JP4924967B2

JP4924967B2 - 塔状構造体

Info

Publication number: JP4924967B2
Application number: JP2006085432A
Authority: JP
Inventors: 祐介奥谷; 晋矢藤本
Original assignee: 株式会社ピーエス三菱
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2025-10-11
Also published as: JP2007107370A

Description

本発明は、複数のセグメントを連結して短筒状のセグメントリングを組立て、そのセグメントリングを上下に積み重ねて互いに連結することによって中空筒状に構築された塔状構造体に関する。

従来、例えば大型の煙突等の塔状構造体には、基礎に鉄筋を環状に立設し、この鉄筋を内と外から挟むように内側型枠及び外側型枠を組立て、この両型枠間にコンクリートを流し込んで単位施工長さの筒状体を成型する工程を順次上方に向けて施工することによって構築されるものがある。

この他、Ｈ型鋼を、間隔を隔てて環状に立設し、このＨ型鋼間に板状のプレキャストコンクリートブロックを挿入して固定することによって中空筒状の塔状構造体とするものがある。

更に、上記従来例の塔状構造体よりも、工期を短くできるものとして、略半円筒形状をした一対のプレキャストコンクリートブロックを、その各端部の接合面を互いにつき合わせて円筒形の周壁を形成させ、その接合端面間に場所打ちの連結用コンクリートを打設して円筒形リングを形成させ、その円筒形リングを上下に多数積み上げることによって中空筒状の塔状構造体を構築する工法がある（例えば特許文献１）。
特許第３０４４４５９号公報

上述した従来の塔状構造体の内、外壁を場所打ちのコンクリートによって成型するものにあっては、型枠の組み立て、配筋、コンクリート打設等の多くの現場作業が必要になり、工期が長くならざるを得ず、しかも広い作業用のスペースが必要になり、狭い施工現場での工事が困難となる等の問題があった。

また、工場で製造するコンクリートセグメント等のプレキャストコンクリートブロックを使用するものにあっては、躯体の一部を工場にて製造したものを使用するため工期が短縮できるが、一部に場所打ちコンクリートを使用するため型枠の組み立て、配筋、コンクリートの充填などの作業が必要であった。

更に、従来の工法によって構築されている塔状構造体にあっては、その外周面全体又はその一部を現場施工によって成型するようにしているため、例えば周辺の環境に合わせた色彩やデザインを施す場合、塔状構造体の躯体を構築した後にその外面の仕上げ工が必要になり、コスト高となるとともに、そのための工期が必要になるという問題があった。

本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、塔状構造体の構築現場における作業を極力少ないものとし、前述した従来工法に比べて工期を短縮できる塔状構造体の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、初期の目的を達成するための、請求項１に係る発明の特徴は、複数のセグメントを連結して短筒状に組み立てたセグメントリングを上下に積み上げて一体化させることによって構成された塔状構造体において、前記セグメントリングの内側で該セグメントリングを構成している各セグメントの接合端部の内側に突出部が一体に設けられ、互いに接合された接合端部の内の一方の突出部内に他方の突出部に向かって突出させたアンカーＰＣ鋼棒が設けられ、前記他方の突出部に前記アンカーＰＣ鋼棒の延長方向にＰＣ鋼棒貫通孔が形成され、前記アンカーＰＣ鋼棒の先端にカプラーを介して緊張用延長ＰＣ鋼棒を連結し、該緊張用延長ＰＣ鋼棒を前記他方の突出部のＰＣ鋼棒貫通孔に貫通させて該他方の突出部背面側に緊張定着させることによって前記セグメント相互間を一体化させたことにある。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１の構成に加え、セグメントリングは、これを２等分割した形状の一対のセグメントを各セグメント両端の接合面を互いに接合させて連結することによって構成され、かつ各接合面が接合されている一対の接合部間に開き止め部材が架設されていることにある。

本発明においては、セグメントリングの内側で該セグメントリングを構成している各セグメントの接合端部の内側に突出部が一体に設けられ、互いに接合された接合端部の内の一方の突出部内に他方の突出部に向かって突出させたアンカーＰＣ鋼棒が設けられ、前記他方の突出部に前記アンカーＰＣ鋼棒の延長方向にＰＣ鋼棒貫通孔が形成され、前記アンカーＰＣ鋼棒を、前記ＰＣ鋼棒貫通孔を通して前記他方の突出部の背面側に緊張定着させることによって前記セグメント相互間を一体化させたこと（請求項１）により、セグメントの接合作業はセグメントリングの内側からのみ行い、しかもその接合部は隙間のない所謂ゼロ目地接合とすることができ、セグメントリングにおけるセグメント間接合部の外面の仕上げが不要になり、工場で製造したセグメントの外面のデザインがそのまま外面化粧として使用できるため、躯体構築後における外面のデザインの補修や外面仕上げ作業が不要となり、従来に比べて工期が短縮される。

また、前記一方の突出部に突設させたアンカーＰＣ鋼棒の先端にカプラーを介して緊張用延長ＰＣ鋼棒を連結し、該緊張用延長ＰＣ鋼棒を前記他方の突出部のＰＣ鋼棒貫通孔に貫通させて該他方の突出部背面側に緊張定着させたこと（請求項２）により、アンカーＰＣ鋼棒の接合面からの突出長さを短くしておくことができ、セグメントの搬送や保管時の扱いが容易となる。

更に、前記他方の突出部の背面にＰＣ鋼棒定着部材が収容される凹部が形成され、該凹部内に定着部材が後埋めによって埋設されている（請求項３）ことにより、後埋め部がセグメントリングの内側となるので、後埋め部が剥落して通行人に被害を及ぼす危険性がなく、後埋め部形成のための外吊り足場を形成する必要もなくなる。

更に、セグメントリングは、これを２等分割した形状の一対のセグメントを各セグメント両端の接合面を互いに接合させて連結することによって構成され、かつ各接合面が接合されている一対の接合部間に開き止め部材が架設されている（請求項４）ことにより、セグメントの接合部分の半径方向への膨らみが防止され、強固な結合がなされる。

更に、前記各セグメントには、セグメントリングの軸方向に向けた鉛直方向のＰＣ鋼棒挿通孔が設けられ、該ＰＣ鋼棒挿通孔に上下のセグメントに跨らせて挿通したＰＣ鋼棒を緊張する（請求項５）ことによって、塔状構造体の全長に亘ってプレストレスが付与されると同時に、上下のセグメントリング間の強固な一体化がなされる。

次に、本発明に係る塔状構造体の実施の形態を図面について説明する。

本例は、六角筒状をした塔状構造体を水平方向に多数分割した輪切り状のセグメントリングＲを上下に積み上げて連結することによって塔状構造体を構成し、また、セグメントリングＲは、図１に示すように、その六角形のリング形状を２つの対角位置で２等分に分割した形状のセグメント１を互いに接合させて構成されている。

図１に示す、二つの角部をそれぞれ有する２個のセグメント１，１は、予め工場にて成型されたプレキャストコンクリートブロックであり、各セグメント１，１の接合端部２ａ，２ｂの接合面３ａ，３ｂは互に密着可能に形成されている。接合端部２ａ，２ｂの接合面３ａ，３ｂは、各接合端部のセグメントリングＲの内側にそれぞれ突出させて一体成型した突出部４ａ，４ｂによってその水平方向の長さが延長された構造となっている。

このセグメント１は、所謂マッチキャストによって製造されたもの、即ち、一対のセグメント間において互いに接合される接合面３ａ，３ｂを、互いに突合せ配置にして両セグメント１，１同時に製造したものを使用し、これによって目地材を介在させない所謂ゼロ目地の状態で接合されたセグメントリングＲが形成されるようにしている。

一方の接合面３ａには、図２に示すように、セグメント１内に埋設したアンカープレート５によって抜け止めされたセグメント間連結用のアンカーＰＣ鋼棒６の先端が突出されており、他方の接合面３ｂには、突出部４ｂに貫通したＰＣ鋼棒挿通孔７が開口されている。このＰＣ鋼棒挿通孔７の接合面側開口部側は、カプラー収容用の拡径部７ａとなっており、その拡径部７ａ内にカプラー８を収容させ、該カプラー８をもって前述したアンカーＰＣ鋼棒６の先端にＰＣ鋼棒挿通孔７に挿通させた締結用の緊張用延長ＰＣ鋼棒９を連結し、この緊張用延長ＰＣ鋼棒９を突出部４ｂのセグメントリングＲの内面側にて緊張し、支圧板１０に対して定着具１１をもって定着させている。これによって両セグメント１，１がリング状のセグメントリングＲに組み立てられている。

尚、支圧板１０、延長用ＰＣ鋼棒９の突出端部及び定着具１１からなるＰＣ鋼棒定着部材は、突出部４ｂの背面の凹陥部１２内に収容され、その凹陥部１２をモルタル等の後埋め１３によって埋めることによって外気にさらされないように埋設されている。

各セグメント１には図２に示すように、水平方向に一定間隔を隔てて縦筋挿通孔２０及びＰＣ鋼棒挿通孔２１が貫通開口されている。

図３に示すように、縦筋挿通孔２０の下端には充填式継手２２が埋設され、その上下にグラウト孔２２ａ，２２ａがセグメント１の内面側に連通開口されている。この継手２２の下端内に、下側のセグメントの縦筋挿通孔２０内に挿通した縦筋２３の上端を、同継手２２の上端内に、上側のセグメントの縦筋挿通孔２２内に挿通した縦筋２３の下端をそれぞれ挿入し、いずれかのグラウト孔２２ａより固化性のグラウトを充填することによって上下の縦筋２３，２３を連結させている。

また図４に示すように、ＰＣ鋼棒挿通孔２１には、その下端にカプラー収容用の拡径部２１ａが形成され、その内部に収容されるカプラー２５の下端を、下側のセグメント１のＰＣ鋼棒挿通孔２１に挿通されて該セグメントの上面より突出させたＰＣ鋼棒２６の上端に螺合させ、そのカプラー２５の上端に上側のセグメントのＰＣ鋼棒挿通孔２１に挿通したＰＣ鋼棒２６の下端を螺合させることによって塔状構造体の上下に亘って連続させている。

上下に隣り合うリング状のセグメントリングＲ間の接合面には、水平度調整するための水平目地用隙間３０が形成され、その隙間にライナー（図示せず）を介在させることによって水平度を調整し、該隙間３０内に無収縮モルタルからなる水平目地材３１を充填している。

尚、最下端部のセグメントリングＲは、図４に示すように基礎部３２にアンカープレート３３によって抜け止めして埋設されたアンカーＰＣ鋼棒３４にカプラー２５を介してＰＣ鋼棒２６を連結し、また最上部のセグメントにおいては、そのＰＣ鋼棒挿通孔２１上端部に形成した凹陥部３５内の支圧板３６に対して緊張定着させ、定着後に凹陥部３５をモルタルによって埋めている。また、上下の各セグメントリングＲに対するＰＣ鋼棒２６の緊張定着は、各セグメントリングＲの積み上げ毎に緊張し、その各セグメントの上端面に設置した支圧板３６に対して定着具３７によって定着させている。

更に、各セグメントリングＲの互いに対角配置にあるセグメント接合部間、本例では両セグメントの前記他方の各突出部４ａ，４ｂ間にはコンクリート製の押し出し成型版からなる隔壁材兼用の開き止め部材３８が掛け渡されており、これによって接合部が外側に広がるのを防止し、接合部を補強している。
次に、本発明に係る塔状構造体の施工工程について説明する。

先ず、施工現場において必要な基礎部３２を構築した後、又はこれと並行して地上で１対のセグメント１，１をリング状のセグメントリングＲに組み立てるための接合台組立作業を行う。この接合台４０は、図５、図６に示すように基礎４１上にレベル出しＨ型鋼材４２，４２......を並行に並べ、その上にスライド用Ｈ型鋼材４３，４３......を並行に並べてそれらをブルマンにて固定し一体化させる。然る後、所要数のスライド用Ｈ型鋼材４３の上にポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））版から成る滑り板４４を設置する。

この接合台４０上に、工場で予め製造した一対のセグメント１，１をその各接合面３ａ，３ｂを対向させて載置する。図４、図５は２個のセグメント１の接合直前の状態を示しており、セグメント１の各接合面３ａ，３ｂに、エポキシ樹脂接着剤を塗布する。ここでは、端面のレイタンス、泥、水、油等、接着に不都合な物を除去し、乾燥させて塗布作業を行う。塗布作業は、例えば塗布厚さ２〜３ｍｍの厚さで塗り斑塗り残しのない様に行う。

次いで図５に示すようにセグメント１，１間にレバーブロック５０を取り付け、セグメント１，１同士の引き寄せ作業を行う。この場合、セグメント１にレバーブロック５０を張架するためのインサート５１を予め設置しておき、このインサート間にワイヤーを介してレバーブロック５０を張架し、これを操作することにより、複数箇所のセグメント１の接合面間が同様に狭まり、端面同士が密着していわゆるゼロ目地状態で接合できるように、均等に引き寄せる。また、この時、図２に示すように一方の接合面３ａのアンカーＰＣ鋼棒６に螺合させたカプラー８を、他方の接合面３ｂのＰＣ鋼棒挿通孔７の拡径部７ａ内に挿入させる。

しかる後、他方の突出部４ｂの背面側からＰＣ鋼棒挿通孔７内に緊張用延長ＰＣ鋼棒９を挿入し、その先端をカプラー８に螺合させる。この状態で緊張用延長ＰＣ鋼棒９を突出部４ｂの背面側から緊張し、定着具１１をもって支圧板１０に定着させる。定着後にＰＣ鋼棒挿通孔７に必要なグラウト充填作業を行うとともに、開き止め部材３８を突出部４ｂ，４ｂ間に固定する。尚、この開き止め部材３８は、強度を高めることが設計上必要な場合に設置するものであり、必ずしも全ての場合に必要なものではない。

このようにして組立てられたセグメントリングＲを、クレーンにて吊り上げ、最初は基礎部３２上に、その後は先に積み重ねられている最上端のセグメントリングＲ上に積み上げる。ここでは、図７に示すように既設セグメントリングＲ下に仮置き台５２を設置し、下の基礎部又はセグメントリングＲとの間に作業用空間を持たせた状態で、下側のＰＣ鋼棒２６又は３４に対するカプラー２５及び、そのカプラー２５に対する上側のＰＣ鋼棒２６の螺合作業を行う。

ついでクレーンを使用して稍上昇させ、仮置き台５２を除去し、所定の位置にセグメントリングＲを降下させ、上下のセグメントリングＲを接合させる。その際に水平合わせを行い、水平目地用隙間３０内にライナーを介在させて水平に設置する。

この時、下側のセグメントの縦筋挿通孔２０に縦筋２３を挿入し、その下端を充填式継手２２内に挿入してその内部に固定させておくとともに、その縦筋２３の上端をセグメントリングＲの上端面に突出させておき、該縦筋２３の上端を上側に接合されるセグメントリングＲの下面に開口している充填式継手２２内に挿入する。

このようにして新たに積み上げるセグメントリングＲを下側のセグメントリングＲ上に接合させた後、水平目地用隙間３０内に無収縮性の目地モルタルからなる充填材を充填し、その充填材の所望の強度発現を待って、セグメントリングＲの上面に突出しているＰＣ鋼棒２６を緊張し定着具を介して支圧板に定着させる。これによって上下に隣り合うセグメントリングＲの連結強度を確保するとともに塔状構造体全体に対する縦方向のプレストレスを付与する。

このＰＣ鋼棒２６の緊張定着作業後に、前記縦筋２３が挿入されている縦筋挿通孔２０内及びＰＣ鋼棒挿通孔２１内にグラウト注入する。また、充填式継手２２内へのグラウト注入は上側のセグメントリングＲの接合作業完了後、ＰＣ鋼棒緊張定着作業或いは各グラウト注入作業に並行して行う。

これらの作業は、図８、図９に示すように、予め最上部及びその下側のセグメントリングＲに対し、予めセグメントに設置したアンカー等の足場取り付け部材（図示せず）に対してボルト等の固定具（図示せず）を介して外吊り足場５３を設置し、その下に昇降足場５４を設置した状態で行い、１つのセグメントリングＲを上方に延長させる毎に、昇降足場５４を追加する。

このように外吊り足場５３をセグメントリングＲの積み上げ連結作業を行う部分のみに設けることにより、作業に必要な部分のみに足場を設置することとなり足場設置に要する費用を大幅に削減できる。また、最上部の作業位置以外には外吊り足場がないため、施工途中においても美観を損なわず、近隣住民は建設状況を外部から確認することができる。

尚、この例ではセグメントに縦筋挿通孔２０を開けておき、セグメントリングＲの接合作業時に縦筋２３を挿入するようにしているが、この縦筋２３はセグメント製造の際に予め充填式継手２２に下端を挿入させた状態でセグメント内に一体に埋め込んでおいてもよい。

本発明の塔状構造体における筒状単体の簡略平面図である。図１中のセグメント接合部分を示す部分拡大断面図である。塔状構造体の縦筋挿通部を示す部分省略縦断面図である。同、縦向きのＰＣ鋼棒挿通部を示す部分省略縦断面図である。接合上におけるセグメントリング組み立て状態を示す簡略平面図である。同、簡略側面図である。セグメントリング積み上げ時の縦ＰＣ鋼棒連結工程を示す簡略側面図である。塔状構造体の構築状態を示す平面図である。同、側面図である。

Ｒセグメントリング
１セグメント
２ａ，２ｂ接合端部
３ａ，３ｂ接合面
４ａ,４ｂ突出部
５アンカープレート
６アンカーＰＣ鋼棒
７ＰＣ鋼棒挿通孔
７ａ拡径部
８カプラー
９緊張用延長ＰＣ鋼棒
１０支圧板
１１定着具
１２凹陥部
１３後埋め
２０縦筋挿通孔
２１ＰＣ鋼棒挿通孔
２１ａ拡径部
２２充填式継手
２２ａグラウト孔
２３縦筋
２５カプラー
２６ＰＣ鋼棒
３０水平目地用隙間
３１水平目地材
３２基礎部
３３アンカープレート
３４アンカーＰＣ鋼棒
３６支圧板
３７定着具
３８開き止め部材
４０接合台４１基礎
４２レベル出しＨ型鋼材
４３スライド用Ｈ型鋼材
４４滑り板
５０レバーブロック
５１インサート
５３外吊り足場
５４昇降足場

Claims

複数のセグメントを連結して短筒状に組み立てたセグメントリングを上下に積み上げて一体化させることによって構成された塔状構造体において、
前記セグメントリングの内側で該セグメントリングを構成している各セグメントの接合端部の内側に突出部が一体に設けられ、互いに接合された接合端部の内の一方の突出部内に他方の突出部に向かって突出させたアンカーＰＣ鋼棒が設けられ、前記他方の突出部に前記アンカーＰＣ鋼棒の延長方向にＰＣ鋼棒貫通孔が形成され、前記アンカーＰＣ鋼棒の先端にカプラーを介して緊張用延長ＰＣ鋼棒を連結し、該緊張用延長ＰＣ鋼棒を前記他方の突出部のＰＣ鋼棒貫通孔に貫通させて該他方の突出部背面側に緊張定着させることによって前記セグメント相互間を一体化させたことを特徴としてなる塔状構造体。
セグメントリングは、これを２等分割した形状の一対のセグメントを各セグメント両端の接合面を互いに接合させて連結することによって構成され、かつ各接合面が接合されている一対の接合部間に開き止め部材が架設されている請求項１に記載の塔状構造体。