JP3590786B2 - 竹割型坑門用外型枠とその施工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの竹割型坑門を建造するために用いる外型枠とその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図22に示すようなトンネルの竹割型坑門は、垂直な坑門と比較すると、自動車がトンネルに入るとき光の反射によりドライバーの視覚性が向上するという利点がある。従って、安全であると共に、ドライバーが急な減速をしなくなるため渋滞の緩和にも役立つ。かかる理由から、竹割型坑門は道路トンネル坑門工の主流となりつつある。
このような竹割型坑門を建造するには、まず、路面側にベースコンクリートを打設し、養生する。次に、セントルと呼ばれる既製の内型枠を配置し、その周りに鉄筋を組み立てる。続いて外型枠の組立を行い、妻型枠と呼ばれる坑門端面の枠を設置して型枠が完成する。その後、内型枠と外型枠との間にコンクリートを打設し、所定期間養生した後、型枠をすべて取り外す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような建造過程においては、外型枠を組み立てる作業に最も時間がかかる。これは、外型枠を構成する多数の鋼材等をすべて現場で組み立てて、かつ、調整しなければならないからである。また、外型枠を取り外すときにも、多数の構成要素にまで解体しなければならないので、同様に時間がかかる。そのため、坑門完成までに施工日数が長くなり(40日程度)、工事費用も高くつく(1200万円程度)。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、現場での迅速な組み立てが可能な竹割型坑門用外型枠を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の竹割型坑門用外型枠は、竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成された竹割型坑門用外型枠であって、前記外型枠小ユニットは、坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを予め縦横に組み合わせてなる側部と頂部とを現場においてアーチ状に連結されたものであり、前記各外型枠小ユニットを構成する側部と頂部のうちの少なくとも側部の内面側に、当該各外型枠小ユニットが坑道方向に連結された時に坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられているものである(請求項1)。
上記のように構成された竹割型坑門用外型枠においては、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板(せき板)が予め取り付けられた側部と頂部とをアーチ状に連結することにより構成される外型枠小ユニットが、坑道方向に複数個互いに連結されて外型枠を構成する。従って、外型枠小ユニットの側部と頂部とを構成要素として、これらを組み立てることにより、竹割型坑門と同様に坑口側の妻縁が傾斜した外型枠が組み立てられる。
【0005】
また、上記竹割型坑門用外型枠(請求項1)において、竹割型坑門の端面を形成するための妻型枠を押さえる金具が、外型枠小ユニットの支保工に取り付けられていてもよい(請求項2)。
この場合、妻型枠は、支保工に取り付けられた金具により押さえられる。
【0006】
また、上記竹割型坑門用外型枠(請求項1)において、坑門の坑口付近に対応する側部のみの支保工を有する他の外型枠小ユニットを前記外型枠小ユニットに連結してもよい(請求項3)。
この場合、坑口側ほど坑門の端面が低くなる竹割型坑門の形態に合わせて外型枠の頂部が省略され、その分、不要な構造部分が少なくなる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態における竹割型坑門用外型枠内に、坑門となるコンクリートが打設された状態を、トンネルの正面側から見た図である。但し内型枠(セントル)については、既知の構造であり、かつ、本発明の主要部ではないので、図示を省略している(以下同様)。図1において、外型枠1は、坑門(打設されるコンクリート)2に対する側部1sと、頂部1tとをアーチ状に連結して構成されている。坑門2を成すコンクリートは、路面R下部に埋設されるインバート(コンクリート)3と接合され、馬蹄形の構造体を形成する。
【0008】
図2及び図3はそれぞれ、上記外型枠1の側面図及び平面図である。外型枠1は、竹割型坑門の坑道方向(図2の左右方向、図3の上下方向)に分割構成された複数(本例では4つ)の外型枠小ユニット1A,1B,1C,1Dを当該坑道方向に連結して成るものである。外型枠小ユニット1A〜1Dの各々は、全体としてアーチ状になる支保工101と、水平に配置される直線状の通しビーム102とを縦横に組み立てたものであり、これらはH形鋼からなる。支保工101の下端部は、アンカーボルト(図示せず。)により、インバート3(図1)に固定することができるようになっている。また、最下段の通しビーム102には止め金具103が取り付けられており、これとインバート3とを、いわゆるセパレータ(図示せず。)を介して相互に固定することができるようになっている。外型枠小ユニット1A〜1Dの内面側には、竹割型坑門の形態に対応した鋼板104が取り付けられている。なお、外型枠1のトンネル側端部には、調整用の枠105が必要に応じて取り付けられる。
【0009】
図4の(a)は、上記外型枠小ユニット1A〜1Dの側部1s(片方)における、支保工101と通しビーム102とを組み立てた状態を示す側面図、(b)はその正面図である。この側部1sは、左右一対存在する。一方、図5の(a)は、上記外型枠小ユニット1A〜1Dの頂部1tにおける、支保工101と通しビーム102とを組み立てた状態を示す正面図、(b)はその平面図である。外型枠小ユニット1A〜1Dの各々は、側部1sと頂部1tとに分割された支保工101をアーチ状に連結したものである。
【0010】
図6は、上記鋼板104の原形の展開図である。鋼板104は、図7に示す形態になるように曲げ加工されるとともに、図6に示す点線のところで切断され、一対の第1鋼板104asはそれぞれ、外型枠小ユニット1Aにおける左右両方の側部1sの内面に取り付けられる。第2鋼板104atは、外型枠小ユニット1Aの頂部1tの内面に取り付けられる。一対の第3鋼板104bはそれぞれ、外型枠小ユニット1Bにおける左右両方の側部1sの内面に取り付けられる。一対の第4鋼板104cはそれぞれ、外型枠小ユニット1Cにおける左右両方の側部1sの内面に取り付けられる。そして、一対の第4鋼板104dはそれぞれ、外型枠小ユニット1Dにおける左右両方の側部1sの内面に取り付けられる。
【0011】
このようにして、外型枠小ユニット1A〜1Dに取り付けられた各鋼板は、側部1sが各々小ユニット間で連結され、さらに、各小ユニットにおいて側部1sと頂部1tとが連結されることにより、図7に示すような、竹割型坑門の形態に対応したコンクリート成形面を成す鋼板104を外型枠1の内面側に形成する。すなわち、鋼板104の各部分が取り付けられた状態の外型枠小ユニット1A〜1Dは、竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成されていることになる。
【0012】
図8は、竹割型坑門の端面(いわば竹の切り口)を成形するために用いる妻型枠4の全体形状を示す斜視図である。妻型枠4は、図示のように鋼板104の竹割形状端面に当接するように取り付けられる。この妻型枠4は、例えば、木製型枠に、補強用の多数の桟木を取り付けたものである。
【0013】
次に、主要部が上記のように構成される外型枠1及び妻型枠4を、坑門工事の現場で組み立てる手順について説明する。なお、予め、外型枠小ユニット1A〜1Dの側部1sと頂部1tとを、工場で製造しておく。また、現場においてインバートやベースコンクリートは既に出来上がっているものとし、内型枠や鉄筋の配置は終わっているものとする。
図9は、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。まず、トンネルの覆工コンクリートの端部5に、必要により調整型枠105を介して、外型枠小ユニット1Aの側部1sを、クレーン車6を用いて設置する。設置後、アンカーボルトやセパレータを用いて外型枠小ユニット1Aをインバート3(図1)に固定する。続いて同様に、外型枠小ユニット1Bを設置・固定し、両ユニット1A,1Bを互いに連結(ボルト等による締結)する。こうして順に、外型枠小ユニット1A〜1Dの側部1sを設置・固定し、相互に連結する。
【0014】
続いて、図10に示すように、外型枠小ユニット1A〜1Dの各頂部1tを、クレーン車6を用いて順に設置する。設置後、各頂部1tをそれぞれの側部1sに固定するとともに、各頂部1tを相互に連結する。こうして、図2に示す外型枠1が構成され、鋼板104は、竹割型坑門の外周形状を形作る成形面を構成する。
【0015】
上記のような外型枠1の組立は、外型枠小ユニット1A〜1Dのそれぞれの構成要素として予め出来上がっている側部1sと頂部1tとを、坑門工事の現場で組み立てるだけである。従って、外型枠1を迅速に組み立てることができる。具体的には、外型枠1を現場で一から組み立てる従来のやり方に比べて約1/3の工期で外型枠1を組み上げることができる。また、側部1sと頂部1tとを構成単位としたユニット構成であるため、設置後の調整も比較的簡単である。
【0016】
次に、妻型枠4を取り付ける。図11は、所定の位置に配置された妻型枠4を、その枠面に直交する方向から見た図である。妻型枠4は、支保工101に取り付けられた多数の止め金具F1〜F11によって押さえられる。なお、図示を省略した左半分も、対称に止め金具F1〜F10が配置される。また、最下部には垂直に木型7が押し当てられる。図12は、片側面から見た外型枠小ユニット1A〜1Dを平面的に展開した側面図である。上記止め金具F1〜F11は、図示のように鋼板104の端面に沿って配置される。
【0017】
上記止め金具F1〜F10は、H形鋼をL字状に突き合わせて互いに溶接したものであるが、L字を構成する角度がF1〜F11の順に漸増し、従って、形状はすべて異なる。そのうちの2例として、図13の(a)は、止め金具F1を示し、(c)は止め金具F3を示している。止め金具F1は(a)に示す角度θ1が90度であるが、止め金具F3は(c)に示すようにθ3が102度と、大きくなる。また、(b)及び(d)に示す支保工101に対する止め金具F1,F3の取り付け角度α1,α3も互いに若干異なる。このように形状や取り付け角度を異なるものとすることにより、止め金具F1,F3の押さえ部F1a,F3aが、図11に示すそれぞれの位置において、妻型枠4の枠面に対して平行になるように調整される。
【0018】
上記止め金具F1,F3は、支保工101に溶接された支持金具8(図13)に取り付けられている。図14の(a)は支持金具8の正面図、(b)は側面図である。支持金具8は、止め金具F1,F3を挿通させる角パイプ部8aと、2本の締め付け用ボルト8bとからなる。止め金具F1,F3は、角パイプ部8a内を移動可能であり、任意の位置で、締め付け用ボルト8bにより固定することができるようになっている。
【0019】
図15は、妻型枠4を押さえる構造を、模式的に示す図である。また、図16及び図17はそれぞれ、図15におけるA−A断面及びB−B断面を示している。さらに、図18は、当該構造を側面から見た図である。
図15,図16において、支保工101には上記支持金具8が溶接され、これに、例えば止め金具F1が取り付けられている。止め金具F1には一対の補助金具9が取り付けられ、その各々に、ねじ棒10が取り付けられている。ねじ棒10は、押さえ板11(図16)を介して2列配置された鋼製のパイプ12を押さえている。これにより、2列2組のパイプ12が妻型枠4を押さえ込む。一方、図17,図18に示すように、止め金具F1〜F11の直下でない位置でも、短いねじ棒13を介して、パイプ12と妻型枠4とが互いに密着するように構成されている。また、パイプ12は、妻型枠4と同様のアーチ形状に、2列2組配置される。
このようにして、妻型枠4は、支保工101に取り付けられた金具(F1〜F11,8)及びこれらに付随する種々の部材(9〜13)により押さえられる。従って、妻型枠4を確実に押さえることができる。
【0020】
図19及び図20はそれぞれ、図1及び図3にパイプ202を追加した状態を示す図面である。上記のようにして妻型枠4の取り付けが終わった後、図19及び図20に示すように、ベースコンクリート201と外型枠1との間に、支持用の長さ可変のパイプ202を装着し、外型枠1の左右両側方で長さを調節することにより外型枠1全体の位置を左右に微調節する。
【0021】
以上にて型枠の取付・調整は完了する。その後、外型枠1の内側にコンクリートを打設し、養生した後、すべての型枠を取り外して竹割型坑門が完成する。外型枠1の取り外しは、組立時とは逆に、外型枠小ユニット1D,1C,1B,1Aの順に、各頂部1tを取り外し、その後、側部1sを取り除けばよい。すなわち、従来のように小さな構成要素にまで解体する必要がないので、迅速な取り外しが可能となる。
こうして、坑門完成までに要する工期は従来より大幅に短縮される。具体的には、工期は約20日、工事費は約600万円であり、従来の半分の工期・工事費で竹割型坑門を建造することが可能となった。
【0022】
図21は、第2の実施形態による竹割型坑門用外型枠の側面図である。第1の実施形態との違いは、外型枠小ユニット1A,1B,1C,1Dにさらに、階段状の他の外型枠小ユニット1Eが左右一対連結されている点である。この外型枠小ユニット1Eは、坑門の坑口付近に対応する側部のみの支保工101を有するものであり、頂部の構造体は存在しない。しかも、竹割型坑門の形態に合わせて階段状に坑口側が低くなっている。そもそも、竹割型坑門は坑口側ほど坑門の端面が低くなるため、アーチ状の外型枠の場合、その上部側がコンクリートの打設には不要な構造部分となる。この点において、上記のような外型枠ユニット1Eは、不要な構造部分が少なく、その分、小型で軽量である。また、このユニット1Eは、内側にも近似した形状のユニットが坑門の厚さ分の距離をおいて一体に配置され、外型枠のみならず、内型枠も備えることができる。従って、竹割型坑門の先端部については、このユニット1Eのみで内外の型枠が構成され、現場での当該型枠の組み立ては不要である。
【0023】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
本発明の竹割型坑門用外型枠(請求項1)及びその施工方法(請求項4)によれば、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられた側部と頂部(ただし、頂部については必要部分な場合のみ。)をアーチ状に連結することにより構成される外型枠小ユニットが、坑道方向に複数個互いに連結されて外型枠を構成するので、外型枠小ユニットの側部と頂部とを構成要素として、これらを組み立てることにより、竹割型坑門と同様に坑口側の妻縁が傾斜した外型枠を迅速に組み立てることができる。
【0024】
請求項2の竹割型坑門用外型枠によれば、妻型枠は支保工に取り付けられた金具により押さえられるので、妻型枠を確実に押さえることができる。
【0025】
請求項3の竹割型坑門用外型枠によれば、坑口側ほど坑門の端面が低くなる竹割型坑門の形態に合わせて外型枠の頂部が省略され、その分、不要な構造部分が少なくなるので、外型枠が全体として比較的小型で軽量となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における竹割型坑門用外型枠内に、坑門となるコンクリートが打設された状態を、トンネルの正面側から見た図である。
【図2】上記竹割型坑門用外型枠の側面図である。
【図3】上記竹割型坑門用外型枠の平面図である。
【図4】(a)は、上記竹割型坑門用外型枠の外型枠小ユニットの側部における、支保工と通しビームとを組み立てた状態を示す側面図であり、(b)はその正面図である。
【図5】(a)は、上記竹割型坑門用外型枠の外型枠小ユニットの頂部における、支保工と通しビームとを組み立てた状態を示す正面図であり、(b)はその平面図である。
【図6】上記竹割型坑門用外型枠における鋼板の原形の展開図である。
【図7】上記竹割型坑門用外型枠における鋼板の組立状態の斜視図である。
【図8】上記竹割型坑門用外型枠に取り付けられる妻型枠の斜視図である。
【図9】上記竹割型坑門用外型枠の組立手順を示す図であり、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。
【図10】上記竹割型坑門用外型枠の組立手順を示す図であり、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。
【図11】上記竹割型坑門用外型枠に対して、所定の位置に配置された妻型枠を、その枠面に直交する方向から見た図である。
【図12】片側面から見た外型枠小ユニットを平面的に展開した側面図である。
【図13】妻型枠の止め金具と、その取付状態を示す図である。
【図14】(a)は妻型枠の止め金具を支持する支持金具の正面図、(b)は側面図である。
【図15】妻型枠を押さえる構造を、模式的に示す図である。
【図16】図15におけるA−A断面を示す図である。
【図17】図15におけるB−B断面を示す図である。
【図18】妻型枠を押さえる構造を、側面から見た図である。
【図19】図1に示す状態から、ベースコンクリートと外型枠との間に、支持用のパイプが装着された状態を示す。
【図20】図3に示す状態から、ベースコンクリートと外型枠との間に、支持用のパイプが装着された状態を示す。
【図21】第2の実施形態による竹割型坑門用外型枠の側面図である。
【図22】トンネルの竹割型坑門を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 外型枠
1A〜1E 外型枠小ユニット
1s 側部
1t 頂部
2 坑門
101 支保工
104 鋼板
F1〜F11 止め金具
Claims (4)
- 竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成された竹割型坑門用外型枠であって、
前記外型枠小ユニットは、坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを予め縦横に組み合わせてなる側部と頂部とを現場においてアーチ状に連結されたものであり、
前記各外型枠小ユニットを構成する側部と頂部のうちの少なくとも側部の内面側に、当該各外型枠小ユニットが坑道方向に連結された時に坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられていることを特徴とする竹割型坑門用外型枠。 - 竹割型坑門の端面を形成するための妻型枠を押さえる金具が、前記外型枠小ユニットの支保工に取り付けられている請求項1記載の竹割型坑門用外型枠。
- 坑門の坑口付近に対応する側部のみから構成された他の外型枠小ユニットを前記外型枠小ユニットに連結してなる請求項1又は2記載の竹割型坑門用外型枠。
- 竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成される竹割型坑門用外型枠の施工方法であって、次の各工程(a)〜(d)を有することを特徴とする竹割型坑門用外型枠の施工方法。
(a) 坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを縦横に組み合わせてなり、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられた複数の側部を、現場の左右両側に立設して坑道方向に並設する工程
(b) 前記各側部の下端を現場のインバートに固定するとともに、坑道方向で隣接する前記側部同士を互いに連結する工程
(c) 坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の直線状の通しビームを縦横に組み合わせてなる枠体よりなり、かつ、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が必要に応じて予め取り付けられた頂部を、現場の左右両側に立設されている前記各側部の上端間に架け渡す工程
(d) 前記各頂部の両端を前記側部の上端に連結するとともに、坑道方向で隣接する頂部同士を互いに連結する工程
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