JP2017227033A - 埋込管の設置工法並びにこれに使用する埋込管切断及び設置装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく、高い精度で新設埋込管を設置できるようにする。
【解決手段】既設スラブ２上に列設された複数の既設埋込管３をフラット切断し、仮設レール３２上に移動台車３１を支持すると共に、既設埋込管３と整合する投入孔３７を有するテンプレート３６を移動台車３１に装架し、所定の既設埋込管３まで移動台３１車を移動し、テンプレート３６の投入孔３７を介して新設埋込管４を投入して既設埋込管３に嵌装し、新設埋込管４を既設スラブ２上に固定し、移動台車３１を固定された当該新設埋込管４から離脱移動させ、既設スラブ２上にコンクリートを打設して炉床盤を嵩上げする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための埋込管切断及び設置装置と、これらの装置を使用して行う新設埋込管の設置工法に関する。

コークス炉の蓄熱室は、燃焼室からの燃焼排ガスを導入して熱を奪い、その熱で上部にある燃焼室に供給する燃料又は空気の温度を高める。蓄熱室には、燃料や空気を供給する多数の配管が列設され、これらの配管が燃焼室の炉床盤において埋込管として所定のピッチ間隔で配設される。

既設の炉床盤の構造変更等のために、炉床盤のコンクリートスラブを嵩上げし、更にこれに伴い埋込管（鋼管）を新設する必要が生じる。その場合、先ずスラブ面から露出する既設の埋込管の根元を切断し、その後、コンクリートスラブの嵩上げ分に対応する長さの埋込管（新設埋込管）にすべく、鞘管等と称する埋込管を既設の埋込管に取付設置する。

この種の鋼管等の切断装置等として、例えば特許文献１に記載の鋼管切断機や特許文献２に記載の鋼管杭切断装置の取付具、あるいは特許文献３に記載の鋼管杭用切断装置等が知られている。
また、埋込管の設置方法等として、特許文献４に記載の埋込管の設置方法等が知られている。

特開２００２−２１０６１１号公報 特開平１１−１８８５２６号公報 特開２００５−３０７６２７号公報 特開平１０−１５２９８７号公報

しかしながら、特許文献１等に係る従来の切断装置では、鋼管あるいは鋼管杭が鋼管埋込面（グランド面（ＧＬ面）やコンクリート面）に対して傾いている場合、鋼管の切断面がそのＧＬ面に対してフラットにならない。また、特許文献４等に係る埋込管の設置方法等ではコンクリートスラブの嵩上げにはそのまま適用することができず、従来では多数の埋込管を効率よく、高い精度で設置できることが実質的に困難であった。

本発明はかかる実情に鑑み、効率よく、高い精度で新設埋込管を設置できるようにすることを目的とする。

本発明の埋込管の設置工法は、嵩上げを行うべき炉床盤の既設スラブ上に列設された複数の既設埋込管をその埋込面に対して平行にフラット切断し、前記既設スラブ上に所定方向に沿って敷設した仮設レール上に移動台車を支持すると共に、前記既設埋込管と整合する投入孔を有するテンプレートを前記移動台車に装架し、切断された所定の前記既設埋込管まで前記移動台車を移動し、前記テンプレートの投入孔を介して新設埋込管を投入して前記既設埋込管に嵌装し、前記新設埋込管を前記既設スラブ上に固定し、前記移動台車を固定された当該新設埋込管から離脱移動させ、前記既設スラブ上にコンクリートを打設して前記炉床盤を嵩上げすることを特徴とする。

また、本発明の埋込管の設置工法において、前記投入孔にソケットを装着し、このソケットを介して前記新設埋込管が投入されることを特徴とする。

また、本発明の埋込管の設置工法において、前記ソケットは前記新設埋込管の固定後、前記テンプレートから取り外されることを特徴とする。

また、本発明の埋込管の設置工法において、前記新設埋込管は前記既設埋込管に嵌装後、速乾グラウト又は固定部材により前記既設スラブ上に固定されることを特徴とする。

また、本発明の埋込管切断装置は、既設スラブ上に配列された既設埋込管を切断するための埋込管切断装置であって、ベース上に回動可能に支持されたアームに搭載された駆動モータと、前記駆動モータの出力軸に取り付けられ、前記ベースの下面で回転するカッタと、前記既設埋込管に対する位置決め固定手段と、を有し、前記既設埋込管をその埋込面に対して平行にフラット切断することを特徴とする。

また、本発明の埋込管切断装置において、前記ベースの高さ調整及び水平出し等を行う位置調整機構を備えたことを特徴とする。

また、本発明の埋込管設置装置は、既設スラブ上に配列された既設埋込管に新設埋込管を設置するための埋込管設置装置であって、前記既設スラブ上に敷設された仮設レール上を移動可能に支持された移動台車と、前記既設埋込管と整合する前記新設埋込管の投入孔を有し、前記移動台車に搭載されるテンプレートと、を有し、切断された所定の前記既設埋込管まで前記移動台車が移動し、前記テンプレートの投入孔を介して前記新設埋込管を投入し前記既設埋込管に嵌装させるようにしたことを特徴とする。

また、本発明の埋込管設置装置において、前記移動台車は、前記新設埋込管が前記既設埋込管へ嵌装された後、所定方向に移動可能であることを特徴とする。

また、本発明の埋込管設置装置において、前記テンプレートの投入孔に装着されるソケットを有し、前記新設埋込管が前記投入孔から投入された後、前記ソケットを着脱可能である。
また、本発明の埋込管設置装置において、前記移動台車は、コロ付アジャストボルトをフレーム材に有し、該移動台車の固定後においても前記テンプレートの位置並びにレベル調整が可能であることを特徴とする。

本発明によれば、埋込管切断装置により多数の既設埋込管を効率よく切断し、迅速な切断作業を行うことができる。既設埋込管は埋込面に対して平行にフラット切断される。その後、新設埋込管が既設埋込管の上方から嵌装される際に円滑な設置作業を確保することができる。
また、埋込管設置装置においてガイドレール上で移動台車を走行させながら、多数の新設埋込管を効率よく設置し、迅速な設置作業を行うことができる。この場合、テンプレートやソケットを使って新設埋込管を適正且つ円滑に設置することができる。

本発明の実施形態に係る嵩上げを行うコークス炉の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るコークス炉の炉床盤及び埋込管設置装置の配置構成等を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態における埋込管切断装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における埋込管切断装置の上面図である。 本発明の実施形態における埋込管切断装置の側面図である。 本発明の実施形態におけるコークス炉の既設スラブ上に配置された移動台車を示す斜視図である。 本発明の実施形態における移動台車の構成例を示す上面図及び正面図である。 本発明の実施形態における移動台車の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態における移動台車の走行輪及びガイドレールの構成例をそれぞれ示す図である。 本発明の実施形態における新設埋込管の投入工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るソケットの斜視図である。 本発明の実施形態に係るソケットの構成例をそれぞれ示す図である。 本発明の実施形態における新設埋込管のアンカー固定工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態における新設埋込管の設置工法における主要工程を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明における好適な実施の形態を説明する。
本発明の実施形態において、例えば図１のように老朽化したコークス炉を解体して、既存の同じ基礎部（炉床盤１）の上に同規模で新しい炉体を建設するものとし、既存の炉床盤１にコンクリートを打設してその嵩上げを行う。この場合、当該コークス炉において、図２（Ａ）のように炉床盤１の既設スラブ２上には多数の既設埋込管３が列設されている。なお、既設スラブ２はＰＳ（Pusher Side）及びＣＳ（Coke Side）間の炉長方向（本例では図２（Ａ）のＸ方向）で、炉団長方向（図２（Ａ）のＹ方向）に沿った極めて広い領域に亘っている。

本発明では先ず、既設スラブ２に埋め込まれている既設埋込管３をその埋込面から所定高さ位置で、その垂直方向に対してフラット切断する。図３は、既設埋込管３を切断するための埋込管切断装置１０を示している。また、図４は埋込管切断装置１０の上面図、図５はその側面図である。埋込管切断装置１０において、ベース１１上には支軸１２のまわりに回動可能にアーム１３が支持され、グリップ１４を把持してアーム１３を実質的に水平方向に図４の矢印Ａのように回動することができる。アーム１３の略中央部上に電動モータ１５（駆動モータ）が搭載され、図５のようにその出力軸１６がベース１１の下面に突出し、出力軸１６にはカッタ１７が取り付けられる。なお、電動モータ１５はギヤドモータ等であってよく、そのギヤ部に出力軸１６を設定することができる。また、グリップ１４の適所には電動モータ１５を始動又は停止させるための手元スイッチが装着され、電動モータ１５を適宜ＯＮ／ＯＦＦ制御することができるようになっている。アーム１３が回動した際、出力軸１６を通過させるための切欠き１８が形成されている。

本例ではベース１１は矩形状を呈し、その一端側には既設埋込管３を入れ込むための開口部１９が開設され、この開口部１９の奥部には既設埋込管３を受けて、カッタ１７による切断の際に一体的に位置決め支持する受け部２０が立設される。本例では受け部２０は既設埋込管３の外周と二点接触するように、例えばＶ字状あるいは直角に近い角度で一対の受け部２０が配置される。受け部２０の側近には、既設埋込管３を固定するための緊締用ワイヤ２１を張架するクランプ２２を備える。受け部２０、ワイヤ２１及びクランプ２２等を含んで、既設埋込管３に対する位置決め固定手段が構成される。なお、開口部１９には着脱可能な防護カバー２３を取り付けてもよい。

ベース１１の角部には複数（本例では四隅に４つ）のアジャストボルト２４が螺着し、これらのアジャストボルト２４により埋込管切断装置１０の位置調整機構が構成される。アジャストボルト２４を適宜調節してベース１１の高さ調整及び水平出し等を行うことができる。その場合、例えば防護カバー２３上に水平器２５を搭載してもよい。

上記の場合、例えばベース１１の矩形状の一端側に一対のキャスタ２６を取り付けると共に、他端側にハンドル２７を付帯させることができる。既設埋込管３の切断作業の前後には、ハンドル２７を持ってキャスタ２６にて埋込管切断装置１０を既設スラブ２上で適宜移動させることができる。

既設埋込管３の切断に際して、埋込管切断装置１０を既設埋込管３まで移動し、受け部２０に当接させる。この場合、ワイヤ２１を介してその既設埋込管３をクランプ２２により仮固定しておいてもよい。アジャストボルト２４を適宜調節してベース１４の水平出しを行い、クランプ２２により既設埋込管３を本固定する。電動モータ１５を作動させると共に、アーム１３を図４の矢印Ａのように回動することで、カッタ１７によって既設埋込管３を切断することができる。その際、水平出しされたベース１１に支持されるアーム１３を介して電動モータ１５が搭載されているため、カッタ１７によって既設埋込管３をその埋込面に対して平行にフラット切断することができる。

次に、上記のように所定長さに切断された既設埋込管３に対して新設埋込管が設置される。図２（Ｂ）に模式的に示すように新設埋込管を設置するための埋込管設置装置３０が使用される。この埋込管設置装置３０は図６に示したように既設スラブ２上で炉長方向に横架されて、炉団長方向に移動可能な移動台車３１を備える。既設スラブ２上には炉団長方向に沿って、複数のガイドレール３２（仮設レール）が敷設される。本例では炉長方向に所定のピッチ間隔で４本のガイドレール３２が敷設され、これらのガイドレール３２上を移動台車３１が走行するようになっている。移動台車３１はチャンネル鋼等の鋼材を用いて、図７のように炉長方向に長尺に形成された枠型のフレーム３３を有し、フレーム３３の上に後述するテンプレートが搭載される。

より具体的にはフレーム３３は上下２段のフレーム材３３Ａ及び３３Ｂを相互に結合してなり、下段側のフレーム材３３Ｂには図８に示されるように各ガイドレール３２上を移動可能な２個ずつ計８個の走行輪３４が取り付けられる。ここで、図７に示すようにガイドレール３２のうち内側いずれかのガイドレール３２Ａ及びこのガイドレール３２Ａ上を走行する走行輪３４Ａは、図９を参照して他のガイドレール３２と異なるガイド構造を有する。即ち、図９（Ａ）のように走行輪３４Ａはガイドレール３２Ａを両側から挟むように構成され、これにより走行輪３４Ａの脱輪を防ぐようにする。一方、他の走行輪３４は図９（Ｂ）はガイドレール３２上に載置されるが、ガイドレール３２Ａ及び走行輪３４Ａによる位置規制作用により全ての走行輪３４が脱輪することなく安定走行する。なお、ガイドレール３２（及びガイドレール３２Ａ）は、図９（Ａ），（Ｂ）のように既設スラブ２に対してアンカーボルト３５を介して水平出しされて敷設される。

ここで、上段のフレーム材３３Ａにおいて図８に示されるように、炉団長方向一端側のフレーム材３３ａは、テンプレート３６の載置面よりも高い位置に配置される。テンプレート３６は図２に示されるように既設埋込管３と整合するように配置形成された複数（２窯分を網羅する）の投入孔３７を有し、上段のフレーム材３３Ａ上に載置されてセットされる。図１０に模式的に示すように投入孔３７から新設埋込管４が投入され、既に切断された既設埋込管３の上方から嵌装される。なお、新設埋込管４は既設埋込管３よりも大径であり、その上端が、上段のフレーム材３３Ａにセットされているテンプレート３６の下面直近に位置するように設置される。上記のようにフレーム材３３ａをテンプレート３６の載置面よりも高い位置に配置することで、新設埋込管４とフレーム材３３ａとが干渉することなく、移動台車３１を所定方向に走行させることが可能になる。

テンプレート３６を上段のフレーム材３３Ａ上にセットする際、図８あるいは図１０に示したようにコロ付アジャストボルト３８を介してフレーム材３３Ａ上に載置されるので、移動台車３１が固定された後も上下方向及び水平方向に位置調整ができる。この位置調整後、図示しないアンカー部材等によりテンプレート３６を上段のフレーム材３３Ａに固定することができる。

また、埋込管設置装置３０においてテンプレート３６の投入孔３７から新設埋込管４を投入する際、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すようなソケット３９が使用される。このソケット３９は、新設埋込管４を投入孔３７から投入する際これをガイドすると共に、新設埋込管４を既設スラブ２上にアンカー固定する際、新設埋込管４を一時的に保持しておく。ソケット３９の具体的構成において図１２を参照して、テンプレート３６の投入孔３７に挿入可能な外径を持つ円筒部３９ａと、テンプレート３６上に重なるフランジ部３９ｂとを主要構成とし、新設埋込管４をテンプレート３６に投入する際、図１２（Ｂ）のように予めテンプレート３６に装着される。

ソケット３９は円筒部３９ａの内孔の上部付近に段部３９ｃを有し、この段部３９ｃにて後述する新設埋込管４の係止バーと係合するようになっている。新設埋込管４にはテンプレート３６への投入に先立ち、その上端部に予め係止バー４０が付設されている。この係止バー４０は段部３９ｃの内径と略同等な長さを有する棒状部材により形成され、例えば点付け等により新設埋込管４の直径方向に沿って固定される。新設埋込管４がソケット３９内に挿入されると、係止バー４０が段部３９ｃと係合し、図１２（Ｂ）のように新設埋込管４はソケット３９内に係止される。更に、ソケット３９には図１２（Ｃ）のように円筒部３９ａの母線方向に沿って段部３９ｃを通る一対のスリット３９ｄが形成される。図１１（Ｂ）のようにソケット３９を矢印Ｂのように回動して、係止バー４０とスリット３９ｄを位置合せすることで、係止バー４０及び段部３９ｃの係合を外し、即ちソケット３９を図１１（Ｂ）の状態から引き上げることができる。

ソケット３９を介してテンプレート３６に投入された新設埋込管４は、図１３に示されるように下部付近で固定部材４１を介して既設スラブ２上にアンカー固定することができる。この例では数本の棒状の固定部材４１を用い、各固定部材４１の一端側が新設埋込管４の外周面に溶接等で固着されると共に、それらの他端側が既設スラブ２に埋設されたアンカーと結合される。

図１４は、本発明による新設埋込管４の設置工法における主要工程を示している。本発明工法では先ず、既設スラブ２上の既設埋込管３が順次、埋込管切断装置１０により所定長さに切断される。
次に既設埋込管３の切断後、既設スラブ２上にガイドレール３２が敷設されると共に、ガイドレール３２上に移動台車３１が移載される。
次に移動台車３１が所定の既設埋込管３まで移動し、その上段のフレーム材３３Ａ上所定位置にテンプレート３６が装架される。
次にテンプレート３６の各投入孔３７にソケット３９が装着される。

次に図１４（Ａ）のようにソケット３９を介して、テンプレート３６の投入孔３７から新設埋込管４が投入される。この際、新設埋込管４の上端部に係止バー４０が付設されている。
次に図１４（Ｂ）のように新設埋込管４が既設埋込管３の上方から嵌装される。この場合、既設埋込管３の根元まわりに速乾グラウト４２を施設しておき、この速乾グラウト４２によって新設埋込管４の下端と既設スラブ２の隙間を埋めると共に、新設埋込管４を固定することができる。
次に図１４（Ｃ）のようにソケット３９をテンプレート３６から取り外し、これにより次に新設埋込管４を設置すべき既設埋込管３まで移動台車３１を移動させる。
次に図１４（Ｄ）のように設置された新設埋込管４は、固定部材４１を介して既設スラブ２上にアンカー固定される。

なお、図１４（Ｂ）のように新設埋込管４が既設埋込管３に嵌装された時点で、即ち移動台車３１の移動前に固定部材４１によりアンカー固定することも可能である。
また、新設埋込管４の設置後、係止バー４０は適宜撤去される。

既設スラブ２上の全ての既設埋込管３に対して順次、新設埋込管４を設置し、その際新設埋込管４相互間を、固定部材を介して結合し、剛性等を強化することができる。新設埋込管４の所定の高さ位置までコンクリートが打設され、これにより炉床盤１を嵩上げすることができる。

本発明によれば、埋込管切断装置１０により多数の既設埋込管３を効率よく切断し、迅速な切断作業を行うことができる。この場合、既設埋込管３は埋込面に対して平行にフラット切断される。その後、新設埋込管４が既設埋込管３の上方から嵌装される際に円滑な設置作業を確保することができる。

また、埋込管設置装置３０においてガイドレール３２上で移動台車３１を走行させながら、多数の新設埋込管４を効率よく設置し、迅速な設置作業を行うことができる。この場合、テンプレート３６やソケット３９を使って新設埋込管４を適正且つ円滑に設置することができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において、既設埋込管３や新設埋込管４個数及びそれらの配列等は図示例のものに限定されるものでない。

１ 炉床盤、２ 既設スラブ、３ 既設埋込管、４ 新設埋込管、１０ 埋込管切断装置、１１ ベース、１２ 支軸、１３ アーム、１４ グリップ、１５電動モータ、１６ 出力軸、１７ カッタ、１８ 切欠き、１９ 開口部、２０ 受け部、２１ ワイヤ、２２ クランプ、２３ 防護カバー、２４ アジャストボルト、２５ 水平器、２６ キャスタ、２７ ハンドル、３０ 埋込管設置装置、３１ 移動台車、３２ ガイドレール、３３ フレーム、３４ 走行輪、３５ アンカーボルト、３６ テンプレート、３７ 投入孔、３８ アジャストボルト、３９ ソケット、４０ 係止バー、４１ 固定部材、４２ 速乾グラウト。

Claims (10)

1. 嵩上げを行うべき炉床盤の既設スラブ上に列設された複数の既設埋込管をその埋込面に対して平行にフラット切断し、
   前記既設スラブ上に所定方向に沿って敷設した仮設レール上に移動台車を支持すると共に、前記既設埋込管と整合する投入孔を有するテンプレートを前記移動台車に装架し、
   切断された所定の前記既設埋込管まで前記移動台車を移動し、前記テンプレートの投入孔を介して新設埋込管を投入して前記既設埋込管に嵌装し、
   前記新設埋込管を前記既設スラブ上に固定し、前記移動台車を固定された当該新設埋込管から離脱移動させ、
   前記既設スラブ上にコンクリートを打設して前記炉床盤を嵩上げすることを特徴とする埋込管の設置工法。
2. 前記投入孔にソケットを装着し、このソケットを介して前記新設埋込管が投入されることを特徴とする請求項１に記載の埋込管の設置工法。
3. 前記ソケットは前記新設埋込管の固定後、前記テンプレートから取り外されることを特徴とする請求項２に記載の埋込管の設置工法。
4. 前記新設埋込管は前記既設埋込管に嵌装後、速乾グラウト又は固定部材により前記既設スラブ上に固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の埋込管の設置工法。
5. 既設スラブ上に配列された既設埋込管を切断するための埋込管切断装置であって、
   ベース上に回動可能に支持されたアームに搭載された駆動モータと、
   前記駆動モータの出力軸に取り付けられ、前記ベースの下面で回転するカッタと、
   前記既設埋込管に対する位置決め固定手段と、を有し、
   前記既設埋込管をその埋込面に対して平行にフラット切断することを特徴とする埋込管切断装置。
6. 前記ベースの高さ調整及び水平出し等を行う位置調整機構を備えたことを特徴とする請求項５に記載の埋込管切断装置。
7. 既設スラブ上に配列された既設埋込管に新設埋込管を設置するための埋込管設置装置であって、
   前記既設スラブ上に敷設された仮設レール上を移動可能に支持された移動台車と、
   前記既設埋込管と整合する前記新設埋込管の投入孔を有し、前記移動台車に搭載されるテンプレートと、を有し、
   切断された所定の前記既設埋込管まで前記移動台車が移動し、前記テンプレートの投入孔を介して前記新設埋込管を投入し前記既設埋込管に嵌装させるようにしたことを特徴とする埋込管設置装置。
8. 前記移動台車は、前記新設埋込管が前記既設埋込管へ嵌装された後、所定方向に移動可能であることを特徴とする請求項７に記載の埋込管設置装置。
9. 前記テンプレートの投入孔に装着されるソケットを有し、前記新設埋込管が前記投入孔から投入された後、前記ソケットを着脱可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載の埋込管設置装置。
10. 前記移動台車は、コロ付アジャストボルトをフレーム材に有し、該移動台車の固定後においても前記テンプレートの位置並びにレベル調整が可能であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の埋込管設置装置。

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