JP2022032753A - セントルフォーム、セントルフォームの補強枠、セントルフォームの製造方法およびセントルフォームの補強枠の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】覆工コンクリートの成形品質を向上できるようにすること。【解決手段】セントルフォーム１２，１３は、トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板１５を有する。また、セントルフォーム１２，１３は、面板１５の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体２２と、その補強枠本体２２の面板１５とは反対側の面に溶接されたヒンジ板２３とを備えている。補強枠本体２２には阻止溝２６を形成し、その阻止溝２６の位置において前記ヒンジ板２３の側面と補強枠本体２２とを溶接するとともに、阻止溝２６の内側面とヒンジ板２３の端面とを溶接した。【選択図】図３

Description

本発明は、トンネル覆工コンクリート打設用の型枠としてのセントルを構成するセントルフォーム、そのセントルフォームの補強枠、セントルフォームの製造方法およびセントルフォームの補強枠の製造方法に関するものである。

特許文献１には、補強枠を有するセントルフォームが開示されている。補強枠の本体には、隣接する他のセントルフォームとヒンジ連結するためのヒンジ板が設けられている。そして、隣接する両セントルフォーム間の重ね合わせ状態におけるヒンジ板の連結孔に連結ピンを挿入することにより、隣接する両セントルフォームが連結される。ヒンジ板は、補強枠の本体に溶接によって固着される。一方、前記補強枠の本体のヒンジ板の反対側の面には面板が溶接によって固着される。そして、面板の表面が覆工コンクリートを成形するための成形面を形成する。

特開２０１７－１８６８８２号公報

ところで、補強枠の本体に対して、ヒンジ板を溶接すると、溶接後における補強枠の本体の溶接部や溶接に用いられた溶加材の冷却収縮により、補強枠本体が湾曲状態に変形する。この補強枠本体の変形を放置した状態で、補強枠本体を面板に溶接すれば、その変形に倣って面板も変形する。そして、このように面板が変形すると、隣接する他のセントルフォームの面板との間に段差が形成される。従って、成形される覆工コンクリートの仕上げ成形面に段差や筋状模様が生じて、覆工コンクリートの仕上げ成形面の外観品質が低下する。このため、従来は、面板の溶接後に、その面板や補強枠の本体を叩打したり、バーナーで加熱したりして、面板や補強枠本体の変形を矯正することも行われていたが、その修正には高い技量と多大な手間を要するものであった。

本発明の目的は、面板を修正することなく、隣接するセントルフォームの面板間における段差などの発生を防止することができるセントルフォーム、セントルフォームの補強枠、セントルフォームの製造方法およびセントルフォームの補強枠の製造方法を提供することにある。

以上の目的を達成するために、本発明のセントルフォームにおいては、トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームにおいて、前記面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体と、その補強枠本体の面板とは反対側の面に溶接された板材とを備え、前記補強枠本体の変形に基づく面板の変形を阻止する阻止手段を設けたことを特徴とする。

以上の構成においては、阻止手段が面板の変形を阻止するため、補強枠本体が変形したとしても、面板が補強枠本体の変形に従って変形することを回避できる。従って、覆工コンクリートの成形面に段差や筋状模様が形成されることはなく、仕上げ成形面の品質を向上できる。

また、本発明のセントルフォームの補強枠においては、トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームにおいて、前記面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体と、その補強枠本体の面板とは反対側の面に溶接された板材とを備え、前記補強枠本体にはスリットを形成し、そのスリットの位置において前記板材の側面と補強枠本体の一側面とを溶接するとともに、スリットの内側面と板材の端面とを溶接したことを特徴とする。

以上の構成においては、板材を補強枠本体に溶接した状態において、補強枠本体の両側面側の溶接部および溶加材がそれぞれ同様に冷却収縮する。その結果、補強枠本体の変形を防止できて、面板の変形も防止できる。従って、覆工コンクリートの成形面に段差や筋状模様が形成されることはなく、仕上げ成形面の品質を向上できる。

さらに、本発明のセントルフォームの製造方法においては、面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体の面板とは反対側の面に板材を溶接するとともに、補強枠本体と板材との溶接に基づく面板の変形を阻止する変形阻止手段を設けることを特徴とする。

よって、補強枠本体が変形したとしても、面板が補強枠本体の変形に従って変形することを回避できて、覆工コンクリートの成形面に段差や筋状模様が形成されることはなく、仕上げ成形面の品質を向上できる。

また、本発明のセントルフォームの製造方法においては、面板の裏面側に固着される鋼板よりなる補強枠本体にスリットを形成し、その補強枠本体の面板とは反対側の面におけるスリットの位置において板材の側面と補強枠本体とを溶接するとともに、スリットの内側面と板材とを溶接することを特徴とする。

このため、板材を補強枠本体に溶接した状態において、補強枠本体の両側面側の溶接部および溶加材がそれぞれ同様に冷却収縮するので、補強枠本体の変形を防止できて、面板の変形も防止できる。従って、覆工コンクリートの仕上げ成形面の品質を向上できる。

さらに、本発明のセントルフォームの補強枠の製造方法においては、補強枠本体にはスリットを形成し、そのスリットの位置において前記板材の側面と補強枠本体とを溶接するとともに、スリットの内側面と板材とを溶接することを特徴とする。

前記板材としては、隣接するセントルフォームを連結するためのヒンジ板などが好適である。

本発明によれば、隣接するセントルフォームの面板間の段差発生を防止することができて、覆工コンクリートの成形品質を向上できるという効果を発揮する。

セントルの正面を示すトンネルの断面図。 セントルの側面図。 セントルフォームの連結部分を示す断面図。 セントルフォームの連結部分を示す分解断面図。 第１補強枠の斜視図。 第２補強枠の斜視図。 第１補強枠の分解斜視図。 第２補強枠の分解斜視図。 補強枠本体とヒンジ板との溶接部分を示す断面図。 補強枠本体とヒンジ板との溶接部分における第１の変更例を示す断面図。 補強枠本体とヒンジ板との溶接部分における第２の変更例を示す断面図。 補強枠本体とヒンジ板との溶接部分における第３の変更例を示す断面図。 補強枠本体と面板との間にスペーサを設けた変更例の断面図。

（実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
はじめに、セントル１１の構成を説明する。

図１および図２に示すように、全体としてアーチ型をなすセントル１１は、トンネル１００内において図示しないガントリ状の支持装置と、その支持装置上に支持され、全体が鋼板よりなる複数枚のセグメント化された天井部，側部，下部フォーム１２～１４とを有している。天井部フォーム１２，側部フォーム１３および下部フォーム１４は、トンネル１００の周方向および延長方向において連続して並設される。各フォーム１２～１４は、トンネル１００の内周面形状に沿って湾曲した面板１５を有しており、これらの面板１５の外側面がそれぞれ覆工コンクリート１０１を成形するための成形面１６になっている。

図３および図４に示すように、各フォーム１２～１４は、面板１５のトンネル延長方向の端部に位置する連結板１７を備えており、隣接する連結板１７どうしが重ね合わされた状態で、ボルトやピン（ともに図示しない）を用いて連結されている。従って、各フォーム１２～１４が連結板１７によりトンネル延長方向において連結されている。各フォーム１２～１４は、セントル１１の周方向（トンネル内周面の周方向）の端部に位置する補強枠２１を備えている。そして、図３に示すように、補強枠２１どうしが回動可能にヒンジ連結されていて、各フォーム１２～１４がトンネル周方向において連結されている。

これらの連結により、各フォーム１２～１４の面板１５のトンネル延長方向および周方向における端面が突き合わされて、面板１５の成形面１６がトンネル延長方向および周方向において同一面を形成するように連続して、その成形面１６が覆工コンクリート１０１の成形位置に配置される。そして、この状態で面板１５とトンネル１００の内周面との間に覆工コンクリート１０１が打設される。覆工コンクリート１０１が硬化すると、側部フォーム１３および下部フォーム１４が前記ヒンジ部分を中心にトンネル１００の中心側に退避回動されるとともに、セントル１１全体が退避下降されることにより、側部フォーム１３および下部フォーム１４が成形位置から離脱される。

図５～図８に示すように、前記補強枠２１は、板材よりなる補強枠本体（以下、枠本体という）２２と、板材としてのヒンジ板２３とを備えている。ヒンジ板２３は枠本体２２の少なくとも両端部に設けられるが、枠本体２２が長い場合は、長さ方向の中間部にも設けられる。枠本体２２は、全体として断面ほぼＬ形状をなし、コーナ部を介して第１部分２２１と第２部分２２２とを有する。第２部分２２２には補強用の傾斜部２２３が折り曲げ形成されている。そして、枠本体２２の両端が前記連結板１７の内側面に溶接によって固着されている。また、枠本体２２の第１部分２２１と面板１５の裏面とが溶接によって固着されている。前記ヒンジ板２３は枠本体２２の内コーナ側に位置して、第１部分２２１および第２部分２２２に溶接によって固着されている。

図５および図７に示すように、天井部フォーム１２の周方向の両端および側部フォーム１３の下端の補強枠２１におけるヒンジ板２３はそれぞれ一対設けられている。図６および図８に示すように、側部フォーム１３および下部フォーム１４の上端におけるヒンジ板２３は１枚であって、図３に示すように、その１枚のヒンジ板２３が上方に位置する一対のヒンジ板２３間に挟入されて、重ねられている。そして、重ねられたヒンジ板２３のヒンジ孔２４にヒンジピン２５が挿入されて、ヒンジピン２５を中心に側部フォーム１３および下部フォーム１４が回動される。

図５～図８および図９に示すように、第１部分２２１および第２部分２２２において、ヒンジ板２３の設置部分には、ヒンジ板２３の端面２３１，２３２と相似形で、同方向に延びる長四角形のスリットである変形阻止溝２６（以下、阻止溝という）が透設されている。ヒンジ板２３は、この阻止溝２６を塞ぐように位置する。阻止溝２６の幅Ｗは、ヒンジ板２３の端面２３１，２３２の厚みＴより狭く、阻止溝２６の長さＬ１，Ｌ２は、それと対応するヒンジ板２３の端面２３１，２３２の長さＬ３，Ｌ４より短い。本実施形態においては、阻止溝２６が変形阻止手段を構成している。そして、溶加材２７によるロウ付けによりヒンジ板２３が枠本体２２に固着されている。この場合、図９に示すように、枠本体２２に対するヒンジ板２３の溶接箇所は、ヒンジ板２３の両側面と枠本体２２の第１部分２２１および第２部分２２２の一側面（内コーナ側の面）２８との間、およびヒンジ板２３の端面２３１，２３２と阻止溝２６の内側面との間である。そして、溶加材２７による溶接部分も変形阻止手段を構成している。

次に、セントルフォームのおよび補強枠の製造方法について説明する。
すなわち、前述のように、補強枠２１の枠本体２２に対して板材としてのヒンジ板２３が溶接される。この溶接箇所は、ヒンジ板２３の両側面と枠本体２２の第１部分２２１および第２部分２２２の一側面２８との間である。また、その反対側におけるヒンジ板２３の端面２３１，２３２と阻止溝２６の内側面との間である。この場合、前者の作業であるヒンジ板２３の両側面と枠本体２２の第１部分２２１および第２部分２２２の一側面２８との間の溶接を先に行うことが作業のしやすさの面から好ましい。そして、一側面２８側の２箇所の溶加材２７およびその周辺部分の冷却により、枠本体２２の一側面２８側が溶加材２７とともに収縮する。また、ヒンジ板２３の端面２３１，２３２と阻止溝２６の内側面との間の２箇所の溶加材２７およびその周辺部分の冷却により、枠本体２２の他側面２９側が収縮する。以上のように、枠本体２２の両側面２８，２９が同様に収縮するため、枠本体２２に曲がりなどの変形が生じることなく、補強枠２１が製造される。

その後、この枠本体２２がその他側面２９において長さ方向の複数箇所においてスポット的に面板１５に溶接されるが、枠本体２２と面板１５とが固定されても、枠本体２２に変形が生じていないため、面板１５に変形が生じることはない。このようにして、セントルフォーム１２～１４が製造される。従って、このようなフォーム１２～１４を連結した場合、隣接するフォーム１２～１４の面板１５間に段差が生じることを防止できる。このため、覆工コンクリート１０１に段差や筋状模様などが生じることを未然に回避できる。

本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）前記のように、溶接部およびその周辺部分の収縮による補強枠２１の枠本体２２の変形を防止できて、面板１５の変形を防止できるため、隣接する面板１５間に段差が生じることを回避できる。このため、面板１５間の段差が原因となる覆工コンクリート１０１の仕上げ成形面の品質低下を回避できて、その覆工コンクリート１０１の成形品質を向上できる。よって、優れた外観の覆工コンクリート１０１を得ることができる。

（２）前記のように、面板１５の変形を防止できるため、変形した枠本体２２や面板１５を矯正のために叩打したり、熱変形させたりすることが不要になる。このため、フォーム１２～１４の製造において、無駄な手間を省くことができる。なお、阻止溝２６は、レーザ光の照射によって、簡単かつ短時間に形成できる。

（３）ヒンジ板２３をその両側面の部分および端面２３１，２３２の部分において枠本体２２と溶接するため、ヒンジ板２３を枠本体２２に対して強固に固着できる。これに対し、従来は、ヒンジ板を枠本体の側面に当てて、両側面において枠本体に溶接するのみであるため、本実施形態と比較して、固着強度面において難がある。

（変更例）
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。そして、実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・図１０に示すように、ヒンジ板２３の端縁の外周面に段差部３０を形成して、段差部３０間をほぞ状の突出部３１とし、その突出部３１を阻止溝２６内に嵌合すること。このようにすれば、突出部３１と阻止溝２６との嵌合によってヒンジ板２３を位置決めできる。

・図１１に示すように、阻止溝２６の幅および長さを広げて、ヒンジ板２３の端縁部全体を阻止溝２６の深さ方向の中間部までに嵌合して、その状態で前記実施形態と同様に溶接すること。

・図１２に示すように、図１１と同様に、阻止溝２６の幅および長さを広げて、ヒンジ板２３の端縁部を溝２６内に嵌合するとともに、その端面２３１，２３２を枠本体２２の他側面２９と同一平面上に配置する。そして、ヒンジ板２３および阻止溝２６の開口縁の少なくとも一方に開先３２を形成して（図面では枠本体２２側）、その開先３２においてヒンジ板２３と枠本体２２とを溶接する。

・図１３に示すように、枠本体２２に対するヒンジ板２３の溶接によって枠本体２２が変形し、それによって枠本体２２と面板１５との間に隙間が生じた場合、その隙間を閉塞するスペーサ３３を介入させること。この場合、スペーサ３３は、枠本体２２や面板１５に対してそれらの変形を生じることがない程度の小面積でスポット的に溶接して、介入位置において移動しないようにすることが好ましい。このようにすれば、スペーサ３３により面板１５の変形を阻止できる。従って、スペーサ３３が変形阻止手段を構成する。

・前記実施形態とは異なり、枠本体に溶接される板材を、ヒンジ板２３以外のもの、例えば、補強板とすること。
・前記実施形態では、枠本体２２の変形を阻止するための変形阻止手段として、枠本体２２に長方形状の阻止溝２６を透設した。この長方形状の阻止溝２６に代えて、円形状の孔を一または複数透設すること。この場合、孔の直径はヒンジ板２３の端面２３１，２３２の幅Ｗより狭く、孔の位置は端面２３１，２３２と対向するところとする。

（他の技術的思想）
前記実施形態および変更例から把握される技術的思想は以下の通りである。
（Ａ）阻止手段は補強枠本体と面板との間の隙間に介入されたスペーサである請求項１に記載のセントルフォーム。

（Ｂ）板材は変形阻止溝を塞ぐように補強枠本体の一側面に設置された請求項４に記載の補強枠。

１１…セントル
１２…天井部フォーム
１３…側部フォーム
１４…下部フォーム
１５…面板
１６…成形面
２１…補強枠
２２…枠本体
２３…ヒンジ板
２６…変形阻止溝
２７…溶加材
１００…トンネル
１０１…覆工コンクリート

Claims (7)

1. トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームにおいて、
   前記面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体と、その補強枠本体の面板とは反対側の面に溶接された板材とを備え、前記補強枠本体と板材との溶接に基づく面板の変形を阻止する変形阻止手段を設けたセントルフォーム。
2. 前記板材は、隣接する他のセントルフォームとヒンジ連結するためのヒンジ板である請求項１に記載のセントルフォーム。
3. 前記変形阻止手段は、前記板材の設置位置に透設された溝と、補強枠本体の側面と板材の側面との間の溶接部と、板材の端面と溝の内側面との間の溶接部とよりなる請求項１に記載のセントルフォーム。
4. トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームにおいて、
   前記面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体と、その補強枠本体の面板とは反対側の面に溶接された板材とを備え、
   前記補強枠本体にはスリットを形成し、そのスリットの位置において前記板材の側面と補強枠本体とを溶接するとともに、スリットの内側面と板材とを溶接したセントルフォームの補強枠。
5. トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームの製造方法において、
   前記面板の裏面側に固着された鋼板よりなる補強枠本体の面板とは反対側の面に板材を溶接するとともに、前記補強枠本体と板材との溶接に基づく面板の変形を阻止する変形阻止手段を設けるセントルフォームの製造方法。
6. トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームの製造方法において、
   前記面板の裏面側に固着される鋼板よりなる補強枠本体にスリットを形成し、その補強枠本体の面板とは反対側の面におけるスリットの位置において板材の側面と補強枠本体とを溶接するとともに、スリットの内側面と前記板材とを溶接するセントルフォームの製造方法。
7. トンネルの覆工コンクリートを成形するための面板を有するセントルフォームに用いられる補強枠であって、前記面板の裏面側に固着される鋼板よりなる補強枠本体と、その補強枠本体の面板とは反対側の面に溶接される板材とを備えたセントルフォームの補強枠において、
   前記補強枠本体にはスリットを形成し、そのスリットの位置において前記板材の側面と補強枠本体とを溶接するとともに、スリットの内側面と板材とを溶接するセントルフォームの補強枠の製造方法。

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