JP2003034987A - 大型構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型構造物の構築の分離された柱の連結が確
実に行え、しかも作業性がよい大型構造物の構築方法を
提供する。 【解決手段】 予め、上端部にベース板２５が溶接され
た下側の柱部材２４と、これと対となって下端部にはベ
ース板２５との間で溶接部を形成する溶接用開先２６が
形成されている上側の柱部材２３とに、ねじ結合されて
仮組み立状態を保持可能で、下側の柱部材２４と上側の
柱部材２３の溶接作業が可能となる切欠き凹部２２が設
けられた下治具１６と上治具１５をそれぞれ固着してお
き、次に、所定位置に固定された下側の柱部材２４に対
して、上側の柱部材２３を載せて位置合わせを行い、そ
れぞれに取付けられている下治具１６と上治具１５をね
じ結合して上側の柱部材２３と下側の柱部材２４を仮組
みし、この後、上側の柱部材２３と下側の柱部材２４と
をベース板２５を介して溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高炉等の
大型構造物を構築するに際して、解体しようとする旧構
造物（例えば、休止高炉）の部分の部材を用いる大型構
造物の構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】改修コストの削減のため、各製鉄所で休
止高炉に使用している部材を徹底的に流用して新しい高
炉を構築したり、旧い高炉を改修することが検討されて
いる。高炉本体の周囲に配置された高炉櫓も流用の対象
となる。日本の高炉は原料の運搬及び製品の輸送の都合
上、海に面して設置されているので、臨海立地の有利性
を活かし、海上輸送による大ブロック輸送が可能で、相
当離れた場所に高炉があっても、新築する場合に較べる
と十分採算が取れる場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の構造物であれば
そのままバラして搬送し、現場で組み立てれば良いが、
高炉櫓は大構造物のため、そのままバラして輸送するこ
とができず、輸送限界に見合った大ブロックに切断する
必要がある。しかも、複数本の櫓を順番に切っていけば
高炉櫓が倒壊するので、切断に当たっては適当な治具を
用いて支持を行う必要がある。更には、組み立てる場合
には、切断した部分の櫓をそのまま繋ぐと切断幅だけ全
長が短くなり、分解した高炉櫓の再現が困難である。ま
た、切断した部分を溶接で繋ぐ場合には溶接用開先も形
成する必要があるし、予め位置決めした後に溶接する必
要がある。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、大型構造物の構築の際、分離された柱の連結が確実
に行え、しかも作業性がよい大型構造物の構築方法を提
供することを目的とする。更に、本発明の他の目的は、
例えば、休止高炉のような既存の大型構造物の部材を利
用して新しい大型構造物を構築する場合に、最適に適用
できる柱の解体を含む大型構造物の構築方法を提供する
ことも目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発
明に係る大型構造物の構築方法は、構造物の荷重を支持
する複数の柱を有し、該柱が海上輸送又は陸上輸送の理
由で上下に分断された大型構造物の構築方法において、
予め、上端部にベース板が溶接された下側の柱部材と、
これと対となって下端部には前記ベース板との間で溶接
部を形成する溶接用開先が形成されている上側の柱部材
とに、ねじ結合されて仮組み立状態を保持可能で、前記
下側の柱部材と前記上側の柱部材の溶接作業が可能とな
る切欠き凹部が設けられた下治具と上治具をそれぞれ固
着しておき、次に、所定位置に固定された前記下側の柱
部材に対して、前記上側の柱部材を載せて位置合わせを
行い、それぞれに取付けられている前記下治具と前記上
治具をねじ結合して前記上側の柱部材と前記下側の柱部
材を仮組みし、この後、前記上側の柱部材と前記下側の
柱部材とを前記ベース板を介して溶接している。なお、
この第１の発明は旧大型構造物（例えば、休止高炉）を
解体してその部分の部材を用いて新しい大型構造物（例
えば、高炉）を構築する場合の他、新規に大型構造物を
構築する場合にも適用される。

【０００５】そして、第２の発明に係る大型構造物の構
築方法は構造物の荷重を支持する複数の柱を有する旧い
大型構造物の部材の部分を用いて、新しい大型構造物を
構築する大型構造物の構築方法であって、前記旧い大型
構造物の柱の切断にあっては、前記柱に切断線をけが
き、その上下の所定寸法位置に前記切断線と平行な上差
し越し線と下差し越し線をけがく第１工程と、上治具及
び下治具がねじによって連結され、中間部内側には切欠
き凹部が形成された複数の補強金物を、前記切欠き凹部
が前記切断線の外側に位置するようにして、前記補強金
物を前記切断線で上下に区分される上側の柱部材と下側
の柱部材に跨がるようにして、前記柱の複数箇所にそれ
ぞれ溶接固定する第２工程と、前記切断線で前記柱を切
断する第３工程と、ねじ止めされた前記上治具及び前記
下治具のねじを外して、前記柱を上下に分離する第４工
程とを有し、前記新しい大型構造物を構築するに際し、
上下に分離された前記上側の柱部材と前記下側の柱部材
の組み立てにあっては、予め前記下側の柱部材の上端部
に前記下差し越し線を基準として所定長さ離れた位置に
ベース板を溶接しておくと共に、前記上側の柱部材の下
端部に前記上差し越し線を基準として所定長さ離れた位
置に溶接用開先を形成しておく第５工程と、所定位置に
固定された前記下側の柱部材に対して、前記上側の柱部
材を載せて、それぞれに取付けられている前記上治具及
び前記下治具の位置合わせを行ってねじ止めする第６工
程と、前記上側の柱部材と前記下側の柱部材を前記ベー
ス板を介して溶接する第７工程とを有する。

【０００６】ここで、第１、第２の発明の大型構造物の
構築方法において、最適には、前記大型構造物は高炉で
あって、前記柱は櫓柱である。これによって、新規に高
炉を構築する場合に比較して安価に新しい高炉を構築で
きる。また、第１、第２の発明の大型構造物の構築方法
において、前記上治具と前記下治具の位置合わせ部分に
は対となるフランジが設けられ、ボルト及びナットを用
いてねじ結合されるのが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発
明の一実施の形態に係る大型構造物の構築方法を適用し
た高炉の櫓柱の解体の手順を示す説明図、図２は構築さ
れた高炉の櫓柱の部分正面図、図３は他の実施の形態に
係る大型構造物の構築方法を適用した櫓柱の解体の方法
を示す正面図である。

【０００８】図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２を参照して本
発明の一実施の形態に係る大型構造物の構築方法につい
て説明する。図１（Ａ）には大型構造物の一例である高
炉の櫓柱（即ち、炉体櫓の柱）１０の一部を示すが、旧
い高炉の櫓柱１０を使って別の場所に高炉を構築しよう
とする場合には、搬送のために適当な大ブロックに切断
する必要がある。そこで、まず切断位置を決めて、櫓柱
１０の側面に切断線１１をけがく。この場合、切断線１
１は櫓柱１１の軸心に対してほぼ垂直な線、即ち水平線
となる。そして、その上下に切断線１１に平行な上差し
越し線１２及び下差し越し線１３をけがく。切断線１１
と上下の差し越し線１２、１３との距離は任意でよい
が、通常は１００〜２００ｍｍ程度とする（この実施の
形態では１００ｍｍ）。なお、この櫓柱１０に連結され
ている梁１４も所定位置で切断するが、切断した状態の
そのままでもよいが、必要な場合には位置合わせの周知
構造の位置合わせ用の治具を取付けておく。この位置合
わせ用の治具としては、例えば、切断される一方の梁に
は溶接取付けされ、他方の梁にはねじ取付けされる金具
であってもよい（以上、第１工程）。

【０００９】次に、図１（Ｂ）に示すようなねじ結合さ
れる上治具１５と下治具１６とからなる補強金具１７を
用意する。上治具１５及び下治具１６はそれぞれ縦リブ
１８、１９とこれに直交して溶接されるフランジ２０、
２１とを有し、フランジ２０、２１にはそれぞれ２個の
ねじ孔が形成されて、ボルトとナット（ねじ）によって
フランジ２０、２１を連結できるようになっている。上
治具１５及び下治具１６がボルト及びナットによって連
結された補強金具１７は、中央部片側（使用にあっては
内側）に継ぎ目となる部分の溶接部を露出させ溶接作業
を可能とする切欠き凹部２２が形成されている。フラン
ジ２０、２１がねじ止めされた複数の補強金具１７を切
欠き凹部２２の中央部分が切断線１１の外位置になるよ
うにして櫓柱１０の周囲に溶接取付けする。この場合、
縦リブ１８が切断線１１より上側の柱部材２３に、縦リ
ブ１９が切断線１１より下側の柱部材２４に溶接される
ようにする（以上、第２工程）。これによって、補強金
具１７が上側の柱部材２３と下側の柱部材２４との間に
跨がって取付けられていることになる。この状態で、櫓
柱１０を切断線１１の位置で切断する。切断は通常ガス
切断で行う。これによって櫓柱１０は上側の柱部材２３
と下側の柱部材２４に分離されるが、複数の補強金物１
７で上側の柱部材２３と下側の柱部材２４は一応繋がっ
ていることになる。なお、補強金物１７は櫓柱１０を切
断しても十分に全体の荷重を支えられる程度の強度を有
するものを使用するは当然である（以上、第３工程）。

【００１０】以上の工程によって、休止高炉の櫓柱１０
は分離されるので、必要に応じてねじ止めされた上治具
１５と下治具１６を分離して補強金具１７を分離しなが
ら、上から分離された構造物の部材を徐々にクレーンで
除去する（以上、第４工程）。そして、各部材を例えば
海上輸送で新しい高炉が構築される場所に搬送する。そ
して、解体とは逆の工程で新しい高炉を構築することに
なるが、ガス切断しっぱなしの面は凹凸があり、しかも
切断幅だけ櫓柱１０の全長は短くなるので、組み立ての
前に、以下の作業を行う。即ち、図１（Ｃ）に示すよう
に、予め下側の柱部材２４の上端部に下差し越し線１３
を基準として所定長さ離れた位置にベース板２５を溶接
しておく。このベース板２５の上面は実質的には切断線
１１より上位置にある。即ち、切断線１１がガス切断さ
れると、切断幅だけ上側の柱部材２３及び下側の柱部材
２４は短くなり、更には作業者が手作業で切断するので
切断面に凹凸が発生し、このベース板２５はその切断幅
と凹凸を吸収できる厚みを有するものを使用している。
そして、上側の柱部材２３の下端部に上差し越し線１２
を基準として所定長さ離れた位置に溶接用開先２６を形
成する。この溶接用開先２６は溶接部が外側に位置する
ような片面開先によって行う（以上、第５工程）。

【００１１】図２に示すように、このように細工された
上側の柱部材２３を予め設置された下側の柱部材２４の
上にクレーン等を使って載せ、分離した補強金具１７の
上治具１５と下治具１６の対向するフランジ２０、２１
の位置合わせをした後、フランジ２０、２１をボルト、
ナットを用いて固定する（ねじ結合する）。この場合、
上側の柱部材１５は重量物であるし、解体、運送、加工
の過程において歪みあるいは歪んだ状態で元に戻り、変
形してフランジ２０、２１の位置合わせができない場合
には、チェーンブロック又は油圧ジャッキを用いて、フ
ランジ２０、２１の位置合わせをすることになる。そし
て、対向するフランジ２０、２１の位置合わせができた
ときには、下側の柱部材２４のベース板２５と上側の柱
部材２３の溶接用開先２６の端部が当接するようにその
形成位置が、上差し越し線１２及び下差し越し線１３を
基準として決められている（以上、第６工程）。この状
態（上側の柱部材２３と下側の柱部材２４の仮組み）
で、上側の柱部材２３の下端部をベース板２５に溶接し
て上側の柱部材２３と下側の柱部材２４の連結が完了す
る（以上、第７工程）。この溶接の完了後に補強金具１
７を除去するのが外観上好ましいが、櫓柱１０の連結部
の補強のために残しておくこともできる。

【００１２】図３は本発明の他の実施の形態に係る大型
構造物の構築方法における補強金物を示すが、図に示す
ように、上側の柱部材２８と下側の柱部材２９を連結す
る補強金物３０がそれぞれ上治具及び下治具を構成する
縦リブ３１、３２と、これらを連結する目板３３とによ
って構成されている。そして、目板３３と縦リブ３１、
３２はボルト及びナットによってねじ結合され、この状
態で内側に切欠き凹部３４が形成されている。この補強
金物３０の使用にあっては、切断しようとする柱３５の
切断位置に切断線３６をけがくと共にその上下に上差し
越し線３７及び下差し越し線３８をけがき、切断線３６
が補強金物３０の切欠き凹部３４に位置するようにし
て、複数の補強金物３０を柱３５の周囲に取付ける。こ
の補強金物３０の分解にあたっては、ボルト、ナットを
緩めて目板３３を外すことになるが、後の工程は実質的
に前記実施の形態と同様であるので、詳しい説明を省略
する。

【００１３】前記実施の形態は、休止高炉を解体してそ
の部材を新しい高炉に使用する場合について説明した
が、新築の高炉であっても本発明は適用できる。この場
合も、切断線やその上下の差し越し線を必要に応じてけ
がきし、下側の柱部材の頂部にベース板を溶接取付け
し、これに接合しようとする上側の柱部材の下端に溶接
用開先を形成しておくことになる。そして、接合しよう
とする櫓柱の周囲には、ねじによって結合され、仮組状
態を保持可能で、上下が分離可能な補強金物を溶接して
おくことになる。また、前記実施の形態は、大型構造物
の一例として高炉について説明したが、構造物の荷重を
支持する柱を有する大型構造物であれば、本発明は適用
可能である。前記実施の形態では、各部材の搬送は海上
輸送を例として説明したが、各部材の搬送が陸上輸送で
あっても、かまわない。

【００１４】

【発明の効果】請求項１〜４記載の大型構造物の構築方
法は以上の説明からも明らかなように、下側の柱部材の
頂部にベース板を、上側の柱部材の下部に溶接用開先を
形成して、予め上側の柱部材及び下側の柱部材に分離可
能な上治具と下治具を設けているので、上側の柱部材と
下側の柱部材の連結にあっては、ねじ止め可能で分離可
能な上治具と下治具によって仮組することができる。そ
して、この状態で下側の柱部材に取付けられているベー
ス板に上側の柱部材を溶接できるので、柱の組み立てが
容易となり、結果として大型構造物の組み立てが容易と
なる。特に、請求項２記載の大型構造物の構築方法にお
いては、旧い大型構造物を解体してその部材で新しい大
型構造物を構築しているので、部材の節約を図ることが
できると共に、組み立て工事工数を大幅に削減できる。
そして、予め切断位置の上下に差し越し線を形成してい
るので、切断位置を上下の差し越し線から正確に推定で
きる。請求項３記載の大型構造物の構築方法において
は、大型構造物が高炉であるので、休止している高炉の
部材の有効利用ができ、本発明方法を適用することによ
って、比較的安価で確実な旧高炉の櫓柱の再現が可能と
なる。請求項４記載の大型構造物の構築方法において
は、フランジの部分に荷重をかけることができるので、
組み立てにあってはこの部分を利用して上側の柱部材の
仮支持を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施の形態に係る
大型構造物の構築方法を適用した高炉の櫓柱の解体の手
順を示す説明図である。

【図２】構築された高炉の櫓柱の部分正面図である。

【図３】他の実施の形態に係る大型構造物の構築方法を
適用した櫓柱の解体の方法を示す正面図である。

【符号の説明】

１０：櫓柱、１１：切断線、１２：上差し越し線、１
３：下差し越し線、１４：梁、１５：上治具、１６：下
治具、１７：補強金具、１８、１９：縦リブ、２０、２
１：フランジ、２２：切欠き凹部、２３：上側の柱部
材、２４：下側の柱部材、２５：ベース板、２６：溶接
用開先、２８：上側の柱部材、２９：下側の柱部材、３
０：補強金物、３１、３２：縦リブ、３３：目板、３
４：切欠き凹部、３５：柱、３６：切断線、３７：上差
し越し線、３８：下差し越し線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の荷重を支持する複数の柱を有
   し、該柱が海上輸送又は陸上輸送の理由で上下に分断さ
   れた大型構造物の構築方法において、予め、上端部にベ
   ース板が溶接された下側の柱部材と、これと対となって
   下端部には前記ベース板との間で溶接部を形成する溶接
   用開先が形成されている上側の柱部材とに、ねじ結合さ
   れて仮組み立状態を保持可能で、前記下側の柱部材と前
   記上側の柱部材の溶接作業が可能となる切欠き凹部が設
   けられた下治具と上治具をそれぞれ固着しておき、次
   に、所定位置に固定された前記下側の柱部材に対して、
   前記上側の柱部材を載せて位置合わせを行い、それぞれ
   に取付けられている前記下治具と前記上治具をねじ結合
   して前記上側の柱部材と前記下側の柱部材を仮組みし、
   この後、前記上側の柱部材と前記下側の柱部材とを前記
   ベース板を介して溶接することを特徴とする大型構造物
   の構築方法。
2. 【請求項２】 構造物の荷重を支持する複数の柱を有す
   る旧い大型構造物の部材の部分を用いて、新しい大型構
   造物を構築する大型構造物の構築方法であって、前記旧
   い大型構造物の柱の切断にあっては、前記柱に切断線を
   けがき、その上下の所定寸法位置に前記切断線と平行な
   上差し越し線と下差し越し線をけがく第１工程と、上治
   具及び下治具がねじによって連結され、中間部内側には
   切欠き凹部が形成された複数の補強金物を、前記切欠き
   凹部が前記切断線の外側に位置するようにして、前記切
   断線で上下に区分される上側の柱部材と下側の柱部材に
   跨がるようにして、前記柱の複数箇所にそれぞれ溶接固
   定する第２工程と、前記切断線で前記柱を切断する第３
   工程と、ねじ止めされた前記上治具及び前記下治具のね
   じを外して、前記柱を上下に分離する第４工程とを有
   し、前記新しい大型構造物を構築するに際し、上下に分
   離された前記上側の柱部材と前記下側の柱部材の組み立
   てにあっては、予め前記下側の柱部材の上端部に前記下
   差し越し線を基準として所定長さ離れた位置にベース板
   を溶接しておくと共に、前記上側の柱部材の下端部に前
   記上差し越し線を基準として所定長さ離れた位置に溶接
   用開先を形成しておく第５工程と、所定位置に固定され
   た前記下側の柱部材に対して、前記上側の柱部材を載せ
   て、それぞれに取付けられている前記上治具及び前記下
   治具の位置合わせを行ってねじ止めする第６工程と、前
   記上側の柱部材と前記下側の柱部材を前記ベース板を介
   して溶接する第７工程とを有することを特徴とする大型
   構造物の構築方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の大型構造物の構築
   方法において、前記大型構造物は高炉であって、前記柱
   は櫓柱であることを特徴とする大型構造物の構築方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の大
   型構造物の構築方法において、前記上治具と前記下治具
   の位置合わせ部分には対となるフランジが設けられ、ボ
   ルト及びナットを用いてねじ結合されることを特徴とす
   る大型構造物の構築方法。