JP6962704B2 - カウンターウエイトブロック工法 - Google Patents

Description

本発明は、カウンターウエイトブロック工法に関する。

鉄道施設の改善のために、線路の近接箇所やホーム上に鋼管杭を打設する場合がある。かかる鋼管杭の打設は、線路への影響やホームの沈下を防止するために、鋼管杭の打設に先立って口元管を事前に設置することが行われる。

近年、乗客の安全対策のため、既設ホーム上にホームドアを設置することが急がれている。そして、盛り土式ホームへのホームドア設置の際にも、口元管を事前に設置して、ホームの沈下防止を行い、鋼管杭を打設している。

図1は、盛り土式ホームの概略を説明する断面模式図である。図1において、矢印Ａは、ホーム側、矢印Ｂは、線路側が対応する。Ｌ型の擁壁３で、土止めされた盛り土１上にホーム床２が形成されている。

かかる既設のホーム上にホームドアを設置する場合、ホーム側に鋼管杭を打設し、この鋼管杭に結合して横桁を線路側に延びる様に配置して、ホームドアを支持するように施工される。

図２は、かかる盛り土式ホームにホームドアを設置する場合の断面模式図である。図１と同様に、矢印Ａは、ホーム側、矢印Ｂは、線路側が対応する。

図２において、鋼管杭７は、口元の崩落を防止するために事前に設置した口元管８を通して、盛り土１中に打設される。

さらに、盛り土１中に打設された鋼管杭7に一端側が結合し、他端側をＬ型擁壁３上に乗せられるように横桁６を設置する。次いで、横桁６上にホーム床２とレベルを合わせた化粧板５をホーム先端部に配置し、その上にホームドア４が設置される。

ここで、ホームドアを設置する設計の考え方として、風荷重や、乗客の寄りかかり等によるホームドア４に対するＸ方向の推力を考慮した基礎構造の安定計算が必要である。すなわち、本来、杭は構造物の重量を支えるものであるが、衝突時、風圧時、あるいは地震時などの異常時において、その機能から杭に引き抜き抵抗を期待するが、一般に設計時は安全率を考慮した引き抜き抵抗とし、大きな抵抗値は期待できない。

特に、図２に示すようなＬ型擁壁の中心からの張出し量αが大きい場合には、ホームドア４への推力により、鋼管杭7に引き抜き力が発生する。

これに対応するために、カウンターウエイトの設置が必要になる。一方法として、これまで、口元管８内に、生コンクリートを打設して、カウンターウエイトとして用いて来た。

特開２００３−１１８９９０号公報 特開２００３−８１１４２号公報 特開２００５−６００９３号公報 特開２００８−２７３６５０号公報

上記に説明したように、これまでの生コンクリート打設によるカウンターウエイトの設計仕様では、種々の不都合があった。例えば、鉄道の休止に当たる夜間短時間での生コンクリート打設作業であること、打設量が小量なため生コンクリートの購入が困難なこと、また、軌陸車運搬やホッパー打設に伴う軌陸クレーンなどが必要になる。さらに、打設までに時間を要するため、品質管理上からも不都合である。

したがって、本発明の目的は、上記種々の不都合を解決する、時間を短縮して、一端側が構造物の重量を受ける横桁の他端側に結合され、口元管を通して土中に打設される鋼管杭にカウンターウエイトを付与する工法を提供する。

上記本発明の課題を解決する第１の側面は、口元管あるいは、基礎鋼管とする薄肉鋼管内に打設される柱体に対し、カウンターウエイトを付与するカウンターウエイトブロック工法であって、前記口元管又は薄肉鋼管内に位置する前記柱体に落し蓋を固定し、前記口元管又は薄肉鋼管の内周面に沿って所定形状のコンクリートブロックを複数配置し、前記配置されたコンクリートブロックで囲まれる前記口元管又は薄肉鋼管の内部に砕石及びセメントミルクを充填固化することを特徴とする。

上記本発明の課題を解決する第２の側面は、一端側が構造物の重量を受ける横桁の他端側に結合され、口元管を通して土中に打設される鋼管杭にカウンターウエイトを付与するカウンターウエイトブロック工法であって、前記口元管内に位置する鋼管杭に落し蓋を固定し、前記口元管の内周面に沿って所定形状のコンクリートブロックを複数配置し、前記配置されたコンクリートブロックで囲まれる前記口元管の内部にバラスト砕石及びセメントミルクを充填固化することを特徴とする。

上記本発明の課題を解決する第１または第２の側面における第１の形態は、前記複数のコンクリートブロックは、所定の角度で扇状に開き且つ、前記口元管の内壁に沿う扇円形状をなす面と所定の高さを有するブロックであり、前記落し蓋上に複数段に積層されることを特徴とする。

上記本発明の課題を解決する第１または第２の側面における第２の形態は、前記複数のコンクリートブロックは、略台形の断面で、前記落し蓋から前記口元管の上端までの高さに対応する長さを有するブロックであり、前記落し蓋上に複数列に配置されることを特徴とする。

上記本発明の課題を解決する第１の側面もしくは第１乃至第３の形態のいずれかにおいて、前記構造物は、ホームドアであって、前記鋼管杭は盛り土式ホームの土中に回転打設されていることを特徴とする。

上記本発明の課題を解決する第１の側面もしくは第１乃至第４の形態のいずれかにおいて、前記口元管と前記口元管内に位置する鋼管杭の形状との関係から形成される空隙に前記コンクリートブロックの形状を合わせて、前記砕石とセメントミルクを最小にすることを特徴とする。

上記手段により、鋼管杭打設機により、杭打設後に落とし蓋を設置して荷重を確実に鋼管杭に伝達させ現場で全て完結する、カウンターウエイトブロック工法が提供される。

盛り土式ホームの概略を説明する断面模式図である。 盛り土式ホームにホームドアを設置する場合の断面模式図である。 本発明に従うカウンターウエイトブロック工法の対象とする打設される鋼管杭の概略断面を示す図である。 図３における口元管と、最上部の鋼管杭との関係を拡大して示す模式図である。 本発明に従う、カウンターウエイトブロック工法の第１の実施例を説明する図である。 扇円形状ブロックの斜視図である。 本発明に従う、カウンターウエイトブロック工法の第２の実施例を説明する図である。

以下図面に従い、本発明の実施例を説明する。図面は、本発明の理解のためのものであり、本発明の保護の範囲は、かかる図示された実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載及びその均等物にも及ぶ。

図３は、本発明に従うカウンターウエイトブロック工法の対象とする打設される鋼管杭の概略断面を示す図である。

盛り土１に、先に埋設された口元管８を通して、最先に打設される羽付き鋼管杭７aと、その上部に深さに応じて、鋼管杭７ｂを複数本繋ぎ回転埋設される。

図４は、図３における口元管８と、最上部の鋼管杭７ｂとの関係を拡大して示す模式図である。

従来の工法では、口元管８の底部の土面の上に生コンクリートが充填され、口元管８内が生コンクリートで充填固定されて、カウンターウエイトが形成される。

これに対して、本発明に従う工法は、予め形成されたコンクリートブロックを口元管内に挿入して、カウンターウエイトを形成する。

このため、本発明に従う工法では、盛り土表面に近い最上部の鋼管杭７ｂに、落し蓋止め部材７１が固定されている。すなわち、透視的に図示された口元管８の底部近傍において、鋼管杭７ｂに固定された落し蓋止め部材７１上に落し蓋８ａが載置されている。

図５は、本発明に従う、カウンターウエイトブロック工法の第１の実施例を説明する図である。図５において、（１）は、口元管部分の断面概略図である。紙面垂直方向に横桁６が鋼管杭７ｂに結合される。

この実施例では、予め形成されているコンクリート製の扇円形状ブロックを用いる。

図６は、この扇円形状ブロックの斜視図である。断面が四角形であり、略１４５°の角度に開いた扇型で、口元管８の内周円に対応する円形辺を有する扇円形状ブロック１０を形成している。この扇円形状ブロック１０が口元管８内に実施例として４段に積み上げられる。

図５に戻り、（２）、（３）は、口元管上部側から見た模式図である。（２）は、横桁６より下側部分に対応する領域の上面図、（３）は、横桁６より上側部分に対応する領域の上面図である。

図５（２）において、鋼管杭７ｂに結合された横桁６が、口元管８から延びる状態で、横桁６の両側から一対の扇円形状ブロック１０を口元管８の内周に沿って２段分積層配置する。

次いで、一対の扇円形状ブロック１０を、一端面１０ａが横桁６の下側に位置するように矢印方向に回転移動する。これにより、バラスト用の砕石とセメントミルク９の挿入口１１ａを確保する。

このように確保された挿入口１１ａ及び横桁６の両側から砕石とセメントミルク９を充填し、口元管８の下半部分で、扇円形状ブロック１０で囲まれた領域と、挿入口１１ａを充填固化することが出来る。

次に、図５（３）において、更に一対の扇円形状ブロック１０を口元管８の内周に沿って２段分積層配置する。この時、一対の扇円形状ブロック１０の一端面１０ｂが、先のバラストの挿入口１１ａと反対側に、挿入口１１ｂが形成されるように対応させる。

このように形成された挿入口１１ｂと横桁６の両側から砕石とセメントミルク９を充填し、口元管８の上半部分で、扇円形状ブロック１０で囲まれた領域と、挿入口１１ｂを充填固化することが出来る。さらに、砕石とセメントミルク９を充填固化して鋼管杭７及び横桁６上を覆うことが出来る。

図７は、本発明に従う、カウンターウエイトブロック工法の第２の実施例を説明する図である。この実施例においては、複数の台形状柱のコンクリートブロックを用いる点に特徴を有する。

すなわち、この実施例におけるコンクリートブロックは、図７（２）に示すように、断面が略台形状を成し、落とし蓋８ａから口元管８の上端までの高さに対応する長さを有するブロックである。

この台形状ブロック１０を複数本、口元管８の内壁に沿って配置する。ただし、横桁６と交差する口元管８の内壁の一部には、台形状ブロック１０は配置されず、砕石及びセメントミルクの挿入口１１ｃとされる。

この挿入口１１ｃからバラスト砕石及びセメントミルク９が充填され、口元管８内及び挿入口１１ｃ部分が、台形柱状ブロック１０と砕石及びセメントミルク９で充填される。これにより所定重量のカウンターブロックが形成される。

なお、上記実施例の説明では、図６または図７に示すコンクリートブロック１０を口元管８内に挿入し、その空間に砕石及びセメントミルク９を充填するように説明した。しかし、口元管８と鋼管杭７の形状により形成される空隙にコンクリートブロックの形状を合わせることで、砕石及びセメントミルクの充填量を最小限にとどめ、もしくはそれらの充填を不要とすることも可能である。

ここで、本発明に従うカウンターウエイトブロックの適用を、一端側が構造物の重量を受ける横桁の他端側に結合され、口元管を通して土中に打設される鋼管杭について説明したが、本発明の適用はかかる場合に限定されない。

すなわち、薄肉鋼管を基礎鋼管として電柱等の柱体を前記基礎鋼管内に埋設して、鋼管と柱体との間にコンクリートを注入して柱体を固定する工法が行われている。例えば、柱体として電柱にあっては支持する電線等の重量により、引っ張り力あるいは引き抜き力が与えられる。したがって、前記コンクリートの注入固化により柱体に対する引っ張り力あるいは引き抜き力に対抗している。しかし、コンクリートの注入固化のため工期に時間が掛かるという不都合がある。

しかし、かかる工法に対しても本発明の適用が可能である。すなわち、前記基礎鋼管と柱体との間に注入するコンクリートに代え、前記基礎鋼管内に位置する鋼管杭に落し蓋を配置し、所定形状のコンクリートブロックを複数配置する。さらに、前記コンクリートブロックで囲まれる基礎鋼管の内部に砕石及びセメントミルクを充填固化することにより工期の短縮を図ることが可能である。

１ 盛り土
２ ホーム床面
３ Ｌ型擁壁
４ ホームドア
５ 化粧板
６ 横桁
７、７ｂ 鋼管杭
７ａ 羽付き鋼管杭
７１ 落とし蓋止め部材
８ 口元管
８ａ 落とし蓋
９ バラスト用の砕石及びセメントミルク
１１ａ−１１ｃ バラスト挿入口

Claims (6)

1. 口元管あるいは、基礎鋼管とする薄肉鋼管内に打設される柱体に対し、前記柱体にかかる引っ張り力あるいは引き抜き力に対抗するカウンターウエイトを付与するカウンターウエイトブロック工法であって、
   前記口元管又は薄肉鋼管内に位置する前記柱体に落し蓋を固定し、
   前記口元管又は薄肉鋼管の内周面に沿って所定形状のコンクリートブロックを複数配置し、
   前記配置されたコンクリートブロックで囲まれる前記口元管又は薄肉鋼管の内部に砕石及びセメントミルクを充填固化する、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。
2. 一端側が構造物の重量を受ける横桁の他端側に結合され、口元管を通して土中に打設される鋼管杭にカウンターウエイトを付与するカウンターウエイトブロック工法であって、
   前記口元管内に位置する鋼管杭に落し蓋を固定し、
   前記口元管の内周面に沿って所定形状のコンクリートブロックを複数配置し、
   前記配置されたコンクリートブロックで囲まれる前記口元管の内部に砕石及びセメントミルクを充填固化する、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。
3. 請求項１または２において、
   前記複数のコンクリートブロックは、所定の角度で扇状に開き且つ、前記口元管又は薄肉鋼管の内壁に沿う扇円形状をなす面と所定の高さを有するブロックであり、
   前記落し蓋上に複数段に積層される、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。
4. 請求項１または２において、
   前記複数のコンクリートブロックは、略台形の断面で、前記落し蓋から前記口元管の上端までの高さに対応する長さを有するブロックであり、
   前記落し蓋上に複数列に配置される、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。
5. 請求項２において、
   前記構造物は、ホームドアであって、前記鋼管杭は盛り土式ホームの土中に回転打設されている、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。
6. 請求項１乃至５の何れか１項において、
   前記口元管又は薄肉鋼管と前記口元管又は薄肉鋼管内に位置する鋼管杭の形状との関係から形成される空隙に前記コンクリートブロックの形状を合わせて、前記砕石とセメントミルクを最小にする、
   ことを特徴とするカウンターウエイトブロック工法。

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