JP4283378B2

JP4283378B2 - 放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の施工方法

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Publication number: JP4283378B2
Application number: JP16020999A
Authority: JP
Inventors: 章伊東; 正人高畑; 隆夫鈴木; 公一中澤
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: JP2000346985A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速器施設などで用いるための、放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の構造及び施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速器施設のような放射線遮蔽性能の要求される従来の建屋は、コンクリートによって必要な遮蔽厚を確保するため、厚い鉄筋コンクリート製の壁やスラブで囲う構造となっている。このほか、建屋外部の土壌に放射線遮蔽性能の一部を期待する方法として、建屋を地下構造とする方法や、建屋外部に盛土を行いコンクリート厚を低減する方法等もあるが、基本的にはコンクリートに放射線遮蔽性能を期待している。
【０００３】
壁やスラブのコンクリート厚については、コンクリート厚が放射線遮蔽性能に支配的であるため、建屋の構造設計上必要なコンクリート部材厚以上の厚さとなっている場合が大半である。このため、壁やスラブの一部を、コンクリート以外の遮蔽材（土等）に置き換えることは可能であるが、施工手間が大幅に増加するため、工事費の低減にはつながらないことから、壁及びスラブを単一の鉄筋コンクリート造で施工する工法が現状では一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来一般的に採用されている壁及びスラブを単一の鉄筋コンクリート造で施工する方法によると、壁及びスラブは建屋の構造設計上必要なコンクリート部材厚以上の厚さであり、コンクリート部材の断面が大きいためコンクリート工事費が非常に高くなる。また、コンクリート部材断面が大きいことにより、鉄筋量においても、最小鉄筋比の規制から、構造的に必要な鉄筋量よりもはるかに多い鉄筋量が必要な設計となってしまう。このため、鉄筋工事費も高く、工期が長くなってしまう。さらに、スラブコンクリートが厚いため、コンクリート打設のための支保工が巨大なものとなり、仮設費も高くなる。これを避けるため、仮設梁等で無支保工工法とした場合でも、仮設梁が巨大なものとなるので、結局仮設費が高くなるという問題を有している。
【０００５】
このような問題点を解決するため、壁やスラブを、構造体である鉄筋コンクリートと非構造体である遮蔽体とに分割する方法が考えられている。しかし、この方法によると型枠が大幅に増加するため、施工手間が増加するという不具合を生じる。また、構造体である鉄筋コンクリートと非構造体である遮蔽体との間の境界部が肌分かれする可能性があるため、遮蔽すべき中性子等の放射方向にこの部位があると漏洩の可能性が高く、遮蔽の信頼性に欠けるという問題がある。このような漏洩の危険性を低減する方法として、境界面を円弧状にする方法が考えられるが、コンクリートを円弧状にする型枠は手間がかかり高価であった。
【０００６】
本発明の目的は、したがって、従来技術における上述の問題点を解決することができるようにした、放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の構造及び施工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の構造であって、逆梁と下スラブとから成るコンクリート造の下部構造体と、前記逆梁の間に充填される遮蔽体と、該遮蔽体を密閉するようにして前記逆梁に取り付けられる上スラブを含む上部構造体とからなり、前記逆梁と前記上下スラブとによって全体の荷重を保持するようにした構造が提案される。
【０００８】
上記構成において、逆梁の側面形状を円弧状とし、これにより逆梁と遮蔽体との間を放射線が直進できないようにすることもできる。
【０００９】
本発明によれば、溶接金網の如き変形性能の高い型枠材にラス型枠等のシート状のものを張り付け、該型枠材を所要の円弧状に保持して逆梁のためのコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠内に打設コンクリートを流し込んで側面円弧状の逆梁を下スラブに形成するようにした施工方法が提案される。
【００１０】
本発明によれば、放射線遮蔽性能を追求される部材厚の大きい躯体の施工方法であって、下スラブに所定の間隔をあけて円筒状型枠を配設してから梁コンクリート打設を行って、逆梁と下スラブとから成るコンクリート造の下部構造体を形成するようにした施工方法が提案される。
【００１１】
本発明によれば、放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の構造であって、遮蔽のために必要な壁断面が、両端の構造体の壁、あるいは両端の壁と該壁と直交する壁で形成するロ型の構造体の連続体と、これらの壁の間に充填する遮蔽体とにより構成され、構造体の壁と遮蔽体との間の境界面が曲面となっている壁構造が提案される。
【００１２】
本発明によれば上記壁構造の施工方法であって、遮蔽体を充填する空間を形成するための型枠を、溶接金網の如き変形性能の高い型枠材にラス型枠等のシート状のものを張り付けて形成し、該型枠部材を用いて遮蔽体を形成し、その後、両端あるいはロ型の構造体の壁をコンクリート打設により形成するようにした方法が提案される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明により構成された、所要の放射線遮蔽性能を有する建屋の実施の形態の一例を断面して示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示される建屋１は、四方が壁体２、３、４、５で囲まれており、壁体２〜５の上にスラブ６が形成され、これにより放射線取扱い空間７が形成されている。壁体２〜５及びスラブ６は、いずれも、所要の放射線遮蔽性能が満たされるように構成されている部材厚の大きい躯体である。
【００１６】
先ず、スラブ６の構成について説明する。スラブ６は、下スラブ１１と、該下スラブ１１に設けられた複数の逆梁１２と、上スラブ１３とを備えている。
【００１７】
下スラブ１１は、壁体３、５間にＨ鋼から成る大梁１１Ａを適宜の間隔をあけて架設し、これらの大梁１１Ａ間に適宜の間隔をあけて配設された根太１１Ｂにスラブコンクリート１１Ｄを形成して成っている。
【００１８】
逆梁１２は、スラブコンクリート１１Ｄから上方に突出している大梁１１Ａの各露出部に定着するようにして下スラブ１１上に上向きに立設され、下スラブ１１と逆梁１２とにより下部構造体が形成されている。これらの逆梁１２間および逆梁１２と壁体２、４との間には、遮蔽材１４が充填されている。遮蔽材１４は、例えば、貧調合のコンクリートや土砂とセメントの混合材等の遮蔽材とすることができ、遮蔽材１４により遮蔽体が形成される。
【００１９】
逆梁１２には、上スラブ１３が取り付けられ、これにより遮蔽材１４がスラブ６内に密閉される。
【００２０】
ここで、図１から判るように、逆梁１２の長手方向に垂直な断面形状は、その側面が円弧状の曲面となっている。したがって、放射線取扱い空間７の放射線源（図示せず）からの放射線が構造体である逆梁１２と非構造体である遮蔽材１４との境界面を通って建屋１の外側に漏洩する可能性を低くすることができる。
【００２１】
スラブ６は以上のように構成されており、下スラブ１１と逆梁１２とから成る下部構造体によってスラブ６全体の荷重を保持するようになっている。
【００２２】
この結果、構造体としてのスラブ断面が縮小するため、コンクリート量を大幅に低減できるほか、最小鉄筋比の規制から鉄筋量が定まっている場合には、鉄筋量をも大幅に低減させることができる。
【００２３】
逆梁１２は遮蔽厚の厚さを有効厚とすることができるため、鉄筋量が少なくできる。逆梁１２の鉄骨は構造体として荷重を支持するとともに、スラブ打設時の荷重を支持することが可能なため、無支保工工法とした場合の仮設の大梁の兼用が可能となり、仮設費が大幅に低減できる。
【００２４】
逆梁１２と下スラブ１１の構造が完成した後に、遮蔽体１４を載荷できるので、逆梁１２と下スラブ１１の構造体の断面を小さくすることができる。
【００２５】
次に、図３乃至図６を参照して、スラブ６の施工方法の実施の形態の一例について具体的に説明する。
【００２６】
図３の（Ａ）から（Ｄ）は下部構造体の施工方法の一例を説明するための説明図である。図３の（Ａ）に示されるように、Ｈ鋼から成る大梁１１Ａの下部フランジ１１Ａａにプレート１１Ａｂを溶接ボルト止め等の適宜の手段によって固着し、このプレート１１Ａｂに根太１１Ｂをボルト止めする。このようにして配設される根太１１Ｂ上にデッキプレート１１Ｃを敷設する。
【００２７】
次に、図３の（Ｂ）に示すように、逆梁１２の形成のための下端配筋１２Ａを予め配筋した後、スラブ配筋１１Ｅを行って、スラブコンクリート打設を行い、デッキプレート１１Ｃ上にスラブコンクリート１１Ｄを形成する。
【００２８】
さらに、図３の（Ｃ）に示すように、逆梁１２の形成のための梁配筋１２Ｂを行い、逆梁１２形成のためのコンクリート型枠１５を建て込む。コンクリート型枠１５は逆梁１２の側面を円弧状にするため、外側に向いて膨らんだ形状となっている一対の型枠板１５Ａ，１５Ｂから成っている。
【００２９】
そして、図３の（Ｄ）に示されるように、コンクリート型枠１５内に打設コンクリートを流し込み、これにより逆梁１２を下スラブ１１から立ち上るようにして一体に形成することで下部構造体が完成する。
【００３０】
図４は図３に示したコンクリート型枠１５の形成方法の一例を説明するための図である。図４の（Ａ）に示されるように、溶接金網１５Ａａにラス型枠１５Ａｂを貼り付け、この状態で溶接金網１５Ａａの両端間にワイヤー１５Ａｃを張って溶接金網１５Ａａを円弧状に保持させることにより型枠板１５Ａを形成する。もう一方の型枠板１５Ｂも同様にして形成する。
【００３１】
なお、図４の（Ｂ）ではワイヤー１５Ａｃが１本だけ見えているが、ワイヤー１５Ａｃは溶接金網１５Ａａの長手方向に沿って適宜の間隔で設けられており、これにより型枠板１５Ａをその長手方向に沿ってどの断面位置でも図４の（Ｂ）に示す状態が保持されるようになっている。
【００３２】
図５は以上のようにして作られた型枠板１５Ａ、１５Ｂを用いた逆梁１２のためのコンクリート打設工程を説明するための工程説明図である。先ず、図５の（Ａ）に示されるように、型枠板１５Ａ、１５Ｂをセパレータ１５Ｃで所定間隔を保つように連結してコンクリート型枠１５を形成し、図５（Ｂ）に示すように型枠１５内に打設コンクリート１６を流し込み、逆梁１２を下スラブ１１上に一体に構築することができる。
【００３３】
図６は、図５に示す工程によって出来上がった下部構造体に遮蔽体１４を充填し、上スラブ１３を取り付けてスラブ６を構築するための工程を説明するための工程説明図である。
【００３４】
図６の（Ａ）に示すように、逆梁１２の強度発現後、逆梁１２間の空間に遮蔽体１４を打設または充填する。このとき、スラブコンクリート１１Ｄと逆梁１２とが遮蔽体１４の荷重を支えている。次に、図６の（Ｂ）に示すように、上スラブ配筋１３Ａを施工し、コンクリート打設により上スラブ１３を構築する。ここでは、スラブコンクリート１１Ｄと逆梁１２とが遮蔽体１４の荷重と上スラブ１３の荷重とを支えている設計となっている。
【００３５】
スラブ６は以上のようにして構築されてるので、逆梁１２の側形状が円弧状となり、構造体である鉄筋コンクリートと非構造体である遮蔽体１４との境界面が、遮蔽すべき中性子等の放射方向に対して直線的でなくなるため、放射線の漏洩の可能性が低く、高性能の遮蔽性能を発揮することができる。
【００３６】
また、溶接金網にラス型枠を貼ったコンクリート型枠１５を用いて逆梁１２を形成しているので、逆梁１２の側表面が、ベニア型枠等によって施工されたコンクリート表面よりも凹凸が多いため、遮蔽体１４との肌分かれの可能性が小さい。さらに、逆梁１２の骨組みに変形性能の大きい材料を使用するため、曲面になる端太材が簡単に製作できるという利点も有している。
【００３７】
図２に戻ると、壁体２は、その壁体内遮蔽体１６を打設又は充填するための円筒状の空間２Ａが複数形成されており、これにより、放射線の遮蔽に必要な壁断面が、両端の構造体の壁２Ｂ、あるいは、壁２Ｂと該壁２Ｂと直交する壁２Ｃとを組み合わせたロ型の構造体と遮蔽体１６とに構造的に分離する構造となっている。他の壁体３、４、５も全く同様の構成と成っているので、これらについて同一の説明を重複して行うのを省略する。
【００３８】
ここで、遮蔽体１６は貧調合のコンクリートや土砂とセメントの混合材とし、その型枠は、ワイヤーメッシュ等の変形性能の高い骨組にラス型枠等のシート状のものを貼付けた後、両端を曲げ、溶接等によって固着し、円筒状にすることによって形成したものを使用することができる。
【００３９】
図７はこのような型枠の製造工程を示すものである。同図（Ａ）に示すように、溶接金網１７Ａにラス型枠１７Ｂを貼り、同図（Ｂ）に示すように円筒状となるように丸め、同図（Ｃ）に示すように両端縁を接合することにより円筒状型枠１７を容易に作ることができる。
【００４０】
図８は、図７に示したようにして作製した円筒状型枠１７を用いて壁体に遮蔽体１６を充填する空間を形成するための施工方法の一例を説明するための工程説明図である。先ず図８の（Ａ）に示すように、円筒状型枠１７を１つだけ建て込む。そして、必要な高さになるまで円筒状型枠１７を段重ねし、必要な結束を結束線１８Ａを用いて行う（図８の（Ｂ））。このようにして所要の寸法の型枠１８が形成されたならば、型枠１８内に遮蔽材１６を打設又は充填する（図８の（Ｃ））。遮蔽体１６の材料は遮蔽体１４と同様である。
【００４１】
壁体２、３、４、５を上述の如く構成することの利点は次の通りである。
構造体としての壁断面が縮小するため、コンクリート量が大幅に低減でき、最小鉄筋比の規則から鉄筋量が決まった場合には鉄筋量を大幅に低減できる。
遮蔽体の平面形状が円形となることから、構造体である鉄筋コンクリートと遮蔽体の境界面が遮蔽すべき中性子等の放射方向に対して直線的でなくなるため、漏洩の可能性が低い。
遮蔽体の表面は、ベニア型枠によって施工されたコンクリート表面に比べて凹凸が多いため、構造体との肌分かれの可能性が小さく、境界面が遮蔽すべき中性子等の放射方向に対して直線的でなくなるため、放射線の漏洩の可能性が低い。
遮蔽体の型枠の骨組に変形性能の大きい材料を使用し、円形で拘束するため、型枠の施工が簡単である。
【００４２】
図１及び図２には、本発明によるスラブの一実施形態を示したが、本発明によるスラブはこれに限定されるものではない。
【００４３】
図９及び図１０には、本発明によるスラブの他の実施形態が示されている。図９及び図１０に示すスラブ１００は、逆梁の側面の形状が内向きに円弧状となっている点でスラブ６と異なっているのみで、他の基本的構造はスラブ６のそれと同様である。したがって、スラブ１００の各部のうちスラブ６の各部と同様の部分には、スラブ６の各部の符号と同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４４】
スラブ１００もまた、大梁１１Ａに逆梁１１０形成され、各逆梁１１０間に遮蔽材１２０が打設または充填され、上スラブ１３０によって遮蔽材１２０が密閉される構造である。
【００４５】
次に、図１１及び図１２を参照してスラブ１００の施工方法の一例を説明する。
【００４６】
図１１の（Ａ）、（Ｂ）の工程は、図３の（Ａ）、（Ｂ）の工程にそれぞれ対応しており、全く同じである。図１１の（Ｃ）の工程は、図３の（Ｃ）の工程と、コンクリート型枠１５が設置されていない点でのみ異なっている。
【００４７】
したがって、図１１の（Ｄ）の工程から説明すると、梁配筋１２Ｂの間に中空型枠１４０を配設し、ワイヤー１４１でスラブコンクリート１１Ｄ上に固定する。中空型枠１４０は例えば図７で説明したようにして製作することもできるが、エアー型枠を用いてもよい。中空型枠１４０はスラブコンクリート１１Ｄ上で遮蔽材１２０の充填又は打設のための空間を確保するためのものであると同時に、逆梁１１０の形成の目的も有している。
【００４８】
図１２を参照すると、同図（Ａ）に示すように、梁コンクリートを打設して逆梁１１０を形成し、中空型枠１４０の上部を適宜の手段で撤去し、逆梁１１０内に開口１４２を形成する（同図（Ｂ））。
【００４９】
そして、開口１４２から遮蔽材１２０を打設または充填し（同図（Ｃ）），上スラブコンクリート打設により上スラブ１３０を形成する（同図（Ｄ））。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、構造体としてのスラブ又は壁の断面が縮小するのでコンクリート量及び鉄筋量を大幅に低減することができる。また、上部構造体が遮蔽材及び上スラブの荷重を支持できるので、無支保工工法とした場合の仮設の大梁の兼用が可能であり、仮設費を大幅に低減できるほか、逆梁と下スラブの構造が完成した後に遮蔽体を載荷できることになるので、逆梁と下スラブの構造体の断面を小さくできる。
【００５１】
逆梁の側形状を円弧状形成することにより鉄筋コンクリート造の構造体と非構造体である遮蔽材との間の境界面が遮蔽すべき放射線の放射方向に対して直線的でなくなるため、放射線の遮蔽性能を大幅に向上させることができる。構造体としての壁体内の遮蔽体の平面形状を円形とした場合も同様の効果が得られる。
【００５２】
逆梁等の形成のためのコンクリート型枠を溶接金網を用いて形成することにより、ベニヤ板等を用いた場合に比べて逆梁等の側表面の凹凸が多くなり、逆梁等と遮蔽体との間の肌分かれの可能性を小さくすることができ、この点が遮蔽性能の改善を図ることができる。
【００５３】
また、逆梁の骨組に変形性能の大きい材料が使用されることにより、曲面になる端太材を容易に製作できる。同様に、遮蔽体の型枠の骨組に変形性能の大きい材料を使用し、円形で拘束するようにすると、型枠の施工が簡単で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された、所要の放射線遮蔽性能を有する建屋の実施の形態の一例を断面して示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１に示した下部構造体の施工方法の一例を説明するための工程図。
【図４】図３に示したコンクリート型枠の形成方法の一例を説明するための説明図。
【図５】図４に示したコンクリート型枠を用いて逆梁形成のためのコンクリート打設工程を説明するための工程説明図。
【図６】下部構造体に遮蔽体を充填して上スラブを取り付けスラブを構築するための工程を説明するための工程説明図。
【図７】円筒状型枠の製造工程の一例を示す工程説明図。
【図８】円筒状型枠を用いて壁体に遮蔽体を充填する空間を形成するための施工方法の一例を説明するための工程説明図。
【図９】本発明によるスラブの他の実施形態を示す断面図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図。
【図１１】図９に示したスラブの施工方法の一例を説明するための工程図。
【図１２】図９に示したスラブの施工方法の一例を説明するための工程図。
【符号の説明】
１建屋
２、３、４、５壁体
６スラブ
１１下スラブ
１１Ａ大梁
１１Ｃ根太
１１Ｄスラブコンクリート
１２逆梁
１３上スラブ
１４遮蔽材

Claims

下スラブ上に逆梁を一体形成してコンクリート造の下部構造体を構築する第１の工程と、
前記逆梁の間に遮蔽体を充填する第２の工程と、
該遮蔽体を密閉するようにして上スラブを含む上部構造体を前記逆梁に取り付け、これにより前記逆梁と前記上下スラブとによって全体の荷重を保持する第３の工程とを含み、
前記逆梁を、溶接金網の如き変形性能の高い型枠材にラス型枠等のシート状のものを張り付け、該型枠材を所要の円弧状に保持して逆梁のためのコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠内に打設コンクリートを流し込むことにより、前記逆梁を側面円弧状に形成することを特徴とする放射線遮蔽性能を要求される部材厚の大きい躯体の施工方法。