JP6323231B2 - Prestressed concrete structure - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、液化天然ガスを貯蔵する二重殻式低温タンクの外槽に用いられるプレストレストコンクリート構造物に関する。 The present invention relates to a prestressed concrete structure that is used, for example, in an outer tank of a double-shell cryogenic tank that stores liquefied natural gas.
液化天然ガス(Liquefied Natural Gas 以下、LNG)を貯留する大型の低温タンクは、コンクリート製の外槽と鋼製の内槽の間に断熱材を配した二重殻タンクで構成されている。このコンクリート製の外槽は、一般的にプレストレストコンクリート(Prestressed Concrete 以下、PC)で製造されている。 A large-sized low temperature tank for storing liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG) is composed of a double shell tank in which a heat insulating material is disposed between an outer tank made of concrete and an inner tank made of steel. The concrete outer tub is generally made of prestressed concrete (hereinafter referred to as PC).
LNGの低温タンクの外槽は、LNGが内槽から漏洩した際に拡散を防止する防液堤となる。この外槽は、円板状の底版と円筒状の側壁を少なくとも有するプレストレストコンクリート構造物が知られており、以下の工程によって製造される。 The outer tank of the LNG low temperature tank serves as a liquid barrier to prevent diffusion when LNG leaks from the inner tank. As this outer tub, a prestressed concrete structure having at least a disk-shaped bottom plate and a cylindrical side wall is known, and is manufactured by the following steps.
先ず、地面に複数の基礎杭を構築して、この基礎杭に円板状の底版を剛結合する。次に、円筒状の側壁の内周面及び外周面を成形する型枠を、円板状の底版の周方向にわたって設置する。そして、この型枠内に、鉄筋を組むとともにシース管を水平方向と垂直方向に配置して型枠内に現場打ちによってコンクリートを打設して固化させる。これによって、側壁の高さ方向における一部を構成する環状のコンクリートユニットが成形される。そして、型枠を上方に移動させ、同様にして環状のコンクリートユニットを成形し、この工程を繰り返すことで円筒状の側壁を製造する。 First, a plurality of foundation piles are constructed on the ground, and a disk-shaped bottom plate is rigidly connected to the foundation piles. Next, a mold for forming the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical side wall is installed over the circumferential direction of the disk-shaped bottom plate. Then, reinforcing bars are assembled in the mold and the sheath tube is arranged in the horizontal direction and the vertical direction, and concrete is placed in the mold by in-situ casting and solidified. Thereby, the annular concrete unit which comprises a part in the height direction of a side wall is shape | molded. Then, the mold is moved upward to form an annular concrete unit in the same manner, and a cylindrical side wall is manufactured by repeating this process.
そして、この側壁に埋め込まれたシース管には、PC鋼材が挿入されるとともに張力(以下、プレストレス)が付与され、その状態でグラウド材をシース管の内壁とPC鋼材の間に充填する。これによって、PC鋼材は、コンクリートである円筒状の側壁と一体になるとともに雨水の影響によって腐食して損傷することが防止される。 Then, a PC steel material is inserted into the sheath tube embedded in the side wall and a tension (hereinafter referred to as prestress) is applied, and in this state, the ground material is filled between the inner wall of the sheath tube and the PC steel material. As a result, the PC steel is integrated with the cylindrical side wall made of concrete and is prevented from being corroded and damaged by the influence of rainwater.
以上に説明したプレストレストコンクリート構造物に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献1がある。
As prior art document information related to the prestressed concrete structure described above, for example, there is
しかしながら、前述したプレストレストコンクリート構造物は、円筒状の側壁を製造する過程でシース管を設置する必要があり手間を要していた。また、その後の工程において、PC鋼材をシース管へ挿入する工程と、プレストレスを導入する工程と、グラウド材をシース管に充填する工程と、シース管に関する工程が多く時間とコストが嵩んでいた。 However, the above-mentioned prestressed concrete structure has to be troublesome because it is necessary to install a sheath tube in the process of manufacturing a cylindrical side wall. Further, in the subsequent steps, there were many steps related to insertion of the PC steel material into the sheath tube, a step of introducing pre-stress, a step of filling the sheath material with the groud material, and a step related to the sheath tube, and time and cost were increased. .
そこで、本発明は、シース管に関する工程を減らして工期を短縮してコストを減らしたプレストレストコンクリート構造物を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the prestressed concrete structure which reduced the process regarding a sheath pipe | tube, shortened the construction period, and reduced the cost.
本発明は、緊張材によってコンクリート構造物にプレストレスを導入したプレストレストコンクリート構造物において、前記コンクリート構造物は、一本の緊張材が外周に対して斜めに交差するように巻きつけられることでプレストレスが導入されることを特徴としている。 The present invention relates to a prestressed concrete structure in which prestress is introduced into a concrete structure with a tendon, and the concrete structure is pre-wound by being wound so that one tendon crosses obliquely with respect to the outer periphery. It is characterized by the introduction of stress.
前記緊張材は、防食性を有することが好ましい。 The tendon preferably has anticorrosive properties.
前記緊張材は、帯状であり、前記コンクリート構造物に発生する外力に応じて複数回巻きつけられることが好ましい。 The tendon is strip-shaped and is preferably wound a plurality of times according to an external force generated in the concrete structure.
前記コンクリート構造物は、低温液体を貯蔵する低温タンクの外槽であることが好ましい。 The concrete structure is preferably an outer tank of a low-temperature tank that stores a low-temperature liquid.
本発明によれば、シース管に関する工程を減らして工期を短縮してコストを減らすことができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the cost by reducing the steps related to the sheath tube, shortening the construction period.
以下、本発明を実施するための形態例(以下、本実施例)を、図1〜5を参照しながら説明する。図1は、LNGを貯蔵する低温タンク1を斜め上方から視た斜視図である。図2は、低温タンクを垂直方向に沿って断面した様子を示す断面図である。なお、図2においては、緊張材8の断面を省略している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a
本実施例では、プレストレストコンクリート構造物を、LNGを貯蔵する低温タンク1の外槽2で説明する。図1、図2に示すように、低温タンク1は、LNGを貯蔵する内槽3と、内槽3からLNGが漏洩した際に拡散を防止する防液堤となる外槽2と、内槽3と外槽2の間に配される断熱材12と、を備えている。
In this embodiment, a prestressed concrete structure will be described with an
この低温タンク1の外槽2は、底版5と、側壁6(外周)と、屋根7と、を備えたコンクリート構造物で、緊張材8によってプレストレスが導入されるプレストレストコンクリート構造物である。
The
底版5は、コンクリート製の円板状の部材である。この底版5は、地面に埋め込まれた複数の基礎杭10によって地面から所定の高さ位置に支持されている。
The
側壁6は、底版5の上でコンクリートによって製造され、低温タンク1の外槽2における側壁を構成する。この側壁6は、外周面と内周面を有した円筒形状である。この側壁6は、LNGが内槽3から漏洩した際にLNGの拡散を防止する防液堤となる。この側壁6は、短円筒状のコンクリートユニット11を高さ方向に三段積み上げて重ね作りされる。
The
このコンクリートユニット11は、以下の工程で製造される。先ず、底版5の周方向にわたって骨組みとなる鉄筋を組む工程を行う。次に、コンクリートユニット11における外周面と内周面を成形する型枠を、底版5の周方向にわたって組み立てる工程を行う。続いて、コンクリートをこの型枠内に打設して形を作る成形工程を行う。そして、短円筒状に成形された鉄筋コンクリートは、養生工程を経て固化される。最後に、脱型工程で型枠を外す。この一連の工程によって、一段目のコンクリートユニット11aが製造される。
The concrete unit 11 is manufactured by the following process. First, a step of assembling a reinforcing bar that is a framework over the circumferential direction of the
側壁6は、この一連の工程を三度繰り返して製造された三段のコンクリートユニット11a,11b,11cを有している。この側壁6は、従来の側壁と比較して緊張材8を挿入させるためのシース管が埋め込まれていないことを特徴としている。また、屋根7は、コンクリート製のドーム形状であり、側壁6を製造後、その側壁6の上に製造される。
The
以上に説明したコンクリート構造物である側壁6は、緊張材8が側壁6の外周面に対して斜めに交差するように巻きつけられることによってプレストレスが導入されてプレストレストコンクリート構造物として低温タンク1の外槽2を構成する。
The
緊張材8は、例えば、PC鋼材、錆び止めのコーティングが施されたPC鋼材、帯状の炭素繊維等である。本実施例において、緊張材8は、防食性を有した帯状の炭素繊維を用いた場合を例示して説明する。この帯状の緊張材8は、条材であるPC鋼材よりも側壁6の外周面に対して接触面積を大きくとることができる。また、この帯状の緊張材8は、側壁6の外周面に巻きつける際、開始端部と終端部がエポキシ系の接着剤で固定される。
The
この緊張材8は、側壁6の外周面に巻きつける際、水平方向に対して斜めとなる部分を有するように巻き付けられる。緊張材8は、このように巻きつけられることで、側壁6に対して周方向と鉛直方向のプレストレスを導入する。
When the
以下、図3を参照しながら、低温タンク1の外槽2に緊張材8を巻きつけてプレストレスを導入する様子を説明する。図3は、低温タンク1の外槽2に緊張材8を巻きつけていく様子を示した模式図である。
Hereinafter, a state in which prestress is introduced by winding the
外槽2の側壁6に対する緊張材8の巻きつけは、第一ステップとして、図3(a)に示すように、側壁6の外周面における上端部に、図の手前側から奥側まで周方向に沿って一周巻きつける。
As shown in FIG. 3 (a), the
次に、第二ステップとして、図3(b)に示すように、緊張材8が一周して戻ってきた箇所から、緊張材8を側壁6の手前側に対して下方斜め方向に向けて斜めに巻きつける。緊張材8は、先の第一ステップにおいて側壁6の外周面における上端部に一周巻かれている。これによって、斜めに巻きつけられる緊張材8の上端側は強固に保持され、緊張材8のうち斜めに巻き付けられる部分が側壁6の外周面に対してズレにくくなっている。
Next, as a second step, as shown in FIG. 3 (b), the
次に、第三ステップとして、図3(c)に示すように、緊張材8を、側壁6の外周面における下端部に、図の奥側から手前側まで周方向に沿って一周巻きつける。これによって、緊張材8のうち下方斜めに巻きつけられた部分は、先の第一ステップと併せて上下端部が強固に保持される。
Next, as a third step, as shown in FIG. 3C, the
次に、第四ステップとして、緊張材8が側壁6の下端部を一周して戻ってきた箇所から、緊張材8を側壁6の奥側に対して上方斜め方向に向けて斜めに巻きつける。緊張材8は、先の第三ステップにおいて側壁6の外周面における下端部に一周巻かれている。これによって、緊張材8のうち上方斜めに巻きつけられる緊張材8の下端側は、強固に保持されズレが生じにくくなっている。なお、この第四ステップは、緊張材8を手前側から図示できない側壁6の奥側に対して上方斜め方向に巻きつけるステップのため、図示を省略する。
Next, as a fourth step, the
以上の第一から第四ステップまでの緊張材8の巻きつけを一単位とし、以後は、巻きつけ開始位置から周方向にずらして第一から第四ステップまでの巻きつけを繰り返す。例えば、第一から第四ステップまで巻きつけた後、図3(d)で示すように、側壁6の外周面における上端部を半周巻きつけて、巻きつけ開始位置を周方向にずらして再度、第一から第四ステップまでの巻きつけを行う。
The winding of the
そのように巻きつけると、緊張材8は、図3(e)で示すように側壁6の外周面に対して、図の手前側と奥側で斜めに交差するように巻きつけられる。側壁6は、緊張材8がこのように斜めに交差するように巻きつけられると、図3(c)まで緊張材8を巻いた場合と比較して、コンクリート構造物である側壁6に対して均等にプレストレスが導入される。
When wound in such a manner, the
最後に、最終ステップとして、緊張材8を、外槽2に発生する応力に応じて側壁6に複数回巻きつける。この様子を、図4及び図1を参照しながら説明する。図4は、LNGが内槽3から漏洩した際に側壁6に生じる漏液圧S1と、緊張材8によって導入されるプレストレスS2を示した側壁6の断面図である。図1は、LNGを貯蔵する低温タンク1を斜め上方から視た斜視図であるとともに、最終ステップ後に緊張材8が側壁6の外周面に巻きつけられた様子を示す斜視図でもある。
Finally, as a final step, the
外槽2は、図4に示すとおり、LNGが内槽3から漏洩すると、側壁6には、底に近ければ近いほど高い漏液圧S1が応力として発生し、上方へ向かうほど漏液圧S1による応力が小さくなる。よって、図3(e)で示す状態まで緊張材8を巻きつけたのち、図1で示すように、上端から下端へ向かうにしたがって、緊張材8の巻きつけの間隔が狭まるように螺旋状に巻きつける。本実施例では、三段目のコンクリートユニット11cに螺旋状に一周させ、二段目のコンクリートユニット11bに螺旋状に二周させ、一段目のコンクリートユニット11aに三周させている。
As shown in FIG. 4, when the LNG leaks from the
以上のように巻くと、図4に示すとおり、側壁6に生じる漏液圧S1に対抗するように側壁6の上から下へ向かうほど強いプレストレスS2が導入される。ここで、最終ステップは、図1に示すように巻きつけたのち、図3(f)で示すように下端から上端に向かうにしたがって、緊張材8の巻きつけの間隔が狭まり、且つ、先に螺旋状に巻きつけた部分に交差させるように巻きつけるようにしても良い。これによって、側壁6に対して均一にプレストレスS2が導入される。
When wound as described above, as shown in FIG. 4, a stronger prestress S <b> 2 is introduced toward the bottom from the top of the
本発明のプレストレストコンクリート構造物によれば、コンクリート構造物である側壁6は、一本の緊張材8を外周面に対して斜めに交差させるように巻きつけることでプレストレスを導入している。すなわち、本発明は、緊張材8を外周面に巻きつける構成であるため、側壁6の製造時において、シース管を埋設する工程、そして、側壁6の完成後において、緊張材8をシース管に挿入する工程、グラウド材をシース管に充填する工程を省略して工期を短縮できる。また、シース管、シース管に充填するグラウド材も不要となるため、この分のコストを抑制できる。そして、本発明は、一本の緊張材8を外周面に対して斜めに交差するように巻きつけている。緊張材8は、斜めに巻きつけを行うことによって一本で水平方向と鉛直方向の両方にプレストレスを導入することができ、交差するように巻きつけることで側壁6に対して均等にプレストレスを導入させることができる。
According to the prestressed concrete structure of the present invention, the
また、本発明のプレストレストコンクリート構造物によれば、緊張材8は防食性を有している。これによって、緊張材8が雨水に晒されても腐食して切断されることがない。また、本発明は、錆び止めのために、緊張材8の上からガナイトを吹きつける工程も不要である。よって、工期を短縮できる。また、ガナイトも不要となるため、この分のコストも抑制できる。
Moreover, according to the prestressed concrete structure of this invention, the
また、本発明のプレストレストコンクリート構造物によれば、緊張材8は、帯状であり側壁6に発生する外力に応じて複数回巻きつけられる。帯状の緊張材8は、例えば条材よりも同じ箇所に重ねて巻きやすく、側壁6のうち外力が大きく作用する箇所に容易に重ね巻きをして外力に対抗するプレストレスを導入させることができる。また、帯状の緊張材8は、PC鋼材のような条材よりも幅方向に広範囲にプレストレスを付与することができる。
Further, according to the prestressed concrete structure of the present invention, the
また、本発明のプレストレストコンクリート構造物によれば、コンクリート構造物は、低温液体を貯蔵する低温タンク1の外槽2である。プレストレストコンクリート構造物である外槽2は、内槽3から低温液体が漏洩しても側壁6に発生する流体圧に対抗でき、低温液体の拡散を防止することができる。
Moreover, according to the prestressed concrete structure of this invention, a concrete structure is the
なお、本発明のプレストレストコンクリート構造物は、上述の実施例に限定されない。例えば、緊張材8を側壁6の外周面に巻きつける際、第一から第四ステップまでの一連の巻きつけを複数回繰り返したのちに周方向にずらしても良い。この場合は、緊張材8は、周回する毎に幅分ずらして巻きつけられることが好ましい。
In addition, the prestressed concrete structure of this invention is not limited to the above-mentioned Example. For example, when the
また、緊張材8を、第一から第四ステップまで巻きつけた後、周方向に半周ずつずらして巻きつける構成で説明したがこれに限定されない。例えば、周方向に四分の一周ずつずらして第一から第四ステップまでの緊張材8の巻きつけを繰り返してもよい。この場合、図3(d)ののち、図5で示すように緊張材8が側壁6の外周面に巻きつけられる。
Moreover, although the tension |
また、外槽2と内槽3の間で、且つ、底側に断熱材の他、TCPプレート(thermal corner protection)が配されて、内槽3から低温液体が漏洩時、熱応力が小さくされている場合は、これに応じて巻きつけ回数を減じても良い。また、側壁6の上部には、屋根7を支持する都合上、他の箇所よりも大きな応力が発生する。よって、この応力に対応するために、側壁6の外周面における上部位置の巻回数を増やすことが好ましい。
In addition to the heat insulating material on the bottom side between the
本発明のプレストレストコンクリート構造物は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更できる。 The prestressed concrete structure of the present invention can be changed without departing from the gist of the present invention.
1 低温タンク
2 外槽(プレストレストコンクリート構造物)
6 側壁(コンクリート構造物)
8 緊張材
1
6 Side wall (concrete structure)
8 Tension material
Claims (4)
前記コンクリート構造物は、一本の緊張材を外周に対して斜めに交差させるように巻きつけることでプレストレスを導入することを特徴としたプレストレストコンクリート構造物。 In a prestressed concrete structure in which prestress is introduced into the concrete structure by tendons,
The prestressed concrete structure is characterized in that the concrete structure introduces prestress by winding a single tension material so as to cross obliquely with respect to the outer periphery.
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