JP3239867U - カルバート構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】カルバート構造物において地震等の外力に対するハンチ部の耐荷性能を確保し、カルバート構造物全体をより剛性の高いかつ粘り強いものにする。
【解決手段】立設する複数の側壁３と側壁３間に架設する頂版４とを有するカルバート構造物１であって、頂版４は、プレキャストコンクリート製の下部頂版部材５と、下部頂版部材５の上に備える現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材６とからなり、下部頂版部材５には、側壁３に接する両端にハンチ部５４を形成するとともに、ハンチ部５４を形成した両端にその幅方向中央を切り欠いて切欠部５５を形成し、切欠部５５に、一端側を機械式継手５８によって側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３に接合し、他端側を現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材６内部の鉄筋に接合するハンチ鉄筋５７を配置する。
【選択図】図７

Description

本考案は、橋梁やトンネルや暗渠などを構築するときに用いるカルバート構造物に関する。

プレキャストコンクリートによるカルバート構造物は、施工現場において、１個あるいは複数個並べて設置することで、橋梁やトンネルや暗渠などを構築することができる。このカルバート構造物には、例えば、立設する複数の側壁と、側壁間に架設する頂版とから断面が門形になる門形カルバート、または、底版と、底版の上に立設する複数の側壁と、側壁間に架設する頂版とから断面が方形枠型になるボックスカルバートなどがある。

例えば、特許文献１に開示されているカルバート構造物は、立設する複数の側壁と側壁間に架設する頂版と有する門形カルバートであって、頂版は、プレキャストコンクリート製の下部頂版部材と、下部頂版部材の上に備える現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材とからなる。側壁や頂版の内部には、鉄筋をそれぞれ配置している。
また、頂版の下部頂版部材は、側壁に接する両端に、断面を大きくして強度を上げるためのハンチ部を形成する。このハンチ部の内部には、ハンチ鉄筋を配置している。

ところで、このハンチ部の内部に配置したハンチ鉄筋は、その一端側の上端を現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材に埋設する。これとともに、ハンチ鉄筋の他端側の下端は、ハンチ部の内部に配置された横に向かう鉄筋に固定する。すなわち、ハンチ鉄筋は、その下端がハンチ部の内部に収まったものであり、側壁に設ける鉄筋とは接合していない。

このようにハンチ部に配置するハンチ鉄筋が側壁に設ける鉄筋と接合していないことで、地震等の外力に対するハンチ部の耐荷性能が確保できず、それによりカルバート構造物全体の剛性や粘り強さが確保できない。

特開２０２１－４２６１０号公報

本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、カルバート構造物において地震等の外力に対するハンチ部の耐荷性能を確保し、カルバート構造物全体をより剛性の高いかつ粘り強いものにすることである。

本考案は、立設する複数の側壁と側壁間に架設する頂版とを有するカルバート構造物であって、頂版は、プレキャストコンクリート製の下部頂版部材と、下部頂版部材の上に備える現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材とからなり、下部頂版部材には、側壁に接する両端にハンチ部を形成するとともに、ハンチ部を形成した両端にその幅方向中央を切り欠いて切欠部を形成し、切欠部に、一端側を機械式継手によって側壁に設けた鉄筋に接合し、他端側を現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材に埋設するハンチ鉄筋を配置したカルバート構造物である。

本考案によれば、下部頂版部材の切欠部に配置したハンチ鉄筋により、地震等の外力に対するハンチ部の耐荷性能を確保し、カルバート構造物全体をより剛性の高いかつ粘り強いものにすることができる。

本考案のカルバート構造物の正面図である。 本考案のカルバート構造物の斜視図である。 本考案のカルバート構造物の底版の一部断面正面図である。 本考案のカルバート構造物の側壁の一部断面正面図である。 本考案のカルバート構造物の頂版の一部断面正面図である。 本考案のカルバート構造物の頂版の下部頂版部材の端部の斜視図である。 本考案のカルバート構造物の頂版の端部のハンチ鉄筋を示す図である。 本考案のカルバート構造物の施工の工程を示す図であって、図８Ａは、底版と側壁を設置したときの図、図８Ｂは、下部頂版部材を運んでいるときの図である。 本考案のカルバート構造物の施工の工程を示す図であって、図９Ａは、下部頂版部材を側壁間に架設したときの図、図９Ｂは、ハンチ鉄筋を取り付けたときの図である。 本考案のカルバート構造物の施工の工程を示す図であって、下部頂版部材の上に上部頂版部材を形成したときの図である。 本考案のカルバート構造物の頂版のハンチ部の別の例を示す図である。 図１１のＡ部の一部断面拡大図である。 本考案の別のカルバート構造物の斜視図である。 本考案の別のカルバート構造物の正面図である。

本考案のカルバート構造物の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、カルバート構造物の正面図、図２は、カルバート構造物の斜視図、図３は、カルバート構造物の底版の一部断面正面図、図４は、カルバート構造物の側壁の一部断面正面図、図５は、カルバート構造物の頂版の一部断面正面図、図６は、カルバート構造物の頂版の下部頂版部材の端部の斜視図、図７は、カルバート構造物の頂版の端部のハンチ鉄筋を示す図である。

本実施形態のカルバート構造物は、橋梁やトンネルや暗渠などを構築するとき、施工現場に、１個あるいは複数個並べて設置することで、橋梁やトンネルや暗渠などを構築することができるものである。
ここで説明するカルバート構造物１は、図１、図２に示すように、底版２と２つの側壁３と側壁３間に架設する頂版４とから断面が方形枠型になるボックスカルバートである。ただし、カルバート構造物１は、このボックスカルバートに限定されるものではなく、立設する２つの側壁と、側壁間に架設する頂版とから断面が門形になる門形カルバートなど他のものでもよい。

カルバート構造物１は、左右方向に長い板状の底版２と、底版２の左右両端の上に立設する左右一対の側壁３と、側壁３間に架設する左右方向に長い板状の頂版４とを有する。
本明細書内において「左右方向」は、カルバート構造物１の施工幅方向であり、図１、図２の図面中に矢印Ｌで示す。なお、他の図面中における矢印Ｌも同趣である。

底版２は、左右方向に長い板状であって、図３に示すように、所定の厚みＴｂを有し、その内部に鉄筋を設け、すなわち左右方向に向かう主鉄筋２１を上下二列にそれぞれ複数設けるとともに、この左右方向に向かう主鉄筋２１と直交する方向に向かう配力筋２２を複数設ける。

左右一対の側壁３は、底版２の左右両端の上にそれぞれ立設するもので、左右対称である。側壁３は、図４に示すように、所定の厚みＴｓを有し、その内部に鉄筋を設け、すなわち上下方向（立設する方向）に向かう主鉄筋３１を左右二列にそれぞれ複数設けるとともに、この上下方向に向かう主鉄筋３１と直交する方向に向かう配力筋３２を複数設ける。なお、図４は、左右一対の側壁３のうち右側の側壁３のみを示す。また、左右一対の側壁３には、主鉄筋３１に接合し、側壁３の上面より斜め上方に向かって突出するハンチ用斜め鉄筋３３を設ける。このハンチ用斜め鉄筋３３の斜め上方に突出する方向は、左右一対の側壁３における相対する方向である。

この底版２と左右一対の側壁３は、施工現場においてコンクリートを直接打設する現場打ちコンクリートによって形成されるもので、底版２と左右一対の側壁３を一体に製作する。ただし、底版２と左右一対の側壁３は、現場打ちコンクリートによって形成されるものに限定されるものではなく、底版２と左右一対の側壁３を、あらかじめ専用工場において一体に製作するプレキャストコンクリート製でもよい。

頂版４は、左右方向に長い板状であって、左右一対の側壁３間に架設するものである。頂版４は、図５に示すように、下部頂版部材５と、この下部頂版部材５の上に備える上部頂版部材６とからなり、下部頂版部材５がプレキャストコンクリート製であり、上部頂版部材６が施工現場でコンクリートを直接打設する現場打ちコンクリートによって形成される。

頂版４の下部頂版部材５は、所定の厚みＴｄを有し、その内部に鉄筋を設け、すなわち左右方向に向かう主鉄筋５１を上下二列にそれぞれ複数設けるとともに、この左右方向に向かう主鉄筋５１と直交する方向に向かう配力筋５２を複数設ける。また、頂版４の上部頂版部材６は、所定の厚みＴｕを有し、その内部に鉄筋を設け、すなわち左右方向に向かう主鉄筋６１を上下二列にそれぞれ複数設けるとともに、この左右方向に向かう主鉄筋６１と直交する方向に向かう配力筋６２を複数設ける。また、下部頂版部材５から立ち上がって上部頂版部材６に埋設するスターラップ筋５３を複数設けている。

頂版４の下部頂版部材５には、頂版４と側壁３とが接する部分の耐力向上のために、側壁３に接する左右の両端に断面を大きくしたハンチ部５４をそれぞれ形成する。ハンチ部５４は、下部頂版部材５の左右の両端の下部に形成し、端部に向かって下部頂版部材５の断面を徐々に大きくしたもので、その下面が傾斜している。

下部頂版部材５では、図６に示すように、ハンチ部５４を形成した左右の両端においてその幅方向中央を切り欠いて切欠部５５を形成する。切欠部５５を形成することで、切欠部５５の幅方向両外側の外壁部５６が側壁３の上面に当接する。
ここでの「幅方向」は、頂版４の下部頂版部材５の幅方向であり、図６の図面中に矢印Ｗで示す。

また、この下部頂版部材５において、ハンチ部５４の切欠部５５には、ハンチ鉄筋５７を複数配置する。ハンチ鉄筋５７は、ハンチ部５４の下面の傾斜に沿うように斜めに配置する。
ハンチ鉄筋５７は、図７に示すように、その一端側の下端を、側壁３に設けた鉄筋のハンチ用斜め鉄筋３３に機械式継手５８によって接合する。
このハンチ鉄筋５７と側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３を接合する機械式継手５８は、溶接や圧接をせずにカプラーを用いて鉄筋同士をつなぎ合わせる継手であって、その種類は、ねじ節鉄筋継手、モルタル充填継手、端部ねじ加工継手などがある。

また、ハンチ鉄筋５７の他端側の上端は、下部頂版部材５より上方に突出し、下部頂版部材５の上に、現場打ちコンクリートによって上部頂版部材６を形成するときに、この上部頂版部材６に埋設される。このハンチ鉄筋５７の上端は、上部頂版部材６の内部に設ける鉄筋の主鉄筋６１に接合する。なお、ハンチ鉄筋５７は、上部頂版部材６内部の主鉄筋６１に接合しているが、主鉄筋６１以外の配力筋６２などのその他の鉄筋に接合してもよい。

また、上部頂版部材６を形成するときは、下部頂版部材５の切欠部５５にもコンクリートを打設して切欠部５５を埋める。これにより、切欠部５５に配置したハンチ鉄筋５７、機械式継手５８、側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３の上部はコンクリートの中に埋設される。

次に、本実施形態のカルバート構造物１の施工例について説明する。
図８、図９、図１０は、カルバート構造物の施工の工程を示す図であって、図８Ａは、底版と側壁を設置したときの図、図８Ｂは、下部頂版部材を運んでいるときの図、図９Ａは、下部頂版部材を側壁間に架設したときの図、図９Ｂは、ハンチ鉄筋を取り付けたときの図、図１０は、下部頂版部材の上に上部頂版部材を形成したときの図である。

カルバート構造物１の施工は、底版２と側壁３を設置する第一の工程と、側壁３間に頂版４の下部頂版部材５を架設する第二の工程と、ハンチ鉄筋５７を取り付ける第三の工程と、下部頂版部材５の上に上部頂版部材６を形成する第四の工程とを有する。

第一の工程は、図８Ａに示すように、施工現場において、底版２と左右一対の側壁３とをコンクリートを直接打設する現場打ちコンクリートによって形成することで、底版２と左右一対の側壁３を設置する。

第二の工程は、施工現場に設置した左右一対の側壁３間に頂版４の下部頂版部材５を架設する。すなわち、図８Ｂに示すように、プレキャストコンクリート製の下部頂版部材５をクレーン等の搬送機械で、左右一対の側壁３の上に運ぶ。続いて、図９Ａに示すように、下部頂版部材５を左右一対の側壁３間に架設する。

第三の工程は、図９Ｂに示すように、下部頂版部材５の左右両端に形成した切欠部５５に複数のハンチ鉄筋５７を配置し、このハンチ鉄筋５７の下端を、機械式継手５８によって側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３に接合することで、ハンチ鉄筋５７を取り付ける。

第四の工程は、下部頂版部材５の上に、現場打ちコンクリートによって上部頂版部材６を形成して、頂版４を製作する。すなわち、図１０に示すように、下部頂版部材５の上に、上部頂版部材６の内部に埋設される主鉄筋６１等を設け、この主鉄筋６１に、下部頂版部材５から上方に突出する複数のスターラップ筋５３を接合するとともに、ハンチ鉄筋５７も接合する。この主鉄筋６１等を設けた後、ここにコンクリートを打設し、上部頂版部材６を形成することで、下部頂版部材５と上部頂版部材６とからなる頂版４が出来上がる。
これにより、カルバート構造物１を施工現場に構築することができる。

以上説明したように、下部頂版部材５のハンチ部５４に配置するハンチ鉄筋５７において、その一端側を、側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３に機械式継手５８によって接合するとともに、他端側を、上部頂版部材６内部の鉄筋の主鉄筋６１に接合することで、ハンチ鉄筋５７の剛性を高めることができる。このハンチ鉄筋５７によって、地震等の外力に対するハンチ部５４の耐荷性能を確保することができ、これにより、カルバート構造物全体をより剛性の高いかつ粘り強いものにすることができる。
また、ハンチ鉄筋５７は、下部頂版部材５のハンチ部５４に形成した切欠部５５に配置することで、ハンチ鉄筋５７の下端を、側壁３に設けたハンチ用斜め鉄筋３３に機械式継手５８によって接合する作業を簡単に行うことができる。

本考案のカルバート構造物１は、前述の実施形態に限定されるものではない。例えば、頂版４の下部頂版部材５に形成するハンチ部５４にあっては、図１１に示すように、ハンチ部５４の下面の傾斜角を水平面に対して約４５度（図面中にＳで示す）にする。これにより、カルバート構造物１を構築する施工現場において、建築上の制約等により、ハンチ部５４を横方向に大きくすることができない場合があるが、このような制約を受ける施工現場でも、本考案のカルバート構造物１を構築することができる。ハンチ部５４の下面の傾斜角を上記のように水平面に対して約４５度にした場合、図１２に示すように、下部頂版部材５に形成する切欠部５５では、下部頂版部材５の下面まで貫通している。そのため、カルバート構造物１の施工では、頂版４の上部頂版部材６を形成するとき、切欠部５５にもコンクリートを打設するが、このとき、切欠部５５の下側にも型枠を設置することで、コンクリートの流出を防止して打設を行うようにする。

また、本考案のカルバート構造物１は、例えば、図１３に示すように、底版２と、立設する左右一対の側壁３において、その幅方向（図面中の矢印Ｗの方向）を、前述のものの約２倍にした幅広型のボックスカルバートでもよい。この場合、左右一対の側壁３間に架設する頂版４は、底版２や側壁３のように幅方向を２倍にするのではなく、頂版４を２つ並べて側壁３間に架設する。
また、図１４に示すように、左右に２つの開口を有する２連型のボックスカルバートでもよい。この２連型のボックスカルバートでは、底版２の上に３つの側壁３が立設するようになり、側壁３間に架設する頂版４は、２つの頂版４を左右それぞれに架設する。

１…カルバート構造物、２…底版、３…側壁、４…頂版、５…下部頂版部材、６…上部頂版部材、２１…主鉄筋、２２…配力筋、３１…主鉄筋、３２…配力筋、３３…ハンチ用斜め鉄筋、５１…主鉄筋、５２…配力筋、５３…スターラップ筋、５４…ハンチ部、５５…切欠部、５６…外壁部、５７…ハンチ鉄筋、５８…機械式継手、６１…主鉄筋、６２…配力筋。

Claims (1)

1. 立設する複数の側壁と側壁間に架設する頂版とを有するカルバート構造物であって、
   頂版は、プレキャストコンクリート製の下部頂版部材と、下部頂版部材の上に備える現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材とからなり、
   下部頂版部材には、側壁に接する両端にハンチ部を形成するとともに、ハンチ部を形成した両端にその幅方向中央を切り欠いて切欠部を形成し、切欠部に、一端側を機械式継手によって側壁に設けた鉄筋に接合し、他端側を現場打ちコンクリートによって形成される上部頂版部材内部の鉄筋に接合するハンチ鉄筋を配置したことを特徴とするカルバート構造物。

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