JP2023156702A - プレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】せん断補強筋の配筋作業を簡略化し、せん断補強筋を適切なかぶり厚さに設置し、プレキャスト型枠の設置を容易化する。【解決手段】コンクリート構造物１は、間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材４と、鋼材４に支持されるとともに、鋼材４の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋５と、鋼材４に支持されるとともに、せん断補強筋５及び鋼材４を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠２と、プレキャスト型枠２によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとからなる。鋼材４に、プレキャスト型枠２から所定の離隔距離をおいた位置でせん断補強筋５を支持可能な掛止部１２が備えられており、かつプレキャスト型枠２に設けられた突起部１１が嵌合することによりプレキャスト型枠２を支持可能な嵌合穴１０備えられている。【選択図】図７

Description

本発明は、複数のプレキャストパネルを埋設型枠として用いるとともに、このプレキャスト型枠の内側にせん断補強筋が配筋されたプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物及びその構築方法に関する。

従来より、コンクリート構造物の構築方法は、主筋及びせん断補強筋を配筋し、その外周に型枠を設置した後、型枠内にコンクリートを打設し、硬化後に脱型するという手順で行われていた。

かかる構築方法において、前記型枠として、プレキャストコンクリート製の埋設型枠（プレキャスト型枠）を用いることにより、現場打ちコンクリートの型枠取り外し作業を省略して、施工速度や施工コストを大幅に改善した施工方法が知られている。前記プレキャスト型枠は、コンクリート打設後も取り外すことなく、構造物の一部として使用されものであり、高強度モルタルやコンクリート等で形成される。

前記プレキャスト型枠は、大型のプレキャストパネルを、クレーン等の重機で吊り下げて設置していたが、近年では、重機を不要とし、省力化を図ることなどを目的として、人力で運搬が可能な小型のプレキャストパネルが多用されつつある。

小型のプレキャスト型枠を用いた施工において、プレキャスト型枠を複数設置して組み立てる際、型枠の固定方法や型枠同士の連結方法が問題となる。かかる固定や連結の手段の一例として、下記特許文献１には、下側の壁面構築用型枠パネルの上側に設けられたフックに、連結固定具の連結部材の下側部分を係合させ、上側の壁面構築用型枠パネルの下側に設けられたフックに連結固定具の連結部材の上側部分を係合させるとともに、連結固定具のセパレーターの他端側を構築される擁壁の内側に予め立設させた支柱アングルに固定する方法が開示されている。

また、上述のコンクリート構造物の構築手順において、従来では、前記主筋及びせん断補強筋の配筋は、段取り筋などに仮止めしながら組み立てる方法が採られていた。このような配筋作業の負担軽減などのため、下記特許文献２には、せん断補強筋の配置を規定する補強筋配置ガイドを形成することが開示されている。

特開２０００－２２０１５６号公報 特開平９－１５１６１３号公報

しかしながら、プレキャスト型枠の組立てにおいて、上記特許文献１に記載のパネル同士の連結手段では、連結固定具をそれぞれのパネルに設けられたフックに係合させる必要があるところ、既設構造物の外周をコンクリートで補強する補強構造などにおいては、狭隘な空間内での作業となるため、作業性が悪く、より簡易な固定手段が望まれていた。

また、せん断補強筋の配筋は、従来では、前述のように、せん断補強筋を結束線で段取り筋等に結束することにより行われていたが、せん断補強筋を段取り筋に結束する作業に手間がかかるという問題があった。

更に、上記特許文献２に記載された補強筋配置ガイドは、せん断補強筋の配筋間隔と同じ間隔に設けられた突出片を目印として、せん断補強筋が所定の配筋間隔で配筋できるようにしたものであるが、せん断補強筋を適正なかぶり厚さに保持する機能は無く、確実に規定のかぶり厚さを確保することは容易ではなかった。

そこで本発明の主たる課題は、せん断補強筋の配筋作業が簡略化できるとともに、せん断補強筋が適切なかぶり厚さを確保でき、かつプレキャスト型枠を容易に設置できるようにしたプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物及びその施工方法を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材と、前記鋼材に支持されるとともに、前記鋼材の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋と、前記鋼材に支持されるとともに、前記せん断補強筋及び鋼材を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠と、前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとからなり、
前記鋼材に、前記プレキャスト型枠から所定の離隔距離をおいた位置で前記せん断補強筋を支持可能な掛止部が備えられるとともに、前記プレキャスト型枠に設けられた突起部が嵌合することにより前記プレキャスト型枠を支持可能な嵌合穴が備えられていることを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項１記載の発明は、複数のプレキャストパネルを埋設型枠として用いるとともに、このプレキャスト型枠の内側にせん断補強筋を配筋したコンクリート構造物であって、これらプレキャスト型枠及びせん断補強筋を一体に支持する鋼材が備えられている。

前記せん断補強筋を鋼材に支持するには、鋼材に備えられた掛止部にせん断補強筋を掛止する。前記掛止部は、前記プレキャスト型枠から所定の離隔距離をおいた位置で、せん断補強筋が支持できるようになっているため、前記掛止部にせん断補強筋を引っ掛けるだけで配筋作業が完了し、配筋作業の大幅な簡略化が可能になるとともに、せん断補強筋に対するコンクリートのかぶり厚さが常に一定になり、確実に適切なかぶり厚さを確保することができる。

また、前記プレキャスト型枠を鋼材に支持するには、前記プレキャスト型枠に設けられた突起部を、前記鋼材に形成された嵌合穴に嵌合する。このように、プレキャスト型枠の突起部を鋼材の嵌合穴に嵌合するだけで、プレキャスト型枠の設置が完了し、プレキャスト型枠の設置作業が簡略化できる。

請求項２に係る本発明として、前記掛止部は、前記鋼材に形成された切込み部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項２記載の発明は、前記せん断補強筋を前記鋼材に支持する掛止部の一実施形態例であり、前記鋼材に前記せん断補強筋が掛止可能な切込み部を形成したものである。この切込み部にせん断補強筋を挿入することにより、せん断補強筋が鋼材の所定の位置に支持される。この切込み部は、先端を下方側に屈折させた略Ｌ字形に形成することにより、下方側への屈折部にせん断補強筋を入り込ませて、配筋位置がより確実に固定できるようにするのが好ましい。

請求項３に係る本発明として、前記掛止部は、前記鋼材に突設されたフック部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記せん断補強筋を前記鋼材に支持する掛止部の変形例であり、前記鋼材に前記せん断補強筋が掛止可能なフック部を突設したものである。このフック部にせん断補強筋を引っ掛けることにより、せん断補強筋が鋼材の所定の位置に支持される。

請求項４に係る本発明として、前記鋼材は、一端が前記鋼材に固定され、他端が前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間内に設けられた構造物若しくは鉄骨材又は該鋼材に対向して配置された鋼材に固定された固定部材によって固定されている請求項１～３いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項４記載の発明では、前記鋼材を所定の位置で固定するため、一端が鋼材に固定され、他端が所定の部位に固定された固定部材を用いている。この固定部材の他端の固定方法は、構築するコンクリート構造物が既設構造物の補強構造であるか、新設構造物であるかによって異なり、既設構造物の補強構造の場合は、既設構造物にインサートなどによって埋設され、新設構造物の場合は、プレキャスト型枠によって囲まれた空間内に設けられた鉄骨材、又は当該鋼材に対向して配置された鋼材などに固定される。

請求項５に係る本発明として、前記鋼材の軸方向と直交する方向に隣り合う前記プレキャスト型枠同士の目地部に沿って、前記鋼材が配置されている請求項１～４いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項５記載の発明では、各鋼材が鋼材の軸方向と直交する方向に隣り合う２つのプレキャスト型枠の接続部を支持することで、プレキャスト型枠同士の目地部に沿って前記鋼材が配置されている。これによって、目地部が鋼材によって補強されるとともに、この鋼材が配置された目地部からのコンクリートの漏れ出しが防止できる。

請求項６に係る本発明として、上記請求項１～５いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法であって、
所定の位置に前記鋼材を設置する第１ステップと、
前記鋼材に前記せん断補強筋を支持する第２ステップと、
前記鋼材に前記プレキャスト型枠を支持する第３ステップとを含むことを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法が提供される。

上記請求項６記載の発明では、はじめに鋼材を設置し、この鋼材にせん断補強筋を支持した後、プレキャスト型枠を設置しているため、プレキャスト型枠で囲われない比較的広いスペースが確保された状態でせん断補強筋の配筋作業ができる。

以上詳説のとおり本発明によれば、せん断補強筋の配筋作業が簡略化できるとともに、せん断補強筋を所定のかぶり厚さを確保でき、かつプレキャスト型枠が容易に設置できるようになる。

本発明に係るコンクリート構造物１の構築方法を示す斜視図である。 鋼材４の固定方法を示す縦断面図である。 その横断面図である。 新設構造物における鋼材４の固定方法を示す横断面図である。 鋼材４を示す、(A)は側面図、(B)は正面図、(C)は背面図、(D)は端面図である。 鋼材６に対するプレキャスト型枠２の取付方法を示す側面図である。 鋼材４に対するプレキャスト型枠２及びせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。 変形例に係る鋼材４に対するせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。 変形例に係る鋼材４の斜視図である。 その横断面図である。 変形例に係る鋼材４に対するせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係るコンクリート構造物１は、図１に示されるように、プレキャストコンクリート製のプレキャストパネルからなる埋設型枠（プレキャスト型枠２）を複数枚並べて型枠を組み立てた後、この型枠内にコンクリートを打設して構築されるプレキャスト型枠２を用いたコンクリート構造物１である。

本書では、前記コンクリート構造物１として、図１に示されるように、橋脚などの既設構造物３の外周にコンクリート構造物１を巻回する既設構造物の補強構造を例に挙げて主に説明するが、後述するように、新設構造物にも同様に適用可能である。

前記コンクリート構造物１は、図１～図３に示されるように、間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材４と、前記鋼材４に支持されるとともに、前記鋼材４の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋５と、前記鋼材４に支持されるとともに、前記せん断補強筋５及び鋼材４を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠２と、前記プレキャスト型枠２によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとで構成される。

前記鋼材４は、既設構造物３をコンクリート構造物１によって補強する補強構造の場合、既設構造物３の外面から所定の離隔距離をあけた位置に、部材長手方向（軸方向）を鉛直方向に一致させて立設するとともに、周方向に間隔を空けて互いに平行して複数配置される。前記鋼材４としては、溝形鋼、Ｔ形鋼、Ｌ形鋼、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼、角鋼管などの形鋼材が用いられる。

前記鋼材４は、平坦で比較的広い外面を有する部分を外側に向けて配置される。例えば前記鋼材４として、ウェブ４ａとその幅方向両端からそれぞれ一方側に直交して延びるフランジ４ｂとからなる溝形鋼を用いたとき、前記ウェブ４ａの外面を外側に向け、フランジ４ｂを内側に突出させた状態で配置する。また、後述するように、前記鋼材４として、ウェブ４ａとその幅方向の一方端から両側に直交して延びるフランジ４ｂとからなるＴ形鋼を用いたときは、前記フランジ４ｂの外面を外側に向け、前記ウェブ４ａを内側に突出させた状態で配置する（図９参照）。

前記鋼材４は、図２及び図３に示されるように、一端が鋼材４に固定され、他端が前記既設構造物３に固定された固定部材６によって、既設構造物３から所定の離隔距離をおいた位置に固設されている。前記固定部材６は、鋼材４の軸方向に間隔を空けて複数配置される。

前記固定部材６は、前記鋼材４が既設構造物３から所定の離隔距離をおいて固設できるものであれば特に限定されない。図示例では、前記固定部材６を全ネジボルトやロッド等で構成し、一端が連結金具７などを介して鋼材４に固定され、他端が既設構造物３のコンクリートに設けられた穿孔８に挿入されるとともに、隙間にグラウト材が充填されることにより固定されている。前記固定部材６の他端は、既設構造物３にインサートを設置し、これにねじ込むことによって固定してもよい。前記固定部材６の一端を鋼材４に連結する連結金具７としては、図示例では、略コの字形の金具が用いられ、この略コの字形の金具が前記固定部材６の先端部にナットによって固定されるとともに、この略コの字形の金具が鋼材４のフランジ４ｂ、４ｂを一体に挟み込むように配置され、これら略コの字形の金具及び鋼材４のフランジ４ｂ、４ｂを貫通するボルトによって固定されている。或いは、図示しないが、前記固定部材６の一端に二股に分岐する金具を設けておき、この二股に分岐した金具の先端をそれぞれ鋼材４のフランジ４ｂにボルトや溶接などの固定手段によって固定するようにしてもよい。

前記コンクリート構造物１が新設構造物の場合、前記固定部材６は、一端が連結金具７などを介して鋼材４に固定され、他端が、図４(A)に示されるように、該鋼材４に対向して配置された鋼材４や、図４(b)に示されるように、プレキャスト型枠２によって囲まれた空間内に設けられたＨ形鋼などの鉄骨材９などに固定される。

図示例の鋼材４は、図５に示されるように、溝形鋼からなり、ウェブ４ａ及びフランジ４ｂにそれぞれプレキャスト型枠２及びせん断補強筋５を支持するための支持部が備えられている。

前記プレキャスト型枠２を溝形鋼からなる鋼材４に支持する支持構造は、図５に示されるように、ウェブ４ａに嵌合穴１０が形成されるとともに、図６に示されるように、プレキャスト型枠２の鋼材４との対向部に、前記鋼材４側に突出するとともに、前記嵌合穴１０に嵌合可能な突起部１１が形成され、この突起部１１を前記嵌合穴１０に嵌合することにより、前記プレキャスト型枠２が鋼材４の外側に支持されるようになっている。

前記嵌合穴１０は、略円形状の上半幅広部１０ａと、この下端部から下方に連通して延びる下半幅狭部１０ｂとで構成された略鍵穴形状を成している。一方、前記突起部１１は、図６に示されるように、六角ボルトの軸部の先端部がプレキャスト型枠２に埋め込まれることにより、頭部とこの頭部に近接する軸部の一部がプレキャスト型枠２から突出して形成されたものであり、プレキャスト型枠２の外面から軸部を介して、その先端に軸部より大径の頭部が設けられたものである。このように突出した部分が軸部とこの軸部より大径の頭部とからなるものであれば、六角ボルトに限らず、任意のものを使用することができる。前記軸部の突出長さは、前記嵌合穴１０が設けられた鋼材４の部材厚さとほぼ同等か、これより若干長く形成されている。

前記プレキャスト型枠２を鋼材４に支持するには、前記プレキャスト型枠２の突起部１１を、鋼材４の嵌合穴１０に嵌合させることにより行う。突起部１１を嵌合穴１０に嵌合するには、突起部１１の頭部を嵌合穴１０の上半幅広部１０ａに挿入した後、プレキャスト型枠２を落とし込んで、突起部１１の軸部を下半幅狭部１０ｂに嵌合させ、突起部１１の頭部が嵌合穴１０の下半幅狭部１０ｂの内側に係止してプレキャスト型枠２が鋼材４に支持されるようにする。

前記嵌合穴１０及び突起部１１は、プレキャスト型枠２の両側部にそれぞれ上下２箇所ずつ設けられている。プレキャスト型枠２は、図１に示されるように、隣り合う２本の鋼材４、４に架け渡されるように配置される。なお、これらの中間部に１又は複数の鋼材４を配置し、その中間部の鋼材４にも支持されるようにしてもよい。

プレキャスト型枠２の両側部を支持する鋼材４に形成された嵌合穴１０は、前記鋼材４のウェブ４ａに２列で設けられ、各列にそれぞれ別のプレキャスト型枠２が支持されることにより、鋼材４と重なる部分に隣り合うプレキャスト型枠２、２同士のつなぎ目が設けられるようになっている。つまり、鋼材４の軸方向と直交する方向に隣り合うプレキャスト型枠２、２同士の目地部に沿って、前記鋼材４が配置され、１本の鋼材４で隣り合うプレキャスト型枠２、２の側部を同時に支持している。これによって、プレキャスト型枠２、２同士の目地部が鋼材４によって補強されるとともに、この鋼材４が配置された目地部からコンクリートが漏れ出るのが防止できる。

次に、前記鋼材４に対するせん断補強筋５の支持構造について説明する。図５及び図７に示されるように、溝形鋼からなる鋼材４のフランジ４ｂには、プレキャスト型枠２から所定の離隔距離をおいた位置でせん断補強筋５を支持可能な掛止部１２が備えられている。図５及び図７に示される例では、前記掛止部１２は、鋼材４のフランジ４ｂに形成された切込み部によって構成されている。具体的には、前記掛止部１２は、フランジ４ｂの端縁からウェブ４ａ側に向けて延びるとともに、フランジ４ｂの中間部で先端が下方側に屈折したＬ字形の切込み部によって形成されている。この掛止部１２は、せん断補強筋５の配筋間隔に対応して、鋼材４の軸方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、コンクリート注入時の圧力によってせん断補強筋５がずれるのを防止するため、前記せん断補強筋５を結束線などで仮止めしてもよい。

前記掛止部１２にせん断補強筋５を支持するには、切れ込み部の切れ込み端部からせん断補強筋５を挿入するとともに、切れ込み部先端の屈折部に嵌合させる。この屈折部に挿入した状態で、せん断補強筋５とプレキャスト型枠２との間に所定の離隔距離が設けられる。この離隔距離がコンクリートを充填したときのかぶり厚さＴとなる。このように、せん断補強筋５を掛止部１２に掛止することにより、常に一定のかぶり厚さＴでコンクリートが打設できるため、コンクリート構造物１の耐久性が向上できる。

前記掛止部１２は、上述の切れ込み部に限るものではなく、せん断補強筋５が掛止できる構造を有していればどのような形態でもよい。例えば、図８に示されるように、鋼材４のフランジ４ｂの端縁から突出し、先端が上方側に屈折したＬ字形金物からなるフック部によって構成してもよい。フランジ４ｂから突出した部分にせん断補強筋５を支持できるとともに、先端の上方に屈折した部分によってせん断補強筋５のずれが防止できる。

次に、図９～図１１に示されるように、前記鋼材４としてＴ形鋼を用いた場合について説明する。前述のように、前記鋼材４としてＴ形鋼を用いることも可能であり、この場合には、図９及び図１０に示されるように、Ｔ形鋼のフランジ４ｂの外面にプレキャスト型枠２が支持され、ウェブ４ａにせん断補強筋５が支持されるようにする。

Ｔ形鋼からなる鋼材４を前記固定部材６により固定するには、図９及び図１０に示されるように、固定部材６の一端を鋼材４のウェブ４ａに固定し、他端を前記既設構造物３若しくは鉄骨材９又は対向する鋼材４に固定する。前記固定部材６の一端をウェブ４ａに固定するには、図示例のように、ウェブ４ａの一方の側面に沿って固設される固定片１３ａと、この固定片１３ａから垂直に起立し、中央部に設けられた開孔に固定部材６の一端が挿入されナットで固定される取付片１３ｂとからなる連結金具１３を用いるのが好ましい。

Ｔ形鋼からなる鋼材４のフランジ４ｂには、プレキャスト型枠２に設けられた突起部１１が嵌合可能な嵌合穴１０が備えられている。前記嵌合穴１０は、ウェブ４ａを境に両側に延びるフランジ部分にそれぞれ、プレキャスト型枠２の上下部に対応する２箇所に形成されている。

また、Ｔ形鋼からなる鋼材４のウェブ４ａには、せん断補強筋５が支持可能な掛止部１２が備えられている。前記掛止部１２は、図１１に示されるように、(A)切込み部又は(B)フック部で構成することができる。

前記プレキャスト型枠２は、コンクリート構造物１の外殻を構成するプレキャストコンクリート製のパネルであり、人力で持ち運びできる程度に小型化されたものを用いるのが好ましい。人力で持ち運び可能な最大重量は、およそ２０ｋｇ前後であり、このときの外形寸法としては、例えば９００×３００×３５ｍｍ程度である。プレキャスト型枠２の設置は、図１に示されるようにクレーン等を用いて行うことも可能であるし、人力で持ち運んで設置することも可能である。

以上の構成からなるコンクリート構造物１の構築方法は、先ずはじめに、所定の位置に前記鋼材４を設置する。前記鋼材４は、前記固定部材６によって適宜の位置に固定される。

次に、前記鋼材４にせん断補強筋５を配筋する。せん断補強筋５の配筋は、上述の通り、鋼材４に形成された掛止部１２にせん断補強筋５を掛止することにより行う。このように、せん断補強筋５の配筋作業を、鋼材４の外側にプレキャスト型枠２を設置する前に行うため、作業スペースを広くとることができ、作業性が向上する。

その後、前記鋼材４にプレキャスト型枠２を支持する。プレキャスト型枠２の支持は、上述の通り、プレキャスト型枠２に備えられた突起部１１を、鋼材４に形成された嵌合穴１０に嵌合することにより行う。

プレキャスト型枠２の設置が終了したならば、プレキャスト型枠２で囲われた内部にコンクリートを打設して、コンクリート構造物１の施工を完了する。

１…コンクリート構造物、２…プレキャスト型枠、３…既設構造物、４…鋼材、５…せん断補強筋、６…固定部材、７…連結金具、８…穿孔、９…鉄骨材、１０…嵌合穴、１１…突起部、１２…掛止部、１３…連結金具

本発明は、複数のプレキャストパネルを埋設型枠として用いるとともに、このプレキャスト型枠の内側にせん断補強筋が配筋されたプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物及びその構築方法に関する。

従来より、コンクリート構造物の構築方法は、主筋及びせん断補強筋を配筋し、その外周に型枠を設置した後、型枠内にコンクリートを打設し、硬化後に脱型するという手順で行われていた。

かかる構築方法において、前記型枠として、プレキャストコンクリート製の埋設型枠（プレキャスト型枠）を用いることにより、現場打ちコンクリートの型枠取り外し作業を省略して、施工速度や施工コストを大幅に改善した施工方法が知られている。前記プレキャスト型枠は、コンクリート打設後も取り外すことなく、構造物の一部として使用されものであり、高強度モルタルやコンクリート等で形成される。

前記プレキャスト型枠は、大型のプレキャストパネルを、クレーン等の重機で吊り下げて設置していたが、近年では、重機を不要とし、省力化を図ることなどを目的として、人力で運搬が可能な小型のプレキャストパネルが多用されつつある。

小型のプレキャスト型枠を用いた施工において、プレキャスト型枠を複数設置して組み立てる際、型枠の固定方法や型枠同士の連結方法が問題となる。かかる固定や連結の手段の一例として、下記特許文献１には、下側の壁面構築用型枠パネルの上側に設けられたフックに、連結固定具の連結部材の下側部分を係合させ、上側の壁面構築用型枠パネルの下側に設けられたフックに連結固定具の連結部材の上側部分を係合させるとともに、連結固定具のセパレーターの他端側を構築される擁壁の内側に予め立設させた支柱アングルに固定する方法が開示されている。

また、上述のコンクリート構造物の構築手順において、従来では、前記主筋及びせん断補強筋の配筋は、段取り筋などに仮止めしながら組み立てる方法が採られていた。このような配筋作業の負担軽減などのため、下記特許文献２には、せん断補強筋の配置を規定する補強筋配置ガイドを形成することが開示されている。

特開２０００－２２０１５６号公報 特開平９－１５１６１３号公報

しかしながら、プレキャスト型枠の組立てにおいて、上記特許文献１に記載のパネル同士の連結手段では、連結固定具をそれぞれのパネルに設けられたフックに係合させる必要があるところ、既設構造物の外周をコンクリートで補強する補強構造などにおいては、狭隘な空間内での作業となるため、作業性が悪く、より簡易な固定手段が望まれていた。

また、せん断補強筋の配筋は、従来では、前述のように、せん断補強筋を結束線で段取り筋等に結束することにより行われていたが、せん断補強筋を段取り筋に結束する作業に手間がかかるという問題があった。

更に、上記特許文献２に記載された補強筋配置ガイドは、せん断補強筋の配筋間隔と同じ間隔に設けられた突出片を目印として、せん断補強筋が所定の配筋間隔で配筋できるようにしたものであるが、せん断補強筋を適正なかぶり厚さに保持する機能は無く、確実に規定のかぶり厚さを確保することは容易ではなかった。

そこで本発明の主たる課題は、せん断補強筋の配筋作業が簡略化できるとともに、せん断補強筋が適切なかぶり厚さを確保でき、かつプレキャスト型枠を容易に設置できるようにしたプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物及びその施工方法を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材と、前記鋼材に支持されるとともに、前記鋼材の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋と、前記鋼材に支持されるとともに、前記せん断補強筋及び鋼材を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠と、前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとからなり、
前記鋼材に、前記プレキャスト型枠から所定の離隔距離をおいた位置で前記せん断補強筋を支持可能な掛止部が備えられるとともに、前記プレキャスト型枠に設けられた突起部が嵌合することにより前記プレキャスト型枠を支持可能な嵌合穴が備えられていることを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項１記載の発明は、複数のプレキャストパネルを埋設型枠として用いるとともに、このプレキャスト型枠の内側にせん断補強筋を配筋したコンクリート構造物であって、これらプレキャスト型枠及びせん断補強筋を一体に支持する鋼材が備えられている。

前記せん断補強筋を鋼材に支持するには、鋼材に備えられた掛止部にせん断補強筋を掛止する。前記掛止部は、前記プレキャスト型枠から所定の離隔距離をおいた位置で、せん断補強筋が支持できるようになっているため、前記掛止部にせん断補強筋を引っ掛けるだけで配筋作業が完了し、配筋作業の大幅な簡略化が可能になるとともに、せん断補強筋に対するコンクリートのかぶり厚さが常に一定になり、確実に適切なかぶり厚さを確保することができる。

また、前記プレキャスト型枠を鋼材に支持するには、前記プレキャスト型枠に設けられた突起部を、前記鋼材に形成された嵌合穴に嵌合する。このように、プレキャスト型枠の突起部を鋼材の嵌合穴に嵌合するだけで、プレキャスト型枠の設置が完了し、プレキャスト型枠の設置作業が簡略化できる。

請求項２に係る本発明として、前記掛止部は、前記鋼材に形成された切込み部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項２記載の発明は、前記せん断補強筋を前記鋼材に支持する掛止部の一実施形態例であり、前記鋼材に前記せん断補強筋が掛止可能な切込み部を形成したものである。この切込み部にせん断補強筋を挿入することにより、せん断補強筋が鋼材の所定の位置に支持される。この切込み部は、先端を下方側に屈折させた略Ｌ字形に形成することにより、下方側への屈折部にせん断補強筋を入り込ませて、配筋位置がより確実に固定できるようにするのが好ましい。

請求項３に係る本発明として、前記掛止部は、前記鋼材に突設されたフック部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記せん断補強筋を前記鋼材に支持する掛止部の変形例であり、前記鋼材に前記せん断補強筋が掛止可能なフック部を突設したものである。このフック部にせん断補強筋を引っ掛けることにより、せん断補強筋が鋼材の所定の位置に支持される。

請求項４に係る本発明として、前記鋼材は、一端が前記鋼材に固定され、他端が前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間内に設けられた構造物若しくは鉄骨材又は該鋼材に対向して配置された鋼材に固定された固定部材によって固定されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項４記載の発明では、前記鋼材を所定の位置で固定するため、一端が鋼材に固定され、他端が所定の部位に固定された固定部材を用いている。この固定部材の他端の固定方法は、構築するコンクリート構造物が既設構造物の補強構造であるか、新設構造物であるかによって異なり、既設構造物の補強構造の場合は、既設構造物にインサートなどによって埋設され、新設構造物の場合は、プレキャスト型枠によって囲まれた空間内に設けられた鉄骨材、又は当該鋼材に対向して配置された鋼材などに固定される。

請求項５に係る本発明として、前記鋼材の軸方向と直交する方向に隣り合う前記プレキャスト型枠同士の目地部に沿って、前記鋼材が配置されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物が提供される。

上記請求項５記載の発明では、各鋼材が鋼材の軸方向と直交する方向に隣り合う２つのプレキャスト型枠の接続部を支持することで、プレキャスト型枠同士の目地部に沿って前記鋼材が配置されている。これによって、目地部が鋼材によって補強されるとともに、この鋼材が配置された目地部からのコンクリートの漏れ出しが防止できる。

請求項６に係る本発明として、上記請求項１～５いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法であって、
所定の位置に前記鋼材を設置する第１ステップと、
前記鋼材に前記せん断補強筋を支持する第２ステップと、
前記鋼材に前記プレキャスト型枠を支持する第３ステップとを含むことを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法が提供される。

上記請求項６記載の発明では、はじめに鋼材を設置し、この鋼材にせん断補強筋を支持した後、プレキャスト型枠を設置しているため、プレキャスト型枠で囲われない比較的広いスペースが確保された状態でせん断補強筋の配筋作業ができる。

以上詳説のとおり本発明によれば、せん断補強筋の配筋作業が簡略化できるとともに、せん断補強筋を所定のかぶり厚さを確保でき、かつプレキャスト型枠が容易に設置できるようになる。

本発明に係るコンクリート構造物１の構築方法を示す斜視図である。 鋼材４の固定方法を示す縦断面図である。 その横断面図である。 新設構造物における鋼材４の固定方法を示す横断面図である。 鋼材４を示す、(A)は側面図、(B)は正面図、(C)は背面図、(D)は端面図である。 鋼材６に対するプレキャスト型枠２の取付方法を示す側面図である。 鋼材４に対するプレキャスト型枠２及びせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。 変形例に係る鋼材４に対するせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。 変形例に係る鋼材４の斜視図である。 その横断面図である。 変形例に係る鋼材４に対するせん断補強筋５の支持方法を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係るコンクリート構造物１は、図１に示されるように、プレキャストコンクリート製のプレキャストパネルからなる埋設型枠（プレキャスト型枠２）を複数枚並べて型枠を組み立てた後、この型枠内にコンクリートを打設して構築されるプレキャスト型枠２を用いたコンクリート構造物１である。

本書では、前記コンクリート構造物１として、図１に示されるように、橋脚などの既設構造物３の外周にコンクリート構造物１を巻回する既設構造物の補強構造を例に挙げて主に説明するが、後述するように、新設構造物にも同様に適用可能である。

前記コンクリート構造物１は、図１～図３に示されるように、間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材４と、前記鋼材４に支持されるとともに、前記鋼材４の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋５と、前記鋼材４に支持されるとともに、前記せん断補強筋５及び鋼材４を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠２と、前記プレキャスト型枠２によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとで構成される。

前記鋼材４は、既設構造物３をコンクリート構造物１によって補強する補強構造の場合、既設構造物３の外面から所定の離隔距離をあけた位置に、部材長手方向（軸方向）を鉛直方向に一致させて立設するとともに、周方向に間隔を空けて互いに平行して複数配置される。前記鋼材４としては、溝形鋼、Ｔ形鋼、Ｌ形鋼、Ｈ形鋼、Ｃ形鋼、角鋼管などの形鋼材が用いられる。

前記鋼材４は、平坦で比較的広い外面を有する部分を外側に向けて配置される。例えば前記鋼材４として、ウェブ４ａとその幅方向両端からそれぞれ一方側に直交して延びるフランジ４ｂとからなる溝形鋼を用いたとき、前記ウェブ４ａの外面を外側に向け、フランジ４ｂを内側に突出させた状態で配置する。また、後述するように、前記鋼材４として、ウェブ４ａとその幅方向の一方端から両側に直交して延びるフランジ４ｂとからなるＴ形鋼を用いたときは、前記フランジ４ｂの外面を外側に向け、前記ウェブ４ａを内側に突出させた状態で配置する（図９参照）。

前記鋼材４は、図２及び図３に示されるように、一端が鋼材４に固定され、他端が前記既設構造物３に固定された固定部材６によって、既設構造物３から所定の離隔距離をおいた位置に固設されている。前記固定部材６は、鋼材４の軸方向に間隔を空けて複数配置される。

前記固定部材６は、前記鋼材４が既設構造物３から所定の離隔距離をおいて固設できるものであれば特に限定されない。図示例では、前記固定部材６を全ネジボルトやロッド等で構成し、一端が連結金具７などを介して鋼材４に固定され、他端が既設構造物３のコンクリートに設けられた穿孔８に挿入されるとともに、隙間にグラウト材が充填されることにより固定されている。前記固定部材６の他端は、既設構造物３にインサートを設置し、これにねじ込むことによって固定してもよい。前記固定部材６の一端を鋼材４に連結する連結金具７としては、図示例では、略コの字形の金具が用いられ、この略コの字形の金具が前記固定部材６の先端部にナットによって固定されるとともに、この略コの字形の金具が鋼材４のフランジ４ｂ、４ｂを一体に挟み込むように配置され、これら略コの字形の金具及び鋼材４のフランジ４ｂ、４ｂを貫通するボルトによって固定されている。或いは、図示しないが、前記固定部材６の一端に二股に分岐する金具を設けておき、この二股に分岐した金具の先端をそれぞれ鋼材４のフランジ４ｂにボルトや溶接などの固定手段によって固定するようにしてもよい。

前記コンクリート構造物１が新設構造物の場合、前記固定部材６は、一端が連結金具７などを介して鋼材４に固定され、他端が、図４(A)に示されるように、該鋼材４に対向して配置された鋼材４や、図４(b)に示されるように、プレキャスト型枠２によって囲まれた空間内に設けられたＨ形鋼などの鉄骨材９などに固定される。

図示例の鋼材４は、図５に示されるように、溝形鋼からなり、ウェブ４ａ及びフランジ４ｂにそれぞれプレキャスト型枠２及びせん断補強筋５を支持するための支持部が備えられている。

前記プレキャスト型枠２を溝形鋼からなる鋼材４に支持する支持構造は、図５に示されるように、ウェブ４ａに嵌合穴１０が形成されるとともに、図６に示されるように、プレキャスト型枠２の鋼材４との対向部に、前記鋼材４側に突出するとともに、前記嵌合穴１０に嵌合可能な突起部１１が形成され、この突起部１１を前記嵌合穴１０に嵌合することにより、前記プレキャスト型枠２が鋼材４の外側に支持されるようになっている。

前記嵌合穴１０は、略円形状の上半幅広部１０ａと、この下端部から下方に連通して延びる下半幅狭部１０ｂとで構成された略鍵穴形状を成している。一方、前記突起部１１は、図６に示されるように、六角ボルトの軸部の先端部がプレキャスト型枠２に埋め込まれることにより、頭部とこの頭部に近接する軸部の一部がプレキャスト型枠２から突出して形成されたものであり、プレキャスト型枠２の外面から軸部を介して、その先端に軸部より大径の頭部が設けられたものである。このように突出した部分が軸部とこの軸部より大径の頭部とからなるものであれば、六角ボルトに限らず、任意のものを使用することができる。前記軸部の突出長さは、前記嵌合穴１０が設けられた鋼材４の部材厚さとほぼ同等か、これより若干長く形成されている。

前記プレキャスト型枠２を鋼材４に支持するには、前記プレキャスト型枠２の突起部１１を、鋼材４の嵌合穴１０に嵌合させることにより行う。突起部１１を嵌合穴１０に嵌合するには、突起部１１の頭部を嵌合穴１０の上半幅広部１０ａに挿入した後、プレキャスト型枠２を落とし込んで、突起部１１の軸部を下半幅狭部１０ｂに嵌合させ、突起部１１の頭部が嵌合穴１０の下半幅狭部１０ｂの内側に係止してプレキャスト型枠２が鋼材４に支持されるようにする。

前記嵌合穴１０及び突起部１１は、プレキャスト型枠２の両側部にそれぞれ上下２箇所ずつ設けられている。プレキャスト型枠２は、図１に示されるように、隣り合う２本の鋼材４、４に架け渡されるように配置される。なお、これらの中間部に１又は複数の鋼材４を配置し、その中間部の鋼材４にも支持されるようにしてもよい。

プレキャスト型枠２の両側部を支持する鋼材４に形成された嵌合穴１０は、前記鋼材４のウェブ４ａに２列で設けられ、各列にそれぞれ別のプレキャスト型枠２が支持されることにより、鋼材４と重なる部分に隣り合うプレキャスト型枠２、２同士のつなぎ目が設けられるようになっている。つまり、鋼材４の軸方向と直交する方向に隣り合うプレキャスト型枠２、２同士の目地部に沿って、前記鋼材４が配置され、１本の鋼材４で隣り合うプレキャスト型枠２、２の側部を同時に支持している。これによって、プレキャスト型枠２、２同士の目地部が鋼材４によって補強されるとともに、この鋼材４が配置された目地部からコンクリートが漏れ出るのが防止できる。

次に、前記鋼材４に対するせん断補強筋５の支持構造について説明する。図５及び図７に示されるように、溝形鋼からなる鋼材４のフランジ４ｂには、プレキャスト型枠２から所定の離隔距離をおいた位置でせん断補強筋５を支持可能な掛止部１２が備えられている。図５及び図７に示される例では、前記掛止部１２は、鋼材４のフランジ４ｂに形成された切込み部によって構成されている。具体的には、前記掛止部１２は、フランジ４ｂの端縁からウェブ４ａ側に向けて延びるとともに、フランジ４ｂの中間部で先端が下方側に屈折したＬ字形の切込み部によって形成されている。この掛止部１２は、せん断補強筋５の配筋間隔に対応して、鋼材４の軸方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、コンクリート注入時の圧力によってせん断補強筋５がずれるのを防止するため、前記せん断補強筋５を結束線などで仮止めしてもよい。

前記掛止部１２にせん断補強筋５を支持するには、切れ込み部の切れ込み端部からせん断補強筋５を挿入するとともに、切れ込み部先端の屈折部に嵌合させる。この屈折部に挿入した状態で、せん断補強筋５とプレキャスト型枠２との間に所定の離隔距離が設けられる。この離隔距離がコンクリートを充填したときのかぶり厚さＴとなる。このように、せん断補強筋５を掛止部１２に掛止することにより、常に一定のかぶり厚さＴでコンクリートが打設できるため、コンクリート構造物１の耐久性が向上できる。

前記掛止部１２は、上述の切れ込み部に限るものではなく、せん断補強筋５が掛止できる構造を有していればどのような形態でもよい。例えば、図８に示されるように、鋼材４のフランジ４ｂの端縁から突出し、先端が上方側に屈折したＬ字形金物からなるフック部によって構成してもよい。フランジ４ｂから突出した部分にせん断補強筋５を支持できるとともに、先端の上方に屈折した部分によってせん断補強筋５のずれが防止できる。

次に、図９～図１１に示されるように、前記鋼材４としてＴ形鋼を用いた場合について説明する。前述のように、前記鋼材４としてＴ形鋼を用いることも可能であり、この場合には、図９及び図１０に示されるように、Ｔ形鋼のフランジ４ｂの外面にプレキャスト型枠２が支持され、ウェブ４ａにせん断補強筋５が支持されるようにする。

Ｔ形鋼からなる鋼材４を前記固定部材６により固定するには、図９及び図１０に示されるように、固定部材６の一端を鋼材４のウェブ４ａに固定し、他端を前記既設構造物３若しくは鉄骨材９又は対向する鋼材４に固定する。前記固定部材６の一端をウェブ４ａに固定するには、図示例のように、ウェブ４ａの一方の側面に沿って固設される固定片１３ａと、この固定片１３ａから垂直に起立し、中央部に設けられた開孔に固定部材６の一端が挿入されナットで固定される取付片１３ｂとからなる連結金具１３を用いるのが好ましい。

Ｔ形鋼からなる鋼材４のフランジ４ｂには、プレキャスト型枠２に設けられた突起部１１が嵌合可能な嵌合穴１０が備えられている。前記嵌合穴１０は、ウェブ４ａを境に両側に延びるフランジ部分にそれぞれ、プレキャスト型枠２の上下部に対応する２箇所に形成されている。

また、Ｔ形鋼からなる鋼材４のウェブ４ａには、せん断補強筋５が支持可能な掛止部１２が備えられている。前記掛止部１２は、図１１に示されるように、(A)切込み部又は(B)フック部で構成することができる。

前記プレキャスト型枠２は、コンクリート構造物１の外殻を構成するプレキャストコンクリート製のパネルであり、人力で持ち運びできる程度に小型化されたものを用いるのが好ましい。人力で持ち運び可能な最大重量は、およそ２０ｋｇ前後であり、このときの外形寸法としては、例えば９００×３００×３５ｍｍ程度である。プレキャスト型枠２の設置は、図１に示されるようにクレーン等を用いて行うことも可能であるし、人力で持ち運んで設置することも可能である。

以上の構成からなるコンクリート構造物１の構築方法は、先ずはじめに、所定の位置に前記鋼材４を設置する。前記鋼材４は、前記固定部材６によって適宜の位置に固定される。

次に、前記鋼材４にせん断補強筋５を配筋する。せん断補強筋５の配筋は、上述の通り、鋼材４に形成された掛止部１２にせん断補強筋５を掛止することにより行う。このように、せん断補強筋５の配筋作業を、鋼材４の外側にプレキャスト型枠２を設置する前に行うため、作業スペースを広くとることができ、作業性が向上する。

その後、前記鋼材４にプレキャスト型枠２を支持する。プレキャスト型枠２の支持は、上述の通り、プレキャスト型枠２に備えられた突起部１１を、鋼材４に形成された嵌合穴１０に嵌合することにより行う。

プレキャスト型枠２の設置が終了したならば、プレキャスト型枠２で囲われた内部にコンクリートを打設して、コンクリート構造物１の施工を完了する。

１…コンクリート構造物、２…プレキャスト型枠、３…既設構造物、４…鋼材、５…せん断補強筋、６…固定部材、７…連結金具、８…穿孔、９…鉄骨材、１０…嵌合穴、１１…突起部、１２…掛止部、１３…連結金具

Claims (6)

1. 間隔を空けて互いに平行して配置される複数の鋼材と、前記鋼材に支持されるとともに、前記鋼材の軸方向に間隔を空けて配置される複数のせん断補強筋と、前記鋼材に支持されるとともに、前記せん断補強筋及び鋼材を囲むように配置される複数のプレキャスト型枠と、前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間に充填されるコンクリートとからなり、
   前記鋼材に、前記プレキャスト型枠から所定の離隔距離をおいた位置で前記せん断補強筋を支持可能な掛止部が備えられるとともに、前記プレキャスト型枠に設けられた突起部が嵌合することにより前記プレキャスト型枠を支持可能な嵌合穴が備えられていることを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物。
2. 前記掛止部は、前記鋼材に形成された切込み部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物。
3. 前記掛止部は、前記鋼材に突設されたフック部によって構成されている請求項１記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物。
4. 前記鋼材は、一端が前記鋼材に固定され、他端が前記プレキャスト型枠によって囲まれた空間内に設けられた構造物若しくは鉄骨材又は該鋼材に対向して配置された鋼材に固定された固定部材によって固定されている請求項１～３いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物。
5. 前記鋼材の軸方向と直交する方向に隣り合う前記プレキャスト型枠同士の目地部に沿って、前記鋼材が配置されている請求項１～４いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物。
6. 上記請求項１～５いずれかに記載のプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法であって、
   所定の位置に前記鋼材を設置する第１ステップと、
   前記鋼材に前記せん断補強筋を支持する第２ステップと、
   前記鋼材に前記プレキャスト型枠を支持する第３ステップとを含むことを特徴とするプレキャスト型枠を用いたコンクリート構造物の構築方法。

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