JP2005180082A - Concrete tower - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、フーチング基礎の上方にコンクリート製のタワー本体が構築されてなるコンクリートタワーに関するものである。 The present invention relates to a concrete tower in which a concrete tower body is constructed above a footing foundation.
従来より、放送用タワーや風力発電用風車における支持タワー等のような比較的背の高いタワーにおいては、鋼製のタワーが多く用いられているが、「特許文献1」や「特許文献2」に記載されているように、コンクリート製のタワーも提案されている。
Conventionally, steel towers are often used in relatively tall towers such as broadcast towers and support towers in wind turbines for wind power generation, but "
このようなコンクリートタワーを採用すれば、剛性を高めることができるだけでなく、耐食性を高めることができるので、これを海岸付近等に設置した場合においてもメンテナンスを容易化することができる。 If such a concrete tower is adopted, not only the rigidity can be increased, but also the corrosion resistance can be increased, so that the maintenance can be facilitated even when the concrete tower is installed in the vicinity of the coast.
このコンクリートタワーにおいては、フーチング基礎の上方にコンクリート製のタワー本体が構築されることとなるが、上記「特許文献1」や「特許文献2」に記載されているように、そのタワー本体を、筒状に形成された複数のプレキャストセグメントを鉛直方向に積み重ねることにより構成すれば、施工管理の簡素化および工期短縮を図ることができる。
In this concrete tower, a concrete tower main body is constructed above the footing foundation. As described in the above-mentioned "
しかしながら、上記「特許文献1」および「特許文献2」に記載されたコンクリートタワーにおいては、そのタワー本体を構成する複数のプレキャストセグメント相互間にプレストレスを導入するための複数のPC(すなわちプレストレストコンクリート)鋼材が、内ケーブル構造として配置されているので、次のような問題がある。
However, in the concrete towers described in “
すなわち、タワー本体を構築する際、1つのプレキャストセグメントを設置したとき、これに伴って配置すべき複数のPC鋼材の接合作業をすべて完了させなければ、次のプレキャストセグメントを設置することができないので、作業効率が良くない、という問題がある。 That is, when constructing the tower body, when one precast segment is installed, the next precast segment cannot be installed unless all of the joining work of the plurality of PC steel materials to be arranged is completed. There is a problem that work efficiency is not good.
また、PC鋼材がプレキャストセグメントの部材断面内に配置されることとなるので、PC鋼材の保守点検が困難である、という問題がある。 Moreover, since PC steel materials will be arrange | positioned in the member cross section of a precast segment, there exists a problem that the maintenance inspection of PC steel materials is difficult.
さらに、タワー解体時にも、PC鋼材の破断や突出等の可能性があるので、作業安全面に細心の注意を払う必要があり、解体作業をスムーズに行うことができない、という問題がある。 Furthermore, since there is a possibility of breakage or protrusion of the PC steel material even when the tower is dismantled, it is necessary to pay close attention to work safety and there is a problem that the dismantling operation cannot be performed smoothly.
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タワー構築の作業効率を高めることができるとともに、PC鋼材の保守点検を容易かつ確実に行うことができ、かつ解体時の作業性も高めることができるコンクリートタワーを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, can improve the work efficiency of tower construction, can easily and reliably perform maintenance and inspection of PC steel, and work at the time of dismantling It aims at providing the concrete tower which can also improve property.
本願発明は、プレキャスト構造を採用した上で、その際必要となるプレストレスの導入を所定の外ケーブル構造により行う構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。 The present invention achieves the above-mentioned object by adopting a configuration in which a pre-stress structure is adopted and a pre-stress that is required at that time is introduced by a predetermined outer cable structure.
すなわち、本願発明に係るコンクリートタワーは、
フーチング基礎の上方にコンクリート製のタワー本体が構築されてなるコンクリートタワーにおいて、
上記タワー本体が、筒状に形成された複数のプレキャストセグメントを鉛直方向に積み重ねることにより構成されており、
これらプレキャストセグメント相互間にプレストレスを導入するための複数のPC鋼材が、上記タワー本体の内部空間に外ケーブル構造を構成するようにして配置されている、ことを特徴とするものである。
That is, the concrete tower according to the present invention is
In a concrete tower in which a concrete tower body is constructed above the footing foundation,
The tower body is configured by vertically stacking a plurality of precast segments formed in a cylindrical shape,
A plurality of PC steel materials for introducing prestress between these precast segments are arranged so as to form an outer cable structure in the internal space of the tower body.
上記各「プレキャストセグメント」は、筒状に形成されたものであれば、その断面形状は特に限定されるものではなく、また、これら各「プレキャストセグメント」は、互いに同一の断面形状に設定されていてもよいし、互いに異なる断面形状に設定されていてもよい。 As long as each of the “precast segments” is formed in a cylindrical shape, the cross-sectional shape is not particularly limited, and each of these “precast segments” is set to have the same cross-sectional shape. Alternatively, the cross-sectional shapes may be different from each other.
上記「外ケーブル構造」は、複数のPC鋼材がタワー本体の内部空間に配置されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。 The above-mentioned “outer cable structure” is not particularly limited as long as a plurality of PC steel materials are arranged in the internal space of the tower body.
上記構成に示すように、本願発明に係るコンクリートタワーは、そのタワー本体が、筒状に形成された複数のプレキャストセグメントを鉛直方向に積み重ねることにより構成されているが、これらプレキャストセグメント相互間にプレストレスを導入するための複数のPC鋼材が、タワー本体の内部空間に外ケーブル構造を構成するようにして配置されているので、これらPC鋼材の配置および緊張と、次のプレキャストセグメントの設置とを並行して行うことができる。そしてこれにより、タワー構築の作業工程に重大なクリティカルパスを発生させないようにして、その工期短縮を図ることができる。 As shown in the above configuration, the concrete tower according to the present invention is configured by stacking a plurality of precast segments formed in a cylindrical shape in the vertical direction. Since a plurality of PC steel materials for introducing stress are arranged in the internal space of the tower body so as to constitute an outer cable structure, the arrangement and tension of these PC steel materials and the installation of the next precast segment are performed. Can be done in parallel. As a result, it is possible to shorten the work period without generating a critical critical path in the tower construction work process.
また、このような外ケーブル構造の採用により、PC鋼材はプレキャストセグメントの部材断面外に配置されることとなるので、PC鋼材の保守点検を容易かつ確実に行うことができる。その際、PC鋼材はタワー本体の内部空間に配置されているので、耐食性を十分に確保することができる。 Further, by adopting such an external cable structure, the PC steel material is disposed outside the cross section of the precast segment, so that the maintenance and inspection of the PC steel material can be performed easily and reliably. At that time, since the PC steel material is disposed in the internal space of the tower body, the corrosion resistance can be sufficiently ensured.
さらに、タワー解体時にも、PC鋼材を予め撤去することができるので、その破断や突出等のおそれをなくすことができ、したがって解体作業を安全かつスムーズに行うことができる。 Furthermore, since the PC steel material can be removed in advance when the tower is dismantled, the risk of breakage or protrusion can be eliminated, and therefore the dismantling operation can be performed safely and smoothly.
このように本願発明によれば、タワー構築の作業効率を高めることができるとともに、PC鋼材の保守点検を容易かつ確実に行うことができ、かつ解体時の作業性も高めることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the work efficiency of the tower construction, to easily and reliably perform the maintenance inspection of the PC steel material, and to improve the workability at the time of dismantling.
上記構成において、外ケーブル構造の具体的な構成が特に限定されないことは上述したとおりであるが、複数のプレキャストセグメントのうち所定の段数間隔をおいた位置にある複数のプレキャストセグメントの各々の内周面に、複数のPC鋼材を定着するための定着用突起部が形成された構成とすれば、数個のプレキャストセグメントに対するプレストレスの導入を一括して行うことができる。 In the above configuration, the specific configuration of the outer cable structure is not particularly limited as described above, but the inner circumference of each of the plurality of precast segments located at a predetermined number of steps among the plurality of precast segments. If a fixing protrusion for fixing a plurality of PC steel materials is formed on the surface, prestress can be introduced into several precast segments all at once.
その際、各定着用突起部には複数のPC鋼材挿通孔が形成されることとなるが、この定着用突起部を、該定着用突起部に定着されるPC鋼材の本数よりも多い個数のPC鋼材挿通孔が形成された構成とすれば、タワー完成後においてもPC鋼材を追加配置することが可能となるので、タワーの構造耐力を必要に応じて容易に増大させることができる。そしてこれにより、タワーに付設される機材等の変更により荷重が増大した場合、あるいは構造設計基準値の改訂などより設計的に耐力増大が必要な場合等においても、容易にこれに対応することができる。 At that time, a plurality of PC steel material insertion holes are formed in each fixing projection, and this fixing projection is formed in a number larger than the number of PC steel materials fixed to the fixing projection. If the PC steel material insertion hole is formed, the PC steel material can be additionally arranged even after the tower is completed, so that the structural strength of the tower can be easily increased as necessary. As a result, even when the load increases due to changes in the equipment attached to the tower, or when it is necessary to increase the proof stress due to the revision of the structural design standard value, etc., this can be easily handled. it can.
また上記構成において、タワー本体を構成する複数のプレキャストセグメントのうち中間部に位置する所定のプレキャストセグメントを、その下端面から上端面へ向けて断面サイズが徐々に小さくなるように形成された径変化筒状部材で構成し、この径変化筒状部材の下方に位置する複数のプレキャストセグメントを、断面サイズ同一の大径筒状部材で構成するとともに、この径変化筒状部材の上方に位置する複数のプレキャストセグメントを、断面サイズ同一の小径筒状部材で構成すれば、次のような作用効果を得ることができる。 Further, in the above configuration, the diameter change formed so that the predetermined precast segment located in the middle portion of the plurality of precast segments constituting the tower body is gradually reduced in cross-sectional size from the lower end surface toward the upper end surface. A plurality of precast segments configured by a cylindrical member and positioned below the diameter-changing cylindrical member are configured by a large-diameter cylindrical member having the same cross-sectional size, and a plurality of precast segments positioned above the diameter-changing cylindrical member If the precast segment is composed of a small-diameter cylindrical member having the same cross-sectional size, the following operational effects can be obtained.
すなわち、タワー本体は、その上部に位置する部分ほど断面力が小さくなるので、その断面サイズは上端面に近づくに従って小さくすることが好ましい。その際、タワー本体の断面サイズを漸次縮小させようとすると、プレキャストセグメントのサイズが1つ1つ異なったものとなるので、これらを製作するための型枠が数多く必要になったりあるいは複雑な構造の型枠が必要になったりする。 That is, since the sectional force of the tower body is smaller at the upper part, the sectional size is preferably smaller as it approaches the upper end surface. At that time, if the cross-sectional size of the tower body is gradually reduced, the sizes of the precast segments will be different one by one. Therefore, a large number of molds are required to manufacture them, or the structure is complicated. The formwork is necessary.
これに対し、断面サイズ同一の大径筒状部材で構成された複数のプレキャストセグメントと、断面サイズ同一の小径筒状部材で構成された複数のプレキャストセグメントとの間に、径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントが配置された構成とすれば、多くのプレキャストセグメントを同じ型枠設備で製作することができるので、施工コスト低減および工期短縮を図ることができる。 On the other hand, between a plurality of precast segments composed of large-diameter cylindrical members having the same cross-sectional size and a plurality of pre-cast segments composed of small-diameter cylindrical members having the same cross-sectional size, If it is set as the structure by which the comprised precast segment is arrange | positioned, since many precast segments can be manufactured with the same formwork installation, construction cost reduction and construction period shortening can be aimed at.
なお、この径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントは、タワー本体の中間部の1箇所にのみ配置されるようにしてもよいし、その複数箇所に配置されるようにしてもよい。 In addition, the precast segment comprised by this diameter change cylindrical member may be arrange | positioned only in one place of the intermediate part of a tower main body, and may be arrange | positioned in the multiple places.
この径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントの内周面に、該内周面に沿って複数のPC鋼材を配置するための偏向用突起部が形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。 Assuming that the inner peripheral surface of the precast segment composed of the diameter-changing cylindrical member is formed with a deflection projection for arranging a plurality of PC steel materials along the inner peripheral surface, the following is achieved. Advantageous effects can be obtained.
すなわち、外ケーブル構造において、プレストレスの導入を効果的に行うためには、PC鋼材をタワー本体の内周面近傍に配置することが好ましいが、これを実現するためには、径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントの部分においては、PC鋼材を偏向させるようにして配置する必要がある。そこで、径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントの内周面に、該内周面に沿って偏向用突起部が形成された構成とすれば、PC鋼材をタワー本体の内周面近傍に配置することができる。その際、外ケーブル構造においては、PC鋼材としてPCケーブルが用いられるので、PC鋼材を部分的に曲線状に配置することも容易に可能となる。 That is, in order to effectively introduce prestress in the outer cable structure, it is preferable to arrange the PC steel material in the vicinity of the inner peripheral surface of the tower body. In the part of the precast segment constituted by members, it is necessary to dispose the PC steel material so as to be deflected. Then, if it is set as the structure by which the projection part for deflection was formed along this inner peripheral surface in the inner peripheral surface of the precast segment comprised by the diameter change cylindrical member, PC steel material will be in the inner peripheral surface vicinity of a tower main body. Can be arranged. At that time, in the outer cable structure, since the PC cable is used as the PC steel material, the PC steel material can be easily arranged partially in a curved shape.
この場合において、径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメントの上端近傍部位には、プレストレスの導入により径方向外向きの力が作用することとなる。そこで、このプレキャストセグメントの上端近傍部位に、周方向に延びる補強鋼材が配置された構成とすれば、プレストレスの導入により発生する径方向外向きの力に対して効果的に抵抗させることができる。ここで「補強鋼材」としては、例えば鉄筋やPC鋼材等が採用可能である。 In this case, an outward force in the radial direction acts on the vicinity of the upper end of the precast segment formed of the diameter-changing cylindrical member by introducing prestress. Then, if it is set as the structure by which the reinforcement steel material extended in the circumferential direction is arrange | positioned in the site | part vicinity of the upper end of this precast segment, it can be made to resist effectively with respect to the radial outward force generate | occur | produced by the introduction of prestress. . Here, as the “reinforcing steel material”, for example, a reinforcing bar or a PC steel material can be adopted.
上記構成において、フーチング基礎とタワー本体との間に筒状のタワー基端部材が介設された構成とし、このタワー基端部材とフーチング基礎と間に内ケーブル構造によるプレストレスが導入されるとともに、このタワー基端部材とタワー本体との間に外ケーブル構造によるプレストレスが導入された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。 In the above configuration, a cylindrical tower base end member is interposed between the footing foundation and the tower body, and prestress due to the inner cable structure is introduced between the tower base end member and the footing base. If the prestress due to the outer cable structure is introduced between the tower base end member and the tower main body, the following operational effects can be obtained.
すなわち、フーチング基礎は一般に場所打ちコンクリートで構成されるので、このフーチング基礎とタワー基端部材との間におけるプレストレスの導入を内ケーブル構造により行うようにすれば、プレストレスの導入作業を容易に行うことができる。また、タワー基端部材とタワー本体との間におけるプレストレスの導入を外ケーブル構造により行うようにすれば、このタワー基端部材を、タワー本体を構成する各プレキャストセグメントと同様に取り扱うことができる。 In other words, since the footing foundation is generally made of cast-in-place concrete, if the prestress is introduced between the footing foundation and the tower base end member by the inner cable structure, the prestress introduction work is facilitated. It can be carried out. Further, if the prestress is introduced between the tower base end member and the tower main body by the outer cable structure, the tower base end member can be handled in the same manner as each precast segment constituting the tower main body. .
その際、タワー基端部材をタワー本体よりも大径に形成しておき、上記内ケーブル構造を構成する複数のPC鋼材の上端部を、タワー本体の外部空間においてタワー基端部材の上端面に定着するようにすれば、タワー基端部材に関係する内ケーブル構造および外ケーブル構造を互いに干渉させることなく配置することができる。 At that time, the tower base end member is formed larger in diameter than the tower main body, and the upper end portions of the plurality of PC steel materials constituting the inner cable structure are placed on the upper end surface of the tower base end member in the outer space of the tower main body. If fixed, the inner cable structure and the outer cable structure related to the tower base end member can be arranged without interfering with each other.
この場合において、タワー基端部材は、筒状のプレキャスト部材として構成することも可能であるが、これを場所打ちコンクリートで構成するようにすれば、クレーン等の重機を必要とすることなく、タワー基端部材の設置および該タワー基端部材とフーチング基礎との間におけるプレストレスの導入を容易に行うことができる。 In this case, the tower base end member can be configured as a cylindrical precast member. However, if the tower base end member is configured by cast-in-place concrete, the tower can be used without requiring heavy equipment such as a crane. It is possible to easily install the base end member and introduce prestress between the tower base end member and the footing foundation.
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本願発明の一実施形態に係るコンクリートタワーを示す正面図であり、図2は、その側断面図である。また、図3〜6は、コンクリートタワーを構築する際の各工程を示す図である。さらに、図7は、図3(c)の要部詳細図であり、図8は、図5の要部詳細図である。そして、図9は、図2のIX-IX 線断面詳細図であり、図10(a)は、図2のXa-Xa 線断面詳細図であり、図10(b)は、図2のXb-Xb 線断面詳細図であり、図11(c)は、図2のXIc-XIc 線断面詳細図であり、図11(d)は、図2のXId-XId 線断面詳細図である。 FIG. 1 is a front view showing a concrete tower according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view thereof. Moreover, FIGS. 3-6 is a figure which shows each process at the time of constructing a concrete tower. Further, FIG. 7 is a detail view of a relevant part of FIG. 3C, and FIG. 8 is a detail view of a relevant part of FIG. 9 is a detailed sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 2, FIG. 10A is a detailed sectional view taken along the line Xa-Xa of FIG. 2, and FIG. 10B is a sectional view taken along the line Xb of FIG. FIG. 11C is a detailed cross-sectional view taken along the line XIc-XIc in FIG. 2, and FIG. 11D is a detailed cross-sectional view taken along the line XID-XId in FIG.
これらの図に示すように、本実施形態に係るコンクリートタワー10は、風力発電用風車100における支持タワーであって、その全高は60m程度の値に設定されている。このコンクリートタワー10は、フーチング基礎12の上方に、コンクリート製のタワー本体14が、コンクリート製のタワー基端部材16を介して構築された構成となっている。そして、このコンクリートタワー10におけるタワー本体14の上端部に、翼52および発電機本体54からなる風力発電機50が設置されることにより、風力発電用風車100が構成されるようになっている。
As shown in these drawings, the
フーチング基礎12は、十字状の脚部を有する鉄筋コンクリート製の部材であって、その中心部上端面12aを地表面から露出させるようにして地盤2に埋設されている。
The
タワー本体14は、2段ロケット型の段違い円筒状部材として構成されている。すなわち、このタワー本体14は、その下部領域14Aが大径部として構成されており、その上部領域14Bが小径部として構成されており、これら下部領域14Aおよび上部領域14B間の中間領域14Cが径変化部として構成されており、その基本肉厚は全高にわたって250mm程度の値に設定されている。
The tower
下部領域14Aは、10個のプレキャストセグメント22を鉛直方向に積み重ねることにより構成されている。これら各プレキャストセグメント22は、断面サイズ同一の大径筒状部材で構成されており、その高さは2.2m程度の値に設定されており、その内径は3m程度の値に設定されている。
The
上部領域14Bは、12個のプレキャストセグメント24を鉛直方向に積み重ねることにより構成されている。これら各プレキャストセグメント24は、断面サイズ同一の小径筒状部材で構成されており、その高さは2.4m程度の値に設定されており、その内径は2.5m程度の値に設定されている。ただし、上部領域14Bの最上段に位置するプレキャストセグメント24については、その高さが1.9m程度の値に設定されている。
The
中間領域14Cは、1個のプレキャストセグメント26で構成されている。このプレキャストセグメント26は、その下端面から上端面へ向けて断面サイズが徐々に小さくなるように形成された径変化筒状部材で構成されており、その高さは2.4m程度の値に設定されており、その内径は、下端面において3m程度、上端面において2.5m程度の値に設定されている。
The
このタワー本体14の内部空間には、複数のプレキャストセグメント22、24、26相互間にプレストレスを導入するための複数のPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eが、5つの区間S1、S2、S3、S4、S5において、外ケーブル構造を構成するようにして配置されている。なお、これについては後述する。
In the internal space of the tower
下部領域14Aを構成する10個のプレキャストセグメント22のうち、下から4段目および9段目に位置するプレキャストセグメント22には、その内周面の下端部にリング状の定着用突起部22aが形成されている。また、上部領域14Bを構成する12個のプレキャストセグメント24のうち、下から2段目、7段目および最上段に位置するプレキャストセグメント24には、その内周面の下端部にリング状の定着用突起部24aが形成されている。さらに、中間領域14Cを構成するプレキャストセグメント26には、その内周面の下端部および上端部にリング状の偏向用突起部26a、26bが形成されている。
Of the ten
タワー基端部材16は、場所打ちコンクリートで構成されており、このタワー基端部材16とフーチング基礎12と間には、内ケーブル構造によるプレストレスが導入されている。このタワー基端部材16は、タワー本体14の下部領域14Aよりも大径に形成されており、内ケーブル構造を構成する複数のPC鋼材34の上端部が、タワー本体14の外部空間においてタワー基端部材16の上端面16aに定着具62を用いて定着されている。これら各PC鋼材34は、PC鋼棒で構成されている。
The tower
また、このタワー基端部材16とタワー本体14との間には、後述する外ケーブル構造によるプレストレスが導入されている。これを実現するため、タワー基端部材16の上部領域は、その上端面16aへ向けて肉厚が徐々に増大するように形成されており、その内周面の上端部にはリング状の定着用突起部16bが形成されている。
Further, a prestress due to an outer cable structure described later is introduced between the tower
なお、このタワー基端部材16の下部領域には、縦長のマンホール16cが形成されている。
A vertically
次に、タワー本体14の内部空間に配置された外ケーブル構造について詳細に説明する。
Next, the outer cable structure disposed in the internal space of the
図3(c)および図9に示すように、タワー基端部材16の定着用突起部16bと、タワー本体14の下部領域14Aにおいて下から4段目に位置するプレキャストセグメント22の定着用突起部22aとの間の区間S1には、30本のPC鋼材32Aが配置されている。これら各PC鋼材32Aは、PCケーブルで構成されており、その両端部が両定着用突起部16b、22aに定着具64を用いて定着されている。
As shown in FIGS. 3C and 9, the fixing
図4および図10(a)に示すように、タワー本体14の下部領域14Aにおいて下から4段目に位置するプレキャストセグメント22の定着用突起部22aと、その9段目に位置するプレキャストセグメント22の定着用突起部22aとの間の区間S2には、26本のPC鋼材32Bが配置されている。これら各PC鋼材32Bは、PCケーブルで構成されており、その両端部が両定着用突起部22a、22aに定着具64を用いて定着されている。
As shown in FIGS. 4 and 10A, in the
図5および図10(b)に示すように、タワー本体14の下部領域14Aにおいて下から9段目に位置するプレキャストセグメント22の定着用突起部22aと、その上部領域14Bにおいて下から2段目に位置するプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間の区間S3には、22本のPC鋼材32Cが配置されている。これら各PC鋼材32Cは、PCケーブルで構成されており、中間領域14Cを構成するプレキャストセグメント26の内周面の下端部および上端部に形成された偏向用突起部26a、26bを経由するようにして、その両端部が両定着用突起部22a、24aに定着具64を用いて定着されている。
As shown in FIGS. 5 and 10B, the fixing
図6および図11(c)に示すように、タワー本体14の上部領域14Bにおいて下から2段目に位置するプレキャストセグメント24の定着用突起部24aと、その7段目に位置するプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間の区間S4には、18本のPC鋼材32Dが配置されている。これら各PC鋼材32Dは、PCケーブルで構成されており、その両端部が両定着用突起部24a、24aに定着具64を用いて定着されている。
As shown in FIGS. 6 and 11C, in the
図6および図11(d)に示すように、タワー本体14の上部領域14Bにおいて下から7段目に位置するプレキャストセグメント24の定着用突起部24aと、その最上段に位置するプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間には、12本のPC鋼材32Eが配置されている。これら各PC鋼材32Eは、PCケーブルで構成されており、その両端部が両定着用突起部24a、24aに定着具64を用いて定着されている。
As shown in FIGS. 6 and 11 (d), the fixing
図9、10(a)、11(c)および11(d)に示すように、タワー基端部材16の定着用突起部16bおよび各プレキャストセグメント22、24の定着用突起部22a、24aには、60個のPC鋼材挿通孔16d、22b、24bが円周方向に互いに等間隔をおいて形成されている。
9, 10 (a), 11 (c) and 11 (d), the fixing
また、図10(b)に示すように、タワー本体14の中間領域14Cを構成するプレキャストセグメント26の内周面の下端部および上端部に形成された偏向用突起部26a、26bにも、60個のPC鋼材挿通孔26c、26dが円周方向に互いに等間隔をおいて形成されている。
Further, as shown in FIG. 10B, the
その際、図8に示すように、下端部に位置するPC鋼材挿通孔26cは、径方向外方へ向けて凸の曲線状に形成されており、上端部に位置するPC鋼材挿通孔26dは、径方向内方へ向けて凸の曲線状に形成されている。そして、これら各PC鋼材挿通孔26c、26dには、ディアボロ管36、38が挿着されている。
At that time, as shown in FIG. 8, the PC steel
同図に示すように、このプレキャストセグメント26の上端近傍部位には、円周方向に延びる補強鋼材40が上下方向に所定間隔をおいて3本配置されている。これら各補強鋼材40は、PCケーブルで構成されている。
As shown in the figure, three reinforcing
図6に示すように、タワー本体14の上部領域14Bにおいて最上段に位置するプレキャストセグメント24には、その内周面の上端部にリング状の発電機設置部24cが形成されている。そして、この発電機設置部24cに、風力発電機50の発電機本体54が、ブラケット56を介してボルト締めにより固定されている。
As shown in FIG. 6, a ring-shaped
次に、本実施形態に係るコンクリートタワー10の構築工程について説明する。
Next, the construction process of the
まず、図3(a)に示すように、風力発電用風車100を設置すべき地点の地盤2を掘削して、その掘削穴2aの底面に、フーチング基礎12を場所打ちコンクリートで構築し、これを埋設する。その際、このフーチング基礎12の中心部上端面12aを地表面から露出させるとともに、複数のPC鋼材34を鉛直方向上方へ突出させるようにしておく。
First, as shown in FIG. 3A, the
次に、同図(b)に示すように、フーチング基礎12の中心部上端面12aに、タワー基端部材16を場所打ちコンクリートで構築する。その際、複数のPC鋼材34を緊張して、その上端部をタワー基端部材16の上端面16aに定着する。
Next, the tower
次に、同図(c)および図7に示すように、タワー基端部材16の上端面16aにタワー本体14の一部を構築する。
Next, as shown in FIG. 7C and FIG. 7, a part of the tower
すなわち、タワー本体14の下部領域14Aの1段目から4段目までの4つのプレキャストセグメント22を鉛直方向に積み重ねる。そして、各PC鋼材32Aの下端部を、タワー基端部材16の定着用突起部16bのPC鋼材挿通孔16dに挿通させてその下端面に定着するとともに、各PC鋼材32Aの上端部を、下から4段目のプレキャストセグメント22の定着用突起部22aのPC鋼材挿通孔22bに挿通させて、これら各PC鋼材32Aを緊張用ジャッキ110で緊張した後、該定着用突起部22aの上端面に定着することにより、タワー基端部材16の定着用突起部16bと、下から4段目のプレキャストセグメント22の定着用突起部22aとの間の区間S1にプレストレスを導入する。
That is, the four
その際、この区間S1には、30本のPC鋼材32Aが配置されるが、図9に示すように、これらPC鋼材32Aは、60個のPC鋼材挿通孔16d(および22b)に対して、1つおきに挿通させる。
At that time, in this section S1, 30
この区間S1にプレストレスを導入するのと並行して、下から4段目のプレキャストセグメント22の上端面に、5段目以降のプレキャストセグメント22を順次積み重ねていく。
In parallel with the introduction of the prestress in the section S1, the
そして、図4に示すように、下から9段目のプレキャストセグメント22まで積み重ねたら、下から4段目のプレキャストセグメント22の定着用突起部22aと、下から9段目のプレキャストセグメント22の定着用突起部22aとの間の区間S2に、各PC鋼材32Bを配置して、区間S1と同様にしてプレストレスの導入を行う。
Then, as shown in FIG. 4, when the
その際、この区間S2には、26本のPC鋼材32Bが配置されるが、図10(a)に示すように、これらPC鋼材32Bは、60個のPC鋼材挿通孔22bに対して、PC鋼材32Aの挿通位置を外すようにして、1つおきまたは3つおきに挿通させる。
At this time, although 26
この区間S2にプレストレスを導入するのと並行して、下から9段目のプレキャストセグメント22の上端面に、次のプレキャストセグメントを順次積み重ねていく。
In parallel with the introduction of the prestress in the section S2, the next precast segment is sequentially stacked on the upper end surface of the
そして、図5に示すように、下部領域14Aの10段目(すなわち最上段)のプレキャストセグメント22と、タワー本体14の中間領域14Cを構成するプレキャストセグメント26と、タワー本体14の上部領域14Bの下から1段目および2段目のプレキャストセグメント24を順次積み重ねたら、下部領域14Aの下から9段目のプレキャストセグメント22の定着用突起部22aと、上部領域14Bの下から2段目のプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間の区間S3に、各PC鋼材32Cを配置して、区間S1と同様にしてプレストレスの導入を行う。
Then, as shown in FIG. 5, the tenth stage (that is, the uppermost stage) precast
ただし、この区間S3においては、各PC鋼材32Cの中間部分を、プレキャストセグメント26の偏向用突起部26a、26bのPC鋼材挿通孔26c、26dを挿通させるようにして配置する。
However, in this section S3, the intermediate portion of each
その際、この区間S3には、22本のPC鋼材32Cが配置されるが、図10(b)に示すように、これらPC鋼材32Cは、60個のPC鋼材挿通孔26c、26d(および22b)に対して、PC鋼材32Bの挿通位置を外すようにして、1つおきまたは3つおきに挿通させる。
At this time, 22
この区間S3にプレストレスを導入するのと並行して、上部領域14Bの下から2段目のプレキャストセグメント24の上端面に、3段目以降のプレキャストセグメント24を順次積み重ねていく。
In parallel with the introduction of prestress in this section S3, the third and subsequent
そして、図6に示すように、下から7段目のプレキャストセグメント24まで積み重ねたら、下から2段目のプレキャストセグメント24の定着用突起部24aと、下から7段目のプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間の区間S4に、各PC鋼材32Dを配置して、区間S1と同様にしてプレストレスの導入を行う。
Then, as shown in FIG. 6, when the
その際、この区間S4には、18本のPC鋼材32Dが配置されるが、図11(c)に示すように、これらPC鋼材32Dは、60個のPC鋼材挿通孔24bに対して、PC鋼材32Cの挿通位置を外すようにして、1つおきまたは3つおきに挿通させる。
At this time, 18
この区間S4にプレストレスを導入するのと並行して、下から7段目のプレキャストセグメント24の上端面に、8段目以降のプレキャストセグメント24を順次積み重ねていく。
In parallel with the introduction of prestress in this section S4, the eighth and subsequent
そして、図6に示すように、最上段のプレキャストセグメント24まで積み重ねたら、下から7段目のプレキャストセグメント24の定着用突起部24aと、最上段のプレキャストセグメント24の定着用突起部24aとの間の区間S5に、各PC鋼材32Eを配置して、区間S1と同様にしてプレストレスの導入を行う。
Then, as shown in FIG. 6, when the
その際、この区間S5には、12本のPC鋼材32Eが配置されるが、図11(d)に示すように、これらPC鋼材32Eは、60個のPC鋼材挿通孔24bに対して、PC鋼材32Dの挿通位置を外すようにして、3つおきまたは5つおきに挿通させる。
At this time, 12
そして以上の工程により、コンクリートタワー10の構築を完了させる。
And the construction of the
以上詳述したように、本実施形態に係るコンクリートタワー10は、そのタワー本体14が、筒状に形成された複数のプレキャストセグメント22、24、26を鉛直方向に積み重ねることにより構成されているが、これらプレキャストセグメント22、24、26相互間にプレストレスを導入するための複数のPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eが、タワー本体14の内部空間に外ケーブル構造を構成するようにして配置されているので、これらPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eの配置および緊張と、次のプレキャストセグメント22、24、26の設置とを並行して行うことができる。そしてこれにより、タワー構築の作業工程に重大なクリティカルパスを発生させないようにして、その工期短縮を図ることができる。
As described in detail above, the
また、このような外ケーブル構造の採用により、PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eはプレキャストセグメント22、24、26の部材断面外に配置されることとなるので、PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eの保守点検を容易かつ確実に行うことができる。その際、PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eはタワー本体14の内部空間に配置されているので、耐食性を十分に確保することができる。
In addition, by adopting such an external cable structure, the
さらに、タワー解体時にも、PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eを予め撤去することができるので、その破断や突出等のおそれをなくすことができ、したがって解体作業を安全かつスムーズに行うことができる。
Furthermore, since the
このように本実施形態によれば、タワー構築の作業効率を高めることができるとともに、PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eの保守点検を容易かつ確実に行うことができ、かつ解体時の作業性も高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the work efficiency of tower construction can be increased, and maintenance and inspection of the
本実施形態においては、複数のプレキャストセグメント22、24、26のうち所定の段数間隔をおいた位置にある複数のプレキャストセグメント22、24の各々の内周面に、複数のPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eを定着するための定着用突起部22a、24aが形成されているので、数個のプレキャストセグメント22、24、26に対するプレストレスの導入を一括して行うことができる。
In the present embodiment, a plurality of
その際、各定着用突起部22a、24aには、該定着用突起部22a、24aに定着されるPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eの本数よりも多い30個のPC鋼材挿通孔22b、24bが形成されているので、タワー完成後においてもPC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eを追加配置することが可能となる。そしてこれにより、コンクリートタワー10の構造耐力を必要に応じて容易に増大させることができるので、コンクリートタワー10に付設される機材等の変更により荷重が増大した場合、あるいは構造設計基準値の改訂などより設計的に耐力増大が必要な場合等においても、容易にこれに対応することができる。
At that time, each of the fixing
また本実施形態においては、タワー本体14を構成する複数のプレキャストセグメント22、24、26のうち中間部に位置するプレキャストセグメント26が、その下端面から上端面へ向けて断面サイズが徐々に小さくなるように形成された径変化筒状部材で構成されており、そして、このプレキャストセグメント26の下方に位置する複数のプレキャストセグメント22が、断面サイズ同一の大径筒状部材で構成されるとともに、このプレキャストセグメント26の上方に位置する複数のプレキャストセグメント24が、断面サイズ同一の小径筒状部材で構成されているので、複数のプレキャストセグメント22、24、26を3種類の型枠設備で製作することができ、これにより施工コスト低減および工期短縮を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, the cross-sectional size of the
さらに本実施形態においては、プレキャストセグメント26の内周面の下端部および上端部には、該内周面に沿って偏向用突起部26a、26bが形成されているので、複数のPC鋼材32Cをタワー本体14の内周面近傍に配置することができる。その際、PC鋼材32CとしてPCケーブルが用いられており、また、これら偏向用突起部26a、26bには、複数のPC鋼材挿通孔26c、26dが曲線状に形成されているので、PC鋼材32Cを無理なく偏向配置することができる。しかも、これらPC鋼材挿通孔26c、26dにはディアボロ管36、38が挿着されているので、PC鋼材32Cの挿通作業をスムーズに行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
このプレキャストセグメント26の上端近傍部位には、プレストレスの導入により径方向外向きの力が作用するが、この上端近傍部位には周方向に延びる3本の補強鋼材40が配置されているので、プレストレスの導入により発生する径方向外向きの力に対して効果的に抵抗させることができる。その際、これら各補強鋼材40は、PCケーブルで構成されているので、十分な補強効果を得ることができる。
In the vicinity of the upper end of the
本実施形態に係るコンクリートタワー10においては、フーチング基礎12とタワー本体14との間に筒状のタワー基端部材16が介設されており、このタワー基端部材16とフーチング基礎12と間に内ケーブル構造によるプレストレスが導入されるとともに、このタワー基端部材16とタワー本体14との間に外ケーブル構造によるプレストレスが導入されているので、次のような作用効果を得ることができる。
In the
すなわち、場所打ちコンクリートで構成されたフーチング基礎12とタワー基端部材16との間におけるプレストレスの導入を内ケーブル構造により行うことにより、プレストレスの導入作業を容易に行うことができる。また、タワー基端部材16とタワー本体14との間におけるプレストレスの導入を外ケーブル構造により行うことにより、タワー基端部材16を、タワー本体14を構成する各プレキャストセグメント22、24、26と同様に取り扱うことができる。
That is, by introducing the prestress between the footing
その際、本実施形態においては、タワー基端部材16がタワー本体14よりも大径に形成されており、上記内ケーブル構造を構成する複数のPC鋼材34の上端部が、タワー本体14の外部空間においてタワー基端部材16の上端面に定着されているので、タワー基端部材16に関係する内ケーブル構造および外ケーブル構造を互いに干渉させることなく配置することができる。
At this time, in this embodiment, the tower
しかも、タワー基端部材16は、場所打ちコンクリートで構成されているので、クレーン等の重機を必要とすることなく、タワー基端部材16の設置および該タワー基端部材16とフーチング基礎12との間におけるプレストレスの導入を容易に行うことができる。
Moreover, since the tower
なお、コンクリートタワー10の高さやその各構成部材の寸法、および各PC鋼材32A、32B、32C、32D、32Eの配置本数や各プレキャストセグメント22、24、26の個数等は、本実施形態において具体的に記載した値に限定されるものでないことはもちろんであり、これ以外の適当な値に設定するようにしてもよい。
In addition, the height of the
ところで、上記実施形態においては、各プレキャストセグメント22、24、26が円形の断面形状を有しているものとして説明したが、これ以外の断面形状(例えば多角形等)の断面形状を有するものとすることも可能であり、このようにした場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
By the way, in the said embodiment, although each
また、上記実施形態においては、各定着用突起部22a、24aが、プレキャストセグメント22、24の内周面の下端部に形成されているものとして説明したが、この内周面における他の部位(例えば上端部等)に形成された構成とすることも可能である。
In the above-described embodiment, the fixing
さらに、上記実施形態においては、タワー本体14が、2段ロケット型の段違い円筒状部材として構成されているものとして説明したが、径変化筒状部材で構成されたプレキャストセグメント26を、タワー本体14の中間部の複数箇所に配置することにより、3段ロケット型あるいはそれ以上の多段ロケット型の段違い円筒状部材として構成することも可能である。このような構成を採用することにより、コンクリートタワー10の規模が大きくなった場合にも、断面力に応じたタワー形状を実現することができる。
Furthermore, in the said embodiment, although the tower
また、上記実施形態においては、各プレキャストセグメント22、24、26が筒状の一体成形品であるものとして説明したが、周方向に断面分割された複数の扇状セグメントが接合されてなる構成とすることも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although each
このような構成を採用した場合には、次のような作用効果を得ることができる。 When such a configuration is adopted, the following operational effects can be obtained.
すなわち、コンクリートタワー10の規模が大きくなると、これに伴ってプレキャストセグメント単体の寸法および重量が大きくなるので、一般道での輸送を行うことが困難となる場合がある。そこで、施工現場まで運搬は扇状セグメントの状態で行い、施工現場において、複数の扇状セグメントを接合してプレキャストセグメントを製作し、これを順次積み重ねるようにすれば、一般道での輸送を行うことが容易に可能となる。
That is, as the scale of the
その際、扇状セグメントの接合方法としては、例えば、円周方向に位置合わせした複数の扇状セグメントに対してPCケーブルを円周方向に挿通させるように配置し、所定の定着具を用いてプレストレスを導入することにより接合を行うことが可能である。このように内ケーブル構造を用いて接合を行うようにすれば、複数の扇状セグメントを筒状のプレキャストセグメントとして強固に一体化することができる。 At this time, as a method of joining the fan-shaped segments, for example, the PC cable is arranged to be inserted in the circumferential direction with respect to the plurality of fan-shaped segments aligned in the circumferential direction, and prestressed using a predetermined fixing tool. It is possible to join by introducing. Thus, if it joins using an internal cable structure, a some fan-shaped segment can be firmly integrated as a cylindrical precast segment.
なお、上記実施形態においては、コンクリートタワー10が、風力発電用風車100における支持タワーであるものとして説明したが、放送タワーその他のタワーである場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In addition, in the said embodiment, although the
2 地盤
2a 掘削穴
10 コンクリートタワー
12 フーチング基礎
12a 中心部上端面
14 タワー本体
14A 下部領域
14B 上部領域
14C 中間領域
16 タワー基端部材
16a 上端面
16b 定着用突起部
16c マンホール
16d PC鋼材挿通孔
22、24、26 プレキャストセグメント
22a、24a 定着用突起部
22b、24b PC鋼材挿通孔
24c 発電機設置部
26a、26b 偏向用突起部
26c、26d PC鋼材挿通孔
32A、32B、32C、32D、32E PC鋼材
34 PC鋼材
36、38 ディアボロ管
40 補強鋼材
50 風力発電機
52 翼
54 発電機本体
56 ブラケット
62、64 定着具
100 風力発電用風車
110 緊張用ジャッキ
S1、S2、S3、S4、S5 区間
2
Claims (9)
上記タワー本体が、筒状に形成された複数のプレキャストセグメントを鉛直方向に積み重ねることにより構成されており、
これらプレキャストセグメント相互間にプレストレスを導入するための複数のPC鋼材が、上記タワー本体の内部空間に外ケーブル構造を構成するようにして配置されている、ことを特徴とするコンクリートタワー。 In a concrete tower in which a concrete tower body is constructed above the footing foundation,
The tower body is configured by vertically stacking a plurality of precast segments formed in a cylindrical shape,
A concrete tower characterized in that a plurality of PC steel materials for introducing prestress between these precast segments are arranged so as to constitute an outer cable structure in the internal space of the tower body.
この径変化筒状部材の下方に位置する複数のプレキャストセグメントが、断面サイズ同一の大径筒状部材で構成されるとともに、この径変化筒状部材の上方に位置する複数のプレキャストセグメントが、断面サイズ同一の小径筒状部材で構成されている、ことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のコンクリートタワー。 The predetermined precast segment located in the middle part among the plurality of precast segments is composed of a diameter-changing cylindrical member formed so that the cross-sectional size gradually decreases from the lower end surface toward the upper end surface,
The plurality of precast segments positioned below the diameter-changing cylindrical member are formed of large-diameter cylindrical members having the same cross-sectional size, and the plurality of precast segments positioned above the diameter-changing cylindrical member have a cross-section The concrete tower according to any one of claims 1 to 3, wherein the concrete tower is formed of a small-diameter cylindrical member having the same size.
このタワー基端部材と上記フーチング基礎と間に、内ケーブル構造によるプレストレスが導入されるとともに、このタワー基端部材と上記タワー本体との間に、外ケーブル構造によるプレストレスが導入されている、ことを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のコンクリートタワー。 A cylindrical tower base end member is interposed between the footing foundation and the tower body,
Prestress due to the inner cable structure is introduced between the tower base end member and the footing foundation, and prestress due to the outer cable structure is introduced between the tower base end member and the tower body. The concrete tower according to any one of claims 1 to 6, wherein
上記内ケーブル構造を構成する複数のPC鋼材の上端部が、上記タワー本体の外部空間において上記タワー基端部材の上端面に定着されている、ことを特徴とする請求項7記載のコンクリートタワー。 The tower base end member is formed to have a larger diameter than the tower main body,
The concrete tower according to claim 7, wherein upper end portions of a plurality of PC steel materials constituting the inner cable structure are fixed to an upper end surface of the tower base end member in an external space of the tower main body.
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