JP2008284751A - Centrifugal molding device of concrete segment and centrifugal molding method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、地下トンネル、立坑等の円筒形構築物を構築する場合に用いられるコンクリートセグメントの遠心成形装置及びその装置を用いた遠心成形方法に関するものである。 The present invention relates to a concrete segment centrifugal molding apparatus used when constructing a cylindrical structure such as an underground tunnel or a shaft, and a centrifugal molding method using the apparatus.
コンクリートセグメントの遠心成形装置及びその装置を用いた遠心成形方法は従来から知られている(特許文献1、図1参照)。 A centrifugal forming apparatus for a concrete segment and a centrifugal forming method using the apparatus are conventionally known (see Patent Document 1 and FIG. 1).
前記従来の遠心成形装置は、セグメント型枠を円筒状に組み合わせたものを駆動ローラ上に設置し、前記セグメント型枠内にコンクリートを供給しつつ回転させて遠心成形を行い、コンクリートの固化後、脱型して所定形状のコンクリートセグメントを得るようになっている。 The conventional centrifugal molding apparatus is a combination of segment molds arranged in a cylindrical shape on a driving roller, and is rotated while supplying concrete into the segment molds to perform centrifugal molding. Demolding to obtain a concrete segment of a predetermined shape.
また、その他の装置として、円筒状の遠心成形型の軸方向の両端部に環状の内向きつば部を設けるとともに、両方のつば部間に渡る仕切板を周方向に所定の間隔をおいて着脱可能に取付け、前記の遠心成形型の内部にコンクリートを供給しつつ遠心成形型を回転させて遠心成形を行い、コンクリートの固化後、脱型して所定形状のコンクリートセグメントを得るようにしたものも知られている(特許文献1、図8参照)。
前記従来のコンクリートセグメントの遠心成形装置及び遠心成形方法の概略を図14(a)(b)に示した。図において、1は円筒状に組み合わされたセグメント型枠、2は前記セグメント型枠1の両端部に設けられた回転輪、3は駆動ローラ、4はコンクリートの供給ノズルを示す。前記セグメント型枠1の側板6、7の高さはセグメントの仕上がり高さに設定される。
14 (a) and 14 (b) show an outline of the conventional concrete segment centrifugal molding apparatus and centrifugal molding method. In the figure, 1 is a segment mold combined in a cylindrical shape, 2 is a rotating wheel provided at both ends of the
前記の遠心成形装置において、駆動ローラ3を回転してセグメント型枠1を矢印Aで示した方向に回転させ、供給ノズル4からコンクリートを供給して遠心成形した場合、図14(b)に示したように、セグメント型枠1内のコンクリート5は、回転に伴う慣性によって回転の遅れ側の側板6の方向に片寄る傾向がある。
In the above centrifugal molding apparatus, when the
このため、前記側板6近辺のコンクリート5の高さが仕上がり高さになっても、回転側の進み側の側板7近辺においては仕上がり高さに達していない状態(仕上がり高さに対する不足分をδで示す。)となる。このような状態で固化・脱型した場合は、セグメントの両側で高さの異なる不均一な仕上がりとなる不都合がある。
For this reason, even when the height of the
前記の問題は、セグメント形状の型枠1を図14(a)(b)のように円筒状に組合せて成形する装置の場合(特許文献1、図1参照)、又は円筒状の遠心成形型の両端つば部の間に仕切板を渡して成形する装置の場合(特許文献1、図8参照)のいずれについても発生する問題である。 In the case of an apparatus for molding a segment-shaped formwork 1 in a cylindrical shape as shown in FIGS. 14A and 14B (see Patent Document 1 and FIG. 1), or a cylindrical centrifugal mold This is a problem that occurs in any of the apparatuses (see Patent Document 1 and FIG. 8) in which a partition plate is passed between the flange portions at both ends.
そこで、この発明は、回転に伴う慣性の影響が残らず寸法精度の高いコンクリートセグメントが得られる遠心成形装置及び遠心成形方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a centrifugal molding apparatus and a centrifugal molding method capable of obtaining a concrete segment with high dimensional accuracy without any influence of inertia accompanying rotation.
前記の課題を解決するコンクリートセグメントの遠心成形装置は、図3に示したように、円筒状の遠心成形型20の内径面にセグメント成形部23が、軸方向に間隔を置いて対向した一対の環状の端枠24、24と、前記端枠24、24間に設けられた複数の仕切部(図示の場合はセグメント型枠12の側板12b、12c)とにより構成され、前記遠心成形型20の内径面に対する前記端枠24、24の高さH(図4参照)がセグメントの仕上がり高さHに設定され、前記仕切部の高さhが前記仕上がり高さHより所定量xだけ低く設定された構成としたものである。
As shown in FIG. 3, the concrete segment centrifugal molding apparatus that solves the above-described problem is a pair of
また、前記の課題を解決するためのコンクリートセグメントの遠心成形方法は、上述の装置を用いてその遠心成形型20を回転させつつセグメント成形部23にコンクリート11を供給し、前記端枠24、24の高さHまで遠心成形を行い、脱型後、前記仕切部の部分において前記仕上がり高さHとhの差分のコンクリート11を切断除去して各セグメント10に分割するようにしたものである。
In addition, the concrete segment centrifugal molding method for solving the above-described problem is that the
なお、前記仕切部としては、端枠24、24間に着脱自在に掛け渡された仕切板36(図9、図11参照)によって構成される場合がある。
In addition, as said partition part, it may be comprised by the partition plate 36 (refer FIG. 9, FIG. 11) detachably spanned between the
以上のように、この発明のコンクリートセグメントの遠心成形装置及び遠心成形方法によれば、遠心成形時の慣性の影響がなく、均一の仕上がり高さをもったコンクリートセグメントが得られる効果がある。また、セグメント型枠として、被覆枠を兼用したものを用いた場合は、鋼板被覆型のコンクリートセグメントを得ることができる。 As described above, according to the concrete segment centrifugal molding apparatus and the centrifugal molding method of the present invention, there is an effect of obtaining a concrete segment having a uniform finished height without being influenced by inertia at the time of centrifugal molding. In addition, when a segment mold that also serves as a covering frame is used, a steel plate-covered concrete segment can be obtained.
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、実施例1のコンクリート遠心成形装置によって成形される鋼板被覆型のコンクリートセグメントについて説明する。このセグメントは、図1(a)に示したように、円筒体を中心線の方向に複数に分割した形状をなし、そのうちの一つのセグメント10aは両側板が長さ方向にテーパ状に形成され、かつその両側板相互が平行な平面に形成されることにより組み立てが便利なようになっている。
First, a steel plate-covered concrete segment formed by the concrete centrifugal molding apparatus of Example 1 will be described. As shown in FIG. 1A, this segment has a shape in which a cylindrical body is divided into a plurality of parts in the direction of the center line, and one of the
このセグメント10aの両側のセグメント10bの片側辺もこれに合わせてテーパ状に形成される。そのセグメント10b、10b間の他のセグメント10cの両側辺は平行となっている。以下両側辺が平行なセグメント10cを、一般的にセグメント10と称し、これを中心に説明する。本発明においてセグメント10というときは前記のセグメント10a〜10cを含む。
One side of the
図1(b)に示したように、セグメント10は、コンクリート11の円弧状の外周面と四側面が鋼板製の被覆枠12’によって被覆一体化された鋼板補強型のセグメントである。被覆枠12’は後述する遠心成形時において使用されるセグメント型枠12と兼用され、成形完了後においても分離されることなく、コンクリート11と一体化されたものである。
As shown in FIG. 1B, the
前記被覆枠12’(即ち、セグメント型枠12)は、図2(a)に示したように、外周円弧板12a、周方向の両側板12b、12c及び長さ方向(セグメント10を組合せて構成される円筒体の軸線方向)の両端板12d、12eからなる四角形の浅い箱形のものである。両側板12b、12cは、図示の場合、円筒状に組み合わさることができるように、接線T(図2(b)参照)に対し直角に形成される。
As shown in FIG. 2A, the
一方の側板12bの内面において、長さ方向の2箇所に連結操作用のボックス13、13が設けられる。各ボックス13は前記被覆枠12’の開放面と同一面に開放され、各ボックス13に通じたボルト挿通穴14が該側板12bに設けられる。また、他方の側板12cの内面の前記ボックス13と対向した位置にインサートナット15が取付けられ、これに通じたインサートナット穴15aが該側板12cに設けられる。これらのボックス13及びインサートナット15は他の被覆枠12’との周方向の連結に使用される。
On the inner surface of one
前後の端板12d、12eにもインサートナット16、16が取付けられ、各端板12d、12eにインサートナット穴16a、16aが設けられる。これらのインサートナット16は、後述のように遠心成形型20に組み込む際に使用される。
前記各側板12b、12c及び各端板12d、12eの高さh(図2(b)参照)は、セグメント10の仕上がり高さH(コンクリート11の高さ)より所定量xだけ低く設定される。このxは、前述の不足分δ(図14(b)参照)と同等又はこれより大きく設定される。
The heights h (see FIG. 2B) of the
前記被覆枠12’の内部にコンクリート11が充填され遠心成形が完了した仕上がり状態(図1(b)参照)において、コンクリート11は被覆枠12’から前記の所定量xだけ高く露出し、かつ側板12b、12cの上端面の幅yの部分も同じ高さで覆われる(図2(b)の一点鎖線)。
In a finished state (see FIG. 1B) in which the
コンクリート11の固化後、被覆枠12’を遠心成形型20から取り外す作業(脱型)を行い、前記の幅yの部分のコンクリート11を切断除去し(図2(c)参照)、各セグメント10に分割する。前記ボックス13部分のコンクリート11も除去し、後述の閉鎖蓋34(図5(b)参照)を取り外してボックス穴13aを形成することにより、コンクリート11と被覆枠12’とが一体化された鋼板被覆型のセグメント10が得られる(図1(b)参照)。
After the
なお、施工現場において、前記のセグメント10を円筒状に組み合わせ相互に連結して円筒体が構成された際に、各セグメント10(10a〜10c)間に生じる幅yの溝にシール部材18が充填される(図2(c)参照)
図3は、前記セグメント10を成形する遠心成形装置を示す。この装置は、円筒型21の両端部に回転輪22、22を嵌合することにより構成された遠心成形型20と、前記円筒型21の内径面に設けられたセグメント成形部23及び駆動装置25とからなる。
At the construction site, when the
FIG. 3 shows a centrifugal molding apparatus for molding the
セグメント成形部23は、円筒型21の内径面の両端部に着脱可能に取付けられた一対の環状の端枠24、24及び両方の端枠24、24の間に円筒形に組合わされた複数のセグメント型枠12からなる。前記の回転輪22、22が駆動装置25の駆動ローラ26、26上に水平方向の回転中心をもつように回転自在に設置される。
The
前記の端枠24は、断面が外径方向に開放されたコの字型をなし、その外側板が前記回転輪22にボルト27によって固定される。またその内側板24aに前記各セグメント型枠12がボルト28によって固定される。このボルト28は前記のインサートナット16にねじ込まれる。
The
図4に示したように、前記の端枠24の円筒型21に対する高さは、前述したセグメント10の仕上がり高さHに設定され、セグメント型枠12の高さhよりxだけ高くなっている。言い替えれば、セグメント型枠12の側板12b、12c、各端板12d、12eの高さhは、端枠24の高さHより所定量xだけ低く形成される。
As shown in FIG. 4, the height of the
また、端枠24のセグメント型枠12に接した面において、前記xだけ高くなった部分の側面に、セグメント型枠12の厚さzだけ該セグメント型枠12上に迫り出す突出部29が設けられる。
Further, on the surface of the
また、前記のボックス13の部分においては、図5(a)に示したように、連結ボルト31をボックス13側から差し込んで隣接した他のセグメント型枠の側板12cのインサートナット15にねじ込み、これによってセグメント型枠12相互の連結が行われる。
Further, in the portion of the
前記の連結ボルト31のねじ頭部32に小ねじ穴33が該連結ボルト31の軸線方向と直交する方向に設けられ、ねじ込んだ状態においてその小ねじ穴33が、円筒型21の中心方向を向くようにねじ頭部32の向きが調整される。その上で、図5(b)に示したように、ボックス13の閉鎖蓋34を被せ、止めねじ39を前記の小ねじ穴33にねじ込んで固定する。
A
前記の閉鎖蓋34に代えて、図6(a)から(c)に示した閉鎖蓋34aを使用してもよい。この閉鎖蓋34aは、ゴム等の弾性体により形成され、ボックス13の開口端に若干の復元弾性をもった状態で嵌合される。ボックス13へ嵌合する際、ボックス13内のねじ頭部32を覆い、また弾性変形を容易にするため、底面に溝34bが形成される。
Instead of the closing
以上のような遠心成形装置を駆動して遠心成形型20を所要の速度で回転させつつ外部からコンクリート供給ノズル35を軸方向に往復移動させる。前記ノズル35から供給されたコンクリート11は、遠心力によって各セグメント型枠12の内部に充填される。コンクリート11は、セグメント型枠12の高さhを越え、端枠24の高さH、即ち仕上がり高さまで充填される。
The
コンクリート11は、セグメント型枠12の高さhを越えると慣性によって遠心成形型20の回転の反対方向に流動するが、回転方向に存在する側板12b、12cに遮られることなく流動する。このため、コンクリート11の表面に慣性の影響が現れることがなく、全周にわたり端枠24の高さHまでコンクリート11(図7(a)参照)が均等に充填される。
When the concrete 11 exceeds the height h of the
仕上がり高さHに達するとコンクリート11の供給及び駆動装置25が停止され、以後コンクリート11の養生を行う。これによってセグメント型枠12と一体化された高さHのコンクリート11が全周にわたり連続した状態で成形される。
When the finishing height H is reached, the supply of the concrete 11 and the driving
遠心成形型20からの脱型後、各セグメント型枠12の側板12b、12cの突き合わせ部分において、コンクリート11を側板12b、12cの幅yで、端板12d、12e間に渡る帯状の部分を切断除去し、閉鎖蓋34、34aを取除いた後、ボックス13内の連結ボルト31を取り外して分離する。
After demolding from the
この場合、セグメント型枠12は、その内部に成形されたコンクリート11と一体のまま遠心成形型20からはずされ、その後も分離させることなく、コンクリート11とセグメント型枠12(被覆枠12’)が一体化された状態で最終製品である鋼板被覆型のセグメント10(図1(b)参照)が得られる。
In this case, the
鋼板被覆型とせず、コンクリート11のみからなるセグメントを得ようとする場合は、前記のセグメント型枠12を分解可能な通常の成形型枠として構成し、成形完了後に遠心成形型20から成形型枠を脱型し、さらにその成形型枠からコンクリート11を脱型することにより、被覆枠12’のないコンクリート11のみからなるセグメントが得られる。
When it is intended to obtain a segment made only of
実施例2のコンクリート遠心成形装置によって成形されるセグメント40(図8(b)参照)は、実施例1の場合と同様に円筒体を中心線の方向に複数に分割した形状をなす。この場合もテーパ状の側面を持ったセグメント40a、その両側に隣接するセグメント40b、両側のセグメント40b間のセグメント40cが存在する。以下両側辺が平行なセグメント40cを、一般的にセグメント40と称しこれを中心に説明する。本発明においてセグメント40というときは前記のセグメント40a〜40cを含む。
The segment 40 (see FIG. 8B) formed by the concrete centrifugal molding apparatus of the second embodiment has a shape obtained by dividing the cylindrical body into a plurality of parts in the direction of the center line as in the first embodiment. Also in this case, there are a
このセグメント40は、図8(b)に示したように、全体がコンクリート11のみによって形成され、外周円弧面41a、周方向の両側面41b、41c及び長さ方向の前後両端面41d、41eを有し、内周円弧面41fは外周円弧面41aと平行な円弧面に形成される。内周円弧面41fの仕上がり高さHは実施例1の場合と同様である。
As shown in FIG. 8 (b), the
前記一方の側面41bに沿って前後方向2箇所に、実施例1の場合と同様に連結操作用のボックス13が埋設され、そのボックス13に合致するボックス穴13aが設けられる。また、各ボックス13に対応して側面41bにボルト挿通穴14が設けられる。また、他方の側面41cの内側にインサートナット15(図9参照)が埋設され、そのインサートナット穴15aが側面41cに露出する。また端面41d、41eの内側にインサートナット16が埋設され、そのインサートナット穴16aが各端面41d、41eに露出する。
As in the case of the first embodiment, the
なお、施工時において、前記のセグメント40を円筒状に組み合わせ、相互にボルト42(図8(c)参照)によって連結される。各セグメント40の突合せ部分にシール部材18’が充填される。
During construction, the
図9及び図10は、前記のセグメント40を成形する遠心成形装置を示す。この装置は、実施例1の場合と同様に、円筒型21の両端部に回転輪22、22が着脱可能に嵌合された遠心成形型20と、前記円筒型21の内径面に設けられたセグメント成形部23及び駆動装置25とからなる。
9 and 10 show a centrifugal molding apparatus for molding the
セグメント成形部23は、円筒型21の内径面の両端部に着脱可能に取付けられた一対の環状の端枠24、24及び両方の端枠24、24間に掛け渡された複数の仕切板36(図11参照)からなる。仕切板36は、端枠24、24の間に周方向に適宜の間隔をおいて軸方向に平行に又は所要の角度をもって掛け渡される。仕切板36は、長さ方向及び径方向に前記実施例1のセグメント型枠12の側板12b、12cと同様の傾きをもつ。
The
前記の仕切板36は、図11に示したように、端枠24の内側壁に径方向の設けられたスリット37にその外径側から着脱可能に取付けられる。また、仕切板36の長さ方向の2箇所には、ボルト穴38、38が設けられる。仕切板36の円筒型21に対する高さhは、前記の仕上がり高さHよりxだけ低く形成される(図10参照)。
As shown in FIG. 11, the
なお、端枠24にインサートナット16保持用のインサート穴30が設けられる。
The
その他の付属部材として、ボックス13が独立に設けられる。ボックス13は、前記仕切板36の内面に沿わせ、ボックス13の内部からボルト穴38に挿通してインサートナット15にねじ込んだボルト31により固定される。また、ボックス13は閉鎖蓋34によって前記の場合と同様に閉鎖される(図12(a)(b)参照)。この場合も、図6(a)〜(c)に示した閉鎖蓋34aを使用することができる。
As another accessory member, a
この実施例2においては、遠心成形型20の内径面に形成されたセグメント成形部23は、両側の端枠24、24と、これらの間に着脱自在に掛け渡された仕切板36によって構成される点で実施例1の場合と相違するが、その他の構成は同様であり、また同様のコンクリート遠心成形法によってセグメント40が成形される。
In the second embodiment, the
この成形においても、コンクリート11は仕切板36を越え、端枠24の高さH、即ち仕上がり高さHまで供給される(図13(a)参照)。コンクリート11の固化後、脱型に際して仕切板36の幅yの部分のコンクリート11を切断除去し、各セグメント40に分割する。またボックス13の部分のコンククリート11を切断除去し閉鎖蓋34、34aを外すことにより、コンクリート11のみでなるセグメント40を得ることができる(図8(b)参照)。
Also in this shaping | molding, the concrete 11 passes the
10 セグメント
10a〜10c セグメント
11 コンクリート
12 セグメント型枠
12’ 被覆枠
12a 外周円弧板
12b、12c 側板
12d、12e 端板
13 ボックス
13a ボックス穴
14 ボルト挿通穴
15 インサートナット
15a インサートナット穴
16 インサートナット
16a インサートナット穴
18、18’ シール部材
20 遠心成形型
21 円筒型
22 回転輪
23 セグメント成形部
24 端枠
25 駆動装置
26 駆動ローラ
27 ボルト
28 ボルト
29 突出部
30 インサート穴
31 連結ボルト
32 ねじ頭部
33 小ねじ穴
34 閉鎖蓋
35 コンクリート供給ノズル
36 仕切板
37 スリット
38 ボルト穴
39 止めねじ
40 セグメント
40a〜40c セグメント
41a 外周円弧面
41b、41c 側面
41d、41e 端面
41f 内周円弧面
42 ボルト
10
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