JP5895320B2 - 鉄骨構造物の施工方法、及び、鉄骨構造物の固定部材 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨構造物を複数ブロックに分けた分割鉄骨構造物を組立ヤードで形成する形成工程と、前記分割鉄骨構造物を前記組立ヤードから設置箇所に向けてレール上を横にスライド移動させる移動工程とを繰り返して一体の鉄骨構造物を構成し、前記設置箇所に形成した基礎部に、前記鉄骨構造物の柱脚プレートを固定することで前記鉄骨構造物を構築する鉄骨構造物の施工方法、及び、鉄骨構造物の固定部材等の鉄骨構造物施工技術に関する。
因みに、この種の鉄骨構造物の施工技術は、例えば、スライド工法や、トラベリング工法と呼ばれることがあり、鉄骨構造物の設置箇所の直近にクレーン等の重機を設置して鉄骨構造物を組み立てることが困難な場合等に実施される。

この種の鉄骨構造物の施工技術としては、図６に示すように、基礎３の上にフラットバーによるレール３Ｃを形成しておくと共に、柱脚プレート８には外周エリアに複数のボルト挿通孔８ａを設けると共に中央エリアの下面には、柱脚に作用する荷重を受けながらレール３Ｃとの摩擦を低減できる滑り支承材８Ａを設けておき、レール３Ｃ上に前記滑り支承材８Ａが当接するように鉄骨構造物Ｂを載置した状態で、設置箇所２の基礎部３Ａまでスライド移動させて、柱脚プレート８を固定している。
また、鉄骨構造物Ｂを基礎部３Ａに固定するには、図には示さないが、設置箇所の基礎部に、柱脚プレート固定用のアンカーボルトを埋設しておき、アンカーボルトの上端部を柱脚プレートのボルト挿通孔に挿通させて、上からナットによって固定する方法があるが、この場合は、鉄骨構造物のスライド移動の際に、アンカーボルトの突出部分が柱脚プレートに干渉するから、それを避けるために柱脚プレートを一時的に昇降させる手間がかかる。この問題点を解消できる施工方法として、図６に示すような施工技術が挙げられる。
設置箇所２の基礎部３Ａに、アンカーボルトに替えて、固定ボルト１１を上方から螺合させることができる雌ネジ部３０ａを備えたアンカー部材３０を埋設しておき、アンカー部材３０の直上に、柱脚プレート８の外周部のボルト挿通孔８ａが位置するように鉄骨構造物Ｂをスライド移動させ、ボルト挿通孔８ａに上から固定ボルト１１を挿通させて、アンカー部材３０の雌ネジ部３０ａに螺合させることで、柱脚プレート８を固定ボルト１１で上から押圧する状態で基礎部３Ａに固定するものである（例えば、特許文献１参照）。

特公平５−３４９３号公報（図２）

上述した従来の鉄骨構造物の施工技術によれば、柱脚プレート８は、図６に示すように、滑り支承材８Ａにより下面の中央エリアが支持されており、その外側の外周エリアは、横に張り出す形となっているから片持ち支持となり、固定ボルト１１が取り付けられた状態では、柱脚プレート８の端部が固定ボルト１１によって下方に押圧され、それに伴って柱脚プレート８には曲げ応力が作用したままの状態となる。
従って、例えば、地震等の外力が鉄骨構造物Ｂに作用すれば、柱脚プレート８の曲げ応力が更に増加する虞があり、鉄骨構造物Ｂの固定強度上、好ましくない問題点がある。
更には、柱脚プレート８の外周エリアは撓み得る状態に支持されているから、地震等の振動を受けた場合に、その振動で柱脚プレート８が撓んで、固定ボルト１１が緩む虞もある。
これらの問題を解消するためには、柱脚プレート８と基礎部３４との間に、支持モルタルを充填することが必須条件となるが、充填に手間がかかると共に、コストアップにもつながる。更には、例えば、鉄骨構造物の建て替えや解体に伴って、鉄骨構造物を、再度、構築時とは逆方向にスライド移動させるような場合には、支持モルタルの撤去作業に手間がかかり、繁雑な作業が余儀なくされることになる。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、支持モルタルを用いなくても、鉄骨構造物を強固に固定できる鉄骨構造物の施工方法、及び、鉄骨構造物の固定部材を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、鉄骨構造物を複数ブロックに分けた分割鉄骨構造物を組立ヤードで形成する形成工程と、前記分割鉄骨構造物を前記組立ヤードから設置箇所に向けてレール上を横にスライド移動させる移動工程とを繰り返して一体の鉄骨構造物を構成し、前記設置箇所に形成した基礎部に、前記鉄骨構造物の柱脚プレートを固定することで前記鉄骨構造物を構築する鉄骨構造物の施工方法であって、前記柱脚プレート用の固定ボルトが上方から螺合する雌ネジ部を備えた前記基礎部側のアンカー部材と、前記柱脚プレートの下面に当接させる上下移動操作自在な当接部材とを、前記柱脚プレートのスライド移動経路より下方側に設けておき、前記柱脚プレートを固定位置までスライド移動させた後、前記柱脚プレートにボルト軸部を挿通させる状態で前記固定ボルトを前記アンカー部材の前記雌ネジ部に螺合させると共に、前記当接部材を上方に移動させることで、前記固定ボルトと前記当接部材とで前記柱脚プレートを上下から挟み込む状態で前記柱脚プレートを前記基礎部に固定するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、柱脚プレートのスライド移動の際には、アンカー部材や当接部材が移動の障害にならず、スムーズにスライド移動を許容できながら、基礎部への固定の際には、固定ボルトと当接部材との移動操作を行うだけの簡単な操作によって安定した状態に柱脚プレートの固定を叶えることができる。
従って、迅速に効率よく柱脚プレートの固定を行うことができる。
更には、柱脚プレートは、固定ボルトと当接部材とで上下から挟み込まれた状態で固定されるから、固定ボルトの締付力を強くしても、柱脚プレートへの先行曲げ応力が作用しない状態で、強固に固定することができる。その結果、柱脚プレートと基礎部との間に支持モルタルを充填して支持力の増大を図ることが、必ずしも必要でなくなり、施工コストの低減と共に、工期短縮を図ることが可能となる。
また、上述のような柱脚プレートの固定については、最終的に鉄骨構造物を基礎部に固定する際のみに実施することに限らず、各分割鉄骨構造物の移動工程の前後にそれぞれ仮固定として実施する場合にも有効であり、鉄骨構造物の施工全般にわたって、上述の作用効果を叶えることができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記鉄骨構造物の構築時には、前記柱脚プレートと前記基礎部との間に支持モルタルを設けない状態で前記柱脚プレートを前記基礎部に固定しておき、前記鉄骨構造物の解体時には、前記基礎部に固定された前記鉄骨構造物から前記固定ボルトを取り外すと共に、前記当接部材を前記柱脚プレートから下方へ引退させた状態で、前記鉄骨構造物を、前記設置箇所から前記組立ヤードまで前記レール上をスライド移動させた後、前記鉄骨構造物を解体するところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、鉄骨構造物の解体時に、支持モルタルを撤去する手間がかからず、更には、固定ボルトを取り外すと共に当接部材を下方へ引退させるだけの簡単な操作によって柱脚プレートを基礎部から分離できるから、簡単に、迅速に、且つ、経済的に鉄骨構造物の解体施工を進めることができる。
また、鉄骨構造物は、組立ヤードまで移動させて解体されるから、もともと鉄骨構造物が設置されていた設置箇所を迅速に開放できることに加えて、設置箇所において粉塵や騒音等が発生するのを回避できる。

本発明の第３の特徴構成は、鉄骨構造物の柱脚プレートを、基礎部に固定する鉄骨構造物の固定部材であって、前記基礎部に縦に埋設可能で、上端部の内周部に雌ネジ部を備え、且つ、上端部の外周部に雄ネジ部を備えたアンカー部材と、前記柱脚プレートの上方からボルト軸部を挿通させて前記雌ネジ部に螺合可能な固定ボルトと、前記雄ネジ部に螺合させた状態で、上方に螺進させることで前記柱脚プレートの下面に当接可能な固定ナットとを備えるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、基礎部にアンカー部材を埋設しておけば、アンカー部材と固定ボルトと固定ナットとを、同一軸芯上に配置した状態で、柱脚プレートを固定ボルトと固定ナットとで挟み込んで固定することができ、挟持力が偏芯しない状態で柱脚プレートを強固に固定することができ、請求項１又は２の鉄骨構造物の施工方法を、より好適に且つ効率よく実施することができる。
また、基礎部と柱脚プレートとの間には、固定ボルトのボルト軸部と、ボルト軸部が螺合するアンカー部材上端部と、アンカー部材の雄ネジ部の外側に螺合する固定ナットとが重なった状態に位置して応力伝達を行うから、固定ボルト単独が位置する従来技術（固定ボルトのボルト軸部単独みの）に比べて、合計の部材有効断面積が大きく、曲げ耐力やセン断耐力、軸方向耐力を大きく見込むことができ、柱脚プレートの固定をより強固に行うことができる。

鉄骨構造物の施工方法を示す側面図 柱脚プレートの固定状況を示す断面図 柱脚プレートの固定状況を示す平面図 別実施形態の柱脚プレートの固定状況を示す断面図 別実施形態の柱脚プレートの固定状況を示す断面図 従来例の柱脚プレートの固定状況を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１は、例えば、素屋根等の鉄骨構造物Ｂを形成している状況を示している。
鉄骨構造物Ｂは、組立ヤード１において１スパンの分割鉄骨構造物Ｂａを形成し、その分割鉄骨構造物Ｂａを横にスライドさせた後、次のスパンの分割鉄骨構造物Ｂａを継ぎ足して形成した後、再度、同方向にスライドさせ、それらの繰り返しによって、組立ヤード１に隣接する設置箇所２まで各分割鉄骨構造物Ｂａを移動させ、最終形状の鉄骨構造物Ｂを構成する手順で形成されている。
このような施工方法は、施工環境として、設置箇所２の全周に重機等を配置できる広い施工スペースが確保できない場合に採用されることが多い。

鉄骨構造物Ｂは、形鋼で構成された柱４や梁５、及び、ブレース６、外装板（壁材や屋根材等）７等を設けて構成してある。
尚、当該実施形態では、鉄骨構造物Ｂとして仮設構造物の素屋根を例として説明しているが、鉄骨構造物Ｂとしては、仮設構造物に限るものではなく、本設の構造物であってもよい。

鉄骨構造物Ｂを支持する基礎３は、組立ヤード１から設置箇所２に亘って設けられており、それぞれの柱４の位置に対応する複数の基礎部３Ａと、隣接する基礎部３Ａに亘って設けられた基礎梁３Ｂとを備えて構成されている（図２、図３参照）。基礎３の上面には、金属製帯板で構成されたレール３Ｃが敷設してあり、このレール３Ｃは、分割鉄骨構造物Ｂａをスライド移動させる際の支持ガイドとなる。
また、柱４の下端の柱脚プレート８には、図２、図３に示すように、その中央エリアの下面に、レール３Ｃに対する載置部となって、摩擦抵抗の低減を図れる滑り支承材８Ａがボルトによって一体に取り付けられている。
滑り支承材８Ａは、耐磨耗性や自己潤滑性に優れた材料、例えば、ポリアミド系樹脂等によって形成するのが好ましい。一例としては、ＭＣナイロン（商標名）等が挙げられる。また、柱脚プレート８への滑り支承材８Ａの取り付けは、上述のボルトによって行うこと以外にも、接着剤によって実施したり、又は、ボルトと接着剤との併用によって実施することも可能である。
また、柱脚プレート８の外周エリアには、図２に示すように、基礎部３Ａへの固定部材９を挿通させることができるボルト挿通孔８ａが、周方向に間隔をあけて複数設けてある。

固定部材９は、鉄骨構造物Ｂの柱脚プレート８を、基礎部３Ａに固定するものであり、基礎部３Ａに縦に埋設可能で、内周部に雌ネジ部１０ａを備え、且つ、上端部の外周部に雄ネジ部１０ｂを備えたアンカー部材１０と、柱脚プレート８の上方から前記ボルト挿通孔８ａにボルト軸部１１ａを挿通させて前記雌ネジ部１０ａに螺合可能な固定ボルト１１と、前記雄ネジ部１０ｂに螺合させた状態で、上方に螺進させることで柱脚プレート８の下面に当接可能な固定ナット（当接部材Ｔの一例）１２とを備えて構成してある。

当該実施形態においては、前記アンカー部材１０は、基本の構成が６角形の長ナットであり、外周部の上端部に、上述のとおり雄ネジ部１０ｂが形成され、内周部は全長にわたって前記雌ネジ部１０ａが形成されている。尚、アンカー部材１０としては、断面形状が６角形に限るものではなく、例えば、４角形や円形であってもよい。
また、雌ネジ部１０ａには、下方からアンカーボルト１０ｃが螺合させてあり、このアンカーボルト１０ｃとアンカー部材１０とで基礎部３Ａのコンクリートに対する埋込耐力が確保されている。
尚、基礎部３Ａへのアンカー部材１０の埋設状況は、図２に示すように、上端の雄ネジ部１０ｂが、基礎部３Ａの上面から突出する状態に埋設されている。そして、突出高さ寸法は、柱脚プレート８のスライド移動経路より下方側にアンカー部材１０の上端部が位置するように設定してあり、柱脚プレート８のスライド移動時に干渉しないように考慮されている。具体的には、前記突出高さ寸法は、レール３の厚み寸法と滑り支承材８Ａの厚み寸法との合計厚み寸法より小さく設定されている。

前記固定ボルト１１は、柱脚プレート８の上方からボルト挿通孔８ａを通してアンカー部材１０に螺着させた場合に、基礎部３Ａに対する柱脚プレート８の充分な固定強度が得られる程度の螺合長を確保できる長さ寸法に設定されている。

前記固定ナット１２は、アンカー部材１０の雄ネジ部１０ｂに螺合させて下方側に螺進させた状態で、ナット上端部が柱脚プレート８のスライド移動経路より下方側に位置すると共に、柱脚プレート８の下面に当接するまで上方に螺進させた状態で、柱脚プレート８を下方から支持するのに充分な強度が得られる程度の螺合長を確保できるナット厚み寸法に設定されている。

従って、柱脚プレート８を基礎部３Ａ上にスライドさせた状態で、上方からは固定ボルト１１を締め、下方からは固定ナット１２を当接させることで、柱脚プレート８を上下から挟む状態で基礎部３Ａに固定することができる。

以下に、鉄骨構造物Ｂの施工方法について説明する。
鉄骨構造物Ｂの施工の概要は、分割鉄骨構造物Ｂａを組立ヤード１で順次形成する形成工程と、分割鉄骨構造物Ｂａを組立ヤード１から隣接する設置箇所２に向けてレール３Ｃ上を横にスライド移動させる移動工程とを繰り返して一体の鉄骨構造物Ｂを構成するものであり、設置箇所２に形成した基礎部３Ａに、鉄骨構造物Ｂの柱脚プレート８を固定することで前記鉄骨構造物Ｂの設置施工が完了する。

詳しくは、以下の手順に沿って実施される。
［１］基礎３を形成すると共に、その上にレール３Ｃを固定する。また、基礎部３Ａには、アンカー部材１０と、アンカー部材１０に螺合させた固定ナット１２とを、柱脚プレート８のスライド移動経路より下方側に位置する状態で設けておく。

［２］組立ヤード１で分割鉄骨構造物Ｂａを形成した後、１スパン分の距離について、設置箇所２側にスライド移動させる。尚、分割鉄骨構造物Ｂａを形成する際に、柱脚プレート８を、アンカー部材１０に固定してから作業を進め、スライド移動の際に、固定を排除するのが好ましい。
スライド移動に関しては、図１に示すように、例えば、分割鉄骨構造物Ｂａにスライド移動用の鋼棒Ｋを取り付けておき、スライド移動での前方側に反力を確保したスライド用のジャッキＪによって鋼棒Ｋを引き寄せることで、分割鉄骨構造物Ｂａを前方側にスライド移動させることができる。

［３］組立ヤード１では、引き続き次のスパン分の分割鉄骨構造物Ｂａを形成して先の分割鉄骨構造物Ｂａと一体化した状態で、１スパン分の距離について設置箇所２側にスライド移動させる。以後、分割鉄骨構造物Ｂａの形成と、スライド移動とを繰り替えして行う。

［４］最終スパン分の分割鉄骨構造物Ｂａをスライド移動させた後、基礎部３Ａに固定部材９を用いて柱脚プレート８を固定する。
尚、柱脚プレート８の固定に関しては、全ての分割鉄骨構造物Ｂａをスライドさせた後にのみ実施することに限らず、スパン毎の分割鉄骨構造物Ｂａのスライド移動を終えた度ごとに、実施しておくことが好ましい。
基礎部３Ａに対する柱脚プレート８の固定に関しては、図２に示すように、まず、柱脚プレート８が固定位置に達する前に、固定ナット１２を、柱脚プレート８のアンカー部材１０の雄ネジ部１０ｂに螺合させて、柱脚プレート８のスライド移動経路より下方側に位置させておく。
柱脚プレート８を固定位置までスライド移動させたら、柱脚プレート８にボルト軸部１１ａを挿通させる状態で固定ボルト１１をアンカー部材１０の雌ネジ部１０ａに螺合させると共に、固定ナット１２を上方に螺進させて柱脚プレート８に当接させ、固定ボルト１１と固定ナット１２とで柱脚プレート８を上下から挟み込む状態で柱脚プレート８を基礎部３Ａに固定する。
また、固定を解除する場合は、固定ナット１２を下方へ螺進させると共に、固定ボルト１１を取り外すだけの操作によって実施できる。
柱脚プレート８は、固定状態においては、中央エリアを滑り支承材８Ａによって支持されていると共に、外周エリアを固定ボルト１１と固定ナット１２とを介したアンカー部材１０で支持されているから、全体的に安定した支持状態が確保され、柱脚プレート８と基礎部３Ａとの間に支持モルタルを充填しなくてもよい。従って、柱脚プレート８の固定解除を行う際にも、手間をかけずに簡単に迅速に実施することができる。

当該実施形態においては、鉄骨構造物Ｂが架設構造物であるから、最終的には、鉄骨構造物Ｂの撤去工事も実施される。
撤去工事の手順は、基礎部３Ａに固定された柱脚プレート８から固定ボルト１１を取り外すと共に、固定ナット１２を柱脚プレート８から下方へ引退させた状態で、鉄骨構造物Ｂを、設置箇所２から組立ヤード１までレール３Ｃ上をスライド移動させた後、鉄骨構造物Ｂを解体することで実施される。

本実施形態の鉄骨構造物の施工方法によれば、鉄骨構造物Ｂの構築を、迅速に効率よく行うことができることに加えて、基礎部３Ａへの固定を、より強固に行うことができる。 また、鉄骨構造物Ｂの解体に際しても、組立ヤード１にスムーズにスライド移動させて迅速に効率よく作業を行うことができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記鉄骨構造物Ｂは、先の実施形態で説明した素屋根等の仮設の鉄骨構造物に限るものではなく、本設の鉄骨構造物であってもよい。また、複数ブロックの分け方は、先の実施形態に限るものではなく、任意に設定することができる。
〈２〉 前記当接部材Ｔは、先の実施形態で説明した固定ナット１２に限るものではなく、例えば、図４に示すように、アンカー部材１０とは別体に構成された埋込ボルト１３の上端部に螺合自在な固定ナット１４で構成してあってもよい。
また、図５に示すように、アンカー部材１０とは別体に構成された埋込袋ナット１５に螺合自在な固定ボルト１６で構成してあってもよい。
要するに、当接部材Ｔは、柱脚プレートの下面に当接させる上下移動操作自在な部材であって、アンカー部材の雌ネジ部に螺合させた固定ボルトとで、柱脚プレート８を上下から挟み込む状態で固定できるものであればよく、それらを総称して当接部材という。
〈３〉 前記アンカー部材１０は、先の実施形態で説明した雌ネジ部１０ａに、アンカーボルト１０ｃを螺合させて用いるものに限るものではなく、アンカー部材１０に一体のアンカーボルト部を備えたものや、アンカー部材１０の外周部に、コンクリートに対する埋込効果を期待できる複数の突状部を備えたものであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 組立ヤード
２ 設置箇所
３Ａ 基礎部
３Ｃ レール
８ 柱脚プレート
１０ アンカー部材
１０ａ 雌ネジ部
１０ｂ 雄ネジ部
１１ 固定ボルト
１１ａ ボルト軸部
１２ 固定ナット（当接部材Ｔの一例）
Ｂ 鉄骨構造物
Ｂａ 分割鉄骨構造物
Ｔ 当接部材

Claims (3)

1. 鉄骨構造物を複数ブロックに分けた分割鉄骨構造物を組立ヤードで形成する形成工程と、前記分割鉄骨構造物を前記組立ヤードから設置箇所に向けてレール上を横にスライド移動させる移動工程とを繰り返して一体の鉄骨構造物を構成し、
   前記設置箇所に形成した基礎部に、前記鉄骨構造物の柱脚プレートを固定することで前記鉄骨構造物を構築する鉄骨構造物の施工方法であって、
   前記柱脚プレート用の固定ボルトが上方から螺合する雌ネジ部を備えた前記基礎部側のアンカー部材と、前記柱脚プレートの下面に当接させる上下移動操作自在な当接部材とを、前記柱脚プレートのスライド移動経路より下方側に設けておき、
   前記柱脚プレートを固定位置までスライド移動させた後、前記柱脚プレートにボルト軸部を挿通させる状態で前記固定ボルトを前記アンカー部材の前記雌ネジ部に螺合させると共に、前記当接部材を上方に移動させることで、前記固定ボルトと前記当接部材とで前記柱脚プレートを上下から挟み込む状態で前記柱脚プレートを前記基礎部に固定する鉄骨構造物の施工方法。
2. 前記鉄骨構造物の構築時には、前記柱脚プレートと前記基礎部との間に支持モルタルを設けない状態で前記柱脚プレートを前記基礎部に固定しておき、前記鉄骨構造物の解体時には、前記基礎部に固定された前記鉄骨構造物から前記固定ボルトを取り外すと共に、前記当接部材を前記柱脚プレートから下方へ引退させた状態で、前記鉄骨構造物を、前記設置箇所から前記組立ヤードまで前記レール上をスライド移動させた後、前記鉄骨構造物を解体する請求項１に記載の鉄骨構造物の施工方法。
3. 鉄骨構造物の柱脚プレートを、基礎部に固定する鉄骨構造物の固定部材であって、
   前記基礎部に縦に埋設可能で、上端部の内周部に雌ネジ部を備え、且つ、上端部の外周部に雄ネジ部を備えたアンカー部材と、
   前記柱脚プレートの上方からボルト軸部を挿通させて前記雌ネジ部に螺合可能な固定ボルトと、
   前記雄ネジ部に螺合させた状態で、上方に螺進させることで前記柱脚プレートの下面に当接可能な固定ナットとを備える鉄骨構造物の固定部材。

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