特許 6654423 コンクリート部材製造用の型枠装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6654423

(24)【登録日】2020年2月3日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】コンクリート部材製造用の型枠装置

(51)【国際特許分類】

   B28B 7/00 20060101AFI20200217BHJP

   B28B 23/04 20060101ALI20200217BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20200217BHJP

【ＦＩ】

   B28B7/00 Z

   B28B23/04

   E04G21/12 104F

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-247652(P2015-247652)

(22)【出願日】2015年12月18日

(65)【公開番号】特開2017-109449(P2017-109449A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000112196

【氏名又は名称】株式会社ピーエス三菱

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】諸橋 克敏

(72)【発明者】

【氏名】田中 寛規

(72)【発明者】

【氏名】壇 弘晃

【審査官】 小野 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１３８６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２２５５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１７６５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６４１０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６１−１２８０１０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｂ ７／００− ７／４６

Ｂ２８Ｂ ２３／００−２３／２２

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＣ鋼線の線方向における中間部の底面が該中間部の両側の部分の底面よりも凹んだコンクリート部材をプレテンション方式で製造するために用いられる型枠装置であって、
基台と、
前記基台上に載置された底枠とを具備し、
前記底枠が、前記コンクリート部材の前記中間部に対応する部位の少なくとも一箇所で、前記線方向に連続する複数の底枠パーツに所定の幅の隙間を置いて互いに分離され、前記分離された各々の底枠パーツが、前記基台上でプレストレス導入時に前記コンクリート部材の弾性変形方向に移動可能に設けられ、前記隙間に弾性部材が埋設されて構成される
コンクリート部材製造用の型枠装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート部材をプレテンション方式で製造する場合に用いられる型枠装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プレキャスト・コンクリート（以下、「ＰＣａ（Precast Concrete）」と呼ぶ。）部材をプレテンション方式で製造する装置として従来から知られるものには、例えば次のようなものがある。

【0003】

製作台の両端部に設置されたアバット間に端枠を貫通してＰＣ鋼線を張設し、緊張する。製作台の上に設置された底枠上に、鉄筋（図示せず）とＰＣａ部材の側面成形用の側枠を各々組み立てる。次に、型枠内にコンクリートを打ち込み、養生期間を経てコンクリートの所定の強度が発現された後、側枠を撤去し、ＰＣ鋼線の緊張を解放してコンクリートにプレストレスを導入する。最後に端枠を解体除去するとともに不要なＰＣ鋼線を切断して除去してＰＣａ部材が完成する。

【0004】

上記のプレテンション工法では、ＰＣ鋼線の緊張を解放してコンクリートにプレストレスが導入された際にコンクリートが弾性変形する。このため、コンクリートの底面が底枠表面と強い摩擦力を伴って摺接することによってコンクリート部材端部の底面などに欠損が生じやすい。

【0005】

その対策として、特許文献１には、底枠上に弾性材として働く一枚の継目なし板を潤滑剤を挟んで敷設した２重底枠構造の型枠が開示されている。この２重底枠構造の型枠によると、継目なし板が底枠上で潤滑剤の働きによって滑るとともに継目なし板そのものが弾性材として働くことによって、プレストレスを導入した際に弾性変形するコンクリートの底面との間で発生する摩擦力を小さく抑えることができ、コンクリート部材端部の底面の欠損を防止できるとしている。

【0006】

また、他の対策方法として、コンクリートの強度発現後、部材を吊り上げた際に自重により損傷しないよう、また、プレストレス導入による弾性変形がコンクリートや底枠に悪影響を及ぼさない程度にＰＣ鋼線の緊張を一部解放してコンクリートにプレストレスを導入し、コンクリート部材をクレーン等により吊り上げ、底枠を凹凸が無いものに入れ替えてコンクリート部材を再度底枠上に載置し、ＰＣ鋼線の残りの緊張力を全部解放して最終的なプレストレスをコンクリートに導入する方法もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実公平２−４３６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、例えば、底面にハンチが設けられた床版など、ＰＣ鋼線の線方向における底面中間部分に凹状部を有するコンクリート部材をプレテンション方式で製造する場合、ＰＣ鋼線の緊張解放によりコンクリートに導入されたプレストレスによってコンクリートが弾性変形する際、底枠のハンチ形成用のテーパ面にコンクリートから大きな力が加わり、底枠が損傷したり、コンクリートが破損したりし、品質確保ができなかったり、部材の補修費用の増大や底枠修理のための費用の増大などを招くおそれがある。この問題は、例えば、上記特許文献１に記載の２重底枠構造の型枠では解決することは困難であった。また、上記の他の対策方法であるプレストレスを２回に分けて行う方法は、工数が多くなり製造コストが高くなる。また、最初のプレストレス導入時に底枠のハンチ形成用のテーパ面にコンクリートから力が少なからず加わる可能性があり、底枠の損傷、コンクリート破損を完全に防止する対策とはなり難い。

【0009】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ＰＣ鋼線の線方向における底面中間部に凹状部を有するコンクリート部材の品質確保および底枠の損傷防止を図ることができ、コンクリート部材の製造コストを引き下げることのできる型枠装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る型枠装置は、ＰＣ鋼線の線方向における中間部の底面が該中間部の両側の部分の底面よりも凹んだコンクリート部材をプレテンション方式で製造するために用いられる型枠装置であって、基台と、前記基台上に載置された底枠とを具備し、前記底枠が、前記コンクリート部材の前記中間部に対応する部位の少なくとも一箇所で、前記線方向に連続する複数の底枠パーツに所定の幅の隙間を置いて互いに分離され、前記分離された各々の底枠パーツが、前記基台上で前記プレストレス導入時に前記コンクリート部材の弾性変形方向に移動可能に設けられ、前記隙間に弾性部材が埋設されて構成される。

【0011】

本発明に係る型枠装置では、底枠が、少なくともコンクリート部材の中間部に対応する部位の少なくとも一箇所で、ＰＣ鋼線の線方向に連続する複数の底枠パーツに所定の幅の隙間を置いて互いに分離され、分離された各々の底枠パーツが、基台上でプレストレス導入時にコンクリート部材の弾性変形方向に移動可能に設けられているので、コンクリートへのプレストレスの導入により弾性変形したコンクリートの変位を上記の隙間で吸収することができる。このため、ＰＣ鋼線の線方向における底面中間部分に凹状部を有するコンクリート部材を、型枠装置の底枠の損傷やコンクリート部材の破損を招くことなく良好に製造することができる。

【発明の効果】

【0012】

以上のように、本発明によれば、ＰＣ鋼線の線方向における底面中間部に凹状部を有するコンクリート部材の品質確保および底枠の損傷防止を図ることができ、コンクリート部材の製造コストを引き下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る一実施形態である型枠装置を用いた製造装置により製造されるＰＣａ部材を説明するための斜視図である。

【図2】図１のＰＣａ部材１１を製造するために用いられる典型的な型枠装置を示す側面断面図である。

【図3】図２の典型的な型枠装置を用いた場合の課題を説明するための側面断面図である。

【図4】本実施形態の型枠装置を用いた製造装置の全体構成を示す側面図である。

【図5】図４の型枠装置を拡大して示す側面断面図である。

【図6A】図５の型枠装置のプレストレス導入前の状態を示す側面断面図である。

【図6B】図５の型枠装置のプレストレス導入後の状態を示す側面断面図である。

【図7】本発明に係る型枠装置の変形例を示す側面断面図である。

【図8】本発明に係る型枠装置の別の変形例を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る型枠装置を用いたＰＣａ部材の製造装置の実施形態を説明する。

【0015】

［ＰＣａ部材について］
図１は、本発明に係る一実施形態である型枠装置を用いた製造装置により製造されるＰＣａ部材を説明するための斜視図である。
本実施形態の製造装置では、製造対象であるＰＣａ部材１１が、例えば高速道路などにおける橋梁１のＰＣａＰＣ（Precast Concrete Prestressed Concrete）床版である場合を想定している。この橋梁１において、ＰＣａ部材１１（ＰＣａＰＣ床版）は、道路の幅員方向に２つ並べて敷設され、図示しないＰＣ鋼線を用いてポストテンション方式でプレストレスが導入されることによって一体化される。

【0016】

図２は図１のＰＣａ部材１１と、このＰＣａ部材１１を製造するために用いられる典型的な型枠装置の底枠２０の構成を示す側面断面図である。
ＰＣａ部材１１の底面には、図１に示した橋脚２に支持される桁３が受ける部分である２つのハンチ１１ａ、１１ｂが設けられる。２つのハンチ１１ａ、１１ｂは、コンクリートにプレテンション方式でプレストレスを導入するＰＣ鋼線１２の線方向において互いに離間して設けられる。ＰＣ鋼線１２は複数段配置される場合もある。したがって、ＰＣａ部材１１の底面の２つのハンチ１１ａ、１１ｂ間に凹状部１１ｃが形成される。

【0017】

このようにハンチ１１ａ、１１ｂ間に凹状部１１ｃを有するＰＣａ部材１１を、ＰＣａ部材１１の底面の凹凸形状に対応した表面２１をもつ底枠２０を備える典型的な型枠装置を用いてプレテンション方式により製造すると、例えば、図３に示すように、ＰＣ鋼線１２の緊張解放によりＰＣａ部材１１のコンクリートに導入されたプレストレスによってコンクリートが弾性変形する際、底枠２０のハンチ形成用のテーパ面２２、２３にコンクリートから大きな力が加わり、底枠２０が損傷したり、コンクリートが破損したりするおそれがある。

【0018】

本実施形態のＰＣａ部材製造用の型枠装置は、このような課題を解決することを目的の１つとするものである。
［ＰＣａ部材の製造装置１００について］
図４は本実施形態のＰＣａ部材製造用の型枠装置１２０を用いた製造装置１００の全体構成を示す側面図である。
同図に示すように、この製造装置１００は、ＰＣ鋼線１２を張設し、緊張する緊張装置（アバット）１１０、１１０と型枠装置１２０とを有する。

【0019】

型枠装置１２０は、ＰＣａ部材１１の底面を形成するための底枠１２１と、ＰＣａ部材１１の４側面を形成するための複数の側枠１２２ａおよび端枠１２２ｂとで構成される。底枠１２１は型枠装置１２０の基台１２３の上面１２７上に前記線方向へ移動容易に載置される。複数の側枠１２２ａは各々底枠１２１に対して独立して基台１２３に設置される。底枠１２１を前記線方向へ移動容易に載置する手段としては、基台１２３の上面１２７上と底枠１２１の間に丸鋼、鋼管等を適宜間隔で挟む、潤滑剤を塗布する、テフロン（登録商標）板を挟む、等の方法を利用してもよい。

【0020】

［型枠装置１２０の構成］
図５は図４の型枠装置１２０を拡大し、かつ型枠装置１２０から複数の側枠１２２ａおよび端枠１２２ｂを除いて示した側面断面図である。
同図に示すように、この型枠装置１２０の底枠１２１は、製造対象であるＰＣａ部材１１の２つのハンチ１１ａ、１１ｂ間の凹状部１１ｃの平坦部に対応する例えば２箇所で、ＰＣ鋼線１２の線方向に連続する複数の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに所定の隙間Ｇ１、Ｇ２を挟んで互いに分離される。底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、例えば、均一な厚さの鋼板などで構成され、各々、製造対象であるＰＣａ部材１１の底面形状を形成するために必要な形状の表面１２８を備えて形成される。

【0021】

一方、基台１２３は、底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが載置される上面１２７を有する。基台１２３の上面１２７は、プレテンションの導入によりコンクリートが弾性変形する際、３つの底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃのうち少なくとも両側２つの底枠パーツ１２１ａ、１２１ｃのコンクリート弾性変形方向への移動を所定の距離制限において許容するように構成される。

【0022】

より具体的には、図６Ａに示すように、各々の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃはＰＣａ部材１１の２つのハンチ１１ａ、１１ｂの間の凹状部１１ｃの平坦部に対応する２箇所の位置で互いに分離されているため、プレテンションの導入によりコンクリートが弾性変形したとき、図６Ｂに示すように、図中左端の底枠パーツ１２１ａは隙間Ｇ１の幅の範囲内で図中右側にずれ、図中右端の底枠パーツ１２１ｃは隙間Ｇ２の幅の範囲内で図中左側にずれる。ここで、各々の隙間Ｇ１、Ｇ２の初期幅（プレストレス導入前の幅）は、コンクリートの弾性変形量を考慮して決められればよい。

【0023】

隙間Ｇ１、Ｇ２には弾性部材１２４が埋設される。このとき底枠１２１の表面に対して弾性部材１２４の表面が平坦に揃うように弾性部材１２４が埋設される。また、隙間Ｇ１、Ｇ２はＰＣ鋼線１２の線方向に対して例えば直交方向に沿って設けられる。但し、隙間Ｇ１、Ｇ２は当該直交方向に対して斜めに設けられてもよい。隙間Ｇ１、Ｇ２に配置される弾性部材１２４は、アルカリに対する耐腐食性に優れ、水を透し難い、もしくは透さない材料からなるものであることが望ましい。また、弾性部材１２４は、繰り返し圧縮されても弾性が可及的に低下しない材料からなることが望ましい。

【0024】

［ＰＣａ部材１１の製造方法］
次に、この型枠装置１２０を有する製造装置１００を用いてＰＣａ部材１１を製造する方法を説明する。

【0025】

まず、緊張装置１１０、１１０間に端枠１２２ｂを貫通して複数のＰＣ鋼線１２を張設し、所定の緊張力で各ＰＣ鋼線１２を緊張する。

【0026】

次に、型枠装置１２０において基台１２３上の各底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの位置を決める。前述したように、底枠１２１は複数本例では３つの底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃで構成されており、各々の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは所定（初期幅）の幅の隙間Ｇ１、Ｇ２を置いてＰＣ鋼線１２の線方向に一列に並べて配置される。次いで、各々の隙間Ｇ１、Ｇ２に弾性部材１２４が埋設される。

【0027】

次に、型枠装置１２０の底枠１２１上にＰＣａ部材１１のための鉄筋（図示せず）が組み立てられるとともに側枠１２２ａが組み立てられる。この際、ポストテンション用のＰＣ鋼線を通すためのシース（図示せず）も配設されることもある。

【0028】

次に、型枠装置１２０の底枠１２１、側枠１２２ａおよび端枠１２２ｂで形成される型枠空間内にコンクリートが流し込まれる。養生期間を経てコンクリートの所定の強度が発現された後、側枠１２２ａを撤去し、ＰＣ鋼線１２の緊張が解放され、コンクリートにプレストレスが導入される。コンクリートにプレストレスが導入されることによって、コンクリートがプレストレス方向に弾性変形し、このコンクリートの弾性変形に伴って、コンクリートの底面に表面１２８が密着している底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ特に底枠パーツ１２１ａと底枠パーツ１２１ｃにコンクリート弾性変形方向に移動させようとする力が加わる。

【0029】

ここで、各々の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃはＰＣ鋼線１２の線方向において所定の幅の隙間Ｇ１、Ｇ２を置いて互いに分離して基台１２３の上面１２７に載置されているため、図６Ｂに示したように、コンクリートの弾性変形と同時に図中左端の底枠パーツ１２１ａは隙間Ｇ１の幅の範囲内で図中右側にずれ、図中右端の底枠パーツ１２１ｃは隙間Ｇ２の幅の範囲内で図中左側にずれる。このため底枠パーツ１２１ａおよび底枠パーツ１２１ｃのハンチ形成用のテーパ面１２５、１２６の部分に大きな応力が発生しなくなり、コンクリートの破損および底枠２０の損傷を回避することができる。

【0030】

この後、型枠装置１２０の端枠１２２ｂを外すとともに、不要なＰＣ鋼線１２を切断して除去する。以上のようにしてＰＣａ部材１１が製造される。

【0031】

製造されたＰＣａ部材１１を型枠装置１２０から取り上げて次のＰＣａ部材１１の製造に移るため、各底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが元の位置に戻される。各底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが元の位置に戻ると、各隙間Ｇ１、Ｇ２に埋設された弾性部材１２４が自らの持つ弾性により元の厚さに戻るので、簡単な調整や確認を行い次のＰＣａ部材１１の製造に移行することができる。

【0032】

［本実施形態の効果］
以上のように、本実施形態の型枠装置１２０によれば、底枠１２１が、ＰＣａ部材１１の２つのハンチ１１ａ、１１ｂ間の凹状部１１ｃの平坦部に対応する例えば２箇所で、ＰＣ鋼線１２の線方向に連続する複数の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに所定の隙間Ｇ１、Ｇ２を挟んで互いに分離されているので、コンクリートへのプレストレスの導入により弾性変形したコンクリートの変位を上記の隙間Ｇ１、Ｇ２で吸収することができる。このため、ＰＣ鋼線１２の線方向における底面中間部分に凹状部１１ｃを有するＰＣａ部材１１を、型枠装置１２０の底枠１２１の損傷やＰＣａ部材１１のコンクリート破損を招くことなく良好に製造することができる。これによりＰＣａ部材１１の品質確保を図ることができるとともに、底枠１２１の修理費用を削減することができ、ＰＣａ部材１１の製造コストを引き下げることができる。

【0033】

また、底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの間の隙間Ｇ１、Ｇ２には、アルカリに対する耐腐食性に優れ、水を透し難い、もしくは透さない材料からなる弾性部材１２４が配置されることによって、隙間Ｇ１、Ｇ２からの生コンクリートあるいは生コンクリートに含まれる水分の漏れ出しを防止できるとともに、ＰＣａ部材１１の底面に隙間Ｇ１、Ｇ２による継目の表出を最小限に抑えることができる。

【0034】

さらに、底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが基台１２３の上面１２７に丸鋼、鋼管、潤滑剤、テフロン（登録商標）板などを介して載置されていることで、両者の面接触による摩擦を最小限に抑えられ、両者の接触面の損傷を回避できるとともに、プレストレスの導入によりコンクリートが弾性変形した際に底枠パーツ１２１ａおよび底枠パーツ１２１ｃのハンチ形成用のテーパ面１２５、１２６の部分に発生する応力をより低く抑えることができる。

【0035】

［変形例］
次に、本発明に係る型枠装置の変形例を説明する。
図７は本発明に係る型枠装置の変形例を示す側面断面図である。
同図に示すように、この変形例の型枠装置１２０Ａにおいて、各々の底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの底面１２９および基台１２３の上面１２７は各々平坦面で構成されてもよい。

【0036】

また、上記の実施形態では、底枠１２１を３つの底枠パーツ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに分割することとしたが、図８に示すように、ＰＣａ部材１１の２つのハンチ１１ａ、１１ｂの間の凹状部１１ｃの平坦部に対応する位置に設けられた一箇所の隙間Ｇ３で底枠１２１を２つの底枠パーツ１２１ｄ、１２１ｅに分離してもよい。あるいは、４つ以上の底枠パーツに分割してもよい。

【0037】

以上、橋梁に敷設されるＰＣａＰＣ床版を製造するために用いられる型枠装置１２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＣ鋼線１２の線方向における底面中間部分に凹状部を有するものであれば、ＰＣａＰＣ床版以外のＰＣａ部材を製造するための型枠装置にも本発明は適用され得る。

【符号の説明】

【0038】

１１…ＰＣａ部材
１１ａ、１１ｂ…ハンチ
１１ｃ…凹状部
１２…ＰＣ鋼線
１２０…型枠装置
１２１…底枠
１２１ａ．１２１ｂ、１２１ｃ…底枠パーツ
１２２ａ…側枠
１２２ｂ…端枠
１２３…基台
１２４…弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】