JP7139275B2 - プレキャストコンクリート製部材の製造方法およびプレキャストコンクリート製部材の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒形のプレキャストコンクリート製部材の製造方法およびプレキャストコンクリート製部材の製造装置に関するものである。

従来、鉄筋籠の建込方法として、立坑内に複数のフレキシブル鉄筋を送り込んで周方向に間隔をあけて配設し、複数のフレキシブル鉄筋の周囲に帯筋を巻き付ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、浮体式洋上発電設備の浮体建造方法として、現地製作ヤードで製作されたコンクリートリングを水平方向に並べてＰＣ鋼材で一体化する方法がある（例えば、特許文献２参照。）

特開２０１８－１７２８７０号公報 特開２０１８－１７３０１１号公報

岩盤や硬質地盤等の自立性のある地盤では、先行削孔して鉄筋コンクリート製やプレストレストコンクリート製のプレキャスト杭を建て込むことにより、現地作業の省力化を図ることが考えられる。しかし、特許文献１記載に記載された鉄筋籠は、先行削孔した立坑内に中実の場所打ち杭を形成する際に用いられるものである。特許文献２には現地製作ヤードで中空の部材を建造する方法が記載されているが、軸方向が水平となる状態でコンクリートリングを製作して一体化するため、広いヤードが必要であり用地の確保が困難である。また、コンクリートリングの真円度を保持しにくい。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、円筒形のプレキャストコンクリート製部材を限られたスペースを用いて短期間で精度よく製造できるプレキャストコンクリート製部材の製造方法およびプレキャストコンクリート製部材の製造装置を提供することである。

前述した目的を達成するために第１の発明は、円筒形のプレキャストコンクリート製部材の製造方法であって、地盤に立坑を構築し、前記立坑内に鉛直方向の芯材を建て込む工程ａと、前記地盤上から縦筋と横筋とを前記立坑内に送り出しつつ前記横筋を前記縦筋に対して巻き付けて、前記立坑内に配筋構造を構築する工程ｂと、前記立坑の内周面に設けた外側ガイドレールに外型枠を取り付け、前記芯材の外周面に設けた内側ガイドレールに内型枠を取り付ける工程ｃと、前記外側ガイドレールおよび前記内側ガイドレールを用いて前記外型枠および前記内型枠を前記立坑内の下部から上部へ移動させつつ、前記外型枠と前記内型枠との間にコンクリートを打設する工程ｄと、前記立坑からプレキャストコンクリート製部材を引き抜く工程ｅと、を具備することを特徴とするプレキャストコンクリート製部材の製造方法である。

第１の発明では、地盤に構築した立坑を用いることにより、現地の限られたスペースを製作ヤードとしてプレキャストコンクリート製部材を短期間で製造できる。このため、工場等からプレキャストコンクリートを運搬し、組み立てる必要がなく、部材の保管や組立用のスペースが不要である。また、立坑の内周面と立坑に建て込んだ芯材の外周面に設けたガイドレールを用いて外型枠と内型枠とを移動させつつコンクリートを打設することにより、断面が円筒形のプレキャストコンクリート製部材を精度よく製造でき、自動化も可能である。

前記工程ｂで、前記縦筋の下端部および前記横筋の下端部をエンドプレートに固定した状態で前記エンドプレートを降下させて、前記立坑の下部に設けられた支持ブロックに前記エンドプレートを固定することが望ましい。
これにより、エンドプレートを用いて縦筋の下端部および横筋の下端部の位置を確定できるとともに、プレキャストコンクリート製部材の底を補強することができる。また、立坑の下部に設けた支持ブロックの高さを調整することによりプレキャストコンクリート製部材の長さを調整できる。

前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記地盤上から追加の縦筋を前記立坑内に送り出し、前記追加の縦筋の下端部を前記エンドプレートに固定してもよい。
これにより、配筋構造を構築した後に縦筋を追加することができる。

前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記地盤上からシース管を前記立坑内に送り出し、前記シース管の下端部を前記エンドプレートに固定し、前記工程ｄと前記工程ｅとの間に、前記シース管に緊張材を挿入して前記緊張材を前記エンドプレートに定着してもよい。
シース管および緊張材を設けて緊張力を導入することにより、プレキャストコンクリート製部材の部材厚を薄くして軽量化することができる。

前記工程ｄで、前記外型枠および前記内型枠が取り外されたコンクリートを蒸気養生することが望ましい。
これにより、コンクリートの強度を早期に発現させることができる。

前記プレキャストコンクリート製部材が洋上風車のモノパイル基礎であり、前記工程ｄと前記工程ｅとの間に、前記工程ｄで打設したコンクリートの上方に、洋上風車のタワーと接続するためのタワー接続部を構築してもよい。
これにより、タワーを直接接続できる洋上風車のモノパイル基礎を容易に製造することができる。

第２の発明は、円筒形のプレキャストコンクリート製部材の製造装置であって、所定の深さを有する立坑と、前記立坑内に鉛直方向に設置された芯材と、地盤上から前記立坑内に縦筋を送り出すための縦筋送り出し装置と、前記地盤上から前記立坑内に横筋を送り出すための横筋送り出し装置と、前記横筋送り出し装置を前記立坑の地表の開口部の外周に沿って回転させる回転装置と、前記立坑の内周面に設けられた外側ガイドレールに沿って昇降可能な外型枠と、前記芯材の外周面に設けられた内側ガイドレールに沿って昇降可能な内型枠と、を具備することを特徴とするプレキャストコンクリート製部材の製造装置である。

第２の発明では、立坑を用いることにより、現地の限られたスペースを製作ヤードとしてプレキャストコンクリート製部材を短期間で製造できる。また、立坑の内周面と立坑に建て込んだ芯材の外周面とに設けたガイドレールに沿って外型枠と内型枠とを昇降可能とすることにより、断面が円筒形のプレキャストコンクリート製部材を精度よく製造できる。

前記立坑を跨ぐように地上に設けられた架台をさらに具備し、前記芯材の上端が前記架台に固定され、前記縦筋送り出し装置が前記架台に取り付けられたことが望ましい。
これにより、芯材の上端を確実に固定するとともに、縦筋送り出し装置を地盤上に設置することができる。

前記回転装置は、前記横筋送り出し装置を取り外して前記縦筋送り出し装置を取り付けることが可能であることが望ましい。
これにより、縦筋送り出し装置を立坑の地表の開口部の外周に沿って回転移動させて、所望の位置から縦筋を送り出すことができる。

前記回転装置が、ターンテーブルであることが望ましい。
これにより、横筋送り出し装置をスムーズに回転させて横筋を縦筋に対して巻き付けることができる。

前記回転装置に、開閉機能を有するコンクリートホッパーが設けられたことが望ましい。
これにより、コンクリートの打設時に回転装置を回転させてコンクリートホッパーの位置を変えることができる。また、コンクリートホッパーを開閉して各打設箇所における打設量が均等になるように調整することができる。

前記芯材が鋼管であることが望ましい。
これにより、芯材の内部に昇降装置などを設置することができる。

本発明によれば、円筒形のプレキャストコンクリート製部材を限られたスペースを用いて短期間で精度よく製造できるプレキャストコンクリート製部材の製造方法およびプレキャストコンクリート製部材の製造装置を提供できる。

製造装置１を示す図。 製造装置１を示す図。 縦筋２９および横筋３１の下端部を固定した状態を示す図。 エンドプレート２１を降下させた状態を示す図。 追加の縦筋２９を配筋している状態を示す図。 シース管４１を配置している状態を示す図。 外型枠２３および内型枠２５を取り付けた状態を示す図。 外型枠２３および内型枠２５を取り付けた状態を示す図。 コンクリート４４を打設している状態を示す図。 タワー接続部４９を構築した状態を示す図。 プレキャストコンクリート製部材２に緊張力を導入した状態を示す図。 立坑５からプレキャストコンクリート製部材２を引き抜いている状態を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．製造装置１）
図１、図２は、製造装置１を示す図である。図１は製造装置１の鉛直断面図であり、図２（ａ）は製造装置１を上方から見た図、図２（ｂ）は図１の矢印Ａ１－Ａ１による断面を示す図、図２（ｃ）は図１の矢印Ａ２－Ａ２による断面を示す図である。また、図３は、縦筋２９および横筋３１の下端部を固定した状態を示す図であり、図３（ａ）は図３（ｂ）の矢印Ｂ２－Ｂ２による断面を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印Ｂ１－Ｂ１による断面を示す図である。

製造装置１は、円筒形のプレキャストコンクリート製部材２（図１１参照）を製造するための装置である。図１から図３に示すように、製造装置１は、立坑５、芯材７、架台９、ターンテーブル３５、縦筋用ドラム１１、横筋用ドラム１３、外型枠２３、内型枠２５、エンドプレート２１、縦筋用テンプレート２７等からなる。

立坑５は地盤３に形成される。地盤３は、例えば大型起重機船が着岸できる深さを有する岸壁の背面の地盤である。立坑５の深さは、製造されるプレキャストコンクリート製部材２とほぼ同等とする。立坑５の直径は、製造されるプレキャストコンクリート製部材２より３～４ｍ大きく設定する。

立坑５は、ケーソンや連壁などの既知の工法を用いて形成される。立坑５は、側壁５１および底版５２によって止水性が確保される。立坑５には、雨水や越波の流入に対して十分な排水性能を持つ図示しないポンプが設置され、内部はドライアップされる。立坑５の地表の開口部の外周には、基礎コンクリート４が設けられる。

芯材７は、立坑５の中心部に鉛直方向に設置される。芯材７は、鋼管である。芯材７の直径は、製造されるプレキャストコンクリート製部材２の上部の開口より小さく設定する。芯材７の内部には、作業者が昇降するための昇降装置を設けることが望ましい。

架台９は、立坑５を跨ぐように基礎コンクリート４上に設けられる。架台９は、本体９１と、本体９１の上面に放射状に設けられた天端固定梁９２とからなる。芯材７の上端は、架台９の天端固定梁９２に固定される。これにより芯材７の位置が確実に固定される。

ターンテーブル３５は、立坑５の地表の開口部の外周に沿って回転する回転装置である。ターンテーブル３５は、架台９の内側の基礎コンクリート４上に設けられる。ターンテーブル３５には、主に横筋用ドラム１３が取り付けられるが、縦筋用ドラム１１や後述するコンクリートホッパー４３（図９参照）も取り付け可能である。

縦筋用ドラム１１は、地盤３の上方から立坑５内に縦筋２９を送り出すための縦筋送り出し装置であり、縦筋２９を巻きつけたドラムである。縦筋用ドラム１１は、架台９の本体９１の内周面に、架台９の周方向に所定の間隔をおいて取り付けられる。縦筋用ドラム１１は、架台９に対して着脱可能である。各縦筋用ドラム１１には、滑車１２が連結される。縦筋２９は、鋼製、炭素繊維、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等の材質によるストランド状の補強筋である。縦筋用ドラム１１は、シース管４１（図６参照）の送り出しにも使用できる。

横筋用ドラム１３は、地盤３の上方から立坑５内に横筋３１を送り出すための横筋送り出し装置であり、横筋３１を巻きつけたドラムである。横筋用ドラム１３は、ターンテーブル３５の上面に、ターンテーブル３５の周方向に所定の間隔をおいて取り付けられる。横筋用ドラム１３は、ターンテーブル３５に対して着脱可能である。各横筋用ドラム１３の回転軸は、上端が内側（芯材７側）に入るように鉛直方向に対して所定の角度だけ傾いている。横筋３１は、鋼製、炭素繊維、ＦＲＰ、ＣＦＲＰ等の材質によるストランド状の補強筋である。

外型枠２３は、コンクリートの打設時に外側の型枠として用いられる。外型枠２３は、立坑５の側壁５１の内周面に設けられた外側ガイドレール１５に、走行部１６を介して取り付けられる。外型枠２３は、外側ガイドレール１５に沿って走行部１６を走行させることにより、立坑５内を昇降可能である。走行部１６は外側ガイドレール１５に対して着脱可能である。

内型枠２５は、コンクリートの打設時に内側の型枠として用いられる。内型枠２５は、芯材７の外周面に設けられた内側ガイドレール１７に、走行部１８を介して取り付けられる。内型枠２５は、内側ガイドレール１７に沿って走行部１８を走行させることにより、立坑５内を昇降可能である。走行部１８は内側ガイドレール１７に対して着脱可能である。

エンドプレート２１は、縦筋２９、横筋３１、シース管４１のそれぞれの下端部を固定するためのプレートである。エンドプレート２１は、縦筋２９の下端部を固定する縦筋固定部２１１、横筋３１の下端部を固定する横筋固定部２１２、シース管４１の下端部を固定するシース管固定部２１３を有する。縦筋固定部２１１およびシース管固定部２１３は例えば鉛直方向のソケットであり、横筋固定部２１２は例えば斜め方向のソケットである。

エンドプレート２１は、内側ガイドレール１７にスライドビーム３３を介して連結される。エンドプレート２１は、内側ガイドレール１７に沿ってスライドビーム３３をスライドさせることにより、立坑５内を降下する。スライドビーム３３は内側ガイドレール１７およびエンドプレート２１に対して着脱可能である。

エンドプレート２１は、立坑５の底版５２上に設置された支持ブロック１９に固定可能である。支持ブロック１９は、芯材７の周方向に所定の間隔をおいて設置される。支持ブロック１９の高さは、製造されるプレキャストコンクリート製部材２の長さに応じて決定される。すなわち、支持ブロック１９の高さを調整することにより、製造されるプレキャストコンクリート製部材２の長さを調整できる。

縦筋用テンプレート２７は、縦筋２９及びシース管４１の位置決め用のガイドである。縦筋用テンプレート２７は、縦筋２９、シース管４１を挿入するためのガイド孔である縦筋挿入部２７１、シース管挿入部２７３を有する。縦筋挿入部２７１、シース管挿入部２７３の径は、縦筋２９、シース管４１の外径より一回り大きい。縦筋用テンプレート２７は、芯材７の上部に固定される。縦筋用テンプレート２７は、縦筋用ドラム１１より低く、横筋用ドラム１３より高い位置に固定される。

（２．プレキャストコンクリート製部材２の製造方法）
（２－１．製造装置１の設置）
プレキャストコンクリート製部材２を製造するには、まず、図１、図２に示すように、地盤３に基礎コンクリート４および立坑５を構築し、立坑５内に鉛直方向の芯材７を建て込む。そして、架台９、外側ガイドレール１５、内側ガイドレール１７、支持ブロック１９、ターンテーブル３５等を配置する。

また、縦筋用ドラム１１を図１、図２（ｂ）に示す位置に取り付け、横筋用ドラム１３を図１、図２（ｃ）に示す位置に取り付ける。さらに、エンドプレート２１を図１に示すようにスライドビーム３３を介して内側ガイドレール１７の上部に取り付けて、製造装置１の設置を完了する。なお、図１に示す走行部１６と外型枠２３、走行部１８と内型枠２５は取り外した状態とする。

（２－２．配筋構造３７の構築）
製造装置１を上記した状態に設置したら、図３に示すように、縦筋２９を縦筋用ドラム１１から巻き出して滑車１２に引っ掛けて縦筋用テンプレート２７の縦筋挿入部２７１（図２（ｃ）参照）に通す。そして、縦筋２９の下端部をエンドプレート２１の縦筋固定部２１１に固定する。また、横筋３１を横筋用ドラム１３から巻出し、横筋３１の下端部をエンドプレート２１の横筋固定部２１２に固定する。

図４は、エンドプレート２１を降下させた状態を示す図である。縦筋２９の下端部および横筋３１の下端部をエンドプレート２１に固定したら、スライドビーム３３を内側ガイドレール１７に沿ってスライドさせてエンドプレート２１を降下させる。同時に、縦筋用ドラム１１から縦筋２９を立坑５内に送り出しつつ、ターンテーブル３５を用いて横筋用ドラム１３を回転させながら横筋３１を立坑５内に送り出すことにより、横筋３１を縦筋２９に対して所定の間隔で巻き付けて配筋構造３７を構築する。

エンドプレート２１が支持ブロック１９の位置まで降下したら、エンドプレート２１を支持ブロック１９に固定する。これにより配筋構造３７の下端部すなわち縦筋２９および横筋３１の下端部の位置が確定される。そして、スライドビーム３３をエンドプレート２１及び内側ガイドレール１７から取り外して撤去する。支持ブロック１９は、芯材７の周方向に所定の間隔をおいて設置されているので、エンドプレート２１の固定やスライドビーム３３の撤去等の作業を行う際には支持ブロック１９同士の間を作業空間として用いることができる。

また、縦筋２９を縦筋用ドラム１１から切り離して上端部を縦筋用テンプレート２７に固定し、横筋３１を横筋用ドラム１３から切り離して上端部を縦筋２９に固定する。

図５は、追加の縦筋２９を配筋している状態を示す図である。図５（ａ）は図５（ｂ）の矢印Ｃ２－Ｃ２による断面を示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｃ１－Ｃ１による断面を示す図である。

図４に示す配筋構造３７には、図２（ｂ）に示す８つの縦筋用ドラム１１から送り出された縦筋２９が組み込まれている。図５に示す工程では、この配筋構造３７に追加の縦筋２９を配筋する。

追加の縦筋２９を配筋するには、図５に示すように、全ての縦筋用ドラム１１を架台９から取り外すとともに、横筋用ドラム１３をターンテーブル３５から取り外す。そして、４つの縦筋用ドラム１１をターンテーブル３５に取り付ける。

また、内側ガイドレール１７に縦筋用アーム３９を取り付ける。縦筋用アーム３９は、例えばリング状の部材からアームが張り出したものであり、張り出したアームは芯材７の径方向に伸縮可能である。また、縦筋用アーム３９は、リング状の部材が内側ガイドレール１７に沿って昇降可能であるとともに、ベアリング機構等によって芯材７の周方向に回転可能である。

次に、ターンテーブル３５を用いて縦筋用ドラム１１を立坑５の周方向に回転移動させるとともに、縦筋用アーム３９を芯材７の周方向に回転移動させて、縦筋用ドラム１１および縦筋用アーム３９を追加の縦筋２９の配筋予定位置に対応させる。そして、縦筋用ドラム１１から追加の縦筋２９を巻き出して縦筋用テンプレート２７の縦筋挿入部２７１に通し、追加の縦筋２９の下端部を縦筋用アーム３９で把持する。その後、縦筋用アーム３９を内側ガイドレール１７に沿って降下させると同時に、地盤３上から追加の縦筋２９を立坑５内に送り出して配筋構造３７内に配置して、追加の縦筋２９の下端部をエンドプレート２１の縦筋固定部２１１（図３（ｂ）参照）に固定する。追加の縦筋２９の下端部をエンドプレート２１に固定したら、縦筋用アーム３９での把持を解除して縦筋用アーム３９を上昇させる。

以降、縦筋用ドラム１１および縦筋用アーム３９を回転移動させて追加の縦筋２９を配筋したい位置に対応させる作業と、追加の縦筋２９を配筋する作業とを必要に応じて繰り返し、所定の本数の追加の縦筋２９を配筋する。

（２－３．シース管４１の配置）
図６は、シース管４１を配置している状態を示す図である。追加の縦筋２９の配筋が完了したら、図６に示すように、シース管４１を縦筋用ドラム１１に巻きつけて、シース管４１が縦筋２９よりも芯材７側に配置されるように滑車１２の位置または大きさを調整する。また、シース管４１を縦筋２９よりも芯材７側で把持できるように縦筋用アーム３９のアームの張り出し長さを調整する。シース管４１は、ポリプロピレン製等の可撓性のある材質とする。

次に、ターンテーブル３５を用いて縦筋用ドラム１１を立坑５の周方向に回転移動させるとともに、縦筋用アーム３９を芯材７の周方向に回転移動させて、縦筋用ドラム１１および縦筋用アーム３９をシース管４１の配置予定位置に対応させる。そして、縦筋用ドラム１１からシース管４１を巻き出して縦筋用テンプレート２７のシース管挿入部２７３（図５（ｂ）参照）に通し、シース管４１の下端部を縦筋用アーム３９で把持する。その後、縦筋用アーム３９を内側ガイドレール１７に沿って降下させると同時に、地盤３上からシース管４１を立坑５内に送り出して配筋構造３７内に配置して、シース管４１の下端部をエンドプレート２１のシース管固定部２１３（図３（ｂ）参照）に固定する。シース管４１の下端部をエンドプレート２１に固定したら、縦筋用アーム３９での把持を解除して縦筋用アーム３９を内側ガイドレール１７から取り外す。

（２－４．型枠の取付）
図７、図８は、外型枠２３および内型枠２５を取り付けた状態を示す図である。図８（ａ）は外型枠２３および内型枠２５の昇降中の位置を示す図、図８（ｂ）は外型枠２３および内型枠２５の一部をコンクリート打設時の位置に移動させた状態を示す図である。図８（ｃ）は外型枠２３および内型枠２５の全体をコンクリート打設時の位置に移動させた状態を示す図であり、図７の矢印Ｄ－Ｄによる断面を示す図である。なお、図８では走行部１６、１８の図示を省略している。

シース管４１の配置が終わったら、外側ガイドレール１５に走行部１６を介して外型枠２３を取り付ける。また、内側ガイドレール１７に走行部１８を介して内型枠２５を取り付ける。

図８に示すように、外型枠２３は、外型枠２３ａ、２３ｂからなる。外型枠２３ａ、２３ｂは、接合面にテーパが設けられる。外型枠２３ａ、２３ｂは、それぞれ外周面にジャッキ２４ａ、２４ｂが設けられる。また、内型枠２５は、内型枠２５ａ、２５ｂからなる。内型枠２５ａ、２５ｂは、接合面にテーパが設けられる。内型枠２５ａ、２５ｂは、それぞれ、内周面にジャッキ２６ａ、２６ｂが設けられる。

外型枠２３、内型枠２５を取り付けたら、図８（ａ）に示すようにジャッキ２４ａ、２４ｂ、ジャッキ２６ａ、２６ｂを縮めた状態で、外型枠２３を外側ガイドレール１５に沿って降下させ、内型枠２５を内側ガイドレール１７に沿って降下させる。

外型枠２３、内型枠２５が立坑５の底部付近まで降下したら、図８（ｂ）に示すようにジャッキ２４ａを伸ばして外型枠２３ａを内側に移動させるとともに、ジャッキ２６ａを伸ばして内型枠２５ａを外側に移動させる。次に、図８（ｃ）に示すようにジャッキ２４ｂを伸ばして外型枠２３ｂを内側に移動させて外型枠２３を筒型にするとともに、ジャッキ２６ｂを伸ばして内型枠２５ｂを外側に移動させて内型枠２５を筒型にする。

（２－５．コンクリート４４の打設）
図９は、コンクリート４４を打設している状態を示す図である。図７、図８（ｃ）に示すように外型枠２３および内型枠２５を配置したら、コンクリートの打設準備を行う。すなわち図９に示すようにターンテーブル３５から縦筋用ドラム１１を取り外し、ターンテーブル３５に吐出口を開閉することが可能な開閉機能を有するコンクリートホッパー４３を取り付ける。そして、図示しないトラミキ用架台からトラックミキサー車によりコンクリートホッパー４３にコンクリートを投入する。また、打設管４５を外型枠２３と内型枠２５との間に配置する。

コンクリートの打設準備が完了したら、まず、図７に示すように配置された外型枠２３と内型枠２５との間に、コンクリートホッパー４３から打設管４５を介して最下段のコンクリート４４－１を打設する。このときターンテーブル３５を用いてコンクリートホッパー４３を立坑５の開口部の外周に沿って回転させることにより、打設管４５による打設箇所を変えることができる。また、コンクリートホッパー４３を開閉することにより各打設箇所における打設量を均等に調整することができる。エンドプレート２１はコンクリート４４－１に埋設される。

打設したコンクリート４４－１が硬化したら、図８に示すジャッキ２４ｂおよびジャッキ２６ｂを縮めて外型枠２３ｂおよび内型枠２５ｂを移動させた後、ジャッキ２４ａおよびジャッキ２６ａを縮めて外型枠２３ａおよび内型枠２５ａを移動させて脱型する。そして、外型枠２３および内型枠２５を外側ガイドレール１５および内側ガイドレール１７を用いて一段上方に移動させ、図示しない養生用蒸気管から蒸気４７を吐出して脱型後のコンクリート４４－１の蒸気養生を行う。

その後、上記と同様の手順で外型枠２３および内型枠２５を立坑５内の下部から上部へ一段ずつ移動させつつ、外型枠２３と内型枠２５との間にコンクリート４４－２、４４－３、…、４４－ｎを順次打設して脱型し、蒸気４７による養生を行う。立坑５は地盤３中に形成されており密閉されているので、温度変化が少なく蒸気養生に適している。そのため、コンクリート４４の強度を早期に発現させて短期間で打設を完了することができる。

（２－６．タワー接続部４９の構築）
図１０は、タワー接続部４９を構築した状態を示す図である。最上段のコンクリート４４－ｎを打設したら、コンクリート４４－ｎの上方に補強筋と型枠を組み立ててコンクリートを打設して、洋上風車のタワーと接続するためのタワー接続部４９を構築する。

（２－７．プレキャストコンクリート製部材２の完成）
図１１は、プレキャストコンクリート製部材２に緊張力を導入した状態を示す図である。タワー接続部４９のコンクリートが硬化したら、図１１に示すようにシース管４１に緊張材４２を挿入し、下端部をエンドプレート２１に定着する。緊張材４２の下端部はエンドプレート２１に自動的に固定される機構としてもよいし、支持ブロック１９同士の間に作業者が入って緊張材４２の下端部をエンドプレート２１に固定してもよい。その後、緊張材４２を緊張して上端部をタワー接続部４９に定着する。

緊張材４２を定着したら、タワー接続部４９に墜落防止用手摺等の図示しない付帯設備を取り付け、プレキャストコンクリート製部材２を完成する。そして、架台９から天端固定梁９２を撤去する。

（２－８．プレキャストコンクリート製部材２の引き抜き）
図１２は、立坑５からプレキャストコンクリート製部材２を引き抜いている状態を示す図である。架台９から天端固定梁９２を撤去したら、地盤３の近傍の岸壁に着岸させた大型の起重機船５０を用いて、立坑５からプレキャストコンクリート製部材２を引き抜く。

このように、本実施形態によれば、地盤３に構築した立坑５を製作ヤードとすることにより、限られたスペースを用いてプレキャストコンクリート製部材２を短期間で製造できる。また、立坑５の内周面に設けた外側ガイドレール１５と立坑５に建て込んだ芯材７の外周面に設けた内側ガイドレール１７とを用いて、外型枠２３および内型枠２５を立坑５の下部から上部へ一段ずつ移動させつつコンクリート４４を打設することにより、断面が円筒形のプレキャストコンクリート製部材２を精度よく製造できる。

本実施形態では、エンドプレート２１を用いることにより、縦筋２９の下端部、横筋３１の下端部、緊張材４２の下端部を確実に固定して位置ずれを防ぐとともに、プレキャストコンクリート製部材２の底を補強することができる。また、ターンテーブル３５を用いることにより、横筋用ドラム１３をスムーズに回転させて横筋３１を縦筋２９に対して巻き付けることができる。

本実施形態では、ターンテーブル３５から横筋用ドラム１３を取り外して縦筋用ドラム１１を取り付け、縦筋用ドラム１１を立坑５の開口部の外周に沿って回転移動させることにより、横筋３１と一部の縦筋２９とからなる配筋構造３７を構築した後に追加の縦筋２９を所望の位置から立坑５内に送り出して配筋することができる。そのため、多数の縦筋用ドラム１１を過密に配置することなく配筋構造３７を構築できる。

本実施形態では、シース管４１および緊張材４２を配置して緊張力を導入することにより、プレキャストコンクリート製部材２の部材厚を薄くして軽量化することができる。また、洋上風車のタワーと接続するためのタワー接続部４９を構築することにより、タワーを直接接続できる洋上風車のモノパイル基礎を容易に製造することができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本実施形態ではプレキャストコンクリート製部材２の上端にタワー接続部４９を構築したが、タワー接続部４９は必須ではない。また、地盤３の立地条件は岸壁の背面に限らず、プレキャストコンクリート製部材の用途もモノパイル基礎に限らない。立坑５は、円筒形のプレキャストコンクリート製部材を使用する現場近くの地盤３に構築することが望ましく、例えば、内陸部の地盤３に立坑５を構築して円筒形のプレキャストコンクリート製の杭を構築してもよい。

本実施形態では、縦筋用ドラム１１を架台９からターンテーブル３５に付け替えて配筋構造３７に追加の縦筋２９を配筋したが、縦筋２９を追加しない場合には縦筋用ドラム１１の付け替えは不要である。また、配筋構造３７では縦筋２９を一重の円周上に配置したが、滑車１２の位置や縦筋用アーム３９での把持位置を調整することにより、縦筋２９を二重以上の円周上に配置してもよい。

本実施形態では、シース管４１や緊張材４２を設けてプレキャストのプレストレストコンクリート製部材を製造したが、シース管４１や緊張材４２を設けずプレキャストの鉄筋コンクリート製部材を製造する場合もある。

本実施形態では、配筋構造３７を構築した後に外型枠２３、内型枠２５を立坑５の上から外側ガイドレール１５、内側ガイドレール１７に取り付けて降下させたが、外型枠２３、内型枠２５の取り付け時期はこれに限らない。例えば、外側ガイドレール１５、内側ガイドレール１７の設置と同時に外型枠２３、内型枠２５を取り付けてもよい。この場合、支持ブロック１９の下方に空間を設け、コンクリートの打設開始まで外型枠２３および内型枠２５をこの空間に格納しておけばよい。

１………製造装置
２………プレキャストコンクリート製部材
３………地盤
４………基礎コンクリート
５………立坑
７………芯材
９………架台
１１………縦筋用ドラム
１２………滑車
１３………横筋用ドラム
１５………外側ガイドレール
１６、１８………走行部
１７………内側ガイドレール
１９………支持ブロック
２１………エンドプレート
２３、２３ａ、２３ｂ………外型枠
２４ａ、２４ｂ………ジャッキ
２５、２５ａ、２５ｂ………内型枠
２６ａ、２６ｂ………ジャッキ
２７………縦筋用テンプレート
２９………縦筋
３１………横筋
３３………スライドビーム
３５………ターンテーブル
３７………配筋構造
３９………縦筋用アーム
４１………シース管
４２………緊張材
４３………コンクリートホッパー
４４、４４－１、４４－２、４４－３、４４－ｎ………コンクリート
４５………打設管
４７………蒸気
４９………タワー接続部
５０………起重機船
５１………側壁
５２………底版
９１………本体
９２………天端固定梁
２１１………縦筋固定部
２１２………横筋固定部
２１３………シース管固定部
２７１………縦筋挿入部
２７３………シース管挿入部

Claims (12)

1. 円筒形のプレキャストコンクリート製部材の製造方法であって、
   地盤に立坑を構築し、前記立坑内に鉛直方向の芯材を建て込む工程ａと、
   前記地盤上から縦筋と横筋とを前記立坑内に送り出しつつ前記横筋を前記縦筋に対して巻き付けて、前記立坑内に配筋構造を構築する工程ｂと、
   前記立坑の内周面に設けた外側ガイドレールに外型枠を取り付け、前記芯材の外周面に設けた内側ガイドレールに内型枠を取り付ける工程ｃと、
   前記外側ガイドレールおよび前記内側ガイドレールを用いて前記外型枠および前記内型枠を前記立坑内の下部から上部へ移動させつつ、前記外型枠と前記内型枠との間にコンクリートを打設する工程ｄと、
   前記立坑からプレキャストコンクリート製部材を引き抜く工程ｅと、
   を具備することを特徴とするプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
2. 前記工程ｂで、前記縦筋の下端部および前記横筋の下端部をエンドプレートに固定した状態で前記エンドプレートを降下させて、前記立坑の下部に設けられた支持ブロックに前記エンドプレートを固定することを特徴とする請求項１記載のプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
3. 前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記地盤上から追加の縦筋を前記立坑内に送り出し、前記追加の縦筋の下端部を前記エンドプレートに固定することを特徴とする請求項２記載のプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
4. 前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記地盤上からシース管を前記立坑内に送り出し、前記シース管の下端部を前記エンドプレートに固定し、
   前記工程ｄと前記工程ｅとの間に、前記シース管に緊張材を挿入して前記緊張材を前記エンドプレートに定着することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
5. 前記工程ｄで、前記外型枠および前記内型枠が取り外されたコンクリートを蒸気養生することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
6. 前記プレキャストコンクリート製部材が洋上風車のモノパイル基礎であり、
   前記工程ｄと前記工程ｅとの間に、前記工程ｄで打設したコンクリートの上方に、洋上風車のタワーと接続するためのタワー接続部を構築することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のプレキャストコンクリート製部材の製造方法。
7. 円筒形のプレキャストコンクリート製部材の製造装置であって、
   所定の深さを有する立坑と、
   前記立坑内に鉛直方向に設置された芯材と、
   地盤上から前記立坑内に縦筋を送り出すための縦筋送り出し装置と、
   前記地盤上から前記立坑内に横筋を送り出すための横筋送り出し装置と、
   前記横筋送り出し装置を前記立坑の地表の開口部の外周に沿って回転させる回転装置と、
   前記立坑の内周面に設けられた外側ガイドレールに沿って昇降可能な外型枠と、
   前記芯材の外周面に設けられた内側ガイドレールに沿って昇降可能な内型枠と、
   を具備することを特徴とするプレキャストコンクリート製部材の製造装置。
8. 前記立坑を跨ぐように地上に設けられた架台をさらに具備し、
   前記芯材の上端が前記架台に固定され、
   前記縦筋送り出し装置が前記架台に取り付けられたことを特徴とする請求項７記載のプレキャストコンクリート製部材の製造装置。
9. 前記回転装置は、前記横筋送り出し装置を取り外して前記縦筋送り出し装置を取り付けることが可能であることを特徴とする請求項７または請求項８記載のプレキャストコンクリート製部材の製造装置。
10. 前記回転装置が、ターンテーブルであることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載のプレキャストコンクリート製部材の製造装置。
11. 前記回転装置に、開閉機能を有するコンクリートホッパーが設けられたことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載のプレキャストコンクリート製部材の製造装置。
12. 前記芯材が鋼管であることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれかに記載のプレキャストコンクリート製部材の製造装置。

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