JP7810343B2 - Reinforced concrete structure demolition system and demolition method - Google Patents
Reinforced concrete structure demolition system and demolition methodInfo
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Description
本発明は、例えば、通電加熱による鉄筋コンクリート構造物の解体システム及び解体方法に関する。 The present invention relates to a system and method for demolition of reinforced concrete structures, for example, by electrical heating.
近年、都市部の新築工事では既存の鉄筋コンクリート構造物の解体を伴う工事が多くなっている。耐圧スラブなど大断面の部材については、圧砕が容易ではなく、大型ブレーカーを用いた解体が行われている。解体に大型ブレーカーを用いた場合には、発生する騒音、振動、粉塵など、周辺環境へ及ぼす影響が課題となる。また、ワイヤーソーや連続コアボーリングを併用した解体工法もあるが、これらは、大型ブレーカーと比較して解体効率が低く、コストが高いことが課題となる。 In recent years, an increasing number of new construction projects in urban areas involve the demolition of existing reinforced concrete structures. Large-section components such as pressure slabs are difficult to crush, so they are demolished using large breakers. When using large breakers for demolition, the impact on the surrounding environment, such as the noise, vibrations, and dust they generate, becomes an issue. There are also demolition methods that combine wire saws and continuous core boring, but these have the drawback of being less efficient and more costly than large breakers.
このような背景から、発明者らは、鉄筋コンクリート構造物の解体効率化や周辺環境に及ぼす影響の低減を目的とし、鉄筋を電気的に加熱する方法(以下、通電加熱破砕工法)による解体工法を提案している(特許文献1)。当工法は、直流電流を鉄筋に流すことで、コンクリートにひび割れを発生させ、その後の解体作業を容易にする解体補助工法である。 Against this background, the inventors have proposed a demolition method that involves electrically heating rebar (hereinafter referred to as the "electrical heating and crushing method"), with the aim of improving the efficiency of demolition of reinforced concrete structures and reducing the impact on the surrounding environment (Patent Document 1). This method is a demolition auxiliary method that uses a direct current to pass through the rebar, causing cracks in the concrete and facilitating subsequent demolition work.
ところで、通電加熱破砕工法による解体工法は、上述のように、解体を効率化したり、周辺環境への影響を低減したりするうえで有効である。したがって、通電加熱破砕工法による解体工法に改良を加え、環境への影響を一層低減できるものとすることが望ましい。 As mentioned above, the demolition method using electric heating and crushing is effective in making demolition more efficient and reducing the impact on the surrounding environment. Therefore, it would be desirable to improve the demolition method using electric heating and crushing so that it can further reduce its impact on the environment.
本発明は、環境への影響を一層低減することが可能な鉄筋コンクリート構造物の解体システム、及び、解体方法を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a system and method for demolition of reinforced concrete structures that can further reduce the impact on the environment.
上記課題を解決するために本発明は、鉄筋コンクリート構造物から露出した鉄筋に直流電流を供給し、電流の供給により前記鉄筋が熱膨張することで前記鉄筋とコンクリートとの付着力を低下させ、
前記コンクリートに電気的に接地する接地線を接続し、前記接地線上に接地線用電流計を配置したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システムや解体方法にある。
また、上記課題を解決するために本発明は、鉄筋コンクリート構造物から露出した鉄筋に直流電流を供給し、電流の供給により前記鉄筋が熱膨張することで前記鉄筋とコンクリートとの付着力を低下させ、
前記鉄筋に接続端子を介して電流供給線を接続し、
前記直流電流のプラス側及びマイナス側の両方において、前記接続端子と前記電流供給線の組が複数組設けられ、各組の電流を検出しながら前記直流電流を供給することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システムにある。
また、上記課題を解決するために本発明は、鉄筋コンクリート構造物から露出した鉄筋に直流電流を供給し、電流の供給により前記鉄筋が熱膨張することで前記鉄筋とコンクリートとの付着力を低下させ、
コンクリートの凹部内に露出した前記鉄筋と、前記鉄筋に対向する接続端子の端面との間に、前記鉄筋と前記接続端子の端面とに両側面が接触して前記凹部内で前記鉄筋と前記接続端子との間の導通をとる板状体をした導電性部材を介在させ、前記接続端子の端面と反対側の端面から加圧力発生機構によって前記接続端子を前記鉄筋に押し付けることで、前記鉄筋に前記接続端子を介して電流供給線を接続したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システムにある。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method for supplying a direct current to a reinforcing bar exposed from a reinforced concrete structure, and the reinforcing bar thermally expands due to the supply of the current, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bar and the concrete,
The system and method for demolishing reinforced concrete structures are characterized in that a ground wire that electrically grounds the concrete is connected and a ground wire ammeter is placed on the ground wire.
In order to solve the above problem, the present invention provides a method for supplying a direct current to a reinforcing bar exposed from a reinforced concrete structure, and the reinforcing bar thermally expands due to the current supply, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bar and the concrete,
Connecting a current supply line to the reinforcing bar via a connection terminal;
This system for demolition of reinforced concrete structures is characterized in that multiple pairs of the connection terminal and the current supply line are provided on both the positive and negative sides of the DC current, and the DC current is supplied while detecting the current in each pair.
In order to solve the above problem, the present invention provides a method for supplying a direct current to a reinforcing bar exposed from a reinforced concrete structure, and the reinforcing bar thermally expands due to the current supply, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bar and the concrete,
This system for demolishing reinforced concrete structures is characterized in that a plate-shaped conductive member is interposed between the reinforcing bar exposed in a recess in the concrete and the end face of a connection terminal facing the reinforcing bar, and the plate-shaped conductive member has both sides in contact with the reinforcing bar and the end face of the connection terminal, thereby establishing electrical continuity between the reinforcing bar and the connection terminal within the recess, and the connection terminal is pressed against the reinforcing bar from the end face opposite the end face of the connection terminal using a pressure generating mechanism, thereby connecting a current supply line to the reinforcing bar via the connection terminal.
本発明によれば、環境への影響を一層低減することが可能な鉄筋コンクリート構造物の解体システム、及び、解体方法を提供できる。 The present invention provides a system and method for demolition of reinforced concrete structures that can further reduce the impact on the environment.
以下に、本発明の一実施形態に係る解体システム10、及び、解体方法について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る解体システム10を模式化して示している。この解体システム10においては、地面(大地)11に直接置かれた鉄筋コンクリート構造物(以下では「構造物」と称する)12の鉄筋13に対して、直流電源17(図示を省略した発電機に接続されている)から、制御装置18もしくは整流器(図示略)を介して、直流電流が供給される。 The following describes a demolition system 10 and demolition method according to one embodiment of the present invention. Figure 1 shows a schematic diagram of a demolition system 10 according to one embodiment of the present invention. In this demolition system 10, a DC power source 17 (connected to a generator, not shown) supplies DC current to the rebars 13 of a reinforced concrete structure (hereinafter referred to as the "structure") 12, which is placed directly on the ground (earth) 11, via a control device 18 or a rectifier (not shown).
構造物12から露出した鉄筋13の軸方向の2箇所に対して、接続端子19、20がそれぞれ通電可能に接続される。これらの接続端子19、20には、直流電源17のプラス側出力ケーブル(+)と、マイナス側出力ケーブル(-)が接続されている。プラス側出力ケーブル(+)と、マイナス側出力ケーブル(-)は、電流供給線(或いは電力供給線)として機能する。 Connection terminals 19 and 20 are electrically connected to two locations along the axial direction of the rebar 13 exposed from the structure 12. The positive output cable (+) and negative output cable (-) of the DC power supply 17 are connected to these connection terminals 19 and 20. The positive output cable (+) and negative output cable (-) function as current supply lines (or power supply lines).
接続端子19、20としては、例えば、鉄筋13に対し加圧力を作用させて密着するタイプ(加圧式)のものを採用することが可能である。このような加圧力を発生させる機構(加圧力発生機構)としては、図示は省略するが、ボルト締めにより、接続端子19、20を鉄筋13に押し付けるものを例示できる。また、板ばね、コイルばね、又は、空気ばね(バルーン)などの弾性体の弾性復元力を接続端子19、20に作用させて、接続端子19、20を鉄筋13に押し付けるものなども例示できる。さらに、接続端子19、20が、板ばねやコイルばねを有するクリップとして構成されているものなども例示できる。 The connection terminals 19, 20 can be, for example, of a type (pressure type) that applies pressure to the reinforcing bar 13 to bring them into close contact. An example of a mechanism for generating such pressure (pressure generating mechanism), not shown, is one that presses the connection terminals 19, 20 against the reinforcing bar 13 by tightening a bolt. Another example is one in which the elastic restoring force of an elastic body such as a leaf spring, coil spring, or air spring (balloon) is applied to the connection terminals 19, 20 to press them against the reinforcing bar 13. Another example is one in which the connection terminals 19, 20 are configured as clips with leaf springs or coil springs.
加圧力を発生させる接続端子19、20を用いることにより、通電中における接続端子19、20の緩みを防止できる。また、加圧力発生機構として、空気ばね(バルーン)の弾性復元力を接続端子19、20に作用させるものを採用した場合には、空気圧と、鉄筋13と接続端子19、20との接触面積とにより、加圧力が決まることとなる。 By using connection terminals 19, 20 that generate a pressure force, it is possible to prevent the connection terminals 19, 20 from loosening while current is flowing. Furthermore, if a pressure force generating mechanism that applies the elastic restoring force of an air spring (balloon) to the connection terminals 19, 20 is used, the pressure force is determined by the air pressure and the contact area between the reinforcing bar 13 and the connection terminals 19, 20.
鉄筋13については、構造物12のコンクリート14から鉄筋13が既に突出していれば、突出した鉄筋13に対して接続端子19、20が接続される。鉄筋13がコンクリート14から露出していない状況であれば、コンクリート14に穴を開けたり、コンクリート14の端面に露出した鉄筋13の周囲を削って除去したりして、鉄筋13を露出させることが可能である。構造物12に穴を開けたり、コンクリート14を削ったりするにあたっては、一般的な種々の技術を採用できる。 With regard to the reinforcing bars 13, if the reinforcing bars 13 are already protruding from the concrete 14 of the structure 12, the connection terminals 19, 20 are connected to the protruding reinforcing bars 13. If the reinforcing bars 13 are not exposed from the concrete 14, it is possible to expose the reinforcing bars 13 by drilling holes in the concrete 14 or by scraping and removing the area around the reinforcing bars 13 exposed at the edge of the concrete 14. Various common techniques can be used to drill holes in the structure 12 or scrape the concrete 14.
また、構造物12において、図2に模式的に示すように、鉄筋13の周りでコンクリート14が隆起している場合もあり得る。このような場合には、鉄筋13と接続端子(図2では接続端子19)との間に、導電性の板状体(導電性部材)28を介在させて通電を行ってもよい。この場合には、コンクリート14の凹部内に露出した鉄筋13に対して、接続端子19、20との導通を確保することが可能となる。 Furthermore, as shown schematically in Figure 2, in the structure 12, concrete 14 may bulge around the reinforcing bars 13. In such cases, a conductive plate (conductive member) 28 may be interposed between the reinforcing bars 13 and the connection terminal (connection terminal 19 in Figure 2) to allow electricity to flow. In this case, it is possible to ensure electrical continuity between the reinforcing bars 13 exposed in the recesses in the concrete 14 and the connection terminals 19 and 20.
ここで、図2の例では、鉄筋13の端面に、円形の板状体(「フィラー」や「スペーサ」などともいう)28が面接触しており、板状体28に、接続端子19が面接触している。板状体28の外形寸法(ここでは直径d1)は、鉄筋13の端面における外形寸法(ここでは直径d2)よりも小さくなっている。また、接続端子19(及び接続端子20)を鉄筋13に押し付ける加圧力を発生させる機構としては、前述したような種々のものを採用することが可能である。 In the example shown in Figure 2, a circular plate-shaped body (also called a "filler" or "spacer") 28 is in surface contact with the end face of the reinforcing bar 13, and the connection terminal 19 is in surface contact with the plate-shaped body 28. The outer dimension of the plate-shaped body 28 (here, diameter d1) is smaller than the outer dimension of the end face of the reinforcing bar 13 (here, diameter d2). Furthermore, various mechanisms such as those described above can be used to generate a pressure force that presses the connection terminal 19 (and connection terminal 20) against the reinforcing bar 13.
なお、図2は、鉄筋13、コンクリート14、接続端子19、及び、板状体28をあくまでも模式的に示しているものであり、例えば、コンクリート14の形状は、複雑な形状の凹凸を有していることが多い。また、板状体28と鉄筋13との接触面積を十分に確保できれば、鉄筋13における板状体28との接触位置は、端面以外の部位(長手方向の途中の部位など)であってもよい。 Note that Figure 2 only shows the reinforcing bar 13, concrete 14, connection terminal 19, and plate-like body 28 in a schematic manner; for example, the shape of concrete 14 often has complex irregularities. Furthermore, as long as a sufficient contact area between the plate-like body 28 and the reinforcing bar 13 can be ensured, the contact position between the reinforcing bar 13 and the plate-like body 28 may be a portion other than the end face (such as a portion midway along the length).
直流電源17は、制御装置18に接続されており、直流電源17による通電は、制御装置18により制御される。本実施形態において、鉄筋13に供給される電流の値(定格)はDC2500Aで、電圧の値(定格)は50Vとなっている。この電流値や電圧値は、使用している電源の最大能力を考慮したもので、使用する電源の能力に合わせて、電流値や電圧値を増大させることも可能である。また、図示は省略するが、鉄筋13の温度計測手段や漏洩電流検知手段等が備えられており、鉄筋13の通電加熱の状況は、リアルタイムで監視される。 The DC power supply 17 is connected to the control device 18, and the supply of electricity from the DC power supply 17 is controlled by the control device 18. In this embodiment, the current value (rated) supplied to the reinforcing bar 13 is DC 2500A, and the voltage value (rated) is 50V. These current and voltage values take into account the maximum capacity of the power supply being used, and it is possible to increase the current and voltage values according to the capacity of the power supply being used. In addition, although not shown, the system is equipped with temperature measurement means for the reinforcing bar 13 and leakage current detection means, and the status of the electrical heating of the reinforcing bar 13 is monitored in real time.
鉄筋13に供給される電流の値は、解体しようとする構造物12の状態や、鉄筋13の太さや配設等の事情を考慮して設定される。例えば、電力(定格)を、例えば、DC2000A-20V~DC2500A-50Vの間(単体の電源又は複数の電源を組合わせることで定格容量の拡張が可能)で変化させ、解体の対象の構造物12や鉄筋13の状況によって、電流の値を調整できるようにすることが可能である。また、通電により鉄筋13が熱膨張する。鉄筋13とコンクリート14の熱膨張率の違いにより、コンクリート14にひび割れが生じるとともに、コンクリート14が熱により脆弱化され、鉄筋13とコンクリート14との付着力が低下する。 The value of the current supplied to the rebars 13 is set taking into account the condition of the structure 12 to be demolished, the thickness and placement of the rebars 13, and other factors. For example, the power (rated) can be varied between DC 2000A-20V and DC 2500A-50V (the rated capacity can be expanded by using a single power source or combining multiple power sources), allowing the current value to be adjusted depending on the condition of the structure 12 and rebars 13 to be demolished. Furthermore, the rebars 13 thermally expand when current is applied. Due to the difference in the thermal expansion coefficients between the rebars 13 and the concrete 14, cracks occur in the concrete 14, and the concrete 14 is weakened by heat, reducing the adhesion between the rebars 13 and the concrete 14.
温度計測手段や漏洩電流検知手段等を用いた監視により、過度な温度上昇や漏洩電流が検出されれば、直流電源17の出力の調整や、直流電源17の出力停止が行われる。このような、通電状況の検出結果に基づく直流電源17の制御は、作業者が、計器類を目視しながら行ってもよい。或いは、各種の監視信号を制御装置18に入力し、制御装置18が自動で行うようにしてもよい。 If an excessive temperature rise or leakage current is detected through monitoring using temperature measurement means, leakage current detection means, etc., the output of DC power supply 17 is adjusted or the output of DC power supply 17 is stopped. Such control of DC power supply 17 based on the detection results of the current flow status may be performed by an operator while visually checking the meters. Alternatively, various monitoring signals may be input into control device 18, which may then perform the control automatically.
構造物12のコンクリート14には、コンクリート漏れ電流検出線21を介して第1電流計(コンクリート漏れ電流検出線用電流計)22が接続されている。第1電流計22は、コンクリート14に流れる電流(コンクリート表面-コンクリート表面の間の電流)を検出し、電流値を表示することが可能である。電流値の表示は、アナログ式であっても、デジタル式であってもよい。コンクリート漏れ電流検出線21の両端は、コンクリート14に通電可能に接続されている。 A first ammeter (concrete leakage current detection line ammeter) 22 is connected to the concrete 14 of the structure 12 via a concrete leakage current detection line 21. The first ammeter 22 detects the current flowing through the concrete 14 (current between concrete surfaces) and is capable of displaying the current value. The current value display may be analog or digital. Both ends of the concrete leakage current detection line 21 are electrically connected to the concrete 14.
さらに、コンクリート14は、接地線23とアース端子24を介して電気的に接地(アース)されており、コンクリート14とアース端子24との間には、第2電流計(接地線用電流計)25が配置されている。第2電流計25によって、アース線に流れる電流(コンクリート表面とアースの間の電流)を検出し、電流値を表示することが可能である。電流値の表示は、第1電流計22と同様にアナログ式であっても、デジタル式であってもよい。接地線23の一端はコンクリート14に通電可能に接続され、他端はアース端子24に接続されている。 Furthermore, the concrete 14 is electrically grounded (earthed) via a grounding wire 23 and an earth terminal 24, and a second ammeter (grounding wire ammeter) 25 is disposed between the concrete 14 and the earth terminal 24. The second ammeter 25 detects the current flowing through the earth wire (the current between the concrete surface and the earth) and displays the current value. The current value display may be analog or digital, as with the first ammeter 22. One end of the grounding wire 23 is electrically connected to the concrete 14, and the other end is connected to the earth terminal 24.
ここで、第1電流計22や第2電流計25が示す電流値を監視して、直流電源17の出力を調整することも可能である。このような直流電源17に係る出力の調整は、作業者が、第1電流計22や第2電流計25(主には第1電流計22)を目視しながら行ってもよい。或いは、第1電流計22や第2電流計25の検出結果を制御装置18に入力し、制御装置18が直流電源17の出力を自動で調整するようにしてもよい。 Here, the output of the DC power supply 17 can be adjusted by monitoring the current values indicated by the first ammeter 22 and the second ammeter 25. Such adjustment of the output of the DC power supply 17 can be performed by an operator while visually checking the first ammeter 22 and the second ammeter 25 (mainly the first ammeter 22). Alternatively, the detection results of the first ammeter 22 and the second ammeter 25 can be input into the control device 18, which can then automatically adjust the output of the DC power supply 17.
以上説明したような解体システム10に対し、フィールド実験を行い、構造物12(特にコンクリート14)を乾燥した状態とし、鉄筋13に通電した。この結果、第1電流計22の値(コンクリート表面-コンクリート表面の値)は、0.001mAとなった。さらに、第1電流計22の値に関しては、構造物12(特にコンクリート14)を散水により湿潤した状態とし、鉄筋13に通電した。この結果、第1電流計22の値は0.025mAとなり、電流の測定値が乾燥時に比べて上昇した。 A field experiment was conducted using the demolition system 10 described above, in which the structure 12 (particularly the concrete 14) was left in a dry state and electricity was passed through the reinforcing bars 13. As a result, the value of the first ammeter 22 (concrete surface - concrete surface value) was 0.001 mA. Furthermore, with regard to the value of the first ammeter 22, the structure 12 (particularly the concrete 14) was left in a wet state by spraying water, and electricity was passed through the reinforcing bars 13. As a result, the value of the first ammeter 22 was 0.025 mA, and the measured current value was higher than when it was dry.
ここで、構造物12は、梁形状の鉄筋コンクリートとし、構造物12の寸法は、W(幅)600×H(高さ)600×L(長さ)1200(単位mm)であった。また、鉄筋13の種類やサイズについては、主筋D(直径)25、スターラップ筋D10とし、一本の主筋に対し通電を行った。電流値については、2500Aとなるように整流器(図示略)により制御し、電流と電圧が安定したときの電流値を読み取った。ここで、通電対象とする鉄筋の数は一本に限られないが、このフィールド実験では、一本の鉄筋に対して通電を行った。また、必要な電力(ここでは電流値の2500A)は、このフィールド実験での値であり、鉄筋のサイズ(長さや径)などの条件の違いにより変更される。 Here, the structure 12 was a beam-shaped reinforced concrete structure, with dimensions of W (width) 600 x H (height) 600 x L (length) 1200 (units: mm). The types and sizes of the rebars 13 were main rebars (D) 25 and stirrup rebars (D10), with electricity passing through one main rebar. The current value was controlled to 2500 A using a rectifier (not shown), and the current value was read when the current and voltage stabilized. While the number of rebars to be energized is not limited to one, electricity was passed through one rebar in this field experiment. The required power (here, a current value of 2500 A) is the value used in this field experiment and will vary depending on conditions such as the size (length and diameter) of the rebar.
これに対し、第2電流計25の値(コンクリート表面-アースの値)に関しては、構造物12(特にコンクリート14)を乾燥した状態とした際には、0.006mAとなった。また、散水により湿潤した状態では、第2電流計25の値は0.010mAとなり、第2電流計25についても、電流の測定値が乾燥時に比べて上昇した。参考として計測したアースの接地抵抗値は12Ωであった。この値は、一般的に計測される値と同等以下の値であり、測定時は、電流が大地へ流れ易い状態であったといえる。 In contrast, the value of the second ammeter 25 (concrete surface - earth value) was 0.006 mA when the structure 12 (particularly the concrete 14) was dry. Furthermore, when the structure 12 was wetted with water, the value of the second ammeter 25 was 0.010 mA, and the measured current value of the second ammeter 25 also increased compared to when it was dry. For reference, the measured earth resistance value was 12 Ω. This value is equal to or less than the value generally measured, and it can be said that the current was likely to flow to the ground at the time of measurement.
このように、構造物12の乾燥時に比べて湿潤時には、第1電流計22及び第2電流計25の計測値は上昇したが、いずれの場合も1mA以下であった。第1電流計22及び第2電流計25の計測値が、いずれも1mA以下といった低い値になることについては、以下のように推測できる。 As such, the measured values of the first ammeter 22 and the second ammeter 25 increased when the structure 12 was wet compared to when it was dry, but in both cases they were below 1 mA. The reason why the measured values of the first ammeter 22 and the second ammeter 25 were both low, below 1 mA, can be inferred as follows.
構造物12が地面11に置かれ、地面11に接していることから、構造物12のコンクリート14から漏れたとしても、電流の大部分は、地面11の表面近くの部位を通って、構造物12に戻る。つまり、構造物12と地面11とに跨る電流の閉ループ(通電回路)が形成され、構造物12と地面11との間で電流が循環する。このため、地面11の、構造物12が置かれた部位から外側の部位に、1mAを超えるような電流は漏れず、過大な漏れ電流の発生が防止されると考えられる。 Because the structure 12 is placed on the ground 11 and is in contact with the ground 11, even if current leaks from the concrete 14 of the structure 12, most of the current returns to the structure 12 via a portion near the surface of the ground 11. In other words, a closed current loop (current-carrying circuit) is formed between the structure 12 and the ground 11, and current circulates between the structure 12 and the ground 11. For this reason, current exceeding 1 mA does not leak from the portion of the ground 11 where the structure 12 is placed to an outer portion, and it is believed that excessive leakage current is prevented.
また、上述したフィールド実験のみでなく、実際の施工現場においても、電流測定を行った。対象とした構造物(構造物12に相当する)は、基礎地中梁と基礎フーチングであり、通電対象の鉄筋は、いずれも主筋D25とした。基礎地中梁については、構造物(構造物12)の両端を切断後、クレーン(図示略)で揚重し、地上の解体ヤードにて、通電加熱作業を行った。基礎フーチングについては、原位置にて通電加熱作業を行った。 In addition to the field experiments described above, current measurements were also conducted at actual construction sites. The target structures (corresponding to structure 12) were the foundation underground beams and the foundation footing, and the reinforcing bars to which current was applied were all main reinforcement bars D25. For the foundation underground beams, both ends of the structure (structure 12) were cut, and the structure was then lifted with a crane (not shown) and electrically heated in an above-ground demolition yard. For the foundation footing, electrically heated work was performed in situ.
基礎地中梁については、コンクリートに十分に散水し湿潤状態で計測した。基礎フーチングについては、地下水や降雨の影響により、コンクリート表面が湿っている状態であった。通電加熱の電流値については、フィールド実験と同様にDC2500Aとした。 For the underground foundation beams, measurements were taken after the concrete was thoroughly sprinkled with water and in a wet state. For the foundation footings, the concrete surface was wet due to the influence of groundwater and rainfall. The current value for electrical heating was DC 2500A, the same as in the field experiment.
電流の計測結果(コンクリート表面-アースの値)は、基礎地中梁で0.106mA、基礎フーチングの上端筋で0.518mA、同じく基礎フーチングの下端筋で0.017mAであった。いずれの測定箇所も、水の供給に関わらず(湿潤状態であっても乾燥状態と同様に)1mA以下となった。 The current measurement results (concrete surface - earth value) were 0.106mA at the underground foundation beam, 0.518mA at the top reinforcement of the foundation footing, and 0.017mA at the bottom reinforcement of the foundation footing. At all measurement points, the current was below 1mA regardless of whether water was supplied (in wet or dry conditions).
以上説明した解体システム10や解体工法によれば、切り出された構造物12が地面に直接置かれ、第1電流計22や第2電流計25がコンクリート14に接続され、作業中の電流値を提示しながら、鉄筋13への通電加熱が行われる。このため、高い値の電流(例えばDC2500A)を使用しながらも漏れる電流を少なくすることができる。さらに、高い値の電流を使用しながらも漏れる電流が少ない作業であることを、作業者や監督者等(作業者等)に明示することができる。 According to the demolition system 10 and demolition method described above, the cut structure 12 is placed directly on the ground, the first ammeter 22 and the second ammeter 25 are connected to the concrete 14, and the rebar 13 is heated by passing electricity through it while displaying the current value during the work. This makes it possible to reduce leakage current even while using a high current value (e.g., DC 2500A). Furthermore, it is possible to clearly indicate to workers, supervisors, etc. (workers, etc.) that the work is being carried out with low leakage current even while using a high current value.
このような通電加熱により、鉄筋13が膨張してコンクリート14にひび割れが生じてコンクリート強度が低下(コンクリート14が脆弱化)するとともに、鉄筋13とコンクリート14との付着力が低下する。このため、圧砕の際には比較的小さな力で効率よくコンクリート14を破砕できるようになる。さらに、低騒音、低振動、短時間、低粉塵での解体が可能であり、周辺環境への影響が少ない。また、圧砕以外にも、例えば、ジャイアントブレーカー等のような重機を用いた解体工法に対して、施工性向上(省力化、時間短縮等)に寄与することができる。発明者等による実験では、鉄筋13が容易にコンクリート14から分離することにより、構造物12に係る解体の効率(解体効率)は、2倍程度向上し、解体に要する所要時間が1/2程度となった。 This electrical heating causes the rebars 13 to expand, cracking the concrete 14 and reducing the concrete strength (weakening the concrete 14), as well as weakening the adhesion between the rebars 13 and the concrete 14. This allows the concrete 14 to be crushed efficiently with relatively little force. Furthermore, demolition is possible with low noise, low vibration, short time, and low dust, minimizing the impact on the surrounding environment. In addition to crushing, this method can also contribute to improved workability (labor savings, time reduction, etc.) for demolition methods using heavy machinery such as giant breakers. In experiments conducted by the inventors, the ease with which the rebars 13 separate from the concrete 14 roughly doubled the demolition efficiency (demolition efficiency) of the structure 12, and roughly halved the time required for demolition.
ここで、例えば、直流電源17(及び発電機)や制御装置18を作業車に搭載し、直流電源17や制御装置18を移動させて解体作業を行うことも可能である。 Here, for example, the DC power supply 17 (and generator) and control device 18 can be mounted on a work vehicle, and the DC power supply 17 and control device 18 can be moved to perform demolition work.
また、構造物12は、ワイヤーソーを用いた工法などにより切削され、本実施形態の工法に供されたものとすることができる。また、構造物12は、振動や騒音が少なく、静音性の高いガス切断の工法により切削されたものとすることも可能である。この場合のガス切断の工法としては、切断トーチから燃料ガスやパウダー(金属粉)を噴射し、燃料ガスやパウダーを燃焼させた火炎により、構造物12の切り出しを行えるようにしたものを挙げることができる(例えば、特開2020-138303号公報)。 The structure 12 may be cut using a wire saw or other method and subjected to the method of this embodiment. The structure 12 may also be cut using a gas cutting method, which produces less vibration and noise and is quieter. Examples of gas cutting methods in this case include those in which fuel gas or powder (metal powder) is sprayed from a cutting torch and the structure 12 is cut using the flame generated by burning the fuel gas or powder (see, for example, JP 2020-138303 A).
このようなガス切断においては、燃料ガスやパウダー(金属粉)が燃焼酸素とともに、混合ガスとして切断トーチから噴射される。混合ガスに着火が行われ、高温(2000~2500℃ 以上)な火炎が、鉄筋コンクリート構造物に吹き付けられる。高温な火炎により、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋13とコンクリート14がともに溶融する。 In this type of gas cutting, fuel gas and powder (metal powder) are sprayed from the cutting torch as a mixed gas along with combustion oxygen. The mixed gas is ignited, and a high-temperature flame (2000-2500°C or higher) is sprayed onto the reinforced concrete structure. The high-temperature flame melts both the reinforcing bars 13 and the concrete 14 in the reinforced concrete structure.
鉄筋13とコンクリート14の溶融により、鉄筋コンクリート構造物に裂開部が形成される。切断トーチを裂開部の中に進入させながら、内部の溶融を進めたり、切断トーチを横方向や縦方向などに移動させたりすることによって、構造物12が、例えば直方体状に切り出される。 As the reinforcing bars 13 and concrete 14 melt, a crack is formed in the reinforced concrete structure. By inserting a cutting torch into the crack, the internal melting progresses, and by moving the cutting torch horizontally or vertically, the structure 12 is cut out, for example, into a rectangular parallelepiped shape.
また、発明者等は、作業者が手で切断トーチを把持し、切断トーチを機動的に移動させて鉄筋コンクリート構造物を切断できるようにした切断装置や切断方法を提案している(特願2020-157195号)。この工法においては、切断トーチに冷却水が供給され、冷却水が、切断トーチの内部と外部との間で循環する。このため、切断トーチが高温にならず、切断トーチの把持が可能となっている。 The inventors have also proposed a cutting device and method that allows a worker to manually grip a cutting torch and flexibly move it to cut reinforced concrete structures (Patent Application No. 2020-157195). In this method, cooling water is supplied to the cutting torch, and the cooling water circulates between the inside and outside of the cutting torch. This prevents the cutting torch from becoming too hot, making it possible to grip the cutting torch.
これらのようなガス切断により切り出された構造物12に対し、本実施形態の解体システム10や切断方法を用いることにより、静音性の高い工法を連続させて、構造物12の切断から解体までを一貫して行うことができる。そして、環境への影響を一層低減して、構造物12の解体を行うことが可能となる。 By using the demolition system 10 and cutting method of this embodiment on structures 12 cut out by gas cutting, a highly quiet construction method can be used continuously, allowing for the entire process from cutting to demolition of the structure 12. This makes it possible to demolition the structure 12 with even less impact on the environment.
なお、プラス側出力ケーブル(+)やマイナス側出力ケーブル(-)の内の、少なくともいずれか一方を複数に分け、各ケーブルに接続端子19(又は接続端子20)を設けて、鉄筋への通電を行ってもよい。図3は、プラス側出力ケーブル(+)とマイナス側出力ケーブル(-)の両方を複数とした例を模式的に示している。図3の例では、プラス側及びマイナス側のいずれも6本のケーブルが用いられているが、ケーブルの本数はこれに限定されるものではない。このように、1つの接続領域に複数のケーブルを接続することで、接続端子19、20を小型化及び軽量化でき、個々の接続端子19、20の接続作業に係る作業性を向上できる。 In addition, at least one of the positive output cable (+) and the negative output cable (-) may be divided into multiple cables, and a connection terminal 19 (or connection terminal 20) may be provided on each cable to pass current through the rebar. Figure 3 schematically shows an example in which both the positive output cable (+) and the negative output cable (-) are multiple. In the example of Figure 3, six cables are used on both the positive and negative sides, but the number of cables is not limited to this. In this way, by connecting multiple cables to a single connection area, the connection terminals 19, 20 can be made smaller and lighter, and the work involved in connecting each of the connection terminals 19, 20 can be improved.
さらに、図示は省略するが、各ケーブル上に電流計を設置し、各ケーブルを流れる電流のバランスを監視できるようにしてもよい。このようにした場合は、例えば、いずれかのケーブルに電流が集中して、ケーブルが過度に温度上昇したり、溶融したりすることを未然に防止できる。 Furthermore, although not shown in the figures, an ammeter may be installed on each cable to monitor the balance of the current flowing through each cable. In this case, it is possible to prevent, for example, current from concentrating in one cable, causing the cable to overheat or melt.
例えば、ケーブルの数が、プラス側及びマイナス側で6本ずつであった場合、通電の開始時に、各ケーブル上の電流計の値を監視して、電流供給のバランスを確認する。電流供給のバランスの問題がなければ、その後も電流の供給を継続する。このように、通電の開始当初に電流計を確認すれば、その後の電流計の監視を省略することが可能である。ただし、通電を停止した後に通電を再開するような場合は、通電再開の当初に、改めて、電流計により電流供給のバランスを確認する、といったことも可能である。 For example, if there are six cables on the positive and negative sides, when power is first applied, the ammeter values on each cable are monitored to check the balance of the current supply. If there are no problems with the balance of the current supply, the current supply continues. In this way, by checking the ammeters at the beginning of power application, it is possible to omit monitoring the ammeters thereafter. However, if power is stopped and then restarted, it is also possible to check the balance of the current supply again using the ammeters at the beginning of power application.
また、複数の鉄筋13に同時に通電することにより、通電された鉄筋13を含む領域(エリア)に、通電加熱を行うことが可能となる。この場合は、各鉄筋13に1つ又は複数のケーブル(接続端子)を接続することが可能である。 Furthermore, by simultaneously passing electricity through multiple reinforcing bars 13, it is possible to perform electrical heating on the area including the reinforcing bars 13 that have been passed through. In this case, it is possible to connect one or more cables (connection terminals) to each reinforcing bar 13.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で多くの変形が可能である。そして、説明した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and many modifications are possible within the scope of the technical concept of the present invention. Furthermore, the described embodiment is merely one example of a concrete implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited thereby.
10 解体システム
11 地面
12 鉄筋コンクリート構造物
13 鉄筋
14 コンクリート
17 直流電源
18 制御装置
19、20 接続端子
21 コンクリート漏れ電流検出線
22 第1電流計(コンクリート漏れ電流検出線用電流計)
23 接地線
24 アース端子
25 第2電流計(接地線用電流計)
28 板状体
10 Demolition system 11 Ground 12 Reinforced concrete structure 13 Reinforcement bar 14 Concrete 17 DC power supply 18 Control device 19, 20 Connection terminal 21 Concrete leakage current detection line 22 First ammeter (ammeter for concrete leakage current detection line)
23 Ground wire 24 Ground terminal 25 Second ammeter (ammeter for ground wire)
28 Plate-shaped body
Claims (8)
前記コンクリートに電気的に接地する接地線を接続し、前記接地線上に接地線用電流計を配置したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システム。 A direct current is supplied to the reinforcing bars exposed from the reinforced concrete structure, and the supply of current causes the reinforcing bars to thermally expand, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bars and the concrete;
A system for demolition of reinforced concrete structures, characterized in that a ground wire that electrically grounds the concrete is connected and a ground wire ammeter is placed on the ground wire.
前記コンクリートに電気的に接地する接地線を接続し、前記接地線上に接地線用電流計を配置したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体方法。 A direct current is supplied to the reinforcing bars exposed from the reinforced concrete structure, and the supply of current causes the reinforcing bars to thermally expand, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bars and the concrete;
A method for demolishing a reinforced concrete structure, characterized in that a ground wire that electrically grounds the concrete is connected and a ground wire ammeter is placed on the ground wire.
鉄筋が熱膨張することで前記鉄筋とコンクリートとの付着力を低下させ、
前記鉄筋に接続端子を介して電流供給線を接続し、
前記直流電流のプラス側及びマイナス側の両方において、前記接続端子と前記電流供給線の組が複数組設けられ、各組の電流を検出しながら前記直流電流を供給することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システム。 A direct current is supplied to the reinforcing bars exposed from the reinforced concrete structure, and the supply of current causes the reinforcing bars to thermally expand, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bars and the concrete;
Connecting a current supply line to the reinforcing bar via a connection terminal;
A system for dismantling reinforced concrete structures, characterized in that multiple pairs of the connection terminal and the current supply line are provided on both the positive and negative sides of the DC current, and the DC current is supplied while detecting the current in each pair.
コンクリートの凹部内に露出した前記鉄筋と、前記鉄筋に対向する接続端子の端面との間に、前記鉄筋と前記接続端子の端面とに両側面が接触して前記凹部内で前記鉄筋と前記接続端子との間の導通をとる板状体をした導電性部材を介在させ、前記接続端子の端面と反対側の端面から加圧力発生機構によって前記接続端子を前記鉄筋に押し付けることで、前記鉄筋に前記接続端子を介して電流供給線を接続したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の解体システム。 A direct current is supplied to the reinforcing bars exposed from the reinforced concrete structure, and the supply of current causes the reinforcing bars to thermally expand, thereby reducing the adhesive force between the reinforcing bars and the concrete;
A system for demolishing reinforced concrete structures, characterized in that a plate-shaped conductive member is interposed between the reinforcing bar exposed in a recess in the concrete and the end face of a connection terminal facing the reinforcing bar, the plate-shaped conductive member having both sides in contact with the reinforcing bar and the end face of the connection terminal to establish electrical continuity between the reinforcing bar and the connection terminal within the recess, and a current supply line is connected to the reinforcing bar via the connection terminal by pressing the connection terminal against the reinforcing bar from the end face opposite the end face of the connection terminal using a pressure generating mechanism.
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