JP2021110160A - レール基礎を兼ねた排水溝およびコンクリートブロック - Google Patents

Abstract

【課題】門型クレーンのレール基礎の施工に用いられるコンクリートブロックを提供する。【解決手段】走行レール設置用の溝と、排水用の溝とを兼ねた、断面が略Ｕ字型の溝３３が形成されたコンクリートブロック１０を提供する。溝の底面３４に、走行レールの押さえ金具を固定するための複数の埋設金具５０が埋設されていてもよい。溝３３の両側の側壁２４の、外側の面の下方で外側に張り出した部分を含む基礎部２５を有してもよい。【選択図】図２

Description

この発明は、港湾、造船あるいは重機メーカーなどに用いられる大型の門型移動クレーンやガントリークレーンなどの荷役設備用の軌条や、あるいは貨物引込線などに用いられるレール基礎を兼ねた排水溝に関するものである。

特許文献１には、工事が簡単で省力化が図れるとともに工期が短縮でき、なおかつ、正確にレールを敷設できるクレーンレールの締結装置および敷設工法が記載されている。この敷設工法では、ボルトと雌ねじ部材とからなる高さ調整金具と、軌間方向の位置調整手段としてアンカーへの取付孔を長孔としたタイプレートと、レールをタイプレートに締結する締結金具とを備えることにより解決することが記載されている。

特開平９−２７８３５４号公報

ガントリークレーンなどのレールは、打設した基礎コンクリートに埋め込まれたアンカーボルト・ナットを用いて施工される。この場合、クレーンレールは地表に露出し、クレーンレールをトラックなどで横切ろうとすると衝撃を抑制するために速度を落としたり、左右の車輪を順番に通過させたりなど、作業効率に影響を与える操作が必要になる。

本発明においては、走行レール設置用の溝と排水用の溝とを兼ねた、断面が略Ｕ字型の溝が形成されたコンクリートブロックを提供する。排水用を兼ねた溝に走行レールを設置することにより、地表から走行レールが露出することを防止でき、レールがトラックなどの走行の障害となることを抑制できる。

さらに、走行レールは、溝の内部に、その長手方向に延びた状態で設置され、走行レールはトラックのタイヤを支持する強度を十分に備えている。このため、走行レールがタイヤを支持でき、トラックなどのタイヤが溝に落ちることを抑制できる。したがって、コンテナヤードや倉庫などのクレーンが設置される領域に、高価で、外れやすいグレーチング蓋などを設置しなくても安全に走行できる排水用の溝を設けることが可能となる。

さらに、工場においてプレハブ（プレキャスト）されたコンクリートブロックにより走行レール用の基礎を施工できる。このため、製造誤差が少なく、平坦で歪みなども小さく、精度の高い面を備えたレール基礎を短期間、低コストで施工できる。

溝の底面に、走行レールの押さえ金具を固定するためのインサートやボルトなどの埋設金具が複数、所定の位置に予め埋設されていてもよい。現場における作業を軽減できるとともに、走行レールの設置精度を向上できる。コンクリートブロックのそれぞれの全長は、複数のコンクリートブロックを並べて、レール基礎を兼ねた排水溝を施工することを考慮すると、３００ｍｍ以上であってもよく、５００ｍｍ以上であってもよく、６００ｍｍ以上であってもよい。コンクリートブロックが長くなると重量が増え運搬や現地における施工に制限が発生する可能性がある。このため、コンクリートブロックの全長は２０００ｍｍ以下であってもよく、１０００ｍ以下であってもよい。

コンクリートブロックは、溝の両側の側壁の外側の面の少なくとも一方の面の下方で、外側に張り出した部分を含む基礎部を含んでもよい。基礎部は、溝の両側の側壁の外側の面の下方で、外側に張り出した部分を含んでもよい。外側に張り出した部分はほぼ水平な上面を含んでもよい。張り出した部分によりタイヤの加重を分散させたり、タイヤの加重によりコンクリートブロックが転倒したり、不等沈下したりすることを抑制できる。

前記溝の両側の側壁の内側の角が外側の角に対し大きく面取りされていてもよい。内側の角は、車両がレールを乗り越える際に干渉するので、大きく面取りすることにより角欠けを防止できる。一方、側壁の外側の角は、面取りが大きいと、周囲の面との間に凹みが形成されやすく、水が溜まったり、土が溜まったりする。溝の両側の側壁の上面の底面からの高さｈ２と、底面に設置される走行レールの高さｈ１とは以下の条件（１）を満たしてもよい。
０＜ｈ２−ｈ１＜１０ｍｍ・・・（１）

本発明の他の態様の１つは、レール基礎を兼ねた排水溝である。この排水溝は、上述したコンクリートブロックを複数有し、複数のコンクリートブロックが溝が延びた方向に少なくとも一列に、溝の両端が合致するように埋設されていてもよい。一列に接続された複数のコンクリートブロックの末端に集水桝が接続されていてもよい。集水桝は、さらに大きな排水溝に接続するためのバッファとして機能してもよく、地下浸透用の桝であってもよい。排水溝を構成するコンクリートブロックに予め埋設された複数の埋設金具に押さえ金具を装着し、押さえ金具により排水溝の底面に走行レールを取り付けてもよい。

本発明の他の態様の１つは、レール基礎を兼ねた排水溝の施工方法である。上記に記載のコンクリートブロックを複数、長手方向に少なくとも一列に、溝の両端の開口が合致するように埋設することを有してもよい。一列に接続された複数のコンクリートブロックの末端に接続するように集水桝を埋設することをさらに有してもよい。複数のコンクリートブロックの底面に設けられた複数の埋設金具に押さえ金具を装着し、押さえ金具により、走行レールを取り付けることをさらに有してもよい。

ガントリークレーンの一例を示す図。 コンクリートブロックを用いて施工されたクレーンレール用の基礎を兼ねた排水溝の平面図。 図２に示す排水溝の幅方向の断面図。 図２に示す排水溝の長手方向の断面図。 コンクリートブロックの概略構造を示す斜視図。 コンクリートブロックの異なる例を示す斜視図。

図１に、本発明に係るレール基礎を使用した門型クレーン（ガントリークレーン）の一例を示している。ガントリークレーン２は、門型の構造体３と、門型の構造体３のガーダー（横行梁）４に搭載されたホイスト（トロリ）５とを含み、運搬車６あるいは運搬船から荷物（コンテナ）７を吊り下げて搬入搬出する搬送装置（システム）を構成する。門型の構造体３は、車輪８を介して地上９に設置された２列の走行レールシステム（軌条）１に沿って縦方向（ガーダー４と直交する方向）に移動し、荷物７を搬送する。本発明においては、車両６の横断が可能な門型クレーン２のレール基礎を兼ねた排水溝（排水溝を兼ねたレール基礎）１０の施工方法およびコンクリートブロック２０を提供する。すなわち、本発明の走行レールシステム１においては、レール基礎を兼ねた排水溝１０に、走行レール１５が設置されており、走行レール１５の上を門型クレーン２が走行する。この発明は、港湾、造船あるいは重機メーカーなどに用いられる大型の門型移動クレーンやガントリークレーンなどの荷役設備用の軌条（走行レールシステム）１に限定されず、貨物引込線などに好適なレール基礎に関するものである。

図２に、コンクリートブロックを用いて施工されたレール基礎を兼ねた排水溝１０およびレール走行システム（軌条）１の概要を平面図により示している。図３に、レール走行システム１およびレール基礎を兼ねた排水溝１０の構造を横方向の断面により示している。図４に、レール基礎を兼ねた排水溝１０の構造を長手方向の断面により示している。

本例のレール走行システム１は、ガントリークレーンなどが走行するための設備であり、レール（走行レール）１５が延びた方向（長手方向）Ｘに延びた排水溝（レール基礎）１０と、排水溝１０に設置されたレール１５とを含む。本例の排水溝１０は、長手方向Ｘに一列に埋設された複数のコンクリートブロック２０を有する。ガントリークレーン基礎としては、レール基礎を兼ねた排水溝１０を、複数列、典型的には２列に埋設して２列のレールを備えた走行レールシステム１を提供できる。本例の走行レールシステム１は、レール基礎を兼ねた排水溝１０を構成するコンクリートブロック２０に予め埋設された埋設金物、例えば、インサート５０に、押さえ金具（固定用プレート、レールクリップ）１７およびボルト１８を介して固定された走行レール１５を含む。レール基礎ブロックおよび排水溝用ブロックとしての機能を兼ねたコンクリートブロック２０は、工場においてプレキャストされたコンクリート製のブロックであって、プレキャストする単位は長さ（溝に沿った方向の長さ）が３００ｍｍから２０００ｍｍの範囲であってもよく、本例では８００ｍｍに設定されている。

図４に、レール基礎と排水溝とを兼ねたコンクリートブロック２０を示している。コンクリートブロック２０は、適当な長さ、本例では８００ｍｍの単位長さで、プレキャストされたコンクリートブロックであって、その上側２１にＸ方向に延びた溝３３を有する。この溝３３は、走行レール１５を設置するための溝であるとともに、排水用の溝として機能する。溝３３は、ブロック２０の両端２２に達し、達した部分は開口３２となっている。溝３３の周面３０、すなわち、側面および底面は、断面が略Ｕ字型になっており、深さに対して上面２１に開いた開口の幅が広い形状となっている。したがって、コンクリートブロック２０は、溝３３と、その両側に設けられた側壁２４とを含む。

コンクリートブロック２０は、Ｕ字型の溝３３の底面３４の幅方向の中央に、長手方向Ｘに延びた走行レール１５を設置するための設置面４０と、設置面４０の両側に一定の間隔で埋設された複数のインサート５０とを有する。複数のインサート５０は、走行レール１５の耐荷重などの条件を満足するように、溝３３の底面３４の長手方向（溝が延びた方向）Ｘに所定の間隔を空けて埋設されている。インサート５０は埋設金具の一例であり、内部に雌ねじが形成されており、ボルト１８によりプレートなどの金具を固定することができる。さらに、両側の側壁２４の外側の面２４ｂの下方で、外側に張り出した部分を含む基礎部２５を有する。基礎部２５は、側壁２４の外側の面２４ｂの下方で、外側に張り出した部分２８を含み、外側に張り出した部分２８はほぼ水平な上面２８ａを含む。

コンクリートブロック２０は、工場において鉄あるいはその他の金属を用いた高精度な型枠を用いて、品質管理された状態で製造される。したがって、所定の面について、その面の歪みや撓みなどが小さく、直線性に優れた面を備えたコンクリート製品を低コストで量産できる。本例においては、走行用レール１５が設置される面（設置面、基準面）４０の精度を確保できるように、工場プレハブする際の型枠を設計し、コンクリートの注入位置などを決めることにより、例えば、８００ｍｍに限らず、２ｍの単位であっても、直に走行用レール１５を設置できる高精度な基盤あるいは基礎梁となるコンクリート製のブロック２０を低コストで提供できる。このため、このコンクリートブロック２０は排水溝としての機能も備えているが、レール基礎ブロックとしても高い精度を備えている。したがって、コンクリートブロック２０の溝内に、再度、高さ調整用のモルタルを敷設して、鉄板などによる基礎構造を現場で構築しなくても、レール１５を設置できるレール基礎を兼ねた排水溝１０を施工できる。

さらに、プレキャスト用（プレハブ用）の型枠の所定の位置にインサート５０などのレールを固定するための埋設金物を配置でき、設置面４０の両側の所定の位置に、所定の間隔で高い精度でインサート５０が埋め込まれたコンクリートブロック２０を製造できる。したがって、コンクリートブロック２０を用いることにより、現場でアンカーを施工する手間と時間とを省くことができ、レール基礎を兼ねた排水溝１０の施工に要する費用および時間を軽減できる。

図３および図４に排水溝を兼ねた走行レールシステム１の施工例を示している。レール基礎を兼ねた排水溝１０は、まず、地表あるいは路面９から、施工後にコンクリートブロック２０の側壁２４の上面２４ａが路面９とほぼ同じレベルになるように掘削する。その後、基礎コンクリート（基礎材）７５を施工し、その上に、くさびや高さ調整用のプレートなどで、複数のブロック２０を、Ｕ字型の溝３３の両端の開口３２同士が合致し、レール基礎および排水溝１０として誤差範囲となるように高さを調整して長手方向Ｘに並べる。さらに、高さ調整用の調整モルタルまたは調整コンクリート７０を注入して長手方向Ｘに並べられた複数のブロック２０の相互の位置高さを固定する。これにより、レール基礎を兼ねた排水溝１０が施工される。排水溝１０の天場２４ａは、路面９とほぼ同じレベルとなり、車両６が、レール基礎を兼ねた排水溝１０をどこでも、容易に横断することができる。また、レール基礎である排水溝１０に近づけて車両６を停止することも可能となる。

複数のコンクリートブロック２０が長手方向Ｘに一列に配置された排水溝１０の末端に集水桝６０を施工してもよい。集水桝６０の一例は、コンクリート製の桝であり、底６１に透水性の基礎６９が施工される。排水溝１０から接続口６５を介して集水桝６０に回収された排水６８は、透水性の基礎６９を介して地中に浸透される。集水桝６０は、地下または地表に設けられた集水システムに接続され、集水システムを介して排水溝１０から回収された排水が処理されるものであってもよい。

次に、レール基礎を兼ねた排水溝１０のＵ字型の溝３３の底面３４に走行レール１５を取り付ける。底面３４の中心の設置面４０に走行レール１５を搭載し、設置面４０の両側に所定のピッチで予め埋設されているインサート５０を利用して、押さえ金具１７およびボルト１８により走行レール１５を、レール基礎を兼ねた排水溝１０に固定する。

一例として示すレール基礎を兼ねたブロック２０は、長方形で板状の基礎部２５と、基礎部２５から内部にＵ字型の溝３３が形成するように上方２１に立ち上がった一対の側壁２４とを含む。基礎部２５は、側壁２４の外側の面２４ｂの下方で、外側の面２４ｂから外側にはみ出した部分（張り出した部分）２８を含む。したがって、このブロック２０は、断面が逆Π字型で左右対称のコンクリート製ブロックである。張り出した部分２８の上面２８ａは、ほぼ水平な面となっており、側壁２４の両側の地表９を形成する土砂またはアスファルトなどの部材を基礎部２５の張り出した部分２８により支持しやすい構造となっている。

特に、本例のブロック２０においては、基礎部２５が両側壁２４の外面２４ｂから外側に張り出した（突き出た）部分２８を有する。したがって、上側２１の幅に対して底面２５ａの幅を大きくしやすく、走行用レール１５により加わる荷重を分散しやすい。また、基礎部２５の外側に張り出した部分２８が地中に存在することにより、車両６の荷重がブロック２０の一方に掛かっても、基礎部２５の反対側に張り出した部分２８が抵抗となり、レール基礎を兼ねた排水溝１０が回転したり、歪んだりすることを防止できる。特に、張り出した部分２８の上面２８ａは水平な面となっており、土圧等を受けてブロック２０が回転したり歪んだりすることを抑制しやすい。

両側壁２４は断面がほぼ台形の対称形で、側壁２４の幅が１５０ｍｍ程度、溝３３の底面３４からの高さｈ２が１１１ｍｍ程度である。両側壁２４の間にＵ字型の溝３３が形成され、その底面３４の幅は２５０ｍｍ程度である。また、設置対象の３０ｋｇ対応の走行レール１５の高さｈ１は約１０８ｍｍである。したがって、上述した条件（１）の値は以下の通りであり、本例のブロック２０は、この条件を満たす。
条件（１）（ｈ２−ｈ１）：３ｍｍ

条件（１）は、ブロック２０の内部に設置されるレール１５より両側壁２４の上面２４ａの方が若干高いことを示す。車両６が走行レールシステム（軌条）１を通過する際に衝撃が少なく、また、レール１５に対する車両６の影響も抑制できる。したがって、走行レールシステム１のどこでも、車両通行用の補助材料を追設したりすることなく、車両６が容易に横断できるレール基礎を兼ねた排水溝１０を、ブロック２０を用いて容易に施工できる。

さらに、排水溝１０の溝３３の中央に側壁２４とほぼ同じ高さに走行レール１５が配置されることにより車両６の車輪が排水溝１０に嵌まり込むことを抑制できる。したがって、排水溝１０をグレーチングやその他の蓋で覆わなくても車両６の通行に障害とならない。排水溝１０を蓋で覆わないことにより、排水溝１０の雨水などの回収効率を高く設定でき、クレーンが設置されるヤードの排水溝１０として効率的に排水を回収できる排水溝１０を提供できる。

また、本例のレール基礎と排水溝とを兼ねたブロック２０においては、溝３３を形成する両側の側壁２４の内側の角（コーナ）２６は、側壁２４の外側の角（コーナ）２７に対し大きく面取りされた構造としている。本例のブロック２０は、工場プレハブする際の型枠により内側の角２６を３０Ｒ（曲率半径３０ｍｍ）で成型し、外側の角２７を５Ｃ（頂点から５ｍｍ後退した位置に４５度の面を形成）で成型している。内側の角２６は、車両６が軌条１を乗り越える際に干渉する可能性がある。このため、内側の角２６を大きく、１０Ｒまたは１０Ｃ以上に、好ましくは２０Ｒまたは２０Ｃ以上に面取りすることにより角欠けを防止できる。また、施工後の軌条１の補修工事を減らしコスト削減できる。また、角欠けした材料がレール１５に落ちたりしてクレーンの走行に障害になる可能性を低減できる。一方、側壁の外側の角２７は、面取りが大きいと、周囲の面との間に凹みが形成されやすく、水が溜まったり、土が溜まったりするために、施工後にレール基礎ブロックが脆弱になりやすい。したがって、面取りを施さないか、または、面取りが１０Ｒまたは１０Ｃ以下になるようにブロック２０を成型している。

図６に、レール基礎を兼ねた排水溝を施工するコンクリートブロックの異なる例を示している。このブロック２０は、工場で型枠（精密型枠）によりプレハブされたプレキャストコンクリートブロックであり、単体の長さが２０００ｍｍ（２ｍ）のブロックである。コンクリートブロック２０の単体の長さは２ｍ以上であってもよいが、重量がさらに増加するので運搬および現地におけるハンドリングが難しくなり、施工のために大型のクレーンが必要となる。

また、上記では、断面の形状が左右対称なブロックにより本発明を説明しているが、レール基礎を兼ねた排水溝を施工するブロックの断面形状は左右非対称であってもよい。このように、プレキャストされたコンクリートブロックを用いて、走行用レール用の基礎を兼ねた排水溝を短期間に低コストで施工できる。本発明のブロックを用いて施工できる軌条は、ガントリークレーンまたは門型クレーン用の軌条に限定されず、他の重量物や装置などを、操作のため、あるいはメンテナンスのためなどに常設される軌条であってもよい。また、走行レールシステムは２列のレールが敷設されたシステムに限らず、２列のレールのいずれか一方の一列のレールがレール基礎ブロックを用いて施工されたものであってもよく、３列以上のレールが敷設されたシステムであってもよい。

１ 走行レールシステム（軌条）、 １０ レール基礎を兼ねた排水溝
２０ コンクリートブロック

Claims (13)

1. 走行レール設置用の溝と排水用の溝とを兼ねた、断面が略Ｕ字型の溝が形成されたコンクリートブロック。
2. 請求項１において、
   前記溝の底面に、走行レールの押さえ金具を固定するための複数の埋設金具が埋設されている、コンクリートブロック。
3. 請求項１または２において、
   前記溝の両側の側壁の外側の面の少なくとも一方の面の下方で、外側に張り出した部分を含む基礎部を有する、コンクリートブロック。
4. 請求項３において、
   前記基礎部は、前記溝の両側の側壁の外側の面の下方で、外側に張り出した部分を含む、コンクリートブロック。
5. 請求項３または４において、
   前記外側に張り出した部分はほぼ水平な上面を含む、コンクリートブロック。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記溝の両側の側壁の内側の角が外側の角に対し大きく面取りされている、コンクリートブロック。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記溝の両側の側壁の上面の前記底面からの高さｈ２と、前記底面に設置される走行レールの高さｈ１とは以下の条件を満たす、コンクリートブロック。
   ０＜ｈ２−ｈ１＜１０ｍｍ
8. レール基礎を兼ねた排水溝であって、
   請求項１ないし７のいずれかに記載のコンクリートブロックを複数有し、
   前記複数のコンクリートブロックが溝が延びた方向に少なくとも一列に、前記溝の両端が合致するように埋設されている、排水溝。
9. 請求項８において、
   一列に接続された前記複数のコンクリートブロックの末端に接続された集水桝をさらに有する、排水溝。
10. 請求項８または９に記載の排水溝と、
    前記排水溝に設けられた複数の前記埋設金具に押さえ金具を装着し、前記押さえ金具により前記底面に取り付けられた走行レールとを有する、排水溝。
11. レール基礎を兼ねた排水溝の施工方法であって、
    請求項１ないし７のいずれかに記載のコンクリートブロックを複数、前記長手方向に少なくとも一列に、前記溝の両端の前記開口が合致するように埋設することを有する施工方法。
12. 請求項１１において、
    一列に接続された前記複数のコンクリートブロックの末端に接続するように集水桝を埋設することをさらに有する、施工方法。
13. 請求項１１または１２において、
    前記複数のコンクリートブロックの前記底面に設けられた複数の前記埋設金具に押さえ金具を装着し、前記押さえ金具により、走行レールを取り付けることをさらに有する、施工方法。

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