JP2014111880A - 構造物更新方法及び構造物建設方法並びに新構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術に対して、更なる工期の短縮を実現し、かつ、より多くの構造物の部分を流用可能とすることで、費用を抑えることを可能とした構造物更新方法を提供する。
【解決手段】構造物１を保持しつつ、上方構造物部２と下方構造物部３とに構造物１を分割する。下方構造物部３を撤去する。上方構造物部２を保持しつつ、上方構造物部２の下方に新下方構造物部を配置する。新下方構造物部と上方構造物部２とをつなぎ合わせて、構造物１を更新する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、既存の構造物のうち一部を流用する構造物更新方法、及び、この構造物更新方法によって新構造物を建設する構造物建設方法、並びに、この構造物建設方法によって建設された新構造物に関する。

製鉄所には、焼結鉱とコークスとが装入されて銑鉄を溶製する高炉や、焼結機排ガス処理用の脱硫吸収塔などの設備（適宜、「構造物」ともいう）が建設されており、例えば、３０年などの長期間に亘り、これらの設備が稼動すると、該設備中の内部部材に腐食が著しく進む場合がある。腐食が進んだ内部部材は、所定の剛性を保つことや特定の機能を発揮することが困難になるので、設備の正常な稼動を維持するために、この内部部材を更新する必要が生じる。しかしながら、内部部材単位でその設備を更新すると、設備全体が崩壊する可能性があり、また、工期が長くなるため、長年稼動した設備については、設備単位で全体を更新（改修）することが望ましい。

例えば、高炉の改修方法としては、特許文献１に、高炉炉底に炉内内容物が残存した状態で高炉鉄皮と炉壁とを改修する方法が提案されている。特許文献１には、炉底内容物の解体（掻出）と、炉底レンガ積みなどの炉底の工事が、高炉の改修工程の全体を律することが開示されており、この改修方法では、まず、炉体の炉胸下部付近を、仮ブラケット等により支持し、羽口鉄皮全周を切断し、羽口及び朝顔部鉄皮を解体しかつ撤去する。次いで、その撤去した鉄皮と同様の構成を有し、予め安全天井が取り付けられた環状鉄皮を、その撤去した鉄皮があった部分に据え付けて、その安全天井を境にして、上部の鉄皮と炉壁との解体及び更新、下部の炉底内容物の除去及び炉壁の解体と更新を行なう。これにより、安全天井を移設させずに、１つの位置で改修作業を高炉上部、下部に分割して行なうことを可能としている。更に、特許文献１には、炉底鉄皮が、健全であった場合には、それを流用し得ることも開示されている。

また、高炉に限らない構造物の解体方法としては、例えば、特許文献２には、多層建築物の各柱の切断時に、床面経由で荷重伝達される隣接柱群が相互に重ならない柱を集めた複数の切断グループに分け、特定下層階の各柱の下端にそれぞれジャッキを介装し、このジャッキを用いて、多層建築物を解体する多層建築物のジャッキダウン式解体工法が提案されている。

特開平１−１６８８０３号公報 特開２０１０−２８１０８９号公報

製鉄所では、設備の稼動時間を長くするために設備の休止期間を可能な限り短くし、かつ、低コストで設備を更新することが望ましい。特許文献１に示される更新方法では、適用対象が高炉に限られるし、更には、高炉の一部を流用し、かつ、工期の短縮が可能としているものの、更新される対象の構造物中において、その流用可能である部分が明確である場合に、その部分を流用することを前提にして、構造物を更新することを考慮しておらず、かつ、工期の短縮が不十分である。特許文献２に示すような方法では、構造物を解体するに過ぎず、構造物の一部を流用して構造物を更新することを考慮しておらず、工期を短縮することも考慮していない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来技術に対して、更なる工期の短縮を実現し、かつ、既存の構造物のうち、より多くの部分を流用することで、費用を抑えることを可能とした構造物更新方法、及び、この構造物更新方法によって新構造物を建設する構造物建設方法、並びに、この構造物建設方法によって建設された新構造物を提供することである。

すなわち、上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）構造物を更新する構造物更新方法であって、前記構造物を保持しつつ、上方構造物部と下方構造物部とに、前記構造物を分割し、前記下方構造物部を撤去し、前記上方構造物部を保持しつつ、前記上方構造物部の下方に新下方構造物部を配置して、該新下方構造物部と前記上方構造物部とをつなぎ合わせることを特徴とする構造物更新方法。
（２）前記構造物の周囲に複数の外部支柱を設置し、前記構造物より高い位置で、前記複数の外部支柱の各々をつなぐ外部支持梁を前記複数の外部支柱に設けて、前記外部支持梁に取り付けられた吊り具を用いて、前記上方構造物部を保持することを特徴とする上記（１）に記載の構造物更新方法。
（３）地上に据え付けられている前記下方構造物部を、地上から分離して撤去し、次いで、レールを敷設し、該レール上の台車に前記新下方構造物部を載置し、該新下方構造物部を前記上方構造物部の下方に移動することを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載の構造物更新方法。
（４）前記下方構造物部を複数の撤去ブロックに区画し、前記複数の撤去ブロック毎に、前記下方構造物部を撤去することを特徴とする上記（１）ないし上記（３）のいずれか１項に記載の構造物更新方法。
（５）前記新下方構造物部が少なくとも２つの新構造物ブロックを含んでおり、前記上方構造物部を保持しつつ、該上方構造物部の下方に第１の新構造物ブロックを配置して、該第１の新構造物ブロックと前記上方構造物部とをつなぎ合わせ、前記第１の新構造物ブロックの下方に第２の新構造物ブロックを配置して、該第２の新構造物ブロックと前記第１の新構造物ブロックとをつなぎ合わせることを特徴とする上記（１）ないし上記（４）のいずれか１項に記載の構造物更新方法。
（６）上記（１）ないし上記（５）のいずれか１項に記載の構造物更新方法によって、既存の構造物の上部を流用して新構造物を建設する構造物建設方法。
（７）上記（６）に記載の構造物建設方法によって建設された新構造物。

本発明によれば、構造物を分割することで得られる上方構造物部を新構造物に流用し、かつ、流用する上方構造物部と、新下方構造物部とをつなぎ合わせることで、従来技術に対して、更なる工期の短縮を実現し、かつ、より多くの構造物の部分を流用可能とし、費用を抑えることを可能としている。

外部支柱が設置された構造物を示す概略斜視図である。 移動可能な状態の撤去ブロックを示す概略斜視図である。 上方構造物部と新下方構造物部とをつなぎ合わせる状態を時系列的に示す説明図である。 図１のIV−IV線に沿った矢視断面図である。 構造物柱と新構造物柱をつなぎ合わせる状態を時系列的に示す説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、外部支柱が設置された構造物を示す概略斜視図である。本発明に係る構造物更新方法は、次の２つの工程を備えている。
１．構造物１を保持しつつ、構造物１のうち、流用する上方構造物部２と、該上方構造物部２の下方の、流用することのない下方構造物部３と、の境界となる上下境界線１３に沿って、上方構造物部２と下方構造物部３とに、構造物１を分割して、下方構造物部３を撤去する（分割撤去工程）。
２．上方構造物部２を保持しつつ、撤去された下方構造物部３の代わりに、上方構造物部２の下方に新下方構造物部を配置して、新下方構造物部と上方構造物部２とをつなぎ合わせる（接合工程）。
上記２つの工程の順に、本発明を説明する。

［１．分割撤去工程］
構造物１の内部を調査することで、該構造物１のうち、流用可能な部分が上側であり、流用不可能な部分が下側であることを確認し、この流用可能な部分である上方構造物部２と、流用不可能な部分となる下方構造物部３と、の境界となる上下境界線１３を決める。例えば、構造物１が、下方から未脱硫ガスが流入し、上方から脱硫ガスが排出する脱硫吸収塔である場合には、その脱硫吸収塔の下側部分の内部で、物質の化学反応が特に起こるため、上側部分に比べて下側部分の腐食が著しく該下側部分が流用不可能となり、一方で、脱硫吸収塔の上側部分の内部は比較的健全であるため、上側部分が流用可能となる傾向がある。

構造物１の内部調査では、構造物１の上から順に、構造物１を構成している壁、構造物柱（構造物１自身を支える支柱）、梁などの鋼材厚みや変形量などを測定していく。測定結果を基に、有限要素法（ＦＥＭ解析）による応力計算、耐地震計算をすることにより、例えば、ある部材にかかる応力が一般的な鋼材の許容応力である１４ＭＰａ以下となった位置を上下境界線１３の高さ位置と定める。このようにして、ある適切な応力の閾値が算出（測定）される高さを上下境界線１３の高さ位置と定めてもよい。他の上下境界線１３の定め方としては、強度上に問題が無い箇所であっても上下構造体の接合上困難な構造を有している場合、溶接接合ができない程、部分的に腐食が進んでしまっている場合、例えば、構造物柱の内部的な腐食を発見し、その腐食部分の厚みが、例えば、３ｍｍ以下となる場合には、その箇所を避け、その腐食部分が発見された位置より上側で、後述する構造物柱の溶接接合を容易に行い得る位置を上下境界線１３として定めてもよい。このように、上下境界線１３の高さ位置を決める閾値を、応力でなく、溶接接合の可否で決めることもできる。

下方構造物部３は腐食によって脆くなっている可能性が高いので、後述するように、構造物１を吊り上げたときに、下方構造物部３の何れかの部分が自重で引っ張られて破断する可能性がある。そこで、本実施形態では、その破断する可能性がある部分を、次のようにして把握しておく。［１］まずは、構造物１が吊り上げられた状態を想定して、高さ方向における下方構造物部３の任意の位置に掛かる引張応力を計算しておく。この引張応力は、その任意の位置より下の下方構造物部３の質量から算出し得る。［２］次いで、任意の位置における、引張りに対する許容応力を算出しておく。上記内部調査では、下方構造物部３（上下境界線１３以下の構造物１）を構成している鋼材厚みや変形量を測定してあるので、引張りに対する許容応力を算出し得る。［１］で得られる引張応力が［２］で得られる許容応力を超える下方構造物部３の高さの部分が、破断する可能性がある。

構造物１は地上に据え付けられており、構造物１の周囲には、これより高い外部支柱５が複数設置されている。構造物１より高い位置で、外部支柱５の各々をつなぐ外部支持梁６が、各外部支柱５に設けられている。これらの外部支柱５及び外部支持梁６は、中空構造または中実構造の鋼柱としてもよいし、組立鋼柱とすることも可能である。

外部支持梁６には、吊り具７が複数取り付けられている。吊り具７は、１００ｔを超える高荷重がかかっても破壊されることのない線材７ａと、該線材７ａにつながっている吊り上げ対象に取り付けられる接続部７ｂと、この線材７ａを巻き上げる巻上げ機構とを有している。この巻上げ機構には、更に、駆動装置が設けられており、この駆動装置には、これを制御するコントローラが接続されている。なお、巻上げ機構、駆動装置、及び、コントローラは図示を省略している。

構造物１の上面周縁部１ａ，１ｂには、反力梁１１が設けられており、その端部には、前述の吊り具７の接続部７ｂが据え付けられている。作業者が、前述のコントローラを操作して、吊り具７を用いて、線材７ａを巻き上げることによって、線材７ａを張り詰めた状態にして、構造物１（上方構造物部２）を保持する、また、線材７ａを巻き上げることによって、地上から分離された構造物１を吊り上げるか、巻き上げた線材７ａを解くことによって、構造物１を吊り下げる。構造物１の吊り上げによる曲げ応力に対して、反力梁１１の剛性を高めるために、構造物１の上面を跨るように、天秤梁１２を反力梁１１に複数設けてある。

下方構造物部３を複数の撤去ブロック１４に区画しておくことが好ましい。図１に示す実施形態では、３つの撤去ブロック１４ａ，１４ｂ，１４ｃに下方構造物部３を区画している。上方構造物部２を保持しつつ、第１の撤去ブロック１４ａと第２の撤去ブロック１４ｂと間の第１のブロック境界線１５ａに沿って、下方構造物部３を切断する。切断後には、吊り具７は、上方構造物部２及び下方構造物部３の一部（撤去ブロック１４ｂ，１４ｃ）を空中で保持することになり、下方構造物部３の一部である第１の撤去ブロック１４ａが上方構造物部２から分離される。

下方構造物部３で破断する可能性がある部分のうち、最も高い位置の部分が、上方構造物部２から最初に分離されるブロック（第１の撤去ブロック１４ａ）に含まれるように、下方構造物部３を複数の撤去ブロック１４に区画しておくことが好ましい。構造物１を保持した段階でも、地上に据え付けられる第１の撤去ブロック１４ａには、その自重が地上で支えられるので、引張応力が生じにくい。また、第１の撤去ブロック１４ａを分離した後に、吊り上げられる上方構造物部２及び撤去ブロック１４ｂ，１４ｃには自重による引張応力が生じるが、これらに、破断しやすい部分が含まれていなければ、引張りによって、これらが破断することはない。従って、破断する可能性がある部分のうち、最も高い位置の部分が第１の撤去ブロック１４ａに含まれることが好ましい。

上方構造物部２を保持しつつ、作業者によるガス溶断や、重機などによって、第１の撤去ブロック１４ａを撤去する。図２は、移動可能な状態の撤去ブロックを示す概略斜視図である。図２では、説明のために、図１で、図面上で最も手前に配置されていた外部支柱５の図示を省略しており、構造物１の内部を示すために、側面の壁の一部に関して図示を省略している。

第１の撤去ブロック１４ａを撤去した後に、上方構造物部２の下方の地上にレール１６を敷設する。該レール１６の上を移動可能な台車１７を、上方構造物部２の下方の位置に配置し、上方構造物部２及び下方構造物部３の一部（第２の撤去ブロック１４ｂと第３の撤去ブロック１４ｃ）を下に移動して、その台車１７の上にそれらを載置する。次いで、上方構造物部２を保持しつつ、第２の撤去ブロック１４ｂと第３の撤去ブロック１４ｃとの間の第２のブロック境界線１５ｂに沿って、下方構造物部３を切断する。切断の後、吊り具７は、上方構造物部２及び第３の撤去ブロック１４ｃを保持することになり、第２の撤去ブロック１４ｂが上方構造物部２から分離される。台車１７の上に載置されている第２の撤去ブロック１４ｂを、上方構造物部２の下方の位置から移動する。当然ではあるが、第２の撤去ブロック１４ｂのこの移動は、第２の撤去ブロック１４ｂを撤去したことを意味する。第２の撤去ブロック１４ｂの移動（撤去）と同様にして、上下境界線１３に沿って下方構造物部３を切断した後に、台車１７を用いて、第３の撤去ブロック１４ｃを上方構造物部２の下方の位置から移動する。

上記のように、下方構造物部３を、複数の撤去ブロック１４ａ，１４ｂ，１４ｃに区画して、撤去ブロック毎に下方構造物部３を撤去すれば、各撤去ブロック１４よりサイズおよび質量が大きい下方構造物部３が脱落することの可能性を減らすことになる。それゆえに、作業者の安全を確保することができる。また、上方構造物部２の下方の位置で下方構造物部３を破壊などするよりも、レール１６を用いて撤去ブロック１４を移動することによって、例えば、上方構造物部２の下方の位置とは別の位置で第２の撤去ブロック１４ｂの破壊を行いつつ、上方構造物部２の下方の位置から第３の撤去ブロック１４ｃを移動するというように、異なる複数の作業を並列的に行なうことが可能となる。このため、下方構造物部３を撤去する全体的な工期を短縮することが可能となる。

図１及び図２に示す実施形態では、吊り具７を用いて構造物１または上方構造物部２を保持しているが、本発明はこの形態に限られず、例えば、外部支柱５の側面に、支持ブラケットなどの保持部材を設けて、構造物１または上方構造物部２を保持しつつ、上下方向に移動可能な機構を外部支柱５に設けてもよい。この実施形態では、複数の撤去ブロック１４ａ，１４ｂ，１４ｃに下方構造物部３を区画しているが、本発明は特にこの形態に限定されることはなく、下方構造物部３を複数の撤去ブロックに区画しなくてもよい。例えば、上方構造物部２を保持しつつ、上下境界線１３に沿って構造物１を切断することで、該構造物１を、上方構造物部２と下方構造物部３とに分割した後で、この１つの下方構造物部３を、第１の撤去ブロック１４ａの撤去と同様に、上方構造物部２の下方の位置から移動及び／または撤去しても良い。そのようにする場合には、下方構造物部３自体は、第１の撤去ブロック１４ａより大きいとしても、構造物１を切断（分割）する回数が１回で済む。

上記の実施形態では、レール１６を敷設するタイミングは、第１の撤去ブロック１４ａを撤去した後としているが、本発明はこのタイミングに限られず、例えば、構造物１を切断する前に、上方構造物部２を保持しつつ、下方構造物部３を地上に据え付けている部分を、ガス溶断などで切断した後に、その地上にレール１６を敷設してもよい。上記の実施形態では、上方構造物部２の直下の地上にレール１６を敷設しているが、本発明は特にこの形態に限定されることはなく、レール１６を敷設しなくてもよく、上方構造物部２から分離された下方構造物部３を、上方構造物部２の下方で直接破壊するなどして撤去してもよい。なお、レール１６を敷設しない場合で、敷地に余裕があれば、大型運搬車輌によって下方構造部３を搬出、また、後述する新下方構造物部２１（図３（ｆ）参照）の搬入を行うことも可能である。

図２では、上方構造物部２及び第３の撤去ブロック１４ｃの内部を示しており、これら（構造物１）は、少なくとも、それら自体を支持する複数の構造物柱３１、該構造物柱３１の各々をつなぐ構造物梁、構造物１の壁、更には、その内部が階層構造となっている場合には天井及び床の部材、などから構成される。構造物１を、上方構造物部２と下方構造物部３とに分割する際には、構造物柱３１や壁などの、構造物１を構成する構造部材を上下境界線１３に沿ってガス切断などで切断する必要がある。

［２．接合工程］
図３は、上方構造物部と新下方構造物部とをつなぎ合わせる状態を時系列的に示す説明図である。撤去された下方構造物部３の代わりとなる新下方構造物部２１を準備する。図３では、説明のため、右側の外部支柱５の一部に関して図示を省略している。新下方構造物部２１は、上方構造物部２と同様の構造を有しており、複数の新構造物柱、梁、外壁などから構成される。上下境界線１３に沿った断面における、複数の構造物柱３１の各間隔距離を測定しておき、新下方構造物部２１を構成する複数の新構造物柱が、複数の構造物柱３１の下方に配置されるように、新下方構造物部２１を作製しておく。

新下方構造物部２１は、少なくとも２つの新構造物ブロック２２を含むことが好ましい。図３に示す実施形態では、新下方構造物部２１は、第１の新構造物ブロック２２ａと第２の新構造物ブロック２２ｂと第３の新構造物ブロック２２ｃとから構成されている。図３（ａ）及び（ｂ）は、新下方構造物部２１の上段となる第１の新構造物ブロック２２ａを、上方構造物部２につなぎ合わせる工程を示しており、図３（ｃ）及び（ｄ）は、第２の新構造物ブロック２２ｂを第１の新構造物ブロック２２ａにつなぎ合わせる工程を示し、図３（ｅ）及び（ｆ）は、第３の新構造物ブロック２２ｃを第２の新構造物ブロック２２ｂにつなぎ合わせる工程を示している。

まず、図３（ａ）に示すように、吊り具７を用いて、上方構造物部２を保持しつつ、台車１７を用いて、第１の新構造物ブロック２２ａを、上方構造物部２の直下の空間に移動させる。第１の新構造物ブロック２２ａの移動の後に、図３（ｂ）に示すように、上方構造物部２を下方に移動して、上方構造物部２の下端と第１の新構造物ブロック２２ａの上端とを接触させた後に、上方構造物部２と第１の新構造物ブロック２２ａとをつなぎ合わせる。具体的には、複数の構造物柱３１と複数の新構造物柱３５（図５参照）との各々の組を揃えてから、構造物柱３１と新構造物柱３５とを、治具で機械的に接続、または、溶接などで接続してから、必要に応じて外壁を設ける。

上方構造物部２と第１の新構造物ブロック２２ａとをつなぎ合わせた後に、図３（ｃ）に示すように、上方構造物部２を上方に移動し、第２の新構造物ブロック２２ｂを、台車１７を用いて、第１の新構造物ブロック２２ａの直下に移動させる。図３（ｄ）に示すように、上方構造物部２を下方に移動して、第１の新構造物ブロック２２ａの下端と第２の新構造物ブロック２２ｂの上端とを接触させた後に、第１の新構造物ブロック２２ａと第２の新構造物ブロック２２ｂとをつなぎ合わせる。

第３の新構造物ブロック２２ｃについても、第２の新構造物ブロック２２ｂの移動と同様に、図３（ｅ）に示すように、第３の新構造物ブロック２２ｃを、第２の新構造物ブロック２２ｂの直下に移動させる。次いで、図３（ｆ）に示すように、第２の新構造物ブロック２２ｂと第３の新構造物ブロック２２ｃとをつなぎ合わせる。これにより、上方構造物部２と新下方構造物部２１とをつなぎ合わせたことになる。図示は省略するが、上方構造物部２と新下方構造物部２１との一体物（新構造物）を保持しつつ、新構造物の下方から台車１７を退避させる。必要であれば、レール１６を撤去し、次いで、新構造物を、地上に降ろして据え付ける。既存の構造物１の基礎を流用可能であれば、その基礎を新構造物の地上の据え付けに流用してもよい。以上により、既存の構造物１を更新したことになり、新構造物を建設したことにもなる。

図３に示す実施形態では、新下方構造物部２１は、３つの新構造物ブロック２２ａ，２２ｂ，２２ｃから構成されているが、本発明は、この実施形態に限られず、新下方構造物部２１を複数の新構造物ブロック２２に分けなくてもよい。その場合には、新下方構造物部２１を上方構造物部２につなぎ合わせる作業が１回で済む。また、レールで新下方構造物部２１を移動させずとも、例えば、上方構造物部２の直下で新下方構造物部２１を作製することもできる。

図４は、図１のIV−IV線に沿った矢視断面図であり、上下境界線１３に沿った上方構造物部２の断面を示している。説明のため、上方構造物部２の壁などの図示を省略している。図５は、構造物柱３１と新構造物柱３５をつなぎ合わせる状態を時系列的に示す説明図である。図４に示す実施形態では、構造物柱３１及び新構造物柱３５はＨ形鋼であるが、本発明は、特にこの形状に限定されるものではない。

図４に示すように、上方構造物部２（構造物１）は、その水平断面から視て、周縁部分と中心部分とに複数本、例えば９本の構造物柱３１から構成されており、建設当初では、複数の構造物柱３１の各間隔距離は設計通りの距離であった。しかしながら、経年劣化によって構造物柱３１は移動してしまい、構造物柱３１の各間隔距離も、建設当初の距離とは異なってしまう。そこで、構造物柱３１の各間隔距離を予め測定しておき、新構造物柱３５の各間隔が、予め測定しておいた間隔距離と同一となるように、第１の新構造物ブロック２２ａ（新下方構造物部２１）を作製してある。ところが、上方構造物部２の吊り上げなどに起因して、構造物柱３１の各間隔距離が、予め測定して得られた値から変わってしまう場合がある。

上方構造物部２と第１の新構造物ブロック２２ａ（新下方構造物部２１）とをつなぎ合わせる際に、複数の構造物柱３１と複数の新構造物柱３５との接続部分が上方構造物部２の荷重に耐え得るように、複数の構造物柱３１と複数の新構造物柱３５との各々の組が、それぞれ所定の高い精度を満たすように揃える必要があるが、前述のように、複数の新構造物柱３５と複数の構造物柱３１とを、所定の高い精度を満たすように揃えることができない可能性がある。その場合には、新構造物柱３５の位置に合わせて、複数の構造物柱３１と複数の新構造物柱３５とが接続する接続部分近傍における構造物柱３１の各間隔距離を調整する。

図４に示すように、構造物柱３１の各々の間に、固定ジャッキなどの押圧機構３２を設置する。次いで、水平断面において中心に配置されている構造物柱３１ａを基準として、押圧機構３２で、この構造物柱３１ａの四方に配置されている、この構造物柱３１ａに隣接する構造物柱３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを押圧することで、これらの構造物柱３１の各々の間隔距離が、上方構造物部２と第１の新構造物ブロック２２ａとを対面させた際に、隣接する２つの構造物柱３１に対向する２つの新構造物柱３５の各々の間隔距離に対応（一致）するように、構造物柱３１を移動させる。

次に、構造物柱３１ｂを基準とし、押圧機構３２で、構造物柱３１ｂとは別の構造物柱３１ｆを押圧して、隣接する２つの構造物柱３１ｆと構造物柱３１ｂとの間隔距離を、２つの構造物柱３１ｂ，３１ｆに対向する２つの新構造物柱３５の間隔距離に一致させる。更に、構造物柱３１ｃを基準にして、構造物柱３１ｆを押圧して、構造物柱３１ｆと構造物柱３１ｃとの間隔距離を、２つの構造物柱３１ｃ，３１ｆに対応する２つ新構造物柱３５の間隔距離に一致させる。同様にして、構造物柱３１ｇ，３１ｈ，３１ｉの各々を、押圧機構３２で押圧する。

図５（ａ）は、構造物柱３１の下端と新構造物柱３５の上端とを合わせようとしている状態を示し、図５（ａ）中の点線は、構造物柱３１のフランジ部分の表面を下方向に延長した面及び新構造物柱３５のフランジ部分の表面を上方向に延長した面を示している。以上のようにして、構造物柱３１ａ〜３１ｉの各間隔距離を調整した上で、第１の新構造物ブロック２２ａ上端と上方構造物部２の下端とを接触させようとすると、図５（ａ）中の点線で示すように、複数の新構造物柱３５と複数の構造物柱３１との各々の組が、ある程度の精度で揃う。

この組が更に精度良く揃うように、新構造物柱３５の先端部分の側面に各々が対向する２枚のガイド３３を設けておき、該ガイド３３，３３の間に構造物柱３１が入るように、構造物柱３１の下端と新構造物柱３５の上端とを接触させることが好ましい。この点線に示すように、図５（ａ）の状態では、構造物柱３１と新構造物柱３５との組の各々で、フランジ部分の表面（側面）が面一とならない可能性があり、同様に、ウエブ部分の表面（側面）も面一とならない可能性もある。このフランジ部分の表面及びウエブ部分の表面を面一となるように、新構造物柱３５及び構造物柱３１を移動させる。

図５（ｂ）は、ウエブ部分の表面を面一にしようとする状態を示している。構造物柱３１の下端と新構造物柱３５の上端とを接触させる。次いで、構造物柱３１と新構造物柱３５との両方またはいずれかのウエブ部分の両表面に、押さえ目板３６を取り付けて、構造物柱３１及び新構造物柱３５のウエブ部分の表面が面一となるように、押さえ目板３６で構造物柱３１及び新構造物柱３５をウエブ部分の表面に垂直な方向に移動させてから、構造物柱３１と新構造物柱３５との位置を固定する。

図５（ｃ）は、フランジ部分の表面を面一にしようとする状態を示している。構造物柱３１のフランジ部分の表面とガイド３３の表面との隙間に、先端へ幅が先細った形状でありかつ一定の厚みを有する調整治具３４を差し入れて、構造物柱３１と新構造物柱３５とのフランジ部分の表面が面一となるように、フランジ部分の表面に垂直方向に、構造物柱３１を移動させる。

以上のようにして、構造物柱３１と新構造物柱３５とのウエブ部分の表面及びフランジ部分の表面を面一にしようとする。理想は、全ての組の構造物柱３１と新構造物柱３５との表面が面一となることである。しかしながら、実際には、全ての組のうち、一部の組の構造物柱３１と新構造物柱３５との表面は面一となる一方で、面一となる組とは別の組のうち、一部の構造物柱３１と新構造物柱３５との表面は面一とならない可能性が高い。前述したように、上方構造物部２の吊り上げなどに起因して、構造物柱３１の各間隔距離が、予め測定して得られた値から変わってしまう場合があるからである。例えば、本実施形態では、図４に示す中心の構造物柱３１ａを基準として、他の構造物柱３１ｂ〜３１ｉを移動させているので、構造物柱３１ａとこれと組の新構造物柱３５との表面は面一となるが、その他の構造物柱３１ｂ〜３１ｉとこれらと組の新構造物柱３５との表面は面一とならない可能性が高い。

表面が面一とならない場合には、表面のずれ量を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。更には、新構造物の強度を更に向上させるならば、表面のずれ量を５ｍｍ以下とすることがより好ましい。前述のように、理想的に、全ての組の構造物柱３１と新構造物柱３５とのウエブ部分及び／またはフランジ部分の表面を面一にすることが可能であれば、その状態で、構造物柱３１と新構造物柱３５とを溶接するし、そうでない場合には、一部の組の構造物柱３１と新構造物柱３５とのウエブ部分及び／またはフランジ部分の表面を面一にした状態で、かつ、その一部の組以外の組のそれらの表面のずれ量が小さい状態で、構造物柱３１と新構造物柱３５とを溶接する。このようにして、上方構造物部２と第１の新構造物ブロック２２ａとをつなぎ合わせる、すなわち、上方構造物部２と新下方構造物部２１とをつなぎ合わせる。これにより、既存の構造物１を更新する。この更新は、上方構造物部２の重量を支える新構造物を建設することでもある。なお、表面のずれ量が１０ｍｍ以下であれば、上方構造物部２の荷重を新下方構造物部２１で受けても、その新構造物は、正常に機能し、かつ、地震にも耐え得る強度を有する。

本発明の構造物更新（建設）方法によって、従来技術に対して、更なる工期の短縮を実現し、かつ、より多くの構造物の部分を流用可能とし、費用を抑えること可能としている。具体的には、既存の構造物を全て解体して新構造物を建設する従来技術の工法に対して、工期は１／２となり、短縮された該工期に関する費用、及び、既存の構造物の上側部分に関する材料に関する費用が抑えられたため、総費用は、３／５となった。

１ 構造物
１ａ，１ｂ 周縁部
２ 上方構造物部
３ 下方構造物部
５ 外部支柱
６ 外部支持梁
７ 吊り具
７ａ 線材
７ｂ 接続部
１１ 反力梁
１２ 天秤梁
１３ 上下境界線
１４ 撤去ブロック
１４ａ 第１の撤去ブロック
１４ｂ 第２の撤去ブロック
１４ｃ 第３の撤去ブロック
１５ａ 第１のブロック境界線
１５ｂ 第２のブロック境界線
１６ レール
１７ 台車
２１ 新下方構造物部
２２ 新構造物ブロック
２２ａ 第１の新構造物ブロック
２２ｂ 第２の新構造物ブロック
２２ｃ 第３の新構造物ブロック
３１ 構造物柱
３１ａ〜３１ｉ 構造物柱
３２ 押圧機構
３３ ガイド
３４ 調整治具
３５ 新構造物柱
３６ 押さえ目板

Claims (7)

1. 構造物を更新する構造物更新方法であって、
   前記構造物を保持しつつ、上方構造物部と下方構造物部とに、前記構造物を分割し、
   前記下方構造物部を撤去し、
   前記上方構造物部を保持しつつ、前記上方構造物部の下方に新下方構造物部を配置して、該新下方構造物部と前記上方構造物部とをつなぎ合わせることを特徴とする構造物更新方法。
2. 前記構造物の周囲に複数の外部支柱を設置し、
   前記構造物より高い位置で、前記複数の外部支柱の各々をつなぐ外部支持梁を前記複数の外部支柱に設けて、
   前記外部支持梁に取り付けられた吊り具を用いて、前記上方構造物部を保持することを特徴とする請求項１に記載の構造物更新方法。
3. 地上に据え付けられている前記下方構造物部を、地上から分離して撤去し、
   次いで、レールを敷設し、
   該レール上の台車に前記新下方構造物部を載置し、該新下方構造物部を前記上方構造物部の下方に移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造物更新方法。
4. 前記下方構造物部を複数の撤去ブロックに区画し、
   前記複数の撤去ブロック毎に、前記下方構造物部を撤去することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の構造物更新方法。
5. 前記新下方構造物部が少なくとも２つの新構造物ブロックを含んでおり、
   前記上方構造物部を保持しつつ、該上方構造物部の下方に第１の新構造物ブロックを配置して、該第１の新構造物ブロックと前記上方構造物部とをつなぎ合わせ、
   前記第１の新構造物ブロックの下方に第２の新構造物ブロックを配置して、該第２の新構造物ブロックと前記第１の新構造物ブロックとをつなぎ合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の構造物更新方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の構造物更新方法によって、既存の構造物の上部を流用して新構造物を建設する構造物建設方法。
7. 請求項６に記載の構造物建設方法によって建設された新構造物。

Images