JP2768821B2 - ボックスカルバート及びその延長方向一体化工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水道あるいは地下道等に用いられるプレ
キャストのボックスカルバート及びこのボックスカルバ
ートを延長方向に一体化する工法に関する。

〔従来の技術〕

従来よりプレキャストのボックスカルバートは、敷設
後の継手部の分離，ずれを防ぐために継手構造の改良や
種々の施工方法が行われている。

継手構造としては、例えば第８図に示すように、左右
又は上下壁端面の一部に切り欠きａを設けてボックスカ
ルバート同志を互いに嵌合可能に形成したものがある。
この継手構造は継手部の部材厚部分で水平あるいは垂直
方向のずれに抵抗することができる。

また、敷設されたボックスカルバートの延長方向に比
較的低応力のプレストレスを導入し、曲げモーメントに
よる継手部の分離やずれを防止する工法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記継手構造では、継手の厚みとしては
最大各部材厚の約半分程度しかとることができない。特
に垂直方向のずれに対しては、頂版あるいは底版の部材
厚の半分でしか抵抗することができず継手部に作用する
剪断力に対しては充分ではない。

また、従来のプレストレス導入法では、導入されるプ
レストレスが低いため曲げ応力に充分対抗することは困
難である。なお曲げ応力に充分対抗可能なプレストレス
を導入すると、ボックスカルバート端面の製作誤差のた
め局部的な支圧破壊やフープテーションによる端面周辺
のコンクリート脱落を引起すという問題がある。

一方、継手部のずれや分離を防ぐ方法としては、上記
方法のほかに、杭基礎や鉄筋コンクリート基礎等を施し
基礎地盤を強化することも考えられるが、工期が長期化
し、また多大の経費を必要とする。

そこで本発明は、以上のような従来の問題点を解消す
るために、適当なプレストレス導入で充分に延長方向の
一体化が可能なボックスカルバート及びこのボックスカ
ルバートを用いて延長方向に一体化する工法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため本発明のボックスカルバート
は、ボックスカルバート本体の一方の端面にテーパ面を
有する複数の台形状凸部と他方の端面に前記凸部と嵌合
可能な凹部とを形成し、前記ボックスカルバート本体の
長手方向にPC鋼材を挿入するための複数の挿入孔を設け
るとともに前記ボックスカルバートの一方の端面に弾性
材を貼着したことを特徴とする。

また、上記ボックスカルバートを使用したボックスカ
ルバートの延長方向一体化工法は、ボックスカルバート
を連続して敷設するに際し、前記ボックスカルバートを
掘削整地した地盤上に敷設した後、これと隣接する次の
ボックスカルバートを敷設する際に、先に敷設したボッ
クスカルバートに形成した凸部あるいは凹部に、後から
敷設するボックスカルバートの凹部あるいは凸部を噛み
合わせ密着させながら敷設した後、挿入孔に緊張用のPC
鋼材を挿入し、プレストレスを導入することを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明ではボックスカルバートの端面に互いに嵌合可
能なテーパ面を有する複数の台形状の凸部及び凹部を形
成したためボックスカルバートを複数個敷設した場合、
前後のボックスカルバートが互いに嵌まり合い、凹凸の
嵌合部が自重や外力によって継目でずれようとする力に
対して抵抗するように働く。このとき嵌合部を複数個設
けることによって荷重によるせん断力の分散を図ること
ができる。

またボックスカルバート本体に設けられた挿入孔にPC
鋼材を挿入して締め付けることにより長手方向にプレス
トレスを導入し曲げモーメントによる継手部に目開きあ
るいは長手方向のずれによる分離を防止することができ
る。このとき端面にゴムあるいは樹脂材を張付けること
により、従来以上のプレストレスを導入しても端面に加
わる圧縮力が均等に分散し、端面精度の問題によって生
じる局所支圧による端面コンクリートの圧壊、あるいは
フープテンションによる端面コンクリートの脱落を未然
に防止することができる。

このように、本発明は、ボックスカルバート自体をず
れに有効な構造にするとともに、これにさらにプレスト
レスを導入することにより従来困難であった延長方向の
一体化を可能にしたものである。

〔実施例〕

次に本発明を図に示す実施例に基づいて具体的に説明
する。

第１図は本実施例のボックスカルバートの正面図、第
２図はその側面図、第３図はその平面図、第４図は嵌合
部の拡大図である。

第１図、第２図、第３図、第４図を参照して、本実施
例のボックスカルバートは、ボックスカルバート本体１
の一方の端面２にずれどめ用の凸部３と、他の端面４に
これと嵌合可能な凹部５を形成した。この凸部３の形状
としては、敷設時の嵌め合わせ易さを考慮して第４図に
示すように凸部側面にテープ面６を設け先細りの形状と
した。

またテーパ角αとしては、ずれに対して有効に働くと
ともに敷設時の施工性や、設計荷重作用時に鉛直荷重の
水平分力によってPC鋼材に極端な増加応力が生じないよ
うに考慮して設定するが、おおむね５〜30゜の範囲とす
ればよい。

また凸部の大きさとしては、せん断力に対して充分な
耐力を有することが望まれるが、部材厚さ150ミリのボ
ックスカルバートでは、突起の幅ｌとしては100mm〜200
mm、突起の高さｔは20mm〜50mm程度が適当である。この
凸部を、ボックスカルバートの側壁においてはできるだ
け多数配置し、上下の床板においては状況に応じて１〜
３個程度配置することが望ましい。また、凸部及び凹部
周辺は鉄筋等で補強するのが望ましい。

７は、ボックスカルバート１の一方の端面２から他方
の端面４に貫通するプレストレス導入のためのPC鋼材９
の挿入孔である。本実施例では４箇所設けているが、条
件に応じて本数を増減したり、あるいはPC鋼材の断面積
を増減することによって対処することができる。

８は、プレストレス力を断面全面に分散させるために
ボックスカルバートの一方の端面２に貼着した弾性体で
ある。この弾性体はゴムまたは樹脂製であり、例えば生
ゴム層をスポンジゴム層で挟んでサンドイッチ状にした
もの、あるいは生ゴム層だけのもの等が採用できる。弾
性体の厚みとしてはプレストレスによって一体化する前
は5mm〜15mm程度、一体化後は3mm〜5mm程度になり、長
期に渡り弾性を維持するものが望ましい。この弾性体８
をボックスカルバート部材厚のほぼ全面にわたり且つ全
周に張付けている。

ボックスカルバートに作用する曲げモーメントあるい
はせん断力は設計時の設定支間の長短によって増減す
る。したがって、上記の凸部のせん断耐力が設計荷重作
用のせん断力より下回る場合、あるいは導入されるプレ
ストレスが設計荷重作用時の曲げモーメントによる曲げ
引張応力よりも下回る場合には、この設計支間を短くし
て対処することもできるし、あるいはボックスカルバー
トの部材厚を増やして対処することもできる。

次いで第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しなが
ら、上記ボックスカルバートを用いた延長方向の一体化
工法について説明する。

まず、第一工程として、（ａ）に示すようにボックス
カルバート１の埋設位置を掘削し、地盤面11の地均しを
行う。このとき、基礎となる地盤が軟弱な場合、あるい
は施工時の作業性を考慮して捨てコンクリート12を打設
することもある。

そして、第二工程として（ｂ）に示すようにい地盤面
11上、あるいは地盤面11上に構成された捨てコンクリー
ト12上に敷モルタル13を敷設して、その上にボックスカ
ルバート１を設置する。その際、先に設置したバックス
カルバート1aに形成した凸部３に、後から設置するボッ
クスカルバート1bの凹部５を噛み合わせ密着させながら
敷設していく。

最後に第三工程として、挿入孔７に緊張用のPC鋼材９
を挿入し、所定のプレストレスを与えて一体化すること
によって敷設を終了する。このときのプレストレスの値
は、ボックスカルバートの延長方向に発生する設計曲げ
モーメントによって生じる曲げ圧縮応力との合成応力に
よってコンクリートが圧縮破壊を生じない程度の値でな
ければならない。

また、緊張の方法としては第５図（ｃ）に示したよう
に、全区間を一括して緊張する方法や、第６図に示すよ
うにボックスカルバートの内部に形成した切欠部10に定
着具10aを設け、短区間毎に部分緊張することも可能で
ある。施工精度の観点からみれば後者の方が優れるが、
施工性と全区間に渡ってプレストレスを導入できるとい
う点で考えれば前者の方が都合がよい。緊張方法の選択
は現場状況等を考慮してどちらか一方を使用すればよ
い。

なお、接合面にはゴムや樹脂等の弾性材を挟んでお
り、プレストレス導入時の応力の分散を図ることができ
る。従って、支圧応力による端面破壊を防ぐことが可能
となる。また、弾性体の厚みを増すことによって一体化
されたボックスカルバートに可撓性を持たせることが可
能となり、軟弱地盤等の地盤支持力が弱い場所でも、地
盤の沈下による目地ずれを生じさせることなく追従させ
ることが可能となる。

以上述べたように、本考案のボックスカルバート一体
化工法によると、延長方向の一体化を確保できるころか
ら、通常の支持力を有する地盤の場合にあっては直接地
盤上に、あるいは砕石基礎，捨てコンクリート程度の簡
易な基礎上にボックスカルバートの敷設を行うことがで
きる。また、支持力の小さい軟弱地盤にあっては、杭基
礎における杭14の本数を減らし第７図に示すようにな独
立基礎形式を採用することが可能となる。従って、経済
的でしかも迅速な施工を行うことができ、従来経済性、
構造機能の観点からプレストキャスト化が不可能と思わ
れていたような現場にあってもその使用が可能となる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明のボックスカルバートは、嵌
合関係を有する凹凸部を端面部に形成したため、簡単な
構造でせん断耐力の大幅向上を実現しずれ発生を防止す
ることができ、さらにこのボックスカルバートにプレス
トレスを導入することにより完全な一体化を行うことが
できる。このとき、短面に挟んだ弾性材が発生する応力
を円滑に分散するため、短面の仕上がり精度に起因する
支圧破壊あるいは局所的なせん断破壊を未然に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のボックスカルバートの正面図、第２
図はその側面図、第３図はその平面図、第４図は嵌合部
の拡大図、第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）は一体化工法
の手順を示す側面図、第６図は部分緊張を説明する為の
側面図、第７図は本工法を用いた場合の杭基礎状況を説
明するための側面図、第８図は従来のボックスカルバー
トの継手部を示す底板の断面図である。 1:ボッスカルバート本体 2:端面、3:凸部 4:他の端面、5:凹部 6:テーパ面、7:挿入孔 8:弾性体、9:PC鋼材 10:切欠部、10a:定着具 11:地盤面 12:捨てコンクリート 13:敷モルタル、14:杭

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボックスカルバート本体の一方の端面にテ
   ーパ面を有する複数の台形状凸部と他方の端面に前記凸
   部と嵌合可能な凹部とを形成し、前記ボックスカルバー
   ト本体の長手方向にPC鋼材を挿入するための複数の挿入
   孔を設けるとともに前記ボックスカルバートの一方の端
   面に弾性材を貼着したことを特徴とするボックスカルバ
   ート。
2. 【請求項２】請求項第１記載のボックスカルバートを連
   続して敷設するに際し、前記ボックスカルバートを掘削
   整地した地盤上に敷設した後、これと隣接する次のボッ
   クスカルバートを敷設する際に、先に敷設したボックス
   カルバートに形成した凸部あるいは凹部に、後から敷設
   するボックスカルバートの凹部あるいは凸部を噛み合わ
   せ密着させながら敷設し、その後前記ボックスカルバー
   ト本体の長手方向に設けた挿入孔に緊張用のPC鋼材を挿
   入し、プレストレスを導入することを特徴とするボック
   スカルバートの延長方向一体化工法。