(57)【要約】【課題】    コンクリートの落とし込み打設に際し、揚重機を占有せずにコンクリートの打ち込みと並行して揚重機を使用した他の作業を実施することができるようにして作業効率を向上させる。【解決手段】  鋼管１内に、鋼管内空間を隔壁４によって仕切ることによって形成した縦向きのコンクリート誘導路３を一体に備え、そのコンクリート誘導路３の隔壁４に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口５ａ〜５ｆを形成しておき、鋼管１を縦向きに立設した状態で、コンクリート誘導路の上端よりコンクリートを投入し該コンクリート誘導路を落下したコンクリートをコンクリート流出口より鋼管１内に流出させることにより鋼管内にコンクリートを充填させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略鉛直状に立設された鋼管内にコンクリートを充填して柱等の躯体となすコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法において、
前記鋼管内に、該鋼管内の空間を隔壁によって仕切ることによって形成した縦向きのコンクリート誘導路を一体に備えるとともに、該コンクリート誘導路の隔壁に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口を形成しておき、前記鋼管を縦向きに立設した状態で、前記コンクリート誘導路の上端よりコンクリートを投入し、該コンクリート誘導路を落下したコンクリートを前記コンクリート流出口より鋼管内に流出させることにより該鋼管内にコンクリートを充填させるようにしたことを特徴としてなるコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法。
【請求項２】
コンクリート誘導路は、鋼管の内面に半割り筒状の隔壁を、その両縁を溶接することにより形成する請求項１に記載のコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法。
【請求項３】
コンクリート誘導路は、鋼管内に中空筒状の管を挿入し、該誘導管と鋼管とを連結手段を介して一体化させることにより形成する請求項１に記載のコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法。
【請求項４】
コンクリート流出口は、水平方向の向きを交互に違えたものを上下方向に間隔を隔てて形成する請求項１，２又は３に記載のコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法。
【請求項５】
略鉛直状に立設されて内部にコンクリートが充填されて柱等の躯体となるコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管であって、内部の空間を隔壁によって仕切ることによって縦向きのコンクリート誘導路が一体に形成されるとともに、該コンクリート誘導路の隔壁に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口を備えてなるコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管。
【請求項６】
コンクリート誘導路を、鋼管の内面に半割り筒状の隔壁を、その両縁を溶接することにより形成してなる請求項５に記載のコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管
【請求項７】
コンクリート誘導路を、鋼管内に中空筒状の管を挿入し、該誘導管と鋼管とを連結手段を介して一体化させることにより形成してなる請求項５に記載のコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管。
【請求項８】
コンクリート流出口は、水平方向の向きを交互に違えたものを上下方向に間隔を隔てて形成してなる請求項５，６又は７に記載のコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート鋼管工法、即ち鋼管内にコンクリートを充填して構築物の柱等の躯体となす工法におけるコンクリート充填方法及びその方法に使用するコンクリート充填用鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＲＣ造、ＳＲＣ造に比べ耐震性能、耐火性能に優れた特性を発揮するＣＦＴ造（コンクリート充填用鋼管造）が開発されている（例えば非特許文献１）。この工法は、鋼管内にコンクリートを充填した構造形式であり、コンクリートと鋼管の相互拘束効果により軸圧縮耐力・曲げ耐力及び変形性能が増大する。この相互拘束効果を発揮させるためには、コンクリートの均質・密実かつ隙間のない充填と必要な強度発現及び鋼管とコンクリートの一体化を保証することが必要となる。
【０００３】
このＣＦＴ造の施工におけるコンクリートの充填方法として、落とし込み充填工法及び圧入工法がある。落とし込み充填工法は、図７に示すように柱頭部から鋼管本体３０内にトレミー管３１又はフレキシブルホースを使用してコンクリートを鋼管底部から順次上方に向けて打ち上げる方法であり、落とし込み高さが比較的低い場合に用いられている。
【０００４】
圧入工法は、図８に示すように鋼管３０の低部に圧入口３２を形成しておきコンクリートポンプ３３を使用して鋼管底部からコンクリートを打ち上げる方法である。この圧入工法には高流動性のコンクリートが使用され、コンクリート打設高さが高い場合でも利用できる。
【０００５】
このような方法を使用することにより、打設時におけるコンクリートの分離を防止してコンクリートの品質を維持させるとともに、柱−梁仕口部とブレース接合部にダイアフラムが設けられている鋼管への充填に際し、ダイアフラム下に空隙が発生するのを防止するようにしている。
【非特許文献１】平成１４年９月３０日  社団法人新都市ハウジング協会発行  「コンクリート充填用鋼管（ＣＦＴ）造  技術基準・同解説」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の技術における圧入工法は、コンクリートを分離させずに比較的高い打ち上げ高さまでコンクリートの充填が可能であるが、コンクリートを鋼管下部から注入して上方に打ち上げるものであるため、コンクリート圧送のための設備費が嵩むという問題があり、比較的コンクリート打設高さが低い場合には落とし込み工法が有利である。
【０００７】
しかし、従来の落とし込み工法にあっては、鋼管の上端よりコンクリート誘導管を挿入し、その下端を、打設されるコンクリート表面からの距離、即ち打ち込み高さを１ｍ以内程度に調整しつつコンクリートを落とし込み充填するものであるため、その打ち込み高さ確保のために、揚重機を使用する必要があり、また、充填の進行に伴って誘導管を上昇させると、その上端のコンクリート投入口も上昇するため、コンクリートバケットを使用したコンクリートの投入を行わなければならず、これらにより最低１基以上の揚重機をコンクリート充填のために占有しなければならなくなり、この間は揚重機による他の作業ができず、そのため工程の遅延、コストの増大を招くことになるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような従来の落とし込み工法の問題に鑑み、コンクリートの落とし込み打設に際し、コンクリートの打ち込み操作が、揚重機の使用を要せず、しかも打ち込み高さ調整のための作業を全く要することなく、鋼管上端よりコンクリートを投入するのみで必要なコンクリートの充填がなされるコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法及び該方法に使用するコンクリート充填用鋼管の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、略鉛直状に立設された鋼管内にコンクリートを充填して柱等の躯体となすコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法において、前記鋼管内に、該鋼管内の空間を隔壁によって仕切ることによって形成した縦向きのコンクリート誘導路を一体に備えるとともに、該コンクリート誘導路の隔壁に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口を形成しておき、前記鋼管を縦向きに立設した状態で、前記コンクリート誘導路の上端よりコンクリートを投入し、該コンクリート誘導路を落下したコンクリートを前記コンクリート流出口より鋼管内に流出させることにより該鋼管内にコンクリートを充填させるようにしたことを特徴としてなるコンクリート充填鋼管工法におけるコンクリート充填方法にある。
【００１０】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、コンクリート誘導路は、鋼管の内面に半割り筒状の隔壁を、その両縁を溶接することにより形成することにある。
【００１１】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、コンクリート誘導路は、鋼管内に中空筒状の管を挿入し、該誘導管と鋼管とを連結手段を介して一体化させることにより形成することにある。
【００１２】
請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１，２又は３の構成に加え、コンクリート流出口は、水平方向の向きを交互に違えたものを上下方向に間隔を隔てて形成することにある。
【００１３】
請求項５に記載の発明の特徴は、略鉛直状に立設されて内部にコンクリートが充填されて柱等の躯体となるコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管であって、内部の空間を隔壁によって仕切ることによって縦向きのコンクリート誘導路が一体に形成されるとともに、該コンクリート誘導路の隔壁に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口を備えてなるコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管にある。
【００１４】
請求項６に記載の発明の特徴は、請求項５の構成に加え、コンクリート誘導路を、鋼管の内面に半割り筒状の隔壁を、その両縁を溶接することにより形成したことにある。
請求項７に記載の発明の特徴は、請求項５の構成に加え、コンクリート誘導路を、鋼管内に中空筒状の管を挿入し、該誘導管と鋼管とを連結手段を介して一体化させることにより形成したことにある。
【００１５】
請求項８に記載の発明の特徴は、請求項５，６又は７の構成に加え、コンクリート流出口は、水平方向の向きを交互に違えたものを上下方向に間隔を隔てて形成したことにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、鋼管内の空間を隔壁によって仕切ることによって形成した縦向きのコンクリート誘導路を該鋼管内に一体に備えるとともに、該コンクリート誘導路の隔壁に、縦方向に一定間隔を隔てて複数のコンクリート流出口を形成した鋼管を使用することにより、該鋼管を縦向きに立設した状態で、前記コンクリート誘導路の上端よりコンクリートを投入することによって、コンクリート誘導路を落下したコンクリートが、打設されたコンクリートの上面高さ付近にあるコンクリート流出口より鋼管内に流出され、コンクリートが底部より順次上方に打ち上げられることとなり、かつ、従来のように誘導管の下端高さの調整作業を必要とせず、鋼管上端に開口している誘導路開口部より、コンクリートを投入する作業のみで、必要なコンクリート充填がなされる。
【００１７】
また、コンクリート誘導路を、鋼管内面に半割り筒状をした隔壁の両縁を溶接して形成するか、又は鋼管内に中空筒状の誘導路用管を挿入し、該誘導路用管と鋼管とを連結手段を介して一体化させることによって構成することにより、誘導路の形成が容易になされる。
【００１８】
更に、コンクリート流出口を、水平方向の向きを交互に違えたものを上下方向に間隔を隔てて形成することにより、鋼管内のコンクリート充填状態をより均質なものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。図１〜図４は本発明に係るコンクリート充填方法に使用するコンクリート充填用鋼管の一例を示している。
【００２０】
この鋼管は構築物の柱の外殻を構成する円筒状の鋼管本体１を主体としており、該鋼管本体１には梁連結部分の内面に補強用の厚肉部２が一定間隔毎に設置されている。鋼管本体１内にはその内面に沿ってコンクリート誘導路３が一体に備えられている。コンクリート誘導路３は、円筒を縦に半割り状にした半円筒形の隔壁４を、その両縁を鋼管本体１の内面に溶接することにより一体化させている。隔壁４は、その半円筒の直径が、鋼管本体１の直径の１／４〜１／３程度の大きさのものを使用し、鋼管本体１の全長に亘り設置されている。
【００２１】
隔壁４には、その長手方向に一定間隔をおいて複数のコンクリート流出口５ａ〜５ｆが形成されている。このコンクリート流出口５ａ〜５ｆの大きさは、その直径が隔壁４の半円筒の直径と略同じ程度の大きさに形成されている。尚、この大きさは後述するコンクリート打ち込みに際し、使用するコンクリートの流動性を考慮し、コンクリート誘導路３内とその外の鋼管本体１内との上面高さが略同じ程度となるように開口率を決定する。
【００２２】
このように構成される鋼管の使用に際しては、図３に示すように従来と同様、鋼管本体１を立設し、必要な梁６を連結した後、鋼管本体１の上端に開口しているコンクリート誘導路３にコンクリートを注入する。コンクリート注入に際しては必要に応じて開口部に漏斗状のホッパー７を使用し、コンクリート圧送ポンプからのホース８より注入する。
【００２３】
注入されたコンクリートは、コンクリート誘導路３内を落下し、その下端の流出口５より鋼管本体１内に流れ出る。更にコンクリートを投入することにより鋼管本体１内に打設されたコンクリート上面が流出口５より高くなるが、順次落下されるコンクリートの重量によって埋没された流出口５から流れ出て鋼管本体１内に、コンクリート上面より低い位置から上方に向けて打設される。
【００２４】
このようにして順次コンクリート上面が上昇し、次の流出口高さに達するとその流出口からのコンクリート流出が始まり前述と同様にコンクリートの充填が上方に向けてなされる。
【００２５】
尚、実験によれば、図４に示す如き直径８００ｍｍ、長さ５０００ｍｍの鋼管本体１に対して、直径２５０ｍｍの半円筒隔壁４を使用してコンクリート誘導路３を、鋼管本体底部から２００ｍｍ上より最上端に亘って形成し、開口直径３００ｍｍの６個のコンクリート流出口５ａ〜５ｆを、隔壁４の下端やや上位置より８００ｍｍ間隔で形成し、表１に示す材料を使用し、表２の調合で混練したコンクリートを、打設速度１ｍ/分で打設したとき、コンクリート誘導路３と鋼管本体１内とのコンクリート上面高さが略同じ高さでコンクリート充填がなされた。
【００２６】
また、  硬化後のコンクリート断面は細骨材、粗骨材とも略均一な分布状態であった。尚、上述したコンクリート流出口の開口直径３００ｍｍは、半円筒状の隔壁４を平板状に展開したものに形成した大きさである。
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【００２７】
上述の実施例では、鋼管本体１の内面に沿ってコンクリート誘導路を設けているが、この他、図５、図６に示すように鋼管本体１０の中心部分にコンクリート誘導路１１を設けるようにしてもよく、この場合にはコンクリート誘導路１１となる管体１２を使用し、これを一定間隔毎に放射状の連結材１３により鋼管本体１０の内面に固定して一体化させる。
【００２８】
管体１１には一定間隔毎にコンクリート流出口１４が形成されている。このコンクリート流出口１４は、管体１１の互いに対称な側面に２列配置に設けられており、一方の側面の上下のコンクリート流出口間に他方の側面の流出口が位置するように各側において千鳥状の配置に設けられている。このようにして上下のコンクリート流出口の向きを違えることにより、鋼管本体１０内へのコンクリート充填状態が均質化される。
【００２９】
この鋼管の使用は前述した例と同様にしてコンクリート誘導路１１の上端よりコンクリートを投入することにより鋼管内への充填がなされる。
【００３０】
上述の各実施例では、円筒状の鋼管本体、半円筒又は円筒状のコンクリート誘導路を設けた場合を示しているが、断面が方形状をした各筒状の鋼管本体に対して半円筒又は円筒状のコンクリート誘導路を設けてもよく、また、コンクリート誘導路にあっても断面を角形状に成形したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管の一例を示す平面図である。
【図２】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同上の使用状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明方法の実験に使用した鋼管を及び隔壁を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るコンクリート充填鋼管工法に使用するコンクリート充填用鋼管の他の例を示す平面図である。
【図６】図5中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】従来のコンクリート充填工法の一例を示す断面図である。
【図８】従来のコンクリート充填工法の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  鋼管本体
２  厚肉部
３  コンクリート誘導路
４  隔壁
５ａ〜５ｆ  コンクリート流出口
６  梁
７  ホッパー
８  ホース
１０  鋼管本体
１１  コンクリート誘導路
１２  管体
１３  連結材
１４  コンクリート流出口
【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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【図８】
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