JP5268814B2

JP5268814B2 - コンクリート構造物の機械施工方法及びその装置

Info

Publication number: JP5268814B2
Application number: JP2009171694A
Authority: JP
Inventors: 達也森
Original assignee: ケイコン株式会社
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP2011026796A

Description

本発明は、道路に設けられる側溝や防護柵、側壁、中央分離体等の有筋コンクリート構造物を連続的に機械施工する方法及びその装置に関し、更に詳しく述べると、スリップフォーム工法と称される有筋コンクリート構造物の連続機械施工方法及びその工法に使用される装置に関する。

従来、道路の側溝や側壁、防護柵、中央分離体等の有筋コンクリート構造物は、予めベースコンクリートを地面上に施工して置き、該ベースコンクリート上に鉄筋を固定して型枠で囲み、該型枠内に生コンクリートを打設して施工している。鉄筋をベースコンクリートに固定するには、該ベースコンクリートに予め埋設されたアンカー鉄筋や差し筋に該鉄筋を固定することによって行っている。従来、これら作業は、全て作業員が手作業によって行っており、施工効率が極めて悪かった。そのため近年、スリップフォーム工法と呼ばれる機械工法が採用されている。

上記スリップフォーム工法は、機械が型枠の役割をし、その機械の移動により連続的に有筋コンクリート構造物を構築するもので、その機械は、図５に示すように、車両Ｖの側部にモールドＡが固定されてなるものである。モールドＡは、先導モールドＢ、ホッパー部Ｃ及び成形モールドＤとから構成されている。ホッパー部ＣにはベルトコンベアＥから生コンクリートが供給される。

施工方法としては、道路に予め路盤或いは路床Ｆ等を正規の高さに整え、この整えられた路盤或いは路床Ｆ等の上に、図６に示すように、鉄筋Ｇを配置する。この配置は、後に施工することになる有筋コンクリート構造物Ｓのコンクリート打設に問題とならない程度のラフな配置としている。

上記モールドＡは、車両Ｖと共にガイドに従い自動制御により移動する。予め配置された鉄筋Ｇは、モールドＡの移動と共に先導モールドＢの中に入り込み、鉄筋ガイドにより正規の位置に誘導される。そして、ホッパー部ＣにはベルトコンベアＥより連続して生コンクリートが供給される。

鉄筋或いは予め組み立てられた鉄筋Ｇは、路盤或いは路床Ｆ等の上に配置されるが、生コンクリートを連続打設するためには、該鉄筋Ｇの下部側にもコンクリートのかぶり厚を確保する必要もあり、鉄筋Ｇを所定位置に保持しながら該先導モールドＢの下端部に傾斜した鉄筋ガイド板を設けることによって車両Ｖの進行に伴い該先導モールドＢに鉄筋Ｇがスムーズに入り込んで施工できるようにしている。

モールドＡの移動と共にホッパー部Ｃ及び成形モールドＤ内で生コンクリートが締め固められ、成形モールドＤを出たところで有筋コンクリート構造物Ｓが仕上げられることになる。なお、生コンクリートの締め固めを促進させるため、振動装置をホッパー部Ｃに設ける構造とすることが多い。

上記のように有筋コンクリート構造物が連続構築される場合以外に、該構造物の途中に他の構造物が介在する場合がある。例えば水路のような場合であれば、集水桝の設置或いは水路の交差する部分や分岐箇所等は、不連続な有筋コンクリート構造物を構築することになる。不連続部分となる構造物の端部は、生コンクリートの流出を防止するために板状の端部型枠を鉄筋に固定することになるので、再度端部型枠を導入する必要があり、人力介助なしには連続して生コンクリートを打設することはできなかった。

そこで、先の構造物の終端となる端部型枠及び次の構造物の先端となる端部型枠は、上記モールドＡが抜けることができ、且つ入り込むことのできる小さな形状とし、更に次の端部型枠に先導モールドＢの内側壁を形成する内側型枠、例えば円筒型枠のような型枠に入り込むことのできる開口部が形成されていれば、所定間隔の不連続部分の端部型枠を簡便に撤去できる状態で通過させることができ、次の構造物を連続構築することが可能となる。

例えば、上記した集水桝や他の水路部となる非施工部を所定幅の空間部として残す場合には、該先導モールドＢを移動停止することなく通過させるために、該先導モールドＢ内の内側を形成する内側型枠を該端部型枠に形成した開口部にスムーズに入り込ませる必要がある。しかし、該内側型枠は開口部とほぼ同じ大きさに形成されているため、路盤或いは路床Ｆ等の上に配置されている鉄筋Ｇを、所定の高さに自動的に入り込ませることは困難であった。

そこで、該鉄筋を持ち上げ或いは左右に移動させて該開口部へ内側型枠を誘導することになるが、該鉄筋は籠状に組み立てられて重量があり、その持ち上げを含む移動作業には数名のものが携わることになり、また、上記水路の大型化を含めて大きな構造物の場合は、人力のみでは不可能な場合もあり、重機類の使用を含め大規模な施工作業となっていた。同時に、車両を移動させながらの作業となるため該車両への巻き込まれ等の危険も伴うものであった。

特開平９−２０３００９号公報

本発明は、上記欠点を解決したもので、先行する構造物の構築後、所定箇所を生コンクリートの非打設部として空間部を形成し、その後、同様の構造物を連続的に構築するために、次の構造物の端部型枠をその開口部を利用して所定の位置まで自動的に持ち上げ或いは移動させることにより次に続く構造物の連続構築を可能とした自動持ち上げ装置を備えたコンクリート構造物の機械施工方法及びその装置を提供するものである。

本発明は、先導モールドとホッパー部及び成形モールドからなるモールドを有筋コンクリート構造物が施工される経路に沿って移動させ、その移動経路に沿って概略配置された鉄筋を該先導モールド内に順次導入し、該ホッパー部からの生コンクリートの供給により成形モールドで有筋コンクリート構造物を自動的に機械施工する方法において、該先導モールドはその外側は該鉄筋の外形と接触する形状とし、内側の内側型枠はその端縁部からは上部側先端が下方側へ傾斜した持ち上げ装置を突出形成し、該モールドの移動とともに該持ち上げ装置の先端を該鉄筋の端部に固定された端部型枠の開口部に導入し、更なる該モールドの移動により該鉄筋を内側型枠内に導入することにより有筋コンクリート構造物をモールドの移動を続行させながら連続的に構築するコンクリート構造物の機械施工方法を特徴とする。

また、先導モールドとホッパー部及び成形モールドからなるモールドを有筋コンクリート構造物が施工される経路に沿って移動させ、その移動経路に沿って概略配置された鉄筋を該先導モールド内に順次導入し、該ホッパー部からの生コンクリートの供給により成形モールドで有筋コンクリート構造物を自動的に機械施工する装置において、該先導モールドはその外側は該鉄筋の外形と接触する形状とし、内側の内側型枠はその端縁部からはその上部側先端が下方側へ傾斜した持ち上げ装置を突出形成してなるコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

更に、上記持ち上げ装置は、その上部側が下方側へ緩やかに漸次傾斜した直線状部材としてなるコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

また、上記持ち上げ装置は、その上部側が下方側へ傾斜した湾曲状部材としたコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

更に、上記直線状或いは湾曲状部材は、適数本の棒状の傾斜部材としたコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

また、上記直線状或いは湾曲状部材は、板状の傾斜部材としたコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

更に、上記直線状或いは湾曲状部材は、その上部側を下方側へ傾斜させた筒状部材としたコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

また、上記直線状或いは湾曲状部材は、その先端側をつぼませた傾斜部材としたコンクリート構造物の機械施工装置を特徴とする。

本発明のコンクリート構造物の機械施工方法及びその装置によると、鉄筋を地面側に固定するアンカー筋等の固定手段を設置する必要がなく、従来のようにアンカー筋等と鉄筋とを固定する作業が不要で、且つ大雑把な位置に鉄筋を配置するだけで施工することができることになった。これにより、工期の短縮ができ、コストを低減することが可能となった。また、有筋コンクリート構造物を地面上に直接構築することができることとなり、必要に応じてベースコンクリートの施工を省略できることが可能となった。従って、この面においても工期の短縮が可能となり、コストを低減することが可能となった。

また、先行する有筋コンクリート構造物の終端部となる端部型枠を本発明の装置が通過し、所定の空間部を連続運行して通過後、後続する有筋コンクリート構造物の端部型枠の開口部へ先導モールドの先端に設けた持ち上げ装置を導入することによりモールド全体の連続運行を可能とし、所定の空間部を有しても端部型枠を通過して連続して生コンクリートの打設施工をすることが可能となった。

上記持ち上げ装置は、先導モールドの先端からその上部側を下方側へ傾斜した突出構造としているので、その前進移動により次に構築される有筋コンクリート構造物の端部型枠の開口部へ円滑な状態で自動的に導入することができ、人力による鉄筋の持ち上げ作業や開口部への先導モールドの挿入作業を省くことが可能となった。

本発明のコンクリート構造物の機械施工装置全体の斜視図。本発明のコンクリート構造物の機械施工装置の端部とコンクリート構造物の端部の斜視図。持ち上げ装置の移動状態を示す断面図。持ち上げ装置が前進移動した状態を示す断面図。持ち上げ装置が更に前進移動した状態を示す断面図。（ａ）、（ｂ）持ち上げ装置の他の実施例の斜視図。コンクリート構造物の機械施工装置の従来例の斜視図。鉄筋の配置状態を示す従来例の斜視図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、その実施例に沿って説明する。

図１は、本発明のコンクリート構造物の機械施工装置１及びコンクリート構造物の端部の斜視図を示したものである。該機械施工装置１は、車両の側部にモールド２が固定されているものである。該モールド２は、先導モールド３とホッパー部４及び成形モールド５とより構成され、該ホッパー部４にはベルトコンベア６から生コンクリートが供給される。

該先導モールド３は、外側型枠７と内側型枠８とが形成され、該外側型枠７の先端の左右の下端部からは鉄筋或いは組み立てられた鉄筋（以下、単に鉄筋という）９を持ち上げる外側に向けて傾斜したガイド板１０が設けられ、該鉄筋９が該先導モールド３に導入される際に該鉄筋９を一定寸法で持ち上げ、該鉄筋９が載置された路盤や路床等のベース面１１と鉄筋９との間にコンクリートが行き渡る間隔を形成すると同時にガイドの役割をしている。

上記鉄筋９は、路盤や路床等のベース面１１に固定されることなく、該路盤や路床等のベース面１１の所定の箇所に概略配置されている。また、該先導モールド３の外側型枠７の内側寸法はその大きさが該鉄筋９の大きさと略同一の大きさとされており、先導モールド３の外側型枠７の内壁面と接触した状態でホッパー部４側へ案内されることになる。同様に、内側型枠８は、有筋コンクリート構造物の内側空間を形成するための内壁を構築する寸法の型枠とされており、本実施例では断面円形の水路を形成するための円筒形状の型枠とし、上記外側型枠７と内側型枠８との間に鉄筋９を導入することになる。

ホッパー部４には、ベルトコンベア６を介して生コンクリートが連続して供給されるように構成されているので、該ホッパー部４の下部まで導入された鉄筋９へ生コンクリートが供給されることになる。

上記ホッパー部４及び成形モールド５の外側型枠１２の内壁面の大きさは、先導モールド３の内壁面の大きさよりも大きく形成しているので、鉄筋９に所定厚さのコンクリートのかぶり厚層が形成されることになり、成形された有筋コンクリート構造物の表面に鉄筋が露出することはない。モールド２の移動とともに上記ホッパー部４及び成形モールド５内で生コンクリートが締め固められ、該成形モールド５を出た段階では有筋コンクリート構造物が仕上げ成形されていることになる。

上記構成において、生コンクリートの締め固めを促進させるために振動装置をホッパー部４に設ける構造としてもよい。

通常の連続形成された鉄筋９であれば、上記のように、ガイド板１０により掬い上げられながら該鉄筋９が上下左右に振れることなく先導モールド３内へ導入され連続運行されながら有筋コンクリート構造物を構築することができるが、図１に示すように、有筋コンクリート構造物とそれに連続する鉄筋９との間に生コンクリートを打設することのない所定の間隔Ｗが存在する場合、該有筋コンクリート構造物の端部型枠１３を通過後、連続打設しようとする次の有筋コンクリート構造物の鉄筋９の端部には端部型枠１４が存在することになり、該端部型枠１４を人力介助等なしに連続施工させることは困難であった。

例えば、側溝のような有筋コンクリート構造物の場合を想定すると、集水桝が設置される箇所或いは他の側溝と交差や分岐する箇所においては、上記側溝の構築は一旦終了し、上記箇所において空間部を形成するために所定の間隔Ｗを確保した後、次の側溝を構築することになる。従って、鉄筋９にはその終端部側には型枠及び集水桝等の他の部材設置或いは構築のために、表面側が円滑面となる状態が得られる鉄板等の材料よりなる該端部型枠１３を形成することになる。

また、所定の間隔Ｗを隔てて、次の側溝が構築されることになるが、その側溝の先端部側にも、上記同様、打設される生コンクリートの流出を防止するために鉄筋９に固定された端部型枠１４を形成することになる。

上記所定間隔Ｗが形成された箇所に設置或いは構築される集水桝や他の側溝と本実施例の装置により構築される側溝とは水路を連続させる必要があるので、上記両端部型枠１３、１４にはその中央部に水路を形成するための開口部１５、１６を設ける必要がある。

上記各々の該端部型枠１３、１４は、その中央部に開口部１５、１６を設け、その上端部に水導入口となる切欠部１７、１８が形成され、それらを除いた部分は生コンクリートの流出を防止するための平板状の周辺部１９、２０が形成されることになる。

上記側溝の構築のように、次の有筋コンクリート構造物を連続して施工するためには空間部となる所定間隔Ｗを構造鉄筋のない状態で通過させ、次の鉄筋９の端部となる端部型枠１４を所定の高さで通過させる必要があり、そのためには該先導モールド３の内側型枠８の外周面に該端部型枠１４の開口部１６が嵌り込む必要がある。

上記連続移行を可能とするためには、該開口部に該内側型枠８を嵌り込ませることになるが、該鉄筋９は路盤や路床等のベース面１１に載置されているだけなので、その重量のある鉄筋９を上昇させる必要がある。

モールド２の連続移行を可能とするための鉄筋９の上昇手段として、所定間隔Ｗを保持する該端部型枠１３、１４間にセパレータ２１…をモールドの移行に支障のないように該端部型枠１３、１４の各々の隅部に設けてモールド２全体の案内役をすると同時に、内側型枠８の上端部に持ち上げ装置２２を外方へ突出させて形成し、モールド２を該開口部１６に誘導するための手段としている。

これにより、上記コンクリート構造物の機械施工装置１は、所定間隔Ｗを通過して該端部型枠１４に近接する位置に移行すると、該持ち上げ装置２２が該端部型枠１４の開口部１６にその先端部から挿入されることになる。

該持ち上げ装置２２は、図１、２に示すように、内側型枠８の端部から外方へ延出突出し、その外形形状は上方側を漸次下方へ傾斜する形状としている。従って、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、端部型枠１３を通過した持ち上げ装置２２は更に前進し、所定間隔Ｗを有して配設されている鉄筋９の端部に固定された端部型枠１４の開口部１６の上端縁部１６ａに接しながら先端部２２ａが入り込み、該有筋コンクリート構造物の機械施工装置１の更なる前進に伴い、該持ち上げ装置２２の上方側傾斜部２２ｂに沿って該端部型枠１４を上昇させることになる。これにより、該端部型枠１４が固定されている鉄筋９も上方へ持ち上がることになる。

有筋コンクリート構造物の機械施工装置１の更なる前進により鉄筋９は左右方向側も調整されながら生コンクリートによって成形される有筋コンクリート構造物の構築位置まで持ち上げられ、持ち上げ装置２２に引き続いて先導モールド３の内側型枠８が該開口部１６に入り込むことになる。

上記持ち上げ装置２２は、図１〜３に示すように、先導モールド３の内側型枠８の端部から外方へその上方側を漸次下降するように突出した円弧状の板状体としている。該内側型枠８の基端部側となる板状体は、該内側型枠８の上端部の外周縁部と同一形状の円弧面とされ、先端に向かって漸次下方側へ傾斜する形状としている。

また、図１に示すように、先端部２２ａをつぼめることにより、該開口部１６に入り込み易くすることができる。基端部から先端部までの傾斜による下降幅は、鉄筋９を持ち上げる高さに相当するように形成しておくことにより、鉄筋９をスムーズに所定位置まで上昇させ、左右の位置調整をしながら有筋コンクリートの構築位置へと導くことが可能となる。

ガイド板１０は、上記したように、鉄筋９への生コンクリートの連続打設の際、該鉄筋９を下方部側から上昇させるためのものであり、上記端部型枠１４を通過するときに該端部型枠１４の下端部に当接することがないように該端部型枠１４の大きさを形成しておく。

図４は、持ち上げ装置２２の他の実施例を示すものである。先導モールド３の内側型枠８の端部からその上方側を外方へ漸次下降する状態で突出した湾曲状の適数本の棒状体よりなるものである。上記同様、先端部をつぼめることにより、該開口部１６への入り込みをスムーズにすることができる。該棒状体の下方側への下降幅は、上記同様、鉄筋を持ち上げる高さに相当するように形成している。

上記持ち上げ装置２２は、板状体或いは棒状体によって形成しているが、端部型枠１４の開口部１６に入り込み、先導モールド３の内側型枠８へと導くものであればよく、該開口部１６の形状によってその傾斜の形状は異なることになるが、該開口部１６の上端縁部１６ａに接し、持ち上げることができるものであれば、前記実施例の形状に限定されるものではない。例えば、傾斜部２２ｂの形状は直線状の傾斜、湾曲状の傾斜等適宜なものが考えられるし、開口部の上端縁部の形状が直線状のものであれば持ち上げ装置２２の形状もその上方側はそれに合った形状のものとなる。

更に、先端部２２ａの形状も先端側がつぼんだ形状、テーパを付けた形状、球形や卵形の形状等適宜なものが選択でき、内側型枠８へスムーズに導く形状であればよい。

また、組み立てた鉄筋を持ち上げ或いは左右方向側を調整することになるが、突出部となる持ち上げ装置２２には相当な荷重がかかることになるので、部材の厚さ或いは太さ等はそれらに十分耐えることのできるものを選定する。必要によっては、板状体或いは棒状体の内側に適宜補強部材を取着して十分な強度を得るようにしておくことも考慮する。

また、上記実施例では持ち上げ装置は内側型枠８の上端部から外方へ突出しているが、該持ち上げ装置２２の補強のため筒状のものとし、その上方側を傾斜させた形状としてもよい。

上記開口部１６の上端縁部１６ａと持ち上げ装置２２の上面部とは摺接状態で可動することになるので、磨耗を減少させる手段やグリセリン等の油状の材料を付与することにより円滑移動のための有効な手段とすることができる。

また、上記持ち上げ装置２２は、開口部１５、１６の大きさに収まっているので、不連続部分のない通常の有筋コンクリート構造物の連続構築に支障をきたすことはなく、連続構築に際してもそのままの状態で使用することができる。

１コンクリート構造物の機械施工装置
２モールド
３先導モールド
４ホッパー部
５成形モールド
６ベルトコンベア
７外側型枠
８内側型枠
９鉄筋
１０ガイド板
１１ベース面
１２外側型枠
１３、１４端部型枠
１５、１６開口部
１６ａ上端縁部
１７、１８切欠部
１９、２０周辺部
２１セパレータ
２２持ち上げ装置
２２ａ先端部
２２ｂ傾斜部

Claims

先導モールドとホッパー部及び成形モールドからなるモールドを有筋コンクリート構造物が施工される経路に沿って移動させ、その移動経路に沿って概略配置された鉄筋を該先導モールド内に順次導入し、該ホッパー部からの生コンクリートの供給により成形モールドで有筋コンクリート構造物を自動的に機械施工する方法において、該先導モールドはその外側は該鉄筋の外形と接触する形状とし、内側の内側型枠はその端縁部からは上部側先端が下方側へ傾斜した持ち上げ装置を突出形成し、該モールドの移動とともに該持ち上げ装置の先端を該鉄筋の端部に固定された端部型枠の開口部に導入し、更なる該モールドの移動により該鉄筋を内側型枠内に導入することにより有筋コンクリート構造物をモールドの移動を続行させながら連続的に構築することを特徴とするコンクリート構造物の機械施工方法。
先導モールドとホッパー部及び成形モールドからなるモールドを有筋コンクリート構造物が施工される経路に沿って移動させ、その移動経路に沿って概略配置された鉄筋を該先導モールド内に順次導入し、該ホッパー部からの生コンクリートの供給により成形モールドで有筋コンクリート構造物を自動的に機械施工する装置において、該先導モールドはその外側は該鉄筋の外形と接触する形状とし、内側の内側型枠はその端縁部からはその上部側先端が下方側へ傾斜した持ち上げ装置を突出形成してなることを特徴とするコンクリート構造物の機械施工装置。
持ち上げ装置は、その上部側が下方側へ緩やかに漸次傾斜した直線状部材としてなることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の機械施工装置。
持ち上げ装置は、その上部側が下方側へ傾斜した湾曲状部材としたことを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の機械施工装置。
直線状或いは湾曲状部材は、適数本の棒状の傾斜部材としたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか記載のコンクリート構造物の機械施工装置。
直線状或いは湾曲状部材は、板状の傾斜部材としたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか記載のコンクリート構造物の機械施工装置。
直線状或いは湾曲状部材は、その上部側が下方側へ傾斜させた筒状部材としたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか記載のコンクリート構造物の機械施工装置。
直線状或いは湾曲状部材は、その先端側をつぼませた傾斜部材としたことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか記載のコンクリート構造物の機械施工装置。