JP6253179B2 - ドーム状の屋根構造体の構築工法 - Google Patents
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Description
そのため、作業員に負担の掛かる高所作業が大半を占め、また、足場を構成する資材を要すると共に、足場の設置作業に手間を要する不利がある。
そこで、一部の足場を移動可能とすることで足場を減らすことが提案されている(特許文献1参照)。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、作業員の高所作業を大幅に削減する上で有利で、コスト削減および工期短縮を図る上でも有利なドーム状の屋根構造体の構築工法を提供することにある。
また、中央部分を除いた全ての屋根構造体部分を床面上で構築するため、屋根構造体に対応した高さ、大きさの足場が不要となり、コスト削減および工期短縮を図る上で有利となる。
図9(A)、(B)に示すように、農業用水用タンク10のドーム状の屋根構造体の構築に本発明が適用されている。
農業用水用タンク10は、床面Fの周囲から起立する筒状の周壁12と、その周壁12の上端フランジ1202で囲まれた開口を閉塞するドーム状の屋根構造体14とを含んで構成されている。
床面Fは地盤G上に設けられ、コンクリート製であり遮水構造とされている。
周壁12は、従来公知の様々な構築方法により水密に構築され、例えば、円弧板状の金属製の板材が溶着されることで、あるいは、円弧板状の鉄筋コンクリート製の板材が接合されることで構成されている。
ドーム状の屋根構造体14は、従来公知の様々な部材により組み付けられ多数の開口を有する骨組み1402と、骨組み1402の開口に貼り付けられる従来公知の様々な部材からなる板材1404とを含んで構成されている。
本実施の形態では、骨組み1402と板材1404は、共にアルミ合金製であり、軽量化が図られている。
図2〜図7に示すように、本発明では、昇降装置16が用いられるので、まず、昇降装置16から説明する。
昇降装置16は、ステージ1602と、ジャッキ機構1604と、ワイヤ1606とを含んで構成されている。
ステージ1602は、塔体18の周囲に沿って延在し作業員が塔体18の周囲を移動できる大きさの環板状を呈している。ステージ1602は、例えば、塔体18の平面視形状に対応した多角形(正六角形)の枠状に組まれたH型鋼と、そのH形鋼の上下に取着された足場用の板とで構成され、本実施の形態では鋼製架台として構成されている。
ジャッキ機構1604は、ステージ1602の周方向に間隔をおいた複数箇所にそれぞれ設けられている。
ジャッキ機構1604は、塔体18を構成する鋼管からなる反力ロッド1802(図1(B)、図2(B)に係脱可能に結合する油圧式の上下のチャック機構と、上下方向に延在しそれら上下のチャック機構を連結する油圧式のシリンダとで構成されている。
ジャッキ機構1604は、例えば、ステージ1602の下方に配設され、上チャック機構とステージ1602の下面とが上下方向に一体に移動できるように連結されている。
ワイヤ1606は、構築された屋根構造体14の外周部の周方向に間隔をおいた複数箇所とステージ1602とを連結している。
また、昇降装置16の下降は、例えば、上チャック機構による反力ロッド1802の結合を解除し、下チャック機構を反力ロッド1802に結合させた状態で、シリンダを縮小してステージ1602を下降させる。次に、下チャック機構による反力ロッド1802の結合を解除し、上チャック機構を反力ロッド1802に結合させた状態で、シリンダを伸長して下チャック機構を下降させる。次に、上チャック機構による反力ロッド1802の結合を解除し、下チャック機構を反力ロッド1802に結合させた状態で、シリンダを縮小してステージ1602を下降させる。このような動作を繰り返して行なうことで昇降装置16の下降がなされる。
ステージ1602は、ワイヤ1606を介して屋根構造体14に連結されているため、ステージ1602の昇降と一体に屋根構造体14も昇降する。
また、ジャッキ機構1604を用いずに、昇降装置16を、塔体18の上端に配置した滑車と、床面Fに配置したウインチと、前記滑車を介してステージ1602と前記ウインチとに架け渡されたワイヤとにより構成することも可能である。
さらに、ジャッキ機構1604を用いずに、昇降装置16を、塔体18頂部に固定した巻き上げ装置と、下端がステージ1602に連結され前記巻き上げ装置により巻き上げられ繰り出されるワイヤとにより構成することも可能である。
しかしながら、実施の形態のようにステージ1602やジャッキ機構1604を用いて昇降装置16を構成すると、昇降装置16が塔体18の限られた上下方向の領域に位置し、しかもその領域は塔体18に沿って移動するため、滑車、ウィンチ、ワイヤを用いた昇降装置に比べ、床面Fおよび塔体18の周辺に場所を取ることなく昇降装置16を配設できる。
そのため、床面F上に、また、塔体18の外側、内側に広い空間を確保する上で有利となり、ステージ1602上から、あるいは、塔体18の内部から各種の作業を効率良く行なう上で有利となる。
[塔体構築工程]
ドーム状の屋根構造体14を構築するに際して、まず、塔体構築工程が行われる。
図1(A)、(B)に示すように、塔体構築工程では、周壁12で囲まれた床面Fの中央位置から鉛直方向上方に塔体18を構築する。
塔体18は、平面視、多角形を呈し、図1(B)、図2(B)、図6(B)、図7(B)に示すように、上下に延在する複数の反力ロッド1802と、それら反力ロッド1802を連結する座屈防止材1804とを含んで構成されている。なお、塔体18の平面視形状は多角形に限らず任意である。
塔体18は、その内部で作業員が上下に行き来できる大きさで形成され、内部には不図示の階段などの昇降手段が適宜設けられ、塔体18の解体時に、その解体作業が内部から行なえるように図られている。すなわち、図8に示すように、屋根構造体14の周囲を周壁12の上端フランジ1202に接合する接合工程後に、屋根構造体14から上方に突出した塔体18の部分の解体を、何ら足場を設けることなく塔体18の内部から行なえ、また、周壁12に設置され完成した屋根構造体14の下方において、屋根構造体14の下方に残った塔体18の部分の解体を、何ら足場を設けることなく塔体18の内部から行なえるようにし、塔体の解体作業の効率化が図られている。
本実施の形態では、塔体構築工程では、塔体18が、構築すべき高さの中間の高さまで構築され、塔体18は、後述する屋根構造体構築工程が行なわれている間に構築すべき高さまで構築される。
また、図5(B)、図6(B)、図7(B)に示すように、塔体18が予め定められた高さまで構築された段階で、必要に応じて塔体18の上端の周方向に間隔をおいた複数箇所がワイヤ(支線)20を介して周壁12の上端フランジ1202の箇所に連結され、これにより塔体18の安定化、すなわち、構築途中の屋根構造体14の支持構造の安定化が図られている。
図2(A)、(B)に示すように、塔体18が、構築すべき高さの中間の高さまで構築されたならば、屋根構造体構築工程が行われる。
屋根構造体構築工程では、周壁12の内側の床面F上で、塔体18を挿通させる中央部分を除いた屋根構造体14を内周部側から外周部側に向けて段階的に構築されると共に、段階的に構築される毎に構築された屋根構造体14の部分を昇降装置16により塔体18に沿って上昇させていくことが行なわれる。
屋根構造体14は、骨組み1402と、骨組み1402に貼り付けられる板材1404とを含んで構成され、中央部分は、屋根構造体構築工程で組まれた骨組み1402の内側の開口1410である。
この場合、塔体18に昇降装置16が組み付けられ、第1の環状部分14−1の外周の周方向に間隔をおいた複数箇所と、昇降装置16のステージ1602とがワイヤ1606により連結される。
そして、昇降装置16により第1の環状部分14−1が予め決められた高さに上昇される。ここで、予め決められた高さとは、次に構築する第2の環状部分14−2を、床面F上で構築できる高さである。
この場合、第2の環状部分14−2の外周の周方向に間隔をおいた複数箇所と、昇降装置16のステージ1602とがワイヤ1606により連結され、第1の環状部分14−1の外周と昇降装置16のステージ1602とを連結するワイヤ1606が切り離される。
図3(A)、図4(A)、図5(A)、図6(A)、図7(A)において黒丸は、構築された屋根構造体14の部分とワイヤ1606との連結箇所を示している。
そして、昇降装置16により第2の環状部分14−2が予め決められた高さに上昇され、これにより第1の環状部分14−1と第2の環状部分14−2とが共に上昇される。
このように屋根構造体構築工程における段階的に構築毎に構築された屋根構造体14の部分の上昇は、最も外側に構築された屋根構造体14の部分とステージ1602とを連結するワイヤ1606を介して行われる。
このようにして屋根構造体構築工程では、図4(A)、(B)、図5(A)、(B)に示すように、屋根構造体14を内周部側から外周部側に向けて段階的に構築しては昇降装置16により塔体18に沿って上昇させていくことが行なわれる。
なお、図3(B)、図4(B)、図5(B)に示すように、段階的に構築毎にワイヤ1606が連結される屋根構造体14の箇所は半径方向外側に移動し、ワイヤ1606は次第に長くなる。この場合、ワイヤ1606をステージ1602側あるいは屋根構造体14側で継ぎ足してもよく、あるいは長いものに交換するなど任意である。
中央部分を除いた屋根構造体14が完成されたならば、図6、図7に示すように、昇降装置16により塔体18に沿って屋根構造体14を上昇させ、屋根構造体14の外周を周壁12の上端フランジ1202よりも上方に上昇させる上昇工程が行なわれる。
この場合、本実施の形態では、屋根構造体14の外径と上端フランジ1202の内径との差が僅かであり、屋根構造体14が水平面に対して傾斜していると、屋根構造体14が上端フランジ1202に当たるため、屋根構造体14を水平にする屋根構造体14の姿勢調整作業が行われる。
この屋根構造体14の姿勢調整作業は次のように行なわれる。
図6(B)、図7(B)に示すように、屋根構造体構築工程において中央部分を除いた屋根構造体14を構築した際に、ステージ1602上に位置した作業員から手の届く範囲に各ワイヤ1606毎に、ターンバックル、レバーブロック(登録商標)などのような従来公知のワイヤの長さ調整機構Tを設けておく。
そして上昇工程において屋根構造体14が周壁12の上端フランジ1202を通過する際に、より詳細には、図6(B)に示すように、屋根構造体14が周壁12の上端フランジ1202の下方に近接した状態で、ステージ1602上において作業員により、長さ調整機構Tを介して各ワイヤ1602の長さが調整され、屋根構造体14が水平される。
本実施の形態では、屋根構造体14の中央の上方のステージ1602上に位置する作業員がこの作業を行なうため、床面Fに位置する作業員が屋根構造体14の姿勢調整作業を行なう場合に比べ、大型な屋根構造体14の全体および上端フランジ1202の内周全周を目視しながら長さ調整機構Tを介して各ワイヤ1602の長さの微調整を行なえるなど、屋根構造体14の姿勢調整作業を効率的に行なう上で有利となっている。
そして、屋根構造体14を水平にしたならば、図7に示すように、昇降装置16により屋根構造体14を周壁12の上端フランジ1202の内側を通過させ、上端フランジ1202よりも上方に上昇させる。
次に、図7(B)に示すように、屋根構造体14の外周または周壁12の上端フランジ1202の少なくとも一方に接合部材1420を取り付ける接合部材取り付け工程が行なわれる。
この接合部材取り付け工程は、周壁12の上端フランジ1202上で作業員により行われ、本実施の形態では、屋根構造体14の外周に接合部材1420を取り付けることがなされる。
次に、図8に示すように、屋根構造体14を昇降装置16により下降させ、接合部材1420を介して屋根構造体14の周囲を周壁12の上端フランジ1202に接合する接合工程が行なわれる。
この接合工程は、周壁12の上端フランジ1202上で作業員により行われ、屋根構造体14の周壁12への設置がなされる。
接合工程が完了したならば、屋根構造体14の中央部分から突出する塔体18の部分を解体撤去し、屋根構造体14の中央部分を構築する中央部分構築工程が行なわれる。
中央部分構築工程における塔体18の部分の解体撤去では、昇降装置16を屋根構造体14の中央部分の下方に下降させると共に塔体18と周壁12を連結するワイヤ20を外して屋根構造体14の中央部分から突出する塔体18の部分を解体撤去し、塔体18の高さを、屋根構造体14の中央部分よりも低い高さにする。
この場合、解体された塔体18は、例えば、周壁12の外側からクレーンにより撤去される。
そして、図8(B)に示すように、塔体18の上部を足場として、あるいは、昇降装置16を屋根構造体14の中央部分の下方に位置させた場合にはステージ1602を足場として、骨組み1402の内側に板材1404Aを貼り付け、開口1410を閉塞することが行なわれる。
なお、中央部分構築工程では、骨組み1402を組み付ける作業と、板材1404Aを貼り付ける作業の双方を行なってもよいが、本実施の形態では、開口1410の内側に板材1404Aを貼り付ける作業のみが行なわれ、高所作業の軽減化が図られている。
次に、構築された中央部分の下方に位置する塔体18の部分を解体撤去する塔体撤去工程が行なわれる。
塔体撤去工程では、昇降装置16は床面Fまで下降させ、塔体18から取り外され、また、ワイヤ21が取り外され、塔体18の解体は、何ら足場を要せず、塔体18の内部から行われる。
塔体18から外された昇降装置16と、解体された塔体18は、例えば、屋根構造体14の周壁12寄りの箇所に予め撤去用の開口を形成しておき、周壁12の外側からクレーンにより撤去用の開口を介して撤去し、次いで骨組み1402の内側に板材1404を貼り付けて撤去用の開口を閉塞してもよい。
なお、体育館などのように水密性が不要な建築物の場合は、周壁12に予め撤去用の開口部を設けておき、この開口部から塔体18から外された昇降装置16や解体された塔体18を撤去するようにしてもよい。
塔体18と昇降装置16が撤去されることにより、図9(A)、(B)に示すように、農業用水用タンク10が完成する。
したがって、本発明によれば、中央部分を除いた全ての屋根構造体14部分を床面F上で構築できるため、高所作業が、接合部材取り付け工程において屋根構造体14の外周に接合部材1420を取り付ける作業と、接合工程において、屋根構造体14の周囲を周壁12の上端フランジ1202に接合する作業と、中央部分構築工程において骨組み1402の内側に板材1404Aを貼り付ける作業とに限られる。そのため、作業員に負担がかかる高所作業を大幅に削減する上で有利となる。
また、中央部分を除いた全ての屋根構造体14部分を床面F上で構築できるため、屋根構造体14に対応した高さ、大きさの大掛かりな足場が不要となり、コスト削減および工期短縮を図る上で有利となる。
したがって、工期の短縮化を図る上で有利となる。
なお、予め構築すべき高さまで塔体18を構築したのち、屋根構造体構築工程を行なうようにしてもよいが、工期の短縮化を図る上では、実施の形態のようにした方が有利となる。
したがって、ステージ1602上から、また、塔体18の内部から、各種の作業を効率良く行なう上で有利となる。
この場合、本実施の形態では、屋根構造体14の中央の上方のステージ1602から作業員がこの作業を行なうため、作業員が床面Fから姿勢調整作業を行なう場合に比べ、大型な屋根構造体14の全体および上端フランジ1202の内周全周を目視しながら微調整を行なえ、屋根構造体14の姿勢調整作業を効率的に行なう上で有利となる。
また、本発明は、ドーム状の屋根構造体14の構築方法に係る発明であり、ドーム状の屋根構造体14が設けられる構造物は、農業用水用タンク10に限定されず、水道水用水容器、燃料備蓄用容器、体育館、倉庫、あるいは、周壁が複数の柱だけからなる構造物など様々な構造部に適用可能であり、様々な構造物にドーム状の屋根構造体14を構築する場合に広く適用される。
12……周壁
1202……上端フランジ
14……屋根構造体
1402……骨組み
1404、1404A……板材
1410……開口
1420……接合部材
16……昇降装置
1602……ステージ
1604……ジャッキ
1606……ワイヤ
18……塔体
1802……反力ロッド
1804……座屈防止材
20、21……ワイヤ
F……床面
G……地盤面
T……長さ調整機構
Claims (7)
- 床面の周囲から起立する周壁の上端で囲まれた開口を閉塞するドーム状の屋根構造体を構築する構築工法であって、
前記床面の中央位置から設置すべき屋根構造体の中央部分より高い高さまで鉛直方向上方に塔体を構築する塔体構築工程と、
前記周壁の内側の床面上で、前記塔体を挿通させる中央部分を除いた前記屋根構造体を内周部側から外周部側に向けて段階的に構築すると共に前記段階的に構築毎に構築された前記屋根構造体の部分を昇降装置により前記塔体に沿って上昇させていく屋根構造体構築工程と、
前記中央部分を除いた前記屋根構造体を構築したならば、前記昇降装置により前記塔体に沿って前記屋根構造体を上昇させ、前記屋根構造体の外周を前記周壁の上端よりも上方に上昇させる上昇工程と、
前記屋根構造体の外周または前記周壁の上端の少なくとも一方に接合部材を取り付ける接合部材取り付け工程と、
前記屋根構造体を前記昇降装置により下降させ、前記接合部材を介して前記屋根構造体の周囲を前記周壁の上端に接合する接合工程と、
前記屋根構造体の前記中央部分から突出する前記塔体の部分を解体撤去し、前記中央部分の下方に残した前記塔体部分上で前記中央部分を構築する中央部分構築工程と、
前記中央部分の下方に残した前記塔体部分を解体撤去する塔体撤去工程とを含み、
前記塔体構築工程では、前記塔体が、構築すべき高さの中間の高さまで構築され、
前記塔体は、前記屋根構造体構築工程が行なわれている間に前記中間の高さよりも高い予め定められた高さまで構築される、
ことを特徴とするドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記昇降装置は、前記塔体の周囲に沿って作業員が移動できる大きさの環板状のステージと、前記塔体に係脱可能に結合する上下のチャックおよびそれら上下のチャックの間隔を伸縮するシリンダとを有するジャッキ機構と、構築された前記屋根構造体の周方向に間隔をおいた複数箇所と前記ステージとを連結する複数のワイヤとを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記屋根構造体構築工程において前記中央部分を除いた前記屋根構造体を構築した際に、前記ステージから手の届く範囲に各前記ワイヤ毎に前記ワイヤの長さ調整機構を設けておき、
前記上昇工程において前記屋根構造体が前記周壁の上端を通過する際に、前記ステージ上において作業員により、前記長さ調整機構を介して前記各ワイヤの長さが調整され、前記屋根構造体を水平にする前記屋根構造体の姿勢調整作業が行われる、
ことを特徴とする請求項2記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記屋根構造体構築工程における前記段階的に構築毎に構築された前記屋根構造体の部分の上昇は、段階的に構築された状態の前記屋根構造体の外周部の周方向に間隔をおいた複数箇所と前記ステージとを連結する前記複数のワイヤを介して行われる、
ことを特徴とする請求項2または3記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記屋根構造体は、骨組みと、前記骨組みに貼り付けられる板材とを含んで構成され、
前記中央部分は、前記屋根構造体構築工程で組まれた前記骨組みの内側の開口であり、
前記中央部分構築工程では、前記骨組みの内側の開口に前記板材を貼り付ける作業のみが行なわれる、
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記塔体は、その内部で作業員が上下に行き来できる大きさで形成され、内部には作業員が上下に行き来する昇降手段が設けられている、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。 - 前記周壁の上部で周方向に間隔をおいた複数箇所と、前記塔体の上端とは、ワイヤで連結される、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項記載のドーム状の屋根構造体の構築工法。
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