JP6029353B2 - コンクリート部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート部材の製造方法に関する。

プレキャスト製のコンクリート部材には、インサートが予め埋め込まれたものがある。
例えば、特許文献１や特許文献２に記載のシールドトンネルのセグメントには、耐火板や、照明、配管等の取付部材等を固定するためのインサートが埋め込まれている。

インサートが埋設されたセグメントの製造は、インサートが固定された型枠内にコンクリートを打設することにより行う。
このインサートは、型枠を貫通させた固定ボルトに型枠の内面側から螺着させることにより、型枠に固定するのが一般的である。

特開２００４−２３８８７３号公報 特開２００５−３５０９４１号公報

インサートがトンネルの内空側に埋設されている場合には、型枠を脱型する際に、作業員が型枠の下側に潜って固定ボルトを取り外す必要があるため、その作業に手間を要していた。また、インサートを仕込む際には、型枠の上面と下面において同時に作業を行う必要があった。

そのため、固定ボルトの着脱が、セグメント製造のサイクルタイムに影響を及ぼし、結果としてセグメントの製造コストにも影響が及ぶ場合があった。
なお、このような問題は、型枠の底枠側にインサートが埋設されるあらゆるコンクリート部材に共通する。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、底枠側にインサートが埋設されるコンクリート部材を簡易かつ安価に製造することを可能としたコンクリート部材の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、型枠を組み立てる組立工程と、前記型枠にコンクリートを打設して、当該コンクリートを養生する打設養生工程と、養生後のコンクリート部材を前記型枠から取り外す脱型工程とを備えるコンクリート部材の製造方法であって、前記組立工程は前記型枠の底枠にインサートを固定する作業を含んでおり、前記底枠の上面には複数の取付穴が形成されていて、前記取付穴は内壁面に雌ネジ加工が施された有底の孔であって、このインサートの固定は上部がインサートに固定されたインサートホルダの下部を前記底枠の取付穴に螺着することにより行い、前記脱型工程は前記コンクリート部材を上方に持ち上げることにより前記コンクリート部材を前記底枠から取り外す作業を含んでおり、前記インサートホルダの上部と下部との境界部分に弱部が形成されていて、前記コンクリート部材を上方に持ち上げることにより前記インサートホルダを前記弱部において切断することを特徴としている。
なお、脱型工程では、前記底枠を下方に引き下げることにより、前記コンクリート部材を前記底枠から取り外してもよい。

かかるコンクリート部材の製造方法によれば、コンクリート部材を上方に持ち上げること、あるいは、底枠を下方に引き下げることで、インサートホルダの弱部の周辺部（コンクリート部材と底枠との境界部）に応力が集中し、インサートホルダが切断されるため、脱型工程において底枠の下に潜りこんで作業を行う必要がない。
また、インサートホルダには予め弱部が形成されていて、容易に切断されるように構成されているため、コンクリート部材を持ち上げた際に、インサートの周辺に応力が集中することがなく、コンクリート部材の品質が低下することがない。

また、脱型時にインサートホルダを型枠から取り外す作業を要しないため、インサートホルダは、型枠を貫通させる必要がなく、組立工程において、インサートの固定作業を底枠の下から行う必要もない。
そのため、作業性が向上し、従来に比べて簡易かつ安価にコンクリート部材を製造することが可能となる。

また、前記底枠が上向きに凸である円弧状を呈している場合には、前記組立工程において前記インサートホルダの中心軸が前記底枠の円弧の法線と一致するように前記インサートホルダを固定しておき、脱型工程において前記コンクリート部材を上方に持ち上げることで前記弱部に対して折り曲げる力を作用させれば、効率的にインサートホルダを切断することができる。

さらに、前記インサートホルダの弱部が、前記インサートホルダの周面に形成された切欠部であって、前記組立工程において前記切欠部が下向きに開口するように前記インサートホルダを固定しておけば、より効率的にインサートホルダを切断することができる。

前記脱型工程において、前記コンクリート部材の一方の側端部を持ち上げ、前記底枠に対して前記コンクリート部材を傾斜させることで、前記弱部に対して折り曲げる力を作用させて、インサートホルダを切断してもよい。

なお、コンクリート部材を傾斜させる場合には、前記コンクリート部材の他方の側端部に対応して、前記底枠に軟質の保護材を配設しておけば、コンクリート部材の端部が破損することを防止することができる。

本発明のコンクリート部材の製造方法によれば、底枠側にインサートが埋設されるコンクリート部材を簡易かつ安価に製造することが可能となる。

第一の実施形態に係るコンクリート部材の製造方法の打設養生工程を示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大断面図である。 同コンクリート部材の製造方法の脱型工程を示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大断面図である。 （ａ）は第一の実施形態のインサートホルダを示す正面図、（ｂ）および（ｃ）はインサートホルダの他の形態を示す正面図である。 第二の実施形態に係るコンクリート部材の製造方法の脱型工程を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。

＜第一の実施形態＞
本実施形態では、トンネル用セグメントであるコンクリート部材の製造方法について説明する。
コンクリート部材の製造方法は、組立工程と、打設養生工程と、脱型工程とを備えている。

組立工程は、型枠１を組み立てる工程である。
本実施形態の型枠１は、図１の（ａ）に示すように、底枠１１と側枠１２とを備えている。

底枠１１は、正面視が上向きに凸である円弧状を呈している。
底枠１１の上面には、複数の取付穴１３，１３，…が所定の間隔をあけて形成されている。
取付穴１３は、インサートホルダ２１を螺着するための有底の孔であって、内壁面には雌ネジ加工が施されている。

側枠１２は、底枠１１の上面に立設された板材である。
側枠１２は、コンクリート部材Ｃの部材厚と同等の幅（高さ）を有していて、底枠１１の円弧の法線と一致するように立設し、底枠１１に固定する。

組立工程には、底枠１１に側枠１２を固定する作業に伴い、底枠１１にインサート２を固定する作業が含まれている。
インサート２の底枠１１への固定は、上半部２２がインサート２に固定されたインサートホルダ２１の下半部２３を、底枠１１の取付穴１３に固定することにより行う。

図１の（ｂ）に示すように、インサートホルダ２１を取付穴１３にねじ込んで固定すると、インサートホルダ２１の中心軸が底枠１１の円弧の法線と一致するようになる。

なお、インサートホルダ２１は、合成樹脂製である。インサートホルダ２１には、図３の（ａ）に示すように、上半部２２と下半部２３との境界部分に弱部２４が形成されている。
また、インサートホルダ２１には、これを軸方向に貫通する非円形（例えば多角形、十字形、楕円形等の係合孔が形成されている。

弱部２４は、インサートホルダ２１の周面に形成された切欠部である。弱部２４が形成された部分の断面積は、他の部分の断面積よりも小さくなっている。なお、切欠部（弱部２４）の深さは限定されるものではないが、本実施形態ではインサートホルダ２１の中心軸付近まで切断することにより形成している。

インサートホルダ２１の底枠１１への取付は、図１の（ｂ）に示すように、弱部２４（切欠部）が下向き（底枠１１の中心と反対側の向き）に開口するように行う。
インサートホルダ２１をねじ込む際には、係合孔に相対回転不能に係合する工具を利用する。

なお、弱部２４の断面形状は限定されるものではなく、例えば図３の（ａ）に示すようにＶ字状の切欠であってもよいし、図３の（ｂ）に示すようにコ字状の切欠であってもよい。
また、弱部２４は、必ずしもインサートホルダを切断することにより形成する必要はなく、例えば、図３の（ｃ）に示すように、インサートホルダ２１の成形時に上半部２２と下半部２３との境界部分において、インサートホルダ２１の全周に切欠部を設け、外径を小さくすることにより形成してもよい。

打設養生工程は、型枠１にフレッシュコンクリートを打設して、このフレッシュコンクリートを養生する工程である。
フレッシュコンクリートの打設は、必要に応じて鉄筋の配筋等を行った後、型枠１の上方の開口部（打設口）からフレッシュコンクリートを流し込むことにより行う。
なお、フレッシュコンクリートは、例えば、普通コンクリート、高強度コンクリート、高流動コンクリート、繊維補強セメント系混合材料等である。

脱型工程は、養生後のコンクリート部材Ｃを型枠１から取り外す工程である。
脱型工程では、先ず、側枠１２を取外し、コンクリート部材Ｃの側面を露出させる（図２の（ａ）参照）。

次に、図２の（ａ）に示すように、コンクリート部材Ｃを上方に持ち上げることにより、コンクリート部材Ｃを底枠１１から取り外す。なお、コンクリート部材Ｃには、持ち上げる（吊上げる）際に吊フック等を取り付けるための治具（図示せず）が、コンクリート部材Ｃの上面や側面等に予め設置されていてもよい。

脱型工程においてコンクリート部材Ｃを上方に持ち上げると、上半部２２と下半部２３との境界部において引張応力が高まるとともに、図２の（ｂ）に示すように、上半部２２と下半部２３との境界部に対して折り曲げる力Ｆ（インサートホルダ２１の中心軸に対して傾斜する方向に作用する力）が作用するため、インサートホルダ２１を弱部２４において切断することできる。

コンクリート部材Ｃは、垂直に持ち上げるものとする。また、コンクリート部材Ｃは、インサート２への負担を軽減するために徐々に持ち上げる。
つまり、コンクリート部材Ｃをゆっくり持ち上げることで、インサートホルダ２１の弱部２４のみに応力を集中させて、弱部２４（切り欠き）を広げながら持ち上げる。

本実施形態のコンクリート部材の製造方法によれば、コンクリート部材Ｃを上方に持ち上げることで、インサートホルダ２１が切断されて、底枠１１の取り外しが完了するため、作業性に優れている。
つまり、コンクリート部材Ｃを真上に持ち上げることで、インサートホルダ２１の弱部２４の周辺部に対して折り曲げる力が作用して、効率的にインサートホルダ２１を切断することできる。

そのため、脱型工程においてインサートホルダ２１を取り外すために底枠１１の下に潜りこんで作業を行う必要がない。
また、インサートホルダ２１を取り外す作業を要しないため、インサートホルダ２１は、底枠１１を貫通させる必要がなく、組立工程においても、底枠１１の下に潜り込んでインサート２の固定作業を行う必要がない。

また、インサートホルダ２１には予め弱部２４が形成されていて、容易に切断されるように構成されているため、コンクリート部材Ｃを持ち上げた際に、インサート２の周辺に応力が集中することがなく、コンクリート部材Ｃの品質が低下することがない。
そのため、作業性が向上し、従来に比べて簡易かつ安価にコンクリート部材を製造することが可能となる。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態のコンクリート部材の製造方法は、図４の（ａ）に示すように、脱型工程において、コンクリート部材Ｃの一方の側端部を持ち上げる点で、コンクリート部材Ｃを真上に持ち上げる第一の実施形態のコンクリート部材の製造方法と異なっている。

本実施形態では、底枠１１の縦断方向に対して、コンクリート部材Ｃを傾斜させるように、コンクリート部材Ｃを持ち上げる。
こうすると、インサートホルダ２１の弱部２４の周辺部に対して折り曲げる力が作用するため、インサートホルダ２１を容易に切断することができる。

なお、底枠１１には、コンクリート部材Ｃの他方の側端部（コンクリート部材Ｃを傾斜させる際の支点となる部分）に対応して、保護材１４が配設されている。
保護材１４の材質は限定されるものではないが、コンクリート部材Ｃよりも柔らかい材料により構成する。

底枠１１に軟質な保護材１４が配設しておくことで、コンクリート部材Ｃを持ち上げた際に、コンクリート部材Ｃの端部に集中する応力を保護材１４により吸収することが可能となり、コンクリート部材Ｃの端部が破損することを防止できる。

なお、インサートホルダ２１の底枠１１への取付は、弱部２４（切欠部）が一方の側端部（持ち上げる側のコンクリート部材Ｃの端部）側に開口するように行う。

コンクリート部材Ｃを持ち上げる際には、複数回に分けて持ち上げる。つまり、一方の側端部側のインサートホルダ２１から順に切断させつつ持ち上げる。
コンクリート部材Ｃを持ち上げる際は、インサートホルダ２１の弱部に応力を集中させて、インサートホルダ２１の切断を確認しながら行うため、インサート２の周辺に応力が集中することがなく、コンクリート部材Ｃの品質が低下することがない。

この他の第二の実施形態に係るコンクリート部材の製造方法による作用効果は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、前記各実施形態では、トンネルのセグメントを形成する場合について説明したが、本発明のコンクリート部材の製造方法により製造されるコンクリート部材は、トンネル用のセグメントに限定されるものではない。例えば、床版や壁部材等の版状部材や、柱構成材や梁構成材等を製造する場合に採用してもよい。

前記各実施形態では、型枠の底枠が円弧状を呈している場合について説明したが、型枠の形状は製造されるコンクリート部材の形状に応じて適宜設定すればよく、例えば底枠が平坦であってもよい。
また、型枠は、必要に応じて蓋枠を備えていてもよい。

前記各実施形態では、コンクリート部材を上方に持ち上げることでコンクリート部材を底枠から取り外すものとしたが、底枠を下方に引き下げることによりコンクリート部材を底枠から取り外してもよい。

１ 型枠
１１ 底枠
１２ 側枠
１３ 取付穴
２ インサート
２１ インサートホルダ
２４ 弱部
Ｃ コンクリート部材

Claims (6)

1. 型枠を組み立てる組立工程と、
   前記型枠にコンクリートを打設して、当該コンクリートを養生する打設養生工程と、
   養生後のコンクリート部材を前記型枠から取り外す脱型工程と、を備えるコンクリート部材の製造方法であって、
   前記組立工程は、前記型枠の底枠にインサートを固定する作業を含んでおり、
   前記底枠の上面には、複数の取付穴が形成されていて、
   前記取付穴は、内壁面に雌ネジ加工が施された有底の孔であって、
   前記インサートの固定は、上半部がインサートに固定されたインサートホルダの下半部を前記底枠の取付穴に螺着することにより行い、
   前記脱型工程は、前記コンクリート部材を上方に持ち上げることにより、前記コンクリート部材を前記底枠から取り外す作業を含んでおり、
   前記インサートホルダの上半部と下半部との境界部分に弱部が形成されていて、前記コンクリート部材を上方に持ち上げることにより前記インサートホルダを前記境界部分において切断することを特徴とする、コンクリート部材の製造方法。
2. 前記底枠が上向きに凸である円弧状を呈しており、
   前記組立工程では、前記インサートホルダの中心軸が前記底枠の円弧の法線と一致するように前記インサートホルダを固定し、
   脱型工程では、前記コンクリート部材を上方に持ち上げることで、前記弱部に対して折り曲げる力を作用させることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート部材の製造方法。
3. 前記インサートホルダの弱部が、前記インサートホルダの周面に形成された切欠部であって、
   前記組立工程では、前記切欠部が下向きに開口するように前記インサートホルダを固定することを特徴とする、請求項２に記載のコンクリート部材の製造方法。
4. 型枠を組み立てる組立工程と、
   前記型枠にコンクリートを打設して、当該コンクリートを養生する打設養生工程と、
   養生後のコンクリート部材を前記型枠から取り外す脱型工程と、を備えるコンクリート部材の製造方法であって、
   前記組立工程は、前記型枠の底枠にインサートを固定する作業を含んでおり、
   前記インサートの固定は、上半部がインサートに固定されたインサートホルダの下半部を前記底枠の取付穴に固定することにより行い、
   前記脱型工程は、前記コンクリート部材を上方に持ち上げることにより、前記コンクリート部材を前記底枠から取り外す作業を含んでおり、
   前記インサートホルダの上半部と下半部との境界部分に弱部が形成されていて、前記コンクリート部材の一方の側端部を持ち上げることで前記底枠に対して前記コンクリート部材を傾斜させるとともに、前記境界部分に対して折り曲げる力を作用させることにより前記インサートホルダを前記境界部分において切断することを特徴とするコンクリート部材の製造方法。
5. 前記コンクリート部材の他方の側端部に対応して、前記底枠に保護材を配設しておくことを特徴とする、請求項４の記載のコンクリート部材の製造方法。
6. 型枠を組み立てる組立工程と、
   前記型枠にコンクリートを打設して、当該コンクリートを養生する打設養生工程と、
   養生後のコンクリート部材を前記型枠から取り外す脱型工程と、を備えるコンクリート部材の製造方法であって、
   前記組立工程は、前記型枠の底枠にインサートを固定する作業を含んでおり、
   前記底枠の上面には、複数の取付穴が形成されていて、
   前記取付穴は、内壁面に雌ネジ加工が施された有底の孔であって、
   前記インサートの固定は、上半部がインサートに固定されたインサートホルダの下半部を前記底枠の取付穴に螺着することにより行い、
   前記脱型工程は、前記底枠を下方に引き下げることにより、前記コンクリート部材を前記底枠から取り外す作業を含んでおり、
   前記インサートホルダの上半部と下半部との境界部分に弱部が形成されていて、前記底枠を下方に引き下げることにより前記インサートホルダを前記境界部分において切断することを特徴とする、コンクリート部材の製造方法。

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