鋼殻構造物への被覆板取付構造

【課題】各種の沈埋トンネル、特にトンネル内面に鋼殻を有する鋼殻沈埋トンネル等の鋼殻構造物に耐火板等の被覆板を簡単・確実に、しかも耐久性よく取付けることのできる被覆板取付構造を提供する。
【解決手段】鋼殻１ａからなる構造物の内面にスタッドボルト２を取付け、そのスタッドボルト２に間隔保持金具３を取付けると共に、その間隔保持金具３を介して耐火板５等の被覆板を鋼殻内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたことを特徴とする。上記の間隔保持金具３としては、例えば断面略コ字形に屈曲形成した金属板の両端部に互いに反対方向に突出する差込片３ａ・３ｂを有する構成とし、その差込片３ａ・３ｂを、上記耐火板５等の被覆板に取付けた係止金具６と被覆板との間に形成されるスリット状の隙間Ｓ内に挿入して係合保持させるようにすればよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種の沈埋トンネル、特にトンネル内面に鋼殻を有する鋼殻沈埋トンネル、あるいは鋼殻を有する地下駐車場等の地下空間構造物、ＭＭＳＴ構造体、橋梁等の各種鋼殻構造物への耐火板、化粧板、内装板、等の被覆板の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種鋼殻構造物の一例である鋼殻沈埋トンネルは、所定長さの函状に形成した鋼殻内にコンクリートを充填してトンネル構造を構成したものを、海底等に順に沈下させて接続することによって長尺なトンネル空間を形成するものである。
【０００３】
この種の沈埋トンネルを耐火構造にするには、例えばトンネル内面に耐火材を設置することが考えられるが、上記のような鋼殻沈埋トンネルの鋼殻構造物には、各種の物品を取付けるような構成や配慮がなされておらず、また新たに取付ボルト用の孔を開けることも強度上好ましくない。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示すような薬剤を吹付塗装等により鋼殻（鋼板）の表面に塗布して耐火被膜を形成する方法、或いは特許文献２のように耐火板（耐火ボード）の貫通穴内に小さい金属筒体等の溶接材をセットしておき、これを鋼殻部分に溶接して耐火板を取付ける方法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記文献１のように吹付塗装等により耐火被膜を形成するものは、その被膜が厚いほど耐火性能は向上するが、１回の塗布厚さには限界があり、充分な厚みを持たせるためには何回かに分けて段階的に塗布作業を行わなければならず、施工に多大な労力と時間を要する不具合がある。また薬液の塗布作業であるため施工環境が悪化し、しかも均一な施工が難しいだけでなく、施工後長時間経過すると剥離するおそれもある。
【０００６】
一方、前記文献２のように、耐火板を、その貫通孔部分に設けた小さい金属筒体等の溶接材（溶接部）を介して鋼殻に溶接するものは、耐火材の厚さは充分に確保できるが、小さな筒体内面の溶接作業は煩雑で、しかも溶接後は上記筒体内およびその筒体を挿入した耐火板の貫通穴内には不燃材料を充填して閉塞しなければならず、作業が大変面倒である等の不具合がある。
【０００７】
さらに前記のような施工方法は、いずれも鋼殻に耐火被膜や耐火板等の耐火材を直に取付るものであるから、例えば火災発生時の熱で鋼材が伸びたり、変形したときには、耐火材が追従できずに剥離したり、割れたりして耐火性能を良好に発揮することができないおそれがある。また鋼殻構造物は、トンネル延長に際して溶接継目に不陸が生じるが、それが耐火材の表面にまで波及したり、上記の不陸によって耐火材を安定性よく取付けるのが困難になる等の問題があった。
【０００８】
こうした問題は、同種の鋼殻構造物、例えば、鋼殻を有する地下駐車場等の地下空間構造物や、ＭＭＳＴ（小断面の鋼殻コンクリート構造を複数並べて地中に推進させその真ん中を掘り抜いて供用空間にする工法）構造体や、同じく鋼殻コンクリートからなる橋梁等、各種の鋼殻構造物全般において、耐火板に限らず内装板、化粧版等の被覆板を取付けようとすると、全く同種の問題が生じる。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−７４４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６９０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、鋼殻沈埋トンネル等の鋼殻構造物においても、耐火板等の被覆板を簡単・確実に、しかも耐久性よく取付けることのできる被覆板取付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】
【００１１】
上記の目的を達成するために本発明による鋼殻構造物への被覆板取付構造は、以下の構成としたものである。即ち、鋼殻からなる構造物の内面にスタッドボルトを取付け、そのスタッドボルトに互いに反対方向に突出する差込片を有する間隔保持金具を取付け、その間隔保持金具に、耐火等の被覆板に設けた係止金具を係合させることによって上記被覆板を鋼殻構造内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、トンネル内面等の鋼殻内面にスタッドボルトを溶接等の手段により取付けて、そのスタッドボルトに間隔保持金具を取付けると共に、その間隔保持金具を介して耐火板等の被覆板を鋼殻内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたから、鋼殻内面に不陸や凹凸等があっも被覆板を簡単・確実に取付けることができる。また例えば火災発生時の熱で鋼殻が膨張収縮したり変形しても被覆板の取付状態、即ち初期性能を良好に且つ安定性よく維持することができる。さらに上記スタッドボルトは鋼殻の内面に溶接や銃打ち等で簡単に取付けることができるので作業性がよく、容易・安価に施工できる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を鋼殻構造物である鋼殻沈埋トンネルの内面に被覆板として耐火板を取付ける場合を例にして図に示す実施形態の基づいて具体的に説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明による被覆板取付構造を適用した鋼殻沈埋トンネルの縦断面図、同図（ｂ）は（ａ）における鎖線部ｂの拡大図、同図（ｃ）は（ｂ）の鎖線部ｃの拡大図、図２（ａ）は図１（ｃ）の更に一部の拡大図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ横断平面図、図３は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図４および図５はそれぞれ図２（ａ）および図３の一部の拡大図である。
【００１５】
図において、１は鋼殻構造物である鋼殻沈埋トンネルで、函状に形成した鋼殻１ａ内にコンクリート１ｂを充填してトンネル構造に形成したもので、図の場合は内部に大小５つのトンネル空間Ｔが形成され、そのトンネル内面すなわち各トンネル空間Ｔの内面には上記鋼殻１ａが露出した状態にある。その鋼殻１ａの内面側の所定位置にスタッドボルト２を溶接等で取付け、そのスタッドボルト２に間隔保持金具３をナット４で取付けると共に、その間隔保持金具３を介して耐火板５を上記鋼殻１ａの内面に所定の間隔をおいて取付けた構成である。
【００１６】
上記スタッドボルト２の材質や構成および鋼殻１ａに対する取付け方法等は適宜であるが、本実施形態においては図６に示すように鋼材等の金属よりなる全ねじボルトが用いられ、その一端を同図（ａ）のように鋼殻１ａの内面に略垂直に突き付けた状態で両者間にアークを発生させてスタッド溶接Ｗしたものである。なお、上記のような溶接に換えて強力な接着剤等でスタッドボルト２を取付けてもよく、或いは同図（ｂ）のように予め鋼殻表面にポンチ等により打点した位置Ｐに、先端に突起２ａを有するスタッドボルト２を銃等で打込んで取付けてもよい。また例えば同図（ｃ）のように鋼殻表面に形成した雌ねじ孔ｈにスタッドボルト２をねじ込むようにしてもよく、その場合、上記雌ねじ孔ｈは図のように鋼殻１ａを貫通しないようにすると、鋼殻内への雨水等の浸入を防止することができる。
【００１７】
前記の間隔保持部材３は、本実施形態においては図４および図７に示すように断面略コ字形に形成した金属板の両端部に、互いに反対方向（離間する方向）に突出する差込片３ａ・３ｂを一体に設けた構成であり、図の場合は、その差込片３ａ・３ｂの突出長さを異ならせたが同じ長さに形成してもよい。
【００１８】
図７において、３ｈは上記間隔保持部材３の基部に設けた取付孔で、その取付孔３ｈにスタッドボルト２を挿通すると共に、そのスタッドボルト２にねじ込んだナット４と鋼殻１ａとの間に上記間隔保持部材３の基部を挟んで締め付け固定する構成である。なお、上記取付孔３ｈは長孔状に形成され、それによって該長孔の範囲内で鋼殻１ａに対する間隔保持金具３の取付け位置を任意に調整できるように構成されている。
【００１９】
上記の間隔保持部材３を介して鋼殻１ａの内面に取付ける耐火板５の材質は適宜であるが、例えば珪酸カルシウム板またはセラミック系の板材等を用いることができる。また上記耐火板５の大きさ形状等も適宜であり、本実施形態においては、図２（ｂ）に示すようにトンネル周方向（図２で左右方向）よりもトンネル長手方向（図２（ａ）で前後方向）に長い長方形状に形成されている。
【００２０】
上記耐火板５の外面側（鋼殻１ａ側）には、前記の差込片３ａ・３ｂを係合させる係止金具６を設けたもので、その係止金具６は本実施形態においては長尺の金属帯板で形成され、その両端部と中間部２箇所を板状の間隔保持スペーサ６ａを介してボルト７で耐火板５に取付ける構成であり、そのボルト７は、本実施形態においては耐火板５内に予め埋設したインサートナット８にねじ込むようにしたが、耐火板５に雌ねじ孔を形成して、それに直接ボルト７をねじ込むようにしてもよい。
【００２１】
上記のように金属帯板よりなる係止金具６をスペーサ６ａを介して耐火板５に取付けることによって、上記係止金具６と耐火板５との間には、図７に示すようにスリット状の隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓ内に前記間隔保持金具３の差込片３ａ・３ｂを差し込むことによって、図４のように間隔保持金具５に係止金具６を係合保持させる構成である。
【００２２】
上記のように構成された鋼殻構造物である沈埋トンネルへの被覆板としての耐火板の取付構造を施工するに当たっては、例えば以下の要領で施工すればよく、その施工手順の一例を図８に基づいて順を追って説明する。即ち、図８（ａ）に示すように、先ず、鋼殻沈埋トンネル１の鋼殻１ａの内面にスタッドボルト２を植設するもので、その際、上記スタッドボルト２は間隔保持金具３の配置位置を考慮して所定の位置に順次溶接等で取付ければよい。
【００２３】
そのスタッドボルト２として本実施形態においては前述のように全ねじボルトを用いたもので、そのボルト２の一端を鋼殻１ａの内面に略垂直に突き付けた状態でスタッド溶接するか、或いは前記のような方法で取付ければ、鋼殻１ａの内面の所望の位置にスタッドボルト２を簡単・確実に取付けることができる。
【００２４】
次いで、上記スタッドボルト２に間隔保持金具３を取付けると共に、その間隔保持金具３を介してトンネル内面に耐火板５を順に敷設するもので、上記スタッドボルト２に間隔保持金具３を取付ける際には、その間隔保持金具３に設けた取付孔３ｈをスタッドボルト２に挿入嵌合させ、そのスタッドボルト２にナット４をねじ込んで該ナット４と鋼殻１ａとの間に間隔保持金具３の基部を挟んで締め付け固定すればよい。
【００２５】
またトンネル内面への耐火板５の敷設順序は適宜であるが、例えば前記トンネル空間Ｔの内面の通常は底面を除く左側面から上面を経て右側面の順に敷設し、これをトンネル長手方向に繰り返して行けばよい。図８（ｂ）〜（ｄ）はトンネル空間Ｔの上面を左から右に向かって順に耐火板５を敷設して行く状態を示すもので、同図（ｂ）は耐火板５の左側の端部を図に省略した間隔保持金具および係止金具等を介して鋼殻１ａの内面に取付け、その耐火板５の右側の係止金具６に差込片３ａを係合させた間隔保持金具３をスタッドボルト２にナット４で取付けた状態を表す。
【００２６】
その状態で、上記間隔保持金具３の右側の差込片３ｂに、図８（ｃ）のように次の耐火板５の左側の係止金具６を係合させると共に、その耐火板５の右側の係止金具６に次の間隔保持金具３の差込片３ａを係合させ、その間隔保持金具３を上記と同様に次のスタッドボルト２にナット４で取付ければよい。このようにしてトンネル周方向に耐火板５を順に敷設し、これをトンネル長手方向に繰り返すことによってトンネル空間Ｔの底面を除く内面全面もしくは底面を含む全面に耐火板５を敷設するものである。
【００２７】
上記のようにして断面コ字形に形成した金属板の両端部に差込片３ａ・３ｂを互いに反対方向に突出形成してなる間隔保持金具３を介して耐火板５を、トンネル内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたから、トンネル内面に不陸や凹凸等があっも耐火板を簡単・確実に取付けることができ、また例えば火災発生時の熱で鋼殻が膨張収縮したり変形しても耐火板の取付状態を良好に且つ安定性よく維持することができるものである。
【００２８】
なお、上記実施形態は、間隔保持部材３の基部を断面コ字形に形成したが、必ずしも厳密にコ字形である必要はなく、例えば図９のように角部に丸みを持たせた形状としてもよい。また間隔保持部材３の差込片３ａ、３ｂの数は適宜であり、例えば図１０のように各差込片３ａ、３ｂを各々一対ずつやや離間させて設けると共に、その各対となる差込片３ａ・３ａ、３ｂ・３ｂ間にそれぞれ押え片３ｃを一体的に設け、その対となる差込片３ａ・３ａと押え片３ｃとの間、および対となる差込片３ｂ・３ｂと押え片３ｃとの間にそれぞれ前記の係止金具６を差し込むようにすると、耐火板５をガタツキなく係合保持させることが可能となる。
【００２９】
さらに前記実施形態は、金属帯板よりなる係止金具６を板状の間隔保持スペーサ６ａを介して耐火板５に取付けるようにしたが、例えば図１１に示すように金属帯板よりなる係止金具６の耐火板５への取付部、図の場合は両端部と中間部２箇所に段差状の屈曲部６ｂを形成して、その屈曲部６ｂに挿通させたボルト７を、耐火板５に設けた前記のインサートナット８または雌ねじ孔にねじ込むようにしてもよい。
【００３０】
また前記図１に示すようなトンネル空間Ｔの横断面形状が矩形もしくは多角形状のものにあっては、その角部における耐火板５の取付構造は適宜であり、例えば図１（ｃ）の一部を拡大した図１２に示すように耐火板５と同等材料で上記角部に合わせて屈曲形成した角部用の耐火板１０等を用いるようにしてもよい。図の場合は、前記耐火板５と同材質の耐火板１１・１２を上記角部と同じ角度で連結すると共に、その連結部を補強板１３で連結補強してなる角部用の耐火板１０を鋼殻１ａの角部内面に配置し、その角部用の耐火板１０の両端部を、前記と同様の要領で鋼殻１ａに取付けた一対の間隔保持部材３の差込片３ｂで固定したものである。なお上記各間隔保持部材３の他方の差込片３ａには、それを貫通するボルト１４と一対のナット１５とで、上記角部近傍に位置する耐火板５を支持するようにしたが、前記と同様に係止金具６を介して保持するようにしてもよい。
【００３１】
また図１３は上記角部における耐火板５の他の取付構造の構成例を示すもので、前記と同様の要領で鋼殻１ａの内面に取付けた一対のスタットボルト２に、それぞれ稲妻形の取付金具１６を介して上記角部近傍に位置する耐火板５を支持させると共に、上記スタットボルト２にねじ込んだナット１７で、前記図１２と略同様に構成した角部用の耐火板１０を取付けたものである。
【００３２】
以上の実施形態は鋼殻構造物である鋼殻沈埋トンネル１に被覆板として耐火板５を取付ける場合を例にして説明したが、沈埋トンネルに限らず各種の鋼殻構造物にも適用可能であり、例えば図１４に示すような地下駐車場等の地下空間構造物１Ａや或いは図１５に示すようなＭＭＳＴ構造物１Ｂ、さらに例えば図１６に示すような鋼殻コンクリートからなる橋梁１Ｃ等にも適用できる。また耐火板に限らず各種の化粧版や内装板、その他各種の被覆板を取付ける場合にも前記と同様の要領で取付可能であり、特に鋼殻１ａに貫通する穴を開けることなく取付けるようにすると、耐久性のよい被覆板取付構造を提供できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように本発明による鋼殻構造物への被覆板取付構造は、鋼殻１ａの鋼殻内面にスタッドボルト２を溶接等で取付け、そのスタッドボルト２に間隔保持金具３を取付けると共に、その間隔保持金具３を介して耐火板５等の被覆板を鋼殻内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたから、例えば鋼殻１ａ内に被覆板取付用のインサートナットやアンカー等を埋設することが困難もしくは不可能な場合であっても耐火板５等の被覆板を簡単・確実に、しかも耐久性よく取付けることが可能となるもので、この種の鋼殻構造物への被覆板取付構造の設計の自由度や産業上の利用可能性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明による被覆板取付構造を適用した鋼殻構造物である鋼殻沈埋トンネルの縦断面図、（ｂ）は（ａ）における鎖線部ｂの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の鎖線部ｃの拡大図。
【図２】（ａ）は図１（ｃ）の更に一部の拡大図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ横断平面図。
【図３】図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】図２（ａ）の一部の拡大図。
【図５】図３の一部の拡大図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はスタットボルト取付方法の一例を示す説明図。
【図７】上記被覆板取付構造の要部の分解斜視図。
【図８】上記被覆板取付構造の施工手順の一例を示す説明図。
【図９】上記被覆板取付構造の変更例を示す要部の分解斜視図。
【図１０】上記被覆板取付構造の他の変更例を示す要部の分解斜視図。
【図１１】上記被覆板取付構造の更に他の変更例を示す要部の分解斜視図。
【図１２】図１（ｃ）における角部の拡大図。
【図１３】変更例を示す同上図。
【図１４】鋼殻構造物の他の例を示す縦断面図。
【図１５】鋼殻構造物の更に他の例を示す縦断面図。
【図１６】鋼殻構造物の更に他の例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１鋼殻沈埋トンネル（鋼殻構造物）
１ａ鋼殻
１ｂコンクリート
２スタッドボルト
３間隔保持金具
４ナット
５耐火板（被覆板）
６係止金具
６ａ間隔保持スペーサ
７ボルト
８インサートナット

【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼殻からなる構造物の内面にスタッドボルトを取付け、そのスタッドボルトに間隔保持金具を取付けると共に、その間隔保持金具を介して耐火板等の被覆板を鋼殻内面との間に所定の間隔をおいて取付け支持させるようにしたことを特徴とする鋼殻構造物への被覆板取付構造。
【請求項２】
上記間隔保持金具は互いに反対方向に突出する差込片を有し、その差込片を、上記耐火板等の被覆板に取付けた係止金具と被覆板との間に形成したスリット状の隙間内に挿入するように構成してなる請求項１記載の構造物への被覆板取付構造。

【図１】