JP3763820B2 - ボルト及びボルトの取付方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外側に突出し、打設されるコンクリートにボルト頭部が埋設される状態に取り付けられるボルト及びボルトの取付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、鉄道や道路等の路線直下に地下構造物を非開削で施工する場合には、例えば、鋼管を推進して防護工を設置し、この防護工と構造体とを置換する工法や、パイプルーフを推進して防護工を設定し、このパイプルーフの中で構造体を施工する工法が採用されてきた。しかしながら、前記した工法では、仮設防護工のために工期が長くなったり、コストが大きくなったりしてしまう他、防護工施工時と構造物本体施工時との2回にわたって、線路下で推進作業を行う必要があり、線路に有害な影響を与えやすかった。
【0003】
前記した背景に鑑みて開発された技術の一つが、特許文献1等に記載の、いわゆるJES(Jointed Element Structure)工法である。このJES工法は、長尺に形成され、軸方向に延在する継手部を有した鋼製エレメントを、その軸方向に沿って牽引して互いに継手部をスライド係入しながら配設し、これにより軸直角方向に順次連結していくものである。この技術によれば、鉄道や道路等の路線直下に地下構造物を、その長さ等の延長の制約を受けずに、しかも短期間に安全に構築することができる。また、施工した鋼製エレメントを構造物本体として用いることができるので、防護工と構造物本体とを同時に施工することができ、軌道面や舗装面に与える影響を小さくできる。
【0004】
図4は、JES工法によって構築された地下構造物200を示す図である。このような地下構造物200の剛性を向上させるために、隣接する鋼製エレメント20によって形成される筒状の部分には一般にコンクリート21が打設される。また、地下構造物200の内周面には一般に、化粧部材として埋設型枠22が所定間隔を形成した状態に鋼製エレメント20のフランジ20aに固定されて設けられ、このフランジ20aと埋設型枠22との間には無収縮モルタル23が充填される。
【0005】
前記した埋設型枠22の固定は、従来においては以下のようにして行われていた。すなわち、先ず、図5に示すように、鋼製エレメント20に対し、そのフランジ20aに形成されたボルト挿通孔20a1からネジ部24bが外部に突出し、ボルト頭部24aがコンクリート打設側に位置する状態にボルト24が嵌め込まれる。その後、鋼製エレメント20の内部にコンクリート21が打設され、ボルト頭部24aは打設されたコンクリート21に埋設される。このボルト24、止水パッキン24c、ナット25、ワッシャ26等によって鋼製エレメント20のフランジ20aに対しボルト挿通孔27aを有するブラケット27が固定され、このブラケット27にアングル28が溶接され、このアングル28に取付金具29等を介して埋設型枠22が固定されるという方法である。なお、施工性を考慮して鋼製エレメント20に形成されるボルト挿通孔20a1の径はボルト径よりやや大きく設定されていた。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−220375号公報(段落[0014]〜[0048])
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の方法によると、鋼製エレメント20のボルト挿通孔20a1に対してボルト24が所定の緩みをもって嵌め込まれるため、隣接する鋼製エレメント20によって形成される筒状の部分へのコンクリート打設の際に、コンクリート21の打設圧等によってボルト24が抜け落ちてしまう場合があった。これにより、鋼製エレメント20のフランジ20aに対する埋設型枠22のボルト24等を介した固定を安定的に行うことができない場合があった。
【0008】
この対策としては、鋼製エレメント20のボルト挿通孔20a1にネジ溝を形成してボルト24を螺合させる方法も考えられるが、そのための施工コストが増大してしまう。また、鋼製エレメント20のボルト挿通孔20a1に対し、ネジ部24bが外部に突出する状態に予めボルト24をナット25を用いて取り付けておく方法も考えられるが以下の問題がある。すなわち、鋼製エレメント20は、その軸方向に沿って牽引されて配設されるため、外部に突出したボルト24のネジ部24bが牽引時に地山を緩ませてしまい、後の施工が安定的に行えなくなってしまうというものである。
【0009】
本発明の課題は、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外側に突出し、ボルト頭部が内側に位置する状態での取り付けを安価かつ安定的に行うことを可能とするボルト及びボルト取付方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、
一端部側と他端部側とにボルト頭部14aとネジ部14bとをそれぞれ有し、コンクリート打設のための型枠又は構造材(鋼製エレメント10)のうちの型枠を兼ねる薄板状部分(フランジ10a)に対し、それに形成されたボルト挿通孔10a1から前記ネジ部14bが外部に突出し、前記ボルト頭部14aがコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられるボルト14であって、
前記ボルト頭部14aと前記ネジ部14bとの間に前記一端部側から前記他端部側へかけて漸次細く形成され、取付状態で前記ボルト挿通孔10a1の縁部に対して密接可能なテーパ部14cを備えることを特徴としている。
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、前記ネジ部を前記ボルト挿通孔に嵌め込んで前記ボルト頭部を打ち込むことで、ボルトは、前記型枠又は前記薄板状部分に対し、ボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられる。この際、前記テーパ部がボルト挿通孔の縁部に対して密接するので、ボルトの取付は安定的なものとなり、この状態でコンクリートが打設されてもボルトが外れることはない。すなわち、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態でのボルトの取り付けを安価かつ安定的に行うことができる。
【0012】
なお、前記構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分とは、例えば、前記したようなJES工法における鋼製エレメントのフランジ等である。すなわち、本発明に係るボルトを用いることで、鋼製エレメントのフランジ等に対する化粧部材の固定を安定的に行うことができる。
【0013】
なお、本発明に係るボルトは、前記したような構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対してのみならず、通常一般の合板等から構成される型枠に対しても用いることができる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、
請求項1に記載のボルト14を、コンクリート打設のための型枠又は構造材(鋼製エレメント10)のうちの型枠を兼ねる薄板状部分(フランジ10a)に対し、それに形成されたボルト挿通孔10a1から前記ネジ部14bが外部に突出し、前記ボルト頭部14aがコンクリート打設側に位置する状態で取り付けるボルト14の取付方法であって、
前記ボルト14の取り付けを、前記ボルト頭部14aを打ち込んで、前記テーパ部14cを前記ボルト挿通孔10a1の縁部に対して密接させることで行うことを特徴としている。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、前記ボルトは、前記ボルト頭部が打ち込まれることで、前記型枠又は前記薄板状部分に対し、前記ボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられる。この際、前記テーパ部がボルト挿通孔の縁部に対して密接するので、ボルトの取り付けは安定的なものとなり、この状態でコンクリートが打設されてもボルトが外れることはない。すなわち、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態でのボルトの取り付けを安価かつ安定的に行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図1、図2を参照して、本発明に係るボルト及びボルトの取付方法の実施の形態例について詳細に説明する。図1において符号100は、本発明の適用例としての地下構造物を示し、図2において符号14は、本発明に係るボルトを示す。
【0018】
本発明に係るボルト14は、例えば図1に示すように、鉄道線路下や道路下に形成される、略「ロ」字状の断面形状を有する箱型の地下構造物100の施工に用いられるものである。地下構造物100は、複数の鋼製エレメント10が連結されて形成されており、上床版部100a、側壁部100b、下床版部100cから概略構成されている。
【0019】
鋼製エレメント10には複数種があり、それぞれフランジ10aとウェブ10bとを有して一方向に長尺に形成され、フランジ10aやウェブ10bの端部等には軸方向に延在するように継手部が形成されている。これら鋼製エレメント10は、その軸方向に沿って牽引されて互いに継手部をスライド係入されながら配設され、これにより軸直角方向に順次連結されていくものである。なお、隣接する鋼製エレメント10によって形成される筒状の部分にはコンクリート11が打設されており、地下構造物100の剛性が向上している。
【0020】
地下構造物100の内周面には、埋設型枠12が所定間隔を形成した状態に固定されて設けられている。埋設型枠12は、例えばポリマー含浸コンクリートからなるものであるが、特に構成材料が限定されるものではない。本発明に係るボルト14は、埋設型枠12を鋼製エレメント10のフランジ10aに対して固定する際に用いられるものである。すなわち、鋼製エレメント10のフランジ10aに対し、それに形成されたボルト挿通孔10a1からネジ部14bが外側に突出する状態にボルト14が取り付けられ、このボルト14、ナット15、ワッシャ16等によって鋼製エレメント10のフランジ10aに対しブラケット17が固定されている。ブラケット17にはアングル18が溶接され、このアングル18に取付金具19等を介して埋設型枠12が固定されている。なお、埋設型枠12と鋼製エレメント10のフランジ10aとの間には、無収縮モルタル13が充填されている。
【0021】
本発明に係るボルト14は軸断面視円形であり、図2に示すように、一端部側と他端部側とにボルト頭部14aとネジ部14bとをそれぞれ有している。また、ボルト頭部14aとネジ部14bとの間には、前記一端部側から前記他端部側へかけて漸次細くなる状態にテーパ部14cが形成されている。なお、テーパ部14cの表面は平滑なものでよいが、ボルト挿通孔10a1の縁部との摩擦を増大させるために、細かい突起や溝が適宜形成されていてもよい。なお、ボルト頭部14aとテーパ部14cとの境目やテーパ部14cとネジ部14bとの境目は、必ずしも明確なものでなくてもよい。
【0022】
ボルト挿通孔10a1に対するボルト14の取り付けは、それぞれの鋼製エレメント10が牽引されてスライド係入されながら所定の位置に配設された後で、隣接する鋼製エレメント10によって形成される筒状の部分へのコンクリート11の打設が行われる前に、以下のようにして行われたものである。すなわち、ボルト挿通孔10a1にネジ部14bが嵌め込まれ、ボルト頭部14aをハンマ等によって打ち込まれることでテーパ部14cがボルト挿通孔10a1の縁部に密接した状態となっている。これにより、ボルト14はボルト挿通孔10a1に安定的に取り付けられる。したがって、この後に、隣接する鋼製エレメント10によって形成される筒状の部分へのコンクリート11の打設の際の打設圧によってもボルト14は外れず、地下構造物100の内周面からネジ部14bが突出する状態が保たれる。
【0023】
次に、本発明に係るボルトの取付方法について詳細に説明する。
本発明に係る地下構造物100は、例えば、特開2002−220375号公報等に示す方法によって順次構築されるものである。すなわち、鋼製エレメント10が、その軸方向に沿って牽引されて互いに継手部をスライド係入されながら配設され、これにより軸直角方向に順次連結されていくものである。構築順序としては、先ず、上床版部100aが形成され、次に上床版部100aの両端部から下方に側壁部100bがそれぞれ形成され、最後に側壁部100bの下端部を繋ぐ状態に下床版部100cが形成される。
【0024】
このように、地下構造物100を断面視略ロ字型に形成した後、隣接する鋼製エレメント10によって形成される筒状の部分には、コンクリート11が打設される。ただし、コンクリート11の打設前に作業員は、隣接する鋼製エレメント10によって形成される筒状の部分に入り込み、所定間隔で形成されたボルト挿通孔10a1に対し、本発明に係るボルト14のネジ部14bを嵌め込む。そして、ボルト頭部14aをハンマで打ち込み、テーパ部14cがボルト挿通孔10a1の縁部に密接し、これによりボルト14が安定的にボルト挿通孔10a1に嵌め込まれた状態とする。その後、コンクリート11の打設を行い、ボルト頭部14aがコンクリート11に埋設される状態とする。コンクリート11の打設が行われることで、地下構造物100には所定の剛性が確保されるが、このコンクリート11の打設の際にも、安定的にボルト挿通孔10a1に嵌め込まれたボルト14はコンクリート11の打設圧等によって外れることがない。
【0025】
その後、地下構造物100の内部の土砂を掘削機で掘削して取り除く。土砂が取り除かれ、ボルト14のネジ部14bが所定間隔で突出している鋼製エレメント10のフランジ10aに対し、ボルト挿通孔17aが形成されたブラケット17をナット15やワッシャ16を用いて固定する。さらに、ブラケット17には、アングル18を溶接し、アングル18に対して埋設型枠12を取付金具19を介して固定する。最後に埋設型枠12と鋼製エレメント10のフランジ10aとの間に無収縮モルタル13を充填する。
【0026】
本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
鋼製エレメント10のフランジ10aに対して埋設型枠12を固定するためのボルト14は、ボルト頭部14aが作業員によってハンマで打ち込まれることで、フランジ10aに対し、ボルト挿通孔10a1からネジ部14bが外部に突出し、ボルト頭部14aがコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられる。この際、テーパ部14cがボルト挿通孔10a1の縁部に対して密接するので、ボルト14の取り付けは安定的なものとなり、この状態でコンクリート11が打設されてもボルト14が外れることはない。すなわち、鋼製エレメント10のフランジ10aに対し、それに形成されたボルト挿通孔10a1からネジ部14bが外部に突出し、ボルト頭部14aがコンクリート打設側に位置する状態でのボルト14の取り付けを安価かつ安定的に行うことができる。したがって、埋設型枠12の鋼製エレメント10のフランジ10aに対するボルト14を介した固定を安価かつ安定的に行うことができる。
【0027】
次に、図3に示した変更実施例について説明する。
図3(a)は第1の止水構造例を示すもので、ボルト14のテーパ部14cに外周溝14dを形成し、この外周溝14d内に止水材14eを設けて、ボルト挿通孔10a1端部との間を止水している。止水材14eは、例えばブチルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、水膨張ゴム等の弾性材からなり、厚さが1〜2mm程度で、帯状のものとして外周溝14dに巻くか、リング状のものとして外周溝14dに嵌める。なお、リング状の止水材14eとして外周溝14d内に嵌めることで、止水材14dの脱落を防止できる。
図3(b)は第2の止水構造例を示すもので、ボルト14のテーパ部14cの外周に同様の止水材14fを巻くか嵌めるかして設けることで、ボルト挿通孔10a1端部との間を止水している。
【0028】
以上の止水材による止水構造は、ボルト14を取り付けたときに、ボルト14とボルト挿通孔10a1に隙間を生じたときの止水構造である。
しかし、ボルト挿通孔10a1が機械加工により設けられた場合には、ボルト挿通孔10a1とテーパ部14cとが接する部分はほぼ同心円となるため、テーパ部14cがボルト挿通孔10a1の縁部に対して完全に密接するので、図2に示した実施形態のように、止水材が無くても止水できる。
【0029】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、種々の改変が可能である。
例えば、本実施の形態においては、コンクリート打設のための型枠を兼ねる鋼製エレメント10のフランジ10aに対してボルト14を取り付けているが、例えば、合板やコンクリート等からなり、構造材ではない型枠に対して取り付けられてもよいことは勿論である。
【0030】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、前記ネジ部を前記ボルト挿通孔に嵌め込んで前記ボルト頭部を打ち込むことで、ボルトは、前記型枠又は前記薄板状部分に対し、ボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられる。この際、前記テーパ部がボルト挿通孔の縁部に対して密接するので、ボルトの取付は安定的なものとなり、この状態でコンクリートが打設されてもボルトが外れることはない。すなわち、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外部に突出し、ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態でのボルトの取り付けを安価かつ安定的に行うことができる。
【0031】
請求項2に記載の発明によれば、前記ボルトは、前記ボルト頭部が打ち込まれることで、前記型枠又は前記薄板状部分に対し、前記ボルト挿通孔からネジ部が外側に突出し、ボルト頭部が内側に位置する状態で取り付けられる。この際、前記テーパ部がボルト挿通孔の縁部に対して密接するので、ボルトの取り付けは安定的なものとなり、この状態でコンクリートが打設されてもボルトが外れることはない。すなわち、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔からネジ部が外側に突出し、ボルト頭部が内側に位置する状態でのボルトの取り付けを安価かつ安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内周面に対し、本発明に係るボルトを介して埋設型枠が固定された地下構造物を示す断面図である。
【図2】(a)は、地下構造物を構成する鋼製エレメントのフランジに対し、本発明に係るボルトを介した埋設型枠の固定状態を示す断面図であり、(b)は(a)の部分拡大図である。
【図3】変更実施例を示したもので、(a)は第1の止水構造例を示す拡大断面図、(b)は第2の止水構造例を示す拡大断面図である。
【図4】内周面に対し、従来のボルトを介して埋設型枠が固定された地下構造物を示す断面図である。
【図5】(a)は、地下構造物を構成する鋼製エレメントのフランジに対し、従来のボルトを介した埋設型枠の固定状態を示す断面図であり、(b)は(a)の部分拡大図である。
【符号の説明】
10 鋼製エレメント(構造材)
10a フランジ(薄板状部分)
10a1 ボルト挿通孔
14 ボルト
14a ボルト頭部
14b ネジ部
14c テーパ部
14d 外周溝
14e 止水材
14f 止水材
Claims (2)
- 一端部側と他端部側とにボルト頭部とネジ部とをそれぞれ有し、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔から前記ネジ部が外部に突出し、前記ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態で取り付けられるボルトであって、
前記ボルト頭部と前記ネジ部との間に前記一端部側から前記他端部側へかけて漸次細く形成され、取付状態で前記ボルト挿通孔の縁部に対して密接可能なテーパ部を備えることを特徴とするボルト。 - 請求項1に記載のボルトを、コンクリート打設のための型枠又は構造材のうちの型枠を兼ねる薄板状部分に対し、それに形成されたボルト挿通孔から前記ネジ部が外部に突出し、前記ボルト頭部がコンクリート打設側に位置する状態で取り付けるボルトの取付方法であって、
前記ボルトの取り付けを、前記ボルト頭部を打ち込んで、前記テーパ部を前記ボルト挿通孔の縁部に対して密接させることで行うことを特徴とするボルトの取付方法。
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