JP2008115614A - コンクリート屋根の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内に広い内部作業空間を確保しつつ、タンク内工事を連続的に行うことができるようにする。
【解決手段】本発明に係るコンクリート屋根の施工方法においては、屋根架構１１を所定高さまで上昇させた後、側壁５の内周面に予め埋設された環状の係止溝８１とデッキ８の周縁との間に気密板８２を架け渡す。次に、気密板８２の設置が終わったら、屋根下地材６３、側壁５、デッキ８及び気密板８２で囲まれた気密空間９１に空気を圧入する。このようにすると、圧入された空気は、屋根下地材６３を上方に押し拡げ、デッキ８を下方に押し拡げようとするが、デッキ８は、吊持ロッド７を介して骨組６２から吊持してあるため、吊持ロッド７が引張力を負担する形でデッキ８の垂れ下がりが防止される。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、主としてＬＮＧ貯蔵タンクにおけるコンクリート屋根の施工方法に関する。

ＬＮＧ（液化天然ガス）は、石油を補完するエネルギー源から石油に代わる主要なエネルギー源へとその位置づけが移りつつあり、それに伴ってＬＮＧを貯留するタンクも内径が５０ｍを超えるなど、年々大規模になってきた。

そのため、タンクの底版や円筒状側壁の構築もさることながら、巨大な径を有するドーム状の屋根をいかに施工するかがＬＮＧ貯蔵タンクの工事を効率化する上で重要になってくる。

かかる状況下、ＬＮＧタンクの屋根の施工方法として、屋根架構を空気圧で上昇させる、いわゆるエアレイジングと呼ばれる工法が広く採用されている。

エアレイジング工法を用いて屋根を施工するには、まず、鋼製のライナープレートが骨組に貼り付けられた屋根架構を底版コンクリートの上で地組し、次いで地組された屋根架構を空気圧で上昇させた後、屋根架構の周縁を側壁頂部に固定するとともに屋根の上に配筋を施し、しかる後、タンク内部の空気圧を高く保った状態でライナープレートの上にコンクリートを打設する。

コンクリート打設時においては、ライナープレートは、その外側にコンクリートを打設する際の型枠の堰板となり、タンク内部の空気圧は、まだ固まっていないコンクリート（フレッシュコンクリート）の自重による鉛直荷重を支持する支保工の役割を果たす。

特開昭６４−１０８４０号公報 特開平５−３３５２３号公報

ここで、上述した工法においては、コンクリートの強度が発現するまで数週間を要するため、フレッシュコンクリートの鉛直荷重を支持しているタンク内の空気圧についてもこれを維持する必要がある。

そのため、コンクリートを打設してから数週間が経過するまでは、タンク内部の空気圧を低下させる原因となる作業員の出入りや資材の搬出入を行うことが困難となり、タンク内部の工事中断を余儀なくされる。

かかる課題を解決すべく、上膜と下膜とからなる気密性袋体を側壁頂部に取り付けて該気密性袋体の内部に空気を圧入し、かかる状態で上膜の上にコンクリートを打設する工法が提案されており（特許文献１，２）、かかる工法によれば、タンク内の全空間を高圧にする必要がなくなり、屋根コンクリートの養生期間中も、タンク内部の工事を並行して進めることができる。

しかしながら、かかる工法では、屋根コンクリート工事終了後の下膜撤去の手間もさることながら、空気圧によって下膜が垂れ下がり、クレーンを用いた資材の吊持作業等に支障が生じるという問題や、下膜の過度な垂れ下がりによって袋体の気密性が保持されなくなるという問題を生じていた。かかる問題は、内径が５０ｍを超えるＬＮＧタンクにおいてさらに顕著となる。

ちなみに、特許文献２では、展設ロープ２ｂを下膜４の下に張ることで該下膜の垂れ下がりを防止する点が開示されているが、これでは、屋根コンクリート工事終了後、下膜撤去及び展設ロープの双方を撤去せねばならない。

また、下膜周縁と側壁頂部との取付け箇所を着脱自在に構成したとしても（特許文献２段落番号９記載のチャック部９及び図３参照）、直径５０ｍを超える円形状のシート状下膜を撤去するにはかなりの困難が予想されるとともに、タンク内工事も一時的に中断せざるを得ない。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、屋根を構成するコンクリートの打設時荷重を空気圧で支持する工法において、タンク内に広い内部作業空間を確保しつつ、タンク内工事を連続的に行うことが可能なコンクリート屋根の施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート屋根の施工方法は請求項１に記載したように、底版の上方空間を取り囲むように該底版に立設された筒状の側壁の頂部にドーム状の屋根架構を架け渡し、しかる後、屋根コンクリート工事を行うコンクリート屋根の施工方法において、
前記屋根架構が骨組と該骨組に貼り付けられた屋根下地材とで構成されるように該屋根架構を組み立てるとともに前記骨組に吊持ロッドを垂設して該吊持ロッドの下端に膜材を取り付け、前記屋根架構を前記側壁の頂部に架け渡し、前記膜材の周縁と前記側壁の内周面との間を気密板で塞ぐとともに前記屋根下地材と前記側壁の頂部とを気密にし、前記屋根下地材、前記側壁、前記膜材及び前記気密板で囲まれた気密空間に空気を圧入し、次いで前記屋根下地材を堰板として該堰板の上にコンクリートを打設するものである。

また、本発明に係るコンクリート屋根の施工方法は、前記屋根架構、前記吊持ロッド及び前記膜材を前記底版の上で予め地組し、前記屋根架構を前記吊持ロッド及び前記膜材とともに上昇させた後、前記屋根架構をその周縁にて前記側壁の頂部に固定し、しかる後、前記気密板の設置及び空気圧の圧入を行うものである。

また、本発明に係るコンクリート屋根の施工方法は、前記上昇工程を空気圧で行うものである。

本発明に係るコンクリート屋根の施工方法においては、従来通り、底版の上方空間を取り囲むように該底版に立設された筒状の側壁の頂部にドーム状の屋根架構を架け渡し、しかる後、屋根コンクリート工事を行うが、本発明では、屋根架構が骨組と該骨組に貼り付けられた屋根下地材とで構成されるように該屋根架構を組み立てるとともに、骨組に吊持ロッドを垂設して該吊持ロッドの下端に膜材を取り付けてある。

そして、かかる屋根架構を側壁の頂部に架け渡した後、膜材の周縁と側壁の内周面との間を気密板で塞ぐとともに、屋根下地材と前記側壁の頂部とを気密にする。

次に、屋根下地材、側壁、膜材及び気密板で囲まれた気密空間に空気を圧入する。

このようにすると、圧入された空気は、屋根下地材を上方に押し拡げ、膜材を下方に押し拡げようとするが、膜材は、吊持ロッドを介して骨組から吊持してあるため、吊持ロッドが引張力を負担する形で膜材の垂れ下がりが防止される。

空気圧を圧入したならば、屋根下地材を堰板として該堰板の上にコンクリートを打設する。

ここで、打設されたフレッシュコンクリートの鉛直荷重は、上述した気密空間の空気圧で支持される。そのため、膜材と底版との間には、膜材が垂れ下がることなく、広い内部作業空間が確保された状態が維持されることとなり、コンクリート養生期間中であっても、かかる内部作業空間においてタンク内工事を進めることができる。

骨組及び骨組に貼り付けられた屋根下地材からなる屋根架構は、側壁の頂部に架け渡す前に、吊持ロッド及び膜材とともに一体に組み立てるものとするが、これをどこで組み立てるかは任意であり、本発明が適用される建物、例えばＬＮＧタンクの建設予定区域に隣接して屋根架構を組み立て、これを大型クレーンで吊り上げて側壁の頂部に架け渡すようにしてもかまわない。

ここで、屋根架構、吊持ロッド及び膜材を底版の上で予め地組し、屋根架構を吊持ロッド及び膜材とともに上昇させた後、屋根架構をその周縁にて側壁の頂部に固定し、しかる後、気密板の設置及び空気圧の圧入を行うようにするならば、屋根架構の組立ヤードを別途確保する必要がなくなる。

屋根架構を上昇させる方法は任意であり、例えば、多数のＰＣ鋼棒を屋根架構の周縁に沿って立設するとともに、側壁の頂部に沿って同数のセンターホールジャッキを固定し、該センターホールジャッキにＰＣ鋼棒をそれぞれ挿通することで屋根架構を吊り上げる方法を採用をすることができるが、これに代えて、かかる上昇工程を空気圧で行うようにすれば、吊上げ機構の設置が不要となる。

以下、本発明に係るコンクリート屋根の施工方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本実施形態に係るコンクリート屋根の施工方法において、その施工対象となるコンクリート屋根を備えたＬＮＧタンクを示した図である。

同図に示すように、ＬＮＧタンク１は、いわゆるＰＣＬＮＧ地上式貯槽と呼ばれるものであり、杭２で支持された鉄筋コンクリートからなるほぼ円形状の底版３と、該底版の上方に拡がる内部空間４を取り囲むように底版３の周縁近傍に立設されたプレストレストコンクリート（以下、ＰＣ）からなるＰＣ防液堤としての円筒状の側壁５と、該側壁の頂部に架け渡された円形ドーム状のコンクリート屋根６とを備え、底版３、側壁５及びコンクリート屋根６の内側には所定の保冷部材を介してタンク本体（図示せず）を設置してある。

ここで、コンクリート屋根６からは、吊持ロッド７を介して膜材としてのデッキ８を吊持してあり、該デッキの上には保冷部材の一つであるグラスウール９を敷設してある。

本実施形態に係るコンクリート屋根６を施工するに先立ち、まず図２に示すように、杭２を構築し、しかる後、該杭の頭部に底版３を鉄筋コンクリートで構築するとともに、底版３の上方に拡がる内部空間４を取り囲むように底版３の周縁近傍に側壁５をＰＣ構造として立設する。

次に、図３に示すように底版３の上で屋根架構１１を組み立てるとともに、該屋根架構に吊持ロッド７を垂設し、該吊持ロッドの下端にデッキ８を取り付ける。

屋根架構１１は、円形ドーム状に組み上げられた鋼材からなる骨組と該骨組の上面に貼り付けられた鋼製プレートからなる屋根下地材とで構成し、上述した吊持ロッド７は、骨組から垂設するようにすればよい。

デッキ８は、後述するエアレイジング工法を行う際、側壁５との干渉がなきよう、側壁５の内径よりも所定長さだけ小さな外径を有する円形状のデッキとし、複数の鋼板を気密に接合しながら床状に組み立てればよい。

屋根架構１１を地組するとともに該屋根架構から吊持ロッド７を垂設し、その下端にデッキ８を取り付けたならば、図４に示すように屋根架構１１を構成する屋根下地材６３の周縁に気密シール６１の基端部を取り付けるとともに、該気密シールの先端縁部を側壁５の内周面に舌状に当接させる。

次に、気密シール６１によって、屋根下地材６３と側壁５との気密性を維持しつつ、内部空間４に空気を送り込んで該内部空間の空気圧を上昇させることにより、図５に示すように屋根架構１１を吊持ロッド７及びデッキ８とともに上昇させる。なお、内部空間４に空気を送り込むにあたっては、例えば側壁５に仮設のスリーブを設け、該スリーブの外側に送風機を接続するようにすればよいが、図５からは、便宜上、送風機や仮設スリーブを省略してある。

屋根架構１１を所定高さまで上昇させたならば、図４及び図６に示すように、屋根架構１１を構成する骨組６２の端部を、側壁５の頂部に形成されたリングビーム５ａに予め埋設された取付体６４に接合する。

骨組６２と取付体６４とを互いに接合するには、骨組６２に穿孔された長孔６７と取付体６４に接合された長孔６５とを位置あわせし、その上で長孔６５，６７にボルトを挿通してナット６８で締結すればよい。

また、屋根下地材６３と側壁５との間の気密性を確保するため、リングビーム５ａに予め埋設された環状の取付けアングル６６の縁部と屋根下地材６３との間に溶接６９を施す。なお、気密シール６１は、適当な時期に適宜撤去する。

次に、側壁５の内周面に予め埋設された環状の係止溝８１とデッキ８の周縁との間に気密板８２を架け渡す。

気密板８２は、デッキ８の周縁と側壁５の内周面との間に形成され平面形がドーナツ状の隙間を塞ぐものであって、例えば１０度ずつに分割された複数の扇状の板部材を所定幅だけラップさせながら周方向に沿って３６０度にわたり上述の隙間を塞ぐようにすればよい。

ここで、図８(a)に示すように、気密板８２の側壁側は、その縁部を折り曲げて係止部８３としてあるとともに、同図(b)に示すように、デッキ側についてもその縁部を板バネ状に折り曲げて伸縮自在な係止部８４としてある。

そのため、気密板８２をデッキ８の周縁と側壁５の内周面との間に架け渡す際は、該気密板の側壁側縁部に設けられた係止部８３を伸縮性気密材８５が挟み込んだ状態で環状の係止溝８１に引っ掛けるとともに、かかる状態で気密板８２をデッキ側に水平に引っ張りながら、その係止部８４を伸縮性気密材８６が挟み込まれた状態でデッキ８の周縁リブに落とし込む。

このようにすると、伸縮性気密材８４，８５の伸縮作用により、気密板８２をデッキ８の周縁と側壁５の内周面との間に容易にかつ気密性が確保されるように架け渡すことができる。

気密板８２の設置が終わったら、屋根下地材６３、側壁５、デッキ８及び気密板８２で囲まれた気密空間９１に空気を圧入する。

このようにすると、圧入された空気は図９に示すように、屋根下地材６３を上方に押し拡げ、デッキ８を下方に押し拡げようとするが、デッキ８は、吊持ロッド７を介して骨組６２から吊持してあるため、吊持ロッド７が引張力を負担する形でデッキ８の垂れ下がりが防止される。

気密空間９１に空気圧を圧入したならば、図９及び図１０に示すように屋根下地材６３を堰板として該堰板の上にコンクリート９２を打設する。

ここで、打設されたフレッシュコンクリートの鉛直荷重は、気密空間９１の空気圧で支持される。そのため、デッキ８と底版３との間には、デッキ８が垂れ下がることなく、広い内部作業空間４ａが確保された状態が維持される。

次に、コンクリートの強度が発現したならば、必要に応じて気密空間９１の空気を抜き、しかる後、気密板８２を撤去する一方、デッキ８については、保冷材であるグラスウールを敷設する吊下げ床として、そのまま活用する。

次に、コンクリートの強度が発現したならば、必要に応じて気密空間９１の空気を抜き、しかる後、気密板８２を撤去する一方、デッキ８については、保冷材であるグラスウールを敷設する吊下げ床として、そのまま活用する。

以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート屋根の施工方法によれば、気密空間９１に圧入された空気の圧力によって、打設されたコンクリート屋根のコンクリート荷重を支持するとともに、デッキ８を下方に押し下げようとする空気圧を吊持ロッド７が引張抵抗によって支持するため、デッキ８の垂れ下がりが防止されることとなり、かくして、デッキ８と底版３との間に広い内部作業空間４ａを確保することができる。

そのため、コンクリート養生期間中であっても、かかる内部作業空間４ａにおいて、側壁５の内側では、鋼製の外槽側部ライナー、パーライトからなる側部保冷、内槽側板といったタンク本体側部の設置工事を、底版３の上側では、外槽底部ライナー、底部保冷、内槽底板といったタンク本体底部の設置工事を進めることが可能となる。

本実施形態では、屋根架構１１の架け渡しを、空気圧で上昇させるいわゆるエアレイジング工法で行ったが、本願発明の特徴は、膜材の周縁と側壁の内周面との間を気密板で塞いだ上、屋根下地材、側壁、膜材及び気密板で囲まれた気密空間に空気を圧入し、かかる状態で屋根下地材を堰板としてコンクリートを打設するとともに、吊持ロッドの引張抵抗によって膜材の垂れ下がりを防止する点にあって、屋根架構をどのように施工するかは任意であり、エアレイジング工法以外の公知の工法で屋根架構を架け渡すようにしてもよい。

また、本実施形態では、コンクリート屋根の施工対象となる構造物をＰＣＬＮＧ地上式貯槽としたが、地下式ＬＮＧ貯槽にも本発明を適用することが可能であるとともに、ＬＮＧタンク以外の建物にも適用することができることは言うまでもない。

本実施形態に係る施工方法が適用されるＬＮＧタンク１の全体図。 本実施形態に係るコンクリート屋根の施工方法を実施する様子を示した図。 引き続き本実施形態に係る施工方法を実施する様子を示した図。 屋根架構１１を空気圧で上昇させる際の側壁頂部の詳細図。 引き続き本実施形態に係る施工方法を実施する様子を示した図。 屋根架構１１を側壁５の頂部に架け渡す際の側壁頂部の詳細図。 デッキ８と側壁５との間に生じている隙間を気密板８で塞ぐ様子を示した図。 気密板８の両縁部における取付け状況を示した詳細図。 引き続き本実施形態に係る施工方法を実施する様子を示した図。 気密空間９１の空気圧で支持しながらコンクリート屋根のコンクリート打設を行う様子を示した図。

符号の説明

１ ＬＮＧタンク
３ 底版
４ 内部空間
４ａ 内部作業空間
５ 側壁
６ コンクリート屋根
７ 吊持ロッド
８ デッキ（膜材）
１１ 屋根架構
６１ 気密シール
６２ 骨組
６３ 屋根下地材
８２ 気密板
９２ コンクリート

Claims (3)

1. 底版の上方空間を取り囲むように該底版に立設された筒状の側壁の頂部にドーム状の屋根架構を架け渡し、しかる後、屋根コンクリート工事を行うコンクリート屋根の施工方法において、
   前記屋根架構が骨組と該骨組に貼り付けられた屋根下地材とで構成されるように該屋根架構を組み立てるとともに前記骨組に吊持ロッドを垂設して該吊持ロッドの下端に膜材を取り付け、前記屋根架構を前記側壁の頂部に架け渡し、前記膜材の周縁と前記側壁の内周面との間を気密板で塞ぐとともに前記屋根下地材と前記側壁の頂部とを気密にし、前記屋根下地材、前記側壁、前記膜材及び前記気密板で囲まれた気密空間に空気を圧入し、次いで前記屋根下地材を堰板として該堰板の上にコンクリートを打設することを特徴とするコンクリート屋根の施工方法。
2. 前記屋根架構、前記吊持ロッド及び前記膜材を前記底版の上で予め地組し、前記屋根架構を前記吊持ロッド及び前記膜材とともに上昇させた後、前記屋根架構をその周縁にて前記側壁の頂部に固定し、しかる後、前記気密板の設置及び空気圧の圧入を行う請求項１記載のコンクリート屋根の施工方法。
3. 前記上昇工程を空気圧で行う請求項２記載のコンクリート屋根の施工方法。

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