JP2004150172A - コンクリート補強鉄筋の支持具及びトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法 - Google Patents
コンクリート補強鉄筋の支持具及びトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】平行に複数配置されて、網目状のコンクリート補強鉄筋15を支持する自立型の支持具10であって、コンクリート補強鉄筋15による荷重に対して所定の断面性能を持った長尺部材16と、長尺部材16に長手方向に隙間Kを有して複数取付けられ、それぞれ長尺部材16を中心にその両側に取付けられたガイド部材17、18と、それぞれのガイド部材17、18に長さ調整可能に取付けられた高さ調整部材23、24と、長さ調整された高さ調整部材23、24をガイド部材17、18に固定する固定手段25、26とを備えている。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、トンネルのインバートを形成するコンクリート内にコンクリート補強鉄筋を所定の位置に配筋するために用いるコンクリート補強鉄筋の支持具及びトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
上側に突出湾曲したアーチと、該アーチの両下端に連接され下側に突出湾曲したインバートとを有するトンネルの施工において、インバートコンクリート打設前に配筋されるコンクリート補強鉄筋は、その役目を果たす為、コンクリート内の所定の位置に保持される必要がある。
コンクリート補強鉄筋を所定の位置に保持するためには、コンクリート補強鉄筋を載せる横方向鉄筋、さらにその横方向鉄筋を所定の位置に固定する為の、地面から縦方向(垂直方向)に配置されたアンカー筋が必要である。
アンカー筋、横方向鉄筋を使用して、コンクリート補強鉄筋を所定位置に配筋する工程は以下の通りである。
(1)インバートコンクリートの必要な深さまで土又は岩石を掘る。
(2)トンネルの幅方向(断面方向)及び奥行き方向に所定のピッチでアンカー筋(縦方向鉄筋)を打ち込む為のアンカー用穴を、地面に穴あけ機(ドリル)を用いてあける。
(3)アンカー用穴に適当な長さのアンカー筋を人力によりハンマーで打ち込む。
(4)コンクリート補強鉄筋が所定の位置になるように、打ち込まれたアンカー筋の高さ位置にマーキングする。
(5)アンカー筋のマーキングした位置に、奥行き方向に配置された横方向鉄筋を溶接する。
(6)横方向鉄筋から上に突出するアンカー筋は邪魔になるため、ガスカットする。
(7)横方向鉄筋上にコンクリート補強鉄筋(シングル又はダブル配筋のメッシュ又は組筋)を設置する。
(8)コンクリート型枠を組んで、所定の高さでコンクリートを打設する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のコンクリート内に入れるコンクリート補強鉄筋を配筋する方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
前記工程(2)において、トンネル内で穴あけ機を用いて石や岩石にアンカー用穴をあける作業は、容易ではなく、重労働であった。
前記工程(3)において、人力によりアンカー筋をハンマーで打ち込む作業も非常に重労働であった。
前記工程(5)において、水気の多いトンネル内で溶接用の電気を使用すること、また、溶接作業は危険な作業であった。
前記工程(6)において、通気性の良くないトンネル内でガスを使用することは、危険な作業であった。
さらに、掘削後、地山の動きによって生じるトンネルの変形を防止するには、地山の動きを極力早く止めるためインバートを出来るだけ早く施工する必要があるが、穴あけ、打ち込み、溶接及びガスカットの作業は、一人か二人の作業となるため、作業時間(約3〜4時間)がかかり過ぎ、この結果、掘削後のトンネルの変形の恐れや、トンネルの変形からやがてはトンネルが崩壊する恐れがあるという問題もあった。因みに、穴あけ機1台で30箇所程度を空けたり、溶接機1台で横方向鉄筋を30箇所程度溶接していた。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、穴あけ、打ち込み、溶接及びガスカットの作業が不要で、しかも安全、楽に、かつ短時間でコンクリート補強鉄筋の配筋ができるコンクリート補強鉄筋の支持具及びトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具は、平行に複数配置されて、網目状のコンクリート補強鉄筋を支持する自立型の支持具であって、コンクリート補強鉄筋による荷重に対して所定の断面性能を持った長尺部材と、長尺部材に長手方向に隙間を有して複数取付けられ、それぞれ長尺部材を中心にその両側に取付けられたガイド部材と、それぞれのガイド部材に長さ調整可能に取付けられた高さ調整部材と、長さ調整された高さ調整部材をガイド部材に固定する固定手段とを備えている。これによって、自立型のコンクリート補強鉄筋の支持具を所定の位置にセットし、各コンクリート補強鉄筋の支持具の高さ調整部材を接地状況に応じて長さ調整し、長さ調整された高さ調整部材を固定手段によりガイド部材に固定することができる。
【0006】
本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具において、ガイド部材をパイプ状に形成し、しかも、高さ調整部材を棒状鋼材から構成することもできる。これによって、ガイド部材及び高さ調整部材の構造が簡略化される。ここで、棒状鋼材として、異形棒鋼、丸鋼、角鋼等を使用することができる。
本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具において、固定手段はガイド部材に取付けられたナットと、ナットに螺合するボルトとを備えることもできる。これによって、固定手段の構造が簡略化される。
本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具において、長尺部材は鉄筋又は丸鋼をトラス構造に構成することもできる。これによって、単位重量当たりの断面性能を大きく取れるので、長尺部材を軽量化できる。
本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具において、高さ調整部材の下端には接地用の座板を設けることもできる。これによって、特に、軟らかい地面に対して、高さ調整が容易にできる。
本発明に係るコンクリート補強鉄筋の支持具において、ガイド部材は長手方向から見てハ字状に取付けることもできる。これによって、高さ調整部材を直線状としても安定して自立できる。
【0007】
前記目的に沿う本発明に係るトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法は、長尺部材と、長尺部材を支持する長さ調整可能な複数の脚部とを有する自立型の支持具を用意する第1工程と、掘削後のトンネル内にトンネル幅方向に沿って複数の支持具を実質的に平行に配置する第2工程と、それぞれの支持具の高さを調整する第3工程と、高さが調整された支持具の上にメッシュ及び/又は組筋からなるコンクリート補強鉄筋を設置する第4工程とを備えている。これによって、コンクリート補強鉄筋を載せる長尺部材と、長尺部材を支持し長さ調整可能な複数の脚部を有する自立型の支持具をトンネル内のトンネル幅方向に沿って複数所定の位置にセットし、各支持具の複数の脚部を接地状況に応じて高さ調整し、高さ調整された支持具の長尺部材上にコンクリート補強鉄筋を設置することができる。なお、組筋の場合の設置方法としては、支持具の上で手で組んだり、又は事前に別の場所で組んだものを支持具に設置することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係るコンクリート補強鉄筋の支持具を適用したトンネルの一部省略断面図、図2(A)、(B)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の正断面図、要部側面図、図3(A)〜(E)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の長尺部材の変形例の説明図、図4(A)、(B)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の変形例の正断面図である。
【0009】
図1及び図2(A)、(B)に示すように、本発明の一実施の形態に係るコンクリート補強鉄筋の支持具10は、2点鎖線で示す上側に突出湾曲したアーチ11と、アーチ11の両下端に連接され下側に突出湾曲した逆アーチのインバート12とを有するトンネル13を施工する場合、インバート12を構成するコンクリート14の打設前に、組筋からなるコンクリート補強鉄筋15を所定の位置に配筋するために用いられる。コンクリート補強鉄筋の支持具10は、トンネル13内のトンネル幅方向に沿って複数(本実施の形態では、8台)実質的に平行に配置されており、複数の主筋15a及び配力筋15bが網目状に形成され、下側に突出湾曲したコンクリート補強鉄筋15を支持する自立型の支持具である。以下、これらについて詳しく説明する。
【0010】
図2(A)、(B)に示すように、コンクリート補強鉄筋の支持具10は、コンクリート補強鉄筋15による荷重に対して所定の断面性能を持った長尺部材の一例であって鉄筋をトラス構造に構成したトラス部材16と、トラス部材16に長手方向に隙間Kを有して複数取付けられ、それぞれトラス部材16を中心に長手方向から見てハ字状に取付けられたガイド部材17、18とを備えている。ガイド部材17、18はトンネル13内の奥行き方向に沿って所定の隙間K(例えば、2.5〜3m)を開けて複数個設けられている。トラス部材16は、鉄筋からなって、波状に形成された2つのトラス筋19、20の両頂部によって、鉄筋からなる上筋21が挟まれており、トラス筋19、20の谷部の外側面に下筋22、22aが取付けられたトラス構造となっている。なお、トラス筋19、20及び上筋21の上端は同一レベルとなっている。
【0011】
図2(A)、(B)に示すように、トラス部材16の上筋21の両側面及び下筋22、22aの外側面にはそれぞれ、パイプ状に形成されたガイド部材17、18が溶接等により固定されている。ガイド部材17、18の上端部はトラス部材16の上筋21の上端レベル以下になるように、斜めにカットされている。
それぞれのガイド部材17、18には、鉄筋からなって、長さ調整可能な高さ調整部材23、24の上部が摺動可能に取付けられており、さらに、長さ調整された高さ調整部材23、24をそれぞれ、ガイド部材17、18に固定する固定手段25、26が設けられている。ここで、ガイド部材17、18、高さ調整部材23、24及び固定手段25、26によりコンクリート補強鉄筋の支持具10の脚部が構成されている。なお、ガイド部材17、18及びガイド部材17、18内を摺動する高さ調整部材23、24は平面視してそれぞれ、トラス部材16の長手方向に実質的に直交して設けられており、その中心間距離はtとなっている。
【0012】
固定手段25、26はそれぞれ、ガイド部材17、18に取付けられたナット27、28と、ナット27、28に螺合するボルト29、30とを備えている。ナット27、28が溶接されたガイド部材17、18の肉厚部には、ボルト29、30の先端部が挿通可能な挿通孔(図示せず)が形成されている。従って、高さ調整部材23、24の下端が接地する地面31のレベルに応じて、高さ調整部材23、24をガイド部材17、18に対して摺動させて、コンクリート補強鉄筋15を載せるトラス部材16の高さ位置を調整した後、長さが調整された高さ調整部材23、24を固定手段25、26のボルト29、30の押し込みによってガイド部材17、18に固定することができる。
【0013】
次いで、コンクリート補強鉄筋の支持具10を用いた本発明の一実施の形態に係るトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法について、図1及び図2(A)、(B)を参照しながら説明する。
(第1工程)
トラス部材16と、トラス部材16を支持する長さ調整可能な複数の脚部(ガイド部材17、18、高さ調整部材23、24及び固定手段25、26からなる)を有する自立型のコンクリート補強鉄筋の支持具10を所定の数だけ工場で製作し、用意する。
【0014】
(第2工程)
複数(本実施の形態では8個)のコンクリート補強鉄筋の支持具10をトラック等を用いて搬送し、掘削後のトンネル13内にトンネル幅方向に沿って平行に配置する。
(第3工程)
設置されたそれぞれのコンクリート補強鉄筋の支持具10の高さ調整部材23、24が接地する地面31の状況に応じて、トンネル13内の基準ラインから計測される各トラス部材16の上端レベルを高さ調整部材23、24をガイド部材17、18にスライドさせて調整し、位置決め後、固定手段25、26により高さ調整部材23、24をガイド部材17、18に固定する。
【0015】
(第4工程)
高さが調整されたすべてのコンクリート補強鉄筋の支持具10の上にコンクリート補強鉄筋15を設置する。
その後、設置されたコンクリート補強鉄筋の支持具10のトンネル13の長手方向(入口から奥へ、又は奥から入口へ)に順次、コンクリート打設用の型枠を介して、コンクリート14を図1に示すように打設する。
【0016】
図3(A)〜(E)にはそれぞれ、コンクリート補強鉄筋の支持具10のトラス部材16の変形例を示す。なお、説明を簡略化するため、図3(A)〜(E)において、ガイド部材32、33及び固定手段34、35は同じものを使用し、また、トラス部材16に代わる各長尺部材はコンクリート補強鉄筋15による荷重に対して十分な断面性能を持っており、従って、変形(曲がり)が少ないものを使用している。
各長尺部材について、図3(A)はパイプ材36を、図3(B)はアングル材37を、図3(C)はH形鋼38を、図3(D)は断面が矩形状の板材39を、図3(E)は丸鋼40を使用している。
【0017】
図4(A)、(B)にはそれぞれ、コンクリート補強鉄筋の支持具10の変形例のコンクリート補強鉄筋の支持具10a、10bを示す。
コンクリート補強鉄筋の支持具10においては、長尺部材であるトラス部材16はガイド部材17、18に溶接して直接取付けたが、コンクリート補強鉄筋の支持具10a、10bにおいては、図4(A)、(B)に示すように、高さ調整部材41、42及び固定手段43、44がそれぞれ取付けられたガイド部材45、46間に、トラス部材16を載置して固定できる載置部材47、48をそれぞれ設け、載置部材47、48を介してトラス部材16の両側にガイド部材45、46を固定することもできる。
【0018】
載置部材47は矩形状の板材の長さ方向の両端部を上向き内側に折り曲げ、折り曲げた部分をガイド部材45、46の内側面に固定した構造としている。一方、載置部材48は断面矩形又は円形の鋼材をガイド部材45、46の一方の側面に固定した構造としている。これにより、コンクリート補強鉄筋の支持具10a、10bはそれぞれ、トラス部材16と、トラス部材16を載置し、高さ調整可能で固定できる脚部49、50(それぞれ、ガイド部材45、46、固定手段43、44、高さ調整部材41、42及び載置部材47又は48を有する)とに2分割できる。なお、コンクリート補強鉄筋の支持具10a、10bは、自立型の支持具となっており、所要の倒れ防止手段が講じられている。例えば、高さ調整部材の数を3個以上としたり、又は、高さ調整部材41、42の下端部に倒れ防止用の座板等を設けることもできる。
【0019】
かかる構成により、トラス部材16と脚部49(50も同じ)とを別々に工場で製作し、トラック等によりトンネル13内まで搬送し、脚部49を所定の位置に配置した後、脚部49の載置部材47上にトラス部材16を載置して固定することができる。従って、コンクリート補強鉄筋の支持具10a(10bも同じ)は分割して搬送できるので、車輛限界に関してメリットがある。
【0020】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のコンクリート補強鉄筋の支持具及びトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法を構成する場合にも本発明は適用される。
前記実施の形態においては、コンクリート補強鉄筋の支持具10をトンネル13に適用したが、これに限定されず、必要に応じて、建築工事等にも適用できることは言うまでもない。
複数の主筋15a及び配力筋15bが網目状に形成され下側に突出湾曲した、組筋からなるコンクリート補強鉄筋15を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、メッシュ(鉄筋金網)を用いても構わない。さらに、コンクリート補強鉄筋15とメッシュとを同時に用いることもできる。
【0021】
コンクリート補強鉄筋の支持具10において、2本のトラス筋19、20及び下筋22、22aを有するトラス部材16を用いたが、これに限定されず、1本のトラス筋及び下筋を有するトラス部材を使用することもできる。また、その他のトラス構造を備えたトラス部材を用いても構わない。
高さ調整部材を鉄筋とし、下端を直接地面31に接するようにしたが、これに限定されず、特に、軟らかい地面に対して、高さ調整が容易になるように、高さ調整部材の下端には接地用の座板を設けることもできる。
【0022】
ガイド部材17、18及びガイド部材17、18内を摺動する高さ調整部材23、24をトラス部材16の長手方向に実質的に直交する方向に設けたが、これに限定されず、必要に応じて、トラス部材16の長手方向に直交する方向に傾けて配置することもできる。また、高さ調整部材23、24の長手方向の中心間距離をtとしたが、t=0として、中心位置を一致させることもできる。
トンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法において、コンクリート補強鉄筋の支持具10を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、自立型で、しかも高さ調整可能な脚部を備えたものであれば、どのような構造の支持具を用いても構わない。
【0023】
ガイド部材はパイプ状に形成され、しかも、高さ調整部材は鉄筋からなるようにしたが、これに限定されず、必要に応じて、その他の構造(例えば、高さ調整部材を丸鋼、角鋼、異形棒鋼等の棒状鋼材からなるようにする)としても構わない。また、ガイド部材を長手方向から見てハ字状に取付けたが、これに限定されず、状況に応じて、垂直に平行又は逆ハ字状に取付け、この構造のガイド部材に合わせて長さ調整可能な高さ調整部材を設けることもできる。
固定手段を、ガイド部材に取付けられたナットと、ナットに螺合するボルトとで構成したが、これに限定されず、状況に応じて、その他の構成とすることもできる。
【0024】
【発明の効果】
請求項1〜6記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、自立型のコンクリート補強鉄筋の支持具を所定の位置にセットし、各コンクリート補強鉄筋の支持具の高さ調整部材を接地状況に応じて長さ調整し、長さ調整された高さ調整部材を固定手段によりガイド部材に固定することができるので、従来のような穴あけ、打ち込み、溶接及びガスカットの作業が不要となり、しかも安全、楽に、かつ短時間でコンクリート補強鉄筋の位置決めができる。
特に、請求項2記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、ガイド部材及び高さ調整部材の構造が簡略化されるので、ガイド部材及び高さ調整部材が短期間で安価に製作でき、かつ、高さ調整作業が容易となる。
【0025】
請求項3記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、固定手段の構造が簡略化されるので、固定手段が短期間で安価に製作でき、かつ、固定作業が容易となる。
請求項4記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、単位重量当たりの断面性能を大きく取れるので、長尺部材を軽量化でき、この結果、長尺部材を安価に製作でき、しかも、長尺部材のハンドリングが容易となる。
請求項5記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、特に、軟らかい地面に対して、高さ調整が容易にできるので、使い勝手が向上する。
請求項6記載のコンクリート補強鉄筋の支持具においては、高さ調整部材を直線状とすることができるので、製作が簡略化される。
【0026】
請求項7記載のトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法においては、コンクリート補強鉄筋を載せる長尺部材と、長尺部材を支持し長さ調整可能な複数の脚部を有する自立型の支持具をトンネル内のトンネル幅方向に沿って複数所定の位置にセットし、各支持具の複数の脚部を接地状況に応じて高さ調整し、高さ調整された支持具の長尺部材上にコンクリート補強鉄筋を設置することができるので、従来のようなトンネル内での穴あけ、打ち込み、溶接及びガスカットの作業が不要となり、しかも安全、楽に、かつ短時間でコンクリート補強鉄筋の配筋ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るコンクリート補強鉄筋の支持具を適用したトンネルの一部省略断面図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の正断面図、要部側面図である。
【図3】(A)〜(E)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の長尺部材の変形例の説明図である。
【図4】(A)、(B)はそれぞれ、同コンクリート補強鉄筋の支持具の変形例の正断面図である。
【符号の説明】
10、10a、10b:コンクリート補強鉄筋の支持具、11:アーチ、12:インバート、13:トンネル、14:コンクリート、15:コンクリート補強鉄筋、15a:主筋、15b:配力筋、16:トラス部材(長尺部材)、17、18:ガイド部材、19、20:トラス筋、21:上筋、22、22a:下筋、23、24:高さ調整部材、25、26:固定手段、27、28:ナット、29、30:ボルト、31:地面、32、33:ガイド部材、34、35:固定手段、36:パイプ材、37:アングル材、38:H形鋼、39:板材、40:丸鋼、41、42:高さ調整部材、43、44:固定手段、45、46:ガイド部材、47、48:載置部材、49、50:脚部
Claims (7)
- 平行に複数配置されて、網目状のコンクリート補強鉄筋を支持する自立型の支持具であって、
前記コンクリート補強鉄筋による荷重に対して所定の断面性能を持った長尺部材と、
前記長尺部材に長手方向に隙間を有して複数取付けられ、それぞれ前記長尺部材を中心にその両側に取付けられたガイド部材と、
それぞれの前記ガイド部材に長さ調整可能に取付けられた高さ調整部材と、
長さ調整された前記高さ調整部材を前記ガイド部材に固定する固定手段とを備えたことを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。 - 請求項1記載のコンクリート補強鉄筋の支持具において、前記ガイド部材はパイプ状に形成され、しかも、前記高さ調整部材は棒状鋼材からなることを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載のコンクリート補強鉄筋の支持具において、前記固定手段は前記ガイド部材に取付けられたナットと、該ナットに螺合するボルトとを備えたことを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンクリート補強鉄筋の支持具において、前記長尺部材は鉄筋又は丸鋼をトラス構造に構成したことを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のコンクリート補強鉄筋の支持具において、前記高さ調整部材の下端には接地用の座板が設けられていることを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のコンクリート補強鉄筋の支持具において、前記ガイド部材は長手方向から見てハ字状に取付けられていることを特徴とするコンクリート補強鉄筋の支持具。
- 長尺部材と、該長尺部材を支持する長さ調整可能な複数の脚部とを有する自立型の支持具を用意する第1工程と、
掘削後のトンネル内にトンネル幅方向に沿って複数の前記支持具を実質的に平行に配置する第2工程と、
それぞれの前記支持具の高さを調整する第3工程と、
高さが調整された前記支持具の上にメッシュ及び/又は組筋からなるコンクリート補強鉄筋を設置する第4工程とを備えたことを特徴とするトンネル内のコンクリート補強鉄筋の支持方法。
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