JP2667363B2 - 遠心成形コンクリートライナの製造方法及び装置 - Google Patents

遠心成形コンクリートライナの製造方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法や推進工
法に用いられる遠心成形コンクリートライナの製造方法
及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シールド工法や推進工法に用いられるコ
ンクリート製の円弧板状のコンクリートライナを遠心成
形により製造する技術がある。遠心成形によって製造さ
れたコンクリートライナは、コンクリ−トが緻密で強度
が大きく、寸法精度が高く、ライナ本体の水密性に富む
等の優れた特性を有している。このような特性をさらに
完全にするためには、コンクリートライナが隣接ライナ
と当接する当接面の水密性を向上させることが重要であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、円弧板状の
コンクリ−トライナを遠心成形したとき、ライナ周縁の
端面に設けた凸条や凹溝の形状が精度高く形成されなか
ったり、コンクリート面にいわゆる「豆はだ」を生じる
傾向があった。また、遠心成形ドラムの回転方向下流側
の型枠内面に当接する部分に回転・慣性によって微小間
隙が発生し、コンクリート面にいわゆる「みずみち」が
生ずる問題があった。この型枠内面に当接するライナ周
縁の端面は、隣接するコンクリートライナとの接合面と
なることから、ほぞ形状とすることが多く、場合によっ
てはこのほぞの部分が欠損するという問題が生ずる。こ
のため、コンクリートライナの生命とも言うべき水密性
が失われるおそれがあるという問題があった。
【0004】本発明は従来のこのような問題点を解消
し、遠心成形コンクリートライナの周縁の端面に寸法精
度が高く密実な形状の凹凸を形成させることを目的とす
る。特に、円弧板状の遠心成形コンクリ−トライナのド
ラム回転方向下流側の型枠内面に当接する部分に「みず
みち」等を生じない、品質のすぐれた密実なコンクリ−
トを形成することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために開発されたもので、円弧状中空密閉型枠を
円弧状の側板の一端が高く他端が低い姿勢に保ち、該型
枠内に上方からコンクリートを投入し、振動を付与して
コンクリートの流下充満を促進すると共にコンクリート
を振動締固めした後、該型枠を遠心成形ドラム内に装着
し、遠心力を加えてコンクリートを圧密し、次いで型枠
を遠心成形ドラムから取外し、該型枠の円弧内面側の堰
板を取去り、コンクリートの円弧内面側を手入し、コン
クリート養生を行うことを特徴とする遠心成形コンクリ
ートライナの製造方法である。
【0006】この場合に、型枠のコンクリート投入側の
矩形側板を遠心成形ドラムの回転方向上流側に位置する
ように遠心成形ドラムに取付けるとコンクリートライナ
のすべての端面が精密に形成され、みずみち等を生ずる
ことが全くなく好ましい。上記本発明方法を好適に実施
することができる本発明の装置は、遠心成形ドラムとこ
のドラム内に着脱自在に固定する中空円弧状の複数の個
別ライナ型枠とから構成され、個別ライナ型枠はそれぞ
れ円弧外面板、円弧内面板、2枚の矩形側板及び2枚の
円弧状側板からなる密閉型枠とし、前記円弧内面板は型
枠内面周囲に一定高さの額縁状見切面を設けると共に一
方の矩形側板近傍に密閉可能なコンクリート投入開口を
設け、他方の矩形側板の近傍に空気抜きを設け、かつ円
弧内面板全体を着脱自在に形成したことを特徴とする遠
心成形コンクリートライナの製造装置である。
【0007】さらに、本発明は、円弧状中空密閉型枠
を、円弧状側板を一端が高く他端が低い姿勢に支持して
加振する加振装置と、該加振装置上に移動して前記中空
密閉型枠にコンクリートを供給するコンクリート供給装
置とを備えたことを特徴とする遠心成形コンクリートラ
イナの製造装置である。この加振装置の加振力が3〜5
G(Gは重力の加速度)とすると好ましく、また、この
加振装置として複数台の不平衡荷重回転型の加振装置を
用い、その回転方向を、型枠の円弧状側板を右下がりに
見たとき、右回転となるようにすると、型枠内のコンク
リートの流下充填を促進するので好ましい。
【0008】
【作用】本発明方法は、次の工程から構成され、その作
用は以下の通りである。 (a)それぞれの円弧状中空密閉型枠内にコンクリート
を充満し、それぞれ加振装置によって振動締固めを行
う。このとき円弧状密閉型枠の円弧状側板の一端が高く
他端が低い姿勢に型枠を保持して行う。このことによ
り、円弧状型枠の一方の矩形端面及び2つの円弧状側面
のコンクリートは型枠内面に密実に締固められた状態に
成形され、後工程の遠心力締固めにおいても、慣性力に
起因する「みずみち」が生じない。
【0009】(b)コンクリートが未硬化の状態でそれ
ぞれの中空密閉型枠を遠心成形ドラム内に取付け、20
〜25G(Gは重力の加速度)の加速度の遠心力で締固
めを行う。このとき、上記振動締固めの際に上方に位置
していた矩形側板が遠心成形ドラムの回転方向上流側に
位置するように型枠を遠心成形ドラム内に取付ける。遠
心力により、コンクリートライナの円弧状外面側が圧密
され、内面側に水が絞り出される。また、回転方向上流
側の上記矩形端面が密実に成形される。これは、円弧板
状のコンクリ−トライナを遠心成形する際に、回転ドラ
ムの回転に対してコンクリートが慣性により遅れて回転
することに起因し、このため、コンクリ−トが回転方向
上流側に寄せられ、回転方向上流側端面のコンクリ−ト
が密実となることによる。上記(a)工程で他の3面が
密実に成形されているので、すべての端面が精密とな
る。円弧内面はコンクリートが円弧内面板から離れて隙
間を形成し、水がこの隙間に絞り出されてくる。
【0010】(c)個々の型枠を遠心成形ドラムから取
外し、円弧内面板を取外し、コンクリートライナの円弧
内面を手入、仕上げし、次いでコンクリート養生を行
う。本発明の装置は、上記本発明方法を好適に実施する
ことができるもので、遠心成形ドラムと、この遠心成形
ドラム内に着脱可能な複数の個別の密閉中空型枠とから
構成されている。この密閉中空型枠は円弧外面板、円弧
内面板、2枚の円弧状側板及び2枚の矩形側板を組立て
た形状となっている。この組立は、製品コンクリートを
容易に脱型し取出すことができるように、取外し可能に
結合されている。型枠外面には遠心成形ドラムに強固に
取付ける取付機構が付されている。円弧内面板は上記脱
型機構とは別に単独で取外し可能になっている。また円
弧内面板には、一方の矩形側板近くに密閉可能なコンク
リート投入開口が設けられている。
【0011】上記製造方法の(a)工程の実施に用いる
装置は、円弧状中空密閉型枠を、円弧状側板の一方が高
く他方が低い姿勢に支持して加振する加振装置と、この
加振装置上に移動して前記中空密閉型枠にコンクリート
を供給するコンクリート供給装置とを備えた製造装置で
あって、円弧状中空密閉型枠を遠心成形機に取付ける前
にコンクリートライナの端面を精密に成形する。
【0012】
【実施例】図4に実施例のコンクリートライナ遠心成形
ドラムの正面図、図5にその内面の展開図を例示した。
回転ドラムのシェル2内に円弧状のコンクリートライナ
型枠1a,1b,1c,1dが取付けられている。図1
は遠心成形ドラムの正面図、図2は型枠1aの側面図を
示した。円弧板状のコンクリートライナ製造用型枠1a
は底板11、矩形側板12、円弧状側板13、円弧内面
板14から構成された遍平円弧状の中空密閉箱状をな
し、遠心成形ドラムシェル2に取付部材15によって着
脱自在に取付けられている。
【0013】円弧内面板14は、取付具によって側板1
2,13に着脱自在に取り付けるようになっており、コ
ンクリート投入開口17を備えている(図2参照)。コ
ンクリート投入開口17は蝶番構造で閉止板16を開閉
し、密閉可能となっている。このコンクリート投入開口
17は、一方の矩形側板の近傍に設けられ、この投入開
口17を上にした姿勢に型枠1aを保ち、型枠1a内に
コンクリートを充満充填できるようになっている。他端
側には、コンクリートの充填効率向上と充填の確認のた
めに空気抜き孔19を設けている。コンクリート投入開
口17や空気抜き孔19の形状、開閉機構、密閉機構は
もちろん蝶番構造以外の閉止構造とすることができる。
【0014】図3に円弧内面板14の(a)平面図、
(b)側面図、(c)正面図を示した。円弧内面板14
の型枠内面側の周囲の側板12、13との当接面には、
一定高さの額縁状の突起21が設けられ、その突起21
の上面は側板12、13の天端に対して見切面22が形
成されている。この見切面22の高さは、型枠内に充満
しているコンクリートが遠心締固めを受けた後、外径側
へ圧密され内径側の面が円弧内面板14から離れて生成
する空間の高さにほぼ一致する寸法となっている。遠心
成形の後、型枠1aを遠心成形ドラムシェル2から取外
し、円弧内面板14を取外した後、打設したコンクリー
トの面を手入するとき、側板12、13の上縁が仕上定
規となるようにしたものである。遠心成形ではコンクリ
ートは外周側に密実に圧密され、内周側には水が絞り出
され不整面となるので手入をし、その後高温蒸気養生す
るのである。
【0015】図6、7、8を参照して、型枠1a内にコ
ンクリートを打設し締め固めをする工程及びその装置に
ついて説明する。図に示すように、この工程では、加振
装置30上に型枠1aを載せ、コンクリート供給装置4
0からコンクリートを型枠1a内に供給し、振動締固め
する。加振装置30は型枠1aを載置する架台31を備
えている。架台31は一端をピン32で支持され、端部
38を上下動自在に支持されている。例えば昇降装置3
9のロープ先端に取付けられている。架台31はバイブ
レータ37を固着していると共に、支持フレーム33、
35上に可撓支持体34、36、例えばコイルスプリン
グ、空気ばね、ゴム等を介して支承されており、加振効
果を高めている。コンクリート供給装置40はホッパ4
1、スクリューフィーダ42を備え、柱45によって加
振装置30の上方に設けられている。ホッパ41はフレ
ーム44上に敷設されたレール上を車輪43によって前
後進し、型枠1aのコンクリート投入開口17にコンク
リートを供給する。柱45の下端には走行車輪46を備
え、隣りの加振装置30a上へ移動することができ、加
振装置30,30aを交互に操業することができるよう
になっている。
【0016】コンクリート供給装置40が加振装置30
上から待避している状態で、加振装置30の架台31は
図6中に仮想線(2点鎖線)で示したように、ほぼ水平
姿勢(架台31’)になっている。クレーン等により型
枠1a’をこのほぼ水平姿勢の架台31’上に載せ、昇
降装置39を作動させて、架台31’の端部38’を端
部38の位置まで下降させる。このとき架台31はピン
32を中心として回動し、可撓支持体34,36上に支
承される。コンクリート供給装置40をこの加振装置3
0の上方に移動させ、型枠1aの閉止板16を開いて投
入開口17からコンクリートを供給充填する。次いで閉
止板16を閉め、バイブレータ37を駆動してコンクリ
ートの投入の促進を図ると共に振動締固めを行う。この
とき型枠1aの下端側及び側面は密実に締固めされる。
締固め後昇降装置39により架台31をほぼ水平に戻
し、型枠1aをクレーン等により吊上げ、ドラム型枠の
位置へ運搬して遠心成形ドラム内に取付け、遠心成形工
程に移行する。
【0017】型枠1a内に打設されたコンクリートは、
図4に示すように、遠心成形ドラム10の回転方向50
に対して、矢印51方向への慣性力をうけるので回転方
向50の上流側の型枠側板12に当接する部分が密にな
る。この側板12の内面には、シール溝形成用の突起又
はほぞ溝等が設けられており、その部分のコンクリート
表面が精密に形成される。他の3つの端面は上記の通
り、コンクリート投入打込み直後に振動締固めされて精
密な端面を形成しているので、コンクリートライナのす
べての周縁端面が精密に仕上げられる。
【0018】外径2.5m、厚さ0.15m、軸方向長
さ1.2mの円周を不等分に5分割した円弧状のコンク
リートライナを本発明方法により製造した。図6に示す
ように、型枠1aを組み立てて加振装置30の架台31
上に載せ、円弧状側板の一端が上方に他端が下方に位置
する姿勢とし、コンクリート投入開口17からコンクリ
ートを供給し型枠内に充満させた。
【0019】コンクリートの配合は次の通りである。 セメント量:350〜450kg/m3 水セメント比:30〜40% 粗骨材:15mm砕石 800〜1000kg/m3 細骨材:皆野産砕砂 細骨材比:40〜55% スランプ:3〜7cm 混和材:セラメント 150〜230kg/m3 減水剤:マイティ200 6〜10kg/m3 加振装置30を運転し、振動締固めを行った。次いで型
枠を遠心成形ドラムに取付けて遠心成形を行った。
【0020】遠心成形工程は次の通りである。 低速(遠心力の加速度4G) 1分 中速(遠心力の加速度8G) 3分 中速(遠心力の加速度14G) 3分 高速(遠心力の加速度20G〜25G) 10分 次いで高温蒸気養生し、脱型した。製品コンクリートラ
イナのコンクリートを詳細に観察したところ全く欠陥が
発見されず、外面及び周囲面が極めて高精度に成形さ
れ、また美しい外観を呈していた。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、円弧板状のコンクリー
トライナを遠心成形する場合に、ライナ周縁のコンクリ
ート面を精密な寸法に密実に成形することができ、品質
特性の高い、信頼性に富むコンクリートライナを製造す
ることができる。また、型枠内へのコンクリートの供給
は遠心成形ドラム内で行うのではなく、コンクリート供
給装置によって型枠内に確実に供給するので、型枠外に
こぼれるコンクリートがなくなる。従って、歩留りが向
上し、遠心成形ドラムの散乱コンクリート除去、掃除が
不要となり、保守が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のコンクリートライナの遠心成形ドラム
へのライナ型枠取付を示す正面図である。
【図2】実施例のコンクリートライナの型枠の側面図で
ある。
【図3】実施例の円弧内面板の(a)平面図、(b)側
面図、(c)正面図である。
【図4】実施例のコンクリートライナの遠心成形ドラム
へのライナ型枠取付の正面図である。
【図5】実施例のコンクリートライナの遠心成形ドラム
の展開図である。
【図6】加振装置及びコンクリート供給装置の側面図で
ある。
【図7】加振装置及びコンクリート供給装置の正面図で
ある。
【図8】コンクリート供給装置の平面図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c、1d 型枠 2 ドラム
シェル 10 遠心成形ドラム 11 底板 12 矩形側板 13 円弧状
側板 14 内面板 15 取付部
材 16 閉止板 17 投入開
口 18 補強リブ 19 空気抜
き孔 21 突起 22 見切面 30 加振装置 31 架台 32 ピン 33、35
支持フレーム 34、36 可撓支持体 37 バイブ
レータ 38 端部 39 昇降装
置 40 コンクリート供給装置 41 ホッパ 42 スクリューフィーダ 43 車輪 44 フレーム 45 柱 46 車輪

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円弧状中空密閉型枠を円弧状の側板の一
    端が高く他端が低い姿勢に保ち、該型枠内に上方からコ
    ンクリートを投入し、振動を付与してコンクリートの流
    下充填を促進すると共にコンクリートを振動締固めした
    後、該型枠を遠心成形ドラム内に装着し、遠心力を加え
    てコンクリートを圧密し、次いで型枠を遠心成形ドラム
    から取外し、該型枠の円弧内面側の堰板を取去り、コン
    クリートの円弧内面側を手入し、コンクリート養生を行
    うことを特徴とする遠心成形コンクリートライナの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記型枠のコンクリート投入側の矩形側
    板を遠心成形ドラムの回転方向上流側に位置するように
    遠心成形ドラムに取付けることを特徴とする請求項1記
    載の遠心成形コンクリートライナの製造方法。
  3. 【請求項3】 遠心成形ドラムと該ドラム内に着脱自在
    に固定する中空円弧状の複数の個別ライナ型枠とから成
    り、該個別ライナ型枠はそれぞれ円弧外面板、円弧内面
    板、2枚の矩形側板及び2枚の円弧状側板からなる密閉
    型枠とし、前記円弧内面板は型枠内面周囲に一定高さの
    額縁状見切面を設けると共に一方の矩形側板近傍に密閉
    可能なコンクリート投入開口を設け、他方の矩形側板近
    傍に空気抜孔を設けたことを特徴とする遠心成形コンク
    リートライナの製造装置。
  4. 【請求項4】 円弧状中空密閉型枠を、円弧状側板を一
    端が高く他端が低い姿勢に支持して加振する加振装置
    と、該加振装置上に移動して前記中空密閉型枠にコンク
    リートを供給するコンクリート供給装置とを備えたこと
    を特徴とする遠心成形コンクリートライナの製造装置。
  5. 【請求項5】 前記加振装置の加振力が重力の加速度の
    3〜5倍であることを特徴とする請求項4記載の遠心コ
    ンクリートライナの製造装置。
  6. 【請求項6】 前記加振装置は複数台の不平衡荷重回転
    型加振装置とし、回転方向を前記円弧状側板右下り視で
    右回転としたことを特徴とする請求項4記載の遠心成形
    コンクリートライナの製造装置。
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