JP7017250B2 - セントルのフォームの製造方法及びセントルのフォームのサイドプレート - Google Patents

Description

本発明は、トンネル覆工コンクリートを成形するためのセントルにおいて、そのセントルを構成するフォーム（トンネル覆工コンクリート成形用の形枠）の製造方法及びフォームのサイドプレートに関する。

例えば、特許文献１には、トンネル覆工コンクリートを成形するためのセントルのフォーム組体及びそのフォーム組体を構成するフォームが開示されている。このフォームは、コンクリート成形面を構成するスキンプレートと、そのスキンプレートの裏面側の両幅端に位置するサイドプレートとを有する。そして、フォームは、隣接するサイドプレートがトンネルの延長方向において相互に位置決め状態で重ねられる。また、フォームは、スキンプレートのトンネル周方向の端面どうしが突き合わせ接合されてトンネル周方向に連続するとともに、スキンプレートのトンネル延長方向の端面どうしが突き合わせ接合されて、トンネル延長方向に連続する。

特開２００４－８４３２０号公報

上記構成のフォームにおいては、トンネル周方向に隣接する各フォームのスキンプレートがトンネル周方向及びトンネル延長方向において同一面において連続しないと、隣接するスキンプレート間に隙間や段差が生じることになる。このように、スキンプレート間に隙間や段差が生じると、トンネル覆工コンクリートの成形面の仕上がり品質が著しく悪化する結果となる。このため、各フォームのスキンプレートとサイドプレートとの位置関係が適切になるようにフォームを製造する必要がある。そこで、従来は、治具を用いてスキンプレートとサイドプレートとを所定の位置関係に保持して、その状態でスキンプレートとサイドプレートとを溶接するようにしていた。従って、スキンプレートとサイドプレートとを所定の位置関係に保持するための治具が必要になるばかりでなく、その治具をセットしたり、治具を外したりする手間を要する。しかも、治具とスキンプレート及びサイドプレートとの間の位置関係がずれるおそれもあって、このような場合は、スキンプレートとサイドプレートとの位置関係が不正確なものとなる。その結果、前記のように、トンネル覆工コンクリートの成形面の仕上がり品質の悪化を招くものとなる。

本発明の目的は、スキンプレートとサイドプレートとの間における正確な位置関係を簡単に得ることができるセントルのフォームの製造方法及びセントルのサイドプレートを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のセントルのフォームの製造方法においては、トンネルのコンクリート成形面を成形するためのスキンプレートのトンネル延長方向の両幅端部の裏面にサイドプレートを溶接するセントルのフォームの製造方法において、前記サイドプレートのセントル周方向の端部に一体形成された位置決め片を前記スキンプレートのトンネル周方向の端面に当接させて、サイドプレートをスキンプレートに対して位置決めし、その後、サイドプレートをスキンプレートに対して溶接し、前記位置決め片を前記端面から退避させることを特徴とする。ここで、位置決め片の端面から退避は、位置決め面のサイドプレートからの分離及び折り曲げを含むものとする。

以上のセントルのフォームの製造方法においては、サイドプレートをスキンプレートの成形面と反対側の面におけるスキンプレートの裏面上に載置すれば、位置決め片をスキンプレートの端面に当接させることができて、スキンプレートとサイドプレートとを位置決めできる。そして、この状態で、サイドプレートとスキンプレートとを溶接できる。溶接後、位置決め片を退避させれば、フォームを用いてフォーム組体を構築できる。以上のように、スキンプレートとサイドプレートとの位置決めを別体の治具を用いることなく容易に行うことができる。

本発明のサイドプレートにおいては、トンネルのコンクリート成形面を成形するためのスキンプレートのトンネル延長方向の両幅端部の裏面に溶接されるサイドプレートであって、そのサイドプレートの本体には、前記スキンプレートのトンネル周方向の端面に当てて、前記本体をスキンプレートに対して位置決めするための位置決め片を一体形成したことを特徴とする。

従って、位置決め片によってスキンプレートとサイドプレートとを位置決めして、それらのプレートを溶接できる。このため、スキンプレートとサイドプレートとの位置決めを別体の治具を用いることなく容易に行うことができる。また、位置決め片がサイドプレートと一体であるため、サイドプレートの打抜時に位置決め片を同時に形成できる。

本発明によれば、スキンプレートとサイドプレートとの間における正確な位置関係を簡単に得ることができて、隣接するフォームのスキンプレート間の段差や隙間を防止できる効果を発揮する。

トンネルを幅方向に沿って切断してセントルを示す断面図。 トンネルを長さ方向に沿って切断してセントルを示す断面図。 セントルのフォーム組み付け状態を示す一部斜視図。 セントルのフォーム組み付け状態を示す一部側面図。 インバートフォームとサイドフォームとの連結部を示す断面図。 隣接するインバートフォームを示す断面図。 インバートフォームの組み付け方法を示す分解断面図。 位置決め片の部分を示す断面図。 位置決め片の部分を示す一部断面図。

（実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、トンネル１０１内の地面１０２にはセントル１１を構成する支持装置１２が設置される。この支持装置１２には、セントル１１を構成するほぼ円筒状外周面のコンクリート成形面を有したフォーム組体１３が支持される。このフォーム組体１３は、その頂部においてトンネル延長方向に並設された複数枚の頂部天フォーム１４１と、その各頂部天フォーム１４１の両側下部に位置する下部天フォーム１４２と、各下部天フォーム１４２の下部に位置する側フォーム１５と、各側フォーム１５の下部に位置するインバートフォーム１６とを備えている。

図３～図５に示すように、各フォーム１４１，１４２，１５，１６は、それぞれ全体としてトンネル周方向に長い長方形をなすとともに、ほぼ円弧状に湾曲されて、前記コンクリート成形面を形成するスキンプレート２１を備えている。そのスキンプレート２１のコンクリート成形面の反対側である裏面側には、フォーム１４１，１４２，１５，１６全体を補強するための補強枠２２を備えている。前記のように、各フォーム１４１，１４２，１５，１６は、それぞれスキンプレート２１と補強枠２２とを有しているが、スキンプレート２１及び補強枠２２の形状や大きさなどはフォームの種類ごとに異なる。本実施形態においては、主として、インバートフォーム１６を例にとってフォームの構成などを説明する。

図３～図５に示すように、インバートフォーム１６において、補強枠２２は、スキンプレート２１の両幅端に位置する一対のサイドプレート２３と、両サイドプレート２３間に位置する補強材２４～２７を有している。トンネル周方向に隣接する側フォーム１５と連結される端部には断面Ｌ形をなす補強材２４が固定されており、その補強材２４の両端部には軸孔３１を有する一対の軸受板３２が溶接されている。

図５に示すように、インバートフォーム１６は、側フォーム１５の下部においてフォーム組体１３の最下部に位置するため、側フォーム１５に連結される端部は上部側の一方の端部のみである。これに対し、他のフォーム１４１，１４２，１５は、トンネル周方向の両端部において隣接するフォーム１４１，１４２，１５，１６と連結される。従って、軸受板３２を有する補強材２４はインバートフォーム１６はその連結側の一端部に設けられるが、他のフォーム１４１，１４２，１５において、前記の軸受板３２を有する補強材２４はトンネル周方向の両端部に設けられる。そして、隣接するフォーム１４１，１４２，１５，１６の端部が前記軸孔３１を通る連結軸３３によりトンネル周方向において連結されている。この連結により、トンネル周方向に隣接するフォーム１４１，１４２，１５，１６のスキンプレート２１の端面３５が突き合わせ状態で当接されて、トンネル１０１の周方向に連続する円弧の成形面が形成されている。

図６に示すように、前記サイドプレート２３には、それぞれ複数のピン孔４１とボルト孔４２とが透設されている。そして、図５及び図６に示すように、トンネル延長方向において隣接する他のフォーム１４１，１４２，１５，１６のサイドプレート２３のピン孔４１間に位置決めピン４３が挿入される。このため、トンネル延長方向に隣接するサイドプレート２３がトンネル周方向において位置決めされる。また、隣接するボルト孔４２間にボルト４４を通してナット４５が締め付けられることにより、トンネル延長方向において隣接するフォーム１４１，１４２，１５，１６が相互に固定される。

このため、図４及び図５に示すように、各フォーム１４１，１４２，１５，１６のスキンプレート２１がトンネル周方向に隣接する他のフォーム１４１，１４２，１５，１６のスキンプレート２１と端面３５どうしを突き合わせている。従って、トンネル周方向に連続するフォームはほぼ円弧面を形成している。また、図４に示すように、トンネル延長方向に隣接する他のフォーム１４１，１４２，１５，１６のスキンプレート２１の端面３６どうしが突き合わされて、トンネル延長方向に連続する１４１，１４２，１５，１６のスキンプレート２１がほぼ円弧面を形成している。

図７～図９に示すように、インバートフォーム１６において、スキンプレート２１と溶接される前のサイドプレート２３の本体２９において、側フォーム１５と連結される側の端面３７には位置決め片５１が一体形成されている。この位置決め片５１は前記本体２９との間に、透孔５２及び折り取り溝５３を介して配置されている。位置決め片５１の端縁には位置決め面５４が形成されている。この位置決め面５４と本体２９の前記端面３７との間には間隔αが設定されている。なお、側フォーム１５においても、スキンプレート２１と溶接される前のサイドプレート２３の本体２９の一方の端面３７には、透孔５２及び折り取り溝５３を介して位置決め片５１が一体形成されている。そして、この場合も、端面３７に対して前記間隔αと同様な間隔を隔てた位置決め面５４が位置決め片５１に形成されている。ただし、本実施形態において、頂部天フォーム１４１及び下部天フォーム１４２は、位置決め片５１が設けられない。この頂部天フォーム１４１及び下部天フォーム１４２においては、後述の説明とは異なり、スキンプレート２１とサイドプレート２３との位置決めが位置決め片５１を使用しない別の手段（図示しない）で行われるものである。

次に、インバートフォーム１６の製造方法について説明する。
スキンプレート２１とサイドプレート２３との溶接に際しては、図７から明らかなように、スキンプレート２１を治具６０の下受け面６１の上面に対して、円弧状に膨らんだ成形面を下側にして設置する。次いで、スキンプレート２１の円弧状に凹んだ上面（裏面）における両幅端にサイドプレート２３を立てて、前記治具６０のサイド受け面６２に添わせる。このとき、図９に示すように、位置決め片５１の位置決め面５４をスキンプレート２１のトンネル周方向の端面３５に当接させる。従って、この端面３５が基準になって、サイドプレート２３の端面３５からのスキンプレート２１の端面３５の突出量，言い換えれば、端面３５から間隔αを隔てて、スキンプレート２１に対してサイドプレート２３が位置決めされる。この状態で、スキンプレート２１の上面とサイドプレート２３の内側面との間が溶接される。

このようにして、スキンプレート２１とサイドプレート２３とが所定の位置関係において溶接された後、位置決め片５１が折り取られて、取り除かれる。
その後、図示しない治具を用いて、軸受板３２を有する補強材２４がスキンプレート２１のトンネル周方向の端面３５を基準にして、スキンプレート２１の裏面に位置決めされて、両者が溶接される。また、他の補強材２５，２６，２７もスキンプレート２１の裏面に溶接される。

同様にして、側フォーム１５においては、スキンプレート２１の裏面に対して、サイドプレート２３が溶接されるとともに、補強枠２２が溶接される。側フォーム１５において、軸受板３２を有する補強材２４は、スキンプレート２１のトンネル周方向の両端部に溶接される。

このようにして、各フォーム１５，１６が製造される。
そして、フォーム組体１３の組み立てに際しては、フォーム１４１，１４２，１５，１６がトンネル周方向に並設配置されて、スキンプレート２１の端面３５どうしが突き合わされる。また、フォーム１４１，１４２，１５，１６がトンネル延長方向に並設配置されて、スキンプレート２１の端面３６どうしが突き合わされるとともに、隣接するフォーム１４１，１４２，１５，１６のサイドプレート２３が重ねられる。そして、この状態で、各フォーム１４１，１４２，１５，１６が連結軸３３によって連結される。

また、重ねられたサイドプレート２３の対向するピン孔４１に位置決めピン４３が挿入されてサイドプレート２３が相互に位置決めされる。そして、重ねられたサイドプレート２３の対向するボルト孔４２にボルト４４が通されて、ナット４５が締め付けられる。このようにすれば、スキンプレート２１に対してサイドプレート２３が位置決めされているため、トンネル周方向及び延長方向に隣接するスキンプレート２１は連続するほぼ円筒面を構成するように配置される。従って、このようにして組み立てられたフォーム組体１３を用いて、トンネルの覆工コンクリート１０３が成形される。

従って、本実施形態においては、以下の効果を発揮する。
（１）スキンプレート２１とサイドプレート２３とが位置決めされるため、隣接するフォーム１５，１６のサイドプレート２３を位置決め状態で連結させれば、トンネル周方向及び延長方向においてフォーム１５，１６のスキンプレート２１を連続させることができる。そして、この状態では、隣接するフォーム１５，１６のスキンプレート２１間に段差や隙間が生じないため、覆工コンクリート１０３の仕上げ品質を向上できる。なお、頂部天フォーム１４１及び下部天フォーム１４２は、インバートフォーム１６や側フォーム１５とは異なる別の手段を用いて、スキンプレートが隣接する他のスキンプレートと連続するように配置される。

（２）スキンプレート２１とサイドプレート２３との位置決めがサイドプレート２３に一体形成された位置決め片５１によって行われるため、両プレート２１，２３間の位置決めのための治具が不要になる。

（３）スキンプレート２１とサイドプレート２３とを位置決めするための位置決め片５１がサイドプレート２３に一体形成されているために、サイドプレート２３をスキンプレート２１上に載せるだけで、両者を正確に位置決めできる。これに対し、サイドプレート２３及びスキンプレート２１と別体の従来の治具においては、サイドプレート２３及びスキンプレート２１の両者と治具とを位置合わせする必要があって、位置ずれしやすい。このため、治具の設置に手間がかかる。それだけでなく、スキンプレート２１が湾曲しているため、サイドプレート２３がスキンプレート２１に対する所定の位置からずれると、サイドプレート２３の高さや傾きが所定位置から変位して、隣接する他のサイドプレート２３と連結できない事態が生じる。本実施形態においては、このようなおそれを解消できる。

（４）サイドプレート２３の位置決め片５１や、折り取り溝５３，透孔５２は、サイドプレート２３をレーザー加工などで打ち抜き加工する際に、一連の工程として加工可能であるため、位置決め片５１や、折り取り溝５３，透孔５２の加工にはほとんど手間がかからない。

（５）位置決め片５１が隣接する他のフォーム１５，１６との突き合わせ部を避けて配置されている。このため、位置決め片５１を折り取ったあとの部分に、バリが残ったとしても、フォーム１５，１６の連結配置の支障にはならない。しかも、位置決め片５１の折り取り後には、折り取り痕が残留するため、その折り取り痕の形状や位置に従って、フォーム１５，１６の製造業者などを特定できて、フォーム１５，１６の損傷修理の際などにおいて、迅速な修理や交換が可能になる。

（変更例）
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。そして、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。

・サイドプレート２３の本体と位置決め片５１との間の透孔５２及び折り取り溝５３の少なくとも一方を省略すること。
・折り取り溝５３をサイドプレート２３の両側面に形成すること。

・図９に２点鎖線で示すように、スキンプレート２１の裏面より上側の位置に溝５３を形成すること。この構成においては、スキンプレート２１に対してサイドプレート２３を溶接した後に、溝５３の下部側を折り取る。この場合、図９に２点鎖線の外形７０で示すように、位置決め片５１が他の部材と干渉しない大きさであることが必要になる。

・サイドプレート２３の本体２９と位置決め片５１との間の透孔５２及び折り取り溝５３を省略して、スキンプレート２１に対してサイドプレート２３を溶接した後は、レーザーカッターなどのカッターによって位置決め片５１を除去すること。

・頂部天フォーム１４１及び下部天フォーム１４２の少なくとも一方において、側フォーム１５やインバートフォーム１６のような位置決め片を設けること。

１１…セントル、１２…支持装置、１３…フォーム組体、１５…側フォーム、１６…インバートフォーム、２１…スキンプレート、２３…サイドプレート、２９…本体、５１…位置決め片、５３…折り取り溝。

Claims (5)

1. トンネルのコンクリート成形面を成形するためのスキンプレートのトンネル延長方向の両幅端部の裏面にサイドプレートを溶接するセントルのフォームの製造方法において、
   前記サイドプレートのセントル周方向の端部に一体形成された位置決め片を前記スキンプレートのトンネル周方向の端面に当接させて、サイドプレートをスキンプレートに対して位置決めし、その後、サイドプレートをスキンプレートに対して溶接し、前記位置決め片を前記端面から退避させるセントルのフォームの製造方法。
2. サイドプレートをスキンプレートに対して溶接した後に、前記位置決め片を切り離す請求項１に記載のセントルのフォームの製造方法。
3. サイドプレートをスキンプレートに対して溶接した後に、前記位置決め片を折り取る請求項２に記載のセントルのフォームの製造方法。
4. トンネルのコンクリート成形面を成形するためのスキンプレートのトンネル延長方向の両幅端部の裏面に溶接されるサイドプレートであって、
   そのサイドプレートの本体には、前記スキンプレートのトンネル周方向の端面に当てて、前記本体をスキンプレートに対して位置決めするための位置決め片を一体形成したセントルのフォームのサイドプレート。
5. 前記本体と位置決め片との間には、折り取り溝を形成した請求項４に記載のセントルのフォームのサイドプレート。

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