コンクリートセグメントの成形方法

【目的】省力化が図れかつコストダウンが図れるコンクリートセグメントの成形方法を提供する。
【構成】内周面に仕切板（２）により仕切られて複数のコンクリートセグメント用型枠（３）が形成されてなる円筒体（４）をその軸線を中心として回転させるとともに、該円筒体の内面にコンクリートを供給し、コンクリートが硬化した後、脱型してコンクリートセグメント（Ｃ）を得る。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鉄道用トンネルや地下タンクなどを構築する際に用いられるコンクリートセグメントの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンクリートセグメントの中には、円形のトンネルの内周面に対応して円弧状に形成されるものがあり、この種円弧状のコンクリートセグメントは、従来所定箇所に固定された円弧状の型枠内にコンクリートを流し込んで成形していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した成形方法では、ひとつひとつの型枠に対してコンクリートを流し込み、養生し、脱型するという一連の作業を個々に行わなければならず、非常に手間がかかり、製造コストが割高になる欠点があった。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは省力化が図れかつコストダウンが図れるコンクリートセグメントの成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では、内周面に仕切板により仕切られて複数のコンクリートセグメント用型枠が形成されてなる円筒体をその軸線を中心として回転させるとともに、該円筒体の内面にコンクリートを供給し、コンクリートが硬化した後、脱型してコンクリートセグメントを得ることを特徴としている。
【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明に加えて、前記コンクリートセグメント用型枠の内周側に、円弧状の内型枠を設け、該型枠の内部にコンクリートを供給してコンクリートセグメントを得ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】請求項１記載の発明では、円筒体を回転させながらその内面にコンクリートを供給すると、供給直後においては各型枠内のコンクリートの表面には多少の凹凸が生じるが、円筒体の強制回転に伴い該コンクリートに遠心力が作用して、凸部のコンクリートは凹部に流れ込む。この結果、型枠内のコンクリートの内周面は円弧状に沿って平坦化される。また、上記のようにコンクリートに半径方向外方の遠心力が作用するので、コンクリートの内部に空洞が生じにくくかつ密に固着されることとなり、強度的に強いコンクリートが得られる。
【０００８】請求項２記載の発明では、さらに、コンクリートセグメント用型枠の内周側に円弧状の内型枠を設けているので、内周面の曲率を打設条件等に左右されることなく一定値に設定したコンクリートセグメントが得られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１０】第１実施例図１は本発明にかかるコンクリートセグメントの成形方法の一工程を示す図である。図中符号１は上記成形方法を実施するのに用いられるコンクリートセグメントの成形装置を示す。この成形装置１は、内周面に仕切板２により仕切られて複数のコンクリートセグメント用型枠３…が形成されてなる円筒体４と、該円筒体４の下部に所定間隔をあけて配設され、該円筒体４をその軸線を中心として強制的に回転させる一対の駆動ローラ５，５と、前記円筒体４の略中央に配設されて円筒体４の内面の前記型枠３…にノズル６ａを介してコンクリートを供給するコンクリート供給機構６とを備えている。なお、コンクリート供給機構６は基端側をホース７を介して図示しないコンクリート供給源に接続されている。
【００１１】図で示す円筒体４では、コンクリートセグメント用型枠３…が周方向に複数形成されてなる型枠リング９が軸方向に２列並んで形成されているが、これに限られることなく型枠リング９は１列あるいは３列以上設けても良く、その場合には、該型枠リング９の列数に合わせてコンクリート供給機構６を増設あるいは一部のノズル６ａを休止させるようにすればよい。また、駆動ローラ５，５も同様に長くしたり短くしたり調整すればよい。
【００１２】上記した成形装置１を用いてコンクリートセグメントＣを成形するには、まず円筒体４の各型枠３…内に図示しない所定形状の鉄筋かごを組み込む。この場合、鉄筋かごは別箇所で製作しあらかじめ用意しておくのがよい。
【００１３】次いで、駆動ローラ５，５を駆動させることにより円筒体４を強制的に回転させながら、コンクリート供給機構６により円筒体の内面にコンクリートを供給し、上記鉄筋かごが組み込まれた各型枠３内にコンクリートを流し込む。そして、コンクリートを流し込んだ後においても円筒体４の強制回転を続ける。
【００１４】上記各型枠３内のコンクリートの内周面は、供給された直後においてはその表面に多少の凹凸が生じているが、円筒体４の強制回転に伴い該コンクリートに遠心力が作用するので、凸部のコンクリートは凹部に流れ込む。この結果型枠３内のコンクリートの内周面は円弧状に沿って平坦化される。また、上記のようにコンクリートに半径方向外方の遠心力が作用するので、コンクリートの内部に空洞が生じにくくかつ密に固着されることとなり、強度的に強いコンクリートセグメントが得られる。
【００１５】上記のように円筒体４を回転させながら養生し、型枠３内のコンクリートが所定硬さまで固まると、円筒体４の回転を止めた後、脱型することで所定形状のコンクリートセグメントを得ることができる。
【００１６】また、上記方法で得られるコンクリートセグメントは、図２に示すように周方向の両端部に比べて中央部分の厚さが厚くなりがちである。これを修正するには、図４に示すようにコンクリートセグメントの外周面を基準として内周面中央を削り取ったり（図において削り取る部分を斜線Ｚで示す）、あるいは図５に示すようにコンクリートセグメントの内周面を基準として外周面中央部分を削り取ったりすればよい。
【００１７】なお、上記の方法によって得られるコンクリートセグメントＣにおいて、周方向両端の厚さにバラツキが出る場合には、コンクリートが硬化する前に、円筒体４を一方向の回転に止どまらず適宜時間おきに正転および逆転操作するようにすればよい。
【００１８】また、上記方法によって得られるコンクリートセグメントＣは、型枠３をはずしてリング状に組み込むときに、軸方向に延びる仕切板２の厚さ（ｔ）分だけ周方向に隙間があくことになるが、この隙間を小さくするには、該仕切板２の板厚をできるだけ薄くすればよい。また、各コンクリートセグメントの間に充填材やシール材を介装させて隙間を埋めてもよい。
【００１９】なお、上記実施例では、円筒体４を強制回転するのに、外側に配置した駆動ローラ５で行なっているが、これに限られることなく、歯車であるいはチエーンを掛けて円筒体４を強制に回転すさせるように構成してもよい。
【００２０】また、上記のように円筒体４をその軸線を中心に強制的に回転させるにとどまらず、回転させながら該円筒体４を軸線方向に沿って往復動させるようにしても良く、さらにコンクート供給を下地用と仕上用とに２段に分けて行なってもよく、その場合円筒体４の回転速度を変えて供給するようにしてもよい。
【００２１】第２実施例図６は本発明にかかる第２実施例のコンクリートセグメントの成形方法の一工程を示す図である。図中符号１１は上記成形方法を実施するのに用いられるコンクリートセグメントの成形装置を示す。この成形装置１１は、内周面に仕切板１２により仕切られて複数のコンクリートセグメントを形成するための円筒体１３と、該円筒体１３の下部に所定間隔をあけて配設され、該円筒体１３をその軸線を中心として強制的に回転させる一対の駆動タイヤ１４，１４と、前記円筒体１３の中央下部に配設されて円筒体１３の内面にスクリューコンベアー１５ａを介してコンクリートを供給するコンクリート供給機１５とを備えている。なお、コンクリート供給機１５は配給車１６を介して図示しないコンクリート供給源に移動接続されている。
【００２２】図で示す円筒体１３では、周方向に延びて形成されてなる型枠仕切リング１７が軸方向に間隔を明けて装着固定されているが、これに限られることなく、型枠仕切リング７を取り外すか、あるいは２個以上設けてもよく、この場合該型枠仕切リング７の列数に合わせてコンクリート供給機１５を増減設すればよい。また、駆動タイヤ１４，１４のシャフト１４ａも同様に長くしたり短くすればよい。
【００２３】上記した成形装置１１を用いてコンクリートセグメントＣを成形するには、まず円筒体１３の各仕切板１２…内に図示しない所定形状の鉄筋かごを組み込む。この場合、鉄筋かごは別箇所で製作しあらかじめ用意しておくのがよい。
【００２４】次いで、駆動タイヤ１４，１４を駆動させることにより円筒体１３を強制的に回転させながら、コンクリート供給機１５により円筒体の内面にコンクリートを供給し、上記鉄筋かごが組み込まれた各仕切板１２内にコンクリートを流し込む。そして、コンクリートを流し込んだ後においても円筒体１３の強制回転を続ける。
【００２５】上記各仕切板１２内のコンクリートの内周面は、供給された直後においてはその表面に多少の凹凸が生じるが、円筒体１３の強制回転に伴い該コンクリートに遠心力が作用するので、凸部のコンクリートは凹部に流れ込む。この結果型枠仕切板内のコンクリートの内周面は円弧状に沿って平坦化される。また、上記のようにコンクリートに半径方向外方の遠心力が作用するので、コンクリートの内部に空洞が生じにくくかつ密に固着されることとなり、強度的に強いコンクリートセグメントが得られる。
【００２６】また、上記方法で得られるコンクリートセグメントは、図７に示すようにコンクリート投入内面、両端部に比べて中央部の厚さが均等になりにくく、規定厚さの確保が難しいため、図８に示すコンクリート投入内面均等仕上用回転押さえローラ８ａおよびコンクリート内面仕上機構８を介してコンクリート内面を規定厚に仕上げる。
【００２７】なお、上記のように円筒体１３を回転させて、投入したコンクリートが回転を止めても離脱しなくなるまで一定時間回転させて図示しない養生室または養生槽にて養生してコンクリートが硬化した段階で円筒体（型枠）３を外し脱型する。また、各コンクリートセグメントの間に充填材やシール材を介装させたりしてもよい。なお、上記実施例では、円筒体１３を強制回転するのに、外側に配置した駆動タイヤで行なっているが、これに限られることなく、歯車であるいはチエーンを掛けて円筒体１３を強制に回転すさせるように構成してもよい。
【００２８】第３実施例図９は本発明の第３実施例を示す要部断面図である。この実施例では、円筒体２０の内周面に仕切板２１が配置されることにより、周方向に連続する３つのコンクリートセグメント用型枠２２，２２，２２が形成されている。また、上記コンクリートセグメント用型枠２２の内周側には、例えば鋼材等から作られる円弧状の内型枠２３が取り付けられている。なお、２４はそれらコンクリートセグメント用型枠２２の間に介装される寸法調整用のブロックであり、仕切板２１の各厚さ分を考慮してその長さが設定されている（例えば、この実施例のように、共に等しい４つのコンクリートセグメントＣを突き合わせてトンネルを作る場合には、コンクリートセグメントＣの長さｍから仕切板２１の厚さｔを２倍したものを引いた値：ｍー２ｔが、このブロック２４の長さとなる）。なお、この実施例でも、円筒体２０をその軸線を中心に回転させながら、その内部の型枠２２にコンクリートを供給して、コンクリートセグメントＣを作るのは前記各実施例と同様である。
【００２９】図１０はこの実施例の方法によって制作された４つのコンクリートセグメントＣを組み合わせて作られるトンネルの断面図である。このように、あらかじめ仕切板２１の厚さ分を考慮し、寸法調整用のブロック２３を介装させてコンクリートセグメントを作っているので、コンクリートセグメントＣどうしを突き合わせる際にそれらの間に隙間は生じることがなく、隙間を埋めるために充填材やシール材を用いる必要はない。
【００３０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、内周面に仕切板により仕切られて複数のコンクリートセグメント用型枠が形成されてなる円筒体をその軸線を中心として回転させるとともに、該円筒体の内面にコンクリートを供給し、該コンクリートが硬化した後、脱型してコンクリートセグメントを得る方法であり、一つの工程で一度に多数のコンクリートセグメントが得られることから、成形効率の向上が図れて省力化およびコストダウンが図れ、かつ各コンクリートセグメントに対して共通の条件設定が行ないやすくなり品質の均一化が図れる。
【００３１】また、請求項２記載の発明によれば、さらに、コンクリートセグメント用型枠の内周側に円弧状の内型枠を設けているので、内周面の曲率を、打設条件等に左右されることなく一定値に設定したコンクリートセグメントが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のコンクリートセグメントの成形方法の一工程を示す斜視図である。
【図２】内面に複数の型枠を有する円筒体の拡大斜視図である。
【図３】上記円筒体の内面に形成されるコンクリートセグメントの成形状態を示す断面図である。
【図４】コンクリートセグメントの修正方法の例を示す断面図である。
【図５】コンクリートセグメントの修正方法の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す斜視図である。
【図７】同第２実施例で用いる円筒体の断面図である。
【図８】同第２実施例の他の要部工程を示す斜視図である。
【図９】第３実施例を示す円筒体の断面図である。
【図１０】本実施例で制作したコンクリートセグメントを用いて得られるトンネルの断面図である。
【符号の説明】
１コンクロートセグメントの成形装置
２仕切板
３コンクリートセグメント用型枠
４円筒体
６コンクリート供給機構
１１コンクロートセグメントの成形装置
１２仕切板
１３円筒体
１４駆動タイヤ
１５コンクリート供給機
２０円筒体
２１仕切板
２２コンクリートセグメント用型枠
２３内型枠

【特許請求の範囲】
【請求項１】内周面に仕切板により仕切られて複数のコンクリートセグメント用型枠が形成されてなる円筒体をその軸線を中心として回転させるとともに、該円筒体の内面にコンクリートを供給し、コンクリートが硬化した後、脱型してコンクリートセグメントを得ることを特徴とするコンクリートセグメントの成形方法。
【請求項２】前記コンクリートセグメント用型枠の内周側に、円弧状の内型枠を設け、該型枠の内部にコンクリートを供給してコンクリートセグメントを得ることを特徴とする請求項１記載のコンクリートセグメントの成形方法。

【図１】