部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造
【課題】低コストな構造によって部材間に隙間が生じることを抑制することで、止水性の向上を図るようにした。
【解決手段】継手構造は、鋼管矢板の連結側の側面に管軸方向に沿って設けられた継手管３Ａ、３Ｂと、連結される一対の継手管３Ａ、３Ｂ同士によって生じる二箇所の連結部に設けられた止水ゴム板４と、継手管３Ａ、３Ｂ同士を連結させた状態で両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５とからなる。止水ゴム板４は、一端４ａが硬化性接着剤４Ａによって一方の継手管３の外周面３ｂに固定されるとともに、他端４ｂが止水ゴム板４より柔軟性が大きい軟質ゴム板６を介して他方の継手管３の外周面３ｂに弾性力によって押圧した状態で当接している。
【解決手段】継手構造は、鋼管矢板の連結側の側面に管軸方向に沿って設けられた継手管３Ａ、３Ｂと、連結される一対の継手管３Ａ、３Ｂ同士によって生じる二箇所の連結部に設けられた止水ゴム板４と、継手管３Ａ、３Ｂ同士を連結させた状態で両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５とからなる。止水ゴム板４は、一端４ａが硬化性接着剤４Ａによって一方の継手管３の外周面３ｂに固定されるとともに、他端４ｂが止水ゴム板４より柔軟性が大きい軟質ゴム板６を介して他方の継手管３の外周面３ｂに弾性力によって押圧した状態で当接している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川、港湾における締切工のように鋼管矢板の用途が仮設工事である場合、複数の鋼管矢板を連結配置させ、その鋼管矢板同士の連結部をなす継手管内に袋体（グラウトジャケット等）を入れてその中にモルタルを充填する方法により施工されている。一方、鋼管矢板を橋脚基礎、すなわち本設構造物として構築する場合には、隣接する鋼管矢板同士の継手部分に確実にモルタルを充填させる必要があり、上述したようなグラウトジャケットではモルタルと継手鋼管との付着を阻害してしまうことから一般的には使用されていない。そのため、この場合には、継手部分に直接モルタルを充填して鋼管矢板同士を連結する方法が行われている。
【０００３】
ところで、継手管は、円筒形状をなし、その管軸方向にスリットが形成されてなり、互いのスリット同士を嵌め合わせることで連結する構造である。そして、連結した継手管のスリット部には隙間が生じるため、モルタルの充填前に、その隙間を外側から塞ぐように、鉄板やゴム部材などの止水板を溶接やボルトなどによって取り付ける作業が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、鋼管矢板の継手管のスリット部付近にボルト孔を開け、同様に鉄板やゴム板などの止水板にもボルト孔を形成させ、両部材（継手管、止水板）をボルトで固定する構造について開示したものである。
【特許文献１】特開２００２−１０５９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の鋼管矢板の継手構造では以下のような問題があった。
すなわち、継手管の内部に充填したモルタルの側圧を受けてゴム板（止水板）が変形すると、継手管とゴム板との部材間に隙間が生じ、モルタルが継手管の外部に漏出するといった問題があった。また、その隙間が生じないようにするためには、ゴム板の厚さ寸法を大きくすることでゴム板の剛性を高めて変形を小さくすることが考えられるが、ゴム板の部材コストが増加するといった欠点があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低コストな構造によって部材間に隙間が生じることを抑制することで、止水性の向上を図るようにした部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る部材間の当接構造では、一端が第１部材に固定されるとともに、他端が第２部材の表面を弾性力により押圧させる第１弾性部材と、第１弾性部材と第２部材との部材間に配置されていて、第１弾性部材及び第２部材のいずれか一方に取り付けられた第１弾性部材よりも柔軟性が大きい第２弾性部材とを備え、第１弾性部材は、第２弾性部材を介して第２部材に当接されていることを特徴としている。
また、本発明に係る当接構造を有する仕切り構造では、第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填され、第１弾性部材が仕切り部材として用いられることを特徴としている。
本発明では、第１弾性部材がその弾性力によって押圧した状態で第２弾性部材を介して第２部材に当接していることから、第２弾性部材は圧縮された状態となっている。そして、第１弾性部材の他端が第２弾性部材を押圧させる方向と反対方向（外側）に変形したとき、第１弾性部材の変形とともに第２弾性部材もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、第１弾性部材と第２部材との部材間は第２弾性部材によって塞がれた状態となる。そのため、第１弾性部材と第２部材との間に隙間が形成されることを抑制することができる。すなわち、例えば第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填されている場合に、その流体の圧力を受けて第１弾性部材の他端が外側に変形しても、第２弾性部材によって第１弾性部材と第２部材との部材間が塞がれているので、流体が第１弾性部材を挟んで反対側（外側）に漏出することを防ぐことができる。
【０００７】
また、本発明に係る当接構造を有する仕切り構造では、流体は、モルタルであることが好ましい。
本発明では、例えば基礎工事などで鋼管矢板同士の連結に継手管を使用する場合であって、その継手管内にモルタルを充填するする工事に採用することができる。すなわち、連結する継手管の一方に第１弾性部材の一端を固定し、継手管の他方に第１弾性部材を第２弾性部材を介して押圧させた状態で当接させることで、継手管内に充填するモルタルが継手管の外部に漏出することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造によれば、例えば第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填される場合に、その流体の圧力によって第１弾性部材が前記押圧させる方向と反対側に変形しても、第１弾性部材の変形とともに第２弾性部材もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、第１弾性部材と第２部材との部材間が第２弾性部材によって塞がれて隙間が生じることを抑制することができる。したがって、第１弾性部材と第２部材とから構成される当接構造の耐圧性を向上させ、流体が第１弾性部材の外側に漏出することを防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。しかも、従来のように第１弾性部材と第２部材との部材間に隙間を生じさせないようにするために、第１弾性部材の厚さ寸法を大きくして剛性を高める必要がないので、部材コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造について、図１乃至図６に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による鋼管矢板の継手構造を示す一部破断斜視図、図２は図１に示す継手構造のＡ−Ａ線断面図、図３は図２に示した継手構造の部分拡大図、図４は止水ゴム板が継手管内部に充填されたモルタル材によって側圧を受けた状態を示す図、図５は試験例による継手管と止水ゴム板との取り付け状態を示す図、図６（ａ）、（ｂ）は試験結果を示すグラフである。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態による当接構造及び仕切り構造を有する継手構造１は、複数の鋼管矢板２、２、…を地盤中に打設して連結配置させる橋脚基礎などの建設工事に採用され、隣り合う鋼管矢板２、２同士を連結させるためのものである。
【００１１】
図１及び図２に示すように、継手構造１は、鋼管矢板２の連結側の側面に管軸方向に沿って設けられた継手管３、３（３Ａ、３Ｂ）と、連結される一対の継手管３Ａ、３Ｂ同士によって生じる二箇所の連結部（後述するが、継手管３のスリット３ａに生じている隙間Ｓ）に設けられた止水ゴム板４（第１弾性部材、仕切り部材）と、継手管３Ａ、３Ｂ同士を連結させた状態で両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５（流体）とから構成されている。
【００１２】
ここで、継手管３、３は本発明の第１部材及び第２部材に相当する。
継手管３は、鋼管矢板２の外径より小径の円形鋼管をなし、その管軸方向に沿って長さ方向全体にわたって延在するスリット３ａが形成されている。スリット３ａの幅寸法（開口寸法）は、継手管３の厚さ寸法より大きい寸法となっている。そして、継手管３の外周面３ｂには、防食被覆などが施されている。
つまり、隣り合う鋼管矢板２、２同士は、一方の継手管３のスリット３ａに、他方の継手管３の一部を嵌合させるようにして連結された状態となっている。そして、継手管３Ａ、３Ｂ同士が連結された状態で、一方の継手管３の外周面３ｂと他方の継手管３のスリット３ａとの間には、隙間Ｓが生じた状態となっている。
【００１３】
止水ゴム板４は、継手管３の管軸方向に細長い形状をなし、例えば天然ゴムなどの材料が使用され、十分な剛性と弾性力とを有している。止水ゴム板４として、その硬さが例えば、ＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格で規定される６０〜８０のものを使用することができる。
ここで、図３は、図２の紙面に向かって上方に位置する一方の止水ゴム板４を示している。
そして、図３に示すように、止水ゴム板４は、一端４ａが一方の継手管３Ａの外周面３ｂに固定され、止水ゴム板４の他端４ｂが止水ゴム板４より柔軟性が大きい軟質ゴム板６（第２弾性部材）を介して他方の継手管３Ｂの外周面３ｂに弾性力によって押圧した状態で当接している。つまり、本継手構造１では、継手管３Ａ、３Ｂ同士が連結された状態で、２箇所の隙間Ｓ、Ｓを各継手管３Ａ、３Ｂの外側から塞ぐようにして止水ゴム板４が固定された構成となっている。
なお、図１で示される止水ゴム板４は、図２の紙面に向かって下方に位置するものであり、その一端４ａが符号３Ｂの継手管に固定され、他端４ｂが符号３Ａの継手管に軟質ゴム板６を介して当接している。
【００１４】
ここで、本発明の「当接構造」とは、一対の継手管３Ａ、３Ｂと、軟質ゴム板６を介して設けられる止水ゴム板４とから構成される構造に相当する。また、「仕切り構造」とは、一対の継手管３Ａ、３Ｂと、軟質ゴム板６を介して設けられる止水ゴム板４と、両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５から構成される構造に相当する。
【００１５】
また、図３に示すように、止水ゴム板４の一端４ａには、厚さ方向に貫通する貫通孔４ｃが形成されている。そして、この貫通孔４ｃ内には、硬化性接着剤４Ａが充填されている。つまり、硬化性接着剤４Ａは、貫通孔４ｃに充填されると、所定時間後に硬化し、継手管３Ａの外周面３ｂに接着し、止水ゴム板４と継手管３とを固定させる構成をなしている。
ここで、硬化性接着剤４Ａとして、エポキシ系の材料、例えば「トーホーダイト（登録商標）ＣＦ５Ｐ」や「トーホーダイト（登録商標）ＡＣ４０６Ｔ」（東邦アーステック社製）などを採用することができる。このような硬化性接着剤４Ａは、防食塗装などの表面の被覆の有無に関係なく、硬い部材（本実施の形態では継手管３が対象）に対する接着性が高い性質となっている。
【００１６】
貫通孔４ｃの軸方向両端部（止水ゴム板４の外面４ｄ側、固定面４ｅ側）には、貫通孔４ｃを拡径するようにテーパ状に形成されている。これにより貫通孔４ｃに充填された硬化性接着剤４Ａの硬化形状がボルト形状となり、止水ゴム板４を継手管３Ａに押さえ付ける作用をなすことから、より強固に止水ゴム板４が固定されることになる。
なお、貫通孔４ｃは、止水ゴム板４の長手方向に所定間隔を持って複数設けられているが、大きさ、形状及び数量等は任意とされ、継手管３内に充填されるモルタル材５の側圧を受けたときにも硬化性接着剤４Ａの効果により、止水ゴム板４が継手管３から外れないように設定される。
【００１７】
図３に示す軟質ゴム板６は、厚さ方向に弾性変形可能な平板状をなし、止水ゴム板４より柔らかい材料、例えばＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格で規定される硬さで２０〜５０をなす材料が採用されている。この軟質ゴム板６の一端面６ａが止水ゴム板４の固定面４ｅに例えば接着剤などの固着手段によって固定されている。そして、軟質ゴム板６の他端面６ｂは、継手管３の外周面３ｂに面接触の状態で当接している。具体的に、軟質ゴム板６は、止水ゴム板４の押圧力によって厚さ方向に圧縮された状態となっている。
【００１８】
ここで、上述した継手構造１による鋼管矢板２の施工方法について説明しておく。
先ず、図１に示すように、鋼管矢板２の連結側の周面に止水ゴム板４の一端４ａを硬化性接着剤４Ａによって固定させた状態で継手管３、３を取り付けておく。そして、先行して打設された鋼管矢板２の継手管３（例えば符号３Ａとする）に対して、次に打設する鋼管矢板２の継手管３Ｂをそれぞれのスリット３ａ、３ａ同士を嵌合させるようにして地盤中に打設する。このとき、嵌合された状態の一対の継手管３Ａ、３Ｂは、スリット３ａ、３ａの箇所に形成される隙間Ｓ、Ｓが止水ゴム板４、４によって仕切られてなる仕切り構造が構築された状態となっている。
【００１９】
その後、各継手管３Ａ、３Ｂ内の土砂を取り除くとともに清掃を行い、継手管３Ａ、３Ｂ内にモルタル５を充填して鋼管矢板２を構築する。このように、本継手構造１では、継手管３、３同士を水中溶接するような施工が不要となるため、現場における施工を簡略化させることができ、作業時間を短縮できる施工を実施することができる。
【００２０】
次に、上述した継手構造１の作用について図面に基づいて説明する。
図３に示すように、止水ゴム板４が押圧した状態で軟質ゴム板６を介して継手管３Ｂに当接していることから、軟質ゴム板６は圧縮された状態となっている。そして、図４に示すように、止水ゴム板４の他端４ｂが軟質ゴム板６を押圧させる方向と反対方向（矢印Ｅ方向）に変形したとき、止水ゴム板４の変形とともに軟質ゴム板６もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、止水ゴム板４と継手管３Ｂとの部材間は軟質ゴム板６によって塞がれた状態となる。
そのため、止水ゴム板４と継手管３Ｂとの部材間に隙間が形成されることを抑制することができ、モルタル材５が止水ゴム板４を挟んで反対側（外側）に漏出することを防ぐことができる。
【００２１】
（試験例）
次に、上述した継手構造１の止水状態を確認した試験について図５及び図６などに基づいて説明する。
図５に示すように、本試験では、止水ゴム板４の耐圧性能を確認し、止水ゴム板４と継手管３との部材間の止水効果を確認するものであって、止水ゴム板４と継手管３（３Ｂ）との間に軟質ゴム板６を設ける場合（実施例）による試験と、図示しないが軟質ゴム板６を設けない場合（比較例）による試験とを実施した。
【００２２】
本試験で使用する継手構造１は、長さ寸法（図１に示す継手管３の軸方向に延びる長さ寸法に相当）が１．７ｍの継手管３Ａ、３Ｂを使用し、継手管３Ａ、３Ｂの連結部に止水ゴム板４を固定させている。止水ゴム板４は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格に基づく硬さ６５、厚さ寸法１７ｍｍのものを使用した。そして、止水ゴム板４の固定は、本試験では上述したような硬化性接着剤４Ａ（図３参照）を用いずに、止水ゴム板４の一端を固定板７で継手管３に対して押さえ付けた状態で押さえボルト８によって固定させた固定手段とした。
軟質ゴム板６は、止水ゴム板４より柔らかくＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格に基づく硬さ２０〜５０の範囲のものを使用している。
【００２３】
試験方法は、継手管３、３の内部に標準配合のモルタル材５（フロー値はＪＰロートで２１秒、骨材は粗粒率１．８６の中目洗砂）を充填しながら加圧し、止水ゴム板４が受けるモルタル５による側圧（以下、モルタル側圧という）及びそのときの変位を計測した。
そして、変位測定点は、止水ゴム板４の中央部（両継手管３Ａ、３Ｂに接していない部分）に位置する中央部測定点Ｐ１と、止水ゴム板４における非固定状態をなす他端４ｂに位置する端部測定点Ｐ２との二点とした。また、圧力測定点Ｐ３は、止水ゴム板４の固定面４ｅの中央部の固定面４ｅとした。
【００２４】
図６（ａ）に示す試験結果は中央部測定点Ｐ１における止水ゴム板４の変位とモルタル側圧との関係を示し、図６（ｂ）に示す試験結果は端部測定点Ｐ２における止水ゴム板４の変位とモルタル側圧との関係を示したものである。そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示す○印の点が実施例を示し、×印の点が比較例を示したものである。
【００２５】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、軟質ゴム板６を設けていない比較例では、中央部測定点Ｐ１および端部測定点Ｐ２共に、おおむね１．５ｍｍの変位となったときに（図６（ａ）に示すＴ１、図６（ｂ）に示すＴ３）、モルタル側圧が低下することからモルタル材５が漏出していることが確認できる。すなわち、止水ゴム板４と継手鋼管３Ｂとの部材間に隙間が生じることがわかる。そして、漏出時におけるモルタル側圧、すなわち止水ゴム板４の耐圧は０．０７〜０．０８ＭＰａ程度となっている。なお、このとき漏出したモルタル材骨材は１．１８ｍｍのふるい透過率が９６％以上を有するものであった。
【００２６】
これに対して、軟質ゴム板６を設けた実施例では、中央部測定点Ｐ１において略３．７ｍｍの変位のとき（図６（ａ）に示すＴ２）にモルタル材５が漏出し、端部測定点Ｐ２において略６．２ｍｍの変位のとき（図６（ｂ）に示すＴ４）にモルタル材５が漏出し、モルタル側圧が低下することから、モルタルが漏出することが確認できる。そして、漏出時におけるモルタル側圧、すなわち止水ゴム板４の耐圧は０．１１ＭＰａ程度となっている。
このように、本試験結果より、軟質ゴム板６を設けた実施例の場合には、端部測定点Ｐ２において、６ｍｍ程度までの変位に耐えることができ、比較例と比べて大きなモルタル側圧に耐えられることから、止水効果を向上させることができるものといえる。
【００２７】
上述のように本実施の形態による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造では、止水ゴム板４における軟質ゴム板６を押圧させる方向の面側にモルタル材５が充填され、そのモルタル材５の圧力によって止水ゴム板４が前記押圧させる方向と反対側に変形しても、止水ゴム板４の変形とともに軟質ゴム板６もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、止水ゴム板４と継手管３との部材間が軟質ゴム板６によって塞がれて隙間が生じることを抑制することができる。
したがって、止水ゴム板４と継手管３とから構成される当接構造の耐圧性を向上させ、モルタル材５が止水ゴム板４の外側に漏出することを防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。
しかも、従来のように止水ゴム板４と継手管３との部材間に隙間を生じさせないようにするために、止水ゴム板の厚さ寸法を大きくして剛性を高める必要がないので、部材コストの低減を図ることができる。
【００２８】
以上、本発明による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では止水ゴム板４の他端４ｂに軟質ゴム板６を設けているが、これに限定されることはなく、例えば内部に微細な孔を有するスポンジ状の発泡樹脂体であってもよい。要は、止水ゴム板４の押圧力によって圧縮変形が可能であって、止水ゴム板４よりも柔軟な材料であればよいのである。
【００２９】
また、本実施の形態では止水ゴム板４の他端４ｂの固定面４ｅに軟質ゴム板６が固定され、軟質ゴム板６と継手管３の外周面３ｂとの間が非固定状態をなす構造となっているが、軟質ゴム板６と継手管３とを固定し、軟質ゴム板６と止水ゴム板４との間を固定させない構造であってもよい。この場合、止水ゴム板４が継手管３内に充填されるモルタル材５の側圧を受けて変形し、止水ゴム板４の他端４ｂと継手管３との間の寸法が大きくなっても、圧縮状態の軟質ゴム板６の圧縮変形が戻る方向に作用して拡大し、止水ゴム板４と継手管３とに接した状態となるため、本実施の形態と同様にモルタル材５が継手管３の外部に漏出することを防ぐことができるといった効果を奏する。
【００３０】
そして、本実施の形態では止水ゴム板４の一端４ａを硬化性接着剤４Ａによって継手管３に固定させた構造としているが、このような固定手段に制限されることはなく、例えばボルト等を用いて固定させてもかまわない。
さらに、本実施の形態では橋脚基礎を対象とし、鋼管矢板２を接続するための継手管３、３同士を連結する継手構造１に適用しているが、このような用途に限らず、また建設工事に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態による鋼管矢板の継手構造を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１に示す継手構造のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示した継手構造の部分拡大図である。
【図４】止水ゴム板が継手管内部に充填されたモルタル材によって側圧を受けた状態を示す図である。
【図５】試験例による継手管と止水ゴム板との取り付け状態を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 継手構造
２ 鋼管矢板
３、３Ａ、３Ｂ 継手管
４ 止水ゴム板（第１弾性部材、仕切り部材）
４ａ 一端
４ｂ 他端
５ モルタル材（流体）
６ 軟質ゴム板（第２弾性部材）
Ｓ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川、港湾における締切工のように鋼管矢板の用途が仮設工事である場合、複数の鋼管矢板を連結配置させ、その鋼管矢板同士の連結部をなす継手管内に袋体（グラウトジャケット等）を入れてその中にモルタルを充填する方法により施工されている。一方、鋼管矢板を橋脚基礎、すなわち本設構造物として構築する場合には、隣接する鋼管矢板同士の継手部分に確実にモルタルを充填させる必要があり、上述したようなグラウトジャケットではモルタルと継手鋼管との付着を阻害してしまうことから一般的には使用されていない。そのため、この場合には、継手部分に直接モルタルを充填して鋼管矢板同士を連結する方法が行われている。
【０００３】
ところで、継手管は、円筒形状をなし、その管軸方向にスリットが形成されてなり、互いのスリット同士を嵌め合わせることで連結する構造である。そして、連結した継手管のスリット部には隙間が生じるため、モルタルの充填前に、その隙間を外側から塞ぐように、鉄板やゴム部材などの止水板を溶接やボルトなどによって取り付ける作業が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、鋼管矢板の継手管のスリット部付近にボルト孔を開け、同様に鉄板やゴム板などの止水板にもボルト孔を形成させ、両部材（継手管、止水板）をボルトで固定する構造について開示したものである。
【特許文献１】特開２００２−１０５９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の鋼管矢板の継手構造では以下のような問題があった。
すなわち、継手管の内部に充填したモルタルの側圧を受けてゴム板（止水板）が変形すると、継手管とゴム板との部材間に隙間が生じ、モルタルが継手管の外部に漏出するといった問題があった。また、その隙間が生じないようにするためには、ゴム板の厚さ寸法を大きくすることでゴム板の剛性を高めて変形を小さくすることが考えられるが、ゴム板の部材コストが増加するといった欠点があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低コストな構造によって部材間に隙間が生じることを抑制することで、止水性の向上を図るようにした部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る部材間の当接構造では、一端が第１部材に固定されるとともに、他端が第２部材の表面を弾性力により押圧させる第１弾性部材と、第１弾性部材と第２部材との部材間に配置されていて、第１弾性部材及び第２部材のいずれか一方に取り付けられた第１弾性部材よりも柔軟性が大きい第２弾性部材とを備え、第１弾性部材は、第２弾性部材を介して第２部材に当接されていることを特徴としている。
また、本発明に係る当接構造を有する仕切り構造では、第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填され、第１弾性部材が仕切り部材として用いられることを特徴としている。
本発明では、第１弾性部材がその弾性力によって押圧した状態で第２弾性部材を介して第２部材に当接していることから、第２弾性部材は圧縮された状態となっている。そして、第１弾性部材の他端が第２弾性部材を押圧させる方向と反対方向（外側）に変形したとき、第１弾性部材の変形とともに第２弾性部材もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、第１弾性部材と第２部材との部材間は第２弾性部材によって塞がれた状態となる。そのため、第１弾性部材と第２部材との間に隙間が形成されることを抑制することができる。すなわち、例えば第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填されている場合に、その流体の圧力を受けて第１弾性部材の他端が外側に変形しても、第２弾性部材によって第１弾性部材と第２部材との部材間が塞がれているので、流体が第１弾性部材を挟んで反対側（外側）に漏出することを防ぐことができる。
【０００７】
また、本発明に係る当接構造を有する仕切り構造では、流体は、モルタルであることが好ましい。
本発明では、例えば基礎工事などで鋼管矢板同士の連結に継手管を使用する場合であって、その継手管内にモルタルを充填するする工事に採用することができる。すなわち、連結する継手管の一方に第１弾性部材の一端を固定し、継手管の他方に第１弾性部材を第２弾性部材を介して押圧させた状態で当接させることで、継手管内に充填するモルタルが継手管の外部に漏出することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造によれば、例えば第１弾性部材における第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填される場合に、その流体の圧力によって第１弾性部材が前記押圧させる方向と反対側に変形しても、第１弾性部材の変形とともに第２弾性部材もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、第１弾性部材と第２部材との部材間が第２弾性部材によって塞がれて隙間が生じることを抑制することができる。したがって、第１弾性部材と第２部材とから構成される当接構造の耐圧性を向上させ、流体が第１弾性部材の外側に漏出することを防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。しかも、従来のように第１弾性部材と第２部材との部材間に隙間を生じさせないようにするために、第１弾性部材の厚さ寸法を大きくして剛性を高める必要がないので、部材コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造について、図１乃至図６に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による鋼管矢板の継手構造を示す一部破断斜視図、図２は図１に示す継手構造のＡ−Ａ線断面図、図３は図２に示した継手構造の部分拡大図、図４は止水ゴム板が継手管内部に充填されたモルタル材によって側圧を受けた状態を示す図、図５は試験例による継手管と止水ゴム板との取り付け状態を示す図、図６（ａ）、（ｂ）は試験結果を示すグラフである。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態による当接構造及び仕切り構造を有する継手構造１は、複数の鋼管矢板２、２、…を地盤中に打設して連結配置させる橋脚基礎などの建設工事に採用され、隣り合う鋼管矢板２、２同士を連結させるためのものである。
【００１１】
図１及び図２に示すように、継手構造１は、鋼管矢板２の連結側の側面に管軸方向に沿って設けられた継手管３、３（３Ａ、３Ｂ）と、連結される一対の継手管３Ａ、３Ｂ同士によって生じる二箇所の連結部（後述するが、継手管３のスリット３ａに生じている隙間Ｓ）に設けられた止水ゴム板４（第１弾性部材、仕切り部材）と、継手管３Ａ、３Ｂ同士を連結させた状態で両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５（流体）とから構成されている。
【００１２】
ここで、継手管３、３は本発明の第１部材及び第２部材に相当する。
継手管３は、鋼管矢板２の外径より小径の円形鋼管をなし、その管軸方向に沿って長さ方向全体にわたって延在するスリット３ａが形成されている。スリット３ａの幅寸法（開口寸法）は、継手管３の厚さ寸法より大きい寸法となっている。そして、継手管３の外周面３ｂには、防食被覆などが施されている。
つまり、隣り合う鋼管矢板２、２同士は、一方の継手管３のスリット３ａに、他方の継手管３の一部を嵌合させるようにして連結された状態となっている。そして、継手管３Ａ、３Ｂ同士が連結された状態で、一方の継手管３の外周面３ｂと他方の継手管３のスリット３ａとの間には、隙間Ｓが生じた状態となっている。
【００１３】
止水ゴム板４は、継手管３の管軸方向に細長い形状をなし、例えば天然ゴムなどの材料が使用され、十分な剛性と弾性力とを有している。止水ゴム板４として、その硬さが例えば、ＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格で規定される６０〜８０のものを使用することができる。
ここで、図３は、図２の紙面に向かって上方に位置する一方の止水ゴム板４を示している。
そして、図３に示すように、止水ゴム板４は、一端４ａが一方の継手管３Ａの外周面３ｂに固定され、止水ゴム板４の他端４ｂが止水ゴム板４より柔軟性が大きい軟質ゴム板６（第２弾性部材）を介して他方の継手管３Ｂの外周面３ｂに弾性力によって押圧した状態で当接している。つまり、本継手構造１では、継手管３Ａ、３Ｂ同士が連結された状態で、２箇所の隙間Ｓ、Ｓを各継手管３Ａ、３Ｂの外側から塞ぐようにして止水ゴム板４が固定された構成となっている。
なお、図１で示される止水ゴム板４は、図２の紙面に向かって下方に位置するものであり、その一端４ａが符号３Ｂの継手管に固定され、他端４ｂが符号３Ａの継手管に軟質ゴム板６を介して当接している。
【００１４】
ここで、本発明の「当接構造」とは、一対の継手管３Ａ、３Ｂと、軟質ゴム板６を介して設けられる止水ゴム板４とから構成される構造に相当する。また、「仕切り構造」とは、一対の継手管３Ａ、３Ｂと、軟質ゴム板６を介して設けられる止水ゴム板４と、両継手管３Ａ、３Ｂ内に充填されるモルタル材５から構成される構造に相当する。
【００１５】
また、図３に示すように、止水ゴム板４の一端４ａには、厚さ方向に貫通する貫通孔４ｃが形成されている。そして、この貫通孔４ｃ内には、硬化性接着剤４Ａが充填されている。つまり、硬化性接着剤４Ａは、貫通孔４ｃに充填されると、所定時間後に硬化し、継手管３Ａの外周面３ｂに接着し、止水ゴム板４と継手管３とを固定させる構成をなしている。
ここで、硬化性接着剤４Ａとして、エポキシ系の材料、例えば「トーホーダイト（登録商標）ＣＦ５Ｐ」や「トーホーダイト（登録商標）ＡＣ４０６Ｔ」（東邦アーステック社製）などを採用することができる。このような硬化性接着剤４Ａは、防食塗装などの表面の被覆の有無に関係なく、硬い部材（本実施の形態では継手管３が対象）に対する接着性が高い性質となっている。
【００１６】
貫通孔４ｃの軸方向両端部（止水ゴム板４の外面４ｄ側、固定面４ｅ側）には、貫通孔４ｃを拡径するようにテーパ状に形成されている。これにより貫通孔４ｃに充填された硬化性接着剤４Ａの硬化形状がボルト形状となり、止水ゴム板４を継手管３Ａに押さえ付ける作用をなすことから、より強固に止水ゴム板４が固定されることになる。
なお、貫通孔４ｃは、止水ゴム板４の長手方向に所定間隔を持って複数設けられているが、大きさ、形状及び数量等は任意とされ、継手管３内に充填されるモルタル材５の側圧を受けたときにも硬化性接着剤４Ａの効果により、止水ゴム板４が継手管３から外れないように設定される。
【００１７】
図３に示す軟質ゴム板６は、厚さ方向に弾性変形可能な平板状をなし、止水ゴム板４より柔らかい材料、例えばＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格で規定される硬さで２０〜５０をなす材料が採用されている。この軟質ゴム板６の一端面６ａが止水ゴム板４の固定面４ｅに例えば接着剤などの固着手段によって固定されている。そして、軟質ゴム板６の他端面６ｂは、継手管３の外周面３ｂに面接触の状態で当接している。具体的に、軟質ゴム板６は、止水ゴム板４の押圧力によって厚さ方向に圧縮された状態となっている。
【００１８】
ここで、上述した継手構造１による鋼管矢板２の施工方法について説明しておく。
先ず、図１に示すように、鋼管矢板２の連結側の周面に止水ゴム板４の一端４ａを硬化性接着剤４Ａによって固定させた状態で継手管３、３を取り付けておく。そして、先行して打設された鋼管矢板２の継手管３（例えば符号３Ａとする）に対して、次に打設する鋼管矢板２の継手管３Ｂをそれぞれのスリット３ａ、３ａ同士を嵌合させるようにして地盤中に打設する。このとき、嵌合された状態の一対の継手管３Ａ、３Ｂは、スリット３ａ、３ａの箇所に形成される隙間Ｓ、Ｓが止水ゴム板４、４によって仕切られてなる仕切り構造が構築された状態となっている。
【００１９】
その後、各継手管３Ａ、３Ｂ内の土砂を取り除くとともに清掃を行い、継手管３Ａ、３Ｂ内にモルタル５を充填して鋼管矢板２を構築する。このように、本継手構造１では、継手管３、３同士を水中溶接するような施工が不要となるため、現場における施工を簡略化させることができ、作業時間を短縮できる施工を実施することができる。
【００２０】
次に、上述した継手構造１の作用について図面に基づいて説明する。
図３に示すように、止水ゴム板４が押圧した状態で軟質ゴム板６を介して継手管３Ｂに当接していることから、軟質ゴム板６は圧縮された状態となっている。そして、図４に示すように、止水ゴム板４の他端４ｂが軟質ゴム板６を押圧させる方向と反対方向（矢印Ｅ方向）に変形したとき、止水ゴム板４の変形とともに軟質ゴム板６もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、止水ゴム板４と継手管３Ｂとの部材間は軟質ゴム板６によって塞がれた状態となる。
そのため、止水ゴム板４と継手管３Ｂとの部材間に隙間が形成されることを抑制することができ、モルタル材５が止水ゴム板４を挟んで反対側（外側）に漏出することを防ぐことができる。
【００２１】
（試験例）
次に、上述した継手構造１の止水状態を確認した試験について図５及び図６などに基づいて説明する。
図５に示すように、本試験では、止水ゴム板４の耐圧性能を確認し、止水ゴム板４と継手管３との部材間の止水効果を確認するものであって、止水ゴム板４と継手管３（３Ｂ）との間に軟質ゴム板６を設ける場合（実施例）による試験と、図示しないが軟質ゴム板６を設けない場合（比較例）による試験とを実施した。
【００２２】
本試験で使用する継手構造１は、長さ寸法（図１に示す継手管３の軸方向に延びる長さ寸法に相当）が１．７ｍの継手管３Ａ、３Ｂを使用し、継手管３Ａ、３Ｂの連結部に止水ゴム板４を固定させている。止水ゴム板４は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格に基づく硬さ６５、厚さ寸法１７ｍｍのものを使用した。そして、止水ゴム板４の固定は、本試験では上述したような硬化性接着剤４Ａ（図３参照）を用いずに、止水ゴム板４の一端を固定板７で継手管３に対して押さえ付けた状態で押さえボルト８によって固定させた固定手段とした。
軟質ゴム板６は、止水ゴム板４より柔らかくＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格に基づく硬さ２０〜５０の範囲のものを使用している。
【００２３】
試験方法は、継手管３、３の内部に標準配合のモルタル材５（フロー値はＪＰロートで２１秒、骨材は粗粒率１．８６の中目洗砂）を充填しながら加圧し、止水ゴム板４が受けるモルタル５による側圧（以下、モルタル側圧という）及びそのときの変位を計測した。
そして、変位測定点は、止水ゴム板４の中央部（両継手管３Ａ、３Ｂに接していない部分）に位置する中央部測定点Ｐ１と、止水ゴム板４における非固定状態をなす他端４ｂに位置する端部測定点Ｐ２との二点とした。また、圧力測定点Ｐ３は、止水ゴム板４の固定面４ｅの中央部の固定面４ｅとした。
【００２４】
図６（ａ）に示す試験結果は中央部測定点Ｐ１における止水ゴム板４の変位とモルタル側圧との関係を示し、図６（ｂ）に示す試験結果は端部測定点Ｐ２における止水ゴム板４の変位とモルタル側圧との関係を示したものである。そして、図６（ａ）及び（ｂ）に示す○印の点が実施例を示し、×印の点が比較例を示したものである。
【００２５】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、軟質ゴム板６を設けていない比較例では、中央部測定点Ｐ１および端部測定点Ｐ２共に、おおむね１．５ｍｍの変位となったときに（図６（ａ）に示すＴ１、図６（ｂ）に示すＴ３）、モルタル側圧が低下することからモルタル材５が漏出していることが確認できる。すなわち、止水ゴム板４と継手鋼管３Ｂとの部材間に隙間が生じることがわかる。そして、漏出時におけるモルタル側圧、すなわち止水ゴム板４の耐圧は０．０７〜０．０８ＭＰａ程度となっている。なお、このとき漏出したモルタル材骨材は１．１８ｍｍのふるい透過率が９６％以上を有するものであった。
【００２６】
これに対して、軟質ゴム板６を設けた実施例では、中央部測定点Ｐ１において略３．７ｍｍの変位のとき（図６（ａ）に示すＴ２）にモルタル材５が漏出し、端部測定点Ｐ２において略６．２ｍｍの変位のとき（図６（ｂ）に示すＴ４）にモルタル材５が漏出し、モルタル側圧が低下することから、モルタルが漏出することが確認できる。そして、漏出時におけるモルタル側圧、すなわち止水ゴム板４の耐圧は０．１１ＭＰａ程度となっている。
このように、本試験結果より、軟質ゴム板６を設けた実施例の場合には、端部測定点Ｐ２において、６ｍｍ程度までの変位に耐えることができ、比較例と比べて大きなモルタル側圧に耐えられることから、止水効果を向上させることができるものといえる。
【００２７】
上述のように本実施の形態による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造では、止水ゴム板４における軟質ゴム板６を押圧させる方向の面側にモルタル材５が充填され、そのモルタル材５の圧力によって止水ゴム板４が前記押圧させる方向と反対側に変形しても、止水ゴム板４の変形とともに軟質ゴム板６もその圧縮変形が戻る方向に作用して拡大するため、止水ゴム板４と継手管３との部材間が軟質ゴム板６によって塞がれて隙間が生じることを抑制することができる。
したがって、止水ゴム板４と継手管３とから構成される当接構造の耐圧性を向上させ、モルタル材５が止水ゴム板４の外側に漏出することを防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。
しかも、従来のように止水ゴム板４と継手管３との部材間に隙間を生じさせないようにするために、止水ゴム板の厚さ寸法を大きくして剛性を高める必要がないので、部材コストの低減を図ることができる。
【００２８】
以上、本発明による部材間の当接構造及びこれを有する仕切り構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では止水ゴム板４の他端４ｂに軟質ゴム板６を設けているが、これに限定されることはなく、例えば内部に微細な孔を有するスポンジ状の発泡樹脂体であってもよい。要は、止水ゴム板４の押圧力によって圧縮変形が可能であって、止水ゴム板４よりも柔軟な材料であればよいのである。
【００２９】
また、本実施の形態では止水ゴム板４の他端４ｂの固定面４ｅに軟質ゴム板６が固定され、軟質ゴム板６と継手管３の外周面３ｂとの間が非固定状態をなす構造となっているが、軟質ゴム板６と継手管３とを固定し、軟質ゴム板６と止水ゴム板４との間を固定させない構造であってもよい。この場合、止水ゴム板４が継手管３内に充填されるモルタル材５の側圧を受けて変形し、止水ゴム板４の他端４ｂと継手管３との間の寸法が大きくなっても、圧縮状態の軟質ゴム板６の圧縮変形が戻る方向に作用して拡大し、止水ゴム板４と継手管３とに接した状態となるため、本実施の形態と同様にモルタル材５が継手管３の外部に漏出することを防ぐことができるといった効果を奏する。
【００３０】
そして、本実施の形態では止水ゴム板４の一端４ａを硬化性接着剤４Ａによって継手管３に固定させた構造としているが、このような固定手段に制限されることはなく、例えばボルト等を用いて固定させてもかまわない。
さらに、本実施の形態では橋脚基礎を対象とし、鋼管矢板２を接続するための継手管３、３同士を連結する継手構造１に適用しているが、このような用途に限らず、また建設工事に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態による鋼管矢板の継手構造を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１に示す継手構造のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示した継手構造の部分拡大図である。
【図４】止水ゴム板が継手管内部に充填されたモルタル材によって側圧を受けた状態を示す図である。
【図５】試験例による継手管と止水ゴム板との取り付け状態を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 継手構造
２ 鋼管矢板
３、３Ａ、３Ｂ 継手管
４ 止水ゴム板（第１弾性部材、仕切り部材）
４ａ 一端
４ｂ 他端
５ モルタル材（流体）
６ 軟質ゴム板（第２弾性部材）
Ｓ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が第１部材に固定されるとともに、他端が第２部材の表面を弾性力により押圧させる第１弾性部材と、
前記第１弾性部材と前記第２部材との部材間に配置されていて、前記第１弾性部材及び前記第２部材のいずれか一方に取り付けられた前記第１弾性部材よりも柔軟性が大きい第２弾性部材と、
を備え、
前記第１弾性部材は、前記第２弾性部材を介して前記第２部材に当接されていることを特徴とする部材間の当接構造。
【請求項２】
請求項１に記載の当接構造を有する仕切り構造であって、
前記第１弾性部材における前記第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填され、
前記第１弾性部材が仕切り部材として用いられることを特徴とする当接構造を有する仕切り構造。
【請求項３】
前記流体は、モルタルであることを特徴とする請求項２に記載の当接構造を有する仕切り構造。
【請求項１】
一端が第１部材に固定されるとともに、他端が第２部材の表面を弾性力により押圧させる第１弾性部材と、
前記第１弾性部材と前記第２部材との部材間に配置されていて、前記第１弾性部材及び前記第２部材のいずれか一方に取り付けられた前記第１弾性部材よりも柔軟性が大きい第２弾性部材と、
を備え、
前記第１弾性部材は、前記第２弾性部材を介して前記第２部材に当接されていることを特徴とする部材間の当接構造。
【請求項２】
請求項１に記載の当接構造を有する仕切り構造であって、
前記第１弾性部材における前記第２弾性部材を押圧させる方向の面側に流体が充填され、
前記第１弾性部材が仕切り部材として用いられることを特徴とする当接構造を有する仕切り構造。
【請求項３】
前記流体は、モルタルであることを特徴とする請求項２に記載の当接構造を有する仕切り構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３０８９５９（Ｐ２００８−３０８９５９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６０３７３（Ｐ２００７−１６０３７３）
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１９６６２４）西武ポリマ化成株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１９６６２４）西武ポリマ化成株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]