JP2012067521A - 竪管施工用ガイド部材および竪管施工方法 - Google Patents

竪管施工用ガイド部材および竪管施工方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数本の管材を直列に接合して竪管を施工するにあたり、建物内を上昇させられる管材の上端がスラブに当たらないようにする。
【解決手段】複数階層建物51において2以上の管材1を直列に接合して竪管50を施工するにあたり、管材1の上端にガイド部材10を装着し、上層から吊り下げたワイヤー3(4)で管材1を吊り上げ、当該吊り上げられた管材1を建物51に固定し、次いで、次の管材1の上端にガイド部材10を装着し、前記建物51に固定された管材1の中を通して吊り下げたワイヤー3(4)で当該次の管材1を吊り上げ、当該吊り上げられた次の管材1の上端を前記建物51に固定された管材1の下端に接合して当該次の管材1を建物51に固定し、以後同様にして2以上の管材1を直列に接合して竪管50を施工する。
【選択図】図2

Description

本発明は、複数階層建物に竪パイプや竪ダクトなど(以下、これら竪パイプや竪ダクトなどを総称して「竪管」という)の施工に用いられるガイド部材と、該ガイド部材を用いた竪管施工方法に関する。
従来、例えば高層建物に竪管を施工する方法として、本出願人は特許文献1の竪管施工方法を開示している。この特許文献1の竪管施工方法によれば、建物の上層階から1本ずつ吊り上げた複数の管材を直列に接合でき、少ない労力で竪管を施工できるといった利点がある。しかしながら、この竪管施工方法は1系統の竪管を構成する全部の管材をまとめて吊り上げる能力を持った駆動機構(タワークレーンなど)が必要となる。
そこで、管材を1本ずつ揚重して竪管を施工する方法として、本出願人は特許文献2の竪管施工方法を開示している。この特許文献2の竪管施工方法よれば、管材を常に一つずつ揚重することにより、揚重能力の低い駆動機構でも施工が可能となる。
特公平1−56310号公報 特許第4369025号公報
上述したように管材を1本ずつ揚重して施工する場合、管材を高層建物の各階のスラブに形成された竪管スペースに通す際に、管材の上端がスラブに当たらないように注意しなければならない。管材を揚重する途中で管材の上端がスラブに引っかかってしまうと管材が傾いてしまい工事に支障をきたす心配がある。
従って本発明の目的は、複数本の管材を直列に接合して竪管を施工するにあたり、建物内を上昇させられる管材の上端がスラブに当たらないようにすることにある。
この目的を達成するため、本発明によれば、複数階層建物において2以上の管材を直列に接合して竪管を施工する方法に用いられるガイド部材であって、管材の上端に装着自在な保持部と、前記保持部を管材の上端に装着した際に、管材の上端から上方に突出し、かつ、上方に行くほど管材の中心に向かうように傾斜したガイド面を有することを特徴とする、ガイド部材が提供される。
また、本発明によれば、複数階層建物において2以上の管材を直列に接合して竪管を施工するにあたり、管材の上端に本発明のガイド部材を装着し、上層から吊り下げたワイヤーで管材を吊り上げ、当該吊り上げられた管材を建物に固定し、次いで、次の管材の上端に本発明のガイド部材を装着し、前記建物に固定された管材の中を通して吊り下げたワイヤーで当該次の管材を吊り上げ、当該吊り上げられた次の管材の上端を前記建物に固定された管材の下端に接合して当該次の管材を建物に固定し、以後同様にして2以上の管材を直列に接合して竪管を施工することを特徴とする、竪管の施工方法が提供される。
なお、管材の下端をワイヤーに支持して吊り上げるにあたり、管材の下端を支持する支持プレートを用いても良い。その場合、前記支持プレートの両隅部には、管材の下端を係合させる係合部が設けられ、前記支持プレートの頂部には、ワイヤーを吊り下げる孔が設けられ、前記支持プレートの中央には開口部が設けられていても良い。また、管材の下端をワイヤーに支持して吊り上げるにあたり、管材の防止するための揺れ防止部材を用いても良い。その場合、前記揺れ防止部材は、管材の内部に挿入自在な柱状部を有しても良い。
本発明によれば、複数本の管材を直列に接合して竪管を施工するにあたり、建物内を上昇させられる管材の上端がスラブに当たることが防止され、工事を円滑に行うことができる。また、管材を常に一つずつ揚重しているので、ワイヤー等を巻き上げる力はほぼ管材一つ分あれば足り、なるべく小さい力で竪管を施工することができ、揚重能力の低い駆動機構でも施工が可能となる。
管材の斜視図である。 ガイド部材、揺れ防止部材、支持プレートを管材に取り付けた状態の説明図である。 ガイド部材の正面図である。 ガイド部材の外側面図である。 揺れ防止部材の斜視図である。 支持プレートの正面図である。 管材の上下端を接続する接合部材の斜視図である。 接合部材の使用状態の説明図である。 管材をスラブに固定する固定部材の斜視図である。 固定部材の使用状態の説明図である。 建物内においてワイヤーを下降させる状態の説明図である。 1本目の管材の吊上げを開始した状態の説明図である。 1本目の管材の吊上げを終了した状態の説明図である。 2本目の管材の吊上げを開始した状態の説明図である。 2本目の管材の吊上げを終了した状態の説明図である。 建物内に竪管が施工された状態の説明図である。
以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照にして説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図1に示すように、管材1は、例えば鋼管からなり、両端が開口した中空の円筒形状をなしている。管材1の高さ(長さ)は、この実施の形態においては、後述する建物51の各階層の高さ(一階分の高さ)にほぼ等しい。
管材1の外側面には、複数の突起2が同じ高さに設けられている。後述するように、これら突起2は、一番目の管材1を建物51の上層のスラブ52に固定する際に利用される。
図2に示すように、ワイヤー3(および中間ワイヤー4)によって管材1を吊上げる場合、管材1にはガイド部材10と揺れ防止部材11と支持プレート12が取り付けられる。なお説明のため、図2では管材1を縦方向に切断した断面図を示している。
図3、4に示すように、ガイド部材10は、下半部が保持部15に形成され、上半部がガイド部16に形成されている。保持部15には、下端が開放された鉛直方向に伸びるスリット状の溝17が設けられている。この溝17の幅は、管材1の肉厚よりも僅かに大きく設定されている。図2に示すように、この溝17に管材1の上端を差し込むことにより、管材1の上端にガイド部材10を装着することができる。ガイド部材10は、鉄板を溶接して製作することができる。
ガイド部16の外側面は、鉛直方向(スリット状の溝17の伸びる方向)に対して傾斜したガイド面18になっている。図2に示すように、管材1の上端にガイド部材10を装着した際に、ガイド部16は管材1の上端から上方に突出し、かつ、ガイド面18が上方に行くほど管材1の中心に向かうように傾斜した状態とすることができる。
図5に示すように、揺れ防止部材11は円柱形状の柱状部20の上下面の中央にリング金具21、22を取り付けた構成である。柱状部20の直径は、管材1の内径よりも僅かに小さく設定されており、図2に示すように、揺れ防止部材11を管材1の内部に挿入することができる。リング金具21、22には、ナットが一体的に取り付けられている。図5に示すように、柱状部20の中央を上下に貫通して設けられた孔にねじ棒23を通し、このねじ棒23の上下端に、リング金具21、22に一体的に設けられたナットを取り付けることにより、柱状部20の上下面の中央にリング金具21、22が固定されている。なお後述するように、柱状部20の上面のリング金具21にはワイヤー3の下端が接続され、下面のリング金具22には中間ワイヤー4の上端が接続される。
図6に示すように、支持プレート12は、略三角形の形状をした平板であり、例えば鋼板などからなる。支持プレート12の底部両隅には、図2に示すように、管材1の下端を係合させるための一対の凹部25、25が設けられている。支持プレート12の頂部には、孔26が設けられており、図2に示すように、この孔26に中間ワイヤー4の下端が接続される。また、支持プレート12の中央には開口部27が設けられている。図2に示すように、この開口部27に通した補助ロープ28を管材1の下端から下方に垂らすことにより、ワイヤー3(および中間ワイヤー4)で吊り下げた管材1を容易にガイドできるようになっている。
図7、8に示す接合部材30は、上下に直列に配列された2つの管材1、1の上下端を接続する際に用いられる。接合部材30は、円筒の一部を切断した略C型の断面形状を有するクランプ部31を備えており、このクランプ部31の両端には、隙間を持って互いに対向するように配置された平板形状の固定片32、32がそれぞれ形成されている。固定片32は、クランプ部31の両端に平板を溶接しても良く、あるいは、冷間鍛造等でクランプ部31の両端に固定片32一体成形しても良い。各固定片32には、ボルト33を通すための孔34が設けられている。図8に示すように、上の管材1の下端の周囲に接合部材30のクランプ部31を外側から巻きつけ、固定片32の孔34に通したボルト33にナット35を係合させて、ボルト33とナット35を締め付けることにより、上の管材1の下端に接合部材30を取り付けることができる。
クランプ部31の外面には、下方に突出するプレート部36が複数箇所に取り付けられている。各プレート部36には、クランプ部31の下方において内側に向かって突出自在なねじ37が取り付けてある。各ねじ37の突出長さは、ねじ37を回すことにより、容易に調整することができる。図8に示すように、上下に直列に配列された2つの管材1、1の上下端を突き合わせた状態で上の管材1の下端に接合部材30を取り付けた場合、プレート部36がクランプ部31の下方に突出していることにより、各ねじ37の先端が下の管材1の上端の周囲に向かって突出した状態となる。
そして、上の管材1の下端に接合部材30を取り付けて、各ねじ37を内側に突出させ、各ねじ37の先端で下の管材1の上端の周囲を押さえることにより、上下に直列に配列された2つの管材1、1の上下端を接合した状態を保持することができる。この場合、各ねじ37の突出長さを適宜調整することにより、上下に直列に配列された2つの管材1、1の中心軸同士を一致させ、上下端をずらさずに密着させて接合させることができる。
図9、10に示す一対の固定部材40、40は、管材1をスラブ52に固定する際に用いられる。これら一対の固定部材40、40には、半円形状のクランプ部41がそれぞれ設けてあり、各クランプ部41の両端には、平板形状の固定片42、42がそれぞれ形成されている。固定片42、42は、スラブ52に形成されたスペース53よりも外側に突出する十分に大きい長さを有している。固定片42は、各クランプ部41の両端に平板を溶接しても良く、あるいは、冷間鍛造等で各クランプ部41の両端に固定片42を一体成形しても良い。各固定片42には、ボルト、ナットあるいはリベットなどからなる締結具43を通すための孔44が設けられている。
図10に示すように、管材1の周囲を一対の固定部材40、40のクランプ部41同士で囲み、固定片42の孔44に通した締結具で一対の固定部材40、40を一体的に固定することによって、管材1の周囲に一対の固定部材40、40を一体的に取り付けることができる。
なお、このように管材1の周囲に一対の固定部材40、40を取り付ける場合、図10に示すように、管材1の外側面に設けられた複数の突起2が固定部材40(クランプ部41)よりも上になるようにする。これにより、突起2を固定部材40(クランプ部41)の上に乗せた状態で管材1を固定部材40を支持することができ、スラブ52の上面に固定部材40を乗せることによって、管材1を落下させずに支持できるようになる。
図11〜16は、竪管50が施工される建物51の一部を模式的に示している。なお、これら図11〜16では、建物51の一部として、n階からn+4階の階層に渡って竪管50を施工する場合について説明する。建物51の各階の床(天井)となるスラブ52には、竪管50を設けるためのスペース53が、垂直方向にそろって形成されている。以下に順を追って説明するように、各階層のスペース53に渡って、竪管50が垂直に組み立てられる。
先ず、図11に示すように、建物51のn階の床(スラブ52)の上に、必要本数の管材1が搬入される。なお、管材1の搬入は図示しない台車などを利用して適宜行われる。
また一方、図11に示すように、建物51のn+4階の天井となるスラブ52(n+5階の床となるスラブ52)に、管材1を吊り上げるためのウインチ55が設置される。この場合、例えば建物51のn+4階の天井となるスラブ52の上に適当なフレーム56を乗せ、n+4階の天井となるスラブ52に形成されたスペース53を利用してウインチ55を吊り下げることができる。
また、ウインチ55から垂れ下げたワイヤー3を各階層のスペース53に通して下降させ、ワイヤー3の下端を建物51のn階まで下降させる。この場合、図11に示すように、ワイヤー3の下端を揺れ防止部材11の上面のリング金具21に接続する。更に、揺れ防止部材11の下面のリング金具22に中間ワイヤー4の上端を接続する。また、中間ワイヤー4の下端を支持プレート12の頂部の孔26に接続する。また、支持プレート12の中央の開口部27に補助ロープ28を結び、補助ロープ28を下方に垂らした状態にする。なお、ワイヤー3の下降は、ワイヤー3、揺れ防止部材11、支持プレート12および補助ロープ28を一体的に吊り下げ、それらの自重を利用して行うことができる。
そして、図12に示すように、建物51のn階おいて、ワイヤー3の下端に1本目の管材1を吊り上げられる状態にする。この場合、管材1の内部に揺れ防止部材11を挿入し、中間ワイヤー4に接続した支持プレート12の底部両隅の凹部25、25に管材1の下端を係合させ、管材1を吊り上げられる状態にする。なお、管材1の下端に支持プレート12を取り付けるに際しては、図11に示したように中間ワイヤー4の下端に接続されていた支持プレート12を一旦取り外し、管材1の内部に上から中間ワイヤー4を通した後、管材1の下端から突出させた中間ワイヤー4の下端に支持プレート12を接続すると良い。なお、先に図12で説明したようにワイヤー3を建物51のn階まで下降させる場合、ワイヤー3に揺れ防止部材11と中間ワイヤー4までを接続してn階まで下降させた後、ワイヤー3の下端に1本目の管材1を吊り下げる際に支持プレート12を接続しても良い。
また、このように建物51のn階おいてワイヤー3の下端に(揺れ防止部材11および中間ワイヤー4を介して)1本目の管材1を吊り下げる一方で、先に図2等で説明したように、管材1の上端にガイド部材10を装着してガイド部16を上方に突出させ、ガイド面18が上方に行くほど管材1の中心に向かうように傾斜した状態にする。
次に、ウインチ55を稼働させ、ワイヤー3を巻き上げる。これにより、ワイヤー3の下端に吊り下げられた管材1は、建物51の各階層のラブ52に形成されたスペース53を順次通過して、建物51内を上昇していく。
なお、このように建物51内において管材1を上昇させる際には、管材1の上端にガイド部材10が装着されているため、管材1の上端がスラブ52の下面に直接当たることない。また、管材1の上端にはガイド部材10のガイド部16が上方に突出して、ガイド面18が上方に行くほど管材1の中心に向かうように傾斜した状態となっているため、各階層のスラブ52に形成されたスペース53を管材1の上端が通過する際には、ガイド面18がスペース53の内縁で案内されて、管材1の上端がスペース53に円滑に案内される。これにより、建物51内において管材1を上昇させる作業を良好に行うことができる。
また、管材1を上昇させる場合、各階層にて作業員が管材1の外面を直接押したり、あるいは、管材1の下端から下方に垂れている補助ロープ28を引っ張ることにより、管材1を案内してやると良い。そうすれば、管材1は途中で引っかかることなく、各階層のスラブ52に形成されたスペース53を円滑に通過していくようになる。
また、このように建物51内において管材1を吊り上げる際には、管材1の内部に揺れ防止部材11が挿入されていることにより、管材1は傾くことなく垂直な姿勢を保つことができる。これにより、管材1をほぼ垂直の姿勢に保ったまま吊り上げることができ、揚重時に管材1が横振れしてスラブ52などを損傷することを防止できる。
こうして横振れを防止しながら途中でスラブ52に引っかけることなく、図13に示すように、一本目の管材1を建物51のn+4階まで上昇させたら、一本目の管材1をn+4階の床となるスラブ52に固定する。この場合、図9、10で説明したように、n+4階まで上昇させた管材1の周囲に一対の固定部材40、40を一体的に固定し、管材1の外面に設けられた突起2を固定部材40の上に乗せた状態にする。そして、n+4階の床となるスラブ52の上面に固定部材40を乗せることによって、一本目の管材1を落下させずにスラブ52に支持することができる。なお、固定部材40は、両端の固定片42、42がスラブ52に形成されているスペース53よりも外側に突出する十分に大きい長さになっているので、管材1をスペース53に通した状態で、n+4階の床となるスラブ52に対してしっかりと管材1を支持しておくことができる。
このように固定部材40を用いて一本目の管材1をn+4階に固定したら、ウインチ55を稼働させることにより、n+4階に固定された一本目の管材1の中を通してワイヤー3を(揺れ防止部材11等を取り外さず一体のまま)再び下降させ、ワイヤー3の下端を建物51のn階まで下降させる。なお、ワイヤー3を下降させる場合、先に図11で説明した場合と同様に、ワイヤー3の下端に揺れ防止部材11、中間ワイヤー4、支持プレート12および補助ロープ28を取り付けた状態のまま、下降させることができる。
そして、図14に示すように、建物51のn階おいて、前述と同様に2本目の管材1の内部に揺れ防止部材11を挿入し、中間ワイヤー4に接続した支持プレート12の底部両隅の凹部25、25に2本目の管材1の下端を係合させ、2本目の管材1を吊り上げられる状態にする。なお、2本目の管材1を吊り上げられる状態にする際には、建物51のn階おいて、中間ワイヤー4の下端に接続されていた支持プレート12を一旦取り外し、2本目の管材1の内部に上から中間ワイヤー4を通した後、管材1の下端から突出させた中間ワイヤー4の下端に支持プレート12を接続すると良い。こうして、2本目の管材1にガイド部材10、揺れ防止部材11、支持プレート12を取り付けてワイヤー3で吊り上げられる状態にする。
また、このように建物51のn階おいてワイヤー3の下端に2本目の管材1を吊り上げられる状態にする一方で、先に図2等で説明したように、2本目の管材1の上端にガイド部材10を装着してガイド部16を上方に突出させ、ガイド面18が上方に行くほど2本目の管材1の中心に向かうように傾斜した状態にする。なお、管材1を立て起こす場合、管材1の下に台車を挿入し、ウインチ55の稼動と同期して台車を移動させながら管材1を徐々に立てていくと良い。
次に、図15に示すように、ウインチ55を稼働させてワイヤー3を巻き上げ、ワイヤー3の下端に吊り下げられた2本目の管材1をスペース53を順次通過させて、建物51のn+3階まで上昇させる。なお、このように2本目の管材1を上昇させる場合も同様に、横振れを防止しながら途中でスラブ52に引っかけることなく管材1を持ち上げることができる。
そして、2本目の管材1の上端からガイド部材10を取り外し、先に建物51のn+4階に固定した1本目の管材1の下端に、この吊り上げた2本目の管材1の上端を密着させる。そして、1本目の管材1の下端と2本目の管材1の上端を、例えば溶接等の手段によって接合し、1本目の管材1と2本目の管材1を上下に直列に接続する。
このように上下に直列に配列された2つの管材1、1を接合する場合、先に図7、8で説明したように、上の管材1(1本目の管材1)の下端に接合部材30を取り付け、各ねじ37を内側に突出させて下の管材1(1本目の管材1)の上端の周囲を押さえることにより、上下に直列に配列された2つの管材1、1の中心軸同士を一致させ、上下端をずらさずに密着させた状態を保持することができる。そして、このように位置合わせした状態で溶接等を行うことにより、2つの管材1、1を一直線上に接続することが可能となる。
そして、以後同様にして、管材1を順次一つずつ吊り上げて一直線上に接続していく。こうして図16に示すように、複数の(図示の形態では4本の)管材1を順次接合することにより、建物51内において、n階からn+4階の階層に渡って竪管50を施工することができる。なお、このように竪管50の施工を終了した後、ウインチ55やフレーム56は適宜分解等して撤去すると良い。
この実施の形態にあっては、横振れを防止しながら途中でスラブ52に引っかけることなく管材1を持ち上げることができることに加え、管材1は常に一つずつ揚重されるので、ウインチ55の吊り上げ能力はほぼ管材1一つ分あれば足り、なるべく小さい設備で竪管50を施工することが可能となる。
また、この実施の形態で示したように、管材1の長さ(高さ)を建物51の各階層の高さ(一階分の高さ)にほぼ等しく設定すれば、上下に直列に配置された管材1を建物51の各階層において溶接することができ、作業がしやすい。
なお、管材1はn+4階の床となるスラブ52のみで固定する必要はなく、他の階においても管材10を固定しても良い。そうすれば、施工された竪管50が建物51に対して複数箇所で固定され、地震等にも考慮が図られ、安定した竪管50が構築される。あるいは、他の階では、固定部材40の代わりに振れ止めとしてUボルトなどを管材1の周囲に取り付けても良い。このように管材1の周囲に取り付けておけば、万が一n+4階で管材1を固定している固定部材40が外れたような場合でも、他の階においてUボルトで管材1の落下を防止することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態の一例を説明したが、本発明はここに示した形態に限定されない。本発明は、竪パイプや竪ダクトなどを建物の任意の階(地階も含む)からそれよりも上層の階層まで組み立てる場合に適用できる。また、管材1は、スパイラルダクトのような円形の断面形状を持つダクト部材や円パイプ、角パイプなどであっても良い。また、本発明は建物を新築する場合だけでなく、既設の建物での竪管の更新にも有利に適用できる。
本発明は、竪管の施工に有用である。
1 管材
2 突起
3 ワイヤー
4 中間ワイヤー
10 ガイド部材
11 揺れ防止部材
12 支持プレート
15 保持部
16 ガイド部
17 スリット状
18 ガイド面
20 柱状部
21、22 リング金具
25 凹部
26 孔
27 開口部
30 接合部材
31 クランプ部
32 固定片
33 ボルト
34 孔
35 ナット
36 プレート部
37 ねじ
40 固定部材
41 クランプ部
42 固定片
43 締結具
44 孔
50 竪管
51 建物
52 スラブ
53 スペース
55 ウインチ
56 フレーム

Claims (4)

  1. 複数階層建物において2以上の管材を直列に接合して竪管を施工する方法に用いられるガイド部材であって、
    管材の上端に装着自在な保持部と、
    前記保持部を管材の上端に装着した際に、管材の上端から上方に突出し、かつ、上方に行くほど管材の中心に向かうように傾斜したガイド面を有することを特徴とする、ガイド部材。
  2. 複数階層建物において2以上の管材を直列に接合して竪管を施工するにあたり、
    管材の上端に請求項1のガイド部材を装着し、上層から吊り下げたワイヤーで管材を吊り上げ、当該吊り上げられた管材を建物に固定し、
    次いで、次の管材の上端に請求項1のガイド部材を装着し、前記建物に固定された管材の中を通して吊り下げたワイヤーで当該次の管材を吊り上げ、当該吊り上げられた次の管材の上端を前記建物に固定された管材の下端に接合して当該次の管材を建物に固定し、
    以後同様にして2以上の管材を直列に接合して竪管を施工することを特徴とする、竪管の施工方法。
  3. 管材をワイヤーに吊り上げるにあたり、管材の下端を支持する支持プレートを用い、
    前記支持プレートの両隅部には、管材の下端を係合させる係合部が設けられ、
    前記支持プレートの頂部には、ワイヤーを吊り下げる孔が設けられ、
    前記支持プレートの中央には開口部が設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の竪管の施工方法。
  4. 管材の下端をワイヤーに支持して吊り上げるにあたり、管材の防止するための揺れ防止部材を用い、
    前記揺れ防止部材は、管材の上方内部に挿入自在な柱状部を有することを特徴とする、請求項2または3に記載の竪管の施工方法。
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