JP5483068B2 - Ｐｃ鋼線挿入機 - Google Patents

Description

本発明は、構造物等に埋設するＰＣ鋼線を鉛直方向に挿入するためのＰＣ鋼線挿入機に関する。

従来、ＬＮＧ用の地上ＰＣタンク等のコンクリート構造物では、鉛直方向にＰＣ鋼線が配置される構造がある。このような地上ＰＣタンクにおいて鉛直方向にＰＣ鋼線を挿入する作業の場合では、例えば高さ３５ｍ、幅１．４ｍ程度の狭小なＰＣ防液堤頂部に通路を確保し、その堤頂部よりＰＣ鋼線の挿入作業を行っている（例えば、特許文献１参照）。
そして、準備作業として、ピラスターと呼ばれるＰＣ鋼線定着用の拡幅部に鋼線束のコイルを設置し、鋼線を導くガイドとして架設足場用の建枠を前記ピラスターから所定の挿入部位まで組み立てを行っているのが一般的である。

特公平７−４５７７４号公報

しかしながら、従来の地上ＰＣタンク等の鉛直方向に埋設されているＰＣ鋼線の挿入作業では、狭いスペースでの作業となるうえ、ＰＣ鋼線挿入作業のうち鋼線挿入までの一連の準備作業にかかる割合が大きく、時間と手間がかかり、さらに鋼線ガイド用の仮設建枠や通路の設置、撤去などを繰り返して行う必要があり、労務、資材が増えて作業効率が低下し、コストも増大するといった問題があることから、その点で改良の余地があった。
そして、ＰＣ鋼線の挿入作業中は、ＰＣ防液堤頂部の多くが鋼線挿入作業に専有されるので、他の工事を並行して作業することができないという欠点があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、構造物内に鉛直方向に延在するＰＣ鋼線を狭い作業スペースであっても効率よく挿入することができ、作業時間の低減が図れ、工期を短縮することが可能となり、工事費を低減することができるＰＣ鋼線挿入機を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、挿入時のＰＣ鋼線のばらけを防止することで、作業効率の向上が図れるＰＣ鋼線挿入機を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るＰＣ鋼線挿入機では、構造物の上方から鉛直方向下方に向けてＰＣ鋼線を挿入するためのＰＣ鋼線挿入機であって、ＰＣ鋼線を双方の間に通過させて回転により一方向に向けて移動させる上下一対の送りローラーと、送りローラーから送出されたＰＣ鋼線の向きを鉛直方向下方に向けて誘導するとともに、送りローラーから送出されたＰＣ鋼線の送り出し方向となる前後方向に進退可能な案内部と、上下一対の送りローラー同士が近接する方向への圧力を、少なくとも一方のローラーに作用させる圧力調整部とを備えたことを特徴としている。

本発明では、鉛直方向に延びるＰＣ鋼線が配設される構造物の上部にＰＣ鋼線挿入機を設置し、例えばＰＣ鋼線が収容されたターンテーブル等から引き込んだＰＣ鋼線を一対の送りローラーにより一方向に向けて移動させ、さらに案内部によって鉛直方向下方に向けて誘導することが可能であるので、構造物に予め形成されている鉛直方向の挿通孔に対してスムーズにＰＣ鋼線を挿入することができ、ＰＣ鋼線を構造物上であちこちに巻き回す必要がなく狭い作業スペースであっても効率よく挿入作業を行うことができる。
そして、少なくとも一方の送りローラーには圧力調整部により上下一対の送りローラー同士が近接する方向への圧力が付与され、送り出すＰＣ鋼線と送りローラーとに所定の摩擦力を作用させてブレーキをかけることができるので、ＰＣ鋼線の先端が最下部に到達してもその自重によってＰＣ鋼線挿入機よりＰＣ鋼線が滑り出し、必要長さ以上のＰＣ鋼線がＰＣ鋼線挿入機より送出され、拠り線で束になっているＰＣ鋼線がばらけるといった不具合をなくすことができる。

また、本発明に係るＰＣ鋼線挿入機では、横方向に一定の間隔をあけて配列され、双方の間に一方向に移動するＰＣ鋼線を通過させる一対の上下方向の移動を規制する水平ローラーが設けられ、水平ローラーのそれぞれの上下端部同士の間隔がＰＣ鋼線の外径寸法よりも小さいことが好ましい。

この場合、拠り線の束であるＰＣ鋼線は、一対の水平ローラーの周面と上下端部によって囲まれる範囲内を通過することになり、横方向および上下方向への移動が規制されているので、ばらけの発生を防止することができる。そのため、ＰＣ鋼線挿入機内で移動する間にばらけたＰＣ鋼線が送りローラー等に巻き込まれるといった不具合をなくすことができる。

また、本発明に係るＰＣ鋼線挿入機では、送りローラーの外周面には、硬質ウレタンが被覆されていることがより好ましい。

これにより、送りローラーの回転時にＰＣ鋼線に損傷を与えず、且つＰＣ鋼線の滑りを抑えることができる。

本発明のＰＣ鋼線挿入機によれば、案内部によって鉛直方向下方に向けてＰＣ鋼線を誘導することで、構造物に対してスムーズにＰＣ鋼線を挿入することができ、狭い作業スペースであっても効率よく挿入作業を行うことができることから、作業時間の低減が図れ、工期を短縮することが可能となり、工事費を低減することができる。
また、圧力調整部によって送り出すＰＣ鋼線と送りローラーとに所定の摩擦力を作用させることができ、これによりＰＣ鋼線の滑り出しを抑えることが可能となり、挿入時のＰＣ鋼線のばらけが防止され、作業効率の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態によるＰＣ鋼線挿入機を用いたＰＣ鋼線の挿入状態を示す図である。 図１に示すＰＣ鋼線挿入機の側面図である。 同じくＰＣ鋼線挿入機の上面図である。 図３に示すＡ−Ａ線矢視図である。

以下、本発明の実施の形態によるＰＣ鋼線挿入機について、図１乃至図４に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態によるＰＣ鋼線挿入機１０は、鉄筋コンクリート構造物など導入されるＰＣ鋼線のうち鉛直方向に延在するＰＣ鋼線１を前記構造物の上方から鉛直方向下方に向けて挿入するためのものである。ここで、本実施の形態では、構造物としてＬＮＧ（液化天然ガス）等の液化ガスを貯蔵する地上ＰＣタンク２を採用した例により説明する。

地上ＰＣタンク２は、底版上に円筒状の側壁２１が一体に形成されて立ち上げられ、側壁２１にはその堤頂部２１ａから底版（図示省略）にわたって上下方向に延在するＰＣ鋼線１が配設されていて、そのＰＣ鋼線１によって側壁２１全体に対して上下方向の圧縮力（プレストレス）を導入することで、タンクのひび割れを防いで液化ガスの外部への流出を防ぐ構造となっている。なお、ＰＣ鋼線１は、複数本（とくに図示はしないが、例えば１９本）の拠り線の束になっている。

地上ＰＣタンク２には、ＰＣ鋼線１を挿通させるための挿通孔２２が形成されている。この挿通孔２２は、両端が側壁２１の堤頂部２１ａに開口するとともに底部側に湾曲部２２ａを有するＵ字状をなし、円筒状の側壁２１の周方向に所定間隔をあけて複数配置されている。そして、挿通孔２２には、ＰＣ鋼線１に対応したシース管３が予め挿入された状態となっている。

ＰＣ鋼線挿入機１０は、地上ＰＣタンク２の所定の上方位置に配置され、巻出機４から送出されるＰＣ鋼線１を地上ＰＣタンク２の所定の挿通孔２２に向けて挿入するためのものである。そして、本実施の形態では、ＰＣ鋼線挿入機１０より挿入されたＰＣ鋼線１の先端１ａが側壁２１の堤頂部２１ａに配置された周知の電動ウインチからなる巻取機５によって巻き取られるようになっている。

図２〜図４に示すように、ＰＣ鋼線挿入機１０は、架台１１と、ＰＣ鋼線１を略水平方向となる一方向へ向けて移動させる４つの送りローラー３１（３１Ａ〜３１Ｄ）を有する送り機構３０と、送り機構３０から送出されたＰＣ鋼線１の向きを鉛直方向下方へ誘導する案内機構４０（案内部）とを備えて概略構成されている。
なお、ＰＣ鋼線挿入機１０において、ＰＣ鋼線１の送出方向を「移動方向」と以下統一して用いる。

送り機構３０は、上下一対で１組の送りローラー３１がＰＣ鋼線１の水平移動方向に２組配列され、各組の上下の送りローラー３１Ａ、３１Ｂ（３１Ｃ、３１Ｄ）間をそれらローラーの回転によりＰＣ鋼線１を通過させるようになっている。さらに、送り機構３０には、ＰＣ鋼線１の移動方向で上流側の入口部Ｅ１および下流側の出口部Ｅ２のそれぞれに設けられた水平ローラー３２と、送りローラー３１を一定圧力で保持する圧力調整部３３と、送りローラー３１を駆動するための駆動モータ３４とが設けられている。
なお、必要に応じて、送りローラーのうち上側に配置されるものを上側送りローラー３１Ａ、３１Ｃとし、下側に配置されるものを下側送りローラー３１Ｂ、３１Ｄとして以下説明する。

送りローラー３１は、ＰＣ鋼線１の移動方向に直交する水平面方向に平行な回転軸３１ａを中心にして架台１１上に立設された支柱１２に回転可能に支持され、それぞれの送りローラー３１Ａ〜３１Ｄの回転軸３１ａが平行に配置されている。図４に示すように、下側送りローラー３１Ｂ、３１Ｄは駆動モータ３４により直接駆動され、上側送りローラー３１Ａ、３１Ｃは下側送りローラー３１Ｂ、３１Ｄの回転軸３１ａに掛止された駆動チェーン３４ａを介して駆動力が伝達されている。

また、各送りローラー３１は、外周部に周方向全周にわたって凹溝状の凹曲面３１ｂ（図４参照）が形成されている。この凹曲面３１ｂは、ＰＣ鋼線１の外径寸法にほぼ一致するように湾曲する曲面をなし、少なくとも凹曲面３１ｂ内の表面が硬質ウレタン等の保護材によって塗布されて被覆されている。これにより、送りローラー３１の回転時にＰＣ鋼線１に損傷を与えず、且つＰＣ鋼線１の滑りを抑えることができる。

送り機構３０の入口部Ｅ１および出口部Ｅ２に配置される水平ローラー３２は、送り出し方向に対して左右方向に一定の間隔をあけて一対で配列され、双方の間に一方向に移動するＰＣ鋼線１を通過させ、束状になっているＰＣ鋼線１の上下左右方向へのばらけを防止する機能を有している。つまり、一対の水平ローラー３２、３２は、ＰＣ鋼線１を挟んで両側に位置し、それぞれの回転軸３２ａ（図３参照）が鉛直方向に平行に配置されている。そして、ローラー全周にわたって凹曲面３２ｂ（本発明の周面に相当）が形成されている。この凹曲面３２ｂは、ＰＣ鋼線１の外径寸法にほぼ一致する形状で湾曲する曲面をなしている。つまり、水平ローラー３２は、上下方向中央部から上下端部３２ｃ、３２ｃへ向かうにしたがって漸次拡径するとともに、上下方向中央部で最小径となる形状となっている。そして、一対の水平ローラー３２、３２は、それぞれの上下端部３２ｃ、３２ｃ同士の間隔がＰＣ鋼線１の外径寸法よりも小さい寸法となっている。

入口部Ｅ１および出口部Ｅ２において、それぞれ一対の水平ローラー３２、３２によって、ＰＣ鋼線１の上下方向のばらけは上下端部３２ｃ、３２ｃによって規制され、左右方向のばらけは凹曲面３２ｂによって規制される。なお、一対の水平ローラー３２、３２同士の間隔（凹曲面３２ｂ、３２ｂ同士によって囲まれる領域）は、ＰＣ鋼線１の束の外形よりも僅かに大きくなる程度の寸法に設定されており、これにより、少々のばらけは許容されるものの、それ以上のばらけが生じないようになっている。

図２に示すように、圧力調整部３３は、送りローラー３１のベアリング３５ａを上下方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に支持するベアリングユニット３５と、ベアリングユニット３５を上方から付勢した状態で保持するコイルばね３６と、ベアリングユニット３５とコイルばね３６との間に介装されて回転によりばね３６の付勢力を調整する調整ねじ３７とを備えており、上下一対の送りローラー３１同士が近接する方向への圧力を、上側送りローラー３１Ａ（３１Ｃ）に作用させる構成となっている（図４参照）。この圧力調整部３３は、コイルばね３６を用いてほどよくＰＣ鋼線１を保持できるように上側送りローラー３１の圧力を可変調整できる機構となっている。

ベアリングユニット３５は、各上側送りローラー３１Ａ、３１Ｂの回転軸３１ａに一体的に設けられ、回転軸３１ａやベアリング３５ａとともに上下に所定移動量（例えば、上下１５ｃｍ）だけスライドできるように支柱１２に支持されている。

コイルばね３６は、支柱１２の上端に軸方向を鉛直方向に向けて固定された支持ロッド３８とベアリングユニット３５との間に介装され、ベアリングユニット３５を上部から常時付勢した状態で保持している。支持ロッド３８の下端には、ベアリングユニット３５に設けられた例えば角ねじ等の調整ねじ３７が螺合されており、その調整ねじ３７の回転により調整ねじ３７とともにベアリングユニット３５が上下に移動する構造となっている。つまり、調整ねじ３７を回転させることにより、コイルばね３６を伸縮させ、上側送りローラー３１Ａ、３１Ｃの押圧力を調整し、ＰＣ鋼線１の送出量を安定させる構造となっている。
なお、下側送りローラー３１Ｂ、３１Ｄは、その回転軸３１ａが上下方向にスライドせず架台１１に対して固定されている。

駆動モータ３４は、下側送りローラー３１Ｂ、３１Ｄを駆動し、図４に示す駆動チェーン３４ａを介して上側送りローラー３１Ａ、３１Ｃに駆動力を伝達し、これにより上下の送りローラー３１の回転速度が一定となり、これら送りローラー３１によって送り出されるＰＣ鋼線１の移動速度が一定に保たれるようになっている。
そして、駆動モータ３４はインバータ制御により段階的に速度調整可能であり、これによりＰＣ鋼線１の構造物への挿入速度が調整することができる。

案内機構４０は、架台１１からＰＣ鋼線１の移動方向下方へ向けて象の鼻状に延びるとともに一定の間隔をもって配置された一対の側板４１、４１と、送り機構３０の出口部Ｅ２から送出されるＰＣ鋼線１を鉛直方向下方に向けて案内するようにして側板４１、４１間に回転可能に支持されて配列された複数の案内ガイドローラー４２、４２、…とを備えている。

また、架台１１のＰＣ鋼線１の移動方向側の端面１１ａ（図２で右側の端面）には、水平方向に突出する一対の進退レール４３、４３が幅方向に間隔をあけて設けられている。そして、それら進退レール４３、４３の間には、前記一対の側板４１、４１が複数の案内ガイドローラー４２、４２、…とともに進退レール４３に沿って前後方向（矢印Ｘ方向）に摺動可能に配置されている。また、この進退レール４３の先端上部には、案内ガイドローラー４２に案内されるＰＣ鋼線１の上方への浮き上がりを規制する規制ガイド４４が設けられている。

巻出機４は、図１に示すように、所定長のＰＣ鋼線１を環状に巻いた状態で収納可能な籠形状をなし、ターンテーブル７の回転軸７ａに同軸に且つ回転可能に設けられる構成となっている。収納されているＰＣ鋼線１が引き出されるときに、巻出機４が回転してスムーズに送出される。

次に、ＰＣ鋼線挿入機１０の作用とＰＣ鋼線挿入機１０を用いてＰＣ鋼線１を地上ＰＣタンク２内に挿入する際の作業手順について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、先ず、地上ＰＣタンク２の側壁２１の堤頂部２１ａに設けた専用架台６上にターンテーブル７を設置し、そのターンテーブル７に巻出機４をセットする。

続いて、ＰＣ鋼線１を引き出してＰＣ鋼線挿入機１０にセットし、案内機構４０より例えば２ｍほど出しておく。すなわち、巻出機４から引き出されたＰＣ鋼線１は、ＰＣ鋼線挿入機１０の送り機構３０を通過させ、さらに案内機構４０にガイドさせて鉛直方向下方に向けて垂らした状態とする。なお、ここまでの作業工程については、地上で行ってから巻出機４やＰＣ鋼線挿入機１０等を据えた専用架台６をクレーンにより地上ＰＣタンク２の堤頂部２１ａに据え付けるようにしてもかまわない。
なお、案内機構４０から垂らされるＰＣ鋼線１の位置は、案内ガイドローラー４２を備えた側壁４１を進退レール４３に沿って前後にスライドさせることで、その位置を挿入孔２２の位置に合わせて微調整することができる。

ここで、ＰＣ鋼線１の挿入前に、ＰＣ鋼線１の先端部には予めシース管３を挿通されせた巻取機５のワイヤー等の牽引材の先端を取り付けておく。そして、ＰＣ鋼線挿入機１０から鉛直方向下方に垂らした状態のＰＣ鋼線１の先端を、地上ＰＣタンク２の挿通孔２２に備えておいたシース管３に挿入する。さらに、ＰＣ鋼線挿入機１０を作動させてＰＣ鋼線１をシース管３に挿入させるとともに、巻取機５を作動させてＰＣ鋼線１の先端を所定位置まで引き上げる。

このように、鉛直方向に延びるＰＣ鋼線１が配設される地上ＰＣタンク２の堤頂部２１ａにＰＣ鋼線挿入機１０を設置し、ＰＣ鋼線１が収容された巻出機４から引き込んだＰＣ鋼線１を一対の送りローラー３１により一方向に向けて移動させ、さらに案内機構４０によって鉛直方向下方に向けて誘導することが可能であるので、地上ＰＣタンク２に予め形成されている鉛直方向の挿通孔２２に対してスムーズにＰＣ鋼線１を挿入することができ、ＰＣ鋼線１を地上ＰＣタンク２上であちこちに巻き回す必要がなく狭い作業スペースであっても効率よく挿入作業を行うことができる。

そして、上側送りローラー３１には圧力調整部３３により上下一対の送りローラー３１、３１同士が近接する方向への圧力が付与され、送り出すＰＣ鋼線１と送りローラー３１とに所定の摩擦力を作用させてブレーキをかけることができるので、ＰＣ鋼線１の先端が最下部に到達してもその自重によってＰＣ鋼線挿入機１０よりＰＣ鋼線１が滑り出し、必要長さ以上のＰＣ鋼線１がＰＣ鋼線挿入機１０より送出されたり、拠り線で束状になっているＰＣ鋼線１がばらけるといった不具合をなくすことができる。

また、水平ローラー３２を設けることにより、拠り線の束であるＰＣ鋼線１は、一対の水平ローラー３２、３２の凹曲面３２ｂと上下端部３２ｃによって囲まれる範囲内を通過することになり、横方向および上下方向への移動が規制されているので、ばらけの発生を防止することができる。そのため、ＰＣ鋼線挿入機１０内で移動する間にばらけたＰＣ鋼線１が送りローラー３１等に巻き込まれるといった不具合をなくすことができる。

上述のように本実施の形態によるＰＣ鋼線挿入機では、案内機構４０によって鉛直方向下方に向けてＰＣ鋼線１を誘導することで、地上ＰＣタンク２に対してスムーズにＰＣ鋼線１を挿入することができ、狭い作業スペースであっても効率よく挿入作業を行うことができることから、作業時間の低減が図れ、工期を短縮することが可能となり、工事費を低減することができる。
また、圧力調整部３３によって送り出すＰＣ鋼線１と送りローラー３１とに所定の摩擦力を作用させることができ、これによりＰＣ鋼線１の滑り出しを抑えることが可能となり、挿入時のＰＣ鋼線１のばらけが防止され、作業効率の向上を図ることができる。

以上、本発明によるＰＣ鋼線挿入機の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では地上ＰＣタンク２を鉛直方向にＰＣ鋼線が埋設される構造物としているが、地上ＰＣタンク２を対象とすることに制限されることはなく、他の構造物であってもかまわない。
また、本実施の形態のＰＣ鋼線挿入機１０において、送り機構３０の送りローラー３１、水平ローラー３２、圧力調整部３３、案内部４０の側板４１、案内ガイドローラー４２、進退レール４２の位置、形状、大きさ等の構成は、上述した実施の形態に限定されることはなく、ＰＣ鋼線１の拠り線数、挿入対象となる構造物の条件に応じて適宜設定することが可能である。

１ ＰＣ鋼線
２ 地上ＰＣタンク（構造物）
３ シース管
４ 巻出機
５ 巻取機
１０ ＰＣ鋼線挿入機
１１ 架台
２１ 側壁
２１ａ 堤頂部
２２ 挿通孔
３０ 送り機構
３１ 送りローラー
３１Ａ、３１Ｃ 上側送りローラー
３１Ｂ、３１Ｄ 下側送りローラー
３１ｂ 凹曲面
３２ 水平ローラー
３２ｂ 凹曲面（周面）
３２ｃ 上下端部
３３ 圧力調整部
３４ 駆動モータ
３５ ベアリングユニット
３６ コイルばね
３７ 調整ねじ
４０ 案内機構（案内部）
４１ 側板
４２ 案内ガイドローラー
４３ 進退レール

Claims (3)

1. 構造物の上方から鉛直方向下方に向けてＰＣ鋼線を挿入するためのＰＣ鋼線挿入機であって、
   前記ＰＣ鋼線を双方の間に通過させて回転により一方向に向けて移動させる上下一対の送りローラーと、
   該送りローラーから送出されたＰＣ鋼線の向きを鉛直方向下方に向けて誘導するとともに、前記送りローラーから送出されたＰＣ鋼線の送り出し方向となる前後方向に進退可能な案内部と、
   上下一対の前記送りローラー同士が近接する方向への圧力を、少なくとも一方のローラーに作用させる圧力調整部と、
   を備えたことを特徴とするＰＣ鋼線挿入機。
2. 横方向に一定の間隔をあけて配列され、双方の間に前記一方向に移動する前記ＰＣ鋼線を通過させる一対の上下方向の移動を規制する水平ローラーが設けられ、
   該水平ローラーのそれぞれの上下端部同士の間隔が前記ＰＣ鋼線の外径寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＰＣ鋼線挿入機。
3. 前記送りローラーの外周面には、硬質ウレタンが被覆されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣ鋼線挿入機。

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