JP7286441B2 - 中空構造物の構築方法 - Google Patents
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Description
また、この構築方法では、付加製造装置を用いて所定位置に所定形状の構造体を容易に配置できるため、所定形状の型枠を用いなくても中空構造物を確実に、かつ、容易に施工できる。
以下、本実施形態の中空構造物の構築方法について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、繊維入りモルタルを用いて中空構造物を構築する場合について説明する。
本実施形態で構築する中空構造物Xは、例えば筒形シェルや道路、水路のアーチカルバートの頂版部などの構造物であり、図1(a)、(b)に示すように、基礎等に設置された幅方向両側の基部Xbと、この基部Xbから上方及び水平方向に張り出したアーチ部(屋根部)Xaと、を備えている。アーチ部Xaの内側には、略半円弧状断面形状で一軸方向に延びる中空部Xcが形成されている。
本実施形態の中空構造物Xの構築方法は、空気膜設置工程と、空気圧入工程と、繊維入りモルタル生成工程(以下、単に生成工程という場合がある)と、繊維補強構造体施工工程(以下、単に構造体施工工程又は施工工程という場合がある)と、を備える。
以下、各工程について説明する。
空気膜設置工程では、図2に示すように、中空構造物Xの構築位置に、中空構造物Xの中空部Xcに対応した形状の空気膜Sを設置する。
空気膜Sは、施工工程で外面Soに繊維入りモルタルFCを配置しても損傷を生じない十分な強度を有するとともに可撓性を有する膜材料からなる。
空気圧入工程では、図2に示すように、空気膜設置工程で構築位置に設置された空気膜Sで覆われる内側に空気を圧入し、内圧により空気膜Sを外向きに加圧する(図2の矢印参照)。
生成工程では、未硬化状態のモルタル材料に複数の繊維を混入させて繊維入りモルタルを作製する。
繊維補強構造体施工工程では、図3に示すように、未硬化状態のコンクリート又はモルタルに複数の繊維を混入した繊維入りモルタルFCを空気膜Sの外面Soに配置していくことで、空気膜Sの外面Soに連続した繊維補強構造体(構造体)ACを施工する。
繊維入りモルタルFCを空気膜Sの外面Soに配置するために、本実施形態では、空気膜Sの外側に配置された付加製造装置10を用いてセメント系材料(繊維入りモルタルFC)を自動施工する。
本実施形態の押出口18は角筒形状の小径部14の断面形状を有しており、繊維入りモルタルFCを角柱状に押出し可能となっている。
さらに、先に空気膜Sの外面So上に配置された繊維入りモルタルFCに沿って隣接するように並べて、次の繊維入りモルタルFCを空気膜Sの外面Soに沿って配置する。
例えば、上記実施形態では、繊維補強構造体施工工程において、付加製造装置10のノズル11により角柱状に吐出された繊維入りモルタルFCを、アーチ部Xaの横断方向に連続するように空気膜Sの外面Soに配置したが、図6に示すように、繊維入りモルタルFCをアーチ部Xaの縦断方向(中空部Xcの軸線方向)に連続するように空気膜Sの外面Soに配置して順次積層してもよい。
図8(a)~(c)は第2実施形態を示している。第2実施形態の繊維入りモルタルFCを用いた中空構造物Xの構築方法では、構築する中空構造物Xの形状が第1実施形態とは異なり、球形シェルやドーム構造を有する大型のドーム建築物等である。本実施形態では、半球シェルの施工方法(中空構造物の構築方法)について説明する。
本実施形態の中空構造物Xであっても、第1実施形態と同様に、空気膜設置工程と、空気圧入工程と、繊維入りモルタル生成工程と、繊維補強構造体施工工程と、により構築することができる。
例えば第1実施形態と同様に、角柱状に吐出された繊維入りモルタルFCを空気膜Sの外面Soに順次積層配置する方向や順序を適宜変更したり、複数の付加製造装置10を同時使用して繊維入りモルタルFCを空気膜Sに配置することが可能である。
11 ノズル
X 中空構造物
Xa アーチ部
Xb 基部
Xc 中空部
Xd ドーム部
S 空気膜
Sc 内部空間
Se 端部閉塞膜
So 外面
F 繊維
M モルタル
C コンクリート
FC 繊維入りモルタル
AC 繊維補強構造体(構造体)
P 押出方向
Claims (4)
- 中空構造物の中空部に対応した形状の空気膜を設置する空気膜設置工程と、
前記空気膜で覆われる内側に空気を圧入し、内圧により前記空気膜を外向きに加圧する空気圧入工程と、
未硬化状態の水硬性混合物を前記空気膜の外面に配置することで構造体を施工する構造体施工工程と、を備え、
前記構造体施工工程では、付加製造装置を用いて前記水硬性混合物を角柱状、円柱状または小判型柱状に押出しながらノズルを前記空気膜の外面に沿って移動させることで、所定形状の前記構造体を施工し、
前記水硬性混合物には複数の繊維が混入されており、前記複数の繊維は整列した状態で前記ノズルから吐出されることを特徴とする中空構造物の構築方法。 - 前記空気膜設置工程では、前記空気膜にケーブルを係止することで前記空気膜の変形を抑制することを特徴とする請求項1に記載の中空構造物の構築方法。
- 前記構造体施工工程において、前記空気膜の外面に繊維補強複合材料を配置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の中空構造物の構築方法。
- 前記構造体施工工程において、前記構造体を補強する線材またはシート材を前記構造体の施工前後または施工中に配置することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の中空構造物の構築方法。
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