JP5439016B2 - 埋設型枠 - Google Patents

Description

本発明は、埋設型枠に関するものである。

従来、土木および建築の各種コンクリート構造物において、コンクリート打設の際の仮設工事を簡略化・省略化するため、埋設型枠が使用されてきた。埋設型枠の必要性能として、施工時荷重と完成後供用時荷重に対して十分な強度および剛性を有することが挙げられる。

埋設型枠に、施工時のコンクリート打設時の荷重に対する十分な強度および剛性を付加するためには、（１）埋設型枠の厚さを持たせ、断面２次モーメントを大きくする方法、（２）埋設型枠のスラブにリブを設けることにより、断面２次モーメントを大きくする方法、（３）埋設型枠の下に支保工を構築する方法、（４）鉄筋を付加することにより埋設型枠の剛性を増加する方法、（５）埋設型枠の形状をアーチ型として、全体の剛性を大きくする方法（例えば、非特許文献１参照）、（６）プレストレスを導入することにより、ひび割れを抑制する方法等があった。また、（２）と（６）を併用する方法もあった（例えば、非特許文献２参照）。さらに、（７）アーチ状をした板状の埋設型枠の端部を工場又は現場にてタイドバーにより緊張し、現場後打ちコンクリート打設して、硬化後にタイドバーを外すことによって、埋設型枠にプレストレスを導入するする方法（例えば、特許文献１参照）、（８）上面が平らで下面がアーチ状をしたスラブ構造で、スラブ端部下端にケーブルを直線状に架け渡し、ケーブルの緊張力により、タイドアーチ構造を構築する方法（例えば、特許文献２参照）などがあった。

梁や桁に関しても、長スパン化やたわみ防止を目的として、鉄骨梁およびプレキャスト板をむくりを有する架台に押し付けた状態で接合し、むくりを有する合成梁を製造する方法があった（例えば、特許文献３参照）。また、鋼桁にたわみを生じさせた状態で引張側のフランジ部にコンクリートを巻き立てた後、たわみを解放してコンクリート部にプレストレスを与える方法があった（例えば、特許文献４参照）。

特開平８−２３９８０６号公報 特開２００５−１６３４８３号公報 特許第２９５２３６４号公報 特開昭５８−４００４号公報

アーチフォーム工法によるＲＣ床版の構築、川田技報Ｖｏｌ．２４、２００５、ｐｐ．７６−７７ 部材接合方式が異なるＰＣａＰＣ工法による物流倉庫の建設事例、コンクリート工学Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．８、２００８．８、ｐｐ．３３−３８

しかしながら、（１）の方法は、埋設型枠の重量が大きくなるため、運搬性や施工性が悪くなる。また、材料使用量が多いため、埋設型枠の材料が高価な場合、材料費が増大する。（２）、（４）の方法は、大きなスパンに適用した場合、上載荷重によってスラブ底面に容易にひび割れが生じる可能性が高い。また、（２）、（５）、（７）、（８）の方法は、曲面やリブを有し、形状が複雑となるため、製作に手間がかかり、制作費が増大する。（３）の方法は、支保工を構築する手間が増える。また、埋設型枠の下部に空間が確保できない場合には支保工が構築できない。（４）の方法は、トラス筋を用いるため、製作費が増大する。（６）、（７）、（８）の方法は、埋設型枠に十分なプレストレスを導入するために緊張材の定着部を非常に強固にする必要があること、プレストレスを導入するための特別な施設を必要とすること、さらには高価なＰＣ鋼材を必要とすることから、制作費が高くなる。また、（７）の方法は、後打ちコンクリート打設時の重量に対して十分な剛性を有するために部材を厚くする必要があり、材料単価の高い高耐久材料等には適さない。また、架設時の重量が大きくなってしまうといった問題がある。

また、例えば特許文献３のような方法では、鉄骨とプレキャスト板を同時に同一方向に変形させるための大きな荷重が必要となるため、製造装置が大掛かりとなる。また、鉄骨とプレキャスト板とが同一方向に変形するため、接合部のずれなどによって変形や応力が容易に緩和してしまい、変形量や応力の正確な確保が困難である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、材料使用量が少なく軽量・薄型で、容易に製作および施工ができ、長スパン化を可能とし、耐久性が高い埋設型枠を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、スラブ部と、前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、を具備し、前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、前記スラブ部が、前記リブ部の下方および／または上方に配置され、前記スラブ部と前記リブ部とが、所定の間隔で配置された接合具を用いて接合され、前記リブ部が板状であることを特徴とする埋設型枠である。

本発明の埋設型枠は、後打ちコンクリートを打設すると、コンクリートの自重で生じるたわみにより初期たわみが緩和する。

第２の発明は、スラブ部と、前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、を具備し、前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、前記スラブ部の上部が、前記スラブ部の下部よりも引張強度の高い材料で構成されることを特徴とする埋設型枠である。

第３の発明は、スラブ部と、前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、を具備し、前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、前記スラブ部に、前記リブ部の側方に配置されたラチス筋又は形鋼が固定されることを特徴とする埋設型枠である。

第４の発明は、スラブ部と、前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、を具備し、前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、前記スラブ部および前記リブ部のうち、接合された状態で曲げ引張り応力が働く範囲に鉄筋が配置されることを特徴とする埋設型枠である。

第５の発明は、スラブ部と、前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、を具備し、前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、前記スラブ部および／または前記リブ部が、プレストレストコンクリート部材であることを特徴とする埋設型枠である。

本発明では、スラブ部と、曲面を有するリブ部とを別々に製作し、スラブ部を曲面に沿わせつつリブ部に接合することにより、少ない材料で軽量・薄型の埋設型枠を容易に製作できる。また、従来の埋設型枠よりもスパン長を長くできるため、仮設支保工が省略でき、施工が容易となる。さらに、接合時にスラブ部およびリブ部に導入した初期たわみが、後打ちコンクリートの打設時にコンクリートの自重で生じるたわみにより緩和されるので、部材の出来形形状の調整が可能である。本発明の埋設型枠を用いて形成した部材は、常時の応力状態が改善されるので、繰り返し荷重に対しての耐久性が向上する。

本発明によれば、材料使用量が少なく軽量・薄型で容易に製作および施工ができ、長スパン化を可能とし、耐久性が高い埋設型枠を提供できる。

埋設型枠１１の概要図 埋設型枠１１の斜視図 接合具１３付近の断面図 リブ部１にせん断キー２０を設けた埋設型枠１１を示す図 埋設型枠１１に後打ちコンクリート２７を打設して形成した部材２５の断面図 埋設型枠１１の応力状態を示す図 建築物３９の合成床版への埋設型枠１１の適用例を示す図 橋梁４１の合成床版への埋設型枠１１の適用例を示す図 他の接合方法を示す図 リブ部１に通し孔２６や凹凸２８を設けた埋設型枠１１を示す図 埋設型枠１１ａの短辺方向の断面図と応力分布とを示す図 埋設型枠７１の概要図 埋設型枠７１の応力状態を示す図 埋設型枠９１の概要図 埋設型枠９１の応力状態を示す図 埋設型枠１１ｂ、埋設型枠１１ｄの概要図 埋設型枠１１ｃの概要図

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、埋設型枠１１の概要図、図２は、埋設型枠１１の斜視図を示す。図１の（ａ）図は、別々に製作されたリブ部１およびスラブ部３の側面図である。図１の（ｂ）図は、埋設型枠１１の長辺方向の断面図、図１の（ｃ）図は、埋設型枠１１の短辺方向の断面図である。図１の（ｂ）図は、図１の（ｃ）図に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図、図１の（ｃ）図は、図１の（ｂ）図に示す矢印Ａ−Ａによる断面図である。

図１の（ａ）図に示すように、リブ部１とスラブ部３とは、別々に製作される。リブ部１は、応力が付与されていない状態において、スラブ部３と接合される部分が曲面５である。図１の（ｂ）図、図１の（ｃ）図、図２に示すように、埋設型枠１１は、リブ部１の下方にスラブ部３が配置される。埋設型枠１１を製作する際には、スラブ部３の上面７をリブ部１の曲面５に沿わせつつ、接合具１３でリブ部１とスラブ部３とを接合する。接合具１３は、埋設型枠１１の軸方向に所定の間隔をおいて配置される。

曲面５の形状は、リブ部１とスラブ部３とを接合する際に、それぞれに初期たわみ（初期応力）が生じるように設定される。リブ部１とスラブ部３との接合後の構造は、後打ちコンクリート打設時の施工時荷重によってリブ部１とスラブ部３との間に水平ずれが生じない合成構造とする。

リブ部１およびスラブ部３は、初期たわみを生じさせる際にひび割れを発生させないこと、または、ひび割れを許容する場合においては構造安定性が保持できることが必要である。そのため、弾性的に曲げたわみを発生させることが可能である、ひび割れ発生強度が高い特殊コンクリートとするのが望ましい。ひび割れの発生を許容する場合は、鉄筋コンクリート部材や引張靭性の高い繊維補強コンクリート部材等でひび割れを制御することが必要となる。

図３は、接合具１３付近の断面図を示す。図３は、図１の（ｂ）図に示す範囲Ｂの拡大図である。図３に示すように、接合具１３は、ボルト１５、ネジ式インサート１７、ナット２３等からなる。スラブ部３は、上面７にネジ式インサート１７が設けられる。ネジ式インサート１７には、ボルト１５が設置される。リブ部１は、内部に作業穴２１が設けられる。リブ部１は、作業穴２１と曲面５との間に通し穴１９が設けられる。ボルト１５には、作業穴２１に配置されたナット２３が締め込まれる。

リブ部１とスラブ部３とを接合するには、まず、ボルト１５をリブ部１の作業穴２１から通し穴１９に通し、スラブ部３にあらかじめ埋設したネジ式インサート１７に捩じ込む。そして、作業穴２１を用いてナット２３をボルト１５に締め込むことにより、リブ部１とスラブ部３とを変形させつつ接合する。すなわち、ボルト１５の締めこみによって、リブ部１とスラブ部３の中央部は互いに押し付けられて変形する。したがって、リブ部１とスラブ部３それぞれの曲げ方向は逆向きとなる。

リブ部１とスラブ部３とを変形させるために、油圧ジャッキなどを使用し、リブ部１とスラブ部３とが接触した状態で、ボルト１５やナット２３等を定着して接合する方法もある。

図４は、リブ部１にせん断キー２０を設けた埋設型枠１１を示す図である。図４の（ａ）図は、リブ部１にせん断キー２０を設けた埋設型枠１１の長辺方向の立面図である。埋設型枠１１は、スラブ部３とリブ部１とを別々に曲げ変形させてから、もしくは、スラブ部３だけを曲げ変形させてから、スラブ部３とリブ部１とを結合する方法としていることから、リブ部１とスラブ部３との接合面、すなわちリブ部１の曲面５およびスラブ部３の上面７にせん断キー２０を設けることが可能である。せん断キー２０を設けることにより、リブ部１とスラブ部３との接合後の構造を、曲げに対してより確実とすることができる。

図４の（ｂ）図は、リブ部１とスラブ部３との間にモルタルやエポキシ樹脂など２２を充填した埋設型枠１１の長辺方向の立面図である。スラブ部３の上面７にせん断キー２０を設けた場合、リブ部１の曲面５とスラブ部３の上面７との間にモルタルやエポキシ樹脂など２２を充填してもよい。モルタルやエポキシ樹脂など２２を用いることにより、リブ部１とスラブ部３とのせん断キー接触面の噛み合わせの誤差を吸収することができる。

図５は、埋設型枠１１に後打ちコンクリート２７を打設して形成した部材２５の断面図を示す。図５に示すように、埋設型枠１１には、後打ちコンクリート２７が打設される。埋設型枠１１は、後打ちコンクリート２７を打設して形成される部材２５に埋設される。

図６は、埋設型枠１１の応力状態を示す図である。リブ部１とスラブ部３とを接合した状態（図２）において、埋設型枠１１に生じる曲げ応力は、図６に示す応力図２９のようになり、スラブ部３の下面９に圧縮応力が作用する。なお、前述の通り、この状態においてはリブ部１の上面は圧縮応力が作用し、リブ部１とスラブ部３の接合部近傍においては、リブ部１およびスラブ部３のいずれにも引張応力が付与されている。

通常の床版下面の埋設型枠では、後打ちコンクリート打設時に埋設型枠に生じる曲げ応力は、図６に示す応力図３１のようになり、スラブ部の下面に引張応力が作用する。これに対し、埋設型枠１１では、後打ちコンクリート２７を打設する前に応力図２９に示すような曲げ応力を生じさせておくため、後打ちコンクリート２７の打設時に生じる曲げ応力が、図６に示す応力図３３のようになる。埋設型枠１１では、応力図２９に示すような初期応力を導入することにより、後打ちコンクリート２７の打設時にスラブ部３の下面９に生じる引張応力を緩和することが可能となる。

埋設型枠１１では、後打ちコンクリート２７の打設時に生じる曲げたわみと逆方向に初期たわみを導入しておくことによって、後打ちコンクリート２７の打設後にコンクリートの自重で生じるたわみにより初期たわみを緩和して、部材２５の形状を調整することができる。例えば、通常の埋設型枠を用いた場合、後打ちコンクリート打設時に曲げたわみが生じ、形成された部材は下に凸となるような形状になる。これに対し、埋設型枠１１では、スラブ部３の初期たわみとして後打ちコンクリート２７の打設時に生じる変形量分だけ逆方向に変形させておくことにより、図５に示すように部材２５の下面を水平にすることが可能である。

埋設型枠１１は、リブ部１とスラブ部３との間に取り付けた接合具１３のせん断剛性と引張力およびスラブ部３とリブ部１との間に生じる摩擦力により形状が保持されていることから、スラブ部３とリブ部１とにずれが生じにくい。また、リブ部１とスラブ部３との接触面に上述したせん断キー２０を設けた場合、せん断キー２０によりリブ部１とスラブ部３との間の水平方向のせん断ずれの防止が可能となる。

次に、埋設型枠１１の構造物への適用例について説明する。図７は、建築物３９の合成床版への埋設型枠１１の適用例を示す図である。埋設型枠１１は、例えば、図７に示すように、建築物３９の合成床版を構築する際に使用される。建築物３９の合成床版を構築するには、図７に示すように、柱３５に接合された２本の梁３７の間に複数の埋設型枠１１を架け渡す。そして、後打ちコンクリートを打設して床版を形成する。

図８は、橋梁４１の合成床版への埋設型枠１１の適用例を示す図である。埋設型枠１１は、例えば、図８に示すように、橋梁４１の合成床版を構築する際にも使用される。橋梁４１の合成床版を構築するには、図８に示すように、２本の主桁４３の間に複数の埋設型枠１１を架け渡す。そして、後打ちコンクリートを打設して床版を形成する。

構造物に埋設型枠１１を適用する際には、工場等で製作したリブ部１およびスラブ部３を構築現場まで運搬した後、現場でリブ部１とスラブ部３とを接合具１３を用いて接合するのが望ましい。

このように、第１の実施の形態では、リブ部１とスラブ部３とを別々に製作することによって、従来のリブ付き埋設型枠と比較して、形状を単純化することが可能となり、製作費の低減が期待できる。また、リブ部１、スラブ部３ともに平板に近い形状で、従来よりも容易に運搬できるため、運搬費の低減も期待できる。

さらに、従来技術に記述したむくりを有する合成梁では、上述したように、鉄骨とプレキャスト板を同一方向に変形させるため、接合時に大きな荷重が必要で製造装置が大掛かりとなるが、埋設型枠１１では、リブ部１とスラブ部３との接合に大規模な装置が不要である。また、従来技術の合成梁では、鉄骨とプレキャスト板を同一方向に変形させるために、接合部のずれなどによって変形や応力が容易に緩和するのに対し、埋設型枠１１では、接合具１３のせん断剛性と引張力およびスラブ部３とリブ部１との間に生じる摩擦力により形状が保持されているため、接合後の変形量や応力を正確に確保できる。リブ部１とスラブ部３との接触面にせん断キー２０を設けた場合、より確実な形状保持が可能となる。

埋設型枠１１では、リブ部１とスラブ部３とを接合する際に初期たわみを導入することにより、後打ちコンクリート２７の打設時にコンクリートの自重で生じるたわみにより初期たわみを緩和する。そのため、後打ちコンクリート２７を打設して形成される部材の出来形形状を調整することができる。

埋設型枠１１では、スラブ部３の下面９に圧縮応力を導入することにより、後打ちコンクリート２７の打設時にスラブ部３の下面９に生じる引張応力が緩和されるため、従来の埋設型枠と比較して、軽量化や薄型化が可能となるうえ、使用する材料量を少なくでき、材料費が低減できる。また、軸方向プレストレスを導入して埋設型枠の応力状態を改善する従来の方法と比較して、大掛かりな製作施設や機械が不要となるため、簡単かつ経済的に同様の効果が得られる。

さらに、従来の埋設型枠では仮設支保工が必要であるスパン長であったところが、埋設型枠１１を用いると長スパン化が可能となり、仮設支保工が不要または簡易化できるため、施工費が低減できる。

埋設型枠１１に後打ちコンクリート２７を打設して形成した部材では、常時の応力状態が改善されるため、自動車などの繰り返し荷重に対しての耐久性が向上する。また、部材下面を塩害や中性化に対して耐久性の高い埋設型枠１１で構築することにより、構造物の長寿命化を期待できる。

なお、リブ部１とスラブ部３とを接合する方法は、図３に示すものに限らない。図９は、他の接合方法を示す図である。図９は、図１の（ｂ）図に示す範囲Ｂの拡大図である。図９に示すように、接合具１３ａは、ボルト１５ａ、ネジ式インサート１７ａ、ナット２３ａ等からなる。リブ部１は、曲面５にネジ式インサート１７ａが設けられる。ネジ式インサート１７ａには、ボルト１５ａが設置される。スラブ部３は、内部に作業穴２１ａが設けられる。スラブ部３は、作業穴２１ａと上面７との間に通し穴１９ａが設けられる。ボルト１５ａには、作業穴２１ａに配置されたナット２３ａが締め込まれる。

リブ部１とスラブ部３とを接合するには、まず、ボルト１５ａをスラブ部３の作業穴２１ａから通し穴１９ａに通し、リブ部１にあらかじめ埋設したネジ式インサート１７ａに捩じ込む。そして、作業穴２１ａを用いてナット２３ａをボルト１５ａに締め込むことにより、リブ部１とスラブ部３とを変形させつつ接合する。

図１０は、リブ部１に通し孔２６や凹凸２８を設けた埋設型枠１１を示す図である。図１０の（ａ）図は、通し孔２６を有する埋設型枠１１の長辺方向の立面図、図１０の（ｂ）図は、通し孔２６を有する埋設型枠１１の短辺方向の断面図である。図１０の（ｂ）図は、図１０の（ａ）図に示す矢印Ｌ−Ｌによる断面図である。第１の実施の形態では、図１０の（ａ）図および（ｂ）図に示すように、リブ部１に通し孔２６を設けても良い。

図１０の（ｃ）図は、凹凸２８を有する埋設型枠１１の長辺方向の立面図、図１０の（ｄ）図は、凹凸２８を有する埋設型枠１１の短辺方向の断面図である。図１０の（ｄ）図は、図１０の（ｃ）図に示す矢印Ｍ−Ｍによる断面図である。第１の実施の形態では、図１０の（ｃ）図および（ｄ）図に示すように、リブ部１の両側面に凹凸２８を設けても良い。図１０に示すように、リブ部１に通し孔２６や凸凹２８を設けることにより、リブ部１と後打ちコンクリート２７とのせん断付着強度が大きくなる。

従来、埋設型枠を床版下面に配置する場合、埋設型枠と後打ちコンクリートとの付着力不足による埋設型枠の剥落の危険度を低減するために、アンカ筋などを埋設型枠に埋め込む方法が採られていた。埋設型枠１１では、リブ部１に通し孔２６または凸凹２８を設けてリブ部１と後打ちコンクリート２７とのせん断付着強度を高めることによって、アンカ筋などを省略又は削減しつつ、付着力不足による剥落の危険度を低減することが可能である。

第１の実施の形態では、埋設型枠１１を建築物３９の床版や橋梁４１の床版に適用する場合について説明したが、埋設型枠１１は他の部材にも適用可能である。

次に、第２の実施の形態について説明する。図１１は、埋設型枠１１ａの短辺方向の断面図と応力分布とを示す図である。埋設型枠１１ａは、埋設型枠１１とほぼ同様の構造を有するが、スラブ部３のスラブ下部３ａとスラブ上部３ｂとが異なる材料で形成される。

埋設型枠１１ａは、埋設型枠１１と同様に、リブ部１とスラブ部３とが別々に製作される。リブ部１は、スラブ部３と接合される部分が曲面５である。埋設型枠１１ａを製作する際には、埋設型枠１１と同様に、スラブ部３の上面７をリブ部１の曲面５に沿わせつつ、リブ部１とスラブ部３とを所定の間隔をおいて配置される接合具で接合する。

埋設型枠１１ａでは、リブ部１とスラブ部３との接合時にスラブ部３の上部において引張応力が生じることになる。そのため、スラブ上部３ｂが十分な引張強度を持っていない場合、例えばコンクリートのような材料の場合には、ひび割れの発生などによって、施工時および完成後の耐力や耐久性に問題が生じる可能性がある。

この問題点を解消するため、埋設型枠１１ａでは、スラブ上部３ｂを、スラブ下部３ａよりも引張強度の高い材料で構成する。例えば、スラブ下部３ａを繊維補強コンクリート部材や鉄筋コンクリート部材とし、スラブ上部３ｂを鉄鋼や炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックとする。

図１１の応力分布図４５は、リブ部１とスラブ部３とを接合して初期たわみを導入した状態での埋設型枠１１ａの応力分布を示す。また、応力分布図４７は、後打ちコンクリート打設時の増分応力を示す。応力分布図４９は、後打ちコンクリート打設時の応力分布を示す。

埋設型枠１１ａでは、応力分布図４５に示すように、リブ部１とスラブ部３との接合時に、スラブ上部３ｂに引張応力が生じる。この時の引張応力を引張強度の高い材料で負担することにより、スラブ上部３ｂにひび割れが発生することに起因する各種問題を解決できる。

埋設型枠１１ａでは、応力分布図４５に示すように、リブ部１とスラブ部３との接合時にスラブ部３の下面９に圧縮応力が作用する。通常の床版下面の埋設型枠では、後打ちコンクリート打設時にスラブ部の下面に引張応力が作用するのに対し、埋設型枠１１ａでは、後打ちコンクリート２７を打設する前に初期応力を導入することにより、後打ちコンクリートの打設時の荷重や建設時の作業荷重、および供用時の活荷重によってスラブ部３の下面９に生じる引張応力を緩和することが可能となる。

埋設型枠１１ａでは、応力分布図４５に示すように、後打ちコンクリートの打設時に生じる曲げたわみと逆方向に初期たわみを導入しておく。これにより、応力分布図４９に示すように、後打ちコンクリートの打設時にコンクリートの自重で生じる増分応力（応力分布図４７）により初期たわみを緩和して、部材の形状を調整することができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。図１２は、埋設型枠７１の概要図を示す。図１２の（ａ）図は、別々に製作されたリブ部６１およびスラブ部６３の側面図である。図１２の（ｂ）図は、埋設型枠７１の長辺方向の断面図、図１２の（ｃ）図は、埋設型枠７１の短辺方向の断面図である。図１２の（ｂ）図は、図１２の（ｃ）図に示す矢印Ｅ−Ｅによる断面図、図１２の（ｃ）図は、図１２の（ｂ）図に示す矢印Ｄ−Ｄによる断面図である。

図１２の（ａ）図に示すように、リブ部６１とスラブ部６３とは、別々に製作される。リブ部６１は、スラブ部６３と接合される部分が曲面６５である。図１２の（ｂ）図、図１２の（ｃ）図に示すように、埋設型枠７１は、リブ部６１の上方にスラブ部６３が配置される。埋設型枠７１を製作する際には、スラブ部６３の下面６７をリブ部６１の曲面６５に沿わせつつ、接合具７３でリブ部６１とスラブ部６３とを接合する。接合具７３は、埋設型枠７１の軸方向に所定の間隔をおいて配置される。

曲面６５の形状は、リブ部６１とスラブ部６３とを接合する際に、それぞれに初期たわみ（初期応力）が生じるように設定される。リブ部６１とスラブ部６３との接合後の構造は、後打ちコンクリート打設時の施工時荷重によってリブ部６１とスラブ部６３との間に水平ずれが生じない合成構造とする。

リブ部６１、スラブ部６３は、第１の実施の形態のリブ部１、スラブ部３と同様の材料で形成するのが望ましい。また、接合具７３には、第１の実施の形態の接合具１３の他、適切な接合具が用いられる。

図１３は、埋設型枠７１の応力状態を示す図である。リブ部６１とスラブ部６３とを接合した状態において、埋設型枠７１に生じる曲げ応力は、図１３に示す応力図７５のようになり、スラブ部６３の下面６７に圧縮応力が作用する。

通常の床版下面の埋設型枠では、後打ちコンクリート打設時に埋設型枠に生じる曲げ応力は、図１３の応力図７７に示すようになる。これに対し、埋設型枠７１では、後打ちコンクリートを打設する前に応力図７５に示すような曲げ応力を生じさせておくことにより、図１３の応力図７９に示すように、後打ちコンクリートの打設後にスラブ部６３の下面６７に比較的大きな圧縮応力を導入することが可能となり、自動車荷重などで生じる引張応力を緩和することが可能となる。

次に、第４の実施の形態について説明する。図１４は、埋設型枠９１の概要図を示す。図１４の（ａ）図は、別々に製作されたリブ部８３、スラブ部８１ａ、スラブ部８１ｂの側面図である。図１４の（ｂ）図は、埋設型枠９１の長辺方向の断面図、図１４の（ｃ）図は、埋設型枠９１の短辺方向の断面図である。図１４の（ｂ）図は、図１４の（ｃ）図に示す矢印Ｇ−Ｇによる断面図、図１４の（ｃ）図は、図１４の（ｂ）図に示す矢印Ｆ−Ｆによる断面図である。

図１４の（ａ）図に示すように、リブ部８３、スラブ部８１ａ、スラブ部８１ｂは、別々に製作される。リブ部８３は、スラブ部８１ａと接合される部分が曲面８５ａである。また、スラブ部８１ｂと接合される部分が曲面８５ｂである。図１４の（ｂ）図、図１４の（ｃ）図に示すように、埋設型枠９１は、リブ部８３の上方にスラブ部８１ａが配置される。また、リブ部８３の下方にスラブ部８１ｂが配置される。

埋設型枠９１を製作する際には、スラブ部８１ａの下面８７ａをリブ部８３の曲面８５ａに沿わせつつ、接合具９３ａでリブ部８３とスラブ部８１ａとを接合する。また、スラブ部８１ｂの上面８９ａをリブ部８３の曲面８５ｂに沿わせつつ、接合具９３ｂでリブ部８３とスラブ部８１ｂとを接合する。接合具９３ａ、接合具９３ｂは、埋設型枠９１の軸方向に所定の間隔をおいて配置される。

曲面８５ａの形状は、リブ部８３とスラブ部８１ａとを接合する際に、それぞれに初期たわみ（初期応力）が生じるように設定される。曲面８５ｂの形状は、リブ部８３とスラブ部８１ｂとを接合する際に、それぞれに初期たわみ（初期応力）が生じるように設定される。リブ部８３とスラブ部８１ａ、リブ部８３とスラブ部８１ｂとの接合後の構造は、後打ちコンクリート打設時の施工時荷重によってリブ部８３とスラブ部８１ａ、リブ部８３とスラブ部８１ｂとの間に水平ずれが生じない合成構造とする。

リブ部８３、スラブ部８１ａ、スラブ部８１ｂは、第１の実施の形態のリブ部１、スラブ部３と同様の材料で形成するのが望ましい。また、接合具９３ａ、接合具９３ｂには、第１の実施の形態の接合具１３の他、適切な接合具が用いられる。

図１５は、埋設型枠９１の応力状態を示す図である。リブ部８３とスラブ部８１ａ、リブ部８３とスラブ部８１ｂとを接合した状態において、埋設型枠９１に生じる曲げ応力は、図１５に示す応力図９５のようになり、スラブ部８１ａの下面８７ａ、スラブ部８１ｂの下面８７ｂに圧縮応力が作用する。

通常、後打ちコンクリート打設時に埋設型枠に生じる曲げ応力は、図１５の応力図９７に示すようになる。これに対し、埋設型枠９１ではリブ部８３とスラブ部８１ａ、リブ部８３とスラブ部８１ｂとの接合時に応力図９５に示すような曲げ応力を生じさせておくことにより、図１５の応力図９９に示すように、後打ちコンクリートの打設時にスラブ部８１ｂの下面８７ｂに生じる引張応力を緩和することが可能となる。

なお、第１から第４の実施の形態では、スラブ部やリブ部を繊維補強コンクリート部材、鉄筋コンクリート部材等としたが、スラブ部やリブ部を、プレストレスを導入したプレストレストコンクリート部材としてもよい。

スラブ部やリブ部をプレストレストコンクリート部材とすることにより、初期たわみ導入時に曲げ引張応力が作用する範囲を無くすまたは縮小することが可能となり、より高い構造特性を有する埋設型枠を得ることができる。高強度のコンクリートを用いた場合、プレストレス可能な圧縮応力の限界までプレストレスを導入するためには非常に多くのＰＣ鋼材が必要となるが、第１から第４の実施の形態の埋設型枠とプレストレストコンクリートと併用して高強度のコンクリートを用いた場合、比較的容易に限界プレストレス量を導入することができる。

また、第１から第４の実施の形態に係る図では、埋設型枠部分のみの応力状態を示したが、後打ちコンクリートの打設範囲は埋設型枠の下端から天端までに限らない。

次に、第５の実施の形態について説明する。図１６は、埋設型枠１１ｂ、埋設型枠１１ｄの概要図を示す。図１６の（ａ）図は、埋設型枠１１ｂの長辺方向の立面図、図１６の（ｂ）図は、埋設型枠１１ｂの端面の立面図である。図１６の（ｂ）図は、図１６の（ａ）図に示す矢印Ｈの方向から見た図である。

図１６に示すように、埋設型枠１１ｂは、第１の実施の形態の埋設型枠１１のスラブ部３にラチス筋１０１を固定した構造である。ラチス筋１０１は、リブ１の両側方に配置され、スラブ３の上面７に固定される。

埋設型枠１１ｂでは、ラチス筋１０１の上部に接合されている鉄筋１０３によって、ラチス筋１０１および鉄筋１０３を用いない埋設型枠１１と比較して、リブ部１とスラブ部３との接合時、すなわち初期たわみ導入時におけるスラブ部３の中立軸が高い位置となる。そのため、埋設型枠１１や従来技術に記述したむくりを有する合成梁に比べ、スラブ部３に生じる曲げ圧縮領域が増加し、後打ちコンクリート打設時に、より大きな引張応力を緩和することができる。

図１６の（ｃ）図は、埋設型枠１１ｄの長辺方向の立面図、図１６の（ｄ）図は、埋設型枠１１ｄの端面の立面図である。図１６の（ｄ）図は、図１６の（ｃ）図に示す矢印Ｋの方向から見た図である。

図１６に示すように、埋設型枠１１ｄは、第１の実施の形態の埋設型枠１１のスラブ部３に形鋼１０９を固定した構造である。形鋼１０９は、リブ１の両側方に配置され、スラブ３の上面７に固定される。形鋼１０９は、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼などである。

埋設型枠１１ｄでは、埋設型枠１１ｂにおけるラチス筋１０１および鉄筋１０３の代替として形鋼１０９を用いることにより、埋設型枠１１ｂと同様に初期たわみ導入時におけるスラブ部３の中立軸が高い位置となる。そのため、埋設型枠１１や従来技術に記述したむくりを有する合成梁に比べ、スラブ部３に生じる曲げ圧縮領域が増加し、後打ちコンクリート打設時に、より大きな引張応力を緩和することができる。

次に、第６の実施の形態について説明する。図１７は、埋設型枠１１ｃの概要図を示す。図１７の（ａ）図は、埋設型枠１１ｃの長辺方向の断面図、図１７の（ｂ）図は、埋設型枠１１ｃの端面の立面図である。図１７の（ａ）図は、図１７の（ｂ）図に示す矢印Ｊ−Ｊによる断面図、図１７の（ｂ）図は、図１７の（ａ）図に示す矢印Ｉの方向から見た図である。

図１７に示すように、埋設型枠１１ｃは、リブ部１に鉄筋１０７を、スラブ部３に鉄筋１０５を埋設した構造である。鉄筋１０５、鉄筋１０７は、リブ部１とスラブ部３との接合時、すなわち初期たわみ導入時に曲げ引張応力が働く範囲に配置される。

埋設型枠１１ｃでは、鉄筋１０５、鉄筋１０７を埋設することによって、鉄筋１０５、鉄筋１０７を埋設しない埋設型枠１１や従来技術に記述したむくりを有する合成梁と比較して、初期たわみ導入時にリブ部１およびスラブ部３の母材料に生じるひび割れをより安定して制御できる。リブ部１およびスラブ部３の母材料が、ひび割れ分散性が高く靭性の高い繊維補強コンクリートである場合、特に良好なひび割れ制御効果を得ることができる。

第２から第６の実施の形態の各埋設型枠は、第１の実施の形態の埋設型枠１１と同様に、各種構造物の床版の他、様々な部材に適用可能である。

第２から第６の実施の形態の各埋設型枠においても、第１の実施の形態の埋設型枠１１と同様に、リブ部とスラブ部との接触面に図４に示すようなせん断キーを設けることによって、リブ部とスラブ部との接合後の構造を曲げに対してより確実とすることができる。また、リブ部とスラブ部の接合部に図４に示すようなモルタルやエポキシ樹脂などを用いることによって、リブ部とスラブ部との接触面の噛み合わせの誤差を吸収することができる。さらに、リブに図１０に示すような通し孔や凹凸を設けることによって、リブ部と後打ちコンクリートとのせん断付着強度を高めることができる。

第２から第６の実施の形態の各埋設型枠においても、第１の実施の形態の埋設型枠１１と同様に、リブ部とスラブ部とを別々に製作することによって、従来のリブ付き埋設型枠と比較して、形状を単純化することが可能となり、製作費の低減が期待できる。また、リブ部、スラブ部ともに平板に近い形状で従来よりも容易に運搬できるため、運搬費の低減も期待できる。

さらに、リブ部とスラブ部とを接合する際に初期たわみを導入することにより、後打ちコンクリートの打設時にコンクリートの自重で生じるたわみにより初期たわみを緩和する。そのため、後打ちコンクリートを打設して形成される部材の出来形形状を調整することができる。

第２から第６の実施の形態の各埋設型枠においても、埋設型枠１１と同様に、スラブ部の下面に圧縮応力を導入することにより、後打ちコンクリートの打設時にスラブ部の下面に生じる引張応力が緩和されるため、従来の埋設型枠と比較して、軽量化や薄型化が可能となるうえ、使用する材料量を少なくでき、材料費が低減できる。また、軸方向プレストレスを導入して埋設型枠の応力状態を改善する従来の方法と比較して、大掛かりな製作施設や機械が不要となるため、簡単かつ経済的に同様の効果が得られる。

さらに、従来の埋設型枠では仮設支保工が必要であるスパン長であったところが、第２から第６の実施の形態の各埋設型枠を用いると長スパン化が可能となり、仮設支保工が不要または簡易化できるため、施工費が低減できる。

第２から第６の実施の形態の各埋設型枠に後打ちコンクリートを打設して形成した部材では、常時の応力状態が改善されるため、自動車などの繰り返し荷重に対しての耐久性が向上する。また、部材下面を塩害や中性化に対して耐久性の高い埋設型枠で構築することにより、構造物の長寿命化を期待できる。

なお、第１から第６の実施の形態では、埋設型枠のスラブ部を帯状とし、スラブ部の１軸方向にリブ部を配置したが、スラブ部の形状やリブ部の配置パターンはこれに限らない。例えば、スラブ部を矩形とし、スラブ部の２軸方向に格子状にリブ部を配置してもよい。これにより、２方向のたわみ・応力を同時に緩和することができる。また、スラブ部１枚につき、１軸方向や２軸方向に複数のリブ部を配置してもよい。

第１から第６の実施の形態では、リブ部および／またはスラブ部に、第１から第６の実施の形態の埋設型枠を用いて形成した部材を用いてもよい。さらに、第１から第６の実施の形態の埋設型枠を用いた部材製作を複数回繰り返して構造物や部材を製作してもよい。第１から第６の実施の形態の埋設型枠を用いた部材製作を複数回繰り返して構造物や部材を製作することにより、初期たわみによる応力を蓄積させて、設計上有利な初期応力をあらかじめ構造物や部材に導入することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる埋設型枠の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、６１、８３………リブ部
３、６３、８１ａ、８１ｂ………スラブ部
３ａ………スラブ下部
３ｂ………スラブ上部
５、６５、８５ａ、８５ｂ………曲面
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、７１、９１………埋設型枠
１３、１３ａ、７３、９３ａ、９３ｂ………接合具
１５、１５ａ………ボルト
１７、１７ａ………ネジ式インサート
２０………せん断キー
２２………モルタルやエポキシ樹脂など
２３、２３ａ………ナット
２６………通し孔
２７………後打ちコンクリート
２８………凹凸
１０１………ラチス筋
１０３、１０５、１０７………鉄筋
１０９………形鋼

Claims (6)

1. スラブ部と、
   前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、
   を具備し、
   前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、
   前記スラブ部が、前記リブ部の下方および／または上方に配置され、前記スラブ部と前記リブ部とが、所定の間隔で配置された接合具を用いて接合され、
   前記リブ部が板状であることを特徴とする埋設型枠。
2. スラブ部と、
   前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、
   を具備し、
   前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、
   前記スラブ部の上部が、前記スラブ部の下部よりも引張強度の高い材料で構成されることを特徴とする埋設型枠。
3. スラブ部と、
   前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、
   を具備し、
   前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、
   前記スラブ部に、前記リブ部の側方に配置されたラチス筋又は形鋼が固定されることを特徴とする埋設型枠。
4. スラブ部と、
   前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、
   を具備し、
   前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、
   前記スラブ部および前記リブ部のうち、接合された状態で曲げ引張り応力が働く範囲に鉄筋が配置されることを特徴とする埋設型枠。
5. スラブ部と、
   前記スラブ部の面外方向に配置され、前記スラブ部と接合される部分が曲面であるリブ部と、
   を具備し、
   前記スラブ部と前記リブ部とを別々に製作し、前記スラブ部を前記曲面に沿わせつつ前記リブ部に接合することにより、前記スラブ部および前記リブ部に初期たわみを導入し、
   前記スラブ部および／または前記リブ部が、プレストレストコンクリート部材であることを特徴とする埋設型枠。
6. 後打ちコンクリートを打設すると、コンクリートの自重で生じるたわみにより前記初期たわみが緩和されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の埋設型枠。

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