(57)【要約】【課題】安全、容易、かつ効率良く打設コンクリートを締め固める。【解決手段】型枠１６を使用してコンクリート１４を打設する工程、装置において、型枠１６のコンクリート打設側面に、上下、左右に移動自在に配備させた走行機構１８に、振動部材２４を、装着させた後、型枠１６とコンクリート１４を打設すべき壁面４０または別の型枠との間へコンクリート１４を打設し、振動部材２４を振動させると共に、走行機構１８を介して振動部材２４を型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右に移動させ、コンクリート１４を締固めることを特徴とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型枠（１６）を使用してコンクリート（１４）を打設する工程において、型枠（１６）のコンクリート打設側面に、上下、左右方向に移動自在に配備させた走行機構（１８）に、振動部材（２４）を、装着させた後、
型枠（１６）とコンクリート（１４）を打設すべき壁面（４０）または別の型枠との間へコンクリート（１４）を打設し、
振動部材（２４）を振動させると共に、走行機構（１８）を介して振動部材（２４）を型枠（１６）のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させ、コンクリート（１４）を締固めることを特徴とするコンクリート締固め方法。
【請求項２】
型枠（１６）を使用してコンクリート（１４）を打設する装置において、型枠（１６）のコンクリート打設側面に、上下、左右方向に移動自在に配設させた走行機構（１８）と、
この走行機構（１８）に装着させた、コンクリートを締固める振動部材（２４）と、
から構成したことを特徴とするコンクリート締固め装置。
【請求項３】
振動部材（２４）を走行機構（１８）に、型枠面方向に揺動自在に軸支させ、走行機構（１８）による振動部材（２４）の移動に対応させて、振動部材（２４）を型枠面に対して揺動させることを特徴とする請求項２記載のコンクリート締固め装置。
【請求項４】
走行機構（１８）を、鋼製型枠（１６）のコンクリート打設側面に磁着して走行可能なクローラ（２０）を備えた走行ロボットとしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のコンクリート締固め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート打設時に、打設コンクリートを振動させて締固める方法および装置に関するものである。
なお、本明細書中、「打設」とは、養生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠と壁面または別の型枠との間へ充填させることをいう。
【０００２】
【従来の技術】
元来、コンクリートの打設、例えばトンネル内への覆工用、主に二次覆工用のコンクリートの打設は、コンクリートを打設するための鋼製型枠を、コンクリート打設終了後、折畳んで前方に搬送し、展開させて設置し、その個所でコンクリートを打設する移動式の型枠により行われていた。
【０００３】
この型枠によるコンクリート打設は、トンネル内の所定位置への設置後、型枠に多数設けられた所定個所の開閉自在の検査窓からコンクリート搬送管を突出させ、あるいは専用のコンクリート打設口にコンクリート搬送管を接続して行われていた。
【０００４】
また、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させるため、打設した直後のコンクリート内に、その都度同一あるいは別の検査窓から振動具を挿入突出させ、この振動具の振動により、打設したコンクリートを締固め、コンクリート内に混在する気泡を除去していた。
【０００５】
この振動具は、電源ケーブルの先端に振動部を備えたものが主流であり、このため、作業者は電源ケーブルを直接把持し、検査窓を開放して突出させ、また必要に応じて検査窓から身を乗り出して振動部を打設したコンクリート内に挿入させ、振動部を上下方向および左右方向に移動させ（振り回し）、振動部の振動により、打設したコンクリートを締固め、締固め作業完了後、検査窓から収納させていた。
【０００６】
このため、作業者の人手による打設コンクリート締固め作業において、以下の問題があった。
【０００７】
第１に、作業者が振動具の電源ケーブルを把持し、人手により振動具の振動部を型枠の各検査窓から突出させ、打設コンクリート内に挿入させ、上下、左右方向に移動させ、振動部の振動により打設コンクリートを締固め、締固め作業完了後、検査窓から収納させていたため、打設コンクリートへの振動具による振動が局部的で不均一であり、締固め効率が良くなかった。
【０００８】
第２に、必要に応じて検査窓から作業者が身を乗り出して締固め作業を行う必要があり、危険性を伴うため、作業を慎重に行うことを強いられ、安全、かつ短時間に作業を行うことができないばかりか、工程遅延の要因となっていた。
【０００９】
第３に、締固め作業中の検査窓近部までコンクリートが打設された際には、この作業中の検査窓から振動具を収納させ、この検査窓を閉塞させ、別の検査窓へ移動し、この検査窓を開放させて振動具を突出させ、先のコンクリート打設された検査窓近部の振動を行う必要があり、締固め作業中の検査窓近部の振動を同一個所から行うことができなかった。
【００１０】
上記欠点に鑑み、振動具を型枠の内側から外側に突出させる装置（例えば、特許文献１参照）、振動具を型枠の外側を移動させる装置（例えば、特許文献２参照）があった。
【００１１】
【特許文献１】特許第３２７８３５５号公報（第３−４頁、図１−６、９）
【特許文献２】特開２００１−８２０８７号公報（第３−５頁、図１−７）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１においては、振動具の打設コンクリートの締固め個所が限定され、特許文献２においては、作業者の目視により振動具を移動させる必要があり、また両者とも振動具を移動させる制御機構が必要不可欠であり、構成部品数も多く、コストが高騰する要因となっていた。
【００１３】
本発明は、以上のような欠点に鑑み、安全、容易、かつ効率良く打設コンクリートを締固めることができるコンクリート締固め方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、型枠を使用してコンクリートを打設する工程、装置において、型枠のコンクリート打設側面に、上下、左右方向に移動自在に配備させた走行機構に、振動部材を、装着させた後、型枠とコンクリートを打設すべき壁面または別の型枠との間へコンクリートを打設し、振動部材を振動させると共に、走行機構を介して振動部材を型枠のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させ、コンクリートを締固めることを特徴とするもの、
または、振動部材を走行機構に、型枠面方向に揺動自在に軸支させ、走行機構による振動部材の移動に対応させて、振動部材を型枠面に対して揺動させることを特徴とするもの、
または、走行機構を、鋼製型枠のコンクリート打設側面に磁着して走行可能なクローラを備えた走行ロボットとしたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るコンクリートの締固め装置は、主にトンネル１２内に二次覆工用のコンクリート１４を打設するための移動式の型枠１６、例えば鋼製型枠に、装着されるものであり、図１〜図４に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１６】
型枠１６のコンクリート打設側面（外側面）に、上下方向（図１において上下方向）および左右方向（図１において左右方向）に移動自在に走行機構１８を、配備させてある。
【００１７】
本例において、振動部材２４の移動性を向上させることができ、磁着力により確実に型枠１６のコンクリート打設側面に吸着し、型枠１６からの落下の恐れがなく、極めて安全に作業を行うことができることから、走行機構１８は、型枠１６のコンクリート打設側面に磁着して走行可能なクローラ２０を備えたロボットを採用している。
【００１８】
また、走行機構１８は電源（図示略）、制御装置（図示略）と、型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて配備させた接続ケーブル２２を介して接続され、電力供給と共に、振動部材２４のＯＮ、ＯＦＦが制御される。
【００１９】
この接続ケーブル２２は、軽量化、取扱性、耐摩耗性に優れた素材とすることが望ましい。
【００２０】
走行機構１８に、振動部材２４を、走行機構１８の走行方向（型枠面方向）に揺動自在に軸支させてある。
【００２１】
本例において、振動部材２４の走行機構１８への軸支手段は、ピン２６によるものである。
【００２２】
また、振動部材２４は、本体部２８と、本体部２８の先端に配備させた電磁式振動体を収容した振動部３０と、により構成され、前記走行機構１８の接続ケーブル２２を介して、走行機構１８への電力供給および走行速度等の制御と共に、振動部材２４の電力供給、ＯＮ、ＯＦＦの制御が行われる。
【００２３】
この振動部材２４を走行機構１８にその走行方向に揺動自在に軸支させるのは、走行機構１８による振動部材２４の移動に対応して、打設コンクリート中を移動させる振動部材２４に係る負荷、例えば振動部材２４を図１において左側に移動させる際には打設コンクリートの流動による左側からの負荷を、振動部材２４が右側に揺動することにより軽減させ、振動部材２４の移動性、およびコンクリートの締固め効率、を向上させるためである。
【００２４】
この振動部材２４を軸支させた走行機構１８は、型枠１６の両側にそれぞれ１基ずつ配設させてある（図２参照）。
【００２５】
なお、図中３２は接続ケーブル２２を繰出、巻回させるリール、３４は検査窓、３６はコンクリート打設口、３８はコンクリート搬送管、４０は打設すべき壁面であるトンネル内壁面（以下トンネル内壁面という）、４２は既コンクリート打設面を示す。
【００２６】
本装置を使用して型枠１６とトンネル内壁面４０との間へ打設した二次覆工用のコンクリート１４を締固める方法を以下に詳述する。
【００２７】
まず、型枠１６をトンネル１２の所定位置まで移動させる。
【００２８】
次に、型枠１６のラップ側をラップ板（図示略）により、妻側を妻板（図示略）により、被覆（重合、妻止め）する。
【００２９】
次に、振動部材２４を、型枠１６のコンクリート打設側面の所定位置へ、走行機構１８を型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させることにより、移動させる。
【００３０】
次に、型枠１６とトンネル内壁面４０との間へ、コンクリート１４を打設する。
【００３１】
この際、コンクリート１４は、型枠１６の各検査窓３４あるいはコンクリート打設口３６から、打設する。
【００３２】
次に、振動部材２４を振動させると共に、走行機構１８を介して型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させることにより、打設されたコンクリート１４を均一に振動させて締固める。
【００３３】
この際、振動部材２４は走行機構１８により、型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させるため、従来のようにコンクリート打設に応じてその都度各検査窓３４を開閉させて振動部材２４を移動させる作業が皆無となる。
【００３４】
また、振動部材２４が走行機構１８に、その走行方向に揺動自在に軸支させてあるため、走行機構１８による振動部材２４の移動に対応して、振動部材２４が走行機構１８の走行方向に揺動することにより、打設コンクリート中を移動する振動部材２４に係る負荷を軽減させ、振動部材２４の移動性が向上する。
【００３５】
また、振動部材２４の振動部３０を間欠振動させることにより、打設コンクリート１４が長時間、連続振動されることがなく、コンクリートが水分とコンクリートとに分離することがなくなり、打設コンクリートの強度、耐久性をさらに向上させることができる。
【００３６】
次に、所定位置での打設完了後、振動部材２４を停止させ、あるいは振動させたまま走行機構１８により次の個所へ移動させる（図１矢印参照）。
【００３７】
この際、振動部材２４を振動させたまま走行機構１８により移動させることにより、打設コンクリートの締固め効率がより一層向上する。
【００３８】
前記コンクリート打設および打設コンクリートの振動を、型枠１６のコンクリート打設側面全域にわたり行うことにより、打設コンクリートの締固め作業が完了する。
【００３９】
本使用方法において、型枠１６とトンネル内壁面４０との間への打設コンクリートの締固め工程を説明してあるが、型枠１６と別の型枠との間への打設コンクリートの締固めも、本使用方法と同様に行う。
【００４０】
このように、本発明の方法および装置によれば、型枠１６のコンクリート打設側面を上下、左右方向に移動自在の走行機構１８により振動部材２４を移動させ、型枠１６とトンネル内壁面４０あるいは別の型枠との間への打設コンクリートを安全、容易、かつ効率良く締固めることができる。
【００４１】
さらに、振動部材２４は従来のようにその都度検査窓から挿入させる必要がなく、常時型枠１６のコンクリート打設側面上に配備された状態で使用するため、検査窓から作業者が身を乗り出して締固め作業を行う必要もなく、安全、容易、かつ作業時間を大幅に短縮することができる。
【００４２】
加えて、締固め作業中の検査窓３４近部までコンクリート１４が打設された際にも、そのまま振動部材２４を振動および移動させることができ、従来のように振動部材を別の検査窓へ移動させて締固め作業を行う必要がなく、締固め作業性が向上する。
【００４３】
なお、本例において、型枠１６を折畳み自在とすることは自由である。
【００４４】
また、振動部材２４を装着させた走行機構１８は、型枠１６の両側にそれぞれ１基ずつ配備させてあるが、型枠１６の一側に１基のみ配備させ、この１基を型枠１６の両側にわたって移動させて締固め作業を行えばよく、その設置数は特に限定されない。
【００４５】
また、走行機構１８の移動は、リモコン、無線による遠隔操作により行ってもよく、センサー等の制御機構により自動的に移動させることは自由である。
【００４６】
また、振動部材２４は走行機構１８に、その走行方向（型枠面方向）に揺動自在に軸支させてあるが、走行機構１８に揺動不能に支持させても、移動時に振動部材２４に負荷が係らないように走行機構１８を型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させることにより、振動部材２４に係る負荷を軽減できることは自明である。
【００４７】
また、走行機構１８は図１の矢印に示す範囲のみならず、図１の矢印が付されていない左側部分へも移動可能である。
【００４８】
また、接続ケーブル２２は型枠１６のコンクリート打設側面の適所に配した案内ローラにより案内させることが望ましいが、案内ローラにより案内させなくても、締固め作業を安全、容易に行え、打設コンクリートを効率良く締固めるという本発明の効果は十分に得られる。
【００４９】
また、走行機構１８の接続ケーブル２２を、ケーブルを内装させたロープ、無端チェーン、細幅ベルト、等とすることは自由である。
【００５０】
また、走行機構１８は、型枠１６、主に鋼製型枠のコンクリート打設側面に磁着して走行可能なクローラ２０を備えたロボットであるが、型枠１６に吸着して走行可能なロボット、その他の型枠１６のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動自在の走行手段を採用することは自由である。
【００５１】
また、型枠１６とトンネル内壁面４０あるいは別の型枠との間へのコンクリート打設量を感知するコンクリートセンサーを設置し、コンクリートセンサーのコンクリート打設完了の感知により、検査窓３４あるいはコンクリート打設口３６からのコンクリート打設、停止、振動部材２４の振動、走行機構１８の移動、等を連動させることにより、作業の自動化を図り、作業性をより一層向上させることができる。
【００５２】
また、洗浄機構を併設させることにより、走行機構１８、振動部材２４、接続ケーブル２２に付着した打設コンクリートを洗浄除去する洗浄工程を省くことができることは自明である。
【００５３】
また、本発明の方法および装置は、略半円形のトンネルへの打設コンクリートの締固めに使用するものであるが、海中トンネル、下水道、あるいは構築物の側壁等の打設コンクリートの締固めに転用できることは自明である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係るコンクリート締固め方法および装置によれば、型枠のコンクリート打設側面に、上下、左右方向に移動自在に配備させた走行機構に、振動部材を、装着させ、型枠とコンクリートを打設すべき壁面または別の型枠との間へコンクリートを打設し、振動部材を振動させると共に、走行機構を介して振動部材を型枠のコンクリート打設側面に沿わせて上下、左右方向に移動させ、コンクリートを締固めるため、安全、容易、かつ効率良く打設コンクリートを締固めることができる。
【００５５】
また、振動部材を走行機構に、揺動自在に軸支させることにより、走行機構による振動部材の移動に対応して、振動部材が走行機構の走行方向に揺動し、打設コンクリート中を移動させる振動部材に係る負荷を軽減させることができ、振動部材の移動性、およびコンクリートの締固め効率、をより一層向上させることができる。
【００５６】
また、走行機構を、鋼製型枠のコンクリート打設側面に磁着して走行可能なクローラを備えたロボットとすることにより、振動部材の移動性をさらに向上させることができるばかりか、走行機構が磁着力により確実に型枠のコンクリート打設側面に吸着するため、型枠からの落下の恐れがなく、極めて安全に作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート締固め装置の側面図。
【図２】同、拡大正面図。
【図３】同、要部拡大側面図。
【図４】同、要部拡大正面図。
【符号の説明】
１２  トンネル
１４  コンクリート
１６  型枠
１８  走行機構
２０  クローラ
２４  振動部材
４０  トンネル内壁面（壁面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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