JP3826892B2 - セグメント内設鉄筋の組み立て工法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は，共同溝，地下鉄，トンネル，下水道等を掘削する場合に使用するセグメントの骨格となる格子状鉄筋を工場にて組み立てる際，複数の鉄筋を加工し，組み立てる順序及び位置並びに組み立ての向き方向等を改良することにより，組み立て工程の合理化を図りながら安全性の向上，労働力の省力化を目的とするセグメント用格子状鉄筋の組み立て方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，トンネル等の円弧に沿って湾曲したセグメントに内設する格子状鉄筋を工場内にて組み立てる際，湾曲形状である格子状鉄筋の内側（円弧状となる格子状鉄筋の半径の小さな側）が上向きになるように組み立てる工法が一般的である。この組み立て方法（以下，「椀型」とする。）が基礎となって組み立て工程及び製作技術が考えられている。従って，格子状鉄筋を組み立てるための工程の改良，改善に関する発明考案は殆どなく，格子状鉄筋自体の機能，性能に関するものが殆どであって，組み立て過程において組み立てる格子状鉄筋の天地位置，組み立て方向に関するものについてもすべて椀型を出発点としたものである。従って，格子状鉄筋を横倒し状態に組み立てる方法（以下，「横倒し型」とする）などは一顧も与えられず，組み立てる方向についての技術的発想及び工夫，考案，発明等は皆無であった。先行技術の文献のうち僅かに似かよった形態のものが発見されたが，格子状鉄筋を組み立てる形状が似かよっているのみで，その技術発想も，使用目的も本発明と全く異なったものである。その特許文献の出願番号及び類似文献を下記に示す。
【特許文献１】
特願平９−１８０３７２号公報
【特許文献２】
特願平１０−１６５７１６号公報
【特許文献３】
特願昭６３−２６２９３４号公報
【特許文献４】
特願平１１−３６１１１１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前項にて述べたように，格子状鉄筋の組み立て方法が常識的に椀型に統一されているため，格子状鉄筋の組み立て方法に新規な工法が発明されず，従来工法のの枠より一歩も進歩していない。したがって，現在実施されている格子状鉄筋の組み立て工程そのものには非合理的なもの，また無駄な工程等がかなり含まれている。その原因を探求すると，椀型の組み立て方法が基本となっていると考えられる。このため，格子状鉄筋の組み立て方法を椀型から横倒し型に変更して，椀型組み立て工程に見受けられる非合理的なもの，また無駄な工程等を改善したり或いは削除し，より能率的及び合理的な組み立て工法の発明を課題とするものである。
【０００４】
【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，次の如き手段を用いる。
治具基礎台（９）の平面盤の全盤面上にセグメント内設の格子状鉄筋の湾曲度と同一湾曲度の円弧を描き同円弧上に，複数個の同形治具柱（６）それぞれの下端を嵌入して平面盤上に垂直に立設するための穴を複数個窄設する。平面盤上に垂直に立設した一組の治具柱（６）それぞれに、縦方向上下に亘り多段の支持腕（３）を横設定着する。このように構成した組み立て用治具がセグメント内設の格子状鉄筋を作成する作業台となる。
【０００５】
治具基礎台（９）上の一組の治具柱（６）それぞれに垂下する矩形状枠（１）は直径１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の金属棒を，ループ状に加工したもので，複数個の治具柱（６）それぞれに同じ高さに脱着可能に垂下し保持する。
【０００６】
一方，作成するセグメントと同一湾曲度を持つ長尺の直径１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の湾曲鉄筋（２）２本を，一組の治具柱（６）それぞれの支持腕（３）の最上段及び最下段を除く各支持腕（３）上に横滑りに滑動挿入して，治具柱（６）それぞれに垂下してあるすべての矩形状枠（１）内部を貫通させる。湾曲鉄筋（２）の１本は湾曲状態の格子状鉄筋内周側に、他の１本は同じく湾曲状態の格子状鉄筋外周側に矩形状枠（１）内の横幅一杯に内接し持着する。治具柱（６）個々に横設した同段位の支持腕（３）は高さが水平となるように定着し，同段位の支持腕（３）上に横滑りに挿入した湾曲鉄筋（２）は各治具柱（６）の支持腕（３）によって水平に横架される。
【０００７】
支持腕（３）の最上段及び最下段には外側主鉄筋（４）及び内側主鉄筋（４’）１本宛を前記の湾曲鉄筋（２）と同様に横滑りに滑動挿入し湾曲鉄筋（２）と同様に内接持着するが，最上段の支持腕（３）上に横滑りに滑動挿入した外側主鉄筋（４）と内側主鉄筋（４’）は矩形状枠（１）の上部２カ所の隅に１本宛内接持着する。又，外周側の外側主鉄筋（４）と内周側の内側主鉄筋（４’）の各アンカー部（５）の曲がりの向きは、格子状鉄筋の終端を形成するためそれぞれが向き合うように逆方向とする。
【０００８】
湾曲鉄筋（２）及び外側主鉄筋（４），内側主鉄筋（４’）は矩形状枠（１）の内部に貫通する位置は支持腕（３）上に載置されることによって上下位置が決まり，矩形状枠（１）の内接した位置によって幅方向の位置が定まる。湾曲鉄筋（２）及び外側主鉄筋（４），内側主鉄筋（４’）と矩形状枠（１）とは格子状を形成するときそれぞれが接触した交点を持ち溶接すれば格子状鉄筋の組み立てが完成する。
【０００９】
上記にて説明の湾曲鉄筋（２）及び外側主鉄筋（４），内側主鉄筋（４’）と矩形状枠（１）とを組み合わせることによって形成した格子状鉄筋は，矩形状枠（１）の枠形が断面となった筒形であり，その筒が湾曲した形状のセグメント内設の格子状鉄筋を構成することになる。
【００１０】
治具基礎台（９）上に描いた湾曲径（Ａ）の円周上の複数個所に穴（ａ）を穿設し一組の治具柱（６）を嵌入し立設しすれば，湾曲径（Ａ）の湾曲度をもつ格子状鉄筋を組み立てる組み立て治具を構成する。
【００１１】
同様に、段落番号００１０と同一の治具基礎台（９）上に湾曲径（Ａ）と異なる湾曲径（Ｂ）の円弧を描き，その円弧上に複数個の穴（ｂ）を穿設し一組の治具柱（６）を嵌入し立設して，湾曲径（Ｂ）の湾曲度をもつ格子状鉄筋を組み立てる組み立て具を構成する。
【００１２】
湾曲径（Ｃ）についても，同一の治具基礎台（９）上に湾曲径（Ａ），湾曲径（Ｂ）と異なる径の円弧を描いてその円周上に複数個の穴（ｃ）を穿設し一組の治具柱（６）を嵌入し立設して，湾曲径（Ｃ）の湾曲度をもつ格子状鉄筋を組み立てる組み立て治具を構成する。
【００１３】
従って，同一の治具基礎台（９）上に異なった径の円弧を描くならば，上記の３種類の湾曲径に限らず他にも湾曲径（Ｄ）湾曲径（Ｅ）湾曲径（Ｆ）……… 湾曲径（Ｘ）と，一組の治具柱（６）にて構成する組み立て治具の湾曲径を変更させて立設すれば，湾曲度の異なる複数の格子状鉄筋を組み立てることが可能である。
【００１４】
【発明の実施例】
以上の如く構成した本発明の詳細を図によって説明すれば
図４においては，従来より格子状鉄筋を組み立てる工法の場合，湾曲した格子状鉄筋が椀型に組み立てられつつある様子を示す。複数個の等間隔に並置した矩形状枠（１）と，複数個の湾曲鉄筋（２）及び外側主鉄筋（４），内側主鉄筋（４’）を組み合わせて格子状鉄筋を形成するが，更に図においてはこの組み立て過程にて全長に亘って湾曲した内側主鉄筋（４’）を，作業員一人が椀型になった格子状鉄筋の端部より挿入する工程の説明図である。この場合，内側主鉄筋（４’）の全重量を作業員が持ち上げる重労働となり，更に内側主鉄筋（４’）と外側主鉄筋（４）との両端には格子状鉄筋の終端を構成するため，湾曲線の曲がり方向に対し図５にて示すように内側主鉄筋（４’）は外側へ，外側主鉄筋（４）は内側へ，と外側主鉄筋（４）と内側主鉄筋（４’）の曲がりが逆方向となるアンカー部（５）を構成している。このアンカー部（５）の曲がりのため矩形状枠（１）と湾曲鉄筋（２）とが組み合って椀型に置かれている格子状鉄筋の中に，内側主鉄筋（４’）を挿入する際，湾曲方向を垂直に定めて左右に傾斜させずに挿入しなければ内側主鉄筋（４’）及びアンカー部（５）が，格子状鉄筋の他の部分に接触し挿入困難となる。このため，格子状鉄筋の中間に図７のように他の作業員を配置し内側主鉄筋（４’）及び外側主鉄筋（４）が矩形状枠（１）及び湾曲鉄筋（２）の間隙をスムースにくぐり抜けられるよう手助けを行わなければならず作業員二人の作業となる。このように椀型に置いて組み立てる格子状鉄筋の作業においては作業の困難性もあり，労力も多く掛けなければならない。
【００１５】
本発明は，組み立て方法を椀型工法から横倒し型工法に変更することを特徴の一つにしている。この工法による格子状鉄筋の組み立て方法を図１により説明すれば，一組の治具柱（６）を治具基礎台（９）上のセグメント湾曲度に合致した円周上の所定の位置に穿った穴に嵌合し立設する。それぞれの治具柱（６）には矩形状枠（１）を垂下する。（垂下技術については，公知の方法，保持方法等を利用。）複数の矩形状枠（１）相互の位置関係は，上下については高さが水平に並立する一組の同形治具柱（６）に同一方法にて垂下するため，横並びに同高となり，セグメントの湾曲度と同一の円弧を描いた等間隔位置に治具柱（６）が立設するため，該複数の矩形状枠（１）は円弧に対しては中心に向かって鉛直方向に保持されることになる。
【００１６】
治具柱（６）の中間部には上下方向に多段に支持腕（３）を一定間隔を隔てて横設してあり，支持腕（３）は治具柱（６）が保持している矩形状枠（１）の横幅方向に並行に突出する形態となる。（図１，図２参照。）
【００１７】
最上段及び最下段の支持腕（３）上に外側主鉄筋（４）と内側主鉄筋（４’）とを横方向から滑動挿入して載置し，所定の位置に仮固定する。矩形状枠（３）の中を横すべりに挿入されるため，支持腕（３）に支えられて外側主鉄筋（４）と内側主鉄筋（４’）の重量は挿入作業の開始から終了まで作業員の労力負担とならないことになる。図１は最下段の支持腕（３）上に内側主鉄筋（４’）を横方向から滑挿入途中の説明図である。複数の各最下段支持腕（３）上を矢印（Ｙ）方向に横方向から滑挿入すれば，内側主鉄筋（４’）の湾曲角度は支持腕（３）上で安定して定まった角度を保持することになる。又，アンカー部（５）の曲げ部分は同図にて示すように矩形状枠（１）及び支持腕（３），湾曲鉄筋（２）に絡まることなく，スムーズに滑挿入することができ，滑挿入するための労力は横方向に挿入する力のみであって，椀型に組み立てる工法の場合と比較すれば，その労力は雲泥の差と言って良いほどの軽作業である。最下段の支持腕（３）上の外側主鉄筋（４）及び最上段支持腕（３）上の外側主鉄筋（４）と内側主鉄筋（４’）についても同様に滑挿入し仮固定する。
【００１８】
中間段支持腕（３）に載置する湾曲鉄筋（２）についても段落番号００１７と同様であるが，外側主鉄筋（４）及び内側主鉄筋（４’）に構成されているアンカー部（５）が付属していないのでスムーズに滑挿入することができ，この工程のみでも，横倒し工法の効果が発揮される。
【００１９】
図２については，図１に記載の格子状鉄筋を組み立てる工程に直接不必要な部分並びに治具柱（６）の本数の一部を省略して，発明が理解し易いために簡略した組み立て途中の図である。
【００２０】
図３については，横倒し組み立て方法において格子状鉄筋を治具柱（６）から取り外した仮完成図であって，矩形状枠（１），湾曲鉄筋（２），主鉄筋（４，４’）それぞれの交点を溶接すれば格子状鉄筋は完成となる。 図４の椀型状に組み立てが完成する格子状鉄筋組み立てと異なり，組み立て完成形態が椀型状のものを横倒し状となることが，本発明の特徴であって，組み立て工程の省力化，簡素化等の合理化を目的として追求した結果である。
【００２１】
治具基礎台（９）上にて組み立てる格子状鉄筋は，横倒し状となって１ｍ〜１．５ｍ巾が垂直方向となる。図１の仮組み立て状態となっている格子状鉄筋をこの状態のまま鉄筋の交点を溶接固着するが，垂直状の格子状鉄筋の上部位置の溶接箇所は作業員の腰部分から上方となるため，能率良い作業が可能であるが，垂直下部位置の溶接箇所については作業員が屈み込んだ不自然な作業姿勢となり，作業能率が低下することになる。このため治具基礎台（９）を圧搾空気或いは電動駆動等の動力によって伸縮装置（１０）を矢印（Ｘ）方向に上下に移動させ，格子状鉄筋を治具基礎台（９）と共に溶接箇所が作業員の作業姿勢に無理のない位置になるように，その都度高さを変更すれば，作業員の重作業を軽減させ作業能率の向上につながることになる。
【００２２】
図６は椀型に組み立てる格子状鉄筋の側面図である。椀型に組み立て鉄筋の交点を溶接するが，図にて示す上部溶接点（７）及び（７’），（７”）等の交点は溶接位置についての問題はないが，下部溶接点（８），（８’），（８”）等の溶接点については，基礎台（１１）に接近あるいは接触しているため，溶接作業が困難な位置にある。このため組み立て途中に格子状の置き方を椀型から横倒し型に変更しなければならない。横倒し型工法の置き方であれば最初から溶接作業が困難な位置の交点はなく，作業能率は格段に良くなる。
【００２３】
図８において，湾曲半径の異なる格子状鉄筋を治具基礎台（９）にて組み立てる場合，治具基礎台（９）上に三通りの治具柱（６）を嵌立するための穴を穿った位置関係を示す。 治具基礎台（９）の平面盤の全盤面上には格子状鉄筋と同一湾曲度の円弧を描き，この円弧上に複数の穴を穿設して治具柱（６）の下端をそれぞれ嵌入すれば，必要な湾曲度の格子状鉄筋を組みあげる一組の治具柱（６）が構成される。
半径Ａの格子状鉄筋を組み立てる際，治具基礎台（９）面に描いた半径Ａの円弧上に穴（ａ）を治具柱（６）に対応する数だけ穿設する。この穴（ａ）に治具柱（６）を嵌立すれば，半径Ａの湾曲位置に治具柱（６）が整列され，以降は前記の如く格子状鉄筋の組み立て工法が実施される。半径Ｂの場合も半径Ａと同様の思考方法，実施方法で半径Ｂの湾曲度を持つ格子状鉄筋が組み立てられる。半径Ｃの場合も，前記半径Ａ及び半径Ｂの場合と同様な作業となる。
このように，同一の治具基礎台（９）上に異なった円弧を複数描いて，その円弧上に穴を窄設し，治具柱（６）を立設すれば，複数通りの湾曲度を持つ格子状鉄筋を組み立てることができる。
【００２４】
【効果】
アンカー（５）を構成する外側主鉄筋（４）及び内側主鉄筋（４’）を組み立て時に格子状鉄筋の中に挿入する際，椀型組み立ての場合に比較して，作業員一人のみの軽作業にて実施可能である。
【００２５】
矩形状枠（１），湾曲鉄筋（２），外側主鉄筋（４）内側主鉄筋（４’）それぞれの交点を溶接する際，椀型工法と比べて，溶接困難な位置にある交点は皆無であるため，組み立て途中または溶接途中で格子状鉄筋の向き，方向等を変更しなくてもよく，作業量も少なくなり作業内容も軽作業となる。
【００２６】
工程上，重量物の運搬，持ち上げなどの重労働の要素が無いため，格子状鉄筋を組み立てるための疲労度が極端に少なくなり，結果として作業が丁寧となって格子状鉄筋の品質向上の大きな要素となる。
【００２７】
前記のような複数効果を集成した結果，作業能率は向上し椀型工法にて組み立てる格子状鉄筋の数は，一日一作業者当たり８個〜１０個であったものが，横倒し工法においては，１５〜１６個の格子状鉄筋の組み立てが可能となった。
【００２８】
１の治具基礎台にて，多種類の半径の格子状鉄筋が組み立てられる。場所の限られた工場内で，半径の異なる格子状鉄筋を組み立てる場合，治具基礎台を異なった半径ごとにそれぞれ専用の基礎台として常備することは，多種類の治具基礎台を常備しなくてはならず，工場内スペースを多く必要とする。本発明の方法にて１台の治具基礎台に多種類の格子状鉄筋組み立てが可能であれば工場内スペース及び治具基礎台の台数減少などの省資源化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】横倒し工法による格子状鉄筋の組み立て図
【図２】格子状鉄筋の組み立て説明図
【図３】格子状鉄筋の仮組み立て図
【図４】椀型組み立て工法による組み立て工程図
【図５】内側主鉄筋（４’）
【図６】椀型組み立て格子状鉄筋の側面図
【図７】椀型組み立て方法における格子状鉄筋の組み立て工程図
【図８】組み立て用冶具基礎台上の複数円弧と窄設穴位置図
【符号の説明】
１ 矩形状枠
２ 湾曲鉄筋
３ 支持腕
４ 外側主鉄筋
４’内側主鉄筋
５ 主鉄筋のアンカー部
６ 組み立て用治具柱
７ 上部溶接点
７’他の上部溶接点
７”他の上部溶接点
８ 下部溶接点
８’他の下部溶接点
８”他の下部溶接点
９ 組み立て用治具基礎台
１０ 伸縮装置
１１ 基礎台

Claims (1)

1. 平面盤上に湾曲度の異なった複数の円弧上にそれぞれ一定間隔を隔て矩形形状の穴が穿設され、前記穴の向きはその矩形の一辺が前記穴自身が穿設される円弧の中心点を指向するように穿設されており、また治具基礎台（９）を上下に移動させる伸縮装置（１０）を備えている治具基礎台（９）と、前記穴に嵌入可能な下部形状を有する治具柱（６）とを用いたセグメント内設鉄筋の組み立て工法であって、以下の構成からなることを特徴とするセグメント内設鉄筋の組み立て工法。
   １．組み立てようとするセグメント内設の格子状鉄筋の湾曲度の円弧上に穿設された前記穴に、前記治具柱（６）の下端を嵌入して前記治具柱（６）を立設する。
   ２．複数の支持腕（３）のそれぞれ一側方を、立設された前記治具柱（６）に、前記複数の支持腕（３）が縦方向上下に亘り多段に水平に等間隔になるように、また、前記支持腕（３）の平面視長手方向が前記治具柱（６）を立設した円弧の中心点を指向するように定着させる。
   ３．鉄筋を加工した矩形状枠（１）を前記治具柱（６）の同高位置に着脱可能に垂下し仮保持する。
   ４．格子状鉄筋の湾曲度と同一湾曲度の湾曲鉄筋（２）２本を、最上段及び最下段を除く前記支持腕（３）上に横滑りに挿入し、前記矩形状枠（１）内部の横幅一杯に広げて持着する。
   ５．最上段及び最下段の前記支持腕（３）上にそれぞれ外側主鉄筋（４）及び内側主鉄筋（４’）を横滑りに挿入し貫通した前記矩形状枠（１）内部の四隅に内接持着する。前記外側主鉄筋（４）と前記内側主鉄筋（４’）の両端に曲がったアンカー部（５）を設け、前記支持腕（３）上に載置したとき両者の前記アンカ一部（５）の曲がり方向は両者が向き合う方向とする。
   ６．前記湾曲鉄筋（２）及び前記外側主鉄筋（４）及び前記内側主鉄筋（４’）は前記矩形状枠（１）の内部を貫通させ、交差してできる交点を、前記伸縮装置（１０）により治具基礎台（９）を上下に移動させて溶接する。

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