(57)【要約】【課題】  打設中の締固め作業を簡略化し、繰り返して締め固めることによりコンクリートの品質を向上させた。【解決手段】  連続バイブレータ１は、例えばトンネル壁面とトンネル型枠との間に供給されるコンクリートの締固めに適用され、所定間隔で複数が直列に並べられ先端に振動部４ａを有するバイブレータ本体４と、夫々のバイブレータ本体４の後端部４ｂに接続され電気を供給する電線５とを備えている。各々のバイブレータ本体４を直列に支持するように延設された鋼管などからなる連結部材６が設けられ、連結部材６の内部には電線５が配線されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに振動を与える振動部を有するバイブレータ本体を備えたバイブレータにおいて、
複数の前記バイブレータ本体を所定間隔で直列に配置させて、連結手段によって前記バイブレータ本体同士を連結させて一体化したことを特徴とするコンクリート締固め用バイブレータ。
【請求項２】
前記連結手段は、直列に配置されている前記バイブレータ本体に略並行となるように延設されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート締固め用バイブレータ。
【請求項３】
前記連結手段の内部に、前記バイブレータ本体の各々に給電する電線が配線されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート締固め用バイブレータ。
【請求項４】
前記バイブレータ本体には、保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリート締固め用バイブレータ。
【請求項５】
コンクリート打設前に、予め所定の打設領域に振動部を有する複数のバイブレータ本体を所定間隔で配列させて、
コンクリート打設時に、前記バイブレータ本体を振動させてコンクリートを締め固め、
コンクリート打設後に、前記バイブレータ本体を前記打設領域から移動させるようにしたことを特徴とする締固め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル覆工に使用されるトンネル型枠におけるコンクリート締固め用バイブレータおよび締固め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートの締固めには、バイブレータが使用されていることが知られている。このことは、トンネルの覆工におけるコンクリート打設についても同様である。通常、トンネルの覆工では、覆工の仕上り面に沿った形状に湾曲された型枠本体を有したトンネル型枠を使用し、トンネル進行方向に順次移動させながらコンクリートを打設している。ここで、型枠本体とトンネル壁面との間には打設領域が形成され、この打設領域を大別すると、上方から下方の順に天端領域、肩部領域、側壁領域となる。
トンネル型枠を使用したコンクリートの締固め方法としては、棒状バイブレータを打設口からコンクリート内に直接挿入して締め固める方法と、型枠本体の内側に取り付けた型枠バイブレータによって型枠本体を介してコンクリートに振動を与える方法とが一般的である。
通常、肩部領域及び側壁領域は、棒状バイブレータを使用して締め固めている。この棒状バイブレータによる締固めの場合、打設領域には鉄筋があることもあり、棒状バイブレータをコンクリート内に挿入させたり引き抜いたりする作業が、作業員にとって手間になっている。
一方、天端領域では、上向き作業となり作業性が悪いことから、型枠バイブレータが使用されることが多い。この型枠バイブレータによる締め固めは、打設したコンクリートの表面部だけにしか振動効果が及ばないため、コンクリート全体を締め固めることができない。さらに、天端領域では、コンクリートが打設口より押し上げられ、この打設口付近で山になって盛り上がった状態となる。このため、締固めが不十分であると、トンネル壁面とコンクリートとの間に空隙が形成されたり、供給されたコンクリートが材料分離を起こすなど、コンクリートの品質を低下させるという問題があった。  
このようなトンネル型枠を使用したコンクリート打設において、締固め作業を効率化させ、品質向上を図った技術が例えば下記の特許文献に提案されている。
特許文献１は、棒状バイブレータ（以下、バイブレータと称する）の振動部に位置検出センサーを内蔵させ、バイブレータの位置情報を制御して、適正なコンクリートの供給位置で締固めるものであり、型枠本体に設けられている打設口から下方のコンクリートに挿入しているバイブレータを、自動巻取りリールによって引き抜きながら締め固める方法である。この方法によれば、適正な締め固め位置にバイブレータを挿入できるという利点がある。しかし、引き抜きながら自動で締め固める範囲は、バイブレータを挿入した打設口より下方の範囲のみであるため、トンネル進行方向にバイブレータを移設する作業は手動で順次行う必要があり、手間がかかるという問題があった。
そして、特許文献２は、特許文献１の問題点を解決した技術であり、予め打設領域に、例えばトンネル進行方向にバイブレータを案内させる案内手段を設け、該案内手段の既設覆工側にバイブレータを配置させて移動可能に取り付けている。そして、打設中はバイブレータが配置された位置のみで振動させ、コンクリートの打設終了後にバイブレータを妻側に引き抜きながら締め固める方法である。
【特許文献１】特開２００１−２２７１６５号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来のトンネル型枠におけるコンクリートの締固め方法によれば、以下のような問題があった。
上記の特許文献１によれば、打設口のある位置までコンクリートが充填されてしまうと、この打設口を使用してバイブレータを挿入できないため、充填されたコンクリートを繰り返して締固めることが困難であった。
また、特許文献２では、一度引き抜いたバイブレータを再度セットすることができないため、コンクリート打設時にはバイブレータが配設されている部分的な箇所のみしか締め固めできない。さらに、バイブレータの引抜き後は、繰り返して締め固めができないという問題があった。
このように特許文献１および２では、例えば天端領域などのように繰り返し締め固めを必要とする箇所において、コンクリートの品質を低下させてしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、打設中の締固め作業を簡略化し、繰り返して締め固めることによりコンクリートの品質を向上させたコンクリート締固め用バイブレータおよび締固め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート締固め用バイブレータでは、コンクリートに振動を与える振動部を有するバイブレータ本体を備えたバイブレータにおいて、複数のバイブレータ本体を所定間隔で直列に配置させて、連結手段によってバイブレータ本体同士を連結させて一体化したことを特徴としている。
本発明では、複数のバイブレータ本体が一体化されていることから、所定の打設箇所に複数のバイブレータ本体を配置することができる。このため、コンクリートの打設中は、バイブレータ本体を固定させた状態で移動させることなく、コンクリート全体を締め固めることができる。そして、コンクリート打設時には、何回でも繰り返して締固めできることから、覆工の背面に形成される空隙の発生を防止できるうえ、コンクリートの材料分離を防止でき、コンクリートの品質を向上することができる。
また、従来のようにバイブレータをトンネル進行方向に移設させる作業の手間がなく、締固め作業の省力化が図られ、作業効率を向上させることができる。
【０００６】
また、本発明に係るコンクリート締固め用バイブレータでは、連結手段は、直列に配置されているバイブレータ本体に略並行となるように延設されていることが好ましい。
本発明では、バイブレータ本体同士が所定の直列配置となり、コンクリート内をスムーズに移動させることができため、作業効率を向上させることができる。
【０００７】
また、本発明に係るコンクリート締固め用バイブレータは、連結手段の内部に、バイブレータ本体の各々に給電する電線が配線されていることが好ましい。
本発明では、連結手段内に複数のバイブレータ本体の電線が収められているため、締固め中に電線同士が絡まることなく作業することができる。
【０００８】
また、本発明に係るコンクリート締固め用バイブレータには、保護部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、複数連結されたバイブレータ本体の外周に少なくとも振動部を除く保護部材を設けることで、コンクリート内に挿入させて移動させる際に、打設領域内に配設されている鉄筋などに引っ掛かることなく移動することができる。
【０００９】
また、本発明に係る締固め方法は、コンクリート打設前に、予め所定の打設領域に振動部を有する複数のバイブレータ本体を所定間隔で配列させて、コンクリート打設時に、バイブレータ本体を振動させてコンクリートを締め固め、コンクリート打設後に前記バイブレータ本体を打設領域から移動させるようにしたことを特徴としている。
本発明では、バイブレータが配置されている箇所で、コンクリート打設時に何回でも繰り返して締固めできる。しかも、打設中は、バイブレータ本体を固定させて移動させずに締め固めできるため、従来のように供給されるコンクリート位置に対応させたバイブレータの引き抜きや押し込みなどの手間がなく、締固め作業の省力化が図られ、作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のコンクリート締固め用バイブレータおよび打設方法によれば、複数のバイブレータ本体が一体化されていることから、所定の打設箇所に複数のバイブレータ本体を配置することができる。このため、コンクリートの打設中は、バイブレータ本体を固定させた状態で移動させることなく、コンクリート全体を締め固めることができる。そして、コンクリート打設時には、何回でも繰り返して締固めできることから、覆工の背面に形成される空隙の発生を防止できるうえ、コンクリートの材料分離を防止でき、コンクリートの品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は実施の形態による連続バイブレータを示す図であり、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図、図２は連続バイブレータの設置状態を示す図、図３は連続バイブレータの設置状態を示す平面図、図４は連続バイブレータの設置状態を示す断面図、図５（ａ）〜（ｄ）は連続バイブレータを使用した打設状態を示す図である。
【００１２】
本実施の形態によるコンクリート締固め用の連続バイブレータ１は、例えばＮＡＴＭ工法により施工されるトンネル覆工において、トンネル型枠２（図４参照）を使用して、トンネル壁面３とトンネル型枠２との間に形成される打設領域Ｒに供給されるコンクリートの締固めに適用される。
【００１３】
図１(ａ)に示すように、連続バイブレータ１は、振動部４ａを有する複数のバイブレータ本体４と、各々のバイブレータ本体４の後端部４ｂに接続され電気を供給する電線５と、各々のバイブレータ本体４を所定間隔で直列に連結させるように延設された連結部材６（連結手段）とから概略構成されている。
【００１４】
連続バイブレータ１は、各バイブレータ本体４の振動部４ａの内部にある偏心回転体（図示省略）が回転する等で周囲のコンクリートに振動を与える。なお、本実施の形態ではバイブレータ本体４の装備数を４台としているが、必ずしもこの数量に限定されることはない。少なくとも２台以上であればよく、使用条件に応じた数量にすることが好ましい。
図１（ａ）に示すように、各バイブレータ本体４は、連結部材６に略並行となるように所定間隔Ｄをもって配設されて一体化されているため、バイブレータ本体４の夫々が分離することがない。このため、コンクリート内でスムーズな移動ができ、作業効率を向上することができる。なお、所定間隔Ｄは、各々のバイブレータ本体４が周囲のコンクリートに振動を与えることが可能な締固め影響範囲を予め把握しておき、少なくとも打設領域Ｒがこの締固め影響範囲内となるように、複数のバイブレータ本体４を配置することが好ましい。
また、手元のスイッチ（図示省略）などによって、バイブレータ本体４を同時または個別に振動させることができるようになっている。
【００１５】
図１に示す連結部材６は、若干の可撓性を有したものが好ましく、例えば、電線５の外側に鋼材等の補強部材を延長方向あるいは延長方向スパイラル状に配し、その外側をゴムや樹脂で被覆成型した若干の可撓性を有するものや、内部に電線５を配して各バイブレータの長さを有する鋼管を屈曲可能なジョイントで連結したもの等が考えられる。
本実施の形態による連結部材６は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、各バイブレータ本体４が配置される位置で分岐し、バイブレータ本体４の後端部４ｂの外周に液密に固定されている。
そして、各々のバイブレータ本体４の後端部４ｂに接続されている電線５は、この分岐箇所を介して連結部材６内に配線され、電源（図示省略）に連結されている。
図１（ａ）に示すように、連結部材６の長さは、複数のバイブレータ本体４を直列に支持できる長さを有していればよく、連結部材６の末端がゴムなどの可撓性部材などからなるホース７に接続され、電線５も直線部からホース７内に配線されている。このような配線とすることで、連続バイブレータ１をコンクリート内で移動させる際に、電線５同士が絡まることがなくなる。なお、このホース７は、打設完了後にバイブレータ本体４を引き抜く際の引張力に耐えられるような強度、例えば補強材を配するなどしておくことが好ましい。
【００１６】
また、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、連続バイブレータ１の略外周に保護部材８が備えられている。この保護部材８は、例えば薄い鋼板などの材料からなり、バイブレータ本体４の振動部４ａが周囲のコンクリートに接して振動を与えることができるように開口部Ｋが形成されている。なお、保護部材８の形状は、できるだけ保護部材８の外周面に凹凸がないような形状とすることが好ましい。
このような保護部材８が設けられることにより、連続バイブレータ１をコンクリート内で移動させる際に、打設領域Ｒに配設されている鉄筋（図示省略）などに引っ掛かることを防止できる。
【００１７】
次に、このような構成による連続バイブレータ１の作用およびこれを用いたコンクリートの締固め方法について説明する。
先ず、以下に説明するにあたって、図２に示す左右方向をトンネル進行方向とし、図２中左側を「覆工側」、図２中右側を「妻側」とする。また、図２の型枠本体２ａの左側を覆工側端部２ｂとし、右側を妻側端部２ｃとする。
【００１８】
図２に示すように、トンネル型枠２は、その型枠本体２ａの覆工側端部２ｂを既設覆工１１の端面１１ａに隣接させ、覆工仕上り面１２に型枠本体２ａの外周面を一致させるように設置して打設領域Ｒを形成する。そして、トンネル型枠２には、打設領域Ｒの妻側の端部に形成される開口を塞ぐ妻型枠９が設けられている。
【００１９】
本実施の形態における連続バイブレータ１の設置は、コンクリートの締固め作業が従来困難とされている天端領域Ｒ１を対象としている（図４参照）。
図２に示すように、この天端領域Ｒ１には、トンネル壁面３から少し離れた位置で、トンネル進行方向に連続バイブレータ１を案内させるための例えばワイヤーなどからなる案内手段１０が延設されている。この案内手段１０の一端１０ａは覆工端面１１ａに接続または接近して設けられ、他端１０ｂは妻型枠９を貫通して任意の位置でトンネル壁面３などに係止されている。
【００２０】
図２に示すように、案内手段１０には所定間隔で吊り具１３が移動可能に設けられ、この吊り具１３に各バイブレータ本体４を上側に向けた連続バイブレータ１が固定されている。このように、連続バイブレータ１は、案内手段１０に沿うように吊下げられている。このとき、連続バイブレータ１の最も先端のバイブレータ本体４を、覆工端面１１ａに接近した位置に配置させる。
また、図２および図３に示すように、連結部材６の妻側は、妻型枠９をほぼ液密に貫通している（図２参照）。
図２及び図４に示すように、トンネル型枠２には、型枠本体２ａを内側から支持する架台１４が設けられている。そして、この架台１４上で型枠本体２ａより図中右側に張り出した位置に、連続バイブレータ１のホース７を巻き取る巻取りリール１５が設けられている。
図３および図４に示すように、案内手段１０および連続バイブレータ１は、天端領域Ｒ１が連続バイブレータ１による締固め影響範囲となるように、トンネル周方向に所定間隔をもって４列で設置され、予め打設前にセットされている。
【００２１】
次いで、図４に示すように、型枠本体２ａの所定位置に設けられているコンクリート打設口１６から側壁領域Ｒ３および肩部領域Ｒ２にコンクリートを供給し、棒状バイブレータ（図示省略）や型枠バイブレータ（図示省略）を使用してコンクリートを締め固める。これらの領域Ｒ２、Ｒ３における打設作業については、従来と同様であることから詳細については説明を省略する。
【００２２】
次に、トンネル型枠２の天端付近の打設手順および締固め手順について、図５（ａ）乃至（ｄ）を用いて具体的に説明する。
図３および図５(ａ)に図示されているように、トンネル型枠２の天端付近には、トンネル延長方向に複数のコンクリート打設口１６が設けられている。基本的な打設手順としては、既設覆工側から妻型枠側に向かってコンクリートを打設していく。また基本的な締固め手順としては、連続バイブレータ１の位置を固定した状態で、既設覆工側にあるバイブレータ本体４から妻側へと順次駆動させていく（図３参照）。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、既設覆工１１に一番近い第１打設口１６ａと、その隣で妻型枠側に寄った第２打設口１６ｂからコンクリートを吐出させる。このときのバイブレータの駆動は、第１打設口１６ａに近い既設覆工側のバイブレータ本体４のみ駆動させ、第２打設口１６ｂに近い位置にあるバイブレータ本体４は駆動させない。こうすることによって、妻型枠側にコンクリートが流れにくくなる一方、既設覆工側ではバイブレータが駆動しているので、コンクリートが流れ、結果的に充填性が高まる。
図５（ｂ）に示すように既設覆工１１側にコンクリートが充分充填されたら、図５（ｃ）に示すように第２打設口１６ｂの吐出を続けるとともに、バイブレータ本体４の駆動を一つ分妻型枠側のものに切り替えて駆動させる。そして、この部分にもコンクリートが充分充填されたら、図５（ｄ）に示すように第３打設口１６ｃからの吐出に切り替え、バイブレータ本体４の駆動もさらに妻型枠側のものに切り替える。なお、この時に第２打設口１６ｂからの吐出を続けてもよい。以下同様にして妻型枠側にコンクリート打設を進行させる。
以上、前記のコンクリート打設手順では、基本的に二つのコンクリート打設口１６からのコンクリート吐出としたが、吐出させるコンクリート打設口１６の数は、コンクリート打設の進行程度によって一つと二つを適宜使い分けること、あるいは一つだけを用いて順次切り替えていくことでもよい。
いずれにしても、連続バイブレータ１による締め固めでは、コンクリートを充填した後でも、コンクリート充填の状況に応じて複数あるバイブレータ本体４のどれでも繰り返し稼動させて締め固めることができるので、コンクリートの充填性が高まる。
なお、充填したコンクリートとトンネル壁面３との間の空隙の形成が予想される箇所には、型枠本体２ａと空隙とを連結するエア抜き１７（図５参照）を予め設けておくとよい。
【００２４】
図３に示すように、コンクリートの供給終了時には、４列配置されている各連続バイブレータ１をレバーブロック等の牽引具を使用して引っ張り、ホース７が巻取りリール１５によって巻き取られると、連続バイブレータ１が案内手段１０に案内されて妻側に移動し、天端領域Ｒ１から引き抜かれる。そして、この引き抜きの際には、バイブレータ本体４を振動させながら移動させてもよい。
なお、図３に示すように、連続バイブレータ１の連結部材６が貫通している妻型枠９部分については、バイブレータ本体４が引き抜きできる大きさの開口部９ａを設け、この開口部９ａと連結部材６やバイブレータ本体４との隙間をパッキン等によりほぼ液密に閉塞できるようにしておくのがよい。
【００２５】
上述した本実施の形態によるコンクリート締固め用バイブレータおよび締固め方法では、複数のバイブレータ本体４が一体化されていることから、所定の打設箇所に複数のバイブレータ本体４を配置することができる。このため、コンクリートの打設中は、バイブレータ本体４を固定させた状態で移動させることなく、コンクリート全体を締め固めることができる。そして、コンクリート打設時には、何回でも繰り返して締固めできることから、覆工の背面に形成される空隙の発生を防止できるうえ、コンクリートの材料分離を防止でき、コンクリートの品質を向上することができる。
また、本実施の形態によるコンクリート締固め用バイブレータおよび締固め方法では、従来のようにバイブレータをトンネル進行方向に移設させる作業の手間がなく、締固め作業の省力化が図られ、作業効率を向上させることができる。
【００２６】
以上、本発明によるコンクリート締固め用バイブレータおよび締固め方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では天端領域Ｒ１に連続バイブレータ１を配置したが、必ずしもこれに限定されることはなく、例えば肩部領域Ｒ２や側壁領域Ｒ３にも上述と同じように配置させて適用することができる。
また、本実施の形態ではトンネル型枠２を使用したコンクリート打設に連続バイブレータ１を適用しているが、このような型枠に限定されることはない。そして、連続バイブレータ１の適用範囲に関しては、トンネル覆工に限らず、広くはコンクリートの打設時に締め固めを行う施工であれば適用することができる。
それから、本実施の形態では、連続バイブレータ１の天端領域Ｒ１への配置に際し、連結部材６の上方にバイブレータ本体４が位置するようにしているが、この上下を逆にし、連結部材６を案内手段１０に移動可能に設けた吊り具１３で吊り、連結部材６の下方にバイブレータ本体４が位置するようにしてもよい（図２参照）。この場合、バイブレータ本体４の先端が垂れ下がるおそれがあるが、垂れ下がり防止のために振動部４ａの先端に別途の吊り具を取付け、この吊り具を連結部材６あるいは案内手段１０に係合させるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態による連続バイブレータを示す図であり、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図２】連続バイブレータの設置状態を示す図である。
【図３】連続バイブレータの設置状態を示す平面図である。
【図４】連続バイブレータの設置状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は連続バイブレータを使用した打設状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  連続バイブレータ
２  トンネル型枠
２ａ  型枠本体
４  バイブレータ本体
４ａ  振動部
５  電線
６  連結部材（連結手段）
８  保護部材
１０  案内手段
１５  巻取りリール
１６  コンクリート打設口
Ｒ  打設領域
Ｒ１  天端領域
【図１】
2006299570.tif 000003
【図２】
2006299570.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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