JP4854804B1

JP4854804B1 - 塔状構造物の支柱の建設方法

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Publication number: JP4854804B1
Application number: JP2010239345A
Authority: JP
Inventors: 陽一南; 淳河本; 純二小野; 健荻原; 正純西村; 幹雄金友
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: JP2012092534A

Abstract

【課題】高層化された支柱やタワー等の塔状構造物を建設する際に、建設用クレーンを搭載させる伸縮ブームを、積み上げられる支柱部材に遠隔操作で支持させて行う建設方法の工期の短縮化とコストを抑制する。
【解決手段】支柱部材２を積み上げながら、伸縮ブーム１に組み付けた伸縮ブーム支持装置３で該伸縮ブーム１を支柱部材２に支持させて風車タワー20を建設する。伸縮ブーム１は搬送台車13により、伸縮ブーム支持装置３は搬送車両11、12とで搬入し、補助クレーン14によって、伸縮ブーム支持装置３を伸縮ブーム１に組み付け、第１段目の支柱部材2aを吊り上げて設置し、伸縮ブーム１の先端にジブクレーン15を搭載させる。以後は、ジブクレーン15により支柱部材２の積み上げ作業が行なわれる。
【選択図】図１

Description

この発明は、地上に建設される支柱やタワー、モニュメント等のように上空の高位置まで伸長する塔状構造物を建設するに際して、建設用クレーンを先端部に搭載した伸縮ブームを用いて行う場合のこの種の支柱の建設方法に関する。

地上に建設される塔状構造物として、各種のタワーやモニュメント、煙突等、種々のものがあり、その一つとして風力発電用の風車の支柱である風車タワーがある。タワーの頂上部には、水平軸に支持された複数枚のプロペラ翼（ブレード）を備え、この風車の回転により発電する発電機、風車の指向方向を風上に合わせる回転機構等の重量物となるナセルが設置されている。また、安定して発電効率を高めるためには、ある程度強い風を受けることが必要となり、極力高位置に頂上部を位置させることが望ましい。すなわち、風車タワーでは、極力高位置まで頂上部を伸長させて、頂上部に重量物を支持する必要がある。この種の塔状構造物を建設するには、一般的に、大型クローラークレーンやモバイルクレーン（ティレインクレーン）等が使用される。

ところで、風力発電用の風車では発電効率を高めるために、前述したように、風車タワーの頂上部を極力高位置まで伸長させることが要求されており、例えば１００ｍを超える高さにナセルやブレード、ハブ等の風車本体を設置することが要求されている。しかも、高さが高くなると発電能力等が大きくなり、発電用機材が大型化して風車本体の重量が５０ｔ以上にもなる。１００ｍ級の風車を建設する場合には、現存のモバイルクレーンでは載荷重量が５０ｔ以上となると８０ｍ程度までしか荷揚げが困難となり、大型クローラークレーンが用いられる。

しかし、大型クローラークレーンでは塔状構造物の設置場所までの搬入路を確保することが困難である。特に、発電用風車の場合には、海岸や山間部に設置されることが多く、特に山間部に設置される風車の場合、搬入路の確保が不可能である。このため、台車を分解して設置場所まで輸送する必要がある。また、大型クローラークレーンでは、ラチスブームを伸長させる構造であり、このラチスブームやキャタピラー（登録商標第２４４７４６号）をも解体した状態で設置場所まで輸送し、設置場所にて台車とラチスブーム、カウンタウェイト等を組み立てる必要がある。さらに、発電用風車を設置するスペースとしては、風車タワーを支持する基礎部分を配することができる大きさであれば十分であるが、ラチスブームを組み立てる場合には、これを地上で伸長させた状態として台車に取り付ける必要があるため、ラチスブームの組立・解体のためのスペースが発電用風車の設置スペースに比べてはるかに広くなってしまう。また、発電用風車を設置する場合には、複数基を並設することが一般的であり、大型クローラークレーンによる場合には、１基の建設が完了し、次に隣接する発電用風車を建設する場合であっても、ラチスブームを解体し、台車を移動させた後に再度ラチスブームを組み付けなければならず、作業が煩雑であり、ラチスブームの組立・解体のために工期を延長してしまうことになる。

近年では、高層の発電用風車の建設用として、種々のクレーンが開発されている。例えば、大型のアウトリガーを設ける構造として台車の幅員を小さくすることにより搬入路を確保できるようにしたクレーンがあるが、台車とラチスブーム、カウンタウェイト等の組立・解体は必要であり、作業の煩雑性は改善されていない。

これらのクレーンを、伸縮するブームの最上段に搭載されるようにしたものがあり、このブームを伸縮させる機構構造として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたもの等がある。

また、本件出願人は、伸縮ブームを、建設する塔状構造物の建設された部分に支持させるようにした塔状構造物の建設方法及び建設用クレーンを提案した（特許文献３）。

特開平１１−３０１９７６号公報国際公開ＷＯ２００７／０５２３３９号公報特開２００９−１１３９２２号公報

前述した特許文献３で本件出願人が提案した建設用クレーンでは、伸縮ブームを伸長させる毎に建設する塔状構造物に支持させるようにしたものである。すなわち、頂上部が上空の高位置まで伸長した支柱を、複数に分割された支柱部材をクレーンにより吊り下げながら積み上げて建設する塔状構造物の建設方法において、前記クレーンを伸縮自在な伸縮ブームの上部に設置し、該伸縮ブームと前記支柱とを連繋させて、伸縮ブームを支柱に固定する連繋手段を有し、前記支柱部材を積み上げ、積み上げられた支柱部材の高さに応じて前記伸縮ブームを伸長させ、積み上げられた支柱部材と該支柱部材に対応した位置の伸縮ブームとを前記連繋手段で連繋させることを繰り返して支柱を建設するようにしたものである。

前記連繋手段については種々の機構が考えられるが、この連繋手段を介して伸縮ブームと支柱とを連繋させる作業は高所での作業となる。このため、この連繋手段の機構によっては作業者をクレーン等で吊り上げて、作業を行うようにする必要が生じる。作業者により前記連繋手段の連繋作業を行わせる場合には、作業者を吊り上げるクレーン等を要することになって、このクレーンを建設現場に搬入しなければならず、建設用の重機が増加し、建設作業が煩わしくなってしまうおそれがある。

このため、前記連繋手段は地上からの遠隔操作によって連繋作業を行えるようにすることが好ましい。そこで、この発明は、地上からの遠隔操作によってクレーンの伸縮ブームを、該クレーンによって建設される支柱に連繋させて、該伸縮ブームを支柱で支持することができるようにして支柱を建設する塔状構造物の支柱の建設方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法は、頂上部が上空の高位置まで伸長した塔状構造物の支柱を、複数個の円筒形の支柱部材を積み上げて建設するために、前記支柱部材を吊り上げる建設用クレーンを伸縮ブームに搭載させ、該建設用クレーンで支柱部材を吊り上げながら積み上げ、積み上げられた支柱部材に伸縮ブームを支持させて行う塔状構造物の支柱の建設方法において、前記支柱部材のうちの最下部の支柱部材を補助クレーンを用いて設置し、前記伸縮ブームを支柱部材に支持させるための抱持アームを備えた全ての伸縮ブーム支持装置を、前記補助クレーンを用いて前記伸縮ブームに取り付け、前記補助クレーンによって前記伸縮ブームの起立に助力し、前記補助クレーンによって前記伸縮ブームの先端に前記建設用クレーンを載置させ、前記建設用クレーンによって第２段目から上側の支柱部材を吊り上げながら、上段の支柱部材を下段の支柱部材に固定すると共に、上段の支柱部材を前記伸縮ブーム支持装置の前記抱持アームで抱持させて、前記伸縮ブームを支柱部材に支持させることを繰り返すことを特徴としている。

支柱部材に伸縮ブームを支持させる伸縮ブーム支持装置として、支柱部材を抱持アームで抱持することによる機構を採用する。このため、該抱持アームで抱持できるように、前記支持部材は円筒形のものとなる。この伸縮ブーム支持装置を伸縮ブームに装着した状態では、該伸縮ブームの搬送台車を公道を走行させて建設現場へ搬入させることが困難となる場合がある。このため、建設現場において伸縮ブームに伸縮ブーム支持装置を組み付けることになる。この組付作業には伸縮ブーム支持装置を吊り上げる必要があるため、クレーンを要することになる。この補助のクレーンによって、支柱部材のうちの最下段のものを起立させて設置する。また、伸縮ブーム支持装置が組み付けられた伸縮ブームは重量が大きくなるため、自身が備えている起立装置では円滑に操作できないおそれがある。このため、前記伸縮ブーム支持装置の組付作業で使用した補助のクレーンを利用して伸縮ブームの起立に助力する。さらに、この補助クレーンを用いて伸縮ブームの先端部に建設用クレーンを吊り上げて搭載させる。このとき、最下段の支柱部材に伸縮ブームの最下段のブームを伸縮ブーム支持装置の前記抱持アームで抱持させることによって支持させる。これにより、伸縮ブームが安定した状態となる。

最下段の支柱部材が設置されたならば、その上に第２段目の支柱部材を積み上げることになる。この第２段目の支柱部材は前記建設用クレーンによって吊り上げられて、最下段の支柱部材に積み上げられる。積み上げられた第２段目の支柱部材の下端は、内向きフランジ等によって内部側で最下段の支柱部材の上端にボルト・ナット等によって固定する。

最下段の支柱部材に固定された前記第２段目の支柱部材に伸縮ブームの第２段目のブームを伸縮ブーム支持装置によって支持させる。これにより、伸縮ブームが安定した状態となり、第３段目の支柱部材を吊り上げて第２段目の支柱部材に積み上げる。第３段目の支柱部材を第２段目の支柱部材に固定させ、伸縮ブームの第３段目のブームを第３段目の支柱部材に伸縮ブーム支持装置によって支持させる。

これらの一連の操作を、支柱部材を積み上げる毎に繰り返すことにより支柱が建設される。

この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法によれば、風車タワーのような高位置まで伸長させる支柱を建設するために、伸縮ブーム支持装置を伸縮ブームに建設現場で組み付けることができ、しかも、支柱を構成する最下段の支柱部材の設置も容易に行うことができる。伸縮ブーム支持装置を建設現場で伸縮ブームに組み付けることができるため、建設クレーンを搭載させた伸縮ブームを、支柱を構成する支柱部材に遠隔操作によって順次支持させながら行う工法を採用する場合に、伸縮ブームを支持させる伸縮ブーム支持装置が大型化した場合であっても、伸縮ブームの搬送台車と伸縮ブーム支持装置を積載した搬送車両とを公道を走行させて、建設現場へ搬入できる。このため、支柱を建設する際の工期の短縮化を図ることができると共に、搬入の容易さと相俟って建設コストを抑制することができる。

この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法によって伸縮ブームを支持させながら風力発電用の風車を載置する支柱を建設する手順を、(ａ)、(ｂ)の順で説明する図である。図１に示す建設手順に続く手順を、(ｃ)、(ｄ)の順で説明する図である。図２に示す建設手順に続く手順を説明する図であり、(ｅ)としてある。図３に示す建設手順に続く手順を、(ｆ)、(ｇ)の順で説明する図である。図４に示す建設手順に続く手順を、(ｈ)、(ｉ)の順で説明する図である。図５に示す建設手順に続く手順を、(ｊ)、(ｋ)の順で説明する図である。図６に示す建設手順に続く手順を、(ｌ)、(ｍ)の順で説明する図である。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するために、当該塔状構造物の建設現場に車両によって伸縮ブーム支持装置の取付ベースと支柱受けベースとを搬入する場合の、該車両の側面図である。図８に示す搬送車両の平面図である。図８に示す搬送車両の背面図である。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するために、当該塔状構造物の建設現場に車両によって伸縮ブーム支持装置の抱持アームを搬入する場合の、該車両の側面図である。図１１に示す搬送車両の平面図である。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の構造を説明する平面図であり、該伸縮ブーム支持装置が備えた抱持アームを開放させている状態を示している。図１３に示す建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の抱持アームを閉成して支柱部材を抱持すると共に、該支柱部材に支持させた状態を示している。前記建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置を示す側面図で、図１４に示す状態のものである。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の取付ベースと支柱受けベースの一部を示す斜視図であり、取付ベースが伸縮ブームに固定された状態を示しており、(ａ)は支柱受けベースが後退している状態を、(ｂ)は支柱受けベースが前進している状態を、それぞれ示している。一方の前記抱持アームを示す平面図であり、支柱部材を締め付ける前の状態を示している。一方の前記抱持アームを示す平面図であり、支柱部材を締め付けている状態を示している。抱持アームの側面図である。図１７において、Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図である。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の動作を説明する図であり、抱持アームで支柱部材を抱持する前の状態を示している。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の動作を説明する図であり、一方の抱持アームを閉成して支柱部材を抱持させた状態を示している。この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の動作を説明する図であり、他方の抱持アームを閉成して支柱部材を抱持させる状態を示しており、(ａ)は他方の抱持アームが前記一方の抱持アームと当接ずる直前の状態を、(ｂ)は抱持アームの先端が当接した状態を、(ｃ)は支柱部材を締め付けた状態を示している。図２３に示す他方の抱持アームを閉成する動作を(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の順に説明するものである。図２４に示す動作に続く動作を、(ｄ)、(ｅ)の順に説明するものである。図２５に示す動作に続く動作を、(ｆ)、(ｇ)の順に説明するものである。支柱締付部材による支柱部材の締付を解除して、抱持アームを支柱部材から離脱させる動作を(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の順に説明するものである。図２７に示す動作に続く動作を、(ｄ)、(ｅ)の順に説明するものである。図２８に示す動作に続く動作を、(ｆ)、(ｇ)の順に説明するものである。

以下、図示した好ましい実施形態に基づいて、この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法を具体的に説明する。

先ず、この発明に係る建設方法を実施するのに適した建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置について説明する。

図１３〜図１５は、塔状構造物の建設用クレーン搭載用伸縮ブーム支持装置の一例の構造を示しており、図１３は伸縮ブーム１を支柱部材２に支持させる直前の状態を示す平面図であり、図１４は支持させた状態を示す平面図、図１５は側面図である。

この伸縮ブーム支持装置３は、伸縮ブーム１に取り付けられて固定される取付ベース５と、この取付ベース５に対して進退自在に支持されている支柱受けベース６と、この支柱受けベース６に回動自在に基端部が支持された抱持アーム７とを主体として構成されている。

前記取付ベース５は、伸縮ブーム１の周面に設けられた一対の取付ブラケット1pに着脱自在とされている。この一対の取付ブラケット1pは、ほぼ180°の位置に配されている。取付ベース５は、この取付ブラケット1pを挟む位置に一対のベース板5aを有して、このベース板5aが取付ブラケット1pに着脱自在とされている。前記それぞれのベース板5aの一部には、外側に突出させて軸支持部5bが設けられており、この軸支持部5bにベース駆動シリンダ5cの基端部近傍が揺動自在に支持されている。このベース駆動シリンダ5cにはパワーシリンダ5dから作動油が供給されて、ピストンロッド5eを摺動させる。

また、前記ベース板5aには、一対の摺動ロッド5fが互いにほぼ平行な方向に摺動自在に支持されている。この一対の摺動ロッド5fの先端部には、前記支柱受けベース６のベース基部6aが連繋させてある。

前記ベース基部6aの中央部には軸6bを中心として回動可能にベース首部6cの中央部が連結されている。このベース首部6cの前記ベース基部6a側、すなわち後部側の両端部に、前記ピストンロッド5eの先端部が回動自在に連繋させてある。ベース首部6cの両端部の前部側には、該ベース首部6cに対して回動自在に回動軸6dが配されており、この回動軸6dに揺動腕6eの基端部が嵌着させてある。また、前記回動軸6dには入力腕6fの基部が嵌着させてあり、この入力腕6fの先端部にアーム駆動シリンダ7aのピストンロッド7bの先端部が連繋させてある。このアーム駆動シリンダ7aはベース首部6cに配設されており、そのピストンロッド7bの摺動方向を前記摺動ロッド5fの摺動方向と交差する方向としてある。

前記ベース首部6cの前面、すなわち前記支柱部材２を臨む側の支柱受け面61は、後述するように、このベース首部6cが連繋すべき支柱部材２の外形形状と重畳する形状に形成されている。また、支柱受け面61には、適宜個数のダンパー6gが設けられており、後述するように、このベース首部6cが支柱部材２に当接する際の衝撃を緩和する。また、支柱受け面61の両端部には一対の支柱部材センサ6hが設けられており、ベース首部6cの前進によって支柱部材２に当接したことをこれら支柱部材センサ6hが検知できるようにしてある。なお、この支柱部材センサ6hが支柱部材２を検知した検知信号を受けて、前記パワーシリンダ5dの出力を調整して、ベース首部6cの前進動作を制御するようにしてある。

前記揺動腕6eのそれぞれの先端部には、抱持アーム7Rと抱持アーム7Lがそれぞれ取り付けられている。これら一対の抱持アーム7R、7Lは図１４に示すように、支柱部材２を抱持することができるように円弧状に湾曲させた形状をしている。また、支柱部材２が積み上げられる位置に応じて外径寸法が異なる場合には、抱持すべき支柱部材２の外径寸法に応じた曲率の円弧状に形成されている。この抱持アーム7R、7Lの内側にはローラチェーン8R、8Lが配されている。これらローラチェーン8R、8Lの基端部には、チェーン開閉シリンダ8aが、その基端部前記回動軸6dに連繋させて回動自在に支持させてある。なお、比較的自由に屈曲して縮径と拡径を行え、充分な強度を確保して確実に支柱部材２を締め付けることができることからローラチェーン8R、8Lを用いたが、可撓性があって支柱部材２を確実に締め付けることができる手段であれば帯状体等を用いることもできる。

図１７〜図２０には、前記抱持アーム7Rとローラチェーン8R、アーム駆動シリンダ7a等を示してあり、図１７はローラチェーン8Rが拡径状態にあって抱持アーム7Rに係合している状態を、図１８はローラチェーン8Rが縮径状態にあって抱持アーム7Rから離脱している状態を示している。また、図２０は、図１７におけるＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。なお、前記ローラチェーン8Lと抱持アーム7Lの構造も、ローラチェーン8Rと抱持アーム7Rとほぼ同様な構造であるが、一部異なる構造を備えている部位があり、その部位についてはその旨を詳述し、それ以外の同様な部位については、添え字を省略して抱持アーム７とローラチェーン８として説明する。

前記抱持アーム７の中間部は、図２０に示すように、上下に配された一対の角筒状のアーム主体71が円弧状に湾曲されて形成されており、両端部においてこれら上下のアーム主体71が連結されている。このアーム主体71の対向した適宜位置には、中空の保持軸72が上下それぞれのアーム主体71を貫通した状態で固定されている。これら保持軸72同士が臨む位置に支持シリンダ73が配されており、この支持シリンダ73のヘッド部近傍に設けられた支持軸73aが前記保持軸72に遊挿されて、この保持軸72を中心として支持シリンダ73が揺動自在とされている。この支持シリンダ73には進退自在にスライドロッド73bが収容されている。前記支持軸73aはハウジング73cの外側面に突設されており、このハウジング73cの内部に前記スライドロッド73bの摺動を案内する直動ガイド73dが収容されている。また、このハウジング73cの後端壁と前記スライドロッド73bの後端に取り付けられたフランジ板73fとの間に、圧縮コイルバネ73eが収容されている。すなわち、この圧縮コイルバネ73eの復元力を、支持シリンダ73から突出したスライドロッド73bを支持シリンダ73内に引き戻す方向に移動するよう付勢してある。また、前記スライドロッド73bの先端部には、連繋部材74が取り付けられている。この連繋部材74には、前記支持軸73aの軸方向と平行な方向を軸とした連結ピン74aが具備されている。

前記ローラチェーン８は、図２０に示すように、前記一対のアーム主体71のそれぞれに対応して配されており、ローラ81を一対のチェーンプレート82で挟んで回動自在に支持してある。このローラ81を前記アーム主体71に接触するようにしてあり、該ローラ81がアーム主体71の内側面を転動することができるようにしてある。前記支持シリンダ73が配されている位置に対応したチェーンプレート82には、支柱部材押圧板として押圧プレート83が取り付けられている。なお、この押圧プレート83の押圧面には、ゴム板等の緩衝材が貼着されている。そして、この押圧プレートの背面にフォーク状の連結ブラケット84が固定されており、この連結ブラケット84に前記連結ピン74aが回動自在に支持させてある。このため、これら連結ピン74aと連結ブラケット84とを介して、支持シリンダ73と押圧プレート83とが連繋している。

前記ローラチェーン8Rとローラチェーン8Lのそれぞれの先端には、図１７と図１８、図２４〜図２９に示すように、ローラチェーン8R側には鈎部材85が、ローラチェーン8L側には前記鈎部材85と係脱することによって締付係止手段を構成する鈎受け部材86が、それぞれ設けられている。これら鈎部材85と鈎受け部材86とは基端部が支持された揺動軸85aと揺動軸86aを中心としてそれぞれ揺動することにより先端部同士が係脱するようにしてある。また、これら鈎部材85と鈎受け部材86にはこれらをそれぞれ外方向に揺動させるように、揺動軸85aと揺動軸86aのそれぞれに巻回させて設けた捩りコイルバネ85c、86cの復元力が付勢されている。また、前記抱持アーム7R、7Lのそれぞれの先端部には、ストッパ85bとストッパ86bとが取り付けられており、ローラチェーン8R、8Lが拡径状態にある場合に、前記鈎部材85と鈎受け部材86が当接して、それ以上外方向へ揺動することが阻止されている。なお、例えば図２５(ｄ)に示すように、鈎部材85と鈎受け部材86とが係合する位置にあることをそれぞれ検知する鈎部材位置センサ85dと鈎受け部材位置センサ86dとを設けて、鈎部材85と鈎受け部材86とが係合する位置にあることを検出することが好ましい。なお、抱持アーム7L、7Rが支柱部材２を抱持した抱持位置に位置付いたことを検出するアーム位置センサ87を設けることも、後述する動作を確実に行わせる上で好ましい。

図８〜図１２は、この伸縮ブーム支持装置３を発電用風車の風車タワーの建設現場へ搬入する搬送車両を示すものであり、図８〜図１０は、前記取付ベース５と前記支柱受けベース６のベース基部6aとを積載した搬送車両11であり、図１１、図１２はベース首部6cと抱持アーム７とを積載した搬送車両12を示している。このように、取付ベース６と支柱受けベース６のベース基部6aとを１台の搬送車両に積載し、ベース首部6cと抱持アーム７とを１台の搬送車両に積載することにより、これら搬送車両が公道を建設現場まで走行することが可能となる。なお、図８〜図１２では５基の伸縮ブーム支持装置３を搬送するものとして示してあるが、風車タワーの高さや伸縮ブームの段数に応じて必要とする伸縮ブーム支持装置３が増加すれば、搬送車両の台数を増加することで対応できる。さらに、必要に応じて、ベース首部6cと抱持アーム７とを分解して搬送することもできる。

以上により構成された伸縮ブーム支持装置３を使用して、この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法として、風車タワーを建設する施工を、図１と図２を参照して説明する。

風車タワーの建設現場へは、前記搬送車両11と搬送車両12により、伸縮ブーム支持装置３と抱持アーム７とをそれぞれ搬入する。また、支柱部材２も建設現場に搬入され、伸縮ブーム１も搬送台車13により搬入される。また、風車タワーの建設に際し、最下部となる第１段目の支柱部材2aを設置したりするための補助クレーン14も搬入される。

図１(ａ)に示すように、補助クレーン14を用いて第１段目の支柱部材2aを設置する。次いで、図２(ｃ)に示すように、搬送車両11に積載された取付ベース５と支柱受けベース６、搬送車両12に積載された抱持アーム７とを、搬送台車13に組み込まれている伸縮ブーム１に前記補助クレーン14を用いて取り付ける。すなわち、伸縮ブーム１の取付ブラケット1pに取付ベース５を取り付けることによって、該取付ベース５と支柱受けベース６のベース基部6aとが伸縮ブーム１に取り付けられる。このベース基部6aにベース首部6cを軸6bによって連結させ、前記ピストンロッド5eの先端をベース首部6cの両端部にそれぞれ連結させると、伸縮ブーム支持装置３が伸縮ブーム１に取り付けられた状態となる。なお、伸縮ブーム１は、いわゆるテレスコピック方式であり、各段の外径寸法が異なっているから、それぞれの段の伸縮ブーム１に応じた伸縮ブーム支持装置３を取り付ける。また、取り付けられた伸縮ブーム支持装置３により支持すべき支柱部材２の外径寸法も当該伸縮ブーム支持装置３の抱持アーム７での抱持に適した大きさが対応するようにしてある。

次いで、図２(ｄ)に示すように、前記伸縮ブーム支持装置３が取り付けられた伸縮ブーム１を、補助クレーン14を用いて搬送台車13上で適宜な角度まで起立させ、その後この搬送台車13に設備されているブーム起立シリンダでほぼ垂直状態まで起立させる。この状態で、伸縮ブーム１の第１段目のブーム1aに取り付けられた伸縮ブーム支持装置３により、該ブーム1aを第１段目の支柱部材2aに支持させる。

ここで、伸縮ブーム支持装置３が取り付けられた伸縮ブーム１の第１段目のブーム1aを第１段目の支柱部材2aに支持させる動作を説明する。

図１３に示すように、抱持アーム7R、7Lは拡開した状態にある。この状態で、前記パワーシリンダ5dを作動させて、取付ベース５に対して支柱受けベース６を前進させ、該支柱受けベース６を第１段目の支柱部材2aに接近させる。このとき、ベース首部6cがベース駆動シリンダ5cのピストンロッド5eにより押動され、ベース基部6aはベース首部6cに伴われて、前記摺動ロッド5fが案内されて前進する。

前記ベース首部6cの前進により、その支柱受け面61の両端部に配されている前記支柱部材センサ6hが支柱部材2aの外周面に接触して、該支柱部材2aが存していることを検知する。このとき、両端部の支柱部材センサ6hが同時に支柱部材2aを検知すれば該支柱部材2aが拡開している抱持アーム7R、7Lのほぼ中央部に位置して正対していることになる。他方、いずれか一方の支柱部材センサ6hでのみ支柱部材2aを検知した場合には、該ベース首部6cが支柱部材2aに正対していない場合であり、支柱部材2aを検知した支柱部材センサ6hが配されている端部と同じ側の前記パワーシリンダ5dは停止させ、反対側のパワーシリンダ5dの作動を継続する。これにより、ベース首部6cがベース基部6aに対して軸6bを中心として回動しながら、当該時に支柱部材2aを検知していない支柱部材センサ6hが配されている側が前進する。この前進により、この支柱部材センサ6hが支柱部材2aを検知したならば、パワーシリンダ5dを停止して、ピストンロッド5eの前進を停止させる。この状態で、支柱受け面61が支柱部材2aに正対した状態となるから、再度パワーシリンダ5dを作動させて、ベース首部6cを前進させる。そして、図１３に示すように、支柱受け面61に設けられたダンパー6gが支柱部材2aに接触したならばパワーシリンダ5dを停止する。なお、図１３に示すように、支柱部材センサ6hが押圧されて支柱受け面61に押し込まれた状態でパワーシリンダ5dを停止させればよい。

図２１に示すように、前記ベース首部6cの支柱受け面61が支柱部材2aに押圧されたならば、前記抱持アーム７により支柱部材2aを抱持させる。この動作を、図２２〜図２６を参照して説明する。図２２に示すように、先ず前記鈎受け部材86が配されている抱持アーム7Lを揺動させて該抱持アーム7Lのみで支柱部材2aを抱持させる。次いで、図２３(ａ)に示すように、鈎部材85が配されている抱持アーム7Rを揺動させて支柱部材2aを抱持させる。図２３(ａ)は抱持アーム7Rが支柱部材2aを抱持する直前の状態を示しており、このときの抱持アーム7L、7Rの先端部を図２４(ａ)に示してある。この状態から図２４(ｂ)に示すように、抱持アーム7Rの先端を抱持アーム7Lの先端に接近させてゆくと、図２４(ｃ)に示すように、前記鈎部材85が前記鈎受け部材86に当接する。さらに抱持アーム7Rの揺動によって、図２５(ｄ)に示すように、鈎部材85が鈎受け部材86を乗り越えてこれらが係合することができる位置に位置付くことになる。この状態で、前記チェーン開閉シリンダ8aを作動させて、ローラチェーン8L、8Rを該チェーン開閉シリンダ8aに引き寄せる。このため、図２５(ｅ)に示すように、前記鈎部材85が鈎受け部材86に係合して図２６(ｆ)に示すように、ローラチェーン8Lとローラチェーン8Rとが一体化されることになる。

前記鈎部材85と鈎受け部材86とが係合した状態で、前記チェーン開閉シリンダ8aの作動によりローラチェーン8L、8Rが引き寄せられると、これらローラチェーン8L、8Rが、図２６(ｇ)に示すように、縮径することになる。この縮径動作によってローラチェーン8L、8Rに取り付けられている前記押圧プレート83が支柱部材2aの周壁面に押圧されて、ローラチェーン８が支柱部材2aを締め付けることになる。このため、このローラチェーン８を備えた伸縮ブーム支持装置３が当該支柱部材2aに固定され、この伸縮ブーム支持装置３の取付ベース５が取り付けられている第１断面のブーム1aが支柱部材2aに支持されることとなる。

ところで、前記ローラチェーン８が縮径する際には、該ローラチェーン８に設けられた押圧プレート83に前記連結ピン74aで連結している前記スライドロッド73bが圧縮コイルバネ73eの復元力に抗して引き出され、支持シリンダ73内を摺動して前進する。しかも、支持シリンダ73は支持軸73aによって回動自在にアーム主体71に支持されているから、該支持シリンダ73の揺動が許容され、スライドロッド73bが円滑に前進できる。すなわち、前記押圧プレート83はスライドロッド73bに案内されて移動し、確実に支柱部材2aを押圧して締め付けられることになる。

図３(ｅ)は第１段目の支柱部材2aに伸縮ブーム１の第１段目のブーム1aが支持された状態を示しており、この状態で別途搬入された建設用クレーンであるジブクレーン15を、前記補助クレーン14を用いて伸縮ブーム１の先端部に載置させて支持させる。次いで、図４(ｆ)に示すように、伸縮ブーム１の第２段目のブーム1bを伸長させる。なお、ジブクレーン15と伸縮ブーム１の搬送台車13とにはガイロープ15aが張設されており、ジブクレーン15の方向や傾きの均衡を図るようにしてある。

伸縮ブーム１の第２段目のブーム1bを伸長させたならば、図４(ｇ)に示すように、前記ジブクレーン15を用いて第２段目の支柱部材2bを第１段目の支柱部材2aに載置させる。これら支柱部材2a、2bは内部に図示しない内向きフランジを備えており、支柱部材2aの上部の内向きフランジと支柱部材2bの下部の内向きフランジとをボルト・ナット等により締結して、第２段目の支柱部材2bを第１段目の支柱部材2aに固定する。次いで、前述した動作と同様に、第２段目のブーム1bに具備させた伸縮ブーム支持装置３により該ブーム1bを第２段目の支柱部材2bに支持させる。これにより、伸縮ブーム１の第１段目と第２段目のブーム1a、1bのそれぞれが、第１段目と第２段目の支柱部材2a、2bのそれぞれに支持された状態となる。

そして、図２に示すように、前記ジブクレーン15により支柱部材を既設となった支柱部材に積み上げ、伸縮ブーム１の伸長させたブームを伸縮ブーム支持装置３により最上部の支柱部材2eに支持させる動作を順次繰り返して、図７(ｆ)に示すように風車タワー20が完成され、前記ジブクレーン15により風車タワー20の上部にナセル21が載置されることになる。さらに、図示しないブレードがジブクレーン15により吊り上げられて設置される。

風車タワー20の建設が完了したならば、伸縮ブーム１を収縮させて撤去することになる。この伸縮ブーム１の収縮動作を、以下に説明する。

図２７〜図２９は、支柱部材２の締付を解除する動作を示している。図２７(ａ)はローラチェーン８により支柱部材２が締め付けられている状態を示しており、前記図２６(ｇ)に示す状態と等しい状態にある。この状態で、前記チェーン開閉シリンダ8aを作動させて、ローラチェーン８が拡径するように押し戻す。これによりローラチェーン８が拡径して、図２７(ｂ)に示すように、支柱部材２の締付を解除する。さらに、前記チェーン開閉シリンダ8aを作動させて、ローラチェーン８をさらに拡径しようとすると、図２７(ｃ)に示すように、前記鈎受け部材86が前記ストッパ86bに当接し、ローラチェーン8Lはそれ以上拡径できない状態となる。他方、ローラチェーン8Rはローラチェーン8Lの拡径が阻止された後も僅かに拡径して、前記ストッパ85bに当接することになる。この状態で、前記チェーン開閉シリンダ8aをさらにローラチェーン８を拡径させる方向に作動させると、ローラチェーン８はストッパ85b、86bに拘束されているため、それぞれ支柱部材２の周方向に沿った方向に移動することになり、この方向の移動により、図２７(ｃ)に示すように、鈎部材85が鈎受け部材86に対して係合が解除するように移動する。さらに、ローラチェーン８を前記方向に移動させると、鈎部材85の胴部が鈎受け部材86に押し付けられることにより、鈎受け部材86が揺動軸86aを中心として縮径する側に揺動して、鈎部材85と鈎受け部材86との係合が解除される。しかも、これら鈎部材85と鈎受け部材86には、前記捩りコイルバネ85c、86cの復元力により、これらが外方向に揺動するよう付勢されているから、図２８(ｄ)に示すように、これら鈎部材85と鈎受け部材86とは係合が解除された状態に維持される。

そして、図２８(ｅ)に示すように、抱持アーム7Rを揺動させて支柱部材２を抱持している位置から拡開させる。これにより、図２９(ｆ)、(ｇ)に示すように、抱持アーム7Rを拡開させ、その後、抱持アーム7Lを拡開すると、抱持アーム７による支柱部材２の抱持状態が解除される。

抱持アーム７が拡開した状態で、前記ベース駆動シリンダ5cを作動させて、支柱受けベース６を後退させる。これにより、伸縮ブーム１と支柱部材２との連繋が解除された状態となり、伸縮ブーム１を収縮させることができる状態となる。

以上の解除動作を、伸縮ブーム１の上部から順次行うことで、伸縮ブーム１を収縮させ、補助クレーン14によってジブクレーン15を吊り降ろせば、伸縮ブーム１を前記搬送台車13に積載させた状態とすることができる。

次いで、伸縮ブーム１から伸縮ブーム支持装置３を、補助クレーン14を用いて取り外し、前記搬送台車11に積載させて、伸縮ブーム１と該伸縮ブーム支持装置３とを搬出する。

この発明に係る塔状構造物の支柱の建設方法によれば、伸縮ブームと伸縮ブーム支持装置とを公道を走行可能な搬送車両によって建設現場へ搬入することができるから、支柱の建設工期の短縮とコストの抑制に寄与することができる。

１伸縮ブーム
1a 第１段目のブーム
1b 第２段目のブーム
1c 第３段目のブーム
1d 第４段目のブーム
1e 第５段目のブーム
1p 取付ブラケット
２支柱部材
2a 第１段目の支柱部材
2b 第２段目の支柱部材
2c 第３段目の支柱部材
2d 第４段目の支柱部材
2e 第５段目の支柱部材
３伸縮ブーム支持装置
５取付ベース
5c ベース駆動シリンダ
5e ピストンロッド
5f 摺動ロッド
６支柱受けベース
6a ベース基部
6b 軸
6c ベース首部
6g ダンパー
6h 支柱部材センサ
61 支柱受け面
７、7R、7L 抱持アーム
7a アーム駆動シリンダ
7b ピストンロッド
71 アーム主体
72 保持軸
73 支持シリンダ
73a 支持軸
73b スライドロッド
73c ハウジング
73d フランジ板
73e 圧縮コイルバネ
74 連繋部材
74a 連結ピン
８、8R、8L ローラチェーン
8a チェーン開閉シリンダ
81 ローラ
82 チェーンプレート
83 押圧プレート
84 連結ブラケット
85 鈎部材
85a 揺動軸
85b ストッパ
85c 捩りコイルバネ
86 鈎受け部材
86a 揺動軸
86b ストッパ
86c 捩りコイルバネ
11 搬送車両
12 搬送車両
13 搬送台車
14 補助クレーン
15 ジブクレーン（建設用クレーン）
15a ガイロープ
20 風車タワー

Claims

頂上部が上空の高位置まで伸長した塔状構造物の支柱を、複数個の円筒形の支柱部材を積み上げて建設するために、前記支柱部材を吊り上げる建設用クレーンを伸縮ブームに搭載させ、該建設用クレーンで支柱部材を吊り上げながら積み上げ、積み上げられた支柱部材に伸縮ブームを支持させて行う塔状構造物の支柱の建設方法において、
前記支柱部材のうちの最下部の支柱部材を補助クレーンを用いて設置し、
前記伸縮ブームを支柱部材に支持させるための抱持アームを備えた全ての伸縮ブーム支持装置を、前記補助クレーンを用いて前記伸縮ブームに取り付け、
前記補助クレーンによって前記伸縮ブームの起立に助力し、
前記補助クレーンによって前記伸縮ブームの先端に前記建設用クレーンを載置させ、
前記建設用クレーンによって第２段目から上側の支柱部材を吊り上げながら、上段の支柱部材を下段の支柱部材に固定すると共に、上段の支柱部材を前記伸縮ブーム支持装置の前記抱持アームで抱持させて、前記伸縮ブームを支柱部材に支持させることを繰り返すことを特徴とする塔状構造物の支柱の建設方法。