(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146647
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】コンクリートブロック
(51)【国際特許分類】
E02B 3/14 20060101AFI20241007BHJP
E02D 17/20 20060101ALI20241007BHJP
E02D 29/02 20060101ALI20241007BHJP
【FI】
E02B3/14 301
E02D17/20 103H
E02D29/02 303
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023059679
(22)【出願日】2023-04-02
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-07-26
(71)【出願人】
【識別番号】501188339
【氏名又は名称】株式会社西原鉄工所
(74)【代理人】
【識別番号】100181571
【弁理士】
【氏名又は名称】栗本 博樹
(72)【発明者】
【氏名】西原 敬三郎
(72)【発明者】
【氏名】矢野 武志
【テーマコード(参考)】
2D044
2D048
2D118
【Fターム(参考)】
2D044DB53
2D048AA27
2D118AA05
2D118AA24
2D118CA07
2D118DA01
2D118FA06
2D118FB02
2D118HA03
2D118HB05
(57)【要約】
【課題】環境保全に資するコンクリート等の接着材等を使用せず、施工性の高い空積みコンクリートブロックを提供する。
【解決手段】空積み用で、破れ目地積みのためのコンクリートブロックであって、長手方向の凹部又は凸部レールに、それぞれ帯状凸部又は帯状凸部を載置して連設する該ブロックのレール前側の側面又は帯状部の前側の側面の長手に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の突起部である爪及び後側の側面の長手に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の突起部である爪を設けたコンクリートブロック。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
前面、後面、右側面、左側面、上面及び底面を有し、隣接する下段ブロック間に上段ブロックを跨設する破れ目地積みによって、水平方向若しくは鉛直方向に連設し、構造物を構築するためのコンクリートブロックであって、
上面の長手方向の凹部である凹部レールと、
下面の長手方向に前記凹部レールに遊嵌する幅を有し、前記凹部レールの深さと同じ高さの下方への凸部である帯状凸部と、
前記凹部レールの凹部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である凹部レール前側爪、又は前記帯状凸部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である帯状凸部前側爪と、
前記凹部レールの凹部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である凹部レール後側爪、又は前記帯状凸部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である帯状凸部後側爪と、
を備えるコンクリートブロック。
【請求項2】
前面、後面、右側面、左側面、上面及び底面を有し、隣接する下段ブロック間に上段ブロックを跨設する破れ目地積みによって、水平方向若しくは鉛直方向に連設し、構造物を構築するためのコンクリートブロックであって、
上面の長手方向の凸部である凸部レールと、
下面の長手方向に前記凸部レールを遊嵌する幅を有し、前記凸部レールの高さと同じ深さの下方への凹部である帯状凹部と、
前記凸部レールの凸部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である凸部レール前側爪、又は前記帯状凹部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である帯状凹部前側爪と、
前記凸部レールの凸部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である凸部レール後側爪、又は前記帯状凹部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である帯状凸部後側爪と、
を備えるコンクリートブロック。
【請求項3】
請求項1の帯状凸部の幅、前記凹部レール前側爪又は前記帯状凸部前側爪のうち最長の長さ、及び前記凹部レール後側爪又は前記帯状凸部後側爪のうち最長の長さの和が、凹部レールの幅若しくは凹部レールの幅未満である請求項1のコンクリートブロック。
【請求項4】
請求項2の凸部レールの幅、前記凸部レール前側爪又は前記帯状凹部前側爪のうち最長の長さ、及び前記凸部レール後側爪又は前記帯状凹部後側爪のうち最長の長さの和が、帯状凹部の幅若しくは凹部の幅未満である請求項2のコンクリートブロック。
【請求項5】
請求項1若しくは請求項3の複数のコンクリートブロックを下段に連設し、連続する前記複数のコンクリートブロックの前面の辺が形成する平面視で正多角形若しくはその一部分を、外接する円若しくは円弧の中心点及び半径で表現することができ、上段に前記コンクリートブロックを連設する場合に、前記複数の下段のコンクリートブロックの凹部レールの凹部の内側の面の辺の前記中心点を同心とする外接円と前記上段のコンクリートブロックの帯状凸部の内側の面の辺の内接円が一致し、同時に前記複数の下段のコンクリートブロックの外側の面の辺の前記中心点を同心とする内接円と前記上段のコンクリートブロックの帯状凸部の外側の面の辺の外接円が一致するときの前記帯状凸部の内側の辺と外側の辺の間隔を、幅とする帯状凸部を下面に備え、上面に前記下段凹部の内側の辺と外側の辺の間隔を幅とする凹部レールを備える請求項1若しくは請求項3のコンクリートブロック。
【請求項6】
請求項2若しくは請求項4の複数のコンクリートブロックを下段に連設し、連続する前記複数のコンクリートブロックの前面の辺が形成する平面視で正多角形若しくはその一部分を、外接する円若しくは円弧の中心点及び半径で表現することができ、上段に前記コンクリートブロックを連設する場合に、前記複数の下段のコンクリートブロックの凸部レールの凸部の内側の面の辺の前記中心点を同心とする内接円と前記上段のコンクリートブロックの帯状凹部の内側の面の辺の外接円が一致し、同時に前記複数の下段のコンクリートブロックの外側の面の辺の前記中心点を同心とする外接円と前記上段のコンクリートブロックの帯状凹部の外側の面の辺の内接円が一致するときの前記帯状凹部の内側の辺と外側の辺の間隔を、幅とする帯状凹部を下面に備え、上面に前記下段凸部の内側の辺と外側の辺の間隔を幅とする凸部レールを備える請求項1若しくは請求項3のコンクリートブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、河川の護岸工事等に用いられるコンクリートブロックに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、河川工事においては、治水、利水の観点に加えて、河川環境に配慮したものになっている。水質環境、生態系の保全を考慮した工法が採用されている。一方で、コンクリート構造物築造に関して、高品質で均一な出来形の要求や現場における技術者、高度な技能を有する作業員の不足等から、二次製品の活用が頻繁に行われている。そうしたことから、護岸等のコンクリート構造物には、環境に配慮したコンクリートブロックが多く利用されている。
【0003】
河川環境に配慮したコンクリートブロックとして、植生や魚類等の水性生物を保全、復元する水辺空間の創出を目指して、コンクリートブロックの内部空間にコンクリートを充填しない所謂空積みコンクリートブロックが利用されている。従来のコンクリートブロックと同様に上下方向や左右方向に連設して構造物を築造するが、コンクリートを充填しない内部空間には、栗石、土等を充填し、植生の復元を目指し、魚類等の生息環境にもなる。このような空積みのコンクリートには、自立式の大型のコンクリートブロックが用いられるようになっている。
【0004】
空積みブロックは、植生等の生態系に配慮した内部構造の他、内部空間にコンクリート、モルタルを含む接着・凝固材を使用しないため、ブロック間の連結強度確保の工夫がなされなければならない。左右方向については、表面の連続性を確保して、充填材料の漏出や背後からの土砂の流出を防ぐ必要がある。前壁部に隣接するブロック間の凹凸によって、曲線部における連続性を確保する発明がある(例えば、特開2019-77137号)。
【0005】
コンクリートブロックを上下に積み重ねる場合に位置のずれを生じることなく安定的に積み上げることができるように、ブロックの前壁と後壁を連結する連結桟壁を設け、上下のブロックで噛み合う凹部を上面若しくは下面に設ける発明がある(特開2002-250021号)。この発明では、前記連結桟壁に跨架するスペーサーを設けて上下のコンクリートブロックの前後の位置を調整することができる。
前面板と後面板を連結する左右二つの側面板の前面、後面及び中央に凸部を設け、突出した中央の凸部に隣接するブロック間を連結するボルトを設け、左右のブロックの連結を図るとともに曲線施工も可能という発明がある(特開2001-64942号)。
【0006】
前記のようなコンクリートブロックの施工について、コンクリートブロック面壁の凹凸の工夫は、前壁及び後壁を利用して連続性を図るものであり、曲線によって前面壁の連続性は確保できない。また、「0005」の2つの発明は、付属材料を必要とし、設置時の作業員の負担も大きい。
コンクリートブロックの空積み施工において、上下の千鳥積み(破れ目地積み)施工において、曲線部においても隙間を作ることなく、容易に施工できる発明を本出願の発明者の一人が提案している(特開2003-184052号)。本発明は、上部前側左右と下部後側左右に離間された凸部を設け、上下間のコンクリートブロックの2点支持の係止によって、容易に曲線施工ができるよう提案するものであるが、曲線部において、左右に離間された凸部が、連続した単一の半径の曲線部の円滑な施工を困難にするとともに、上下のブロックの連結強度を下げる欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2019-77137号公報
【特許文献2】特開2002-250021号公報
【特許文献3】特開2001-64942号公報
【特許文献4】特開2003-184052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
解決しようとする課題は、生態系など自然環境に配慮した土木構造物築造に用いるコンクリートブロックとして、充填材としてコンクリート、モルタルを使用せず、ブロック間の連結で強度を確保しつつ、施工性が高いコンクリートブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前面、後面、右側面、左側面、上面及び底面を有し、隣接する下段ブロック間に上段ブロックを跨設する破れ目地積みによって、水平方向若しくは鉛直方向に連設し、構造物を構築するためのコンクリートブロックであって、
上面の長手方向の凹部である凹部レールと、
下面の長手方向に前記凹部レールに遊嵌する幅を有し、前記凹部レールの深さと同じ高さの下方への凸部である帯状凸部と、
前記凹部レールの凹部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である凹部レール前側爪、又は前記帯状凸部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である帯状凸部前側爪と、
前記凹部レールの凹部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である凹部レール後側爪、又は前記帯状凸部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である帯状凸部後側爪と、
を備えるコンクリートブロック。
【0010】
前面、後面、右側面、左側面、上面及び底面を有し、隣接する下段ブロック間に上段ブロックを跨設する破れ目地積みによって、水平方向若しくは鉛直方向に連設し、構造物を構築するためのコンクリートブロックであって、
上面の長手方向の凸部である凸部レールと、
下面の長手方向に前記凸部レールを遊嵌する幅を有し、前記凸部レールの高さと同じ深さの下方への凹部である帯状凹部と、
前記凸部レールの凸部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である凸部レール前側爪、又は前記帯状凹部の前側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である帯状凹部前側爪と、
前記凸部レールの凸部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の後方への突起部である凸部レール後側爪、又は前記帯状凹部の後側の面に部分若しくは全体の取除きが可能な複数の前方への突起部である帯状凸部後側爪と、
を備えるコンクリートブロック。
【0011】
曲線部では、下段ブロックの前記凹部レールに対して、上段ブロックを嵌挿できる最大幅の前記帯状凸部を有し、直線部では、前記凹部レール若しくは帯状凸部に設けた爪を取り除く必要のなく設置できるコンクリートブロック。
【発明の効果】
【0012】
本発明の空積みブロックの連設に係る強度の補強のための破れ目地積みと上下方向への積み方に関して、以下に示す。
【0013】
【0014】
数1(1)は、本発明に係るコンクリートブロックの積上げた状態の側面図であり、数1(2-1)は、正面図である。数1(3)の側面図は、上下の連接部を拡大したもので、ブロックに加わる外力を概念的に示すものである。Fは、背面の地盤からの土圧の水平方向成分を示し、fは、ブロックの踵部において下段ブロックの背面方向から受ける力を示し、FRは、下段ブロックから受ける表面方向からの力を示している。下段ブロック上面と上段ブロック下面の凹凸を組み合わせることによって、ブロックの受ける外力の概要を示すものである。数1(3)に示すように、ブロックの転倒に関して、m点を回転軸にするモーメントにおける右回りの抵抗モーメントと左回りの転倒モーメントとの比較によって安全率が求められる。ここで、回転中心のm’とmを比較すると、図上の力fが抵抗モーメントとして働くため、FRと相殺されたとすると、背面からの土圧による転倒モーメントが減少するのに対して、ブロックの自重による抵抗モーメントに変化はなく、(3)に示すように安全率は、単に上段ブロックを上載するだけのm’と比較して、ブロックをm点中心とするものが大きい。滑動に関しても凹凸の組み合わせは、図に示すFRの抵抗力が作用するため、安全性は高まる。
数1(2-1)及び(2-2)に、水平に積む大型のコンクリートブロックの2種類の積み方を示している。数1(2-2)の鉛直方向の縦目地が通る芋目地積みに対して、数1(2-1)の破れ目地積みは、下段の隣接する2つのブロック上を跨設して上段ブロックを積上げる形式であり、背後や上方からの荷重を分散し、擁壁として強度は、芋目地積みより大きい。背面からの土圧による変形に対する抵抗力が大きいとされている。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】
図1は、ブロックの構造を示す説明図である。(実施例1)
【
図2】
図2は、ブロック連設に係る構造物の説明図である。(実施例1)
【
図3】
図3は、ブロックの連設と凹部レーン及び帯状凸部に設けられた爪との関係の説明図である。(実施例1)
【
図4】
図4は、上記爪の部分若しくは全体の取除きの効果に係る説明図である。(実施例1)
【
図5】
図5は、凹部レーンの幅と帯状凸部の幅に係る説明図である。
【
図6】
図6は、凸部レーンの幅と帯状凹部の幅に係る説明図である。
【
図7】
図7は、ブロックの勾配と設置平面に関する説明図である(実施例3)
【発明を実施するための形態】
【0016】
築造する構造物が空間と接する側を表側(コンクリートブロックに関しては、前側ともいう。)とし、地盤側を背面側(コンクリートブロックに関しては、後側ともいう。)とする。本発明に係る大型コンクリートブロックに関しては、全体の概形として、前面と後面、前面上辺と後面上辺を結ぶ上面と前面下辺と後面下辺を結ぶ底面及び前面左右辺と後面左右辺を結ぶ左右の側面を有する6面体であるが、それぞれが一つの面で構成されているということではない。それぞれの面に含まれる凹凸や空間部等も含めて、前面、後面、上面、下面及び左右側面と呼ぶ。
図1(2)の正面図に示す左右方向が長手方向であり、水平方向のブロック設置に係る場合は法線方向とも呼ぶ。
図1(3)及び(4)の側面図の左右に示す方向は、短手方向であり、法線横断方向とも呼び、(4)の右側面の左側が表側で右側が背面側となる。また、ブロックに関して、正面図の左右の延長を長さ、上下を高さ、側面図の左右の延長を幅と呼ぶ。爪に関しては、例外として、ブロック全体では短手方向を長さと呼び、長手方向を幅と呼ぶ。
【0017】
背面側の地盤からの土砂等の流出を防ぐためにブロック間では少なくとも前面は、左右の隣接するブロックと着接している。複数のブロックで構成される構造物としては、背面側の地盤からの土圧に対して、安定でなければならない。そのため、構造物全体として、
図7(1)~(3)に示すように背面側に傾斜するもたれ擁壁構造になっている。一般的に、構造物表面の水平方向に対する傾きを構造物の勾配といい、本発明の実施例に係るブロックに関しては、ブロックの前面側先端部を結ぶ直線を横断方向から見た傾きを構造物若しくは設置ブロックの勾配と呼ぶ。
図7(1)~(3)の場合、一点鎖線の水平面との傾きをいう。勾配の程度を何分勾配と呼ぶ。例えば、5分勾配とは、表面の傾きを正接で表現した場合に、10/5になる傾きをいう。即ちtanβ=10/5のβであり、度数法で約63.4度になる。
図7(1)は、3分勾配で、同(2)は4分勾配、同(3)は5分勾配である。
【0018】
ブロックを用いて土木構造物を築造する場合、汎用性の高い同一規格のブロックを活用することによって経済的で且つ施工性に優れた工事が可能である。また、曲線部を施工する場合、一般に曲線部の表記は、曲線の半径で表示する。直線形状のブロック前面を左右に隣接する同一規格のブロックで曲線部を施工する場合の状況を、ブロック前面の長さをLとし、曲線の半径をRとし、ブロックの隣接ブロックとの設置角度をθとした場合の関係式を数2に示す。
【0019】
【0020】
直線で構成される複数の同一のブロックで曲線部を施工する場合、前面の下辺は、正多角形若しくはその一部分を形成する。数2は、2つの曲線部にブロックを法線方向に3個設置した状況を平面図として表現するものである。ブロック前面下辺の長さLとすると、平面的には、ブロック前面の下辺は長さLの弦となる。連続する該弦を外接する円の半径をブロック設置半径Rと呼ぶ。これらのブロックに対して、更に上段にブロックを、「0017」に示す一定の勾配で積上げる場合の積上げる方向を矢印で示している。ブロック積みにおける内カーブとは、下段ブロックの設置半径より、上段ブロックの設置半径が大きくなる方向の曲線部である。逆に、上段ブロックの設置半径が小さくなる方向の曲線部を外カーブと呼ぶ。図上に示すサフィックスの1は、内カーブの場合であり、サフィックスの2は、外カーブを表している。ブロック前面長さLと、隣接ブロックとの設置角度θと、設置半径Rとの関係であるL=2×R×sin(θ/2)は、θが中心角度となることから求められる。
本発明のブロックは、数2の平面視の内カーブのabcd、外カーブのefghで示されている通り、台形形状であり、前面と後面の長さの違いによる角度αが設けられている。αが鋭角でなければ、外カーブの施工において、ブロック側面が支障になって隣接する前面の左右の辺を着接することができないため、ブロック設置が困難になることが理解できる。支障のないブロック設置のためには、数2のα≦(π-θ2)/2の関係が必要になる。
【0021】
数2に基づいて、Lを1.5mの長さのブロックの場合のθとRの関係を示す表が表1である。
【0022】
【0023】
本発明におけるブロックの曲線部での積上げ設置については、前述のようにブロックの長手方向の凹部及び凸部を上下方向にかみ合わせて、一定の強度を得るものである。前記凹部及び凸部の短手方向の幅に関して、直線区間或いは芋目地積みでは、同一幅で嵌挿することができ、遊びのない状態で最も強い結合が期待できる。しかしながら、曲線部における破れ目地積みでは、嵌挿するために両者の幅には制限が加わる。特に隣接ブロックとの角度が大きい程、即ち設置半径が小さい程、凹部の幅に対して凸部幅を小さくする必要がある。一方で、できる限り凹部幅に近い凸部幅を設定することによって、連結強度を確保すべきものである。
下段及び上段のブロックの凹部若しくは凸部に関して、下段ブロックの長手方向の凹部を凹部レールと呼び、その場合の上段ブロックを帯状凸部と呼ぶ。下段ブロックが凸部の場合、凸部レールと呼び、それに組み合わされる凹部は帯状凹部と呼ぶ。総称して、長手凹部、長手凸部と呼ぶ。但し、本発明の趣旨である同一規格のブロックを用いた施工性の高いブロックの提供という観点から、上、下段ブロックにかかわらず、一つのブロックの上面及び下面が前述の特徴を有するということである。
図5において、凹部レールに帯状凸部を上載するブロックの連設時を例に、凹部レール幅と帯状凸部幅について示す。内カーブ及び外カーブにブロックを積上げる場合を一つの図面で示す。
【0024】
本発明のブロックを曲線部に設置する場合、ブロックの前面の辺を外接する円の半径で曲線部を表現することは前述のとおりである。本発明のブロックは、6面体であり、平面視で前面の辺に対して、凹部レールの凹部の前側と後側の辺は平行であり、帯状凸部の辺も同様である。従って、本発明のブロックを、ブロック前面の辺の外接円の中心点及び一定の半径を有する円若しくは円弧で現される曲線部へ設置する場合、凹部レールの凹部の前側と後側の辺に関しても、前記中心点と同心の外接円及び内接円を有しうる。これらの同心の円で表現される場合、半径の小なる側を内側の円、半径の大なる側を外側の円と呼ぶ。凹部レール及び帯状凸部の前側、後側の辺にかかわらず、円又は円弧で表現されうる曲線部の場合、半径の小なる円に外接若しくは内接する場合、内側の辺と呼び、逆の場合外側の辺と呼ぶ。このことは、凸部レーンと帯状凹部との組み合わせによって連結するコンクリートブロックに関しても同様である。
【0025】
図5(1)において、実線は、凹部レールの内側と外側の辺及びその連続線を表示し、該凹部レール内の破線は、帯状凸部を示している。本図上の範囲を示す一点鎖線内について、
図5(2)に示すのは、内カーブの場合であり、L
1で示すのは、ブロック前面の辺であり、前側を示している。本来、平面視では、細線で示す前側の辺や左右の側面の辺についても現れるが、
図5(1)は、凹部レールと帯状凸部の組合せに関連するもののみ表現している。
図5(3)は、
図5(2)と同じ範囲に関して、外カーブの場合であり、前面の辺を辺長L
2で現し、外側の辺が前側であることを示している。
図5(1)では、長さL
1の帯状凸部を例に示している。凹部レールの内側の辺の外接円を一点鎖線、凹部レールの外側の辺の内接円を二点鎖線で現している。帯状凸部の外側の辺の外接円は、凹部レールの外側の辺の内接円である二点鎖線の円と一致し、帯状凸部の内側の辺の内接円は、凹部レールの内側の辺の外接円である一点鎖線の円と一致している。このようにして得られる帯状凸部は、設定する曲線部における凹部レールに嵌挿できる最も幅の大きな帯状凸部である。このことは、長さL
2の帯状凸部に関しても、同様な方法で凹部レール内に収めることができる。
【0026】
図6は、凸部レールと帯状凹部による組合せによる連結の場合を示している。本図では、凸部レールの内側と外側の辺及びその連続線を実線で表示し、該凸部レールを跨ぐ形で連設されている帯状凹部を破線で表示している。本ケースに関しては内カーブでの表示あり、凸部レールの内側の辺の内接円を一点鎖線、凸部レールの外側の辺の外接円を二点鎖線で現している。帯状凹部の外側の辺の内接円は、凹部レールの外側の辺の外接円である二点鎖線の円と一致し、帯状凹部の内側の辺の外接円は、凸部レールの内側の辺の内接円である一点鎖線の円と一致している。このようにして得られる帯状凹部は、設定する曲線部における凸部レールを嵌挿できる最も幅の小さな帯状凹部である。外カーブに関しても上記の凹部レールの場合と同様である。
【0027】
次に、数3では、曲線部において連接する場合の下段ブロックと上段ブロックとの設置半径の差であるΔRにともない生じる上下段間のブロックの長手方向のズレについて示す。
【0028】
【0029】
数3では、外カーブの場合を例にしている。下段ブロックを実線で、上段ブロックを点線で示している。簡単のため、ブロックの前方部分のみの表示としています。外カーブにおいては、上段ブロックは下段と比較して、ブロックの勾配に関連して設置半径は、小さくなる。Lがブロック前面の長さで、曲線部による下段ブロックの中心角度をθとし、上載する上段ブロックの半径は、ΔR小さくなるとしている。数3に示すL´は、上段ブロック設置外接円における中心角θの弦長であり、上段ブロックの設置に関して、ブロック1個にΔLのズレが生じる。ブロック1個のズレは、数3に示す2×ΔR×sin(θ/2)であるが、連接するに従いズレは大きくなる。数3で示しているのは、n個設置した場合であり、一例として図上に示しているのは、曲率のセンターライン(図上CL)から1.5個相当分のズレである。数3の図からわかるように累積のズレを小さくするためには、上段のブロックは曲率のセンターラインから設置することによって、最小限にすることができる。この半径の差による長手方向のブロック長の下段と上段との離隔について、内カーブでは、ブロック長さが不足する状態になる。この曲線部でのブロックの積上げによるズレが、凹部若しくは凸部レーン上に上載される帯状凸部若しくは帯状凹部の相対的な位置関係を変えるため、上載ブロックの設置を困難にしている。
【実施例0030】
図1に、本発明に係るコンクリートブロックを示す。
図1(1)平面図、(2)正面図、(3)左側面図、(4)右側面図、(5)背面図、(6)底面図、(7)A-A面図である。ブロック前面は鉛直面で前面板20によって構成され、前面板には前面板窓24が配され、表側空間とブロック内包空間との連通部になっている。ブロック後面側は、後面が3分勾配の後面板21によって構成されている。前面板と後面板は、左右2基の桁部材22で連結されている。それぞれの桁部材には連通孔25があり、ブロック内部空間を連通している。ブロック上面は、前面板上面と後面板上面と2基の桁部材上面とで構成されるが、前面板上面の桁部材上面との交差部は、突起し、前面板左・右突起部27になっている。後面板上面は、桁部上面と比較して高い位置の平面になっており、前記左・右突起部と略同一高さである。左右の桁部上面は、同一の高さの平面を形成している。従って、ブロック上面について、
図1(3)及び(4)に示すように、上面板左・右突起部と後面板上部に挟まれ、2基の桁部材上面が底面となる長手方向に断続した凹部となっている。しかしながら、長手方向に所定の長さを有する上載物に対しては、短手方向への脱落を防止するため、連続した凹部ととらえ、凹部レール30としている。ブロック下面は、前面側と後面側で高さの異なる底板23によって構成される。底板前部は、前記凹部レールの幅より小なる幅であり、底板後部と比較して低い位置の平面を有し、その高低差は、前記ブロック上面の桁部材上面と後面板との高さの差と同一である。従って、底板前部は、
図1(3)及び(4)に示すように、ブロックが上下に連設される場合に、前面側の底板後部より低い面と底板前部で構成される部分を下向きの凸部ととらえ、長手方向に連続しているため、帯状凸部31としている。本コンクリートブロックと同じ形状のコンクリートブロックを上方に連接する場合、前記帯状凸部が前記凹部レールに上載される。底板中央部にはブロック内空と外部とを連通孔である底板孔26を有し、上下にブロックを連設した際、下段ブロック内包空間と上段ブロック内包空間が連通する。
【0031】
本例の前面板左・右突起部27の位置は、
図1(1)及び(2)に示すように前面板中心線に左右対称に左右の端部からブロック前面の長さの略1/4の長さの位置の左右の桁部との交差部に設置している。該前面板左・右突起部から左右桁部の上面に、
図1(1)に示す上面左右の凹部レール前側爪(42、41)が後方へ幅を漸減し延び、
図1(3)及び(4)に示すように、該凹部レール前側爪は、後部方向へ高さも漸減して伸び、容易に部分的、全面的な切除ができる。
図1(4)、(6)に示すように帯状凸部31の底板前部36と底板後部37の境界には、底板段差部38がある。該段差部から後方に向けて、前記凹部レール前側爪と同じくブロック前面の長さの略1/4の長さの位置に設けているのが、左右の帯状凸部後側爪(44、43)である。A-A面の
図1(7)には、上下連設時のブロック上面とブロック下面の形状の関係を確認できるように、
図1(1)との間に補助線として一点鎖線を設け、ブロック上面の凹部レールとブロック下面の帯状凸部の関係を明示するとともに、凹部レール前側爪及び帯状凸部後側爪の長さが凹部レールと帯状凸部の遊間に収められていることが理解できる。形状は、
図1(8)、(9)、更に
図1(10)の拡大図に示すように、前記段差部と同じ高低差を有する後部方向へ延びる爪であり、端部方向に幅、高さを漸減して、容易に部分的、全面的な切除ができる。本例では、前記凹部レール前側爪及び帯状凸部後側爪は、複数の縦方向溝を有して、更に取除きを容易にしている。
本例における凹部レール前側爪及び帯状凸部後側爪の縦方向溝は、部分的、全面的な切除のための必要条件ではない。爪は、切除後の長さが分りやすいように横方向である場合や特に溝がない場合においても切除具を用意すれば容易に切除可能である。また、爪に関しては、設置時の施工性を勘案して設けられるものであり、ブロック間の連結に係る強度は設置後の凹部レールと凸帯状凸部間の遊嵌部に充填若しくは堆積される充填物によるものである。
【0032】
図2に、水平方向への連設状況及び下段ブロック11間に跨設される上段ブロック12の設置状況を示す。
図2(1)は、側面図である
図2(3)のA-A面の平面方向図である。
図2(2)は、正面図である。
図2(1)及び(2)より、下段中央のブロック前面板は、隣接する左右のブロックと左右辺で着接され、背面側からの土砂の流出を止めていることが理解できる。左右の辺で着接した前面板は、後面板方向に角度αの楔状の切り欠き部によって、3角形の空間が存在する。
図2(1)及び(2)に示すように、下段ブロックの凹部レール30に上段ブロックの帯状凸部31が載置され、下段ブロックの2箇所の後方への突起部である凹部レール前側爪(41、42)に上段ブロックの前面板である凸部の前面が接している。また、
図2(1)で破線表示している部分は、下段ブロックの後面板上部であり、上段ブロックの底板左右の帯状凸部後側爪(44、43)が下段ブロックの後面板上部の内面に接していることを示している。
図2(2)及び
図2(3)は、上下左右に凹凸による嵌挿及び破れ目地積みによる連接を明らかにするものである。
【0033】
直線部及び曲線部での破れ目地積みの上下段ブロックの連設について示したのが、
図3である。
図3(1)は、直線部を表示している。直線部では、下段ブロックの凹部レールの幅W
Rと、下段ブロック凹部前側爪と上段ブロックの後側爪を含めた凸部の位置での幅Wとは、W
R=Wの関係にあり、着接して嵌挿できる状態である。
次に、
図3(2)は、内カーブにおける連設状況を示すものであり、ブロック間の設置角度は図に示すθである。CLは、曲線部の法線延長における中点である中心線を表示するものである。曲線部の中点おける上段ブロックは、中心線に左右対称に設置することができるが、下段ブロックの凹部レールの幅W
Rと、下段ブロック凹部前側爪と上段ブロックの後側爪を含めた上段ブロック帯状凸部の位置での幅Wとは、概ねW=W
R/cos(θ/2)の関係にある。上段ブロックと下段ブロックのなす角度がθ/2になるからである。上記関係のため、凹部レールと帯状凸部の幅における空隙を前側爪及び後側爪で埋めることはできない。
図3(2)では、前側爪を帯状凸部に着接させているため、一点鎖線の丸で囲んだ後側爪と凹部レーン後側の面との間に空隙がある。このような曲線部中心点付近での設置に関して、帯状凸部については、隣接する前面の左若しくは右角の点と凹部レール上の2点を着接させることができるため施工における困難性はない。
図3(3)は、外カーブにおける連設状況を示すものであり、ブロック間の設置角度は図に示すθである。本例では、後側爪を凹部レールの面に着接させているため、凹部レール前側爪と帯状凸部の前側の面との間に一点鎖線の丸で囲んでいるように空隙が生じている。
なお、凹部レール、帯状凸部及び爪部に関しては、現場における施工性を勘案した余裕幅に関しての記載は省略されている。本発明に関する長手凸部幅に関して、請求項3及び請求項4の未満の記載は、この施工性を勘案した余裕幅を見込んだためである。
【0034】
次に、「0027」で示した曲線部におけるブロック設置に係る長手方向のズレに関して、表2は、実施例1のブロックにおいて、長さL=1.5m、高さH=0.5m、3分勾配の場合における計算例である。
【0035】
【0036】
表2は、最下段ブロックとして、隣接ブロック設置角度の1度から8度の曲線部において、2段目と4段目のブロックについて、それぞれブロック1個当たりのズレとしてΔL/1列として算出したうえで、10列、20列設置した場合の曲線部中間点からの延長方向へのズレを算出したものである。L=1.5mの場合、凹部レール及び帯状凸部の爪は、L/2の0.75mの離隔であり、端部から1/2の0.375mの位置にある。従って、延長方向のズレが概ね0.375m以上になると、帯状凸部の隅角部及び爪が跨設する2箇の下段ブロックの凹部レールに着接できないことになる。そこで、表2には0.375m以上のズレが生じる区間にぼかしを加えている。この区間では、調整用のブロック若しくは現場打のコンクリートを打設することによって、長さの調節を行なう。
【0037】
図4が、ズレが0.375m以下の場合において、ブロックの爪の部分若しくは全体の取除きによる効果を示すものである。
図4(1)は、曲線部の中点において凹部レールに嵌挿されている上段ブロックの帯状凸部(a、b、c、d)を表している。凹部レール内の点線の一方は、前側の帯状凸部外接円であり、他方は後側の外接円である。実線の円弧は、それらの内接円を示している。本例は、帯状凸部の幅と、凹部レールと帯状凸部に設置された爪の長さの和は、凹部レール幅であり、比較的大きな隣接角度の曲線部にブロックを2段設置している場合の例である。凹部左右爪(A、B)は、帯状凸部に接しておらず、帯状凸部左右爪(C、D)についても凹部レールの後側の面に接していない状態である。
図4(2)は、
図4(1)の矢印方向に何列か設置した場合の凹部レールと帯状凸部の関係を示したものである。先述の外接円上をe、f、g、hに設置した時の爪(E、F、G、H)と帯状凸部及び凹部レールとの状態では、図に示すようにF、Gの存在によって所定の位置への設置ができない状態になっている。そのため、拡大図(3)及び(4)に示すように爪の先端部を取り除くことによって、所定の位置への設置が可能となる。図には示していないが、更に列を進めて、e、f、g、hが右へ回った状態で、ズレが上記の0.375に近い位置になった場合、Gの爪は全て取り除く必要が生じる。
数4及び数5では、先述の「0025」に示す上下の連結関係に基づいて、請求項5及び請求項6について説明し、更に数6において、具体的に設定されたブロック設置半径における帯状凸部の最大幅について、算出方法を示す。
請求項5に示すコンクリートブロックに備える一定の幅を有する帯状凸部と該帯状凸部に対応する幅の凹部レーンを求めるための条件とは、下段ブロックが「0020」から「0022」で説明した所定の曲線部に設置され、なおかつ下段ブロックの凹部レールの凹部の内側及び外側(前側及び後側)の面に係る平面視の辺の外接円及び内接円が前記曲線部に係る外接円と同じ中心点を有し、その上段に更に同一形状のブロックを設置する場合である。上記下段ブロックの長手凹部の内側及び外側の辺の外接円及び内接円が前記曲線部に係る外接円と同じ中心点を有するとは、前記ブロックが平面視で長手方向の中心線に対して左右対称の長手凹部の形状であることであり、実施例1に示すコンクリートブロックは、正面視及び平面視において中心線に対して左右対称でその条件を満足する。また、前記ブロックは底面に関しても長手方向に中心線に対して左右対称であるため、上段のブロックに関しても規則的に設置される場合は、同様に同一の中心点の内接円及び外接円を有する。数4に示す一点鎖線で示す上段帯状凸部内側辺の内接円=下段凹部レール内側辺外接円は、下段レール内に設置することが出来る上段ブロックの内側の辺の最小半径の内接円である。一方で、二点鎖線で示す上段帯状凸部外側辺の外接円=下段凹部レール外側辺内接円は、上段ブロックの外側の辺の最大半径の外接円である。この場合の上段ブロックの帯状凸部の幅が下段凹部レールに嵌挿できる最大幅である。本例では、内カーブを例に示している。
請求項6に関しても、上記と同様な条件であり、上段ブロックの内側辺の外接円と下段ブロック内側辺の内接円の一致とは数5の一点鎖線に示すとおりであり、上段ブロック外側辺の内接円と下段ブロック外側辺の外接円の一致とは、数5の二点鎖線に示すとおりである。
数6の関係は、外カーブにおいては、帯状凸部の前側の辺の内接円の半径が後側の辺の内接円より大であり、凸部前側の辺の内接円の半径と凸部の後側の辺の内接円の半径の差が最大凸部幅となる。
また、凸部レールに帯状凹部を上載嵌挿する場合に関しては、凸部レール幅に対して、最小となる帯状凹部の凹部幅を求める必要があるが、帯状凹部の後側の辺の内接円が凸部レールの後側の辺の外接円に一致する場合に凹部レールの幅が最小になる。更に、最小の曲率半径の曲線部に関しては、設置勾配による半径の変化であるΔRをも勘案して、凸部レール前側の辺の内接円を帯状凹部前側の辺が外接する設定が設定曲率半径における最小の凹部レール幅になる。
表4に示すのは、実施例1のブロックにおいて、長さL=1.5m、高さH=0.5m、3分勾配の場合における「0025」で記載した凹部レールの幅と帯状凸部の幅並びに凹部レール及び帯状凸部の爪に関する計算例である。10m程度の設置半径であれば、レール幅40cmで、前側爪及び後側爪の和が7cm程度の計算結果となっている。