JP6018549B2 - バイブレータ装置及びコンクリート舗装体の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、打設領域を区画する型枠の外側に接地して前記打設領域に沿って移動する簡易型のセットフォーム工法に使用するバイブレータ装置及びコンクリート舗装体の施工方法に関する。

従来、コンクリート舗装工事におけるセットフォーム工法では、事前準備として打設領域の側端部に沿って型枠を設置するとともに、この型枠に沿って施工機械が走行するためのレールを設置する。そして、施工当日には、（１）ダンプトラック等で搬送されたコンクリートをコンクリートスプレッダで所定の高さに敷き均し、（２）次に平面状のバイブレータを備えたコンクリートフィニッシャで粗仕上げし、（３）次に棒状バイブレータを備えた縦型仕上げ機で平坦仕上げする、という（１）から（３）の各工程を一方向に移動しながら連続的に行っている（例えば非特許文献１参照）。

このような通常型のセットフォーム工法では、高さが調節されたレールの上を施工機械が走行するので施工精度が高く、コンクリートの平坦性が高まるが、レールの設置に手間がかかる上に、施工機械の数が多くなり易く、施工期間や施工コストが増大するという問題がある。そこで、通常型のセットフォーム工法から機械編成を減らした簡易型のセットフォーム工法が行われている。

簡易型のセットフォーム工法は、事前準備として型枠を設置するがレールの設置は行わない。そして、施工当日には、（１）コンクリートポンプで搬送したコンクリートを作業員が手持ち式のバイブレータ装置で粗仕上げし、（２）粗仕上げしたコンクリートをクローラ式の表面仕上げ機で表面仕上げする、という（１）、（２）の各工程を一方向に移動しながら連続的に行っている。

「舗装施工便覧」、初版、社団法人日本道路協会、平成１３年１２月、ｐ.６１−６３

しかしながら、簡易型のセットフォーム工法では、人力での締め固めであったため、締め固めが不均一でクラックが発生し易く、品質低下の原因となっていた。また、表面仕上げ機の負荷低減のため、表面仕上げ機の前にスコップを持った数名の作業員を配置し、表面仕上げ機に抱える生コンの量を調節していた。そのため、施工に要する人員が増大するという問題がある。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、コンクリートの均一な締め固めと表面仕上げ機に送られる生コン量の調節が可能なバイブレータ装置及びコンクリート舗装体の施工方法を提供することを課題とする。

本発明は、打設領域を区画する型枠の外側に接地して前記打設領域に沿って移動する簡易型のセットフォーム工法において、移動中にはコンクリートから締固部を抜き出し、締め固め地点まで移動した後に停止して前記締固部をコンクリートに挿入してコンクリートを締め固めるバイブレータ装置であって、打設領域を横断するように架設された装置本体と、前記装置本体の両端部を支持し、打設領域外の地盤上を走行する移動部と、前記装置本体に対して昇降可能に設けられた前記締固部と、前記装置本体に取り付けられ、コンクリートの表面に摺接して余分なコンクリートを掻き取る材料調節部と、を備え、前記材料調節部は、前記締固部よりも後方に配置され、コンクリートの表面に当接するブレードを備え、前記ブレードは、平面視で折れ点を後方に向けた略Ｖ字状に形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、従来手作業だった締固作業をバイブレータ装置で行うことができるので、均一な締め固めが可能となる。また、作業員の省人化を図ることができる。また、材料調節部は、締固部よりも後方に配置されているので、締め固め後の余剰なコンクリートを掻き取って表面仕上げ機に送られる生コンの量を調節することができる。さらに、このような構成によれば、ブレードが掻き取った余分なコンクリートを保持しながら前進できるので、仕上げ高さよりも低くなった部分にコンクリートを供給することができる。

また、前記装置本体は、前記移動部を制御する制御部を備え、前記移動部は、上下に伸縮する脚部を備え、前記制御部は、装置本体が所定の高さになるように、高さセンサからの検出信号に基づいて左右の前記脚部を伸縮するのが好ましい。このような構成によれば、地盤に不陸や傾斜がある場合でも、装置本体の高さを維持することができるので、コンクリートを所定の高さに精度よく仕上げることができる。また、レールの設置を省略することができるので、施工コストを低減することができる。

また、前記装置本体は、前記移動部を制御する制御部を備え、前記装置本体は、前方又は後方に設けられた基準点に対する進行方向に直交する方向のずれ量を計測する測定器を備え、前記制御部は、前記ずれ量が少なくなるように、左右の移動部の移動速度を制御するのが好ましい。このような構成によれば、地盤に不陸や傾斜がある場合でも、バイブレータ装置を目標の方向に走行させることができるので、施工精度が向上する。また、レールの設置を省略することができるので、施工コストを低減することができる。

また、本発明は、前記したバイブレータ装置を用いたコンクリート舗装体の施工方法であって、打設領域に投入されたコンクリートを前記バイブレータ装置の締固部で締め固める締固工程と、前記締固部を上昇させてコンクリートから引き抜いた後、締め固められたコンクリートの表面に平面視で折れ点を後方に向けた略Ｖ字状の前記ブレードを摺接させて余分なコンクリートを掻き取る材料調節工程と、前記バイブレータ装置の後方に配置された表面仕上げ機を用いて、材料調節されたコンクリートの表面を平坦に仕上げる表面仕上げ工程と、を含むことを特徴とする。

このような方法によれば、従来手作業だった締固作業をバイブレータ装置で行うことができるので、均一な締め固めが可能となる。また、作業員の省人化を図ることができる。また、締固部よりも後方に配置された材料調節部で、締め固め後の余剰なコンクリートを掻き取って表面仕上げ機に送られる生コンの量を調節することができる。

本発明によれば、コンクリートの均一な締め固めと表面仕上げ機に送られる生コン量の調節が可能なバイブレータ装置及びコンクリート舗装体の施工方法を提供することが可能となる。

コンクリート舗装体の施工方法の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、である。 バイブレータ装置を拡大して示した構造図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。方向を説明する場合は、各図に示す前後左右上下に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るコンクリート舗装体の施工方法は、左右一対の型枠１で区画された打設領域Ａにコンクリートを打設してコンクリート舗装体を構築するいわゆる簡易型のセットフォーム工法である。打設領域Ａは、前後方向に延設されている。型枠１間の距離は、例えば３．５ｍ〜５ｍ程度であり、コンクリートの仕上げ高さ（コンクリート厚さ）は例えば２０ｃｍ〜２５ｃｍ程度である。打設領域Ａには、格子状に組まれた鉄筋Ｓが予め敷設されている。簡易型のセットフォーム工法は、進行方向前方から順に、コンクリートポンプ車２と、バイブレータ装置３と、表面仕上げ機４と、足場板５と、を備えている。

コンクリートポンプ車２は、生コンクリートをポンプで圧送する装置である。コンクリートポンプ車２は、輸送管付のブーム２ａを備えている。コンクリートポンプ車２は、ブーム２ａを移動することで打設領域Ａ内の任意の箇所に生コンクリートを打設する。

バイブレータ装置３は、打設領域Ａの延在方向に沿って移動しながら生コンクリートを締め固める装置である。図２に示すように、バイブレータ装置３は、装置本体３１と、移動部３２と、締固部３３と、昇降部３４と、材料調節部３５と、制御部３６と、を主に備えている。

装置本体３１は、左右方向に細長い断面視長方形状の箱状躯体であり、打設領域Ａを左右方向に横断するように架設されている。装置本体３１の左右の端部は、移動部３２，３２にそれぞれ支持されている。図示は省略するが、装置本体３１には動力装置、運転装置、各種センサ等が搭載されている。

一対の移動部３２は、装置本体３１を支持して前後方向に移動させる装置である。各移動部３２は、型枠１の外側の地盤上に配置されている。各移動部３２は、クローラ３２ａと、脚部３２ｂと、を有している。クローラ３２ａは、舗装されていない地盤上でも安定して移動することができる。脚部３２ｂは前後２本の油圧シリンダからなる。脚部３２ｂは、油圧シリンダを伸縮させることにより、地盤に不陸（凹凸）や傾斜がある場合でも装置本体３１を一定の高さにかつ水平に保つ機能を有する。

締固部３３は、生コンクリートを締め固める装置である。締固部３３は、装置本体３１の前側に設けられている。締固部３３は、複数の棒状バイブレータ３３ａを有している。複数の棒状バイブレータ３３ａは、装置本体３１の前方において左右方向に等間隔で一列に配置されている。棒状バイブレータ３３ａは、昇降部３４の支持板３４ｂに垂設されている。棒状バイブレータ３３ａは、生コンクリートに略垂直に挿入され、生コンクリートの内部を締め固める。

昇降部３４は、棒状バイブレータ３３ａを昇降させる装置である。昇降部３４は、装置本体３１に立設された２本のガイド部３４ａと、棒状バイブレータ３３ａを支持する支持板３４ｂと、ガイド部３４ａと支持板３４ｂとを連結する連結部３４ｃと、を有している。２本のガイド部３４ａは、互いに左右に離間して配置されている。連結部３４ｃは、ガイド部３４ａに沿って上下にスライドする。支持板３４ｂは、左右の連結部３４ｃの間に架設されている。連結部３４ｃは、例えば、ガイド部３４ａの内部に設置された油圧シリンダ等によって昇降する。連結部３４ｃが昇降することにより、支持板３４ｂに支持された複数の棒状バイブレータ３３ａが昇降する。

材料調節部３５は、締め固められたコンクリートの表面に摺接して余剰なコンクリートを掻き取る装置である。材料調節部３５は、装置本体３１の後方に設けられている。材料調節部３５は、ブレード３５ａと、ブレード３５ａに立設された２本の柱部３５ｂと、柱部３５ｂを把持する２本の把持部３５ｃと、を有している。

ブレード３５ａは、コンクリートを掻き取る板状部材である。ブレード３５ａは、図１に示すように、平面視で折れ点を後方に向けた浅いＶ字状（あるいはへ字状、山形状）に形成されている。ブレード３５ａは、下端部の高さ位置がコンクリートの仕上げ高さに一致するように設置されている。

２本の柱部３５ｂは、把持部３５ｃに対して上下にスライド可能に把持されている。把持部３５ｃに対して柱部３５ｂをスライドさせることでブレード３５ａの高さを調節することができる。ブレード３５ａの高さ調節は、例えば、油圧シリンダ（油圧ジャッキ）やチェーンレバー等を用いて手動で行われる。

制御部３６は、移動部３２のクローラ３２ａと脚部３２ｂを制御する。制御部３６は、装置本体３１が所定の高さになるように、高さセンサＴ１からの信号に基づいて左右の脚部３２ｂを伸縮する。また、制御部３６は、装置本体３１（バイブレータ装置３）が直進するように、直進センサＨ１からの信号に基づいて左右のクローラ３２ａの移動速度を調節する。高さセンサＴ１及び直進センサＨ１は、例えば、型枠１や既設構造物等の基準物からの高さやずれを計測している。センサの方式は、接触感知式でもよいし光学式でもよい。

図１に示すように、表面仕上げ機４は、バイブレータ装置３によって締め固められたコンクリートの表面を平坦に仕上げる装置である。表面仕上げ機４は、打設領域Ａを左右方向に横断するように架設された本体部４１と、本体部４１の左右両端を支持するクローラ式の移動部４２と、本体部４１の下側に設けられた回転ドラム式表面仕上げ機４３と、を備えている。回転ドラム式表面仕上げ機４３は、本体部４１に沿って左右方向に移動する。これにより、コンクリートの表面を平坦に均すことができる。このとき、材料調節部３５によって余分なコンクリートが除去されているので、表面仕上げ機４の負担を軽減することができる。

足場板５は、左右の型枠１間に架設された板状部材である。足場板５は、細部の仕上げや養生を行う作業員の足場として利用される。

本実施形態に係るバイブレータ装置３及び簡易型のセットフォーム工法は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にこれらの動作及び作用効果について詳細に説明する。

簡易型のセットフォーム工法では、事前準備として型枠１と鉄筋Ｓの設置が行われる。このとき、バイブレータ装置３及び表面仕上げ機４は、クローラ式の移動部３２，４２を備えているので、通常型のセットフォーム工法のようにレールを設置する必要がない。そのため、施工手間を軽減することができる。

型枠１等の準備が完了したら、前方から順に、コンクリートポンプ車２、バイブレータ装置３、表面仕上げ機４、足場板５、を配置し、コンクリートポンプ車２で打設領域Ａにコンクリートを打設する。このとき、コンクリートは、仕上げ高さよりも少し高くなる程度に打設する。コンクリートポンプ車２は、打設領域Ａの前方に向かって順次移動する。

次に、バイブレータ装置３で、打設されたコンクリートに棒状バイブレータ３３ａを略垂直に挿入してコンクリートを締め固める。棒状バイブレータ３３ａは、昇降部３４によってコンクリートに所定の深さまで挿入される。コンクリートは、締め固めによって仕上げ高さと同程度に均される。締め固めが完了したら、昇降部３４を上昇させてコンクリートから棒状バイブレータ３３ａを引き抜き、バイブレータ装置３を前進させる。バイブレータ装置３が所定距離だけ前進したら昇降部３４を降下させて、次の範囲のコンクリートを締め固める。以下、この動作を繰り返す。

また、バイブレータ装置３は、装置本体３１の後部に材料調節部３５を備えているので、バイブレータ装置３の前進に伴って、余分なコンクリートをブレード３５ａで掻き取ることができる。ブレード３５ａは、折れ点を後側に向けた略Ｖ字状に形成されているので、掻き取ったコンクリートを保持しながら前進することができる。そのため、棒状バイブレータ３３ａの締め固めによってコンクリートが仕上げ高さよりも低くなってしまった部分に、ブレード３５ａに保持されたコンクリートが充填されるので、コンクリートの仕上げ高さが均一になる。

次に、表面仕上げ機４で、締め固めが完了したコンクリートの表面を平坦に仕上げる。具体的には、コンクリートの表面に沿って回転ドラム式表面仕上げ機４３を当てた状態で、本体部４１に沿って回転ドラム式表面仕上げ機４３を左右方向に移動させる。このとき、材料調節部３５によって、余分なコンクリートが掻き取られているとともに、不足部分に余分なコンクリートが充填されているので、表面仕上げ機４の作業が容易になる。所定範囲の表面仕上げが完了したら表面仕上げ機４を前進させて次の範囲を表面仕上げする。

次に、左右の型枠１間に足場板５を掛け渡し、細部の表面仕上げやコンクリートの養生を行う。作業員は、足場板５の上を移動して、コテ仕上げや養生マットの敷設を行うことができる。

このように、本実施形態に係るバイブレータ装置３によれば、従来手作業だった締固作業をバイブレータ装置３で行うことができるので、均一な締め固めが可能となる。また、作業員の省人化を図ることができる。また、材料調節部３５は、締固部３３よりも後方に配置されているので、締め固め後の余剰なコンクリートを掻き取って表面仕上げ機４に送られるコンクリートの量を調節することができる。

また、材料調節部３５は、コンクリートの表面に当接するブレード３５ａを備え、ブレード３５ａは、平面視で折れ点を後方に向けた略Ｖ字状に形成されているので、ブレード３５ａが掻き取った余分なコンクリートを保持しながら前進できる。そのため、仕上げ高さよりも低くなった部分にコンクリートを供給することができるので、コンクリート高さを均一にすることができる。

また、装置本体３１は、移動部３２を制御する制御部３６を備え、移動部３２は、上下に伸縮する脚部３２ｂを備え、制御部３６は、装置本体３１が所定の高さになるように、型枠１等の基準物からの高さを測る高さセンサＴ１の検出信号に基づいて左右の脚部３２ｂを伸縮するので、地盤に不陸や傾斜がある場合でも、装置本体の高さを維持することができる。そのため、コンクリートを所定の高さに精度よく仕上げることができる。また、レールの設置を省略することができるので、施工コストを低減することができる。

また、装置本体３１は、移動部３２を制御する制御部３６と、型枠１などの基準物からずれを測定する直進センサＨ１を備え、制御部３６は、ずれ量が少なくなるように、左右の移動部３２の移動速度を制御する。そのため、地盤に不陸や傾斜がある場合でも、バイブレータ装置３を基準物に沿って直線的に走行させることができるので、施工精度が向上する。また、レールの設置を省略することができるので、施工コストを低減することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では移動部３２がクローラ３２ａを備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、レールを用いることなく走行できるものであればよい。

１ 型枠
２ コンクリートポンプ車
３ バイブレータ装置
３１ 装置本体
３２ 移動部
３３ 締固部
３３ａ 棒状バイブレータ
３４ 昇降部
３５ 材料調節部
３５ａ ブレード
３６ 制御部
４ 表面仕上げ機
４１ 本体部
４２ 移動部
４３ 平面バイブレータ
５ 足場板
Ａ 打設領域

Claims (4)

1. 打設領域を区画する型枠の外側に接地して前記打設領域に沿って移動する簡易型のセットフォーム工法において、移動中にはコンクリートから締固部を抜き出し、締め固め地点まで移動した後に停止して前記締固部をコンクリートに挿入してコンクリートを締め固めるバイブレータ装置であって、
   打設領域を横断するように架設された装置本体と、
   前記装置本体の両端部を支持し、打設領域外の地盤上を走行する移動部と、
   前記装置本体に対して昇降可能に設けられた前記締固部と、
   前記装置本体に取り付けられ、コンクリートの表面に摺接して余分なコンクリートを掻き取る材料調節部と、を備え、
   前記材料調節部は、前記締固部よりも後方に配置され、コンクリートの表面に当接するブレードを備え、
   前記ブレードは、平面視で折れ点を後方に向けた略Ｖ字状に形成されている
   ことを特徴とするバイブレータ装置。
2. 前記装置本体は、前記移動部を制御する制御部を備え、
   前記移動部は、上下に伸縮する脚部を備え、
   前記制御部は、装置本体が所定の高さになるように、高さセンサからの検出信号に基づいて左右の前記脚部を伸縮することを特徴とする請求項１に記載のバイブレータ装置。
3. 前記装置本体は、前記移動部を制御する制御部と、基準物からのずれを測定する直進センサと、を備え、
   前記制御部は、前記ずれ量が少なくなるように、左右の移動部の移動速度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイブレータ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバイブレータ装置を用いたコンクリート舗装体の施工方法であって、
   打設領域に投入されたコンクリートを前記バイブレータ装置の締固部で締め固める締固工程と、
   前記締固部を上昇させてコンクリートから引き抜いた後、締め固められたコンクリートの表面に平面視で折れ点を後方に向けた略Ｖ字状の前記ブレードを摺接させて余分なコンクリートを掻き取る材料調節工程と、
   前記バイブレータ装置の後方に配置された表面仕上げ機を用いて、材料調節されたコンクリートの表面を平坦に仕上げる表面仕上げ工程と、を含むことを特徴とするコンクリート舗装体の施工方法。

Images