(57)【要約】【課題】合成セグメントの製造装置および方法において、後仕上げをすることなく合成セグメントの凹面をきれいに仕上げることができるとともに、合成セグメントの製造効率を向上することができるようにする。【解決手段】ヒンジ部２ｄにより回動支持ざれた架台２の上面に合成セグメントの内周面をなすコンクリート面を形成する型枠凸面１を設け、型枠凸面１上に鋼枠１１を固定し、型枠凸面１を傾斜させて支持する。型枠凸面１の裏面側に固定され、架台２の外部に投入口３ａを備えるコンクリート注入シュート３を用いてコンクリート１５を打設する。コンクリート注入シュート３の出口には、型枠凸面１に沿う方向に開閉するシャッター４を設けるとともに、残留空気１６を排気する空気抜きパイプ８を退避可能に設ける。【選択図】　　　図６
2004042361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工の周方向に延びる内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成される合成セグメントの製造装置であって、
前記合成セグメントの凹面を形成するための型枠凸面と、
該型枠凸面を上方に向けて、その周方向の端部の相対高さを可変に支持する架台と、
該型枠凸面内にコンクリート出口が接続されたコンクリート注入管路と、
前記コンクリート出口を開閉する開閉機構と、
前記枠体を前記型枠凸面上に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記コンクリート出口が、前記型枠凸面の周方向の端部に設けられたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記型枠凸面の裏面側から、前記コンクリート出口に対して挿通および退避可能に設けられ、前記型枠凸面上に保持された前記枠体の内部の空気を排出する空気抜き手段を備えたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記開閉機構が前記型枠凸面に沿って開閉されることを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記型枠凸面の周方向の端部を上昇させることにより、前記架台を傾斜させたとき、
前記型枠凸面と前記枠体とを含む型枠面で覆われる型枠内部が、前記コンクリート投入口の最下端を越えない高さ範囲に配置できるように構成されたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記枠体と前記型枠凸面との間に緩衝材を介して、前記枠体を固定したことを特徴とする合成セグメントの製造装置。
【請求項７】
トンネル覆工の周方向に延びて内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成されてなる合成セグメントの製造方法であって、
前記凹面を形成するための型枠凸面を有する架台に、前記枠体をコンクリート打設可能に配置する第１の工程と、
前記型枠凸面の周方向の一方の端部が他方の端部より高くなるように前記架台を傾斜させて保持する第２の工程と、
前記型枠凸面の周方向の一方の端部側から、前記枠体内に前記型枠凸面に沿ってコンクリートを打設する第３の工程と、
コンクリート打設終了後にコンクリート投入口を閉鎖する第４の工程とを備えることを特徴とする合成セグメントの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の合成セグメントの製造方法において、
前記第４の工程の後に、
前記型枠凸面の周方向の両端部がほぼ同じ高さに並ぶ位置に、前記架台の傾斜方向を変更する第５の工程とを備えることを特徴とする合成セグメントの製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の合成セグメントの製造方法において、
前記第３の工程を、
前記架台の傾斜を減少させながら行うことを特徴とする合成セグメントの製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の合成セグメントの製造方法において、
前記コンクリートが高流動性を備えたコンクリートであることを特徴とする合成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、合成セグメントの製造装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル覆工などに用いられるセグメントにおいて、鋼枠にコンクリートを打設した合成セグメントが知られている。合成セグメントは、鋼枠とコンクリートを組み合わせることにより、使用目的に沿ったそれぞれの利点が生かされ、その一例として、高強度化や、鋼枠によって種々の継手形状を設けること等が容易となるといった利点を備えるため、様々な構造およびその製造方法が提案されてきた。
【０００３】
鋼枠の構造としては、合成セグメントの内周面（凹面）がそのままトンネル覆工の内周面として使用できるコンクリート面となるように、少なくとも内周面側を開放面とした構造のものがある。
またコンクリートを打設する際の鋼枠の配置には、凸面を上側に向けて配置する凸型と、凹面を上側に向けて配置する凹型があった。
【０００４】
内周面側が開放面とされた鋼枠にコンクリートを打設する場合、凹型の配置では、合成セグメントの厚みを調整可能な蓋を設けるか、または蓋なしでコンクリートを充填し、鏝もしくは機械により仕上げを行って、内周面を形成していた。また、凸型の配置では、開放面の型枠面を形成する架台に鋼枠を載せて固定し、上側からコンクリートを充填していた。その際、コンクリート注入と空気抜きのための開口部を鋼枠の凸面（上面）に設け、コンクリート打設後、鋼板を溶接するなどして開口部を塞ぐ場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の合成セグメントの製造装置および方法では、下記のような問題があった。
凹型によりコンクリートの打設を行う場合、蓋を用いると、鋼枠内部に凹形状は容易に形成できるものの、凸形状の形成が困難である。また、鏝もしくは機械により仕上げを行うため、手間がかかる上に仕上げ面に凹凸が生じやすいという問題があった。
凸型によりコンクリートの打設を行う場合、上側に空気抜きを設けないと、上側の鋼枠下に気泡が溜まり、コンクリートの充填密度が低い箇所ができて、強度のばらつきが生じるという問題があった。空気抜きを設ける場合には、開口部を塞ぐ鋼枠の後加工のため、溶接などの熱を加える作業が必要となり、充填されたコンクリートに影響を及ぼすという問題があった。
また、コンクリートを上側から打設するため、下側である凹面の充填状態や表面性が劣るという問題があった。
したがって、いずれの場合にも凹面の表面状態や寸法精度が悪く、その後仕上げが必要となって、製造に多大の手間と時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、後仕上げをすることなく合成セグメントの凹面をきれいに仕上げることができ、しかも合成セグメントの製造効率を向上することができる合成セグメントの製造装置および方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、トンネル覆工の周方向に延びる内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成される合成セグメントの製造装置であって、前記合成セグメントの凹面を形成するための型枠凸面と、該型枠凸面を上方に向けて、その周方向の端部の相対高さを可変に支持する架台と、該型枠凸面内にコンクリート出口が接続されたコンクリート注入管路と、前記コンクリート出口を開閉する開閉機構と、前記枠体を前記型枠凸面上に固定する固定手段とを備えた構成を用いる。
この発明によれば、凹面側が開放面とされた枠体を、凸面側が上方に向けられた状態で型枠凸面上に固定できる。そして、凸面側が型枠凸面の上側におかれた状態で、型枠凸面の周方向端部の相対高さをずらして、コンクリート出口側が高くなるように傾斜させて配置することができる。したがって、コンクリートが型枠凸面上の周方向に沿って層状をなして円滑に下降するので、コンクリートを円滑かつ速やかに充填することができる。その後、開閉機構を閉じてコンクリート出口をふさぎ、硬化を待って脱型することにより、内周面がコンクリートの合成セグメントを製造することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の合成セグメントの製造装置において、前記コンクリート出口が、前記型枠凸面の周方向の端部に設けられた構成を用いる。
この発明によれば、コンクリート出口が設けられている型枠凸面の周方向の端部の位置を適宜の高さに設定することにより、コンクリート出口から型枠凸面の周方向の他方の端部に向かって、コンクリートが一方向に下降する傾斜を形成することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の合成セグメントの製造装置において、前記型枠凸面の裏面側から、前記コンクリート出口に対して挿通および退避可能に設けられ、前記型枠凸面上に保持された前記枠体の内部の空気を排出する空気抜き手段を備えた構成を用いる。
この発明によれば、合成セグメントの内周面側から空気抜きをすることができ、空気抜き後に空気抜き手段を退避することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３に記載の合成セグメントの製造装置において、前記開閉機構が前記型枠凸面に沿って開閉される構成を用いる。
この発明によれば、型枠凸面に沿って開閉機構を閉鎖できるので、型枠凸面によって形成される合成セグメントの内周面に開閉機構の痕跡が内周面上の凹凸として残らないようにすることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４に記載の合成セグメントの製造装置において、前記型枠凸面の周方向の端部を上昇させることにより、前記架台を傾斜させたとき、前記型枠凸面と前記枠体とを含む型枠面で覆われる型枠内部が、前記コンクリート投入口の最下端を越えない高さ範囲に配置できる構成を用いる。
この発明によれば、コンクリート投入口からコンクリートを自重で流し込むことにより、コンクリートを型枠内部に充填することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５に記載の合成セグメントの製造装置において、前記枠体と前記型枠凸面との間に緩衝材を介して、前記枠体を固定した構成を用いる。
この発明によれば、緩衝材により枠体と型枠凸面の隙間がふさがれるので、コンクリートの漏れがなくなる。また、緩衝材の厚さの範囲で枠体と型枠凸面の当接距離を調整することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、トンネル覆工の周方向に延びて内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成されてなる合成セグメントの製造方法であって、前記凹面を形成するための型枠凸面を有する架台に、前記枠体をコンクリート打設可能に配置する第１の工程と、前記型枠凸面の周方向の一方の端部が他方の端部より高くなるように前記架台を傾斜させて保持する第２の工程と、前記型枠凸面の周方向の一方の端部側から、前記枠体内に前記型枠凸面に沿ってコンクリートを打設する第３の工程と、コンクリート打設終了後にコンクリート投入口を閉鎖する第４の工程とを備える方法を用いる。
この発明によれば、第２の工程により型枠凸面を周方向の一方の端部が他方の端部に比べて高くなるように傾斜させて保持し、第３の工程により高さの高い周方向の一方の端部からコンクリートを打設するので、コンクリートが型枠凸面上を周方向に沿って層状をなして円滑に下降しながら充填が進んでいく。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の合成セグメントの製造方法において、前記第４の工程の後に、前記型枠凸面の周方向の両端部がほぼ同じ高さに並ぶ位置に、前記架台の傾斜方向を変更する第５の工程とを備える方法を用いる。
この発明によれば、コンクリートの打設が終了してから、第５の工程により型枠凸面の周方向の両端高さを揃えるので、型枠凸面には、ほぼ合成セグメントの厚み分程度の圧力が加わり、型枠凸面に作用するコンクリート圧が周方向の左右方向にアンバランスがなくなってほぼ均等化される。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の合成セグメントの製造方法において、前記第３の工程を、前記架台の傾斜を減少させながら行う方法を用いる。
この発明によれば、コンクリート打設中に架台の傾斜を減少させるから、先にコンクリートが充填された型枠凸面にかかるコンクリート圧を減少することができ、コンクリートの打設中であっても型枠凸面にかかるコンクリート圧のアンバランスを低減することができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明では、請求項７〜９のいずれかに記載の合成セグメントの製造方法において、前記コンクリートが高流動性を備えたコンクリートであることを特徴とする合成セグメントの製造方法を用いる。
この発明によれば、高流動性を備えたコンクリートにより、コンクリートを迅速に充填できるとともに、コンクリート面の表面性を向上することができる。
ここで高流動性を備えたコンクリートとは、いわゆる高流動コンクリートが該当することはいうまでもないが、それに限るものではなく、例えば軟練りコンクリート、流動化コンクリートなどの流動性が向上されたコンクリートをすべて含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付している。
まず本発明に係る合成セグメントの製造装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置を説明するための分解斜視図である。図２は、図１のＡ視方向の正面説明図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
本発明の実施形態に係るセグメント製造装置１０（合成セグメントの製造装置）は、少なくとも他の合成セグメントに接合する接合面が鋼枠（枠体）で構成され、その鋼枠にコンクリートを打設することにより、トンネル覆工の内周面をなす凹面が形成された合成セグメントを製造する装置である。以下、混乱のおそれがない限り、合成セグメントも単にセグメントと略称する。
【００１９】
はじめに鋼枠１１（枠体）について説明する。
鋼枠１１は、弓なりの断面をトンネル覆工の延設方向に延ばした鋼枠凸面１１ｂ（凸面）と、その端部から裏面（凸面の反対側）の垂直方向に延ばされて、トンネル覆工の周方向に配置された鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ（接合面）と、同じくトンネルの延設方向に配置された鋼枠側面１１ｄ、１１ｄ（接合面）とを備えている。つまり、鋼枠凸面１１ｂは、鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄによって端部を囲まれ、鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄの先端が鋼枠開口端１１ａを構成している。
以下では、簡単のために、上記の周方向、延設方向をセグメントの上の方向を指示する言葉として適宜用いることにする。
【００２０】
鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄには、セグメント同士を接合するための適宜の接合機構を設けられるが、本発明では、コンクリートの打設時にコンクリートを漏出させないようにすることができれば、どのような接合機構も採用することができる。
【００２１】
鋼枠開口端１１ａは、鋼枠凸面１１ｂと同方向に湾曲を有する凸面と当接可能とされている。ただし、本実施形態では、鋼枠１１をセグメント製造装置１０に取り付ける際、鋼枠開口端１１ａとセグメント製造装置１０の間に、厚み方向に変形可能な合成ゴムや合成樹脂などの弾性体からなる緩衝材１２を配するようにしている。
【００２２】
鋼枠凸面１１ｂの裏面には、補強リブ１１ｅ…が設けられている。補強リブ１１ｅ…の先端は鋼枠開口端１１ａの高さ以下となっている。そして少なくとも延設方向に延びる補強リブ１１ｅ…の高さは、鋼枠開口端１１ａのよりも低く構成されている。
【００２３】
セグメント製造装置１０は、架台２と、架台２に設けられた型枠凸面１、コンクリート注入シュート３（コンクリート注入管路）、シャッター４（開閉機構）および固定手段５（図２、３参照）とを備えている。
【００２４】
架台２は、凸状に湾曲した端面を有する架台側板２ａ、２ａを対向させて平行に配置し、その間に適宜のスパン部材を配して固定した構成とされている。凸状の湾曲は、後述する型枠凸面１の凸面とほぼ同様の湾曲とされている。架台側板２ａ、２ａには適宜補強のためのリブなどが設けられていてもよい。特に、凸状に湾曲した端面からは、架台側板２ａ、２ａの対向方向外側に延ばされた架台フランジ２ｃ、２ｃが設けられている。
【００２５】
架台側板２ａ、２ａの湾曲が延びる方向の一端側（以下、ヒンジ側端部と称する）には、回転支軸と回転支点からなるヒンジ部２ｄが設けられている。ヒンジ部２ｄは、取付面７に固定され、架台２を取付面７に対して回動自在に保持している。また、架台側板２ａには、吊り上げ部２ｅが設けられている。吊り上げ部２ｅは、例えば、架台側板２ａに吊り上げ用穴を空けたり、吊り上げ金具ヒンジ部２ｄを設けることにより、クレーンなどを取り付けることが可能とされている。
【００２６】
型枠凸面１は、鋼枠開口端１１ａに当接可能な凸湾曲面を備える鋼板などの板部材であり、セグメントの内周面を形成するための型枠の一部を構成する。型枠凸面１は、架台側板２ａ、２ａの間に、架台フランジ２ｃ、２ｃとほぼ整列する位置に固定されている。
【００２７】
ヒンジ側端部には、架台フランジ２ｃ、２ｃおよび型枠凸面１上に、架台側板２ａに直交する方向に渡された鋼枠ストッパ２ｂが設けられている。鋼枠ストッパ２ｂは、鋼枠１１が型枠凸面１上に載せられたとき、鋼枠１１をその周方向の端部に係止可能な形状とされ、鋼枠１１のヒンジ端部側への移動を規制するものである。
【００２８】
型枠凸面１のヒンジ側端部と反対側の端部（以下、可動側端部と称する）には、鋼枠１１を鋼枠ストッパ２ｂに係止して型枠凸面１上に載せたときに、鋼枠１１の下側に開口する出口３ｂ、３ｂと、それらを開閉するシャッター４が設けられている。
【００２９】
ここで、出口３ｂおよびシャッター４について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、出口３ｂとシャッター４の詳細を説明するための部分斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ視側面図である。
型枠凸面１の可動側端部には、上面視で矩形状の切り欠きが設けられ、その切り欠きを型枠凸面１の裏面側から覆うようにフランジ３ｃが固定されている。出口３ｂは、フランジ３ｃの中央部に設けられている。また、切り欠きの端面には、型枠凸面１の内方にスライド溝１ａ…が設けられている。
【００３０】
シャッター４は、板状部材の３箇所の端面に、スライド溝１ａ…にそれぞれ嵌合するとともに、スライド溝１ａ…を案内としてスライド移動できるスライド突起４ａ…が形成されている。
【００３１】
スライド溝１ａとスライド突起４ａは、互いに嵌合して、滑らかに移動可能とされ、コンクリートがもれないように出口３ｂを塞ぐことができるものなら、どのような形状でもよい。例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、Ｖ字の突起および溝の組合せでもよいし、図４（ｃ）に示したように、シャッター４の端面が斜面のスライド突起４ａを、型枠凸面１とフランジ３ｃに挟まれる楔状の隙間に嵌合させるものであってもよい。
【００３２】
また、シャッター４は、スライド突起４ａ…をスライド溝１ａ…に嵌合させて図示矢印方向に押し込んだとき、シャッター下面４ｃで出口３ｂを塞ぐとともに、シャッター上面４ｂが型枠凸面１の上面に沿って滑らかに接続されるように構成されている。
【００３３】
コンクリート注入シュート３は、出口３ｂから、架台２の内部を経て、可動側端部の外側に延ばされた管路３ｄを備える。外側に延ばされた管路３ｄの端部には、開口を形成する投入口３ａを設けられている。管路３ｄの中間部には、管路３ｄ内でのコンクリートの流通を確保しつつ、管路３ｄを架台２の可動方向に屈曲させることができる回転ジョイント３ｅが設けられている。また、投入口３ａの近傍は、コンクリートが円滑に下降できるように漏斗状とされている。
【００３４】
次に、コンクリート注入シュート３の架台２内部における構成を図５を参照して説明する。図５は、コンクリート注入シュート３および空気抜きパイプ８の構成と動作を説明するための周方向断面の説明図である。
コンクリート注入シュート３は途中から出口３ｂの個数・形状に応じた管路部３ｄに分離され、その先端が、それぞれボルト１３…によりフランジ３ｃと固定されている。
【００３５】
管路部３ｄには、その側部から、内部に管路８ｂを有する空気抜きパイプ８が挿入方向に移動可能に挿通されている。したがって、空気抜きパイプ８の先端部８ａは、出口３ｂを通って、管路部３ｄ内と鋼枠内部１１ｆとの間を往復自在とされている。空気抜きパイプ８とコンクリート注入シュート３の側部の間には、合成ゴムや合成樹脂などからなるシール材９が配されており、空気抜きパイプ８の移動に際してコンクリートがもれないようにシールされている。
【００３６】
次に、固定手段５について説明する。固定手段５は、例えば形鋼などで形成され、端部に固定穴を設けた押え部材５ａ…と、それを固定するためのボルト５ｂ…とナット５ｃ…とからなる。
図２、３に示したように、鋼枠１１を緩衝材１２を介して型枠凸面１に載せた状態で、鋼枠凸面１１ｂ上の延設方向に押え部材５ａを渡し、押え部材５ａと架台フランジ２ｃの間に挿通したボルト５ｂをナット５ｃで固定することにより、鋼枠１１を型枠凸面１上に固定するものである。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係るセグメント製造装置１０の動作を説明することにより、その作用について説明する。
図６、７は、セグメント製造装置１０を用いてセグメントを製造する各工程を順を追って説明するための周方向断面の説明図である。ここでは、簡単のために固定手段５などの図示は省略している。
【００３８】
まず、第１の工程では、固定手段５により、緩衝材１２を介して鋼枠１１を型枠凸面１に固定する。緩衝材１２により、鋼枠開口端１１ａと型枠凸面１は隙間なく密着され、高流動性のコンクリートを用いても漏れが生じないようにすることができる。また、固定手段５の押え力を加減することにより、緩衝材１２の弾性の範囲で型枠凸面１と鋼枠開口端１１ａの距離が可変できるので、固定時に、セグメントの厚みを微調整することができる。
【００３９】
第２の工程では、まず図６（ａ）に示したように、吊り上げ部２ｅを吊り上げ手段１７によって引き上げ、架台２と取付面７の間に傾斜支持台６ｂを配して、架台２を傾斜させる。傾斜角度は、可動側端部がヒンジ側端部より高い状態で、型枠凸面１に対して鋼枠凸面１１ｂ上側に位置するような角度とする。したがって、図２に示したヒンジ側端部と可動側端部がほぼ水平の位置にある状態から少なくとも９０°より小さい範囲の角度とする。
さらに、投入口３ａは、鋼枠内部１１ｆの任意の位置よりも高くなるように配置される。このとき、回転ジョイント３ｅを適宜に屈曲させることにより、架台２の傾斜量に応じて、投入口３ａを水平に保つことができる。そのため、コンクリートを投入しやすくなっている。
【００４０】
第３の工程では、この状態で、シャッター４を開き、空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆに挿入し、コンクリート供給手段１４により、コンクリート１５を投入口３ａから投入する。
すると、図２（ａ）に示したように、コンクリート１５は、自重により、コンクリート注入シュート３の管路部３ｄを流れ、出口３ｂを経て、型枠凸面１を伝い、層状をなして下降し、鋼枠１１内に充填されていく。
コンクリート１５の充填が進むにしたがって鋼枠内部１１ｆの残留空気１６は、上方に押し上げられ、空気抜きパイプ８を通って、コンクリート注入シュート３の外部に放出される。
【００４１】
このように、型枠凸面１を傾斜させてコンクリート１５を打設することにより、型枠凸面１の表面に最初にコンクリート１５が充填され、後から充填されるコンクリート１５はその上を層状に流動していく。つまり、上方から下方にコンクリート１５が落下し、落下点で乱流を形成する場合とは異なり、型枠凸面１のコンクリート１５の流れが乱されることがなく、セグメントの内周面において、気泡痕やコンクリート流動の不均一性が抑えられる結果、表面性が損なわれることなくきれいなコンクリート面が形成される。また、コンクリート１５内の気泡の発生も低減される。発生した気泡も、順次上方に移動して残留空気１６と合流するから、空気抜きパイプ８により確実に排出される。
【００４２】
コンクリート１５は、どのようなコンクリートであってもよいが、高流動性コンクリートとすることが好ましい。そうすれば、より迅速に充填されて生産性が向上し、気泡も上方へ逃げやすくなるので、セグメントの内周面はさらにきれいに形成される。
【００４３】
なお、ここで高流動性を備えたコンクリートとは、いわゆる高流動コンクリートが該当することはいうまでもないが、それに限るものではなく、例えば軟練りコンクリート、流動化コンクリートなどの流動性が向上されたコンクリートをすべて含む。
【００４４】
図６（ｂ）に示したのは、このようにして、コンクリート１５が鋼枠内部１１ｆに完全に充填された状態である。投入口３ａが鋼枠内部１１ｆの任意の位置よりも高いので、投入口３ａにコンクリート１５を投入するだけで、鋼枠内部１１ｆ内にコンクリート１５を充填することができる。
また空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆの最高の位置に配置することにより、残留空気１６を自然に排出できる。
【００４５】
第４の工程では、この状態で、空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆから引き抜き、シャッター４を閉鎖する（図７（ａ））。空気抜きパイプ８およびシャッター４の動作は手動で行ってもよいし、モータや油圧装置などの動力を組み合わせて動作させてもよい。このとき、コンクリート１５は、鋼枠１１と型枠凸面１で完全に覆われる。
したがって、このまま硬化するのを待って、脱型することにより、セグメントが得られる。シャッター４は、型枠凸面１に沿って閉鎖されるので、セグメントの内周面には段差が生じないから、脱型後の後仕上げは不要である。
【００４６】
このようにして、セグメント製造装置１０により、後仕上げをすることなく凹面をきれいに仕上げることができ、しかも製造効率に優れた合成セグメントを得ることができる。
【００４７】
なお、上記の製造工程において、第４の工程の直後に、傾斜支持台６ｂを取り払い架台の姿勢をヒンジ側端部と可動側端部がほぼ同じ高さとなる水平状態とする第５の工程を付け加えてもよい。そのようにすれば、コンクリート１５の重量が型枠凸面１上で周方向の左右に均等にかかった状態で、コンクリート１５の硬化を待つことができるから、コンクリート圧のアンバランスにより内周面の表面性がばらつくことが低減され、さらに良好に表面が仕上がるという利点がある。また、鋼枠内部１１ｆ内にわずかに気泡が残留した場合でも、型枠凸面１から鋼枠凸面１１ｂ側に向かって上方に浮上するから、セグメントの内周面に残留して表面に現れることを確実に防止できる。
【００４８】
なお、上記の製造方法の説明において、第４の工程の後に第５の工程を行って、架台２を水平状態にしたが、コンクリート１５を打設中の第３の工程において、徐々に架台２を傾斜させるようにし、架台２がほぼ水平状態になったときに、シャッター４を閉鎖する第４の工程を行うようにしてもよい。
そのようにすれば、第５の工程の作用がコンクリート１５の打設中に発揮されるので、同様の効果をより短時間の内に得ることができるという利点がある。
その際、回転ジョイント３ｅにより、架台２の傾斜が変わっても投入口３ａの姿勢を一定に保てるから、コンクリート１５の打設をより円滑に行うことができる。
【００４９】
なお、上記の説明では、コンクリート注入シュート３を型枠凸面１に接続して固定された管路として説明したが、脱着自在としてコンクリートを打設するときだけ取り付けるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記の説明では、コンクリート１５は、自重により落下するものとして説明したが、コンクリート注入シュート３を通じてコンクリート１５を圧送するようにしてもよい。そうすれば、より迅速にコンクリート１５を充填することができる。
【００５１】
また、上記の説明では、シャッター４は、型枠凸面１に滑らかに沿うものとして説明したが、段差が全くないことを意味するものではなく、内周面の外観上許容できる範囲で滑らかであればよいことは言うまでもない。
【００５２】
また、上記の説明では、枠体は、凸面側が鋼枠凸面１１ｂにより覆われている鋼枠１１の例で説明したが、鋼枠凸面１１ｂの全体または一部が開放面を構成し、開放面を適宜の外周型枠面で覆ってコンクリートを打設し、硬化後に脱型して、外周面にコンクリート面を形成するタイプの合成セグメントであってもよい。この場合、上記説明において、鋼枠１１を外周型枠面で覆われた枠体と置き換えれば、全く同様の説明が成立することは明らかである。例えば、製造方法の第１工程において、枠体をコンクリート打設可能に配置することには、枠体に外周型枠面を固定して配置することが含まれるものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、凸面側が型枠凸面の上側におかれた状態で、コンクリート出口側が高くなるように傾斜させ、コンクリートを円滑かつ速やかに充填することができるから、その状態で開閉機構を閉じてコンクリート出口をふさぐことにより、コンクリートの合成セグメントを製造することができ、その結果、製造効率が向上するとともに、合成セグメントの内周面をきれいに仕上げることができるという効果を奏する。
【００５４】
請求項２に記載の発明では、コンクリート出口から型枠凸面の周方向の他方の端部に向かって、コンクリートが一方向に下降する傾斜を形成することができるから、コンクリートの流れが円滑な層状となって、合成セグメントの内周面をよりきれいに仕上げることができるという効果を奏する。
【００５５】
請求項３に記載の発明では、内周面側から空気抜きをすることができ、空気抜き後に空気抜き手段を退避することができるから、確実に空気を抜くことができるという効果を奏する。
しかも、枠体側に空気抜き手段を設ける必要がなく、痕跡を残さずに空気抜き手段を退避できるから、合成セグメントの仕上りに悪影響を及ぼさないという効果を奏する。
【００５６】
請求項４に記載の発明では、型枠凸面によって形成される合成セグメントの内周面に、開閉機構の痕跡が凹凸となって残らないか、残るとしても外観上許容できる程度の段差にとどめることができるから、段差を解消するために後仕上げを施すことなく、合成セグメントの内周面をきれいに形成することができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明では、コンクリート投入口からコンクリートを自重で流し込むことにより、枠体内に充填することができるから、簡易な設備で製造することができるという効果を奏する。
【００５８】
請求項６に記載の発明では、緩衝材により枠体と型枠凸面の隙間がふさがれて、コンクリートの漏れがなくなり、緩衝材の厚さの範囲で枠体と型枠凸面の当接距離を調整することができるから、高流動性コンクリートを使用することができて、製造効率が向上するとともに、寸法精度にも優れた合成セグメントを製造することができるという効果を奏する。
【００５９】
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の合成セグメントの製造装置を用いるのに好適な製造方法となるので、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。
【００６０】
請求項８に記載の発明では、コンクリートの硬化時に、型枠凸面に作用するコンクリート圧が均等化されるので、合成セグメントの内周面のコンクリートの状態が、型枠内で左右対称となって均一となり、合成セグメントの内周面をきれいに形成することができるという効果を奏する。
【００６１】
請求項９に記載の発明では、コンクリートの打設中の型枠凸面にかかるコンクリート圧のアンバランスを低減することができるから、合成セグメントの内周面をよりきれいに形成することができるという効果を奏する。
【００６２】
請求項１０に記載の発明では、コンクリートを迅速に充填して、製造効率を向上できるとともに、コンクリート面の表面性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】図１のＡ視方向の正面説明図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置の開閉機構を説明するための部分斜視図および側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置のコンクリート注入管路および空気抜き手段の構成と動作を説明するための周方向断面の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造方法の第２および第３の工程を説明するための周方向断面の説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造方法の第４および第５の工程を説明するための周方向断面の説明図である。
【符号の説明】
１　型枠凸面
２　架台
２ｄ　ヒンジ部２ｄ
３　コンクリート注入シュート（コンクリート注入管路）
３ａ　投入口（コンクリート投入口）
３ｂ　出口（コンクリート出口）
４　シャッター（開閉機構）
５　固定手段
７　取付面
８　空気抜きパイプ（空気抜き手段）
１０　セグメント製造装置（合成セグメントの製造装置）
１１　鋼枠（枠体）
１１ａ　鋼枠開口端（開放面）
１１ｂ　鋼枠凸面（凸面）
１１ｃ、１１ｄ　鋼枠側面（接合面）
１１ｆ　鋼枠内部（型枠内部）
１２　緩衝材
１５　コンクリート
１６　残留空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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