JP6116972B2 - コンクリート搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ダム工事において使用するコンクリート搬送装置に関する。
ダム工事におけるダム堤体の施工は、ダム堤体を複数の層に分割して、底部からコンクリートを打設していくのが一般的である。
そして、このダム堤体のコンクリート打設では、ケーブルクレーン、タワークレーン、テルハクレーン等を利用してコンクリートを上方に搬送するのが一般的である。
前記従来のコンクリート搬送装置は、これを設置する為の用地を確保するのが困難な場合があった。また、ダム堤体の形状に応じて大型に形成する必要があり、基礎地盤や堤体コンクリートへの影響も懸念されていた。
そのため、比較的小さい用地を利用して構築することができ、順次高さが高くなるダム堤体上に効率よくコンクリートを搬送することができるコンクリート搬送装置が開発されている。
例えば、特許文献1には、ダム堤体に近接して立設された継ぎ足し可能なマストと、マストで支持されてダム堤体の上面に延出された架台と、マストに沿って上下に移動する下部吊り具と、架台に沿って横方向に移動する上部吊り具とを備えたコンクリート搬送装置が開示されている。このコンクリート搬送装置によれば、コンクリートを積載したバケットを下部吊り具で上昇させた後、上部吊り具で横方向に移動させることで、ダム堤体上にコンクリートを搬送することができる。
特開2000−160538号公報
特許文献1に記載のコンクリート搬送装置は、1つのバケットを上下方向および横方向に移動させることでコンクリートを搬送するものであるため、コンクリート搬送のサイクルタイムの改善には限界があった。
また、ダム堤体が上昇するたびにマストの継ぎ足しを行う必要がある。マストの継ぎ足し作業の回数が多いと工期の短縮化の妨げとなる。
このような観点から、本発明は、ダム堤体の施工性の向上と施工費の削減を可能としたコンクリート搬送装置を提案することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明は、マストと、前記マストに沿って移動するコンクリートバケットと、前記コンクリートバケットを保持する吊り具を備えた昇降装置と、前記マストから横方向に延びる走行用架台と、前記走行用架台を走行するコンクリート台車とを備えるコンクリート搬送装置であって、前記吊り具は、巻上ウィンチを駆動させることにより前記マストに沿って上下動し、前記走行用架台は前記マストに対して上下動可能であることを特徴としている。
前記走行用架台は、前記マストに対して上下方向に回動可能あるいは昇降可能に設置することで、マストに対して上下動可能とすればよい。
かかるコンクリート搬送装置によれば、ダム堤体側に延びる走行用架台がマストに対して上下動可能であるため、施工の進捗により上昇するダム堤体に対応して、走行用架台のダム堤体側端部を上昇させることができる。そのため、コンクリート搬送装置(マスト)を伸長させるサイクルタイムを、従来よりも長くすることによりマストの継足し作業の回数を減らすことができる。
このように、本発明に係るコンクリート搬送装置によれば、コンクリート搬送装置(マスト)の伸長に要する手間を低減することができ、ひいては、施工性の向上と、施工費の削減を図ることができる。
また、上下方向に移動するコンクリートバケットと横方向に移動するコンクリート台車とを利用してコンクリートを搬送するため、1つのバケットのみで上下方向および横方向の搬送を行う従来のコンクリート搬送装置と比べて、作業性の向上を図ることができる。
つまり、コンクリート台車によりダム堤体上にコンクリートを搬送している間に、コンクリートバケットによるコンクリートの搬送を行うことができるため効率がよい。
前記コンクリート搬送装置は、前記マストが上方向に伸長可能に構成されており、前記昇降装置は上支持フレームを介して前記マストに連結されており、前記走行用架台は前記上支持フレームの下方に配置された下支持フレームを介して前記マストに連結されており、前記上支持フレームと前記下支持フレームとの間に前記マストが伸長した際、前記昇降装置を上方に押し上げるとともに、前記走行用架台を上方に引き上げるジャッキが配置されていてもよい。
かかるコンクリート搬送装置によれば、コンクリート搬送装置の伸長をより効率よく行うことができる。
また、前記コンクリート搬送装置の前記走行用架台の一端側に、前記コンクリートバケットが通過可能な開口が形成されていれば、コンクリートバケットと走行用架台との接触を防止することができ、また、コンクリートバケットの移動をスムーズに行うことができる。
前記走行用架台の他端側は、既設のダム堤体の上部に配設することができる。
本発明のコンクリート搬送装置によれば、ダム堤体の施工性の向上と施工費の削減が可能となる。
本発明の実施形態に係るコンクリート搬送装置を示す側面図である。 (a)は図1のコンクリート搬送装置の正面図、(b)は同断面図である。 図1のコンクリート搬送装置の一部を示す拡大側面図である。 図2の(a)のコンクリート搬送装置の一部を示す拡大正面図である。 走行用架台を示す側面図である。 走行用架台を示す平面図である。 (a)は図5,6のA−A矢視図、(b)はB−B矢視図である。 コンクリート搬送装置を利用したダム堤体の施工状況を示す図であって、(a)は正面図、(b)および(c)は側面図である。 (a)〜(c)は図8に続くダム堤体の施工状況を示す側面図である。 (a)〜(c)はマストの伸長状況を示す側面図である。 (a)および(b)は走行用架台の上昇作業状況を示す側面図である。
本実施形態では、ダム堤体Dを構築する際に使用するコンクリート搬送装置1について説明する。
本発明の実施形態に係るコンクリート搬送装置1は、図1に示すように、マスト2と、昇降装置3と、走行用架台4と、支持フレーム5と、コンクリートバケット6と、コンクリート台車7とを備えている。
マスト2は、地盤から垂直に立ち上がる角柱状構造物である。本実施形態のマスト2は、複数のマスト部材21を積み上げることより構成されている。
なお、マスト2の形状や構成は限定されるものではない。
マスト2の下端部は、基礎22に固定されている。
基礎22は、鉄筋コンクリートにより構成されている。
なお、マスト2の基礎構造は限定されるものではない。
図2に示すように、本実施形態では、2本のマスト2,2が間隔をあけて並設されている。
マスト2同士の間に形成された隙間は、コンクリートバケット6や各資材等の運搬路として使用する。なお、マスト2の本数は限定されるものではない。
本実施形態では、2本のマスト2,2により昇降装置3を支持している。
また、図3に示すように、マスト2には、走行架台用フレーム8が設置されており、マスト2から横方向(ダム堤体D方向)に延設された走行用架台4を支持している。走行架台用フレーム8は、着脱自在である。
各マスト2の他のマスト2側の側面には、昇降装置3の吊り具31(図2参照)の上下動を誘導するためのガイド(図示略)が設置されている。
なお、ガイドは必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
また、マスト2は、図1または図2の(b)に示すように、所定の高さ間隔によりダム堤体Dに植設された水平支持材23を介して、ダム堤体D等に固定する。
水平支持材23は、2本のマスト2,2に周設された支持材枠23aを介してマスト2に固定されている。
本実施形態では、マスト2のダム堤体D側で、かつ、他方のマスト2側の角部に2本の水平支持材23が固定されているとともに、この角部と対角にある角部に1本の水平支持材23が固定されている。
なお、水平支持材23の配置や固定方法は限定されるものではない。また、コンクリート搬送装置1が自立可能であれば、水平支持材23は必ずしも使用する必要はない。
昇降装置3は、図3および図4に示すように、マスト2の上端に設置されている。
昇降装置3は、吊り具31と、やぐら状のトップフレーム32と、補助吊り具33と補助吊り具用レール34とを備えて構成されている。
吊り具31は、コンクリートバケット6や各種資材を保持するとともに、マスト2に沿って上下動する。
吊り具31は、トップフレーム32から吊り下げられている。
本実施形態の吊り具31は、フック支持部材31aと、フック支持部材31aの両端部にそれぞれ配設されたローラー支持部材31bと、フック支持部材31aに設置されたフック31cと、ローラー支持部材31bに支持されたガイドローラー31dとを備えている。
フック支持部材31aの上面には、巻上ウィンチ9から延設された巻上ワイヤー91が掛け回された滑車31eが設置されている。フック支持部材31a(吊り具31)は、巻上ウィンチ9を駆動させて巻上ワイヤー91の長さを調節することによりマスト2に沿って上下動する。
なお、巻上ウィンチ9は、図1に示すように、マスト2に隣接した位置に配置されている。巻上ウィンチ9の設置箇所は限定されるものではなく、例えば、トップフレーム32に固定してもよい。
フック支持部材31aには、長手方向中心部に、コンクリートバケット6等に係止するためのフック31cが設置されている。なお、フック31cの配置や数は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
ローラー支持部材31bはフック支持部材31aと直交するように設置されている。そのため、フック支持部材31aと2本のローラー支持部材31b,31bにより、吊り具31は平面視H字状を呈している(図6参照)。
各ローラー支持部材31bの両端部には、ガイドローラー31dが支持されている。
ガイドローラー31dは、マスト2の側面に形成されたガイド(図示略)を走行する。
なお、ガイドローラー31dの数や配置は限定されるものではない。また、ガイドローラー31dおよびローラー支持部材31bは、必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。
トップフレーム32は、鋼材を組み合わせることによりやぐら状に形成されている。
トップフレーム32の下端部は、マスト2の上端部に設置された支持フレーム5に固定されている。
トップフレーム32の上端には、巻上ウィンチ9から吊り具31まで延設された巻上ワイヤー91が掛け回された滑車32aが配設されている。
また、トップフレーム32には、補助吊り具用レール34が横架されている。本実施形態では、2本の補助吊り具用レール34,34が前後(図3において左右)に並設されている。
補助吊り具用レール34は、図4に示すように、隣り合うマスト2の中心同士の間隔よりも長い部材により構成されている。そのため、補助吊り具用レール34に沿って移動する補助吊り具33を両マスト2の中間部上方に移動させることできる。
補助吊り具33は、補助吊り具用レール34に沿って移動する。つまり、補助吊り具33は、一方のマスト2の上方から他方のマスト2の上方まで移動できる。
そのため、補助吊り具33は、吊り具31により輸送された資材等を、マスト2上に移動させることができる。
本実施形態では、補助吊り具33としてチェーンブロックを使用するが、補助吊り具33を構成する装置は限定されない。
走行用架台4は、マスト2から横方向(ダム堤体D側)に延びている。
図6に示すように、走行用架台4の一端は、2本のマスト2,2の間に配設されている。また、走行用架台4の他端は、ダム堤体Dの上部に配設される。
走行用架台4は、走行台車7が走行するための一対の走行レール41,41を主体に構成されている。各走行レール41の一端の上面からは、貫通孔が形成された支持板42が立ち上がっている。
本実施形態の走行用架台4は、図3に示すように、走行架台用フレーム8を介してマスト2に取り付けられている。
走行架台用フレーム8の下面からは、貫通孔が形成された支持板81が垂れ下がっている。
走行用架台4は、走行レール41の支持板42と走行架台用フレーム8の支持板81とを重ね合わせた状態で、両支持板81,42の貫通孔に回転ピン43を挿入することで、マスト2に回動可能に取り付けられている。
なお、走行用架台4のマスト2への取り付け方法は限定されるものではない。
走行用架台4の他端部には、起伏ウィンチ92から延設された起伏ワイヤー93が掛け回された滑車44が軸支されている。
走行用架台4は、起伏ウィンチ92により起伏ワイヤー93の長さを調節することで、マスト2に対して回動する。本実施形態では、トップフレーム32に起伏ウィンチ92を設置しているが、起伏ウィンチ92の設置箇所は限定されない。また、走行用架台4を回動させる装置(動力源)は、ウィンチに限定されるものではない。
また、図5に示すように、走行用架台4の他端部には、コンクリート台車7を走行させるためのウィンチ(動力源)45が設置されている。ウィンチ45から延設されたワイヤーは、コンクリート台車7を介して、走行用架台4の一端側に設置された滑車46に巻き付けられている。
走行レール41の他端部先端には、図7の(a)に示すように、脚材47が設置されている。
脚材47は、ダム堤体上に立設されるものであり、走行レール41から下方に向かって延出している。
走行用架台4は、脚材47が設置されていることにより、他端部において下方に空間が形成されるため、コンクリート台車の下に輸送車両等を配置することが可能に構成されている。
走行用架台4の一端側には、図6および図7の(b)に示すように、コンクリートバケット6が通過可能な開口40が形成されている。本実施形態では、走行レール41同士の隙間により、開口40を形成している。
走行用架台4の一端側の開口40には、吊り具31のガイドローラー31dに対応して、ガイド41aが設置されている。
本実施形態の走行用架台4には、手すり48および梯子49が設置されているが、手すりや梯子は必要に応じて設置すればよい。
支持フレーム5は、図3および図4に示すように、上支持フレーム51と下支持フレーム52とジャッキ53とを備えて構成されている。
上支持フレーム51および下支持フレーム52は、マスト2に対して着脱可能に固定されている。本実施形態では、上支持フレーム51と下支持フレーム52をマスト2に固定する治具としてカンヌキを使用するが、治具の構成は限定されるものではない。
上支持フレーム51は、昇降装置3(トップフレーム32)を支持しているとともに、マスト2の上部に固定されている。つまり、昇降装置3は、上支持フレーム51を介してマスト2の上部に設置されている。
上支持フレーム51は、形鋼材を組み合わせることにより枠状に形成されている。なお、上支持フレーム51の構成は限定されるものではない。
下支持フレーム52は、上支持フレーム51の下方において、マスト2に固定されている。下支持フレーム52の下側には、走行架台用フレーム8が固定される。
つまり、下支持フレーム52は、走行架台用フレーム8を介して走行用架台4を支持している。
ジャッキ53は、上支持フレーム51と下支持フレーム52との間に配置されている。
ジャッキ53は、マスト2が伸長した際に、上支持フレーム51を介して昇降装置3を上方に押し上げるとともに、下支持フレーム52を介して走行用架台4を上方に引き上げる。
コンクリートバケット6は、昇降装置3により吊持された状態でマスト2に沿って上下動する。コンクリートバケット6は、吊り具31を介して昇降装置3に着脱可能に吊持される。
コンクリートバケット6は、マスト2に沿って上下動することにより、コンクリートをマスト2の下部から上部へと輸送する。
コンクリートバケット6の底部は開閉可能に構成されており、コンクリートを積載した状態でマスト2の上部まで移動した後、コンクリート台車7の上方において底部を開くことで、コンクリートをコンクリート台車7に投入する。
コンクリート台車7は、走行用架台4を走行することで、コンクリートバケット6から投入されたコンクリートをダム堤体Dへと輸送する。
本実施形態のコンクリート台車7は、図6に示すように、バケット据付け台車71と、走行車輪72(図3参照)と、バケット73と、傾斜用シリンダ74と、開閉シリンダ75とを備えている。なお、コンクリート台車7の構成は限定されるものではない。
バケット据付台車71は、鋼材の組み合わせることで枠状に形成されている。
バケット据付台車71には、走行架台4上を走行する複数の走行車輪72が軸支されている。
バケット73は、バケット据付台車71に回転可能に支持されているとともに、傾斜シリンダ74を介してバケット据付台車71に支持されている。
バケット73の底部は、開閉可能に構成されている。
バケット73の底部は、開閉シリンダ75を操作することにより開閉する。
傾斜用シリンダ74は、バケット73の水平性を維持するものである。つまり、ダム堤体Dの施工の進行に伴って走行用架台4が傾斜した場合であっても、傾斜用シリンダ74を伸縮させることで、バケット73の水平性を維持することができる。
次に、本実施形態のコンクリート搬送装置1を利用したダム堤体の施工方法について説明する。
まず、図8の(a)および(b)に示すように、ダム堤体Dの施工箇所に隣接した位置にコンクリート搬送装置1を形成する。このときコンクリート搬送装置1はマスト2の高さに応じて水平支持材23を適宜配置する。なお、水平支持材23の配置、形状、固定方式は限定されるものではない。
次に、コンクリート搬送装置1を利用して、ダム堤体Dの施工箇所にコンクリートを搬送し、ダム堤体Dの施工を行う場合ついて説明する。
ダム堤体Dを構築しはじめた初期段階においては、河床よりも高い位置から輸送されたコンクリートを、コンクリート搬送装置1を利用して河床へと輸送する。
コンクリート搬送装置1の所定の高さ位置には、開閉式のバケット受床24が配設されている。バケット受床24は、マスト2,2に架設されている。
コンクリートバケット6にコンクリートを投入する際には、バケット受床24によりコンクリートバケット6を支持している。
そして、コンクリートが投入されたコンクリートバケット6をバケット受床24よりも低い位置に下降させる際は、バケット受床24を開放させ、マスト2同士の間に搬入路を確保する。なお、走行用架台4がバケット受床24よりも高い位置に配置されている場合には、バケット受床24を開放する必要はない。
ダム堤体Dの構築作業では、ダム堤体Dの高さの上昇に応じて、走行用架台4を回動させることにより走行用架台4先端部(他端部)を上昇させたり、走行架台用フレーム8を上昇させることにより走行用架台4を上昇させる。
ダム堤体Dの構築作業が進み、走行用架台4の基端部がバケット受床24よりも高い位置に配置された後のコンクリートバケット6からコンクリート台車7へのコンクリートの積み替えは、以下の手順により行う。
まず、コンクリート台車7をマスト2同士の隙間の外側に配置した状態で、コンクリートバケット6を上昇させる。コンクリートバケット6が走行用架台4の基端部を通過して、走行用架台4の上方に配置されたら、コンクリート台車7をコンクリートバケット6の下方に移動させる。そして、コンクリートバケット6の底部を開いて、コンクリートをコンクリート台車7のバケット73に投入する。
走行用架台4は、図8の(a)〜(c)に示すように、まず、基端部(マスト2側の端部)が先端部(ダム堤体D側の端部)よりも高い状態で施工を開始する。そして、ダム堤体Dの施工が進行し、ダム堤体Dの頂部が上昇したら、走行用架台4を回動させて先端部を上昇させる。
ダム堤体Dの施工の進行に伴い、ダム堤体Dの頂部がさらに上昇したら、走行架台用フレーム8を上昇させて、走行用架台4の基端部を上昇させる。
走行架台用フレーム8が下支持フレーム52に連結可能な位置まで上昇したら、走行架台用フレーム8を下支持フレーム52に連結する。
さらに、ダム堤体Dの施工が進行したら、図9に示すように、コンクリート搬送装置1(マスト2)の高さを上昇させる。
マスト2の高さの上昇に伴い、水平支持材23を適宜配置する。
マスト2は、マスト部材21を既設のマスト2の上端に追加することにより延長する。
マスト部材21は、コンクリート搬送装置1を利用して、マスト2の上端に輸送する。
まず、図10の(a)〜(b)に示すように、コンクリートバケット6を吊持する吊り具31からコンクリートバケット6を取り外し、同吊り具31によりマスト部材21を吊持する。
そして、マスト2同士の間の搬送路を利用して、マスト部材21をマスト2の上端よりも高い位置まで吊り上げる。
マスト部材21を吊上げたら、マスト部材21を上支持フレーム51に載置する。上支持フレーム51には、マスト部材21を一時的に載置するための仮受け梁54が配設されているため、マスト部材21を載置することができる。
仮受け梁54は、上支持フレーム51に摺動可能に設置された棒状部材であって、通常時は、上支持フレーム51の外側に突出した状態となっている。
マスト部材21が上支持フレーム51の上側に通過したら、仮受け梁54を押し込み、上支持フレーム51の内側(マスト2同士の隙間側)に突出させる。
次に、マスト部材21を仮受け梁54上に載置し、吊り具31から取り外す。
続いて、図10の(c)に示すように、マスト部材21を補助吊り具33により吊持し、マスト2の上端へと輸送する。
そして、マスト2の上端にマスト部材21を配置するとともに固定し、マスト2の高さを上昇させる。
マスト部材21を固定したら、昇降装置3(トップフレーム31)および走行用架台4を上昇させる。
トップフレーム31の上昇は、上支持フレーム51を上昇させることにより行う。
上支持フレーム51は、図11に示すように、治具を取り外してマスト2から分離させた状態で、ジャッキ53を伸ばすことで、マスト2の上端部にまで上昇させる。このとき、トップフレーム31は上支持フレーム51に固定されているため、上支持フレーム51とともに上昇する。
上支持フレーム51をマスト2に治具を介して固定した後、下支持フレーム52の治具を取り外し、マスト2から分離させる。
続いて、ジャッキ53を縮めることで、下支持フレーム52を上昇させる。
下支持フレーム52を上昇させたら、治具を介してマスト2に固定する。
このとき、走行用架台4は、走行架台用フレーム8を介して下支持フレーム52に連結されているため、下支持フレーム52とともに上昇する。
このように、本実施形態のコンクリート搬送装置によれば、ダム堤体側に延びる走行用架台がマストに対して回動可能であるため、施工の進捗により上昇するダム堤体に対応して、走行用架台のダム堤体側端部を上昇させることができる。そのため、コンクリート搬送装置(マスト)を伸長させるサイクルタイムを長くすることによりマストの継足し作業の回数を減らし、施工性の向上と施工費の低減化を図ることができる。
また、上下方向に移動するコンクリートバケットと横方向に移動するコンクリート台車とを利用してコンクリートを搬送するため、コンクリート台車によりコンクリートを横方向に輸送している間に、コンクリートバケットを利用した上下方向のコンクリート輸送を行うことができ、工期短縮を図ることができる。
コンクリート搬送装置1のマスト2の伸長は、マスト2の搬入を除いて、別途クレーン等の揚重機を要することなく、コンクリート搬送装置1の昇降装置3を利用して行うため、揚重機の手配に要する費用は位置決め等の手間を省略することができ、経済的かつ効率的である。
また、別途揚重機を配置する場合に比べて、省スペース化が可能である。
また、走行用架台4の一端側に、コンクリートバケット6が通過可能な開口40が形成されているため、コンクリートバケット6と走行用架台4との接触を防止することができ、また、コンクリートバケット6の移動およびコンクリートバケット6からコンクリート台車7へのコンクリートの積み替えをスムーズに行うことができる。
コンクリート等の搬送は、2本のマスト2,2の間の空間を利用して行うため、安定性に優れている。2本のマスト2,2をガイドとして利用することで、昇降装置により吊り下げられたコンクリートバケット等が風等により揺れることを防止することができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、走行用架台をマストに対して上下方向に回動可能にすることで、走行用架台の先端部をマストに対して上下動させるものとしたが、走行用架台は、必ずしもマストに対して回動可能である必要はなく、マストに対して昇降させることで、堤体の上昇に対応させてもよい。
1 コンクリート搬送装置
2 マスト
3 昇降装置
4 走行用架台
40 開口
5 支持フレーム
51 上支持フレーム
52 下支持フレーム
53 ジャッキ
6 コンクリートバケット
7 コンクリート台車

Claims (5)

  1. マストと、
    前記マストに沿って移動するコンクリートバケットと、
    前記コンクリートバケットを保持する吊り具を備えた昇降装置と、
    前記マストから横方向に延びる走行用架台と、
    前記走行用架台を走行するコンクリート台車と、を備えるコンクリート搬送装置であって、
    前記吊り具は、巻上ウィンチを駆動させることにより前記マストに沿って上下動し、
    前記走行用架台は、前記マストに対して上下動可能であることを特徴とする、コンクリート搬送装置。
  2. 前記走行用架台は、前記マストに対して上下方向に回動可能であることを特徴とする、請求項1に記載のコンクリート搬送装置。
  3. 前記マストは、上方向に伸長可能に構成されており、
    前記昇降装置は、上支持フレームを介して前記マストに連結されており、
    前記走行用架台は、前記上支持フレームの下方に配置された下支持フレームを介して前記マストに連結されており、
    前記上支持フレームと前記下支持フレームとの間に前記マストが伸長した際、前記昇降装置を上方に押し上げるとともに、前記走行用架台を上方に引き上げるジャッキが配置されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のコンクリート搬送装置。
  4. 前記走行用架台の一端側には、前記コンクリートバケットが通過可能な開口が形成されていることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のコンクリート搬送装置。
  5. 前記走行用架台の他端側が、既設のダム堤体の上部に配設されることを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のコンクリート搬送装置。
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