JP2020143438A - Cylindrical structure and pile cap segment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば地下タンク、地上タンク、或いは洋上風力発電装置等の基礎部等として用いられる筒状構造物及びその筒状構造物を構築する頂版セグメントに関する。 The present invention relates to a tubular structure used as, for example, an underground tank, an above-ground tank, or a foundation of an offshore wind power generator, and a top plate segment for constructing the tubular structure.
従来、石油タンクや貯水タンク、或いはその他、資材を保管する筒状構造物等を構築する場合、現場に生コン車等を搬送して生コンクリートを流し込んでコンクリート構築物からなる筒状構造物を構築することが知られている。しかし、筒状構造物を構築する現場が例えば離島や海底、洋上、山頂、或いは地下深い場所等である場合、現場に生コン車等を搬送してコンクリート構築物を構築することが困難なことがある。 Conventionally, when constructing an oil tank, a water storage tank, or other tubular structure for storing materials, a ready-mixed concrete vehicle or the like is transported to the site and ready-mixed concrete is poured to construct a tubular structure composed of a concrete structure. It is known. However, when the site for constructing a tubular structure is, for example, a remote island, the seabed, the ocean, the summit, or a deep underground place, it may be difficult to transport a ready-mixed concrete vehicle or the like to the site to construct a concrete structure. ..
このようなコンクリート製の筒状構造物として例えば特許文献1に記載された組み立て容器が提案されている。この組み立て容器は、刃口部の上に3分割した円弧状側壁を組み立て、その隙間の連結部に鉄筋を連結してコンクリートを打設することで互いに連結して円筒状の側壁を構築している。この側壁の上部開口に円板状の蓋体を載置し、蓋体をインサートボルトで側壁に連結している。
As such a cylindrical structure made of concrete, for example, an assembly container described in
また、特許文献2に記載された矩形セグメントは、複数のセグメントピースを矩形断面のボックス状に組み立てた断面矩形状のトンネルに用いられている。この矩形断面を有する矩形セグメントは、側面上部に断面略L字状のコーナーピースが設置されている。コーナーピース間の上部開口を閉鎖する上部床版ピースを設け、この上部床版ピースはPC鋼材によってコーナーピースに連結されている。
Further, the rectangular segment described in
しかしながら、特許文献1に記載されたコンクリート製組み立て容器は、側壁の円弧状セグメント同士を鉄筋で連結してコンクリートで一体化している上に、蓋は短冊状の3枚の板を連結して構築している。そのため、離島や海底や洋上等では生コン車による生コンクリートの搬送が困難である。また、組み立て容器が大型化して上部開口が大径になると、薄い板状の蓋では自重によるたわみが大きくなるという欠点がある。蓋の強度を改善するためには蓋に梁構造を設けたり、蓋を構成する複数の短冊状の板を厚くしたりする必要があり、施工が煩雑でコスト高になるという欠点もある。
However, in the concrete assembly container described in
また、特許文献2に記載された矩形セグメントは、平板状の上部床版ピースを両側のコーナーピースの鉤手状部分にPC構造で連結したボックスカルバート構造であり、容器等の筒状構造物と異なるものである。この場合、生コン車は必要ないが、矩形セグメントが大型化すると補強のために特許文献1と同様に上部床版ピースに梁構造を設けたり、上部床版ピースの厚みを増大させたりする必要があり、コスト高になるという問題がある。
しかも、これらの組み立て容器や矩形セグメントは組み立てに際して内部に支保工や足場を設けて組立施工する必要があり、工期が長くなる上にコスト高になるという問題がある。
Further, the rectangular segment described in
Moreover, these assembled containers and rectangular segments need to be assembled by providing internal support and scaffolding when assembling, which causes a problem that the construction period is long and the cost is high.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、組み立て時に内部に型枠支保工の設置を必要とせず、短時間で容易に組み立てできる高強度な筒状構造物及び頂版セグメントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a high-strength tubular structure and a top plate that can be easily assembled in a short time without the need to install a formwork support inside at the time of assembly. The purpose is to provide a segment.
本発明による筒状構造物は、起立する側壁部と、側壁部から屈曲して略水平方向に延びていて平面視で略台形状に形成された頂版部と、頂版部の他端部から起立する起立壁部と、が一体形成された頂版セグメントを有し、この頂版セグメントを周方向に複数接合して配列することで筒状に形成され、その上部に複数の起立壁部からなる開口が構築されてなることを特徴とする。
本発明によれば、頂版セグメントを複数接合して筒状構造物を構築でき、しかも頂版セグメントを側壁部から開口を形成する起立壁部まで一体形成したため、継手によって容易に組み立てできる上に高強度である。しかも、筒状構造物の内部に型枠支保工を構築する必要がなく、外足場から頂版セグメントの組み立て作業を行える。そのため、組み立て作業に生コンクリートを必要とせず、離島や洋上、或いは地下等の生コンクリートの供給が困難な現場でも短時間で容易に構築できる。
The tubular structure according to the present invention has an upright side wall portion, a top plate portion that is bent from the side wall portion and extends in a substantially horizontal direction to form a substantially trapezoidal shape in a plan view, and the other end portion of the top plate portion. It has a top plate segment integrally formed with an upright wall portion that stands up from, and is formed into a tubular shape by joining and arranging a plurality of top plate segments in the circumferential direction, and a plurality of upright wall portions are formed above the top plate segment. It is characterized in that an opening made of is constructed.
According to the present invention, a plurality of top plate segments can be joined to construct a tubular structure, and since the top plate segments are integrally formed from the side wall portion to the upright wall portion forming an opening, it can be easily assembled by a joint. High strength. Moreover, it is not necessary to construct a formwork support inside the tubular structure, and the top plate segment can be assembled from the outer scaffolding. Therefore, ready-mixed concrete is not required for the assembly work, and it can be easily constructed in a short time even at a site where it is difficult to supply ready-mixed concrete such as remote islands, offshore, or underground.
また、頂版セグメントの頂版部はアーチ状に湾曲または傾斜していることが好ましい。
頂版セグメントの頂版部がアーチ状であれば筒状構造物の強度を補強できる。
Further, it is preferable that the top plate portion of the top plate segment is curved or inclined in an arch shape.
If the top plate portion of the top plate segment is arched, the strength of the tubular structure can be reinforced.
また、開口を閉鎖可能な蓋が設置されていてもよい。
筒状構造物の上部の開口に対して蓋を開閉可能であるため、蓋の載置が容易である。しかも、筒状構造物が大型化しても開口を大型化しなくてもよい。
In addition, a lid that can close the opening may be installed.
Since the lid can be opened and closed with respect to the opening at the top of the tubular structure, the lid can be easily placed. Moreover, even if the tubular structure becomes large, the opening does not have to be large.
また、頂版セグメントの側壁部及び起立壁部の少なくとも一方は曲面状または平板状に形成されていてもよい。
筒状構造物の側壁部が曲面状であれば円筒状構築物を構築でき、平面状であれば多角形の角筒状構築物を構築できる。起立壁部は曲面状であれば円形の開口を形成でき、平面状であれば多角形筒状の開口を形成できる。
Further, at least one of the side wall portion and the upright wall portion of the top plate segment may be formed in a curved surface shape or a flat plate shape.
If the side wall of the tubular structure is curved, a cylindrical structure can be constructed, and if it is flat, a polygonal square tubular structure can be constructed. If the upright wall portion is curved, a circular opening can be formed, and if it is flat, a polygonal tubular opening can be formed.
本発明による頂版セグメントは、起立する側壁部と、側壁部から屈曲して略水平方向に延びていて平面視で略台形状に形成された頂版部と、頂版部の他端部から起立する起立壁部と、を有することを特徴とする。
頂版セグメントを複数個組み立てることで筒状構築物を構築できる。
The top plate segment according to the present invention is formed from an upright side wall portion, a top plate portion that is bent from the side wall portion and extends in a substantially horizontal direction to form a substantially trapezoidal shape in a plan view, and the other end portion of the top plate portion. It is characterized by having an upright wall portion that stands up.
A tubular structure can be constructed by assembling a plurality of top plate segments.
本発明による筒状構造物及び頂版セグメントは、頂版セグメント同士を筒状に接合することで組み立てできるため、離島や洋上、地下深いところ等、生コン車を移送しにくい現場でも容易に組み立てできる。しかも、各頂版セグメントは予め工場で製造できるため現場では継手を介して組み立てるだけでよく、組み立ての効率がよく製造コストや施工コストを低廉にできる。
また、頂版セグメントを筒状に組み立てることで起立壁部が互いに当接して競り合うため、筒状構造物の剛性が向上する。各頂版セグメントは開口を形成する起立壁部と頂版部と側壁部とが一体形成されているため組立性と防水性を確保し易い。
また、筒状構築物を組み立てる際、内部に型枠支保工を組み立てる必要がなく外足場を設置するだけで、頂版セグメントを組み立てて筒状構造物を構築できる。
Since the tubular structure and the top plate segment according to the present invention can be assembled by joining the top plate segments to each other in a tubular shape, they can be easily assembled even at a site where it is difficult to transfer a ready-mixed vehicle, such as a remote island, offshore, or deep underground. .. Moreover, since each top plate segment can be manufactured in advance at the factory, it is only necessary to assemble it through a joint at the site, and the assembly efficiency is high and the manufacturing cost and the construction cost can be reduced.
Further, by assembling the top plate segment into a tubular shape, the standing wall portions abut against each other and compete with each other, so that the rigidity of the tubular structure is improved. Since each top plate segment is integrally formed with an upright wall portion, a top plate portion, and a side wall portion forming an opening, it is easy to secure assembling property and waterproofness.
Further, when assembling the tubular structure, it is not necessary to assemble the formwork support inside, and the top plate segment can be assembled to construct the tubular structure simply by installing the outer scaffolding.
以下、本発明の実施形態による筒状構造物とこれを構築する頂版セグメントについて添付図面を参照して説明する。
図1及び図2は本発明の実施形態による筒状構造物を示すものであり、この筒状構造物は円筒構造物1である。この円筒構造物1は例えば離島や山頂や地下等に設置される水タンクまたは石油タンク等であり、これらを地上タンクまたは地下タンクとする。円筒構造物1は、円板状の底部2と略円筒状の側部3とその上部に連結された頂版4と、蓋5とで構成されている。この円筒構造物1は例えば直径8m、内容物の投入口及び排出口となる開口14の口径が例えば3m程度に設定されている。
Hereinafter, the tubular structure according to the embodiment of the present invention and the top plate segment for constructing the tubular structure will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a cylindrical structure according to an embodiment of the present invention, and this tubular structure is a
底部2は、例えば平板で短冊状の底部セグメント7aと円弧版状の底部セグメント7bが継手で複数枚、例えば4枚連結されて円板状に構成されている。側部3は、例えば平面視長方形状で円弧状に湾曲形成された側部セグメント8が千鳥状に積み上げられて継手で連結されて構成されている。なお、継手として例えばボルトボックス継手やコッター継手等が用いられる。しかも底部セグメント7a、7bの側面同士の接続部や、側部セグメント8の継手面及び主桁面同士の接続部には図示しないシール部材が設置され、水密性を有している。
The
底部セグメント7a、7bと側部セグメント8はシールドトンネル等に用いる鉄筋コンクリート製板材からなるコンクリートセグメントで構成されている。しかし、コンクリートセグメントに代えてコンクリートと鋼材からなる合成セグメントや鋼材からなる鋼製セグメントを用いてもよい。
頂版4は図1に示すように複数、例えば8等分割された頂版セグメント10が側面同士で継手によって接合されてリング状に配列された構成を有している。頂版セグメント10は例えば鉄筋コンクリート製のコンクリートセグメントであるが、上述のように合成セグメントや鋼製セグメントで構成されていてもよい。
The
As shown in FIG. 1, the
頂版セグメント10は、図3(a)に示すように、側部セグメント8上に起立していて曲面状(円弧版状)に形成された側壁部11と、側壁部11から屈曲して略水平方向または斜め上方に向けて延びる板状の頂版部12と、頂版部12の内側端部から起立する略円弧版状の起立壁部13と、が一体形成されている。なお、頂版部12の部分は斜め上方に向けてアーチ状に湾曲して延びるか、水平方向または上方に傾斜して略平面状に形成されていてもよい。
頂版セグメント10は側壁部11から平面視略台形状の頂版部12を介して起立壁部13まで一体のトルテ状に形成されているため、この部分で継手を必要とせず水密性のある形状を有している。
As shown in FIG. 3A, the
Since the
そして、複数枚、例えば8枚の頂版セグメント10の側面同士を、シール部材を介して継手で接合して略円筒状の頂版4が形成されている。頂版セグメント10同士を組み立てることで、中央に立ち上がる起立壁部13同士で略円筒状の開口14が形成されている。起立壁部13は互いに側面で当接して競り合うため開口14の剛性が高い。
頂版セグメント10は例えば側壁部11と起立壁部13の各高さ50cm、平面視台形状の頂版部12における上辺120cm、下辺310cm、上辺及び下辺間の高さ250cmとされている。
なお、図3(b)は変形例による頂版セグメント10を示すものであり、側壁部11と起立壁部13は平板状に形成されている。これにより、複数個、例えば8個の頂版セグメント10を接合することで、八角形筒状の角筒構造物が組み立てられる。
Then, the side surfaces of a plurality of, for example, eight
The
Note that FIG. 3B shows a
また、図4に示すように、開口14上に載置されて閉鎖する蓋5は例えば短冊状の蓋セグメント16aと円弧版状の蓋セグメント16bが継手を介して3枚接合されて略円板状に形成されている。蓋セグメント16a、16bもコンクリートセグメントで製造されているが、上述のように合成セグメントや鋼製セグメントで構成されていてもよい。頂版セグメント10と蓋セグメント16a、16bの継手もボルトボックス継手やコッター継手で構成されている。
なお、開口14の内径が3mより大きい場合には蓋5を4枚以上の蓋セグメント16a、16bで組み合わせてもよい。或いは、蓋5を設けなくてもよく、その場合、頂版4の開口14を形成する起立壁部13を更に上方に延ばして筒状に形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the
When the inner diameter of the
これらの底部セグメント7a、7b、側部セグメント8、頂版セグメント10、蓋セグメント16a、16bは予め工場で製造できる。なお、頂版セグメント10の側面同士の接続部や、蓋セグメント16a、16bの側面同士の接続部には図示しないシール部材が設置され、水密性を有している。側部セグメント8と底部2との接合部、側部セグメント8と頂版セグメント10の接合部、頂版セグメント10と蓋5との接合部もシール部材により水密に接合できる。
These
本第一実施形態による円筒構造物1は上述した構成を有しており、次にその組み立て方法を説明する。
まず、離島等において、外足場を組んだ後、底部セグメント7a、7bを互いに接合して底部2を床面上、または地上に設置する。次に底部2の上面周縁部に側部セグメント8を継手を介して接合し、その上段には千鳥組になるように側部セグメント8を半分の長さ分だけ水平方向にずらして継手を介して接合する。この積み上げ作業を適宜の高さまで施工して側部3を構築する。
次いで、側部3の上面に頂版セグメント10の側壁部11を継手を介して接合する。その側面に8枚の頂版セグメント10を継手を介して順次周方向に接合する。こうして円筒構造物1を構築できる。そして、開口14を通して水や石油等の内容物を円筒構造物1内に供給して貯留させた後、蓋5を開口14に載置して閉蓋する。なお、予め配管用の穴をあけた蓋5を先行して載置し、穴を通して内容物を円筒構造物1内に供給してもよい。
The
First, on a remote island or the like, after the outer scaffolding is assembled, the
Next, the
上述のように、本第一実施形態による円筒構造物1によれば、組み立てに際してそれぞれ継手を介して底部セグメント7a、7b同士、側部セグメント8同士、頂版セグメント10同士を接合することで水密に組み立てできる。特に頂版セグメント10は側部3から上面を覆って円筒状に形成できて高強度である。
そのため、離島や洋上や海底、地上や地下等で生コン車のコンクリート等を用いることなく容易に組み立てできる。しかも、各セグメントは予め工場で製造できるため現場では継手を介して組み立てるだけでよく、組み立て効率がよく製造コストや施工コストを低廉にできる。
As described above, according to the
Therefore, it can be easily assembled on remote islands, offshore, seabed, above ground, underground, etc. without using concrete of ready-mixed concrete. Moreover, since each segment can be manufactured in advance at the factory, it is only necessary to assemble it through a joint at the site, and the assembly efficiency is high and the manufacturing cost and the construction cost can be reduced.
また、頂版セグメント10同士を筒状に組み立てることで起立壁部13が互いに当接して競り合うため、構造物の剛性が向上する。頂版4を組み立てる各頂版セグメント10は起立壁部13と頂版部12と側壁部11とが一体形成されているため防水性と高強度と組立容易性を確保できる。
しかも、本実施形態による円筒構造物1によれば、円筒構造物1の内部に型枠支保工を立てる必要がなく、外足場を設置するだけで側部セグメント8と頂版セグメント10の組み立て作業を行える。
Further, by assembling the
Moreover, according to the
以上、本発明の第一実施形態による円筒構造物1について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例や他の実施形態等について説明するが、上述の第一実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
Although the
図5は本発明の第二実施形態による円筒構造物20を示すものである。本実施形態では円筒構造物20は底部2と頂版4と蓋5とで構成されており、側部3は設けられていない。
なお、この変形例として、底部2を設置しなくてもよく、この場合でも地盤、床面や海底等に頂版セグメント10の側壁部11を直接設置してもよい。側壁部11の下端部を地中に埋設したり床面との間にシール部材を介在させることで、水密性を確保可能である。
FIG. 5 shows the cylindrical structure 20 according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the cylindrical structure 20 is composed of a
As an example of this modification, the
次に図6乃至図8は本発明の第三実施形態による円筒構造物25を示すものである。本第三実施形態による円筒構造物25は、第一実施形態よりも大規模の筒状構造物を構築するものであり、例えば外径16m、開口14の内径3mの地下タンクまたは地上タンク等を組み立てできる。
本実施形態による円筒構造物25は底部2と側部3が第一実施形態と同一構成を有しているものとし、図示を省略している。図6及び図7に示す頂版4において、第一頂版セグメント26と第二頂版セグメント27が交互に配列して組み立てられて16等分割されている。第一頂版セグメント26と第二頂版セグメント27はいずれもコンクリートセグメントであり、同一形状である。しかも、第一頂版セグメント26と第二頂版セグメント27は共に2つの分割体からなるが、頂版部12の長手方向における分割位置が1m程度ずれている。第一頂版セグメント26は第一分割体26aと第二分割体26bとで形成され、第二頂版セグメント27は第一分割体27aと第二分割体27bとで形成されている。
Next, FIGS. 6 to 8 show a
It is assumed that the
図8に示す第一分割体26aと第二分割体26bの接合部において、第一分割体26aは下部が上部に対して先端側に突出する第一段付き部28aを有している。第二分割体26bは下部が上部に対して引っ込められた第二段付き部28bを有している。第一分割体27aと第二分割体27bの接合部においても、同様な構成の第一段付き部29aと第二段付き部29bで形成されている。
そして、第一分割体26aと第二分割体26bの接合に際して、第一分割体26aの第一段付き部28aの上に第二分割体26bの第二段付き部28bを載置させて接合する。しかも、第一段付き部28a、29aと第二段付き部28b、29bにはボルト穴31a、31bがそれぞれ形成されている。第一段付き部28a、29aと第二段付き部28b、29bをそれぞれ接合した状態で固定ボルト32をボルト穴31a、31bに捻じ込んで締め込む。これによって、第一分割体26a、27aと第二分割体26b、27bはシール部材を介してそれぞれ連結される。
At the joint between the first divided
Then, when joining the first divided
そして、円筒構造物25の組み立てに際して、底部2の底部セグメント7を組み立て、側部3の側部セグメント8を組み立てる。次に側部3の上面に第一頂版セグメント26、第二頂版セグメント27を組み立てるに際し、側部セグメント8の上面に第一頂版セグメント26の第一分割体26a、第二頂版セグメント27の第一分割体27aを継手を介して交互に配列して組み立てる。次に、第一分割体26aの第一段付き部28aに第二分割体26bの第二段付き部28bを接合して固定ボルト32をボルト穴31a、31bに締め込む。
そして、第一分割体27aの第一段付き部28aに第二分割体27bの第二段付き部28bを接合して固定ボルト32をボルト穴31a、31bに締め込む。この作業を周方向の全ての第一頂版セグメント26、第二頂版セグメント27に行うことで、頂版4が構築され、中央に16個の起立壁部13からなる開口14が形成される。
Then, when assembling the
Then, the second stepped
図9は円筒構造物1、20、25を地下タンクや地上タンク以外に適用した事例である。本実施形態では、洋上風力発電装置35に例えば円筒構造物1を基礎部36として用いた。本実施形態では、基礎部36として底部2と側部3を構築し、側部3の上部に第一頂版セグメント26、第二頂版セグメント27からなる頂版4を構築する。そして、頂版4の起立壁部13で構築した開口14の外側にタワー37の中空の下端部を装着した。タワー37の上部にはナセル38とハブ41に設置された例えば3枚のブレード40とが設けられている。タワー37は起立壁部13の開口14を中心に回転可能とされている。
この洋上風力発電装置35では、風力によるブレード40の回転を得て例えばナセル38内の発電機で発電する。しかも、風向きの変化に応じてタワー37とその上部は、基礎部36に設置した姿勢補正機構(図示せず)によって、風向きの変化に応じて相対するように正逆回転させることができる。また、基礎部36内にはバラスト水が貯留されている。
FIG. 9 shows an example in which the
In this offshore
上述した各実施形態や変形例による筒状構造物は円筒構造物1、20、25や八角筒状等の角筒構造物としたが、角筒構造物は適宜の多角形筒状をなすものを採用することができる。
なお、頂版セグメント10、26、27は側壁部11及び起立壁部13の両方が円弧版状か平面状に形成されているものとしたが、いずれか一方が円弧版状で他方が平面状であってもよい。起立壁部13が平板状であれば多角形筒状の開口14が形成される。また、側壁部11が円弧版状であれば円筒構造物1、20、25が形成され、平面状であれば多角形筒状の角筒構造物になる。
また、上述した頂版セグメント10、26、27は鉄筋コンクリート製としたが、これに代えて合成セグメントや鋼製セグメントを用いてもよい。
The tubular structure according to each of the above-described embodiments and modifications is a square cylindrical structure such as a
In the
Further, although the above-mentioned
1、20、25 円筒構造物
2 底部
3 側部
4 頂版
5 蓋
7 底部セグメント
8 側部セグメント
10 頂版セグメント
26 第一頂版セグメント
26a、27a 第一分割体
26b、27b 第二分割体
27 第二頂版セグメント
11 側壁部
12 頂版部
13 起立壁部
14 開口
16a、16b 蓋セグメント
35 洋上風力発電装置
36 基礎部
37 タワー
1, 20, 25
Claims (5)
複数の前記頂版セグメントを周方向に接合して配列することで筒状に形成され、その上部に複数の前記起立壁部からなる開口が構築されてなることを特徴とする筒状構造物。 An upright side wall portion, a top plate portion that is bent from the side wall portion and extends in a substantially horizontal direction to form a substantially trapezoidal shape in a plan view, and an upright wall portion that stands up from the other end of the top plate portion. , Has an integrally formed top plate segment,
A tubular structure characterized in that a plurality of top plate segments are joined and arranged in the circumferential direction to form a tubular shape, and an opening composed of the plurality of upright wall portions is constructed above the tubular structure.
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2019
- 2019-03-04 JP JP2019038534A patent/JP2020143438A/en active Pending
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