特許 7139234 構造体の構築方法

(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】

(24)【登録日】2022-09-09

(45)【発行日】2022-09-20

(54)【発明の名称】構造体の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 13/02 20060101AFI20220912BHJP

   E01D 19/02 20060101ALI20220912BHJP

   E04G 9/02 20060101ALI20220912BHJP

   E04B 1/16 20060101ALI20220912BHJP

   B28B 7/10 20060101ALI20220912BHJP

   B28B 7/32 20060101ALI20220912BHJP

   B28B 7/34 20060101ALI20220912BHJP

【ＦＩ】

E04G13/02 Z

E01D19/02

E04G9/02

E04B1/16 M

B28B7/10 G

B28B7/32

B28B7/34 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018232804

(22)【出願日】2018-12-12

(65)【公開番号】P2020094401

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-05-07

(73)【特許権者】

【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】小林 聖

(72)【発明者】

【氏名】横田 祐起

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

(72)【発明者】

【氏名】松田 有加

(72)【発明者】

【氏名】林 大介

(72)【発明者】

【氏名】坂井 吾郎

【審査官】清水 督史

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１８４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２８４３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４７２３７５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０４－１５５０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２３３２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２７８０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４０３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９３１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３０３３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５５２２１８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第９５／０１２７２７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ １３／０２

Ｅ０１Ｄ １９／０２

Ｅ０４Ｇ ９／００－９／１０

Ｅ０４Ｂ １／１６

Ｂ２８Ｂ ７／００－７／４６

Ｅ０４Ｃ ３／３０－３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

閉断面を形成する筒状部を設ける工程と、
前記筒状部の側方での作業により、前記筒状部の周面に硬化材を吹き付けて塗布する工程と、
前記硬化材の硬化後、前記筒状部を撤去し、前記硬化材の内側に鉄筋を配置して充填材を充填する工程と、
を有し、
硬化した前記硬化材による外殻部分と、前記充填材による内側部分とを有する構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法。

【請求項2】

前記筒状部の外周面に前記硬化材が吹き付けられることを特徴とする請求項１記載の構造体の構築方法。

【請求項3】

前記筒状部は気体により膨張する袋体により形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の構造体の構築方法。

【請求項4】

前記筒状部は複数の前記袋体を並べて形成されることを特徴とする請求項３記載の構造体の構築方法。

【請求項5】

前記筒状部は１つの前記袋体により形成されることを特徴とする請求項３記載の構造体の構築方法。

【請求項6】

前記筒状部が、前記硬化材に埋設される補強材の内側に取り付けて設置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の構造体の構築方法。

【請求項7】

前記筒状部の内周面に前記硬化材が吹き付けられることを特徴とする請求項１記載の構造体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造体の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

橋脚や柱のような構造体を構築する際、従来は鉄筋を組み上げ、型枠を組み立ててコンクリートを打設し、所定の材齢まで養生した後に脱型をするのが一般的である。

【0003】

しかしながら、従来の工法では複数の工種が混在しており、作業も煩雑である。また近年では人材確保も困難になっており、より簡易な工法の開発が求められている。

【0004】

その例として、ＳＰＥＲ工法など、複数のコンクリート製のプレキャストパネルを組み立てて外殻部分を形成し、その内側にコンクリートを充填する橋脚の施工法がある。外殻部分の内側には鉄筋が配置され、橋脚の補強筋として機能する。

【0005】

また特許文献１には、エアチューブを内型枠として、その外側に配置した外型枠との間にコンクリートを打設することで中空のコンクリート柱を形成する方法について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開2017-193168号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前記したようにコンクリート製のプレキャストパネルを外殻部分の構築に用いることで施工を簡略化できるが、隣接するプレキャストパネルの間に継目が生じるのでその処理を行う必要がある。継目の処理が適切に行われないと、当該継目から劣化因子が侵入し、内部の鉄筋腐食等により橋脚が劣化し健全性が損なわれる。

【0008】

特許文献１の方法では、エアチューブを内型枠として用いることで施工が簡略化され、継目が生じることも無い。ただし、特許文献１の方法ではコンクリートを打設するために外型枠が必要であり、この点では更なる簡略化の余地がある。

【0009】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、構造体を簡易に構築できる構造体の構築方法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】

【0010】

前述した課題を解決するための本発明は、閉断面を形成する筒状部を設ける工程と、前記筒状部の側方での作業により、前記筒状部の周面に硬化材を吹き付けて塗布する工程と、前記硬化材の硬化後、前記筒状部を撤去し、前記硬化材の内側に鉄筋を配置して充填材を充填する工程と、を有し、硬化した前記硬化材による外殻部分と、前記充填材による内側部分とを有する構造体を構築することを特徴とする構造体の構築方法である。また、前記筒状部の外周面に前記硬化材が吹き付けられることが望ましい。あるいは、前記筒状部の内周面に前記硬化材が吹き付けられてもよい。

【0011】

本発明では、硬化材を筒状部の周面に吹付等により塗布することで構造体を構築する。当該構造体を、硬化材を型枠内に流し込む（打設）のでは無く、筒状部に硬化材を塗布して構築することで、型枠に係る作業を省略し、構造体の構築を簡易に行うことができる。また本発明では構造体に継目が生じることもない。

【0012】

前記筒状部は気体により膨張する袋体により形成されることが望ましい。前記筒状部は、例えば複数の前記袋体を並べて形成される。あるいは、１つの前記袋体により形成されてもよい。また前記袋体の表面に、前記硬化材の付着性を向上させるための突起が設けられることも望ましい。
このように、本発明では気体により膨張するエアチューブ等の袋体を用いて筒状部を容易に形成できる。また気体を抜くことで筒状部の脱型も容易にでき、保管に場所も取らない。筒状部は複数の袋体を筒状に並べて形成してもよいし、１つの袋体を筒状部として用いてもよい。前者の場合は袋体の配置により筒状部の形状を自由に定めることができ、後者の場合は袋体の数が少なくてすむ。

【0013】

また本発明では、前記硬化材を吹付により塗布することにより硬化材の塗布を容易に行うことが出来る。硬化材の吹付は通常の吹付機械を用いて行うことができ、一般的な作業員でも作業可能である。

【0014】

前記硬化材の硬化後、前記筒状部を撤去することが望ましい。
筒状部は例えば仮設物として用い、硬化材の硬化後に撤去する。

【0015】

本発明では、硬化材の内側に充填材を充填することで、中実の構造体を構築できる。硬化後の硬化材を充填材の充填時の型枠がわりに用いることで、型枠工も省略することができる。
また、前記筒状部が、前記硬化材に埋設される補強材の内側に取り付けて設置されることも望ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明により、構造体を簡易に構築できる構造体の構築方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】構造体１００の構築方法を示す図。

【図2】エアチューブ１の例。

【図3】ゴムチューブ１ａの例。

【図4】ゴムチューブ１ａにより筒状部を形成した例。

【図5】補強材５の例。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

図１は、本発明の実施形態に係る構造体１００の構築方法を示す図である。図１（ａ）～（ｄ）は構造体１００の構築方法における各工程を示したものであり、上図は下図の線ａ－ａによる水平方向の断面図、下図は上図の線ｂ―ｂによる鉛直方向の断面図である。これは後述する図４、５においても同様である。

【0020】

本実施形態では柱状の構造体１００を構築するものとし、まず図１（ａ）に示すように複数のエアチューブ１を筒状に並べて配置する。これにより、閉断面を形成する筒状部１０を設ける。

【0021】

図２はエアチューブ１の例である。エアチューブ１は筒状の袋体であり、エアー（気体）を注入し膨張させて用いる。エアチューブ１は、例えば筒状部１０の内側に当たる箇所で仮設の架台（不図示）を予め組み立てたうえで、当該架台に取り付けて配置し自立させることができる。

【0022】

エアチューブ１により筒状部１０を形成した後、図１（ｂ）に示すように筒状部１０の外周面に硬化材２を塗布する。硬化材２にはコンクリートやモルタル等のセメント系材料を用いる。この後、硬化材２の養生を行って硬化材２を硬化させ、これにより構造体１００の外殻部分１０１が構築される。硬化材２には、硬化を早めるために既知の硬化促進剤を添加することも可能である。

【0023】

本実施形態では、吹付機械ａを用いて筒状部１０の外周面に硬化材２を吹き付けることで、筒状部１０の側方での作業により硬化材２の塗布を行う。吹付後の硬化材２の表面は例えば人力でコテ仕上げして平滑にする。

【0024】

硬化材２の硬化後、エアチューブ１内のエアーを抜いて硬化材２からエアチューブ１を取り外し、図１（ｃ）に示すように筒状部１０を撤去する。また、筒状部１０と共に前記の架台も撤去し、硬化材２による外殻部分１０１の内側に鉄筋３を配置する。鉄筋３は例えば予め地組みしたものを外殻部分１０１の内側に挿入する。

【0025】

そして、図１（ｄ）に示すように外殻部分１０１の内側にコンクリート４（充填材）を打設して充填し、構造体１００の内側部分を構築する。こうして柱状の構造体１００が構築される。コンクリート４の充填前に配置した鉄筋３は、構造体１００の補強筋として機能する。

【0026】

以上説明したように、本実施形態では、硬化材２を筒状部１０の外周面に塗布することで構造体１００の外殻部分１０１を構築する。当該外殻部分１０１を、硬化材２を型枠内に流し込む（打設）のでは無く、筒状部１０に硬化材２を塗布して構築することで、外殻部分１０１の構築時に外型枠が不要となって外殻部分１０１の構築を簡易に行うことができる。さらに、本実施形態では外殻部分１０１に継目が生じることもない。

【0027】

また、本実施形態では気体により膨張するエアチューブ１を用いて筒状部１０を容易に形成できる。気体を抜くことで筒状部１０の脱型も容易にでき、保管に場所も取らない。

【0028】

筒状部１０は複数のエアチューブ１を並べて形成することで、その配置により筒状部１０の形状を自由に定めることができる。本実施形態では筒状部１０の形状が矩形筒状であるが、その形状は特に限定されず、筒状部１０の形状を自由に設定して様々な構造体１００を構築できる。本実施形態では柱状の構造体１００を構築しているが、例えば壁状の構造体１００を構築することも可能である。

【0029】

また本実施形態では、硬化材２を筒状部１０の外周面に吹付けることで、硬化材２の塗布を容易に行うことが出来る。本実施形態では吹付工が必要となるが、硬化材２の吹付は通常の吹付機械ａを用いて行うことができ、一般的な作業員でも作業可能である。

【0030】

また、本実施形態では筒状部１０を仮設物として用い、硬化材２の硬化後に撤去する。その後、硬化材２による外殻部分１０１の内側にコンクリート４を充填することで、中実の構造体１００を構築できる。本実施形態では外殻部分１０１がコンクリート４の充填時の型枠として機能するので型枠工が省略され、大工の作業員が不足しても対応可能である。

【0031】

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば構造体１００の構築手順は前記に限らず、鉄筋３を事前に組み立てて、その後エアチューブ１を設置することも可能であり、当該鉄筋３の外側にエアチューブ１を取り付けて自立させることもできる。

【0032】

また本実施形態では外殻部分１０１の内側にコンクリート４を充填して中実の構造体１００を構築しているが、コンクリート４の充填を省略して（外殻部分１０１のみにより構成される）中空の構造体を構築することも可能であり、この場合は鉄筋３の配置が省略される。また本実施形態では硬化材２を筒状部１０の外周面に塗布しているが、硬化材２を筒状部１０の内周面に塗布することも可能である。

【0033】

また、本実施形態では細径のエアチューブ１を複数本並べて筒状部１０を形成したが、気体により膨張させた図３のような太径のゴムチューブ１ａ（袋体）を筒状部の形成に用い、図４に示すように、閉断面を形成する１本のゴムチューブ１ａの外皮１１（筒状部）の外周面に硬化材２を塗布することも可能である。この場合、ゴムチューブ１ａの本数が少なくて済み施工が簡略化される。

【0034】

また、硬化材２としてサクセム（登録商標）のような超高強度繊維補強コンクリートを用いることもできる。このような硬化材２は鋼繊維が混入されており引張強度が高いため、構造体１００内部の鉄筋３の量を減らす、もしくは省略することができる。

【0035】

さらに、図５に示すように、硬化材２に鉄筋等の補強材５を埋設してもよい。この場合、事前に補強材５を組立てて、その内側にエアチューブ１を取付けることで、エアチューブ１を自立して配置させることも可能である。図５は構造体１００の構築にエアチューブ１を用いる場合の例であるが、ゴムチューブ１ａを用いる場合も同様である。

【0036】

また、エアチューブ１やゴムチューブ１ａの表面に突起を設け、硬化材２の付着性を向上させてもよい。さらに、筒状部を形成する部材もエアチューブ１やゴムチューブ１ａ等の袋体に限らず、例えばエキスパンドメタルやメッシュ材を仮設の架台、鉄筋３、補強材５等の外側あるいは内側に巻き付けて使用してもよく、筒状部として用いたエキスパンドメタルやメッシュ材を残置し、構造体の埋設型枠として用いることも可能である。

【0037】

また、本実施形態では吹付により硬化材２の塗布を行うが、硬化材２の塗布は、左官的方法により硬化材２を塗り付けて行うことも可能である。さらに、外殻部分１０１の出来形の３次元データに基づいて硬化材２の塗布を自動で行う自動塗布装置（３Ｄプリンタ）を用いることも可能である。コテ仕上げについても、上記と同様の３次元データに基づいてコテ仕上げを自動で行う自動コテ仕上げ装置を用いることが可能である。これらの装置を用いることで、外殻部分１０１の施工の自動化が可能になり、作業員をさらに省略することが可能になる。上記の自動塗布装置（３Ｄプリンタ）は筒状部の形成に用いることも可能であり、筒状部の出来形の３次元データに基づいて成形材の塗布を自動で行い筒状部を形成することで、施工が更に簡略化される。成形材には、例えば樹脂や、前記したコンクリート、モルタル等のセメント系材料などを用いることができる。

【0038】

また、本実施形態では構造体１００の外殻部分１０１の内側の充填材として通常のコンクリート４を充填しているが、充填材はこれに限らず、改良土や高流動コンクリート、砂利等を用いてもよい。

【0039】

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】

【0040】

１：エアチューブ
１ａ：ゴムチューブ
２：硬化材
３：鉄筋
４：コンクリート
５：補強材
１０：筒状部
１１：外皮
１００：構造体
１０１：外殻部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】