JP6667292B2 - コンクリート曲面壁の構築方法 - Google Patents

Description

本発明はコンクリート曲面型枠およびコンクリート曲面壁の構築方法に係り、曲面状の側壁やアーチ状スラブ等を現場打ちコンクリートで構築する際に、適用するのに好適なコンクリート曲面型枠およびコンクリート曲面壁の構築方法に関する。

従来、曲面状の側壁やアーチ状スラブ等を現場打ちコンクリートで構築する際、曲面型枠が用いられる。この曲面型枠では、合板や樹脂板で作成した曲面のせき板に合わせて曲げ加工された鋼鉄製の角管を支保工として用いていた。しかし、この工法では、角管の曲げ加工に多くの時間を割き、構築するコンクリートの肉厚によっても曲面型枠の曲率が異なるので、多くの種類の曲げ管を製作せざるを得ず、コストが割高になってしまう。このような問題を解決するために、特許文献１に記載している技術がある。

この特許文献１に記載の技術は、曲面型枠の外側に弾性変形可能な合成樹脂製丸管を配置するとともに、フォームタイ（登録商標）により前記合成樹脂製丸管をその弾性復元力に抗してせき板の曲面に合わせて変形させた状態に締付け固定するようにしたものである。すなわち、曲面型枠の外側に弾性変形可能な塩化ビニール製丸管をそれぞれ２本ずつ一組として、上下方向に複数組配置する。そして、各組の隣接する丸管の突合せ部（端部）に他の丸管の長手方向中間部が位置するように２本の長手方向での位置をずらして配置される。フォームタイ（登録商標）により前記丸管をその弾性復元力に抗して、曲面型枠の曲面に合わせ、まず、長手方向の一端部側を締付ける。次に、その締付け位置から管長手方向に適当な間隔（例えば、６００ｍｍ）離れた位置を別のフォームタイ（登録商標）で締付けて丸管を変形させる。以下、次々とフォームタイ（登録商標）による締付け位置を適当間隔ずつ管長手方向にずらしていくことにより、曲面型枠の曲面に沿った形状に変形されるのである。

これによれば、型枠締付け用管として弾性変形可能な合成樹脂製丸管が使用されているので、フォームタイ（登録商標）による締付け力によって曲面型枠の曲面に合わせて変形させることができ、ロール成形機等による曲げ加工が不要であり、あらゆる曲面に対応できるとされている。

しかしながら、上記従来の型枠の構造では、施工性が悪く、且つコスト高となってしまう。これは全ての合成樹脂性丸管を曲げ加工しているため、使用後に廃棄する本数が多くなり、資源の無駄使いとなってしまうからである。また、型枠の曲面を押さえるのに合成樹脂製丸管を用いているため、せき板自体の曲面に依存して固定している。このため、未施工のせき板には予め曲面が定まったものでなくてはならない。すなわち、曲面の基準となる面が存在しなくてはならず、これには剛性の高いせき板、例えば剛性の高い樹脂製のせき板等が必要となる。

また、合成樹脂製丸管を型枠の支保工として用い、順次、端からフォームタイ（登録商標）によって締め付ける構成であるため、誤差が累積しやすい問題がある。また、同時に左右両端方向からの施工が難しく、施工性が悪いという問題もある。
更に、異なる曲面への転用に際しては、丸管であるが故に、撓み方向が一定とならず、締付け力が不安定となってしまう。

実開平５−５４７５０号公報

本発明は、コンクリート曲面型枠を、曲線加工した鋼製端太材と、鋼製端太材より低剛性の端太材とを、せき板に配設させた簡単な構成にて実現するとともに、そのコンクリート曲面型枠を使用したコンクリート曲面躯体の構築方法を提供することを課題とする。

また、コンクリート曲面型枠においては、湾曲面を構成するための特殊な型枠材の使用割合を少なくすることで、低コストで、かつ適用範囲を拡大して廃棄処分量を低減し、数多く転用することを可能とする環境にやさしい型枠構造を提供することも課題とする。

本発明に係るコンクリート曲面壁の構築方法は、上記コンクリート曲面型枠を使用したコンクリート曲面壁の構築方法であって、せき板の背面に可撓性直管を配設して、せき板面を平板状に形成し、その後、湾曲管材をせき板の背面にルーズに配設してコンクリート曲面型枠を建て込んだ後、前記コンクリート曲面型枠内にコンクリートを充填し、コンクリート側圧を作用させて、湾曲管材に添うようにせき板および可撓性直管を湾曲面状に変形させることにより、曲面コンクリート躯体を構築することを特徴とする。

本発明によれば、コンクリート側圧による型枠変形を考慮したコンクリート曲面型枠を使用することで、短期間に、低コストにてコンクリート曲面躯体が構築できる。

本発明によれば、コンクリート曲面型枠を、特殊な型枠材を殆ど使用することなく、曲線加工した湾曲管材（例えば、鋼製端太材）と、湾曲管材より低剛性の可撓性直管（例えば、樹脂管、木製の端太材や桟木）とを、せき板に配設させた簡単な構成とすることで、適用範囲が広く、かつ低コストによる曲面型枠を実現できる。また、当該コンクリート曲面型枠を使用することで、効率的なコンクリート曲面躯体の構築方法が提供できる。

本発明に係るコンクリート曲面型枠の構造の実施形態を示す要部斜視図である。 図１の要部断面図である。 コンクリート曲面型枠の横断面図である。 湾曲管材と可撓性直管の模式形態を示す斜視図である。 本発明に係るコンクリート曲面型枠の構造の実施形態を示す縦断面図である。 図５の部分横断面図である。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は一実施例に過ぎず、本旨を失うことがない限り、その変更は可能である。

図１〜２は本実施形態に係るコンクリート曲面型枠の構造の要部斜視図とその断面図であり、図３は部分横断面図、図４はこれに用いられる湾曲管材と可撓性直管の斜視図、図５〜６は実際の型枠構造の構築例を示す縦横断面図である。

実施形態に係るコンクリート曲面型枠は、図１に示すようにコンクリートに直接接し、コンクリートの漏れを防ぐ型枠面材（せき板）１２、１２a、１２ｂと、このせき板を支える支保工と、せき板と支保工を緊結して型枠の強度・剛性を保つ締付け金物（セパレータ２２）から構成される。前記支保工は、せき板に直接添わせる内縦端太材１４と、その内縦端太材と直交する位置に設ける外横端太材１５で構成される。本実施形態では、図１、図２に示すように、コンクリート曲面壁を構築するために、外側のせき板（図１にてＡ面側）には、コンクリート曲面壁の曲率に沿った湾曲管材１６と、弾性変形が可能な可撓性直管１８が上下に多段配置されており、内側のせき板（図１にてＢ面側）には可撓性直管１８のみが多段配置されている。可撓性直管１８は、湾曲管材１６よりは剛性が低く、弾性変形可能な合成樹脂材で形成されている。また、本発明の特徴は、一対のせき板同士が所定の壁厚さを保持した状態で、湾曲管材に添うように、型枠内に打設されたコンクリートの側圧によって弾性変形することで、コンクリート曲面壁が形成される点にある。

本実施形態では、図３、５に示すように傾斜したコンクリート曲面壁を構築するために、曲面型枠１０は、コンクリート壁が湾曲する外側をＡ面側とし、内側の面をＢ面側と記載した。なお、図３で湾曲管材１６と可撓性直管１８は同じ太さであり、図面上判別しやすいように模式的に記載している。

曲面型枠１０のせき板１２は、弾性変形可能な合板から構成され、外面（Ａ面）側のせき板１２ａと、内面（Ｂ面）側のせき板１２ｂとからなり、一対のせき板同士の間にコンクリート壁部が構築される。また、コンクリート曲面壁を形成させる外側、Ａ面側の外横端太材１５にはサポート受け端太角２８が設けられ、型枠が支持されている。

図４に、湾曲管材１６と可撓性直管１８の全体形状について、模式的に示す。
湾曲管材１６は、コンクリート曲面壁の曲率に合わせて、ロール成形機で曲線加工された断面サイズが６０×６０ｍｍの角管である。また、可撓性直管１８は、湾曲管材１６より剛性が低く、比較的容易に弾性変形する塩化ビニール系樹脂体であり、曲線加工は行われておらず断面サイズが６０×６０ｍｍの矩形棒状体である。また、湾曲管材と可撓性直管は、其々、せき板に添わせた内縦端太材と直交するように、内縦端太材の外側に配置される（図１を参考）。

Ａ面側のせき板に取り付けられた内縦端太材１４に添わせる湾曲管材と可撓性直管は、図１、図５に示すように、湾曲管材１６を挟んだ上下に２段ずつ、可撓性直管１８が設置される。湾曲管材及び可撓性直管は、其々、鉛直方向に４５０ｍｍ程度の間隔をもって設置される。可撓性直管１８は、最初直線状になっているが、せき板１２内に入れられるコンクリートの側圧により曲げられ、最初に所定の曲率で曲線加工されている湾曲管材１６に倣う形で湾曲され、合板性のせき板１２とともに湾曲し、曲面型枠１０の支保工として機能している。一方、他面（Ｂ面）側のせき板１２ｂには、可撓性直管にみが、鉛直方向に４５０ｍｍ程度の間隔をもって設置される。

これらＡ面側の湾曲管材１６と可撓性直管１８を介したせき板１２ｂと、Ｂ面側の可撓性直管１８が取付けられたせき板１２ａが、其々、セパレータ２２により締付け固定されている。

上記のようなせき板と外横端太材の組み合わせにより、せき板を弾性変形が可能なようにすることで、低コストで施工性の良いコンクリート曲面型枠の構造が実現できる。

また、コンクリート曲面壁の外周側に設置されるＡ面側の型枠構造は、図３、５に示すように、外横端太材１５を外側から支持するために外縦端太材２６が配置され、その外縦端太材２６を斜めのサポート受け端太角２８が支えている。また、サポート受け端太角２８は、基盤４０上に設置された台座３０に接合され、支持されている。

このようなコンクリート曲面型枠を用いたコンクリート曲面壁の構築方法は、湾曲管材１６をコンクリート曲面壁の曲率に合わせて曲線加工し、前記湾曲管材１６よりも剛性が低い可撓性直管１８を未加工すなわち直線状のままの直管として用いて支保工とする。そして、可撓性直管１８と同様に弾性変形可能な合板により形成したせき板１２（１２ａ，１２ｂ）によってコンクリート曲面壁を構成する曲面型枠１０を形成する。前記各管１６、１８をせき板１２に対しセパレータ２２により締結する。そして、せき板１２内にコンクリートを打設することにより、コンクリートの側圧が作用する。この側圧は、所定の曲率で形成されて基準面を作っている湾曲管材１６に支えられ、このカーブに倣った形状に可撓性直管１８およびせき板１２が湾曲して、前記曲面壁の曲面を構築することができる。コンクリート厚さはセパレータ２２によって維持される。

具体的には、コンクリート曲面型枠１０は、せき板１２の背面に可撓性直管１８を配設して、該せき板面１２を平板状に形成し、その後、湾曲管材１６を前記せき板１２ａの背面にルーズに配設してコンクリート曲面型枠１０を建て込む。前記コンクリート曲面型枠１０内にコンクリートを充填し、Ａ面側にて、コンクリート側圧により前記湾曲管材１６に添うように前記せき板１２ａおよび前記可撓性直管１８を湾曲面状に変形させるとともに、Ｂ面側では弾性変形するせき板１２ｂと可撓性直管１８が曲げ成形されることにより、コンクリート曲面壁が製造される。

このように構成することによって、曲げ加工する湾曲管材１６の使用量を減らすことができ、直線加工の可撓性直管１８を多用することで、重量の軽減による施工性の良さと、コスト削減ができる。

なお、上記効果に加え、次のような効果も得られる。
可撓性直管１８としては使用後の形状復帰と湾曲性を考慮すると合成樹脂製のものが望ましい。

また、一方（Ａ面側）の型枠面に配される湾曲管材１６と、他方（Ｂ面側）の型枠面に配される可撓性直管１８とを一対として用い、その他は可撓性直管１８同士を一対として用い、セパレータ２２により締結することで曲面が湾曲管材１６に沿った形で形成され、簡易な構成にて構築が可能となる。

また、曲面型枠１０は少なくとも縦方向に傾斜し、その外側（Ａ面側）に湾曲管材１６が配置される構成とすることで、自然の力を利用した曲面造形が可能となる利点がある。

本発明に係る型枠の構造は、せき板１２を支える水平多段に配置された外横端太材を湾曲管材１６と可撓性直管１８により構成している。Ａ面側に配置される鋼管１６はコンクリート曲面の曲率に沿って湾曲した湾曲管材とし、他の段を形成する可撓性直管１８は弾性変形可能な直管とから構成している。また、Ｂ面側に可撓性直管１８を多段に形成し、前記各管１６，１８を型枠に締結するセパレータ２２とによって構成している。これによりコンクリート肉厚を設定条件に維持しつつ、湾曲管材１６に倣った曲面形状とすることができ、これによりコストを抑制しつつ、簡易にコンクリート曲面を構築することができる。

なお、上記実施形態では、曲面壁を傾斜した状態で説明したが、垂直壁として単純な曲面壁を構成する場合にも適用することができる。この場合には、内側・外側のせき板に対して曲線加工した鋼管と未加工のままの樹脂管とを併設した構造とすることができる。

また、上記実施形態では特にＡ面側において湾曲管材と直管とを１：２の関係においているがこのパターンは任意である。すなわち、湾曲管材と直管とを１：１でも３：１でも可能であり、Ｂ面側に同じく湾曲管材を設置することも可能である。

この発明は、コンクリート曲面壁を対象としたコンクリート曲面型枠と、そのコンクリート曲面型枠を使用してコンクリート曲面壁を構築する場合に適用できる。

１０……曲面型枠、１２……せき板、１２ａ……Ａ面側せき板、１２ｂ……Ｂ面側せき板、１４……内縦端太材、１５……外横端太材、１６……湾曲管材、１８……可撓性直管、２２……セパレータ、２６……外縦端太材、２８……サポート受け端太角、３０……台座、３２……枠足場、４０……基盤。

Claims (1)

1. コンクリート曲面型枠を使用したコンクリート曲面壁の構築方法であって、
   前記コンクリート曲面型枠は、せき板と当該せき板の外面に上下に多段に配置された管材とを有する、曲面コンクリートを打設形成する型枠であって、特定の段を構成する管材は躯体を形成するコンクリート曲面の曲率に沿った湾曲管材とし、他の段を形成する管材は弾性変形可能な可撓性直管とするとともに、前記せき板は弾性変形可能であり、
   せき板の背面に可撓性直管を配設して、当該せき板面を平板状に形成し、その後、湾曲管材を前記せき板の背面にルーズに配設してコンクリート曲面型枠を建て込んだ後、
   前記コンクリート曲面型枠内にコンクリートを充填し、コンクリート側圧により前記湾曲管材に添うように前記せき板および前記可撓性直管を湾曲面状に変形させることにより
   、曲面コンクリート躯体を製造することを特徴とするコンクリート曲面壁の構築方法。