JP6710586B2 - 門型構造物及びその構築方法 - Google Patents

Description

この発明は、プレキャスト製の門型ブロックを支持基礎部材で支持する構造の門型構造物及びその構築方法に関する。

従来から、道路などを横断する橋梁や暗渠構造において、支間３．０〜１５．０ｍ程度の構造では、ボックスカルバート等の暗渠構造物が代替として用いられ、また、暗渠構造物の内部側において河川や既存施設などが存在する場合、門型構造物が利用される場合がある。

このような門型形構造物は、解析によってその構造について検討するが、解析では、上面に作用する設計荷重を考慮するとともに、側面の土圧力に対しても抗土圧構造である必要があり、側壁の下端部分についての解析モデル化によって、変位や挙動などについて解析モデルと実構造物との整合性が低くなるおそれがあった。

さらに、昨今では、地震時を想定した解析も必要であり、ますます複雑化しているため、変位や挙動などについて解析モデルと実構造物との整合性が低くなると、実構造物における安全性に影響が及ぶおそれもあった。

具体的には、解析モデルにおいて、支点部の変位を拘束し、部材の回転を許容するヒンジ支持構造として側壁下端部分の支持構造をモデル化した場合、実構造物の側壁下端部分の支持構造が、解析モデルにおけるヒンジ支持構造としての拘束条件で支持機能を発揮する必要がある。

例えば、実構造物における一般的なヒンジ支持構造としては、特許文献１には直立部材が固定され、部材下端部分にある継手部において塑性ヒンジを形成するメナーゼヒンジと呼ばれる支持構造１００（図７（ａ）参照）が記載されているが、変位や挙動などについて解析モデルと実構造物とでは整合性が高いとは言えなかった。

また、プレキャストブロックを用いた構造物２００において、ヒンジ支持構造となる支持部として、特許文献２で開示するような支持構造２１０（図７（ｂ）参照）もあるが、支持構造２１０の拡大断面図を表す図７（ｃ）に示すように、支持基礎部材２００の下端部分部２０１の側面に目地材２２０を設置しているため、ヒンジ支持構造として機能するために要する部材の変位の拘束について、水平方向の拘束効果が不十分であり、特に、大きな水平力や鉛直力が作用する状態では、解析モデルと実構造物との変位や挙動などが大きく異なることが予想される。

特開２００７−２７０５６６号公報 特開平６−５７７７０号公報

そこで、この発明は、解析モデルにおける変位や挙動と整合性の高い門型構造物及びその構築方法を提供することを目的とする。

この発明は、側壁部と床版部とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロックと、側壁部下端部分が配置される配置凹部が延長方向に沿って上面に形成され、前記側壁部下端部分を支持する支持基礎部材と、前記配置凹部において、配置された前記側壁部下端部分との間に充填され硬化した液状充填硬化部材とで構成され、前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に所定高さの間隔保持材が、前記延長方向に所定間隔を隔てて配置された門型構造物であることを特徴とする。

また、この発明は、門型構造物の延長方向に沿って支持基礎部材を配置し、該支持基礎部材の上面に形成された配置凹部に、側壁部と床版部とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロックの側壁部下端部分を配置し、前記配置凹部において、配置された前記側壁部下端部分との間に液状充填材を充填し、充填した前記液状充填材を硬化させて液状充填硬化部材を構成し、前記支持基礎部材で前記門型ブロックを支持するとともに、前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に所定高さの間隔保持材を、前記延長方向に所定間隔を隔てて配置する門型構造物の構築方法であることを特徴とする。

上記側壁部下端部分は、側壁部の下端のみならず、下端から所定の高さを有する領域を指している。
上記支持基礎部材は、側壁部下端部分を支持できれば現場打ちで構成する部材、プレキャスト製部材、あるいはプレキャスト製部材と現場打ち部材とを組み合わせて構築した部材を含むものとする。

上記液状充填硬化部材は、充填箇所に充填可能な液状又はゲル状であり、充填後に硬化して強度を発現する充填材であり、高強度セメントペーストなどのセメントペースト、高強度モルタルなどのモルタル、あるいはコンクリートなどのセメント系充填材や、耐久性や強度などの所望の性状を備えた樹脂系充填材などとすることができる。

上記門型構造物は、プレキャスト製の門型ブロック単体で構成してもよいが、延長方向に沿って配置した複数の門型ブロックで構成してもよい。また、延長方向に沿って配置した複数の門型ブロックは、延長方向に連結して構造的に一体化してもよいし、単に連結してもよいし、連結されない構造であってもよい。門型構造物は、門型ブロックのみで構成してもよいが、その一部を場所打ちコンクリートで構成してもよい。

この発明により、前記側壁部下端部分を前記支持基礎部材で支持する支持構造として、前記側壁部下端部分の変位を拘束し、前記側壁部の回転を許容するヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮することができる。したがって、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造物を構築することができる。

また、前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に所定高さの間隔保持材が、前記延長方向に所定間隔を隔てて配置されているため、前記液状充填硬化部材を確実に構成することができる。

詳述すると、間隔保持材によって前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に間隔を確保できるため、前記液状充填硬化部材を構成する液状充填材を、当該間隔を通じて確実に充填し、緻密な前記液状充填硬化部材を構成することができる。

さらに、間隔保持材を配置することで、前記配置凹部の底面と側壁部下端部分底面との間に所望の間隔を確保できるため、適切な回転機能を有するヒンジ支持構造を構成することができる。

この発明の態様として、前記液状充填硬化部材は、前記側壁部及び前記支持基礎部材に対して、圧縮強度が高く、かつ弾性係数が低いことを特徴とすることができる。
この発明により、前記側壁部及び前記支持基礎部材に対して圧縮強度が高い前記液状充填硬化部材によって、前記側壁部下端部分の変位を適切に拘束するとともに、弾性係数が低いため、前記側壁部の回転を適切に許容することができる。

またこの発明の態様として、前記液状充填硬化部材の圧縮強度を６０〜９０Ｎ／ｍｍ^２とすることができる。
この発明により、プレキャスト製の門型ブロックの一般的な圧縮強度が３０〜４０Ｎ／ｍｍ^２であり、支持基礎部材の一般的な圧縮強度は、１８〜２４Ｎ／ｍｍ^２であるのに対して、圧縮強度が６０〜９０Ｎ／ｍｍ^２である前記液状充填硬化部材は、十分に高強度であるため、前記側壁部下端部分の変位を適切に拘束することができる。

またこの発明の態様として、前記液状充填硬化部材の弾性係数を１．８×１０^４〜２．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２とすることができる。
この発明により、プレキャスト製の門型ブロックの一般的な弾性係数が２．８×１０^４〜３．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２であり、支持基礎部材の一般的な弾性係数が２．２×１０^４〜２．５×１０^４Ｎ／ｍｍ^２であるのに対して、弾性係数が１．８×１０^４〜２．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２である前記液状充填硬化部材は、同荷重に対する変形量が大きいため、すなわち変形性が高いため、前記側壁部の回転を許容することができる。

またこの発明の態様として、前記側壁部下端部分の外面と前記配置凹部の内面との間のうち側方部分に形成された前記液状充填硬化部材の厚みを、５０〜１００ｍｍとすることができる。
この発明により、耐久性があり、ヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮することができる。したがって、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造物を構築することができる。

詳述すると、前記液状充填硬化部材の側方の厚みが５０ｍｍ未満の場合、変位・回転による変形量に対する応力度が前記液状充填硬化部材の許容値を超える状態となり、ひび割れの発生など、長期的なヒンジ機構の維持が困難となる。
これに対し、前記液状充填硬化部材の厚みを、５０〜１００ｍｍとすることにより、水平変位、部材回転における前記液状充填硬化部材の応力による適切な支持状態を長期に亘って得ることができる。

またこの発明の態様として、前記側壁部の内面高さに対して、前記側壁部の内面同士の間隔を１．０〜５．０倍の範囲とすることができる。
この発明により、ヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮する構造で支持され、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造物を構築することができる。

詳述すると、前記側壁部の内面高さに対して、前記側壁部の内面同士の間隔が１．０倍未満の場合、つまり、幅方向に対して高さ方向が長い縦長の門型構造である場合、側壁部自体の回転が大きくなり、側壁部下端部分を支持するヒンジ支持構造が十分に機能しない。逆に、前記側壁部の内面高さに対して、前記側壁部の内面同士の間隔が５．０倍より大きい場合、つまり、高さ方向に対して幅方向が長い横長の門型構造である場合、鉛直力の影響により側壁部に比べ床版部自体の変形が大きくなるため、側壁部下端部分における水平力が大きくなりすぎ、ヒンジ支持構造として許容する範囲を超えるおそれがある。

これに対し、前記側壁部の内面高さに対して、前記側壁部の内面同士の間隔を１．０〜５．０倍の範囲とすることによって、側壁部と床版部の変形と、側壁部下端部分における変位及び回転とのバランスがとれ、側壁部下端部分を支持するヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持できるため、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造物を構築することができる。

またこの発明の態様として、前記門型ブロックを、前記延長方向に複数配置することができる。
この発明により、所望の延長を有する門型構造物を構築することができる。

この発明により、解析モデルにおける変位や挙動と整合性の高い門型構造物及びその構築方法を提供ことすることができる。

門型構造体の一部斜視図。 門型構造体の説明図。 門型構造体の施工フロー図。 門型構造体の施工説明図。 門型構造体の施工説明図。 門型構造体の施工説明図。 従来構造の門型構造体の説明図。

この発明の一実施形態を以下図面に基づいて詳述する。
図１乃至図６に示す門型構造体１は、例えば、送水路などを構成するために用いられ、プレキャストコンクリート製の門型ブロック１０を組付けて構成する門型構造体である。

なお、図１は門型構造体１の一部斜視図を示し、図２は門型構造体１の説明図を示している。なお、図２（ａ）は門型構造体１の断面図を示し、より詳しくは、断面図における左側半分が図１におけるａ−ａ断面図を示し、右側半分が図１におけるｂ−ｂ断面図を示している。

また、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるｃ−ｃ断面図を示し、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるａ部の拡大断面図を示し、図２（ｄ）は図２（ａ）におけるｂ部の拡大断面図を示し、図２（ｅ）は図２（ａ）におけるｃ部の拡大断面図を示している。

さらに、図３は門型構造体１の施工フロー図を示し、図４及び図５は門型構造体１の施工説明図を示し、図６は門型構造体１の説明図を示している。詳述すると、図４（ａ）は基礎工について図示し、図４（ｂ）は支持基礎部材２０の据付について図示し、図５（ａ）は支持基礎部材２０の配置凹部２１に対する間隔保持材３０の配置について図示し、図５（ｂ）は門型ブロック１０の据付について図示している。図６（ａ）は液状充填材の充填について図示し、図６（ｂ）は液状充填材の充填について説明する断面図を図示している。

門型構造体１は、側壁部及び床版部とで、内部空間を有する門型断面のコンクリート構造体であり、延長方向Ｌに所定長さを有している。
より具体的には、門型構造体１は、延長方向Ｌに複数配置されたプレキャスト製の門型ブロック１０と、門型ブロック１０の側壁部１１の下端部分１１ａ（以下において側壁部下端部分１１ａという）を支持する支持基礎部材２０と、支持基礎部材２０の配置凹部２１に載置する間隔保持材３０と、支持基礎部材２０の配置凹部２１における門型ブロック１０の側壁部下端部分１１ａの周囲に充填された液状充填硬化部材４０とで構成され、内部空間を有する門型型断面のコンクリート構造体である。

門型ブロック１０は、側壁部１１と、床版部１２とで構成され、側壁部１１の内面側の高さ（高さ方向Ｈの長さ）に対して、側壁部１１の内面同士の間隔（幅方向Ｗの長さ）が１．０〜５．０倍の範囲となる正面視門型形状であり、延長方向Ｌに所定の長さを有するブロックである。

なお、門型ブロック１０は、圧縮強度が３０〜４０Ｎ／ｍｍ^２であり、弾性係数が２．８×１０^４〜３．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２のプレキャスト製である。このように構成された門型ブロック１０は、延長方向Ｌに複数配置され、図示省略する連結治具によって連結可能に構成されている。

門型ブロック１０の側壁部下端部分１１ａを支持する支持基礎部材２０は、延長方向Ｌに長い正面視横長矩形状であり、圧縮強度が１８〜２４Ｎ／ｍｍ^２であるとともに、弾性係数が２．２×１０^４〜２．５×１０^４Ｎ／ｍｍ^２である現場打ちコンクリート製部材であり、上面２０ａに、側壁部下端部分１１ａの遊嵌を許容する配置凹部２１が延長方向Ｌに沿って形成されている。

支持基礎部材２０の上面２０ａに対して凹状に形成された配置凹部２１は、側壁部下端部分１１ａの幅より幅広であるとともに、底面２１ａから所定間隔を隔てて配置した側壁部下端部分１１ａの一部が埋まる深さの矩形断面形状の凹部である。

本実施例においては、配置凹部２１の内側面２１ｂ同士の間隔は、配置凹部２１の幅方向Ｗの中央に側壁部下端部分１１ａが配置された場合に、両側に５０〜１００ｍｍの間隔が形成される幅方向Ｗの長さで形成されている。

また、底面２１ａから上面２０ａまでの深さ（高さ方向Ｈの長さ）は、底面２１ａから側壁部下端部分１１ａの底面までの間に５０〜１００ｍｍの間隔が形成されるとともに、底面２１ａから当該間隔を隔てて配置した側壁部下端部分１１ａが所定の長さ埋まる深さで形成している。

間隔保持材３０は、配置凹部２１の底面２１ａに載置し、その上に側壁部下端部分１１ａが載置されることによって、底面２１ａと側壁部下端部分１１ａの底面との間に所定の間隔を保持するための部材であり、所定厚さを有する金属製部材（例えば、ＳＳ鋼）で構成されている。なお、本実施形態においては、底面２１ａから側壁部下端部分１１ａの底面までに５０〜１００ｍｍの間隔が形成されるように、間隔保持材３０は５０〜１００ｍｍの厚みで形成されている。

また、間隔保持材３０は、図５（ａ）に示すように、門型形状の門型ブロック１０の幅方向Ｗの両側の側壁部１１に対して配置されるとともに、延長方向Ｌにおいて所定間隔を隔てて２つ配置されており、つまり１つの門型ブロック１０に対して少なくとも４つの間隔保持材３０が配置されることとなる。

液状充填硬化部材４０は、配置凹部２１の底面２１ａ及び内側面２１ｂと、側壁部下端部分１１ａの外面との間に充填され硬化した硬化部材であり、圧縮強度が６０〜９０Ｎ／ｍｍ^２であるとともに、弾性係数が１．８×１０^４〜２．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２である。つまり、硬化した液状充填硬化部材４０は、側壁部下端部分１１ａや支持基礎部材２０より圧縮強度が高く、且つ弾性係数が低くなる。

なお、液状充填硬化部材４０は、充填時には液状であり、時間経過とともに強度が発現し、硬化する液状充填硬化材で構成されており、本実施例においては無収縮モルタルを用いている。

続いて、上述のように構成された門型構造体１の構築方法について、図３乃至図６とともに説明する。
まず、門型構造体１を構築するにあたり、門型構造体１の構築箇所における側壁部１１を配置する箇所を延長方向Ｌに沿って掘り、図４（ａ）に示すように、掘削箇所にグリ石を敷き設し、その上に基礎コンクリートを打設して基礎を構成する（基礎工：ステップｓ１）。

そして、構築された基礎の上に、高さと通りを合わせて支持基礎部材２０を据付け（ステップｓ２：図４（ｂ）参照）、支持基礎部材２０の配置凹部２１における所定箇所に間隔保持材３０を配置する（ステップｓ３）。具体的には、図５（ａ）に示すように門型ブロック１０における両側壁部１１の延長方向Ｌの両端部に近い位置に配置する。このとき、間隔保持材３０の高さを正確に合わせて、レベル出しを行う。

配置凹部２１の所定箇所に配置され、所定高さでレベルが調整された４つの間隔保持材３０の上に門型ブロック１０を据え付ける（ステップｓ４：図５（ｂ）参照）。このとき、配置凹部２１の内側面２１ｂと側壁部下端部分１１ａの側面との間隔が幅方向Ｗの両側において略均等になるように据え付ける。

なお、配置凹部２１の底面２１ａに配置した間隔保持材３０の上に側壁部下端部分１１ａを載置しているため、配置凹部２１の底面２１ａと側壁部下端部分１１ａの底面との間は、間隔保持材３０によって所定高さの間隙が形成される。

このようにして、延長方向Ｌに沿って門型ブロック１０を所定数据え付けるまで繰り返し（ステップｓ５：Ｎｏ）、所定数の門型ブロック１０の据付が完了後（ステップｓ５：Ｙｅｓ）、配置凹部２１における底面２１ａ及び内側面２１ｂと、側壁部下端部分１１ａの外面との間に液状充填材を充填する（ステップｓ６：図６（ｂ）参照）。

このとき、側壁部下端部分１１ａの両側には、図６（ｂ）に示すように、側壁部下端部分１１ａと内側面２１ｂとの間に所定の間隔の間隙が形成され、その間隙は、側壁部下端部分１１ａの底面と配置凹部２１の底面２１ａとの間を介して連通しているため、側壁部下端部分１１ａと内側面２１ｂとの間の間隙から液状充填材を注入して充填する。なお、液状充填材は、支持基礎部材２０の上面２０ａと同じ高さになるまで充填する。

そして、側壁部下端部分１１ａと配置凹部２１との間に充填した液状充填材が硬化し、所要の強度が発現すると、門型ブロック１０の据付は完了し、さらに、例えば、内装や坑口などを仕上げ、門型構造体１の構築を完了する。

なお、上述の説明では、すべての門型ブロック１０を据え付けてから（ステップｓ５）、液状充填材を充填したが（ステップｓ６）、複数あるいはひとつの門型ブロック１０を据え付けてから該当部分に対して液状充填材を充填してもよい（ステップｓ５）。この場合、門型ブロック１０の液状充填材の硬化が完了する前であっても次の門型ブロック１０の据付を完了してもよい。

また、門型構造体１を構成する複数の門型ブロック１０を延長方向Ｌに連結しても連結してなくてもよい。なお、連結する場合では、連結板等で延長方向Ｌに隣合う門型ブロック１０同士を単に連結してもよいし、延長方向Ｌに沿って複数配置した門型ブロック１０を構造的に一体化してもよい。
また、プレキャスト製の門型ブロック１０単体で門型構造体１を構成してもよい。

このように門型構造体１は、側壁部１１と床版部１２とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロック１０と、側壁部下端部分１１ａが配置される配置凹部２１が延長方向Ｌに沿って上面２０ａに形成され、側壁部下端部分１１ａを支持する支持基礎部材２０と、配置凹部２１において、配置された側壁部下端部分１１ａとの間に充填され硬化した液状充填硬化部材４０とで構成し、門型ブロック１０を、延長方向Ｌに複数配置して門型構造体１をしているため、所望の延長を有する門型構造体１を構築することができる。

また、延長方向Ｌに沿って支持基礎部材２０を配置し、支持基礎部材２０の上面２０ａに形成された配置凹部２１に、側壁部１１と床版部１２とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロック１０の側壁部下端部分１１ａを配置し、配置凹部２１において、配置された側壁部下端部分１１ａとの間に液状充填部材を充填し、充填した液状充填材を硬化させて液状充填硬化部材４０を構成し、支持基礎部材２０で門型ブロック１０を支持する門型構造体１の構築しているため、側壁部下端部分１１ａを支持基礎部材２０で支持する支持構造として、側壁部下端部分１１ａの変位を拘束し、側壁部１１の回転を許容するヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮することができる。したがって、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造体１を構築することができる。

また、液状充填硬化部材４０は、側壁部１１及び支持基礎部材２０に対して、圧縮強度が高く、かつ弾性係数が低いため、側壁部１１及び支持基礎部材２０に対して圧縮強度が高い液状充填硬化部材４０によって、側壁部下端部分１１ａの変位を適切に拘束するとともに、弾性係数が低いため、側壁部１１の回転を適切に許容することができる。

また、プレキャスト製の門型ブロック１０の一般的な圧縮強度が３０〜４０Ｎ／ｍｍ^２であり、現場打ちで構成される支持基礎部材２０の一般的な圧縮強度は、１８〜２４Ｎ／ｍｍ^２であるのに対して、圧縮強度が６０〜９０Ｎ／ｍｍ^２である液状充填硬化部材４０は、十分に高強度であるため、側壁部下端部分１１ａの変位を適切に拘束することができる。

また、プレキャスト製の門型ブロック１０の一般的な弾性係数が２．８×１０^４〜３．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２であり、現場打ちで構成される支持基礎部材２０の一般的な弾性係数が２．２×１０^４〜２．５×１０^４Ｎ／ｍｍ^２であるのに対して、弾性係数が１．８×１０^４〜２．１×１０^４Ｎ／ｍｍ^２である液状充填硬化部材４０は、同荷重に対する変形量が大きいため、すなわち変形性が高いため、側壁部１１の回転を許容することができる。

また、側壁部下端部分１１ａの外面と配置凹部２１の底面２１ａ及び内側面２１ｂとの間のうち側方部分に形成された液状充填硬化部材４０の厚みを、５０〜１００ｍｍとしているため、耐久性があり、ヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮することができる。したがって、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造体１を構築することができる。

詳述すると、液状充填硬化部材４０の側方の厚みが５０ｍｍ未満の場合、変位・回転による変形量に対する応力度が液状充填硬化部材４０の許容値を超える状態となり、ひび割れの発生など、長期的なヒンジ機構の維持が困難となる。

また、側壁部下端部分１１ａの外面と配置凹部２１の底面２１ａ及び内側面２１ｂとの間のうち、深さ方向における液状充填硬化部材４０の厚みが５０ｍｍ未満の場合は水平変位により短期応力が液状充填硬化部材４０の許容値を超えて損傷するおそれがあり、液状充填硬化部材４０の厚みが１００ｍｍより大きい場合は部材回転による応力度が液状充填硬化部材４０の許容値を超えて損傷するおそれがある。

これに対し、液状充填硬化部材４０の厚みを、５０〜１００ｍｍとすることにより、水平変位、部材回転における液状充填硬化部材４０の応力による適切な支持状態を長期に亘って得ることができる。

また、側壁部下端部分１１ａの底面と配置凹部２１の底面２１ａとの間に所定高さの間隔保持材３０を、延長方向Ｌに所定間隔を隔てて配置しているため、液状充填硬化部材４０を確実に構成することができる。

詳述すると、間隔保持材３０によって側壁部下端部分１１ａの底面と配置凹部２１の底面２１ａとの間に間隔を確保できるため、液状充填硬化部材４０を構成する液状充填材を、当該間隔を通じて確実に充填し、緻密な液状充填硬化部材４０を構成することができる。

さらに、間隔保持材３０を配置することで、配置凹部２１の底面２１ａと側壁部下端部分１１ａ底面との間に所望の間隔を確保できるため、適切な回転機能を有するヒンジ支持構造を構成することができる。

また、門型ブロック１０における側壁部１１の内面高さに対して、側壁部１１の内面同士の間隔が１．０〜５．０倍の範囲であるため、ヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持機能を発揮する構造で支持され、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造体１を構築することができる。

詳述すると、側壁部１１の内面高さに対して、側壁部１１の内面同士の間隔が１．０倍未満の場合、つまり、幅方向に対して高さ方向が長い縦長の門型構造である場合、側壁部１１自体の回転が大きくなり、側壁部下端部分１１ａを支持するヒンジ支持構造が十分に機能しない。逆に、側壁部１１の内面高さに対して、側壁部１１の内面同士の間隔が５．０倍より大きい場合、つまり、高さ方向Ｈに対して幅方向Ｗが長い横長の門型構造である場合、側壁部１１に比べ床版部１２の変形が大きくなるため、側壁部下端部分１１ａにおける水平力が大きくなりすぎ、ヒンジ支持構造として許容する範囲を超えるおそれがある。

これに対し、側壁部１１の内面高さに対して、側壁部１１の内面同士の間隔を１．０〜５．０倍の範囲とすることによって、側壁部１１と床版部１２の変形と、側壁部下端部分１１ａにおける変位及び回転とのバランスがとれ、側壁部下端部分１１ａを支持するヒンジ支持構造としての拘束条件で適切に支持できるため、解析モデルと実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高く、安全性の高い門型構造体１を構築することができる。

続いて、上述のような効果を奏する門型構造体１について、実施した効果確認試験について説明する。
試験体として、ひとつの門型ブロック１０でＷ２０００×Ｈ７５０の門型構造体１を構築し、鉛直力載荷試験を行うとともに、試験結果と解析結果とを比較することによって、上記効果を確認した。

なお、斜角門形カルバート工法研究会の施工実績から汎用モデルを抽出し、同研究会の製品規格に定める設計条件におけるヒンジ部の回転角を再現することによって載荷荷重を算定し、常時載荷荷重を２８０．０ｋＮ、地震時載荷荷重を４３０．０ｋＮとして試験を行った。

その結果、鉛直荷重によって門型ブロック１０に発生する応力分布が、側壁部下端部分１１ａをヒンジ支持構造としてモデル化して解析した場合に応力分布に近似していることが確認された。
また、鉛直荷重によって門型ブロック１０の側壁部下端部分１１ａに生じる水平変位が０．０〜０．０９ｍｍと極微小であり、水平変位を十分拘束していることが確認できた。

このように、上述の効果確認試験により、上述の構成の門型構造体１は、側壁部下端部分１１ａをヒンジ支持構造としてモデル化して解析した結果と実構造物とにおける変位や挙動などの整合性が高いことが確認できた。

この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、側壁部１１と床版部１２とで門型に構成された門型ブロック１０を用いたが、左右の側壁部１１の長さが異なる門型でもよいし、門型ブロック１０で構成した門型の一部を場所打ちコンクリートで構成してもよい。

さらにまた、上述の説明では液状充填硬化部材４０は、無収縮モルタルを硬化させて構成したが、充填箇所に充填可能であり、充填後に硬化して強度を発現する充填材であれば、高強度セメントペーストなどのセメント系充填材や、耐久性や強度などの所望の性状を備えた樹脂系充填材などで構成してもよい。

１…門型構造体
１０…門型ブロック
１１…側壁部
１１ａ…側壁部下端部分
１２…床版部
２０…支持基礎部材
２０ａ…上面
２１…配置凹部
２１ａ…底面
２１ｂ…内側面
３０…間隔保持材
４０…液状充填硬化部材
Ｌ…延長方向

Claims (10)

1. 側壁部と床版部とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロックと、
   側壁部下端部分が配置される配置凹部が延長方向に沿って上面に形成され、前記側壁部下端部分を支持する支持基礎部材と、
   前記配置凹部において、配置された前記側壁部下端部分との間に充填され硬化した液状充填硬化部材とで構成され、
   前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に所定高さの間隔保持材が、前記延長方向に所定間隔を隔てて配置されている
   門型構造物。
2. 前記液状充填硬化部材は、前記側壁部及び前記支持基礎部材に対して、圧縮強度が高く、かつ弾性係数が低いことを特徴とする
   請求項１に記載の門型構造物。
3. 前記液状充填硬化部材の圧縮強度が６０〜９０Ｎ／ｍｍ^２である
   請求項２に記載の門型構造物。
4. 前記液状充填硬化部材の弾性係数が１．８×１０^４〜２．１×１０^４Ｎ／ｍｍ ^２ である
   請求項２または３に記載の門型構造物。
5. 前記側壁部下端部分の外面と前記配置凹部の内面との間のうち側方部分に形成された前記液状充填硬化部材の厚みが、５０〜１００ｍｍである
   請求項１乃至４のうちいずれかに記載の門型構造物。
6. 前記側壁部の内面高さに対して、前記側壁部の内面同士の間隔が１．０〜５．０倍の範囲である
   請求項１乃至５のうちいずれかに記載の門型構造物。
7. 前記門型ブロックが、前記延長方向に複数配置された
   請求項１乃至６のうちいずれかに記載の門型構造物。
8. 門型構造物の延長方向に沿って支持基礎部材を配置し、
   該支持基礎部材の上面に形成された配置凹部に、側壁部と床版部とで門型を構成するプレキャスト製の門型ブロックの側壁部下端部分を配置し、
   前記配置凹部において、配置された前記側壁部下端部分との間に液状充填材を充填し、
   充填した前記液状充填材を硬化させて液状充填硬化部材を構成し、前記支持基礎部材で前記門型ブロックを支持するとともに、
   前記側壁部下端部分の底面と前記配置凹部の底面との間に所定高さの間隔保持材を、前記延長方向に所定間隔を隔てて配置する
   門型構造物の構築方法。
9. 前記側壁部下端部分の外面と前記配置凹部の内面との間のうち側方部分を５０〜１００ｍｍとする
   請求項８に記載の門型構造物の構築方法。
10. 前記門型ブロックを、前記延長方向に複数配置する
    請求項８または９に記載の門型構造物の構築方法。

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