(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割体を筒状に組立てコンクリート管を製造する方法において、
分割体の成形型枠内に分割体の外殻を配設し、前記外殻と内側の成形型枠で囲まれる空間内に膨張性コンクリートを充填してコンクリート躯体を形成する工程と、
前記分割体の対向する先端部間を緊張材で緊結し、前記成形型枠を脱型する工程と、
複数の前記分割体の周方向端部同士を当接して一体化し、筒状のコンクリート管を形成した後に、前記緊張材を撤去する工程と、からなり、
コンクリートの膨張圧を前記外殻で拘束することにより、ケミカルプレストレスを導入したことを特徴とする、
コンクリート管の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート管の製造方法において、
前記外殻は、コンクリート躯体の外周面及び周方向端部を覆い、前記周方向端部の外殻に前記緊張材の端部を取り付けたことを特徴とする、
コンクリート管の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のコンクリート管の製造方法において、
前記緊張材の端部をコンクリート躯体内に埋め込まれる位置に配置して膨張性コンクリートを充填したことを特徴とする、
コンクリート管の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコンクリート管の製造方法において、
前記緊張材を緊結して外側の成形型枠を脱型し、内側の成形型枠を残置したことを特徴とする、
コンクリート管の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコンクリート管の製造方法において、
複数の分割体の周方向端部を対面させて当接し、前記外殻間を溶接すると共に、対面させたコンクリート躯体間を連結したことを特徴とする、
コンクリート管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート管の製造方法に係り、特に膨張性コンクリートを使用してコンクリート躯体の外周を鋼板等の外殻で被覆したコンクリート管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート管の製造方法としては、従来より、型枠を配置して形成した空間内に膨張性コンクリートを打設し、遠心力を利用して一体に成形する方法が採用されている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
上記したコンクリート管及びその製造方法にあっては、以下のような問題点がある。
＜イ＞コンクリート管を遠心力成形により、予め一体型に製造する必要がある。しかし、コンクリート管の径が約３メートル以上の大口径になると、製造設備や製作場所の確保が困難であることや、十分な品質管理ができないため、強度面で不安があるだけでなく、事実上の製造は非常に困難となる。
また、膨張性コンクリートを使用する場合、コンクリートの膨張圧が発生し、この膨張圧を十分に拘束するために、より大きな耐圧強度を有する型枠が必要となるため、製造設備がさらに大型化するだけでなく、製造コストも嵩む。
更に、製造設備やコストの問題を解消しても、道路事情や車載寸法から、３メートル以上の大口径のコンクリート管を現場へ搬送することが不可能か、或いは搬送できる場合でも高い搬送コストの負担を強いられる。
＜ロ＞推進工法等に用いるコンクリート管は、大深度で大口径になるほど土圧や推進抵抗が増すため、曲げや圧縮に対する強度を大きく設計しなければならない。
高強度にする手段としては躯体厚を厚くしたり配筋量を増やしたりする方法があるが、この方法の場合、管の内径が小さくなって利用できる内部空間が狭くなるだけでなく、重量増加に伴う取扱性の悪化や製造コストの高騰化の問題が生じる。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、施工性、搬送性及び経済性をより向上することができる、コンクリート管の製造方法を提供することを目的とする。
また、高強度を確保できると共に、躯体の薄肉化と配筋の少量化及び軽量化を図ることができる、コンクリート管の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、複数の分割体を筒状に組立てコンクリート管を製造する方法において、分割体の成形型枠内に分割体の外殻を配設し、前記外殻と内側の成形型枠で囲まれる空間内に膨張性コンクリートを充填してコンクリート躯体を形成する工程と、前記分割体の対向する先端部間を緊張材で緊結し、前記成形型枠を脱型する工程と、複数の前記分割体の周方向端部同士を当接して一体化し、筒状のコンクリート管を形成した後に、前記緊張材を撤去する工程と、からなり、コンクリートの膨張圧を前記外殻で拘束することにより、ケミカルプレストレスを導入したことを特徴とする、コンクリート管の製造方法である。
【０００６】
ここで、前記外殻は、コンクリート躯体の外周面及び周方向端部を覆い、前記周方向端部の外殻に前記緊張材の端部を取り付けることが特徴である。
また、前記緊張材の端部を、コンクリート躯体内に埋め込まれる位置に配置して膨張性コンクリートを充填することが特徴である。
また、前記緊張材を緊結して外側の成形型枠を脱型し、内側の成形型枠を残置することが特徴である。
更に、複数の分割体の周方向端部を対面させて当接し、前記外殻間を溶接すると共に、対面させたコンクリート躯体間を連結することが特徴である。
【０００７】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞コンクリート管の基本構成
図１にコンクリート管１０の全体を示す。
コンクリート管１０は筒体を縦断方向に沿って分割した複数の円弧分割体２０、２０よりなる。
コンクリート管１０の分割数は図示した２組に限定されず、搬送性を考慮して３組以上であってもよい。
複数の円弧分割体２０、２０を接合して筒状に製作したコンクリート管１０は、コンクリートと鋼材の合成構造体である。
ここで、コンクリート躯体２１には、膨張性コンクリートを使用する。
【０００９】
＜ロ＞円弧分割体
各円弧分割体２０、２０は同一の曲率半径でかつ同一構造であり、以下にその一方の分割円弧体２０について説明する。
円弧分割体２０は、断面円弧形を呈するコンクリート躯体２１と、コンクリート躯体２１の少なくともその湾曲する外周面を密着して被覆する鋼製の外殻２２とより構成される。
また、コンクリート躯体２１との付着強度を高めるため、外殻２２の裏面にジベル等の付着部材を突設して強固に接合するのが好ましい。
【００１０】
＜ハ＞膨張性コンクリート
従来のコンクリート管には、普通コンクリート、又は膨張性コンクリートを使用するが、本発明ではコンクリート躯体２１に、前記した膨張性コンクリートを採用する。
すなわち、コンクリート躯体２１は、少なくともセメントと膨張材を含有するものを使用して製造する。
ここで、セメントとしては、普通、低熱、早強等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、シリカ、高炉スラグ等を混合した各種混合セメントなどが使用可能である。
【００１１】
また、使用する膨張材の種類や量は、特に制限されるものではなく、例えば、アウイン系や酸化カルシウム等の膨張材が使用可能である。
更に、使用する骨材と水は、特に限定されるものではなく、通常コンクリート分野で使用される程度のものの使用が可能である。
【００１２】
＜ニ＞継手
コンクリート管１０は、継手を有し、図２に例示した継手について説明すると、円弧分割体２０の左端部には、オス形の継手２３を形成し、その右端部には、外殻２２を膨張性コンクリート躯体２１から突き出させてメス形の継手２４を形成する。
オス形の継手２３を構成する膨張性コンクリート躯体２１の外周を外殻２２で被覆し、外殻２２の湾曲する外周には、単数又は複数のパッキン２５を設け、他のメス形の継手２４に嵌合したときに、両継手２３、２４間で良好な止水性を確保し得るようにする。
継手は、図示した形態に限定されるものではなく、公知の各種継手構造を適用することが可能である。
【００１３】
また、本実施の形態においては、膨張性コンクリート躯体２１の図面の左方の端面２１ａを外殻２２の延長部材が覆すると共に、膨張性コンクリート躯体２１の図面の右方の端面２１ｂを円弧板２６で被覆した場合を示すが、膨張性コンクリート躯体２１の円弧形を呈する左右の端面２１ａ、２１ｂの被覆を省略する場合もある。
【００１４】
次に本発明に係るコンクリート管の製造方法を説明する。
【００１５】
＜イ＞成形型枠の組立てと配筋
まず、図３に示すように、円弧分割体２０の成形型枠３に鋼板の外殻２２を配設する。この際、前記外殻２２の外面を外側の成形型枠３１の内面に密着させて仮固定しておく。
次に、内側の成形型枠３２、３３を組立てると共に、分割体の周方向と軸方向に鉄筋４１、４２を所定間隔をおいて配筋する。
【００１６】
＜ロ＞膨張性コンクリートの充填
そして、前記外殻２２と前記内側の成形型枠３２、３３で囲まれた空間内には、膨張性コンクリートを充填してコンクリート躯体２１を形成する。
この場合、膨張性コンクリート躯体２１の一端、又は両端は、例えば、成形型枠３と同様な部材を配設して閉塞しておく。
【００１７】
＜ハ＞緊張材の緊結
次に、円弧分割体２０の対向する先端部間を、緊張材５で連結し、両側の緊張材５１、５２に所定の緊張力を緊張治具５３で付与する。
緊張材５１、５２の一端５１ａ、５２ａは、図３に示していないが、コンクリート躯体２１内に予め埋め込んでおく（図４）。
また、円弧分割体２０の周方向端部２７、２７には、鋼板の外殻２２を被覆して、被覆した鋼板に前記緊張材５１、５２の一端５１ａ、５２ａを固着することも考えられる。
【００１８】
＜ニ＞成形型枠の脱型
前記緊張材５を緊結した後、膨張性コンクリートが硬化する前に、図４に示すように、前記成形型枠３を全部脱型する。
この場合、膨張性コンクリート内に膨張圧、又は膨張力Ｂが作用するため、円弧分割体２０は、図４に示すように、全体として外側へ膨張変形するが、緊張材５に導入された緊張力Ｋの作用に加え、鋼板の外殻２２の拘束効果によって、その変形量の発生が非常に少ない。
従って、円弧分割体２０は、所望の形状や寸法に形成されると共に、その内部に大きな膨張圧の発生が期待できる。
なお、膨張性コンクリートの膨張が終了するまでに、上記円弧分割２０を養生すると、円弧分割体２０には、大きなケミカルプレストレスが導入される。
【００１９】
また、前記成形型枠３の全部は、緊張材５を緊結した後に、脱型するだけでなく、例えば、外側の成形型枠３１のみを脱型して、少なくとも内側の成形型枠３２を残置してもよい。
そして、残された内側の成形型枠３は、複数（二個）の上記円弧分割体２０、２０を筒状に組立て下記コンクリート管を形成した後に、脱型する。
【００２０】
一方、口径が３メートル以上のコンクリート管は、陸上輸送が困難であるが、本発明は、前述したように、ケミカルプレストレスを導入した分割円弧体２０の形態の輸送が可能であるため、コンクリート管の口径に制約を受けず、コンクリート管１０の口径が３メートル以上の大口径であっても現場へ搬入できる。
【００２１】
＜ホ＞分割体の組立て
次に、円弧分割体２０、２０を筒状に組立てる。
両分割円弧体２０、２０の周方向端部２７、２７同士は、図５に示すように、当接して、鋼板の外殻２２、２２の間を溶接により一体化する。
又、必要に応じて、コンクリート躯体２１の内側の側端縁部には、図示しない連結ボックス等の連結治具を予め埋設しておき、前記連結ボックス間をボルト・ナットで締結してもよい。
更に、外殻２２、２２の固定手段としては、溶接以外にボルト締結等の公知の連結手段を適用してもよい。
【００２２】
また、円弧分割体２０、２０間の接合部の止水性確保と接着力向上のため、当接するコンクリート躯体２１、２１の周方向端部２７、２７の間には、例えば、樹脂等の接着剤を塗布しておく。
なお、外殻２２、２２間のみを一体に固定し、コンクリート躯体２１、２１間を接合しない場合もある。
【００２３】
＜ヘ＞緊張材の撤去
円弧分割体２０、２０の間を一体化した後に、前記緊張材５、５を撤去する。
この撤去作業は、なるべく膨張性コンクリートの膨張が完全に終了する前に行うのが好ましい。
これによって、十分な膨張圧を得ると共に、前記緊張力Ｋの代わりに、外殻２２、２２の拘束効果のみによって、コンクリート躯体２１、２１内の膨張圧の再分布、又は分布変化を促進し、膨張圧の均一化を図ることができる。
【００２４】
図５に示す如く、コンクリート管１０は、円弧分割体２０、２０で形成する。
ここで、コンクリート管１０は、外殻２２、２２が溶接により一体化しており、またコンクリート躯体２１、２１間も一体に連結してあり、全体としてコンクリートと鋼材の合成構造となるだけでなく、膨張性コンクリートを使用して形成した、筒状のコンクリート躯体２１の外周を一体化した外殻２２で被覆したため、コンクリートの膨張圧を前記外殻２２の拘束効果によって、大きく且つ均一のケミカルプレストレスが導入され、コンクリート管１０の構造強度がさらに向上する。
【００２５】
以上説明したように、膨張性コンクリート躯体２１の外周を外殻２２が拘束すること、大きなケミカルプレストレスを導入することにより、本発明に係るコンクリート管１０は、支圧力と軸線方向の耐荷力に対して優れ、コンクリート管１０の躯体厚を薄肉にしたり、配筋量を少なくしても高強度に設計できる。
【００２６】
【本発明の効果】
本発明のコンクリート管の製造方法は、以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞コンクリート管を外殻と膨張性コンクリートとからなる複数の分割体を組立て製造し、コンクリート躯体内の膨張圧を緊張材と外殻で拘束することにより、大きく且つ均一のケミカルプレストレスが導入される。
そのため、コンクリート管の耐力強度が増大すると共に、躯体の薄肉化と配筋の少量化を図ることができる。更に、躯体の高強度を確保できると同時に、躯体軽量化の実現が可能となる。
＜ロ＞コンクリート管を複数の分割体の形態で搬入し、現場で筒状に組立てることができるため、搬送性と取扱性の制約を受けることなく、これまで製造が難しいとされてきた大口径のコンクリート管に対して十分に適用できる。
＜ハ＞通常の埋設用途のコンクリート管だけでなく、大深度における推進及びシールド工事にも適用でき、汎用性に富むと共に、経済性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンクリート管の全体の斜視図。
【図２】  中間部を省略したコンクリート管（分割体）の縦断面図。
【図３】  本発明に係るコンクリート管の製造方法における分割体の形成状況を示す横断面図。
【図４】  本発明に係るコンクリート管の製造方法における脱型後の状況、膨張圧及び緊張力の概念を示す横断面図。
【図５】  本発明に係るコンクリート管の製造方法における分割体の組立後の状況を示す横断面図。
【符号の説明】
１０          コンクリート管
２０，２０    円弧分割体
２１          膨張性コンクリート躯体
２２          外殻
３            成形型枠
３１          外側の成形型枠
３２          内側の成形型枠
４            鉄筋
５            緊張材
【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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