JP2020148584A

JP2020148584A - 放射線遮蔽壁

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Publication number: JP2020148584A
Application number: JP2019045701A
Authority: JP
Inventors: 内田　浩之; Hiroyuki Uchida; 浩之内田; 中村　清; Kiyoshi Nakamura; 中村　　清; 弘行井ノ上; Hiroyuki Inoue
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: JP7228419B2

Abstract

【課題】強度や耐久性を向上することができるプレキャストコンクリートパネルを用いて構築された放射線遮蔽壁を提供する。【解決手段】放射線遮蔽壁１００では、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上面１６ｕは、放射線遮蔽壁１００の板厚方向の一方側の面１６ａが板厚方向の他方側の面１６ｂよりも高い位置に配置された段部１６ｅが形成され、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下面１５ｄには、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上面１６ｕに形成された段部１６ｅと対応した形状の段部１５ｅが形成され、接合構造２は、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上面１６ｕと上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下面１５ｄとの間Ｓにグラウト材が充填された目地部２１と、上部主筋部２２と、内部に上部主筋部２２が挿通されるとともに内部にグラウト材が充填された継手部２３と、を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、放射線遮蔽壁に関するものである。

従来から、原子力発電施設や医療施設、中間貯蔵建屋等の建築物の壁等には、放射線遮蔽壁が採用されている（下記の特許文献１参照）。例えば、コンクリート製のプレキャストコンクリートパネルが上下に連設され、下側のプレキャストコンクリートパネルの上端部に山型の凸部（打継キー）が設けられ、上側のプレキャストコンクリートパネルの下端部に凸部と対応した形状の凹部が設けられている。下側のプレキャストコンクリートパネルの凸部に、上側のプレキャストコンクリートパネルの凹部が嵌め込まれている。これにより、下側のプレキャストコンクリートパネルと上側のプレキャストコンクリートパネルとの接合面は凹凸形状をなすため、下側のプレキャストコンクリートパネルと上側のプレキャストコンクリートパネルとの間を通過しようとする放射線が凹凸により遮蔽される構成とされている。

特開２０１８−３６２００号公報

上記のようなプレキャストコンクリートパネルを用いた放射線遮蔽壁において、強度や耐久性の向上が望まれている。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、強度や耐久性を向上することができるプレキャストコンクリートパネルを用いて構築された放射線遮蔽壁を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る放射線遮蔽壁は、鉄筋コンクリート製の下部プレキャストコンクリートパネルと、該下部プレキャストコンクリートパネルの上方に配置され、鉄筋コンクリート製の上部プレキャストコンクリートパネルと、前記下部プレキャストコンクリートパネルと前記上部プレキャストコンクリートパネルとを接合する接合構造と、を備えた放射線遮蔽壁であって、前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面には、前記放射線遮蔽壁の板厚方向の一方側の面が前記板厚方向の他方側の面よりも高い位置に配置された段部が形成され、前記上部プレキャストコンクリートパネルの下面には、前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面に形成された前記段部と対応した形状の段部が形成され、前記接合構造は、前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面と前記上部プレキャストコンクリートパネルの下面との間にグラウト材が充填された目地部と、前記下部プレキャストコンクリートパネルの主筋のうち上方に突出した上部主筋部と、前記上部プレキャストコンクリートパネルの下部に設けられ、内部に前記上部主筋部が挿通されるとともに内部にグラウト材が充填された継手部と、を有することを特徴とする。

このように構成された放射線遮蔽壁では、上部プレキャストコンクリートパネルの下面及び下部プレキャストコンクリートパネルの上面には、放射線遮蔽壁の一方側の方が他方側よりも高い段部が形成されている。上部プレキャストコンクリートパネルの下面と下部プレキャストコンクリートパネルの上面との間（隙間）には、グラウト材が充填された目地部が形成されている。これにより、当該隙間を通過しようとする放射線を、段部（コンクリート）で遮蔽することができる。また、段部により打ち継ぎキーとしての形状を保持することもできる。
この放射線遮蔽壁は、鉄筋コンクリート製であり、下部プレキャストコンクリートパネルの上部主筋部は、上部プレキャストコンクリートパネルの下部に設けられた継手部に挿通され、継手部の内部でグラウト材に定着されている。これにより、プレキャストコンクリートパネルどうしが適切に連結されているとともに、プレキャストコンクリートパネルは鉄筋コンクリート製であるため強度や耐久性を高めることができる。

また、本発明に係る放射線遮蔽壁では、前記グラウト材は、無収縮重量モルタルであることが好ましい。

このように構成された放射線遮蔽壁では、グラウト材は無収縮重量モルタルであるため、無収縮重量モルタル自体が放射線を遮蔽する。無収縮重量モルタルで遮蔽できなかった分の放射線を段部（コンクリート）で遮蔽すればよいため、下部プレキャストコンクリートパネル及び上部プレキャストコンクリートパネルの板厚を薄くすることができる。

また、本発明に係る放射線遮蔽壁では、前記主筋及び前記継手部は、前記板厚方向の一方側及び他方側の両方に配置されていてもよい。

このように構成された放射線遮蔽壁では、主筋及び継手部は放射線遮蔽壁の板厚方向の一方側及び他方側の両方に配置されているため、放射線遮蔽壁の強度を確保することができる。

また、本発明に係る放射線遮蔽壁は、前記放射線遮蔽壁の前記板厚方向の一方側を向く面には、前記板厚方向の一方側の前記継手部に前記グラウト材を注入する注入管及び前記板厚方向の他方側の前記継手部に前記グラウト材を注入する注入管がそれぞれ設けられていてもよい。

このように構成された放射線遮蔽壁では、放射線遮蔽壁の板厚方向の一方側から、注入管を介して、板厚方向の両側の継手部にグラウト材を充填することができるため、作業性が良い。

本発明に係る放射線遮蔽壁によれば、強度や耐久性を向上することができるプレキャストコンクリートパネルを用いて構築することができる。

本発明の一実施形態に係る放射線遮蔽壁を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る放射線遮蔽壁の縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る放射線遮蔽壁について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る放射線遮蔽壁を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る放射線遮蔽壁１００は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）製のプレキャストコンクリートパネルが複数配列されて構成されている。
放射線遮蔽壁１００は、例えば、原子力発電施設や医療施設、中間貯蔵建屋等の建築物に、放射線を遮蔽する目的で設置されるものである。
以下の説明において、水平方向のうち放射線遮蔽壁１００の厚さ方向を板厚方向と称する。板厚方向のうち、図１に示す紙面左側且つ下側を向く方を一方側と称し、紙面右側且つ上側を向く方を他方側と称する。水平方向のうち板厚方向と直交する方向を幅方向と称する。

プレキャストコンクリートパネル１は、少なくとも上下方向に配列されている。なお、プレキャストコンクリートパネル１は幅方向にも配列されていてもよい。

図２は、放射線遮蔽壁１００の上下方向及び板厚方向に沿う縦断面図である。
図２に示すように、上下に配列されたプレキャストコンクリート１のうち、上側に配置されたプレキャストコンクリートパネル１を上部プレキャストコンクリートパネル１Ａと称し、下側に配置されたプレキャストコンクリートパネル１を下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂと称する。
放射線遮蔽壁１００の上下の接合部分では、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａと、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂと、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａと下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂとを接合する接合構造２と、を備えている。

上下のプレキャストコンクリートパネル１Ａ，１Ｂは、鉄筋コンクリート製であり、予め工場等で製造された板材である。

上部プレキャストコンクリートパネル１Ａは、複数の主筋１１Ａと、複数の第一鉄筋１２Ａと、複数の第二鉄筋１３Ａと、コンクリート部１４Ａと、を有している。

主筋１１Ａは、上下方向に延びている。複数の主筋１１Ａが、幅方向及び板厚方向に間隔を有して配置されている。

第一鉄筋１２Ａは、幅方向に延びている。複数の第一鉄筋１２Ａが、板厚方向及び上下方向に間隔を有して配置されている。

第二鉄筋１３Ａは、板厚方向に離間して配置された第一鉄筋１２Ａにまたがって配置されている。

コンクリート部１４Ａの内部に、複数の主筋１１Ａ、複数の第一鉄筋１２Ａ及び複数の第二鉄筋１３Ａが配置されている。

コンクリート部１４Ａの下面１５ｄは、板厚方向の一方側の面１５ａが、板厚方向の他方側の面１５ｂよりも高い位置に配置されている。面１５ａ，１５ｂは、水平面に沿って配置されている。本実施形態では、面１５ａと面１５ｂとの上下方向の高さＨ１は、５０ｍｍ程度である。

面１５ａにおける板厚方向の他方側の端部と面１５ｂにおける板厚方向の一方側の端部とは、面１５ｃにより接続されている。面１５ｃは、上下方向及び幅方向に沿って配置されている。

換言すると、コンクリート部１４Ａの下面１５ｄでは、面１５ａが面１５ｂよりも高い位置に配置され、面１５ａと面１５ｂとが面１５ｃで接続された段部１５ｅをなしている。

下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂは、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下方に隙間Ｓを有して配置されている。

下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂは、主筋１１Ｂと、幅方向に延びる複数の第一鉄筋１２Ｂと、板厚方向に離間して配置された第一鉄筋１２Ｂにまたがって配置された複数の第二鉄筋（不図示。以下同じ。）と、コンクリート部１４Ｂと、を有している。

主筋１１Ｂは、上下方向に延びている。複数の主筋１１Ｂが、幅方向及び板厚方向に間隔を有して配置されている。

コンクリート部１４Ｂの内部に、複数の主筋１１Ｂ、複数の第一鉄筋１２Ｂ及び複数の第二鉄筋が配置されている。

コンクリート部１４Ｂの上面１６ｕは、板厚方向の一方側の面１６ａが、板厚方向の他方側の面１６ｂよりも高い位置に配置されている。面１６ａ，１６ｂは、水平面に沿って配置されている。本実施形態では、面１６ａと面１６ｂとの上下方向の高さＨ２は、５０ｍｍ程度である。

面１６ａにおける板厚方向の他方側の端部と面１６ｂにおける板厚方向の一方側の端部とは、面１６ｃにより接続されている。面１６ｃは、上下方向及び幅方向に沿って配置されている。

換言すると、コンクリート部１４Ｂの上面１６ｕでは、面１６ａが面１６ｂよりも高い位置に配置され、面１６ａと面１６ｂとが面１６ｃで接続された段部１６ｅをなしている。段部１６ｅは、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの段部１５ｅと対応した形状をなしている。

上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの面１５ａは、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの面１６ａの上方に配置されている。上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの面１５ｃは、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの面１６ｃの板厚方向の他方側に配置されている。上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの面１５ｂは、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの面１６ｂの上方に配置されている。換言すると、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａと下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂとの間には、放射線遮蔽壁１００の板厚方向にわたって隙間Ｓが形成されている。
ここで、放射線遮蔽壁１００の板厚方向のうち下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの面１６ａが配置される領域を、第一領域（板厚方向の一方側の領域）Ａ１と称する。また、放射線遮蔽壁１００の板厚方向のうち上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの面１５ｂが配置される領域を、第二領域（板厚方向の他方側の領域）Ａ２と称する。

接合構造２は、目地部２１と、複数の上部主筋部２２と、複数の継手部材（継手部）２３と、を有している。

目地部２１は、隙間Ｓにグラウト材が充填されて構成されている。グラウト材として、例えば無収縮重量モルタルやエポキシ樹脂等を採用することができる。なお、グラウト材が無収縮重量モルタルであれば、無収縮重量モルタル自体が放射線を遮蔽することができる。目地部２１は、放射線遮蔽壁１００の板厚方向にわたって設けられている。本実施形態では、目地部２１のうち、水平方向の延びる部分の幅Ｈ３は２０ｍｍ程度であり、鉛直方向に延びる部分の幅Ｈ４は幅Ｈ３よりも広く２５ｍｍ程度である。

複数の主筋１１Ａ，１１Ｂは、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２のそれぞれに配置されている。図２では、第一領域Ａ１の主筋１１Ａ，１１Ｂと第二領域Ａ２の主筋１１Ａ，１１Ｂとが幅方向に位置をずらして配置されている箇所を示している。

下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの主筋１１Ｂの上端部は、コンクリート部１４Ｂから上方に突出している。上部主筋部２２は、主筋１１Ｂにおけるコンクリート部１４Ｂから上方に突出した部分である。

複数の継手部材２３は、いわゆるモルタル充填継手である。各継手部材２３は、連結筒部２４と、筒充填部２５と、を有している。

連結筒部２４は、上下両端部が開口した円筒形状をなしている。連結筒部２４は、上下方向を軸線方向として配置されている。

連結筒部２４は、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下部に配置されている。複数の連結筒部２４は、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２のそれぞれに配置されている。

連結筒部２４の下端部の外面２４ａは、下方に向かうにしたがって次第に径が広くなるように形成されている。連結筒部２４の下面２４ｄは、目地部２１の上面２１ｕに当接配置されている。本実施形態では、第一領域Ａ１に配置される連結筒部２４の方が、第二領域Ａ２に配置される連結筒部２４よりも上方に配置されている。

上部主筋部２２は、連結筒部２４の下部に挿通されている。上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの主筋１１Ａの下端部（以下、下部主筋部３１と称する）は、連結筒部２４の上部に挿通されている。

筒充填部２５は、連結筒部２４の内部にグラウト材が充填されて構成されている。換言すると、筒充填部２５は、上部主筋部２２の外周面と連結筒部２４の下部の内周面との間、及び下部主筋部３１の外周面と連結筒部２４の上部の内周面との間に設けられている。上部主筋部２２と下部主筋部３１とは、筒充填部２５を介して、連結筒部２４に固定されている。これにより、上下のプレキャストコンクリートパネル１Ａ，１Ｂは、上部主筋部２２、下部主筋部３１及び継手部材２３を介して連結されている。

連結筒部２４の下部及び上部には、それぞれ注入管２７及び排出管２８が接続されている。注入管２７及び排出管２８は、管状をなし、板厚方向に延びるように配置されている。注入管２７及び排出管２８の一端部２７ａ，２８ａは、コンクリート部１４Ａの一方側の面に到達している。注入管２７及び排出管２８の他端部２７ｂ，２８ｂは、連結筒部２４に到達している。

注入管２７及び排出管２８の内部には、それぞれグラウト材が充填された管充填部４１，４２が形成されている。注入管２７及び排出管２８の端部２７ａ，２８ａには、それぞれゴム栓４３，４４が設けられている。

注入管２７から注入されたグラウト材は、連結筒部２４の下部に到達し、上下のプレキャストコンクリートパネル１Ａ，１Ｂの隙間Ｓを流通するとともに、連結筒部２４を上方に流通して、排出管２８に到達し、余分なグラウト材は排出管２８の端部２８ａから排出されるようになっている（図２に示す矢印参照）。その後、注入管２７及び排出管２８の端部２７ａ，２８ａは、それぞれゴム栓４３，４４で閉塞される。ゴム栓４３，４４は、注入管２７及び排出管２８内のグラウト材の硬化後、改めてグラウト材に置き換えることも可能である。

複数ある注入管２７のうち低い位置にある注入管２７からグラウト材を注入（図２に示す右向き矢印参照）して、複数ある排出管２８のうち高い位置にある排出管２８からグラウト材を排出（図２に示す左向き矢印参照）することが好ましい。これにより、狭い隙間であっても、グラウト材がスムーズに行き渡り確実に充填される。

このように構成された放射線遮蔽壁１００では、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下面１５ｄ及び下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上面１６ｕには、第一領域Ａ１の方が第二領域Ａ２よりも高い段部１５ｅ，１６ｅが形成されている。上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下面１５ｄと下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上面１６ｕとの間の隙間Ｓには、グラウト材が充填された目地部２１が形成されている。これにより、当該隙間Ｓを通過しようとする放射線を、段部１５ｅ，１６ｅで遮蔽することができる。また、段部１５ｅ，１６ｅにより打ち継ぎキーとしての形状を保持することもできる。
この放射線遮蔽壁１００は、鉄筋コンクリート製であり、下部プレキャストコンクリートパネル１Ｂの上部主筋部２２は、上部プレキャストコンクリートパネル１Ａの下部に設けられた継手部材２３に挿通され、継手部材２３の内部で筒充填部２５に定着されている。これにより、鉄筋コンクリート製のプレキャストコンクリートパネル１Ａ，１Ｂどうしが適切に連結されているとともに、プレキャストコンクリートパネル１Ａ，１Ｂは鉄筋コンクリート製であるため強度や耐久性を高めることができる。

また、目地部２１に充填されるグラウト材は無収縮重量モルタルであるため、無収縮重量モルタル自体が放射線を遮蔽する。無収縮重量モルタルで遮蔽できなかった分の放射線を段部（コンクリート）１５ｅ，１６ｅで遮蔽すればよいため、コンクリート部１４Ａ，１４Ｂの板厚を薄くすることができる。

また、主筋１１Ａ，１１Ｂ及び継手部材２３は第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２の両方に配置されているため、放射線遮蔽壁１００の強度を確保することができる。

また、放射線遮蔽壁１００の板厚方向の一方側から、注入管２７を介して、板厚方向の両側の連結筒部２４にグラウト材を充填することができるため、作業性が良い。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

また、上記に示す実施形態では、主筋１１Ａ，１１Ｂ及び継手部材２３は第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２の両方に配置されているため、放射線遮蔽壁１００の強度を確保することができるが、本発明はこれに限られない、主筋１１Ａ，１１Ｂ及び継手部材２３が第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２の少なくとも一方に配置される構成であってもよい。

また、上記に示す実施形態では、第一領域Ａ１に配置される継手部材２３と第二領域Ａ２に配置される継手部材２３とは、幅方向の位置をずらして配置されることで、第二領域Ａの連結筒部２４に接続された注入管２７及び排出管２８が第一領域Ａ１の連結筒部２４に干渉することがないが、本発明はこれに限られない。第一領域Ａ１に配置される継手部材２３と第二領域Ａ２に配置される継手部材２３とを幅方向の位置を揃えて配置して、例えば第二領域Ａ２の連結筒部２４に接続された注入管２７及び排出管２８を曲げて、第一領域Ａ１の連結筒部２４と干渉しないようにしてもよい。

１…プレキャストコンクリート
１Ａ…上部プレキャストコンクリート
１Ｂ…下部プレキャストコンクリート
２…接合構造
１１Ａ，１１Ｂ…主筋
１４Ａ，１４Ｂ…コンクリート部
１５ｅ，１６ｅ…段部
２１…目地部
２２…上部主筋部
２３…継手部材（継手部）
２４…連結筒部
２５…筒充填部
２７…注入管
２８…排出管
１００…放射線遮蔽壁
Ａ１…第一領域
Ａ２…第二領域
Ｓ…隙間

Claims

鉄筋コンクリート製の下部プレキャストコンクリートパネルと、
該下部プレキャストコンクリートパネルの上方に配置され、鉄筋コンクリート製の上部プレキャストコンクリートパネルと、
前記下部プレキャストコンクリートパネルと前記上部プレキャストコンクリートパネルとを接合する接合構造と、を備えた放射線遮蔽壁であって、
前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面には、前記放射線遮蔽壁の板厚方向の一方側の面が前記板厚方向の他方側の面よりも高い位置に配置された段部が形成され、
前記上部プレキャストコンクリートパネルの下面には、前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面に形成された前記段部と対応した形状の段部が形成され、
前記接合構造は、
前記下部プレキャストコンクリートパネルの上面と前記上部プレキャストコンクリートパネルの下面との間にグラウト材が充填された目地部と、
前記下部プレキャストコンクリートパネルの主筋のうち上方に突出した上部主筋部と、
前記上部プレキャストコンクリートパネルの下部に設けられ、内部に前記上部主筋部が挿通されるとともに内部にグラウト材が充填された継手部と、を有することを特徴とする放射線遮蔽壁。
前記グラウト材は、無収縮重量モルタルであることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽壁。
前記主筋及び前記継手部は、前記板厚方向の一方側及び他方側の両方に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線遮蔽壁。
前記放射線遮蔽壁の前記板厚方向の一方側を向く面には、前記板厚方向の一方側の前記継手部に前記グラウト材を注入する注入管及び前記板厚方向の他方側の前記継手部に前記グラウト材を注入する注入管がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線遮蔽壁。