JP5495158B2 - 鋼管コンクリート複合管 - Google Patents

Description

本発明は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリートからなるコンクリート層を備え、膨張コンクリートの膨張を外殻鋼管によって拘束することによりプレストレスを付与させた鋼管コンリート複合管に関する。

従来、外殻鋼管の内面にコンクリート層をライニングした複合管が知られており、そのコンクリート層に膨張コンクリートを使用し、外周面の外殻鋼管によって膨張コンクリートの膨張を拘束させることにより、複合管全体にプレストレスを付与したものが知られている（例えば、特許文献１）。

この種の従来の複合管にあって、推進工法に使用するものは、図３に示すように、一端に連結用小径部３を設けるとともに、他端に、外殻鋼管１の先端をコンクリート層２の端部より延長させた連結用カラー部４を設け、互いに接合しようとする複合管の一方のカラー部４内に他方の連結用小径部３を挿入することによって互いに連結するようにしている。

また、連結用カラー部４内のコンクリート層端面及び連結用小径部３の端面にはリング状の端面補強プレート５及び端面補強プレート６が内面に溶接されて固定され、端面補強プレート５と端面補強プレート６によって膨張コンクリートによるコンクリート層２の軸方向の膨張を拘束し、これによって軸方向のプレストレスが付与されるようにしている。

特開２００８−１７５３３６号公報

上述した従来の複合管は、その耐荷力を外殻鋼管の引張強度と膨張コンクリートによるプレストレス及びその引張強度に依存しており、耐圧力を高めるためには膨張コンクリートの膨張率を高めることが必要であるが、これを拘束するために外殻鋼管の厚さを大きくする必要があった。

また、膨張コンクリートによる膨張に対して必要な拘束力を得るためには、端面補強プレートと外殻鋼管との溶接部分に所定の強度が必要であった。このため、外殻鋼管に一定以上の厚さが要求されている。

これらの理由から、外柄鋼管の肉厚が決定され、全長に亘って均一な厚さの外殻鋼管が使用されていた。

しかし、近年は膨張コンクリートの膨張度合調整が可能となり、複合管の耐圧力も、設置する地中深さによって必要な値が異なり、常に高い耐圧力が要求されるものではない。にもかかわらず、耐圧力が低くてもよい場合においても、上述の如き理由から、外殻鋼管全体の肉厚が均一で、その厚さがカラーに合わせた大きいものが使用されており、このため外殻鋼管の必要厚さが、カラー厚さより小さい場合であっても製造コストが高くならざるを得ないという問題があった。

本発明はこのような従来の問題に鑑み、外殻鋼管全体の厚さを大きくすることなく、比較的低い耐圧力のものが、従来に比べて廉価にて製造できる鋼管コンクリート複合管の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、端部に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えてなる鋼管コンクリート複合管において、前記外殻鋼管を、カラー部分から前記コンクリート層の該カラー側端部外周に至る部分を他の部分よりも肉厚の大きい厚肉部としたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記厚肉部は、複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分が所望の強度を発現し、かつ端面補強プレートやこれを補強するための斜材の溶接に耐える厚さに形成されていることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２何れかの請求項の構成に加え、前記厚肉部は、これを除く外殻鋼管本体部に対して溶接によって一体化させていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１又は２何れかの請求項の構成に加え、前記厚肉部は、これを除く外殻鋼管本体部と同一の鋼管材料を加工することによって一体に備えていることにある。

本発明に係る鋼管コンクリート複合管は、外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、端部に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えてなる鋼管コンクリート複合管において、前記外殻鋼管を、カラー部分から前記コンクリート層の該カラー側端部外周に至る部分を他の部分よりも肉厚の大きい厚肉部としたことにより、端面補強プレートの溶接する部分やこれを補強するための斜材を溶接する部分、更には複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分が所望の強度が発現する構造としつつ、他の部分を設計耐圧力に見合う剛性管として充分な強度の薄肉構造とすることができ、これより必要な機能を損なうことなく、材料コストが削減でき、を従来に比べて廉価にて提供できる。

また、本発明では、前記厚肉部が、複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分が所望の強度を発現し、かつ端面補強プレートやこれを補強するための斜材の溶接に耐える厚さに形成されていることにより、外殻鋼管全体のコストを最小限に抑えることができる。

更に本発明において、前記厚肉部を、これを除く外殻鋼管本体部に対して溶接によって一体化させることにより、長尺の複合管の製造が容易となる。

また、本発明において、前記厚肉部を、これを除く外殻鋼管本体部と同一の鋼管材料を加工することによって一体に備えることにより、比較的短尺の複合管の品質を高めることができる。

本発明に係る複合管の一例を示す部分縦断面図である。 本発明に係る複合管の他の例の連結用カラー側端部を示す部分縦断面図である。 従来の複合管の一例を示す部分縦断面図である。

次に本発明の実施の形態を図示した実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明による複合管の一例を、図２は同他の例を示しており、図中符号１０は外殻鋼管であり、１１は外殻鋼管１０の内面に打設した膨張コンクリートからなるコンクリート層である。外殻鋼管１０の一端側には連結用カラー１２が備えられている。この連結用カラー１２は、外殻鋼管１０を、コンクリート層１１の端面より長く延長した形状となっており、その内部にはコンクリート層１１の端面に接したドーナツ板状の端面補強プレート１３が溶接されている。

この外殻鋼管１０は、のコンクリート層１０の連結用カラー側端部外周からカラー先端部に至る部分を、他の部分とは肉厚を大きくした厚肉部１４となっており、その厚肉部１４の長さの約半分が連結用カラー１２となっている。端部補強プレート１３は、その厚肉部１４の内周面に溶接によって一体化されている。

端部補強プレート１３の背面と、外郭鋼管内面との間には斜材１５が介在され、端部補強プレート１３の連結状態を強固にしている。この斜材１５の外殻鋼板側の端部が肉厚部１４の内面に溶接されている。

厚肉部１４は、複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分が所望の強度を発現し、かつコンクリート層１１の端面に位置する端面補強プレート１３やこれを補強するための斜材１５の溶接に耐える厚さに形成されている。

厚肉部１４の成形は、図１に示すように、外殻鋼管１０の他の部分とは別の厚肉鋼管材料を使用し、これを外殻鋼管本体部１６に溶接しても良く、また、図２に示すように外殻鋼管本体部１６部分を、厚肉部１４部分を残して、引き抜き加工や絞り加工によって肉薄に成形することによっても良い。

連結用カラー１２とは反対側の端部には、連結用小径部２０が一体に突設されている。この連結用小径部２０は、図２中仮線にて示すように連結用カラー１２内に止水用パッキン３２を介在させて挿入できる大きさの径に形成されている。この連結用小径部２０の端部は、中心方向側に曲げられて内向フランジ状の端面被覆部２１が絞り加工によって形成されている。

この連結用小径部２０に成形は、図１に示すように、別の鋼管材料によって外殻鋼管本体部１６と同径の溶接用リング状部２２とテーパ部２３とを一体に加工した別加工部材を本体部１６に溶接している。

このコンクリート層１１内には、その円弧状の内周面側に偏せた位置に外殻鋼管１０の円周方向に向けたリング状の周方向鉄筋３０及び外殻鋼管１０の長さ方向に向けた縦筋３１とからなる鉄筋籠が埋設されている。

このように構成される複合管は、コンクリート層の端部外周からカラー部先端に至る部分を厚肉部としているため、斜材の溶接や端面補強プレートの溶接部分、更には複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分のみを厚肉にすることによって、それらの機能を満たし、且つ、他の部分をこれより薄肉に形成することによって、材料コストが削減でき、設計耐圧力に見合う剛性管を従来に比べて廉価にて提供できる。

１０ 外殻鋼管
１１ コンクリート層
１２ 連結用カラー
１３ 端面補強プレート
１４ 厚肉部
１５ 斜材
２０ 連結用小径部
２１ 端面被覆部
２２ 溶接用リング状部
２３ テーパ部
３０ 周方向鉄筋
３１ 縦筋
３２ 止水用パッキン

Claims (4)

1. 外殻鋼管の内面に膨張コンクリート層を所望の厚さに打設し、該膨張コンクリートの固化時に発生する膨張を前記鋼管により拘束することによってプレストレスが付与されているとともに、端部に前記外殻鋼管の端部をコンクリート層部分より長くした連結用カラーを一体に備えてなる鋼管コンクリート複合管において、
   前記外殻鋼管を、カラー部分から前記コンクリート層の該カラー側端部外周に至る部分を他の部分よりも肉厚の大きい厚肉部としたことを特徴としてなる鋼管コンクリート複合管。
2. 前記厚肉部は、複合管相互を連結するための継ぎ手であるカラーを構成する部分が所望の強度を発現し、かつ端面補強プレートやこれを補強するための斜材の溶接に耐える厚さに形成されている請求項１に記載の鋼管コンクリート複合管。
3. 前記厚肉部は、これを除く外殻鋼管本体部に対して溶接によって一体化させてなる請求項１又は２に記載の鋼管コンクリート複合管。
4. 前記厚肉部は、これを除く外殻鋼管本体部と同一の鋼管材料を加工することによって一体に備えてなる請求項１又は２に記載の鋼管コンクリート複合管。

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