JP3999931B2

JP3999931B2 - 塔状構造物の構築方法

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Publication number: JP3999931B2
Application number: JP2000217777A
Authority: JP
Inventors: 良弘田中
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002030615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚などのコンクリート製の塔状構造物の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートで高橋脚などの塔状構造物を構築する方法には、地上から足場を順に構築して、コンクリートを下方から上方に順次打設していく方法、移動型枠を使用するスリップフォーム工法やジャンピングフォーム工法などがある。
スリップフォーム工法は、型枠を鉛直方向に連続的に滑動上昇させ、コンクリートを連続して打設することによって塔状構造物を構築方法である。
ジャンピングフォーム工法は、構造物をある一定の高さで構築する毎に施工用足場と型枠を上方に移動させて、順次、塔状構造物を構築していく方法である。ここで、移動足場は、既にコンクリートの強度が発現した橋脚部分で支持する。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した従来の塔状構造物の構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞急斜面上に塔状構造物を構築する場合、地上から足場を構築するためのスペースが確保できない場合がある。また、塔状構造物が高層になる場合は、地上から構築しては足場が大掛かりとなる。
＜ロ＞ジャンピングフォーム工法を適用する場合、コンクリート強度が充分に発現した橋脚部分で移動足場を支持する必要がある。このため、コンクリートの養生期間に施工期間が左右される。また、少しでも施工期間を短くするためには、移動足場は少なくとも単位施工高さの３倍の高さが必要になる。足場の高さが高くなれば、高くなる分の材料費の他に、足場の剛性を高める必要も出てきて、移動足場の設備費が高くなる。
＜ハ＞型枠を正確に設置し、コンクリート打設後に取り外すための時間と手間を要する。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、迅速に構築できる塔状構造物の構築方法を提供することを目的とする。特に、コンクリートの養生期間に施工期間が左右されない塔状構造物の構築方法を提供することを目的とする。
または、簡単な設備で構築できる塔状構造物の構築方法を提供することを目的とする。
または、正確な位置に簡単に設置でき、撤去不要の型枠用のパネルを使用した塔状構造物の構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の塔状構造物の構築方法は、足場を移動することによって下方から上方にコンクリートを打設して行う塔状構造物の構築方法において、コンクリートを打設すると一体化が可能なパネルを接合して塔状構造物の外周面又は外周面と内周面を形成し、移動足場に取り付けた支持材を外周面又は外周面と内周面に設置したパネルで支持することを特徴とする。
ここで、前記パネルは、繊維補強コンクリートからなる板材の端面に接合具を取り付けたパネルであって、前記接合具は板材端面に所定の間隔で配置された線材からなり、前記線材は板材端面を一辺として閉じた空間を形成するパネルを使用することもできる。
また、前記パネルの周辺部に、断面が二辺からなり、一辺が板材の表面に取り付けられ、他辺が板材から突出した位置に配置される組立材を取り付け、各パネルの前記組立材の板材に取り付けられていない辺同士を突き合わせて固定し、板材と組立材に囲まれた隙間に充填材を注入することで前記パネルを接合することもできる。
【０００６】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞塔状構造物
塔状構造物８は、橋脚、煙突、サイロなどの塔状のコンクリート構造物をいう。
高さ方向と直交する断面形状は、正方形、長方形、台形、円形およびこれらの中空断面等がある。
本発明は、高橋脚のように通常より高い構造物に適用するのが好ましい。
【０００８】
＜ロ＞移動足場
移動足場７は、上下方向に移動可能な足場をいう。
移動足場７は、枠と足場板７４と支持材７１と上昇装置７３で構成する。足場板７４は、必要に応じて所定の段数を設ける。
支持材７１は、一端を移動足場７に取り付け、他端を下記のパネル１に固定して移動足場７を支持する。
移動足場７の移動は、上昇装置７３によって行う。
上昇装置７３は、例えば支持材７１を伸縮させる装置と、多段階に伸縮可能な縦材７２によって構成する。伸縮装置は油圧ジャッキなどの公知の装置を使用する。
【０００９】
ここで、支持材７１を高さ方向に３本使用する場合で移動方法を説明すると、作業時は３本で移動足場７を支持し、移動時は２本で移動足場７を支持する。
移動する場合は、最初に１番上の支持材７１を縮めてパネルの支持孔８１から抜き、縦材７２の最上段部を上方に伸長する。伸長した位置で１番上の支持材７１を伸ばして支持孔８１に固定する。
次に、２番目の支持材７１を縮め、縦材７２の中段部を上方に伸長又は移動させる。伸長又は移動した位置で２番目の支持材７１を伸ばして支持孔８１に固定する。
３番目の支持材７１も同様にして移動させる。
上述の動作を繰り返して、所定の高さまで移動足場７を上昇させる。
なお、これ以外の公知の方法を利用して、移動足場７を尺取虫が行進するように上昇させることもできる。
【００１０】
＜ハ＞パネル
パネル１は、板材３とその端面３１に取り付けた接合具２から構成される。接合具２は、すべて（４面）の端面３１に取り付けても、必要な端面３１にだけ取り付けてもよい。
板材３は、基本的に平面が四角形の厚さが等しい板材である。ここで、パネルを組み立てて任意の立体形状を構築する場合には、平面が長方形、正方形の他に、台形の形状や湾曲した板材なども使用できる。
板材３は、例えば繊維補強・超高強度コンクリートで製作する。
繊維補強コンクリートの材料としては、例えば、セメントと珪石の粉末、シリカフューム、珪砂、高性能減水剤に水を単位水量（出来上がりコンクリート容積１ｍ³当たり）として１８０ｋｇ程度（水／セメントの比率が２２％程度）を加えた高強度コンクリート・マトリックスに、高強度鋼繊維を容積で２％程度混入して得られる圧縮強度２００〜２２０ＭＰａ、曲げ強度４０〜４５ＭＰａ、付着強度１０〜９０ＭＰａ、透気係数２．５×１０^-18ｍ²、吸水率０．０５ｋｇ／ｍ³、塩分拡散係数０.０２×１０^-12ｍ²／ｓｅｃ、弾性係数５５ＧＰａの特性を持つ繊維補強・超高強度コンクリートが使用できる。
なお、支持材７１を支持でき、必要とされる構造性能を満たすものであれば、材料は繊維補強コンクリートに限られない。
【００１１】
パネル１は、上下左右方向に必要に応じて接続して使用する。
また、必要に応じて下記の組立材４を板材の周辺部に取り付ける。
パネル１は、構造物の外側にくる面を平滑面に仕上げる。この外側にくる面には、所定の位置に所定の間隔で支持孔８１を設ける。支持孔８１には移動足場７の支持材７１を挿入するための孔である。
また、コンクリートを打設する側のパネル１の面は、凹凸を付けて仕上げる。このようなパネル１を型枠として内部にコンクリートを打設すると、両者は一体となる。
【００１２】
＜ニ＞接合具
図２に板材３に接合具２と組立材４を取り付けたパネル１の斜視図を示す。
接合具２は、板材３の端面３１に所定の間隔で配置された複数の線材２１からなる。線材２１は、コンクリートによく付着する異形鉄筋等を使用するのが好ましい。
線材２１は、端面を一辺として閉じた空間を形成する。例えば、環状の鉄筋の一部を板材３に埋設すると、板材からＵ字型の線材２１が突出する。Ｕ字型の両端部には、板材３の端面３１が位置するので、線材２１は端面を一辺として閉じた空間を形成することになる。突出した線材２１の形状は、Ｕ字型に限られず、半円形、四角形、三角形でもよい。
また、Ｕ字型の線材２１を使用して、線材２１の両端部を板材３に定着することもできる。
なお、接合具２を螺旋状線材で構成することも可能である。この場合、螺旋状線材を板材端面３１に沿って配置し、その一部を板材３に埋設する。
また、線材が形成する閉合空間の開口方向を、板材３の厚さ方向にすることも可能である。例えば、Ｕ字型を形成する線材が属する面と、板材３の正面（端面３１でない面）とが平行になるように線材を配置する。
【００１３】
図４に、接合部に引張力が作用したときの、発生応力の説明図を示す。
接合部に引張力が作用した場合、互いの接合具２が重なって貫通した空間に配置した充填材６には圧縮応力の場が発生する。
また、接合棒材２２を設置した場合は、接合棒材２２がせん断抵抗するため、接合具２の定着効果がさらに向上して、接合具２から充填材６への応力の伝達がさらに効果的に行われる。
この結果、耐力的に強固な接合部の構造とすることができる。
【００１４】
＜ホ＞組立材
組立材３は、板材３の周辺部に配置して、パネルの接合を容易にするための枠材である。
組立材３は、断面が２辺からなる枠材である。例えば、断面がＬ型の山形鋼材を使用する。接合部の傾斜角度によって、山形鋼材の内角が鋭角なもの、あるいは内角が鈍角なものを使用する。
組立材の一辺を板材の周辺部に沿うように配置する。組立材３は、例えば、板材３に設けた固定用孔３４と固定具４１で、板材３に取り付ける。ここで、固定用孔３４は、板材を製作するときに予め設けておくことも、板材３を製作した後に穿孔してもよい。また、固定用孔３４は貫通していても、袋状でもよい。
更に、固定用孔３４を設けないで万力などを使用して組立材４を固定することもできる。
組立材の他辺は、板材３から突出した位置に配置する。突出する長さは、対向するパネルを平面的に接合する場合は、接合具２の突出長さの半分の長さより長くする。
図２に板材の周辺部に組立材を取り付けたパネルの斜視図を示す。
なお、接合部の構造が直角部となる場合は、接合する板材３間で組立材を共用することができる。
【００１５】
＜ヘ＞接合部の構造
図３に対向するパネル同士を接合する時の接合部の構造の断面図を示す。
一方の板材３ａから突出する接合具２ａが他方の板材３ｂから突出する接合具２ｂに重なるように板材３を配置する。この結果、互いの接合具２が重なり、貫通した空間を形成される。つまり、板材の端面３１に沿う方向（図３の紙面直角方向）に投影した場合に、両板材の接合具（２ａ、２ｂ）に囲まれる空間を接合部に形成する。
上記の貫通した空間に、必要に応じて接合棒材２２を配置する。
板材間の隙間には、充填材６を注入する。充填材６としては、上述の繊維補強・超高強度コンクリート、セメント系モルタル、樹脂系モルタル、コンクリート、セメントミルク、繊維補強コンクリート等が使用できる。
【００１６】
以下図面を参照しながら本発明の施工方法の実施例について説明する。
【００１７】
＜イ＞パネルの組み立て
以下に、組立材４を使用した場合のパネル１の組み立て方法について、図１、３を参照して説明する。
パネル１は、クレーンなどを使用して吊り降ろす。
パネルを吊り降ろした後に、対向するパネルの組立材４同士を接合する。つまり、板材３から突出し、端面３１と略平行する面となる組立材の面（Ｌ型の他辺）同士を接触させる。そして、組立ボルト４２で締め付けて、組立材同士を密着させる。もしも組立材がなければ、パネル１を正確な位置に設置した後に、型枠などを接合部に配置する必要がある。しかし組立材４を使用した場合、組立材が定規の役割をするため、接合するパネル１を簡単に正確な位置に誘導することができる。また、接合部の幅も所定の幅とすることができる。
ここで、接合具２同士は、線材２１毎につなぎあわせる必要がない。このため、接合のためのパネルの組立作業を簡単に行うことができる。
そして、必要に応じて接合棒材２２を、接合具（２ａ、２ｂ）同士を重ねて形成された貫通した空間に挿入する。
その後、組立材４と端面３１に囲まれた隙間に、充填材６を注入する。ここで、組立材４は型枠の役割も果たす。組立材４は充填材を注入した後に取り外し、以後のパネルの組み立てに転用することもできる。
【００１８】
＜ロ＞移動足場の設置
移動足場７は、支持材７１を支持孔８１に挿入して設置する。
移動足場７は塔状構造物の全周に設置する。
移動足場７はパネル１によって支持されるため、パネル内部に打設したコンクリートの強度が充分に発現していない状態でもパネルに取り付けることができる。
【００１９】
＜ハ＞鉄筋の組み立て及びコンクリートの打設
パネル同士の接合部に注入した充填材６の養生期間に、パネル内部に鉄筋を組み立てる。このため、待機時間がなく、工期の短縮化が図れる。
パネルに取り付けた組立材４は取り外し、後で設置するパネルに転用する。
鉄筋の組み立て後に、パネルの内側にコンクリートを打設する。
コンクリート打設後に、移動足場７を上昇させる。上述したようにコンクリートの強度が充分に発現していない状態でも、移動足場を上昇させることができる。
図５に鉄筋の組み立て、コンクリートを打設して、移動足場７を上昇させたときの塔状構造物側面の説明図を示す。なお、図５は足場板７４を６段使用した場合の実施例である。
【００２０】
【本発明の効果】
本発明の塔状構造物の構築方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞移動足場をプレキャストのパネルで支持する。このため、現場で打設するコンクリートの強度が充分に発現する前に、足場の移動や支持が行える。この結果、移動足場の高さは繰り返し施工する高さ（パネル高さ）の２倍の高さに抑えることができる。足場の高さを従来よりも低くできれば、低くなる分の材料費の他に、足場の剛性を低下させることもでき、移動足場の設備費が安くなる。
＜ロ＞現場で打設するコンクリートの強度が充分に発現する前に、足場の移動や支持が行えれば、コンクリートの養生期間が施工期間を左右する大きな要因にならなくなる。この結果、施工期間を大幅に短縮することも可能になる。
＜ハ＞コンクリートを打設すると一体化が可能なパネルを接合して塔状構造物の外周面を形成する。このため、別途、型枠を取り付け、取り外すための時間と手間を必要としない。また、パネルが現場で打設したコンクリートの乾燥収縮を防止するため、乾燥ひび割れが発生しない。
＜ニ＞繊維補強コンクリート製のパネルを使用した場合、電気的腐食のもとになるアノードが分散されるため、塔状構造物の内部に配置された鉄筋が錆びにくくなる。
＜ホ＞コンクリートを打設すると構造的に一体化が可能なパネルを接合して塔状構造物の外周面又は外周面と内周面を形成し、さらに接合部に曲げモーメントや軸引張力などの断面力が発生しても、板材の保有する抵抗断面力と同等以上の抵抗を示すので、これが塔状構造物としての主鉄筋やせん断鉄筋の役目を果たす。このため、塔状構造物の主鉄筋やせん断鉄筋の量を低減することができる。
【００２１】
＜ヘ＞移動足場を使用するため、高橋脚や急斜面上に塔状構造物を構築する場合でも足場の設置費用が変わらない。
＜ト＞組立材を使用して接合する場合は、組立材同士を密着させて、必要に応じて接合部に接合棒材を配置し、充填材を注入するだけで、正確な位置に簡単に接合できる。つまり、各部材から突出する鉄筋を一本づつ繋ぐ作業や、部材を正確な位置に据え付けるために部材の正確な位置合わせする必要がない。このため、接合に要する時間と手間を大幅に削減することができる。
＜チ＞組立材を使用して接合する場合は、組立材が充填材の型枠の役割も果たす。このため、別途、型枠を設置する必要がなく、接合に要する時間と手間を大幅に削減することができる。
＜リ＞閉じた空間を形成する接合具を使用すれば、接合部に曲げモーメントや軸引張力などの断面力が発生した場合、一方の接合具に発生する引張力は、接合具に閉じた空間が存在するために、閉合された空間の充填材には圧縮応力場が発生して、インターロッキング効果によりもう一方の接合具に引張力として効果的に伝達される。このため、耐力的に弱部とならない接合部の構造とすることができる。＜ヌ＞板材の平面形状を長方形、台形などの適当な組み合わせとすることで、接合具を変更することなく、複数のパネルの組み立てにより任意の３次元立体形状を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塔状構造物の構築方法の実施例の説明図
【図２】組立材を取り付けたパネルの斜視図
【図３】パネルの接合部の構造の実施例の断面図
【図４】接合部に引張力が作用したときの説明図
【図５】移動足場を上昇させたときの塔状構造物側面の説明図
【符号の説明】
１・・・パネル
２・・・接合具
２１・・線材
３・・・板材
３１・・端面
４・・・組立材
６・・・充填材
７・・・移動足場
８・・・塔状構造物

Claims

足場を移動することによって下方から上方にコンクリートを打設して行う塔状構造物の構築方法において、
コンクリートを打設すると一体化が可能なパネルを接合して塔状構造物の外周面又は外周面と内周面を形成し、
移動足場に取り付けた支持材を外周面又は外周面と内周面に設置したパネルで支持することを特徴とする、
塔状構造物の構築方法。
請求項１記載の塔状構造物の構築方法において、
前記パネルは、繊維補強コンクリートからなる板材の端面に接合具を取り付けたパネルであって、
前記接合具は板材端面に所定の間隔で配置された線材からなり、前記線材は板材端面を一辺として閉じた空間を形成することを特徴とする、
塔状構造物の構築方法。
請求項１又は請求項２記載の塔状構造物の構築方法において、
前記パネルの周辺部に、断面が二辺からなり、一辺が板材の表面に取り付けられ、他辺が板材から突出した位置に配置される組立材を取り付け、
各パネルの前記組立材の板材に取り付けられていない辺同士を突き合わせて固定し、
板材と組立材に囲まれた隙間に充填材を注入することで前記パネルを接合することを特徴とする、
塔状構造物の構築方法。