JP2012066920A

JP2012066920A - 岸壁クレーン

Info

Publication number: JP2012066920A
Application number: JP2010214154A
Authority: JP
Inventors: Kinya Ichimura; 欣也市村; Manabu Ogawa; 覚小川; Soji Sato; 宗史佐藤; Shinya Kashiwasuga; 信哉栢菅; Hiroshi Kubo; 博司久保; Hiroshi Kasai; 大至笠井; Sho Yoneno; 翔米野
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP5766926B2

Abstract

【課題】積層ゴムで構成した免震装置を有する岸壁クレーンにおいて、大規模地震に対応できる岸壁クレーンを提供する。特に、スライド長さが±１０００ｍｍ以上の免震装置を有した岸壁クレーンを提供する。
【解決手段】免震装置２を有する岸壁クレーンにおいて、免震装置２が、鋼板とゴム材料を積層して構成した積層ゴムと３、補助支持機構４Ａを有しており、補助支持機構４Ａが、免震装置２の天板５側又は底板６側の一方に固定した支持体７Ａと、他方に固定した接触板８を有しており、補助支持機構４Ａを構成する支持体７Ａと接触板８が、少なくとも地震発生時に接触し、補助支持機構４Ａが岸壁クレーンの重量を支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、港湾や内陸地のコンテナターミナルなどで、コンテナの荷役に使用される岸壁クレーンに関するものである。

港湾や内陸地等のコンテナターミナルでは、岸壁クレーンや門型クレーンによって、船舶、鉄道及びトレーラ間のコンテナの荷役を行っている。この岸壁クレーンの地震対策として、クレーンの脚構造物と走行装置の間に、免震装置を設置した免震クレーンがある（例えば特許文献１参照）。

図６に、免震装置を有するクレーンを示す。このクレーン１Ｘは、海側脚２１及び陸側脚２２で構成する脚構造物２０と、脚構造物２０で支持するブーム２４及びガーダ２５を有している。また、脚構造物２０と走行装置２３の間に、免震装置２Ｘを有している。なお、２６は荷役装置（トロリ）、２７はコンテナ船、２８はコンテナを示す。また、ｘ軸方向はクレーンの横行方向（海陸方向）、ｚは鉛直方向を示す。

次に、このクレーン１Ｘによる荷役作用について説明する。クレーン１Ｘは、コンテナ船２７に搭載したコンテナ２８をトロリ２６で吊上げ、岸壁で待機しているトレーラ（図示しない）に搭載する荷役作業を行っている。又はクレーン１Ｘは、コンテナ２８をトレーラからコンテナ船２７に積み込む荷役作業を行っている。また、この荷役作業において、クレーン１Ｘは、岸壁に沿って（図６の紙面奥又は手前方向に）走行装置２３で移動し、荷下ろしあるいは積み込みの位置を変更しながら荷役作業を行っている。

次に、このクレーン１Ｘの地震発生時の動作について説明する。地震発生時には、免震装置２Ｘを固定していたせん断ピン等が破断し、免震装置２Ｘが作動する。免震装置２Ｘは、地表面の振動からクレーン１Ｘを絶縁する効果を有する。この免震装置２Ｘは、クレーンの重量を支持し、且つ、水平方向（例えば横行方向ｘ）に変形することが求められる。

図７乃至９を参照して免震装置２Ｘについて説明する。図７Ａに、通常時の免震装置２Ｘの側面図を示す。免震装置２Ｘは、ゴム材料と鋼板を交互に積層した積層ゴム３と、天板５と、底板６を有している。図７Ｂに、積層ゴム３の平面視における天板側投影と底板側投影が完全に重なっている状態を示す。つまり、積層ゴム３は、この斜線部で示した支持領域Ｓでクレーンの重量を支持している。なお、Ｃは免震装置２Ｘの中心線を示している。また、積層ゴム３の平面における直径は、４００〜７００ｍｍ程度である。

図８Ａに、地震発生時の免震装置２Ｘの側面図を示す。積層ゴム３は、外力Ｆ１（地震力）により変形する。図８Ｂに、天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂの一部が重なっている状態を示す。この積層ゴム３は、実質的には斜線で示した支持領域Ｓでクレーンの重量を支持している。つまり、免震装置２Ｘでクレーンの重量を支持するために、この支持領域Ｓの面積は一定以上確保する必要がある。なお、Ｌ１は、免震装置２Ｘのスライド長さを示している。このスライド長さＬ１は、最大で３００ｍｍ程度となっている。従来の岸壁クレーン１Ｘは、上記の免震装置２Ｘにより、免震効果を得ている。また、Ｃ_Ｔは天板側中心線、Ｃ_Ｂは底板側中心線を示している。

平成１８年５月の港湾法改正により、岸壁及びクレーンの耐震性評価基準が変更され、場所によってはクレーンの吸収すべき海陸方向の水平方向変形量が、±１０００ｍｍ程度
要求される場合もでてきた。この基準に対応するにあたり、上記の免震装置２Ｘを搭載したクレーン１Ｘは、いくつかの問題点を有している。

第１に、水平方向変位を大きくするためにバネ定数の小さなゴム材料、すなわち柔らかいゴム材料を用いた場合、通常時、図７Ｂの如く積層ゴム３の天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが完全に重なった状態でも、積層ゴムの鉛直耐荷重が小さく、クレーン自重を支えきれなくなるという問題を有している。

第２に、積層ゴムの高さを高くして大きな水平方向変位に対応する場合、積層ゴム３の天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが完全にずれてしまい、クレーン自重による垂直荷重を支えきれないという問題を有している。この状態を、図９を参照して説明する。図９Ａに、大規模地震発生時の免震装置２Ｘの側面図に示す。図９Ｂに、天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが一切重なっていない状態を示す。大規模地震が発生した際には、外力Ｆ２が大きくなり、これに伴いスライド長さＬ２が大きくなり（例えば３００ｍｍ以上）、支持領域Ｓが形成されない。そのため、免震装置２Ｘは、クレーンの重量を支持することができず、免震装置２Ｘに転倒モーメントＭが発生する。つまり、この免震装置２Ｘでは、大規模地震に対応することができない。

第３に、積層ゴム３の直径を大径化した場合、地震時の鉛直耐荷重制限により積層ゴム３を設計するため、通常時は必要以上に大きな鉛直耐荷重を有し、無駄の多い設計となってしまう問題を有している。図１０に、直径を大径化した積層ゴム３Ｙを有する免震装置２Ｙを示す。この免震装置２Ｙは、大規模地震時の水平方向変位（スライド長さＬ２）が生じても、天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが重なり合う部分（支持領域Ｓ）を得ることができるので、クレーン自重による鉛直荷重を支持することができ、転倒モーメントが発生しない。

しかしながら、天板側投影と底板側投影が重なり合う部分（支持領域Ｓ）の面積だけでクレーン自重による鉛直荷重を支持できるように積層ゴム３Ｙを選定する必要がある。通常時、すなわち天板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが完全に一致する場合の鉛直耐荷重は、クレーン自重による鉛直荷重の３〜５倍程度となり非常に無駄の多い設計となる。

第４に、積層ゴムの大径化が実現したとしても、免震装置が大型となり、クレーンの重量が増加してしまうという問題を有している。これは、積層ゴムの大径化により、ゴム材料及び鋼板の重量が増加してしまうためである。クレーンは、岸壁の強度との関係から、重量増加に大きな制限があるため、たとえ、上記の免震装置を構成できたとしても、港湾等のコンテナターミナルで採用することが困難となる。

特開２００１−３３５２８２号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、積層ゴムで構成した免震装置を有する岸壁クレーンにおいて、大規模地震に対応できる岸壁クレーンを提供することである。特に、スライド長さが±１０００ｍｍ以上の免震装置を有した岸壁クレーンを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る岸壁クレーンは、免震装置を有する岸壁クレ
ーンにおいて、前記免震装置が、鋼板とゴム材料を積層して構成した積層ゴムと、補助支持機構を有しており、前記補助支持機構が、前記免震装置の天板側又は底板側の一方に固定した支持体と、他方に固定した接触板を有しており、前記補助支持機構を構成する前記支持体と前記接触板が、少なくとも地震発生時に接触し、前記補助支持機構が前記岸壁クレーンの重量を支持することを特徴とする。

この構成により、岸壁クレーンは、大規模地震に対して十分な免震効果を得ることができる。これは、地震発生時に、補助支持機構がクレーンの重量の一部又は全部を支持できるからである。つまり、積層ゴムが耐荷重性能を発揮できない状態まで変形した場合であっても、免震装置は岸壁クレーンの重量を支持することができるため、転倒等の事故の発生を防止することができる。

上記の岸壁クレーンにおいて、前記補助支持機構を構成する前記支持体と前記接触板が、通常時は接触しておらず、地震発生時にのみ接触するように構成したことを特徴とする。この構成により、免震装置の製造コストを抑制することができる。これは、補助支持機構が、地震発生時のみ、岸壁クレーンの重量を支持できる強度を有していればよいからである。

上記の岸壁クレーンにおいて、前記支持体が、円柱状の回転面を有するローラ型支持体、又は球体状の回転体を有する球面支持体、又は摺動面を有する摺動型支持体の少なくとも１つで構成したことを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。

上記の岸壁クレーンにおいて、前記補助支持機構が、前記岸壁クレーンの横行方向が長手方向となる接触板と、前記接触板の延長線上に配置した前記ローラ型支持体を有していることを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る岸壁クレーンによれば、積層ゴムで構成した免震装置を有する岸壁クレーンにおいて、大規模地震に対応できる岸壁クレーンを提供することができる。特に、スライド長さが±１０００ｍｍ以上の免震装置を有した岸壁クレーンを提供することができる。

本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンの免震装置を示した図である。本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンの免震装置を示した図である。本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンの免震装置を示した図である。本発明に係る異なる実施の形態の岸壁クレーンの免震装置を示した図である。本発明に係る異なる実施の形態の岸壁クレーンの免震装置を示した図である。従来の岸壁クレーンの概略を示した図である。従来の免震装置を示した図である。従来の免震装置を示した図である。従来の免震装置を示した図である。積層ゴムの直径を大径化した免震装置を示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンについて、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の岸壁クレーン１の免震装置２を示す。免震装置２は
、ゴム材料と鋼板を交互に積層した積層ゴム３と、補助支持機構４Ａと、天板５と、底板６を有している。この補助支持機構４Ａは、底板側に設置したローラ型支持体７Ａ（支持体７）と、天板側に設置した接触板８を有している。なお、補助支持機構４Ａは、天板５側にローラ型支持体７Ａを設置し、底板６側に接触板８を設置して構成してもよい。また、免震装置２の走行方向ｙ（クレーンの走行方向）の変形は、リンク機構９等の設置により拘束している。

図２Ａに、通常時の免震装置２の側面図を示す。図２Ｂに、板側投影Ｓ_Ｔと底板側投影Ｓ_Ｂが完全に重なり、支持領域Ｓでクレーン１の重量を支持している様子を示す。このとき、補助支持機構４Ａを構成するローラ型支持体７Ａと接触板８は、接触していない状態である。又は、接触していたとしても、ローラ型支持体７Ａ及び接触板８に荷重がかかっていない状態とすることが望ましい。なお、Ｃは、免震装置２の中心線を示している。

図３Ａに、大規模地震発生時の免震装置２の側面図を示す。図３Ｂは、大規模地震の発生により、免震装置２のスライド長さＬ２が大きくなり、支持領域Ｓを形成していない状態を示している。このとき、クレーン１の重量は、ローラ型支持体７Ａ及び接触板８で構成する補助支持機構４Ａで支持している。

次に、免震装置２の動作について説明する。免震装置２において、通常時は、ローラ型支持体７Ａと接触板８は接触していない状態である（図２参照）。免震装置２において、地震発生時に、天板５が底板６に対して移動すると、ローラ型支持体７Ａと接触板８が接触する。このとき、積層ゴム３及び補助支持機構４Ａ（ローラ型支持体７Ａ及び接触板８）がクレーン１の重量を支持する。更に、天板５のスライド長さが増加した場合は、補助支持機構４Ａがクレーンの重量の全てを支持する（図３参照）。

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、従来と同様の直径の積層ゴムを有する免震装置であっても、大規模地震に対して十分な免震効果を得ることができる。これは、大規模地震発生時には、補助支持機構７Ａ（ローラ型支持体７Ａ及び接触板８）が、積層ゴム３に代わってクレーン１の重量を支持するためである。よって、転倒モーメントＭの発生を防止することができる。

第２に、通常時は、補助支持機構４Ａを構成するローラ型支持体７Ａと接触板８に、荷重がかからない構成により、低コストで、スライド長さＬの長い免震装置２を提供することができる。これは、補助支持機構４Ａは、地震時のみクレーン１の荷重を支持できる程度の強度でよいためである。また、メンテナンスコストを削減することができる。これは、補助支持機構４Ａは、通常時にクレーン１の重量がかからず、ローラ支持体７や接触板８の劣化損傷は最小限にとどめられる上、点検及び交換作業が容易に行えるためである。

なお、接触板８を設置せず、天板５又は底板６に、ローラ型支持体７Ａに接触させるように構成することもできる。

図４に、本発明に係る異なる実施の形態の岸壁クレーンの免震装置２Ｂを示す。この免震装置２Ｂの補助支持機構４Ｂは、支持体７を球面支持体７Ｂとし、天板５を接触板８として利用するように構成している。この球面支持体７Ｂを、積層ゴム３の横行方向ｘ及び走行方向ｙにそれぞれ設置している。なお、免震装置２Ｂは、リンク機構９等による横行方向ｘの拘束を行っていない。つまり、積層ゴム３は、横行方向ｘ及び走行方向ｙに自由に変形することができる。

地震発生時に、底板６に対して天板５が移動し、この移動により接触板８（天板５）と球面支持体７Ｂが接触する。このとき、クレーン１の重量を、接触板８（天板５）及び球
面支持体７Ｂで構成した補助支持機構４Ｂで支持する。この構成により、クレーン１は、横行方向ｘの振動に加えて、走行方向ｙの振動に対しても免震効果を得ることができる。なお、天板５に接触板８を設置してもよい。また、天板５側に球面支持体７Ｂを設置する構成としてもよい。

図５に、本発明に係る異なる実施の形態の岸壁クレーンの免震装置２Ｃを示す。この免震装置２Ｃの補助支持機構４Ｃは、支持体７を摺動型支持体７Ｃとし、天板５を接触板８として利用するように構成している。この摺動型支持体７Ｃは、例えばナイロン等の樹脂で構成した摺動部材１１を有している。また、この摺動型支持体７Ｃは、接触板８（天板５）が横行方向ｘ及び走行方向ｙに移動した際に、接触するように配置する。例えば、図５に示す様に、接触板８（天板５）を囲うように構成することができる。また、図４に示した球面支持体７Ｂと同様に、横行方向ｘ及び走行方向ｙにそれぞれ配置してもよい。この構成により、免震装置２Ｃは、球面支持体７Ｂを利用した免震装置２Ｂと同様の作用効果を得ることができる。

以上のように、免震装置２に支持体７（ローラ型支持体７Ａ、球面支持体７Ｂ及び摺動型支持体７Ｃ）と、接触板８（天板５又は底板６を利用する場合を含む）を有する補助支持機構４を設置する構成により、大規模地震に対応可能な免震クレーン１を提供することができる。なお、免震装置２は、岸壁クレーン１の走行装置２３と脚構造物２０の間以外にも、脚構造物２０の中間点等に設置することもできる。

１岸壁クレーン、クレーン
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ免震装置
３積層ゴム
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ補助支持機構
５天板
６底板
７支持体
７Ａローラ型支持体
７Ｂ球面支持体
７Ｃ摺動型支持体
８接触板

Claims

免震装置を有する岸壁クレーンにおいて、
前記免震装置が、鋼板とゴム材料を積層して構成した積層ゴムと、補助支持機構を有しており、
前記補助支持機構が、前記免震装置の天板側又は底板側の一方に固定した支持体と、他方に固定した接触板を有しており、
前記補助支持機構を構成する前記支持体と前記接触板が、少なくとも地震発生時に接触し、前記補助支持機構が前記岸壁クレーンの重量を支持することを特徴とする岸壁クレーン。
前記補助支持機構を構成する前記支持体と前記接触板が、通常時は接触しておらず、地震発生時にのみ接触するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の岸壁クレーン。
前記支持体が、円柱状の回転面を有するローラ型支持体、又は球体状の回転体を有する球面支持体、又は摺動面を有する摺動型支持体の少なくとも１つで構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の岸壁クレーン。
前記補助支持機構が、前記岸壁クレーンの横行方向が長手方向となる接触板と、前記接触板の延長線上に配置した前記ローラ型支持体を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の岸壁クレーン。