JP2005106229A - 耐震管推進敷設工法および推力伝達装置用フック掛け治具 - Google Patents

耐震管推進敷設工法および推力伝達装置用フック掛け治具 Download PDF

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晃 川瀬
Toshiyuki Yonezu
利之 米津
Koji Kawamura
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Abstract

【課題】管の押し込みまたは引き込み、あるいはこれら両方による管推進敷設工法に適用可能である耐震管推進敷設工法、および、この工法に使用される推力伝達装置用フック掛け治具を提供する。
【解決手段】先行管23Aおよび後行管23Cの管端部を、推力伝達バンド3、5、推力伝達ステーおよび破断部材を備えた推力伝達装置により連結する際に、前記管端部のそれぞれに推力伝達バンド3、5を固定し、次いで、推力伝達バンド3、5間に締め込み工具35を取り付け、締め込んで、先行管23Aと後行管23Cとをその接合部が伸縮可能となる状態に維持して接合し、推力伝達バンド3、5間を前記推力伝達ステーによって連結し、新設管のさや管内への挿入中は、推力を前記推力伝達ステーを介して隣接管に伝達し、新設管の敷設終了後、前記接合部に前記破断部材の破断強度を超える伸縮力が作用した時には、前記破断部材の破断により接合部の伸縮を可能にする。
【選択図】図7

Description

この発明は、さや管内耐震管推進敷設工法および推力伝達装置用フック掛け治具、特に、管の押し込みまたは引き込み、あるいはこれら両方による管推進敷設工法に適用可能であり、且つ、管敷設に要する工数が少なくて済む耐震管推進敷設工法、および、この工法に使用される推力伝達装置用フック掛け治具に関するものである。
近年、道路工事による交通障害や掘削残土の処理等の問題に対する対応として、また、軌道下等の開削工事が行えない場所に対応する工法として、さや管式管推進敷設工法が実施されている。
以下に、さや管式管推進敷設工法を耐震管に適用した場合を、図面を参照しながら説明する。
図9は、さや管式管推進敷設工法を示す一部省略断面図である。
図9に示すように、さや管式管推進敷設工法は、発進側立坑20と到達側立坑21との間に予めさや管22を敷設し、発進側立坑20内に、新設管23を推進する支圧壁24、推進用油圧ジャッキ25、推進用台26等を設置し、推進用油圧ジャッキ25によりさや管22内に新設管23を順次、接合し、挿入する。最先端の新設管23の先端には、挿入抵抗を小さくするための先導ソリ27が取り付けられている。なお、さや管22は、既設の配管を使用することもある。
図10に示すように、新設管23は、先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dを嵌め込むことによって互いに接合される。受け口23Bと挿し口23Dとの間には、シール用ゴム輪28とロックリング29とが設けられている。挿し口23Dを受け口23B内に最後まで挿入すると、挿し口23Dの先端と受け口23Bとは密着して、隙間は、形成されない。従って、接合部に引っ張り力が作用した場合には、挿し口23Dの先端の突起23Eがロックリング29に当接するまでの隙間(T1)分だけ接合部の伸びが可能となる。しかし、接合部に圧縮力が作用した場合には、挿し口23Dの先端と受け口23Bと間に隙間が形成されていないので、接合部の縮みは不可能となる。よって、耐震管としての機能が十分に発揮されない。
そこで、上記問題点を解決するために、図11に示すように、挿し口23Dの先端と受け口23Bとの間にスペーサー30を介在させた状態で管の推進を行い、管敷設完了後、スペーサー30を撤去して、接合部の伸縮を可能とするさや管式耐震管推進敷設工法が知られている。すなわち、この工法によれば、接合部に圧縮力が作用した場合には、スペーサー30の長さ(隙間T2)分だけの縮みが可能となり、一方、接合部に引っ張り力が作用した場合には、挿し口23Dの先端の突起23Eがロックリング29に当接するまでの隙間(T3)分の伸びが可能となる。以下、このさや管式管推進敷設工法を従来技術1という。
また、特開2001−99373号公報(特許文献1)には、図12に示すように、挿し口23Dに推力伝達リング31を、管推力ではスライドしない程度の力で取り付け、受け口23Bを推力伝達リング31に当接させることにより、挿し口23Dの先端と受け口23Bとの間に隙間(T2)を確保し、そして、管敷設後、接合部に推力を超えるような過大な圧縮力が作用した場合には、推力伝達リング31を滑らせることによって、隙間(T2)分の縮みを可能とし、一方、引張力が作用した際には、挿し口23Dの先端の突起23Eとロックリング29とが当接するまでの距離(T3)だけ管接合部が伸びることが可能となるさや管式耐震管推進敷設工法が開示されている。以下、このさや管式耐震管推進敷設工法を従来技術2という。
さらに、特開2002−295723号公報(特許文献2)には、図13に示すように、後行管23Cの挿し口23Dの後方にフランジ32を固定し、挿し口23Dとフランジ32との間に、推力を超える力で圧壊する強度を有する推力伝達部材33を介在させて、推力伝達部材33を圧壊するような過大な圧縮力が接合部に作用した場合には、推力伝達部材33の圧壊によって、接合部の収縮を可能とするさや管式耐震管推進敷設工法が開示されている。すなわち、この工法は、接合部に圧縮力が作用した場合には、隙間(T2)分だけの縮みが可能となり、一方、接合部に引っ張り力が作用した場合には、隙間(T3)分の伸びが可能となる。以下、このさや管式耐震管推進敷設工法を従来技術3という。
上記従来技術を使用する際に、先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dを嵌め込んで、先行管23Aと後行管23Cとを接合する方法を、図面を参照しながら説明する。
先ず、図14(a)に示す管接合前の状態から、同図(b)に示すように、先行管23Aおよび後行管23Cの管端部に、一対のフック掛け34Aが突設された接合用バンド34を固定し、同図(c)に示すように、フック掛け34A間に2台の締め付け工具35を装着し、締め付け工具35を交互に操作して、先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dを引き込む。このようにして、両管が接合される。
なお、接合用バンド34は、一対の半円形状のリングからなり、これらをボルト、ナットにより円形リング状に連結するものである。締め付け工具35は、先端にフック36Aを有するチェーン36と、フック38Aおよびチェーン36を引き込むレバー37を有する工具本体38とからなり、レバー37を手前に引くことによってチェーン36が工具本体38側に引き込まれるようになっている。締め付け工具35は、チェーン側フック36Aを後行管側接合用バンド34のフック掛け34Aに掛け、工具本体側フック38Aを先行管23A側の接合用バンド34のフック掛け34Aに掛けることによって、フック掛け34A間に装着される。
特開2001−99373号公報 特開2002−295723号公報
上記従来技術1から3によれば、何れも、管敷設後、管接合部に過大な伸縮力が作用した場合、接合部は、隙間(T2)分の縮み、および、隙間(T3)分の伸びが可能となるので、耐震管としての機能を発揮する。
しかしながら、従来技術1から3は、管の推進方向が発進側立坑20から到達側立坑21に向う管押し込みによる推進工法であり、到達側立坑21からの管引き込み工法には適用できない。すなわち、何れの工法も到達側立坑21から管を引き込んだ場合、挿し口23Dの突起23Eがロックリング29に当接するまで接合部が伸びてしまい、そのままの状態では管接合部に作用する圧縮力には対応できるが、接合部に作用する伸びには対応できず、耐震管としての機能が十分に発揮されない。従って、管引き込みにより敷設した場合には、引き込み完了後に最後尾の管を押して接合部を圧縮するための装置および作業が不可欠である。
しかも、従来技術1は、管敷設後、管内に撤去工具を挿入してスペーサー30を撤去する必要があるので、管内にスペーサー30の撤去工具を導入できない小口径管には適用することができない。また、従来技術2は、接合部に過大な伸縮力が作用した時において、推力伝達リング31が滑る際に管塗装面に傷を付けて、耐食性に悪影響を及ぼす。
さらに、何れの従来技術も管接合に際して、接合用バンド34を先行管23Aおよび後行管23Cの管端部に固定し、接合完了後は、接合用バンド34を撤去する必要があり、この作業に時間と手間を要していた。
従って、この発明の目的は、上述の問題点を解決し、しかも、管の押し込みまたは引き込み、あるいは両方による管推進敷設工法に適用可能であり、且つ、管敷設に要する工数が少なくて済む耐震管推進敷設工法、および、この工法に使用される推力伝達装置用フック掛け治具を提供することにある。
この発明は、上述の目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。
請求項1記載の発明は、先行管の受け口内に後行管の挿し口を嵌め込み、このようにして接合した管を順次さや管内に挿入して、新設管を前記さや管内に敷設する耐震管推進敷設工法において、前記先行管および前記後行管の管端部を、推力伝達バンド、推力伝達ステーおよび破断部材を備えた推力伝達装置により連結する際に、前記管端部のそれぞれに前記推力伝達バンドを固定し、次いで、前記推力伝達バンド間に締め込み工具を取り付け、締め込んで、前記先行管と前記後行管とをその接合部が伸縮可能となる位置に接合し、そして、前記推力伝達バンド間を前記推力伝達ステーによって連結し、前記新設管の前記さや管内への挿入中は、推力を前記推力伝達ステーを介して隣接管に伝達し、前記新設管の敷設終了後、前記接合部に前記破断部材の破断強度を超える伸縮力が作用した時には、前記破断部材の破断により前記接合部の伸縮を可能にすることに特徴を有するものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、破断部材に予め破断箇所を形成しておくことに特徴を有するものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、破断部材は、推力伝達ステーを固定するボルトからなることに特徴を有するものである。
請求項4記載の発明は、先行管の受け口内に後行管の挿し口を嵌め込み、このようにして接合した管を順次さや管内に挿入して、新設管を前記さや管内に敷設する耐震管推進敷設工法に使用される、接合部が伸縮可能な状態に維持された前記先行管および前記後行管の各々に固定される推力伝達バンドと、前記両推力伝達バンドを連結する推力伝達ステーと、破断部材とを備え、前記推力伝達ステーの何れか一方の端部は、前記破断部材を介して前記推力伝達バンドに固定され、前記破断部材は、前記接合部に前記破断部材の破断強度を超える伸縮力が作用した時に前記推力伝達ステーを介して破断し、かくして、前記接合部の伸縮を可能にする推力伝達装置において、前記先行管と前記後行管との接合時に使用されるフック掛け治具において、取付部材と前記取付部材に突設されたフック受部材とからなり、前記取付部材は、前記両管の接合時に、前記両推力伝達バンドに取り付けられ、前記フック受部材に締め込み工具のフックが掛けられることに特徴を有するものである。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、取付部材は、箱状に形成され、推力伝達バンドの連結部に着脱可能に嵌め込まれることに特徴を有するものである。
請求項6記載の発明は、請求項4または5記載の発明において、破断部材に予め破断箇所が形成されていることに特徴を有するものである。
請求項7記載の発明は、請求項4から6の何れか1つに記載の発明において、破断部材は、推力伝達ステーを固定するボルトからなることに特徴を有するものである。
この発明によれば、管敷設時に接合部に作用する圧縮力あるいは引っ張り力は、推力伝達装置により隣接管に確実に伝達され、地震等により過大な圧縮力あるいは引っ張り力が接合部に作用した時には、推力伝達ステーを固定している破断ボルトが破断して接合部の伸縮が可能となる。従って、管の押し込みまたは引き込み、あるいはこれら両方によるさや管式耐震管推進敷設工法の何れにも適用可能である。しかも、管接合の際に両管に締め込み工具を取り付けるための接合用バンドを固定する必要がないので、その分、管敷設に要する工数が少なくて済む。
次に、この発明の耐震管推進敷設工法の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
図1は、この発明のさや管式耐震管推進敷設工法による管接合部を示す部分断面図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、縮んだ時の管接合部を示す部分断面図、図4は、伸びた時の管接合部を示す部分断面図、図5は、この発明の推力伝達装置用フック掛け治具を示す斜視図、図6は、この発明の推力伝達装置用フック掛け治具の取り付け工程図であり、(a)は、フック掛け治具を連結部に引っ掛けた状態を示す部分断面図、(b)は、フック掛け治具を推力伝達バンドの連結部に嵌め込んだ状態を示す部分断面図、図7は、締め込み工具により締め込まれたこの発明の推力伝達装置を示す平面図、図8は、この発明の耐震管推進敷設工法による管接合工程図であり、(a)は、接合前の状態を示す平面図、(b)は、推力伝達バンドを固定した状態を示す平面図、(c)は、締め込み工具による締め込み後の状態を示す平面図、(d)は、管接合後、締め込み工具を撤去し推力伝達ステーを取り付けた状態を示す平面図である。
図1から図4において、23Aは、先行管、23Bは、先行管23Aの受け口、23Cは、後行管、23Dは、後行管23Cの挿し口、23Eは、挿し口23Dの先端に形成された突起、28は、受け口23Bと挿し口23Dとの間に設けられたシール用ゴム輪、29は、ロックリングである。
図1において、1は、この発明の工法に使用される推力伝達装置である。推力伝達装置1は、先行管23A側にボルト2により固定される半割りの先行管側推力伝達バンド3と、後行管23C側にボルト4により固定される半割りの後行管側推力伝達バンド5と、両推力伝達バンド3と5とを連結する複数本(この例では2本)の推力伝達ステー6と、破断部材としての破断ボルト7とを有している。
先行管側推力伝達バンド3は、2本からなり、その内の管端側のバンドの上面には、突起8がバンド3と一体的に形成されている。後行管側推力伝達バンド5は、2本からなり、その内の管端側のバンドの上面には、突起9がバンド5と一体的に形成されている。各推力伝達ステー6の先行管23A側の端部6Aは、ボルト10により突起8に固定され、後行管23C側の端部6Bは、端部6Bを貫通し、突起9に螺合する破断ボルト7によって後行管側推力伝達バンド5に固定されている。推力伝達ステー6と突起9との境界部分の破断ボルト7には、破断箇所が溝等によって予め形成され、管敷設時の管推力を超える過大な圧縮力あるいは引っ張り力が接合部に作用した場合に、前記破断箇所から破断するようになっている。各バンド3および5には、さや管22(図9参照)内を走行する車輪11が複数個(この例では4個)、放射状に取り付けられている。
上述した推力伝達装置を使用した、この発明の耐震管推進敷設工法によれば、以下のようにして耐震管がさや管内に敷設される。
図9に示すように、推進用油圧ジャッキ25によりさや管22内に新設管23を順次、接合し、押し込んで挿入する。図1に示すように、新設管23は、先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dを嵌め込むことによって互いに接合される。この接合方法を説明する。
図8(a)に示す管接合前の状態から、同図(b)に示すように、推力伝達装置1の推力伝達バンド3、5を先行管23A、後行管23Cにボルト2、4によってそれぞれ固定する。次いで、同図(c)に示すように、推力伝達バンド3、5間に締め込み工具35を、後述する推力伝達装置用フック掛け治具12を介して取り付け、締め込んで先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dを嵌め込む。
推力伝達バンド3、5間に締め込み工具35を取り付けることによって、従来技術に不可欠である接合用バンド34(図14参照)の取り付け工程は不要となるので、その分、管敷設に要する時間が短縮される。しかも、管径が変わっても推力伝達ステー6および後述する取付部材13のサイズは変わらないので、この発明の推力伝達装置用フック掛け治具12は、汎用性があり、経済的である。
推力伝達装置用フック掛け治具12は、図5に示すように、上面に円形開口13Aが形成された箱状取付部材13と、取付部材13の側面に突設されたフック受部材14とからなっている。取付部材13の内側幅(L1)は、推力伝達バンド3、5の連結部の幅(L1)(図1参照)とほぼ等しく、内側高さ(L2)は、前記連結部の高さ(L3)(図2参照)より大きく形成されている。また、円形開口13Aの内径寸法は、前記連結部のナットの外形寸法より若干広く形成されている。従って、図6(a)に示すように、取付部材13の開口13A内に前記連結部のナットを挿入し、次いで、同図(b)に示すように、取付部材13をそのまま落とし込めば、フック掛け治具12を容易に前記連結部に嵌め込むことができる。従って、締め込み工具35によりチェーン36を締め込んでも、フック掛け治具12が推力伝達バンド3、5の前記結合部から外れる恐れはなく、締め込み後は、取付部材13を前記結合部から容易に外すことができる。なお、図6は、フック掛け治具12を先行管側推力伝達バンド3側に取り付ける場合を示すが、後行管側推力伝達バンド5側の場合も同じである。
締め込み工具35は、図7に示すように、一対のフック受部材14間に取り付けられる。そして、2台の締め込み工具35のレバー37を交互に手前に引けば、先行管23Aの受け口23B内に後行管23Cの挿し口23Dが嵌め込まれて、管接合が行われる。
管接合に際しては、図1に示すように、後行管23Cの挿し口23Dの先端と先行管23Aの受け口23Bの当接部との間に間隔(T2)をあける。これによって、接合部は、地震等の際に間隔(T2)だけ縮むことが可能となり、また、挿し口23Dの突起23Eがロックリング29に当接するまでの間隔(T3)だけ伸びることが可能となる。
この後、図8(d)に示すように、推力伝達ステー6を推力伝達バンド3、5間にボルト7、10によって固定する。これによって、管推力は、推力伝達装置1を介して後行管23Cから先行管23Aに確実に伝達される。
このようにして、さや管22内への新設管23の敷設が完了後、地震等により管接合部に過大な圧縮力が作用した場合には、図3に示すように、推力伝達ステー6を固定している破断ボルト7がその破断箇所から破断する結果、接合部は、間隔(T2)だけ縮む。一方、管接合部に過大な引っ張り力が作用した場合には、図4に示すように、推力伝達ステー6を固定している破断ボルト7が破断し、接合部が間隔(T3)だけ伸びる。
以上の例は、新設管23を発進側立坑20側からさや管22内に押し込みにより挿入する場合であるが、この発明は、接合部に推力伝達装置1を取り付けて推力を隣接管に伝達するものであることから、新設管23を到達側立坑21側から引っ張ることによりからさや管内に引き込む工法にも適用できることは勿論である。
また、推力伝達ステー6の後行管側端部6Bをボルト10により突起9に固定し、先行管側端部6Aを破断ボルト7によって突起8に取り付けても良い。
この発明のさや管式耐震管推進敷設工法による管接合部を示す部分断面図である。 図1のA−A線断面図である。 縮んだ時の管接合部を示す部分断面図である。 伸びた時の管接合部を示す部分断面図である。 この発明の推力伝達装置用フック掛け治具を示す斜視図である。 この発明の推力伝達装置用フック掛け治具の取り付け工程図であり、(a)は、フック掛け治具を推力伝達バンドの連結部に引っ掛けた状態を示す部分断面図、(b)は、フック掛け治具を連結部に嵌め込んだ状態を示す部分断面図である。 締め込み工具が取り付けられた、この発明の推力伝達装置を示す平面図である。 この発明の耐震管推進敷設工法による管接合工程図であり、(a)は、管接合前の状態を示す平面図、(b)は、推力伝達バンドを固定した状態を示す平面図、(c)は、締め込み工具による締め込み後の状態を示す平面図、(d)は、管接合後、締め込み工具を撤去し推力伝達ステーを取り付けた状態を示す平面図である。 さや管式管推進敷設工法を示す一部省略断面図である。 管推力により挿し口の先端と受け口とが密着した接合部を示す部分断面図である。 従来技術1の管接合部を示す部分断面図である。 従来技術2の管接合部を示す部分断面図である。 従来技術3の管接合部を示す部分断面図である。 従来の管接合工程図であり、(a)は、管接合前の状態を示す平面図、(b)は、接合用バンドを取り付けた状態を示す平面図、(c)は、締め込み治具による締め込み後の状態を示す平面図、(d)は、管接合後、接合用バンドを取り外した状態を示す平面図である。
符号の説明
1:推力伝達装置
2:ボルト
3:先行管側推力伝達バンド
4:ボルト
5:後行管側推力伝達バンド
6:推力伝達ステー
6A:推力伝達ステーの先行管側端部
6B:推力伝達ステーの後行管側端部
7:破断ボルト
8:突起
9:突起
10:ボルト
11:車輪
12:推力伝達装置用フック掛け治具
13:取付部材
14:フック受部材
20:発進側立坑
21:到達側立坑
22:さや管
23:新設管
24:支圧壁
25:推進用油圧ジャッキ
26:推進用台
27:先導ソリ
28:シール用ゴム輪
29:ロックリング
30:スペーサー
31:推力伝達リング
32:フランジ
33:推力伝達部材
34:接合用リング
34A:フック掛け
35:締め込み工具
36:チェーン
36A:フック
37:レバー
38:工具本体
38A:フック

Claims (7)

  1. 先行管の受け口内に後行管の挿し口を嵌め込み、このようにして接合した管を順次さや管内に挿入して、新設管を前記さや管内に敷設する耐震管推進敷設工法において、
    前記先行管および前記後行管の管端部を、推力伝達バンド、推力伝達ステーおよび破断部材を備えた推力伝達装置により連結する際に、前記管端部のそれぞれに前記推力伝達バンドを固定し、次いで、前記推力伝達バンド間に締め込み工具を取り付け、締め込んで、前記先行管と前記後行管とをその接合部が伸縮可能となる位置に接合し、そして、前記推力伝達バンド間を前記推力伝達ステーによって連結し、前記新設管の前記さや管内への挿入中は、推力を前記推力伝達ステーを介して隣接管に伝達し、前記新設管の敷設終了後、前記接合部に前記破断部材の破断強度を超える伸縮力が作用した時には、前記破断部材の破断により前記接合部の伸縮を可能にすることを特徴とする耐震管推進敷設工法。
  2. 前記破断部材に予め破断箇所を形成しておくことを特徴とする、請求項1記載の耐震管推進敷設工法。
  3. 前記破断部材は、前記推力伝達ステーを固定するボルトからなることを特徴とする、請求項1または2記載の耐震管推進敷設工法。
  4. 先行管の受け口内に後行管の挿し口を嵌め込み、このようにして接合した管を順次さや管内に挿入して、新設管を前記さや管内に敷設する耐震管推進敷設工法に使用される、接合部が伸縮可能な状態に維持された前記先行管および前記後行管の各々に固定される推力伝達バンドと、前記両推力伝達バンドを連結する推力伝達ステーと、破断部材とを備え、前記推力伝達ステーの何れか一方の端部は、前記破断部材を介して前記推力伝達バンドに固定され、前記破断部材は、前記接合部に前記破断部材の破断強度を超える伸縮力が作用した時に前記推力伝達ステーを介して破断し、かくして、前記接合部の伸縮を可能にする推力伝達装置において、前記先行管と前記後行管との接合時に使用されるフック掛け治具において、
    取付部材と前記取付部材に突設されたフック受部材とからなり、前記取付部材は、前記両管の接合時に、前記両推力伝達バンドに取り付けられ、前記フック受部材に締め込み工具のフックが掛けられることを特徴とする推力伝達装置用フック掛け治具。
  5. 前記取付部材は、箱状に形成され、前記推力伝達バンドの連結部に着脱可能に嵌め込まれることを特徴とする、請求項4記載の推力伝達装置用フック掛け治具。
  6. 前記破断部材に予め破断箇所が形成されていることを特徴とする、請求項4または5記載の推力伝達装置用フック掛け治具。
  7. 前記破断部材は、前記推力伝達ステーを固定するボルトからなることを特徴とする、請求項4から6の何れか1つに記載の推力伝達装置用フック掛け治具。
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