JP7437860B2 - 型枠装置および柱部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中空部を有する柱部材を製造する型枠装置、および、この型枠装置を用いた柱部材の製造方法に関する。

従来より、中空部を有する中空コンクリート部材を成形する方法が提案されている。
特許文献１には、中空部を備えたコンクリート柱体を成形する中空ＰＣ用型枠装置が示されている。この中空ＰＣ用型枠装置は、コンクリート柱体の外面を成形する外型枠と、中空部を成形する内型枠と、を備えており、内型枠は、エアチューブからなるコア部と、このコア部の表面に螺旋状に配置された可撓性ホースと、を備える。
特許文献２には、鉄筋組立体の周囲にコンクリート壁を成形する中空プレキャストコンクリート柱の成形装置が示されている。この成形装置は、コの字形の周辺型枠と、隣り合う柱主筋間にこれを塞ぐように配置される複数の板状の内型枠と、中格子筋により区画された各空間内に挿入して膨張させる内圧用袋状体と、からなる。各袋状体を膨張させることにより、各内型枠を固定する。

特開２０１７－１９３１６８号公報 特開平８－７２０４２号公報

本発明は、中空部を有する柱部材を容易に製造可能な型枠装置、およびこの型枠装置を用いた柱部材の製造方法を提供することを目的とする。

第１の発明の型枠装置（例えば、後述の型枠装置１）は、中空部（例えば、後述の中空部３）を有する中空コンクリート部材（例えば、後述の中空コンクリート部材２）を製造する型枠装置であって、前記中空コンクリート部材の外面を成形する外型枠（例えば、後述の外型枠１０）と、前記外型枠に仮固定されて前記中空コンクリート部材の中空部を成形する中抜き型枠（例えば、後述の中抜き型枠１１、１１Ａ）と、を備え、前記中抜き型枠は、先端に向かうに従って細くなる形状であることを特徴とする。

この発明によれば、外型枠に中抜き型枠を仮固定したので、外型枠の内側にコンクリートを打設することで、中抜き型枠により中空コンクリート部材に中空部が成形される。
このとき、中抜き型枠を、先端に向かうに従って細くなる形状としたので、中抜き型枠の脱型が容易である。

第２の発明の型枠装置は、前記外型枠は、板状の底型枠（例えば、後述の底型枠２０）と、前記底型枠上に配置された一対の側型枠（例えば、後述の側型枠３０Ａ、３０Ｂ）と、前記底型枠上に配置されて前記一対の側型枠の間を塞ぐ一対の小口型枠（例えば、後述の小口型枠４０Ａ、４０Ｂ）と、を備え、前記一対の小口型枠の一方は、前記中抜き型枠の基端側が仮固定されるとともに、前記底型枠上を走行する移動装置（例えば、後述の移動装置５０）が着脱可能であり、前記中抜き型枠には、前記中抜き型枠の先端から突没可能な押しボルト（例えば、後述の押しボルト１２）が螺合されていることを特徴とする。

この発明によれば、コンクリートが硬化した後に押しボルトを正転させることで、中抜き型枠の先端から押しボルトが突出して、この押しボルトが中空部の底面を押すので、中空コンクリート部材から中抜き型枠を容易に脱型できる。よって、中空コンクリート部材を比較的容易に製造できる。

第３の発明の中空コンクリート部材の製造方法は、中空部を有する中空コンクリート部材を製造する方法であって、上述の型枠装置を設置するとともに、前記型枠装置の前記外型枠内に配筋する工程（例えば、後述のステップＳ１～Ｓ３）と、前記型枠装置の前記外型枠内にコンクリートを打設する工程（例えば、後述のステップＳ４）と、コンクリートが硬化した後、前記型枠装置の前記外型枠および前記中抜き型枠を脱型する工程（例えば、後述のステップＳ５）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、上述の型枠装置を用いて、中空部を有する中空コンクリート部材を容易に製造できる。

本発明によれば、中空部を有する柱部材を容易に製造可能な型枠装置、およびこの型枠装置を用いた柱部材の製造方法を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る型枠装置の斜視図である。 型枠装置の平面図である。 型枠装置で製造する中空コンクリート部材の斜視図である。 中抜き型枠を仮固定した状態の小口型枠の水平断面図である。 型枠装置の側型枠を省略した状態の斜視図である。 型枠装置を用いて中空コンクリート部材を製造する方法のフローチャートである。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その１：小口型枠をセットした状態を示す斜視図）である。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その２：側型枠をセットした状態を示す斜視図）である。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その３：側型枠を脱型した状態を示す斜視図）である。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その４：小口型枠に移動装置を取り付けた状態を示す斜視図）である。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その５：小口型枠および中抜き型枠を脱型した状態を示す水平断面図）である。 中空コンクリート部材の製造方法の説明図（その６：小口型枠および中抜き型枠を脱型した状態を示す斜視図）である。 本発明の第２実施形態に係る型枠装置の小口型枠の斜視図である。

本発明は、中空部を有する中空コンクリート部材を製造するための型枠装置、およびこの型枠装置を用いた中空コンクリート部材の製造方法に関する。中空コンクリート部材は、上面に中空部が設けられた直方体形状の柱部材である。本発明の型枠装置によれば、従来の底型枠、側型枠、小口型枠（端板）からなる基本的な構成を変えることなく、一方の小口型枠に中抜き型枠を追加するだけで、中空部を容易に形成できる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る型枠装置１の斜視図である。図２は、型枠装置１の平面図である。
型枠装置１は、建物の柱となる柱部材となる中空コンクリート部材２を寝かせた状態で製造する装置である（図１２参照）。中空コンクリート部材２は、図３に示すように、直方体形状であり、柱頭部から柱脚部に向かって中空部３が形成されている。また、この中空コンクリート部材２の上端面には、柱主筋４が突出して設けられている。
型枠装置１は、中空コンクリート部材２の外面を成形する鋼製の外型枠１０と、外型枠１０に仮固定されて中空コンクリート部材２の中空部３を成形する鋼製の中抜き型枠１１と、を備える。

外型枠１０は、板状の底型枠２０と、底型枠２０上に配置された一対の側型枠３０Ａ、３０Ｂと、底型枠２０上に配置されて一対の側型枠３０Ａ、３０Ｂの間を塞ぐ一対の小口型枠４０Ａ、４０Ｂと、を備える。
底型枠２０には、側型枠３０Ａ、３０Ｂが上面を走行する走行部２１が設けられている。また、底型枠２０上において、中空コンクリート部材２を製造するための側型枠３０Ａ、３０Ｂおよび小口型枠４０Ａ、４０Ｂの位置を所定位置Ｐとする。

側型枠３０Ａ、３０Ｂには、移動装置３１が設けられており、移動装置３１が底型枠２０の走行部２１上を走行することで、側型枠３０Ａ、３０Ｂが図１および図２中矢印方向に移動し、中空コンクリート部材２を製造するための所定位置Ｐに配置または退避可能となっている。

一方の小口型枠４０Ａには、中抜き型枠１１が固定されている。図４に示すように、中抜き型枠１１は、先端に向かうに従って細くなる四角錐台形状である。小口型枠４０Ａの中央部には、開口４１が形成されている。この小口型枠４０Ａの開口４１には、中抜き型枠１１が挿通されて、中抜き型枠１１の基端側がボルト４２により小口型枠４０Ａに仮固定されている。したがって、一般的な鋼製型枠の中央部に開口４１を設けるだけで、この開口４１に中抜き型枠１１を挿通して仮固定することが可能となっている。また、中抜き型枠１１の小口型枠４０Ａからの突出寸法Ｌを調整することで、中空部３の深さを変更可能である。
中抜き型枠１１には、この中抜き型枠１１の先端面の押出し穴１５から突没可能な押しボルト１２が螺合されている。押しボルト１２の基端側には、インパクトレンチが嵌合するための高ナット１３が溶接固定されている。
また、小口型枠４０Ａの四隅には、柱主筋４が貫通する柱主筋貫通孔４３が設けられている。

図５は、型枠装置１の側型枠３０Ａ、３０Ｂを省略した状態の斜視図である。
小口型枠４０Ａには、移動装置５０が着脱可能となっている。この移動装置５０を小口型枠４０Ａに取り付けて底型枠２０上を走行させることで、小口型枠４０Ａが図５中矢印方向に移動して、中空コンクリート部材２を製造するための所定位置Ｐに設置または退避が可能となっている。

以上の型枠装置１を用いて中空コンクリート部材２を製造する方法について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、図７に示すように、小口型枠４０Ａ、４０Ｂを所定位置Ｐにセットする。このとき、小口型枠４０Ａに取り付けた中抜き型枠１１の表面に、中空部３内にコッターを成形するためのプラスチック樹脂製のコッター型枠１４を所定間隔おきに接着しておく。なお、側型枠３０Ａ、３０Ｂは所定位置Ｐから退避させておく。
ステップＳ２では、外型枠１０内（つまり底型枠２０、側型枠３０Ａ、３０Ｂ、および小口型枠４０Ａ、４０Ｂで囲まれる空間内）に配筋する。具体的には、図８に示すように、小口型枠４０Ａの柱主筋貫通孔４３に挿通して柱主筋４を配筋するとともに、この柱主筋４を囲んで所定間隔おきに図示しない帯筋を配筋する。また、柱主筋の他端側には、図示しない継手部を接続しておく。

ステップＳ３では、外型枠１０の側型枠３０Ａ、３０Ｂ所定位置Ｐにセットする。具体的には、図８に示すように、側型枠３０Ａ、３０Ｂの移動装置３１を走行させて、側型枠３０Ａ、３０Ｂを所定位置Ｐにセットする。また、側型枠３０Ａ、３０Ｂに吊り治具６０を取り付ける。吊り治具６０は、中抜き型枠１１先端を位置決めするとともに、中抜き型枠１１先端の垂れやコンクリート打設時の浮き上がりを防止するためのものである。この吊り治具６０は、、側型枠３０Ａ、３０Ｂ同士の間に跨がって取り付けられた吊りブリッジ６１と、吊りブリッジ６１から吊り下げ支持された全ねじボルトである支持部６２と、を備える。

ステップＳ４では、外型枠１０内にコンクリートを打設する。このとき、中抜き型枠１１が打設したコンクリートにある程度埋まるまでコンクリートの表面高さが上昇したら、吊り治具６０を取り外す。
ステップＳ５では、コンクリートが硬化した後、中抜き型枠１１および外型枠１０を脱型する。具体的には、図９に示すように、側型枠３０Ａ、３０Ｂの移動装置３１を走行させることで、側型枠３０Ａ、３０Ｂを脱型して所定位置Ｐから退避させる。次に、図１０に示すように、小口型枠４０Ａに移動装置５０を取り付ける。この状態で、図１１に示すように、図示しないインパクトレンチを高ナット１３に嵌合して押しボルト１２を正転させることで、押しボルト１２の先端面が中空コンクリート部材２の中空部３の底面５を押して、底面５と中抜き型枠１１の先端面との間の空間を拡大させながら、中抜き型枠１１および小口型枠４０Ａを中空コンクリート部材２から脱型する。次に、図１２に示すように、小口型枠４０Ａに移動装置５０を走行させることで、中空コンクリート部材２の柱主筋４を小口型枠４０Ａの柱主筋貫通孔４３から抜き取る。その後、小口型枠４０Ｂを中空コンクリート部材２から脱型するとともに、中空コンクリート部材２の中空部３からコッター型枠１４を脱型する。

中空部３からコッター型枠１４を脱型する手順は、以下のようになる。すなわち、中空部３から中抜き型枠１１を引き抜くと、中抜き型枠１１に接着したコッター型枠１４は、中抜き型枠１１から離れて、中空部３の内壁面に残る。そこで、中抜き型枠１１を引き抜いた後、中空部３の内側に手を入れて、コッター型枠１４を取り外す。ここで、コッター型枠１４をプラスチック樹脂製としたので、コッター型枠１４を取り外した際、コッター型枠１４が中空部３の内壁面に形成した凹凸（コッター）を損傷するのを防止できる。

〔実施例〕
例えば、中空コンクリート部材は、寝かせた状態で、長さが２１４０ｍｍ、奥行き１０４１ｍｍ、高さ１０４１ｍｍである。中空部（中抜き型枠）は、先端が４５０ｍｍ×４５０ｍｍ、基端が６００ｍｍ×６００ｍｍ、深さ（中抜き型枠の突出寸法）が１５００ｍｍである。なお、中抜き型枠の小口型枠に対する相対位置を適宜調整して、中空部の深さを９００ｍｍや１２００ｍｍとすることも可能である。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）外型枠１０に中抜き型枠１１を仮固定した。よって、外型枠１０の内側にコンクリートを打設することで、中抜き型枠１１により中空コンクリート部材２に中空部３が成形される。このとき、中抜き型枠１１を、先端に向かうに従って細くなる四角錐台形状としたので、中抜き型枠１１の脱型が容易である。よって、中空コンクリート部材２を比較的容易に製造できる。
型枠装置１によれば、従来の底型枠、側型枠、小口型枠（端板）による基本的な構成を変えることなく、一方の小口型枠４０Ａのみに中抜き型枠１１を追加することで、中空部３を形成できる。このように、本発明の型枠装置１では、従来の鋼製型枠の一部に中抜き型枠を設けるだけでよいから、本発明を外径寸法の異なる種々のコンクリート部材の型枠装置に容易に適用でき、汎用性が高い。

（２）コンクリートが硬化した後に押しボルト１２を正転させることで、中抜き型枠１１の先端から押しボルト１２が突出して、この押しボルト１２が中空部３の底面を押すので、中空コンクリート部材２から中抜き型枠１１を容易に脱型できる。
（３）中空コンクリート部材２に中空部３を設けたので、コンクリート部材が軽量化されて、輸送コストの低減、建設現場における建方重機のサイズダウン、および作業効率の向上を図ることができる。
（４）中空コンクリート部材２の中空部３の壁には、コッター型枠１４によりコッター部が形成される。中空コンクリート部材２の中空部３には、現場打設コンクリートが後打ちされるが、このコッター部を介して、中空コンクリート部材２と後打ちされた現場打設コンクリートとを強固に接合できる。

〔第２実施形態〕
図１３は、本発明の第２実施形態に係る中抜き型枠１１Ａが取り付けられた小口型枠４０Ａの斜視図である。
本実施形態では、中抜き型枠１１Ａが先端に向かうに従って細くなる円錐台形状である点が、第１実施形態と異なる。
本実施形態によれば、上述の（１）～（４）と同様の効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…型枠装置 ２…中空コンクリート部材 ３…中空部
４…柱主筋 ５…中空部の底面
１０…外型枠 １１、１１Ａ…中抜き型枠 １２…押しボルト
１３…高ナット １４…コッター型枠 １５…押出し穴
２０…底型枠 ２１…走行部 ３０Ａ、３０Ｂ…側型枠 ３１…移動装置
４０Ａ、４０Ｂ…小口型枠 ４１…開口 ４２…ボルト ４３…柱主筋貫通孔
５０…移動装置 ６０…吊り治具 ６１…吊りブリッジ ６２…支持部

Claims (2)

1. 中空部を有する柱部材を製造する型枠装置であって、
   前記柱部材の一端面には、前記柱部材の長さ方向に延びる柱主筋が突出しており、
   前記柱部材の外周面を成形する外型枠と、
   前記外型枠に仮固定されて前記柱部材の中空部を成形する中抜き型枠と、を備え、
   前記外型枠は、板状の底型枠と、前記底型枠上に配置された一対の側型枠と、前記底型枠上に配置されて前記一対の側型枠の間を塞ぐ一対の小口型枠と、を備え、
   前記一対の小口型枠の一方には、前記中抜き型枠が固定されるとともに、前記柱部材の柱主筋が貫通して配置され、
   前記一方の小口型枠には、前記底型枠上を前記柱部材の長さ方向に走行する移動装置が着脱可能であり、
   前記中抜き型枠は、前記柱部材の長さ方向に沿って延びて先端に向かうに従って細くなる形状であり、
   前記中抜き型枠の基端側には、前記中抜き型枠を前記柱部材の長さ方向に貫通する押しボルトが螺合されており、
   前記押しボルトの先端は、前記中抜き型枠の先端から突没可能であることを特徴とする型枠装置。
2. 中空部を有する柱部材を製造する方法であって、
   請求項１に記載の型枠装置を設置するとともに、前記型枠装置の前記外型枠内に前記柱部材の柱主筋を配筋して、前記一方の小口型枠に前記柱主筋を貫通させる工程と、
   前記型枠装置の前記外型枠内にコンクリートを打設する工程と、
   コンクリートが硬化した後、前記押しボルトを前進させることで、押しボルトの先端面で硬化したコンクリートを押して、前記外型枠および前記中抜き型枠を脱型し、次に、前記移動装置を前記柱部材の長さ方向に走行させて前記一方の小口型枠から前記柱主筋を抜き取る工程と、を備えることを特徴とする柱部材の製造方法。

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