JP2010235294A - 岸壁クレーンの地震対策方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブームを上昇させた状態で地震に遭うと、クレーンが倒壊する恐れがあり、これを防止するクレーンを提案する。
【解決手段】海側と陸側の各２本の脚からなる脚部の上方に、ガーダーと、このガーダーの海側の一端を支点として回動するブームを持ち、更に、海側と陸側とのそれぞれ２本の脚の間をシルビームで連結した岸壁クレーンにおいて、このシルビー上に、岸壁クレーンの傾斜を抑制することができる程度の重量の重量物を配置可能にしたことを特徴とする岸壁クレーン。
【選択図】 図３

Description

本発明は、脚部の上方に支持されたガーダーと、その先端に上方に回動自在に支持されたブームを持ち、ブームの先端部を伸ばして荷役状態とし、ブームを上げて待機状態にできる岸壁クレーンの地震対策方法に関する。

最近、多く使用されている岸壁クレーンの走行レールの間隔は、狭いもので９ｍ、広いもので３０ｍ程度のものが使用されており、海側の脚よりブームの先端までの距離が３３ｍ〜６０ｍも海側に突出してしている。また、コンテナヤードの表面からブームまでの高さは３０〜４５ｍである。この岸壁クレーンはコンテナの荷役のために岸壁に沿って設けたレール上を緩速で移動してコンテナ船上の多数のコンテナの荷役を行うように構成されている。

この岸壁クレーンは荷役作業時にはブームを海側に延長し、また、船舶がその前方を通過する際や荷役を行わない待機姿勢では、ブームを上方に退避させている。一方、岸壁クレーンは、岸壁に直交して海に向かって長く突出して設けられており、この状態では海側の脚の走行装置の車輪の輪重（車輪に作用する力）が大きい。これに反してブームを高く上げた待機姿勢では陸側の輪重が大きくなっている。このように岸壁クレーンは二つの状態が採用されるので、海側の輪重が大きくなったり、陸側の輪重が大きくなったりして、輪重が平均化されることは少ない。

前記のように背の高い構造物である岸壁クレーンは、高層建築と同様に地震の影響を受け易く、計算によれば、荷役姿勢で震度６弱以上の地震があった場合には陸側の車輪はレールより少なくとも１．９〜６．５ｃｍも浮き上がることになる。また、待機姿勢の場合は、同じ条件で海側の車輪がレールも同様に浮き上ることになる。

また、岸壁クレーンが長時間にわたって強風を受けると、レール上をずるずると移動してレールの終端で倒壊することもある。そこで、岸壁クレーンの車輪がレールから浮き上がったり、自然に移動したりする事故を防止するために、車輪の支持部とレールの近傍を連結するタイダウン装置を使用したり、陸側の２本の脚の間を連結しているシルビームの上に重錘（カウンターウエイト）を固定して脚の浮き上がりや移動を防止する方法も考えられているが、この方法については具体的に採用されていないようである。

一方、クレーンを使用している時には岸壁に平行する２本の脚の間を連結しているシルビームの上面を広く開放してコンテナなどの貨物が通過できる空間を大きく確保しておく必要がある。

前記のように、岸壁クレーンは背が高く、重量の大きい不安定な大型構造物であるので地震に対する影響を受けて動揺し易く、倒壊の危険性や自然に移動する危険性があることから、これに対して各種の提案がなされている（特許文献１、２参照）。

特開２００５−７５６０８号公報 特開２００３−４０５７４号公報

特許文献１は、クレーン本体と、このクレーン本体を支持する走行装置の間に積層ゴムとロッカーピンを設け、前記積層ゴムに許容値を超える曲げモーメント荷重が作用したときに、前記クレーン本体がブラケットを介してロッカーピンで直接に支持されるように構成したものである。この発明の免震装置は、積層ゴムを保護するためにロッカーピンを設けた構造示しているが、クレーンの姿勢によって海側と陸側の走行装置の車輪自体がレールより浮き上がることを防止する構造を提案するものではない。

特許文献２は、地震により、特にレールと直角方向の水平力が発生した際に、走行クレーンがロッキングを起こすことを防止し、岸壁に大きな水平力が作用するのを防止して岸壁が崩壊する問題を防止し、脱輪あるいは転倒をはじめとするクレーンに対して大規模な地震被害を生じさせないようにする構成を提案している。しかし、この発明も、特許文献１と同様にクレーンの姿勢によって海側と陸側の輪重（車輪に作用してレールに接触する力）がアンバランスであり、このアンバランスが起因して地震に対する安定性が低下し、脱輪や倒壊などの事故が発生することを防止する方法を提案するものではない。

本発明は、従来の岸壁クレーンの走行装置などの機構に実質的な変更を加えることなく、シルビームを利用して海側と陸側との輪重のアンバランスを解消し、それによって地震に対する安定性を改善する方法を提供するものである。

本発明に係る岸壁クレーンの地震対策方法は、下記のように構成されている。
１．海側の２本の脚と陸側の２本の脚とからなる脚部の上方に、ガーダーとこのガーダーブームを連結し、更に、海側と陸側とのそれぞれ２本の脚の間をシルビームで連結した岸壁クレーンにおいて、前記岸壁クレーンが荷役状態あるいは待機状態において、海側あるいは陸側のシルビーム上に、前記海側あるいは陸側の何れかに、海側と陸側の走行装置の輪重を平均化するための重量の重量物を配置したことを特徴としている。
２．海側の２本の脚と陸側の２本の脚とからなる脚部の上方に、ガーダーと、このガーダーにブームを持ち、更に、海側と陸側とのそれぞれ２本の脚の間をシルビームで連結した岸壁クレーンにおいて、前記２本のシルビー上に、注水により高さを変化させて水を収容する伸縮性容器を配置してクレーンの姿勢に対応して前記伸縮性容器内に注水して海側と陸側との走行装置の輪重を平均化することをしたことを特徴としている。
３．前記伸縮性容器は、シルビーム上に据付けられ、クレーンの姿勢に対応して陸側あるいは海側の伸縮性容器に注水することを特徴としている。
４．前記伸縮性容器は、ゴム状物あるいは布帛で補強されたシート状物からなる袋体であり、更にこの袋体の形状を保持するための骨部材が設けられていること特徴としている。

本発明にかかる岸壁クレーンの地震対策方法は、クレーン本体である脚部の下部を連結しているシルビームの上に、荷役姿勢では陸側のシルビームに重量体を載せ、待機姿勢では海側のシルビームに重量体を載せることで、海側と陸側の輪重をバランスさせているので、従来の岸壁クレーンに比較して地震に対して遥かに安定性を向上することができる。

また、前記重量体は、形状が変化しないものに限定せず、高さを変化できる伸縮性容器（大型容器）を使用し、この中にポンプで海水を注入するように構成することによって、簡単に輪重のバランスを図ることができる。

また、重量体が伸縮性容器の場合には、容器内の海水を排水して扁平にして軽量にすることが可能であり、クレーンの操作性能上、何ら支障がない。また、この状態でその上方をコンテナなどの貨物が通過する空間を十分に保持することができる。

本発明を実施する岸壁クレーンの荷役状態を示す側面図である。 ブームを上昇させて待機状態の岸壁クレーンを示す側面図である。 脚部に伸縮性容器を載せた状態を示す正面図である。 シルビームの上面に伸縮性容器を設けた岸壁クレーンの脚の断面図である。 伸縮性容器の正面図である。 図５の平断面図である。 扁平な状態の容器の一部を示す正面図である。 扁平な容器の断面図である。

（岸壁クレーンの概要）
図１は、コンテナヤード１の岸壁２に設けたレール３に沿って岸壁クレーンＣを走行させるようにした荷役設備の側面図である。この岸壁クレーンＣは４本の脚を組み立てた脚部４（所謂クレーン本体）と、この脚部４の上部に固定されたガーダー６と、このガーダー６の先端に軸支され、上方に回動するブーム７で構成されており、このブーム７の両側に配置された横行レールでトロリー８をガイドすると共に吊り上げるコンテナ１２の荷重を負担する構造としている。

前記岸壁クレーンＣの脚部４は、２本の海側の脚４ａと、２本の陸側の脚４ｂと、２本の脚４ａの間を連結するシルビーム４ｃと、２本の脚４ｂの間を連結するシルビーム４ｄと、更に脚４ａと４ｂの下端に設けた複数の車輪を１７ａ持つ走行装置１７で構成されている（図３参照）。

ガーダー６には巻き取りドラムなどの駆動装置などを設備した機械室１０が設けられており、図示されていないドラムより巻きだされ、あるいは巻き込まれるロープによってトロリー８をブーム７の先端に移動させ、そこで吊り具１１を降下させてコンテナ船１３に積載されているコンテナ１２を連結金具を介して連結して吊り上げ、次いでブーム７上を脚部４の上部まで移動させ、吊り具１１を降下させて脚部４の下方で待ち受けているシャーシ１５に載せ、このシャーシ１５によって所定の箇所に運搬するようになっている。

岸壁クレーンＣの荷役状態は図１に示す通りであるが、例えば、コンテナ船１３が接岸あるいは離岸する際には、図２に示すようにブーム７を上昇させて待機状態としなければならない。

また、前後の脚４ａと４ｂとの間隔が例えば９ｍ程度、脚部４に支持されているブーム７とヤード１の距離が３０ｍ程度であり、また岸壁クレーンＣの全重量は８００〜９００ｔｏｎである。従って、ブーム７の先端にトロリー８が移動してコンテナ１２を吊り上げている荷役状態では海側の車輪にかかる輪重Ｆ（車輪に作用している重量）は大きく、十分な輪重Ｆが作用していることになる。

しかし、図２のようにブーム７を上昇させた待機状態では、ブーム７などの重心移動などの影響で、輪重ｆは荷役作業時よりかなり低い値（ｆ＜Ｆ）となっている。従ってこの待機状態において地震Ａが発生すると、岸壁クレーンＣの走行装置１７に地震力Ｇ（上下方向あるいは左右方向の地面を揺する力）が作用し、海側の走行装置１７の車輪１７ａの輪重ｆが著しく低下（ｆ−Ｇ）して浮き上がり状態となり、この車輪１７ａが元の状態に復帰した時には、レール３から脱輪する危険性がある。

（本発明の特徴点）
そこで本発明は、前記脱輪を防止することを目的とするものであるが、本発明の特徴点
は次の通りである。

第１の地震対応状態：図１に示す“荷役状態”においては、輪重ｆが少ない陸側の脚４ｂのシルビーム４ｄ上に走行装置１７の車輪１７ａの輪重ｆを増加するための、コンテナ状の重量体（変形しない剛体）を載せる方法（図３参照）。

第２の地震対応状態：図２に示すブーム７を上に上げた“待機状態”においては、シルビーム４ｃの上面に、主として高さ方向に伸縮できる伸縮性容器２０を、常時あるいは一時的に載置する。

そしてこの容器２０の中にポンプ２１により、ストレーナ２２を介して海水Ｋを注水して所定の大きさと重さ、例えば６０トン〜８５トンの重量となるように容器２０に海水を注入して膨らませ、輪重の増加が必用な海側のシルビーム４ｃ上に前記容器２０の重量を負担させる。この操作によって輪重ｆを高めて、海側と陸側の走行装置１７の車輪１７ａにかかる輪重をバランス（平均化）させるように構成した方法である。

当然のことであるが、図１に示す荷役状態においては陸側の脚４ｂの走行装置の車輪の輪重ｆが少なくなるので、陸側のシルビーム４ｄの上面に伸縮性容器２０を固定しておき（図３、図４参照）、ポンプ２１によって海水Ｋを容器２０内に注水して所定の重量としておく。

所定量の海水Ｋが注入された容器２０は、図４に示すように脚と同じ幅を持つ大型の袋を積み上げたように膨張する。また、シルビーム４ｃの上面には固定具２３が固定されて容器２０を安定して保持するように構成されている。

（伸縮性容器２０）
図５と図６に示すように、伸縮性容器２０は合成ゴムや可動性合成樹脂シートや合成繊維で補強された非透水性シートなどの可撓性材料を使用して袋体２５が製作されている。この袋体２５は、四角形の袋を複数段に積み上げたようなアコーデオン型に形成されており、この例においては横に３個、縦に４個の袋体２５を縦・横に連結して１個の伸縮性のあるタンクを構成しているものを示している。

この容器２０の下部には台板２６が、また、上部には重量板２７（一種の重錘）が設けられ、前記台板２６と重量板２７との間の周囲に複数のガイド棒（あるいは枠）２８が設けられて容器２０の伸縮によって上下する重量板２７を案内すると共に、ガイド棒２８で囲まれた袋体２５が正確に上下方向に伸縮するように構成している。また、最上段の３個の袋体２５に給水口２９（排水口としても利用できる。好ましくは、下段の袋体２５ａに排水口を設けて排水を短時間に行うことができる。）が設けられている。

前記袋体２５は、この実施例では上下・左右に連結して１個の大型の空洞を形成しているが、イ，ロ，ハの３つのグループに分割しておくことも可能である。

また、この袋体２５に振動が加わったときには、内部に充填されている海水Ｋが動揺し、これが継続する揺れが次第に増大してクレーンＣの基礎部分の揺れを拡大することになる。そこで、この現象を防止するために袋体２５の内部に網状物や多孔板などの液体の流動に対して抵抗を与えるための仕切体３０を配置して、水が移動する際に抵抗与えて袋体２５が振動の発生源となることを防止できるように構成している。

（別の袋体の構造）
図７及び図８は、合成繊維で補強された可撓性シート３１からなる袋体３２と補強枠３３で製作された伸縮性容器２０を折り畳んだ一部の断面を示している。この実施例で使用されている可撓性シート３５を使用することによって、折り畳んだ時の厚さを大幅に減少させることができるので、この袋体３２をクレーンＣのシルビーム４ｃ（４ｄ）上に常設しておくことが可能となる。

従って、陸側と海側の脚４ａ、４ｂの下部に設けられている走行装置１７の車輪１７ａの輪重を平均化することができ、地震が発生した時に脚部４が揺れ、次いでクレーン全体に揺れが伝達されることになるが、本発明においては前記のように輪重を平均化できるので、その結果として車輪１７ａがレール３より浮き上る高さを少なくすることができるのである。

付加的な効果であるが、台風などの危険が迫ったときには何時でも海水などの水を注水して脚体の下部構造に重量を与えることができ、簡易にコンテナクレーンＣの倒壊防止装置として簡単に作用させることができる。

本発明に係る岸壁クレーンにおける地震対策方法によれば、岸壁クレーンは、本質的に輪重を平均化できない点があるので、既設の岸壁クレーンにおいても、簡単にその対策を実施することができる。従って、新設の岸壁クレーンは勿論、既設の岸壁クレーンにもこの地震対策を行うことができる。

また、基礎構造が弱い岸壁で使用されている岸壁クレーンの場合は、基礎構造の改善を施すこともなく、実施が可能である。

１ コンテナヤード
２ 岸壁
３ レール
４ 脚部（クレーン本体）
４ａ、４ｂ 脚
４ｃ、４ｄ シルビーム
６ ガーダー
７ ブーム
８ トロリー
１１ 吊り具
１２ コンテナ
１７ 走行装置
２０ 伸縮容器
２１ ポンプ
２５ 袋体
２６ 台板
２７ 重量板
２８ ガイド棒
３０ 仕切体
Ｆ、ｆ 輪重
Ａ 地震

Claims (4)

1. 海側の２本の脚と陸側の２本の脚とからなる脚部の上方に、ガーダーと、このガーダーにブームを連結し、更に、海側と陸側とのそれぞれ２本の脚の間をシルビームで連結した岸壁クレーンにおいて、
   前記岸壁クレーンが荷役状態あるいは待機状態において、海側あるいは陸側のシルビー上に、前記海側あるいは陸側の何れかに、海側と陸側の走行装置の輪重を平均化するための重量の重量物を配置したことを特徴とする岸壁クレーンの地震対策方法。
2. 海側の２本の脚と陸側の２本の脚とからなる脚部の上方に、ガーダーと、このガーダーにブームを連結し、更に、海側と陸側とのそれぞれ２本の脚の間をシルビームで連結した岸壁クレーンにおいて、
   前記２本のシルビーム上に、注水により高さを変化させて水を収容する伸縮性容器を配置し、クレーンの姿勢に対応して前記伸縮性容器内に注水して海側と陸側との走行装置の輪重を平均化することをしたことを特徴とする請求項１記載の岸壁クレーンの地震対策方法。
3. 前記伸縮性容器は、シルビーム上に据付けられ、クレーンの姿勢に対応して陸側あるいは海側の伸縮性容器に注水することを特徴とする請求項２記載の岸壁クレーンの地震対策方法。
4. 前記伸縮性容器は、ゴム状物あるいは布帛で補強されたシート状物からなる袋体であり、更にこの袋体の形状を保持するための骨部材が設けられていること特徴とする請求項２記載の岸壁クレーンの地震対策方法。

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