JP2007070884A - 塔状構造物の構築方法および同方法に使用されるスリップフォーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塔状構造物の構成要素たる複数の筒状構造物を、２０〜４０ｍ程度の比較的低い背で、内外にほぼ同心の配置で、且つ各々独立して状態で入れ子式に構築し、しかる後、内側の筒状構造物をリフトアップ（又はプッシュアップ）して塔状構造物を構築することにより、工期の短縮を実現し、コスト削減に寄与する、経済性に非常に優れた塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置を提供する。
【解決手段】 内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した２体の筒状構造物を入れ子式に構築するステップと、外側の筒状構造物を基礎に固定し、内側の筒状構造物を、前記外側の筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部を前記外側の筒状構造物の上端部に緊結するステップにより塔状構造物を構築する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置の技術分野に属し、更に云えば、高層の塔状構造物を短工期で構築することに適した塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置に関する。

近年、風力発電タワー、煙突、サイロ等の塔状構造物の高層化が進められている。特に、風力発電タワーは、地球温暖化や酸性雨の原因となるガスを排出しないクリーンエネルギー源として社会的要求が高くなっており、風の強さは高度が高くなる程強くなり、ひいては利用するエネルギーが増大することから、高層化（大型化）が要請されている。また、近年では、地上高さが２００ｍに及ぶ高層の煙突も多い。

従来、風力発電タワー、煙突、サイロ等の塔状構造物をコンクリートで構築する場合には、スリップフォーム装置を使用したスリップフォーム工法が好適に採用されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。

前記特許文献１〜３に係る塔状構造物の構築方法の実施に使用されるスリップフォーム装置は、構築する塔状構造物の目的、形態等に応じてその構成が種々異なるが、その基本構造はほぼ共通する。即ち、前記特許文献１〜３に係るスリップフォーム装置Ｓは、共通して、互いに対向する一対のスライディング型枠１、１と、同スライディング型枠１、１を共通して支持するヨーク２と、同ヨーク２を上下移動させるクライミング機構３とを備えている（図２０を参照）。

ちなみに、図２０中の符号３ａは上昇ジャッキ、符号３ｂは鞘管、符号４はコンクリート、符号５はロッド、符号６は作業床、符号７はタワーバケット、符号８はカメラ、符号９はレーザー垂直器、符号１０は保護カバー、符号１１はワイヤー、符号１２は上段の作業床を示している。その他、図示は省略するが、姿勢測定装置、光波距離計、反射鏡、油圧ユニット等も搭載している。なお、これらのスリップフォーム装置Ｓを構成する機器３ａ…等は格別新規ではない。

また、前記特許文献１〜３に係るスリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法（スリップフォーム工法）は、その枢要な手順を図２１Ａ〜Ｄに概略的に示したように、共通して、塔状構造物Ｔの建設位置に予め構築したコンクリート基礎Ｋの上にスリップフォーム装置（移動型枠）Ｓを組み立て設置し、前記スリップフォーム装置Ｓのスライディング型枠１、１を、塔状構造物Ｔを構築する所定高さまで順次上方に移動させながら前記型枠１、１間に連続的にコンクリート４を打設して１体の塔状構造物Ｔを構築し、しかる後、前記スリップフォーム装置Ｓを解体・撤去して実施していた。また、風力発電タワーを構築する場合には、図２１Ｄに次いで、図示は省略するが、大型クレーンを使用し、前記塔状構造物Ｔの頭部にナセル（発電機本体）及びローターブレード等の風力発電機器を据え付けて実施していた。

特開平６−２４２９号公報 特開２００１−５９３３９号公報 特開２００１−２２７１５９号公報

上記特許文献１〜３に係る塔状構造物の構築方法（スリップフォーム工法）は、構築する塔状構造物の所定高さまでスリップフォーム装置を上昇移動させなければならず、それ故、特に６０ｍ〜２００ｍ程度の高層の塔状構造物を構築する場合には、下記するような問題があった。

１）スリップフォーム工法により構築する塔状構造物（コンクリート壁）は、通常、１日当たり４〜６ｍ程度であり、高層の塔状構造物を構築する場合は、工期が長期化し、コストが嵩むという問題があった。

２）また、構築する塔状構造物の高さに応じた高所作業を余儀なくされ、強風対策等も必要になり、場合によっては作業を中止せざるを得ず、さらに工期が長期化し、コストが嵩むという問題もあった。

３）前記塔状構造物を風力発電タワーで実施を構築する場合には、タワーの最頂部に据え付けるナセルは大重量であるが故に、これを６０〜２００ｍ程度の高さまで吊り上げるには、大型のクレーンが不可欠となる。このような大型クレーンは台数が極力少なく、また大型クレーンを安定して設置するための地盤改良工事や地盤補強工事などに多大な労力と時間が必要になり経済性が悪いという問題があった。また、大型クレーンによるローターブレードのナセルへの据付に際し、風が強いとローターブレードが風の影響を受け易いために、多大な時間を要したり、作業を中止することが多かった。特に、塔状構造物を設置する場所は、山岳地帯や離島などの強風地帯であり、これらの強風地帯で、６０ｍ〜２００ｍ程度の高さまでローターブレードを吊り上げ、且つナセルへの据え付け作業を行うことは大変至難であり、作業に長期間を有するという問題があった。さらに、大型クレーンの使用は、建設費が嵩むだけでなく、建設現場までの搬入が困難という問題があった。特に、塔状構造物を設置する場所は、山岳地帯や離島などの交通アクセスの不便な場所が多く、この問題は顕著であった。

本発明の目的は、塔状構造物の構成要素たる複数の筒状構造物を、２０〜４０ｍ程度の比較的低い背で、内外にほぼ同心の配置で、且つ各々独立して状態で入れ子式に構築し、しかる後、内側の筒状構造物をリフトアップ（又はプッシュアップ）して塔状構造物を構築することにより、工期の短縮を実現し、コスト削減に寄与する、経済性に非常に優れた塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置を提供することである。

また、風力発電タワーを構築する場合には、ナセル及びローターブレード等の風力発電機器の据え付け作業を地上２０ｍ〜４０ｍ程度の比較的低所で行うことにより、大型クレーンおよび大掛かりな仮設部材を一切不要とし、それでいて６０〜２００ｍ程度の大型化した塔状構造物を構築することができる、安全性及び経済性に非常に優れた塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置を提供することである。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る塔状構造物の構築方法は、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した２体の筒状構造物を入れ子式に構築するステップと、
外側の筒状構造物を基礎に固定し、内側の筒状構造物を、前記外側の筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部を前記外側の筒状構造物の上端部に緊結するステップにより塔状構造物を構築することを特徴とする。

請求項２に記載した発明に係る塔状構造物の構築方法は、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した複数の筒状構造物を入れ子式に構築するステップと、
最も外側の筒状構造物を基礎に固定し、最も内側の筒状構造物を、その外側に隣接する筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部をその外側に隣接する筒状構造物の上端部に緊結し、次いで前記外側の筒状構造物を更に外側の筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記外側の筒状構造物の下端部を更に外側の筒状構造物の上端部に緊結する工程を、最も外側の筒状構造物の内側に隣接する筒状構造物を上昇させるまで順次行うステップにより塔状構造物を構築することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した塔状構造物の構築方法において、最も内側に位置する筒状構造物を上昇させるステップに先行して、当該筒状構造物の頭部に、ナセル、ローターブレード等の風力発電機器を据え付けることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した塔状構造物の構築方法において、筒状構造物を上昇させる手段は、その外側に隣接する筒状構造物自体を反力架台としてリフトアップ、又はプッシュアップすることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した塔状構造物の構築方法において、上昇する筒状構造物の外側面と、その外側に隣接する筒状構造物の内側面のいずれか一方にガイドを鉛直方向に設け、他方に前記ガイドに沿ってスライド可能なレールを鉛直方向に設けることを特徴とする。

請求項６に記載した発明に係るスリップフォーム装置は、内外に対向する一対のスライディング型枠と、前記一対のスライディング型枠を共通に支持するヨークと、同ヨークを上下移動させるクライミング機構とを備え、前記型枠間にコンクリートを打設して筒状構造物を構築するスリップフォーム装置であって、
前記一対のスライディング型枠は、内外にほぼ同心の配置で複数対設置されており、各々が内外にほぼ同心の配置で独立した複数の筒状構造物を入れ子式に構築可能に構成されていることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、請求項６に記載したスリップフォーム装置において、内外に対向する一対のスライディング型枠を共通して支持するヨークは、筒状構造物をテーパー状に構築できる傾斜可能な機構とされていることを特徴とする。

請求項８に記載した発明は、請求項６又は７に記載したスリップフォーム装置において、内外に対向する一対のスライディング型枠は、筒状構造物の壁厚を調整可能な構成とされていることを特徴とする。

請求項９に記載した発明は、請求項６〜８のいずれか一に記載したスリップフォーム装置において、内外に対向する一対のスライディング型枠は、その水平断面形状を円形状、又は多角形状に形成されていることを特徴とする。

請求項１〜９に記載した発明に係る塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置によれば、塔状構造物の構成要素たる複数の筒状構造物を、２０〜４０ｍ程度の比較的低い背で、同時に、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ独立した状態で入れ子式に構築することができるので、上記した従来技術と比して、塔状構造物を構築するのに要する工期を全体的に大幅に短縮することができ、コスト削減に大きく寄与する。また、高所作業を極力回避して構築作業をスムーズに行うことができ、それでいて、６０ｍ〜２００ｍ程度の高さを有する大型化した塔状構造物を構築することができる。

また、風力発電タワーを構築する場合には、ナセル及びローターブレード等の風力発電機器の据え付け作業を地上２０ｍ〜４０ｍ程度の比較的低所で行うことができるので、大型クレーンおよび大掛かりな仮設部材が一切不要となり、工期も短縮でき、安全性及び経済性に非常に優れている。

本発明に係る塔状構造物の構築方法および同方法の実施に使用されるスリップフォーム装置は、上述した発明の効果を奏するべく、以下のように実施される。

図１Ａ〜Ｅは、請求項１に記載した塔状構造物の構築方法を段階的に示しており、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した２体の筒状構造物２０、２１を入れ子式に構築するステップと、外側の筒状構造物２１を基礎Ｋに固定し、内側の筒状構造物２０を、前記外側の筒状構造物２１に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物２０の下端部を前記外側の筒状構造物２１の上端部に緊結するステップにより塔状構造物を構築する（請求項１記載の発明）。

図２は、前記塔状構造物の構築方法の実施に好適に使用されるスリップフォーム装置Ｓ’を示している。このスリップフォーム装置Ｓ’は、内外に対向する一対のスライディング型枠１、１と、前記一対のスライディング型枠１、１を共通に支持するヨーク２と、同ヨーク２を上下移動させるクライミング機構３とを備え、前記型枠１、１間にコンクリート４を打設して筒状構造物を構築する装置であり、前記一対のスライディング型枠１、１は、内外にほぼ同心の配置で複数対設置されており、各々が内外にほぼ同心の配置で独立した複数（図示例では２体）の筒状構造物を入れ子式に構築可能に構成されている（請求項６記載の発明）。

要するに、請求項６に記載したスリップフォーム装置Ｓ’は、従来技術に係るスリップフォーム装置Ｓ（図２０参照）が１体の筒状構造物しか構築できない構造であるのに対し、同時に複数体の筒状構造物を構築できる構造であることが主に大きく相違する。ちなみに、図２中の符号１〜１２に係る機器等は、上記従来技術の項で説明した図２０中の符号１〜１２に対応しているので、その説明は省略する。

図３は、図２のＸ部を拡大して示している。従来技術に係るスリップフォーム装置Ｓは、図２０に示したように、左右の作業床６、６の間に、内外に対向する一対のスライディング型枠１、１と、前記一対のスライディング型枠１、１を共通に支持するヨーク２を１セットしか設けていないのに対し、本実施例１に係るスリップフォーム装置Ｓ’は、左右の作業床６、６の間に、内外に対向する一対のスライディング型枠１、１と、前記一対のスライディング型枠１、１を共通に支持するヨーク２を２セット並設した構造で実施している。ちなみに、図３中の符号１３は傾斜調整機構（請求項７記載の発明）、符号１４は壁厚調整機構（請求項８記載の発明）、符号１５は半径調整機構、符号１６は周長調整ジャッキカセットを示している。これらの機構等１３〜１６は格別新規でなく、よってその説明は省略する。

かくして、請求項６に記載したスリップフォーム装置Ｓ’を使用したスリップフォーム工法は、塔状構造物の建設位置に予め構築したコンクリート基礎Ｋの上にスリップフォーム装置（移動型枠）Ｓ’を組み立て設置し、スリップフォーム装置Ｓ’に搭載した２体のスライディング型枠１、１を、塔状構造物２０、２１を構築する所定高さ（図示例では３０ｍ程度）まで順次上方に移動させながら前記２体の型枠１、１間に連続的にコンクリート４を打設すると、図１Ｄに示したように、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した２体の筒状構造物２０、２１を同時に、入れ子式に構築することができるのである。

なお、図示例に係るスリップフォーム装置Ｓ’によれば、２体の筒状構造物を同時に入れ子式に構築することができるが、図１２に示したように、互いに対向する一対のスライディング型枠１、１を３対用意したスリップフォーム装置ＳＳによれば、図１０等に示したように、３体の筒状構造物を同時に入れ子式に構築することができる。また、前記一対のスライディング型枠１、１をさらに増設することに応じて、４体以上の筒状構造物を同時に入れ子式に構築することも勿論可能である（請求項６記載の発明）。

次に、上記スリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法を説明する。

この塔状構造物の構築方法は、要するに、図１Ａ〜Ｄに示したような、前記スリップフォーム工法により入れ子式に構築した複数（２体）の筒状構造物２０、２１を、図１Ｅに示したように、内側の筒状構造物２０を上方にせり上げて外側の筒状構造物２１と一体化する方法である。以下、具体的に説明する。

図４Ａ〜Ｄは、請求項１に係る塔状構造物の構築方法の手順を示している。なお、図示例では、地上６０ｍ程度の高さを有する煙突を構築する場合を示している。

図４Ａは、上記したスリップフォーム装置Ｓ’を使用したスリップフォーム工法により構築した前記筒状構造物２０、２１を詳示している。前記筒状構造物２０、２１は、上記したように、それぞれ３０ｍ程度の高さを有し、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した状態で入れ子式に構築されている。

ちなみに、図中の符号２０ａは、内側の筒状構造物２０の下端部の外側に設けられた突出部を示しており、図中の符号２１ａは、外側の筒状構造物２１の上端部の内側に設けられた突出部を示している。前記突出部２０ａは、内側の筒状構造物２０を吊り上げる際に揚重用連結材２３を定着させるための部材であり、当該内側の筒状構造物２０の外周面に沿って、前記外側の筒状構造物２１の内周面に届く程度の寸法でリング状に設けられている。これに対し、前記突出部２１ａは、油圧ジャッキ（センターホールジャッキ）２２を設置するための部材であり、当該外側の筒状構造物２１の内周面に沿って、前記内側の筒状構造物２０の外周面に届く程度の寸法で、ほぼ等間隔にバランス良く３箇所設けられている（図５参照）。以下の実施例２についても同様の技術的思想とする。

前記内側の塔状構造物２０に前記突出部２０ａを設ける手法は種々考えられるが、本実施例では、予め基礎Ｋ上の該当部位にリング状の突出部を仮固定しておいてその後に内側の筒状構造物２０を構築する際に一体化している。これに対し、前記外側の筒状構造物２１に突出部２１ａを設ける手法も種々考えられるが、本実施例では、外側の筒状構造物２１を構築した後、事後的に取り付けて一体化している。前記突出部２０ａ、２１ａの材質はコンクリート製、或いは鋼製が好ましい。なお、前記突出部２０ａは、リング状に限定されるものではなく、前記突出部２１ａと対応する位置（平面方向に見てほぼ一致する位置）に３箇所設けて実施することもできる。また、前記突出部２１ａは、３箇所に限定されるものではなく、４箇所以上にバランス良く設けて実施することもできるし、前記突出部２０ａと同様に内周面全面にリング状に設けて実施することもできる。以下の実施例２についても同様の技術的思想である。

かくして、前記内側の筒状構造物（以下、トップタワーと云う。）２０と外側の筒状構造物２１（以下、ボトムタワーと云う。）は、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した状態で入れ子式に構築されると共に、前記トップタワー２０の下端部に設けた突出部２０ａと、前記ボトムタワー２１の上端部に設けた突出部２１ａとがガイド的な働きをして水平変位を拘束し、安定した状態でトップタワー２０を上昇させることができる構造となるのである。

次に、図４Ｂに示したように、前記ボトムタワー２１の突出部２１ａの上面にリフトアップ用の油圧ジャッキ（センターホールジャッキ）２２をバランスよく所要の台数（本実施例では３台）設置する。そして、各油圧ジャッキ２２…と、リフトアップするトップタワー２０の突出部２０ａとを、前記トップタワー２０の外周面とボトムタワー２１の内周面との間に鉛直方向に吊り下げされたワイヤロープ、ＰＣ鋼より線、ロッド等の揚重用連結材２３で繋ぐ。

前記揚重用連結材２３は、その上端部を、前記ボトムタワー２１の突出部２１ａに予め設けた通し孔及び前記油圧ジャッキ２２へ通し当該油圧ジャッキ２２を利用して固定し、その下端部を、前記トップタワー２０の突出部２０ａに予め設けた通し孔へ鉛直方向に通し、定着ナット等の掛け止め部材を利用して前記突出部２０ａに固定する。

次に、図４Ｃに示したように、前記トップタワー２０を、前記ボトムタワー２１の突出部２１ａ上に設置した油圧ジャッキ２２を利用して、所定の高さまでリフトアップする作業を開始する（請求項４記載の発明）。ここで、図示は省略するが、必要に応じて、バランス制御用のステーワイヤー及びウィンチを使用することが安全上好ましい。このステーワイヤーは、ウィンチを用い、リフトアップ用の前記油圧ジャッキ２２と連動させながら制御する。

かくして、前記油圧ジャッキ２２を作動させて、前記揚重用連結材２３及びこれに吊り支持された前記トップタワー２０の突出部２０ａを徐々に上昇移動（リフトアップ）させて当該トップタワー２０を上昇させる。前記トップタワー２０は、ガイド的な働きをし水平変位を拘束する前記突出部２０ａ、２１ａと、必要に応じて設置するバランス制御用の前記ステーワイヤー及びウィンチにより、安定した状態で徐々に上昇する。

また、前記トップタワー２０を更に安定した状態で（特には、無回転のまま）上昇させるべく、図６に示したように、前記トップタワー２０の外側面に、水平断面がコ字形状のガイド２４を鉛直方向に設け、前記ボトムタワー２１の内側面に前記ガイド２４に沿ってスライド可能なレール２５を鉛直方向に設けて実施することが好ましい。勿論、前記トップタワー２０の外側面にレール２５を設け、前記ボトムタワー２１の内側面にガイド２４を設けて実施することもできる。なお、前記ガイド２４及びレール２５の水平断面形状は図示例に限定されるものではなく、前記トップタワー２０を無回転のままボトムタワー２１に沿って上昇させることができる形状であればよい（請求項５記載の発明）。

前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業は、前記トップタワー２０の突出部２０ａの上面が、前記ボトムタワー２１の突出部２１ａの下面に当接するまで行う。前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業が終了した後は、図７Ａ、Ｂに示したように、前記油圧ジャッキ２２から緊結用鋼材２６へ徐々にトップタワー２０の荷重を盛り替え、前記トップタワー２０の突出部２０ａとボトムタワー２１の突出部２１ａとの緊結作業を行う。しかる後、前記油圧ジャッキ２２と揚重用連結材２３とを撤去し、かくして、図４Ｄに示したように、高さが６０ｍ程度の煙突（塔状構造物）の構築作業を完了する。

具体的に、この実施例１に係る緊結作業は、前記突出部２０ａ、２１ａに予め穿設しておいた鉛直方向のボルト孔を一致させ、当該ボルト孔に高力ボルト２６ａを挿入し、ナット２６ｂで締め付け固定し、必要に応じて、底面部の前記突出部２０ａと側面部の前記ボトムタワー２１の内周面とが形成する凹部にコンクリートを打設して、前記トップタワー２０とボトムタワー２１とを構造的に一体化している。ちなみに、前記突出部２０ａ、２１ａに設けた前記ボルト孔の一部は、前記揚重用連結材２３の通し孔として使用される。

前記緊結手段は勿論これに限定されず、前記トップタワー１とボトムタワー２とを構造的に一体化できる方法であればよい。例えば、図８Ａ、Ｂに示したように、前記突出部２０ａと突出部２１ａの双方に埋め込まれた縦筋２７ａと前記突出部２１ａを水平方向に貫通する横筋２７ｂとから成る緊結用鉄筋２７にコンクリートを打設して、前記トップタワー２０とボトムタワー２１とを構造的に一体化して実施してもよい。また、図９に示したように、前記突出部２１ａに、水平方向に貫通するＩ形鋼（又はＨ形鋼）２８を設け、前記突出部２０ａに立設する鋼管２９と溶接及びボルト等の接合手段で一体化して実施してもよい。

以上説明したように、上記実施例１によれば、塔状構造物の構成要素である筒状構造物（トップタワー２０及びボトムタワー２１）を、上記スリップフォーム装置Ｓ’を使用したスリップフォーム工法により、３０ｍ程度の比較的低い背で、同時に、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した状態で入れ子式に構築することができる。よって、上記した従来技術と比して、塔状構造物を構築するのに要する工期を全体的に大幅（約１／２）に短縮することができ、コスト削減に大きく寄与する。また、高所作業を極力回避して構築作業をスムーズに行うことができ、それでいて、６０ｍ程度の高さを有する大型化した塔状構造物を構築することができる。

なお、この実施例１では、前記トップタワー２０を、前記ボトムタワー２１の上端部に反力をとりリフトアップする手段で上昇させているが、これに限定されず、前記トップタワー２０の突出部２０ａの下面部の外周縁部に油圧ジャッキを設置し、前記ボトムタワー２１の内周面に設けた反力ピースを利用してプッシュアップする手段で上昇させることもできる（請求項４記載の発明）。以下の実施例２についても同様の技術的思想とする。

図１０と図１１は、請求項２に記載した塔状構造物の構築方法の手順を段階的に示している。この実施例２に係る塔状構造物の構築方法は、上記した実施例１と比して、図１２に示したような、左右の作業床６、６の間に、内外に対向する一対のスライディング型枠１、１と、前記一対のスライディング型枠１、１を共通に支持するヨーク２を３セット並設したスリップフォーム装置ＳＳを使用して、３体の筒状構造物を各々独立した状態で同時に入れ子式に構築すること、及び前記筒状構造物を煙突ではなく、風力発電タワーとして実施することが主に相違する。

即ち、この塔状構造物の構築方法は、図１０Ａ〜Ｄに示したように、前記スリップフォーム装置ＳＳを使用したスリップフォーム工法により、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した複数（本実施例では３体）の筒状構造物３０、４０、５０を入れ子式に構築する。続いて、図１１Ａ〜Ｃに示したように、最も外側の筒状構造物５０を基礎に固定し、最も内側の筒状構造物３０を、その外側に隣接する筒状構造物４０に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物３０の下端部をその外側に隣接する筒状構造物４０の上端部に緊結し、次いで前記外側の筒状構造物４０を更に外側の筒状構造物５０に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記外側の筒状構造物４０の下端部を更に外側の筒状構造物５０の上端部に緊結する工程を、最も外側の筒状構造物５０の内側に隣接する筒状構造物４０を上昇させるまで順次行うステップにより塔状構造物を構築することを特徴とする。なお、この実施例２では３体の筒状構造物で実施しているが、スリップフォーム装置の性能に応じて４体以上で実施することも勿論できる。（請求項２記載の発明）。以下、具体的に説明する。

図１１Ａと図１３Ａは、前記スリップフォーム装置ＳＳを使用したスリップフォーム工法により、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した３体の筒状構造物３０、４０、５０を、地上４０ｍ程度の高さで、入れ子式に構築した状態を示している。、

なお、本実施例２では、塔状構造物を風力発電タワーで実施するべく、最も内側に位置する筒状構造物３０（以下、トップタワーと云う。）を上昇させるステップに先行して、予め当該トップタワー３０の頭部にナセル（発電機本体）３１、ローターブレード３２等の風力発電機器を据え付けている（請求項３記載の発明）。そのため、前記トップタワー３０は、その外側に隣接する筒状構造物（以下、ミドルタワーと云う。）４０、及び更に外側に隣接する筒状構造物（以下、ボトムタワーと云う。）５０と比して、前記風力発電機器を据え付け易くするべく、若干背を高くして構築することが作業上好ましい。、

ちなみに、図１３Ａ中の符号３０ａはベース部材を示しており、前記トップタワー３０の下端部を閉塞する円盤状で実施しているが、上記実施例１で説明したような突出部２０ａで実施することも勿論できる。符号４０ａは、前記突出部２０ａと同様の突出部を示している。符号４０ｂと５０ｂは、上記実施例１で説明した突出部２１ａと同様の突出部を示している。

かくして、前記トップタワー３０とミドルタワー４０とボトムタワー５０は、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した状態で入れ子式に構築されると共に、前記ベース部材３０ａ、及び突出部４０ａ、４０ｂ、５０ｂとが、ガイド的な働きをして水平変位を拘束し、安定した状態でトップタワー３０及びミドルタワー４０を上昇させることができる構造となるのである。

次に、図１３Ａに示したように、前記ミドルタワー４０の突出部４０ｂの上面にリフトアップ用の油圧ジャッキ（センターホールジャッキ）２２を、上記実施例１と同様に、バランスよく所要の台数（本実施例では３台）設置する。そして、各油圧ジャッキ２２と、リフトアップするトップタワー３０のベース部材３０ａとを、前記トップタワー３０の外周面とミドルタワー４０の内周面との間に鉛直方向に吊り下げされたワイヤロープ、ＰＣ鋼より線、ロッド等の揚重用連結材２３で繋ぐ。ちなみに、この油圧ジャッキ２２及び揚重用連結材２３の取り付け作業は、前記風力発電機器の据え付け作業に先行して行ってもよいし、並行して行ってもよい。

前記揚重用連結材２３は、その上端部を前記突出部４０ｂに予め設けた通し孔及び前記油圧ジャッキ２２へ通し当該油圧ジャッキ２２を利用して固定し、その下端部を前記ベース部材３０ａへ予め設けた通し孔へ鉛直方向に通し、定着ナット等の掛け止め部材を利用して前記ベース部材３０ａに固定する。

以下に、前記トップタワー３０とミドルタワー４０を上昇させる工程を順に説明する。

前記ナセル３１、ローターブレード３２等の風力発電機器を据え付け、入れ子式に構築したトップタワー３０及びミドルタワー４０並びにボトムタワー５０について、図１４に示したように、前記トップタワー３０を、前記ミドルタワー４０の突出部４０ｂ上に設置した油圧ジャッキ６を利用して、所定の高さまでリフトアップする作業を開始する（請求項４記載の発明）。

ここで、前記風力発電機器を据え付けたトップタワー３０の重心位置は、構築する風力発電タワーの重心位置とは一致せず、リフトアップ時に偏心荷重が生じる。この偏心荷重を相殺してリフトアップをスムーズに行うために、バランス制御用のステーワイヤーを使用することが安全上好ましい。このステーワイヤーは、ウィンチを用い、リフトアップ用の油圧ジャッキ２２と連動させながら制御する。また、前記ウィンチ（ステーワイヤー）は、必要に応じて１箇所から複数箇所設置して実施する。

かくして、前記油圧ジャッキ６を作動させて、前記揚重用連結材２３及びこれに吊り支持されたベース部材３０ａを徐々に上昇移動（リフトアップ）させて前記トップタワー３０を上昇させる。前記トップタワー３０は、ガイド的な働きをし水平変位を拘束する前記ベース部材３０ａ及び突出部４０ｂと、バランス制御する前記ステーワイヤー及び前記ウィンチにより、安定した状態で徐々に上昇する。

また、前記トップタワー３０をさらに安定した状態で（特には、無回転のまま）上昇させるべく、前記トップタワー３０の外側面に、ガイド２４を鉛直方向に設け、前記ミドルタワー４０の内側面に、前記ガイド２４に沿ってスライド可能なレール２５を鉛直方向に設けて実施することが好ましいのは、上記実施例１で説明した通りである（図６参照、請求項５記載の発明）。

前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業は、前記トップタワー３０のベース部材３０ａの上面が、前記ミドルタワー４０の突出部４０ｂの下面に当接するまで行う。前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業が終了した後は、図１５に示したように、上記実施例１で種々説明した手段（図７〜図９参照）で、前記トップタワー３０のベース部材３０ａとミドルタワー４０の突出部４０ｂとの緊結作業を行う。

次に、図１６に示したように、前記ミドルタワー４０を、前記ボトムタワー５０の突出部５０ｂ上に設置した油圧ジャッキ２２を利用して、所定の高さまでリフトアップする作業を開始する（請求項４記載の発明）。

前記油圧ジャッキ２２は、前記ボトムタワー５０の突出部５０ｂの上面に、上記実施例１と同様に、バランスよく所要の台数（本実施例では３台）設置する。そして、各油圧ジャッキ２２…と、リフトアップするミドルタワー４０の突出部４０ａとを、前記ミドルタワー４０の外周面とボトムタワー５０の内周面との間に鉛直方向に吊り下げされたワイヤロープ、ＰＣ鋼より線、ロッド等の揚重用連結材２３で繋ぐ。

前記揚重用連結材２３は、その上端部を前記突出部５０ｂに予め設けた通し孔及び前記油圧ジャッキ２２へ通し当該油圧ジャッキ２２を利用して固定し、その下端部を前記突出部４０ａへ予め設けた通し孔へ鉛直方向に通し、定着ナット等の掛け止め部材を利用して前記突出部４０ａに固定する。ここで、バランス制御用のステーワイヤーとウィンチを使用することは、上記した通りである。

かくして、前記油圧ジャッキ２２を作動させて、前記揚重用連結材２３及びこれに吊り支持された突出部４０ａを徐々に上昇移動（リフトアップ）させて前記ミドルタワー４０を上昇させる。前記ミドルタワー４０は、ガイド的な働きをし水平変位を拘束する前記突出部４０ａ、５０ｂと、バランス制御する前記ステーワイヤー及び前記ウィンチにより、安定した状態で徐々に上昇する。

また、前記ミドルタワー４０を安定した状態で（特には、無回転のまま）上昇させるべく、前記ミドルタワー４０の外側面にガイド２４を鉛直方向に設け、前記ボトムタワー５０の内側面に前記ガイド２４に沿ってスライド可能なレール２５を鉛直方向に設けて実施することが好ましいのは、上記した通りである（図６参照、請求項５記載の発明）。

前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業は、前記ミドルタワー４０の突出部４０ａの上面が、前記ボトムタワー５０の突出部５０ｂの下面に当接するまで行う。前記油圧ジャッキ２２によるリフトアップ作業が終了した後は、図１７に示したように、上記実施例１で種々説明した手段（図７〜図９参照）で、前記ミドルタワー４０の突出部４０ａとボトムタワー５０の突出部５０ｂとの緊結作業を行い、かくして、高さが１２０ｍ程度の塔状構造物の構築作業を完了する。

以上説明したように、上記実施例２によれば、塔状構造物の構成要素である筒状構造物（トップタワー３０及びミドルタワー４０並びにボトムタワー５０）を、上記スリップフォーム装置ＳＳを使用したスリップフォーム工法により、４０ｍ程度の比較的低い背で、同時に、内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した状態で入れ子式に構築することができる。よって、上記した従来技術と比して、塔状構造物を構築するのに要する工期を全体的に大幅（約１／３）に短縮することができ、コスト削減に大きく寄与する。また、高所作業を極力回避して構築作業をスムーズに行うことができ、それでいて、１２０ｍ程度の高さを有する大型化した塔状構造物を構築することができる。

また、前記ナセル３１及びローターブレード３２等の風力発電機器の据え付け作業を地上４０ｍ程度の比較的低所で行うことができ、それでいて１２０ｍ程度の高さを有する塔状構造物を構築することができる。よって、大型クレーンおよび大掛かりな仮設部材が一切不要となり、工期も短縮でき、安全性及び経済性に非常に優れている。

さらに、前記風力発電機器が劣化等して取り替える必要が生じたときは、構築時と逆の工程を行う。即ち、前記ミドルタワー４０の突出部４０ａとボトムタワー５０の突出部５０ｂとの緊結状態を解除し、当該ミドルタワー４０を地上に到達するまで下降させ、次いで前記トップタワー３０のベース部材３０ａとミドルタワー４０の突出部４０ｂとの緊結状態を解除し、当該トップタワー３０を地上に到達するまで下降させた後に取り替え作業を行う。よって、風力発電機器の取り替え作業もやはり地上４０ｍ程度の比較的低所で行うことができるので、大型クレーンおよび大掛かりな仮設部材は必要とせず、工期も短縮でき、安全性および経済性に非常に優れている。

以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。

例えば、１６０ｍ程度の高さの塔状構造物を構築する場合には、高さ４０ｍ程度の筒状構造物を４体、入れ子式に構築し、上記説明したように、内側の筒状構造物を、外側に隣接する筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部をその外側に隣接する筒状構造物の上端部に緊結する工程を、最も内側の筒状構造物から最も外側の筒状構造物へ順次行うのである。前記筒状構造物の高さは１体当たり２０ｍ〜４０ｍ程度が好ましいがこれに限定されるものではなく、筒状構造物の個数も５体以上でも実施することができる等、フレキシブルに組み合わせることができ、２００ｍ程度の高さの塔状構造物を構築することも可能である。

また、この実施例１と実施例２に係る塔状構造物は、所謂寸胴形状で実施しているがこれに限定されず、スリップフォーム装置Ｓ’、ＳＳに係るスライディング型枠１、１を共通に支持するヨーク２を、図１８に示したように、傾斜可能な機構で実施することにより、図１９Ａ、Ｂに概略的に示したように、筒状構造物Ｔをテーパー状に構築して実施することもできる（請求項７記載の発明）。さらに、この実施例１と実施例２に係る塔状構造物は、円筒形状で実施しているがこれに限定されず、スリップフォーム装置Ｓ’、ＳＳに係るスライディング型枠１、１の形状を、平面方向から見て方形状に形成する等して、多角形状で実施することもできる（請求項９記載の発明）

Ａ〜Ｅは、実施例１に係るスリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法を段階的に示した概略図である。 実施例１の実施に使用するスリップフォーム装置を示した立面図である。 図２の符号Ｘ部を拡大して示した立面図である。 Ａ〜Ｄは、筒状構造物の構築方法を段階的に示した立面図である。 トップタワーとボトムタワーの構造を概略的に示した平面図である。 ガイドとレールの取り付け構造を概略的に示した平面図である。 Ａは、トップタワーとボトムタワーとを緊結する方法を概略的に示した縦断面図であり、Ｂは、同平面図である。 Ａは、トップタワーとボトムタワーとを緊結するその他の方法を概略的に示した縦断面図であり、Ｂは、同平面図である。 トップタワーとボトムタワーとを緊結するその他の方法を概略的に示した縦断面図である。 Ａ〜Ｄは、実施例２に係るスリップフォーム装置を使用したスリップフォーム工法により筒状構造物を構築する工程を段階的に示した概略図である。 Ａ〜Ｃは、実施例２に係るスリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法を段階的に示した概略図である。 実施例２の実施に使用するスリップフォーム装置を示した立面図である。 Ａは、実施例２に係る塔状構造物の構築方法の初期状態を概略的に示した縦断面図であり、Ｂは、同平面図である。 トップタワーを上昇させる段階を概略的に示した縦断面図である。 トップタワーとミドルタワーを緊結した状態を概略的に示した縦断面図である。 ミドルタワーを上昇させる段階を概略的に示した縦断面図である。 ミドルタワーとボトムタワーを緊結し、実施例２に係る塔状構造物の構築を完了した段階を概略的に示した縦断面図である。 スリップフォーム装置に係る異なる実施例を示した立面図である。 Ａ、Ｂは、スリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法の異なる実施例を段階的に示した概略図である。 従来技術に係るスリップフォーム装置を示した立面図である。 Ａ〜Ｄは、従来技術に係るスリップフォーム装置を使用した塔状構造物の構築方法を段階的に示した概略図である。

符号の説明

１ スライディング型枠
２ ヨーク
３ クライミング機構
３ａ 上昇ジャッキ
３ｂ 鞘管
４ コンクリート
５ ロッド
６ 作業床
７ タワーバケット
８ カメラ
９ レーザー垂直器
１０ 保護カバー
１１ ワイヤー
１２ 上段の作業床
１３ 傾斜調整機構
１４ 壁厚調整機構
１５ 半径調整機構
１６ 周長調整ジャッキカセット
２０ トップタワー
２０ａ、２１ａ 突出部
２１ ボトムタワー
２２ 油圧ジャッキ（センターホールジャッキ）
２３ 揚重用連結材
２４ ガイド
２５ レール
２６ 緊結用鋼材
２６ａ 高力ボルト
２６ｂ ナット
２７ 緊結用鉄筋
２７ａ 縦筋
２７ｂ 横筋
２８ Ｉ形鋼
２９ 鋼管
３０ トップタワー
３０ａ、 ベース部材
３１ ナセル（発電機本体）
３２ ローターブレード
４０ ミドルタワー
４０ａ、４０ｂ、５０ｂ 突出部
５０ ボトムタワー
Ｋ 基礎
Ｓ、Ｓ’、ＳＳ スリップフォーム装置
Ｔ 塔状構造物

Claims (9)

1. 内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した２体の筒状構造物を入れ子式に構築するステップと、
   外側の筒状構造物を基礎に固定し、内側の筒状構造物を、前記外側の筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部を前記外側の筒状構造物の上端部に緊結するステップにより塔状構造物を構築することを特徴とする、塔状構造物の構築方法。
2. 内外にほぼ同心の配置とされ、且つ各々独立した複数の筒状構造物を入れ子式に構築するステップと、
   最も外側の筒状構造物を基礎に固定し、最も内側の筒状構造物を、その外側に隣接する筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記内側の筒状構造物の下端部をその外側に隣接する筒状構造物の上端部に緊結し、次いで前記外側の筒状構造物を更に外側の筒状構造物に反力をとって上昇させ、上昇限度に到達した段階で、前記外側の筒状構造物の下端部を更に外側の筒状構造物の上端部に緊結する工程を、最も外側の筒状構造物の内側に隣接する筒状構造物を上昇させるまで順次行うステップにより塔状構造物を構築することを特徴とする、塔状構造物の構築方法。
3. 最も内側に位置する筒状構造物を上昇させるステップに先行して、当該筒状構造物の頭部に、ナセル、ローターブレード等の風力発電機器を据え付けることを特徴とする、請求項１又は２に記載した塔状構造物の構築方法。
4. 筒状構造物を上昇させる手段は、その外側に隣接する筒状構造物自体を反力架台としてリフトアップ、又はプッシュアップすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した塔状構造物の構築方法。
5. 上昇する筒状構造物の外側面と、その外側に隣接する筒状構造物の内側面のいずれか一方にガイドを鉛直方向に設け、他方に前記ガイドに沿ってスライド可能なレールを鉛直方向に設けることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した塔状構造物の構築方法。
6. 内外に対向する一対のスライディング型枠と、前記一対のスライディング型枠を共通に支持するヨークと、同ヨークを上下移動させるクライミング機構とを備え、前記型枠間にコンクリートを打設して筒状構造物を構築するスリップフォーム装置であって、
   前記一対のスライディング型枠は、内外にほぼ同心の配置で複数対設置されており、各々が内外にほぼ同心の配置で独立した複数の筒状構造物を入れ子式に構築可能に構成されていることを特徴とする、スリップフォーム装置。
7. 内外に対向する一対のスライディング型枠を共通して支持するヨークは、筒状構造物をテーパー状に構築できる傾斜可能な機構とされていることを特徴とする、請求項６に記載したスリップフォーム装置。
8. 内外に対向する一対のスライディング型枠は、筒状構造物の壁厚を調整可能な構成とされていることを特徴とする、請求項６又は７に記載したスリップフォーム装置。
9. 内外に対向する一対のスライディング型枠は、その水平断面形状を円形状、又は多角形状に形成されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一に記載したスリップフォーム装置。

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