JP6434928B2 - 埋込金物の設定部材と、設定部材を備えた埋込金物 - Google Patents

Description

本発明は、埋込金物の設定部材と設定部材を備えた埋込金物に関し、より詳細には、セントルを用いたトンネル工事に用いられ、覆工コンクリートに埋設される埋込金物を設定するための設定部材と、この設定部材を備えた埋込金物に関する。

近年、原子力発電所や火力発電所等の発電プラントには、竜巻や津波等の自然災害や、意図的な航空機の衝突等の外的要因から屋外建築物を防護するための対策が求められている。これに伴い、屋外設備を接続する配管やケーブル等を発電プラントに新規に据え付ける場合は、従来のような、地表面等にサポートを設けて架空で据え付ける構造や、地表から浅い位置に埋設トレンチを設置してその内部に据え付ける構造は適用できなくなり、地表から十分な深さの位置にトンネル等を設置し、その内部に据え付ける構造が必要である。

このようなトンネルの設置には、例えば特許文献１に示すような、セントルと呼ばれる型枠装置が用いられる。セントルは、型枠の外周部が半円筒形状で、円周方向に複数の部位に分割されており、各々の部位が個別に拡径と縮径が可能である。型枠の表面には、セントルの内側から開閉可能な、コンクリート打設用の窓が複数設けられる。セントルは、トンネルの延長方向に前進及び後退というトンネル内の移動が可能である。型枠は、例えば、セントルが移動するときに縮径し、コンクリートを打設するときに拡径する。

トンネルの内部には、機電設備等が設けられる。この機電設備等は埋込金物に取付けられるが、埋込金物は、トンネル内部の構築物である覆工コンクリートに埋設されて設定される。

一般のコンクリート建屋に埋込金物を設定する場合には、例えば特許文献２に示すように、固定式で木製の型枠を用い、型枠の設定後でも配置された鉄筋内に作業員が入ることができる。このため、埋込金物の設定は、配筋と型枠の設定をした後に行われる。作業員は、鉄筋の間を通って埋込金物の設定位置まで移動し、埋込金物をねじやくぎ等で型枠内面に打ちつけて、埋込金物を据え付けることができる。または、埋込金物の金物面（機電設備や配管等が取付けられる面部）の背面に数本付いているスタッドジベルと呼ばれる脚部を、鉄筋や鉄筋架台（鉄筋を支持する部材）に針金等により固縛することで、埋込金物を据え付けることができる。

埋込金物の据え付け後、型枠内にコンクリートを流し込んで埋込金物をコンクリートに埋設する。コンクリートが固まった後、型枠を取り外すと埋込金物の金物面が露出し、埋込金物の設定が終了する。このようにして、埋込金物が使用可能となる。埋込金物の金物面は、機電設備等を取り付けることができるように、コンクリート内に埋没してはならず、コンクリートから露出していなくてはならない。

特開２０１５−５２２４６公報 特開昭６１−８７０４７公報

トンネル内の覆工コンクリートに埋込金物を埋設する場合には、トンネル内に設定された配筋のために、型枠の設定後に作業員が埋込金物の設定位置に移動することは困難であると考えられる。また、型枠（セントル）が移動し拡径と縮径を繰り返すので、特許文献２に記載されているように、型枠内面に埋込金物を打ちつけて据え付けるのは困難であると考えられる。

このため、トンネル内の覆工コンクリートに埋込金物を埋設する場合には、配筋の設定後で型枠の設定前に、埋込金物を設定する必要がある。しかし、前述した従来の手法を用い、スタッドジベルを鉄筋や鉄筋架台に固縛し埋込金物を完全に固定して設定した場合には、次のような悪影響が出ることが考えられる。すなわち、埋込金物の設定後にセントルが型枠を拡径するため、型枠の拡径時に埋込金物の金物面が型枠と干渉する位置にあると、埋込金物が型枠に押されて設定位置の精度が低下することや、埋込金物を固定している鉄筋架台の位置がずれることや、埋込金物または型枠が破損すること等の悪影響が出る恐れがある。

一方、型枠の拡径時に埋込金物の金物面が型枠と干渉しないように、埋込金物が型枠より十分離れた位置にあると、型枠の拡径後に埋込金物と型枠の間に空隙が生じる。このため、コンクリートの打設時に、この空隙内にコンクリートが流入してしまう。また、型枠の拡径時に埋込金物の金物面が型枠とちょうど接触する位置にある場合でも、コンクリートの打設時に型枠がコンクリートの重量を受けて数ミリ〜数十ミリ程度縮径するので、埋込金物と型枠の間に空隙が生じ、この空隙内にコンクリートが流入してしまう。

これらの空隙内にコンクリートが流入する場合には、埋込金物がコンクリート内に埋没してしまい、型枠の撤去後に金物面が露出しない。このため、埋込金物の使用前に、埋込金物の表面にあるコンクリートを除去する必要があり、工事物量が増え、工程やコストの増加等の課題がある。

本発明は、セントルを用いたトンネル工事において、配筋の設定後で型枠の設定前に埋込金物を設定し、埋込金物をコンクリートに埋設した場合においても、埋込金物の設定位置の精度低下を防止することができ、金物面がコンクリートから露出できる、埋込金物の設定部材と、この設定部材を備えた埋込金物とを提供することを目的とする。

本発明による埋込金物の設定部材は、支持部と、拘束部と、弾性部材とを備える。前記支持部には、前記拘束部と前記弾性部材とが固定される。前記拘束部は、前記支持部から延伸する延伸形状を有し、中空部を備える。前記弾性部材は、前記拘束部の延伸方向に伸縮可能であり、前記延伸方向の一端が前記支持部に固定される。前記拘束部の前記中空部は、埋込金物のスタッドジベルが貫通可能である。前記弾性部材は、前記中空部を前記スタッドジベルが貫通している状態で、前記延伸方向の他端が前記埋込金物に固定可能である。

本発明によると、セントルを用いたトンネル工事において、配筋の設定後で型枠の設定前に埋込金物を設定し、埋込金物をコンクリートに埋設した場合においても、埋込金物の設定位置の精度低下を防止することができ、金物面がコンクリートから露出できる、埋込金物の設定部材と、この設定部材を備えた埋込金物とを提供することができる。

本発明の実施例１による埋込金物の設定部材を示す側面図。 本発明の実施例１による埋込金物の設定部材を示す断面図。 本発明の実施例１による埋込金物の設定部材と埋込金物とを組合せた状態を示す側面図。 本発明の実施例１による埋込金物の設定部材と埋込金物とを組合せた状態を示す断面図。 本発明の実施例１による埋込金物の設定部材と埋込金物とを鉄筋に設定した状態を示す側面図。 本発明の実施例１による埋込金物の設定部材と埋込金物とを鉄筋に設定した状態を示す断面図。 本発明の実施例１において、設定部材と埋込金物を鉄筋に設定した後、セントルがコンクリートの打設位置まで移動してきた状態を示す図。 本発明の実施例１において、コンクリートを打設するためにセントルの型枠が拡径した状態を示す図。 本発明の実施例１において、セントルを用いてコンクリートを打設したときの状態を示す図。 本発明の実施例１において、コンクリートが固まった後、型枠が縮径してセントルが他の場所へ移動した状態を示す図。 本発明の実施例２による埋込金物の設定部材と埋込金物とを組合せた状態を示す側面図。 本発明の実施例２による埋込金物の設定部材と埋込金物とを組合せた状態を示す断面図。 本発明の実施例３による埋込金物の設定部材と埋込金物とを組合せた状態を示す側面図。

本発明による埋込金物の設定部材は、セントルを用いたトンネル工事に使用され、コンクリートに埋設される埋込金物を鉄筋や鉄筋架台に設定するのに用いられる。本発明による設定部材を備えた埋込金物は、この設定部材を備えた埋込金物である。本発明による設定部材を埋込金物の設定に使用すると、埋込金物を位置の精度が低下しないように設定できるとともに、埋込金物がコンクリート内に埋没せず、埋込金物の金物面をコンクリートから露出させることができる。なお、本発明による設定部材と埋込金物は、発電プラントに限らず、任意のトンネル工事に使用することができる。

本発明による設定部材は、埋込金物をそのスタッドジベル（脚部）の長さ方向のみに移させる構造を備え、さらに、この長さ方向に伸縮可能な弾性体を備える。本発明による設定部材は、埋込金物が、埋込金物の設定時に自らの重量で傾くことやコンクリートの打設時にコンクリートの圧力で位置ずれが生じることがないように、スタッドジベルの長さ方向に垂直な方向については、埋込金物の移動を強固に制限する。

本発明による設定部材を使用することにより、埋込金物は、セントルの型枠の拡径や縮径という型枠の変位に追従して移動し、型枠との接触状態を維持することができ、コンクリート内への埋没が防止される。

以下、本発明の実施例による設定部材と埋込金物について、図面を用いて説明する。以下では、埋込金物を鉄筋に設定する場合の例を説明するが、本発明による設定部材は、鉄筋架台に設定することもできる。なお、以下の実施例は、あくまでも本発明を実施する代表的な例であり、本発明の内容を以下の具体的態様に限定することを意図する趣旨で記載したものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された内容に即して、種々の態様で実施することが可能である。

図１Ａと図１Ｂは、本発明の実施例１による埋込金物の設定部材１０２を示す図であり、図１Ａは側面図、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ断面図である。図１Ｃと図１Ｄは、本発明の実施例１による設定部材１０２と埋込金物１０１とを組合せた状態を示す図であり、図１Ｃは側面図、図１Ｄは図１ＣのＡ−Ａ断面図である。

埋込金物１０１は、標準的なものであり、金物面１０１ａと、複数本のスタッドジベル１０１ｂとを備える。金物面１０１ａは、表面に機器や配管が取付けられ、背面にスタッドジベル１０１ｂが設けられている。スタッドジベル１０１ｂは、棒状部材（脚部）であり、長さ方向の一端が金物面１０１ａに固定されており、針金等で鉄筋に固縛されることで埋込金物１０１を鉄筋に固定する。

設定部材１０２は、支持架台１０２ａと拘束部１０２ｂと弾性部材１０３とを備える。

支持架台１０２ａは、１つ以上の棒状部材又は板状部材で構成される支持部であり、拘束部１０２ｂと弾性部材１０３が固定される。支持架台１０２ａの形状と大きさは、埋込金物１０１の金物面１０１ａの形状と大きさに合わせて任意に定めることができる。

拘束部１０２ｂは、中空部１０２ｃを備え、延伸形状を有し、埋込金物１０１のスタッドジベル１０１ｂの数だけ支持架台１０２ａに設置され、支持架台１０２ａから延伸する。拘束部１０２ｂは、筒状又はコイル状の中空部材で構成することができる。拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃは、スタッドジベル１０１ｂが貫通可能である。

弾性部材１０３は、拘束部１０２ｂの延伸方向に伸縮可能な弾性体で構成され、金物面１０１ａの大きさに合わせて任意の数だけ支持架台１０２ａに設置される。弾性部材１０３は、伸縮方向（拘束部１０２ｂの延伸方向）の一端が支持架台１０２ａに固定される。伸縮方向の他端は、スタッドジベル１０１ｂが拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃを貫通している状態で、金物面１０１ａに固定可能である。

本実施例では、拘束部１０２ｂが円筒状であり、弾性部材１０３がばねで構成されている例を示す。

設定部材１０２は、埋込金物１０１と組み合わされると、拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃをスタッドジベル１０１ｂが貫通し、弾性部材１０３が金物面１０１ａに接触する。拘束部１０２ｂは、スタッドジベル１０１ｂの長さ方向の変位を拘束しないが、長さ方向に垂直な方向の変位を拘束する。すなわち、スタッドジベル１０１ｂは、拘束部１０２ｂにより、その長さ方向に移動できるが、長さ方向に垂直な方向には移動できない。従って、拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃの径（幅）は、スタッドジベル１０１ｂの径（幅）よりもわずかに大きい。弾性部材１０３は、セントルの型枠の拡径や縮径という型枠の変位に対して金物面１０１ａが追従して移動できるようにするための部材であり、金物面１０１ａに固定される。

設定部材１０２は、支持架台１０２ａと拘束部１０２ｂと弾性部材１０３とを溶接等で固定して、予め組み立てておくことができる。更に、設定部材１０２は、弾性部材１０３と埋込金物１０１の金物面１０１ａとを溶接等にて固定して、埋込金物１０１と予め組み合わせておくことができる。

図２Ａと図２Ｂは、本実施例による埋込金物の設定部材１０２と埋込金物１０１とを鉄筋２０１に設定した状態を示す図であり、図２Ａは側面図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ断面図である。

図１Ｃと図１Ｄに示したように組合せた設定部材１０２と埋込金物１０１を、建築作業により設定が完了した鉄筋２０１（又は鉄筋架台）に、針金１０４等を用いて固定する。埋込金物１０１の位置が所定の位置になり、埋込金物１０１の金物面１０１ａの向きが所定の向きを向くように、設定部材１０２の支持架台１０２ａを鉄筋２０１に固定することで、埋込金物１０１を鉄筋２０１に設定することができる。なお、支持架台１０２ａが１つの棒状部材又は板状部材で構成されている場合には、この棒状部材又は板状部材に穴をあけ、この穴に針金１０４等を通すことで、設定部材１０２と埋込金物１０１を鉄筋２０１に固定することができる。

図３〜図６を用いて、本実施例による埋込金物の設定部材１０２を用いて、埋込金物１０１をコンクリートに埋設する方法を説明する。

図３は、設定部材１０２と埋込金物１０１を鉄筋２０１に設定した後、セントルがコンクリートの打設位置まで移動してきた状態を示す図である。設定部材１０２と埋込金物１０１は、図２Ａと図２Ｂに示したように、鉄筋２０１に設定されている。鉄筋２０１は、トンネルの内壁（掘削面）２０４に設置されている。埋込金物１０１の金物面１０１ａは、セントルの型枠２０２に対向している。

図４は、コンクリートを打設するために、セントルの型枠２０２が拡径した状態を示す図である。型枠２０２は、拡径してトンネルの内壁２０４に近づいていくと、金物面１０１ａに接する。型枠２０２が更に拡径すると、金物面１０１ａは、型枠２０２に押されてトンネルの内壁２０４に向かって移動する。金物面１０１ａの移動とともに、スタッドジベル１０１ｂは、拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃを移動する。埋込金物１０１は、このようにして型枠２０２に押されて移動する。しかし、設定部材１０２は、埋込金物１０１が移動しても、移動しない。金物面１０１ａは、埋込金物１０１が移動しても、型枠２０２に接触したままでいることができる。

このように、埋込金物１０１は、型枠２０２の拡径に伴い、トンネルの内壁２０４に向かって移動する。しかし、支持架台１０２ａが針金１０４によって鉄筋２０１に固定されており、支持架台１０２ａに設けられた弾性部材１０３が金物面１０１ａに押されて縮み、拘束部１０２ｂの中空部１０２ｃをスタッドジベル１０１ｂが移動するので、埋込金物１０１は、設定部材１０２を介して鉄筋２０１に固定されたまま移動することになる。そして、埋込金物１０１は、型枠２０２の拡径により移動しても、鉄筋２０１と接触しない。従って、埋込金物１０１は、型枠２０２が拡径しても、位置がずれることなく鉄筋２０１に設定でき、鉄筋２０１との接触により損傷しない。さらに、鉄筋２０１と型枠２０２も損傷しない。

図５は、セントルを用いてコンクリート２０３を打設したときの状態を示す図である。図４に示した状態のまま、型枠２０２とトンネルの内壁２０４との間にコンクリート２０３を流し込んで、コンクリート２０３を打設する。コンクリート２０３を流し込むとき、型枠２０２は、コンクリート２０３の重量によって縮径して、トンネルの内壁２０４から離れる方向に移動することがある。型枠２０２が縮径しても、弾性部材１０３の弾性力により、金物面１０１ａがトンネルの内壁２０４から離れる方向に移動するので、金物面１０１ａは、型枠２０２に接触したままでいることができる。

図６は、流し込んだコンクリート２０３が固まった後、型枠２０２が縮径してセントルが他の場所へ移動した状態を示す図である。コンクリート２０３が固まった後で型枠２０２が縮径すると、型枠２０２は、金物面１０１ａから離れる。金物面１０１ａは、コンクリート２０３の打設中に型枠２０２に接触していたので、コンクリート２０３から露出する。スタッドジベル１０１ｂと設定部材１０２は、コンクリート２０３の中に埋没する。

以上に示したように、本実施例による設定部材１０２を用いると、埋込金物１０１を位置の精度が低下しないように鉄筋２０１に設定でき、金物面１０１ａをコンクリート２０３から露出させて、埋込金物１０１をコンクリート２０３に埋設することができる。

なお、弾性部材１０３の長さ（弾性部材１０３に力が加わっていないときの伸縮方向の長さ、すなわちスタッドジベル１０１ｂの長さ方向）と弾性率と、拘束部１０２ｂの長さ（延伸方向の長さ、すなわちスタッドジベル１０１ｂの長さ方向）は、図３〜図６に示した埋込金物１０１をコンクリート２０３に埋設する過程で、金物面１０１ａが型枠２０２から離れず、拘束部１０２ｂと金物面１０１ａが接触しないように、定めることができる。例えば、これらの値は、スタッドジベル１０１ｂの長さと、コンクリートを打設した後のコンクリートの表面とこの表面に最も近い鉄筋との距離Ｌ（図６に示すかぶり代Ｌ）とに応じて定めることができる。

図７Ａと図７Ｂは、本発明の実施例２による設定部材１０２と埋込金物１０１とを組合せた状態を示す図であり、図７Ａは側面図、図７Ｂは図７ＡのＡ−Ａ断面図である。

本実施例による設定部材１０２は、拘束部１０２ｂが角筒状である。このように、拘束部１０２ｂは、スタッドジベル１０１ｂの長さ方向の変位を拘束せず、長さ方向に垂直な方向の変位を拘束するものであれば、どのような形状や構造のものでもよい。

また、本実施例による設定部材１０２は、弾性部材１０３がゴムで構成されている。このように、弾性部材１０３は、セントルの型枠２０２の変位に対して金物面１０１ａが追従して移動できる（金物面１０１ａが型枠２０２に接触したまま移動できる）ようにする部材であれば、どのような弾性部材でもよい。

なお、拘束部１０２ｂと弾性部材１０３は、実施例１と実施例２で示した組み合わせ以外の組み合わせの態様をとることもできる。例えば、拘束部１０２ｂが円筒状であり、弾性部材１０３がゴムで構成されている態様をとることもでき、例えば、拘束部１０２ｂが角筒状であり、弾性部材１０３がばねで構成されている態様をとることもできる。

図８は、本発明の実施例３による設定部材１０２と埋込金物１０１とを組合せた状態を示す側面図である。

本実施例による埋込金物１０１は、金物面１０１ａの表面（スタッドジベル１０１ｂが設けられている面と反対側の面）に、弾性力を持つ板状部材１０１ｃを備える。弾性力を持つ板状部材１０１ｃとして、コンクリート２０３の打設時に溶けてコンクリート２０３に混入しない材料からなる板状部材を用いることができ、例えば、スポンジ、ゴム、又は樹脂等からなる板状部材を用いることができる。

金物面１０１ａの表面に設けられた板状部材１０１ｃは、コンクリート２０３を打設するとき（図５を参照）に、金物面１０１ａと型枠２０２との間にコンクリート２０３が流入するのを防止できる。このため、板状部材１０１ｃは、埋込金物１０１の位置がずれて、埋込金物１０１の設定位置の精度が低下するのを防止できる。特に、トンネルの内壁２０４が曲面（例えば円弧状）の場合には、金物面１０１ａと型枠２０２との間にコンクリート２０３が流入するのを防止する効果が期待できる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

１０１…埋込金物、１０１ａ…金物面、１０１ｂ…スタッドジベル、１０１ｃ…板状部材、１０２…設定部材、１０２ａ…支持架台、１０２ｂ…拘束部、１０２ｃ…中空部、１０３…弾性部材、１０４…針金、２０１…鉄筋、２０２…セントルの型枠、２０３…コンクリート、２０４…トンネルの内壁。

Claims (7)

1. 支持部と、拘束部と、弾性部材と、を備え、
   前記支持部には、前記拘束部と前記弾性部材とが固定され、
   前記拘束部は、前記支持部から延伸する延伸形状を有し、中空部を備え、
   前記弾性部材は、前記拘束部の延伸方向に伸縮可能であり、前記延伸方向の一端が前記支持部に固定され、
   前記拘束部の前記中空部は、埋込金物のスタッドジベルが貫通可能であり、
   前記弾性部材は、前記中空部を前記スタッドジベルが貫通している状態で、前記延伸方向の他端が前記埋込金物に固定可能である、
   ことを特徴とする、埋込金物の設定部材。
2. 前記拘束部は、円筒状、角筒状、又はコイル状である、請求項１に記載の埋込金物の設定部材。
3. 前記弾性部材は、ばね、又はゴムで構成されている、請求項１に記載の埋込金物の設定部材。
4. 面部と前記面部に設けられたスタッドジベルとを備える埋込金物と、
   支持部と拘束部と弾性部材とを備える設定部材と、を備え、
   前記支持部には、前記拘束部と前記弾性部材とが固定され、
   前記拘束部は、前記支持部から延伸する延伸形状を有し、前記スタッドジベルが貫通している中空部を備え、
   前記弾性部材は、前記拘束部の延伸方向に伸縮可能であり、前記延伸方向の一端が前記支持部に固定され、前記延伸方向の他端が前記面部に固定されている、
   ことを特徴とする、設定部材を備えた埋込金物。
5. 前記面部は、前記スタッドジベルが設けられている面と反対側の面に、弾性力を持つ板状部材を備える、請求項４に記載の設定部材を備えた埋込金物。
6. 前記拘束部は、円筒状、角筒状、又はコイル状である、請求項４に記載の設定部材を備えた埋込金物。
7. 前記弾性部材は、ばね、又はゴムで構成されている、請求項４に記載の設定部材を備えた埋込金物。

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