拡径接合工法による鋼管継手部の性能評価

摘要

農業用パイプラインとして使用されている鋼管の接合方式は，配管全体を一体化させる溶接継手が一般的である。 その継手部の耐力や止水性などの品質確保のためには，据付，溶接，非破壊検査，塗覆装といった所要の工程，工期が必要であり，さらに，溶接や非破壊検査には熟練した技能者が必要である。 しかしながら，近年の熟練工の高齢化による減少を背景として，溶接継手による鋼管敷設だけでは十分には対応できない可能性がある。また，コスト面からもコスト縮減に寄与できる溶接継手以外の継手工法の開発が望まれている。 一方，都市部での道路下埋設管の保護管として先行埋設される鞘管などでは，即日復旧を目的として，鋼管端部を重ね合わせた状態で重複部の円周を押し広げて拡径し，その機械的接触力で接合する拡径接合方式が採用されている。これらに関する研究としては，服巻ら（1998）が拡径接合方式の耐力を調べる目的で拡径接合した供試管の押し抜き試験を実施し，接合拡径量と最大耐力の関係を明らかにしている。 また，止水性能を付与する目的で，外鋼管のみを拡径し，内鋼管との隙間部に膨酸性モルタルを注入する工法を提案している。 さらに，羽上田ら（1998）は，軸力載荷における拡径接合部の挙動を調べることを目的として，非線形性を取り入れたFEM解析により軸耐力と軸方向変位の関係をシミュレーションしている。 しかし，この拡径継手工法は構造性能や止水性能に課題を残しており，このまま農業用パイプラインに活用できる工法ではなかった。