JP2013224578A - 水中構造物の補強方法及び仮締切構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1工程においては、型枠用壁体10を水中構造物の周囲に設置する。第2工程においては、第1工程において設置した型枠用壁体10と水中構造物との間に充填物を充填する。第3工程においては、型枠用壁体10よりも上にある水中構造物の周囲に仮締切用壁体40を設置する。第4工程においては、第3工程において設置した仮締切用壁体40と水中構造物との間の排水を行うことで、水中構造物の補強作業を行うための空間を形成する。
【選択図】図24
Description
そこで、本発明は、大水深においても、水中構造物の補強を低コスト且つ短工期で行うことを目的とする。
、図1における上下方向をz方向、図1における左右方向をx方向、図2における上下方向をy方向とする。
ある。なお、図4において補強対象物1を2点鎖線で示しているが、ここでの補強対象物1として、z方向を軸方向とする円柱状の橋脚などを想定している。同図に示すように、内壁16を補強対象物1に対向させて第1壁体10Aと第2壁体10Bとを閉合すると、内壁16と補強対象物1との間に、水中コンクリート等の充填物が充填される空間(以下、充填空間2という。)が形成される。内壁16の断面形状は、補強対象物1の形状に応じて定められる。この例では、補強対象物1が円柱状であるため、図2に示すように内壁16の断面は半円形である。また、設計により定められたコンクリートの巻厚に等しい距離が内壁16と補強対象物1との間に確保されるように、内壁16の寸法が定められる。
ある。同図に示すように、内壁46を補強対象物1に対向させて第3壁体40Aと第4壁体40Bとを閉合すると、内壁46と補強対象物1との間に、作業員が補強対象物1の補強作業を行うための空間(以下、作業空間3という。)が形成される。また、内壁46には、補強対象物1との間に切梁を設置するためのリブ47が設けられている。
型枠用壁体10は、複数のユニットに分割されて工場で製作される。製作されたユニットは、例えば貨物車両等で現地作業場所に搬送される。現地作業場所は、補強工事現場近くの護岸等の陸上部に設けられており、予め組立用架台70や作業足場71などが設置されている。作業員は、組立用架台70上でユニットを連結して型枠用壁体10を組み立て、組み立てた型枠用壁体10の内壁16に鉄筋17を配筋する。ステップS01においては、第1壁体10Aと第2壁体10Bを閉合しない状態が出来形となる。
水上には、クローラクレーン73を載せた2隻の艤装台船74と、2隻の引船75と、潜水士76を乗せた潜水士船77とを待機させる。作業員は、型枠用壁体10の弁14を閉じ、内壁16側を上向きにして型枠用壁体10をホイールクレーン78によって吊り上げ、吊り上げた型枠用壁体10を水上に移動させ、進水させる。ここで、弁14が閉じられた型枠用壁体10は、中空空間13に空気が充填された状態で気密性が保たれているので、進水させた型枠用壁体10は、水に浮いた状態となる。
2隻の引船75が、それぞれ第1壁体10Aと第2壁体10Bを補強対象物1の位置まで曳航する。また、作業員とクローラクレーン73を載せた2隻の艤装台船74が、曳航される型枠用壁体10とともに補強対象物1の位置まで移動する。
引船75が、補強対象物1を挟んで第1壁体10Aと第2壁体10Bが対向する位置に第1壁体10Aと第2壁体10Bを移動させる。このとき、第1壁体10Aと第2壁体10Bのそれぞれの底部(吊り金具の設けられていない側)を補強対象物1側に向けて配置する。続いて、作業員は、引船75を退去させ、第1壁体10Aを挟んで補強対象物1と対向する位置、及び、第2壁体10Bを挟んで補強対象物1と対向する位置に艤装台船74を移動させる。
潜水士船77から潜水士76が潜水し、型枠用壁体10の底部の弁14を開放して型枠用壁体10の中空空間13に注水する。第1壁体10Aと第2壁体10Bとで注水を並行して行ってもよいし、いずれか一方の建起こしが完了してから他方の注水を開始してもよい。注水を開始すると、型枠用壁体10の底部が下降し始める。作業員は、クローラクレーン73を操作して、型枠用壁体10の内壁16が補強対象物1に対向するように、型枠用壁体10の建起こしを行う。注水が進むにつれて型枠用壁体10は徐々に水中に下降していくが、型枠用壁体10の水面よりも上に露出した部分の高さが予め定められた高さに達したならば、潜水士76が弁14を閉鎖して、一旦、注水を停止する。
潜水士76が、第1壁体10Aの第1ガイド24を第2壁体10Bの第2ガイド25に嵌め込み、ボルト留め等により、第1壁体10Aと第2壁体10Bとを閉合する。
潜水士76が、クローラクレーン73のフックをワイヤ等を介して閉合済みの型枠用壁体10の吊り金具15に掛け、底部の弁14を開放する。すると、中空空間13への注水が再開され、閉合済みの型枠用壁体10が下降を開始する。作業員は、クローラクレーン73で下降速度を調整しながら、閉合済みの型枠用壁体10を沈設する。
潜水士76が、クローラクレーン73で吊り下げられた受け台60を、閉合済みの型枠用壁体10の頂部に設置する。
作業員が、閉合済みの型枠用壁体10と補強対象物1との間に艤装台船からトレミー管などを用いて補強コンクリート26(水中コンクリート)を充填する。
補強コンクリート26が受け台60の上面と同じ高さに達したならば、作業員が、補強コンクリート26の充填を停止する。
ステップS01乃至ステップS06までと同様の手順により、第3壁体40A及び第4壁体40Bを閉合する。
ステップS07と同様の手順により、閉合済みの仮締切用壁体40を沈設し、仮締切用壁体40の底部を止水機構部51を介して受け台60の上面に着底させる。
潜水士76が、閉合済みの仮締切用壁体40と補強対象物1との間の水中で切梁52を設置する。切梁52を設置したならば、作業員が、作業空間3から排水する。
作業員が、作業空間3の内部で補強対象物1の補強作業を行う。補強作業は、例えば、配筋、型枠の設置、補強コンクリートの打設などである。
作業空間3内の補強コンクリートの養生が完了したならば、作業員が、型枠と切梁52を撤去する。そして、仮締切用壁体40、受け台60、型枠用壁体10を順に撤去する。仮締切用壁体40は、中空空間43に空気を注入し、艤装台船74上のクローラクレーン73で吊り上げる。型枠用壁体10は、潜水士がボルト着脱用空間21から手を挿し入れてボルト22鉄筋固定金具18からボルト22を取り外した後、中空空間13に空気を注入し、クローラクレーン73で吊り上げる。
以上が補強工事の工程である。
よって、本実施形態によれば、いかなる水深においても水中構造物の補強工事を低コスト且つ短工期で行うことができる。
上記の実施形態を次のように変形してもよい。また、複数の変形例を組み合わせもよい。
(変形例1)
実施形態では、第1壁体と第2壁体を閉合する例を示したが、3つ以上の型枠用壁体を閉合するようにしてもよい。仮締切用壁体についても同様である。
(変形例2)
実施形態では、型枠用壁体の上部に仮締切用壁体を載置する2層構造の例を示したが、水深に応じて3層以上の構造としてもよい。例えば、型枠用壁体を下層と上層の2層構造とし、上層の型枠用壁体の上部に仮締切用壁体を載置するようにしてもよい。
(変形例3)
実施形態では、充填空間への充填物の一例として水中コンクリートを示したが、水中コンクリートの代わりにモルタルコンクリートや合成樹脂などを用いてもよい。また、実施形態では、充填物を補強する補強材の一例として鉄筋を示したが、鉄筋の代わりにグラスファイバーやスチールファイバー等の繊維系補強材を用いてもよい。
実施形態では、型枠用壁体と仮締切用壁体が鋼製である例を示したが、これらの壁体の材料は、合成樹脂等でもよい。
(変形例4)
実施形態では、スペーサ23の先端部が少なくとも鉄筋17よりも補強対象物1側に突出している例を示したが、スペーサ23が補強コンクリートの巻厚に相当する長さであってもよい。
実施形態では、閉合済みの型枠用壁体を沈設した後、型枠用壁体の頂部に受け台を設置する例を示したが、予め受け台が設置された型枠用壁体を沈設するようにしてもよい。また、図28に示すように、型枠用壁体と補強対象物との間の充填空間に補強コンクリート(水中コンクリート)を打設した後、受け台を設置せずに、この補強コンクリートの上端に仮締切用壁体を設置してもよい。
(変形例6)
実施形態では、充填空間への水中コンクリートの打設後に仮締切用壁体を設置する例を示したが、水中コンクリート打設前に仮締切用壁体を設置するようにしてもよい。
(変形例7)
実施形態では、最後に型枠用壁体を撤去する例を示したが、型枠用壁体を撤去せずに、補強コンクリートの外側に残してもよい。このようにすれば、型枠用壁体が補強構造の一部として機能するため、補強コンクリートの巻厚を減らしたり、鉄筋を減らしたり、鉄筋を省略したりすることができる。
一方、型枠用壁体を撤去する場合は、撤去した型枠用壁体を別の補強対象物の補強に転用することができる。
(変形例8)
実施形態では、別々に曳航された第1壁体と第2壁体を閉合する例を示したが、第1壁体と第2壁体の接合箇所の一方を予めヒンジで連結しておいてもよい。この場合、連結された第1壁体及び第2壁体を建起した姿勢で曳航するようにしてもよい。
Claims (6)
- 型枠用壁体を水中構造物の周囲に設置する第1工程と、
前記第1工程において設置した前記型枠用壁体と前記水中構造物との間に充填物を充填する第2工程と、
前記型枠用壁体よりも上にある前記水中構造物の周囲に仮締切用壁体を設置する第3工程と、
前記第3工程において設置した前記仮締切用壁体と前記水中構造物との間の排水を行うことで、前記水中構造物の補強作業を行うための空間を形成する第4工程と
を備える水中構造物の補強方法。 - 前記水中構造物の周囲に設置される前の前記型枠用壁体には、充填物が充填されたときに当該充填物に埋没する位置に張り巡らされた補強材が予め設けられている請求項1に記載の水中構造物の補強方法。
- 前記型枠用壁体又は前記仮締切用壁体は、中空構造の内部空間を有し、水面に浮遊した状態で運搬可能である請求項1又は2に記載の水中構造物の補強方法。
- 前記型枠用壁体又は前記仮締切用壁体は、前記内部空間内の気体と液体の比率を変えることによって前記型枠用壁体及び前記仮締切用壁体に作用する浮力を調整可能である請求項1〜3のいずれか1項に記載の水中構造物の補強方法。
- 前記補強作業を終えた後、前記型枠用壁体を撤去せずに残置する請求項1〜4のいずれか1項に記載の水中構造物の補強方法。
- 水中構造物の周囲に設置され、前記水中構造物との間に充填物が充填された型枠用壁体と、
前記型枠用壁体よりも上にある前記水中構造物の周囲に設置されて、前記水中構造物との間の水が排水されることで前記水中構造物の補強作業を行うための空間が形成された仮締切用壁体と
を有する仮締切構造。
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