JP6661821B1 - 鋼製櫓の組立用治具及び鋼製櫓の組立方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】鋼製櫓の効率的な組立て作業に有用な組立用治具及び組立方法を提供する。【解決手段】本開示の一側面に係る鋼製櫓の組立用治具は、少なくとも3つのレグを有する鋼製櫓の組立エリアの中央に立てられる支持塔と、支持塔の上部から放射状に延びる少なくとも3つの支持アームと、少なくとも3つの支持アームの先端にそれぞれ設けられ、組立エリアに立てられた状態の少なくとも3つのレグをそれぞれ支持する少なくとも3つのレグ支持部と、を備える。【選択図】図7

Description

本開示は、鋼製櫓の組立用治具及び鋼製櫓の組立方法に関する。
特許文献1には、複数の鉄骨ブロックを鉛直方向に積み上げて連結するとともに、該複数の鉄骨ブロック間の少なくとも一部を、つなぎ鉄骨柱を介して連結することを特徴とするタワーボイラ建屋の鉄骨主柱(鋼製櫓)の組立方法が開示されている。各鉄骨ブロックは、4本の柱とこれらの柱間を連結する梁及びブレースとを含んでいる。鉄骨ブロック間の対応する柱間がつなぎ鉄骨柱により連結されることで、長尺のレグが形成されている。
特開2013−19110号公報
鋼製櫓の組立においては、地面に立てられるレグ同士を高い精度で互いに固定する必要がある。これを実現するためには、レグを横にして地面に位置決めした状態でレグ同士を互いに固定し、互いに固定されたレグをまとめて引き起こすことが考えられる。この方式においては、複数の部材が組みあがったユニットをまとめて吊り上げるために、大型の揚重機が必要となる。また、上述の特許文献1に開示されているように、鋼製櫓を多段のユニットに分割し、各ユニットを組み立てた後にユニットを積み上げることも考えられる。この方式においても、複数の部材が組みあがったユニットを吊り上げるために、大型の揚重機が必要となる。更に、ユニットの積み上げにおいて、起立したレグ(分割レグ)同士の接合が必要となり、作業が煩雑化する。本開示は、鋼製櫓の効率的な組立て作業に有用な組立用治具及び組立方法を提供する。
本開示の一側面に係る鋼製櫓の組立用治具は、少なくとも3つのレグを有する鋼製櫓の組立エリアの中央に立てられる支持塔と、支持塔の上部から放射状に延びる少なくとも3つの支持アームと、少なくとも3つの支持アームの先端にそれぞれ設けられ、組立エリアに立てられた状態の少なくとも3つのレグをそれぞれ支持する少なくとも3つのレグ支持部と、を備える。この組立用治具により、鋼製櫓の完成形状に合わせてレグを配置した状態で組立て作業を行うことができる。すなわち、レグを立てた後に、レグに対する部品の組付け作業を行うことができる。これにより、大型の揚重機の使用頻度を削減することができる。従って、効率的な組立て作業に有用である。
支持塔は、少なくとも3つの支持アームへの作業者の昇降を可能にする昇降用通路を有してもよい。少なくとも3つの支持アームのそれぞれは、支持塔からレグ支持部への作業者の移動を可能にする移動用通路を有してもよい。この場合、鋼製櫓の組立に用いられる組立用治具を高所作業の足場としても利用できる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
鋼製櫓は、少なくとも3つのレグのうちの互いに隣り合うレグ同士を連結する補強部材を更に有してもよい。レグ支持部の高さ位置は、レグに補強部材を接続する箇所の近傍に設定されてもよい。この場合、組立用治具を補強部材の接続作業の足場としても利用することができる。従って、鋼製櫓の組立用設備の簡素化に有用である。
補強部材は、互いに隣り合うレグ同士の間に上下方向に並ぶように配置され当該レグ同士を連結する複数段のブレースを含んでもよい。レグ支持部の高さ位置は、複数段のブレースの間の近傍に設定されてもよい。この場合、組立用治具を複数段のブレースの接合作業にも利用することができる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
支持塔は、少なくとも3つのレグ支持部の高さ位置を可変にする高さ調節部を有してもよい。この場合、鋼製櫓の高さ等に応じた高さにレグ支持部を配置することができ、複数種類の鋼製櫓の組立に組立用治具を利用することが可能となる。
支持塔は、組立エリアの地面に立てられる塔下部と、少なくとも3つの支持アームが接続される塔上部とを更に有してもよい。高さ調節部は、塔上部と塔下部との間に介在する塔中間部と、塔上部と塔中間部との間を着脱可能に連結する連結部と、塔中間部と塔下部との間を着脱可能に連結する連結部とを含んでもよい。この場合、鋼製櫓に応じて塔中間部を入れ替えることでレグ支持部の高さ位置を調節できるので、高さ調節のための複雑な機構が不要となる。従って、組立用治具の簡素化に有用である。
3つの支持アームのそれぞれは、支持塔からレグ支持部までの長さを可変にする長さ調節部を有してもよい。この場合、鋼製櫓のレグの傾きに応じた位置にレグ支持部を配置することができ、複数種類の鋼製櫓の組立に組立用治具を利用することが可能となる。
本開示の別の側面に係る鋼製櫓の組立方法は、支持塔と、支持塔の上部から放射状に延びる少なくとも3つの支持アームと、少なくとも3つの支持アームの先端にそれぞれ設けられた少なくとも3つのレグ支持部と、を備える組立用治具の少なくとも3つのレグ支持部に、少なくとも3つのレグをそれぞれ立てかけることと、少なくとも3つのレグ支持部にそれぞれ立てかけられた少なくとも3つのレグにおいて、互いに隣り合うレグ同士を補強部材により接続することとを含む。この組立方法では、鋼製櫓の完成形状に合わせてレグを配置した状態で組立て作業を行うことができる。すなわち、レグを立てた後に、レグに対する補強部材の組付け作業を行うことができる。これにより、大型の揚重機の使用頻度を削減することができる。従って、効率的な組立て作業に有用である。
レグ支持部にレグを立てかけることは、レグを立てる位置に設置治具を配置することと、設置治具上にレグを配置し、当該レグをレグ支持部に立てかけることとを含んでもよい。この場合、レグ20の位置決め作業とレグ20の立てかけ作業とを分けて行うことができる。従って、組立用治具へのレグの立てかけが容易である。
補強部材は、互いに隣り合うレグ同士を連結する第1ブレースを含んでもよい。互いに隣り合うレグ同士を補強部材により接続することは、支持塔の昇降用通路を経て支持アームまで昇ることと、支持アームの移動用通路を経て支持塔からレグ支持部に移動することと、レグ支持部において第1ブレースの上端部をレグに接合することとを含んでもよい。この場合、第1ブレースの上端部の接合作業における足場として組立用治具を利用できるので、組立設備の簡略化に有用である。
レグ支持部において、レグに第1ブレースの上端部を接合することは、レグ支持部に設置された作業用の第1足場において、第1ブレースの上端部をレグに接合することを含んでもよい。この場合、第1足場を利用することで、第1ブレースの上端部とレグとの接合作業が容易となる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
補強部材は、互いに隣り合うレグ同士の間において第1ブレースの上方に配置され当該レグ同士を連結する第2ブレースを更に含んでもよい。互いに隣り合うレグ同士を補強部材により接続することは、レグ支持部において、第2ブレースの下端部をレグに接合することを含んでもよい。この場合、第1ブレースの上端部及び第2ブレースの下端部とレグとの接合作業の足場としても組立用治具を利用することができる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
鋼製櫓の組立方法は、少なくとも3つのレグの上に上部ブロックを配置することと、少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と上部ブロックとを接合することとを更に含んでもよい。少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と上部ブロックとを接合することは、上部ブロックに設置された作業用の第2足場において、レグの上端と上部ブロックとを接合することを含んでもよい。この場合、上部ブロック40まで延びる高所作業車が不要であるので、効率的な組立て作業に更に有用である。
互いに隣り合うレグ同士を補強部材により接続することは、上部ブロックの配置前に、補強部材のうちの上端部を除く少なくとも一部をレグに接合することと、上部ブロックの配置後に、補強部材の上端部をレグに接合することとを含んでもよい。この場合、上部ブロックを接合するための第2足場を利用することで、補強部材の上端部に対する接合作業も行うことができる。また、上部ブロックの配置前に補強部材の上端部がレグに接続されていないので、上部ブロックと各レグとの位置合わせが容易である。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と上部ブロックとを接合することは、上部ブロックと、少なくとも3つのレグが立てられたエリアの隣に配置された作業櫓との間に連結橋を設置することと、作業櫓から連結橋を通って上部ブロックに移動することとを更に含んでもよい。この場合、作業櫓及び連結橋を介して、上部ブロックに移動して当該上部ブロックに対する作業を行うことができる。従って、上部ブロックが高所に位置していても上部ブロックへの移動が容易となるので、効率的な組立作業に有用である。
本開示によれば、鋼製櫓の効率的な組立て作業に有用な組立用治具及び組立方法が提供される。
図1は、鋼製櫓の一例を示す斜視図である。 図2は、組立用治具の一例を示す斜視図である。 図3は、支持アームの一例を示す側面図である。 図4は、組立手順の一例を示すフローチャートである。 図5は、レグの準備の様子を示す図である。 図6は、支持部材の配置の様子の一例を示す図である。 図7は、レグの立てかけの様子の一例を示す図である。 図8は、ブレースの接合を説明するための図である。 図9は、上部ブロックの接合を説明するための図である。 図10は、上部ブロックに設置された足場の一例を示す図である。
以下、図面を参照して一実施形態について説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[鋼製櫓]
まず、図1を参照して、組立対象である鋼製櫓の一例として、洋上風力発電設備において利用される支持装置を説明する。洋上風力発電設備とは、海洋に生じる強大な風力を利用して発電する設備である。図1に示される支持装置1(鋼製櫓)は、風力を受けて回転するプロペラ等を含む発電装置を洋上の所定高さに支持する土台である。支持装置1は、例えば、ジャケット式の基礎構造を有している。支持装置1は、数十m程度の高さを有してもよい。支持装置1の高さは、一例として30〜80m程度である。支持装置1を構成する材料は、少なくとも鋼(鋼鉄)を含んでいる。支持装置1を構成する材料に含まれる鋼(鋼鉄)は、少なくとも鉄と炭素とを含んでいればよく、鋳鉄、炭素鋼、合金鋼、及び特殊鋼等のいずれの鋼であってもよい。支持装置1は、例えば、下部ジャケット10と、上部ブロック40とを備える。
下部ジャケット10は、少なくとも3つのレグ20と、補強部材30とを備える。一例として、下部ジャケット10は4つのレグ20を備えている。レグ20は、支持対象の部材(発電装置)を支持するための鋼製の支柱である。4つのレグ20は、鉛直な中心軸CLを囲むように地面に立てられる。例えば、4つのレグ20の接地位置は、中心軸CLまわりの周方向において互いに等間隔となるように設定される。これにより、4つのレグ20の接地位置を結ぶ多角形は略正方形となっている。4つのレグ20それぞれは、例えば、上方に向かうにつれて中心軸CLに近づくように傾いている。つまり、互いに隣り合うレグ20同士の間隔は、上方に向かうにつれて狭くなっている。
レグ20は、本体部22と、支持部材24(スタビング)とを備える。本体部22は、レグ20の主要部を構成する長尺部材である。例えば、本体部22は、一方向に延びる筒状部材であり、本体部22の延在方向に交差する断面の形状は円又は楕円であってもよい。本体部22は、作業者が出入りし作業できる程度の太さ(直径)を有してもよい。一例として、本体部22は、1m〜数m程度の太さを有している。本体部22は、例えば数十m程度の長さを有している。本体部22は、複数の長尺部材が互いに連結することで形成されてもよい。例えば、2つの長尺部材(以下、「分割レグ26a,26b」という。)の端部同士が溶接されることで本体部22が形成される。本体部22は、分割レグ26a,26bの端部同士を連結するための管状の連結部材を備えていてもよく、当該連結部材と端部それぞれとが溶接されていてもよい。
支持部材24は、本体部22を支持する部材である。支持部材24は、レグ20の下端部を構成している。例えば、支持部材24の長さは本体部22よりも短く、支持部材24は地面に略垂直に立てられる。支持部材24は、パイプ(筒部材)であってもよい。本体部22は、例えば、ボルト締結又は溶接等により支持部材24の上端部に固定されている。
補強部材30は、互いに隣り合うレグ20同士を連結する鋼製の部材である。図1に示されるように、下部ジャケット10が4つのレグ20を備える場合、下部ジャケット10は、4つの補強部材30をレグ20同士の間にそれぞれ備える。補強部材30は、互いに隣り合うレグ20同士の間において互いに異なる高さ位置に配置される複数段のブレースを備えてもよい。ブレース(筋交い)は、例えば互いに交差する2本の中実の柱体又はパイプを有し、2本の柱体又はパイプは交差位置で互いに接続されている。この場合、ブレースは、2つの上端部と2つの下端部とを有する。ブレースの2つの上端部は、互いに隣り合うレグ20にそれぞれ接続されており、ブレースの2つの下端部は、互いに隣り合うレグ20にそれぞれ接続されている。ブレースの上端部及び下端部は、継手部材を介してレグ20にそれぞれ接続されていてもよい。補強部材30は、複数段のブレースとして、例えば、2段のブレースを有する。以下、下段に位置するブレースを下段ブレース34(第1ブレース)といい、上段に位置するブレースを上段ブレース36(第2ブレース)という。
下段ブレース34の下端部34bは、レグ20の本体部22の下端部(下端の近傍部分)に接続されてもよい。上段ブレース36の上端部36aは、本体部22の上端部(上端の近傍部分)に接続されてもよい。下段ブレース34の上端部34aと上段ブレース36の下端部36bとは、本体部22の中間部にそれぞれ接続されている。上端部34aと下端部36bとは、同じ作業足場においてレグ20への接続作業ができる程度に近接していてもよい。例えば、上端部34aと下端部36bとの高さ位置は、互いに略一致していてもよく、同じ作業足場においてレグ20への接続作業ができ得る程度に互いに離れていてもよい。互いに隣り合うレグ20同士の間隔が上方に向かうにつれて狭くなるので、上段ブレース36の幅が、下段ブレース34の幅よりも小さくなるように設定されている。各ブレースは、少なくとも1本の筋交い(両端が異なる高さ位置でレグ20にそれぞれ接続される柱体又はパイプ)で構成されてもよく、3本以上の筋交いで構成されてもよい。なお、補強部材30は、3段以上のブレースを有していてもよく、複数段のブレースに加えて、両端が同じ高さ位置でレグ20にそれぞれ接続される梁を有していてもよい。
上部ブロック40は、発電装置が搭載されるブロックであり、レグ20により支持される。上部ブロック40は、例えば、少なくとも3つの接続部42と、接続部44とを備える。上部ブロック40は、レグ20の本数と同じ数の接続部42を備えている。図1に示されるように、4つの接続部42は、4つのレグ20の上端それぞれに対応するように設けられている。接続部42は、レグ20と同程度の太さを有するパイプであってもよい。接続部44は、中心軸CLに配置されており、接続部44には発電装置が接続される。例えば、発電装置のプロペラ及びナセルを支持するためのタワーの下端が接続部44に載せられた状態で、上部ブロック40に発電装置が搭載される。
[組立用治具]
続いて、図2及び図3を参照して、組立用治具の一例について説明する。図2に示される組立用治具50は、支持装置1を組み立てるための治具(架構)である。具体的には、組立用治具50は、レグ20と補強部材30とから構成される下部ジャケット10を組み立てるための治具である。組立用治具50は、例えば、支持塔60と、設置部52と、少なくとも3つの支持アーム80と、少なくとも3つのレグ支持部90とを備える。
支持塔60は、地面に垂直に立てられる。支持塔60の高さは、組立対象の支持装置1に応じて設定される。一例として、支持塔60の高さは、支持装置1の高さの半分程度に設定される。
設置部52は、支持塔60を起立状態に保つ部材であり、支持塔60の下端部に設けられている。設置部52は、例えば、支持塔60の下端部の外側壁から放射状に延びて地面に接する複数の設置アーム54(例えば、4つの設置アーム54)を備える。各設置アーム54は、その延在方向への支持塔60の倒れに抗する。複数の設置アーム54は、支持塔60を中心とした周方向において互いに等間隔となるように配置されてもよい。
少なくとも3つの支持アーム80は、支持塔60の上部に設けられる。組立用治具50では、レグ20の本数と同じ数の支持アーム80が備えられる。図2に示される4つの支持アーム80は、4つのレグ20をそれぞれ支持するためのアームである。4つの支持アーム80は、支持塔60の上部から放射状に延びている。例えば4つの支持アーム80は、支持塔60の上端部(上端の近傍部分)の外側壁から放射状に延びている。この場合、4つの支持アーム80の高さ位置は、支持塔60の高さにより規定される。4つの支持アーム80は、例えば、支持塔60を中心とした周方向において互いに等間隔となるように配置されている。
各支持アーム80の先端にはレグ支持部90が設けられる。レグ支持部90は、地面に立てられた状態のレグ20を支持する(レグ20を起立状態に維持する)。レグ支持部90は支持アーム80に設けられており、支持アーム80の先端から張り出している。例えば、レグ支持部90は支持アーム80の先端近傍の上面に設けられている。レグ支持部90の先端(支持アーム80の先端よりも張り出す部分)には、レグ20を受け入れるための凹み部90aが形成されていてもよい。凹み部90aにレグ20が収容されることで、レグ支持部90に支持されたレグ20の周方向における移動が規制される。図2に示される例では、4つの支持アーム80が、上方から見て、互いに隣り合う設置アーム54の間に配置されている。この場合、地面に立てるレグ20と設置アーム54との干渉を容易に避けることができる。
図2に示されるように、支持塔60は、高さ調節部66と、塔上部62と、塔下部64とを有してもよい。支持塔60が立てられた状態において、塔下部64、高さ調節部66、及び塔上部62は、地面からこの順で配置されている。支持塔60の下端部に設けられる設置アーム54は、塔下部64の下端部に設けられている。支持塔60の上端部に設けられる支持アーム80は、塔上部62の上端部に設けられている。
高さ調節部66は、支持塔60の高さ(レグ支持部90の高さ位置)を可変にする部材である。高さ調節部66は、例えば、塔中間部68と、連結部72と、連結部74とを備える。塔中間部68は、塔下部64と塔上部62との間に介在する。連結部72は、塔上部62と塔中間部68との間を着脱可能に連結する。連結部74は、塔中間部68と塔下部64との間を着脱可能に連結する。連結部72,74が着脱可能とされているので、高さが異なる2種類以上の塔中間部68を予め準備しておくことで、塔中間部68を入れ替えることができる。これによりレグ支持部90の高さ位置が調節される。なお、高さ調節部66は、長さが伸縮可能な塔中間部68を含んでいてもよく、塔中間部68自身の伸縮により、レグ支持部90の高さ位置が調節されてもよい。
支持塔60の高さは、レグ20に対して補強部材30を接続する箇所の近傍にレグ支持部90が位置するように設定されてもよい。支持塔60の高さは、例えば、補強部材30に含まれる複数段のブレースの間の近傍にレグ支持部90が位置するように設定される。一例として、支持塔60の高さは、下段ブレース34と上段ブレース36との間の近傍(以下、「ブレース間の近傍」という。)にレグ支持部90が位置するように設定される(図8参照)。支持塔60の高さは、レグ支持部90が下段ブレース34の下端部34bよりも上端部34a寄りに位置するように設定されている。すなわち、上端部34aとレグ支持部90との高さ位置の差が、レグ支持部90と下端部34bとの高さ位置の差よりも小さくなっている。例えば、レグ支持部90は、作業者がレグ支持部90において下段ブレース34の上端部34aと上段ブレース36の下端部36bとをレグ20に接続することが可能となる程度に、上端部34aと下端部34bとの間において上端部34a寄りに位置している。
支持アーム80は、支持塔60からレグ支持部90までの長さ(以下、「アーム長」という。)を可変にする長さ調節部84を有していてもよい。図3には、上方から見た支持アーム80の一例が示されている。各支持アーム80は、第1アーム80aと、第2アーム80bと、長さ調節部84とを有する。第1アーム80aは、支持塔60の上端部に固定されている。第2アーム80bは、長さ調節部84を介して第1アーム80aに接続されており、その一端がレグ支持部90に固定されている。
長さ調節部84は、アーム長を可変にする部材である。長さ調節部84は、例えば、アーム中間部86と、連結部88aと、連結部88bとを備える。アーム中間部86は、第1アーム80aと第2アーム80bとの間に介在する。連結部88aは、第1アーム80aとアーム中間部86との間を着脱可能に連結する。連結部88bは、アーム中間部86と第2アーム80bとの間を着脱可能に連結する。連結部88a,88bが着脱可能とされているので、長さが異なる2種類以上のアーム中間部86を予め準備しておくことで、アーム中間部86を入れ替えることができる。これによりアーム長が調節される。なお、長さ調節部84は、長さが伸縮可能なアーム中間部86を含んでいてもよく、アーム中間部86自身の伸縮により、アーム長が調節されてもよい。
図2に戻り、支持塔60は、昇降用通路76を更に備えていてもよい。昇降用通路76は、塔上部62の上端までの作業者の昇降を可能にする。昇降用通路76は、支持塔60の外側に(外面に沿って)設けられてもよい。支持塔60が筒状に形成されている場合、昇降用通路76は支持塔60の内部に設けられてもよい。昇降用通路76は、例えば、塔下部64、塔中間部68、及び塔上部62それぞれの塔内部に設けられている。昇降用通路76は、昇降用設備76aを含んでいてもよい。昇降用設備76aとしては、上記塔内部に設けられる螺旋状の階段又はエレベータが挙げられる。支持塔60の下部(例えば塔下部64)には、塔内部に作業員が入るための入口76bが設けられていてもよい。
支持アーム80は、移動用通路82を有してもよい。支持アーム80は、例えば、移動用通路82として作業者が歩行可能な上面を有する。移動用通路82は、昇降用通路76と接続されており、作業者は、昇降用通路76を利用して支持塔60の上端(支持アーム80)まで移動し、移動用通路82を利用して支持塔60からレグ支持部90まで移動できる。移動用通路82は、移動用設備を含んでいてもよい。移動用通路82は、例えば、移動用設備として、支持アーム80の上面における左右の端に設けられる手摺を含む。
[組立手順]
続いて、図4〜図10を参照して、組立用治具50を用いた支持装置1の組立手順(組立方法)の一例について説明する。支持装置1の組立作業の一部は、地面に設定された組立エリアARにおいて行われる(図6参照)。図4は、組立手順の一例を示すフローチャートである。
図4に示されるように、まず、作業者はステップS01を実行する。ステップS01では、例えば、作業者が補強部材30の下段ブレース34及び上段ブレース36を準備し、レグ20の本体部22を準備する。作業者は、準備する部材を地面Gに置いた状態で準備作業を行ってもよい。例えば、図5に示されるように、作業者は、分割レグ26a,26bを地面Gに横倒しにした状態で当該分割レグ同士を連結することで、本体部22を形成する。分割レグ26a,26bそれぞれがパイプである場合、作業者は、分割レグ26a,26bそれぞれの端部同士を接合する。この際、作業者は、レグ20(本体部22)の強度を維持するために、分割レグの外側及び内側それぞれにおいて連結部分を溶接してもよい。作業者は、分割レグの内側における溶接作業では、分割レグの内部に入って作業を行う。
次に、作業者はステップS02を実行する。ステップS02では、図6に示されるように、例えば作業者がクレーン等を利用して組立用治具50を組立エリアAR内に配置する。作業者は、組立エリアARの中央に支持塔60(塔下部64)が立てられるように組立用治具50を配置してもよい。作業者は、組立エリアARにおいて組立用治具50自体を組立ててもよく、予め組み立てられた組立用治具50を組立エリアARに搬送して配置してもよい。そして、作業者は、各レグ20を立てる位置に設置治具29を配置する。組立用治具50及び設置治具29の配置位置は、例えば、下部ジャケット10の構造図にて示される。作業者は、例えば、レグ支持部90から支持アーム80の延在方向に所定距離だけ離れた配置位置に、支持部材24を位置決めするための設置治具29を配置する。その後、作業者は、支持部材24を設置治具29上に設けることで、支持部材24を上記配置位置に設置してもよい。設置治具29は、例えば、地面に接する底面と、支持部材24を収容する凹部とを有する。
次に、作業者はステップS03を実行する。ステップS03では、例えば、作業者がレグ20を配置する。具体的には、作業者は、図7に示されるように、クレーン等を利用することで、上記配置位置に設けられている支持部材24上に本体部22の下端部を配置し、当該本体部22をレグ支持部90に立てかける。この際、作業者は、本体部22の中間の位置がレグ支持部90に接するように、当該本体部22をレグ支持部90に立てかけてもよい。そして、作業者は、本体部22の一端部を支持部材24にボルト固定又は溶接してもよい。作業者は、ステップS02における支持部材24の配置とステップS03とを実行することで、4つのレグ20それぞれを対応するレグ支持部90に立てかける。
なお、ステップS02において、作業者は分割レグ26a,26b(本体部22)に加えて支持部材24を地面Gに横倒しした状態で、これらを連結(溶接)してもよい。そして、作業者は、ステップS03において、本体部22と支持部材24とから構成されるレグ20の下端部を設置治具29上に配置し、当該レグ20をレグ支持部90に立てかけてもよい。本明細書において、設置治具29上にレグ20を配置し、当該レグ20をレグ支持部90に立てかけることには、上述のように、設置治具29上の支持部材24上にレグ20の本体部22の下端部を配置し、当該本体部22をレグ支持部90に立てかけることが含まれる。
次に、作業者はステップS04を実行する。ステップS04では、例えば、図8に示されるように、作業者が補強部材30を互いに隣り合うレグ20の間に配置する。具体的には、作業者は、クレーン等を利用して補強部材30の下段ブレース34及び上段ブレース36を互いに隣り合うレグ20の間に配置し、高所作業車等を利用して、各ブレースの少なくとも一部を対応するレグ20に仮固定する。作業者は、例えば、各ブレースが所定の高さ位置に保持される程度に、ブレースをレグ20に仮付け溶接(組立て溶接)する。この際、作業者は、ブレースの接続箇所全てをレグ20に仮固定してもよく、接続箇所の少なくとも一部を仮固定しなくてもよい。例えば、作業者は、上段ブレース36の上端部36a(補強部材30の上端部)を仮固定しなくてもよい。
次に、作業者はステップS05を実行する。ステップS05では、例えば、作業者が補強部材30の少なくとも一部をレグ20に接続する。例えば、作業者は、下段ブレース34の下端部34b及び上端部34aと、上段ブレース36の下端部36bとをレグ20に接合(溶接)する。下端部34bをレグ20に溶接する際に、作業者は、地面から足場を組んで下端部34bの溶接作業を行ってもよい。
上端部34a及び下端部36bをレグ20に溶接する際には、まず、作業者はレグ支持部90において作業用の足場92(第1足場)を設置する。一例として、図8に示されるように、作業者は、レグ支持部90(支持アーム80)上から上端部34a及び下端部36bに対する作業が可能な程度の高さ位置まで足場92を組み上げる。足場92は、レグ20へのブレースの溶接作業を作業者が行うための仮設設備であり、移動可能な高所作業車等と異なりレグ支持部90上に固定されている。なお、足場92は、レグ支持部90に代えて、又はレグ支持部90に加えて、支持アーム80上に固定されていてもよい。足場92は、例えば、鋼製のパイプ及び鋼製の板材等で構成されており、作業員が昇降するための階段を含んでいる。なお、図8では省略されているが、作業者は、4つのレグ支持部90それぞれにおいて足場92を設置してもよい。
足場92の設置後に、作業者は、足場92において上端部34a及び下端部36bをレグ20にそれぞれ溶接する。足場92において溶接作業を行うために、作業者は、支持塔60内の昇降用通路76を経て支持アーム80まで昇り、支持アーム80の移動用通路82を経て支持塔60からレグ支持部90(足場92)まで移動する。作業者は、下段ブレース34の上端部34a及び下端部34bと上段ブレース36の下端部36bとをレグ20に溶接した後に、これらの溶接個所の検査及び塗装等を実行してもよい。
次に、作業者はステップS06を実行する。ステップS06では、例えば、作業者がクレーン等を利用して組立用治具50の少なくとも一部を撤去する。一例として、作業者は、まず塔上部62と塔中間部68との連結を解除して、クレーン等により支持アーム80及び塔上部62を上方に吊り上げて搬送することで、組立エリアARから支持アーム80及び塔上部62を撤去する。この際、作業者は、支持アーム80と塔上部62との接続を解除した状態で、支持アーム80と塔上部62とを撤去してもよい。そして、作業者は、塔中間部68と塔下部64との連結を解除して、クレーン等により塔中間部68を上方に吊り上げて搬送することで、組立エリアARから塔中間部68を撤去してもよい。その後、作業者は、塔下部64と設置アーム54とを組立エリアARから撤去してもよい。
次に、作業者はステップS07を実行する。ステップS07では、例えば、作業者が下部ジャケット10を組立エリアARから搬送する。一例として、作業者は、ドーリー(搬送台車)を利用して下部ジャケット10を作業櫓94の横まで搬送する。作業櫓94は、作業員が昇降可能な作業用の櫓であり、例えば、組立エリアARとは別の場所に予め設置されている。図9に示されるように、作業櫓94の高さは、下部ジャケット10よりも高くてもよい。なお、補強部材30の下端部あるいは最下段のブレースの交差部の高さ位置が塔下部64よりも高い場合には、ステップS06において、作業者は、塔下部64及び設置アーム54を動かさずに組立エリアARに設置した状態を維持してもよい(塔下部64及び設置部52を組立エリアARから撤去しなくてもよい)。
次に、作業者はステップS08を実行する。ステップS08では、例えば、作業者がクレーン等を利用して上部ブロック40を4つのレグ20の上に配置する。一例として、作業者は、予め工場等の建屋内で製作された上部ブロック40をクレーンでレグ20の上方まで吊り上げて、上部ブロック40の各接続部42をレグ20の上端に合わせる(突き当てる)ように上部ブロック40を配置する。ステップS05において、上段ブレース36の上端部36aがレグ20に接続されていない状態が維持されている(上端部36aがレグ20に溶接されていない)場合、作業者は、公差を吸収できる程度に4つのレグ20それぞれの上端の位置を調節しつつ、上部ブロック40の接続部42をレグ20の上端に合わせることができる。
次に、作業者はステップS09を実行する。ステップS09では、例えば、作業者が上部ブロック40と作業櫓94との間に連結橋98を設置する。つまり、連結橋98は、上部ブロック40と、4つのレグ20が立てられたエリアの隣に配置された作業櫓94との間を、作業員が移動可能となるように連結する。これにより、作業員は、作業櫓94を経て地面から連結橋98まで昇り、連結橋98を通って作業櫓94から上部ブロック40の上面まで移動することができる。なお、作業櫓94は、他の支持装置1の組立にも用いられてもよい。例えば、作業者は、他の支持装置1のために既に設置されている作業櫓94と組立対象の支持装置1との間に連結橋98を設置してもよい。あるいは、作業櫓94と他の支持装置1との間に連結橋が既に設置されており、作業者は、他の支持装置1と組立対象の支持装置1との間に連結橋98を更に設置してもよい。作業櫓94を複数の支持装置1の組立に利用する場合において、複数の支持装置1の高さが互いに異なっていてもよい。
図10に示されるように、上部ブロック40において、レグ20の上に配置された際にレグ20と接続される部分(接続部42の近傍)に予め作業用の足場96(第2足場)が設置されていてもよい。あるいは、上部ブロック40がレグ20の上に配置され、連結橋98が設置された後に、作業員が、上記部分に作業用の足場96を組み立ててもよい。足場96は、作業者が上部ブロック40と各レグ20との接合作業(例えば、溶接作業)を行うための仮設設備であり、上部ブロック40に固定されている。足場96は、例えば、上部ブロック40及び上段ブレース36の上端部36aに対する作業が可能な位置まで作業者が移動できるように設置される。足場96は、足場92と同様に、鋼製のパイプ及び鋼製の板材等で構成されてもよく、作業員が昇降するための階段を含んでいてもよい。なお、図9では省略されているが、足場96は、4つの接続部42それぞれの近傍(4つのレグそれぞれ)において設置されてもよい。
次に、作業者はステップS10を実行する。ステップS10では、例えば、作業者が、4つのレグ20それぞれの上端と上部ブロック40とを接合し、補強部材30の上端部をレグ20に接合する。一例として、作業者は、上部ブロック40に設置された作業用の足場96において、レグ20の上端と上部ブロック40の接続部42とを溶接する。作業者は、接続部42及びレグ20の内側及び外側のそれぞれにおいて溶接を行ってもよい。この場合、足場96には、接続部42の内部への作業者の進入及び内部での作業を可能にする拡張部が含まれていてもよい。拡張部としては、例えば、吊り下げ足場(かご状の拡張部)等が挙げられる。上部ブロック40と接続部42との溶接に加えて、作業者は、作業用の足場96において、上段ブレース36の上端部36aとレグ20とを溶接する。上段ブレース36の上端部36aとレグ20とが接合されることで、互いに隣り合うレグ20同士が補強部材30により連結される。以上により、組立用治具50を用いて支持装置1が組み立てられる(製造される)。
[実施形態の効果]
以上説明した組立用治具50は、4つのレグ20を有する支持装置1の組立エリアARの中央に立てられる支持塔60と、支持塔60の上部から放射状に延びる4つの支持アーム80と、4つの支持アーム80の先端にそれぞれ設けられ、組立エリアARに立てられた状態の4つのレグ20をそれぞれ支持する4つのレグ支持部90と、を備える。この組立用治具50により、支持装置1の完成形状に合わせてレグ20を配置した状態で組立て作業を行うことができる。すなわち、レグ20を立てた後に、レグ20に対する部品の組付け作業を行うことができる。これにより、大型の揚重機の使用頻度を削減することができる。従って、効率的な組立て作業に有用である。
なお、上記組立用治具50を用いずに長尺のレグ20を有する鋼製櫓を組立てる方法として、各レグが複数の分割レグで構成されており、分割レグを含む複数のユニットそれぞれを順に積み上げつつ鋼製櫓を組み立てる方法が考えられる。この場合、分割レグ同士が起立した状態で当該分割レグ同士を接合(溶接)して長尺のレグ20を形成する必要がある。分割レグ同士の接合には高い強度と信頼性が求められるので、起立した分割レグ同士を接合する作業は煩雑となる。例えば、溶接作業を行うために、分割レグ同士の溶接個所ごとに足場を準備する必要がある。これに対して、上記構成の組立用治具50を用いることで、起立した分割レグ同士の接合作業が削減される。従って、組立用治具50は、各レグが分割レグで構成される場合に特に有用である。
上記実施形態において、支持塔60は、4つの支持アーム80への作業者の昇降を可能にする昇降用通路76を有する。4つの支持アーム80のそれぞれは、支持塔60からレグ支持部90への作業者の移動を可能にする移動用通路82を有する。この場合、レグ20の支持に用いられる組立用治具50をレグ20に対する高所作業の足場としても利用できる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
上記実施形態において、支持装置1は、互いに隣り合うレグ20同士を連結する補強部材30を更に有する。レグ支持部90の高さ位置は、レグ20に補強部材30を接続する箇所の近傍に設定される。この場合、組立用治具50を補強部材30の接続作業の足場としても利用することができる。従って、支持装置1の組立用設備の簡素化に有用である。
上記実施形態において、補強部材30は、互いに隣り合うレグ20同士の間に上下方向に並ぶように配置され当該レグ20同士を連結する複数段のブレースを含む。レグ支持部90の高さ位置は、複数段のブレースの間の近傍に設定される。この場合、組立用治具50を複数段のブレースの接合作業にも利用することができる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
上記実施形態において、支持塔60は、4つのレグ支持部90の高さ位置を可変にする高さ調節部66を有する。この場合、支持装置1の高さ等に応じた高さ位置にレグ支持部90を配置することができ、複数種類の支持装置1の組立に組立用治具50を利用することが可能となる。
上記実施形態において、支持塔60は、組立エリアARの地面に立てられる塔下部64と、4つの支持アーム80が接続される塔上部62とを更に有する。高さ調節部66は、塔上部62と塔下部64との間に介在する塔中間部68と、塔上部62と塔中間部68との間を着脱可能に連結する連結部72と、塔中間部68と塔下部64との間を着脱可能に連結する連結部74とを含む。この場合、支持装置1に応じて塔中間部68を入れ替えることでレグ支持部90の高さ位置を調節できるので、高さ調節のための複雑な機構が不要となる。従って、組立用治具の簡素化に有用である。
上記実施形態において、4つの支持アーム80のそれぞれは、支持塔60からレグ支持部90までの長さを可変にする長さ調節部84を有する。この場合、支持装置1のレグ20の傾きに応じた位置にレグ支持部90を配置することができ、複数種類の支持装置1の組立に組立用治具50を利用することが可能となる。
以上説明した支持装置1の組立手順は、組立用治具50の4つのレグ支持部90に、4つのレグ20をそれぞれ立てかけることと、4つのレグ支持部90にそれぞれ立てかけられた4つのレグ20において、互いに隣り合うレグ20同士を補強部材30により接続することとを含む。この組立手順では、支持装置1の完成形状に合わせてレグ20を配置した状態で、レグ20への補強部材30の接続作業等の組立て作業を行うことができる。すなわち、レグ20を立てた後に、レグ20に対する補強部材30の組付け作業を行うことができる。これにより、大型の揚重機の使用頻度を削減することができる。従って、効率的な組立て作業に有用である。
上記実施形態において、レグ支持部90にレグ20を立てかけることは、レグ20を立てる位置に設置治具29を配置することと、設置治具29上にレグ20を配置し、当該レグ20をレグ支持部90に立てかけることとを含む。この場合、レグ20の位置決め作業とレグ20の立てかけ作業とを分けて行うことができる。従って、組立用治具へのレグ20の立てかけが容易である。
上記実施形態において、補強部材30は、互いに隣り合うレグ20同士を連結する下段ブレース34を含む。互いに隣り合うレグ20同士を補強部材30により接続することは、支持塔60の昇降用通路76を経て支持アーム80まで昇ることと、支持アーム80の移動用通路82を経て支持塔60からレグ支持部90に移動することと、レグ支持部90において下段ブレース34の上端部34aをレグ20に接合することとを含んでもよい。この場合、下段ブレース34の上端部34aの接合作業における足場として組立用治具50を利用できるので、支持装置1の組立用設備の簡略化に有用である。例えば、上記接合作業に組立用治具50を利用しない場合、地面から下段ブレース34の上端部34aまで足場を組む必要がある。これに対して、上記構成では、地面から足場を組む必要がないので組立用設備が簡略化される。
上記実施形態では、レグ支持部90において、レグ20に下段ブレース34の上端部34aを接合することは、レグ支持部90に設置された作業用の足場92において、下段ブレース34の上端部34aをレグ20に接合することを含む。この場合、足場92を利用することで、下段ブレース34の上端部34aとレグ20との接合作業が容易となる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
上記実施形態では、補強部材30は、互いに隣り合うレグ20同士の間において下段ブレース34の上方に配置され当該レグ20同士を連結する上段ブレース36を更に含む。互いに隣り合うレグ20同士を補強部材30により接続することは、レグ支持部90において、上段ブレース36の下端部36bをレグ20に接合することを含む。この場合、下段ブレース34の上端部34a及び上段ブレース36の下端部36bとレグ20との接合作業の足場としても組立用治具50を利用することができる。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
上記実施形態に係る支持装置1の組立手順は、少なくとも3つのレグ20の上に上部ブロック40を配置することと、少なくとも3つのレグ20のそれぞれの上端と上部ブロック40とを接合することとを更に含む。少なくとも3つのレグ20のそれぞれの上端と上部ブロック40とを接合することは、上部ブロック40に設置された作業用の足場96において、レグ20の上端と上部ブロック40とを接合することを含む。この場合、支持装置1の上端に位置する上部ブロック40まで延びる高所作業車が不要であるので、組立用設備の簡略化に更に有用である。
互いに隣り合うレグ20同士を補強部材30により接続することは、上部ブロック40の配置前に、補強部材30のうちの上端部を除く少なくとも一部をレグ20に接合することと、上部ブロック40の配置後に、補強部材30の上端部をレグに接合することとを含む。この場合、上部ブロック40を接合するための足場96を利用することで、補強部材30の上端部に対する接合作業も行うことができる。また、上部ブロック40の配置前に補強部材30の上端部がレグ20に接続されていないので、上部ブロック40と各レグ20との位置合わせが容易である。従って、効率的な組立て作業に更に有用である。
上記実施形態において、4つのレグ20のそれぞれの上端と上部ブロック40とを接合することは、上部ブロック40と、4つのレグ20が立てられたエリアの隣に配置された作業櫓94との間に連結橋98を設置することと、作業櫓94から連結橋98を通って上部ブロック40に移動することとを更に含む。この場合、作業櫓94及び連結橋98を介して、上部ブロック40に移動して当該上部ブロック40に対する作業を行うことができる。従って、上部ブロックが高所に位置していても上部ブロックへの移動が容易となるので、効率的な組立作業に有用である。
上記実施形態に係る支持装置1では、レグ20がパイプ状の分割レグで構成されており、強度の観点から分割レグ同士が内側及び外側から溶接される。例えば、洋上風力を利用した発電装置の支持装置は強風下に設置されるので、より強固な連結が要求される。仮に組立用治具50を用いずに分割レグ同士を鉛直方向に積み重ねつつ連結する場合、作業員が起立状態の分割レグの内部に入り作業することは困難である。たとえ内部に入り作業が可能であるとしても、分割レグ同士の溶接個所ごとに、レグの内部と外部との両方に足場を設ける必要がある。これに対して、組立用治具50を利用することで、分割レグ同士を地面に横倒しにした状態で連結しても支持装置1を組み立てることができるので、組立用治具50及び上記組立方法は、パイプ状の長尺のレグ20が用いられる場合に特に有用である。
[変形例]
支持装置1は、3つのレグ20又は5つ以上のレグ20を備えていてもよい。支持装置1は、何らかの装置を支持する鋼製櫓であればよく、発電装置を搭載する下部構造に限られない。また、組立用治具による組立対象である鋼製櫓は、鉄製の骨組み構造から構成される鉄塔であってもよい。この場合、鉄塔を構成する鉄骨(分割レグ)同士がボルトにより連結されてもよい。
1…支持装置(鋼製櫓)、10…下部ジャケット、20…レグ、22…本体部、24…支持部材、29…設置治具、30…補強部材、34…下段ブレース、34a…上端部、34b…下端部、36…上段ブレース、36a…上端部、36b…下端部、40…上部ブロック、42,44…接続部、50…組立用治具、52…設置部、54…設置アーム、60…支持塔、62…塔上部、64…塔下部、66…高さ調節部、68…塔中間部、72,74…連結部、76…昇降用通路、76a…昇降用設備、76b…入口、80…支持アーム、80a…第1アーム、80b…第2アーム、82…移動用通路、84…長さ調節部、86…アーム中間部、88a,88b…連結部、92…足場、94…作業櫓、96…足場、98…連結橋、CL…中心軸、G…地面、AR…組立エリア。

Claims (15)

  1. 少なくとも3つのレグを有する鋼製櫓の組立エリアの中央に立てられる支持塔と、
    前記支持塔の上部から放射状に延びる少なくとも3つの支持アームと、
    前記少なくとも3つの支持アームの先端にそれぞれ設けられ、前記組立エリアに立てられた状態の前記少なくとも3つのレグをそれぞれ支持する少なくとも3つのレグ支持部と、を備え
    前記レグ支持部は、前記組立エリアの中央まわりの周方向への前記レグの移動を規制するように当該レグを収容する凹み部を有する、鋼製櫓の組立用治具。
  2. 前記支持塔は、前記少なくとも3つの支持アームへの作業者の昇降を可能にする昇降用通路を有し、
    前記少なくとも3つの支持アームのそれぞれは、前記支持塔から前記レグ支持部への作業者の移動を可能にする移動用通路を有する、請求項1記載の組立用治具。
  3. 前記鋼製櫓は、前記少なくとも3つのレグのうちの互いに隣り合うレグ同士を連結する補強部材を更に有し、
    前記レグ支持部の高さ位置は、前記レグに前記補強部材を接続する箇所の近傍に設定される、請求項1又は2記載の組立用治具。
  4. 前記補強部材は、互いに隣り合う前記レグ同士の間に上下方向に並ぶように配置され当該レグ同士を連結する複数段のブレースを含み、
    前記レグ支持部の高さ位置は、前記複数段のブレースの間の近傍に設定される、請求項3記載の組立用治具。
  5. 前記支持塔は、前記少なくとも3つのレグ支持部の高さ位置を可変にする高さ調節部を有する、請求項1〜4のいずれか一項記載の組立用治具。
  6. 前記支持塔は、前記組立エリアの地面に立てられる塔下部と、前記少なくとも3つの支持アームが接続される塔上部とを更に有し、
    前記高さ調節部は、前記塔上部と前記塔下部との間に介在する塔中間部と、前記塔上部と前記塔中間部との間を着脱可能に連結する連結部と、前記塔中間部と前記塔下部との間を着脱可能に連結する連結部とを含む、請求項5記載の組立用治具。
  7. 前記3つの支持アームのそれぞれは、前記支持塔から前記レグ支持部までの長さを可変にする長さ調節部を有する、請求項1〜6のいずれか一項記載の組立用治具。
  8. 支持塔と、前記支持塔の上部から放射状に延びる少なくとも3つの支持アームと、前記少なくとも3つの支持アームの先端にそれぞれ設けられた少なくとも3つのレグ支持部と、を備える組立用治具の前記少なくとも3つのレグ支持部に、少なくとも3つのレグをそれぞれ立てかけることと、
    前記少なくとも3つのレグ支持部にそれぞれ立てかけられた前記少なくとも3つのレグにおいて、互いに隣り合うレグ同士を補強部材により接続することとを含む、鋼製櫓の組立方法。
  9. 前記レグ支持部に前記レグを立てかけることは、
    前記レグを立てる位置に設置治具を配置することと、
    前記設置治具上に前記レグを配置し、当該レグを前記レグ支持部に立てかけることとを含む、請求項8記載の組立方法。
  10. 前記補強部材は、互いに隣り合う前記レグ同士を連結する第1ブレースを含み、
    互いに隣り合う前記レグ同士を前記補強部材により接続することは、
    前記支持塔の昇降用通路を経て前記支持アームまで昇ることと、
    前記支持アームの移動用通路を経て前記支持塔から前記レグ支持部に移動することと、
    前記レグ支持部において第1ブレースの上端部を前記レグに接合することとを含む、請求項8又は9記載の組立方法。
  11. 前記レグ支持部において、前記レグに前記第1ブレースの上端部を接合することは、前記レグ支持部に設置された作業用の第1足場において、前記第1ブレースの上端部を前記レグに接合することを含む、請求項10記載の組立方法。
  12. 前記補強部材は、互いに隣り合う前記レグ同士の間において前記第1ブレースの上方に配置され当該レグ同士を連結する第2ブレースを更に含み、
    互いに隣り合う前記レグ同士を前記補強部材により接続することは、前記レグ支持部において、前記第2ブレースの下端部を前記レグに接合することを含む、請求項10又は11記載の組立方法。
  13. 前記少なくとも3つのレグの上に上部ブロックを配置することと、
    前記少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と前記上部ブロックとを接合することとを更に含み、
    前記少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と前記上部ブロックとを接合することは、前記上部ブロックに設置された作業用の第2足場において、前記レグの上端と前記上部ブロックとを接合することを含む、請求項8〜12のいずれか一項記載の組立方法。
  14. 互いに隣り合う前記レグ同士を前記補強部材により接続することは、
    前記上部ブロックの配置前に、前記補強部材のうちの上端部を除く少なくとも一部を前記レグに接合することと、
    前記上部ブロックの配置後に、前記補強部材の上端部を前記レグに接合することとを含む、請求項13記載の組立方法。
  15. 前記少なくとも3つのレグのそれぞれの上端と前記上部ブロックとを接合することは、
    前記上部ブロックと、前記少なくとも3つのレグが立てられたエリアの隣に配置された作業櫓との間に連結橋を設置することと、
    前記作業櫓から前記連結橋を通って前記上部ブロックに移動することとを更に含む、請求項13又は14記載の組立方法。
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