(57)【要約】【課題】通信回線網を利用し、現場から離れた場所で、かつ高精度にコンクリート構造物の養生管理が可能なコンクリート構造物の養生管理システムを提供する。【解決手段】型枠またはコンクリートの表面温度測定面を区分した複数の表面温度測定領域の中心に表面温度センサを１個ずつ固定し、各部分コンクリートの中心に内部温度センサを１個ずつ埋め込み、各センサからの温度データを通信回線網により現場の第１の通信演算端末から養生温度管理ステーションの第２の通信演算端末に送信し、そこで温度分布データ解析手段で各表面温度データから実測表面温度分布データを求め、各内部温度データから実測内部温度分布データを求める。これにより、温度管理者が常駐せずとも、ステーションで養生温度分布を解析し、高精度にコンクリート構造物の養生温度を管理できる。【選択図】図１
2014098260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を現場で施工する際に、型枠に流し込まれたコンクリートの養生温度を測定する養生温度測定装置と、該養生温度測定装置によって測定された養生温度に基づき、前記コンクリートの養生温度を制御する養生温度制御装置とを備えたコンクリート構造物の養生管理システムであって、
養生中の前記型枠の表面および養生中の前記コンクリートの型枠側の面のうち、何れか１つを、正方形の升目状の複数の表面温度測定領域に区分した表面温度測定面とし、
前記型枠の表面には、前記複数の表面温度測定領域に合わせて前記型枠の表面を仕切る複数の升目状部分リブを縦横に連ねた格子状補強リブが形成され、
養生中の前記コンクリートは、前記複数の表面温度測定領域に合わせて複数の部分コンクリートに区分され、
前記養生温度測定装置は、
前記複数の表面温度測定領域の中心位置に固定された複数の表面温度センサと、
前記複数の部分コンクリートの中心位置に、前記コンクリートを介して、対応する前記表面温度センサと対峙するように埋設された複数の内部温度センサと、
前記複数の表面温度センサからの測定信号により得られた前記複数の表面温度測定領域の表面温度データおよび前記複数の内部温度センサからの測定信号により得られた前記複数の部分コンクリートの内部温度データを、通信回線網を利用して、現場からそれぞれ送信する第１の通信演算端末と、
前記現場から離れた養生温度管理ステーションに設けられ、前記通信回線網を利用して、前記第１の通信演算端末から送信された前記複数の表面温度測定領域の表面温度データおよび前記複数の部分コンクリートの内部温度データをそれぞれ受信する第２の通信演算端末と、
該第２の通信演算端末に設けられ、前記複数の表面温度測定領域の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、前記複数の部分コンクリートの内部温度データから実測内部温度分布データを求める温度分布データ解析手段とを備え、
前記養生温度制御装置は、
前記複数の表面温度測定領域のうち、選出された該表面温度測定領域を囲う前記升目状部分リブの内部空間のみに吹き付けノズルから養生水を吹き付ける水吹き付け手段と、
前記養生水の温度を調整する水温調整手段とを備え、
前記実測表面温度分布データおよび前記実測内部温度分布データから得られた養生中の前記コンクリートの全域の温度応力が、あらかじめ設定された基準コンクリート温度応力の値より高い場合に、その基準コンクリート温度応力より高い部分コンクリートに対応する前記選出された表面温度領域を囲う前記升目状部分リブの内部空間のみに、その部分コンクリートの温度応力が小さくなるように、前記水温調整手段によって水温が調整された前記養生水を、前記水吹き付け手段の吹き付けノズルから吹き付けるコンクリート構造物の養生管理システム。
【請求項２】
前記複数の升目状部分リブは、２本の縦部分リブと２本の横部分リブとをそれぞれ正方形に連結して形成され、
前記複数の升目状部分リブの２本の横部分リブは、すべてが全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かってそれぞれ下方傾斜した請求項１に記載のコンクリート構造物の養生管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はコンクリート構造物の養生管理システム、詳しくはコンクリート構造物を養生する際に発生するひび割れなどを抑制可能なコンクリート構造物の養生管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
部材断面の大きい現場施工のコンクリート構造物を施工する際には、セメントの水和熱がその中央部付近に蓄積されてコンクリートの内部温度が上昇し、その後の冷却によって大きい引張応力が発生し、コンクリートの表層部と中央部との温度差によるコンクリートのひび割れが発生しやすい。そのため、養生中には外気温度に応じたコンクリート表面の温度管理が要求される。
夏季などの高温環境では、例えば特許文献１のように型枠の表面に放水してコンクリートの表面温度を下げている。また、冬季などの低温環境では、特許文献２のように型枠を養生シートにより覆って保温したり、特許文献３のように型枠を外方からヒータ加熱するなどを行って、コンクリートの表面温度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６６１５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１０７５６３号公報
【特許文献３】特開２００３−２６８９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１〜３の従来技術にあっては、何れも型枠の表面またはコンクリートの表面に装着された温度センサにより、直接または間接的にコンクリートの表面温度を測定し、各測定信号を有線または無線ＬＡＮを利用して現場の仮設事務所のパソコンに入力し、得られた各温度データに基づき、自動または温度管理者から現場の作業員への電話連絡などでの指示により、上述した型枠への放水、養生シートによる型枠の被覆、ヒータによる型枠の加熱などを施していた。そのため、作業者は型枠を用いたコンクリート構造物の養生期間中、例えば現場の仮設事務所などに駐在して、コンクリートの温度管理に従事しなければならなかった。
【０００５】
しかも、従来のコンクリート構造物の養生温度管理技術では、温度センサの使用数が、コンクリート構造物の各打設面に対して１〜３個程度であった。そのため、コンクリートの表面の養生温度の把握が局所的で、その局所的な表面温度に基づき、コンクリートの表面全体の温度制御を行っていた。その結果、コンクリート構造物の養生温度の管理精度は、充分とは言えなかった。
【０００６】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、コンクリートを養生中の型枠の表面、または、養生中のコンクリートの型枠側の面である表面温度測定面を、正方形の升目状の複数の表面温度測定領域に区分し、各表面温度測定領域の中心位置に表面温度センサを１個ずつ固定するとともに、各部分コンクリートの中心位置に内部温度センサを１個ずつ埋め込み、その後、各表面温度センサから得られた複数の表面温度測定領域の表面温度データと、各内部温度センサから得られた複数の部分コンクリートの内部温度データとを、通信回線網を利用して、現場の第１の通信演算端末から養生温度管理ステーションの第２の通信演算端末にそれぞれ送信し、ここで、温度分布データ解析手段により各表面温度データから実測表面温度分布データを解析するとともに、各内部温度データから実測内部温度分布データを解析する。その後、得られた両温度分布データから養生中のコンクリートの全域の温度応力を求め、その応力値が、養生期間中の該当する材齢日の制御目標となる基準コンクリート温度応力の値より大きければ、養生温度管理ステーションから現場に指令を送り、その値が小さくなるように水温調整手段により水温が調整された養生水を、水吹き付け手段の吹き付けノズルから、養生中のコンクリートの温度応力を小さくする目的で選出された表面温度測定領域を囲う升目状部分リブの内部空間のみに吹き付けるようにすれば、上述した問題はすべて解消されることを知見し、この発明を完成させた。
【０００７】
この発明は、通信回線網を利用し、現場から離れた場所で、養生中のコンクリートの温度分布をリアルタイムに解析し、この解析結果に基づき、高精度に養生温度を管理してコンクリート構造物の養生を行うことができるコンクリート構造物の養生管理システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、コンクリート構造物を現場で施工する際に、型枠に流し込まれたコンクリートの養生温度を測定する養生温度測定装置と、該養生温度測定装置によって測定された養生温度に基づき、前記コンクリートの養生温度を制御する養生温度制御装置とを備えたコンクリート構造物の養生管理システムであって、養生中の前記型枠の表面および養生中の前記コンクリートの型枠側の面のうち、何れか１つを、正方形の升目状の複数の表面温度測定領域に区分した表面温度測定面とし、前記型枠の表面には、前記複数の表面温度測定領域に合わせて前記型枠の表面を仕切る複数の升目状部分リブを縦横に連ねた格子状補強リブが形成され、養生中の前記コンクリートは、前記複数の表面温度測定領域に合わせて複数の部分コンクリートに区分され、前記養生温度測定装置は、前記複数の表面温度測定領域の中心位置に固定された複数の表面温度センサと、前記複数の部分コンクリートの中心位置に、前記コンクリートを介して、対応する前記表面温度センサと対峙するように埋設された複数の内部温度センサと、前記複数の表面温度センサからの測定信号により得られた前記複数の表面温度測定領域の表面温度データおよび前記複数の内部温度センサからの測定信号により得られた前記複数の部分コンクリートの内部温度データを、通信回線網を利用して、現場からそれぞれ送信する第１の通信演算端末と、前記現場から離れた養生温度管理ステーションに設けられ、前記通信回線網を利用して、前記第１の通信演算端末から送信された前記複数の表面温度測定領域の表面温度データおよび前記複数の部分コンクリートの内部温度データをそれぞれ受信する第２の通信演算端末と、該第２の通信演算端末に設けられ、前記複数の表面温度測定領域の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、前記複数の部分コンクリートの内部温度データから実測内部温度分布データを求める温度分布データ解析手段とを備え、前記養生温度制御装置は、前記複数の表面温度測定領域のうち、選出された該表面温度測定領域を囲う前記升目状部分リブの内部空間のみに吹き付けノズルから養生水を吹き付ける水吹き付け手段と、前記養生水の温度を調整する水温調整手段とを備え、前記実測表面温度分布データおよび前記実測内部温度分布データから得られた養生中の前記コンクリートの全域の温度応力が、あらかじめ設定された基準コンクリート温度応力の値より高い場合に、その基準コンクリート温度応力より高い部分コンクリートに対応する前記選出された表面温度領域を囲う前記升目状部分リブの内部空間のみに、その部分コンクリートの温度応力が小さくなるように、前記水温調整手段によって水温が調整された前記養生水を、前記水吹き付け手段の吹き付けノズルから吹き付けるコンクリート構造物の養生管理システムである。
【０００９】
この請求項１に記載の発明によれば、コンクリートを養生中の型枠の表面、または、養生中のコンクリートの型枠側の面である表面温度測定面を、正方形の升目状の複数の表面温度測定領域に区分し、各表面温度測定領域の中心位置に表面温度センサを１個ずつ固定するとともに、各部分コンクリートの中心位置に内部温度センサを１個ずつ埋め込む。
次に、複数の表面温度センサからの測定信号により得られた複数の表面温度測定領域の表面温度データと、複数の内部温度センサからの測定信号により得られた複数の部分コンクリートの内部温度データとを、それぞれ第１の通信演算端末に入力し、その後、通信回線網を利用して現場から離れた養生温度管理ステーションの第２の通信演算端末にそれぞれ送信する。第２の通信演算端末では、温度分布データ解析手段により複数の表面温度測定領域の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、複数の部分コンクリートの内部温度データから実測内部温度分布データを求める。
【００１０】
その後、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データから養生中のコンクリートの全域の温度応力を演算し、得られた実測のコンクリートの全域の温度応力の値が、養生期間中の該当する材齢日の制御目標となる基準コンクリート温度応力の値の許容範囲より大きければ、その値が小さくなるように水温調整手段によって水温が調整された養生水を、水吹き付け手段の吹き付けノズルから、温度応力が大きい部分コンクリートに対応する表面温度測定領域を囲う升目状部分リブの内部空間のみに吹き付ける。吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域の型枠部分を介して、対応する部分コンクリートと熱交換を行い、養生中の部分コンクリートの温度応力、ひいては養生中のコンクリート全域の温度応力を小さくする。
これにより、温度管理者が常時現場に駐在しなくても、現場から離れた養生温度管理ステーションにおいて、コンクリートの養生温度分布を解析して、高精度にコンクリートの養生温度を把握することができるとともに、この解析結果に基づき、高精度に養生温度を管理してコンクリート構造物の養生を行うことができる。
【００１１】
コンクリート構造物としては、例えば、防波堤や橋梁の基礎となるケーソンなどを採用することができる。そのうち、本発明が対象とするのは、現場で施工（現場打ち工法）されるものである。
型枠の素材としては、鉄、鋼、アルミニウム合金などの金属型枠を採用することができる。その他、木、プレキャストコンクリートなどでもよい。
各格子状補強リブは、複数の表面温度測定領域をそれぞれ囲うように型枠の表面を仕切る（区画する）複数の升目状部分リブを、縦方向および横方向にマトリックス状（碁盤状）に連結した（組み合わせた）枠部材である。各升目状部分リブは、２本の縦部分リブと２本の横部分リブとを、それぞれ正方形に連結して形成される。したがって、隣接する各升目状部分リブは、それぞれ隣接する側に配置された縦部分リブまたは横部分リブを兼用することができる。そのため、格子状補強リブは、複数本の長尺な縦リブと複数本の長尺な横リブとを、縦方向および横方向にそれぞれ所定ピッチで離間し、これらを格子状に組み合わせることにより設けることができる。
養生温度測定装置とは、養生中の型枠の表面または養生中のコンクリートの型枠側の面となる表面温度測定面の温度を測定するものである。
養生温度制御装置とは、養生温度測定装置によって測定された表面温度測定面の表面温度データおよび養生中のコンクリートの内部温度データに基づき、コンクリートの養生温度を制御するものである。
【００１２】
表面温度センサとしては、表面温度測定面に常時固定されるタイプのものでも、温度測定時のみに表面温度測定面に当接されるタイプのものでもよい。具体的には、例えばＫＮラボラトリーズ株式会社の「サーモクロンＧタイプ」、「スーパーサーモクロン」や、株式会社共和電業の温度計「ＢＴ−１００Ｂ」を採用することができる。表面温度センサは有線式のものでも、無線式（ワイヤレス式）のものでもよい。内部温度センサも、表面温度センサと同じものを採用することができる。
表面温度センサにより温度測定される面は、コンクリートを養生中の型枠の表面でも、養生中のコンクリートの型枠側の面でもよい。ただし、養生中のコンクリートの型枠側の面の方が、直接的にコンクリートを温度測定できるために好ましい。また、各表面温度センサを、対応する表面温度測定領域の中心位置に配置する理由は、温度測定される面の平均温度を複数の表面温度センサを用いて正確に求めるためである。
【００１３】
ここでいう「表面温度測定領域」とは、表面温度センサにより温度測定される面（表面温度測定面）に区画された仮想領域である。
各表面温度測定領域のサイズ（各升目状部分リブのサイズ）は限定されない。例えば、コンクリート構造物が大型のケーソンの場合、縦横（１辺）が２．５ｍ〜３．０ｍ、すなわち面積６ｍ２〜９ｍ２の正方形の升目状の区画面でもよい。この場合、各表面温度測定領域の面積が６ｍ２未満では、温度制御に必要以上のコストがかかる。また、各表面温度測定領域の面積が９ｍ２を超えれば、充分な温度制御管理ができない。
ここでいう「部分コンクリート」とは、養生中のコンクリートを表面温度測定領域ごとに仮想分割したブロックである。
【００１４】
各内部温度センサは、対応する部分コンクリートの中心位置（例えば部分コンクリートが立方体の場合、立方体の互いに向かい合う面の中心を結ぶ線分の中点）に、それぞれ配置される。各部分コンクリートの型枠側の面（長方形の面）と、対応する表面温度測定領域とは、直接対向するか型枠を介して対向する同一の正方形の面である。したがって、表面温度測定領域の中心位置に配置される表面温度センサと、対応する部分コンクリートの中心位置に配置される内部温度センサとは、養生中のコンクリートの厚さ方向から視て、コンクリートを介して（挟んで）互いに対向（対峙）している。
通信回線網としては、例えばインターネットなどを採用することができる。
第１の通信演算端末および第２の通信演算端末としては、例えばパソコン、携帯コンピュータの機能を併せ持ったスマートフォンを含む各種のモバイル端末を採用することができる。
養生温度管理ステーションとしては、例えばコンクリート構造物の施工会社、その施工管理会社、監督官庁などの各施設（その一室）、サーバなどを採用することができる。
【００１５】
温度分布データ解析手段としては、例えば、第１の通信演算端末または第２の通信演算端末に搭載されて、複数の表面温度測定領域の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、複数の部分コンクリートの内部温度データから実測内部温度分布データを求めるソフトウエア（アプリケーション）などを採用することができる。
ここでいう「実測表面温度分布データ」とは、表面温度測定面の温度測定（測温）時において、各表面温度測定領域の表面温度データから作成された表面温度測定面の温度分布データをいう。
ここでいう「実測内部温度分布データ」とは、その養生中の各部分コンクリートの内部温度の計測時において、各内部温度データから得られた養生中のコンクリートの中心部全域の温度分布データをいう。
水吹き付け手段は、例えば貯水槽に貯めた養生水を圧送ポンプにより吹き付けノズルから吹き付ける（圧送する）ものである。
養生水としては、例えば水道水、河川や湖などの水、淡水化した海水などを採用することができる。
養生水の吹き付け量は限定されないものの、例えば縦横（１辺）が３ｍ×３ｍの表面温度測定領域に対しての吹き付け量は、２〜５リットル／分である。２リットル／分未満では、選出された表面温度測定領域の中心位置に養生水を吹き付けたとき、吹き付けられた養生水で表面温度測定領域の全域を均等に温度調整することができない。また、５リットル／分を超えれば、養生水の使用量が不必要に増加するとともに、養生水の一部が升目状部分リブを越えて周辺の表面温度測定領域に吹き付けられるおそれがある。
水温調整手段とは、例えば、各種の熱交換器、各種のヒータなどを用いて、水を１５℃〜２５℃で加熱および冷却するもので、例えば水の加温冷却器を採用することができる。
【００１６】
ここでいう「養生中のコンクリートの全域の温度応力」とは、養生中のコンクリートの全域において、複数の表面温度測定領域の（表面）温度データから求められた表面温度測定面の実測表面温度分布データと、複数の部分コンクリートの（内部）温度データから求められたコンクリートの中心部一帯の実測内部温度分布データとの温度差により発生した温度応力を意味する。
養生中のコンクリートの一部でも温度応力が大きくなれば、コンクリートに局所的なひび割れが発生する。そのため、実測コンクリート温度応力が、あらかじめ設定された基準コンクリート温度応力の値より高い場合に、その温度応力が大きくなった部分コンクリートを覆う表面温度測定領域のみに、その部分コンクリートの温度応力が小さくなるように水温を調整した養生水を、水吹き付け手段の吹き付けノズルから吹き付ける。さらに詳しくは、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データから実測コンクリート温度応力データを求め、この実測コンクリート温度応力データが、養生期間中の該当する材齢日の制御目標となる基準コンクリート温度応力データの値に近づくように、水温調整手段によって水温が調整された養生水を、水吹き付け手段の吹き付けノズルから、選出された表面温度測定領域を囲う升目状部分リブの内部空間のみに吹き付けることで、その基準コンクリート温度応力より高い温度応力を有した部分コンクリートの温度応力を下げることを意味する。養生水の吹き付けの際、選出された表面温度測定領域は升目状部分リブによって囲われているため、吹き付けられた養生水が、隣接する表面温度測定領域まで飛散するおそれは少ない。
ここでいう「養生期間中の該当する材齢日」とは、コンクリートの養生期間において、実際に表面温度測定面の温度を測定した日（コンクリートの内部温度を測定した日）が、コンクリートを打設した日を基準として、何日目に当たるかをいう。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記複数の升目状部分リブは、２本の縦部分リブと２本の横部分リブとをそれぞれ正方形に連結して形成され、前記複数の升目状部分リブの２本の横部分リブは、すべてが全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かってそれぞれ下方傾斜した請求項１に記載のコンクリート構造物の養生管理システムである。
【００１８】
この請求項２に記載の発明によれば、各各升目状部分リブの横部分リブのすべてが、全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かって下方傾斜しているため、選出された表面温度測定領域を囲う升目状部分リブの内部空間に吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域の型枠部分を介して、対応する部分コンクリートと熱交換を行い、その後、表面温度測定領域の型枠部分を流れ落ち、次に、升目状部分リブの下方傾斜した下側の横部分リブをシュートとし、型枠の外へ滑り落ちる。これにより、一般的な型枠の表面と直交する横リブを採用した場合の問題点である、養生水が下側の横リブの前縁から下面を伝って下段の表面温度測定領域の型枠部分に流れ込むというおそれが少ない。
【００１９】
横部分リブの傾斜角度は１０°〜５０°である。１０°未満および５０°を超えれば、各升目状部分リブの下側の横部分リブを滑り落ちる養生水が、型枠の近くに落ちて地面から跳ね返り、養生水が型枠の下端部の表面に付着するおそれがある。特に、横部分リブの好ましい傾斜角度は３０°〜４５°である。
【発明の効果】
【００２０】
この請求項１に記載の発明によれば、コンクリートを養生中の型枠の表面、または、養生中のコンクリートの型枠側の面である表面温度測定面を、正方形の升目状の複数の表面温度測定領域に区分し、各表面温度測定領域の中心位置に表面温度センサを１個ずつ固定するとともに、各部分コンクリートの中心位置に内部温度センサを１個ずつ埋め込んでいる。しかも、複数の表面温度センサからの測定信号により得られた複数の表面温度測定領域の表面温度データと、複数の内部温度センサからの測定信号により得られた複数の部分コンクリートの内部温度データとを、それぞれ第１の通信演算端末に入力し、その後、通信回線網を利用して現場から離れた養生温度管理ステーションの第２の通信演算端末にそれぞれ送信し、その後、この第２の通信演算端末において、温度分布データ解析手段により複数の表面温度測定領域の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、複数の部分コンクリートの内部温度データから実測内部温度分布データを求める。
【００２１】
このように構成したため、その後、養生温度管理ステーションにおいて、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データから養生中のコンクリートの全域の温度応力を演算し、得られた実測の温度応力の値が、養生期間中の該当する材齢日の制御目標となるコンクリートの基準温度応力の値の許容範囲より大きければ、その値が小さくなるように水温調整手段によって水温が調整された養生水を、水吹き付け手段の吹き付けノズルから、選出された温度応力が大きい部分コンクリートに対応した升目状部分リブの内部空間のみに吹き付ける。吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域の型枠部分を介して、対応する部分コンクリートと熱交換を行い、養生中の部分コンクリートの温度応力、ひいては養生中のコンクリート全域の温度応力を小さくする。
これにより、温度管理者が常時現場に駐在しなくても、現場から離れた養生温度管理ステーションにおいて、コンクリートの養生温度分布を解析し、コンクリートの養生温度を高精度に把握することができるとともに、この解析結果に基づき、高精度に養生温度を管理してコンクリート構造物の養生を行うことができる。
【００２２】
特に、請求項２に記載の発明によれば、各升目状部分リブの横部分リブのすべてが、全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かって下方傾斜しているため、選出された表面温度測定領域を囲う升目状部分リブの内部空間に吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域の型枠部分を介して、対応する部分コンクリートと熱交換を行い、その後、表面温度測定領域の型枠部分を流れ落ち、次に、升目状部分リブの下方傾斜した下側の横部分リブをシュートとし、型枠の外へ滑り落ちる。これにより、一般的な型枠の表面と直交する横リブを採用した場合の問題点である、養生水が下側の横リブの前縁から下面を伝って下段の表面温度測定領域の型枠部分に流れ込むというおそれが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システムの全体構成を示す一部断面図を含む正面図である。
【図２】この発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システムに用いられる内部温度センサと表面温度センサとの位置合わせ作業を示す一部断面図を含む斜視図である。
【図３】この発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システムにおける養生温度制御装置によるコンクリート養生温度調整作業状態を示す要部拡大斜視図である。
【図４】この発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システムに用いられる型枠の横部分リブを利用した養生水の外方排出状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】この発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システムの要部ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、防波堤用のケーソンを例とする。
【実施例】
【００２５】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係るコンクリート構造物の養生管理システム（以下、養生管理システム）で、この養生管理システム１０は、護岸用のケーソン（コンクリート構造物）１１を現場で施工する際に、内側の型枠１２と外側の型枠１３との間に流し込まれたコンクリート１４の養生温度を測定する養生温度測定装置１５と、養生温度測定装置１５によって測定された養生温度に基づき、コンクリート１４の養生温度を制御する養生温度制御装置１６とを備えている。
以下、これらの構成体を具体的に説明する。
護岸用のケーソン１１は、土台となる基礎部１７と、基礎部１７の上部に配置され、かつ矩形箱形状の４枚の縦長な四角形の側壁からなる周側壁部１８と構成される。ケーソン１１の打設時は、ケーソン１１の内方（内側空間側）に配置される内側の型枠１２と、ケーソン１１の外方に配置される外側の型枠１３との間に、コンクリート（普通ポルトランドの生コンクリート）１４を流し込み、その後、コンクリート１４を所定期間、所定の条件で養生することで製造される。
【００２６】
図１〜図４に示すように、現場において、打設される周側壁部１８の外方の周囲および内方の周囲には、各側壁を打設するための４枚の内側の型枠１２と４枚の外側の型枠１３とが、それぞれ側壁の打設空間をあけて組み立てられている。これらの内側の型枠１２および外側の型枠１３は何れも鉄板からなり、それぞれの型枠１２，１３の表面（外面）は表面温度測定面となって、縦横３ｍ（表面積９ｍ２）の正方形の升目状を有した複数の表面温度測定領域１９に区分されている。また、各型枠１２，１３の表面の全域には、各表面温度測定領域１９に合わせて、対応する型枠１２，１３の表面をそれぞれ仕切る複数の升目状部分リブ２０を縦横に連ねる構造の格子状補強リブ２１が形成されている。これにより、養生中のコンクリート１４は、複数の表面温度測定領域１９に合わせて複数の部分コンクリート１４Ａに区分される。また、各升目状部分リブ２０は、２本の縦部分リブ２２と２本の横部分リブ２３とをそれぞれ正方形に連結して形成されている。このうち、すべての横部分リブ２３は全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かってそれぞれ４５°下方傾斜している（図４）。また、各格子状補強リブ２１は、それぞれが隣接する縦部分リブ２２同士を一体的に連結した複数本の長尺な縦リブと、それぞれが隣接する横部分リブ２３同士を一体的に連結した複数本の長尺な横リブとを、縦方向および横方向に所定ピッチで離間し、これらを格子状に組み合わせることにより形成されている。
【００２７】
また、ケーソン１１の打設時には、両型枠１２，１３から所定の距離をあけて、平面視して矩形枠状の作業用の足場２４が組み立てられる(図１)。また、図示しないもののケーソン１１の内部空間にも、内側の型枠１２から所定の距離をあけて、平面視して矩形状の別の足場が組み立てられる。
各足場２４には、各表面温度測定領域１９の中心位置に配置された各表面温度センサ２５との対向部分に、後述する複数の養生水の吹き付けノズル２６がそれぞれ固定されている。
また、現場の足場２４の近くには、養生水の貯水槽２７と、貯水槽２７内の養生水を切り換え弁２８の操作で各吹き付けノズル２６に揚水する給水管２９と、給水管２９の途中に設けられた圧送ポンプ３０とを有する水吹き付け器（水吹き付け手段）３１と、給水管２９の途中に設けられて養生水の温度を調整する水温調整器（水温調整手段）３２とが配設されている。具体的には、コンクリート１４の打設ロットごとに（ここでは４ロット目）、水温調整器３２により養生水の温度を１５℃〜２５℃の範囲で適宜温度調整し、その温度調整された養生水を、水吹き付け器３１により３リットル／分で吹き付ける。水温調整器３２は、実測のコンクリート１４の全域の温度応力の値が、養生期間中の該当する材齢日の制御目標となる基準コンクリート温度応力の値の許容範囲より大きい場合に、その値が小さくなるように、内蔵する熱交換器によって養生水の温度を調整する。これらの貯水槽２７、吸水管２８、吹き付けノズル２６および圧送ポンプ３０とを有した水吹き付け器３１と、水温調整器３２とから、前記養生温度制御装置１６が構成される。
【００２８】
次に、図１、図２および図５を参照して、前記養生温度測定装置１５を詳細に説明する。
図１、図２および図５に示すように、養生温度測定装置１５は、複数の表面温度測定領域１９の中心位置に１個ずつ固定された複数の表面温度センサ２５と、複数の部分コンクリート１４Ａの中心位置に、コンクリート１４を介して、対応する表面温度センサ２５と対峙するように１個ずつ埋設された複数の内部温度センサ３３と、複数の表面温度センサ２５からの測定信号により得られた複数の表面温度測定領域１９の表面温度データおよび複数の内部温度センサ３３からの測定信号により得られた複数の部分コンクリート１４Ａの内部温度データを、通信回線網の一種であるインターネット３４を利用して、現場からそれぞれ送信する第１のパソコン（第１の通信演算端末）３５と、現場から離れた施工会社の管理室（養生温度管理ステーション）に設けられ、インターネット３４を利用して、第１のパソコン３５から送信された複数の表面温度測定領域１９の表面温度データおよび複数の部分コンクリート１４Ａの内部温度データをそれぞれ受信する第２のパソコン（第２の通信演算端末）３６と、第２のパソコン３６に設けられ、複数の表面温度測定領域１９の表面温度データから実測表面温度分布データを求めるとともに、複数の部分コンクリート１４Ａの内部温度データから実測内部温度分布データを求める温度分布データ解析手段３７とを備えている。
【００２９】
各表面温度測定領域１９の中心位置には端子挿入孔１９ａが１つずつ形成され、対応する表面温度センサ２５の温度測定面と接する銅製の温度測定子２５ａが、先端を養生中のコンクリート１４の型枠側の面（実質的な表面温度測定面）を複数に区分した部分コンクリート１４Ａの型枠側の面（実質的な表面温度測定領域）に接触させてそれぞれ挿入されている。表面温度センサ２５としては、ＫＮラボラトリーズ株式会社の「サーモクロンＧタイプ」を採用し、内部温度センサ３３としては、株式会社共和電業の温度計「ＢＴ−１００Ｂ」を主体とするものを採用している。なお、各表面温度センサ２５は、足場２４に設けられた図示しない無線データ送信器と有線により接続され、そこから第１のパソコン３５に各表面温度データが通信される。
また、養生中のコンクリート１４は、複数の部分コンクリート１４Ａを、対応する表面温度測定領域１９の配置に合わせて縦横に格子状に配列されている。各部分コンクリート１４Ａは、表裏面が正方形で、かつ周側面が表裏面の一辺の長さより厚さ方向の辺の長さが短い矩形状の面からなる直方体である。したがって、対応する表面温度センサ２５と内部温度センサ３３とは、養生中のコンクリート１４の厚さ方向から視て、コンクリート１４を挟んで互いに正対（対向）している。
【００３０】
ここで、図２を参照して、各内部温度センサ３３を、各部分コンクリート１４Ａのうち、対応する表面温度センサ２５との正対位置に簡単に固定する方法を説明する。
型枠設置に際して、表裏面側の型枠１２，１３に形成された最上段の横部分リブ２３の中間点同士を結ぶ複数の平行な直線（線分）ａの中間点ｂを、複数本の内部センサ固定管３８の差し込み位置として、図示しない複数本の棒状型枠を垂直に差し立てる。その後、生コンクリート１４を両型枠１２，１３の上縁まで流し込み、流し込まれたコンクリート１４が容易には型崩れしない程度まで固化した段階で各棒状型枠を引き抜き、複数本の内部センサ固定管３８の差し込み孔１４ａを形成する。この差し込み孔１４ａの直径は、内部センサ固定管３８より若干大径である。
各内部センサ固定管３８は金属製の丸管で、その長さ方向にピッチＰで複数の内部温度センサ３３が固定されている。このピッチＰは、両型枠１２，１３の表面に格子状に配列された複数の表面温度センサ２５のうち、各縦（高さ）列の表面温度センサ２５間のピッチＰと同一である。また、各内部センサ固定管３８の長さは型枠１２，１３の高さより若干長い。また、各内部センサ固定管３８の上端部の外周面には、最上段の内部温度センサ３３より内部温度センサ３３の半ピッチ１／２Ｐ分だけ上方に、各内部温度センサ３３の高さ位置を決定する環状のセンサ位置決めライン３８ａがそれぞれ形成している。
【００３１】
次に、各差し込み孔１４ａに各内部センサ固定管３８をそれぞれ垂直に差し込む。このとき、各内部センサ固定管３８は、その対応する縦列の各部分コンクリート１４Ａの中心位置を通過し、その上端部が養生中のコンクリート１４の上面より上方に配置される。その後、各センサ位置決めライン３８ａを養生中のコンクリート１４の上面に揃えて、各内部センサ固定管３８を両型枠１２，１３に固定する。これにより、各内部温度センサ３３が、対応する部分コンクリート１４Ａの中心位置に配置される。その理由は、各内部温度センサ３３が、対応する内部センサ固定管３８の長さ方向に向かって、前記表面温度センサ２５と同一ピッチ（部分コンクリート１４Ａの中心位置間のピッチＰ）で固定され、センサ位置決めライン３８ａが最上段の内部温度センサ３３より半ピッチ１／２Ｐ分だけ上方に配置されているためである。
なお、内部センサ固定管３８に固定された各内部温度センサ３３は、それぞれの温度測定子３３ａが、常時、差し込み孔１４ａの内周面に当接するように、内部センサ固定管３８の半径方向の外側に向かって内蔵された図示しないばね材により常時押し付けられている。したがって、各部分コンクリート１４Ａの中心部の温度は、対応する内部温度センサ３３により、高い精度で測定することができる。また、各内部温度センサ３３からの温度測定信号は、対応する内部センサ固定管３８の内部空間を通して、それぞれの上端の管開口から有線により外方に引き出され、前記第１のパソコン３５に有線のＬＡＮケーブルを介して（無線ＬＡＮでもよい）接続される。
【００３２】
次に、図５を参照して、現場に配置された第１のパソコン３５と、現場から離れた施工会社の管理室に設けられた第２のパソコン３６とを詳細に説明する。
図５に示すように、第１のパソコン３５は、演算処理部としてのＣＰＵ４１に対して、インターネット３４への接続用の通信部４２と、選出された吹き付けノズル２６のみに貯水槽２７の養生水を圧送する圧送ポンプ３０と、選出された吹き付けノズル２６に応じて養生水の圧送経路を切り換える切り換え弁２８と、各表面温度センサ２５と、各内部温度センサ３３と、圧送中の養生水の水温を温度調整媒体との熱交換により調整する水温調整器３２と、タイマ４３とがそれぞれ電気的に接続されている。
【００３３】
第２のパソコン３６には、ＣＰＵ４１Ａに対して、インターネット３４の接続用の通信部４２Ａと、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データを解析するソフトウエアである温度分布データ解析手段３７と、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データに基づいて、養生中のコンクリート１４の全域の温度応力である実測コンクリート温度応力を求めるソフトウエアである実測コンクリート温度応力算出手段４４と、あらかじめ設定された基準コンクリート温度応力が記憶された記憶部４５と、すべての部分コンクリート１４Ａにおいて、実測コンクリート温度応力と基準コンクリート温度応力との差を求めるソフトウエアである温度応力差算出手段４６と、実測コンクリート温度応力が基準コンクリート温度応力の値より高い部分コンクリート１４Ａを選出するソフトウエアである温調コンクリート選出手段４７と、温度応力差算出手段４６により得られた温度応力差を小さするため、水温調整器３２による養生水の調節温度と、選出された表面温度測定領域１９に対する養生水の吹き付け時間とをそれぞれ決定するソフトウエアである吹き付け条件決定手段４８とが、それぞれ電気的に接続されている。
【００３４】
次に、図１〜図５を参照して、護岸用のケーソン１１を現場で施工する際に、両型枠１２，１３に流し込まれたコンクリート１４の養生温度を、インターネット３４および養生温度測定装置１５を用いて施工会社の管理室で遠隔管理し、その際、必要に応じてインターネット３４を経由して現場の養生温度制御装置１６を作動し、養生中のコンクリート１４のうち、選出された部分コンクリート１４Ａのみに、適温に温度調整された養生水を吹き付けコンクリート１４の養生温度を制御する方法を説明する。
図１に示すように、コンクリート打設後、各部分コンクリート１４Ａの型枠側の面を表面温度測定領域１９に合わせて区分した複数の領域（実質の表面温度測定領域）の中心部の温度が、各表面温度センサ２５により検出され、それらの表面温度データが、足場２４に設けられた無線データ送信器を介して第１のパソコン３５に無線入力される。また、養生中のコンクリート１４を区分した各部分コンクリート１４Ａの中心部の温度が、各温度内部温度センサ３３によりそれぞれ検出され、それらの内部温度データが有線により第１のパソコン３５に入力される。
その後、得られた部分コンクリート１４Ａの表面温度データと内部温度データとは、両通信部４２およびインターネット３４を利用して、現場から離れたケーソン１１の施工会社の管理室の第２のパソコン３６にそれぞれ送信される。管理室では、第２のパソコン３６において、温度分布データ解析手段３７により複数の表面温度データから、養生中のコンクリート１４の型枠側の面全域における実測表面温度分布データが解析されるとともに、複数の部分コンクリート１４Ａの内部温度データから、養生中のコンクリート１４の全域にわたる中心部温度の実測内部温度分布データが解析される。
【００３５】
その後、管理室において、実測表面温度分布データおよび実測内部温度分布データから養生中のコンクリート１４の全域の実測温度応力分布データを、一般的な温度応力計算ソフトを主体とした実測コンクリート温度応力算出手段４４を利用して演算する。具体的には、各部分コンクリート１４Ａの表面温度データと内部温度データから、各部分コンクリート１４Ａの温度応力を求め、これらから養生中のコンクリート１４の全域の温度応力分布データを求める。次に、温度応力差算出手段４６によって、得られた実測の温度応力（実測温度応力分布データ）の値と、あらかじめ記憶部４５に記憶された養生期間中の該当する材齢日の制御目標となるコンクリート１４の基準温度応力（コンクリートの全域の基準温度応力分布データ）の値との差を求める。
ここで、その差が基準温度応力の許容範囲より大きければ、温調コンクリート選出手段４７により、許容範囲を越えた温度応力が発生する部分コンクリート１４Ａおよびこれに養生水を吹き付ける吹き付けノズル２６を選出するとともに、吹き付け条件決定手段４８によりその差が小さくなるような養生水の温度、吹き付け時間を決定する。その後、得られた吹き付け条件のデータは、両通信部４２およびインターネット３４を利用して、管理室の第２のパソコン３６から現場の第１のパソコン３５に送信される。
【００３６】
第１のパソコン３５では、水温調整器３２に吹き付け条件決定手段４８により得られた養生水の吹き付け条件データに基づき、ＣＰＵ４１から水温調整器３２に養生水の温度調整指令が送られるとともに、タイマ４３により制御された吹き付け時間の指令が水吹き付け器３１に送られる。こうして、水温調整器３２によって水温が調整された養生水が、選出された水吹き付け器３１の吹き付けノズル２６から、温度応力が大きい部分コンクリート１４Ａを囲う升目状部分リブ２０の内部空間のみに吹き付けられる（図３）。吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域１９の型枠部分を介して、対応する部分コンクリート１４Ａと熱交換を行い、養生中の部分コンクリート１４Ａの温度応力、ひいては養生中のコンクリート１４全体の温度応力を小さくする。
これにより、温度管理者が常時現場に駐在しなくても、現場から離れた施工会社の管理室において、コンクリート１４の養生温度分布を解析し、コンクリート１４の養生温度を高精度に把握することができるとともに、この解析結果に基づき、高精度に養生温度を管理してケーソン１１の養生を行うことができる。
【００３７】
また、各升目状部分リブ２０の横部分リブ２３のすべてを、全長にわたって同一幅で、かつ先方に向かって下方傾斜したため、選出された表面温度測定領域１９を間接的に囲う升目状部分リブ２０の内部空間に吹き付けられた養生水は、選出された表面温度測定領域１９の型枠部分を介して、対応する部分コンクリート１４Ａと熱交換を行い、その後、表面温度測定領域１９の型枠部分を流れ落ちた後、升目状部分リブ２０の下方傾斜した下側の横部分リブ２３をシュートとし、型枠の外へ滑り落ちる（図４）。これにより、一般的な型枠の表面と直交する横リブを採用した場合の問題点であった、養生水が下側の横リブの前縁から下面を伝って下段の表面温度測定領域１９の型枠部分に流れ込むというおそれが少ない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、ケーソンなどの現場施工されるコンクリート構造物の遠隔養生管理の技術として有用であり、またケーソンの他に、橋脚、上部工、Ｌ型ブロック、方塊などの隔養生管理にも適用される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  コンクリート構造物の養生管理システム、
１１  ケーソン（コンクリート構造物）、
１２  内側の型枠、
１３  外側の型枠、
１４  コンクリート、
１４Ａ  部分コンクリート、
１５  養生温度測定装置、
１６  養生温度制御装置、
１９  表面温度測定領域、
２０  升目状部分リブ、
２１  格子状補強リブ、
２２  縦部分リブ、
２３  横部分リブ、
２５  表面温度センサ、
２６  吹き付けノズル、
３１  水吹き付け器（水吹き付け手段）、
３２  水温調整器（水温調整手段）、
３３  内部温度センサ、
３４  インターネット（通信回線網）、
３５  第１のパソコン（第１の通信演算端末）、
３６  第２のパソコン（第２の通信演算端末）、
３７  温度分布データ解析手段。
【図１】
2014098260.tif 000003
【図２】
2014098260.tif 000004
【図３】
2014098260.tif 000005
【図４】
2014098260.tif 000006
【図５】
2014098260.tif 000007