JP6911260B2 - Concrete partial cooling method and circulation cooling system - Google Patents

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Description

本願発明は、主にコンクリートのポストクーリングに関するものであり、より具体的には、あらかじめ適切な終了時期を設定したうえで部分的にコンクリートを冷却することのできるコンクリート部分冷却方法、及び循環冷却システムに関するものである。 The present invention mainly relates to post-cooling of concrete, and more specifically, a concrete partial cooling method capable of partially cooling concrete after setting an appropriate end time in advance, and a circulation cooling system. It is about.

コンクリートは鋼材とともに最も重要な建設材料のひとつであり、ダム、トンネル、橋梁といった土木構造物や、集合住宅、オフィスビルなどの建築構造物をはじめ、様々な構造物に用いられている。このコンクリート構造物は、あらかじめ工場等で製作されて所定の場所まで運搬されることもあるが、土木構造物や建築構造物の場合、所定の場所(現場)で直接構築されることが多い。いずれにしろ、セメントと水、骨材等を練り混ぜた状態のコンクリート(フレッシュコンクリート)を型枠の中に打込み、コンクリートの硬化を待って型枠を外すことでコンクリート構造物は構築される。 Concrete is one of the most important construction materials along with steel materials, and is used in various structures such as civil engineering structures such as dams, tunnels, and bridges, and building structures such as apartment buildings and office buildings. This concrete structure may be manufactured in advance at a factory or the like and transported to a predetermined place, but in the case of a civil engineering structure or a building structure, it is often directly constructed at a predetermined place (site). In any case, the concrete structure is constructed by driving concrete (fresh concrete) in a state where cement, water, aggregate, etc. are kneaded into the formwork, waiting for the concrete to harden, and then removing the formwork.

上記のとおり、コンクリートは時間の経過とともに硬化していく材料であり、時間の経過に応じてコンクリートの水和反応により内部温度が上昇するとともに、その強度も上がり、弾性係数も向上していく材料である。ところで、フレッシュコンクリートから「硬化した状態のコンクリート」になる過程で、あるいは硬化後に構造物として供用されている間に、ひび割れが発生することがある。コンクリートのひび割れには、構造物の用途に影響を与えない無害なものもあるが、一方でその用途に重大な影響を及ぼす有害なひび割れもある。そのため、ひび割れが発生する原因や機構については解明されている部分も多く、その対策に関しても様々な手法が採用されている。 As mentioned above, concrete is a material that hardens with the passage of time, and as time passes, the internal temperature rises due to the hydration reaction of concrete, its strength also rises, and its elastic modulus also improves. Is. By the way, cracks may occur in the process of changing from fresh concrete to "hardened concrete" or while it is being used as a structure after hardening. Some cracks in concrete are harmless and do not affect the use of the structure, while others are harmful cracks that have a significant impact on the use. Therefore, the cause and mechanism of cracking have been clarified in many parts, and various methods have been adopted for countermeasures.

ひび割れの種類はその発生原因によって分けられ、さらにコンクリート硬化前の原因と硬化後の原因で大別される。硬化前の原因としては、型枠の移動やセメントの異常凝結によって生じる「初期ひび割れ」、養生中における表面の急速乾燥によって生じる「プラスチック収縮ひび割れ」等が挙げられる。一方、硬化後の原因としては、水分損失に伴うセメントゲルの収縮によって生じる「乾燥収縮ひび割れ」や、鉄筋の腐食やアルカリ骨材反応によって生じる「物理的・化学的なひび割れ」、過大な荷重の作用や構造物の沈下によって生じる「構造ひび割れ」等が挙げられる。 The types of cracks are classified according to the cause of their occurrence, and are further classified into the cause before concrete hardening and the cause after hardening. Causes before curing include "initial cracks" caused by movement of the mold and abnormal condensation of cement, and "plastic shrinkage cracks" caused by rapid drying of the surface during curing. On the other hand, the causes after curing include "dry shrinkage cracks" caused by shrinkage of cement gel due to water loss, "physical and chemical cracks" caused by corrosion of reinforcing bars and alkali-aggregate reaction, and excessive load. Examples include "structural cracks" caused by action and subsidence of structures.

また、比較的部材厚が大きなコンクリート構造物(いわゆる、マスコンクリート)では温度ひび割れが問題となることがある。この温度ひび割れは、内部拘束によって生ずるものと外部拘束によって生ずるものに大別され、それぞれひび割れが発生するまでの過程(メカニズム)が異なる。 Further, in a concrete structure having a relatively large member thickness (so-called mass concrete), temperature cracking may become a problem. These temperature cracks are roughly classified into those caused by internal restraint and those caused by external restraint, and the process (mechanism) until the crack occurs is different for each.

コンクリートは硬化する過程で水とセメントの反応が起こるが、その際、水和熱が発生するためコンクリートの温度は時間とともに上昇する。ところが、外気温が低温であれば、コンクリートの表面温度は、外気への放熱(熱伝達)によってコンクリート表面に近い部分(外周部)はそれほど大きく温度上昇することはない。その結果、コンクリートの内部と外周部で顕著な温度差が生じ、内部では熱膨張するのに対して外周部ではそれほど熱膨張しないため、外周部に引張力が作用する。この引張力によって発生するのが、内部拘束による温度ひび割れである。 In the process of hardening concrete, water reacts with cement, and at that time, heat of hydration is generated, so the temperature of concrete rises over time. However, if the outside air temperature is low, the surface temperature of the concrete does not rise so much in the portion near the concrete surface (outer peripheral portion) due to heat dissipation (heat transfer) to the outside air. As a result, a remarkable temperature difference is generated between the inside and the outer periphery of the concrete, and while the inside is thermally expanded, the outer periphery is not so thermally expanded, so that a tensile force acts on the outer periphery. What is generated by this tensile force is temperature cracking due to internal restraint.

一方、コンクリートが所定の温度まで達すると今度は温度降下に転じ、温度降下に伴いコンクリートは全体的に熱収縮しようとする。ところが、既設コンクリートなどと接しているところでは、拘束状態となっているため自由に収縮することができない。この結果、コンクリートのうち特に外部に拘束された部分には引張力が作用する。この引張力によって発生するのが、外部拘束による温度ひび割れである。なお、外部拘束による温度ひび割れは、躯体を貫通するひび割れとなることも少なくない。 On the other hand, when the concrete reaches a predetermined temperature, the temperature drops, and the concrete tends to shrink as a whole as the temperature drops. However, where it is in contact with existing concrete or the like, it cannot be freely contracted because it is in a restrained state. As a result, a tensile force acts on the part of the concrete that is constrained to the outside. What is generated by this tensile force is temperature cracking due to external restraint. It should be noted that temperature cracks due to external restraint often result in cracks penetrating the skeleton.

このように、内部拘束による温度ひび割れと外部拘束による温度ひび割れでは発生メカニズムが異なるものの、セメントの水和熱によって起こるコンクリートの温度上昇が原因である点では共通している。そこで温度ひび割れ対策としては、コンクリートの温度上昇を抑制する手法が主流となっている。例えば設計時の対策としては、水和熱の上昇を抑えることを目的に、低発熱セメントの使用、セメント量の低減、水和熱を低減する混和剤の使用など、配合設計に工夫がなされる。あるいは、比較的ひび割れが発生しても影響のない箇所にひび割れを誘導する目的で、ひび割れ誘発目地の設置を計画することもある。 As described above, although the generation mechanism differs between the temperature cracks due to internal restraint and the temperature cracks due to external restraint, they are common in that the cause is the temperature rise of concrete caused by the heat of hydration of cement. Therefore, as a measure against temperature cracks, a method of suppressing the temperature rise of concrete has become the mainstream. For example, as a measure at the time of design, in order to suppress the rise in heat of hydration, the formulation design is devised, such as the use of low heat generation cement, the reduction of the amount of cement, and the use of an admixture that reduces the heat of hydration. .. Alternatively, the installation of crack-inducing joints may be planned for the purpose of inducing cracks in places where cracks are relatively unaffected.

施工時の代表的な温度ひび割れ対策としては、プレクーリング、ポストクーリング、長期断熱養生が挙げられる。プレクーリングとは、打込み時のフレッシュコンクリートを冷却するもので、練り混ぜ水にフレーク状の氷を用いたり、ミキサやトラックアジテータにおける練り混ぜ中に液体窒素を噴射したり、種々の冷却方法が採用されている。 Typical measures against temperature cracks during construction include pre-cooling, post-cooling, and long-term heat insulation curing. Pre-cooling cools the fresh concrete at the time of driving, and various cooling methods are adopted, such as using flake-shaped ice as the mixing water and injecting liquid nitrogen during mixing with a mixer or truck agitator. Has been done.

ポストクーリングには、クーリングスロットなど躯体内部に温度拡散面を設けて自然冷却を促進する手法や、パイプ内に冷却水を通水してコンクリートを冷却するパイプクーリングなどがある。このパイプクーリングは、あらかじめ躯体内に薄肉鋼管などのクーリングパイプ(以下、「冷却管」という。)を敷設し、コンクリート打込み後に低温の水や空気等(以下、「冷媒」という。)を冷却管内に送り込むだけの対策で、比較的簡易な設備と作業によって実現でき、合理的かつ経済的な手法である。 Post-cooling includes a method of providing a temperature diffusion surface inside the skeleton such as a cooling slot to promote natural cooling, and pipe cooling in which cooling water is passed through a pipe to cool concrete. In this pipe cooling, a cooling pipe such as a thin-walled steel pipe (hereinafter referred to as "cooling pipe") is laid in the skeleton in advance, and low-temperature water, air, etc. (hereinafter referred to as "refrigerant") is introduced into the cooling pipe after concrete is poured. It is a rational and economical method that can be realized with relatively simple equipment and work by simply sending it to.

従来、ポストクーリングの主な目的は、コンクリートの最高温度(以下、「ピーク温度」という。)を下げることであり、部材全体のピーク温度を早い時期に所定温度(周辺温度や予想最終温度)まで降下させることとされていた。したがって、通常は打込みを行ったコンクリート全体に対してポストクーリングを行い、ピーク温度に達したと判断されたときから所定期間(数時間〜半日程度)が経過した時点で終了するのが一般的であった。ところが発明者らは、外部拘束による温度ひび割れに関しては、打込みを行ったコンクリートのうち部分的にポストクーリングを行う方が効果的であることを研究の結果見出した。なお説明の便宜上、コンクリート全体に対して行うクーリングのことを「全体冷却」と、部分的に行うクーリングのことを「部分冷却」ということとする。 Conventionally, the main purpose of post-cooling has been to lower the maximum temperature of concrete (hereinafter referred to as "peak temperature"), and to raise the peak temperature of the entire member to a predetermined temperature (ambient temperature or expected final temperature) at an early stage. It was supposed to be lowered. Therefore, it is common to post-cool the entire concrete that has been driven in, and finish it when a predetermined period (several hours to half a day) has passed from the time when it was judged that the peak temperature was reached. there were. However, as a result of research, the inventors have found that it is more effective to partially post-cool the concrete that has been driven in for temperature cracks due to external restraint. For convenience of explanation, the cooling performed on the entire concrete is referred to as "total cooling", and the cooling performed partially is referred to as "partial cooling".

外部拘束された部分(以下、「被拘束部分」という。)に対して部分冷却を行うと、被拘束部分の最高温度が低減されることで部材全体の引張り応力が均一化し、その結果、局部的にひび割れ指数が小さくなることを回避することができる。また、冷却される範囲(以下、「冷却範囲」という。)と冷却されない範囲(以下、「非冷却範囲」という。)を設けることによって「タガ締め効果」を受けることができ、さらに効果的に外部拘束による温度ひび割れを抑制することができる。以下、この「タガ締め効果」について説明する。 When the externally constrained portion (hereinafter referred to as “constrained portion”) is partially cooled, the maximum temperature of the constrained portion is reduced and the tensile stress of the entire member becomes uniform, and as a result, the local portion is locally constrained. It is possible to prevent the crack index from becoming small. Further, by providing a cooling range (hereinafter referred to as "cooling range") and a non-cooling range (hereinafter referred to as "non-cooling range"), a "tag tightening effect" can be obtained, which is more effective. It is possible to suppress temperature cracks due to external restraint. Hereinafter, this "tag tightening effect" will be described.

冷却範囲と非冷却範囲では当然ながら温度状態が異なり、それ故、熱膨張から収縮に転換する時期も、収縮に伴う形状変化の態様もそれぞれ相違する。言い換えれば、図1に示すように冷却範囲と非冷却範囲では見かけ上異なる挙動を示すわけである。図1は、外部拘束を受けるコンクリートにおける膨張期と収縮期の形状変化を示すモデル図であり、(a)はポストクーリングを行わないケースを示し、(b)は部分冷却を行うケースを示している。図1(b)に示すように、収縮時の非冷却範囲に着目すると、非冷却範囲は自ら収縮することで冷却範囲も収縮させようとし、すなわち冷却範囲に圧縮力を導入するように非冷却範囲が変形していると見ることができる。この結果、冷却範囲(つまり被拘束部分)に外部拘束による引張力が生じたとしても、非冷却範囲からの圧縮力導入による効果でその引張力が低減され(緩和され)、外部拘束による温度ひび割れの発生が抑制されるわけである。この非冷却範囲からの圧縮力による引張力低減効果が、前記した「タガ締め効果」である。 Naturally, the temperature state differs between the cooling range and the non-cooling range, and therefore, the timing of conversion from thermal expansion to contraction and the mode of shape change associated with contraction also differ. In other words, as shown in FIG. 1, the cooling range and the non-cooling range appear to behave differently. FIG. 1 is a model diagram showing a shape change between an expansion period and a systole in concrete subject to external restraint. FIG. 1A shows a case where post-cooling is not performed, and FIG. 1B shows a case where partial cooling is performed. There is. As shown in FIG. 1 (b), focusing on the non-cooling range at the time of contraction, the non-cooling range tries to contract the cooling range by itself contracting, that is, the non-cooling is performed so as to introduce a compressive force into the cooling range. It can be seen that the range is deformed. As a result, even if a tensile force is generated in the cooling range (that is, the confined portion) due to the external restraint, the tensile force is reduced (relaxed) by the effect of introducing the compressive force from the non-cooling range, and the temperature cracks due to the external restraint. Is suppressed. The effect of reducing the tensile force due to the compressive force from this non-cooling range is the above-mentioned "tag tightening effect".

以上説明した理由から発明者らは、外部拘束による温度ひび割れ対策としては被拘束部分に対してのみ冷却する「部分冷却」が有効であるという結論を得たわけである。これまで、単に部分的に冷却するという技術に関しては特許文献1で示されているものの、上記の理由に基づく部分冷却が提案されることはなかった。 For the reasons explained above, the inventors have concluded that "partial cooling", which cools only the confined portion, is effective as a countermeasure against temperature cracks due to external restraint. So far, although the technique of simply partially cooling has been shown in Patent Document 1, partial cooling based on the above reason has not been proposed.

特開2016−11582号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-11582

ところで、既述したとおり外部拘束による温度ひび割れは、温度降下に伴う熱収縮が拘束されることによって発生し、その温度降下の程度が大きいほど発生しやすくなる。したがってコンクリートのピーク温度を下げるべくポストクーリングを行うわけであるが、冷却することで熱収縮は増加され、しかもコンクリート温度の上昇が停滞することでその強度の発現も遅れることから、却ってひび割れが生じやすくなるという側面もある。そのため早い段階で、すなわちピーク温度に達したと判断されたときから所定期間が経過した時点で、冷却を終了しているわけである。なお、ピーク温度到達後に所定期間だけ継続するのは、再度の温度上昇(リバウンド)を防ぐためである。 By the way, as described above, temperature cracking due to external restraint occurs due to the restraint of heat shrinkage due to the temperature drop, and the greater the degree of the temperature drop, the more likely it is to occur. Therefore, post-cooling is performed to lower the peak temperature of concrete, but cooling increases heat shrinkage, and the stagnation of the rise in concrete temperature delays the development of its strength, resulting in cracks. There is also an aspect that it becomes easier. Therefore, the cooling is completed at an early stage, that is, when a predetermined period has elapsed from the time when it is determined that the peak temperature has been reached. The reason why the temperature is continued for a predetermined period after reaching the peak temperature is to prevent the temperature from rising (rebound) again.

外部拘束による温度ひび割れ対策として部分冷却を行ったとしても、熱収縮の増加や強度発現の遅延を防ぐために早い段階で冷却を停止することは重要である。ところが、先にも説明したとおりこれまでは「ピーク温度到達後から所定期間を待って終了する」こととされるだけであり、適切に(いわば論理的に)冷却を終了する時期(以下、「冷却終期」という。)を設定する技術に関してはそれほど多く提案されていない。ましてや、部分冷却を行った場合において、その冷却終期を設定する技術に関してはこれまで提案されることがなかった。本願発明の課題は、コンクリートの部分冷却において、的確に温度ひび割れを抑制することができる冷却終期を設定する技術を提供することであり、これを実現するコンクリート部分冷却方法、及び循環冷却システムを提供することである。 Even if partial cooling is performed as a countermeasure against temperature cracks due to external restraint, it is important to stop cooling at an early stage in order to prevent an increase in heat shrinkage and a delay in strength development. However, as explained earlier, until now, it has only been said that "it will end after waiting for a predetermined period after reaching the peak temperature", and it is the time to properly (logically) end cooling (hereinafter, "" Not many proposals have been made regarding the technology for setting the "end of cooling". Furthermore, there has been no proposal for a technique for setting the final stage of cooling when partial cooling is performed. An object of the present invention is to provide a technique for setting a cooling end stage capable of accurately suppressing temperature cracks in partial cooling of concrete, and to provide a concrete partial cooling method and a circulation cooling system for realizing this. It is to be.

本願発明は、コンクリートの部分冷却を行うに当たって、コンクリートの最小ひび割れ指数を求め、この最小ひび割れ指数と終期用閾値に基づいて冷却終期を設定する、という点に着目したものであり、これまでにはなかった発想に基づいて行われたものである。 The present invention focuses on the point that, when partially cooling concrete, the minimum crack index of concrete is obtained, and the final cooling period is set based on the minimum crack index and the threshold value for the final stage. It was done based on an idea that did not exist.

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、対象となるコンクリートのうち「冷却範囲」に対してのみ冷却する方法であり、事前解析工程と冷却工程を備えた方法である。事前解析工程では、コンクリートの冷却を停止する「冷却終期」を設定し、冷却工程では、冷却終期になるまで冷却範囲のコンクリートを冷却する。なお事前解析工程では、打込み後のコンクリートのひび割れ指数の最小値を「最小ひび割れ指数」として求めるとともに、この最小ひび割れ指数が「終期用閾値」(あらかじめ設定)を超えるように冷却終期を設定する。 The concrete partial cooling method of the present invention is a method of cooling only the "cooling range" of the target concrete, and is a method including a pre-analysis step and a cooling step. In the pre-analysis process, a "cooling end" is set to stop the cooling of the concrete, and in the cooling process, the concrete in the cooling range is cooled until the cooling end is reached. In the pre-analysis step, the minimum value of the crack index of concrete after driving is obtained as the "minimum crack index", and the final cooling period is set so that the minimum crack index exceeds the "final threshold" (preset).

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、打込み後のコンクリート温度を計測する温度計測工程をさらに備えた方法とすることもできる。この場合、事前解析工程では、打込み後のコンクリート温度が最大となる時期を「温度ピーク時期」として算出するとともに、温度ピーク時期後の冷却期間を「ピーク後冷却期間」として求める。また冷却工程では、事前解析工程で得られた温度ピーク時期のコンクリート温度と、温度計測工程で得られるコンクリート温度、ピーク後冷却期間に基づいて冷却終期を修正し、この修正した冷却終期になると冷却を停止する。 The concrete partial cooling method of the present invention may be a method further including a temperature measuring step of measuring the concrete temperature after driving. In this case, in the pre-analysis step, the time when the concrete temperature after driving is maximized is calculated as the "temperature peak time", and the cooling period after the temperature peak time is obtained as the "post-peak cooling period". In the cooling process, the final cooling period is corrected based on the concrete temperature at the peak temperature obtained in the pre-analysis process, the concrete temperature obtained in the temperature measurement process, and the post-peak cooling period. To stop.

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、事前解析工程でコンクリートの冷却範囲を設定する方法とすることもできる。この場合、「解析上の冷却範囲」を変えながら最小ひび割れ指数を求め、この最小ひび割れ指数があらかじめ設定した「範囲用閾値」を上回るときの「解析上の冷却範囲」を実際の冷却範囲として設定する。なお、鉛直方向の範囲を設定することで解析上の冷却範囲を定め、これに基づいて「高さを規定した冷却範囲」を設定することもできるし、水平方向の範囲を設定することで解析上の冷却範囲を定め、これに基づいて「幅を規定した冷却範囲」を設定することもできる。 The concrete partial cooling method of the present invention can also be a method of setting a concrete cooling range in a pre-analysis step. In this case, the minimum crack index is obtained while changing the "analytical cooling range", and the "analytical cooling range" when this minimum crack index exceeds the preset "range threshold" is set as the actual cooling range. do. In addition, it is possible to set the cooling range for analysis by setting the range in the vertical direction, and to set the "cooling range with the specified height" based on this, or to set the range in the horizontal direction for analysis. It is also possible to set the above cooling range and set the "width-defined cooling range" based on this.

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、対象となるコンクリートのうち部分冷却を行わない「非冷却範囲」を保温養生する保温養生工程を、さらに備えた方法とすることもできる。 The concrete partial cooling method of the present invention may further include a heat insulation curing step of heat insulation curing in a "non-cooling range" in which partial cooling is not performed in the target concrete.

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、「パイプクーリング」によって、冷却範囲のコンクリートを冷却する方法とすることもできる。この場合、冷却工程では、冷却範囲のコンクリート内部に略水平(水平含む)姿勢で埋設された冷却管内に、圧送手段によって冷媒を圧送して流過させる。 The concrete partial cooling method of the present invention can also be a method of cooling concrete in the cooling range by "pipe cooling". In this case, in the cooling step, the refrigerant is pumped by the pumping means into the cooling pipe embedded in the concrete in the cooling range in a substantially horizontal (including horizontal) posture to flow through.

本願発明のコンクリート部分冷却方法は、トンネル覆工コンクリートに対してパイプクーリングを行う方法とすることもできる。この場合、冷却工程では、冷却範囲のトンネル覆工コンクリート内部に略水平(水平含む)姿勢で埋設された冷却管内に、循環冷却システムを用いて冷媒を圧送する。この循環冷却システムは、トンネル覆工コンクリート用の移動式型枠台車(以下、「セントル」という。)に設置された圧送手段と冷媒冷却手段を備えており、この圧送手段によって冷媒を圧送し、冷却管から排出される暖められた冷媒を冷媒冷却手段によって冷却することで循環冷却するものである。 The concrete partial cooling method of the present invention can also be a method of pipe cooling the tunnel lining concrete. In this case, in the cooling step, the refrigerant is pumped into the cooling pipe buried in the tunnel lining concrete in the cooling range in a substantially horizontal (including horizontal) posture by using a circulation cooling system. This circulation cooling system is equipped with a pumping means and a refrigerant cooling means installed on a mobile formwork carriage for tunnel lining concrete (hereinafter referred to as "centre"), and the refrigerant is pumped by the pumping means. The warmed refrigerant discharged from the cooling pipe is circulated and cooled by being cooled by the refrigerant cooling means.

本願発明の循環冷却システムは、トンネル覆工コンクリートのうち冷却範囲のみに略水平(水平含む)姿勢で埋設された冷却管内に冷媒を流過させるものであり、解析手段と、圧送手段、冷媒冷却手段を備えたものである。解析手段は、打込み後のコンクリートの最小ひび割れ指数を求め、この最小ひび割れ指数が終期用閾値を超えるように冷却終期を求める手段である。また、セントルに設置された冷媒冷却手段は、冷却管から排出される冷媒を冷却する手段であり、同じくセントルに設置された圧送手段は、冷媒冷却手段によって冷却された冷媒を冷却終期になるまで冷却管内に圧送する手段である。 The circulation cooling system of the present invention allows the refrigerant to flow through a cooling pipe buried in a substantially horizontal (including horizontal) posture only in the cooling range of the tunnel lining concrete, and is used for analysis means, pumping means, and refrigerant cooling. It is equipped with means. The analysis means is a means for obtaining the minimum crack index of concrete after driving, and for obtaining the final cooling period so that the minimum crack index exceeds the threshold value for the final stage. Further, the refrigerant cooling means installed in the center is a means for cooling the refrigerant discharged from the cooling pipe, and the pumping means installed in the center also cools the refrigerant cooled by the refrigerant cooling means until the end of cooling. It is a means for pumping into the cooling pipe.

本願発明のコンクリート部分冷却方法、及び循環冷却システムには、次のような効果がある。
(1)被拘束部分の最高温度が低減されることで部材全体の引張り応力が均一化し、その結果、局部的にひび割れ指数が小さくなることを回避することができる。
(2)「タガ締め効果」を受けることができ、すなわち被拘束部分に生じる引張力が低減されることから、さらに効果的にひび割れを抑制することができる。
(3)適切な冷却終期を設定することができることから、さらに効果的に温度ひび割れを抑制することができる。
(4)部分的に冷却するため、従来の全体冷却に比べ、クーリングパイプなど設備に掛かる費用や冷却など運転に掛かる費用を大幅に削減することができる。
(5)適切な冷却終期を設定することから、不要なクーリングによる無駄なコストや労力を省くことができるうえ、速やかに次工程に移行することができ、ひいては工期短縮に貢献することができる。
(6)循環冷却システムを用いてトンネル覆工コンクリートの部分冷却を行うと、セントルの移動とともに実施できるため、極めて効率的に部分冷却を行うことができる。
The concrete partial cooling method and the circulation cooling system of the present invention have the following effects.
(1) By reducing the maximum temperature of the restrained portion, the tensile stress of the entire member becomes uniform, and as a result, it is possible to prevent the crack index from becoming locally small.
(2) Since the "tag tightening effect" can be received, that is, the tensile force generated in the restrained portion is reduced, cracks can be suppressed more effectively.
(3) Since an appropriate cooling end can be set, temperature cracking can be suppressed more effectively.
(4) Since it is partially cooled, it is possible to significantly reduce the cost of equipment such as a cooling pipe and the cost of operation such as cooling as compared with the conventional overall cooling.
(5) Since an appropriate cooling end period is set, wasteful cost and labor due to unnecessary cooling can be eliminated, and the process can be quickly moved to the next process, which can contribute to shortening the construction period.
(6) When the tunnel lining concrete is partially cooled by using the circulation cooling system, it can be carried out together with the movement of the centre, so that the partial cooling can be performed extremely efficiently.

(a)はポストクーリングを行わないケースにおける膨張期と収縮期のコンクリートの形状変化を示すモデル図、(b)は部分冷却を行うケースにおける膨張期と収縮期のコンクリートの形状変化を示すモデル図。(A) is a model diagram showing the shape change of concrete in the expansion period and systole in the case where post-cooling is not performed, and (b) is a model diagram showing the shape change of concrete in the expansion period and systole in the case where partial cooling is performed. .. 対象コンクリートの冷却範囲と非冷却範囲を模式的に示すモデル図。A model diagram schematically showing the cooling range and non-cooling range of the target concrete. コンクリート打込み後の経過時間とコンクリート応力の関係を、冷却なしのケース、全体冷却のケース、部分冷却のケースで比較したグラフ図。Graph graph comparing the relationship between the elapsed time after concrete pouring and concrete stress in the case without cooling, the case with total cooling, and the case with partial cooling. (a)はコンクリート打込み後の経過時間とコンクリート温度の関係を、冷却なしのケース、打込み後1日間だけ部分冷却したケース、打込み後2日間部分冷却したケース、打込み後5日間部分冷却したケースで比較したグラフ図、(b)はコンクリート打込み後の経過時間とコンクリート応力の関係を、冷却なしのケース、打込み後1日間だけ部分冷却したケース、打込み後2日間部分冷却したケース、打込み後5日間部分冷却したケースで比較したグラフ図。(A) shows the relationship between the elapsed time after concrete driving and the concrete temperature in the case of no cooling, the case of partial cooling for only 1 day after driving, the case of partial cooling for 2 days after driving, and the case of partial cooling for 5 days after driving. A comparative graph, (b) shows the relationship between the elapsed time after concrete driving and concrete stress: a case without cooling, a case with partial cooling for only 1 day after driving, a case with partial cooling for 2 days after driving, and a case with 5 days after driving. The graph figure which compared in the case of partially cooling. 本願発明のコンクリート部分冷却方法の主な工程の流れを示すフロー図。The flow chart which shows the flow of the main process of the concrete partial cooling method of this invention. 解析上の冷却範囲を変えながら温度応力解析を行うことで、冷却範囲を設定する手順の一例を示すフロー図。A flow chart showing an example of a procedure for setting a cooling range by performing a temperature stress analysis while changing the cooling range in the analysis. (a)は解析上の冷却範囲を変えながら温度応力解析を行うモデル図、(b)は解析上の冷却範囲を変えながら温度応力解析を行った結果を示すグラフ。(A) is a model diagram in which temperature stress analysis is performed while changing the analytical cooling range, and (b) is a graph showing the results of temperature stress analysis while changing the analytical cooling range. 温度応力解析によって冷却終期を設定する手順の一例を示すフロー図。The flow chart which shows an example of the procedure of setting the cooling end by a temperature stress analysis. (a)は解析上の冷却期間を2日とした場合のひび割れ指数の変化を示すグラフ図、(b)は解析上の冷却期間を5.5日とした場合のひび割れ指数の変化を示すグラフ図。(A) is a graph showing the change in the crack index when the analytical cooling period is 2 days, and (b) is a graph showing the change in the crack index when the analytical cooling period is 5.5 days. figure. 解析上の冷却期間と最小ひび割れ指数の関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between the cooling period in analysis and the minimum crack index. (a)はトンネル坑内に設置された循環冷却システムを示すモデル図、(b)は循環冷却システムの主な構成を示すブロック図。(A) is a model diagram showing a circulation cooling system installed in a tunnel mine, and (b) is a block diagram showing a main configuration of a circulation cooling system. 冷却管のうちコンクリート壁面に近い部分を取り外し可能とする構造を示す部分断面図。A partial cross-sectional view showing a structure in which a part of the cooling pipe near the concrete wall surface can be removed. 冷却管よりも小径のグラウトホースが連結された冷却管の端部を示す部分断面図。A partial cross-sectional view showing an end of a cooling pipe to which a grout hose having a diameter smaller than that of the cooling pipe is connected.

本願発明のコンクリート部分冷却方法、及び循環冷却システムの実施形態の例を図に基づいて説明する。なお本願発明の循環冷却システムは、トンネル覆工コンクリートを対象として本願発明のコンクリート部分冷却方法を実施する際に利用するものである。したがって、まずは本願発明のコンクリート部分冷却方法について説明し、その後に本願発明の循環冷却システムについて説明することとする。 An example of the concrete partial cooling method of the present invention and the embodiment of the circulation cooling system will be described with reference to the drawings. The circulation cooling system of the present invention is used when implementing the concrete partial cooling method of the present invention for tunnel lining concrete. Therefore, the concrete partial cooling method of the present invention will be described first, and then the circulation cooling system of the present invention will be described.

1.コンクリート部分冷却方法
(全体概要)
本願発明のコンクリート部分冷却方法は、冷却対象となるコンクリート(以下、「対象コンクリート」という。)のうち冷却範囲のみに対して冷却を行う方法である。図2は、対象コンクリート100の冷却範囲110と非冷却範囲120を模式的に示すモデル図である。この図に示すように対象コンクリート100は、既設コンクリートや基礎岩盤といった拘束体200に接して構築され、すなわち外部拘束による温度ひび割れが生じやすい環境で構築される。そして、対象コンクリート100のうち拘束体200に接する位置から設定した所定範囲を「冷却範囲110」とし、冷却範囲110を除く範囲を「非冷却範囲120」とする。
1. 1. Concrete part cooling method (overall overview)
The concrete partial cooling method of the present invention is a method of cooling only the cooling range of the concrete to be cooled (hereinafter, referred to as “target concrete”). FIG. 2 is a model diagram schematically showing a cooling range 110 and a non-cooling range 120 of the target concrete 100. As shown in this figure, the target concrete 100 is constructed in contact with a restraint body 200 such as existing concrete or foundation rock, that is, is constructed in an environment where temperature cracks are likely to occur due to external restraint. Then, the predetermined range set from the position of the target concrete 100 in contact with the restraint body 200 is defined as the “cooling range 110”, and the range excluding the cooling range 110 is defined as the “non-cooling range 120”.

対象コンクリート100を全体冷却ではなく部分冷却とするのは、既述したとおり、被拘束部分の最高温度を低減することで引張り応力を均一化しこれによりひび割れ指数の低下を抑制するためであり、タガ締め効果を受けることによって効果的にひび割れを抑制するためである。 The reason why the target concrete 100 is partially cooled instead of totally cooled is that, as described above, the maximum temperature of the restrained portion is reduced to equalize the tensile stress, thereby suppressing the decrease in the crack index. This is because cracks are effectively suppressed by receiving the tightening effect.

図3は、コンクリート打込み後の経過時間とコンクリート応力の関係を示す図であり、冷却なし(無対策)のケースと、全体冷却のケース、部分冷却のケースを比較したグラフである。なお図3では、コンクリート応力を実線で示すとともに、発現するコンクリートの引張強度を破線で示している。この図からも分かるように、全体冷却、部分冷却ともに冷却停止後には一旦コンクリート応力の伸びが鈍化しているものの、その後の伸びを見ると明らかに全体冷却よりも部分冷却の方がコンクリート応力の上昇程度が小さくなっている。この結果からも、外部拘束による温度ひび割れに関しては、全体冷却よりも部分冷却の方が有効な対策であることが認められる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the elapsed time after concrete pouring and the concrete stress, and is a graph comparing the case without cooling (no countermeasure), the case of total cooling, and the case of partial cooling. In FIG. 3, the concrete stress is shown by a solid line, and the tensile strength of the concrete that develops is shown by a broken line. As can be seen from this figure, the concrete stress growth slows down once after the cooling is stopped in both the total cooling and the partial cooling, but the subsequent growth clearly shows that the concrete stress in the partial cooling is higher than that in the total cooling. The degree of rise is small. From this result, it is recognized that partial cooling is a more effective measure than total cooling for temperature cracks due to external restraint.

また本願発明のコンクリート部分冷却方法では、実際に現地(現場)で冷却を行う前に、対象コンクリート100の冷却を停止する時期(冷却終期)をあらかじめ設定する。既述したとおり、外部拘束による温度ひび割れ対策として部分冷却を行ったとしても、熱収縮の増加や強度発現の遅延を防ぐためには早い段階で冷却を停止することが重要であり、すなわち適切な冷却終期を設定することで効果的なひび割れ対策を実現することができるわけである。 Further, in the concrete partial cooling method of the present invention, a time (cooling end stage) at which the cooling of the target concrete 100 is stopped is set in advance before actually cooling at the site (site). As mentioned above, even if partial cooling is performed as a countermeasure against temperature cracks due to external restraint, it is important to stop cooling at an early stage in order to prevent an increase in heat shrinkage and a delay in strength development, that is, appropriate cooling. By setting the final stage, effective crack countermeasures can be realized.

図4は、冷却なし(無対策)のケースと、込み後1日間だけ部分冷却したケース、打込み後2日間部分冷却したケース、打込み後5日間部分冷却したケースを比較したグラフであり、(a)はコンクリート打込み後の経過時間とコンクリート温度の関係を示す図、(b)はコンクリート打込み後の経過時間とコンクリート応力の関係を示す図である。なお図4(b)でも、コンクリート応力を実線で示すとともに、発現するコンクリートの引張強度を破線で示している。 FIG. 4 is a graph comparing a case without cooling (no countermeasures), a case with partial cooling for only one day after loading, a case with partial cooling for two days after driving, and a case with partial cooling for five days after driving (a). ) Is a diagram showing the relationship between the elapsed time after the concrete is poured and the concrete temperature, and (b) is a diagram showing the relationship between the elapsed time after the concrete is poured and the concrete stress. Also in FIG. 4B, the concrete stress is shown by a solid line, and the tensile strength of the concrete that develops is shown by a broken line.

図4(a)から分かるように、当然ながら早く冷却を停止した方がその後の温度降下の程度は小さくなるが、あまり早く停止すると1日冷却のケースのように停止後の温度再上昇(リバウンド)が生じてしまう。その結果、ピーク温度が他のケース(2日冷却と5日冷却)よりも高くなり、図4(b)に示すように2日冷却のケースよりも1日冷却のケースの方がコンクリート応力は大きくなる。また5日冷却のケースでは、図4(a)に示すように最も早くコンクリート温度が降下するが、図4(b)に示すようにコンクリートの引張強度と応力が最も接近する。したがって、コンクリートの引張強度をコンクリート応力で除した「ひび割れ指数」が最も小さな値を示すこととなり、すなわち5日冷却のケースが最も温度ひび割れを生じやすいケースとなる。 As can be seen from FIG. 4 (a), the degree of the subsequent temperature drop is naturally smaller when the cooling is stopped earlier, but if the cooling is stopped too early, the temperature rebounds after the stop as in the case of one-day cooling. ) Will occur. As a result, the peak temperature was higher than in the other cases (2-day cooling and 5-day cooling), and as shown in FIG. 4 (b), the concrete stress was higher in the 1-day cooling case than in the 2-day cooling case. growing. In the case of 5-day cooling, the concrete temperature drops the fastest as shown in FIG. 4 (a), but the tensile strength and stress of the concrete are closest to each other as shown in FIG. 4 (b). Therefore, the "crack index" obtained by dividing the tensile strength of concrete by the concrete stress shows the smallest value, that is, the case of cooling for 5 days is the case where temperature cracks are most likely to occur.

このように部分冷却を行ったとしても、冷却を停止する時期によって温度ひび割れの抑制効果は大きく異なる。そこで本願発明では、適切な冷却終期を合理的に設定することとした。以下、図5を参照しながら本願発明のコンクリート部分冷却方法を構成する主な要素について詳しく説明する。 Even if partial cooling is performed in this way, the effect of suppressing temperature cracks differs greatly depending on the time when cooling is stopped. Therefore, in the present invention, it is decided to reasonably set an appropriate cooling end period. Hereinafter, the main elements constituting the concrete partial cooling method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

(事前解析工程)
図5は、本願発明のコンクリート部分冷却方法の主な工程の流れを示すフロー図である。この図に示すように本願発明のコンクリート部分冷却方法は、はじめに事前解析工程を行う(Step100)。そして事前解析工程では、主に冷却範囲110を設定し(Step110)、冷却終期を設定する(Step120)。
(Preliminary analysis process)
FIG. 5 is a flow chart showing a flow of a main process of the concrete partial cooling method of the present invention. As shown in this figure, in the concrete partial cooling method of the present invention, a pre-analysis step is first performed (Step 100). Then, in the pre-analysis step, the cooling range 110 is mainly set (Step 110), and the cooling end stage is set (Step 120).

冷却範囲110を設定するに当たっては、3次元FEM(Finite Element Method)を用いた温度応力解析に基づいて設定することができる。例えば、冷却を行わない条件で対象コンクリート100の温度応力履歴を算出し、さらに節点ごとにひび割れ指数を求め、このひび割れ指数が所定の閾値を下回る範囲を冷却範囲として設定する。あるいは、解析条件となる冷却する範囲(以下、「解析上の冷却範囲」という。)を複数パターン定め、そのうち「最小ひび割れ指数」が最大となるパターンを冷却範囲として設定することもできる。この「最小ひび割れ指数」は、温度応力解析によって節点ごとのひび割れ指数の履歴を求めるとともに、節点ごとの最小値を抽出し、さらに全ての節点の最小値の中から最小の値を示すひび割れ指数を抽出することで求められる。 In setting the cooling range 110, it can be set based on the temperature stress analysis using a three-dimensional FEM (Finite Element Method). For example, the temperature stress history of the target concrete 100 is calculated under the condition that cooling is not performed, the crack index is obtained for each node, and the range in which the crack index is lower than a predetermined threshold value is set as the cooling range. Alternatively, a plurality of patterns of cooling ranges (hereinafter referred to as "analytical cooling ranges") that are analysis conditions can be defined, and the pattern that maximizes the "minimum crack index" can be set as the cooling range. For this "minimum crack index", the history of the crack index for each node is obtained by temperature stress analysis, the minimum value for each node is extracted, and the crack index showing the minimum value from the minimum values of all nodes is obtained. Obtained by extracting.

図6は、解析上の冷却範囲を変えながら温度応力解析を行うことで冷却範囲を設定する手順の一例を示すフロー図である。また図7(a)は、解析上の冷却範囲Hを変えながら温度応力解析を行うモデル図であり、図7(b)は、その結果を示すグラフである。なお図7(a)は、逆T擁壁を4分割(延長方向と前背面方向にそれぞれ2分割)した、いわゆる1/4モデルである。冷却範囲を設定する段階ではまだ冷却期間(つまり、冷却終期)が確定していないため、まずは仮の冷却期間(例えば、コンクリート打込み後2日間)を設定する(Step111)。 FIG. 6 is a flow chart showing an example of a procedure for setting a cooling range by performing a temperature stress analysis while changing the cooling range in the analysis. Further, FIG. 7A is a model diagram in which the temperature stress analysis is performed while changing the cooling range H in the analysis, and FIG. 7B is a graph showing the result. Note that FIG. 7A is a so-called 1/4 model in which the inverted T retaining wall is divided into four (divided into two in the extension direction and the front / back direction, respectively). Since the cooling period (that is, the final stage of cooling) has not yet been determined at the stage of setting the cooling range, a temporary cooling period (for example, 2 days after the concrete is poured) is first set (Step111).

仮の冷却期間を設定すると、初期値として解析上の冷却範囲を定める(Step112)。例えば図7(a)の場合、対象コンクリート100が逆T型擁壁のうちの竪壁部分であり、拘束体200がフーチング部分であるから、フーチングの上端から上方に広げた領域を解析上の冷却範囲Hとしている。解析上の冷却範囲Hが定まると、温度応力解析を行う(Step113)。さらに解析上の冷却範囲Hを変えながら(例えば、50cmずつ広げながら)、繰り返し温度応力解析を行い、図7(b)に示す「冷却範囲−ひび割れ指数グラフ」を作成する(Step114)。図7(b)は、横軸を解析上の冷却範囲H(フーチングの上端からの幅)、縦軸をひび割れ指数としており、各節点におけるひび割れ指数の変化を示している。 When a temporary cooling period is set, an analytical cooling range is defined as an initial value (Step 112). For example, in the case of FIG. 7A, since the target concrete 100 is the vertical wall portion of the inverted T-shaped retaining wall and the restraint body 200 is the footing portion, the region extended upward from the upper end of the footing is analyzed. The cooling range is H. When the cooling range H in the analysis is determined, the temperature stress analysis is performed (Step 113). Further, while changing the cooling range H in the analysis (for example, expanding by 50 cm), repeated temperature stress analysis is performed to create a "cooling range-crack index graph" shown in FIG. 7 (b) (Step 114). In FIG. 7B, the horizontal axis is the analytical cooling range H (width from the upper end of the footing), and the vertical axis is the crack index, showing the change in the crack index at each node.

「冷却範囲−ひび割れ指数グラフ」が作成できると、実際に冷却する冷却範囲110を確定する(Step115)。具体的には、あらかじめ設定した閾値(以下、範囲設定用の閾値という意味で「範囲用閾値」という。)を最小ひび割れ指数が上回るときの解析上の冷却範囲Hを、冷却範囲110として確定する。例えば、図7(b)に示す「冷却範囲−ひび割れ指数グラフ」に範囲用閾値を示し、最小ひび割れ指数(複数の折れ線グラフの最下点)がこの範囲用閾値ラインを超える横軸値(解析上の冷却範囲H)、すなわち図に示す適正範囲のうち適当な解析上の冷却範囲Hを選択し、これを冷却範囲110として確定する。 When the "cooling range-crack index graph" can be created, the cooling range 110 to be actually cooled is determined (Step 115). Specifically, the analytical cooling range H when the minimum crack index exceeds the preset threshold value (hereinafter, referred to as “range threshold value” in the sense of the range setting threshold value) is determined as the cooling range 110. .. For example, the range threshold is shown in the "cooling range-crack index graph" shown in FIG. 7 (b), and the horizontal axis value (analysis) in which the minimum crack index (the lowest point of a plurality of line graphs) exceeds this range threshold line. The above cooling range H), that is, an appropriate analytical cooling range H is selected from the appropriate ranges shown in the figure, and this is determined as the cooling range 110.

冷却範囲は、ここまで説明したように鉛直方向の範囲(つまり高さを規定した範囲)のみを設定してもよいし、これに加えて(あるいはこれに代えて)水平方向の範囲(つまり幅を規定した範囲)を設定してもよい。冷却範囲として水平方向の範囲を設定する場合は、図7(a)に示すように部材中心から所定幅だけ広げた範囲を「解析上の冷却範囲B」として定め、上記した手順(鉛直方向範囲の設定手順)と同様の手順を行うことで冷却範囲110を設定する。なお、複数のリフトに分けて対象コンクリート100の打込みを行う場合は、各リフトに対して冷却範囲110を設定するとよい。 The cooling range may be set only in the vertical range (that is, the range in which the height is specified) as described above, or in addition to (or instead of this) the horizontal range (that is, the width). The specified range) may be set. When setting a horizontal range as the cooling range, as shown in FIG. 7A, a range widened by a predetermined width from the center of the member is defined as "analytical cooling range B", and the above procedure (vertical range) is set. The cooling range 110 is set by performing the same procedure as the setting procedure of). When the target concrete 100 is driven into a plurality of lifts, the cooling range 110 may be set for each lift.

ところで、部分冷却とするのはタガ締め効果を受けることがその理由の1つであるが、非冷却範囲120を相当の領域(高さ、幅あるいは面積)とすることによって、このタガ締め効果がより大きくなることを発明者らは確認している。例えば、冷却範囲110の領域Rcと非冷却範囲120の領域Ruの割合(Rc/Ru)を非冷却比率とすると、この非冷却比率が所定の閾値を超えるとき全てのひび割れ指数は1以上を示す。したがって冷却範囲は、非冷却比率が所定の閾値を超えるように設定するとよい。なおタガ締め効果を受ける場合、非冷却範囲120はその温度が奪われていない(熱膨張している)状態であることが望ましく、また冷却範囲110は冷却されている状態、すなわち圧縮力が導入されやすい状態であることが望ましい。 By the way, one of the reasons for partial cooling is that it receives a tag tightening effect, but by setting the non-cooling range 120 to a considerable area (height, width or area), this tag tightening effect can be achieved. The inventors have confirmed that it will be larger. For example, assuming that the ratio (Rc / Ru) of the region Rc of the cooling range 110 and the region Ru of the non-cooling range 120 is the non-cooling ratio, all the crack indexes show 1 or more when the non-cooling ratio exceeds a predetermined threshold value. .. Therefore, the cooling range may be set so that the non-cooling ratio exceeds a predetermined threshold value. When receiving the tag tightening effect, it is desirable that the non-cooling range 120 is in a state where the temperature is not deprived (thermally expanded), and the cooling range 110 is in a cooled state, that is, a compressive force is introduced. It is desirable that the condition is easy to be affected.

図5に示すように、冷却範囲110が設定できると冷却終期を設定する(Step120)。この場合も冷却範囲110の設定と同様、3次元FEMを用いた温度応力解析に基づいて設定することができる。図8は、温度応力解析によって冷却終期を設定する手順の一例を示すフロー図である。このフロー図の例では、まず既に確定した冷却範囲110を入力値として設定し(Step121)、さらに仮の冷却終期(以下、「解析上の冷却終期」という。)を入力値として設定する(Step122)。入力値として冷却範囲110と解析上の冷却終期が設定できると、温度応力解析を行う(Step123)。さらに解析上の冷却終期を変えながら(例えば、1日ずつ延長しながら)、繰り返し温度応力解析を行い、「冷却終期−ひび割れ指数グラフ」を作成する(Step124)。 As shown in FIG. 5, when the cooling range 110 can be set, the cooling end is set (Step 120). In this case as well, the cooling range 110 can be set based on the temperature stress analysis using the three-dimensional FEM. FIG. 8 is a flow chart showing an example of a procedure for setting the cooling end by temperature stress analysis. In the example of this flow chart, first, the already determined cooling range 110 is set as an input value (Step 121), and further, a temporary cooling end stage (hereinafter, referred to as “analytical cooling end stage”) is set as an input value (Step 122). ). When the cooling range 110 and the final stage of cooling in the analysis can be set as the input values, the temperature stress analysis is performed (Step 123). Further, while changing the analytical cooling end (for example, extending by one day), repeated temperature stress analysis is performed to create a "cooling end-crack index graph" (Step 124).

図9は、コンクリート打込み後のひび割れ指数の変化を示すグラフであり、(a)は解析上の冷却期間を2日とした場合を示し、(b)は解析上の冷却期間を5.5日とした場合を示している。なおこの図に示すひび割れ指数は、その時点(横軸値)において全節点中最も小さな値のひび割れ指数を選出してプロットしたものである。そして、さらに図9(a)や図9(b)のうち最も小さな値のひび割れ指数(つまり、最小ひび割れ指数)を抽出し、横軸を解析上の冷却終期、縦軸をひび割れ指数とするグラフにプロットしたものが図10に示す「冷却終期−ひび割れ指数グラフ」である。 FIG. 9 is a graph showing the change in the crack index after the concrete is poured. FIG. 9A shows a case where the analytical cooling period is 2 days, and FIG. 9B shows an analytical cooling period of 5.5 days. Is shown. The crack index shown in this figure is a plot of the crack index having the smallest value among all the nodes at that time (horizontal axis value). Then, the crack index (that is, the minimum crack index) having the smallest value in FIGS. 9 (a) and 9 (b) is extracted, and the horizontal axis is the final stage of cooling in the analysis and the vertical axis is the crack index. What is plotted in is the "end of cooling-crack index graph" shown in FIG.

「冷却終期−ひび割れ指数グラフ」が作成できると、実際に冷却する冷却期間を設定するため冷却終期を確定する(Step125)。具体的には、あらかじめ設定した閾値(以下、終期設定用の閾値という意味で「終期用閾値」という。)を最小ひび割れ指数が上回るときの解析上の冷却終期を、冷却終期として確定する。例えば、図10に示す「冷却終期−ひび割れ指数グラフ」に終期用閾値を示し、最小ひび割れ指数がこの終期用閾値ラインを超える横軸値(解析上の冷却終期)、すなわち図に示す適正範囲のうち適当な解析上の冷却終期を選択し、これを冷却終期として確定する。なお、範囲用閾値と終期用閾値は異なる値として別に設定することもできるし、同じ値として共通する閾値として(つまり、範囲用閾値と終期用閾値を分けることなく)設定することもできる。 Once the "cooling end-crack index graph" is created, the cooling end is determined to set the actual cooling period (Step 125). Specifically, the analytical cooling end stage when the minimum crack index exceeds the preset threshold value (hereinafter, referred to as “end-of-life threshold value” in the sense of the end-stage setting threshold value) is determined as the cooling end stage. For example, the "cooling end-crack index graph" shown in FIG. 10 shows the end threshold, and the horizontal axis value (analytical end of cooling) in which the minimum crack index exceeds this end threshold line, that is, the appropriate range shown in the figure. Of these, an appropriate analytical cooling end is selected and determined as the cooling end. The range threshold and the final threshold can be set separately as different values, or can be set as the same value and common threshold (that is, without separating the range threshold and the final threshold).

(冷却工程)
図5に示すように、事前解析工程(冷却範囲の設定と冷却終期の設定)を終えると、実際に対象コンクリート100のうち冷却範囲110に対して部分冷却を行う(Step200)。この部分冷却の手法は、躯体内のパイプに冷媒を流過させるパイプクーリングをはじめポストクーリングとして従来から用いられている様々な手法を採用することができる。例えば、拘束体200であるインバートコンクリート上に構築されるトンネル覆工コンクリートが対象コンクリート100である場合、設定された冷却範囲110にあらかじめ略水平(水平含む)姿勢で冷却管を埋設しておき、コンクリート打込み後にポンプ等の圧送手段を用いて冷却管内に冷媒を圧送することで、部分的な水平パイプクーリングを行うことができる。この場合、後述する本願発明の循環冷却システムを利用するとより好適となる。
(Cooling process)
As shown in FIG. 5, when the pre-analysis step (setting of the cooling range and setting of the final cooling stage) is completed, partial cooling is actually performed on the cooling range 110 of the target concrete 100 (Step 200). As this partial cooling method, various methods conventionally used as post-cooling can be adopted, including pipe cooling in which the refrigerant flows through the pipe in the skeleton. For example, when the tunnel lining concrete constructed on the invert concrete which is the restraint body 200 is the target concrete 100, the cooling pipe is buried in the set cooling range 110 in advance in a substantially horizontal (including horizontal) posture. Partial horizontal pipe cooling can be performed by pumping the refrigerant into the cooling pipe using a pumping means such as a pump after the concrete is poured. In this case, it is more preferable to use the circulation cooling system of the present invention described later.

既述したとおり、より大きなタガ締め効果を受けるためには、非冷却範囲120が熱膨張している状態(コンクリート温度が上昇している状態)であって、しかも冷却範囲110が圧縮力を導入しやすい状態になっているとよい。したがって冷却終期は、非冷却範囲120のコンクリート温度が上昇している間に設定するのが望ましい。また、非冷却範囲120のコンクリート温度が上昇中であっても(あるいは下降中でも)、より大きな圧縮力を冷却範囲110に導入すべく非冷却範囲120を保温養生することもできる(Step300)。保温養生することで非冷却範囲120はより大きく熱膨張し、これに伴って収縮時にはより大きな圧縮力を冷却範囲110に導入することができるわけである。 As described above, in order to receive a larger tag tightening effect, the non-cooling range 120 is in a state of thermal expansion (a state in which the concrete temperature is rising), and the cooling range 110 introduces a compressive force. It should be in a state where it is easy to do. Therefore, it is desirable to set the final cooling period while the concrete temperature in the non-cooling range 120 is rising. Further, even if the concrete temperature of the non-cooling range 120 is rising (or falling), the non-cooling range 120 can be heat-retained and cured in order to introduce a larger compressive force into the cooling range 110 (Step 300). By heat-retaining and curing, the non-cooling range 120 expands more thermally, and accordingly, a larger compressive force can be introduced into the cooling range 110 at the time of contraction.

保温養生の手法としては、コンクリート表面に断熱マットを設置する断熱養生としたり、積極的に加温する加温養生としたり、従来から用いられている種々の手法を採用することができる。なお非冷却範囲120の保温養生の目的は、冷却停止後に冷却範囲110に対して圧縮力を導入することであるから、冷却範囲110の冷却停止直後に保温養生を開始してもよいし、作業の効率化を図るため部分冷却の開始と同時に保温養生を開始してもよい。 As a method of heat-retaining curing, various methods conventionally used can be adopted, such as heat-insulating curing in which a heat-insulating mat is installed on the concrete surface, heat-retaining curing in which the concrete is actively heated, and so on. Since the purpose of the heat-retaining curing of the non-cooling range 120 is to introduce a compressive force to the cooling range 110 after the cooling is stopped, the heat-retaining curing may be started immediately after the cooling of the cooling range 110 is stopped. In order to improve the efficiency of the above, the heat insulation curing may be started at the same time as the start of partial cooling.

部分冷却は継続して行われ、事前解析工程で設定した冷却終期になると、部分冷却を停止する(Step600)。あるいは、部分冷却中に冷却範囲110の実際のコンクリート温度を計測し(温度計測工程:Step400)、その計測結果に応じて冷却終期を修正(Step500)したうえで部分冷却を停止することもできる。この場合、事前解析工程において、打込み後のコンクリート最高温度(つまり、ピーク温度)と、ピーク温度となる時期(以下、「解析温度ピーク時期」という。)を算出し、さらにこの解析温度ピーク時期と冷却終期から解析温度ピーク時期後の冷却期間(以下、「ピーク後冷却期間」という。)を求めておく。そして、解析で得られたピーク温度が現地(現場)で計測された時期(以下、「実測温度ピーク時期」という。)と、解析温度ピーク時期を照らし合わせ、一致している場合はそのまま冷却終期を待ち、異なる場合は冷却終期を修正する。冷却終期を修正する場合は、実測温度ピーク時期に解析で得られたピーク後冷却期間を加算することで新たな冷却終期を設定するとよい。 Partial cooling is continuously performed, and partial cooling is stopped at the end of cooling set in the pre-analysis step (Step 600). Alternatively, the actual concrete temperature in the cooling range 110 may be measured during partial cooling (temperature measurement step: Step 400), the final cooling period may be corrected according to the measurement result (Step 500), and then the partial cooling may be stopped. In this case, in the pre-analysis step, the maximum concrete temperature (that is, peak temperature) after driving and the time when the peak temperature is reached (hereinafter referred to as “analysis temperature peak time”) are calculated, and further, this analysis temperature peak time is used. The cooling period from the final stage of cooling to the peak time of the analysis temperature (hereinafter referred to as "post-peak cooling period") is obtained. Then, the peak temperature obtained in the analysis is compared with the time measured at the site (on-site) (hereinafter referred to as "measured temperature peak time") and the analysis temperature peak time, and if they match, the cooling end stage is as it is. Wait, and if different, correct the end of cooling. When modifying the cooling end, it is advisable to set a new cooling end by adding the post-peak cooling period obtained in the analysis to the measured temperature peak time.

2.循環冷却システム
次に本願発明の循環冷却システム300について図11を参照しながら説明する。図11(a)は、トンネル坑内に設置された循環冷却システム300を示すモデル図であり、図11(b)は、循環冷却システム300の主な構成を示すブロック図である。なお、本願発明の循環冷却システム300は、ここまで説明したコンクリート部分冷却方法に使用するものであり、したがってコンクリート部分冷却方法で説明した内容と重複する説明は避け、循環冷却システム300に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、コンクリート部分冷却方法で説明したものと同様である。
2. Circulation cooling system Next, the circulation cooling system 300 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a model diagram showing the circulation cooling system 300 installed in the tunnel mine, and FIG. 11B is a block diagram showing the main configuration of the circulation cooling system 300. The circulation cooling system 300 of the present invention is used for the concrete partial cooling method described so far. Therefore, avoiding the explanation overlapping with the contents described in the concrete partial cooling method, the contents peculiar to the circulation cooling system 300. Only will be explained. That is, the contents not described here are the same as those described in the concrete partial cooling method.

図11(a)に示すように循環冷却システム300は、インバートコンクリート(拘束体200)上に構築されるトンネル覆工コンクリート(対象コンクリート100)を部分冷却する場合に、さらに効果的に利用することができる。図11(b)に示すように循環冷却システム300は、解析手段301と、圧送手段302、冷媒冷却手段303を含んで構成され、その他、リターンタンク304、送水管305、排水管306、冷却管307を含んで構成することもできる。 As shown in FIG. 11A, the circulation cooling system 300 can be used more effectively when the tunnel lining concrete (target concrete 100) constructed on the invert concrete (constraint body 200) is partially cooled. Can be done. As shown in FIG. 11B, the circulation cooling system 300 includes an analysis means 301, a pressure feeding means 302, and a refrigerant cooling means 303, and also includes a return tank 304, a water pipe 305, a drain pipe 306, and a cooling pipe. It can also be configured to include 307.

解析手段301は、ここまで説明した「事前解析工程」で行う処理、すなわち冷却範囲の設定と冷却終期の設定の処理を行うもので、さらにピーク温度と解析温度ピーク時期の算出や、ピーク後冷却期間の設定、冷却終期の修正といった処理を行うこともできる。この解析手段301は、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。 The analysis means 301 performs the process performed in the "pre-analysis step" described so far, that is, the process of setting the cooling range and the setting of the final cooling period, and further calculates the peak temperature and the analysis temperature peak time, and cools after the peak. It is also possible to perform processing such as setting the period and correcting the end of cooling. The analysis means 301 can be manufactured as a dedicated one, or a general-purpose computer device can be used.

圧送手段302と冷媒冷却手段303、リターンタンク304は、トンネル覆工コンクリート用の移動式型枠台車(セントル)上に設置され、冷却管307はあらかじめトンネル覆工コンクリート内に埋設される。もちろん冷却管307は、トンネル覆工コンクリートのうち解析手段301で設定された冷却範囲110にのみ埋設され、その姿勢はトンネル軸方向に沿った略水平(水平含む)とされる。 The pumping means 302, the refrigerant cooling means 303, and the return tank 304 are installed on a mobile formwork cart (centre) for tunnel lining concrete, and the cooling pipe 307 is embedded in the tunnel lining concrete in advance. Of course, the cooling pipe 307 is buried only in the cooling range 110 set by the analysis means 301 in the tunnel lining concrete, and its posture is substantially horizontal (including horizontal) along the tunnel axial direction.

圧送手段302と冷却管307(流入口)は送水管305で連結され、冷却管307(排出口)とリターンタンク304は排水管306で連結され、さらにリターンタンク304と冷媒冷却手段303、冷媒冷却手段303と圧送手段302は所定のパイプで連結されており、圧送手段302から圧送された冷媒(水や空気等)は各手段を経由して再度圧送手段302に戻るよう巡回している。 The pumping means 302 and the cooling pipe 307 (inflow port) are connected by a water pipe 305, the cooling pipe 307 (exhaust port) and the return tank 304 are connected by a drain pipe 306, and the return tank 304, the refrigerant cooling means 303, and the refrigerant cooling are further connected. The means 303 and the pumping means 302 are connected by a predetermined pipe, and the refrigerant (water, air, etc.) pumped from the pumping means 302 circulates so as to return to the pumping means 302 again via each means.

圧送手段302によって圧送された冷媒は、送水管305を通過して冷却管307(流入口)に流入し、さらに冷却範囲110を冷却しながら冷却管307を流過していき、冷却管307(排出口)から排水管306に排出される。このとき、冷却範囲110のコンクリートとの間で熱交換が行われるため、冷媒の温度は上昇した状態で(例えば温水になって)排出される。排水管306を通過した冷媒はリターンタンク304に貯留され、貯留された冷媒は順次冷媒冷却手段303に送られて再度冷却される。そして冷却された冷媒が、再び圧送手段302によって圧送される。このように圧送手段302は、継続して冷媒を圧送し続け、解析手段301で設定された冷却終期になると冷媒の圧送を停止する。 The refrigerant pumped by the pumping means 302 passes through the water pipe 305, flows into the cooling pipe 307 (inflow port), and further flows through the cooling pipe 307 while cooling the cooling range 110, and the cooling pipe 307 ( It is discharged from the discharge port) to the drain pipe 306. At this time, since heat exchange is performed with the concrete in the cooling range 110, the temperature of the refrigerant is discharged in an elevated state (for example, hot water). The refrigerant that has passed through the drain pipe 306 is stored in the return tank 304, and the stored refrigerant is sequentially sent to the refrigerant cooling means 303 to be cooled again. Then, the cooled refrigerant is pumped again by the pumping means 302. In this way, the pumping means 302 continuously pumps the refrigerant, and stops the pumping of the refrigerant at the end of cooling set by the analysis means 301.

冷却管307のうちコンクリート壁面に近い流入口付近と排出口付近は、図12に示すように冷却停止後に取り外すことができる構造にするとよい。具体的には、冷却管307の本管の両端(つまり、流入口と排出口)にソケットを設け、このソケットSの内ネジとニップルNの外ネジを利用してニップルNをソケットSに螺着させる。なお、ニップルNの一部はコンクリート内に埋設され、他の一部はコンクリートの外に出るよう、このニップルNは配置される。ニップルNはソケットSに螺着しているため、コンクリート外に出た部分を掴んで回すことで、冷却停止後であっても比較的容易に取り外すことができるわけである。なお、ソケットSとニップルNのネジ部分にはあらかじめグリスなどの剥離剤を塗布しておくと、さらにニップルNの取り外しが容易となって好適である。 Of the cooling pipes 307, the vicinity of the inflow port and the vicinity of the discharge port near the concrete wall surface may have a structure that can be removed after the cooling is stopped, as shown in FIG. Specifically, sockets are provided at both ends (that is, the inflow port and the discharge port) of the main of the cooling pipe 307, and the nipple N is screwed into the socket S by using the internal screw of the socket S and the external screw of the nipple N. Let me wear it. The nipple N is arranged so that a part of the nipple N is buried in the concrete and the other part goes out of the concrete. Since the nipple N is screwed to the socket S, it can be removed relatively easily even after the cooling is stopped by grasping and turning the portion protruding from the concrete. It is preferable to apply a release agent such as grease to the screw portions of the socket S and the nipple N in advance so that the nipple N can be easily removed.

また、冷却停止後には冷却管307内にモルタル等の充填材が充填されるため、冷却管307の本管の端部には逆止弁Gを設置するとよい。また、冷却する必要がない箇所であって充填材が上部から下部へ流れ出る箇所では、図13に示すように冷却管307よりも小径のグラウトホースGを冷却管307端部に連結するとよい。これにより、冷却管307内における充填材の自由落を防止することができ、その結果、冷却管307の未充填部をなくすことができる。なお、冷却管307の流入口と排出口は、インバートコンクリート部分に設けるとよい。 Further, since the cooling pipe 307 is filled with a filler such as mortar after the cooling is stopped, it is preferable to install a check valve G at the end of the main pipe of the cooling pipe 307. Further, in a place where cooling is not required and the filler flows out from the upper part to the lower part, a grout hose G having a diameter smaller than that of the cooling pipe 307 may be connected to the end of the cooling pipe 307 as shown in FIG. As a result, it is possible to prevent the filler from freely falling in the cooling pipe 307, and as a result, it is possible to eliminate the unfilled portion of the cooling pipe 307. The inlet and outlet of the cooling pipe 307 may be provided in the invert concrete portion.

本願発明のコンクリート部分冷却方法、及び循環冷却システムは、トンネル覆工コンクリートや、橋梁の上部工・下部工、擁壁、カルバート、ダムといった土木構造物、あるいは集合住宅やオフィスビルといった建築構造物、その他種々のコンクリート構造物に利用することができる。本願発明が、温度ひび割れの少ない、いわば高品質のコンクリート構造物を提供することを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。 The concrete partial cooling method and circulation cooling system of the present invention include tunnel lining concrete, civil engineering structures such as bridge superstructures / substructures, retaining walls, culverts, and dams, or building structures such as apartment buildings and office buildings. It can be used for various other concrete structures. Considering that the invention of the present application provides a so-called high-quality concrete structure with few temperature cracks, it can be said that the invention can be used not only industrially but also can be expected to make a great contribution to society.

100 対象コンクリート
110 (対象コンクリートのうちの)冷却範囲
120 (対象コンクリートのうちの)非冷却範囲
200 拘束体
300 本願発明の循環冷却システム
301 (循環冷却システムの)解析手段
302 (循環冷却システムの)圧送手段
303 (循環冷却システムの)冷媒冷却手段
304 (循環冷却システムの)リターンタンク
305 (循環冷却システムの)送水管
306 (循環冷却システムの)排水管
307 (循環冷却システムの)冷却管
H 解析上の冷却範囲
S ソケット
N ニップル
V 逆止弁
G グラウトホース
100 Target concrete 110 Cooling range (of target concrete) 120 Non-cooling range (of target concrete) 200 Restraint 300 Circulation cooling system 301 (of circulation cooling system) Analytical means 302 (of circulation cooling system) of the present invention Pumping Means 303 (Circulation Cooling System) Cooling Means 304 (Circulation Cooling System) Return Tank 305 (Circulation Cooling System) Water Supply Pipe 306 (Circulation Cooling System) Drainage Pipe 307 (Circulation Cooling System) Cooling Pipe H Analysis Upper cooling range S Socket N Nipple V Check valve G Grout hose

Claims (9)

コンクリートを冷却範囲と非冷却範囲に分け、該冷却範囲のみに対して冷却することでコンクリートのひび割れを抑制する方法であって、
コンクリートの冷却を停止する冷却終期を設定する事前解析工程と、
前記冷却終期になるまで前記冷却範囲のコンクリートを冷却する冷却工程と、を備え、
前記事前解析工程では、解析上の冷却終期を変えながら温度応力解析を行うことによって、打込み後のコンクリートの節点ごとのひび割れ指数を時点ごとに求めるとともに、時点ごとに全節点中最も小さなひび割れ指数を抽出し、時点ごとに抽出された最も小さなひび割れ指数のうちの最小値を解析上の冷却終期に係る最小ひび割れ指数として求め、該解析上の冷却終期に係る最小ひび割れ指数があらかじめ設定した終期用閾値を超えるように前記冷却終期を設定する、
ことを特徴とするコンクリート部分冷却方法。
It is a method of suppressing cracks in concrete by dividing concrete into a cooling range and a non-cooling range and cooling only the cooling range.
Pre-analysis process to set the cooling end to stop the cooling of concrete,
A cooling step of cooling the concrete in the cooling range until the end of cooling is provided.
In the pre-analysis step, the crack index for each node of the concrete after driving is obtained for each time point by performing the temperature stress analysis while changing the cooling end period in the analysis, and the smallest crack index among all the nodes is obtained for each time point. Is extracted, and the minimum value of the smallest crack index extracted for each time point is obtained as the minimum crack index related to the final cooling end in the analysis, and the minimum crack index related to the final cooling stage in the analysis is set in advance for the final stage. Set the cooling end to exceed the threshold,
A concrete part cooling method characterized by that.
打込み後のコンクリート温度を計測する温度計測工程を、さらに備え、
前記事前解析工程では、打込み後のコンクリート温度が最大となる時期を温度ピーク時期として算出するとともに、該温度ピーク時期後の冷却期間をピーク後冷却期間として求め、
前記冷却工程では、前記事前解析工程で得られた前記温度ピーク時期のコンクリート温度と、前記温度計測工程で得られるコンクリート温度と、前記ピーク後冷却期間と、に基づいて前記事前解析工程で設定した前記冷却終期を修正し、修正した冷却終期になると冷却を停止する、
ことを特徴とする請求項1記載のコンクリート部分冷却方法。
Further equipped with a temperature measurement process to measure the concrete temperature after driving,
In the pre-analysis step, the time when the concrete temperature after driving is maximized is calculated as the temperature peak time, and the cooling period after the temperature peak time is obtained as the post-peak cooling period.
In the cooling step, the pre-analysis step is based on the concrete temperature at the temperature peak time obtained in the pre-analysis step, the concrete temperature obtained in the temperature measurement step, and the post-peak cooling period. Correct the set cooling end, and stop cooling when the corrected cooling end is reached.
The concrete partial cooling method according to claim 1.
前記事前解析工程では、解析上の冷却範囲を変えながら温度応力解析を行うことによって、コンクリートの節点ごとのひび割れ指数の履歴を求めるとともに節点ごとの最小値を抽出し、さらに節点ごとに抽出された最小値のうち最も小さい値を解析上の冷却範囲に係る最小ひび割れ指数として求め、該解析上の冷却範囲に係る最小ひび割れ指数があらかじめ設定した範囲用閾値を上回る解析上の冷却範囲を前記冷却範囲として設定し、
前記冷却工程では、前記事前解析工程で設定した前記冷却範囲のコンクリートを冷却する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のコンクリート部分冷却方法。
In the pre-analysis step, the temperature stress analysis is performed while changing the cooling range in the analysis to obtain the history of the crack index for each node of concrete, extract the minimum value for each node, and further extract for each node. The smallest value among the minimum values is obtained as the minimum crack index related to the analytical cooling range, and the analytical cooling range in which the minimum crack index related to the analytical cooling range exceeds the preset range threshold is defined as the cooling. Set as a range,
In the cooling step, the concrete in the cooling range set in the pre-analysis step is cooled.
The concrete partial cooling method according to claim 1 or 2, wherein the concrete portion is cooled.
前記事前解析工程では、鉛直方向の範囲を設定することで解析上の冷却範囲を定め、高さを規定した前記冷却範囲を設定する、
ことを特徴とする請求項3記載のコンクリート部分冷却方法。
In the pre-analysis step, the cooling range in analysis is determined by setting the range in the vertical direction, and the cooling range in which the height is defined is set.
The concrete partial cooling method according to claim 3.
前記事前解析工程では、水平方向の範囲を設定することで解析上の冷却範囲を定め、幅を規定した前記冷却範囲を設定する、
ことを特徴とする請求項3又は請求項4記載のコンクリート部分冷却方法。
In the pre-analysis step, the cooling range for analysis is determined by setting the horizontal range, and the cooling range for which the width is defined is set.
The concrete partial cooling method according to claim 3 or 4.
前記非冷却範囲のコンクリートを保温養生する保温養生工程を、
さらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のコンクリート部分冷却方法。
The heat-retaining curing process for heat-retaining the concrete in the non-cooling range
The concrete partial cooling method according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
前記冷却工程では、前記冷却範囲のコンクリート内部に水平又は略水平姿勢で埋設された冷却管内に、圧送手段によって冷媒を圧送して流過させることで、前記冷却範囲のコンクリートを冷却する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のコンクリート部分冷却方法。
In the cooling step, the concrete in the cooling range is cooled by pumping the refrigerant into the cooling pipe embedded in the concrete in the cooling range in a horizontal or substantially horizontal posture by pumping means.
The concrete partial cooling method according to any one of claims 1 to 6, wherein the concrete portion is cooled.
冷却する対象がトンネル覆工コンクリートであり、
前記冷却工程では、循環冷却システムを用いて前記冷却範囲のトンネル覆工コンクリートを冷却し、
前記循環冷却システムは、トンネル覆工コンクリート用の移動式型枠台車に設置された前記圧送手段と冷媒冷却手段を有し、該圧送手段によって冷媒を圧送し、前記冷却管から排出される冷媒を該冷媒冷却手段によって冷却し、該圧送手段によって冷却された冷媒を圧送する、
ことを特徴とする請求項7記載のコンクリート部分冷却方法。
The object to be cooled is tunnel lining concrete,
In the cooling step, a circulating cooling system is used to cool the tunnel lining concrete in the cooling range.
The circulation cooling system has the pumping means and the refrigerant cooling means installed on the mobile frame trolley for tunnel lining concrete, the refrigerant is pumped by the pumping means, and the refrigerant discharged from the cooling pipe is discharged. The refrigerant is cooled by the refrigerant cooling means, and the refrigerant cooled by the pumping means is pumped.
The concrete partial cooling method according to claim 7.
トンネル覆工コンクリートのうち冷却範囲のみに水平又は略水平姿勢で埋設された冷却管内に、冷媒を流過させる循環冷却システムであって、
コンクリートの冷却を停止する冷却終期を求める解析手段と、
トンネル覆工コンクリート用の移動式型枠台車に設置された圧送手段と、
前記トンネル覆工コンクリート用の移動式型枠台車に設置された冷媒冷却手段と、を備え、
前記解析手段は、解析上の冷却終期を変えながら温度応力解析を行うことによって、打込み後のコンクリートの節点ごとのひび割れ指数を時点ごとに求めるとともに、時点ごとに全節点中最も小さなひび割れ指数を抽出し、時点ごとに抽出された最も小さなひび割れ指数のうちの最小値を解析上の冷却終期に係る最小ひび割れ指数として求め、該解析上の冷却終期に係る最小ひび割れ指数があらかじめ設定した終期用閾値を超えるように前記冷却終期を求め、
前記冷媒冷却手段は、前記冷却管から排出される冷媒を冷却し、
前記圧送手段は、前記解析手段が求めた前記冷却終期になるまで、前記冷媒冷却手段によって冷却された冷媒を前記冷却管内に圧送する、
ことを特徴とする循環冷却システム。
It is a circulation cooling system that allows the refrigerant to flow through the cooling pipes buried in the tunnel lining concrete in a horizontal or substantially horizontal posture only in the cooling range.
Analytical means to find the end of cooling to stop the cooling of concrete,
Pumping means installed on a mobile formwork trolley for tunnel lining concrete,
Provided with a refrigerant cooling means installed on the mobile formwork carriage for tunnel lining concrete.
The analysis means obtains the crack index for each node of concrete after driving by performing temperature stress analysis while changing the cooling end period in the analysis, and extracts the smallest crack index among all the nodes for each time point. Then, the minimum value of the smallest crack index extracted for each time point is obtained as the minimum crack index related to the final cooling end in the analysis, and the final threshold set by the minimum crack index related to the final cooling stage in the analysis is set in advance. Find the end of cooling so that it exceeds
The refrigerant cooling means cools the refrigerant discharged from the cooling pipe.
The pumping means pumps the refrigerant cooled by the refrigerant cooling means into the cooling pipe until the cooling end determined by the analysis means is reached.
A circulation cooling system characterized by that.
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