JP2018059300A - タンクの構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性の良いタンクの構築方法を提供する。【解決手段】基礎版１を構築する基礎版構築工程と、基礎版１上に側壁を構築する側壁構築工程と、を有するタンクの構築方法であって、基礎版構築工程は、基礎版１にコーナーアングル１００を埋設するコーナーアングル埋設工程を有し、側壁構築工程は、基礎版１に埋設されたコーナーアングル１００に外槽側板を溶接する側板溶接工程を有し、アングル埋設工程は、基礎版１を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数のコーナーアングル１００同士をリング状に溶接するコーナーアングル溶接工程を有する、という手法を採用する。【選択図】図３

Description

本発明は、タンクの構築方法に関するものである。

下記特許文献１には、低温貯槽及びその構築方法が開示されている。この低温貯槽は、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を貯蔵するものであり、基礎版上に、鋼製の外槽が内側に形成された防液堤（側壁）が構築され、その内側に鋼製の内槽が構築され、外槽と内槽の間には保冷材が配置される構成となっている。

特許文献１の図４に示すように、外槽は、防液堤の内周面に設けられる側部ライナープレート（側板）を備えている。側部ライナープレートの下端部にはコーナーアングルを介して、底部ライナープレートが接続されている。コーナーアングルは、外槽の外周形状に沿って、基礎版の表面に埋設されている。

特開２０１４−９８２８０号公報

ところで、コーナーアングルは、側板の位置に沿わせて配置されているが、基礎版を構築するコンクリートの収縮により、コーナーアングルの位置が変動する場合がある。コンクリートの収縮を考慮してコーナーアングルの埋設位置を設定しても、コンクリートの収縮量は場所によってバラツキがあるため、全てのコーナーアングルを所望の位置に設置するのは困難であった。コーナーアングルは、側板の位置決めガイドの役目を果たすところ、コーナーアングルの位置がずれると、側板とコーナーアングルの溶接の施工性が悪化するとともに、側板の位置精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、施工性の良いタンクの構築方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、基礎版を構築する基礎版構築工程と、前記基礎版上に側壁を構築する側壁構築工程と、を有するタンクの構築方法であって、前記基礎版構築工程は、前記基礎版にコーナーアングルを埋設するコーナーアングル埋設工程を有し、前記側壁構築工程は、前記基礎版に埋設されたコーナーアングルに側板を溶接する側板溶接工程を有し、前記アングル埋設工程は、前記基礎版を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数の前記コーナーアングル同士をリング状に溶接するコーナーアングル溶接工程を有する、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記コーナーアングルは、側端の片側にのみ開先が形成されており、前記コーナーアングル溶接工程では、複数の前記コーナーアングル同士を片側開先溶接する、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記側板溶接工程では、裏板を当てて前記コーナーアングルの上端と前記側板の下端とを突合せ溶接する、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記側壁構築工程は、前記側板の裏面に接合されたセパレータコーンにセパレータを接続して外型枠を設置する外型枠設置工程と、前記側板を内型枠とし、当該内型枠と前記外型枠との間にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を有する、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記コーナーアングルの下部には、前記基礎版に埋設されるアンカーが接合されている、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記側壁の内側において、ジャッキアップ装置による内槽側板の上昇と、前記上昇した内槽側板の下側への次の内槽側板の取り付けと、を交互に繰り返して内槽を構築する内槽ジャッキアップ工程と、前記内槽と前記側壁との間に保冷材を配置する保冷材配置工程と、を有する、という手法を採用する。

本発明によれば、基礎版にコーナーアングルを埋設するコーナーアングル埋設工程において、基礎版を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数のコーナーアングル同士をリング状に溶接する。この手法によれば、コンクリートの収縮が場所によってバラツキがあっても、コーナーアングルは予めリング状に組まれているため、コーナーアングルの相対位置関係は変動しない。したがって、場所によってコーナーアングルの位置がずれることがなく、これによって側板の位置精度（真円度等）を出すことができ、側板とコーナーアングルの溶接の施工性が良くなる。
したがって、本発明では、施工性を良くすることができる。

本発明の実施形態における構築方法の第１工程（基礎版構築工程）を示す説明図である。 本発明の実施形態における基礎版に埋設されたコーナーアングルを示す断面図である。 本発明の実施形態における基礎版に埋設されたコーナーアングルを示す平面模式図である。 本発明の実施形態におけるコーナーアングルの開先形状を示す斜視図である。 本発明の実施形態における構築方法の第２工程（側壁構築工程）を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第３工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第４工程（内槽ジャッキアップ工程）を説明する図である。 本発明の実施形態における構築方法の第５工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第６工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第７工程（保冷材配置工程）を示す説明図である。

以下、本発明のタンクの構築方法について図面を参照して説明する。以下の説明では、ＬＮＧを貯蔵する地上式のＰＣ（プレストレスコンクリート）二重殻貯槽の構築方法を例示する。

図１は、本発明の実施形態における構築方法の第１工程（基礎版構築工程）を示す説明図である。
先ず、本手法では、図１に示すように、略円板状の基礎版１を構築する。基礎版１の外周縁部には、内槽アンカーストラップ４、コーナーアングル１００を埋設する。

図２は、本発明の実施形態における基礎版１に埋設されたコーナーアングル１００を示す断面図である。なお、図２は、図１において符号Ａで示す領域に対応する拡大図である。図３は、本発明の実施形態における基礎版１に埋設されたコーナーアングル１００を示す平面模式図である。図４は、本発明の実施形態におけるコーナーアングル１００の開先形状を示す斜視図である。

基礎版１の外周縁部には、図２に示すように、基礎版１の表面に溜まった液体を外側に排出するドレンパイプ２００が埋設されている。ドレンパイプ２００は、基礎版１の表面に開口する開口部２０１を有する。コーナーアングル１００は、ドレンパイプ２００の開口部２０１よりもタンク径方向外側に配置されている。コーナーアングル１００は、断面視Ｌ字状に形成されており、水平部１０１と、鉛直部１０２と、を有する。なお、コーナーアングル１００は、上記形状に限定されず、水平部と垂直部の双方を少なくとも１つ有している形状であればよい。

水平部１０１は、基礎版１に埋設されている。水平部１０１の表面１０１ａは、基礎版１の表面と同一になっている。水平部１０１の裏面１０１ｂには、頭付スタッド１０３（アンカー）が接合されている。頭付スタッド１０３は、基礎版１に埋設されたドレンパイプ２００や図示しない鉄筋に干渉しない深さで埋設され、コーナーアングル１００及びその上に溶接される外槽側板３（側板）が傾倒しないように基礎版１に対して引き抜き荷重を作用させる。なお、外槽側板３は、鋼製のライナー材である。

頭付スタッド１０３は、水平部１０１の裏面１０１ｂから下方に延在するパイプ部１０４と、パイプ部１０４の下端に接合されたプレート部１０５と、を有する。パイプ部１０４は、円筒状に形成されている。プレート部１０５は、パイプ部１０４の外形よりも大きく形成されている。本実施形態のプレート部１０５は、平面視矩形状を有する。なお、加工の手間を考えなければ、プレート部１０５は、平面視円形状等であってもよい。この頭付スタッド１０３は、図２において紙面奥行方向に等間隔で複数（本実施形態ではコーナーアングル１００単品に対して５本程度）水平部１０１に接合されている。

鉛直部１０２は、水平部１０１のタンク径方向外側の端部から垂直に立ち上がる部位である。鉛直部１０２の先端（コーナーアングル１００の上端１００Ａ）は、外槽側板３の下端３Ｂと接合される。鉛直部１０２の表面１０２ａ側と、外槽側板３の表面３ａ側には、略Ｖ字の開先形状が形成されており、タンク内側からの片側溶接により接合部１１０が形成される。接合部１１０は、鉛直部１０２の裏面１０２ｂと外槽側板３の裏面３ｂに裏板１１１を当てた裏当て付突合せ溶接によって形成される。

上記構成のコーナーアングル１００は、図３に示すように、タンク周方向においてリング状に接合されている。コーナーアングル１００は、単体では平面視円弧状の部材であり、その両方の側端１００Ｃがタンク周方向で隣り合うコーナーアングル１００に接合されることで、平面視リング状に組まれている。コーナーアングル１００は、図４に示すように、その両方の側端１００Ｃのうち片側にのみ斜めに開先１０６が形成されており、もう片側の端面はフラット面１０７になっている。

続いて、基礎版１に、上記構成のコーナーアングル１００を埋設するコーナーアングル埋設工程について説明する。
コーナーアングル埋設工程は、基礎版１を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数のコーナーアングル１００同士をリング状に溶接するコーナーアングル溶接工程を有する。すなわち、コンクリートを打設するための枠やコンクリートに埋設される鉄筋が露わになっている段階で、それらの上、若しくは別途設けたサポートの上にコーナーアングル１００を配置し、タンク周方向に沿って複数のコーナーアングル１００を溶接により繋ぎ合わせ、一つのリング状の構造体とする（図３参照）。

コーナーアングル１００は、図４に示すように、側端１００Ｃの片側にのみ開先１０６が形成されており、コーナーアングル溶接工程では、複数のコーナーアングル１００同士を片側開先溶接する。本実施形態のように、例えば、直径が約７０ｍ程あるＬＮＧタンクを構築する場合、タンクの周長も長くなるため、コーナーアングル１００の設置数も多くなる（図３参照）。したがって、コーナーアングル１００の両方の側端１００Ｃに開先１０６を形成すると、加工の負担とコストが増大する。このため、本手法では、側端１００Ｃの片側にのみ開先１０６を形成し、複数のコーナーアングル１００同士を片側開先溶接することで、加工の手間を省き、コスト削減を図っている。また、片側開先溶接としても、施工の手間は、両側開先溶接と余り変わらない。

複数のコーナーアングル１００をリング状に組んだら、コンクリートを打設し、基礎版１を構築する。本手法では、基礎版１を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数のコーナーアングル１００同士をリング状に溶接しているため、コンクリートの収縮が場所によってバラツキがあっても、コーナーアングル１００間の相対位置関係は変動しない。したがって、場所によってコーナーアングル１００の位置がずれることがなく、これによって位置精度（真円度等）を出すことができ、次の工程である、外槽側板３とコーナーアングル１００の溶接の施工性が良くなる。

図５は、本発明の実施形態における構築方法の第２工程（側壁構築工程）を示す説明図である。
次に、本手法では、図５に示すように、基礎版１上に側壁２（ＰＣ壁）を構築する。この側板構築工程は、先ず、図２に示すように、基礎版１に埋設されたコーナーアングル１００に外槽側板３を溶接する側板溶接工程を有する。すなわち、コーナーアングル１００は、外槽側板３を組み上げる基準（基礎）となる。本手法によれば、上述のようにコーナーアングル１００の位置精度を高めることができ、外槽側板３の垂直度及び真円度の精度を出すことができる。

側板溶接工程では、図２に示すように、裏板１１１を当ててコーナーアングル１００の上端１００Ａと外槽側板３の下端３Ｂとを突合せ溶接する。このように、裏板１１１を用いた裏当て突合せ溶接を行うことにより、コーナーアングル１００の上端１００Ａと外槽側板３の下端３Ｂとの突合せ溶接を、タンク内側からの片側溶接とし、タンク外側におけるコンクリート打設工程（後述）との干渉を回避することができる。

本実施形態の外槽側板３の裏面３ｂには、セパレータコーン１１２が接合されている。側壁構築工程は、このセパレータコーン１１２を介して外型枠１２０を設置する外型枠設置工程を有する。この外型枠設置工程では、外槽側板３の裏面３ｂに接合されたセパレータコーン１１２に、セパレータ１１３を接続し、外型枠１２０を連結する。

側壁構築工程は、次に、外槽側板３を内型枠とし、当該内型枠と外型枠１２０との間にコンクリートを打設するコンクリート打設工程を有する。このコンクリート打設工程は、図５に示すように、外槽側板３の組み上げに追従して行われる。すなわち、本手法では、外槽側板３を先行して組み上げつつ、外槽側板３の上側への次の外槽側板３の突合せ溶接と、この外槽側板３を内型枠とするコンクリートの打設と、を交互に行うことにより、側壁２を組み上げていく。

外槽側板３の組み上げと、コンクリートの打設は、一定の間隔をあけた並行作業となる。これにより、コンクリートを打設していない高さの外槽側板３の突出部分Ｐをある一定範囲に抑えることができる。突出部分Ｐは外槽側板３単体で風荷重を受ける部分であるため、このように突出部分Ｐを一定範囲に抑えることで、風荷重による外槽側板３の座屈を防止することができる。

一方で、図２に示すように、コンクリートを打設する前にコーナーアングル１００に溶接される最下段の外槽側板３は、単体で風荷重を受けなくてはならない。このため、本手法では、コーナーアングル１００の下部に、頭付スタッド１０３を接合し、基礎版１に埋設させている。頭付スタッド１０３は、最下段の外槽側板３が傾倒しないように、コーナーアングル１００を介して基礎版１に引き抜き荷重を作用させる。これにより、風荷重等による外槽側板３の傾倒を防止することができ、外槽側板３を単体で安定して自立させることができる。

図６は、本発明の実施形態における構築方法の第３工程を示す説明図である。図７は、本発明の実施形態における構築方法の第４工程（内槽ジャッキアップ工程）を説明する説明図である。
本手法では、上述した側壁構築工程と並行して、図６に示すように、基礎版１上に底部ライナー６を敷設する。次に、基礎版１の中央部に屋根架台７を組み立てる。また、側壁２の基端部に内槽側板９等を取り込むための工事口８を形成する。また、側壁２の基端部の内側に沿って、内槽側板組立用の門型架台１０を複数設置する。門型架台１０は、内槽側板９が複数組み合わされてなる円筒状の内槽が基礎版１上に最終的に下ろされるべき領域であるアニュラー領域Ｘを跨ぐように設置する。

次に、門型架台１０の下に、パーライトコンクリートブロックや構造用軽量コンクリートブロック等の保冷構造体１２を仮置きする。門型架台１０の下では、保冷構造体１２によるアニュラー部１３（図７参照）の保冷工事を行う。アニュラー部１３の保冷工事は、例えば、底部冷熱抵抗緩和材の上にパーライトコンクリートブロック、構造用軽量コンクリートブロックを組み立て、その上にアニュラープレートを取り付けることにより行う。

アニュラー部１３の保冷工事が完了したら、アニュラー部１３よりもタンク内側に配置されていた脚部をアニュラー部１３上に挿げ替える（図７参照）。このような挿げ替えによって、アニュラー部１３よりもタンク内側には干渉物がなくなるため、基礎版１上の中央部の保冷工事を行うことができる。中央部の保冷工事では、図７に示すように、底部冷熱抵抗緩和材３９の上に泡ガラス４０を載置する。そして、その上に不図示のパーライトコンクリートブロックと不図示の内槽底板を順に重ねて敷設する。

また、本手法では、上記保冷工事と並行して、図６に示すように、側壁２にジャッキアップ装置１９を複数台設置する。先ず、側壁２の中段部に、吊側架台７０を設置する。吊側架台７０は、側壁２に埋め込んだ不図示のアンカープレートに着脱可能に締結固定する。また、門型架台１０上で組んでいたナックルプレート１１に、被吊側架台８０を設置する。被吊側架台８０には、ジャッキアップ装置１９のジャッキ本体１９ａが連結される。また、吊側架台７０には、ジャッキ本体１９ａの作動よりストロークするジャッキロッド１９ｂが連結される。

このようにジャッキアップ装置１９を設置したら、ナックルプレート１１を吊り上げ、そのジャッキアップによりできた下部空間に、内槽側板９を搬入する。内槽側板９は、所定の溶接位置まで搬送し、隣り合う内槽側板９同士を溶接し、全体で円筒状になるように周方向に繋ぎ合わせる。次に、この内槽側板９の上端部を、ナックルプレート１１の下端部に組み付ける。また、ナックルプレート１１の上端部は、屋根架台７上で組んでいた内槽屋根１４の外周縁部に組み付ける。

次に、図７に示すように、屋根架台７を除去し、ジャッキアップ装置１９によって、内槽屋根１４、ナックルプレート１１及び内槽側板９を含む揚体６０を吊り上げる。ジャッキアップ装置１９により内槽側板９の上下幅相当分だけ揚体６０を上昇させたら、そのジャッキアップにより内槽側板９の下部にできた空間に、次の内槽側板９を搬入する。搬入した内槽側板９をタンク周方向に繋ぎ合わせたら、その上端と、揚体６０の下端（内槽側板９）とを溶接する。このように、本手法では、ジャッキアップ装置１９による内槽側板９の上昇と、上昇した内槽側板９の下側への次の内槽側板９の溶接と、を交互に繰り返す（内槽ジャッキアップ工程）。

また、この工程中、内槽屋根１４上で外槽屋根２２を組み立てる。外槽屋根２２は、内槽屋根１４と不図示の連結材で連結され、内槽屋根１４と一体的に組み立てられる。また、側壁２が組み上がったら、その頂部に吊側のジャッキポイントを変更する。このように、吊側のジャッキポイントを盛り替えつつ、ジャッキアップ装置１９による内槽側板９の上昇と、上昇した内槽側板９の下側への次の内槽側板９の溶接と、を交互に繰り返し、内槽側板９の最下段を除く第１の構造物９ａを組み立てる。

図８は、本発明の実施形態における構築方法の第５工程を示す説明図である。
本手法では、図８に示すように、内槽側板９の最下段を、第１の構造物９ａとは別にアニュラー部１３上に組み立てる。門型架台１０の解体後、内槽側板９の最下段をアニュラー部１３上に載置したら、隣り合う内槽側板９同士を溶接し、全体で円筒状になるように周方向に繋ぎ合わせ、第２の構造物９ｂを組み立てる。第２の構造物９ｂを組み立てたら、基礎版１に設置された内槽アンカーストラップ４を取り付ける。また、側壁２の外部には、昇降階段２３を設ける。また、側壁２の内側に、ポンプバレル２５を搬入する。

図９は、本発明の実施形態における構築方法の第６工程を示す説明図である。
次に、本手法では、図９に示すように、第１の構造物９ａをジャッキダウンし、第１の構造物９ａの下端部を第２の構造物９ｂの上端部に降ろし、第１の構造物９ａと第２の構造物９ｂとを溶接し、内槽３０を組み立てる。本手法では、ジャッキアップ装置１９による内槽３０の組み立てから、内槽３０の最下段の組み立てを分離し、内槽３０の最下段である第２の構造物９ｂのアニュラー部１３上への固定を前倒しで行っている。したがって、本手法では、例えば１カ月程度かかる内槽３０のアニュラー部１３上への固定がクリティカルパスとならず、従来手法よりも工期の短縮化を図ることができる。

内槽３０が完成したら、外槽屋根２２は、不図示の連結材による内槽屋根１４との連結を解除し、最上段まで組み立てられた側壁２の上端部に据え付ける。また、外槽屋根２２に屋根階段２４を設ける。また、ポンプバレル２５を設置する。
その後、被吊側架台８０を取り外してジャッキアップ装置１９を撤去する。その後、側壁２の緊張工事を行う。そして、工事口８の閉鎖後、水張りをして耐圧・気密試験を実施する。

図１０は、本発明の実施形態における構築方法の第７工程（保冷材配置工程）を示す説明図である。
最後に、図１０に示すように、内槽３０と側壁２との間の内外槽間１５に保冷材４４を配置し、また、内槽屋根１４と外槽屋根２２の間にも保冷材４４を配置して保冷工事を行い、その後、塗装工事、配管保冷工事を経てＬＮＧタンク５０が構築される。

このように、上述の本実施形態によれば、基礎版１を構築する基礎版構築工程と、基礎版１上に側壁２を構築する側壁構築工程と、を有するＬＮＧタンク５０の構築方法であって、基礎版構築工程は、基礎版１にコーナーアングル１００を埋設するコーナーアングル埋設工程を有し、側壁構築工程は、基礎版１に埋設されたコーナーアングル１００に外槽側板３を溶接する側板溶接工程を有し、アングル埋設工程は、基礎版１を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数のコーナーアングル１００同士をリング状に溶接するコーナーアングル溶接工程を有する、という手法を採用することによって、外槽側板３の位置精度を出すことができ、外槽側板３とコーナーアングル１００の溶接の施工性を良くすることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明を、ジャッキアップ装置１９を用いて揚体６０を吊り上げるジャッキアップ工法に適用した場合を例示したが、揚体６０を空気圧により持ち上げるエアレイジング工法においても本発明を適用可能である。

また、例えば、上記実施形態では、本発明をＬＮＧタンクに適用した場合を例示したが、その他の低温液体（例えば、ＬＰＧ等）を貯蔵するタンクにおいても本発明を適用可能である。

１ 基礎版
２ 側壁
３ 外槽側板（側板）
３ｂ 裏面
９ 内槽側板
１９ ジャッキアップ装置
３０ 内槽
５０ ＬＮＧタンク（タンク）
１００ コーナーアングル
１００Ａ 上端
１００Ｃ 側端
１０３ 頭付スタッド（アンカー）
１０６ 開先
１１１ 裏板
１１２ セパレータコーン
１２０ 外型枠

Claims (6)

1. 基礎版を構築する基礎版構築工程と、前記基礎版上に側壁を構築する側壁構築工程と、を有するタンクの構築方法であって、
   前記基礎版構築工程は、前記基礎版にコーナーアングルを埋設するコーナーアングル埋設工程を有し、
   前記側壁構築工程は、前記基礎版に埋設されたコーナーアングルに側板を溶接する側板溶接工程を有し、
   前記アングル埋設工程は、前記基礎版を構築するコンクリートを打設する前に、予め複数の前記コーナーアングル同士をリング状に溶接するコーナーアングル溶接工程を有する、ことを特徴とするタンクの構築方法。
2. 前記コーナーアングルは、側端の片側にのみ開先が形成されており、
   前記コーナーアングル溶接工程では、複数の前記コーナーアングル同士を片側開先溶接する、ことを特徴とする請求項１に記載のタンクの構築方法。
3. 前記側板溶接工程では、裏板を当てて前記コーナーアングルの上端と前記側板の下端とを突合せ溶接する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のタンクの構築方法。
4. 前記側壁構築工程は、
   前記側板の裏面に接合されたセパレータコーンにセパレータを接続して外型枠を設置する外型枠設置工程と、
   前記側板を内型枠とし、当該内型枠と前記外型枠との間にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンクの構築方法。
5. 前記コーナーアングルの下部には、前記基礎版に埋設されるアンカーが接合されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンクの構築方法。
6. 前記側壁の内側において、ジャッキアップ装置による内槽側板の上昇と、前記上昇した内槽側板の下側への次の内槽側板の取り付けと、を交互に繰り返して内槽を構築する内槽ジャッキアップ工程と、
   前記内槽と前記側壁との間に保冷材を配置する保冷材配置工程と、を有する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンクの構築方法。

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