(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台に取り付けた支持部材と、支持部材に揺動自在に取り付けた加振テーブルと、この加振テーブルの両端部を上下させる一対のサーボシリンダと、サーボシリンダに設けた電磁式サーボバルブと、これらのサーボバルブのソレノイドに流す電流の方向を制御する切換回路とを備え、打設初期には、上記一対のサーボシリンダの位相を同方向に制御して加振テーブルに上下方向の振動を与え、初期段階に投入したフレッシュコンクリートが締め固められて、型枠内の鉄筋を固定した後、サーボバルブのソレノイドに流す電流の方向を切り換えて、上記一対のサーボシリンダの位相差を１８０°に制御して加振テーブルに揺動方向の振動を与えることを特徴とするセグメントの打設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、トンネルなどのセグメント用の断面扇状の型枠を振動させながら、その型枠内にフレッシュコンクリートを均一に行き渡らせるとともに、コンクリート内のエアを抜き、それを締め固める打設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート二次製品を製造するためのコンクリート打設装置として、図３、図４に示す揺動式の装置が従来から知られている。
この打設装置は、架台１上に支持部材２を介して加振テーブル３を揺動自在に設けている。つまり、支持部材２は、架台１に固定する架台固定部２ａと、加振テーブル３に固定する固定部２ｂとからなり、両者は、軸４を介して回動自在に連結されている。このようにして支持された加振テーブル３は、軸４の軸心を揺動中心Ｏ1として、揺動することになる。
また、加振テーブル３の揺動端には、サーボシリンダ５、６を設けている。これらサーボシリンダ５、６は図示しない制御機構によって制御される。そして、サーボシリンダ５、６は、その一方が伸長したときには、他方が収縮するというように、お互いが１８０°の位相差を持って、周波数を毎秒２０〜１００回、振幅０．２〜１．０ｍｍで伸縮動作するようにしている。
【０００３】
そして、上記制御機構で制御しながら、サーボシリンダ５、６を伸縮動作させれば、その制御機構で特定された条件のもとで、加振テーブル３が揺動する。加振テーブル３が揺動すれば、加振テーブル３上に設置した型枠にも揺動によるエネルギーが付与される。
このように、加振テーブル３の両端に取り付けたサーボシリンダ５、６を駆動制御することにより、加振テーブル３を介して型枠を揺動させながら、フレッシュコンクリートを型枠内に流し込む。すると、揺動による振動エネルギーによって、型枠内のフレッシュコンクリートが流動化するとともに、エアが取り除かれ、充填成形される。
そして、サーボシリンダ５、６の振幅や周期を制御することで、揺動の振幅や周期を目的に合わせて制御することができる。
【０００４】
このような揺動式の打設装置を用いて、図３、図４に示すように、例えばトンネルを構成する扇状のセグメント用型枠７、８など、一定の曲率を持った型枠に、コンクリートを流し込む場合がある。
図３のセグメント用型枠７は、曲率中心をＯ2とした曲面からなる底面７ａと、底面と同心円周上にある上面７ｂとで囲まれた型枠で、上面７ｂに、コンクリート投入口７ｃを形成している。そして、外枠９が支持桁３ａを介して加振テーブル３に固定される。
このような型枠７を設置して、加振テーブル３を揺動させた場合、加振テーブル３及び型枠７は中心Ｏ1を揺動中心とする。つまり、型枠７の底面７ａの回動軌跡は、揺動中心Ｏ1を中心とする半径ｒ1の円弧Ｒ1に重なる。
【０００５】
一方、底面７ａは、中心Ｏ2で半径ｒ2の円弧Ｒ2に重なっている。
そのため、例えば、上記底面７ａの点Ａが点Ｂまで回動すると、点Ａは、円弧Ｒ2から下方に変位ｈだけずれることになる。この変位ｈの分だけ、上下方向に加振力が作用する。つまり、図３の打設装置では、上記のようにして、型枠７に上下振動を付与しながら、投入口７ｃからフレッシュコンクリートを投入することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図４に示すように、型枠８の底面８ａが、揺動中心Ｏ1と一致もしくは近似する曲率中心Ｏ2を持っていた場合には、型枠８に上下の加振力が作用しない。
すなわち、型枠８は、図３の型枠７と同様に、底面８ａと上面８ｂと、コンクリート投入口８ｃとで構成されている。そして、この型枠８を、外枠９を介して、加振テーブル３に固定したとき、上記底面８ａの曲率中心Ｏ2と、揺動中心Ｏ1とが一致もしくは近似する。つまり、上記底面８ａの回動軌跡である円弧Ｒ1と型枠８の底面８ａの円弧Ｒ2とが一致もしくは近似する。
【０００７】
このような場合、加振テーブル３を揺動させても、図３のように変位ｈが生じないから、上下の加振力が型枠８に作用せず、以下のように、型枠８内でのフレッシュコンクリートの流動性を悪くする不具合があった。
型枠８内に配置される鉄筋は、型枠８内面との間に弾力のある樹脂製の位置決め部材を介して格子状に配筋している。位置決め部材の一端を各鉄筋の端部に取り付けるとともに、この位置決め部材の他端を型枠８の内壁に固定し、各鉄筋の両端が、直接、型枠８の内壁に接触しないようにしている。要するに、鉄筋は、位置決め部材によって、型枠８内で浮いた状態になっている。
【０００８】
そのため、型枠８の小さな揺動振幅が位置決め部材の弾性等により吸収されて、揺動による加振力は、鉄筋にはほとんど伝達されない。つまり、型枠８が揺動しても、鉄筋は揺動しない。
このように鉄筋がほとんど止まった状態で、その上に、コンクリート投入口８ｃからフレッシュコンクリートを投入しても、フレッシュコンクリートは鉄筋上に滞留してしまい、型枠８内への充填速度が遅くなってしまう。
また、型枠８内においても、フレッシュコンクリートが底面８ａに沿って滑るだけでは、効率の良い脱泡や締め固めはできなかった。
特に、配筋密度が高い場合には、鉄筋上のフレッシュコンクリートがさらに落ち難く、コンクリートの充填に一層時間がかかっていた。
そのうえ、スランプ値が小さなフレッシュコンクリートを用いれば、型枠８内への充填速度は、さらに遅くなってしまう。
【０００９】
この発明の目的は、底面の曲率中心と加振テーブルの揺動中心が一致もしくは近似する型枠を用いる場合に、フレッシュコンクリートの流動化を促進し、型枠内に速やかに充填するとともに、効率のよい打設ができるセグメントの打設方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、架台に取り付けた支持部材と、支持部材に揺動自在に取り付けた加振テーブルと、この加振テーブルの両端部を上下させる一対のサーボシリンダと、サーボシリンダに設けた電磁式サーボバルブと、これらのサーボバルブのソレノイドに流す電流の方向を制御する切換回路とを備え、打設初期には、上記一対のサーボシリンダの位相を同方向に制御して加振テーブルに上下方向の振動を与え、初期段階に投入したフレッシュコンクリートが型枠内の鉄筋を固定した後、サーボバルブのソレノイドに流す電流の方向を切り換えて、上記一対のサーボシリンダの位相差を１８０°に制御して加振テーブルに揺動方向の振動を与える点に特徴を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２に、この発明の実施例を示す。
図１の打設装置は、架台１に、従来例と同様の支持部材２を介して、加振テーブル３を揺動自在に取り付けている。そして、この加振テーブル３の両端には、一対の第１、第２サーボシリンダ１０、１１を取り付けている。これら第１、第２サーボシリンダ１０、１１は、電磁式の第１、第２サーボバルブ１２、１３を備えている。そして、上記第１、第２サーボバルブ１２、１３は、それぞれの第１、第２ソレノイド１２ａ、１３ａに電流を流すことによって動作する。これらのソレノイド１２ａ、１３ａに流す電流の方向が切り換われば、上記サーボバルブ１２、１３のバルブ位置が反対に切り換わる。その結果、サーボシリンダ１０、１１が伸長したり、収縮したりする。
なお、図１中、Ｐはポンプ接続ポートを、Ｔはタンク接続ポートを表わす。
【００１２】
そして、上記第１、第２サーボシリンダ１０、１１の変位量は、第１、第２サーボバルブ１２、１３の切り換え速度と量によって決まるが、その速度と量は、図示しない制御機構によって制御される。そして、上記第１、第２サーボシリンダ１０、１１は、各シリンダの上下位置を検出する位置センサを内蔵し、この位置センサの検出信号を図示しない制御機構にフィードバックしている。
【００１３】
また、上記第１、第２ソレノイド１２ａ、１３ａは、図２に示すように、切換回路１４中に接続されている。この切換回路１４の端子ａ、ｂ間には、図示しない電源回路を接続し、上記第１、第２ソレノイド１２ａ、１３ａに電流を流すようにしている。上記切換回路１４には、スイッチ１４ａを設け、このスイッチ１４ａを切り換えると、第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１３ａの接続方向が変わり、その結果、両ソレノイド１２ａ、１３ａの電流の方向を切り換えることができる。
上記スイッチ１４ａは、接点ｐ・ｑ側か、接点ｓ・ｔ側のどちらかに倒して、第１、第２ソレノイド１２ａ、１３ａ間を接続するスイッチである。
【００１４】
一方、このような図２の切換回路１４で、ソレノイド１２ａに、矢印Ｃ方向の電流を流すと、図１の第１サーボバルブ１２は、図示の中立状態から下方のバルブ位置に切り換わり、第１サーボシリンダ１０が伸長する。上記と反対のＤ方向に電流を流すと、上方のバルブ位置に切り換わり、第１サーボシリンダ１０は収縮する。
第２サーボシリンダ１１も、上記第１サーボシリンダ１０と全く同様に動作する。
【００１５】
例えば、図２の回路で、スイッチ１４ａを、接点ｐ・ｑ側へ倒し、接点ｍ→ｐ→ｔを接続するとともに、接点ｎ→ｑ→ｓを接続したとする。この状態で、電源電流を端子ａ→ｂに流した場合には、第１ソレノイド１２ａには、矢印Ｄ方向の電流が流れ、第２ソレノイド１３には、矢印Ｃ方向の電流が流れる。つまり、第１サーボシリンダ１０は収縮し、第２サーボシリンダ１１は伸長する。
この回路状態で、電源電流を上記とは反対に端子ｂ→ａに流すと、第１サーボリンダ１０は伸長し、第２サーボシリンダ１１は収縮する。
つまり、第１、第２サーボシリンダ１０、１１の位相を上下反対方向にすることができる。このとき、両者の位相差を１８０°に保ちながら、電源電流の方向を切り換えるようにすれば、加振テーブル３は揺動し、図３、図４に示す従来例の揺動式の打設装置と同様に作用させることができる。
【００１６】
一方、図２において、スイッチ１４ａを、接点ｓ・ｔ側へ切り換え、接点ｍとｓとを接続するとともに、接点ｎとｔとを接続した状態を考える。この場合には、第１、第２ソレノイド１２ａ、１３ａの電流の方向が同じになる。電源電流を端子ａ→ｂに流した場合には、どちらのソレノイド１２ａ、１３ａにも矢印Ｃ方向に電流が流れ、両方のサーボシリンダ１０、１１が伸長する。
また、同様の切り換え状態で、電源電流を端子ｂ→ａに流すと、電流は矢印Ｄ方向に流れ、両シリンダ１０、１１は同時に収縮する。
このように、第１、第２サーボシリンダ１０、１１が同時に、伸長したり収縮したりすると、加振テーブル３は、中央部を支持部材２に固定されたまま、たわむ。このようなたわみによって、加振テーブル３の両端が同時に上下し、上下の振動が発生する。これにより、加振テーブル３に設置した型枠に上下振動を付与することができる。
以上のように、図１、図２に示す打設装置は、切換回路１４のスイッチ１４ａを切り換えることで、加振テーブル３を揺動させたり、上下に振動させたりすることができる。
【００１７】
以下に、上記打設装置を用いて、図４に示すような型枠８に打設する方法を説明する。この型枠８は、底面８ａの曲率中心Ｏ2が、加振テーブル３の揺動中心Ｏ1と一致もしくは近似している。
このような型枠８を用いる場合には、まず、加振テーブル３両端のサーボシリンダ１０、１１の動作を同相にして、加振テーブル３を介して型枠８に上下の加振力を与える。
この状態で、投入口８ｃから製品に必要な量のフレッシュコンクリートを少しずつ徐々に投入する。
【００１８】
上記のようにして、投入したフレッシュコンクリートは、一時的には、鉄筋上に堆積することもあるが、上下振動によって、型枠８内へ落下する。
例えば、位置決め部材が、樹脂のように弾性に富んだ材質で、鉄筋を型枠底面８ａから浮かして保持しているような場合であっても、コンクリート重量によって型枠底面８ａに押し付けられると、弾力を発揮せず、鉄筋には、上下の加振力が伝達される。
このように鉄筋に加振力が伝達されるため、フレッシュコンクリートは、流動化が促進されるとともに、自重によって、型枠８内に落ちる。型枠８内に落ちたフレッシュコンクリートは、上下の加振力が作用することによってさらに流動化し、型枠８の図上左右の底部へスムーズに流れ込む。すなわち、フレッシュコンクリートが、鉄筋上に滞留することはない。
【００１９】
しかし、フレッシュコンクリートが型枠８内に落ちても、従来例のように、揺動中心Ｏ1の周りに揺動させたのでは、フレッシュコンクリートは、型枠底面８ａに沿って滑るだけである。特に、鉄筋が型枠から浮いていて、フレッシュコンクリートと一緒に動いてしまうような場合には、十分な脱泡および締め固めはできない。
そのため、この実施例では、打設初期には、サーボシリンダ１０、１１の位相を同相に制御して上下に加振する。このように上下方向の加振を続けると、フレッシュコンクリートは流動化し、型枠８の図上左右の底部へ流れる。そして、流動が止まると、脱泡、締め固めが順次行われる。そして、締め固められたフレッシュコンクリートがある程度の量に達すると、これが鉄筋を包んで鉄筋が固定される。
【００２０】
鉄筋がフレッシュコンクリートで固定されたら、サーボシリンダ１０、１１の位相差を１８０°に切り換え、加振テーブル３を介して型枠８へ揺動による加振力を与える。このように、型枠８を揺動させながら、残りのフレッシュコンクリートを投入する。締め固められたフレッシュコンクリートで鉄筋が固定された状態では、鉄筋は型枠８とともに揺動する。そのため、新たに投入されたコンクリートは、上記鉄筋によって切られるようにして混ぜられ、流動化する。したがって、フレッシュコンクリートは型枠８へスムーズに流れ、速やかに充填される。このようにしてフレッシュコンクリートが充填された後、脱泡、締め固めが行われ、セグメントを成形することができる。
【００２１】
また、打設中には、型枠８およびコンクリート等の総重量が順次増加するが、この打設方法は、打設初期の比較的重量の小さい状態では、上下方向の加振を行なっている。そして、投入されたフレッシュコンクリートで鉄筋が固定されて、総重量が大きくなってきたら、揺動による加振を行うようにしている。
つまり、重量の小さいときには、型枠８および投入されたコンクリート等の総重量をサーボシリンダ１０、１１の推力で担持している。
一方、総重量が大きくなったときには、その重量を軸４で担持した状態で揺動による加振を行う。そのため、サーボシリンダ１０、１１の負担を小さくできる。したがって、総重量が大きくなっても、加振力の低下を少なくして効率よく打設することができる。
なお、上記第１、第２サーボシリンダ１０、１１に、位置センサを内蔵し、この位置センサの検出信号を図示しない制御機構にフィードバックしているので、振幅を正確に制御できる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、扇状のセグメント用型枠の底面の曲率中心と加振テーブルの揺動中心が一致もしくは近似する場合にあっても、型枠内に速やかにフレッシュコンクリートを充填できるとともに、効率よく、脱泡、締め固めをすることができる。
つまり、打設初期では、型枠に、加振テーブルを介して上下の加振力を与えることができるので、配筋密度が高かったり、コンクリートのスランプ値が小さい場合にも、フレッシュコンクリートを型枠内に落とすことができるとともに、型枠内で流動化させ、締め固めることができる。
また、鉄筋が型枠に対して浮いた状態にあっても、打設初期に締め固められたコンクリートで鉄筋の一部が固定される。このように鉄筋が固定されてから、揺動による加振力を与えるようにしたので、鉄筋がコンクリートを切り混ぜることによって、効率よく、脱泡、締め固めをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の打設装置の概略図である。
【図２】実施例の切換回路の回路図である。
【図３】従来例の打設装置にトンネルのセグメント用型枠を設置した状態の概略図である。
【図４】従来例の打設装置にトンネルのセグメント用型枠を設置した状態の概略図である。
【符号の説明】
１        架台
２        支持部材
３        加振テーブル
１０      第１サーボシリンダ
１１      第２サーボシリンダ
１２      第１サーボバルブ
１３      第２サーボバルブ
１２ａ    第１ソレノイド
１３ａ    第２ソレノイド
１４      切換回路
１４ａ    スイッチ
【図１】
0003757065.tif 000002
【図２】
0003757065.tif 000003
【図３】
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【図４】
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