(57)【要約】【課題】危険な作業を伴うことがなく、しかも、円弧版状枠体の内部に気泡が生じるのを防止する【解決手段】合成セグメントを製造するにあたり、まず、円弧版状枠体２の開口部２ａを蓋体１１で塞ぎ、この蓋体で塞いだ円弧版状枠体２を、軸１２を中心に鉛直面に沿って回転可能に支持する。そして、円弧版状枠体２内にコンクリートを打設すると、打設されるコンクリートの重量によって、円弧版状枠体２が自動的に回転してその姿勢が連続的に変わる。すなわち、打設されるコンクリートによって円弧版状枠体２は自動的に回転し、この円弧版状枠体２のコンクリート充填部分が常に鉛直状に起立するよう保たれながら、コンクリート充填が行われる。このため、円弧版状枠体の内部に気泡が発生するのを防止できる。【選択図】        図２
2004155024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側が開口された鋼製の円弧版状枠体と、該円弧版状枠体の内部に打設されたコンクリートとを備えるセグメントの製造方法であって、
前記円弧版状枠体の開口部を蓋体で塞ぎ、
該蓋体で塞いだ前記円弧版状枠体を、その凹曲面側に設けた軸を中心に鉛直面に沿って回転可能に支持し、
前記円弧版状枠体を回転させてその姿勢を連続的に変えながら該円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填することを特徴とするセグメントの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のセグメントの製造方法において、
前記円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填する際に、前記円弧版状枠体のコンクリート充填部分が鉛直状となるように、円弧版状枠体を回転させてその姿勢を連続的に変えながら前記円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填することを特徴とするセグメントの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のセグメントの製造方法において、
前記円弧板状枠体の姿勢を連続的に変えるに当たり、該円弧版状枠体の内部に充填するコンクリートの重さによって、前記枠体を強制的に回転させてその姿勢を変えることを特徴とするセグメントの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載のセグメントの製造方法において、
前記円弧版状枠体の姿勢を連続的に変えるに当たり、駆動手段によって前記円弧版状枠体を強制的に回転させてその姿勢を変えることを特徴とするセグメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製の円弧版状枠体の内部にコンクリートが打設されるセグメントの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、トンネルの構築に用いられる方法としては、掘削穴の内面側に円弧版状のセグメントを複数連結して筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。このシールド工法に用いられるセグメントとしては、例えばコンクリート製、スチール製、あるいはスチールとコンクリートとを複合使用したものの３種類のものが知られている。
これらセグメントのうち、スチールとコンクリートとを複合使用したもの（以下、合成セグメントという）は、内周側が開口された鋼製の円弧版状枠体の内部に、コンクリートが打設・充填されることによって作られる。
【０００３】
ところで、鋼製の円弧版状枠体の内部にコンクリートを打設充填する方法としては、次の２つの方法がある。
一つは、鋼製の円弧版状枠体の上側に向けた内周側の開口を蓋体によって塞ぎ、該蓋体の一部に設けた開口からコンクリートを円弧版状枠体内に打設充填し、その後、蓋体の開口をも塞ぎ、この状態で円弧版状枠体を、内周側が下方となるよう上下方向に反転させて養生する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
他の一つは、鋼製の円弧版状枠体の内周側の開口を蓋体によって塞ぎ、この円弧版状枠体を縦置きとして上部開口からコンクリートを打設充填し、そのまま養生する方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５８３０８号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１０５４１７号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のセグメントの製造方法にあっては、次のような課題があった。前者のコンクリート充填後に円弧版状枠体を反転させるセグメントの製造方法にあっては、円弧版状枠体を反転させるための作業が必要になり、その作業が危険を伴う。また、反転後に上側となる、円弧版状枠体の外周側の内面部分に気泡が集まり、この部分にコンクリートが充填されない隙間が生じてしまう、という課題があった。
【０００７】
後者の円弧版状枠体を縦置きにしてコンクリートを打設充填するセグメントの製造方法にあっては、円弧版状枠体を固定的に配置してその内部にコンクリートを充填する方法であるため、枠体内の凹凸部分に気泡溜まりが生じ易くなり、コンクリート未充填部分が生じてしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、危険な作業を伴うことがなく、しかも、円弧版状枠体の内部に気泡が生じることのないセグメントの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係るセグメントの製造方法は、内周側が開口された鋼製の円弧版状枠体と、該円弧版状枠体の内部に打設されたコンクリートとを備えるセグメントの製造方法であって、
前記円弧版状枠体の開口部を蓋体で塞ぎ、該蓋体で塞いだ前記円弧版状枠体を、その凹曲面側に設けた軸を中心に鉛直面に沿って回転可能に支持し、前記円弧版状枠体を回転させてその姿勢を連続的に変えながら該円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に係るセグメントの製造方法は、請求項１記載の製造方法において、前記円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填する際に、前記円弧版状枠体のコンクリート充填部分が鉛直状となるように、円弧版状枠体を回転させてその姿勢を連続的に変えながら前記円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に係るセグメントの製造方法は、請求項２記載の製造方法において、前記円弧版状枠体の姿勢を連続的に変えるに当たり、駆動手段によって前記円弧版状枠体を強制的に回転させてその姿勢を変えることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に係るセグメントの製造方法は、請求項２記載の製造方法において、前記円弧板状枠体の姿勢を連続的に変えるに当たり、該円弧版状枠体の内部に充填するコンクリートの重さによって、前記枠体を強制的に回転させてその姿勢を変えることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、蓋体で塞いだ円弧版状枠体を、その凹曲面側の軸を中心に鉛直面に沿ってその姿勢を連続的に変えながら円弧版状枠体の内部にコンクリートを充填するから、円弧版状枠体のコンクリート充填部分が常に鉛直状に起立するように保ちながらコンクリート充填を行うことができる。このため、円弧状枠体の内部に気泡を発生させることなく、しかも、コンクリートにそれ自身の重量による荷重方向とコンクリートが流動する方向とがともに鉛直状となって一致できるため、流動性の面で優れたコンクリート打設が行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１はトンネルを構築する合成セグメントを示す斜視図、図２は合成セグメントの製造方法の第１の実施の形態を示す説明図、図３は合成セグメントの製造方法の第２の実施の形態を示す説明図である。
以下、第１、第２の実施の形態についてそれぞれ説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は合成セグメントを示す説明図である。この図に示すように、合成セグメント１は、内周側が開口された鋼製の円弧版状枠体２と、円弧版状枠体２の内部に打設されるコンクリート３とからなっている。
円弧版状枠体２は、スキンプレート４の周縁に、主桁板５および継手板６が溶接等の適宜固定手段で固定され、内部には必要に応じて、継手板６の長手方向と平行となるように複数のリブ７が互いに間隔をあけて設けられるものである。
【００１６】
この合成セグメント１を製造するには、図２に示すセグメント製造装置１０を用いる。
このセグメント製造装置１０は、コンクリートを充填する前の円弧版状枠体２を、その内周側の開口部２ａを蓋体１１で塞いだ状態で、円弧版状枠体２の凹曲面側となる箇所に位置する軸１２を中心に鉛直面に沿って、アーム１３を介して回転可能に支持する構造になっている。軸１２はセグメントの円弧中心軸線と平行となるように配置されるものであり、支柱１４によって略水平状となるように支持される
【００１７】
また、このセグメント製造装置１０には、円弧版状枠体２およびその内部に充填されるコンクリート３の重量とバランスするように、カウンターウエイト１５が、軸１２に該軸１２を挟んで円弧版状枠体２とは逆側となるようにアーム１６を介して取り付けられる。また、カウンターウエイト１５は、その取付位置が、円弧状枠体２の重量や形状に応じて可変できるように取り付けられる。具体的には、軸１２からの離間距離、並びに軸１２を中心としてその基準位置Ｌからの角度θの調整がそれぞれ行えるように取り付けられる。
【００１８】
また、円弧版状枠体２の上部にはコンクリート供給用の可動管１７が蓋体１１を介して取り付けられ、この可動管１７を介して円弧版状枠体２内に、例えば高流動コンクリートが供給されるようになっている。
【００１９】
次に、上記セグメント製造装置１０を用いた合成セグメント１の製造方法について説明する。
予め、製造してある円弧版状枠体２を、セグメント製造装置１０の軸１２にアーム１３を介して回転可能に取り付ける。ここで、円弧版状枠体２の初期固定位置は、その内部にコンクリートを充填し始めるときに最初にコンクリートが流れ込む部分である、円弧版状枠体２の一端側の空間部分（図２（ａ）中Ｚａで示す空間部分）が、鉛直状となるように設定する。
【００２０】
また、このとき、円弧版状枠体２の内周側の開口部２ａは蓋体１１で閉塞しておく。蓋体１１にはコンクリート供給用の可動管１７を取り付ける。なお、軸１２には、円弧版状枠体２の重量に対抗するようカウンターウエイト１５が取り付けられるが、このカウンタウエイト１５の位置調整、具体的には、軸１２からの距離並びに基準位置からの角度を、円弧版状型枠２の重量や形状に応じて調整する。
【００２１】
そして、円弧版状枠体２内に、可動管１７から、例えば高流動コンクリートを充填する。
このとき、供給するコンクリートの重量が円弧版状枠体２に加わり、カウンタウエイト１５とのバランスによって、円弧版状枠体２は、供給するコンクリートの量に応じて軸１２を中心に自動的に回転して、その姿勢を連続的に変える。これにより、円弧版状枠体２内の新たにコンクリートが充填される空間部分（図２（ｂ）中Ｚｂで示す空間部分）は、常に鉛直状に起立するように保持される。
【００２２】
このため、円弧状枠体２の内部に気泡を発生させることなく、しかも、コンクリートそれ自身の重量による荷重方向とコンクリートが流動する方向とがともに鉛直状となって一致するため、流動性に優れた効率の良いコンクリート打設が行える。
【００２３】
図２（ｃ）は、円弧版状枠体２内にコンクリートを充填するときの最終的な段階を示したものである。この図に示すように、最終的なコンクリート充填段階においても、円弧版状枠体２内の新たにコンクリートが充填される空間部分（図２（ｃ）中Ｚｃで示す空間部分）は、鉛直状に起立するように保持される。
そして、コンクリート充填が完了すると、内部に高流動コンクリートが充填された円弧版状枠体２は、そのまま、セグメント製造装置１０に取り付けて養生してもよく、あるいは、取り外して水平状に寝かした状態で養生してもよい。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞
図３は本発明の第２の実施の形態を示している。なお、この実施の形態においては、説明の便宜上、前記第１の実施の形態で説明した構成要素と同一構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
この実施の形態の特徴は、円弧版状枠体２の内部にコンクリートを充填する際に、円弧版状枠体２を回転させてその姿勢を連続的に変えるにあたり、駆動手段２０を用いるようにした点である。
【００２５】
駆動手段２０の例としては、モータ２１の出力軸に歯車２２を取り付ける一方、円弧版状枠体２を支持する半円状の架台２３の外周縁に円弧状の歯車２４を取り付け、それら歯車２２と円弧状の歯車２４とを噛合させ、モータ２１の駆動力を利用して架台２３ごと円弧版状枠体２を回転させるようにしたものが挙げられる。
【００２６】
この場合、モータ２１による円弧版状枠体２の回転制御方法には、円弧版状枠体２の内部に打設されるコンクリートの重量を検出し、そのコンクリート重量に応じてモータ２１を回転制御する方法、円弧版状枠体２内のコンクリート打設面を適宜センサで検出し、その検出値に基づいてモータ２１を回転制御する方法、あるいは、単位時間あたりのコンクリート充填量を一定とし、モータ２１を一定速度で回転制御する方法等が考えられる。
なお、図３のおいて、符号２５は架台２３を回転可能に支持するローラである。
【００２７】
このように、モータ２１等の駆動手段２０を用いて円弧版状枠体２を回転させる場合でも、円弧版状枠体２内の新たにコンクリートが充填される空間部分を、常に鉛直状に起立するように保持することができ、これによって、前述した第１の実施の形態と同様の効果、すなわち、円弧状枠体２の内部に気泡を発生させることなく、かつ、流動性に優れた効率の良いコンクリート打設が行える。
【００２８】
なお、円弧版状枠体２の回転用の駆動手段２０としては、前記第２の実施の形態に示したような、歯車２２，２４どうしを噛合させたものをモータ２１によって回転させるものに限られることなく、ウォームとホイールとを組み合わせたものをモータにより駆動させるものでもよく、さらには、エアーシリンダまたは油圧シリンダにの伸縮力を利用して、円弧版状枠体２の姿勢を連続的に変えるようなものでもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、円弧版状枠体のコンクリート充填部分が常に鉛直状に起立するように保ちながらコンクリート充填を行うことができ、このため、円弧状枠体の内部に気泡を発生させることなく、未充填部分が生じない合成セグメントを製造することができる。また、コンクリートにそれ自身の重量による荷重方向とコンクリートが流動する方向とがともに鉛直状となって一致できるため、流動性の良好な効率の良い、コンクリート打設が行える。また、円弧版状枠体を人手によって反転等するなどの危険な作業がなく、安全に合成セグメントを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造される合成セグメントの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるセグメントの製造方法の第１の実施の形態を示す概略側面図である。
【図３】本発明によるセグメントの製造方法の第２の実施の形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１  合成セグメント          ２  円弧版状枠体
３  コンクリート            １０  セグメント製造装置
１１  蓋体主桁板            １２  軸
１３  アーム                １４  支柱
１５  カウンターウエイト    ２０  駆動手段
２１  モータ                ２２  歯車
２４  円弧状の歯車
【図１】
2004155024.tif 000003
【図２】
2004155024.tif 000004
【図３】
2004155024.tif 000005