特開 2024-136818 コンクリート打設方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136818

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】コンクリート打設方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20240927BHJP

   E01D 19/02 20060101ALI20240927BHJP

   E01D 21/00 20060101ALI20240927BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20240927BHJP

   E04G 21/02 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 B

E01D19/02

E01D21/00 B

E04G23/02 F

E04G21/02 103Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048080

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】藤代 勝

(72)【発明者】

【氏名】森田 遼

(72)【発明者】

【氏名】井上 京香

【テーマコード（参考）】

2D059

2E172

2E176

【Ｆターム（参考）】

2D059AA03

2D059DD12

2D059GG40

2E172AA05

2E172DB03

2E172DE01

2E176AA04

2E176BB28

(57)【要約】

【課題】コンクリートの温度膨張による損傷を抑制できるコンクリートの打設方法等を提供する。
【解決手段】橋脚１の中空部にコンクリートを充填する際に、中空部の平面にコンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０を設けた状態で中空部にコンクリートＣｏｎ１を打設し、当該コンクリートＣｏｎ１を非打設領域１０側に温度膨張させた後、非打設領域１０にコンクリートを打設する。非打設領域１０は、型枠１１の間に位置するスリット状の領域である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空部を有する柱状部材の前記中空部にコンクリートを打設するコンクリート打設方法であって、
前記中空部の平面にコンクリートの非打設領域を設けた状態で前記中空部にコンクリートを打設し、当該コンクリートを前記非打設領域側に温度膨張させた後、
前記非打設領域にコンクリートを打設することを特徴とするコンクリート打設方法。

【請求項2】

前記柱状部材は既設の橋脚であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設方法。

【請求項3】

前記非打設領域は、型枠の間に位置するスリット状の領域であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設方法。

【請求項4】

前記非打設領域に、流体により膨張する袋体が配置され、
前記非打設領域にコンクリートを打設する前に、前記袋体が撤去されることを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設方法。

【請求項5】

前記非打設領域を設ける際に、前記柱状部材の壁面に開口を形成して作業員の通路または資材の搬入出路として用いることを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリートの打設方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高架橋の橋脚には中空部を有するものがあり、中空状の橋脚には、耐震性の確保のための補強工事が必要なものも存在する。特許文献１には、中空状の橋脚の補強工事として、既設の鋼製橋脚内の中空部にコンクリートを打設することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平08-296208号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

橋脚内の中空部に打設するコンクリートは、容積の大きいマスコンクリートとなり、水和熱による温度膨張が橋脚に損傷を生じさせる要因となる。例えば橋脚が鉄筋コンクリート製であれば、そのコンクリートにひび割れを生じさせる懸念がある。

【0005】

このような橋脚の損傷を防止するため、中空部に打設するコンクリートの配合の変更や、中空部のコンクリートを多数回に分けて打ち上げることが考えられる。しかしながら、前者の場合にはコストが嵩み、後者の場合には１回分の打設リフトが小さくなることで施工に時間が掛かる。

【0006】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、コンクリートの温度膨張による損傷を抑制できるコンクリートの打設方法等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した課題を解決するための本発明は、中空部を有する柱状部材の前記中空部にコンクリートを打設するコンクリート打設方法であって、前記中空部の平面にコンクリートの非打設領域を設けた状態で前記中空部にコンクリートを打設し、当該コンクリートを前記非打設領域側に温度膨張させた後、前記非打設領域にコンクリートを打設することを特徴とするコンクリート打設方法である。

【0008】

本発明によれば、柱状部材の中空部にコンクリート（先行コンクリート）を打設した後の温度膨張を、コンクリートの非打設領域側に逃がすことができる。そのため、コンクリートの温度膨張による柱状部材の損傷を抑制できる。その後、非打設領域にコンクリート（後行コンクリート）を打設することで、中空部の平面全体にコンクリートを充填することができる。

【0009】

前記柱状部材は、例えば既設の橋脚である。
これにより、中空部へのコンクリートの充填による既設橋脚の補強を行うことができる。

【0010】

前記非打設領域は、型枠の間に位置するスリット状の領域であることが望ましい。
これにより、中空部内に小面積の非打設領域を容易に形成できる。また非打設領域に打設したコンクリートの温度膨張が問題になることもない。

【0011】

前記非打設領域に、流体により膨張する袋体が配置され、前記非打設領域にコンクリートを打設する前に、前記袋体が撤去されることも望ましい。
これにより、非打設領域の形成が容易になり、また非打設領域にコンクリートを打設する前の袋体の撤去も簡単である。

【0012】

前記非打設領域を設ける際に、前記柱状部材の壁面に開口を形成して作業員の通路または資材の搬入出路として用いることが望ましい。
これにより、中空部に非打設領域を設ける際の作業が容易になる。

【発明の効果】

【0013】

本発明により、コンクリートの温度膨張による損傷を抑制できるコンクリートの打設方法等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】橋脚１を示す図。

【図2】コンクリートの打設方法を示す図。

【図3】コンクリートの打設方法を示す図。

【図4】橋脚１を示す図。

【図5】コンクリートＣｏｎの温度膨張により橋脚１に生じる応力を示す図。

【図6】コンクリートＣｏｎの温度膨張により橋脚１に生じる応力を示す図。

【図7】コンクリートＣｏｎ１の非打設領域を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係るコンクリート打設方法を適用する既設の橋脚１を示す図である。橋脚１は、高架橋などの橋桁（不図示）等を支持するRC（鉄筋コンクリート）造の柱状部材であり、中空部を有する。図１の上図は橋脚１の橋軸直角方向に沿った鉛直断面であり、下図は橋脚１の水平断面である。これは後述する図２～図４の各図において同様である。なお、橋軸直角方向は橋軸方向と平面において直交する方向であり、図１の上図および下図の左右方向に対応する。橋軸方向は、上図の紙面法線方向、下図の上下方向に対応する。

【0017】

本実施形態では橋脚１とその中空部の水平断面が矩形状であり、中空部は、橋脚１の水平断面内で橋軸直角方向に２つ並べて設けられる。しかしながら、橋脚１とその中空部の形状、中空部の数やその配置は特に限定されない。

【0018】

本実施形態では、橋脚１の補強工事（補強方法）の一環として、橋脚１の基部において橋脚１の中空部にコンクリートを充填し、橋脚１の耐震性を向上させる。この際、まず図２（ａ）に示すように、橋脚１の中空部で、平面においてスリット状の非打設領域１０が形成されるように、当該非打設領域１０の両側で型枠１１を配置する。非打設領域１０は、中空部内で十字状に設けられる。型枠１１は、セパレータ等の支持材１２により橋脚１の内面から支持することができる。なお、型枠１１や支持材１２の設置に際しては、橋脚１の壁面に開口１３を形成し、当該開口１３を作業員の通路や資材の搬入出路として用いる。

【0019】

その後、図２（ｂ）に示すように、型枠１１と橋脚１の内面に囲まれた領域にコンクリート（先行コンクリート）Ｃｏｎ１を打設する。コンクリートＣｏｎ１の打設は、橋脚１の開口１３に通した打設管（不図示）を介して行うことができる。上記領域（打設領域）のコンクリートＣｏｎ１は、水和熱による打設後の温度上昇で膨張するが、橋脚１は型枠１１よりも強固なので、コンクリートＣｏｎ１の膨張力は非打設領域１０側に逃げ、コンクリートＣｏｎ１は非打設領域１０側に膨張する。従って、橋脚１にひび割れ等が生じることはない。なお、型枠１１は、コンクリートＣｏｎ１の膨張に伴って変形または移動する。

【0020】

コンクリートＣｏｎ１の温度上昇は打設後2日間程度続くので、その後、図３（ａ）に示すように型枠１１を撤去し、図３（ｂ）に示すように、非打設領域１０にコンクリート（後行コンクリート）Ｃｏｎ２を打設する。非打設領域１０は小面積でありコンクリートＣｏｎ２の容積は小さいので、温度膨張が問題になることはない。

【0021】

コンクリートＣｏｎ２の硬化後、その上段で図２（ａ）と同様に型枠１１を設置する。以下、図２（ａ）～図３（ｂ）の工程を繰り返すことで、図４に示すように、橋脚１の中空部で必要な高さまでコンクリートＣｏｎ１、Ｃｏｎ２を充填する。当該高さは、例えば地震時の塑性化領域に対応する高さである。なお、図４の例では、閉止材１４により前記の開口１３が閉じられるとともに、橋脚１の耐震補強として、さらに、橋脚１の外周面を巻き立てコンクリート２によって巻き立てている。

【0022】

図５、６は、本発明のようにスリット状の非打設領域１０を設けてコンクリートＣｏｎを打設した場合（「スリット打設」）と、非打設領域１０を設けないでコンクリートＣｏｎを打設した場合（「一般打設」）とで、コンクリートＣｏｎの温度膨張により橋脚１に生じる応力(N/mm²)をシミュレーションした結果である。図５は、橋脚１の橋軸方向に沿った側面Ａに生じる応力を、コンクリートＣｏｎの打設後の経過日数を横軸として示したものであり、図６は、橋脚１の橋軸直角方向に沿った側面Ｂに生じる応力を、同じく経過日数を横軸として示したものである。

【0023】

図５、６に示されるように、橋脚１のいずれの側面Ａ、Ｂにおいても、非打設領域１０を設けることで、コンクリートＣｏｎの温度膨張により生じる応力の最大値が小さくなり、非打設領域１０を設けることが橋脚１のひび割れ等の防止に有効であることがわかる。

【0024】

以上説明したように、本実施形態によれば、橋脚１の中空部にコンクリートＣｏｎ１を打設した後の温度膨張を、コンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０側に逃がすことができる。そのため、コンクリートＣｏｎ１の温度膨張による橋脚１の損傷を抑制できる。その後、非打設領域１０にコンクリートＣｏｎ２を打設することで、中空部の平面全体にコンクリートＣｏｎ１、Ｃｏｎ２を充填することができる。本実施形態では、特殊な配合のコンクリートを使用することが必要無く、また温度膨張を考慮して打設リフトを小さくする必要も無いので、施工に係るコストや時間も小さくて済む。

【0025】

また本実施形態では、中空部へのコンクリートＣｏｎ１、Ｃｏｎ２の充填により、既設橋脚の補強を行うことができる。しかしながら、コンクリートＣｏｎ１、Ｃｏｎ２の充填対象や充填目的は上記に限らず、柱状部材の中空部にコンクリートＣｏｎ１、Ｃｏｎ２を充填するものであればよい。

【0026】

また本実施形態では、非打設領域１０が型枠１１の間に位置するスリット状の領域であり、中空部内に小面積の非打設領域１０を容易に形成できる。また非打設領域１０に打設したコンクリートＣｏｎ２の温度膨張が問題になることもない。

【0027】

また本実施形態では橋脚１の壁面に開口１３を形成し、作業員の通路や資材の搬入出路として用いることで、中空部に非打設領域１０を設ける際の作業が容易になる。

【0028】

しかしながら、本発明が上記の実施形態に限定されることはない。例えば本実施形態では、型枠１１を撤去した後、非打設領域１０にコンクリートＣｏｎ２を打設したが、型枠１１の代わりにコンクリート製の埋設型枠を設置し、当該埋設型枠を残置したままコンクリートＣｏｎ２を打設することも可能である。

【0029】

また本実施形態ではスリット状の非打設領域１０の両側に型枠１１を設置したが、図７（ａ）に示すように、エアチューブなど、空気や水等の流体により膨張する袋体１５を十字状に並べて設置し、コンクリートＣｏｎ１の非打設領域としてもよい。この場合も、コンクリートＣｏｎ１の温度膨張に応じて袋体１５が収縮することで、コンクリートＣｏｎ１の温度膨張をコンクリートＣｏｎ１の非打設領域側に逃がすことができ、非打設領域の形成も容易である。また袋体１５は、内部の流体を抜いて収縮させることで、コンクリートＣｏｎ２の打設前に簡単に撤去できる。なお、図２（ａ）に示した型枠１１の間の非打設領域１０に袋体１５を配置してもよく、この場合は支持材１２を省略でき、施工が容易になる。

【0030】

またコンクリートＣｏｎ１の非打設領域の形状も、十字のスリット状に限ることはなく、例えば図７（ｂ）に示すように、橋脚１の内面に沿った環状の領域をコンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０とし、その内側の型枠１１で囲まれた領域に、コンクリートＣｏｎ１を打設してもよい。この場合も、コンクリートＣｏｎ１の温度膨張を、コンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０側に逃がすことができる。

【0031】

一方、図７（ｃ）に示すように、コンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０を、橋軸方向に沿ったＩ字のスリット状とすることも考えられるが、この場合、矢印ａで示す橋軸方向のコンクリートＣｏｎ１の温度膨張が非打設領域１０側に逃げず、橋脚１の橋軸直角方向の側面にひび割れを生じさせる懸念がある。本実施形態のように橋脚１とその中空部の水平断面が矩形状の場合、可能であれば、コンクリートＣｏｎ１の非打設領域１０は、図２（ｂ）や図７（ａ）、（ｂ）の例のように、橋脚１の中空部を、上記矩形の各辺の方向に横断するように設定しておくと望ましい。あるいは図７（ｄ）に示すように、スリット状の非打設領域１０を、中空部の対角線上を横断するように設けてもよい。

【0032】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0033】

１：橋脚
１０：非打設領域
１１：型枠
１２：支持材
１３：開口
１５：袋体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】