JP6401959B2 - コンクリート柱部材の型枠システム、および、コンクリート柱部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート柱部材を製造するための型枠システム、および、この型枠システムを用いたプレキャストコンクリート柱部材の製造方法に関する。

従来より、鉄筋コンクリート造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造の建物を構築する場合、この建物の柱や梁をプレキャストコンクリート化することが行われている。具体的には、現場内の所定の場所にて、型枠を建て込んで、この型枠内に配筋してコンクリートを打設することで柱部材や梁部材などのプレキャストコンクリート部材（以下、ＰＣａ部材と呼ぶ）を製造する。

ところで、柱部材をプレキャストコンクリート化した場合には、このＰＣａ柱部材は、寝かせた状態で製造されるため、相吊りにより建て起こすことが多い。ここで、相吊りとは、２台の揚重機械を用意し、１台の揚重機械によりＰＣａ部材の一端側を吊り下げ支持するとともに、残る１台の揚重機械によりＰＣａ部材の他端側を吊り上げる方法である（特許文献１参照）。

特開２０１３−１６００３３号公報の図２

しかしながら、２台の揚重機械により相吊りする場合には、揚重作業における施工手順が複雑となり、揚重作業に手間がかかり、施工費が高くなる、という問題があった。

本発明は、施工費を抑制できる、コンクリート柱部材の型枠システム、および、コンクリート柱部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、建設現場でのプレキャスト鉄筋コンクリート柱部材の製造、および楊重方法として、柱型枠の一方の柱端部側のみに回転支持装置を備えた型枠構造を利用することで、型枠脱型後に鉄筋コンクリート部材を移動させる場合にあっては２台の楊重機械を用いて相吊りしなくても、回転支持装置を取り付けていない鉄筋コンクリート柱部材の他方端側のみに吊りワイヤーを取り付けて建て起こしていくと、回転支持装置側はピン支持状態となり、吊り上げ移動できることに着眼し、コンクリート柱部材の型枠システムおよび製造方法を発明するに至った。

本発明のコンクリート柱部材の型枠システム（例えば、後述の型枠システム１、１Ａ）は、コンクリート柱部材（例えば、後述のＰＣａ柱部材２）を製造するための型枠システムであって、上面が開放された箱状の型枠（例えば、後述の型枠１０）と、床面（例えば、後述の床面５）に固定されて前記型枠の一端側の端側面を回転可能に支持する回転支持装置（例えば、後述の回転支持装置４）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、型枠の一端側の端側面に回転支持装置を設けて、この型枠を用いて柱部材を製造する。よって、脱型後に柱部材を建て起こす際、１台の揚重機械により、柱部材の他端側つまり回転支持装置が設けられていない側を吊り上げることで、柱部材の一端側が回転支持装置で支持されることになり、所定の位置まで移動させることができる。したがって、従来のように揚重作業における施工手順が複雑にならないから、揚重作業が容易となり、施工費を抑制できる。

本発明の型枠システム（例えば、後述の型枠システム１）は、前記回転支持装置は、台座（例えば、後述の台座３０）と、当該台座に回転可能に設けられた係合部材（例えば、後述の係合部材５０）と、を有しており、当該係合部材には、前記型枠の内壁面から突出する突出部（例えば、後述の突出部５２）が設けられることを特徴とする。

この発明によれば、柱主筋の一端側に機械式継手を接合しておき、係合部材の突出部をこの機械式継手に接合することで、柱部材の柱主筋が所定の配筋位置からずれるのを防止できる。
また、柱主筋と回転支持装置の係合部材とは、突出部を介して接続されているので、型枠脱型後に柱部材を建て起こす際に、柱部材の一端側の移動を拘束でき、さらに、柱部材の一端側を回転支持装置で支持できる。

さらに、本発明のコンクリート柱部材の製造方法は、上述の型枠システムを用いて、前記型枠内に配筋してコンクリートを打設して、前記コンクリート柱部材を製造成型する工程（例えば、後述のステップＳ１、Ｓ２）と、前記型枠の一端側に前記回転支持装置を取り付けたまま、前記コンクリート柱部材を前記箱状の型枠から脱型する工程（例えば、後述のステップＳ３）と、前記回転支持装置が取り付けられていない前記コンクリート柱部材の他端側を吊り上げて、当該コンクリート柱部材を建て起こす工程（例えば、後述のステップＳ４）と、前記コンクリート柱部材の他端側をさらに吊り上げて、当該コンクリート柱部材を前記回転支持装置から取り外す工程（例えば、後述のステップＳ５）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、コンクリート柱部材の他端側を吊り上げて、コンクリート柱部材の一端側を回転支持装置で支持しながら建て起こす。この状態では、コンクリート柱部材の一端側には、回転支持装置の突出部が係止しているので、コンクリート柱部材が回転支持装置から脱落するのを防止できる。

また、１台の揚重機械でコンクリート柱部材を吊り上げることができるので、従来のように揚重作業における施工手順が複雑にならないから、揚重作業が容易となり、工期を短縮できる。よって、施工費を抑制できる。
また、柱部材の一端側を回転支持装置で支持した状態で、柱部材の他端側のみを吊り上げることで柱部材を建て起こすので、柱部材にねじり応力や曲げ応力が発生するのを防止できる。

本発明によれば、１台の揚重機械でＰＣａ部材を吊り上げることができるので、従来のように揚重作業における施工手順が複雑にならないから、揚重作業が容易となり、施工費を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る型枠システムの側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 前記実施形態に係る型枠システムの回転支持装置の断面図である。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順のフローチャートである。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順を説明するための図（その１）である。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順を説明するための図（その２）である。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順を説明するための図（その３）である。 本発明の第２実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順のフローチャートである。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順を説明するための図（その１）である。 前記実施形態に係る型枠システムを用いてＰＣａ部材を製造して搬送する手順を説明するための図（その２）である。

本発明では、プレキャスト鉄筋コンクリート柱部材を楊重する際に、２台の揚重機械を用いて相吊りしなくても、一方の柱端部側に回転支持装置を備えた柱型枠を用いて柱部材を製造し、型枠脱型後に柱部材の他方側のみを吊り上げる際は、柱部材の一方端側を回転支持装置で支持し、略ピン支持状態となすことで柱部材内にねじり応力や曲げ応力の発生を防止する柱部材の型枠システムとその型枠システムを用いた柱部材の製造方法である。
本実施形態では、柱部材の建て起しは、型枠システムの端側板を分離した後、柱部材の一方端側のみに係合部材と回転支持装置を備えた状態で行われる。
回転支持装置は、柱部材の一方端部のみを吊り上げて、柱部材を建て起こす際は、柱部材と接合しており、略柱部材を鉛直方向に吊り上げられた状態で分離されるものである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る型枠システム１の側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

型枠システム１は、長尺状のコンクリート柱部材であるＰＣａ柱部材２を製造して揚重するためのものである。
型枠システム１は、型枠ユニット３と、この型枠ユニット３の一端側の側面つまり端側面を回転可能に支持する回転支持装置４と、を備える。

型枠ユニット３は、上面が開放されて所定方向に延びる箱状の型枠１０と、この型枠１０の下面および側面を支持するフレーム２０と、を備える。
型枠１０は、矩形平板状の底板１１と、この底板１１の四辺に沿って立設された端側板１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと、を備える。

端側板１２Ａは、底板１１の一端側つまり回転支持装置４側の辺に沿って設けられており、端側板１２Ｃは、底板１１の他端側つまり回転支持装置４とは反対側の辺に沿って設けられている。端側板１２Ｂは、底板１１の長さ方向に沿って一対設けられている。

フレーム２０は、底板１１の表面に設けられた複数本の底板ビーム２１と、端側板１２Ｂの表面に設けられた複数本の側板ビーム２２と、底板ビーム２１を外側から押さえる底板フレーム２３と、側板ビーム２２を外側から押さえる側板フレーム２４と、底板フレーム２３と側板フレーム２４とを連結する支持フレーム２５と、底板フレーム２３の下面に設けられた補強ビーム２６と、を備える。

底板ビーム２１は、底板１１の幅方向に所定間隔おきに設けられる。
側板ビーム２２は、端側板１２Ｂの高さ方向に所定間隔おきに設けられる。
底板フレーム２３は、底板１１の長さ方向の所定位置に設けられる。
側板フレーム２４は、底板フレーム２３に回転可能に支持されている。
支持フレーム２５は、長さを調整可能であり、この支持フレーム２５の長さを調整することで、側板フレーム２４の底板フレーム２３に対する角度を調整可能である。
補強ビーム２６は、底板１１の長さ方向に延びている。

図３は、回転支持装置４の断面図である。
回転支持装置４は、床面５に固定された台座３０と、この台座３０の設置面３０Ａに固定された山留部材である回転機構４０と、この回転機構４０の上面に取り付けられた係合部材５０と、を備える。

台座３０の設置面３０Ａは、略４５°傾斜しており、型枠ユニット３側に向かうに従って下方に位置する形状である。
よって、型枠システム１は、床面５上に載置された型枠ユニット３と、この型枠ユニット３の一端側に略４５°傾斜した状態で取り付けられる回転支持装置４と、を備えている。

回転機構４０は、台座３０の設置面３０Ａに固定される支持部４１と、この支持部４１に回転軸４２で回転可能に支持されて型枠ユニット３の一端側に固定された回転部４３と、を備える。この回転部４３は、支持部４１に対して、略９０°の範囲で回転可能となっている。
また、回転機構を蝶番形状とし、支持部４１を、直接、型枠１０の端側板１２Ａに回転可能に連結してもよい。このようにすれば、係合部材を用いることなく、簡単な構成で、型枠１０を回転可能に支持できる。

係合部材５０は、回転部４３の上に溶接固定された鋼製で板状の本体５１と、この本体５１から略垂直に延びる棒状の突出部５２と、本体５１の下端縁からこの本体５１に略垂直に延びる板状の支持部５３と、を備える。

係合部材５０の本体５１は、端側板１２Ａであり、支持部５３は、底板１１の一部となっている。よって、突出部５２は、型枠１０の一端側の内壁面から内側に突出していることになる。この突出部５２は、外側から本体５１を貫通して内側に突出し、後述の機械式継手部６に接合される。または、突出部５２を、本体５１に溶接接合してもよい。

以上の型枠システム１を用いて、長尺状の柱部材であるＰＣａ柱部材２を製造して搬送する手順について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１では、型枠１０の内部に配筋する。このとき、ＰＣａ柱部材２の柱主筋９の係合部材５０の本体５１側の端部には、筒状の機械式継手を接続して機械式継手部６とし、この機械式継手部６に係合部材５０の突出部５２を挿入しておく（図３参照）。

ステップＳ２では、型枠１０の内部にコンクリートを打設して、所定の期間、コンクリートを養生する。これにより、プレキャストコンクリート造のＰＣａ柱部材２を製造成型する。このＰＣａ柱部材２には、柱主筋９および機械式継手部６が打ち込まれることになる。
なお、養生期間の間、型枠１０を上からシートで覆うとともに、このシート内に蒸気配管を配置し、この蒸気配管からシート内に蒸気を放出して、コンクリートを湿潤養生してもよい。

ステップＳ３では、型枠１０からＰＣａ柱部材２を脱型する。具体的には、図５に示すように、支持フレーム２５の長さを調整して短くすることで、側板フレーム２４を外側に向かって図５中矢印方向に回転させて、型枠１０の上端側を外側に向かって開く。この状態では、型枠１０の一端側に回転支持装置４を取り付けた状態である。

ステップＳ４では、図６に示すように、クレーンによりワイヤ７を介してＰＣａ柱部材２の他端側つまり回転支持装置４が取り付けられていないＰＣａ柱部材２の他端側を吊り上げることで、ＰＣａ柱部材２の一端側を回転支持装置４でピン支持しながら、ＰＣａ柱部材２を建て起こす。
このとき、ＰＣａ柱部材２は、型枠１０から脱型されているが、ＰＣａ柱部材２の一端側が回転支持装置４の係合部材５０に係合しており、回転支持装置４に支持されながら回転する。

このようにＰＣａ柱部材２の一端側が回転しても、係合部材５０の突出部５２がＰＣａ柱部材２の機械式継手部６に挿入されており、かつ、支持部５３がＰＣａ柱部材の下面を支持しているので、ＰＣａ柱部材２の一端側が係合部材５０から位置ずれすることはない。

なお、このステップＳ４において、ＰＣａ柱部材２をある程度建て起こしたところで、ＰＣａ柱部材２を仮受け架台６０に一旦仮置きして、ＰＣａ柱部材２に打ち込めなかった鉄骨梁部材や仮設足場などの突起物７０を取り付けてもよい。

ステップＳ５では、図７に示すように、クレーンにより、ＰＣａ柱部材２の他端側をさらに上方に吊り上げる。すると、回転支持装置４の突出部５２がＰＣａ柱部材２の機械式継手部６から抜けるとともに、支持部５３もＰＣａ部材２の下面から離間し、ＰＣａ部材２が回転支持装置４から取り外される。
その後、このＰＣａ部材２の建方を行ってもよいし、このＰＣａ柱部材２を建て起こした状態のまま別のストックヤードに一時的に保管してもよい。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）脱型後にＰＣａ柱部材２を建て起こす際、１台の揚重機械により、ＰＣａ柱部材２の他端側つまり回転支持装置４が設けられていない側を吊り上げることで、ＰＣａ柱部材２の一端側が回転支持装置４で支持されることになり、所定の位置まで移動させることができる。したがって、従来のように揚重作業における施工手順が複雑にならないから、揚重作業が容易となり、施工費を抑制できる。

柱主筋９の一端側に機械式継手を接合しておき、係合部材５０の突出部５２をこの機械式継手部６に接合することで、ＰＣａ柱部材２の柱主筋９が所定の配筋位置からずれるのを防止できる。

また、柱主筋９と回転支持装置４の係合部材５０とは、突出部５２を介して接続されているので、型枠１０の脱型後にＰＣａ柱部材２を建て起こす際に、ＰＣａ柱部材２の一端側の移動を拘束して脱落するのを防止でき、さらに、ＰＣａ柱部材２の一端側を回転支持装置４で支持できる。
また、ＰＣａ柱部材２の一端側を回転支持装置４で支持した状態で、ＰＣａ柱部材２の他端側のみを吊り上げることでＰＣａ柱部材２を建て起こすので、ＰＣａ柱部材２にねじり応力や曲げ応力が発生するのを防止できる。

（２）ＰＣａ柱部材２は、建て起こしの途中段階にて、ＰＣａ柱部材２を仮受け架台６０で支持させた状態で、鉄骨梁部材や仮設足場などの突起物７０を取り付けることができる。よって、ＰＣａ柱部材２を所定位置に据え付けた後に、突起物を取り付ける場合に比べて、工期を短縮して、作業効率を向上できる。

（３）鉄骨梁部材等を取り付けたＰＣａ柱部材２を、建て起こした状態で保管すれば、ＰＣａ柱部材２の仮置きヤードを狭くできる。

〔第２実施形態〕
本実施形態では、柱部材の建て起しは、柱部材の強度発現を確認した後であっても、柱部材と端側板を分離することなく、柱本体を端側板と回転支持装置が接合された型枠システムで覆った状態で、柱部材の一方端側のみを吊り上げていき、柱部材が略鉛直状態に近い状態に至った段階で、柱部材の型枠システムを分離させるものである。

本実施形態では、第１実施形態の係合部材５０が設けられておらず、型枠１０の端側板１２Ａが回転機構４０の回転部４３に固定されている点が、第１実施形態と異なる（図９参照）。

本実施形態の型枠システム１Ａを用いて、長尺状の柱部材であるＰＣａ柱部材２を製造して搬送する手順について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１１、Ｓ１２については、第１実施形態のステップＳ１、Ｓ２と同様である。
ステップＳ１３では、図９に示すように、クレーンによりワイヤ７を介してＰＣａ柱部材２の他端側および型枠ユニット３を吊り上げることで、型枠ユニット３の一端側を回転支持装置４でピン支持しながら、ＰＣａ柱部材２をある程度建て起こす。
このように型枠ユニット３の一端側が回転しても、この型枠ユニット３の剛性は、補強ビーム２６により確保されている。

ステップＳ１４では、型枠ユニット３が略鉛直に近くなったら、この型枠ユニット３を大型サポート８で床面５から支持する。
ステップＳ１５では、ステップＳ３と同様に、型枠１０からＰＣａ柱部材２を脱型する。
ステップＳ１６では、図１０に示すように、クレーンによりＰＣａ柱部材２の他端側を上方に吊り上げて、ＰＣａ柱部材２を完全に建て起こし、ＰＣａ柱部材２を略鉛直とする。続いて、ＰＣａ柱部材２の他端側をさらに上方に吊り上げると、ＰＣａ柱部材２が型枠１０から離れる。

本実施形態によれば、上述の（１）〜（３）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（４）型枠１０を吊り上げてＰＣａ柱部材２を建て起こすので、ＰＣａ柱部材２を型枠１０から分離させてＰＣa柱部材２のみを吊り上げる場合に比べて、さらに、ＰＣａ柱部材２にねじり応力や曲げ応力が発生するのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、ステップＳ１、Ｓ１１において、型枠１０内に配筋したが、これに限らず、工場にて鉄筋籠を予め製作しておき、この鉄筋籠を現場にて型枠１０内に落とし込んでもよい。
また、上述の各実施形態では、ＰＣａ柱部材２を鉄筋コンクリート造の部材としたが、これに限らず、型枠内に鉄骨を配置して、鉄骨鉄筋コンクリート造の部材としてもよい。

１、１Ａ…型枠システム
２…ＰＣａ柱部材（コンクリート柱部材）
３…型枠ユニット
４…回転支持装置
５…床面
６…機械式継手部
７…ワイヤ
８…大型サポート
９…柱主筋
１０…型枠
１１…底板
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…端側板
２０…フレーム
２１…底板ビーム ２２…側板ビーム ２３…底板フレーム
２４…側板フレーム ２５…支持フレーム ２６…補強ビーム
３０…台座
３０Ａ…設置面
４０…回転機構
４１…支持部 ４２…回転軸 ４３…回転部
５０…係合部材
５１…本体 ５２…突出部 ５３…支持部
６０…仮受け架台
７０…突起物（鉄骨梁受け用金物または仮設足場）

Claims (3)

1. コンクリート柱部材を製造するための型枠システムであって、
   上面が開放された箱状の型枠と、
   床面に固定されて前記型枠の一端側の端側面を回転可能に支持する回転支持装置と、を備え、
   前記回転支持装置は、床面に固定された台座と、当該台座に回転可能に設けられた係合部材と、を有しており、
   当該係合部材は、板状の本体と、当該本体から略垂直に延びる棒状の突出部と、前記本体の下端縁から当該本体に略垂直に延びる板状の支持部と、を備え、
   前記本体は、前記型枠の端側板であり、
   前記支持部は、前記型枠の底板の一部であり、
   前記突出部は、前記コンクリート柱部材に打ち込まれる機械式継手の位置に配置されることを特徴とするコンクリート柱部材の型枠システム。
2. 上面が開放された箱状の型枠と、床面に固定されて前記型枠の一端側の端側面を回転可能に支持する回転支持装置と、を備えるコンクリート柱部材の型枠システムを用いて、
   前記型枠内に配筋してコンクリートを打設して、前記コンクリート柱部材を製造成型する工程と、
   当該コンクリート柱部材の一端側に前記回転支持装置を取り付けたまま、当該コンクリート柱部材を前記箱状の型枠から脱型する工程と、
   前記回転支持装置が取り付けられていない前記コンクリート柱部材の他端側を吊り上げて、当該コンクリート柱部材を建て起こす工程と、
   当該コンクリート柱部材を仮受け架台で仮支持する工程と、
   前記コンクリート柱部材の他端側をさらに吊り上げて、当該コンクリート柱部材を前記回転支持装置から取り外す工程と、を備えることを特徴とするコンクリート柱部材の製造方法。
3. 上面が開放された箱状の型枠と、床面に固定されて前記型枠の一端側の端側面を回転可能に支持する回転支持装置と、を備えるコンクリート柱部材の型枠システムを用いて、
   前記型枠内に配筋してコンクリートを打設して、前記コンクリート柱部材を製造成型する工程と、
   前記回転支持装置が取り付けられていない前記コンクリート柱部材の他端側を吊り上げて、前記型枠とともに当該コンクリート柱部材を建て起こす工程と、
   前記型枠を大型サポートで支持する工程と、
   前記コンクリート柱部材の他端側をさらに吊り上げて、当該コンクリート柱部材を前記箱状の型枠から脱型するとともに前記回転支持装置から取り外す工程と、を備えることを特徴とするコンクリート柱部材の製造方法。

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