JP6172499B2

JP6172499B2 - Ｐｃタンク及びその構築方法

Info

Publication number: JP6172499B2
Application number: JP2013040093A
Authority: JP
Inventors: 恭宏境
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP2014167244A

Description

本発明は、ＰＣタンク、特に液化天然ガスを貯留するためのＰＣＬＮＧタンク及びその構築方法に関する。

液化天然ガス（以下、ＬＮＧ）を貯留するにあたり、最近では、敷地の有効利用や大容量化の観点から、外槽及び内槽からなる金属二重殻式ＬＮＧタンクとその周囲に配置される防液堤とを一体化させるとともに、該防液堤をプレストレストコンクリート（以下、ＰＣ）とすることで液密性を確保したＰＣＬＮＧタンクが採用されている。

プレストレストコンクリートからなる防液堤（以下、ＰＣ防液堤）は、周方向に沿って挿通されたＰＣ鋼材を介してコンクリートに圧縮力を導入することにより、貯留中のＬＮＧがＬＮＧタンクから万一漏出した場合であっても、これを施設内にとどめることができるようになっている。

ここで、ＰＣ防液堤は、上述した液密性が確実に担保されなおかつ地震時抵抗力も向上するように、ＬＮＧタンクが載置される基礎版と剛接合されることが望ましいが、ＰＣ防液堤が基礎版と剛接合された状態で該ＰＣ防液堤に周方向の緊張力を導入すると、基礎版に剛接合された下縁近傍では、該基礎版によって変形が拘束されるため、ＰＣ防液堤には、水平軸線廻りの曲げモーメントが鉛直方向に沿って発生する。

そのため、上述した周方向の緊張力のみならず、鉛直方向に沿った緊張力も併せてＰＣ防液堤に導入する必要がある。

特開２００９−２０３７８７号公報特開２００５−３５１０４５号公報

液圧を支持するための周方向緊張力を導入した結果、鉛直方向緊張力も別途必要になるという事態は、ひび割れを防止して液密性を確保するという点ではやむを得ないものであるが、ＰＣ鋼材を周方向と鉛直方向の二方向に沿って緊張しなければならないとともに、ＰＣ鋼材を挿通するためのシース管をそれら二方向に沿って予め埋設する必要もあるため、工期の短縮を図る上で大きな負担となっていた。

ちなみに、ＰＣ防液堤と基礎版との接合構造を剛接合ではなくピン接合とし、あるいは基礎版に対してＰＣ防液堤の下縁が摺動自在な状態で該ＰＣ防液堤に周方向の緊張力を導入してから、ＰＣ防液堤の下縁と基礎版とを充填材で固めることにより、鉛直方向に沿った曲げモーメントがＰＣ防液堤に発生するのを回避しようとする対策が検討されているが（特許文献１，２）、これらの対策では、ＰＣ防液堤と基礎版とが剛接合されず、あるいは剛接合の程度が不十分であるため、ＰＣＬＮＧタンクに要求される液密性や地震時抵抗力の確保が困難となる。

加えて、ＰＣ防液堤の構築を開始するには、基礎版の完成を待たねばならないため、工期短縮にはやはり限度があるという問題も生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ＰＣ防液堤と基礎版とを剛接合しつつ、ＰＣ防液堤における鉛直方向に沿った曲げモーメントの発生を防止可能なＰＣタンク及びその構築方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るＰＣタンクの構築方法は請求項１に記載したように、タンク本体と該タンク本体が載置された基礎版と該基礎版の外周に沿って前記タンク本体を取り囲むように立設されたＰＣ防液堤とで構成されたＰＣタンクを構築するＰＣタンクの構築方法において、
前記基礎版を構築すると同時に又はそれと相前後して、円筒状周壁をその内周面が前記基礎版の外周面から離間対向し下面が杭の頭部に対して摺動自在となるように該杭の頭部に立設し、
前記円筒状周壁に挿通された周方向のＰＣ鋼材に緊張力を導入することで該円筒状周壁に圧縮力を導入して前記ＰＣ防液堤とし、
前記基礎版の外周面と該外周面に対向する前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との離間スペースに充填材を充填し、
該充填材が固化した後、前記基礎版から反力をとって前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿った荷重を前記立ち上がり部の外周面に作用させることにより、該立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せるものである。

また、本発明に係るＰＣタンクの構築方法は、前記円筒状周壁の立設を前記基礎版の構築完了前に開始するものである。

また、本発明に係るＰＣタンクの構築方法は、ＰＣ鋼棒をその先端が前記基礎版に定着されるようにかつその頭部が前記立ち上がり部の外周面近傍に位置するように前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿って該ＰＣ防液堤に貫通配置し、次いで、前記ＰＣ鋼棒に緊張力を導入することによって前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せるものである。

また、本発明に係るＰＣタンクの構築方法は、互いに対向する前記円筒状周壁の内周面及び前記基礎版の外周面を凹凸面で構成したものである。

また、本発明に係るＰＣタンクは請求項５に記載したように、タンク本体と該タンク本体が載置された基礎版と該基礎版の外周に沿って前記タンク本体を取り囲むように立設されたＰＣ防液堤とで構成されたＰＣタンクにおいて、
前記ＰＣ防液堤は、円筒状周壁をその内周面が前記基礎版の外周面から離間対向するように杭の頭部に立設するとともに該円筒状周壁に周方向の圧縮力を導入して構成してあるとともに、前記基礎版の外周面と該外周面に対向する前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との間に充填された充填材を介してかつ前記基礎版から反力をとって前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿った荷重を前記立ち上がり部の外周面に作用させることにより、該立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せたものである。

本発明に係るＰＣタンク及びその構築方法においては、基礎版の構築と同時に又はそれと相前後して、円筒状周壁を、その内周面が基礎版の外周面から離間対向し、下面が杭の頭部に対して摺動自在となるように、該杭の頭部に立設する。

円筒状周壁を上述のように立設するには例えば、ＰＣ防液堤の立設予定位置に沿って環状にかつ所定間隔で杭を打ち込み、該杭の頭部に底型枠を摺動自在に載置するとともに、底型枠の内周縁部及び外周縁部に内周側型枠と外周側型枠をそれぞれ立設し、次いで、それらで形成される環状空間にコンクリートを打設して円筒状周壁の基部を構成するとともに、該基部から円筒状周壁の壁本体を上方に延設するようにすればよい。

円筒状周壁の下面は、杭の頭部に対し、円筒状周壁の外方から中心に向かう方向、典型的には円筒状周壁の半径方向に沿ってその中心に向かう方向に摺動自在であれば足りる。

次に、円筒状周壁に挿通された周方向のＰＣ鋼材に緊張力を導入する。

このようにすると、円筒状周壁には、ＰＣ鋼材の緊張力に応じた圧縮力、例えば深さ方向に増加する液圧に抵抗できるような三角形状の分布で圧縮力が導入され、該圧縮力の導入によって円筒状周壁はＰＣ防液堤となるが、緊張力が導入される際、円筒状周壁は、杭の頭部に対し、下面を円筒状周壁の中心に向けて摺動させながら、基礎版の外周面との離間距離が縮小する方向に全体が収縮する。

そのため、ＰＣ鋼材に緊張力を導入する際、円筒状周壁が杭や基礎版から変形を拘束され、それに起因してＰＣ防液堤に水平軸線廻りの回転曲げモーメントが生じるといった事態が未然に回避される。

次に、基礎版の外周面と該外周面に対向するＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との離間スペースに充填材を充填し、該充填材が固化した後、前記基礎版から反力をとって前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿った荷重を前記立ち上がり部の外周面に作用させることにより、該立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せる。

このようにすると、ＰＣ防液堤に水平軸線廻りの曲げモーメントが実質的に発生することなく、その立ち上がり部が基礎版に剛接され、ＰＣ防液堤と基礎版とが一体化する。

円筒状周壁は、基礎版の完成を待ってからその構築を開始するようにしてもかまわないが、本発明においては、円筒状周壁と基礎版とを個別独立に構築することが可能であって、円筒状周壁の立設を基礎版の構築完了前に開始することが可能である。

かかる構成によれば、基礎版の完成を待たねばならなかった従来に比べ、全体の工期を大幅に短縮することが可能となる。

ＰＣ防液堤の立ち上がり部を基礎版に引き寄せる具体的構成は任意であるが、例えば、ＰＣ鋼棒をその先端が前記基礎版に定着されるようにかつその頭部が前記立ち上がり部の外周面近傍に位置するように前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿って該ＰＣ防液堤に貫通配置し、次いで、前記ＰＣ鋼棒に緊張力を導入することによって前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せる構成を採用することができる。

基礎版の外周面とそれに対向するＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との離間スペースに配置される充填材については、立ち上がり部と基礎版との引寄せ操作によって、そのひび割れ発生が防止されるとともに、充填材とＰＣ防液堤の内周面あるいは基礎版の外周面との間の隙間発生も防止されるので、ＰＣ防液堤の立ち上がり部と基礎版との接合箇所では本来的に液密性が確保される。

そのため、円筒状周壁の内周面を基礎版の外周面から離間対向させるにあたり、該内周面及び外周面がそれぞれ直立面であってもかまわないが、互いに対向する円筒状周壁の内周面及び基礎版の外周面を凹凸面で構成したならば、基礎版上面から下面に至る充填材の充填経路は、鉛直断面で見た場合、深さ方向に曲折しあるいは断面厚が変化する形状となるため、止水性が高まり、かくして上述した液密性をさらに向上させることが可能となる。

本実施形態に係るＰＣタンクを示した鉛直断面図。本実施形態に係るＰＣタンクのＡ−Ａ線に沿う水平断面図。本実施形態に係るＰＣタンクの構築手順を示した施工図。引き続き本実施形態に係るＰＣタンクの構築手順を示した施工図。変形例に係るＰＣタンクの構築手順を示した施工図。

以下、本発明に係るＰＣタンク及びその構築方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るＰＣタンクを示した鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係るＰＣタンク１は、ＰＣＬＮＧタンクに適用されたものであって、外槽２及び内槽３からなるＬＮＧ貯留のためのタンク本体４と、該タンク本体が載置された基礎版５と、該基礎版の外周に沿ってタンク本体４を取り囲むように立設されたＰＣ防液堤６とで構成してある。

ＰＣ防液堤６は、円筒状周壁７をその内周面８が基礎版５の外周面９から離間対向するように、かつ下面２１が杭１１の頭部に当接されるように該杭の頭部に立設するとともに、円筒状周壁７に挿通された周方向のＰＣ鋼材１３を緊張することによって、該円筒状周壁に周方向の圧縮力を導入して構成してある。

ここで、ＰＣ防液堤６は、従来のＰＣ防液堤とは異なり、鉛直方向に沿った圧縮力を導入するためのＰＣ鋼材を挿通せずに構成してある。

また、ＰＣ防液堤６は、基礎版５の外周面９とそれに対向するＰＣ防液堤６の立ち上がり部１２の内周面８との間に充填材１０を充填するとともに、ＰＣ鋼棒１４をそれらの先端が基礎版５に定着されるように立ち上がり部１２に貫通配置し、該ＰＣ鋼棒に緊張力を導入することによって立ち上がり部１２を基礎版５に引き寄せて構成してある。

ＰＣ鋼棒１４は、図２でよくわかるようにＰＣ防液堤６の半径方向に沿って適当な間隔で立ち上がり部１２に複数配置すればよい。

ＰＣタンク１を構築するにはまず、基礎版５を構築しつつ、該基礎版の構築作業と同時並行で、円筒状周壁７を、その内周面８が基礎版５の外周面９から離間対向し、下面２１が杭１１の頭部に対して摺動自在となるように、該杭の頭部に立設する。

円筒状周壁７を上述のように立設するには、図３(a)に示すように、ＰＣ防液堤６の立設予定位置に沿って環状にかつ所定間隔で杭１１を地盤に打ち込み、次いで、打ち込まれた杭１１の頭部に底型枠３１を摺動自在に載置するとともに、該底型枠の内周縁部及び外周縁部に内周側型枠３２と外周側型枠３３をそれぞれ立設し、次いで、それらで形成される環状空間３４にコンクリートを打設して円筒状周壁の基部３５を構成するとともに、該基部から円筒状周壁７の壁本体を上方に延設するようにすればよい。

環状空間３４には、コンクリート打設に先立ち、ＰＣ鋼材１３を挿通するための周方向のシース管（図示せず）及び鉄筋を予め配置しておく。

底型枠３１は、周方向のＰＣ鋼材１３に緊張力を導入する際、その裏面が杭１１の頭部に対し、円筒状周壁７の半径方向に沿ってその中心に向かう方向に摺動自在となるように構成する必要があるが、緊張作業が終わった後は、摺動自在である必要はない。

底型枠３１は、例えば鉄板で構成することができる。なお、底型枠３１は捨て型枠となり、コンクリート打設後は、円筒状周壁７の下面２１を構成する。

次に、図３(b)に示すように、円筒状周壁７にＰＣ鋼材１３を挿通し、次いで、該ＰＣ鋼材に緊張力を導入する。

このようにすると、円筒状周壁７には、ＰＣ鋼材１３の緊張力に応じた圧縮力、例えば深さ方向に増加する液圧に抵抗できるような三角形状の分布で圧縮力が導入され、該圧縮力の導入によって円筒状周壁７はＰＣ防液堤６となるが、緊張力が導入される際、円筒状周壁７は、杭１１の頭部に対し、同図矢印に示すように下面２１を円筒状周壁７の中心に向けて摺動させながら、基礎版５の外周面９との離間距離が縮小する方向に全体が収縮する。

そのため、ＰＣ鋼材１３に緊張力を導入する際、円筒状周壁７が杭１１や基礎版５から変形を拘束されるおそれはない。

次に、図４に示すように、ＰＣ防液堤６の立ち上がり部１２における内周面８と基礎版５の外周面９との離間スペースに充填材１０を充填する。

充填材１０は、例えば無収縮モルタルで構成すればよい。

次に、充填材１０の固化を待って、ＰＣ防液堤６の立ち上がり部１２に貫通配置されたＰＣ鋼棒１４に緊張力を導入することにより、該立ち上がり部を基礎版５に引き寄せる。

ＰＣ鋼棒１４は、それらの先端が基礎版５に定着されるように、ＰＣ防液堤６に予め貫通配置しておけばよい。

このように引寄せを行うと、ＰＣ防液堤６に水平軸線廻りの曲げモーメントが実質的に発生することなく、その立ち上がり部１２が基礎版５に剛接されるとともに、ＰＣ防液堤６と基礎版５とが一体化する。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＣタンク１及びその構築方法によれば、円筒状周壁７に圧縮力が導入される際、該円筒状周壁は、杭１１の頭部に対し、下面２１を円筒状周壁７の中心に向けて摺動させながら、基礎版５の外周面９との離間距離が縮小する方向に全体が収縮する。

そのため、ＰＣ鋼材１３への緊張力の導入作業の際、円筒状周壁７が杭１１や基礎版５から変形を拘束されるおそれがなくなるとともに、その結果として、ＰＣ防液堤６に水平軸線廻りの回転曲げモーメントが生じる事態が未然に回避される。

したがって、従来においては必要不可欠であったＰＣ防液堤への鉛直方向に沿った圧縮力導入が不要となり、圧縮力導入に必要なシース管の鉛直配置及び該シース管へのＰＣ鋼材の挿入並びにその緊張作業を省略し、ＰＣ防液堤６を短工期で構築することができる。

加えて、緊張力導入の際、円筒状周壁７が杭１１や基礎版５に拘束されることなく、周方向に沿って圧縮されるため、従来よりも少ない量のプレストレスでＰＣ防液堤６の液密性を確保することが可能となる。

一方、ＰＣ防液堤６の内周面８と基礎版５の外周面９との離間スペースに充填された充填材１０を介してＰＣ防液堤６の立ち上がり部１２を基礎版５に引き寄せるようにしたので、ＰＣ防液堤６に水平軸線廻りの曲げモーメントを実質的に発生させることなく、その立ち上がり部１２を基礎版５に剛接してＰＣ防液堤６と基礎版５とを一体化させることが可能となる。

また、本実施形態に係るＰＣタンクの構築方法によれば、基礎版５を構築しつつ、該基礎版の構築作業と同時並行で、円筒状周壁７を立設するようにしたので、基礎版の完成を待たねばならなかった従来に比べ、全体の工期を大幅に短縮することが可能となる。

本実施形態では、基礎版５を構築しつつ、該基礎版の構築作業と同時並行で、円筒状周壁７を杭１１の頭部に立設するようにしたが、円筒状周壁７は、杭１１の打込みが完了している限り、基礎版５とは関係なく、いつでも構築を開始することが可能である。

また、本実施形態では、円筒状周壁７の内周面８を基礎版５の外周面９から離間対向させるにあたり、該内周面及び外周面をそれぞれ直立面で構成したが、これに代えて、図５に示すように、互いに対向する円筒状周壁７の内周面８ａと基礎版５の外周面９ａを、それぞれ凹凸面で構成してもよい。

かかる構成によれば、基礎版５の上面から下面に至る充填材１０の充填経路は、鉛直断面で見た場合、深さ方向に曲折しあるいは断面厚が変化する形状となる。

そのため、ＰＣ防液堤６の立ち上がり部１２と基礎版５との接合箇所では、ＰＣ鋼棒１４を用いた引寄せ操作による液密性確保に、充填材１０のいわば変断面形態による止水性向上作用が相乗し、かくして上述した液密性がさらに向上する。

なお、図５に示した変形例では、円筒状周壁７の内周面８ａに形成された凸部が基礎版５の外周面９ａに形成された凹部に潜り込み、該凸部の上面と凹部の下面とが互いに当接した構成となっているが、これらを必ずしも当接させる必要はない。

１ＰＣタンク
５基礎版
６ＰＣ防液堤
７円筒状周壁
８，８ａ内周面
９，９ａ外周面
１０充填材
１１杭
１２立ち上がり部
１３周方向のＰＣ鋼材
１４ＰＣ鋼棒
２１下面

Claims

タンク本体と該タンク本体が載置された基礎版と該基礎版の外周に沿って前記タンク本体を取り囲むように立設されたＰＣ防液堤とで構成されたＰＣタンクを構築するＰＣタンクの構築方法において、
前記基礎版を構築すると同時に又はそれと相前後して、円筒状周壁をその内周面が前記基礎版の外周面から離間対向し下面が杭の頭部に対して摺動自在となるように該杭の頭部に立設し、
前記円筒状周壁に挿通された周方向のＰＣ鋼材に緊張力を導入することで該円筒状周壁に圧縮力を導入して前記ＰＣ防液堤とし、
前記基礎版の外周面と該外周面に対向する前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との離間スペースに充填材を充填し、
該充填材が固化した後、前記基礎版から反力をとって前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿った荷重を前記立ち上がり部の外周面に作用させることにより、該立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せることを特徴とするＰＣタンクの構築方法。
前記円筒状周壁の立設を前記基礎版の構築完了前に開始する請求項１記載のＰＣタンクの構築方法。
ＰＣ鋼棒をその先端が前記基礎版に定着されるようにかつその頭部が前記立ち上がり部の外周面近傍に位置するように前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿って該ＰＣ防液堤に貫通配置し、次いで、前記ＰＣ鋼棒に緊張力を導入することによって前記立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せる請求項１又は請求項２記載のＰＣタンクの構築方法。
互いに対向する前記円筒状周壁の内周面及び前記基礎版の外周面を凹凸面で構成した請求項１又は請求項２記載のＰＣタンクの構築方法。
タンク本体と該タンク本体が載置された基礎版と該基礎版の外周に沿って前記タンク本体を取り囲むように立設されたＰＣ防液堤とで構成されたＰＣタンクにおいて、
前記ＰＣ防液堤は、円筒状周壁をその内周面が前記基礎版の外周面から離間対向するように杭の頭部に立設するとともに該円筒状周壁に周方向の圧縮力を導入して構成してあるとともに、前記基礎版の外周面と該外周面に対向する前記ＰＣ防液堤の立ち上がり部の内周面との間に充填された充填材を介してかつ前記基礎版から反力をとって前記ＰＣ防液堤の半径方向に沿った荷重を前記立ち上がり部の外周面に作用させることにより、該立ち上がり部を前記基礎版に引き寄せたことを特徴とするＰＣタンク。