(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストや強度を改善することができる管体継手及びその施工方法を提供する。【解決手段】本発明に係る管体継手は、管体の目地部４の内側に配置される管体継手であって、管体の内壁面にそれぞれ固定される端部５１、５２、及び端部５１、５２を連結し伸縮可能な伸縮部５３を有する止水ゴム５と、止水ゴム５の端部５１、５２を押圧するように管体の内壁面に固定される押え部材６１、７１と、押え部材６１、７１から管体の径方向内方に延びる板状の立設部６２１、７２１及び立設部６２１、７２１の端部から管体側へ延び止水ゴム５の膨らみを規制する板状の延在部６２２、７２２を有する規制部材６２、７２と、延在部６２２、７２２の隙間を覆うように延部在部６２２、７２２と止水ゴム５との間に配置される板状のカバー部材８と、を備え、立設部６２１、７２１及び延在部６２２、７２２は一体的に形成され、連結部分が断面円弧状に形成されている。【選択図】図１
2017101455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に相対する第１及び第２の管体の目地部の内側に配置される管体継手であって、
前記第１及び第２の管体の内壁面にそれぞれ固定される第１端部及び第２端部、及び当該第１及び第２端部を連結し伸縮可能な伸縮部、を有する、止水ゴムと、
前記止水ゴムの第１端部を押圧するように、前記第１の管体の内壁面に固定される第１押え部材と、
前記止水ゴムの第２端部を押圧するように、前記第２の管体の内壁面に固定される第２押え部材と、
前記第１押え部材から前記第１の管体の径方向内方に延びる板状の第１立設部、及び当該第１立設部の端部から前記第２の管体側へ延び、前記止水ゴムの膨らみを規制する板状の第１延在部を有する、第１規制部材と、
前記第２押え部材から前記第２の管体の径方向内方に延びる板状の第２立設部、及び当該第２立設部の端部から前記第１の管体側へ延び、前記止水ゴムの膨らみを規制する板状の第２延在部を有する、第２規制部材と、
前記第１延在部と前記第２延在部との隙間を覆うように、前記第１延在部及び前記第２延在部と、前記止水ゴムとの間に配置される、板状のカバー部材と、
を備え、
前記第１立設部及び前記第１延在部は一体的に形成され、前記第１立設部と第１延在部との連結部分が断面円弧状に形成されており、
前記第２立設部及び前記第２延在部は一体的に形成され、前記第２立設部と第２延在部との連結部分が断面円弧状に形成されている、管体継手。
【請求項２】
前記第１立設部と第１延在部との連結部分、及び前記第２立設部と第２延在部との連結部分における前記止水ゴム側の面の曲率半径が５〜１００ｍｍである、請求項１に記載の管体継手。
【請求項３】
前記両規制部材は、ステンレスにより形成されている、請求項１または２に記載の管体継手。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の管体継手の施工方法であって、
前記第１規制部材をプレス加工により成形するステップと、
前記第２規制部材をプレス加工により成形するステップと、
前記第１押え部材と前記第１規制部材とを固定することで、第１固定部材を形成する、ステップと、
前記第２押え部材と前記第２規制部材とを固定することで、第２固定部材を形成する、ステップと、
前記止水ゴムの前記第１端部を前記第１の管体の内壁面に位置決めするとともに、前記第２端部を前記第２の管体の内壁面に位置決めするステップと、
前記止水ゴムを前記カバー部材で覆うステップと、
前記第１固定部材の前記第１押え部材で前記止水ゴムの前記第１端部を押圧しつつ、当該第１押え部材を前記第１の管体に固定するステップと、
前記第２固定部材の前記第２押え部材で前記止水ゴムの前記第２端部を押圧しつつ、当該第２押え部材を前記第２の管体に固定するステップと、
を備えている、管体継手の施工方法。
【請求項５】
前記第１押え部材と前記第１規制部材とを溶接により固定するとともに、前記第２押え部材と前記第２規制部材とを溶接により固定する、請求項４に記載の管体継手の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に相対する２個の管体の目地部の内側に配置される管体継手、及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
止水ゴムは、トンネル等の地下構造物を構成するコンクリート製の管体同士の継手部を、管体内側から覆うために用いられる。
【０００３】
耐震対策として、止水ゴムは、止水性（地下水圧によるトンネル内側への漏水の防止）、および変位性（地震による管体の変位吸収）の機能を有している。地震時の管体同士の変位を吸収するために、止水ゴムの形状は、Ｕ字形、波形等に余長をもたせた種々の形状がある。一方で、外水圧が止水ゴムに負荷されると、この止水ゴムの余長分はトンネル内側に膨らもうとする。
【０００４】
特に、既設構造物に取り付ける「後付け用可とう継ぎ手止水ゴム」では、トンネル内空寸法を確保するために、または既存障害物に当たらないようにするために、等の理由により、常時かかる水圧により止水ゴムが内側に膨出することを嫌う場合がある。そこで、常時の水圧負荷に対する止水ゴムの膨らみ防止技術として、特許文献１に記載の技術がある。
【０００５】
特許文献１に係る管体継手は、相対する一対の管体の目地部に沿って止水ゴムを配置している。具体的には、止水ゴムの第１端部及び第２端部を、各管体の内壁面にそれぞれ固定する。止水ゴムは、第１端部と第２端部との間に波形の伸縮部を備えており、例えば、地震などによる両管体の隙間の変化を伸縮部によって吸収するようにしている。しかしながら、この伸縮部は波形であるため、管体の内部空間側に突出する。そこで、この突出した伸縮部を軸方向の両側から固定部材によって挟み、さらに、この管体継手では、両固定部材の間の隙間を板状のカバー部材で埋めるようにして、止水ゴムが内部空間側へ膨らまないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開第２０１３−７９５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、固定部材のすべての部位が溶接によって連結されているため、製造コストや強度について改善の余地があった。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、製造コストや強度を改善することができる管体継手及びその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る管体継手は、軸方向に相対する第１及び第２の管体の目地部の内側に配置される管体継手であって、前記第１及び第２の管体の内壁面にそれぞれ固定される第１端部及び第２端部、及び当該第１及び第２端部を連結し伸縮可能な伸縮部、を有する、止水ゴムと、前記止水ゴムの第１端部を押圧するように、前記第１の管体の内壁面に固定される第１押え部材と、前記止水ゴムの第２端部を押圧するように、前記第２の管体の内壁面に固定される第２押え部材と、前記第１押え部材から前記第１の管体の径方向内方に延びる板状の第１立設部、及び当該第１立設部の端部から前記第２の管体側へ延び、前記止水ゴムの膨らみを規制する板状の第１延在部を有する、第１規制部材と、前記第２押え部材から前記第２の管体の径方向内方に延びる板状の第２立設部、及び当該第２立設部の端部から前記第１の管体側へ延び、前記止水ゴムの膨らみを規制する板状の第２延在部を有する、第２規制部材と、前記第１延在部と前記第２延在部との隙間を覆うように、前記第１延在部及び前記第２延在部と、前記止水ゴムとの間に配置される、板状のカバー部材と、を備え、前記第１立設部及び前記第１延在部は一体的に形成され、前記第１立設部と第１延在部との連結部分が断面円弧状に形成されており、前記第２立設部及び前記第２延在部は一体的に形成され、前記第２立設部と第２延在部との連結部分が断面円弧状に形成されている。
【０００９】
この構成によれば、固定部材を押え部材と規制部材により構成し、規制部材は、一体的に形成された立設部と延在部とで構成している。そのため、規制部材を、立設部に延在部を溶接することで形成していた従来例と比べ、溶接箇所を少なくすることができる。その結果、製造コストを下げることができ、強度も向上することができる。
【００１０】
上記管体継手においては、前記第１立設部と第１延在部との連結部分、及び前記第２立設部と第２延在部との連結部分における前記止水ゴム側の面の曲率半径を、５〜１００ｍｍとすることができる。
【００１１】
上記各管体継手において、前記両規制部材は、ステンレスにより形成することができる。これにより、錆を防止することができる。
【００１２】
本発明に係る管体継手の施工方法は、上述したいずれかの管体継手の施工方法であって、前記第１規制部材をプレス加工により成形するステップと、前記第２規制部材をプレス加工により成形するステップと、前記第１押え部材と前記第１規制部材とを固定することで、第１固定部材を形成する、ステップと、前記第２押え部材と前記第２規制部材とを固定することで、第２固定部材を形成する、ステップと、前記止水ゴムの前記第１端部を前記第１の管体の内壁面に位置決めするとともに、前記第２端部を前記第２の管体の内壁面に位置決めするステップと、前記止水ゴムを前記カバー部材で覆うステップと、前記第１固定部材の前記第１押え部材で前記止水ゴムの前記第１端部を押圧しつつ、当該第１押え部材を前記第１の管体に固定するステップと、前記第２固定部材の前記第２押え部材で前記止水ゴムの前記第２端部を押圧しつつ、当該第２押え部材を前記第２の管体に固定するステップと、備えている、管体継手の施工方法。
【００１３】
上記管体継手の施工方法においては、前記第１押え部材と前記第１規制部材とを溶接により固定するとともに、前記第２押え部材と前記第２規制部材とを溶接により固定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製造コストや強度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る設置時の管体継手の一部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る地震発生時の管体継手の一部断面図である。
【図３】固定部材の斜視図である。
【図４】図１に寸法を付した図である。
【図５】図１の管体継手の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る管体継手及びその施工方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る管体継手の一部断面図である。
【００１７】
＜１．管体継手の構造＞
図１に示すように、この管体継手は、地下において、軸方向（図１の左右方向）に相対する２つの管体、つまり、第１管体２及び第２管体３（いずれも一部のみ図示）を連結するように配置される。これら管体２，３は、互いに隣接し、その内部空間が互いに連通した状態で地下に埋設されており、トンネル等の地下構造物の少なくとも一部を構成している。そして、両管体２，３の間には隙間が形成され、この隙間を埋めるように、環状の弾性継手により構成された目地部４が配置されている。但し、これら管体２，３の設置時には、両管体２，３の隙間は目地部４で埋められているが、例えば、地震が発生した場合には、図２に示すように、この隙間は広がる可能性がある。なお、図１においては、上方が管体２，３で囲まれた内側空間、つまり各管体２，３の径方向内方を示している。以下、本実施形態に係る管体継手について、詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、この管体継手は、両管体２，３の目地部４に沿って配置される止水ゴム５と、この止水ゴム５を各管体２，３にそれぞれ固定する一対の固定部材６，７と、これら固定部材６，７とともに止水ゴム５を覆うカバー部材８と、を備えている。なお、以下では、第１管体２に固定される固定部材を第１固定部材６、第２管体３に固定される固定部材を第２固定部材７と称することとする。また、第１管体１及び第２管体２の内壁面には、それぞれ、周方向に沿って所定間隔をおいて、予めアンカーボルト１０が、固定されている。
【００１９】
まず、止水ゴム５から説明する。図１に示すように、この止水ゴム５は、軸方向の両端部に平坦な板状の第１端部５１及び第２端部５２を有しており、これら両端部５１，５２を連結するように、断面が波形の伸縮部５３が一体的に設けられている。そして、第１端部５１が第１管体２の内壁面の端部に固定され、第２端部５２が第２管体３の内壁面の端部に固定される。そのため、第１端部５１及び第２端部５２には、管体２，３の内壁面に沿って所定間隔をおいて複数の貫通孔５１１，５２１がそれぞれ形成されている。各貫通孔５１１，５２１は、後述するように、固定用のアンカーボルト１０が挿通される孔である。
【００２０】
止水ゴム５の第１端部５１及び第２端部５２が、管体２，３の内壁面に固定された状態では、波形の伸縮部５３は、管体２，３の内部空間側に突出するように配置される。そして、突出した伸縮部５３を軸方向の両側から両固定部材６，７によって挟み、さらに、両固定部材６，７の間の隙間をカバー部材８で埋めるようにして、止水ゴム５が内部空間側へ露出しないようにしている。なお、止水ゴム５は、各管体１，２の内周面に沿うように全体として環状となるように一体的に形成されている。
【００２１】
止水ゴム５は、例えば、繊維の基布２３を内部に有するゴムにより形成することができる。例えば、止水ゴム５は、基布２３とゴムとの総厚みが５〜２０ｍｍで形成することができる。このようなゴムとしては、例えば、天然ゴム系、クロロプレン系、ＥＰＤＭ系のゴムを利用できる。また、繊維の基布２３としては、例えば、ナイロン基布を利用できる。
【００２２】
次に、固定部材６，７について説明する。両固定部材６，７は、同様の構成を有しているため、ここでは、第１固定部材６について説明する。なお、第１固定部材６は、全体としては、各管体１，２の内周面に沿うように環状に形成されているが、周方向に複数に分割されている。この点は、第２固定部材７についても同じである。第１固定部材６は、止水ゴム５の第１端部５１を押圧する第１押え部材６１と、この第１押え部材６１の端部に取付けられる第１規制部材６２と、で構成されている。第１押え部材６１は、第１管体２の内壁面に沿って延びるように板状に形成されており、上述したボルト１０が挿通される貫通孔６１１が所定間隔をおいて形成されている。一方、第１規制部材６２は、第１押え部材６１から立ち上がる第１立設部６２１と、この第１立設部６２１の端部から軸方向に延びる第１延在部６２２とを備えており、これらは一体的に断面Ｌ字状に形成されている。
【００２３】
但し、第１立設部６２１と第１延在部６２２との連結部分６２３は、円弧状に形成されている。そして、この連結部分６２３における内面側（第１管体２と対向する側）の曲率半径Ｒは、例えば、５〜１００ｍｍとすることができる。これは、曲率半径Ｒが５ｍｍより小さいと、後述するように、カバー部材８が第１立設部６２１に接するまでの移動を許容してしまう一方、曲率半径が１００ｍｍより大きいと、連結部分６２３が、止水ゴム５に接してしまうからである。なお、図３に示すように、第１規制部材６２は、板材をプレスによる曲げ加工で形成することができ、これによって、第１立設部６２１と第１延在部６２２との連結部分６２３は、上述したように、断面円弧状に形成される。
【００２４】
また、第１押え部材６１と第１規制部材６２との関係をより詳細に説明すると、第１立設部６２１は、第１押え部材６１における第２管体３側の端縁から、径方向内方に立設するように固定されている。第１押え部材６１と第１立設部６２１とは、図３に示すように、例えば、２箇所を溶接などによって固定することができる。また、第１立設部６２１の第１押え部材６１からの高さは、概ね止水ゴム５の伸縮部５３の高さよりもやや高くなっている。そして、第１延在部６２２は、第１立設部６２１の先端から第２管体側に向かって軸方向に延びている。
【００２５】
なお、第１固定部材６は、上記のように、第１押え部材６１と第１規制部材６２とに別れているが、これは、一体形成すると、重量が重くなりすぎるからである。また、第１押え部材６１は、使用状況、例えば、付与する圧力によって厚さを変える必要があり、これによって、第１押え部材６１は、第１規制部材６２と別体に形成され、後に溶接によって接合される。この点は、第２固定部材７についても同じである。
【００２６】
このように形成された第１固定部材６は、次のように、止水ゴム５に対して固定すされる。まず、第１管体２の内壁面から突出するアンカーボルト１０に止水ゴム５の第１端部５１の貫通孔５１１を挿通するように、この内壁面に第１端部５１を配置した後、この第１端部５１と重ねるように第１固定部材６の第１押え部材６１を配置する。このとき、第１押え部材６１の貫通孔６１１に、アンカーボルト１０を挿入する。そして、第１押え部材６１の貫通孔６１１から突出するアンカーボルト１０に、座金９を取付けた後、ナット１１を螺合し、第１押え部材６１を締め付ける。
【００２７】
第２固定部材７も第１固定部材６と同様に形成され、第２押え部材７１及び第２規制部材７２を有し、第２規制部材７２は、板材をプレス加工することで、Ｌ字状に形成された第２立設部７２１及び第２延在部７２２を有している。そして、第１固定部材７と同様の方法で、第２管体３に配置された止水ゴム５の第２端部５２とともに、アンカーボルト１０とナット１１によって第２管体３に固定される。
【００２８】
このように両固定部材６，７が各管体２，３に固定されると、止水ゴム５の伸縮部５３は、第１立設部６２１と第２立設部７２１との間に配置され、これらによって伸縮部５３の軸方向の移動が規制される。また、第１延在部６２２と第２延在部７２２は、止水ゴム５を内部空間側から覆うが、これらの間には、隙間が形成され、ここから止水ゴム５が露出可能となる。そこで、この隙間を埋めるため、両延在部６２２，７２２と止水ゴム５との間には、矩形の板状のカバー部材８が配置される。このカバー部材８は、上述した隙間よりも大きい幅に形成されているため、両延在部６２２，７２２の内面、つまり止水ゴム５側を向く面と接している。これにより、止水ゴム５が、両延在部６２２，７２２の隙間から内部空間側へ膨れるのを防止している。なお、カバー部材８は、周方向に沿って複数に分割されたものが用いられる。
【００２９】
なお、上述した固定部材６，７、カバー部材８は、例えば、ステンレス、ＳＳ材などの鋼板により形成することができる。例えば、規制部材６２，７２をステンレスにより形成すると、プレス加工時に治具の表面の微粉末の粒子が、規制部材６２，７２の表面にすり込まれるのを防止することができる。これにより、錆の発生を防止することができる。
【００３０】
上記のように、構成された管体継手は、設置時には、止水ゴム５が両管体２，３の隙間（目地部４）を覆っているが、図２に示すように、地震が発生した場合には、両管体２，３の隙間が広がるため、これに伴って止水ゴム５の両端部５１，５２の間の距離も広がる。そのため、伸縮部５３は軸方向に引っ張られるが、元々波形に形成されているため、軸方向に引っ張られても、負荷が作用するのを防止している。これにより、両管体２，３の隙間における止水効果を担保している。
【００３１】
但し、地震発生時にも、カバー部材８が止水ゴム５を覆うには、次のような関係を充足する必要がある。まず、各部材の寸法について、図４及び以下のように規定する。
・目地部の幅：Ｍ
・地震により広がった両管体２，３の隙間の距離：Ｌ（図２参照）
・設置時の第１延在部６２２と第２延在部７２２との隙間の長さ：Ａ
・カバー部材８の軸方向の長さ：Ｂ
・設置時の第１立設部６２１と第２立設部７２２との軸方向の距離：Ｃ
・第１立設部６２１から第１延在部６２２の端部までの軸方向の長さ：Ｄ
・第２立設部７２１から第２延在部７２２の端部までの軸方向の長さ：Ｄ
【００３２】
以上のように設定された寸法は、以下の関係を充足する必要がある。
・Ｄ＝（Ｃ−Ａ）／２      （１）
この式（１）は、規制部材６２，７２の軸方向の位置関係を示している。
・Ａ＞Ｍ      （２）
この式（２）により、地震発生により、両管体２，３の隙間がなくなった場合、つまり、目地部４が押し潰された場合でも、両延在部６２２，７２２の間には、隙間が形成されるため、両延在部６２２，７２２が干渉するのを防止することができる。その結果、止水ゴム５の変形が妨げられることが防止される。
【００３３】
また、カバー部材８の軸方向の長さＢについて、設置時に必要な長さＢ１は、以下の式（３）の関係を必要とする。
・Ｂ１≦Ｃ−Ａ      （３）
一方、地震発生時に必要な長さＢ２は、以下の式（４）の関係を必要とする。
・Ｂ２≧Ａ＋Ｌ      （４）
したがって、カバー部材８の軸方向の長さＢの最小値、最大値は、以下の式（５）のように表される。
・Ｂ２≦Ｂ≦Ｂ１      （５）
【００３４】
＜２．管体継手の施工方法＞
次に、管体継手の施工方法について説明する。まず、目地部４を覆うように、止水ゴム５を取付ける。このとき、止水ゴム５の貫通孔５１１，５２１にアンカーボルト１０を挿通する。続いて、止水ゴム５の伸縮部５３を覆うように、カバー部材８を位置決めする。これに続いて、止水ゴム５の第１端部５１及び第２端部５２に対し、第１固定部材６の第１押え部材６１及び第２固定部材７の第２押え部材７１をそれぞれ重ねる。このとき、第１押え部材６１の貫通孔６１１、及び第２押え部材７１の貫通孔７１１にアンカーボルト１０を挿通する。そして、突出したアンカーボルト１０に座金９を取付けた後、ナット１１で締め付ける。こうして、止水ゴム５及び両固定部材６，７を、管体２，３の内壁面に固定する。このとき、カバー部材８は、両固定部材６，７の延在部６２２，７２２と止水ゴム５との間に配置され、離脱しないようになっている。こうして、管体継手の施工が完了する。なお、少なくとも一方の固定部材６，７を止水ゴム５に取りつけた後、カバー部材８を配置することもできる。
【００３５】
＜３．特徴＞
以上のように、本実施形態に係る管体継手によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３６】
（１）従来例では、固定部材６，７の作製に当たって、立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２とを溶接により固定していた。これに対して、上記管体継手では、立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２とがプレス加工により一体的に形成することができるため、製造コストを低減することができる。
【００３７】
（２）従来例のように、溶接により立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２とを固定すると溶接のムラが生じることがあり、これによって立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２との接合部分の強度が低下することがある。これに対して、上記管体継手では、立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２とがプレス加工により一体的に形成されているため、強度を向上することができる。
【００３８】
（３）また、従来例のように溶接を行うと、溶接材の肉盛りによって重量が増加するが、上記管体継手では、規制部材６２、７２の軽量化を図ることができる。
【００３９】
（４）立設部６２１、７２１と延在部６２２、７２２との連結部分６２３，７２３が円弧状に形成されているため、図５に示すように、カバー部材８が、連結部分６２３によって軸方向へ移動するのが阻害され、立設部６２１に接触する位置まで軸方向に移動するのを防止することができる。そのため、カバー部材８を、両規制部材６２，７２の間の軸方向の中央付近に保持することができ、両延在部６２２，７２２の間の隙間を確実に塞ぐことができる。その結果、止水ゴム５の伸縮部５３が隙間から膨れ出るのを確実に防止することができる。
【００４０】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。但し、以下の変形例は、適宜、組み合わせることができる。
【００４１】
上記実施形態では、２つの管体２，３の間の目地部４全体、つまり筒状の管体２，３の開口の全周に亘って管体継手を取付けているが、一部に取付けるようにすることもできる。
【００４２】
本発明に係る止水ゴムは、第１端部と第２端部との間に波形の伸縮部が形成されているが、その形態は特には限定されない。すなわち、地震等の発生時に両管体の隙間を負荷が発生しないように連結できるように伸縮可能であれば、Ｕ字状、蛇腹状など種々の形状にすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
２        ：第１管体
３        ：第２管体
４        ：目地部
５        ：止水ゴム
５１      ：第１端部
５２      ：第２端部
５３      ：伸縮部
６        ：第１固定部材
６１      ：第１押え部材
６２      ：第１規制部材
６２１    ：第１立設部
６２２    ：第１延在部
７        ：第２固定部材
７１      ：第２押え部材
７２      ：第２規制部材
７２１    ：第２立設部
７２２    ：第２延在部
８        ：カバー部材
【図１】
2017101455.tif 000003
【図２】
2017101455.tif 000004
【図３】
2017101455.tif 000005
【図４】
2017101455.tif 000006
【図５】
2017101455.tif 000007