沿って波形の鉄筋を一体的に取付けると共に、この隔壁の両側面におけるコンクリート打設位置に、適数の直線状鉄筋を隔壁の左右端面に向けて一体的に取付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の箱型構造物。
【請求項４】
波形形状の隔壁の上下端部に、螺旋状の鉄筋を取付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の箱型構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば防波堤、護岸、浮体式箱型海上空港、係船岸、プラント台船等の箱型構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば従来の鉄筋コンクリート製やプレストレストコンクリート製のケーソンの場合、内部に隔壁を設け、この隔壁で区画された部分にバラスト水などを入れることで、全体のバランスをとるようにしている。このような鉄筋コンクリート製やプレストレストコンクリート製のケーソンでは、隔壁としてコンクリート製のパネルが使用されるが、コンクリート製のパネルの厚さは２０〜３０ｃｍもあるので、ケーソン全体の重量がかなり重たくなり、曳航時や、沈設位置での地盤改良などにおいて問題となっている。
【０００３】
一方、図８に示したような、鋼板１にコンクリート２を張り付けたハイブリッド構造のケーソンでは、隔壁３は鋼板製のものが多くなり、軽量化が図られている。しかし、この鋼板製の隔壁３であっても、バラスト水圧に耐えるために、図９に示すように、多数のスチフナ４が取付けられている。従って、鋼板製の隔壁３の場合には、スチフナ４の取付が必要な分、材料や工数が余分にかかるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンクリート製の浮体構造物では、浮体の止水性能を確実にするために、外壁にプレストレスを導入することが多い。また、図８に示したようなハイブリッド構造のケーソンでも、コンクリート部分にプレストレスを導入する場合がある。
【０００５】
このプレストレスは、図８（ｂ）に示したように、外壁５の軸方向に導入されるが、このプレストレスの導入時、外壁５が圧縮力によって縮んだ場合には、いかにスチフナ４を取付けてあっても、外壁５と平行に配置された隔壁３が図８（ｂ）に想像線で示したように、座屈する場合がある。また、座屈しない場合には、この隔壁３によってプレストレスが十分に導入されない場合がある。なお、図８中の６はプレストレスを導入するＰＣ鋼線、７はケーソンの側壁を示す。
【０００６】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、プレストレスを導入した際にも座屈を生じることがなく、かつ、所定のプレストレスを確実に導入することができる箱型構造物を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の箱型構造物は、底版上に外壁と側壁が形成され、前記外壁にプレストレスが導入される箱型構造物の内部に設置される隔壁のうち、前記外壁と平行なプレストレスの導入方向に配置するものを、プレストレスの導入方向に波形を有する波形形状となすようにしている。そして、このようにすることで、プレストレスを導入した際にも座屈を生じることがなく、かつ、所定のプレストレスを確実に導入することができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
第１の本発明の箱型構造物は、底版上に外壁と側壁が形成され、前記外壁にプレストレスが導入される箱型構造物の内部に設置される隔壁のうち、前記外壁と平行なプレストレスの導入方向に配置するものを、プレストレスの導入方向に波形を有する波形形状となしたものである。
【０００９】
また、第２の本発明の箱型構造物は、上記した第１の本発明の箱型構造物における両側の側壁に代えて接合金物を設け、この接合金物によって外壁方向に連結可能に構成したものである。
【００１０】
本発明の箱型構造物は、隔壁のうち、プレストレスの導入方向に配置するものを、プレストレスの導入方向に波形を有する波形形状となしたので、プレストレスを導入した際にも座屈を生じることがなく、かつ、所定のプレストレスを確実に導入することができる。
【００１１】
上記した本発明の箱型構造物において、波形形状の隔壁の上下端面に、これらの端面に沿って波形の鉄筋を一体的に取付けると共に、この隔壁の両側面におけるコンクリート打設位置に、適数の直線状鉄筋を隔壁の左右端面に向けて一体的に取付けたり、また、波形形状の隔壁の上下端部に、螺旋状の鉄筋を取付ければ、これらの隔壁とコンクリートとの接合がより良好に行えるようになる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の箱型構造物を図１〜図７に示す実施例に基づいて説明する。
図１は第１の本発明の箱型構造物を説明する全体斜視図、図２は第２の本発明の箱型構造物を説明する全体斜視図、図３（ａ）は第２の本発明の箱型構造物を２個接合した状態を示す全体斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は波形形状の隔壁の接合状態の説明図、図４〜図７は本発明の箱型構造物における波形形状の隔壁とコンクリートとの接合構造を説明する図である。
【００１３】
図１において、１２は波形の鋼板であり、例えば底版１１ａ上に外壁１１ｂと側壁１１ｃを形成した箱型構造物１１内の、プレストレスの導入方向（外壁１１ｂと平行な方向）に配置する隔壁（以下、「波形隔壁」という）として採用される。
【００１４】
１３は前記箱型構造物１１内の、プレストレスの導入直角方向（側壁１１ｃと平行な方向）に配置する鋼板（以下、「平板隔壁」という）であり、波浪荷重が作用した場合に抵抗するために平板状となしている。この平板隔壁１３には従来の隔壁と同様にスチフナ１４が取付けられていることは言うまでもない。これら波形隔壁１２と平板隔壁１３は例えば溶接によって一体化されている。
【００１５】
上記したような波形隔壁１２では、鋼板をプレス加工してウェブプレートを立体化しているので、剪断剛性が高く、スチフナ１４を省略できるので、軽量化が図れかつ生産性が向上する。また、波形形状によって伸縮できるので、プレストレスの導入方向に反力を及ぼさず、座屈を生じることなく、所定量のプレストレスを導入することができる。これが第１の本発明の箱型構造物である。なお、図１中の１５は外壁１１ｂに埋設されたシース管１７内を貫通させて、プレストレスを導入するＰＣ鋼線である。
【００１６】
ところで、上記したような箱型構造物は、波力を考慮すると、できるだけ長大であるほうが、荷重を分散できて有利である。従って、上記した第１の本発明の箱型構造物をプレキャストブロック工法で結合できるように構成したのが図２に示した第２の本発明の箱型構造物である。
【００１７】
図２に示した第２の本発明の箱型構造物では、長手方向への接続を可能とするために、上記した第１の本発明の箱型構造物における両側の側壁１１ｃを取り除いている。そして、この側壁１１ｃに代えて、例えば溝型鋼のような接合金物１６を取り付け、この接合金物１６によって、図３に示したように、長手方向に連結が可能なように構成している。なお、接合金物１６は、例えば外壁１１ｂに基端部を埋設したアンカーボルトによって取付ける。
【００１８】
図３は第２の本発明の箱型構造物を連結した状態を示した図であり、連結する箱型構造物の接合金物１６同士を例えばボルトで結合した後、ＰＣ鋼１５線をシース管１７に通し、最終的にこのＰＣ鋼線１５を緊張する。ＰＣ鋼線１５の緊張後は、連結する箱型構造物の波形隔壁１２同士を溶接する。この波形隔壁１２同士の溶接は、例えば図３（ｂ）のような突き合わせ溶接や、図３（ｃ）のように波形隔壁１２をオーバーラップさせた溶接や、図３（ｄ）のように波形隔壁１２の突き合わせ端面の一方にフランジ１２ａを取付け、このフランジ１２ａと波形隔壁１２を溶接するもの等による。以上によって連結が完了する。
【００１９】
このように、第２の本発明の箱型構造物を使用した場合には、長手方向への接続が容易に行えるようになる。そして、この連結時、従来のコンクリート製隔壁では力を伝達させるようにすることが困難であったものが、波形隔壁１２を採用することによって容易に行えるようになる。加えて、波形隔壁１２は軸方向に伸縮できるので、溶接によって鋼板が縮んだとしても、この熱応力は鋼板の変形によって吸収でき、外壁１１ｂのコンクリートにクラックが入るというような問題は生じない。
【００２０】
なお、第２の本発明の箱型構造物を連結した場合、外壁１１ｂのコンクリートの端面は、プレストレスによって十分に密着されるが、さらに、水密性を高めるためには、端面に接着剤、水密ゴム、レジンコンクリート等を介設すれば良い。
【００２１】
以上説明したように、第２の本発明の箱型構造物を使用した場合には、どのような長大なケーソンでも簡単に組立てることができる。換言すれば、工場の規模或いは地盤等によって、長大な箱型構造物を製作できない場合には、第２の本発明の箱型構造物を製作し、これを連結すれば簡単に長大な箱型構造物を得ることができる。
【００２２】
ところで、上記した本発明の箱型構造物において、波形隔壁１２と底版１１ａや甲板のコンクリートとの結合構造としては、例えば図４〜図７に示したような構造が採用される。
【００２３】
このうち、図４に示した構造は、波形隔壁１２の上下端面にフランジ１８を取付け、このフランジ１８にスタッドボルト１９を溶接したものである。この図４に示した構造によれば、施工が容易で、フランジ１８が取付けられているので、面内曲げにも対応でき、かつ、コンクリート２０内に埋め込まれたスタッドボルト１９は、剪断力に抵抗するのと同時に、スタッドボルト１９の頭部によって引き抜きにも対応できる。しかし、プレストレスの導入に際しては、フランジ１８が抵抗するという欠点がある。
【００２４】
また、図５に示した構造は、プレストレスを導入しやすくするために、軸方向に拘束力が大きいフランジを廃止したもので、波形隔壁１２の上下端部に孔を明け、この孔に短尺の鉄筋２１を通したものである。この図５に示した構造によれば、鉄筋２１を水平方向に揃えることにより、力学的にシンプルになるので、設計が容易である。
【００２５】
また、図６に示した構造は、波形隔壁１２の上下端面に、これらの端面に沿って波形の鉄筋２２を一体的に溶接すると共に、波形隔壁１２の両側面におけるコンクリート打設位置に、適数の直線状鉄筋２３を波形隔壁１２の左右端面に向けて一体的に溶接したものである。これが第３の本発明である。この図６に示した構造によれば、波形隔壁１２は波打っているので、前記直線状鉄筋２３は波形隔壁１２の谷の部分でコンクリート２０と結合される。また、鉄筋２２は上下方向にもコンクリート２０と結合される。
【００２６】
また、図７に示した構造は、波形隔壁１２の上下端部に孔を明け、この孔に螺旋状の鉄筋２４を挿入して取付けたものである。これが第４の本発明である。この図７に示した構造によれば、波形隔壁１２の上下端部に取付ける鉄筋２４が螺旋状であるため、波形隔壁１２の波形形状に容易に追従することができる。この螺旋状の鉄筋２４は、波形隔壁１２に対して一本の鉄筋でなくても、コンクリート２０との結合機能には何ら問題はないので、施工性が問題となることはない。ただし、螺旋状の鉄筋２４が動かないように、適所を溶接等して固定しておくことが望ましい。なお、螺旋状の鉄筋２４を通す孔の数は、剪断力の大きさによって適宜決定される。
【００２７】
なお、上記した接続構造では、波形隔壁１２の波形形状部によって、コンクリート２０の内部で平均して剪断力を受ける。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の箱型構造物では、底版上に外壁と側壁が形成され、前記外壁にプレストレスが導入される箱型構造物の内部に設置される隔壁のうち、前記外壁と平行なプレストレスの導入方向に配置するものを、プレストレスの導入方向に波形を有する波形形状となしたので、プレストレスを導入した際にも座屈を生じることがなく、かつ、所定のプレストレスを確実に導入することができる。また、波形形状となした隔壁ではスチフナが不要であるから、軽量化が図れる。
【００２９】
また、第２の本発明の箱型構造物では、連結時、波形形状となした隔壁を溶接しても、溶接時の熱応力は隔壁の波形形状によって吸収でき、コンクリートへの悪影響はない。
【００３０】
また、第３及び第４の本発明の箱型構造物では、波形形状となした隔壁とコンクリートとの接合が、簡単にかつより良好に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の本発明の箱型構造物を説明する全体斜視図である。
【図２】第２の本発明の箱型構造物を説明する全体斜視図である。
【図３】（ａ）は第２の本発明の箱型構造物を２個接合した状態を示す全体斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は波形形状の隔壁の接合状態の説明図である。
【図４】本発明の箱型構造物における波形形状の隔壁とコンクリートとの接合構造を説明する図で、（ａ）は隔壁の斜視図、（ｂ）は隔壁とコンクリートの接合構造を説明する側面図である。
【図５】図４の他の実施例を示す図で、（ａ）は隔壁の斜視図、（ｂ）は隔壁とコンクリートの接合構造を説明する側面図である。
【図６】図４の更に他の実施例を示す図で、（ａ）は隔壁の斜視図、（ｂ）は隔壁とコンクリートの接合構造を説明する側面図である。
【図７】図４のまた更に他の実施例を示す図で、（ａ）は隔壁の斜視図、（ｂ）は隔壁とコンクリートの接合構造を説明する側面図である。
【図８】ハイブリッド構造のケーソンを説明する図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は平面方向から見た図である。
【図９】ハイブリッド構造のケーソンの内部に取付けられる隔壁の斜視図である。
【符号の説明】
１１    箱型構造物
１１ｂ  外壁
１１ｃ  側壁
１２    波形隔壁
１５    ＰＣ鋼線
１６    接合金物
２２    鉄筋
２３    鉄筋
２４    鉄筋
【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】
0003878357.tif 000008
【図８】
0003878357.tif 000009
【図９】
0003878357.tif 000010