特開 2024-3573 プレキャスト部材及びプレキャスト部材の形成方法

(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】P2024003573

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】プレキャスト部材及びプレキャスト部材の形成方法

(51)【国際特許分類】

   B28B 1/30 20060101AFI20240105BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240105BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

B28B1/30

B33Y10/00

B33Y80/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102798

(22)【出願日】2022-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(71)【出願人】

【識別番号】000229667

【氏名又は名称】日本ヒューム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】高橋 敏樹

(72)【発明者】

【氏名】西村 俊亮

(72)【発明者】

【氏名】石関 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】坂上 肇

(72)【発明者】

【氏名】太田 慎司

(72)【発明者】

【氏名】郷 富雄

(72)【発明者】

【氏名】田口 拓望

【テーマコード（参考）】

4G052

【Ｆターム（参考）】

4G052DA01

4G052DB12

4G052DC06

(57)【要約】

【課題】３Ｄプリンタでモルタルの積層により形成されるとともに、引張力を他の構造材に伝達可能にしたプレキャスト部材及びプレキャスト部材の形成方法を提供する。
【解決手段】構造物１０は、２つのプレキャスト部材１５を用いて構成される。プレキャスト部材１５は、内周部材２１、外周部材２２、１対の端部鋼板３５及び内部構造体２４を備える。内周部材２１及び外周部材２２は、３Ｄプリンタのノズルを移動させながらノズルから吐出させたモルタル材料を積層させて構成される。内周部材２１及び外周部材２２には、これら端部に設けられた開口部に配置される端部鋼板３５が、間詰め部材を介して接続される。内部構造体２４は、内周部材２１、外周部材２２及び端部鋼板３５によって形成された内部空間にセメント含有材料を充填されて構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３Ｄプリンタのノズルを移動させながら前記ノズルから吐出させたモルタル材料を積層させて、端部に開口部を有する外形部材と、
前記開口部に配置され、前記外形部材に密閉構造を介して接続される端部材と、
前記外形部材及び前記端部材によって形成された内部空間に充填されたセメント含有材料で構成される内部構造体と、を備えることを特徴とするプレキャスト部材。

【請求項2】

前記外形部材は、第１部材と、前記第１部材と別体の第２部材とを備え、
前記端部材は、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部との間を覆う部材であることを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト部材。

【請求項3】

前記内部構造体には、前記端部材の内部に当接した複数の鉄筋が埋設されており、
前記複数の鉄筋の隙間を貫通し、前記第１部材及び前記第２部材を貫通するセパレータが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプレキャスト部材。

【請求項4】

前記第１部材及び前記第２部材の端部は、前記端部材側に屈曲した屈曲部が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のプレキャスト部材。

【請求項5】

前記密閉構造は、前記外形部材の端部を折り返した部分と、前記端部材の端部を折り返した部分とを嵌合させることにより構成したことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト部材。

【請求項6】

３Ｄプリンタのノズルを移動させながら前記ノズルから吐出させたモルタル材料を積層させて、端部に開口部を有する外形部材を備えたプレキャスト部材の製造方法であって、
前記外形部材に密閉構造を介して接続される端部材を、前記開口部に配置することにより、前記外形部材及び前記端部材によって内部空間を形成し、
前記内部空間にセメント含有材料を充填させて硬化させることにより内部構造体を形成することを特徴とするプレキャスト部材の形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、セメント系材料であるモルタル材料を積層して形成した部分を有するプレキャスト部材及びプレキャスト部材の形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

立体の構造物を形成する場合、３次元（３Ｄ）プリンタを利用することがある。この３Ｄプリンタは、水平移動するノズルから材料を吐出させて各層を形成し、各層を積み重ねることにより立体形状を形成する。更に、各層の形状を変更することにより、複雑な立体形状の構造物や大きい構造物等を自由に形成することもできる。この場合、コンクリート等のセメント系材料は、高い圧縮強度を有するが、引張強度は低い。このため、３Ｄプリンタを用いてセメント系材料で形成したコンクリート構造物について、高い引張強度を有する構造が検討されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

【0003】

特許文献１に記載の構造物の形成方法においては、複数の板状部材と、これらを連結する柱状部材とを備えたブロックを用いる。このブロックは、表面に複数の孔が形成されるとともに、高い引張強度を有する材料で構成される。このブロックに、３Ｄプリンタのノズルの吐出口を向けた状態でノズルを配置する。そして、吐出口からのモルタルがブロックの表面の孔に押し込まれるように、モルタルを吐出させながらノズルを移動させる。更に、特許文献２に記載の構造物は、孔部を有し構造物の外形を構成する外形成体と、外形成体の孔部に、第２モルタルを注入して形成される内構造体とを備える。外形成体は、３Ｄプリンタのノズルから第１モルタルを吐出させながら経路に沿って移動させて、奇数層部及び偶数層部を交互に積層させて形成する。内構造体は、外形成体を構成する第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１４２０９３号公報

【特許文献2】特開２０２０－２６６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、橋脚等の大きな構造物に用いるプレキャスト部材を形成する場合、この大きさに対応した型枠が必要になる。そこで、プレキャスト部材を、３Ｄプリンタにより形成することができれば、型枠が不要になる。

【0006】

一方、プレキャスト部材の内部には、耐荷力のための鉄筋部材が埋設される。そして、この埋設された鉄筋部材の耐荷力を、他の構成材に伝達する必要がある。しかし、３Ｄプリンタのノズルから吐出したモルタルを積層することにより形成した部材を用いる場合、鉄筋部材の周囲に密接してモルタルを積層させることが難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するプレキャスト部材は、３Ｄプリンタのノズルを移動させながら前記ノズルから吐出させたモルタル材料を積層させて、端部に開口部を有する外形部材と、前記開口部に配置され、前記外形部材に密閉構造を介して接続される端部材と、前記外形部材及び前記端部材によって形成された内部空間に充填されたセメント含有材料で構成される内部構造体と、を備える。

【0008】

また、上記課題を解決するプレキャスト部材の製造方法は、３Ｄプリンタのノズルを移動させながら前記ノズルから吐出させたモルタル材料を積層させて、端部に開口部を有する外形部材を備えたプレキャスト部材の製造方法であって、前記外形部材に密閉構造を介して接続される端部材を、前記開口部に配置することにより、前記外形部材及び前記端部材によって内部空間を形成し、前記内部空間にセメント含有材料を充填させて硬化させることにより内部構造体を形成する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、３Ｄプリンタでモルタルを積層することにより形成したプレキャスト部材において、引張力を他の構造材に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態におけるプレキャスト部材を組み合わせて形成した構造物の斜視図である。

【図2】実施形態における内部構造体を除いた構造物の平面図である。

【図3】実施形態におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【図4】実施形態におけるプレキャスト部材に用いられるセパレータの構成を説明する説明図である。

【図5】実施形態における骨格部材の構成を説明する斜視図である。

【図6】実施形態におけるプレキャスト部材の形成方法を説明する流れ図である。

【図7】実施形態において３Ｄプリンタを用いてモルタルで形成した外形部材を説明する斜視図である。

【図8】実施形態において外形部材に骨格部材を取り付けた斜視図である。

【図9】第１変更例におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【図10】第２変更例におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【図11】第２変更例におけるプレキャスト部材の要部を説明する説明図であって、（ａ）は図１０の要部の拡大図、（ｂ）は（ａ）における１１ｂ－１１ｂ線における要部の断面図である。

【図12】第３変更例におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【図13】第４変更例におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【図14】第５変更例におけるプレキャスト部材の要部の拡大平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１～図８を用いて、プレキャスト部材及びプレキャスト部材の形成方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、橋梁等に用いられる全体として中空の略円筒形状を有した構造物を構成するプレキャスト部材として説明する。

【0012】

図１は、本実施形態のプレキャスト部材を用いた構造物の斜視図、図２は、図１の構造物の平面図であり、後述する内部構造部を取り除いた状態の図である。
図１及び図２に示す構造物１０は、例えば、橋梁等に用いられる全体として中空の略円筒形状を有した構造物である。この構造物１０は、例えば、数メートルの直径を有し、２つのプレキャスト部材１５を用いて構成されている。各プレキャスト部材１５は、鉄筋コンクリートで構成され、複数のシース管３７の上端部が露出した略半円形状を有する。このプレキャスト部材１５は、シース管３７の中央部分及び後述する鉄筋（３１～３４）を埋設した内部構造体２４を備える。この内部構造体２４は、内部空間に、セメント含有材料としてのコンクリートを充填して硬化させることにより構成される。この内部空間は、プレキャスト部材１５の内周部材２１、外周部材２２、１対（２つ）の端部鋼板３５及び間詰め部材４１，４２によって囲まれた空間である。また、内周部材２１及び外周部材２２はモルタル材料（以下、「モルタル」という）で構成される。このプレキャスト部材１５の構成の詳細は、後述する。

【0013】

更に、構造物１０は、接続プレート４５，４６及びモルタル充填部４７，４８を備えている。接続プレート４５，４６は、２つのプレキャスト部材１５の端部鋼板３５の内側及び外側に、それぞれ当接した状態で配置される。この接続プレート４５，４６は、鋼等の金属材料で構成され、プレキャスト部材１５の軸方向に離間して延在するように複数設けられている。

【0014】

モルタル充填部４７，４８は、モルタル（あるいはグラウト）により、接続プレート４５，４６の間に充填されて形成されるとともに、接続プレート４５，４６が露出しないように覆っている。更に、モルタル充填部４７，４８は、プレキャスト部材１５の外表面とほぼ面一になるように形成されている。

【0015】

（プレキャスト部材１５の構成）
図３は、プレキャスト部材１５を説明する要部の平面図である。この図においては、プレキャスト部材１５の約半分（１／４円弧部分）を示しており、プレキャスト部材１５は線対称の構造を有する。更に、この図においても、内部構造体２４を除いて示している。

【0016】

図４は、プレキャスト部材１５に用いられるセパレータ２５の構成を説明する説明図、図５は、プレキャスト部材１５に用いる骨格部材３０を説明する斜視図である。
図２及び図３に示すように、プレキャスト部材１５は、内周部材２１、外周部材２２、セパレータ２５、骨格部材３０、シース管３７及び間詰め部材４１，４２を備えている。更に、内周部材２１及び外周部材２２は、プレキャスト部材１５の内周側と及び外周側をそれぞれ形成する外形部材である。内周部材２１及び外周部材２２の間に形成された開口には、骨格部材３０の端部鋼板３５が配置される。

【0017】

内周部材２１及び外周部材２２は、別体であり、それぞれ第１部材及び第２部材に対応する。内周部材２１及び外周部材２２は、水平断面が円弧形状を有し、埋設型枠として機能する。そして、内周部材２１及び外周部材２２は、特開２０２０－２６６８６号公報等に示される３Ｄプリンタを用いて、モルタルを積層することにより構成される。

【0018】

セパレータ２５は、内周部材２１と外周部材２２との間隔を保つための器具である。
図４に示すように、セパレータ２５は、埋設ボルト２６ａ，２６ｂ、全ねじのスタッドボルト２７、座金２８及びロックナット２９を有している。スタッドボルト２７は、３分割されて構成され、３個のねじ部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃを有する。スタッドボルト２７のねじ部材２７ａ，２７ｂの端部は、内周部材２１の孔に配置された埋設ボルト２６ａに螺合して配置される。スタッドボルト２７のねじ部材２７ｂ，２７ｃの端部は、外周部材２２の孔に配置された埋設ボルト２６ｂに螺合して配置される。ロックナット２９は、座金２８を介して、それぞれ内周部材２１の内側及び外周部材２２の外側に配置されて、内周部材２１の内側から外周部材２２の外側までの間隔を固定する。

【0019】

図３及び図５に示すように、内周部材２１及び外周部材２２の間には、骨格部材３０として、内側帯鉄筋３１、外側帯鉄筋３２、中間帯鉄筋３３、組立鉄筋３４、１対（２個）の端部鋼板３５が配置される。更に、内側帯鉄筋３１と外側帯鉄筋３２との間には、複数のシース管３７が配置される。各シース管３７は、上下に配置されるプレキャスト部材１５を接続する鉄筋を配置するために用いられる。

【0020】

内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２は、略半円形状を有している。外側帯鉄筋３２は、内側帯鉄筋３１の外側を覆うように設けられる。内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２は、シース管３７が挿入可能な間隔であって、内周部材２１及び外周部材２２から十分な被り厚を設けて配置される。内側帯鉄筋３１と外側帯鉄筋３２は、その端部が、端部鋼板３５の内面に溶接するように設けられている。

【0021】

中間帯鉄筋３３は、両端部が内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２に固定されており、内側帯鉄筋３１と外側帯鉄筋３２とを橋渡ししている。図５では中間帯鉄筋３３を棒形状で示しているが、中間帯鉄筋３３の端部にフックや定着体を設けてもよい。この場合、これらフックや定着体を、内側帯鉄筋３１，外側帯鉄筋３２に引っ掛けることにより、中間帯鉄筋３３を設置する。組立鉄筋３４は、シース管３７の配置位置に対応する位置で、シース管３７の軸方向に延在するように配置され、内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２に固定される。
複数のシース管３７は、ほぼ等間隔に離間して、内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２の間に配置される。

【0022】

図２に示すように、端部鋼板３５は、プレキャスト部材１５の両端部に、それぞれ設けられている。端部鋼板３５は、内周部材２１及び外周部材２２の間を覆う板形状の端部材である。各端部鋼板３５は、中央側が開口した箱形状（コ字形状）の水平断面を有した軸方向に延在する板状部材である。端部鋼板３５の内側には、内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２が溶接される。更に、この内側には、シース管３７が配置されている。

【0023】

更に、端部鋼板３５の開口した側の水平方向の端部は、内周部材２１及び外周部材２２の端部と重なっている。そして、端部鋼板３５の端部と内周部材２１の端部との間に、間詰め部材４１が配置され、端部鋼板３５の端部と外周部材２２の端部との間に、間詰め部材４２が配置されている。

【0024】

間詰め部材４１，４２は、シール部材や変形等により密閉可能な材料の発泡ウレタンやスポンジ等の合成樹脂製の部材、接着剤等で構成される。これにより、間詰め部材４１，４２は、モルタルの積層により表面に凹凸が形成された内周部材２１及び外周部材２２と、端部鋼板３５との間を密閉する。

【0025】

（プレキャスト部材の製造方法）
次に、図６～図８を用いて、上述した構成を有するプレキャスト部材１５の製造方法について説明する。この場合、骨格部材３０を予め組み立てた後、内部にシース管３７を配置しておく。

【0026】

図６に示すように、まず、３Ｄプリンタで外形部材を積層形成する（ステップＳ１）。
具体的には、プレキャスト部材１５の内周部材２１と外周部材２２を、上述した３Ｄプリンタを用いて形成する。ここでは、３Ｄプリンタのノズルを移動させながら、ノズルから吐出させたモルタルを積層して形成する。本実施形態では、モルタルを吐出するノズルを円弧形状のループ状の一筆書きの経路で移動させながら１周する毎にノズルの高さを少しずつ高くすることにより、モルタルで形成する層を積み上げる。

【0027】

図７に示すように、本実施形態では、内周部材２１（外周部材２２）は、吐出されたモルタルによって２重の経路によって構成される外側部２１ａ（２２ａ）及び内側部２１ｂ（２２ｂ）が当接するように並んで構成される。

【0028】

その後、積層により形成された内周部材２１と外周部材２２に、複数の孔を形成する。この複数の孔は、セパレータ２５を配置する位置に対応して設ける。

【0029】

次に、骨格部材及び外形部材を配置する（ステップＳ２）。
具体的には、骨格部材３０を立設し、この立設した骨格部材３０の内側及び外側に、形成した内周部材２１及び外周部材２２を、それぞれ配置する。この場合、内周部材２１と骨格部材３０との間、外周部材２２と骨格部材３０との間には、それぞれ間詰め部材４１，４２を配置する。

【0030】

これにより、図２及び図８に示すように、内周部材２１、外周部材２２、間詰め部材４１，４２、端部鋼板３５によって、内部に密閉された空間が形成される。この場合、内部には、骨格部材３０の各鉄筋（３１～３４）やシース管３７が配置される。

【0031】

次に、セパレータを設置する（ステップＳ３）。
この場合、埋設ボルト２６ａ，２６ｂを取り付けたスタッドボルト２７を、予め組み立てて一体化しておく。具体的には、埋設ボルト２６ａ，２６ｂにねじ部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃの端部をそれぞれ螺合させる。
そして、内周部材２１及び外周部材２２の孔に、埋設ボルト２６ａ，２６ｂが配置するように、埋設ボルト２６ａ，２６ｂと一体化したスタッドボルト２７を配置する。更に、スタッドボルト２７において、内周部材２１の内側に、座金２８を介してロックナット２９を締め付け、外周部材２２の外側に、座金２８を介してロックナット２９を締め付ける。

【0032】

次に、骨格部材、間詰め部材、外形部材によって囲まれた空間にコンクリートを充填する（ステップＳ４）。この場合、充填されたコンクリートによって、内周部材２１及び外周部材２２は、離間する方向に圧力が加わる。しかし、加わった圧力にセパレータ２５が抗するため、内周部材２１及び外周部材２２の間隔が一定に維持される。

【0033】

そして、充填したモルタルを硬化させることにより内部構造体２４が構成される。これにより、内部構造体２４と一体化された骨格部材３０を備えるプレキャスト部材１５が完成する。この場合、骨格部材３０は内部構造体２４に埋設された状態になる。

【0034】

構造物１０を形成する場合には、形成した２つのプレキャスト部材１５の端部鋼板３５の内側及び外側に、離間した複数の接続プレート４５，４６を配置し、溶接する。その後、外側に型枠を設置してモルタル（あるいはグラウト）を充填することにより、モルタル充填部４７，４８を形成する。

【0035】

（作用）
本実施形態では、端部鋼板３５と、内周部材２１及び外周部材２２とは、間詰め部材４１，４２によって接続する。３Ｄプリンティングにより製造した内周部材２１及び外周部材２２の端部に凹凸が生じた場合にも、内周部材２１及び外周部材２２の間に、内部構造体２４を形成するコンクリートを充填しても漏れない。

【0036】

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプレキャスト部材１５は、３Ｄプリンタを用いてモルタルを積層させて構成する構成においても、端部鋼板３５を介して、骨格部材３０に加わった耐荷力を伝達することができる。この場合、３Ｄプリンタにより、内周部材２１及び外周部材２２を大きく作成することが容易であるため、従来のように大きな型枠を準備することが不要であり、迅速に形成することができる。

【0037】

（２）本実施形態のプレキャスト部材１５は、内周部材２１及び外周部材２２と端部鋼板３５との間に、間詰め部材４１，４２を設ける。これにより、内周部材２１及び外周部材２２の表面に凹凸が生じていても、内周部材２１及び外周部材２２と端部鋼板３５との間の隙間を塞ぐことができるので、内部構造体２４を形成するコンクリートの漏れを抑制しながら充填することができる。

【0038】

（３）本実施形態のプレキャスト部材１５は、内周部材２１及び外周部材２２を連結する複数のセパレータ２５を備える。これにより、内部構造体２４を構成するコンクリートを充填する際におけるコンクリートの圧力によって内周部材２１及び外周部材２２の間隔が広がることを抑制することができる。

【0039】

（４）本実施形態の内周部材２１（外周部材２２）は、吐出されたモルタルによって２重の経路によって構成される外側部２１ａ（２２ａ）及び内側部２１ｂ（２２ｂ）が当接するように並んで構成される。これにより、３Ｄプリンタのノズルを停止することなく、モルタルを積層させることにより、内周部材２１及び外周部材２２を形成することができる。

【0040】

（５）本実施形態のプレキャスト部材１５は、端部鋼板３５に、骨格部材３０の内側帯鉄筋３１及び外側帯鉄筋３２を内側から当接させる。これにより、端部鋼板３５を介して、鉄筋（３１～３４）に加わる引張力を、他のプレキャスト部材１５に伝達することができる。

【0041】

（６）本実施形態の構造物１０は、２つのプレキャスト部材１５の端部鋼板３５を突き合せた後、接続プレート４５，４６で挟み込む。これにより、２つのプレキャスト部材１５の端部鋼板３５に加わる引張力を相互に伝達することができる。

【0042】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態のプレキャスト部材１５は、内周部材２１及び外周部材２２と、端部鋼板３５との間に、間詰め部材４１，４２を配置することにより密閉した。プレキャスト部材１５の端部材が外形部材と接続するための密閉構造は、間詰め部材４１，４２を配置する場合に限られない。例えば、間詰め部材を設ける代わりに、内周部材及び外周部材と端部鋼板との端部が重なるように折り曲げる（折り返す）ことにより、接触面積を大きくして密閉構造を形成してもよい。

【0043】

具体的には、図９に示すように、プレキャスト部材５０は、内周部材５１、外周部材５２、骨格部材５５及びシース管３７を備える。
内周部材５１及び外周部材５２は、内周部材２１及び外周部材２２と同様に、上述した３Ｄプリンタを用いてモルタルを積層して形成される。この場合、内周部材５１及び外周部材５２は、水平断面が略半円形状を有するとともに、端部が折り返された形状で構成される。この端部が折り返された屈曲部５１ａ，５２ａには、後述する端部鋼板５８の端部部分５８ａ，５８ｂが挟まれるように嵌合して配置される。

【0044】

骨格部材５５は、円弧形状を有する内側帯鉄筋５６及び外側帯鉄筋５７と１対の端部鋼板５８とを備える。端部鋼板５８は、プレキャスト部材１５の中央側に開口するように水平断面が箱形状を有し、開口側の端部が折り返した形状を有する。そして、端部鋼板５８の折り返された端部部分５８ａ，５８ｂには、内周部材５１及び外周部材５２の折り返された屈曲部５１ａ，５２ａが嵌合して収容されている。

【0045】

従って、内周部材５１及び外周部材５２の折り返された屈曲部５１ａ，５２ａと、端部鋼板５８の折り返された端部部分５８ａ，５８ｂによって密閉構造が形成される。これにより、内部構造体２４を形成するコンクリートが、充填時に、内周部材５１及び外周部材５２と端部鋼板５８との隙間から漏れることを抑制することができる。

【0046】

更に、このプレキャスト部材５０を形成する際には、骨格部材５５を設置した後に、３Ｄプリンタを用いてモルタルを積層することにより、内周部材５１及び外周部材５２を構成する。これにより、このような密閉構造を形成することができる。

【0047】

また、内側帯鉄筋５６及び外側帯鉄筋５７の間隔は、中間部においてはシース管３７が配置される大きさであって、端部では狭くなっている。これにより、内側帯鉄筋５６及び外側帯鉄筋５７の端部は、端部鋼板５８の内側面に溶接している。

【0048】

・上記実施形態のプレキャスト部材１５は、水平断面が円弧形状の内周部材２１及び外周部材２２を備える。内周部材２１及び外周部材２２は、この形状に限られず、例えば、内周部材２１及び外周部材２２の端部を折り曲げた形状であってもよい。

【0049】

具体的には、図１０に示すように、プレキャスト部材６０は、内周部材６１、外周部材６２、骨格部材６５及びシース管３７を備える。内周部材６１及び外周部材６２は、内周部材２１及び外周部材２２と同様に、上述した３Ｄプリンタを用いてモルタルを積層して形成される。この場合、内周部材６１及び外周部材６２は、水平断面が略半円形状を有するとともに、屈曲部６１ａ，６２ａが、それぞれ対向する外周部材６２側及び内周部材６１側に突出するように折り曲げた形状を有する。

【0050】

この場合には、図１１（ａ）に示すように、内周部材６１及び外周部材６２と、骨格部材６５の端部鋼板６８との間に、間詰め部材７１，７２を配置してもよい。この場合、間詰め部材７１，７２として、鉄筋や角鋼を用いてもよい。

【0051】

・上記実施形態のプレキャスト部材１５は、内周部材２１及び外周部材２２を貫通するセパレータ２５を備える。セパレータ２５は、内部構造体２４のコンクリートを充填する際に内周部材２１及び外周部材２２の間隔が広がる可能性がない場合においては、省略してもよい。更に、内周部材２１及び外周部材２２を貫通しないセパレータを用いてもよい。例えば、端部鋼板や鉄筋に係合するセパレータを用いてもよい。

【0052】

図１０に示すように、プレキャスト部材６０の骨格部材６５は、円弧形状を有する内側帯鉄筋６６及び外側帯鉄筋６７と、１対の端部鋼板６８とを備える。そして、端部鋼板６８において、セパレータ７５を設置する箇所にめねじを形成しておく。

【0053】

図１１に示すように、プレキャスト部材６０は、セパレータ７５を備える。このセパレータ７５は、セパレータ２５のスタッドボルト２７の約半分の長さを有する。そして、セパレータ７５の先端を端部鋼板６８のめねじに螺合させる。これにより、内周部材２１及び外周部材２２の間隔を、端部鋼板６８を介して保持する。

【0054】

更に、プレキャスト部材６０は、セパレータ７６を備えてもよい。このセパレータ７６は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、先端に鉄筋固定具７７を備える。
図１１（ｂ）に示すように、鉄筋固定具７７は、内側帯鉄筋６６を覆う第１固定部７７ａと、内側帯鉄筋６６を第１固定部７７ａに締め付けを行なうボルト部７７ｂとを備える。これにより、内周部材２１及び外周部材２２の間隔を、内側帯鉄筋６６及び外側帯鉄筋６７を介して保持するようにしてもよい。

【0055】

・上記実施形態においては、プレキャスト部材１５の端部鋼板３５は、水平断面が箱形状を有する。プレキャスト部材のモルタルを積層することにより形成される外形部材の開口に配置される端部材は、箱形状の水平断面を有する形状に限定されない。

【0056】

例えば、図１２に示すように、端部鋼板８８を備えるプレキャスト部材８０でもよい。具体的には、プレキャスト部材８０は、内周部材８１、外周部材８２及び骨格部材８５を備える。骨格部材８５は、円弧形状の複数の内側帯鉄筋８６及び外側帯鉄筋８７と端部鋼板８８とを備える。端部鋼板８８は、例えばＨ型鋼をウェブの中央で長手方向に２つに切断した一方を用いることができる。端部鋼板８８の両端部８８ａを、それぞれ内周部材８１及び外周部材８２に埋設する。この場合、設置した骨格部材８５に対して、３Ｄプリンタでモルタルを積層することにより内周部材８１及び外周部材８２を形成する。そして、プレキャスト部材８０の端部鋼板８８の先端８８ｂ同士を溶接することにより、複数のプレキャスト部材８０で１つの構造物を形成する。

【0057】

また、図１３に示すように、端部材９４，９５を備えるプレキャスト部材９０，９１でもよい。具体的には、プレキャスト部材９０（９１）は、内周部材８１、外周部材８２及び骨格部材９２（９３）を備える。骨格部材９２（９３）は、内側帯鉄筋８６及び外側帯鉄筋８７の先端に溶接されている端部材９４（９５）を備える。端部材９４，９５として、Ｐ－Ｔ型の継手を有した鋼管をそれぞれ用いる。具体的には、端部材９４は、水平断面がＴ字形状の継手９４Ｔが固定された鋼管本体を備える。この端部材９４は、内周部材８１及び外周部材８２に埋設される連結部９４ａを備える。また、端部材９５は、水平断面がＰ字形の継手９５Ｐが固定された鋼管本体を備えるとともに、内周部材８１及び外周部材８２に埋設される連結部９５ａを備える。この場合においても、端部材９４，９５の連結部９４ａ，９５ａを、それぞれ内周部材８１及び外周部材８２に埋設するように、内周部材８１及び外周部材８２を３Ｄプリンタでモルタルを積層することにより形成する。そして、プレキャスト部材９０の端部材９４，９５の継手９４Ｔ，９５Ｐを係合することにより複数のプレキャスト部材９０で１つの構造物を形成する。

【0058】

更に、図１４に示すように、端部材１０４，１０５を備えるプレキャスト部材１００，１０１でもよい。具体的には、プレキャスト部材１００（１０１）は、内周部材８１、外周部材８２及び骨格部材１０２（１０３）を備える。骨格部材１０２（１０３）は、内側帯鉄筋８６及び外側帯鉄筋８７の先端に溶接されている端部材１０４（１０５）を備える。端部材１０４，１０５として、Ｐ－Ｐ型の継手を有した鋼管をそれぞれ用いる。具体的には、端部材１０４，１０５は、水平断面が略Ｐ字形状の継手１０４Ｐ，１０５Ｐが固定された鋼管本体を備える。各端部材１０４，１０５は、内周部材８１及び外周部材８２に埋設される連結部１０４ａ，１０５ａを備える。この場合においても、設置した骨格部材１０２（１０３）に対して３Ｄプリンタでモルタルを積層することにより内周部材８１及び外周部材８２を形成する。プレキャスト部材１００の端部材１０４，１０５の継手１０４Ｐ，１０５Ｐを係合することにより複数のプレキャスト部材９０で１つの構造物を形成する。

【0059】

・上記実施形態のプレキャスト部材１５においては、２つの内周部材２１及び外周部材２２の両端に形成された１対（２つ）の開口にそれぞれ端部鋼板３５を設けた。これに代えて、１つの開口を有する水平断面が箱形状をした外形部材を形成し、開口部に１つの端部材を設けてもよい。更に、３Ｄプリンタによってモルタル積層される外形部材を３以上に分割し、それぞれの開口に端部鋼板を設けることにより、３つ以上の端部材を有するプレキャスト部材としてもよい。

【0060】

・上記実施形態のプレキャスト部材１５は、円筒形状の構造物１０の半分を構成する。プレキャスト部材は、半筒形状以外であってもよい。例えば、断面が１／３の円弧形状を連続した部材であってもよいし、長方形状の平面断面を有する壁部材を形成してもよい。後者の場合、対向する１対の長辺部を、３Ｄプリンタを用いて、ノズルを移動させながらノズルから吐出したモルタルを積層することにより構成し、対向する１対の短辺部を、端部鋼板を用いて構成してもよい。また、プレキャスト部材を、構造物１０を３分割以上に分割した形状で形成してもよい。

【0061】

・上記実施形態のプレキャスト部材１５は、コンクリートを硬化させて構成され内部構造体２４を備える。この内部構造体２４は、セメント、水、砂、砂利で構成されるコンクリートで構成される場合に限られず、セメントを含有する硬化材料であればよい。例えば、セメント、水、砂で構成されるモルタルで、内部構造体を構成してもよい。

【符号の説明】

【0062】

１０…構造物、１５，５０，６０，８０，９０，９１，１００，１０１…プレキャスト部材、２１，５１，６１，８１…第１部材としての内周部材、２１ａ，２２ａ…外側部、２１ｂ，２２ｂ…内側部、２２，５２，６２，８２…第２部材としての外周部材、２４…内部構造体、２５，７５，７６…セパレータ、２６ａ，２６ｂ…埋設ボルト、２７…スタッドボルト、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…ねじ部材、２８…座金、２９…ロックナット、３０，５５，６５，８５，９２，９３，１０２，１０３…骨格部材、３１，５６，６６，８６…内側帯鉄筋、３２，５７，６７，８７…外側帯鉄筋、３３…中間帯鉄筋、３４…組立鉄筋、３５，５８，６８，８８…板部材としての端部鋼板、３７…シース管、４１，４２，７１，７２…密閉構造としての間詰め部材部材、４５，４６…接続プレート、４７，４８…モルタル充填部、５１ａ，５２ａ…密閉構造を構成する折り返された屈曲部、５８ａ，５８ｂ…密閉構造を構成する端部部分、６１ａ，６２ａ…屈曲部、７７…鉄筋固定具、７７ａ…第１固定部、７７ｂ…ボルト部、８８ａ…端部、８８ｂ…先端、９４，９５，１０４，１０５…端部材、９４ａ，９５ａ，１０４ａ，１０５ａ…連結部、９４Ｔ，９５Ｐ，１０４Ｐ，１０５Ｐ…継手。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】