JP6865550B2 - サイロ屋根部の構築方法およびサイロ屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、サイロ屋根部の構築方法およびサイロ屋根構造に関する。

石炭、骨材や穀物等のサイロを構築する際には、筒状の本体部（円筒壁）を、スライディングフォーム工法やジャンピングフォーム工法で形成した後、本体部の上端に錐台状の屋根部を形成するのが一般的である。本体部の上端には、通常、臥梁と称する梁を設けて円筒壁の頂部を固めるため、その部分は本体部の壁厚よりも厚くなっている。このため、頂部だけは、配筋が異なるとともに型枠や足場を別途用意する必要があり、工期短縮を妨げる１つの要因となっている。
本体部の上端に屋根部を形成する際には、屋根部を支持するための仮設支保工や仮設足場等の仮設部材を設ける必要がある。ところが、仮設足場等の設置および撤去には手間と費用がかかる。また、屋根部の施工には、資材運搬および施工中の屋根部を支持するための大型のクレーンを複数配置する必要があるため、費用がかかるとともに、クレーンを配置するための十分なスペースを確保する必要があった。

そのため、筒状の本体部の内側空間内の底部において屋根部を形成した後、本体部の上端部に設けられたジャッキにより屋根部を吊り上げる施工方法が採用される場合がある（例えば、特許文献１参照）。ジャッキは、本体部の内側空間に張り出すように形成された仮設架台の上に据え付ける。

特開２０１５−１１３６０９号公報

ジャッキを据え付けるための仮設架台は、屋根部の重量に対して十分な強度を有しているとともに、屋根部を吊り上げる際に生じる施工時荷重に対して十分な耐力を有した状態で本体部に固定されている必要がある。このような仮設架台の設置および撤去には、手間と費用がかかる。
このような観点から、本発明は、工期短縮と工費削減を目的として合理的にサイロの屋根部を構築することを可能としたサイロ屋根部の構築方法およびサイロ屋根構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のサイロ屋根部の構築方法は、筒状の本体部の内部において屋根鉄骨の少なくとも一部を組み立てて、地組鉄骨体を形成する屋根組立工程と、前記本体部の上端部に前記地組鉄骨体を吊り上げる屋根吊上工程と、前記地組鉄骨体の端部を前記本体部の上端部に形成された鉄骨ブラケットに固定する屋根固定工程とを備えるものであり、前記鉄骨ブラケットは、前記本体部の上端部において内空側に張り出した状態で前記本体部の壁面に固定されており、前記鉄骨ブラケットの上面には、架台が上載されていて、前記屋根吊上工程では、前記架台を介して前記鉄骨ブラケットに支持された揚重手段により前記地組鉄骨体を吊り上げ、前記屋根固定工程では、前記鉄骨ブラケットの上面に予め固定された脚部に、吊上げた前記地組鉄骨体の端部を固定することを特徴としている。
かかるサイロ屋根部の構築方法によれば、本設部材である鉄骨ブラケットを揚重手段の架台として使用しているため、別途仮設架台を設ける従来の施工方法に比べて施工の手間および費用の低減化を図ることができる。

前記鉄骨ブラケットの先端には、延伸部材が固定されており、前記揚重手段は、前記本体部の上面、前記鉄骨ブラケットの上面および前記延伸部材の上面に上載された架台を介して設けられており、前記延伸部材には、前記地組鉄骨体の端部を挿通可能な凹部が形成されているのが望ましい。
かかるサイロ屋根部の構築方法によれば、揚重手段の載置するために必要なスペースを本体部の上端部に確保することができる。また、延伸部材には、屋根鉄骨の端部を挿通可能な凹部が形成されているため、必要以上に揚重手段を張り出させる必要がなく、その結果、揚重手段の架台の規模を必要最小限に抑えることができる。

また、筒状の本体部の内壁面に固定された鉄骨ブラケットと、前記鉄骨ブラケットの上面に上載された屋根鉄骨とを備えていれば、鉄骨ブラケットを、屋根鉄骨を吊り上げる際の揚重手段用架台として使用することで、施工の手間および費用の低減化を図ることができる。また、屋根部の固定部を本体部の内周面に対して連続して形成するのではなく、鉄骨ブラケットを間欠的に形成することで、施工の手間および材料費の低減化を図ることができる。

なお、前記鉄骨ブラケットに複数のボルト孔が形成されていて、前記屋根鉄骨の脚部には複数のルーズホールが形成されたベースプレートが固定されており、前記鉄骨ブラケットと前記屋根鉄骨が前記ボルト孔および前記ルーズホールを挿通させたボルトにより固定されているのが望ましい。このようにすれば、地震荷重や風荷重が屋根部に作用した場合であっても、本体部への伝達を制限することが可能となり、ひいては、本体部の小断面化を図ることができる。

本発明のサイロ屋根部の構築方法およびサイロ屋根構造によれば、簡易かつ安価にサイロの屋根部を構築することが可能となる。

本発明の実施形態に係る石炭サイロを示す断面図である。 （ａ）は屋根鉄骨と鉄骨ブラケットとの接合部を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。 本実施形態のサイロ屋根部の構築方法の説明図である。 （ａ）は鉄骨ブラケットおよび延伸部材を示す斜視図、（ｂ）屋根吊上げ時におけるジャッキの配設状況を示す平面図、（ｃ）は同側面図である。

本実施形態では、石炭貯蔵用のサイロ（以下、単に「石炭サイロ１」という。）を構築する場合について説明する。本実施形態の石炭サイロ１は、図１に示すように、基礎スラブ１１と、基礎スラブ１１上に立設されたサイロ本体（本体部）１２と、サイロ本体１２の上端に形成された屋根部１３とを備えている。

基礎スラブ１１は、鉄筋コンクリート製の底版である。基礎スラブ１１の厚さ（高さ）は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
サイロ本体１２は、円筒状に形成されている。なお、サイロ本体１２の形状は限定されるものではなく、例えば、角筒状であってもよい。サイロ本体１２の内部には、サイロホッパ部１４が形成されている。また、サイロ本体１２の下部には内周面に沿って内壁１５が形成されている。内壁１５は、下側に向うに従って縮径する円錐台状を呈している。
屋根部１３は、上端に向うに従って縮径する円錐台状を呈している。なお、屋根部１３の形状は限定されるものではない。

屋根部１３は、屋根鉄骨２と、屋根鉄骨２を覆う屋根板３と、サイロ本体１２に固定された鉄骨ブラケット４とを備えている。
屋根部１３には、石炭を投入するための開口部（図示せず）が形成されている。開口部には、受入コンベアが挿入される。屋根鉄骨２は、屋根板３を支持するとともに、受入コンベアの支持架台としても機能する。本実施形態の屋根板３は、鋼板により構成されている。屋根板３は、屋根鉄骨２にボルト接合されている。なお、屋根板３を固定方法は限定されるものではない。また、屋根板３を構成する材料も限定されるものではない。

本実施形態の屋根鉄骨２は、鉄骨を組み合わせることにより形成されたいわゆるトラス架構である。屋根鉄骨２は、複数のトラス状の架構部材２１，２１，…を組み合わせることにより形成されている。複数の架構部材２１，２１，…は、屋根鉄骨２の中心部から放射状に広がるように配置されている。架構部材２１の数は限定されるものではなく、石炭サイロ１の大きさや形状に応じて適宜決定すればよい。
架構部材２１は、下弦材２２、上弦材２３、複数段の横材２４，２４，…、複数の斜材２５，２５，…、梁２６、縦材２７およびベースプレート２８を備えている。本実施形態では、Ｈ形鋼を組み合わせることにより架構部材２１を形成している。なお、架構部材２１の構成は限定されるものではなく、適宜形成すればよい。また、架構部材２１を構成する鋼材はＨ形鋼に限定されるものではなく、例えばＬ形鋼や溝形鋼等を使用してもよい。

下弦材２２は、架構部材２１の下側に配設された斜材である。図２（ｂ）に示すように、下弦材２２の下端は、ベースプレート２８に固定されている。下弦材２２の上端は、石炭サイロ１の中央部に配置されている。図１に示すように、下弦材２２の上端は梁２６に固定されている。
梁２６は、受入コンベアを支持する水平部材であって、一端が下弦材２２の上端に固定されていて、他端が上弦材２３の中間部に固定されている。なお、梁２６は、必ずしも水平である必要はない。梁２６の下面には、桁（図示せず）が固定されている。桁は、円形状に形成された鋼材であって、架構部材２１，２１，…の梁同士を連結している。本実施形態では、内径が異なる複数の桁が間隔をあけて配設されている。

上弦材２３は、架構部材２１の上側に配設された斜材である。図２（ｂ）に示すように、上弦材２３の下端は、下弦材２２の下端部に固定されている。なお、上弦材２３の下端は、ベースプレート２８に固定されていてもよい。
図１に示すように、横材２４は下弦材２２と上弦材２３とを連結している。本実施形態では、横材２４の配設ピッチ等は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。本実施形態では、横材２４が略水平になるように配置するが、横材２４は傾斜していてもよい。

斜材２５は、下弦材２２と上弦材２３とを連結している。斜材２５は、横材２４と下弦材２２との交点と、一段上の横材２４と上弦材２３との交点とを結ぶように配設されている。
縦材２７は、梁２６の中央部と、上弦材２３の上端とを連結している。縦材２７と上弦材２３との間には、横材２４と斜材２５とが配設されている。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、ベースプレート２８は、架構部材２１の脚部に固定された鋼板である。ベースプレート２８には、複数（本実施形態では６個）のボルト孔２９，２９，…が形成されている。ベースプレート２８は、ボルト孔２９を挿通させたボルトＢを介して鉄骨ブラケット４に固定されている。本実施形態のボルト孔２９は、石炭サイロ１の半径方向に長い長孔からなるいわゆるルーズホールである。なお、ボルト孔２９の配置および数は、鉄骨ブラケット４に形成されたボルト孔４３の位置に対応して適宜決定すればよい。

鉄骨ブラケット４は、サイロ本体１２の上端部において内空側に張り出した状態でサイロ本体１２に固定されている。サイロ本体１２には、架構部材２１と同数の鉄骨ブラケット４が、架構部材２１の配置に応じた位置に固定されている。鉄骨ブラケット４の上面には、屋根鉄骨２が上載されている。鉄骨ブラケット４は、上下のフランジ４１，４１と両フランジ４１，４１の間に配設されたウェブ４２とを備えるＨ形鋼により構成されている。鉄骨ブラケット４の上フランジ４１には、複数（本実施形態では６個）のボルト孔が形成されている。なお、上フランジ４１のボルト孔の数および配置は、適宜決定すればよい。屋根鉄骨２は、鉄骨ブラケット４のボルト孔およびベースプレート２８のボルト孔２９を挿通させたボルトＢを介して鉄骨ブラケット４に固定されている。

鉄骨ブラケット４の基端（サイロ本体１２の壁面側端部）には、固定プレート４３が一体に形成されている。固定プレート４３は、複数（本実施形態では１６個）のアンカー孔が形成された鋼板からなる。固定プレート４３は、サイロ本体１２に植設されたアンカー４４，４４，…の頭部をアンカー孔に挿通させるとともに、当該アンカー４４の頭部にナットを螺合させることによりサイロ本体１２に固定されている。本実施形態のアンカー４４は、Ｌ字状を呈している。なお、アンカー４４の形状、数および配置等は限定されるものではない。なお、サイロ本体１２の壁面と固定プレート４３との間にはグラウト材が充填されている。

本実施形態のサイロ屋根部の構築方法は、屋根組立工程と、屋根吊上げ工程と、屋根固定工程とを備えている。
屋根組立工程では、図３に示すように、サイロ本体１２の内空底部において、屋根鉄骨２の一部を組み立てて、地組鉄骨体２ａを形成する。地組鉄骨体２ａの組み立ては、必要に応じて配設された仮設支保工Ｓにより支持した状態で行う。本実施形態では、屋根鉄骨２の脚部２ｂ（図４（ａ）参照）以外の部分を組み立てて地組鉄骨体２ａを形成する。

屋根吊上げ工程では、サイロ本体１２の上端部に地組鉄骨体２ａを吊り上げる。
図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、サイロ本体１２の上端部において内空側に張り出した各鉄骨ブラケット４上には、ジャッキ（揚重手段）５を設ける。地組鉄骨体２ａの吊上げはジャッキ５を利用して行う。本実施形態では、揚重手段として油圧ジャッキ（センターホールジャッキ）を利用するが、揚重手段は油圧ジャッキに限定されるものではない。また、本実施形態では、鉄骨ブラケット４と同数のジャッキ５により地組鉄骨体２ａを吊り上げるものとするが、ジャッキ５の数および配置は、３つ以上のジャッキが均等に配設されていれば、限定されるものではない。

ジャッキ５は、支持フレーム（架台）５１を介して鉄骨ブラケット４上に配設する。本実施形態では鉄骨ブラケット４の先端部に延伸部材５２を固定しておく。支持フレーム５１は、サイロ本体１２の上面、鉄骨ブラケット４の上面および延伸部材５２の上面に上載する。延伸部材５２には、図４（ａ）に示すように、地組鉄骨体２ａの端部を挿通可能な凹部５３が形成されている。ジャッキ５は、凹部５３の直上に配置する。ジャッキ５は、地組鉄骨体２ａの端部に固定されたワイヤーＷを引き上げることにより、地組鉄骨体２ａを吊り上げる。全てのジャッキ５は同期させることで、地組鉄骨体２ａの水平を維持しつつ引き上げる。そして、地組鉄骨体２ａの端部を延伸部材５２の凹部５３を挿通させて、地組鉄骨体２ａを鉄骨ブラケット４よりも高い位置まで吊り上げる。

屋根固定工程では、地組鉄骨体２ａの端部をサイロ本体１２の上端部に固定する。
地組鉄骨体２ａのサイロ本体１２への固定は、鉄骨ブラケット４の上面に予め固定された屋根鉄骨２の脚部２ｂ（図４（ａ）参照）に、地組鉄骨２ａの端部を固定することにより行う。地組鉄骨２ａと脚部２ｂとの接合方法は限定されるものではなく、例えば、溶接やガセットプレートを利用して接合すればよい。延伸部材５２は、屋根固定工程後にジャッキ５とともに撤去してもよいし、残置してもよい。本実施形態では、鉄骨ブラケット４をサイロ本体１２の上端部に形成した後、鉄骨ブラケット４上に脚部２ｂを固定する。なお、鉄骨ブラケット４は、上面に脚部２ｂが固定された鉄骨をサイロ本体１２に固定することにより形成してもよい。また、脚部２ｂは屋根固定工程の際に鉄骨ブラケット４に固定されていればよく、脚部２ｂを鉄骨ブラケット４に固定するタイミングは限定されるものではない。例えば、地組鉄骨体２ａの吊り上げと並行して鉄骨ブラケット４に脚部２ｂを固定してもよい。

本実施形態のサイロ屋根部の構築方法によれば、地組した地組鉄骨体２ａを吊り上げて、屋根鉄骨２をサイロ本体１２の上端部に形成するため、サイロ本体１２の上端部で屋根鉄骨２を組み立てる方法に比べて作業性に優れている。
また、屋根鉄骨２は、地組鉄骨体２ａと脚部２ｂとに分割した状態で吊り上げるため、屋根鉄骨２の端部（脚部）が鉄骨ブラケット４に接触することを防止することができる。

また、本設部材である鉄骨ブラケット４をジャッキ５の架台として使用しているため、別途仮設架台を設ける場合に比べて施工の手間および費用を低減することができる。また、鉄骨ブラケット４に延伸部材５２を固定することで、ジャッキ５の載置するために必要なスペースをサイロ本体１２の上端部に確保することができる。また、延伸部材５２には、地組鉄骨体２ａの端部を挿通可能な凹部５３が形成されているため、ジャッキ５を必要以上に張出させる必要がなく、その結果、ジャッキ５の架台（支持フレーム５１）の規模を必要最小限に抑えることができる。
ジャッキ５、支持フレーム５１および延伸部材５２等を、隣接する他の石炭サイロ１の施工に転用することでコストダウンを図ることができる。

また、屋根鉄骨２の固定部をサイロ本体１２の内周面に対して連続して形成するのではなく、鉄骨ブラケット４を間欠的に形成しているため、施工の手間および材料費の低減化を図ることができる。
また、ベースプレート２８のボルト孔２９をルーズホールにすることで、地震荷重や風荷重が屋根部１３に作用した場合であっても、サイロ本体１２への伝達を制限することが可能となり、ひいては、サイロ本体１２の小断面化を図ることができる。
屋根鉄骨２をトラス架構にすることで、鉄骨量の縮小化を図るとともに、サイロ本体１２への負担を軽減し、ひいては、石炭サイロ１全体のスリム化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、石炭貯蔵用のサイロについて説明したが、サイロに収容される内容物の種類は石炭に限定されるものではない。例えば、コンクリートやアスファルト等に使用する骨材、セメント等の粉体、穀物等であってもよい。
延伸部材５２は、必要に応じて使用すればよく、省略してもよい。

１ 石炭サイロ
１１ 基礎スラブ
１２ サイロ本体（本体部）
１３ 屋根部
２ 屋根鉄骨
２ａ 地組鉄骨体
２ｂ 脚部
２８ ベースプレート
２９ ボルト孔（ルーズホール）
３ 屋根板
４ 鉄骨ブラケット
４３ ボルト孔
５ ジャッキ（揚重手段）
５１ 支持フレーム（架台）
５２ 延伸部材
５３ 凹部

Claims (2)

1. 筒状の本体部の内部において屋根鉄骨の少なくとも一部を組み立てて、地組鉄骨体を形成する屋根組立工程と、
   前記本体部の上端部に前記地組鉄骨体を吊り上げる屋根吊上工程と、
   前記地組鉄骨体の端部を前記本体部の上端部に形成された鉄骨ブラケットに固定する屋根固定工程と、を備えるサイロ屋根部の構築方法であって、
   前記鉄骨ブラケットは、前記本体部の上端部において内空側に張り出した状態で前記本体部の壁面に固定されており、
   前記鉄骨ブラケットの上面には、架台が上載されていて、
   前記屋根吊上工程では、前記架台を介して前記鉄骨ブラケットに支持された揚重手段により前記地組鉄骨体を吊り上げ、
   前記屋根固定工程では、前記鉄骨ブラケットの上面に予め固定された脚部に、吊上げた前記地組鉄骨体の端部を固定することを特徴とする、サイロ屋根部の構築方法。
2. 前記鉄骨ブラケットの先端には、延伸部材が固定されており、
   前記揚重手段は、前記本体部の上面、前記鉄骨ブラケットの上面および前記延伸部材の上面に上載された架台を介して設けられており、
   前記延伸部材には、前記地組鉄骨体の端部を挿通可能な凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のサイロ屋根部の構築方法。

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