JP4065395B2 - 昇降作業ステージ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は昇降作業ステージに係り、煙突の外周に設置され、廃棄物焼却施設の煙突解体作業を安全かつ効率的に行うために利用され、装備された昇降装置により煙突の外壁面に沿って上昇、下降可能な昇降作業ステージに関する。
【0002】
【従来の技術】
平成12年から施行されたダイオキシン類対策特別措置法に基づき、焼却施設から発生するダイオキシン類の排出基準が強化された。これにより、今後、全国各地の廃棄物焼却施設で改造や建て替えが行われるとともに、ごみ処理施設の広域化計画に伴い廃止される施設も多数見込まれている。このためダイオキシン類等の有害物質に汚染されている廃棄物焼却施設を安全に解体するための技術が求められてきている。特に老朽化した高層煙突等の解体では、煙突内筒の内周面に付着したダイオキシン類の有害物質を、人力を介さずに洗浄し、煙突を安全に解体することが重要である。
【0003】
出願人は、上述した煙突の解体技術に関して想定される複数の問題点を解決した技術、すなわち廃棄物等を焼却した際に、煙突に付着している有害物質を安全に除去し、さらに煙突全体を安全かつ効率よく解体し、さらにそれら解体材料をリサイクルできるようにした技術として、廃棄物焼却施設の煙突解体システム及び解体方法に関する特許出願を行っている(特願2001−379205出願明細書参照)。また、この出願に類似した先行技術として、昇降機能を備えたマストを介して上下位置に連結された作業ステージ上を設け、上部ステージ上に破砕装置を搭載し、老朽化したRC煙突の解体を行うようにした構造物解体装置がある(特許文献1参照)。
【0004】
一方、中層以上の高い煙突の形状は上部に向けて細くなるテーパー状をなすように、煙突直径が高さによって変化するものが多い。このため、解体時にこの断面寸法の変化に応じて安全作業を行える足場構造等も求められている。特に煙突の解体作業は、高所作業が中心となるため、作業ステージが常に煙突の外壁面に接していて、作業時の墜落等の危険がないことが求められる。このような観点からなされた類似の先行技術として、煙突直径が下部から上部にかけて縮径するような高層煙突において、煙突頂部から吊持され、その位置を昇降させるようにしたゴンドラを用いて行う煙突外壁のメンテナンスを効率的に行えるようにした作業用ゴンドラ装置に関する先行技術がある(特許文献2参照。)この作業用ゴンドラ装置の技術によれば、煙突直径の変化に応じて隣接して吊持されているゴンドラ間の足場を伸縮させることで、煙突の外壁面に沿って作業ステージを隙間無く配置することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−166315号公報
【特許文献2】
特開平6−26190号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献1に記載された解体装置では、RC煙突を破砕可能な油圧等の大がかりな破砕装置を上部作業ステージ上に搭載し、その他の付帯的な作業も下部ステージ上で行われる。そのときの各ステージの自重及び積載荷重は、煙突の壁面に貫通して設けたピン孔に、作業ステージ側に設けられたロックピンを差し込むようにして煙突に支持させる構造になっている。ところが、長期にわたり高熱に曝されていた煙突のコンクリート強度は、強度低下など脆弱となっていることが予想されるため、特許文献1のように、解体装置がすべて作業ステージ上に備えられている場合等には、煙突の壁面に貫通して設けたピン孔では、荷重に耐える強度が得られないおそれがある。そのためピン孔の設置箇所を増やせば、作業ステージの昇降ごとに多数のピン孔を設ける必要があり、作業ステージの連続した昇降作業が行えないという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、煙突解体作業に必要な汚染物質の洗浄作業や、内筒の解体、外筒コンクリートの解体作業等に必要な装置を、煙突本体に安全な状態で保持させることで、作業ステージを大幅に軽量化し、作業ステージに組み込まれた昇降装置により、煙突の形状に影響を受けずに煙突の外壁面に直接支持されるようにして、連続的に煙突外壁面に沿って昇降可能な作業ステージを提供することにある。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明は煙突の直径変化に対応して複数枚のステップ床部材の重なり量を調整して床面が構成される作業床部と、該作業床部を上端で支持するとともに、組み付けられる煙突の外形形状に合わせて複数基が前記煙突外壁面に沿って所定間隔をあけて配設されてステージ主要構造が構成され、所定ストロークの昇降機構の伸縮動作を、煙突外壁面コンクリートの表面に高摩擦で押圧固定される上段支圧板と下段支圧板とを盛替えて支持することで昇降可能なユニットフレームと、該隣接するユニットフレーム間に横架され、前記上段支圧板、前記下段支圧板をそれぞれ支持するフレーム外側端を結ぶ多角形をなすように配置され、連結された、煙突直径の変化に対応して円周方向長を調整するとともに、前記上段支圧板、下段支圧板の前記煙突外壁面への押圧力を制御可能な複数本の油圧シリンダジャッキと、前記フレーム外側端を経由して掛け渡された引張部材とからなる円周方向長調整手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
前記円周方向長調整手段は、前記上段支圧板、下段支圧板の前記煙突外壁面への押圧力を制御するための円周方向長を、個別の前記油圧シリンダジャッキごとに微量調整可能にすることが好ましい。
【0010】
前記上段支圧板、下段支圧板の押圧動作は、前記油圧シリンダジャッキの一斉伸縮動作による制御と前記引張部材の張力調整による制御とを行うことにより実現することが好ましい。
【0011】
前記上段支圧板、下段支圧板の面板の表面に連続歯形を形成し、コンクリートと確実に噛合するようにすることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の昇降作業ステージの一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の昇降作業ステージが仮想線で示した円筒形状の煙突1の外壁面に高さ方向に昇降可能に組み付けけられた状態を示した斜視図である。
昇降作業ステージ10は、煙突1の直径変化に対応して複数枚のステップ床部材の重なり量を調整して床面が構成される作業床部11と、作業床部11を上端で支持するとともに、組み付けられる煙突1の外形形状に合わせて複数基が煙突1の外壁面に沿って所定間隔をあけて配設され、ステージ主要構造を構成し、それぞれがコンクリート表面に高摩擦で押圧固定される上段支圧板23、下段支圧板24と、所定ストロークで作業ステージ全体を昇降可能な昇降機構とを有するユニットフレーム20と、隣接するユニットフレーム20間に横架され、煙突直径の変化に対応して円周方向長を調整するとともに、上段支圧板23、下段支圧板24の前記煙突外壁面への押圧力を制御するために円周方向長を微量調整可能なグリップジャッキ41とリングチェーン45からなる円周方向長調整手段40とから構成されている。
【0013】
以下、昇降作業ステージ10を構成する各部材について、図1〜図6を参照して説明する。作業床部11は、ユニットフレーム20の上端に支持され、平面視して円弧状をなす円周方向長さの長い下床12Aと、円周方向長さの短い上床12Bとが積層された2層構造の固定床12と、下床12Aの外側の一端に連結ピン18を介して回動可能に連結され、円周方向の両側端が隣接するユニットフレーム20の端部間に架設された可動床13とから構成されている。本実施の形態の作業ステージ10は、ユニットフレーム20が6本から構成されているため(図4(b))、作業床部11の全体平面形状は角が丸みを帯びた略六角形状なすように固定床12と可動床13とが交互に配置されている。作業床の材質、材料は特に限定されないが、軽量化を図るために鋼製あるいはアルミニウム製縞鋼板、FRP(繊維強化樹脂)成形加工品等が好ましく、構造においても枠体にエキスパンドメタル、パンチングメタル、溶接金網等の床材を取り付けて軽量化を図ることができる。
【0014】
ユニットフレーム20が上昇して支持される煙突1の直径が縮径されると隣接間隔が短くなり、作業床部11同士も接近する。したがって、図2(c),(b),(a)の順に平面形状が煙突直径の変化に対応して縮小する。可動床13は、隣接する固定床12が接近するのに伴って固定床12との重なり部分が大きくなり、その一部が固定床12の上床12Bと下床12Aの間の空間に入り込み、床面の縮小が達成される。このとき各固定床12の下床12Aの外周縁には幅木部材14と、支柱15と手摺り材16を組み立てて構成された手摺りユニット17とが取り付けられている(図1参照)。手摺りユニット17も床面の縮小に伴い隣接した同士の重なり部分が生じるが、隣接する手摺り材16の取り付け位置をずらしておくことにより、手摺り材16端部の干渉を回避できる。なお、本実施の形態では、図1,図2各図に示したように、煙突1の外壁に部分的に設けられた昇降はしご等の突起構造(図示せず)を回避するために可動床13の一部をフラップ構造19にしている。これにより、突起構造と作業ステージ10との干渉を回避することができる。
【0015】
ユニットフレーム20の構成について、図3,図4を参照して説明する。
図3左半図はユニットフレーム20の初期状態を示した側面図である。ユニットフレーム20は、その上下端にスプレッダビーム21,22を有し、各スプレッダビーム21,22の煙突1側の端面に上段支圧板23、下段支圧板24が固着されている。上下のスプレッダビーム21,22間には所定ストロークで作業ステージ全体を昇降可能な昇降機構としての昇降ジャッキ25と、この昇降ジャッキ25と並列してガイド支柱26とが立設されている。上段スプレッダビーム21上には束柱27を介して作業床部11の下床12Aが載置固定されている。上下のスプレッダビーム21,22は同形をなし、他の構成要素も同一であるため、以下では上下のスプレッダビームの区別をつけずにその構成を説明する。
【0016】
支圧板23(24;以下略)はスプレッダビーム21(22;以下略)の煙突1側の端面に固着されている。支圧板23は、図5,図6に詳細構成を示したように、煙突1の外壁面の曲率にあわせてわずかにテーパーがつけられ、その表面に鋸歯形状が形成された面板28と、面板28を保持するベース板とから構成されている。ベース板29は、停止時の面板28の支圧効果を高めるために、煙突1の外壁面の勾配にあわせて上部がわずかに煙突側に向けて傾斜するようにスプレッダビーム21に固着されている。また、必要に応じてベース板29の縁部に種々のガイド板30を設け、ステージ昇降を妨げるような支圧板23とコンクリートとの競りや、ステージ全体、ユニットフレーム20の構造的なねじれ等の発生を防止することが好ましい。
【0017】
支圧板23は、後述する円周方向長調整手段40を構成するグリップジャッキ41と、引張部材としてのリングチェーン45とによりコンクリート表面に高摩擦で押圧固定されるようになっている。
【0018】
グリップジャッキ41は、図4各図,図5に示したように、隣接して配置されたスプレッダビーム21の外側端位置に、本体端41aとロッド先端41bとが連結ピン42を介して連結されるように水平をなして架設された油圧シリンダジャッキで、そのジャッキ長は煙突1の最大径と最小径との間の長さ変化(たとえば図4(a),(b)間)をロッドストロークでカバーできるような寸法に設定されている。グリップジャッキ41は、個々のロッド伸長量が付属したセンサ(図示せず)により検知することができ、その検出値をもとに油圧制御ユニット(図示せず)からの操作で、同一量一斉伸縮動作、個別ジャッキの伸縮動作を行うことができる。
【0019】
引張部材としてのリングチェーン45は、本実施の形態では全体構成を図1,図3,図4各図、図5に示したように、鋼製のチェーンCを各スプレッダビーム21、21…の外側端に架設された各グリップジャッキ41の内側に位置し、特定の1本のスプレッダビーム21に装備されたチェーン巻取装置46から順次、他の各スプレッダビーム21の外側端に設けられた変曲部材47を介して平面視して正六角形状をなすように張設され、他端がチェーン巻取装置46が固定されたスプレッダビーム21の外側端に定着して構成されている。このリングチェーン45は、油圧モータ駆動のチェーン巻取装置46を動作させて巻き取ることでチェーンCの張力を高め、変曲部材47位置で生じる煙突1の中心方向に向いた分力により、スプレッダビーム21の外側端を煙突1の断面中心方向に押圧し、支持板の面板28の鋸歯形状面を外壁面のコンクリート表面に食い込ませることで、高摩擦力で支圧板がコンクリート表面に押圧固定される。
【0020】
リングチェーン45の詳細構成について、図5,図6を参照して説明する。チェーン巻取装置46は、図6に示したように、上段スプレッダビーム21の下側に取り付けられた油圧モータ48と、上段スプレッダビーム21の上側に取り付けられ、油圧モータ48の回転駆動力が図示しないギヤボックスを介して回転が付与される巻取スプロケット49とから構成されている。さらに図5に示したように、スプレッダビーム21の外側端には始点変曲部材47Aが取り付けられる一方、他のスプレッダビームの外側端には一般変曲部材47Bが取り付けられている。始点変曲部材47A、一般変曲部材47B(図5では説明のために両部材の上面カバーを省略して図示している。)のいずれにも、チェーンCと噛合してチェーンCの向きを変更するスプロケット50が装着されている。また各スプロケット50の前後位置にはガイド部材51が取り付けられ、このガイド部材51でチェーンCのねじれ等が補正され、スプロケット50に確実に導かれるようになっている。
【0021】
チェーンCの一端は、図5に示したように、まずチェーン巻取装置46の巻取スプロケット49に巻き付けられ、巻取スプロケット49から始点変曲部材47Aに導かれ、スプレッダビーム21間に架設されたグリップジャッキ41と平行な向きに変曲され、以後各スプレッダビーム21の外側端に設けられた一般変曲部材47Bで、平面視して多角形をなすように変曲され(図4(b)参照)、最終的に再び始点変曲部材47Aに戻り、その一部に設けられた固定端52に定着され(図5)、全体を1周するリングチェーン45を構成する。なお、本実施の形態では鋼製チェーンが用いられているが、スチールワイヤ等の比較的柔軟性があり、所定多角形に弾性的に湾曲して復元可能な可能な引張部材であれば、種々の引張部材を用いることができる。
【0022】
作業ステージ10全体を昇降させる昇降ジャッキ25には、本実施の形態では1ストローク約1000mmの伸長量で駆動できる油圧シリンダジャッキが使用されている。この昇降ジャッキの伸縮動作と、後述する上下位置の支圧板23のコンクリート面への押圧、解放動作による支持の盛替え動作を制御することにより、作業ステージ10全体の昇降動作を実現することができる。昇降ジャッキ25の保持及び上下スプレッダビーム21,22の連結してユニットフレーム20の剛性を保つために、入れ子状の2段継ぎの伸縮部を有する角形鋼管製のガイド支柱26が昇降ジャッキ25に並列して立設されている。昇降ジャッキ25とガイド支柱26は、いずれも上下端がスプレッダビームに連結ピンを介してピン結合されており、煙突1の直径の変化に応じて変化する上下のスプレッダビーム21,22の位置関係の変化に追従できるようになっている。昇降ジャッキ25は、個々のロッド伸長量が付属したセンサ(図示せず)により検知することができ、各検出値をもとに油圧制御ユニット(図示せず)からの操作で、一斉同一量伸縮動作、個別ジャッキの伸縮動作を行うことができる。本発明では、昇降ジャッキを用いた作業ステージ全体の上昇動作、下降動作は、ストローク検出値をもとにした制御プログラムによる自動連続運転を行えるようにしているが、所定ストロークを設定しての半自動運転、手動運転による上昇、下降動作も制御プログラムの変更により可能である。また、個々の昇降ジャッキを独立して操作することにより、設置位置の微調整も行うことができる。
【0023】
本発明の昇降作業ステージ10を煙突の下部に組み立てて煙突の上部まで上昇させる際の、上昇作業手順について、図7,図8を参照して説明する。
昇降作業ステージ10は煙突1の下部開口1Aを避けた高さに組み立てる。そのため所定の高さまで組立足場2を組み立て、その足場上でステージ組立を行う(図7(a)参照)。この作業ステージ10の組立段階で、すべての油圧制御配管5,制御配線6も組み込む。本実施の形態ではジャッキ類、チェーン張力等の検出結果を取得するとともに、各装置を一斉、独立切り替え可能に操作制御する操作制御盤3、油圧ユニット4は地上に設置されている。作業ステージ10上の各装置への配管5,配線6は、作業ステージ10が煙突頂部まで上昇した際(同図(b))にも十分な長さに設定されている。なお、煙突底部の周囲に上述した組立足場が設置できないような場合には、作業ステージの設置予定位置の煙突外側面に、固定治具を巻回したり、アンカーボルト等により煙突表面に取り付け、これらの固定治具を用いて上段支圧板と下段支圧板を煙突外壁面の所定位置に支持させ、各ユニットフレーム、グリップジャッキを組み立てていくことで、上述の昇降作業ステージ全体を煙突外壁面に組み上げることができる。
【0024】
昇降ジャッキによる上昇動作手順について、図8を参照して説明する。たとえば図7(a)に示したような頂部の直径が小さくなるような煙突1において、昇降作業ステージ10は、昇降ジャッキ25による上昇動作と、グリップジャッキ41による作業床部11の直径の縮径動作とを連続した操作で実現することができる。昇降作業ステージ10の基本支持状態では、上下位置の支圧板23,24がいずれも高摩擦でコンクリート面に押圧固定されているが、この状態ではグリップジャッキ41のロッドが十分に引き込まれた状態にあるとともに、リングチェーン45も緊張状態になるように、チェーンCが十分に巻き取られている。この結果、スプレッダビーム21,22の締付け力(支圧板をコンクリート面に押圧する力)には、2重の安全が確保されている。この状態から上段のチェーン巻取装置46の油圧モータ48をチェーン巻解き方向に回転し、リングチェーン45を緩める(緊張を解放する)。次いで、上段の6本のグリップジャッキ41のロッドを一斉にわずかに伸長して上段支圧板23の押圧状態を解放し、コンクリート表面への噛合状態を解放する。これにより上段支圧板23は完全にコンクリートとの接触が解かれフリーとなる。この状態から6本の昇降ジャッキ25のロッドを同一ストローク分の伸長量だけ伸長し、作業床部11を支持している上段スプレッダビーム21を所定上昇量だけ上昇させる。
【0025】
作業床部11の上昇動作が完全に完了したら、上段の6本のグリップジャッキ41のロッドを一斉にわずかに縮退させて上段支圧板23をコンクリート表面に押圧し、上段支圧板23の面板28の鋸歯形状をコンクリート表面に噛合させる。さらに上段のチェーン巻取装置46によりリングチェーン45を緊張する。これにより上段支圧板23での作業ステージ10の支持が果たされる。この状態から下段リングチェーン45を解放し、次いで下段支圧板24の押圧を解放し、下段支圧板24をフリー状態にして伸長状態にある昇降ジャッキ25のロッドを縮退する。これに伴い、下段支圧板24を伴って下段スプレッダビーム22が上昇し、完全にロッドが縮退した状態で1ストロークの上昇が完了する。本実施の形態では、1ストロークの上昇量が約1mであり、1回の上昇操作で作業ステージを約1m上昇させることができる。この上昇作業を繰り返すことで、最終的に図7(b)に示したように、煙突頂部まで上昇させることができ、頂部位置に定置させた状態で、内筒の洗浄作業、内筒の解体作業を行うことができ、さらに外筒の解体時には、解体作業の進行に伴い、作業ステージを図8に示したフローと逆の順序により安全かつ確実に降下させることができる。
【0026】
図9は、各種断面形状の煙突に本発明の昇降作業ステージ10を適用するために、ユニットフレーム20の割付け例を示した概略平面図である。各図に示したように、多角形の場合には、その辺の外壁面に支圧板の面板を押圧するため、図5に示した面板形状とする必要はない。なお、図9(a),(b)において、各グリップジャッキのロッドストロークは均一であるが、同図(c)においては、斜めに配置されたグリップジャッキのロッドストロークは、他の辺より大きく動作させる必要があるため、それに適したジャッキ操作制御を行う。
【0027】
以上の説明では、煙突解体作業に伴い、高所作業を安全に行うことのできる、昇降機構を備えた作業ステージについて説明したが、図1に示した作業ステージは、たとえば所定のコンクリート強度が当初より確保されているような、プレキャストコンクリート函体を積層して塔状構造物を構築するような工法における作業ステージとして使用することもできる。
【0028】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の昇降作業ステージによれば、煙突解体作業に必要な汚染物質の洗浄作業や、内筒の解体、外筒コンクリートの解体等を煙突本体に安全に保持させ、作業ステージを大幅に軽量化し、煙突の形状に影響を受けずに煙突の外壁面に直接支持されるようにして昇降可能な作業ステージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による昇降作業ステージの一実施の形態を示した全体斜視図。
【図2】作業床部の円周方向の変化を示した平面図。
【図3】ユニットフレームの概略構成を示した側面図。
【図4】グリップジャッキとリングチェーンの円周方向長の変化を示した平面図。
【図5】チェーン巻取装置および変曲部材の構成を示した部分拡大平面図。
【図6】図5に示した構成の部分拡大側面図。
【図7】昇降作業ステージの地上組立時、煙突頂部への上昇完了時を模式的に示した説明図。
【図8】昇降作業ステージの昇降ジャッキの1ストロークでの上昇ステップを示した操作フローチャート。
【図9】煙突断面形状に応じたユニットフレームの割付け例を示した概略平面図。
【符号の説明】
1 煙突
10 昇降作業ステージ
11 作業床部
20 ユニットフレーム
21 上段スプレッダビーム
22 下段スプレッダビーム
23 上段支圧板
24 下段支圧板
25 昇降ジャッキ
28 面板
40 円周方向長調整手段
41 グリップジャッキ
45 リングチェーン
46 チェーン巻取装置
47 変曲部材
C チェーン

Claims (5)

  1. 煙突の直径変化に対応して複数枚のステップ床部材の重なり量を調整して床面が構成される作業床部と、
    該作業床部を上端で支持するとともに、組み付けられる煙突の外形形状に合わせて複数基が前記煙突外壁面に沿って所定間隔をあけて配設されてステージ主要構造が構成され、所定ストロークの昇降機構の伸縮動作を、煙突外壁面コンクリートの表面に高摩擦で押圧固定される上段支圧板と下段支圧板とを盛替えて支持することで昇降可能なユニットフレームと、
    該隣接するユニットフレーム間に横架され、前記上段支圧板、前記下段支圧板をそれぞれ支持するフレーム外側端を結ぶ多角形をなすように配置され、連結された、煙突直径の変化に対応して円周方向長を調整するとともに、前記上段支圧板、下段支圧板の前記煙突外壁面への押圧力を制御可能な複数本の油圧シリンダジャッキと、前記フレーム外側端を経由して掛け渡された引張部材とからなる円周方向長調整手段とを備えたことを特徴とする昇降作業ステージ。
  2. 前記円周方向長調整手段は、前記上段支圧板、下段支圧板の前記煙突外壁面への押圧力を制御するための円周方向長を、個別の前記油圧シリンダジャッキごとに微量調整可能であることを特徴とする請求項1に記載の昇降作業ステージ。
  3. 前記上段支圧板、下段支圧板の押圧動作が、前記油圧シリンダジャッキの一斉伸縮動作により制御される請求項1に記載の昇降作業ステージ。
  4. 前記上段支圧板、下段支圧板の押圧動作が、前記引張部材の張力調整により制御される請求項1または請求項2に記載の昇降作業ステージ。
  5. 前記上段支圧板、下段支圧板の面板の表面に連続歯形が形成された請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の昇降作業ステージ。
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