专利名称：使用波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法
技术领域：
本发明涉及使用波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。更具体讲，本发明涉及挠性和放水(泄洪)能力优异、使用了改善的波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
背景技术：
一般地，在地下通道、小桥梁等地下结构物中使用主要采用了钢筋混凝土的结构物的构筑施工法。可是，这样的用钢筋混凝土制作的地下结构物存在的缺点是在混凝土的特性上，因材料的处理和气象等的影响、复杂的工序等而工期变长。另外，存在以下问题与周围的培土体不同，是刚性体，有诱发地基下沉的危险，由于相对大的自重，因此需要有别于软地基施工时的补强措施等。
想要克服这样的钢筋混凝土结构物的缺点而引入了使用波形钢板的结构物。如图1所示，波形钢板是在钢板上制沟后按整体形成曲率的方式形成的。使用了上述的波形钢板的结构物，与钢筋混凝土结构物不同，与作为软性结构的周围的培土体的相互作用，力学上非常有效果。另外，波形钢板结构物与钢筋混凝土结构物不同，是组装多个波形钢板而完成的，具有节减工期和工程费用等各种各样的极大化的长处。
可是，这样的现有的波形钢板结构物的场合的问题在于在薄的波形钢板结构物中部分或整体地诱发挠曲(bending)现象，在螺栓孔的周围发生龟裂，最终发生折断现象。另外，由于组装多个波形钢板形成整体结构物，因此沿着与钢板间的间隙和连结螺栓发生流出水漏水的问题。这样的折断现象和漏水现象使使用的波形钢板的结构物的耐久性降低，成为增加维护管理费用的原因。
于是，本发明人使用新方案的钢板，改善已有的钢板组装方法，从而开发了提高了挠性和放水能力的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的另一目的在于，通过在与可见边缘接近的沟中连结螺栓，从而提供挠性优异的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的另一目的在于，提供按在下部波形钢板的上面重合上部波形钢板的方式组装并且放水能力优异的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的另一目的在于，提供通过在中心波形钢板上左右对称地形成螺栓孔，从而放水能力和挠性优异的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的另一目的在于，提供通过在上部波形钢板和下部波形钢板之间设置密封垫(gasket)从而放水能力优异的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的另一目的在于，提供通过向露出于外部的螺栓的螺纹涂布尿烷、丁基合成橡胶(butyl)或环氧树脂并将它用帽盖住，从而放水能力优异的、使用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的上述目的和其他目的通过下述说明的本发明而能全部实现。
图1是一般的波形钢板的斜视图。
图2(a)和(b)是表示本发明涉及的使用波形钢板的地下钢板结构物的正视图。
图3是表示在本发明涉及的钢筋混凝土墙体结构物上组装了多个的波形钢板的状态的斜视图。
图4是图示本发明涉及的波形钢板的截面图和平面图。
图5是表示挠曲现象发生时波形钢板的状态的图。
图6(a)和(b)是使用图4所示的波形钢板组装的波形钢板结构物的截面图。
图7是本发明涉及的中心波形钢板的截面图和平面图。
图8是使用图4和图7所示的波形钢板组装的波形钢板结构物的截面图。
图9是表示密封垫的设置状态的图。
图10是橡胶帽的平面图和斜视图。
图11是表示回填料的防坍塌墙的设置状态的图。
具体实施例方式
本发明涉及使用了波形钢板的地下钢板结构物，其特征是，包括钢筋混凝土墙体结构物、设置于上述墙体结构物的上端面并按边缘相互重叠的方式组装，整体上形成圆弧状的截面，而形成的构成隧道结构的多个波形钢板结构物、填塞上述波形钢板结构物的上段的回填料以及在上述波形钢板结构物的出入口部的上部设置的回填料(backfill material)的防坍塌墙，在形成上述波形钢板结构物时，与下部波形钢板重叠的上部波形钢板的边缘组装在下部波形钢板的边缘上，更接近于可见边缘而设置的连结螺栓在沟中紧固。
另外，本发明涉及使用了波形钢板的地下钢板结构物，其特征是，在上述上下部波形钢板重叠的边缘按2列方式形成螺栓孔，中心波形钢板(C)的螺栓孔是左右对称的，外侧的螺栓孔(d)从上面看时位于沟中，能够提高挠性。
此外，特征是，在上部波形钢板与下部波形钢板的重叠部进一步含有密封垫，在上述连结螺栓的露出的螺纹上涂布尿烷、丁基合成橡胶(butyl)或环氧树脂并将它用橡胶帽盖住，能够防止浸透到回填料中的浸透水渗入地下钢板结构物的内部。
本发明涉及使用了波形钢板的地下钢板结构物，其包括钢筋混凝土墙体结构物(1)、设置于上述墙体结构物的上端面并按边缘相互重叠的方式组装，整体上形成圆弧状的截面，而形成的构成隧道结构的多个波形钢板结构物(2)、填塞上述波形钢板结构物的上端的回填料(3)、以及上述波形钢板结构物出入口部的上端的回填料的防坍塌墙(4)，其施工方法主要包括下述步骤(阶段)钢筋混凝土墙体结构物的施工步骤(S1)、在上述墙体结构物的上端面，按边缘相互重叠、整体上形成圆弧状的截面从而构成隧道结构的方式组装多个波形钢板的步骤(S2)、回填上述波形钢板结构物的上端的步骤(S3)、以及在上述波形钢板结构物的出入口部的上端施工回填料的防坍塌墙(4)的步骤(S4)。
更详细地说明，如图2所示，钢筋混凝土墙体结构物(1)在地下钢板结构物设置的基础面的两侧施工。上述墙体结构物在内设钢筋结构后设置墙体的模板，向设置的模板中浇注混凝土而形成。在这样形成的墙体结构物的上端，可按能够组装波形钢板的方式形成基础沟道(base channel)(未图示出)。
如图3所示，在组装上述多个波形钢板(20)的步骤中，在上述墙体结构物(1)的上端面，按边缘相互重叠、整体上形成圆弧状的截面从而构成隧道结构的方式组装多个波形钢板。上述波形钢板(20)在镀锌钢板上制沟后，为整体赋予曲率，增加挠曲刚性和耐力，与钢筋混凝土结构物比，即使是1/20-1/40的厚度、1/15-1/30左右的重量，也呈现相同的耐力。
特别是有关本发明的波形钢板，如图4所示，在上部波形钢板与下部波形钢板重叠的部位形成2列螺栓孔(d、e)。这样地形成2列螺栓孔是因为，波形钢板结构物发生挠曲现象的场合，在只有e列有螺栓孔时，由于过度的拉伸力的作用，螺栓孔周围发生龟裂，最终发生折断现象(参看图5)。可是，用于与侧面波形钢板连结的螺栓孔可用1列(f)形成。这是因为，挠曲现象只沿圆周面发生。
另外，参看图4，波形钢板在波形钢板结构物的外边看时，d列的螺栓孔在沟中形成，e列的螺栓孔在峰部分形成，在波形钢板结构物的里边看时，d列的螺栓孔在峰上形成，e列的螺栓孔在沟部分形成。这样的波形钢板如图3和图5所示，按重叠部分的上部波形钢板位于下部波形钢板之上的方式组装。当这样地组装时，从上面看时，与可见边缘(21)(visible edge)接近的螺栓孔的列(d)在沟中形成，从下面看时，与可见边缘(21)接近的螺栓孔的列(e)也在沟中形成。这样在沟中形成与可见边缘接近的螺栓孔的理由，是因为在波形钢板结构物上发生挠曲现象的场合，在可见边缘(21)的峰部分拉伸力作用，在沟部分压缩力作用，因此在沟部分紧固螺栓结合达到稳定的结合(在与可见边缘接近的峰部分螺栓结合时，挠性降低10％左右)。因此，通过在峰上形成，结合的柔软性提高，在挠曲现象发生时，能够防止螺栓紧固部位损坏。另外，通过上部波形钢板位于下部波形钢板之上，浸透水不落到波形钢板结构物之中，沿着波形钢板流动，比起下部钢板的边缘紧固于上部钢板之上，防水能力增加。
可是，以上述的方式从左侧向右侧整体地组装波形钢板结构物的场合，如图6(a)所示，考虑挠性的场合，波形钢板结构物右侧部分的防水能力不好，考虑防水能力的场合，波形钢板结构物右侧部分的挠性不好，成为这样的只结合的结构(相反地，在从右侧组装的场合，在左侧部分发生脆弱点)。因此，如图7所示，在外面看时在外侧设置了位于波形钢板结构物的最上位的中心波形钢板(C)的列的螺栓孔(d)位于沟中，按构成左右对称的方式形成。以这样的中心波形钢板(C)为中心，按上部波形钢板的边缘置于下部波形钢板的边缘之上的方式组装波形钢板的场合，如图8所示，波形钢板结构物变成整体上都可提高挠性和防水能力的结构。
另外，为进一步提高防水能力，如图9所示，多个波形钢板组装时，在波形钢板的重叠部设置密封垫(5)，可防止向间隙渗浸透水。另外，在使波形钢板结合的连结螺栓的露出了的螺纹上涂布尿烷、丁基合成橡胶(butyl)或环氧树脂，并盖住图10所示的橡胶帽(6)，能够防止沿连结螺栓的螺线渗水。此时，橡胶帽的下部按与螺母形状一致的方式形成，由此全部包上露出的螺纹和螺母，使得浸透水不渗入。
当波形钢板结构物这样地完成时，为回填上述波形钢板结构物，根据需要可原样地使用周围的土，但使用可发挥顺利的排水效果的粒度分布好的土时，施工性进一步提高。在回填阶段优选地回填波形钢板结构物的一侧时，薄的波形钢板向一侧倾斜，因此在两侧按构成对称的方式回填为好。
另外，根据施工方法，在上述回填阶段之前或之后，在上述波形钢板结构物的出入口部，如图11所示，施工回填料的防坍塌墙，可使得回填的土不流失。
发明效果本发明具有的效果是，提供与钢筋混凝土结构物比，即使是1/20-1/40的厚度、1/15-1/30左右的重量，也能够呈现相同的耐力的采用了波形钢板的地下钢板结构物及其施工方法。又，具有的效果的是，提供挠性和防水能力都优异、耐久性优异、能够节减维护管理费用的地下钢板结构物及其施工方法。
本发明的单纯的变形和变更能够由具有本领域普通知识的人员容易地实施，这样的变形和变更全部包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种使用波形钢板的地下钢板结构物，其特征在于，包括钢筋混凝土墙体结构物(1)；设置于上述墙体结构物的上端面并按边缘相互重叠的方式组装，整体上形成圆弧状的截面，构成隧道结构的多个波形钢板结构物(2)；填塞上述波形钢板结构物的上端的回填料(3)；以及在上述波形钢板结构物的出入口部的上端设置的回填料的防坍塌墙(4)，从而构成，在形成上述波形钢板结构物时，与下部的波形钢板重叠的上部的波形钢板的边缘组装在下部的波形钢板的边缘之上，更接近于可见边缘(21)设置的连结螺栓在沟中紧固。
2.根据权利要求1所述的使用波形钢板的地下钢板结构物，其特征在于，在上述波形钢板(20)的边缘以2列(d、e)形成螺栓的紧固，中心波形钢板(C)的螺栓紧固列是左右对称的，外侧列的螺栓紧固(d)在外面看时形成于沟中。
3.根据权利要求1所述的使用波形钢板的地下钢板结构物，其特征在于，在上部波形钢板与下部波形钢板的重叠部进一步含有密封垫(5)。
4.根据权利要求1所述的使用波形钢板的地下钢板结构物，其特征在于，在上述连结螺栓的露出的螺纹上涂布尿烷、丁基合成橡胶或环氧树脂，并将它用橡胶帽(6)盖住。
5.一种使用波形钢板的地下钢板结构物的施工方法，其特征在于，包括下述步骤钢筋混凝土墙体结构物的施工步骤(S1)；在上述墙体结构物的上端面，按边缘相互重叠、整体上形成圆弧状的截面从而形成隧道结构的方式组装多个波形钢板的步骤(S2)；回填上述波形钢板结构物的上端的步骤(S3)；以及，在上述波形钢板结构物的出入口部的上端施工回填料的防坍塌墙(4)的步骤(S4)，在形成上述波形钢板结构物时，将与下部的波形钢板重叠的上部波形钢板的边缘组装在下部的波形钢板的边缘之上，将更接近于可见边缘而设置的连结螺栓在沟中紧固。
6.根据权利要求5所述的使用波形钢板的地下钢板结构物的施工方法，其特征在于，在组装上述多数的波形钢板时，在上部波形钢板与下部波形钢板的重叠部进一步含有密封垫(5)而进行组装。
7.根据权利要求5所述的使用波形钢板的地下钢板结构物的施工方法，其特征在于，还进一步包括下述步骤在上述连结螺栓的露出的螺纹上涂布尿烷、丁基合成橡胶或环氧树脂，并用橡胶帽(6)盖住。
全文摘要
本发明涉及使用波形钢板的地下钢板结构物，其特征在于，包括钢筋混凝土墙体结构物；设置于上述墙体结构物的上端面并按边缘相互重叠的方式组装，整体上形成圆弧状的截面，构成隧道结构的多个波形钢板结构物；以及填塞上述波形钢板结构物的上端的回填料，在形成上述波形钢板结构物时，与下部波形钢板重叠的上部波形钢板的边缘组装在下部波形钢板的边缘之上，更接近于可见边缘而设置的连结螺栓在沟中紧固。
文档编号E02D29/045GK1763319SQ200410086448
公开日2006年4月26日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者郑龙熙, 李钟和 申请人:平山Si株式会社