鋼殻コンクリートセグメントの製造方法
【課題】セグメント用鋼殻凹部を前面型枠で閉鎖して形成されるコンクリート充填用の内部空間に空気の溜まりが生じないようにすると共に、簡潔な構成で内部空間の空気を排気し、かつ排気後に水蜜的に封止できる排気機構実現すること。
【解決手段】縦置き配置のセグメント用鋼殻１の前側面に形成されたコンクリート充填用の凹部２を前面型枠３で塞ぐと共に、両部材を仮固定により一体化することでセグメント用鋼殻１内に空間２８を形成し、該空間２８に前面型枠３を貫通するコンクリート注入孔２０からコンクリート４を充填する。上記セグメント用鋼殻１の上部に排気用のネジ切り穴２３を形成し、コンクリート充填時において、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４または排気栓からなる排気部材を嵌着すると共に、コンクリート硬化後において、排気ボルト２４等の排気部材を脱嵌した後の上記ネジ切り穴２３に、水密ボルト２４を螺合してなることを特徴とする。
【解決手段】縦置き配置のセグメント用鋼殻１の前側面に形成されたコンクリート充填用の凹部２を前面型枠３で塞ぐと共に、両部材を仮固定により一体化することでセグメント用鋼殻１内に空間２８を形成し、該空間２８に前面型枠３を貫通するコンクリート注入孔２０からコンクリート４を充填する。上記セグメント用鋼殻１の上部に排気用のネジ切り穴２３を形成し、コンクリート充填時において、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４または排気栓からなる排気部材を嵌着すると共に、コンクリート硬化後において、排気ボルト２４等の排気部材を脱嵌した後の上記ネジ切り穴２３に、水密ボルト２４を螺合してなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻内にコンクリート充填を充填して、円筒状トンネルの覆工体とされる鋼殻コンクリートセグメントを製造する際に好適な鋼殻コンクリートセグメントの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼殻コンクリートセグメントの製作に際しては、まず主桁と継手板とスキンプレートで内面側にコンクリート充填用の凹部を有する鋼殻を構成し、次に、上記鋼殻の凹部にコンクリートを充填して鋼殻コンクリートセグメントを構成する。
【０００３】
この鋼殻凹部へのコンクリート充填方法については、コンクリート充填の効率性の観点、並びに、硬化したコンクリート中の気泡に基づく表面上の凹凸を抑制する観点から、従来において各種提案がなされている。
【０００４】
このコンクリート充填方法は大きく分けて２通りある。第１の方法は、セグメント用鋼殻の内面側、つまり凹部の開口面を上向きに寝かせ、凹部内に上方からスランプ値の低いコンクリートを打設し、その表面をコテで仕上げる方法である。第２の方法は、セグメント用鋼殻を縦置きに配置して、該鋼殻の凹部の開口面を前面型枠で塞いで鋼殻内に閉鎖空間を形成すると共に、この閉鎖空間に通じるコンクリート注入孔と排気孔を設け、排気孔から閉鎖空間の空気を排気しながら注入孔から高流動性のコンクリートを閉鎖空間に充填するコンクリート注入方法である。
【０００５】
しかしながら、上記の第２のコンクリート注入方法では、セグメント用鋼殻を縦置きに配置すると共に、凹部の開口面を前面型枠で閉じて閉鎖空間を形成し、内部の空気を排気しながら閉鎖空間にコンクリートを充填するため、扁平な閉鎖空間の隅々まで隙間なくコンクリートを充填することが困難であった。また、前面型枠を貫通するコンクリート注入孔から閉鎖空間へコンクリートを注入する注入機構、並びに鋼殻の上部に設ける排気機構が複雑になるという問題点があった。さらに、コンクリート中に混入した気泡が、コンクリートと前面型枠の境界面に集まり、コンクリート硬化後にその気泡の跡が微小な凹凸となってコンクリート表面に現れるため、外観が悪くなる問題があった。
【０００６】
これらの問題点を解決するための技術は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等において提案されている。
【０００７】
特許文献１のコンクリート充填方法を図５に示したので説明する。同図に示すように、セグメント用鋼殻１は、上部主桁５と下部主桁５ａとスキンプレート１０と継手部材８とで構成されている。このセグメント用鋼殻１をその円弧状の内外面が鉛直面（イ）に位置するようにして支持すると共に、セグメント用鋼殻１の内面側の凹部２の開口面を前面型枠３で閉鎖して空間２８を形成する。また、前面型枠３の高さ方向の略中間部に開設されたコンクリート注入孔２０ａにコンクリート注入パイプ２０を接続し、コンクリート注入パイプ２０から空間２８内に高流動性のコンクリート４を圧入充填する。そして液面レベル９が徐々に上昇し、空間２８の最上面で円弧状の上部主桁５の内側面５ｂまで充填してコンクリート４の充填が終了する。前面型枠３の上部には、主桁５の内側面５ａまで円滑にコンクリート４を充填するためにコンクリート溢出パイプ６が設けられている。上記の構成により、低コストで効率的にセグメント用鋼殻へコンクリートを充填できるという利点もある。
【０００８】
特許文献２には、セグメント用鋼殻を縦置きでかつ鉛直に配置したうえ凹部の開口面を前面型枠で閉鎖空間を形成し、閉鎖空間に高流動性のコンクリートを充填する注入方法が開示されている。この特許文献２の特徴は、前面型枠のコンクリート注入孔に接続されるコンクリート圧送管に型枠内の圧力を受けるシリンダの保持手段を設けることにある。これによりコンクリート圧入口付近のコンクリート仕上がり面を容易にかつ確実に平坦にすることができる利点がある。
【０００９】
特許文献３には、セグメント用鋼殻を縦置きでかつ鉛直に配置したうえ凹部の開口面を前面型枠で閉鎖空間を形成し、閉鎖空間に高流動性のコンクリートを充填する注入方法における、閉鎖空間のエア抜き装置が提案されている。この特許文献３の特徴は、セグメント用鋼殻の内部において、その上壁面に接近した位置に先端が位置したエア抜き管を設け、このエア抜き管を上記一端位置から立ち下げたうえ、さらに曲げて前面型枠に形成したコンクリート注入孔に導く。さらに前面型枠の外部からコンクリート注入孔にコンクリート圧入パイプを接続することにある。上記の構成により、エア抜き管の先端が閉鎖空間内の上部に位置し、コンクリート打設時に閉鎖空間内のエア抜きが確実に行われるから、閉鎖空間内の隅々まで円滑にコンクリートが充填できるという利点がある。
【特許文献１】特開２００１−４７４２０号公報
【特許文献２】特開平１０−３７４６３号公報
【特許文献３】特開平１０−３７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、セグメント用鋼殻の凹部を前面型枠で閉じて内部空間を形成し、この内部空間にコンクリートを充填するコンクリート注入方式において、コンクリート充填時に内部空間の空気を排気するための排気機構の改良と、コンクリート硬化後にコンクリート表面に気泡によって凸凹が形成されないようにすること、および、内部空間に確実に隙間なくコンクリート充填ができ、かつ、それの目視確認ができるようにすることである。
【００１１】
上記の点につき、特許文献１〜３では未解決である。まず、特許文献１〜３では、セグメント用鋼殻は鉛直に配置してコンクリートが注入されるため、コンクリートの自重が作用する方向は鉛直下方向である。このため、充填コンクリートが主に自重作用により下方から順に充填されるため、前面型枠の内面との間に図５に示すような小さな気泡７が多数存在した状態でコンクリートが充填されることになる。コンクリートが硬化した後、前面型枠を取り外したとき、この気泡の跡がセグメント内空側のコンクリート表面に小さな凸凹となって存在し外観が見劣りする。特許文献１〜３では、この問題が解決されておらず、そのため、従来はこの凹凸部を埋める作業工程が必要となり、これが製作コストを押し上げる要因の一つになっていた。
【００１２】
また、特許文献１〜３では、セグメント用鋼殻は、円弧状の内外両面が鉛直面に位置するように縦置きで設置されているので、このセグメント用鋼殻の上端部は円弧状の全長に亘り同一のレベルである。一方、コンクリートは流動性と粘性があるため、自重だけでは液面レベルが全長に亘り均一レベルにならないこともある。これらの関係で、コンクリート充填時の最終段階において、同一レベルの閉鎖空間内の最上面において、全長に亘り隙間なく均一にコンクリートを圧入するのが困難であり、コンクリートの流動性等の充填されない空間が形成されやすい。また、閉鎖空間内に隅々までコンクリートが充填されたかを目視で確認できない。
【００１３】
さらに、閉鎖空間にコンクリート充填する際に、この閉鎖空間内の空気を排気するための排気機構が特許文献３のように複雑になる。特許文献３では、前面型枠に途中が屈曲したエア抜き管を取り付け、このエア抜き管を閉鎖空間内に配置しているが、その配管構造が複雑である。また、エア抜き管の吸引先端は閉鎖空間の最上部位に配置させていることが閉鎖空間に隙間なくコンクリートを充填する上で望ましいが、特許文献３では、配管構造の関係でエア抜き管の吸引先端を閉鎖空間の最上部に位置させるのは困難である。
【００１４】
コンクリート充填時に閉鎖空間の空気を排気するための排気孔を閉鎖空間の最上部に設けるには、セグメント用鋼殻の上部主桁のウエブに排気孔を設けるのが構造上簡単であるが、そうすると別の問題が生じる。つまり、コンクリートを充填してこれが硬化した後、上記排気孔を水密的に封止することが必要になる。この水密的封止を最も確実かつ容易に行うには水密ボルトを用いるのがよく、そのためには排気孔を雌ネジ穴にする必要がある。しかし、そこでまた別の問題が生じる。すなわち、閉鎖空間に充填するコンクリートは最終充填段階では、排気孔からコンクリートが溢出することによって該閉鎖空間へのコンクリートの充填を止めるが、排気孔を雌ネジ穴で構成すると、この雌ネジ穴から溢出するコンクリートによって雌ネジ穴のネジ溝が埋められて、後で水密ボルトを雌ネジ穴に螺合できないことになる。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決することによって、セグメント用鋼殻の凹部を前面型枠で閉鎖し、それによって形成される空間にコンクリートを注入する方式において、空間に空気の溜まりが極力生じないようにコンクリートを充填すること、及びそのための排気機構をできるだけ簡潔にすること、及びコンクリートの充填を目視で確認できるようにすることを可能性としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上述した課題を解決するため、縦置き配置のセグメント用鋼殻の前側面に形成されたコンクリート充填用凹部を前面型枠で塞ぐと共に、両部材を仮固定により一体化することで上記セグメント用鋼殻の内部に空間を形成し、前面型枠を貫通する注入孔から上記空間にコンクリートを充填すると共に上記セグメント用鋼殻の上部に排気用のネジ切り穴を形成し、コンクリート充填時において、上記ネジ切り穴に排気ボルトまたは排気栓からなる排気部材を嵌着すると共に、コンクリート硬化後において、上記排気部材を脱嵌した後の上記ネジ切り穴に、水密ボルトを螺合してなるコンクリート充填鋼殻構造を発明した。
【００１７】
即ち、第１の発明は、セグメント用鋼殻を鉛直面から傾斜させて立設するとともに、その前側面に形成されたコンクリート充填用凹部について、予め貫通穴を形成させた型枠で閉塞し、上記セグメント用鋼殻の上端部に予め形成されたネジ切り穴に円筒状部材の外周面を螺合させ、上記型枠を閉塞させることにより上記セグメント用鋼殻の内部に形成された空間に対し、当該型枠の貫通穴を介してコンクリートを注入し、上記コンクリートの注入を上記円筒状部材からの溢出状況に応じて停止し、上記空間内に注入されたコンクリートの硬化後に上記円筒状部材を上記ネジ切り穴から螺脱させ、上記円筒状部材が螺脱されたネジ切り穴に水密ボルトを螺合させてこれを封止する。
【００１８】
また、第２の発明は、第１の発明において、上記コンクリートの注入を停止させた後、上記注入されたコンクリートから上記ネジ切り穴に至るまでの間隙にモルタルを充填する。
【００１９】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記水密ボルトとセグメント用鋼殻との間に、水膨湿潤ゴム又は水密ワッシャーを介装させる。
【００２０】
また、第４の発明は、第１〜３の発明において、円筒状部材に接続した排気パイプを通して上記空間内の空気を吸引しつつ、上記コンクリートを注入する。
【００２１】
また、第５の発明は、第１〜４の発明において、セグメント用鋼殻を鉛直面から２０°以下の傾斜角で立設する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、セグメント用鋼殻凹部を前面型枠で閉鎖し、それによって形成された空間にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼殻構造において、空間の上部に位置するセグメント用鋼殻にネジ切り穴を形成し、このネジ切り穴にコンクリート充填時に排気ボルトまたは排気栓からなる排気部材を装着し、コンクリート硬化後において、このネジ切り穴に水密ボルトを螺合した。上記の構成により、コンクリート充填時に必要な排気機構を簡潔に構成できる。すなわち、コンクリート充填時にネジ切り穴には排気ボルトまたは排気栓が螺合されているので、空間へのコンクリート充填の最終段階でコンクリートが排気ボルトまたは排気栓の排気孔から空間への外側溢出するとき、ネジ切り穴のネジ溝がコンクリートで埋められることがなく、該ネジ切り穴に水密ボルトを確実に締結することができる。また、この水密ボルトをネジ切り穴に締結することでネジ切り穴を水密的に封止でき、このネジ切り穴からセグメント用鋼殻と充填コンクリートの境界面に水が浸入せず、長期間品質を確保できる。
【００２３】
また本発明によると、排気ボルトまたは排気栓を螺合するネジ切り穴は、内部空間の最上部に形成できる。したがって、内部空間に充満したコンクリートが排気ボルトまたは排気栓の排気孔から溢出するときは、この排気孔より下のレベルに位置する内部空間の隅々には隙間なくコンクリートが行き渡っている。これによりセグメント用鋼殻の凹部に隙間なくコンクリートを充填できて高品質の鋼殻コンクリートセグメントの製作が可能となる。また、内部空間内に充填されたコンクリートの液面レベルに対して最短の場所に位置する排気ボルトまたは排気栓の排気孔からのコンクリートの溢出を目視することでコンクリートの充填状態を確認できる。これにより、コンクリート充填状態の誤認を無くし、この点でも高品質の鋼殻コンクリートセグメントの製作が可能性である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明のコンクリート充填鋼殻構造を用いて鋼殻コンクリートセグメントを製作する方法を説明するための概要説明図で、図１（ａ）は、鋼殻コンクリートセグメントの完成状態の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面で切断した場合の、コンクリート充填時の断面説明図である。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）において、円弧形状の鋼殻コンクリートセグメント１１は、セグメント用鋼殻１と、その凹部２に充填されたコンクリート４とから構成される。セグメント用鋼殻１は、上部主桁５及び下部主桁５ａと、左右両側の継手部材８と、スキンプレート１０とから構成され、円弧形状に湾曲した内側にコンクリート充填用の凹部２が形成されている。また、セグメント用鋼殻１の凹部２の開口面を前面型枠３で閉鎖することで、上部主桁５及び下部主桁５ａと左右両側の継手部材８とスキンプレート１０と前面型枠３とで凹部２に後述する内部空間が形成される。前面型枠３はセグメント用鋼殻１に対して着脱自在に仮止め固定されるが、その固定手段は公知の技術を使用する。
【００２７】
また、セグメント用鋼殻１は、図１のように縦置きに配置し、かつ上部側が鉛直面から所定の角度前傾するように配設する。セグメント用鋼殻１の傾斜角度θは、１０°≦２０°が望ましい。このように傾斜させることで、図１（ａ）に示すように、セグメント中央部の上端部位１２がセグメント部材の左右両側に対して頂点部位となる。そして、この上端部位１２において、上部主桁５のウエブ２１に排気孔用のネジ切り穴２３を設ける。これによりネジ切り穴２３の位置は、セグメント用鋼殻１内に形成された内部空間２８における頂上部位に位置することになる。従って、内部空間２８に充填するコンクリート４が、最終の充填段階においてネジ切り穴２３から溢出するとき、当該内部空間２８内の隅々にまでコンクリート４が充填されたことになる。なおネジ切り穴２３は、セグメント中央部の上端部位１２に１個ないし複数個設けるのが望ましい。
【００２８】
また、セグメント用鋼殻１の上部を前傾保持することにより、内部空間２８にコンクリート４を充填するとき、該コンクリート４の自重が傾斜した前面型枠３の内面に作用する。これによりコンクリート４が前面型枠３の内面に圧接するので、コンクリート４と前面型枠３の境界面に存在する気泡が上方に効率的に追い出される。コンクリート４が硬化して前面型枠３を脱型したとき、コンクリート表面４ａには気泡の存在した跡に凸凹が生じるが、前述のようにセグメント用鋼殻１の上部を前傾保持することにより、コンクリート表面４ａに気泡の痕跡として生じる凸凹を少なくでき、綺麗な表面に仕上げることが可能となる。
【００２９】
前面型枠３の高さ方向の略中間部には、前面型枠３を貫通するコンクリート注入孔２０ａが形成されており、このコンクリート注入孔２０ａにコンクリート注入パイプ２０が接続されている。そして、コンクリート注入パイプ２０から内部空間２８内に高流動性のコンクリート４を圧入充填する。コンクリート４の充填に伴って内部空間２８内の空気は、排気孔であるネジ切り穴２３から外部に排気される。そして、コンクリート４の液面レベル９が徐々に上昇し、最終段階では図１（ｂ）に示すように、ネジ切り穴２３の直下近傍に形成された小空間２８ａにモルタル２７を充填し、さらにコンクリート４とモルタル２７が硬化した後、ネジ切り穴２３を水密的に封止する。
【００３０】
また、セグメント用鋼殻１と前面型枠３に振動を発生させる手段として、前面型枠３に高周波バイブレーター１３を設置している。この高周波バイブレーター１３は、内部空間２８へのコンクリート圧入開始から圧入終了まで稼動させている。
【００３１】
また、セグメント用鋼殻１と前面型枠３の上部側を前傾させて保持する手段の一例として、地面１４にゴムその他の弾性支持体１５を設置し、この弾性支持体１５で、一端を地面１４に着けた傾斜ベース枠１６の先端を支持する。すなわち、平面的に見て配置角度を異にする２つの傾斜ベース枠１６にセグメント用鋼殻１と前面型枠３の下端部１７を載置することで、該セグメント用鋼殻１と前面型枠３を前傾して保持できる。なお、弾性支持体１５以外の公知の支持手段で支持しても構わない。
【００３２】
本発明は、上記の施工工程において、コンクリート充填時に、ネジ切り穴２３に装着する排気部材と、コンクリートが硬化した後に、このネジ切り穴２３を水密的に封止する水密ボルトに特徴があるので、これについて図２〜図４を参照して説明する。
【００３３】
ネジ切り穴２３は、図１で説明したように、縦置き配置したセグメント用鋼殻１の上部主桁５の中央部上端部位１２においてウエブ２１に設けられている。さらに、図２〜図４に拡大して図示するように、ネジ切り穴２３は、上部側を前傾させたセグメント用鋼殻１におけるウエブ２１の傾斜上部側の位置、つまり、図２において左側のフランジ２２に近接した箇所に設けられている。このように構成することによって、ネジ切り穴２３は傾斜したセグメント用鋼殻１の上辺の頂上部位に位置することになる。したがって、ネジ切り穴２３の部位までコンクリート４が充填したときは、この位置よりも下側のレベルにある内部空間２８内には隙間なくコンクリート４が充填されることになる。
【００３４】
図２（ａ）には、上記のネジ切り穴２３を設けた態様が示されている。図２（ｂ）には、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４を螺合した態様が示されている。この排気ボルト２４は、図３（ａ）に拡大して示すように軸の中心を貫通する排気孔３１を有している。この排気ボルトは、図３（ａ）に示す形態に限定されるものではなく、上記ネジ切り穴２３と螺合可能な外周面を持ついかなる円筒状部材に代替してもよい。
【００３５】
次に、図２（ｃ）に示すように、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４を螺合した態様で、内部空間２８に高流動性のコンクリート４を注入することにより、その液面レベル９は点線と実線で示すように徐々に上昇する。コンクリート充填の最終段階において、図２（ｃ）に示すように、コンクリート４は内部空間２８から溢れ、排気ボルト２４の排気孔３１を通って上部主桁５のウエブ２１の上面に溢出する。これにより内部空間２８にコンクリート４が充満したことを目視で確認することができる。また、かかるコンクリート４の溢出を確認した後、内部空間２８へのコンクリート４の注入を止める。コンクリート４が排気孔３１を通って外部に溢出するとき、ネジ切り穴２３には排気ボルト２４が螺合されているため、該ネジ切り穴２３のネジ溝が当該コンクリート４で埋まることがない。
【００３６】
また、排気ボルト２４に代えて、図３（ｂ）に示すように、ゴムまたは弾性のある樹脂からなり、排気孔３１を有する排気栓２４ａを用いてもよい。そして、排気栓２４ａの軸部をその材料の弾性を利用してネジ切り穴２３にきつく螺合するとよい。このように構成することによっても、コンクリート４が排気栓２４ａの排気孔３１を通って外部に溢出するとき、当該コンクリート４によりネジ切り穴２３のネジ溝が埋められるのを防止することが可能となる。
【００３７】
図２（ｄ）は、内部空間２８に充填されたコンクリート４が硬化した状態を示している。この時点において、ネジ切り穴２３から排気ボルト２４を螺脱する。このとき、ネジ切り穴２３の直下近傍にコンクリート４が充填されない小空間２８ａが形成される場合がある。これは、コンクリート充填の最終段階において、コンクリート４が排気ボルト２４の排気孔３１から溢出するとき、この小空間２８ａは、排気孔３１の部位より若干高いレベルにあるためである。また、ネジ切り穴２３の直下近傍に小空間２８ａが形成される他の要因として、コンクリート４の硬化時においてコンクリート４に含有されている水分が蒸発することにより、当該コンクリート４の体積が減少することも挙げられる。
【００３８】
そこで、図２（ｅ）に示すように、この小空間２８ａにネジ切り穴２３を通してモルタル２７を充填して、内部空間２８内の空隙を完全になくす。モルタル２７が硬化した後、最後に、図２（ｆ）に示すように、ネジ切り穴２３に水密ボルト２５を螺合することで、内部空間２８へのコンクリート４の充填工程を終了する。ちなみに、この図２（ｅ）に示す工程は省略するようにしてもよい。
【００３９】
また、図３（ｃ）に示すように水密ボルト２５の頭部下面で、上部主桁５のウエブ２１と接触する面には環状の水膨湿潤ゴム２９が装着してあり、これにより、ネジ切り穴２３の水密的な封止は確実となる。また直下部に、図３（ｄ）に示すように水密ボルト２５の頭部下面で、上部主桁５のウエブ２１と接触する面に水密ワッシャー３０を装着しても上記と同様にネジ切り穴２３の水密的な封止を行うことがきる。
【００４０】
上記のように、水密ボルト２５をネジ切り穴２３に締結したとき、環状の水膨湿潤ゴム２９または、水密ワッシャー３０がネジ切り穴２３の周縁に密着し水分を含んで膨張することでネジ切り穴２３は水密的に封止される。これによりセグメント用鋼殻１の内面とコンクリート４の境界面に水が浸入せず、鋼殻コンクリートセグメントの品質が長期間保証される。
【００４１】
また、排気ボルト２４の排気孔３１には図４（ａ）に示すように、排気パイプ２６を接続してもよい。その接続手段は任意であるが、例えば、図のように排気パイプ２６の外周を排気孔３１の内周面に接着剤で固着してもよい。また、排気パイプ２６の他端には排気ポンプ（図示せず）を接続しておく。このようにして内部空間２８にコンクリートを注入しながら、排気パイプ２６で内部空間２８の空気を強制的に排気して負圧とすることで、内部空間２８内へのコンクリート４の充填を一層円滑に行うことができる。排気パイプ２６による内部空間２８の空気の吸引は常時でなくてもよく、例えば、高流動性のコンクリート４の注入パイプが詰まった時などに吸引を行うとコンクリートの通りがよくなる。
【００４２】
以上のように、本実施形態によると、縦置きに配置したセグメント用鋼殻１の上部主桁５に排気孔用のネジ切り穴２３を設け、このネジ切り穴２３に排気ボルト２４または、排気栓２４を装着して内部空間２８の空気を排気しながらコンクリート４の充填を行うことができ、かつ、排気ボルト２４等の排気孔３１からコンクリート４が外部に溢出するとき、ネジ切り穴２３のネジ溝がコンクリート４で埋められる不具合をなくすことができる。したがって、コンクリート４の硬化後は、ネジ切り穴２３に水密ボルト２４を容易確実に螺合でき、セグメント用鋼殻１の内側とコンクリート４との境界面に水が浸入するのを確実に防止できる。
【００４３】
また、本実施形態によると、上部側を前傾させたセグメント用鋼殻１と前面型枠３に振動を与えながら内部空間２８にコンクリート４を充填し、コンクリート４が硬化した後、前面型枠３を脱型することで、図１（ａ）に示すようなコンクリート表面４aに凸凹の少ない高品質の鋼殻コンクリートセグメント１１が製作される。さらに、コンクリート充填時においては、セグメント用鋼殻１の中央部の上端部位１２における排気ボルト２４の排気孔３１からのコンクリート溢出状況を目視で監視していれば、内部空間２８の全体にコンクリート４が隙間なく充填されたことを確認でき、品質管理の観点においてもより有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法を説明するための概要図で、（ａ）は、セグメント完成状態の斜視図、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａで切断したコンクリート充填時の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、セグメント用鋼殻の内部空間へのコンクリート充填時と充填後におけるネジ切り穴への排気栓と水密ボルトとの着脱工程を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、排気ボルトと排気栓のそれぞれの拡大断面図、（ｃ）（ｄ）は、水密ボルトの２例を示す側断面図である。
【図４】（ａ）は、排気ボルトに排気パイプを接続して内部空間にコンクリートを充填する態様を示す拡大断面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ部詳細図である。
【図５】従来の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法を説明するための概要図で、（ａ）は、セグメント完成状態の斜視図、（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂで切断したコンクリート充填時の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ セグメント用鋼殻
２ 凹部
３ 前面型枠
４ コンクリート
４ａ硬化したコンクリートの表面
５ 上部主桁
５ａ 下部主桁
５ｂ 上部主桁の内側面
６コンクリートの溢出用パイプ
７ 気泡
８ 継手部材
９ 液面レベル
１０ スキンプレート
１２ 中央部上端部位
１３ 高周波バイブレーター
１４ 地面
１５ 弾性支持体
１６ 傾斜ベース枠
１７ 下端部
１８ 基端
１９ 両端側
２０ コンクリート注入パイプ
２０ａ コンクリート注入孔
２１ ウエブ
２２ フランジ
２３ ネジ切り穴
２４ 排気ボルト
２４ａ 排気栓
２５ 水密ボルト
２６ 排気ホース
２７ モルタル
２８ 内部空間
２８ａ 小空間
２９ 環状の水膨湿潤ゴム
３０ 水密ワッシャー
３１ 排気孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻内にコンクリート充填を充填して、円筒状トンネルの覆工体とされる鋼殻コンクリートセグメントを製造する際に好適な鋼殻コンクリートセグメントの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼殻コンクリートセグメントの製作に際しては、まず主桁と継手板とスキンプレートで内面側にコンクリート充填用の凹部を有する鋼殻を構成し、次に、上記鋼殻の凹部にコンクリートを充填して鋼殻コンクリートセグメントを構成する。
【０００３】
この鋼殻凹部へのコンクリート充填方法については、コンクリート充填の効率性の観点、並びに、硬化したコンクリート中の気泡に基づく表面上の凹凸を抑制する観点から、従来において各種提案がなされている。
【０００４】
このコンクリート充填方法は大きく分けて２通りある。第１の方法は、セグメント用鋼殻の内面側、つまり凹部の開口面を上向きに寝かせ、凹部内に上方からスランプ値の低いコンクリートを打設し、その表面をコテで仕上げる方法である。第２の方法は、セグメント用鋼殻を縦置きに配置して、該鋼殻の凹部の開口面を前面型枠で塞いで鋼殻内に閉鎖空間を形成すると共に、この閉鎖空間に通じるコンクリート注入孔と排気孔を設け、排気孔から閉鎖空間の空気を排気しながら注入孔から高流動性のコンクリートを閉鎖空間に充填するコンクリート注入方法である。
【０００５】
しかしながら、上記の第２のコンクリート注入方法では、セグメント用鋼殻を縦置きに配置すると共に、凹部の開口面を前面型枠で閉じて閉鎖空間を形成し、内部の空気を排気しながら閉鎖空間にコンクリートを充填するため、扁平な閉鎖空間の隅々まで隙間なくコンクリートを充填することが困難であった。また、前面型枠を貫通するコンクリート注入孔から閉鎖空間へコンクリートを注入する注入機構、並びに鋼殻の上部に設ける排気機構が複雑になるという問題点があった。さらに、コンクリート中に混入した気泡が、コンクリートと前面型枠の境界面に集まり、コンクリート硬化後にその気泡の跡が微小な凹凸となってコンクリート表面に現れるため、外観が悪くなる問題があった。
【０００６】
これらの問題点を解決するための技術は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等において提案されている。
【０００７】
特許文献１のコンクリート充填方法を図５に示したので説明する。同図に示すように、セグメント用鋼殻１は、上部主桁５と下部主桁５ａとスキンプレート１０と継手部材８とで構成されている。このセグメント用鋼殻１をその円弧状の内外面が鉛直面（イ）に位置するようにして支持すると共に、セグメント用鋼殻１の内面側の凹部２の開口面を前面型枠３で閉鎖して空間２８を形成する。また、前面型枠３の高さ方向の略中間部に開設されたコンクリート注入孔２０ａにコンクリート注入パイプ２０を接続し、コンクリート注入パイプ２０から空間２８内に高流動性のコンクリート４を圧入充填する。そして液面レベル９が徐々に上昇し、空間２８の最上面で円弧状の上部主桁５の内側面５ｂまで充填してコンクリート４の充填が終了する。前面型枠３の上部には、主桁５の内側面５ａまで円滑にコンクリート４を充填するためにコンクリート溢出パイプ６が設けられている。上記の構成により、低コストで効率的にセグメント用鋼殻へコンクリートを充填できるという利点もある。
【０００８】
特許文献２には、セグメント用鋼殻を縦置きでかつ鉛直に配置したうえ凹部の開口面を前面型枠で閉鎖空間を形成し、閉鎖空間に高流動性のコンクリートを充填する注入方法が開示されている。この特許文献２の特徴は、前面型枠のコンクリート注入孔に接続されるコンクリート圧送管に型枠内の圧力を受けるシリンダの保持手段を設けることにある。これによりコンクリート圧入口付近のコンクリート仕上がり面を容易にかつ確実に平坦にすることができる利点がある。
【０００９】
特許文献３には、セグメント用鋼殻を縦置きでかつ鉛直に配置したうえ凹部の開口面を前面型枠で閉鎖空間を形成し、閉鎖空間に高流動性のコンクリートを充填する注入方法における、閉鎖空間のエア抜き装置が提案されている。この特許文献３の特徴は、セグメント用鋼殻の内部において、その上壁面に接近した位置に先端が位置したエア抜き管を設け、このエア抜き管を上記一端位置から立ち下げたうえ、さらに曲げて前面型枠に形成したコンクリート注入孔に導く。さらに前面型枠の外部からコンクリート注入孔にコンクリート圧入パイプを接続することにある。上記の構成により、エア抜き管の先端が閉鎖空間内の上部に位置し、コンクリート打設時に閉鎖空間内のエア抜きが確実に行われるから、閉鎖空間内の隅々まで円滑にコンクリートが充填できるという利点がある。
【特許文献１】特開２００１−４７４２０号公報
【特許文献２】特開平１０−３７４６３号公報
【特許文献３】特開平１０−３７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、セグメント用鋼殻の凹部を前面型枠で閉じて内部空間を形成し、この内部空間にコンクリートを充填するコンクリート注入方式において、コンクリート充填時に内部空間の空気を排気するための排気機構の改良と、コンクリート硬化後にコンクリート表面に気泡によって凸凹が形成されないようにすること、および、内部空間に確実に隙間なくコンクリート充填ができ、かつ、それの目視確認ができるようにすることである。
【００１１】
上記の点につき、特許文献１〜３では未解決である。まず、特許文献１〜３では、セグメント用鋼殻は鉛直に配置してコンクリートが注入されるため、コンクリートの自重が作用する方向は鉛直下方向である。このため、充填コンクリートが主に自重作用により下方から順に充填されるため、前面型枠の内面との間に図５に示すような小さな気泡７が多数存在した状態でコンクリートが充填されることになる。コンクリートが硬化した後、前面型枠を取り外したとき、この気泡の跡がセグメント内空側のコンクリート表面に小さな凸凹となって存在し外観が見劣りする。特許文献１〜３では、この問題が解決されておらず、そのため、従来はこの凹凸部を埋める作業工程が必要となり、これが製作コストを押し上げる要因の一つになっていた。
【００１２】
また、特許文献１〜３では、セグメント用鋼殻は、円弧状の内外両面が鉛直面に位置するように縦置きで設置されているので、このセグメント用鋼殻の上端部は円弧状の全長に亘り同一のレベルである。一方、コンクリートは流動性と粘性があるため、自重だけでは液面レベルが全長に亘り均一レベルにならないこともある。これらの関係で、コンクリート充填時の最終段階において、同一レベルの閉鎖空間内の最上面において、全長に亘り隙間なく均一にコンクリートを圧入するのが困難であり、コンクリートの流動性等の充填されない空間が形成されやすい。また、閉鎖空間内に隅々までコンクリートが充填されたかを目視で確認できない。
【００１３】
さらに、閉鎖空間にコンクリート充填する際に、この閉鎖空間内の空気を排気するための排気機構が特許文献３のように複雑になる。特許文献３では、前面型枠に途中が屈曲したエア抜き管を取り付け、このエア抜き管を閉鎖空間内に配置しているが、その配管構造が複雑である。また、エア抜き管の吸引先端は閉鎖空間の最上部位に配置させていることが閉鎖空間に隙間なくコンクリートを充填する上で望ましいが、特許文献３では、配管構造の関係でエア抜き管の吸引先端を閉鎖空間の最上部に位置させるのは困難である。
【００１４】
コンクリート充填時に閉鎖空間の空気を排気するための排気孔を閉鎖空間の最上部に設けるには、セグメント用鋼殻の上部主桁のウエブに排気孔を設けるのが構造上簡単であるが、そうすると別の問題が生じる。つまり、コンクリートを充填してこれが硬化した後、上記排気孔を水密的に封止することが必要になる。この水密的封止を最も確実かつ容易に行うには水密ボルトを用いるのがよく、そのためには排気孔を雌ネジ穴にする必要がある。しかし、そこでまた別の問題が生じる。すなわち、閉鎖空間に充填するコンクリートは最終充填段階では、排気孔からコンクリートが溢出することによって該閉鎖空間へのコンクリートの充填を止めるが、排気孔を雌ネジ穴で構成すると、この雌ネジ穴から溢出するコンクリートによって雌ネジ穴のネジ溝が埋められて、後で水密ボルトを雌ネジ穴に螺合できないことになる。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決することによって、セグメント用鋼殻の凹部を前面型枠で閉鎖し、それによって形成される空間にコンクリートを注入する方式において、空間に空気の溜まりが極力生じないようにコンクリートを充填すること、及びそのための排気機構をできるだけ簡潔にすること、及びコンクリートの充填を目視で確認できるようにすることを可能性としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上述した課題を解決するため、縦置き配置のセグメント用鋼殻の前側面に形成されたコンクリート充填用凹部を前面型枠で塞ぐと共に、両部材を仮固定により一体化することで上記セグメント用鋼殻の内部に空間を形成し、前面型枠を貫通する注入孔から上記空間にコンクリートを充填すると共に上記セグメント用鋼殻の上部に排気用のネジ切り穴を形成し、コンクリート充填時において、上記ネジ切り穴に排気ボルトまたは排気栓からなる排気部材を嵌着すると共に、コンクリート硬化後において、上記排気部材を脱嵌した後の上記ネジ切り穴に、水密ボルトを螺合してなるコンクリート充填鋼殻構造を発明した。
【００１７】
即ち、第１の発明は、セグメント用鋼殻を鉛直面から傾斜させて立設するとともに、その前側面に形成されたコンクリート充填用凹部について、予め貫通穴を形成させた型枠で閉塞し、上記セグメント用鋼殻の上端部に予め形成されたネジ切り穴に円筒状部材の外周面を螺合させ、上記型枠を閉塞させることにより上記セグメント用鋼殻の内部に形成された空間に対し、当該型枠の貫通穴を介してコンクリートを注入し、上記コンクリートの注入を上記円筒状部材からの溢出状況に応じて停止し、上記空間内に注入されたコンクリートの硬化後に上記円筒状部材を上記ネジ切り穴から螺脱させ、上記円筒状部材が螺脱されたネジ切り穴に水密ボルトを螺合させてこれを封止する。
【００１８】
また、第２の発明は、第１の発明において、上記コンクリートの注入を停止させた後、上記注入されたコンクリートから上記ネジ切り穴に至るまでの間隙にモルタルを充填する。
【００１９】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記水密ボルトとセグメント用鋼殻との間に、水膨湿潤ゴム又は水密ワッシャーを介装させる。
【００２０】
また、第４の発明は、第１〜３の発明において、円筒状部材に接続した排気パイプを通して上記空間内の空気を吸引しつつ、上記コンクリートを注入する。
【００２１】
また、第５の発明は、第１〜４の発明において、セグメント用鋼殻を鉛直面から２０°以下の傾斜角で立設する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、セグメント用鋼殻凹部を前面型枠で閉鎖し、それによって形成された空間にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼殻構造において、空間の上部に位置するセグメント用鋼殻にネジ切り穴を形成し、このネジ切り穴にコンクリート充填時に排気ボルトまたは排気栓からなる排気部材を装着し、コンクリート硬化後において、このネジ切り穴に水密ボルトを螺合した。上記の構成により、コンクリート充填時に必要な排気機構を簡潔に構成できる。すなわち、コンクリート充填時にネジ切り穴には排気ボルトまたは排気栓が螺合されているので、空間へのコンクリート充填の最終段階でコンクリートが排気ボルトまたは排気栓の排気孔から空間への外側溢出するとき、ネジ切り穴のネジ溝がコンクリートで埋められることがなく、該ネジ切り穴に水密ボルトを確実に締結することができる。また、この水密ボルトをネジ切り穴に締結することでネジ切り穴を水密的に封止でき、このネジ切り穴からセグメント用鋼殻と充填コンクリートの境界面に水が浸入せず、長期間品質を確保できる。
【００２３】
また本発明によると、排気ボルトまたは排気栓を螺合するネジ切り穴は、内部空間の最上部に形成できる。したがって、内部空間に充満したコンクリートが排気ボルトまたは排気栓の排気孔から溢出するときは、この排気孔より下のレベルに位置する内部空間の隅々には隙間なくコンクリートが行き渡っている。これによりセグメント用鋼殻の凹部に隙間なくコンクリートを充填できて高品質の鋼殻コンクリートセグメントの製作が可能となる。また、内部空間内に充填されたコンクリートの液面レベルに対して最短の場所に位置する排気ボルトまたは排気栓の排気孔からのコンクリートの溢出を目視することでコンクリートの充填状態を確認できる。これにより、コンクリート充填状態の誤認を無くし、この点でも高品質の鋼殻コンクリートセグメントの製作が可能性である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明のコンクリート充填鋼殻構造を用いて鋼殻コンクリートセグメントを製作する方法を説明するための概要説明図で、図１（ａ）は、鋼殻コンクリートセグメントの完成状態の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面で切断した場合の、コンクリート充填時の断面説明図である。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）において、円弧形状の鋼殻コンクリートセグメント１１は、セグメント用鋼殻１と、その凹部２に充填されたコンクリート４とから構成される。セグメント用鋼殻１は、上部主桁５及び下部主桁５ａと、左右両側の継手部材８と、スキンプレート１０とから構成され、円弧形状に湾曲した内側にコンクリート充填用の凹部２が形成されている。また、セグメント用鋼殻１の凹部２の開口面を前面型枠３で閉鎖することで、上部主桁５及び下部主桁５ａと左右両側の継手部材８とスキンプレート１０と前面型枠３とで凹部２に後述する内部空間が形成される。前面型枠３はセグメント用鋼殻１に対して着脱自在に仮止め固定されるが、その固定手段は公知の技術を使用する。
【００２７】
また、セグメント用鋼殻１は、図１のように縦置きに配置し、かつ上部側が鉛直面から所定の角度前傾するように配設する。セグメント用鋼殻１の傾斜角度θは、１０°≦２０°が望ましい。このように傾斜させることで、図１（ａ）に示すように、セグメント中央部の上端部位１２がセグメント部材の左右両側に対して頂点部位となる。そして、この上端部位１２において、上部主桁５のウエブ２１に排気孔用のネジ切り穴２３を設ける。これによりネジ切り穴２３の位置は、セグメント用鋼殻１内に形成された内部空間２８における頂上部位に位置することになる。従って、内部空間２８に充填するコンクリート４が、最終の充填段階においてネジ切り穴２３から溢出するとき、当該内部空間２８内の隅々にまでコンクリート４が充填されたことになる。なおネジ切り穴２３は、セグメント中央部の上端部位１２に１個ないし複数個設けるのが望ましい。
【００２８】
また、セグメント用鋼殻１の上部を前傾保持することにより、内部空間２８にコンクリート４を充填するとき、該コンクリート４の自重が傾斜した前面型枠３の内面に作用する。これによりコンクリート４が前面型枠３の内面に圧接するので、コンクリート４と前面型枠３の境界面に存在する気泡が上方に効率的に追い出される。コンクリート４が硬化して前面型枠３を脱型したとき、コンクリート表面４ａには気泡の存在した跡に凸凹が生じるが、前述のようにセグメント用鋼殻１の上部を前傾保持することにより、コンクリート表面４ａに気泡の痕跡として生じる凸凹を少なくでき、綺麗な表面に仕上げることが可能となる。
【００２９】
前面型枠３の高さ方向の略中間部には、前面型枠３を貫通するコンクリート注入孔２０ａが形成されており、このコンクリート注入孔２０ａにコンクリート注入パイプ２０が接続されている。そして、コンクリート注入パイプ２０から内部空間２８内に高流動性のコンクリート４を圧入充填する。コンクリート４の充填に伴って内部空間２８内の空気は、排気孔であるネジ切り穴２３から外部に排気される。そして、コンクリート４の液面レベル９が徐々に上昇し、最終段階では図１（ｂ）に示すように、ネジ切り穴２３の直下近傍に形成された小空間２８ａにモルタル２７を充填し、さらにコンクリート４とモルタル２７が硬化した後、ネジ切り穴２３を水密的に封止する。
【００３０】
また、セグメント用鋼殻１と前面型枠３に振動を発生させる手段として、前面型枠３に高周波バイブレーター１３を設置している。この高周波バイブレーター１３は、内部空間２８へのコンクリート圧入開始から圧入終了まで稼動させている。
【００３１】
また、セグメント用鋼殻１と前面型枠３の上部側を前傾させて保持する手段の一例として、地面１４にゴムその他の弾性支持体１５を設置し、この弾性支持体１５で、一端を地面１４に着けた傾斜ベース枠１６の先端を支持する。すなわち、平面的に見て配置角度を異にする２つの傾斜ベース枠１６にセグメント用鋼殻１と前面型枠３の下端部１７を載置することで、該セグメント用鋼殻１と前面型枠３を前傾して保持できる。なお、弾性支持体１５以外の公知の支持手段で支持しても構わない。
【００３２】
本発明は、上記の施工工程において、コンクリート充填時に、ネジ切り穴２３に装着する排気部材と、コンクリートが硬化した後に、このネジ切り穴２３を水密的に封止する水密ボルトに特徴があるので、これについて図２〜図４を参照して説明する。
【００３３】
ネジ切り穴２３は、図１で説明したように、縦置き配置したセグメント用鋼殻１の上部主桁５の中央部上端部位１２においてウエブ２１に設けられている。さらに、図２〜図４に拡大して図示するように、ネジ切り穴２３は、上部側を前傾させたセグメント用鋼殻１におけるウエブ２１の傾斜上部側の位置、つまり、図２において左側のフランジ２２に近接した箇所に設けられている。このように構成することによって、ネジ切り穴２３は傾斜したセグメント用鋼殻１の上辺の頂上部位に位置することになる。したがって、ネジ切り穴２３の部位までコンクリート４が充填したときは、この位置よりも下側のレベルにある内部空間２８内には隙間なくコンクリート４が充填されることになる。
【００３４】
図２（ａ）には、上記のネジ切り穴２３を設けた態様が示されている。図２（ｂ）には、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４を螺合した態様が示されている。この排気ボルト２４は、図３（ａ）に拡大して示すように軸の中心を貫通する排気孔３１を有している。この排気ボルトは、図３（ａ）に示す形態に限定されるものではなく、上記ネジ切り穴２３と螺合可能な外周面を持ついかなる円筒状部材に代替してもよい。
【００３５】
次に、図２（ｃ）に示すように、ネジ切り穴２３に排気ボルト２４を螺合した態様で、内部空間２８に高流動性のコンクリート４を注入することにより、その液面レベル９は点線と実線で示すように徐々に上昇する。コンクリート充填の最終段階において、図２（ｃ）に示すように、コンクリート４は内部空間２８から溢れ、排気ボルト２４の排気孔３１を通って上部主桁５のウエブ２１の上面に溢出する。これにより内部空間２８にコンクリート４が充満したことを目視で確認することができる。また、かかるコンクリート４の溢出を確認した後、内部空間２８へのコンクリート４の注入を止める。コンクリート４が排気孔３１を通って外部に溢出するとき、ネジ切り穴２３には排気ボルト２４が螺合されているため、該ネジ切り穴２３のネジ溝が当該コンクリート４で埋まることがない。
【００３６】
また、排気ボルト２４に代えて、図３（ｂ）に示すように、ゴムまたは弾性のある樹脂からなり、排気孔３１を有する排気栓２４ａを用いてもよい。そして、排気栓２４ａの軸部をその材料の弾性を利用してネジ切り穴２３にきつく螺合するとよい。このように構成することによっても、コンクリート４が排気栓２４ａの排気孔３１を通って外部に溢出するとき、当該コンクリート４によりネジ切り穴２３のネジ溝が埋められるのを防止することが可能となる。
【００３７】
図２（ｄ）は、内部空間２８に充填されたコンクリート４が硬化した状態を示している。この時点において、ネジ切り穴２３から排気ボルト２４を螺脱する。このとき、ネジ切り穴２３の直下近傍にコンクリート４が充填されない小空間２８ａが形成される場合がある。これは、コンクリート充填の最終段階において、コンクリート４が排気ボルト２４の排気孔３１から溢出するとき、この小空間２８ａは、排気孔３１の部位より若干高いレベルにあるためである。また、ネジ切り穴２３の直下近傍に小空間２８ａが形成される他の要因として、コンクリート４の硬化時においてコンクリート４に含有されている水分が蒸発することにより、当該コンクリート４の体積が減少することも挙げられる。
【００３８】
そこで、図２（ｅ）に示すように、この小空間２８ａにネジ切り穴２３を通してモルタル２７を充填して、内部空間２８内の空隙を完全になくす。モルタル２７が硬化した後、最後に、図２（ｆ）に示すように、ネジ切り穴２３に水密ボルト２５を螺合することで、内部空間２８へのコンクリート４の充填工程を終了する。ちなみに、この図２（ｅ）に示す工程は省略するようにしてもよい。
【００３９】
また、図３（ｃ）に示すように水密ボルト２５の頭部下面で、上部主桁５のウエブ２１と接触する面には環状の水膨湿潤ゴム２９が装着してあり、これにより、ネジ切り穴２３の水密的な封止は確実となる。また直下部に、図３（ｄ）に示すように水密ボルト２５の頭部下面で、上部主桁５のウエブ２１と接触する面に水密ワッシャー３０を装着しても上記と同様にネジ切り穴２３の水密的な封止を行うことがきる。
【００４０】
上記のように、水密ボルト２５をネジ切り穴２３に締結したとき、環状の水膨湿潤ゴム２９または、水密ワッシャー３０がネジ切り穴２３の周縁に密着し水分を含んで膨張することでネジ切り穴２３は水密的に封止される。これによりセグメント用鋼殻１の内面とコンクリート４の境界面に水が浸入せず、鋼殻コンクリートセグメントの品質が長期間保証される。
【００４１】
また、排気ボルト２４の排気孔３１には図４（ａ）に示すように、排気パイプ２６を接続してもよい。その接続手段は任意であるが、例えば、図のように排気パイプ２６の外周を排気孔３１の内周面に接着剤で固着してもよい。また、排気パイプ２６の他端には排気ポンプ（図示せず）を接続しておく。このようにして内部空間２８にコンクリートを注入しながら、排気パイプ２６で内部空間２８の空気を強制的に排気して負圧とすることで、内部空間２８内へのコンクリート４の充填を一層円滑に行うことができる。排気パイプ２６による内部空間２８の空気の吸引は常時でなくてもよく、例えば、高流動性のコンクリート４の注入パイプが詰まった時などに吸引を行うとコンクリートの通りがよくなる。
【００４２】
以上のように、本実施形態によると、縦置きに配置したセグメント用鋼殻１の上部主桁５に排気孔用のネジ切り穴２３を設け、このネジ切り穴２３に排気ボルト２４または、排気栓２４を装着して内部空間２８の空気を排気しながらコンクリート４の充填を行うことができ、かつ、排気ボルト２４等の排気孔３１からコンクリート４が外部に溢出するとき、ネジ切り穴２３のネジ溝がコンクリート４で埋められる不具合をなくすことができる。したがって、コンクリート４の硬化後は、ネジ切り穴２３に水密ボルト２４を容易確実に螺合でき、セグメント用鋼殻１の内側とコンクリート４との境界面に水が浸入するのを確実に防止できる。
【００４３】
また、本実施形態によると、上部側を前傾させたセグメント用鋼殻１と前面型枠３に振動を与えながら内部空間２８にコンクリート４を充填し、コンクリート４が硬化した後、前面型枠３を脱型することで、図１（ａ）に示すようなコンクリート表面４aに凸凹の少ない高品質の鋼殻コンクリートセグメント１１が製作される。さらに、コンクリート充填時においては、セグメント用鋼殻１の中央部の上端部位１２における排気ボルト２４の排気孔３１からのコンクリート溢出状況を目視で監視していれば、内部空間２８の全体にコンクリート４が隙間なく充填されたことを確認でき、品質管理の観点においてもより有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法を説明するための概要図で、（ａ）は、セグメント完成状態の斜視図、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａで切断したコンクリート充填時の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、セグメント用鋼殻の内部空間へのコンクリート充填時と充填後におけるネジ切り穴への排気栓と水密ボルトとの着脱工程を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、排気ボルトと排気栓のそれぞれの拡大断面図、（ｃ）（ｄ）は、水密ボルトの２例を示す側断面図である。
【図４】（ａ）は、排気ボルトに排気パイプを接続して内部空間にコンクリートを充填する態様を示す拡大断面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ部詳細図である。
【図５】従来の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法を説明するための概要図で、（ａ）は、セグメント完成状態の斜視図、（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂで切断したコンクリート充填時の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ セグメント用鋼殻
２ 凹部
３ 前面型枠
４ コンクリート
４ａ硬化したコンクリートの表面
５ 上部主桁
５ａ 下部主桁
５ｂ 上部主桁の内側面
６コンクリートの溢出用パイプ
７ 気泡
８ 継手部材
９ 液面レベル
１０ スキンプレート
１２ 中央部上端部位
１３ 高周波バイブレーター
１４ 地面
１５ 弾性支持体
１６ 傾斜ベース枠
１７ 下端部
１８ 基端
１９ 両端側
２０ コンクリート注入パイプ
２０ａ コンクリート注入孔
２１ ウエブ
２２ フランジ
２３ ネジ切り穴
２４ 排気ボルト
２４ａ 排気栓
２５ 水密ボルト
２６ 排気ホース
２７ モルタル
２８ 内部空間
２８ａ 小空間
２９ 環状の水膨湿潤ゴム
３０ 水密ワッシャー
３１ 排気孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント用鋼殻を鉛直面から傾斜させて立設するとともに、その前側面に形成されたコンクリート充填用凹部について、予め貫通穴を形成させた型枠で閉塞し、
上記セグメント用鋼殻の上端部に予め形成されたネジ切り穴に円筒状部材の外周面を螺合させ、
上記型枠を閉塞させることにより上記セグメント用鋼殻の内部に形成された空間に対し、当該型枠の貫通穴を介してコンクリートを注入し、
上記コンクリートの注入を上記円筒状部材からの溢出状況に応じて停止し、
上記空間内に注入されたコンクリートの硬化後に上記円筒状部材を上記ネジ切り穴から螺脱させ、
上記円筒状部材が螺脱されたネジ切り穴に水密ボルトを螺合させてこれを封止すること
を特徴とする鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項２】
上記コンクリートの注入を停止させた後、上記注入されたコンクリートから上記ネジ切り穴に至るまでの間隙にモルタルを充填すること
を特徴とする請求項１記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項３】
上記水密ボルトとセグメント用鋼殻との間に、水膨湿潤ゴム又は水密ワッシャーを介装させること
を特徴とする請求項１又は２記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項４】
上記円筒状部材に接続した排気パイプを通して上記空間内の空気を吸引しつつ、上記コンクリートを注入すること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項５】
セグメント用鋼殻を鉛直面から２０°以下の傾斜角で立設すること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項１】
セグメント用鋼殻を鉛直面から傾斜させて立設するとともに、その前側面に形成されたコンクリート充填用凹部について、予め貫通穴を形成させた型枠で閉塞し、
上記セグメント用鋼殻の上端部に予め形成されたネジ切り穴に円筒状部材の外周面を螺合させ、
上記型枠を閉塞させることにより上記セグメント用鋼殻の内部に形成された空間に対し、当該型枠の貫通穴を介してコンクリートを注入し、
上記コンクリートの注入を上記円筒状部材からの溢出状況に応じて停止し、
上記空間内に注入されたコンクリートの硬化後に上記円筒状部材を上記ネジ切り穴から螺脱させ、
上記円筒状部材が螺脱されたネジ切り穴に水密ボルトを螺合させてこれを封止すること
を特徴とする鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項２】
上記コンクリートの注入を停止させた後、上記注入されたコンクリートから上記ネジ切り穴に至るまでの間隙にモルタルを充填すること
を特徴とする請求項１記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項３】
上記水密ボルトとセグメント用鋼殻との間に、水膨湿潤ゴム又は水密ワッシャーを介装させること
を特徴とする請求項１又は２記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項４】
上記円筒状部材に接続した排気パイプを通して上記空間内の空気を吸引しつつ、上記コンクリートを注入すること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【請求項５】
セグメント用鋼殻を鉛直面から２０°以下の傾斜角で立設すること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の鋼殻コンクリートセグメントの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２７６２９３（Ｐ２００７−２７６２９３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０６３４３（Ｐ２００６−１０６３４３）
【出願日】平成１８年４月７日（２００６．４．７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月７日（２００６．４．７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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