JP6749142B2 - 平底円筒型タンクにおける内槽の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、平底円筒型タンクにおける内槽の施工方法に関する。

液化天然ガスや液化石油ガスを貯蔵するタンクの一つとして、外槽及び内槽を備えた平底円筒型タンクがある。この平底円筒型タンクの施工では、Air Rising（ＡＲ）工法が広く採用されている（特許文献１参照）。ＡＲ工法は、外槽の側部又は内槽の側板を形成した後に、その内側で組み立てた屋根を空気圧によって所定位置にまで浮上させ、当該屋根を外槽の側部又は内槽の側板の上部に固定する工法である。

ＡＲ工法において内槽の側板を施工する場合には、はじめに底板と側板の取合い部分である環状のアニュラプレートを形成し、その後、形成したアニュラプレートの上に側板の１段目を形成し、続いて側板の２段目以降を順に積み重ねて溶接してゆくのが一般的である。

特開平１０−２５２２６１号公報

本発明は、平底円筒型タンクにおける工期短縮を目的としている。

本発明の一形態に係る施工方法は、平底円筒型タンクにおける内槽の施工方法であって、複数の架台を底板上に配置する工程と、前記架台の下でアニュラプレートを形成する工程と、前記架台の下で前記アニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程と、前記架台の上で側板の２段目以降を順に形成してゆく工程と、前記架台を撤去し、前記側板の１段目と前記側板の２段目以降を溶接する工程と、を含み、前記アニュラプレートを形成する工程及び前記アニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程のうちの一方又は両方に並行して、前記側板の２段目以降を順に形成してゆく工程を行う。

この施工方法によれば、アニュラプレートを形成する工程及びアニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程のうちの一方又は両方に並行して、側板の２段目以降を順に形成してゆく工程を行うため、複数の工程を同時に行うことができることから、平底円筒型タンクの工期短縮が可能である。

なお、上記の「側板の２段目以降を順に形成していく工程」には、側板の同じ段を構成する部分側板同士を溶接する作業のみならず、異なる段の部分側板を溶接する作業も含まれる。つまり、上記の施工方法には、アニュラプレートを形成する工程及びアニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程のうちの一方又は両方に並行して、例えば側板の３段目の部分側板同士を溶接する作業を行う場合のみならず、側板の３段目の部分側板と２段目の部分側板を溶接する作業を行う場合も含まれる。いずれの場合であっても、平底円筒型タンクの工期短縮が可能である。

また、上記の施工方法において、前記内槽の側板の内側で屋根を形成する工程をさらに含み、前記側板の２段目以降を順に形成してゆく工程に並行して、前記屋根を形成する工程を行うようにしてもよい。

この施工方法によれば、前記側板の２段目以降を順に形成する工程に並行して、前記屋根を形成する工程を行うため、さらなる平底円筒型タンクの工期短縮が可能である。

また、上記の施工方法において、前記屋根を形成する工程において、前記屋根を支持する屋根サポートを、支持部材を介して前記側板の１段目で支持するようにしてもよい。

この施工方法によれば、屋根サポートを側板の１段目で支持するため、屋根サポートを支持する構造体を減らし又は無くすことができる。さらに、支持部材を足場の骨組みとして使用すれば、足場を支持する構造体を減らし又は無くすことができる。これにより、上記の構造体の設置及び撤去する作業を減らし又は無くすことにより、さらなる平底円筒型タンクの工期短縮が可能となる。

また、上記の施工方法において、前記複数の架台を渡すようにしてレールを設けるとともに当該レールに沿って移動するトロリを設け、当該トロリを用いて前記アニュラプレートの構成部材及び前記側板の１段目の構成部材を所定の周方向位置にまで搬送するようにしてもよい。

この施工方法によれば、アニュラプレートの構成部材及び側板の１段目の構成部材を所定の周方向位置にまで速やかに搬送することができるため、さらなる平底円筒型タンクの工期短縮が可能となる。

上記の施工方法によれば平底円筒型タンクの工期短縮が可能である。

図１は、平底円筒型タンクの断面図である。 図２は、本実施形態に係る施工方法を示した図である。 図３は、本実施形態に係る施工方法を示した図である。 図４は、本実施形態に係る施工方法を示した図である。 図５は、架台の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

＜平底円筒型タンクの構造＞
はじめに、平底円筒型タンク１００の構造について説明する。図１は平底円筒型タンク１００の断面図である。本実施形態の平底円筒型タンク１００は、液化天然ガスや液化石油ガスのような低温液体を貯蔵するタンクである。

平底円筒型タンク１００は、地面に敷設されたコンクリート製の底版１０と、コンクリート製で円筒状の側壁１１とを備えている。さらに、平底円筒型タンク１００は、底版１０及び側壁１１の内側に位置する外槽２０と、外槽２０の内側に位置する内槽３０とを備えている。

外槽２０は、底版１０の上面を覆う底板２１と、側壁１１の内周面を覆う側部２２と、球面を有する外槽屋根２３と、を有している。このうち、外槽２０の側部２２は、周方向に並んだ側部ライナ２４の列を鉛直方向に複数段重ねて形成されている。なお、本実施形態の外槽２０は、炭素鋼によって形成されているが、これ以外の材料で形成されていてもよい。

内槽３０は、外槽２０と相似形であって、底板３１と、円筒状の側板３２と、底板３１と側板３２の間に位置する環状のアニュラプレート３３と、内槽屋根３４と、側板３２と内槽屋根３４の間に位置する環状のナックルプレート３５と、を有している。このうち、内槽３０の側板３２は、周方向に並んだ部分側板３６の列を鉛直方向に複数段重ねて形成されている。なお、本実施形態の内槽３０は、９％ニッケル鋼によって形成されているが、７％ニッケル鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、炭素鋼等、他の材料で形成されていてもよい。

外槽２０の底板２１と内槽３０の底板３１との間には、軽量気泡コンクリート及びあわガラス等によって形成された中央保冷部４０が設けられている。また、外槽２０の底板２１と内槽３０のアニュラプレート３３との間には、構造用軽量コンクリート及びパーライトコンクリート等によって形成されたリング保冷部４１が設けられている。さらに、外槽２０の側部２２と内槽３０の側板３２との間、及び、外槽屋根２３と内槽屋根３４との間には、粒子状のパーライトが挿入されている。

前述のとおり、内槽３０の側板３２は部分側板３６を複数段重ねて形成されている。以下では、側板３２のうち、最も下方側（底版１０に最も近い側）の部分側板３６によって形成された部分を「側板３２の１段目」と呼び、同様にして下方側から２段目の部分側板３６によって形成された部分から順に「側板３２の２段目」、「側板３２の３段目」、・・・と呼ぶこととする。また、外槽屋根２３及び内槽屋根３４を合わせたものを、単に「屋根１３」と呼ぶこととする。

＜施工方法＞
次に、本実施形態に係る内槽３０の施工方法について説明する。図２〜図４は、本実施形態に係る施工方法を示した図である。以下、各工程について、図２〜図４に沿って順に説明する。なお、図２〜図４における（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおいて、紙面左側が平底円筒型タンク１００の径方向外側であり、紙面右側が平底円筒型タンク１００の径方向内側である。

まず、図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る内槽３０の施工方法では、底版１０及び底板２１を施工した後、複数の架台１０１を底板２１上に配置する工程を行う。図２（ａ）では、複数の架台１０１のうちの１つを図示しているが、底版１０の外周部分に沿って複数の架台１０１を周方向に等間隔で配置する。なお、後述するように架台１０１は側板３２を支持するため、架台１０１の間隔は部分側板３６の幅方向寸以下とする。本実施形態における架台１０１の間隔は、部分側板３６の幅方向寸と同じとする。

本実施形態の架台１０１は、矩形状の梁部材１０２と、梁部材１０２の四隅に位置し梁部材１０２を支える４本の脚部１０３と、を有している。また、梁部材１０２の下面には、各架台１０１を渡すようにして径方向内側及び径方向外側の２本のレール１０４を設けているとともに、各レール１０４沿って移動するトロリ１０５（図２（ｂ）（ｃ）参照）をそれぞれ設けている。

続いて、図２（ｂ）に示すように、コンクリートを下方側から順に打設して側壁１１を形成するとともに、側部ライナ２４を下から順に接続して側部２２を形成する工程を行う。

また、側壁１１及び側部２２を形成する工程に並行して、架台１０１の下でリング保冷部４１及びアニュラプレート３３を形成する工程を行う。本実施形態では、複数の部分アニュラプレート３７を周方向に接合することによりアニュラプレート３３を形成する。アニュラプレート３３の構成部材である部分アニュラプレート３７は、側壁１１及び側部ライナ２４に形成された図外の開口部から側部ライナ２４の内側へと搬入する。そして、側部ライナ２４の内側に搬入された部分アニュラプレート３７は、径方向内側のレール１０４に沿って移動するトロリ１０５を用いて、所定の周方向位置まで搬送する。径方向内側のレール１０４は、部分アニュラプレート３７の重心位置上に位置しているため、部分アニュラプレート３７を水平状態で搬送することができる。

続いて、図２（ｃ）に示すように、アニュラプレート３３の上に側板３２の１段目を形成する工程を行う。具体的には、まず、側壁１１及び側部ライナ２４に形成された図外の開口部から部分側板３６を搬入する。そして、径方向外側のレール１０４に沿って移動するトロリ１０５を用いて、搬入した部分側板３６を所定の周方向位置に搬送する。なお、径方向外側のレール１０４は、アニュラプレート３３のうち部分側板３６が溶接される部分上に位置している。その後、アニュラプレート３３の上に周方向に並べて配置した各部分側板３６を互いに溶接する。このようにして、側板３２の１段目を形成する。

さらに、少なくともアニュラプレート３３を形成する工程、上記の側板３２の１段目を形成する工程のいずれか一方又は両方に並行して、架台１０１の上で側板３２の２段目以降を順に形成してゆく工程を行う。具体的には、はじめに２段目の部分側板３６を周方向に並べて載置し、２段目の部分側板３６を互いに溶接してゆき側板３２の２段目を形成する。その際、側板３２の２段目を架台１０１によって支持する。その後、側板３２の２段目の上に３段目の部分側板３６を周方向に並べて載置し、３段目の部分側板３６を互いに溶接したうえで、側板３２の２段目と溶接することにより側板３２の３段目を形成する。この作業を４段目以降についても繰り返すことで、側板３２の４段目以降を順に形成していく。架台１０１の上で形成する側板３２を構成する部分側板３６は、図外のクレーンを用いて平底円筒型タンク１００の上側より搬入する。なお、上記の側板３２の２段目以降を順に形成してゆく工程は、リング保冷部４１を形成する工程とも並行して行ってもよい。

続いて、図３（ａ）に示すように、アニュラプレート３３上に屋根サポート１０６を設置する。屋根サポート１０６は、外槽屋根２３及び内槽屋根３４（屋根１３）を形成する際に、これらを支持する部材である。屋根サポート１０６は、架台１０１と干渉しないように、架台１０１と異なる周方向位置に配置する。また、屋根サポート１０６は、径方向内側に傾斜しており、支持部材１０７を介して側板３２の１段目に支持されている。なお、支持部材１０７は足場の骨組みとしても利用できる。これにより、屋根サポート１０６及び足場を支持する構造体を減らし又は無くすことができる。

さらに、屋根サポート１０６を設置する工程と並行して、後述する下降装置１０８を保持する保持部１０９を側壁１１の複数の周方向位置に固定するとともに、下降装置１０８に保持される被保持部１１０を側板３２の２段目以降（図３（ａ）では４段目）の複数の周方向位置に固定する。

続いて、図３（ｂ）に示すように、内槽屋根３４の構成部材である内槽屋根骨３８を屋根サポート１０６上で形成する工程を行う。また、この工程と並行して、側壁１１に固定した各保持部１０９に下降装置１０８を取り付けるとともに、この下降装置１０８に側板３２に固定した各被保持部１１０を取り付ける工程を行う。なお、下降装置１０８は、側壁１１を利用して、側板３２の２段目以降を下降させる装置であり、例えば油圧ジャッキである。

続いて、図３（ｃ）及び図４（ａ）に示すように、内槽屋根骨３８に内槽屋根３４の構成部材である内槽屋根ブロック３９を取り付け、内槽屋根３４を形成する工程を行う。

さらに、上記の内槽屋根３４を形成する工程に並行して、架台１０１を撤去し、側板３２の１段目と側板３２の２段目を溶接する工程を行う。具体的には、架台１０１を撤去した後、下降装置１０８を用いて側板３２の２段目から５段目を下降させて、側板３２の２段目の下端部と側板３２の１段目の上端部を突き合わせる。そして、側板３２の２段目の下端部と側板３２の１段目の上端部を溶接する。

その後、側板３２の１段目の下端部とアニュラプレート３３を溶接する。このように、本実施形態では、側板３２の１段目とアニュラプレート３３の溶接は、側板３２の１段目と側板３２の２段目以降を溶接した後に行っているが、側板３２の１段目と側板３２の２段目以降を溶接する前に行ってもよい。即ち、上記の側板３２の１段目を形成する工程には、側板３２の１段目をアニュラプレート３３に溶接する工程が含まれていてもよいし、含まれていなくともよい。

続いて、図４（ｂ）に示すように、引き続き、側板３２の６段目以降を順に形成してゆく工程を行う。具体的には、側板３２の５段目の上に６段目の部分側板３６を周方向に並べて載置し、６段目の部分側板３６を互いに溶接し、その後、側板３２の５段目と６段目を溶接することで側板３２の６段目を形成し、以下同様にして、側板３２の７段目から１０段目を順に形成する。なお、この工程を行う前には、下降装置１０８、保持部１０９、被保持部１１０を撤去する。

さらに、上記の側板３２の６段目以降を順に形成していく工程と並行して、中央保冷部４０及び底板３１を形成する工程、内槽屋根ブロック３９上で外槽屋根２３を形成する工程、内槽屋根骨３８から半径方向外側下方に向かって広がる仮屋根１１１を取り付ける工程を行う。なお、仮屋根１１１は、外槽屋根２３及び内槽屋根３４を空気圧で浮上させる際の空気の漏れを抑える機能を有する。

続いて、図４（ｃ）に示すように、側板３２の上部（本実施形態では側板３２の１０段目）にナックルプレート３５を取り付ける工程を行う。その後、内槽屋根３４の内側に圧縮空気を供給して内槽屋根３４の内側に空気圧をかけ、内槽屋根３４の外周部分がナックルプレート３５の先端に達するまで、外槽屋根２３及び内槽屋根３４を浮上させる。そして、ナックルプレート３５を介して側板３２（部分側板３６）に内槽屋根３４を固定する。以上の工程を経ることで、内槽３０が施工（形成）される。

以上のように、本実施形態に係る内槽３０の施工方法では、アニュラプレート３３を形成する工程及びアニュラプレート３３の上に側板３２の１段目を形成する工程と並行して、側板３２の２段目以降を順に形成してゆく工程を行っている。また、側板３２の２段目以降を形成する工程に並行して、屋根サポート１０６を設置するとともに屋根１３（内槽屋根３４及び外槽屋根２３）を形成する工程を行っている。このように、本実施形態では、架台１０１により平底円筒型タンク１００内の空間を上下に隔てておき、この架台１０１の上下で複数の工程を並行して行うことで、平底円筒型タンク１００の工期短縮が可能となる。特に、アニュラプレート３３は高い水平度が要求されることから、アニュラプレート３３の形成には比較的時間がかかる。そのため、アニュラプレート３３を形成する工程と、本来であればアニュラプレート３３を形成した後に行われる工程（側板３２の２段目以降を順に形成してゆく工程）を並行して行う本実施形態に係る施工方法によれば、平底円筒型タンク１００の工期短縮に非常に有効である。

なお、本実施形態では、アニュラプレート３３を形成する工程及びアニュラプレート３３の上に側板３２の１段目を形成する工程の両方を架台１０１の下で行うことと並行して、側板３２の２段目以降を架台１０１の上で順に形成してゆく工程を行っているが、アニュラプレート３３を形成する工程及びアニュラプレート３３に側板３２の１段目を形成する工程のうちの一方と並行して、側板３２の２段目以降を順に形成してゆく工程を行ってもよい。この場合であっても、複数の工程を並行して行うことになるため、平底円筒型タンク１００の工期を短縮することができる。

また、本実施形態では、架台１０１の脚部１０３がアニュラプレート３３の半径方向内側と半径方向外側の両方に位置する場合について説明したが、架台１０１の形状はこれに限られない。例えば、図５に示すように、脚部１０３はアニュラプレート３３の径方向内側にのみ設け、当該脚部１０３によって梁部材１０２の径方向内側の部分を支持する一方、梁部材１０２の径方向外側の部分は側壁１１及び側部２２によって支持するように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、図３（ｃ）及び図４（ａ）で示すように、側板３２の５段目を形成した後に、側板３２の１段目と側板３２の２段目以降を接合したが、当該接合は側板３２の５段目を形成した後でなくてもよい。例えば、並行して行う工程の期間に応じて、側板３２の４段目を形成した後に側板３２の１段目と側板３２の２段目以降を接合してもよく、側板３２の６段目を形成した後に側板３２の１段目と側板３２の２段目以降を接合してもよい。

また、本実施形態では、内槽３０の側板３２を形成した後に屋根１３を空気圧によって所定位置にまで浮上させ、屋根１３を内槽３０の側板３２の上部に固定する、いわゆる内槽ＡＲ工法の場合について説明したが、本実施形態に係る施工方法は内槽ＡＲ工法を行う場合に限られない。つまり、外槽２０の側部２２を形成した後に屋根１３を空気圧によって所定位置にまで浮上させ、屋根１３を外槽２０の側部２２の上部に固定する、いわゆる外槽ＡＲ工法においても、本実施形態に係る施工方法を適用することができる。

１３ 屋根
２０ 外槽
２１ 底板
３０ 内槽
３２ 側板
３３ アニュラプレート
３７ 部分アニュラプレート
１００ 平底円筒型タンク
１０１ 架台
１０４ レール
１０５ トロリ
１０６ 屋根サポート
１０７ 支持部材

Claims (4)

1. 平底円筒型タンクにおける内槽の施工方法であって、
   複数の架台を底板上に配置する工程と、
   前記架台の下でアニュラプレートを形成する工程と、
   前記架台の下で前記アニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程と、
   前記架台の上で側板の２段目以降を順に形成してゆく工程と、
   前記架台を撤去し、前記側板の１段目と前記側板の２段目以降を溶接する工程と、を含み、
   前記アニュラプレートを形成する工程及び前記アニュラプレートの上に側板の１段目を形成する工程のうちの一方又は両方に並行して、前記側板の２段目以降を順に形成してゆく工程を行う、施工方法。
2. 前記内槽の側板の内側で屋根を形成する工程をさらに含み、
   前記側板の２段目以降を順に形成してゆく工程に並行して、前記屋根を形成する工程を行う、請求項１に記載の施工方法。
3. 前記屋根を形成する工程において、前記屋根を支持する屋根サポートを、支持部材を介して前記側板の１段目で支持する、請求項２に記載の施工方法。
4. 前記複数の架台を渡すようにしてレールを設けるとともに当該レールに沿って移動するトロリを設け、当該トロリを用いて前記アニュラプレートの構成部材及び前記側板の１段目を所定の周方向位置にまで搬送する、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載の施工方法。

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