JP7689367B2 - プレキャスト部材の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、プレキャスト部材の接合構造に関するものである。なお、プレキャストコンクリートを単にプレキャストという。

第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材とが、第１プレキャスト部材の内部の第１鉄筋の端部と第２プレキャスト部材から突出した第２鉄筋の端部とを第１プレキャスト部材に埋設したスリーブの内部で該内部に充填したグラウトを介して固定したグラウト充填継手と、第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材との間に形成された目地空間に充填されたグラウトとにより、接合された接合構造が知られている（特許文献１～３）。

特許文献１では、図１０に示すように、第１プレキャスト部材５０の下端面５１に部材辺を一周する縁取凸部５２をプレキャスト時に残すことにより、その内側の凹陥部と第２プレキャスト部材６０との間に目地空間５３を形成する。そして、スリーブ５５下側の注入口５６から注入したグラウト５４は、スリーブ５５内部を充填して、スリーブ５５上側の排出口５７からあふれ出すとともに、スリーブ５５下端からも出て目地空間５３を充填する。

特許文献２では、第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材との間にスペーサーを介在させることにより目地空間を形成し、その外周にグラウト止めを施す。そして、第１プレキャスト部材の側面から下端面にかけて穿設したグラウト注入孔から注入したグラウトは、目地空間を充填してから、スリーブ下端開口からスリーブの内部を充填して、スリーブの上側及び下側の流出口からあふれ出す。

特許文献３では、第２プレキャスト部材に植設した受け部材（ボルト）により第１プレキャスト部材との間に目地空間を形成する。そして、スリーブ下端開口に蓋をした状態で、スリーブ下側の注入口から注入したグラウトは、スリーブ内部を充填して、スリーブ上側の排出口からあふれ出す。また、第１プレキャスト部材の側面から下端面に至る目地注入孔から注入したグラウトは、目地空間を充填する。

特開平５－２３０８７７号公報 特開２００３－３０１５２６号公報 特開２０１２－７７５４７号公報 特開２０２０－９４３９１号公報

本出願人は、分割型ボックスカルバートの上下接合について、上記のグラウト充填継手による接合を実施している（特許文献４）。この分割型ボックスカルバートは、複数のプレキャスト体がボックスカルバートの長さ方向に連なってボックスカルバートを構築し、それぞれのプレキャスト体が上下に分割された第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材とを含むものであって、第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材とをグラウト充填継手により接合する。

この接合には、第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材との間に形成された目地空間に充填されたグラウトによる接合を加えることができる。また、この目地空間を形成するために、特許文献１のように、第１プレキャスト部材５０の下端面５１に部材辺を一周する縁取凸部５２を、プレキャストで形成してスペーサーとして働かせることが考えられる（図１０）。しかし、その縁取凸部５２は、第２プレキャスト部材６０の上端面と直当たりし、その間にグラウトが介在しないためグラウト接合しない欠損部となり、グラウト接合面積が減少するという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、プレキャスト部材間に目地空間を形成するための縁取部を合理的に減少させて、プレキャスト部材間のグラウト接合面積が極力減少しないようにすることにある。

［１］土木構造物の長さ方向（以下、単に「長さ方向」という。）に連なって土木構造物を構築するプレキャスト体は、分割された第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材とを含み、
第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材とが、第１プレキャスト部材の四角形状の端面と第２プレキャスト部材の四角形状の端面との間の目地空間に充填されたグラウトにより接合された構造において、
前記両端面のいずれか一方又は両方は、該端面の周縁部のうちの前記長さ方向に対峙する対辺部に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する一対の縁取凸部がプレキャストで形成され、該周縁部のうちの前記長さ方向に直交する横断方向（以下、単に「横断方向」という。）に対峙する対辺部の長さの１／２以上に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する縁取凸部が無いことを特徴とするプレキャスト部材の接合構造。

［２］前記［１］において、前記周縁部のうちの前記横断方向に対峙する対辺部の長さの３／４以上（より好ましくは４／５以上）に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する縁取凸部が無いことが好ましい。縁取部を顕著に減少させることができるからである。

［３］上記［１］又は［２］において、前記縁取凸部の凸端面の前記長さ方向の長さ（幅）が、該縁取凸部が形成された前記端面の前記長さ方向の長さの１．５～５％であることが好ましい。１．５％未満では強度が低下する傾向となり、５％超では縁取部の減少率か低下する傾向となるからである。

［作用］
第１プレキャスト部材の端面と第２プレキャスト部材の端面の各周縁部のうち、長さ方向に対峙する対辺部は、複数のプレキャスト体が長さ方向に連なったときに隣接してそれらの間に目地型枠を当てることが困難であるため、縁取凸部をプレキャストで形成することが合理的である。一方、横断方向に対峙する対辺部は、外部から目地型枠を当てることができるため、縁取凸部を無くすことができる。こうして、縁取部を合理的に減少させて、プレキャスト部材間のグラウト接合面積が極力減少しないようにすることができる。

本発明によれば、プレキャスト部材間に目地空間を形成するための縁取部を合理的に減少させて、プレキャスト部材間のグラウト接合面積が極力減少しないようにすることができる。

図１は実施例における第１プレキャスト部材及び第２プレキャスト部材の分解斜視図である。 図２は両プレキャスト部材の要部分解斜視図である。 図３は両プレキャスト部材を合わせたときの要部斜視図である。なお、スリーブ等は一部のみを示す（図４、図５、図８において同じ）。 図４は両プレキャスト部材の目地空間の開口部を目地マスキングテープで塞いだときの要部斜視図である。 図５は両プレキャスト部材の目地空間の開口部に目地型枠を当てて固定したときの要部斜視図である。 図６は両プレキャスト部材の目地空間及びスリーブにグラウトを充填したときの横断方向を見せる断面図である。 図７は両プレキャスト部材の目地空間及びスリーブにグラウトを充填したときの長さ方向を見せる断面図である。 図８は両プレキャスト部材のグラウト充填後の要部斜視図である。 図９は両プレキャスト部材で構築されたボックスカルバートの斜視図である。 図１０は従来例（特許文献１）を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は第１プレキャスト部材の下面図、（ｃ）は右側面図である。

１．土木構造物
土木構造物としては、特に限定されないが、ボックスカルバート、シェッド、水路、擁壁等を例示できる。

２．プレキャスト体
第１プレキャスト部材と第２プレキャスト部材としては、プレキャスト体を上下に分割したものや左右（前記横断方向）に分割したもの等を例示できるが、上下に分割したものについて本発明は特に好適に適用できる。

２．スリーブ
各スリーブの筒壁に前記グラウト流通口以外の口が形成されている場合、その口が第１プレキャスト部材以外のキャップにより閉鎖されていることが好ましい。

３．グラウト
グラウトとしては、特に限定されないが、コンクリートとの付着性や取扱性の良さから、モルタルが好ましく、特に無収縮モルタルが好ましい。

次に、本発明をボックスカルバートを構築するプレキャスト体１のプレキャスト部材の接合構造に具体化した実施例について、図１～図９を参照して説明する。なお、実施例の各部の構造、材料、形状及び寸法は例示であり、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更できる。

図９に示すように、プレキャスト体１は、その複数がボックスカルバートの長さ方向に連なってボックスカルバートを構築するものである。各プレキャスト体１は、底版部と頂版部と２つの端部から、所定長さの四角環状に構成されている。
図１に示すように、プレキャスト体１は、２つの側壁部の中間部で上下に二分割されてなる上側の第１プレキャスト部材１０と下側の第２プレキャスト部材２０とで構成されている。

図６及び図７に示すように、第１プレキャスト部材１０と第２プレキャスト部材２０とは、
（１）第１プレキャスト部材１０の四角形状の端面と第２プレキャスト部材２０の四角形状の端面との間の目地空間２に充填されたグラウト３と、
（２）第１プレキャスト部材１０内の第１鉄筋１１の端部と第２プレキャスト部材２０の端面２２から突出した第２鉄筋２１の端部とが第１プレキャスト部材１０の下部に埋設されたスリーブ４の内部で該内部に充填されたグラウト３を介して固定されてなる複数のグラウト充填継手と、
により接合されている。

グラウト３には、市販の無収縮モルタル、例えば日本スプライススリーブ社製の商品名「ＳＳモルタル」が用いられている。
スリーブ４には、市販のスリーブ、例えば同社製の商品名「ＮＭＢスプライススリーブ」が用いられている。

図２、図６及び図７等に示すように、第１プレキャスト部材１０の端面１２は、該端面１２の周縁部のうちの長さ方向に対峙する対辺部に、第２プレキャスト部材２０の端面２２に当接する一対の縁取凸部１３がプレキャストで形成され、該周縁部のうちの横断方向に対峙する対辺部の長さの全部（この対辺部の両端にかかる前記縁取凸部１３の両端部は参入しないものとする。）に、第２プレキャスト部材２０の端面２２に当接する縁取凸部が無い。
同様に、第２プレキャスト部材２０の端面２２は、該端面２２の周縁部のうちの長さ方向に対峙する対辺部に一対の縁取凸部２３がプレキャストで形成され、該周縁部のうちの横断方向に対峙する対辺部の長さの全部に縁取凸部が無い。

第１プレキャスト部材１０の端面１２と、第２プレキャスト部材２０の端面２２は、いずれも長さ方向の長さが１０００ｍｍ、横断方向の長さ（幅）が５００ｍｍである。各縁取凸部１３，２３の凸端面の、長さ方向の長さ（幅）は２５ｍｍ（前記端面の長さ方向の長さの２．５％）、横断方向の長さは５００ｍｍ（前記端面の長さ方向の長さと同じ）、高さは１０ｍｍである。

第１プレキャスト部材１０の一対の縁取凸部１３と、第２プレキャスト部材２０の一対の縁取凸部２３とは当接し、第１プレキャスト部材１０の端面１２と、第２プレキャスト部材２０の端面２２との間に目地空間２が形成される。よって、目地空間２の高さは２０ｍｍである。目地空間２は、長さ方向にはこれらの縁取凸部１３，２３の立ち上がり面により閉鎖され、横断方向には開放される。

端面１２，２２の各周縁部のうち、長さ方向に対峙する対辺部は、複数のプレキャスト体１が長さ方向に連なったときに隣接してそれらの間に目地型枠３２を当てることが困難であるため、縁取凸部１３，２３をプレキャストで形成することが合理的である。一方、横断方向に対峙する対辺部は、外部から目地型枠３２を当てることができるため、縁取凸部を無くすことができる。こうして、縁取部を合理的に減少させて、プレキャスト部材１０，２０間のグラウト接合面積が極力減少しないようにすることができる。

なお、第１プレキャスト部材１０の縁取凸部１３と第２プレキャスト部材２０の縁取凸部２３との間に、エポキシ系接着剤等のコーキング材を塗布して、グラウト漏れ防止及び止水を図ることが好ましい。

各縁取凸部１３，２３の中央部には、内側へはみ出る調芯用凸部１４，２４が縁取凸部１３，２３と連続してプレキャストで形成されている。調芯用凸部１４，２４の凸端面の、長さ方向の長さは８５ｍｍ、横断方向の長さは７０ｍｍ、高さは１０ｍｍである。調芯用凸部１４，２４の一部には調芯凹部が形成され、調芯凹部には調芯ピン３０が嵌合されている。

図２、図６及び図９等に示すように、第２プレキャスト部材２０に、外部から目地空間２へ通じるグラウト注入路（ホース２５）が設けられ、
各スリーブ４は、一端面が目地空間２に開口し、他端付近の筒壁にグラウト流通口５が形成されたものであり、
第１プレキャスト部材１０に、各スリーブ４のグラウト流通口５から外部へ開口するグラウト流通穴１５が、各スリーブ４について１つずつ形成され、
ホース２５、目地空間２、スリーブ４の内部、グラウト流通口５及びグラウト流通穴１５に、グラウト３が連続して充填されている。

第１プレキャスト部材１０に、各スリーブ４のグラウト流通口５から外部へ開口するグラウト流通穴１５を、各スリーブ４について１つずつ形成するので、第１プレキャスト部材１０に形成するグラウト流通穴の数を従来と比較して半減させ、その形成の手間を低減することができる。また、図９に示すように、第１プレキャスト部材１０の表面にグラウト流通穴１５が１列状に現れるだけなので、従来と比較して見栄えの悪化を改善することができる。

グラウト注入路は高分子材料製のホース２５で形成され、該ホース２５の注入側端部が第２プレキャスト部材２０から外部へ５００ｍｍ突出している。ホース２５には、例えば内径１９ｍｍ程度の樹脂ホースが用いられている。ホース２５は、第２プレキャスト部材２０のプレキャスト時に第２プレキャスト部材２０に埋設されており、出口側端は目地空間２へ開口しており、注入側端部は第２プレキャスト部材２０の側面から突出している。その突出長は、後述する注入時のホース２５接続と注入完了後の折り曲げ処理の作業性とを考慮し、５００ｍｍとされている。なお、図示例では２つのグラウト注入路（本例ではホース２５）が設けられているが、その数はプレキャスト部材の寸法に応じて変更できる。

便宜上図２及び図８のみに示すように、第２プレキャスト部材２０には外部から目地空間２へ通じる予備ホース２６が設けられている。予備ホース２６も第２プレキャスト部材２０から外部へ突出しており、その突出端は、グラウト注入中、目地空間２の高さ以上に持ち上げておく。

用いたスリーブ４は、前記グラウト流通口５のほか、一端付近の筒壁に別のグラウト流通口６が形成されたものであるため、第１プレキャスト部材１０への埋設前に、グラウト流通口６をキャップ７により閉鎖しておく。

以上のように構成された実施例のプレキャスト部材の接合構造は、プレキャスト部材１０，２０を施工現場に運搬し、施工現場で次のように接合して組み立てられる。

（１）まず、図１及び図２から図３への変化で示すように、第１プレキャスト部材１０を第２プレキャスト部材２０を載せて設置する。この設置前に、縁取凸部２３にコーキング材を塗布する。また、調芯凹部に調芯ピン３０を嵌合させて設置することにより、正確に位置決めすることができる。
そして、縁取凸部１３と縁取凸部２３とが前記コーキング材を介して当接し、第１プレキャスト部材１０の端面１２と、第２プレキャスト部材２０の端面２２との間に目地空間２が形成される。目地空間２は、長さ方向にはこれらの縁取凸部１３，２３の立ち上がり面により閉鎖され、横断方向には開放される。
なお、第１プレキャスト部材１０と第２プレキャスト部材２０とからなるプレキャスト体１は、その複数がボックスカルバートの長さ方向に連なって接合されるが、その接合構造及びシール構造については、従来構造を適用できるため、説明を省略する。

（２）次に、図４に示すように、第１プレキャスト部材１０と第２プレキャスト部材２０との境部に、目地空間２の横断方向の開放を塞ぐように、目地マスキングテープ３１を貼り付ける。目地マスキングテープ３１は、次の目地型枠３２だけでは起こる可能性があるグラウト漏れを止めるためのものである。

（３）次に、図５に示すように、第１プレキャスト部材１０と第２プレキャスト部材２０との境部に、目地空間２の横断方向の開放を（目地マスキングテープ３１の上からさらに）塞ぐように目地型枠３２を当てる。さらに、目地型枠３２に固定金具３３を当て、固定金具３３をボルト３４により第１プレキャスト部材１０の埋め込みナット１７及び第２プレキャスト部材２０の埋め込みナット２７に締め付けることにより、目地型枠３２を前記境部に押し当てる。目地型枠３２には、例えば木板を用いることができる。

（４）次に、図６及び図７に示すように、ホース２５にグラウトポンプ（図示略）を接続し、グラウト３を注入する。グラウト３は、ホース２５、目地空間２、スリーブ４の内部、グラウト流通口５及びグラウト流通穴１５を、その順に流動し、連続して充填する。なお、グラウト注入前に、グラウト流通穴１５に栓１６をしておく。
予備ホース２６（図３，図８）の突出端からグラウト３が吐出し、グラウト流通穴１５までの充填が完了したことを栓１６により確認した上で、グラウト注入を完了する。また、ホース２５を折り曲げることで逆流防止を行ってから、注入完了することが好ましい。

（５）グラウト３の硬化及び養生が完了した後、目地型枠３２を取り外し、目地マスキングテープ３１を剥がし、図８及び図９に示すように、第２プレキャスト部材２０の表面から突出したホース２５及び予備ホース２６の各突出部分を切断して除去すれば、ボックスカルバートが完成する。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
（ア）グラウト注入路（ホース２５）を、第１プレキャスト部材１０に設けること。
（イ）縁取凸部１３を、第１プレキャスト部材１０の端面１２又は第２プレキャスト部材２０の端面２２のいずれか一方のみにプレキャストで形成すること。

１ プレキャスト体
２ 目地空間
３ グラウト
４ スリーブ
５ グラウト流通口
６ 別のグラウト流通口
７ キャップ
１０ 第１プレキャスト部材
１１ 第１鉄筋
１２ 端面
１３ 縁取凸部
１５ グラウト流通穴
１６ 栓
２０ 第２プレキャスト部材
２１ 第２鉄筋
２２ 端面
２３ 縁取凸部
２５ ホース
２６ 予備ホース
３１ 目地マスキングテープ
３２ 目地型枠
３３ 固定金具

Claims (5)

1. 土木構造物の長さ方向に連なって土木構造物を構築するプレキャスト体（１）は、分割された第１プレキャスト部材（１０）と第２プレキャスト部材（２０）とを含み、
   第１プレキャスト部材（１０）と第２プレキャスト部材（２０）とが、第１プレキャスト部材（１０）の四角形状の端面（１２）と第２プレキャスト部材（２０）の四角形状の端面（２２）との間の目地空間（２）に充填されたグラウト（３）により接合された構造において、
   前記両端面（１２，２２）のいずれか一方又は両方は、該端面（１２，２２）の周縁部のうちの前記長さ方向に対峙する対辺部に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する一対の縁取凸部（１３，２３）がプレキャストで形成され、該周縁部のうちの前記長さ方向に直交する方向に対峙する対辺部の長さの１／２以上に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する縁取凸部が無く、
   前記縁取凸部（１３，２３）には、内側へはみ出る調芯用凸部（１４，２４）が縁取凸部（１３，２３）と連続してプレキャストで形成されており、該調芯用凸部（１４，２４）の一部には調芯凹部が形成され、該調芯凹部には調芯ピン（３０）が嵌合されていることを特徴とするプレキャスト部材の接合構造。
2. 土木構造物の長さ方向に連なって土木構造物を構築するプレキャスト体（１）は、分割された第１プレキャスト部材（１０）と第２プレキャスト部材（２０）とを含み、
   第１プレキャスト部材（１０）と第２プレキャスト部材（２０）とが、第１プレキャスト部材（１０）の四角形状の端面（１２）と第２プレキャスト部材（２０）の四角形状の端面（２２）との間の目地空間（２）に充填されたグラウト（３）により接合された構造において、
   前記両端面（１２，２２）は、各端面（１２，２２）の周縁部のうちの前記長さ方向に対峙する対辺部に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する一対の縁取凸部（１３，２３）がプレキャストで形成され、該周縁部のうちの前記長さ方向に直交する方向に対峙する対辺部の長さの１／２以上に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する縁取凸部が無く、
   前記第１プレキャスト部材（１０）の一対の縁取凸部（１３）と、前記第２プレキャスト部材（２０）の一対の縁取凸部（２３）とが当接していることを特徴とするプレキャスト部材の接合構造。
3. 前記縁取凸部（１３，２３）には、内側へはみ出る調芯用凸部（１４，２４）が縁取凸部（１３，２３）と連続してプレキャストで形成されており、該調芯用凸部（１４，２４）の一部には調芯凹部が形成され、該調芯凹部には調芯ピン（３０）が嵌合されている請求項２記載のプレキャスト部材の接合構造。
4. 前記周縁部のうちの前記直交する方向に対峙する対辺部の長さの３／４以上に、相手方プレキャスト部材の端面に当接する縁取凸部が無い請求項１、２又は３記載のプレキャスト部材の接合構造。
5. 前記縁取凸部（１３，２３）の凸端面の前記長さ方向の幅が、該縁取凸部（１３，２３）が形成された前記端面（１２，２２）の前記長さ方向の長さの１．５～５％である請求項１、２、３又は４記載のプレキャスト部材の接合構造。

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