JP2004042361A - Method and apparatus for producing synthetic segment - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To beautifully finish the recessed surface of a synthetic segment without doing a post-finish and to improve the production efficiency of the segment in a method and an apparatus for producing the segment. <P>SOLUTION: A form protruded surface 1 for forming a concrete surface to be the inside surface of the synthetic segment is formed on the upper surface of a frame 2 rotated/supported by a hinge part 2d, a steel frame 11 is fixed on the form protruded surface 1, and the form protruded surface 1 is slanted and supported. Concrete 15 is poured by using a concrete injecting chute 3 which is fixed to the back of the form protruded surface 1 and has a charging port 3a in the outside of the frame 2. A shutter 4 opening/closing along the form protruded surface 1 is installed in the outlet of the chute 3, and a deflation pipe 8 for discharging residual air 16 is installed retractably. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成セグメントの製造装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル覆工などに用いられるセグメントにおいて、鋼枠にコンクリートを打設した合成セグメントが知られている。合成セグメントは、鋼枠とコンクリートを組み合わせることにより、使用目的に沿ったそれぞれの利点が生かされ、その一例として、高強度化や、鋼枠によって種々の継手形状を設けること等が容易となるといった利点を備えるため、様々な構造およびその製造方法が提案されてきた。
【０００３】
鋼枠の構造としては、合成セグメントの内周面（凹面）がそのままトンネル覆工の内周面として使用できるコンクリート面となるように、少なくとも内周面側を開放面とした構造のものがある。
またコンクリートを打設する際の鋼枠の配置には、凸面を上側に向けて配置する凸型と、凹面を上側に向けて配置する凹型があった。
【０００４】
内周面側が開放面とされた鋼枠にコンクリートを打設する場合、凹型の配置では、合成セグメントの厚みを調整可能な蓋を設けるか、または蓋なしでコンクリートを充填し、鏝もしくは機械により仕上げを行って、内周面を形成していた。また、凸型の配置では、開放面の型枠面を形成する架台に鋼枠を載せて固定し、上側からコンクリートを充填していた。その際、コンクリート注入と空気抜きのための開口部を鋼枠の凸面（上面）に設け、コンクリート打設後、鋼板を溶接するなどして開口部を塞ぐ場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の合成セグメントの製造装置および方法では、下記のような問題があった。
凹型によりコンクリートの打設を行う場合、蓋を用いると、鋼枠内部に凹形状は容易に形成できるものの、凸形状の形成が困難である。また、鏝もしくは機械により仕上げを行うため、手間がかかる上に仕上げ面に凹凸が生じやすいという問題があった。
凸型によりコンクリートの打設を行う場合、上側に空気抜きを設けないと、上側の鋼枠下に気泡が溜まり、コンクリートの充填密度が低い箇所ができて、強度のばらつきが生じるという問題があった。空気抜きを設ける場合には、開口部を塞ぐ鋼枠の後加工のため、溶接などの熱を加える作業が必要となり、充填されたコンクリートに影響を及ぼすという問題があった。
また、コンクリートを上側から打設するため、下側である凹面の充填状態や表面性が劣るという問題があった。
したがって、いずれの場合にも凹面の表面状態や寸法精度が悪く、その後仕上げが必要となって、製造に多大の手間と時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、後仕上げをすることなく合成セグメントの凹面をきれいに仕上げることができ、しかも合成セグメントの製造効率を向上することができる合成セグメントの製造装置および方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、トンネル覆工の周方向に延びる内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成される合成セグメントの製造装置であって、前記合成セグメントの凹面を形成するための型枠凸面と、該型枠凸面を上方に向けて、その周方向の端部の相対高さを可変に支持する架台と、該型枠凸面内にコンクリート出口が接続されたコンクリート注入管路と、前記コンクリート出口を開閉する開閉機構と、前記枠体を前記型枠凸面上に固定する固定手段とを備えた構成を用いる。
この発明によれば、凹面側が開放面とされた枠体を、凸面側が上方に向けられた状態で型枠凸面上に固定できる。そして、凸面側が型枠凸面の上側におかれた状態で、型枠凸面の周方向端部の相対高さをずらして、コンクリート出口側が高くなるように傾斜させて配置することができる。したがって、コンクリートが型枠凸面上の周方向に沿って層状をなして円滑に下降するので、コンクリートを円滑かつ速やかに充填することができる。その後、開閉機構を閉じてコンクリート出口をふさぎ、硬化を待って脱型することにより、内周面がコンクリートの合成セグメントを製造することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の合成セグメントの製造装置において、前記コンクリート出口が、前記型枠凸面の周方向の端部に設けられた構成を用いる。
この発明によれば、コンクリート出口が設けられている型枠凸面の周方向の端部の位置を適宜の高さに設定することにより、コンクリート出口から型枠凸面の周方向の他方の端部に向かって、コンクリートが一方向に下降する傾斜を形成することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の合成セグメントの製造装置において、前記型枠凸面の裏面側から、前記コンクリート出口に対して挿通および退避可能に設けられ、前記型枠凸面上に保持された前記枠体の内部の空気を排出する空気抜き手段を備えた構成を用いる。
この発明によれば、合成セグメントの内周面側から空気抜きをすることができ、空気抜き後に空気抜き手段を退避することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３に記載の合成セグメントの製造装置において、前記開閉機構が前記型枠凸面に沿って開閉される構成を用いる。
この発明によれば、型枠凸面に沿って開閉機構を閉鎖できるので、型枠凸面によって形成される合成セグメントの内周面に開閉機構の痕跡が内周面上の凹凸として残らないようにすることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４に記載の合成セグメントの製造装置において、前記型枠凸面の周方向の端部を上昇させることにより、前記架台を傾斜させたとき、前記型枠凸面と前記枠体とを含む型枠面で覆われる型枠内部が、前記コンクリート投入口の最下端を越えない高さ範囲に配置できる構成を用いる。
この発明によれば、コンクリート投入口からコンクリートを自重で流し込むことにより、コンクリートを型枠内部に充填することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５に記載の合成セグメントの製造装置において、前記枠体と前記型枠凸面との間に緩衝材を介して、前記枠体を固定した構成を用いる。
この発明によれば、緩衝材により枠体と型枠凸面の隙間がふさがれるので、コンクリートの漏れがなくなる。また、緩衝材の厚さの範囲で枠体と型枠凸面の当接距離を調整することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、トンネル覆工の周方向に延びて内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成されてなる合成セグメントの製造方法であって、前記凹面を形成するための型枠凸面を有する架台に、前記枠体をコンクリート打設可能に配置する第１の工程と、前記型枠凸面の周方向の一方の端部が他方の端部より高くなるように前記架台を傾斜させて保持する第２の工程と、前記型枠凸面の周方向の一方の端部側から、前記枠体内に前記型枠凸面に沿ってコンクリートを打設する第３の工程と、コンクリート打設終了後にコンクリート投入口を閉鎖する第４の工程とを備える方法を用いる。
この発明によれば、第２の工程により型枠凸面を周方向の一方の端部が他方の端部に比べて高くなるように傾斜させて保持し、第３の工程により高さの高い周方向の一方の端部からコンクリートを打設するので、コンクリートが型枠凸面上を周方向に沿って層状をなして円滑に下降しながら充填が進んでいく。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の合成セグメントの製造方法において、前記第４の工程の後に、前記型枠凸面の周方向の両端部がほぼ同じ高さに並ぶ位置に、前記架台の傾斜方向を変更する第５の工程とを備える方法を用いる。
この発明によれば、コンクリートの打設が終了してから、第５の工程により型枠凸面の周方向の両端高さを揃えるので、型枠凸面には、ほぼ合成セグメントの厚み分程度の圧力が加わり、型枠凸面に作用するコンクリート圧が周方向の左右方向にアンバランスがなくなってほぼ均等化される。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の合成セグメントの製造方法において、前記第３の工程を、前記架台の傾斜を減少させながら行う方法を用いる。
この発明によれば、コンクリート打設中に架台の傾斜を減少させるから、先にコンクリートが充填された型枠凸面にかかるコンクリート圧を減少することができ、コンクリートの打設中であっても型枠凸面にかかるコンクリート圧のアンバランスを低減することができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明では、請求項７〜９のいずれかに記載の合成セグメントの製造方法において、前記コンクリートが高流動性を備えたコンクリートであることを特徴とする合成セグメントの製造方法を用いる。
この発明によれば、高流動性を備えたコンクリートにより、コンクリートを迅速に充填できるとともに、コンクリート面の表面性を向上することができる。
ここで高流動性を備えたコンクリートとは、いわゆる高流動コンクリートが該当することはいうまでもないが、それに限るものではなく、例えば軟練りコンクリート、流動化コンクリートなどの流動性が向上されたコンクリートをすべて含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付している。
まず本発明に係る合成セグメントの製造装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置を説明するための分解斜視図である。図２は、図１のＡ視方向の正面説明図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
本発明の実施形態に係るセグメント製造装置１０（合成セグメントの製造装置）は、少なくとも他の合成セグメントに接合する接合面が鋼枠（枠体）で構成され、その鋼枠にコンクリートを打設することにより、トンネル覆工の内周面をなす凹面が形成された合成セグメントを製造する装置である。以下、混乱のおそれがない限り、合成セグメントも単にセグメントと略称する。
【００１９】
はじめに鋼枠１１（枠体）について説明する。
鋼枠１１は、弓なりの断面をトンネル覆工の延設方向に延ばした鋼枠凸面１１ｂ（凸面）と、その端部から裏面（凸面の反対側）の垂直方向に延ばされて、トンネル覆工の周方向に配置された鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ（接合面）と、同じくトンネルの延設方向に配置された鋼枠側面１１ｄ、１１ｄ（接合面）とを備えている。つまり、鋼枠凸面１１ｂは、鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄによって端部を囲まれ、鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄの先端が鋼枠開口端１１ａを構成している。
以下では、簡単のために、上記の周方向、延設方向をセグメントの上の方向を指示する言葉として適宜用いることにする。
【００２０】
鋼枠側面１１ｃ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄには、セグメント同士を接合するための適宜の接合機構を設けられるが、本発明では、コンクリートの打設時にコンクリートを漏出させないようにすることができれば、どのような接合機構も採用することができる。
【００２１】
鋼枠開口端１１ａは、鋼枠凸面１１ｂと同方向に湾曲を有する凸面と当接可能とされている。ただし、本実施形態では、鋼枠１１をセグメント製造装置１０に取り付ける際、鋼枠開口端１１ａとセグメント製造装置１０の間に、厚み方向に変形可能な合成ゴムや合成樹脂などの弾性体からなる緩衝材１２を配するようにしている。
【００２２】
鋼枠凸面１１ｂの裏面には、補強リブ１１ｅ…が設けられている。補強リブ１１ｅ…の先端は鋼枠開口端１１ａの高さ以下となっている。そして少なくとも延設方向に延びる補強リブ１１ｅ…の高さは、鋼枠開口端１１ａのよりも低く構成されている。
【００２３】
セグメント製造装置１０は、架台２と、架台２に設けられた型枠凸面１、コンクリート注入シュート３（コンクリート注入管路）、シャッター４（開閉機構）および固定手段５（図２、３参照）とを備えている。
【００２４】
架台２は、凸状に湾曲した端面を有する架台側板２ａ、２ａを対向させて平行に配置し、その間に適宜のスパン部材を配して固定した構成とされている。凸状の湾曲は、後述する型枠凸面１の凸面とほぼ同様の湾曲とされている。架台側板２ａ、２ａには適宜補強のためのリブなどが設けられていてもよい。特に、凸状に湾曲した端面からは、架台側板２ａ、２ａの対向方向外側に延ばされた架台フランジ２ｃ、２ｃが設けられている。
【００２５】
架台側板２ａ、２ａの湾曲が延びる方向の一端側（以下、ヒンジ側端部と称する）には、回転支軸と回転支点からなるヒンジ部２ｄが設けられている。ヒンジ部２ｄは、取付面７に固定され、架台２を取付面７に対して回動自在に保持している。また、架台側板２ａには、吊り上げ部２ｅが設けられている。吊り上げ部２ｅは、例えば、架台側板２ａに吊り上げ用穴を空けたり、吊り上げ金具ヒンジ部２ｄを設けることにより、クレーンなどを取り付けることが可能とされている。
【００２６】
型枠凸面１は、鋼枠開口端１１ａに当接可能な凸湾曲面を備える鋼板などの板部材であり、セグメントの内周面を形成するための型枠の一部を構成する。型枠凸面１は、架台側板２ａ、２ａの間に、架台フランジ２ｃ、２ｃとほぼ整列する位置に固定されている。
【００２７】
ヒンジ側端部には、架台フランジ２ｃ、２ｃおよび型枠凸面１上に、架台側板２ａに直交する方向に渡された鋼枠ストッパ２ｂが設けられている。鋼枠ストッパ２ｂは、鋼枠１１が型枠凸面１上に載せられたとき、鋼枠１１をその周方向の端部に係止可能な形状とされ、鋼枠１１のヒンジ端部側への移動を規制するものである。
【００２８】
型枠凸面１のヒンジ側端部と反対側の端部（以下、可動側端部と称する）には、鋼枠１１を鋼枠ストッパ２ｂに係止して型枠凸面１上に載せたときに、鋼枠１１の下側に開口する出口３ｂ、３ｂと、それらを開閉するシャッター４が設けられている。
【００２９】
ここで、出口３ｂおよびシャッター４について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、出口３ｂとシャッター４の詳細を説明するための部分斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ視側面図である。
型枠凸面１の可動側端部には、上面視で矩形状の切り欠きが設けられ、その切り欠きを型枠凸面１の裏面側から覆うようにフランジ３ｃが固定されている。出口３ｂは、フランジ３ｃの中央部に設けられている。また、切り欠きの端面には、型枠凸面１の内方にスライド溝１ａ…が設けられている。
【００３０】
シャッター４は、板状部材の３箇所の端面に、スライド溝１ａ…にそれぞれ嵌合するとともに、スライド溝１ａ…を案内としてスライド移動できるスライド突起４ａ…が形成されている。
【００３１】
スライド溝１ａとスライド突起４ａは、互いに嵌合して、滑らかに移動可能とされ、コンクリートがもれないように出口３ｂを塞ぐことができるものなら、どのような形状でもよい。例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、Ｖ字の突起および溝の組合せでもよいし、図４（ｃ）に示したように、シャッター４の端面が斜面のスライド突起４ａを、型枠凸面１とフランジ３ｃに挟まれる楔状の隙間に嵌合させるものであってもよい。
【００３２】
また、シャッター４は、スライド突起４ａ…をスライド溝１ａ…に嵌合させて図示矢印方向に押し込んだとき、シャッター下面４ｃで出口３ｂを塞ぐとともに、シャッター上面４ｂが型枠凸面１の上面に沿って滑らかに接続されるように構成されている。
【００３３】
コンクリート注入シュート３は、出口３ｂから、架台２の内部を経て、可動側端部の外側に延ばされた管路３ｄを備える。外側に延ばされた管路３ｄの端部には、開口を形成する投入口３ａを設けられている。管路３ｄの中間部には、管路３ｄ内でのコンクリートの流通を確保しつつ、管路３ｄを架台２の可動方向に屈曲させることができる回転ジョイント３ｅが設けられている。また、投入口３ａの近傍は、コンクリートが円滑に下降できるように漏斗状とされている。
【００３４】
次に、コンクリート注入シュート３の架台２内部における構成を図５を参照して説明する。図５は、コンクリート注入シュート３および空気抜きパイプ８の構成と動作を説明するための周方向断面の説明図である。
コンクリート注入シュート３は途中から出口３ｂの個数・形状に応じた管路部３ｄに分離され、その先端が、それぞれボルト１３…によりフランジ３ｃと固定されている。
【００３５】
管路部３ｄには、その側部から、内部に管路８ｂを有する空気抜きパイプ８が挿入方向に移動可能に挿通されている。したがって、空気抜きパイプ８の先端部８ａは、出口３ｂを通って、管路部３ｄ内と鋼枠内部１１ｆとの間を往復自在とされている。空気抜きパイプ８とコンクリート注入シュート３の側部の間には、合成ゴムや合成樹脂などからなるシール材９が配されており、空気抜きパイプ８の移動に際してコンクリートがもれないようにシールされている。
【００３６】
次に、固定手段５について説明する。固定手段５は、例えば形鋼などで形成され、端部に固定穴を設けた押え部材５ａ…と、それを固定するためのボルト５ｂ…とナット５ｃ…とからなる。
図２、３に示したように、鋼枠１１を緩衝材１２を介して型枠凸面１に載せた状態で、鋼枠凸面１１ｂ上の延設方向に押え部材５ａを渡し、押え部材５ａと架台フランジ２ｃの間に挿通したボルト５ｂをナット５ｃで固定することにより、鋼枠１１を型枠凸面１上に固定するものである。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係るセグメント製造装置１０の動作を説明することにより、その作用について説明する。
図６、７は、セグメント製造装置１０を用いてセグメントを製造する各工程を順を追って説明するための周方向断面の説明図である。ここでは、簡単のために固定手段５などの図示は省略している。
【００３８】
まず、第１の工程では、固定手段５により、緩衝材１２を介して鋼枠１１を型枠凸面１に固定する。緩衝材１２により、鋼枠開口端１１ａと型枠凸面１は隙間なく密着され、高流動性のコンクリートを用いても漏れが生じないようにすることができる。また、固定手段５の押え力を加減することにより、緩衝材１２の弾性の範囲で型枠凸面１と鋼枠開口端１１ａの距離が可変できるので、固定時に、セグメントの厚みを微調整することができる。
【００３９】
第２の工程では、まず図６（ａ）に示したように、吊り上げ部２ｅを吊り上げ手段１７によって引き上げ、架台２と取付面７の間に傾斜支持台６ｂを配して、架台２を傾斜させる。傾斜角度は、可動側端部がヒンジ側端部より高い状態で、型枠凸面１に対して鋼枠凸面１１ｂ上側に位置するような角度とする。したがって、図２に示したヒンジ側端部と可動側端部がほぼ水平の位置にある状態から少なくとも９０°より小さい範囲の角度とする。
さらに、投入口３ａは、鋼枠内部１１ｆの任意の位置よりも高くなるように配置される。このとき、回転ジョイント３ｅを適宜に屈曲させることにより、架台２の傾斜量に応じて、投入口３ａを水平に保つことができる。そのため、コンクリートを投入しやすくなっている。
【００４０】
第３の工程では、この状態で、シャッター４を開き、空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆに挿入し、コンクリート供給手段１４により、コンクリート１５を投入口３ａから投入する。
すると、図２（ａ）に示したように、コンクリート１５は、自重により、コンクリート注入シュート３の管路部３ｄを流れ、出口３ｂを経て、型枠凸面１を伝い、層状をなして下降し、鋼枠１１内に充填されていく。
コンクリート１５の充填が進むにしたがって鋼枠内部１１ｆの残留空気１６は、上方に押し上げられ、空気抜きパイプ８を通って、コンクリート注入シュート３の外部に放出される。
【００４１】
このように、型枠凸面１を傾斜させてコンクリート１５を打設することにより、型枠凸面１の表面に最初にコンクリート１５が充填され、後から充填されるコンクリート１５はその上を層状に流動していく。つまり、上方から下方にコンクリート１５が落下し、落下点で乱流を形成する場合とは異なり、型枠凸面１のコンクリート１５の流れが乱されることがなく、セグメントの内周面において、気泡痕やコンクリート流動の不均一性が抑えられる結果、表面性が損なわれることなくきれいなコンクリート面が形成される。また、コンクリート１５内の気泡の発生も低減される。発生した気泡も、順次上方に移動して残留空気１６と合流するから、空気抜きパイプ８により確実に排出される。
【００４２】
コンクリート１５は、どのようなコンクリートであってもよいが、高流動性コンクリートとすることが好ましい。そうすれば、より迅速に充填されて生産性が向上し、気泡も上方へ逃げやすくなるので、セグメントの内周面はさらにきれいに形成される。
【００４３】
なお、ここで高流動性を備えたコンクリートとは、いわゆる高流動コンクリートが該当することはいうまでもないが、それに限るものではなく、例えば軟練りコンクリート、流動化コンクリートなどの流動性が向上されたコンクリートをすべて含む。
【００４４】
図６（ｂ）に示したのは、このようにして、コンクリート１５が鋼枠内部１１ｆに完全に充填された状態である。投入口３ａが鋼枠内部１１ｆの任意の位置よりも高いので、投入口３ａにコンクリート１５を投入するだけで、鋼枠内部１１ｆ内にコンクリート１５を充填することができる。
また空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆの最高の位置に配置することにより、残留空気１６を自然に排出できる。
【００４５】
第４の工程では、この状態で、空気抜きパイプ８を鋼枠内部１１ｆから引き抜き、シャッター４を閉鎖する（図７（ａ））。空気抜きパイプ８およびシャッター４の動作は手動で行ってもよいし、モータや油圧装置などの動力を組み合わせて動作させてもよい。このとき、コンクリート１５は、鋼枠１１と型枠凸面１で完全に覆われる。
したがって、このまま硬化するのを待って、脱型することにより、セグメントが得られる。シャッター４は、型枠凸面１に沿って閉鎖されるので、セグメントの内周面には段差が生じないから、脱型後の後仕上げは不要である。
【００４６】
このようにして、セグメント製造装置１０により、後仕上げをすることなく凹面をきれいに仕上げることができ、しかも製造効率に優れた合成セグメントを得ることができる。
【００４７】
なお、上記の製造工程において、第４の工程の直後に、傾斜支持台６ｂを取り払い架台の姿勢をヒンジ側端部と可動側端部がほぼ同じ高さとなる水平状態とする第５の工程を付け加えてもよい。そのようにすれば、コンクリート１５の重量が型枠凸面１上で周方向の左右に均等にかかった状態で、コンクリート１５の硬化を待つことができるから、コンクリート圧のアンバランスにより内周面の表面性がばらつくことが低減され、さらに良好に表面が仕上がるという利点がある。また、鋼枠内部１１ｆ内にわずかに気泡が残留した場合でも、型枠凸面１から鋼枠凸面１１ｂ側に向かって上方に浮上するから、セグメントの内周面に残留して表面に現れることを確実に防止できる。
【００４８】
なお、上記の製造方法の説明において、第４の工程の後に第５の工程を行って、架台２を水平状態にしたが、コンクリート１５を打設中の第３の工程において、徐々に架台２を傾斜させるようにし、架台２がほぼ水平状態になったときに、シャッター４を閉鎖する第４の工程を行うようにしてもよい。
そのようにすれば、第５の工程の作用がコンクリート１５の打設中に発揮されるので、同様の効果をより短時間の内に得ることができるという利点がある。
その際、回転ジョイント３ｅにより、架台２の傾斜が変わっても投入口３ａの姿勢を一定に保てるから、コンクリート１５の打設をより円滑に行うことができる。
【００４９】
なお、上記の説明では、コンクリート注入シュート３を型枠凸面１に接続して固定された管路として説明したが、脱着自在としてコンクリートを打設するときだけ取り付けるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記の説明では、コンクリート１５は、自重により落下するものとして説明したが、コンクリート注入シュート３を通じてコンクリート１５を圧送するようにしてもよい。そうすれば、より迅速にコンクリート１５を充填することができる。
【００５１】
また、上記の説明では、シャッター４は、型枠凸面１に滑らかに沿うものとして説明したが、段差が全くないことを意味するものではなく、内周面の外観上許容できる範囲で滑らかであればよいことは言うまでもない。
【００５２】
また、上記の説明では、枠体は、凸面側が鋼枠凸面１１ｂにより覆われている鋼枠１１の例で説明したが、鋼枠凸面１１ｂの全体または一部が開放面を構成し、開放面を適宜の外周型枠面で覆ってコンクリートを打設し、硬化後に脱型して、外周面にコンクリート面を形成するタイプの合成セグメントであってもよい。この場合、上記説明において、鋼枠１１を外周型枠面で覆われた枠体と置き換えれば、全く同様の説明が成立することは明らかである。例えば、製造方法の第１工程において、枠体をコンクリート打設可能に配置することには、枠体に外周型枠面を固定して配置することが含まれるものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、凸面側が型枠凸面の上側におかれた状態で、コンクリート出口側が高くなるように傾斜させ、コンクリートを円滑かつ速やかに充填することができるから、その状態で開閉機構を閉じてコンクリート出口をふさぐことにより、コンクリートの合成セグメントを製造することができ、その結果、製造効率が向上するとともに、合成セグメントの内周面をきれいに仕上げることができるという効果を奏する。
【００５４】
請求項２に記載の発明では、コンクリート出口から型枠凸面の周方向の他方の端部に向かって、コンクリートが一方向に下降する傾斜を形成することができるから、コンクリートの流れが円滑な層状となって、合成セグメントの内周面をよりきれいに仕上げることができるという効果を奏する。
【００５５】
請求項３に記載の発明では、内周面側から空気抜きをすることができ、空気抜き後に空気抜き手段を退避することができるから、確実に空気を抜くことができるという効果を奏する。
しかも、枠体側に空気抜き手段を設ける必要がなく、痕跡を残さずに空気抜き手段を退避できるから、合成セグメントの仕上りに悪影響を及ぼさないという効果を奏する。
【００５６】
請求項４に記載の発明では、型枠凸面によって形成される合成セグメントの内周面に、開閉機構の痕跡が凹凸となって残らないか、残るとしても外観上許容できる程度の段差にとどめることができるから、段差を解消するために後仕上げを施すことなく、合成セグメントの内周面をきれいに形成することができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明では、コンクリート投入口からコンクリートを自重で流し込むことにより、枠体内に充填することができるから、簡易な設備で製造することができるという効果を奏する。
【００５８】
請求項６に記載の発明では、緩衝材により枠体と型枠凸面の隙間がふさがれて、コンクリートの漏れがなくなり、緩衝材の厚さの範囲で枠体と型枠凸面の当接距離を調整することができるから、高流動性コンクリートを使用することができて、製造効率が向上するとともに、寸法精度にも優れた合成セグメントを製造することができるという効果を奏する。
【００５９】
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の合成セグメントの製造装置を用いるのに好適な製造方法となるので、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。
【００６０】
請求項８に記載の発明では、コンクリートの硬化時に、型枠凸面に作用するコンクリート圧が均等化されるので、合成セグメントの内周面のコンクリートの状態が、型枠内で左右対称となって均一となり、合成セグメントの内周面をきれいに形成することができるという効果を奏する。
【００６１】
請求項９に記載の発明では、コンクリートの打設中の型枠凸面にかかるコンクリート圧のアンバランスを低減することができるから、合成セグメントの内周面をよりきれいに形成することができるという効果を奏する。
【００６２】
請求項１０に記載の発明では、コンクリートを迅速に充填して、製造効率を向上できるとともに、コンクリート面の表面性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】図１のＡ視方向の正面説明図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置の開閉機構を説明するための部分斜視図および側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造装置のコンクリート注入管路および空気抜き手段の構成と動作を説明するための周方向断面の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造方法の第２および第３の工程を説明するための周方向断面の説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る合成セグメントの製造方法の第４および第５の工程を説明するための周方向断面の説明図である。
【符号の説明】
１　型枠凸面
２　架台
２ｄ　ヒンジ部２ｄ
３　コンクリート注入シュート（コンクリート注入管路）
３ａ　投入口（コンクリート投入口）
３ｂ　出口（コンクリート出口）
４　シャッター（開閉機構）
５　固定手段
７　取付面
８　空気抜きパイプ（空気抜き手段）
１０　セグメント製造装置（合成セグメントの製造装置）
１１　鋼枠（枠体）
１１ａ　鋼枠開口端（開放面）
１１ｂ　鋼枠凸面（凸面）
１１ｃ、１１ｄ　鋼枠側面（接合面）
１１ｆ　鋼枠内部（型枠内部）
１２　緩衝材
１５　コンクリート
１６　残留空気[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a synthetic segment.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a segment used for tunnel lining or the like, a composite segment in which concrete is cast into a steel frame has been known. Synthetic segments, by combining steel frame and concrete, each advantage according to the purpose of use is utilized, as an example, it becomes easy to provide various joint shapes with high strength and steel frame, etc. Various structures and methods for their manufacture have been proposed to provide advantages.
[0003]
As the structure of the steel frame, there is a structure in which at least the inner peripheral surface side is an open surface so that the inner peripheral surface (concave surface) of the composite segment becomes a concrete surface that can be used as it is as the inner peripheral surface of the tunnel lining. .
Further, there are two types of arrangement of the steel frame at the time of casting concrete: a convex type in which the convex surface is arranged upward and a concave type in which the concave surface is arranged upward.
[0004]
When casting concrete on a steel frame whose inner peripheral surface is an open surface, in a concave arrangement, provide a lid that can adjust the thickness of the composite segment, or fill concrete without a lid, and use a trowel or a machine. Finishing was performed to form the inner peripheral surface. In the convex arrangement, a steel frame was placed and fixed on a gantry forming an open mold surface, and concrete was filled from above. At that time, an opening for concrete injection and air release was provided on the convex surface (upper surface) of the steel frame, and after casting the concrete, the opening was sometimes closed by welding a steel plate or the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional synthetic segment manufacturing apparatus and method as described above have the following problems.
When a concrete is cast by a concave mold, when a lid is used, a concave shape can be easily formed inside the steel frame, but it is difficult to form a convex shape. Further, since the finishing is performed by using a trowel or a machine, there is a problem that it takes much time and the finished surface is likely to have irregularities.
When casting concrete using a convex type, unless air vent is provided on the upper side, air bubbles accumulate under the upper steel frame, there is a place where the density of concrete filling is low, and there is a problem that unevenness in strength occurs. . In the case of providing an air vent, work for applying heat such as welding is required for post-processing of the steel frame for closing the opening, and there is a problem that the filled concrete is affected.
In addition, since concrete is poured from above, there is a problem that the filling state and surface properties of the lower concave surface are inferior.
Therefore, in any case, the surface condition and dimensional accuracy of the concave surface are poor, and after that, finishing is required, and there is a problem that a great deal of labor and time are required for manufacturing.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to cleanly finish a concave surface of a synthetic segment without performing post-finishing, and to improve the manufacturing efficiency of the synthetic segment. It is an object to propose a manufacturing apparatus and method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 has a concave surface forming an inner peripheral surface extending in a circumferential direction of the tunnel lining and a convex surface also forming an outer peripheral surface of the tunnel lining. A composite segment comprising a joining surface joined to other segments in the extending direction and the circumferential direction, at least the joining surface is formed by a frame, and the concave surface is formed by casting concrete into the frame. The manufacturing apparatus of, the mold convex surface for forming the concave surface of the composite segment, and a mount that variably supports the relative height of the circumferential end thereof with the mold convex surface facing upward, A construction is used which includes a concrete pouring pipe having a concrete outlet connected to the formwork convex surface, an opening / closing mechanism for opening and closing the concrete outlet, and fixing means for fixing the frame body on the formwork convex surface.
According to the present invention, the frame body having the concave surface as the open surface can be fixed on the formwork convex surface with the convex surface facing upward. Then, in a state where the convex side is placed above the convex side of the formwork, the relative height of the circumferential end of the convex side of the formwork can be shifted so that the concrete exit side can be arranged to be inclined so as to be higher. Therefore, since the concrete descends smoothly in a layered manner along the circumferential direction on the form convex surface, the concrete can be smoothly and quickly filled. Thereafter, the opening and closing mechanism is closed, the concrete outlet is closed, and the mold is released after being hardened, whereby the composite segment whose inner peripheral surface is concrete can be manufactured.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the composite segment manufacturing apparatus according to the first aspect, the concrete outlet is provided at a circumferential end of the formwork convex surface.
According to the present invention, by setting the position of the circumferential end of the mold convex surface provided with the concrete outlet at an appropriate height, the concrete outlet is connected to the other circumferential end of the mold convex surface. Towards it, a slope can be formed in which the concrete descends in one direction.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to the first or second aspect, the mold is provided so as to be able to be inserted into and retracted from the concrete outlet from a back surface side of the formwork convex surface. Use is made of a structure provided with an air vent means for discharging air inside the frame held on the convex surface.
According to the present invention, air can be evacuated from the inner peripheral surface side of the composite segment, and the air evacuating means can be retracted after the air is evacuated.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the synthetic segment manufacturing apparatus according to the first to third aspects, a configuration is used in which the opening and closing mechanism is opened and closed along the form convex surface.
According to the present invention, the opening / closing mechanism can be closed along the mold convex surface, so that the trace of the opening / closing mechanism does not remain on the inner peripheral surface of the composite segment formed by the mold convex surface as unevenness on the inner peripheral surface. be able to.
[0011]
In the invention according to claim 5, in the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to any one of claims 1 to 4, when the gantry is inclined by raising a circumferential end of the convex surface of the mold, the mold is formed. A configuration is used in which the inside of the mold covered by the mold surface including the frame convex surface and the frame body can be arranged in a height range not exceeding the lowermost end of the concrete inlet.
According to the present invention, concrete can be filled into the formwork by pouring concrete by its own weight from the concrete inlet.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the synthetic segment manufacturing apparatus according to the first to fifth aspects, the frame is fixed between the frame and the convex surface of the form via a cushioning material. Used.
According to the present invention, since the gap between the frame and the convex surface of the formwork is closed by the cushioning material, the concrete does not leak. In addition, the contact distance between the frame and the convex surface of the mold can be adjusted within the range of the thickness of the cushioning material.
[0013]
According to the invention as set forth in claim 7, it has a concave surface extending in the circumferential direction of the tunnel lining to form an inner peripheral surface and a convex surface also forming an outer peripheral surface, and is provided in the extending direction and the circumferential direction of the tunnel lining. A method for manufacturing a synthetic segment comprising a joint surface to be joined to each other segment, at least the joint surface being formed by a frame, and the concave surface being formed by casting concrete into the frame, A first step of arranging the frame so that concrete can be cast on a gantry having a mold convex surface for forming the concave surface, wherein one end of the mold convex surface in the circumferential direction is more than the other end; A second step of tilting and holding the gantry so as to be higher, and a step of pouring concrete along the mold convex surface into the frame from one end side in the circumferential direction of the mold convex surface. Step 3 and concrete casting Using the method and a fourth step of closing the concrete inlet after completion.
According to this invention, in the second step, the form convex surface is inclined and held so that one end in the circumferential direction is higher than the other end, and the third step is used to hold the circumferential surface having a higher height. Since concrete is poured from one end in the direction, the concrete proceeds in a layered fashion along the circumferential direction on the convex surface of the formwork, and the filling proceeds while smoothly falling.
[0014]
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a synthetic segment according to the seventh aspect, after the fourth step, the both ends in the circumferential direction of the form convex surface are arranged at substantially the same height, And a fifth step of changing the inclination direction of the gantry.
According to the present invention, the height of both ends in the circumferential direction of the formwork convex surface is made uniform in the fifth step after the concrete placement is completed, so that the formwork convex surface has a pressure substantially equal to the thickness of the composite segment. Is added, and the concrete pressure acting on the convex surface of the formwork is substantially equalized because there is no imbalance in the left-right direction in the circumferential direction.
[0015]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a composite segment according to the seventh or eighth aspect, a method is used in which the third step is performed while reducing the inclination of the gantry.
According to the present invention, since the inclination of the gantry is reduced during the concrete casting, the concrete pressure applied to the convex surface of the formwork previously filled with concrete can be reduced, and the mold can be formed even during the concrete casting. It is possible to reduce the imbalance of the concrete pressure applied to the convex surface of the frame.
[0016]
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a synthetic segment according to any one of the seventh to ninth aspects, the concrete is a concrete having high fluidity. Used.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while having concrete with high fluidity, while being able to fill concrete quickly, the surface property of a concrete surface can be improved.
Here, the concrete having high fluidity is, of course, a so-called high-fluidity concrete, but is not limited thereto.For example, concrete with improved fluidity such as soft-mixed concrete or fluidized concrete Including all.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Throughout the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
First, an embodiment of an apparatus for manufacturing a composite segment according to the present invention will be described.
FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a composite segment manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory front view in the direction of A in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.
[0018]
In a segment manufacturing device 10 (a synthetic segment manufacturing device) according to an embodiment of the present invention, at least a joint surface to be joined to another synthetic segment is formed of a steel frame (frame body), and concrete is cast on the steel frame. This is an apparatus for manufacturing a composite segment having a concave surface forming an inner peripheral surface of a tunnel lining. Hereinafter, the synthetic segment is also simply referred to as a segment unless there is a possibility of confusion.
[0019]
First, the steel frame 11 (frame body) will be described.
The steel frame 11 has a steel frame convex surface 11b (convex surface) having a bow-shaped cross section extending in the direction in which the tunnel lining extends, and a steel frame 11 extending from its end in a vertical direction on the back surface (opposite to the convex surface). It has steel frame side surfaces 11c and 11c (joining surfaces) arranged in the circumferential direction of the work, and steel frame side surfaces 11d and 11d (joining surfaces) also arranged in the tunnel extending direction. That is, the end of the steel frame convex surface 11b is surrounded by the steel frame side surfaces 11c, 11c, 11d, and 11d, and the tips of the steel frame side surfaces 11c, 11c, 11d, and 11d constitute the steel frame opening end 11a.
In the following, for the sake of simplicity, the above circumferential direction and extending direction will be appropriately used as words indicating the direction above the segment.
[0020]
The steel frame side surfaces 11c, 11c, 11d, and 11d can be provided with an appropriate joining mechanism for joining the segments. In the present invention, if the concrete can be prevented from leaking when the concrete is poured, Such a joining mechanism can also be adopted.
[0021]
The steel frame opening end 11a can be brought into contact with a convex surface having a curvature in the same direction as the steel frame convex surface 11b. However, in this embodiment, when the steel frame 11 is attached to the segment manufacturing apparatus 10, the steel frame 11 is formed of an elastic body such as synthetic rubber or synthetic resin that can be deformed in the thickness direction between the steel frame opening end 11a and the segment manufacturing apparatus 10. The cushioning material 12 is provided.
[0022]
On the back surface of the steel frame convex surface 11b, reinforcing ribs 11e are provided. The tips of the reinforcing ribs 11e are below the height of the steel frame opening end 11a. The height of at least the reinforcing ribs 11e extending in the extending direction is configured to be lower than the steel frame opening end 11a.
[0023]
The segment manufacturing apparatus 10 includes a gantry 2, a formwork convex surface 1 provided on the gantry 2, a concrete pouring chute 3 (concrete pouring line), a shutter 4 (opening / closing mechanism), and fixing means 5 (see FIGS. 2 and 3). It has.
[0024]
The gantry 2 has a configuration in which gantry side plates 2a, 2a having end surfaces curved in a convex shape are arranged in parallel so as to face each other, and an appropriate span member is arranged therebetween for fixing. The convex curvature is substantially the same as the convex surface of the mold convex surface 1 described later. Ribs and the like for reinforcement may be provided on the gantry side plates 2a, 2a as appropriate. In particular, gantry flanges 2c, 2c are provided from the convexly curved end surfaces to extend outward in the direction opposite to the gantry side plates 2a, 2a.
[0025]
A hinge portion 2d including a rotation support shaft and a rotation support point is provided on one end side (hereinafter, referred to as a hinge side end portion) in a direction in which the gantry side plates 2a, 2a extend in the curve direction. The hinge portion 2d is fixed to the mounting surface 7, and holds the gantry 2 rotatably with respect to the mounting surface 7. The gantry side plate 2a is provided with a lifting portion 2e. For example, a crane or the like can be attached to the lifting portion 2e by forming a lifting hole in the gantry side plate 2a or providing a lifting metal hinge portion 2d.
[0026]
The formwork convex surface 1 is a plate member such as a steel plate having a convex curved surface capable of contacting the steel frame opening end 11a, and forms a part of the formwork for forming the inner peripheral surface of the segment. The formwork convex surface 1 is fixed between the gantry side plates 2a, 2a at a position substantially aligned with the gantry flanges 2c, 2c.
[0027]
At the hinge side end, a steel frame stopper 2b is provided on the gantry flanges 2c, 2c and the mold convex surface 1 in a direction orthogonal to the gantry side plate 2a. When the steel frame 11 is placed on the convex surface 1 of the formwork, the steel frame stopper 2b has a shape capable of locking the steel frame 11 to its circumferential end. It regulates movement.
[0028]
When the steel frame 11 is engaged with the steel frame stopper 2b at the end opposite to the hinge-side end of the mold convex surface 1 (hereinafter, referred to as a movable end), and placed on the mold convex surface 1 Are provided with outlets 3b and 3b opening to the lower side of the steel frame 11, and a shutter 4 for opening and closing them.
[0029]
Here, the outlet 3b and the shutter 4 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a partial perspective view for explaining the details of the outlet 3b and the shutter 4, and FIG. 4B is a side view as viewed from C in FIG. 4A.
A rectangular notch is provided at the movable side end of the formwork convex surface 1 when viewed from above, and a flange 3 c is fixed so as to cover the notch from the back side of the formwork convex surface 1. The outlet 3b is provided at the center of the flange 3c. Further, slide grooves 1a are provided on the end face of the notch inwardly of the mold convex surface 1.
[0030]
The shutter 4 has slide projections 4a which are fitted to the slide grooves 1a and which can slide by using the slide grooves 1a as guides, at three end surfaces of the plate member.
[0031]
The slide groove 1a and the slide protrusion 4a may have any shape as long as they are fitted to each other, can be moved smoothly, and can close the outlet 3b so as not to leak concrete. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, a combination of a V-shaped projection and a groove may be used, or as shown in FIG. May be fitted into a wedge-shaped gap between the mold convex surface 1 and the flange 3c.
[0032]
When the slide projections 4a are fitted in the slide grooves 1a and pushed in the direction of the arrow in the drawing, the shutter 4 closes the outlet 3b with the shutter lower surface 4c, and the shutter upper surface 4b extends along the upper surface of the mold convex surface 1. It is configured to be connected smoothly.
[0033]
The concrete pouring chute 3 includes a conduit 3d extending from the outlet 3b to the outside of the movable end through the inside of the gantry 2. At the end of the pipe 3d extended outward, an inlet 3a forming an opening is provided. A rotary joint 3e that can bend the pipe 3d in the movable direction of the gantry 2 while ensuring the flow of concrete in the pipe 3d is provided at an intermediate portion of the pipe 3d. The vicinity of the inlet 3a is funnel-shaped so that concrete can smoothly descend.
[0034]
Next, the configuration of the concrete pouring chute 3 inside the gantry 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory view of a circumferential section for explaining the configuration and operation of the concrete injection chute 3 and the air vent pipe 8.
The concrete pouring chute 3 is separated from the middle into pipe sections 3d corresponding to the number and shape of the outlets 3b, and the ends thereof are fixed to the flanges 3c by bolts 13, respectively.
[0035]
An air vent pipe 8 having a pipe 8b therein is inserted from the side of the pipe 3d so as to be movable in the insertion direction. Therefore, the distal end portion 8a of the air vent pipe 8 can reciprocate between the inside of the pipe portion 3d and the inside of the steel frame 11f through the outlet 3b. A seal material 9 made of synthetic rubber, synthetic resin, or the like is disposed between the air release pipe 8 and the side of the concrete injection chute 3, and is sealed so that concrete does not leak when the air release pipe 8 moves. .
[0036]
Next, the fixing means 5 will be described. The fixing means 5 is formed of, for example, a shape steel, and includes a pressing member 5a having a fixing hole at an end, a bolt 5b for fixing the fixing member 5a, and a nut 5c.
As shown in FIGS. 2 and 3, in a state where the steel frame 11 is placed on the mold convex surface 1 via the cushioning material 12, the pressing member 5 a is passed in the extending direction on the steel frame convex surface 11 b, and the pressing member 5 a The steel frame 11 is fixed on the mold convex surface 1 by fixing the bolt 5b inserted between the gantry flanges 2c with the nut 5c.
[0037]
Next, the operation of the segment manufacturing apparatus 10 according to the embodiment of the present invention will be described, and its operation will be described.
6 and 7 are explanatory views of a circumferential section for sequentially describing each step of manufacturing a segment using the segment manufacturing apparatus 10. Here, illustration of the fixing means 5 and the like is omitted for simplicity.
[0038]
First, in the first step, the steel frame 11 is fixed to the mold convex surface 1 via the cushioning material 12 by the fixing means 5. By the cushioning material 12, the steel frame opening end 11a and the formwork convex surface 1 are closely adhered to each other without a gap, and leakage can be prevented even when high-fluidity concrete is used. Also, by adjusting the pressing force of the fixing means 5, the distance between the mold convex surface 1 and the steel frame opening end 11a can be changed within the elasticity range of the cushioning material 12, so that the thickness of the segment can be finely adjusted at the time of fixing. Can be.
[0039]
In the second step, first, as shown in FIG. 6A, the lifting section 2 e is lifted by the lifting means 17, the inclined support base 6 b is arranged between the gantry 2 and the mounting surface 7, and the gantry 2 is tilted. Let it. The inclination angle is set such that the movable-side end is higher than the hinge-side end and is positioned above the steel-frame convex surface 11b with respect to the mold-surface convex surface 1. Therefore, the angle is set to a range smaller than at least 90 ° from the state where the hinge side end and the movable side end shown in FIG. 2 are in a substantially horizontal position.
Further, the charging port 3a is arranged so as to be higher than an arbitrary position in the inside 11f of the steel frame. At this time, by appropriately bending the rotary joint 3e, the inlet 3a can be kept horizontal according to the amount of inclination of the gantry 2. Therefore, it is easy to put concrete.
[0040]
In the third step, in this state, the shutter 4 is opened, the air vent pipe 8 is inserted into the inside of the steel frame 11f, and the concrete 15 is charged by the concrete supply means 14 from the input port 3a.
Then, as shown in FIG. 2 (a), the concrete 15 flows by its own weight through the duct 3d of the concrete injection chute 3, passes through the outlet 3b, travels along the form convex surface 1, and descends in a layered manner. , Are filled in the steel frame 11.
As the filling of the concrete 15 progresses, the residual air 16 in the inside of the steel frame 11f is pushed upward, discharged through the air vent pipe 8 to the outside of the concrete injection chute 3.
[0041]
In this manner, the concrete 15 is cast by inclining the convex surface 1 of the formwork, so that the surface of the convex surface 1 of the formwork is first filled with the concrete 15 and the concrete 15 to be filled later flows in a layered manner thereon. I will do it. That is, unlike the case where the concrete 15 falls from above to below and forms a turbulent flow at the drop point, the flow of the concrete 15 on the form convex surface 1 is not disturbed, and air bubbles are generated on the inner peripheral surface of the segment. As a result of suppressing the marks and the non-uniformity of the concrete flow, a clean concrete surface is formed without impairing the surface properties. Further, the generation of bubbles in the concrete 15 is also reduced. The generated air bubbles also move upward sequentially and merge with the residual air 16, so that they are reliably discharged by the air vent pipe 8.
[0042]
The concrete 15 may be any type of concrete, but is preferably a high-fluidity concrete. In this case, the filling is performed more quickly, the productivity is improved, and the bubbles are easily released upward, so that the inner peripheral surface of the segment is formed more clearly.
[0043]
It should be noted that the high-fluidity concrete is, of course, applicable to so-called high-fluidity concrete, but is not limited thereto. For example, the fluidity of soft-mixed concrete, fluidized concrete, etc. is improved. Includes all concrete.
[0044]
FIG. 6B shows a state in which the concrete 15 is completely filled in the steel frame inside 11f in this way. Since the inlet 3a is higher than an arbitrary position in the inside 11f of the steel frame, the concrete 15 can be filled in the inside 11f of the steel frame only by putting the concrete 15 into the inlet 3a.
Further, by arranging the air vent pipe 8 at the highest position inside the steel frame inside 11f, the residual air 16 can be naturally discharged.
[0045]
In the fourth step, in this state, the air vent pipe 8 is pulled out from the inside of the steel frame 11f, and the shutter 4 is closed (FIG. 7A). The operation of the air release pipe 8 and the shutter 4 may be performed manually, or may be performed by combining power of a motor, a hydraulic device, or the like. At this time, the concrete 15 is completely covered with the steel frame 11 and the formwork convex surface 1.
Therefore, the segment is obtained by removing the mold after waiting for curing as it is. Since the shutter 4 is closed along the mold convex surface 1, no step is formed on the inner peripheral surface of the segment, so that post-finishing after demolding is unnecessary.
[0046]
In this manner, the segment manufacturing apparatus 10 can cleanly finish the concave surface without performing post-finishing, and can obtain a synthetic segment excellent in manufacturing efficiency.
[0047]
In the above-described manufacturing process, immediately after the fourth process, a fifth process of removing the inclined support base 6b and setting the attitude of the gantry to a horizontal state in which the hinge side end and the movable side end are substantially at the same height is performed. May be added. By doing so, it is possible to wait for the concrete 15 to harden in a state where the weight of the concrete 15 is evenly applied to the left and right in the circumferential direction on the formwork convex surface 1. Variations in surface properties are reduced, and there is an advantage that the surface can be finished more favorably. Further, even when bubbles slightly remain in the inside 11f of the steel frame, since the bubbles float upward from the convex surface 1 of the mold toward the convex surface 11b of the steel frame, the bubbles remain on the inner peripheral surface of the segment and appear on the surface. It can be reliably prevented.
[0048]
In the above description of the manufacturing method, the fifth step is performed after the fourth step to make the gantry 2 horizontal, but in the third step in which the concrete 15 is being poured, the gantry 2 is gradually removed. May be inclined, and a fourth step of closing the shutter 4 may be performed when the gantry 2 is in a substantially horizontal state.
In this case, the effect of the fifth step is exerted during the placing of the concrete 15, so that there is an advantage that the same effect can be obtained in a shorter time.
At that time, even if the inclination of the gantry 2 changes, the posture of the inlet 3a can be kept constant by the rotary joint 3e, so that the concrete 15 can be poured more smoothly.
[0049]
In the above description, the concrete injection chute 3 has been described as a pipe connected to and fixed to the mold convex surface 1, but may be detachably attached and attached only when concrete is poured.
[0050]
Further, in the above description, the concrete 15 is described as falling by its own weight, but the concrete 15 may be pumped through the concrete pouring chute 3. Then, the concrete 15 can be filled more quickly.
[0051]
Further, in the above description, the shutter 4 has been described as smoothly extending along the mold convex surface 1, but this does not mean that there is no step at all, and the shutter 4 should be smooth within an acceptable range in appearance of the inner peripheral surface. Needless to say,
[0052]
In the above description, the frame body has been described as an example of the steel frame 11 in which the convex side is covered with the steel frame convex surface 11b, but the whole or a part of the steel frame convex surface 11b constitutes an open surface, and the open surface is open. May be a composite segment of a type in which concrete is cast by covering with a suitable outer peripheral form surface, and after hardening, the concrete is removed from the outer peripheral surface to form a concrete surface. In this case, if the steel frame 11 is replaced with a frame covered with the outer peripheral mold surface in the above description, it is clear that the same description is valid. For example, in the first step of the manufacturing method, arranging the frame so that concrete can be cast includes fixing the outer peripheral mold surface to the frame.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to claim 1, in the state where the convex side is placed on the upper side of the formwork convex side, the concrete outlet side is inclined so as to be higher, and the concrete can be smoothly and promptly filled. By closing the opening / closing mechanism in this state and closing the concrete outlet, it is possible to manufacture a composite segment of concrete.As a result, production efficiency is improved, and the inner peripheral surface of the composite segment can be finely finished. It has the effect of being able to do it.
[0054]
According to the second aspect of the present invention, since the concrete can be inclined in one direction from the concrete outlet toward the other end in the circumferential direction of the form convex surface, the concrete flows smoothly in a layered state. As a result, there is an effect that the inner peripheral surface of the composite segment can be more finely finished.
[0055]
According to the third aspect of the present invention, the air can be bleed from the inner peripheral surface side, and the air bleeding means can be retracted after the bleeding.
In addition, there is no need to provide the air vent on the frame side, and the air vent can be retracted without leaving any trace, so that there is an effect that the finish of the composite segment is not adversely affected.
[0056]
In the invention according to claim 4, the trace of the opening / closing mechanism does not remain as irregularities on the inner peripheral surface of the composite segment formed by the mold convex surface, or even if it does, it remains at a level that is acceptable in appearance. Therefore, the inner peripheral surface of the composite segment can be formed cleanly without performing post-finishing to eliminate the step.
[0057]
According to the fifth aspect of the present invention, since concrete can be filled into the frame by pouring concrete by its own weight from the concrete inlet, there is an effect that it can be manufactured with simple equipment.
[0058]
According to the invention as set forth in claim 6, the gap between the frame and the convex surface of the formwork is closed by the cushioning material, leakage of concrete is eliminated, and the contact distance between the frame and the convex surface of the formwork within the range of the thickness of the cushioning material. Since the adjustment can be performed, it is possible to use a high-fluidity concrete, and it is possible to improve the production efficiency and to produce a composite segment having excellent dimensional accuracy.
[0059]
According to the seventh aspect of the present invention, a manufacturing method suitable for using the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to the first aspect is provided, and therefore, the same effect as that of the first aspect is exerted.
[0060]
According to the eighth aspect of the present invention, when the concrete is hardened, the concrete pressure acting on the convex surface of the formwork is equalized, so that the state of the concrete on the inner peripheral surface of the composite segment becomes symmetrical in the formwork. This has the effect of being uniform and allowing the inner peripheral surface of the composite segment to be formed cleanly.
[0061]
According to the ninth aspect of the invention, it is possible to reduce the imbalance of the concrete pressure applied to the mold convex surface during the casting of the concrete, so that the inner peripheral surface of the composite segment can be formed more clearly. Play.
[0062]
According to the tenth aspect of the present invention, the concrete can be quickly filled, the production efficiency can be improved, and the surface properties of the concrete surface can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating an apparatus for manufacturing a composite segment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory front view in the direction of A in FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;
FIG. 4 is a partial perspective view and a side view for explaining an opening and closing mechanism of the synthetic segment manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a circumferential section for explaining the configuration and operation of a concrete injection pipe and an air bleeding unit of the synthetic segment manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a circumferential section for explaining second and third steps of the method for manufacturing a composite segment according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view of a circumferential section for explaining fourth and fifth steps of the method for manufacturing a composite segment according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Formwork convex surface
2 stand
2d hinge part 2d
3 concrete pouring chute (concrete pouring pipeline)
3a Input port (concrete input port)
3b exit (concrete exit)
4 Shutter (open / close mechanism)
5 Fixing means
7 Mounting surface
8 Air release pipe (Air release means)
10 Segment manufacturing equipment (Synthetic segment manufacturing equipment)
11 steel frame (frame)
11a Open end of steel frame (open surface)
11b Steel frame convex surface (convex surface)
11c, 11d Steel frame side surface (joining surface)
11f Inside steel frame (inside formwork)
12 cushioning material
15 Concrete
16 Residual air

Claims (10)

トンネル覆工の周方向に延びる内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成される合成セグメントの製造装置であって、
前記合成セグメントの凹面を形成するための型枠凸面と、
該型枠凸面を上方に向けて、その周方向の端部の相対高さを可変に支持する架台と、
該型枠凸面内にコンクリート出口が接続されたコンクリート注入管路と、
前記コンクリート出口を開閉する開閉機構と、
前記枠体を前記型枠凸面上に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。A concave surface forming an inner peripheral surface extending in a circumferential direction of the tunnel lining, and a convex surface also forming an outer peripheral surface, and a joining surface to be joined to other segments in the extending direction and the circumferential direction of the tunnel lining, respectively. An apparatus for producing a synthetic segment, wherein at least the joining surface is formed by a frame, and the concave surface is formed by casting concrete into the frame,
Formwork convex surface for forming a concave surface of the composite segment,
A platform that variably supports the relative height of the circumferential end thereof with the formwork convex surface facing upward,
A concrete injection pipe having a concrete outlet connected to the formwork convex surface,
An opening and closing mechanism for opening and closing the concrete outlet,
Fixing means for fixing the frame body on the convex surface of the formwork. 請求項１に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記コンクリート出口が、前記型枠凸面の周方向の端部に設けられたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。In the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to claim 1,
An apparatus for manufacturing a synthetic segment, wherein the concrete outlet is provided at an end in a circumferential direction of the formwork convex surface. 請求項１または２に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記型枠凸面の裏面側から、前記コンクリート出口に対して挿通および退避可能に設けられ、前記型枠凸面上に保持された前記枠体の内部の空気を排出する空気抜き手段を備えたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。The apparatus for producing a synthetic segment according to claim 1 or 2,
Air outlet means is provided from the back side of the formwork convex surface so as to be able to be inserted into and retracted from the concrete outlet, and discharges air inside the frame body held on the formwork convex surface. Production equipment for composite segments. 請求項１〜３に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記開閉機構が前記型枠凸面に沿って開閉されることを特徴とする合成セグメントの製造装置。In the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to claim 1,
An apparatus for manufacturing a synthetic segment, wherein the opening and closing mechanism is opened and closed along the convex surface of the formwork. 請求項１〜４に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記型枠凸面の周方向の端部を上昇させることにより、前記架台を傾斜させたとき、
前記型枠凸面と前記枠体とを含む型枠面で覆われる型枠内部が、前記コンクリート投入口の最下端を越えない高さ範囲に配置できるように構成されたことを特徴とする合成セグメントの製造装置。In the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to claim 1,
By raising the circumferential end of the formwork convex surface, when the gantry is inclined,
A composite segment characterized in that the interior of the mold covered by the mold surface including the mold convex surface and the frame body can be arranged in a height range not exceeding the lowermost end of the concrete input port. Manufacturing equipment. 請求項１〜５に記載の合成セグメントの製造装置において、
前記枠体と前記型枠凸面との間に緩衝材を介して、前記枠体を固定したことを特徴とする合成セグメントの製造装置。In the apparatus for manufacturing a synthetic segment according to claim 1,
An apparatus for manufacturing a synthetic segment, wherein the frame is fixed between the frame and the convex surface of the form via a cushioning material. トンネル覆工の周方向に延びて内周面を形成する凹面と、同じく外周面を形成する凸面とを有し、トンネル覆工の延設方向および周方向においてそれぞれ他のセグメントと接合する接合面を備え、少なくとも該接合面が枠体で形成され、前記枠体にコンクリートを打設することにより前記凹面が形成されてなる合成セグメントの製造方法であって、
前記凹面を形成するための型枠凸面を有する架台に、前記枠体をコンクリート打設可能に配置する第１の工程と、
前記型枠凸面の周方向の一方の端部が他方の端部より高くなるように前記架台を傾斜させて保持する第２の工程と、
前記型枠凸面の周方向の一方の端部側から、前記枠体内に前記型枠凸面に沿ってコンクリートを打設する第３の工程と、
コンクリート打設終了後にコンクリート投入口を閉鎖する第４の工程とを備えることを特徴とする合成セグメントの製造方法。A joining surface that has a concave surface extending in the circumferential direction of the tunnel lining to form an inner peripheral surface and a convex surface also forming an outer peripheral surface, and is joined to other segments in the extending direction and the circumferential direction of the tunnel lining, respectively. A method of manufacturing a synthetic segment, wherein at least the joining surface is formed by a frame, and the concave surface is formed by casting concrete into the frame,
A first step of arranging the frame so that concrete can be cast on a frame having a mold convex surface for forming the concave surface;
A second step of inclining and holding the gantry so that one end in the circumferential direction of the form convex surface is higher than the other end;
A third step of pouring concrete along the form convex surface into the form from one end side of the form convex surface in the circumferential direction;
And a fourth step of closing the concrete inlet after the concrete has been poured. 請求項７に記載の合成セグメントの製造方法において、
前記第４の工程の後に、
前記型枠凸面の周方向の両端部がほぼ同じ高さに並ぶ位置に、前記架台の傾斜方向を変更する第５の工程とを備えることを特徴とする合成セグメントの製造方法。The method for producing a synthetic segment according to claim 7,
After the fourth step,
A fifth step of changing the inclination direction of the gantry at positions where both ends in the circumferential direction of the formwork convex surface are arranged at substantially the same height. 請求項７または８に記載の合成セグメントの製造方法において、
前記第３の工程を、
前記架台の傾斜を減少させながら行うことを特徴とする合成セグメントの製造方法。The method for producing a synthetic segment according to claim 7 or 8,
The third step,
A method for producing a composite segment, wherein the method is performed while reducing the inclination of the gantry. 請求項７〜９のいずれかに記載の合成セグメントの製造方法において、
前記コンクリートが高流動性を備えたコンクリートであることを特徴とする合成セグメントの製造方法。The method for producing a synthetic segment according to any one of claims 7 to 9,
A method for producing a synthetic segment, wherein the concrete is concrete having high fluidity.

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