(57)【要約】【課題】マンホールの躯体本体に締結されないマンホール鉄蓋の受枠に、集中豪雨等による圧力上昇が作用したときに、マンホール鉄蓋が受枠ごと浮上してしまうのを防止する。【解決手段】マンホールの躯体本体と、その上位に設置されている、鉄蓋を受け止める受枠とを締結することによって受枠の浮上を防止する装置について、マンホールの躯体本体の内側面に設けられた、ネジ部を有するアンカー部材１７と、受枠の内側面に設けられた下方への係合部１９と、上記係合部と係合する相手部を上部に有し、相手部を係合部に係合させたときにアンカー部材の位置に上下方向の長孔が位置する締結部材２０と、アンカー部材と螺合するネジ部を有し、アンカー部材との螺合によって締結部材をマンホールの躯体本体に固定する緊締部材２４と、締結部材と緊締部材の間に介在し、締結部材との接触部分における上下のずれ防止手段を備えたワッシャー２５とを具備して構成する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホールの躯体本体と、その上位に設置されている、鉄蓋を受け止める受枠とを締結することによって受枠の浮上を防止する装置であって、
マンホールの躯体本体の内側面に設けられた、ネジ部を有するアンカー部材と、
受枠の内側面に設けられた下方への係合部と、
上記係合部と係合する相手部を上部に有し、相手部を係合部に係合させたときにアンカー部材の位置に上下方向の長孔が位置する締結部材と、
アンカー部材と螺合するネジ部を有し、アンカー部材との螺合によって締結部材をマンホールの躯体本体に固定する緊締部材と、
締結部材と緊締部材の間に介在し、締結部材との接触部分における上下のずれ防止手段を備えたワッシャーとを具備して構成された
地下構造物用受枠の浮上防止装置。
【請求項２】
受枠の内側面に設けられた下方への係合部は、受枠の内側に周方向に設けられている棚状の突部である
請求項１記載の地下構造物用受枠の浮上防止装置。
【請求項３】
ずれ防止手段として、締結部材とワッシャーとの接触面に多数の凹凸が設けられており、上記凹凸の噛み合いによって上下の移動が防止される
請求項１記載の地下構造物用受枠の浮上防止装置。
【請求項４】
マンホールの躯体本体の内側面に設けられたアンカー部材は、あと施工アンカーである
請求項１記載の地下構造物用受枠の浮上防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンホールの躯体本体と、その上位に設置されている、鉄蓋を受け止める受枠とを締結することによって、受枠の浮上を防止する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水道用マンホールは、一般的に、１９８０年代以前までは躯体本体を工事現場で型枠を組んで作る現場打ちと呼ばれる工法で施工されていた。その後、１９８０年代以降になると下水道の普及率が向上し、それに伴い、躯体本体を分割して工場生産しマンホールを工事現場で組み立てる組立マンホールに変わり、１９９０年代にはそれが主流となった。組立マンホールは、製品移動のための埋め込みアンカーを、最上部に位置して斜壁と呼ばれるコンクリート部材の上面に３か所、また、斜壁の下に配置される直壁では側面に３か所有している。組立マンホールが使用されるようになってからは、斜壁上面の埋め込みアンカーを利用してマンホール鉄蓋を受け支える受枠をボルト締結する施工が一般化した。
【０００３】
一方、マンホール鉄蓋を受け支える受枠をマンホールの躯体本体とボルト締結するようになる前は、躯体本体の上にモルタル等を敷き、高さ調節をしたのみで、受枠はモルタル等の上にただ載置した状態で施工されていた。鉄蓋については、１９７０年代以前のマンホールの場合、平受けと呼ばれる構造が取られており、受枠の上に鉄蓋を乗せただけのものであった。それ故、集中豪雨等によって下水管路の内圧が高まっても鉄蓋には拘束力が働いていないので、鉄蓋のみ容易に浮上して内圧を解放できたのである。しかし、平受け構造は鉄蓋が受枠に水平に載置された状態で、喰い込みを生じないまま接触し合うため、ガタツキが発生し易く、騒音の苦情が多いという問題があった。
【０００４】
１９７０年頃に開発され現在は多用されているテーパー（急勾配）受け構造では、鉄蓋が受枠に急勾配の内周面で接触し喰い込みを生じるので、これによってガタツキの問題は解消するようになった。しかし、図７Ａに示したように、鉄蓋が受枠に喰い込んだままでは、下水管路の内圧が高まったときに鉄蓋を受枠ごと浮上させるような力が働き、地盤がゆるんで（図７Ｂ）、受枠ごと躯体本体から浮き上がるという問題を内包していた（図７Ｃ）。近年、ゲリラ豪雨が多発するようになると、内包されていた上記問題点が顕在化してきた。現在の施工方法は図８に示したように躯体本体１１と受枠１２が、水平方向の位置決めと同時に鉄蓋の浮上力を受け止めるため、埋め込みアンカー１７を用いてボルト締結されるようになっている。しかし、１９７０年代に先行したテーパー受け構造を有しながら、後の１９９０年代に組立マンホールが一般化しボルト締結されるまでの期間に施工されたマンホールでは、上記問題点が内包されたまま残されることになった。
【０００５】
マンホール鉄蓋の耐用年数については、国土交通省の通知（平成１５．６．１９国都下事第７７号下水道事業課長通知）では「１５年（車道部）／３０年（その他）」と決められている。過去の調査（下水道用マンホールふたの計画的な維持管理と改築に関する技術マニュアル：財団法人  下水道新技術推進機構（当時））では、車道部に限定しても平均的に３３年間程度使用されている。従って、埋め込みアンカーを用いてボルト締結されていない受枠が現在も多く残っている。また、組立マンホールが使用されるようになった１９９０年代でも、マンホールの躯体本体と受枠が締結されない施工が相当程度あったと考えられる。このため、テーパー受け構造の鉄蓋の割合が相対的に高く、受枠とマンホールの躯体本体とのボルト締結の割合は相対的に低いという状況が形成されていると考えられる。その状況において、最近の異常気象現象により集中豪雨の発生頻度が上昇し、かつその規模も増大するという現実が立ちあらわれ、受枠ごと躯体本体から浮き上がるという問題が表面化するようになったと理解される。図７Ｃのように受枠ごと躯体本体から浮き上がるとアスファルト舗装が損傷し、大面積での舗装修理が必要になり損害額も大きくなることはいうまでもない。
【０００６】
この問題に関する発明を調査すると特開２００４−１４３７９２号があり、同発明にはマンホール躯体本体を構成する複数の直壁管の夫々を緊結プレートと緊結ボルトを介して相互に緊結すると記載されている。しかし、受枠は鋳物であり、後施工の際に緊結プレートをボルト止めすることは困難である。また、実開昭６３−９１５４０号のマンホール用の受け枠支持構造には、受枠の高さ調整具を上下方向へスライド可能に設ける構成が開示されているが、これは、受枠を設置する際にしか使用することができない。後施工には上記発明と同様に、周囲の舗装を除去して側塊を入れ替えなければならず、受枠側にも棚板のある特殊な構造が要求され、容易に実施可能とはいえない。特開昭６２−２３６９２５号は霜柱等によって受枠が側塊から浮き上がったときに路面に合わせて受枠の傾斜を調節するための発明であるが、これも受枠側にも棚板のある特殊な構造が要求される点において実開昭６３−９１５４０号と同様である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４３７９２号
【特許文献２】実開昭６３−９１５４０号
【特許文献３】特開昭６２−２３６９２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、マンホールの躯体本体に締結されないマンホール鉄蓋の受枠に、集中豪雨等による圧力上昇が作用したときに、マンホール鉄蓋が受枠ごと浮上してしまうのを防止することである。また、本発明の他の課題は、アンカー部材によりマンホールの躯体本体に締結されていない既設の受枠に、容易に後施工で取り付けることが可能な地下構造物用受枠の浮上防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するため、本発明は、マンホールの躯体本体と、その上位に設置されている、鉄蓋を受け止める受枠とを締結することによって受枠の浮上を防止する装置として、マンホールの躯体本体の内側面に設けられた、ネジ部を有するアンカー部材と、受枠の内側面に設けられた下方への係合部と、上記係合部と係合する相手部を上部に有し、相手部を係合部に係合させたときにアンカー部材の位置に上下方向の長孔が位置する締結部材と、アンカー部材と螺合するネジ部を有し、アンカー部材との螺合によって締結部材をマンホールの躯体本体に固定する緊締部材と、締結部材と緊締部材の間に介在し、締結部材との接触部分における上下のずれ防止手段を備えたワッシャーとを具備して構成するという手段を講じたものである。
【００１０】
本発明に係る地下構造物用受枠の浮上防止装置では、マンホールの躯体本体の内側面に設けられた、ネジ部を有するアンカー部材と、受枠の内側面に設けられた下方への係合部とを有することが、特に重要である。アンカー部材と下方への係合部が共に受枠の内側面にあることで、本発明の浮上防止装置は、受枠内部のみにおける工事によって施工することができる。このことは、既存の躯体本体に締結されない構造の受枠に対する後施工を可能にする。しかし、躯体本体に締結されない構造の受枠を新設する場合においても、埋め込みアンカーとは別の工法を提案できるという意味で有効性がある。
【００１１】
本発明に係る浮上防止装置は、躯体本体側の締結手段としてアンカー部材を有し、アンカー部材はネジ部を有している。ネジ部を有するアンカー部材として、本発明の実施形態では、あと施工アンカーと称されるメネジ型の部材が例示されている。「あと施工アンカー」については協会があるのでそれと同じひらがなで表記し、施工作業の前後に係る「後施工」と区別している。このあと施工アンカーは、組立マンホールにおける埋め込みアンカーとメネジ型である点において共通のものと考えて良い。なお、アンカー部材としてオネジ型のものを本発明に適用することが妨げられるわけではない。
【００１２】
上記受枠の内側面に設けられた下方への係合部は、受枠内側面にあって内方へ突出し、棚状又は段状の形態を呈するものであれば、本発明の装置に必要な要件を満たす。マンホール鉄蓋の受枠には棚状の突部を備えているものがあり、例えば、出願人会社所有の意匠登録第９８８７４９の類似９号に記載された、受枠の内側に周方向に設けられているフランジ型の部分は上記棚状の突部に該当する。
【００１３】
上記浮上防止装置では、相手部を係合部に係合させたときにアンカー部材の位置に上下方向の長孔が位置する締結部材を具備している。締結部材は、文字通り躯体本体と受枠とを締結する中心的役割を担う部材であり、上下方向の長孔を有しているので、締結の際に上下の位置を適切かつ、容易に決めることができる。位置調節のために小穴を多数上下に列設することも考えられるが、位置の調節が連続して行なえなくなるので長孔が有利である。
【００１４】
また、上記浮上防止装置は締結部材と緊締部材の間に介在し、締結部材との接触部分における上下のずれ防止手段を備えたワッシャーとを具備して構成されている。ずれ防止手段としては、摩擦係数の大きい粗面や相互の噛み合う構造が適している。例えば、締結部材とワッシャーとの接触面に多数の凹凸が設けられていて、上記凹凸の噛み合いによって上下の移動が防止されるものは望ましい構成である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、マンホールの躯体本体に締結されないマンホール鉄蓋の受枠であっても、集中豪雨等による圧力上昇が作用したときに、マンホール鉄蓋が受枠ごと浮上してしまうのを防止することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、アンカー部材によりマンホールの躯体本体に締結されていない受枠であっても、受枠内側のみの作業で施工が完了するので、既設の受枠については後施工でも容易に取り付けることが可能な地下構造物用受枠の浮上防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る地下構造物用受枠の浮上防止装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同上の浮上防止装置を分解して示す斜視説明図である。
【図３】同上の浮上防止装置における締結部材の一例を示すもので、Ａは側面図、Ｂは正面図である。
【図４】同様にワッシャーを示すもので、Ａは側面図、Ｂは正面図である。
【図５】本発明に係る地下構造物用受枠の浮上防止装置の施工手順Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを示す断面説明図である。
【図６】同上の浮上防止装置を施工した地下構造物用受枠に、集中豪雨等による圧力上昇が作用した状態を示す断面説明図である。
【図７】テーパー（急勾配）受け構造において、鉄蓋を受枠ごと浮上させるような力が働いたときに生じ得る損壊の過程Ａ、Ｂ、Ｃを示す説明図である。
【図８】躯体本体と受枠が埋め込みアンカーを用いてボルト締結されている構造を備えたマンホールの例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る地下構造物用受枠の浮上防止装置を示すもので、１１はマンホールの躯体本体の一部である本体側部材、１２は受枠であって、本体側部材１１の上位に設置されている。なお、図１は本体側部材１１の上面に、受枠１２をただ載置しただけの状態で施工された状態を示している。上記受け枠１２はテーパー（急勾配）受け構造のものであり、受枠１２に急勾配の内周面１３に鉄蓋１４の外周面１５が接触し、喰い込みを生じるように構成されている（図６参照）。
【００１８】
この実施形態における、マンホールの躯体本体側部材１１の最上部には、ネジ部１６を有するアンカー部材１７がその内側面に設けられる（図２参照）。上記アンカー部材１７には、あと施工アンカーと称されるメネジ型の部材が用いられており、従って、図示の実施形態は後施工のためのものと考えて良い。あと施工アンカーは本体側部材１１の内側面に開けられた横穴１８に埋め込まれており、ネジ部１６として円筒状部材の内面にメネジを有している。１７ａは抜け止め手段であり、周方向の外面に溝状に設けられている他、ケミカルアンカーと称される接着剤等を用いても良い。アンカー部材１７は、円形マンホール鉄蓋の場合、受枠１２の内側面に３か所程度均等な間隔で設けられる。
【００１９】
あと施工アンカーの使用については、コンクリート割れ対策を考慮に入れた設計が行なわれるべきである。そのために、平成１８年の国土交通省指針「あと施工アンカー・連続繊維補強設計・施工指針」を参考にする。本発明の場合は上記指針のページ２−４、２．２．３構造細則の３）共通事項に記載されている、ｉｖ）へりあきとして２．５ｄ（ｄ：アンカー径）以上の規定を考慮し、アンカー部材の上下へりあきＨ１、Ｈ２を２．５ｄよりも大きい値に設定するものとする。本発明におけるアンカー部材１７は建築用途ではないが、コンクリートへの後施工という点では同じと考えられるからである。
【００２０】
本発明では、受枠１２の締結のために、その内側面に設けられた下方への係合部１９が用いられる。実施形態における下方への係合部１９は、受枠１２の内側に周方向に設けられている棚状の突部であり、図示の形態から内向きのフランジの上面として把握される。棚状の突部から成る下方への係合部１９は、前述したように出願人会社の製品に普通に実施されている。
【００２１】
上記係合部１９には、その棚状の突部と係合する相手部２１を上部に有し、相手部２１を係合部１９に係合させた状態において、アンカー部材１７の位置に上下方向の長孔２２が位置する締結部材２０が配置される。締結部材２０は、係合部１９とアンカー部材１７との距離を十分にカバーする長さと、集中豪雨等の際に作用することが想定される浮上圧力に耐える強度を有するもので、上下方向の帯状部分の上端から相手部２１が、側方へ突出し、側面から見るとほぼ逆Ｌ字形状に形成されている（図３参照）。
【００２２】
締結部材２０は、締結間隔の調節のために上下方向の長孔２２を備えている。長孔２２は後述する緊締部材２４のボルト頭部二面幅未満の幅と直径の数倍の長さから成っており、係合部１９とアンカー部材１７との距離を考慮して、大、中、小のように異なるサイズのものを用意することが望ましい。なお、係合部１９が平坦な棚状の突部であるので、相手部２１も逆Ｌ字状を構成するような形状になっているが、係合部１９の形状やその他の条件によってはＦ字型、逆Ｊ字型等の形態も取り得る。
【００２３】
さらに、本発明ではアンカー部材１７と螺合するネジ部２３を有し、アンカー部材１７との螺合によって締結部材２０をマンホールの本体側部材１１に固定する緊締部材２４及び締結部材２０と緊締部材２４の間に介在し、締結部材２０との接触部分における上下のずれ防止手段２６を備えたワッシャー２５が組み合わされる。アンカー部材１７がメネジを有するので、緊締部材２４は上記メネジと螺合するオネジから成るネジ部２３を有するボルトが使用され、ワッシャー２５はボルトを通す孔２５ａを有している（図４参照）。
【００２４】
上記ワッシャー２５は螺合部材間に介在し主に緩み止めに使われるものであるが、本発明においては、ずれ防止手段２６として有効な機能を果たす。即ち、図示のずれ防止手段２６の場合、締結部材２０とワッシャー２５との接触面に多数の凹凸２７、２８が設けられており、上記ボルト結合の軸力を受けて凹凸２７、２８が噛み合い、それによって上下の移動が防止されるように構成されている。
【００２５】
このように構成されている本発明の浮上防止装置を施行するには、図５に示すように、本体側部材１１の内側面に横穴１８を開け、そこにアンカー部材１７としてのあと施工アンカーを埋め込む（図５Ａ）。次いで、ほぼＬ字型の締結部材２０を、その相手部２１が係合部１９に掛かり、かつ、長孔２２がアンカー部材１７に位置するように取り付ける（図５Ｂ）。さらに、凹凸２７、２８が噛み合いずれ防止手段２６が形成されるように、ワッシャー２５を配置するとともに（図５Ｃ）、緊締部材２４をアンカー部材１７にねじ入れ、それらのネジ部１６、２３によって締結部材２０を締結する（図５Ｄ）。
【００２６】
本発明に係る浮上防止装置１０を適用した地下構造物用受枠１２の施蓋状態において、集中豪雨等の際に浮上圧力が作用した場合、図６に示したようにして排水がなされる。図６において、受枠１２と鉄蓋１４とは一側において蝶番機構３０によって結合され、他側においてはロック機構３１によって拘束されている。蝶番機構３０、ロック機構３１はどちらも現在のマンホール鉄蓋において一般的な装備である。上記蝶番機構３０、ロック機構３１は内部圧力を受けると、一定量だけ浮上可能なように作動上の余裕を以って取り付けられている。
【００２７】
よって、鉄蓋１４に浮上圧力が作用すると、喰い込み力テーパー嵌合によるにより受枠１２と一体化しているため、作用力は受枠１２から本発明に係る浮上防止装置１０を介して締結されている躯体本体側部材１１に及び得る。しかしながら、浮上力がテーパー嵌合による食い込み力を上回ると、鉄蓋１４は喰い込みが解除されて一定量だけ浮上し、受枠１２との隙間からの排水がなされるものである。なお、上記の実施形態は図６に示した構造を備えたマンホールを基本とするものである。
【符号の説明】
【００２８】
１０  下構造物用受枠の浮上防止装置
１１  躯体本体側部材
１２  受枠
１３  急勾配受け構造の受枠の内周面
１４  鉄蓋
１５  急勾配受け構造の鉄蓋の外周面
１６  ネジ部（メス）
１７  アンカー部材
１８  横穴
１９  下方への係合部
２０  締結部材
２１  相手部
２２  長孔
２３  ネジ部（オス）
２４  緊締部材
２５  ワッシャー
２６  ずれ防止手段
２７、２８  凹凸
３０  蝶番機構
３１  ロック機構
【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】
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【図８】
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