JP6971761B2 - タンクの構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、タンクの構築方法に関するものである。

内槽と外槽とを有する二重殻構造のタンクは、ＬＮＧ（液化天然ガス）やＬＰＧ（液化石油ガス）等の低温液体の貯蔵に用いられている。下記特許文献１には、金属製の内槽とコンクリート製の外槽とを有する円筒型タンクの構築方法が開示されている。この円筒型タンクの構築方法は、内槽のアニュラー部への固定がクリティカルパスにならないように、内槽の最下段（一段目）の組み立てを、内槽の二段目以降の組み立てから分離し、工期の短縮化を図っている。

具体的に、この円筒型タンクの構築方法は、外槽の内側において、ジャッキアップ装置による内槽側板の上昇と、上昇した内槽側板の下側への次の内槽側板の取り付けと、を交互に繰り返し、内槽の最下段を除く第１の構造物を組み立てる工程と、外槽の底部に設けられた内槽を支持するためのアニュラー部の上に、内槽の最下段である第２の構造物を組み立てる工程と、第１の構造物と第２の構造物とを接合し、内槽を組み立てる工程と、を有する。

特開２０１６−９８５１５号公報

ところで、上記従来手法では、外槽に沿って内槽側板組立用の門型架台を複数設置し、その門型架台の上で、内槽の最下段を除く第１の構造物を組み立てた後、門型架台を撤去した上で、内槽の最下段である第２の構造物を組み立てている（特許文献１の図２参照）。このため、内槽の二段目以降の組み立て後、門型架台を撤去するまでの間が、内槽の最下段を組み立てるためのクリティカルパスとなっており、工期の短縮化の課題の一つとなっている。

本発明は、上記課題点に鑑みてなされたものであり、工期のさらなる短縮化を図ることのできるタンクの構築方法の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、内槽と外槽とを有する二重殻構造のタンクの構築方法であって、前記外槽の内側において、ジャッキアップ装置による内槽側板の上昇と、前記上昇した内槽側板の下側への次の内槽側板の取り付けと、を交互に繰り返し、前記内槽の最下段を除く第１の構造物を組み立てる第１内槽構築工程と、前記外槽の底部に設けられた前記内槽を支持するためのアニュラー部の上に、前記内槽の最下段である第２の構造物を組み立てる第２内槽構築工程と、前記第１の構造物と前記第２の構造物とを接合し、前記内槽を組み立てる第３内槽構築工程と、を有しており、前記第１内槽構築工程と前記第２内槽構築工程とを、並行して行う、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記第１内槽構築工程では、前記外槽に設置した片持ち梁の上で、前記第１の構造物を組み立て、前記第２内槽構築工程では、前記片持ち梁の下で、前記第２の構造物を組み立てる、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記外槽は、外槽側板の組み上げに追従して、該外槽側板を内型枠としてコンクリートを打設することにより構築され、前記外槽側板は、前記コンクリートに埋設される埋込金物を有しており、前記片持ち梁は、前記埋込金物に着脱可能に設置する、という手法を採用する。

また、本発明においては、前記片持ち梁は、少なくとも前記コンクリートを打設する前、その先端部に支持脚を接続する、という手法を採用する。

また、本発明は、内槽と外槽とを有する二重殻構造のタンクであって、前記内槽は、複数段組み上げられた内槽側板を有し、前記内槽の最下段の内槽側板の高さは、前記内槽の最下段を除くいずれの内槽側板の高さよりも低い、という構成を採用する。

本発明は、内槽の最下段を除く第１の構造物を組み立てる第１内槽構築工程と、アニュラー部の上に、内槽の最下段である第２の構造物を組み立てる第２内槽構築工程とを、並行して行うため、工期のさらなる短縮化を図ることができる。

本発明の実施形態における構築方法の第１工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第２工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第３工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における片持ち梁の設置例を示す側面図である。 本発明の実施形態における片持ち梁を設置する埋込金物を示す部分断面図である。 本発明の実施形態における構築方法の第４工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第５工程を示す説明図である。 本発明の実施形態における構築方法の第６工程を示す説明図である。 本発明の別実施形態におけるＬＮＧタンクを示す構成図である。

以下、本発明のタンク及びタンクの構築方法について図面を参照して説明する。以下の説明では、ＬＮＧを貯蔵する地上式のＰＣ（プレストレスコンクリート）二重殻貯槽の構築方法を例示する。なお、以下の図面において、説明の便宜上、いくつかの部分が拡大され又は省略されており、図面に表されている各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態における構築方法の第１工程を示す説明図である。なお、図１（ａ）は、全体図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す領域Ａの拡大図である。
先ず、本手法では、図１（ａ）に示すように、略円板状の基礎版１を構築する（基礎版構築工程）。基礎版１は、コンクリート製であり、その外周縁部には、内槽アンカーストラップ４、コーナーアングル１００を埋設する。

次に、本手法では、基礎版１上に外槽２を構築する（外槽構築工程）。外槽２は、図１（ａ）に示すように、略円板状の基礎版１の周縁部に構築する。外槽２は、コーナーアングル１００の上端に外槽側板３を溶接により組み上げつつ、この外槽側板３を内型枠としてコンクリート５を打設することで構築されるＰＣ（プレストレスコンクリート）壁である。このため、外槽２の内壁面２ａには、複数の外槽側板３が配列される。

図１（ｂ）に示すように、コーナーアングル１００は、断面視Ｌ字状に形成されている。このコーナーアングル１００の下部には、その上端に溶接される外槽側板３が傾倒しないように基礎版１に対して引き抜き荷重を作用させる頭付スタッド１０１が接合されている。なお、コーナーアングル１００の背面には、外型枠１３０を設置するためのセパレータコーン１０２を接合してもよい。

外槽側板３は、長方形の板状に形成されている。この外槽側板３のタンク内側を向く表面３ａと反対側の裏面３ｂには、スティフナー１１０が接合されている。スティフナー１１０は、コンクリート５に埋設される。また、外槽側板３の裏面３ｂには、外型枠１３０を設置するためのセパレータコーン１２０が接合されている。外型枠１３０は、セパレータコーン１２０に接続されたセパレータ１３１を介して外槽側板３に連結される。

外槽側板３は、スティフナー１１０として、横スティフナー１１０Ａと、縦スティフナー１１０Ｂと、を有する。横スティフナー１１０Ａは、水平方向に延在するようにコンクリート５に埋設され、プレストレスによる外槽側板３のせん断抵抗を上げる。縦スティフナー１００Ｂは、鉛直方向に延在するようにコンクリート５に埋設され、コンクリート５の打設圧による外槽側板３のタンク内側への膨らみを抑制する。

外槽側板３の組み上げと、コンクリート５の打設は、一定の間隔をあけた並行作業となる。これにより、コンクリート５を打設していない高さの外槽側板３の突出部分Ｐをある一定範囲に抑えることができる。突出部分Ｐは外槽側板３単体で風荷重を受ける部分であるため、このように突出部分Ｐを一定範囲に抑えることで、風荷重による外槽側板３の座屈を防止することができる。

図２は、本発明の実施形態における構築方法の第２工程を示す説明図である。
本手法では、基礎版構築工程の後、上述した外槽構築工程と並行して、図２に示すように、基礎版１上に底部ライナー６を敷設する。また、基礎版１の中央部に屋根架台７を組み立てる。また、外槽２に内槽側板９等を取り込むための工事口８を形成する。そして、外槽２の内側に、タンク周方向に沿って、片持ち梁１０を複数設置する。片持ち梁１０は、外槽２から内槽側板９が複数組み合わされてなる円筒状の内槽が基礎版１上に最終的に下ろされるべき領域であるアニュラー領域Ｘよりもタンク内側に延在させる。なお、図２では、片持ち梁１０に支持脚１０ａ（後述）を接続している。

片持ち梁１０は、例えば、Ｈ型鋼等の鋼材からなり、工事口８が形成されている領域を除き、タンク周方向において一定の間隔をあけて外槽２に設置される。片持ち梁１０の下では、パーライトコンクリートブロックや構造用軽量コンクリートブロック等の保冷構造体１２を仮置きし、保冷構造体１２によるアニュラー部１３（後述する図３参照）の保冷工事を行う。アニュラー部１３の保冷工事は、例えば、底部冷熱抵抗緩和材の上にパーライトコンクリートブロック、構造用軽量コンクリートブロックを組み立て、その上にアニュラープレートを取り付けることにより行う。

本手法では、上記保冷工事と並行して、外槽２にジャッキアップ装置１９を複数台設置する。先ず、片持ち梁１０の設置位置よりも上方の外槽２の中段部に、吊側架台７０を設置する。吊側架台７０は、外槽２に埋め込んだ不図示のアンカープレートに着脱可能に締結固定する。また、片持ち梁１０上で組んでいたナックルプレート１１に、被吊側架台８０を設置する。被吊側架台８０には、ジャッキアップ装置１９のジャッキ本体１９ａが連結される。また、吊側架台７０には、ジャッキ本体１９ａの作動よりストロークするジャッキロッド１９ｂが連結される。

このようにジャッキアップ装置１９を設置したら、片持ち梁１０からナックルプレート１１を吊り上げ、そのジャッキアップによりできた下部空間に、内槽側板９を搬入する。内槽側板９は、所定の溶接位置まで搬送し、隣り合う内槽側板９同士を溶接し、全体で円筒状になるように周方向に繋ぎ合わせる。次に、この内槽側板９の上端部を、ナックルプレート１１の下端部に組み付ける。また、ナックルプレート１１の上端部は、屋根架台７上で組んでいた内槽屋根１４の外周縁部に組み付ける。

図３は、本発明の実施形態における構築方法の第３工程を示す説明図である。
ジャッキアップ装置１９によって、内槽屋根１４、ナックルプレート１１及び内槽側板９を含む揚体６０を吊り上げたら、図３に示すように、屋根架台７を撤去し、揚体６０のジャッキアップ（内槽側板９の上下幅相当分）と、その揚体６０の下端（内槽側板９）への次の内槽側板９の取り付け（溶接）とを交互に繰り返し、吊側のジャッキポイントを上方に盛り替えつつ、内槽側板９の最下段を除く第１の構造物９ａを組み立てる（第１内槽構築工程）。

また、この工程中、内槽屋根１４上で外槽屋根２２を組み立てる。外槽屋根２２は、内槽屋根１４と不図示の連結材で連結され、内槽屋根１４と一体的に組み立てられる。
片持ち梁１０の下では、アニュラー部１３の上に、内槽の最下段である第２の構造物９ｂを組み立てる（第２内槽構築工程）。図３に示すように、この第２内槽構築工程は、上述した第１内槽構築工程と並行して行われる。なお、本実施形態では、第１内槽構築工程中に、第２内槽構築工程が完了するようにしている。

図４は、本発明の実施形態における片持ち梁１０の設置例を示す側面図である。図５は、本発明の実施形態における片持ち梁１０を設置する埋込金物２００を示す部分断面図である。
図４に示すように、片持ち梁１０は、少なくとも、アニュラー部１３の上に載置される一段目の内槽側板９（第２の構造物９ｂ）の上端よりも高い位置に設置されている。なお、本実施形態のように、一段目の内槽側板９をタンク周方向に搬送するため、片持ち梁１０の下面にレール１０ｂを設置する場合、片持ち梁１０は、レール１０ｂの上下幅を考慮した高さに設置することが好ましい。

片持ち梁１０の上面には、二段目以降の内槽側板９（第１の構造物９ａ）をタンク周方向に搬送するためのレール１０ｃと、片持ち梁１０の上に作業者の足場を設置するためのレール１０ｄと、を設置することが好ましい。これらレール１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、少なくともタンク周方向で隣り合う片持ち梁１０の間に架設される。片持ち梁１０の先端部１０Ａは、アニュラー部１３よりもタンク内側まで延在しており、片持ち梁１０の基端部１０Ｂは、外槽２の内壁面２ａに設けられた埋込金物２００に着脱可能に固定されている。

埋込金物２００は、コンクリート５に埋め込まれた複数のアンカーボルト２０１と、これら複数のアンカーボルト２０１によって片持ち梁１０を支持するサポートプレート２０３と、を有する。片持ち梁１０は、複数の固定ボルト２０２によってサポートプレート２０３に着脱可能に固定されている。片持ち梁１０の基端部１０Ｂには、図５に示すように、板体１０Ｂ１が接合されており、板体１０Ｂ１には、固定ボルト２０２が挿通される貫通孔１０Ｂ２が形成されている。

サポートプレート２０３は、外槽側板３に接合された板体であり、表面２０３ａから裏面２０３ｂまで貫通する貫通孔２０３ｃと、裏面２０３ｂに接合されたナット部材２１０と、を有する。貫通孔２０３ｃには、固定ボルト２０２が挿通され、貫通孔２０３ｃは、ナット部材２１０に形成された第１のネジ溝２１１に連通している。固定ボルト２０２は、貫通孔１０Ｂ２及び貫通孔２０３ｃを通り、第１のネジ溝２１１に螺合することで、片持ち梁１０をサポートプレート２０３に対して固定する。

ナット部材２１０の第１のネジ溝２１１と反対側には、アンカーボルト２０１が螺合する第２のネジ溝２１２が形成されている。第１のネジ溝２１１と第２のネジ溝２１２との間には、隔壁部２１３が形成されており、第１のネジ溝２１１と第２のネジ溝２１２とのの間は非連通状態となっている。また、ナット部材２１０は、貫通孔２０３ｃの周縁部に全周溶接されており、外槽側板３を内型枠としてコンクリート５を打設する際に、貫通孔２０３ｃを介して水分等がタンク内側に漏れ出ないようにしている。

なお、コンクリート５を打設する前は、アンカーボルト２０１による片持ち梁１０の支持強度が出ないため、図４に示すように、片持ち梁１０の先端部１０Ａに、上述した支持脚１０ａを接続することが好ましい。すなわち、支持脚１０ａは、コンクリート５を打設した後は撤去することが可能である。本実施形態では、図３に示すように、ジャッキアップ装置１９によって、揚体６０を吊り上げた後に、支持脚１０ａを撤去している。これにより、片持ち梁１０は、単体で、内槽屋根１４、外槽屋根２２、ナックルプレート１１等の荷重を支える必要が無くなるため、アンカーボルト２０１の設置本数を低減することが可能となる。

支持脚１０ａを撤去したら、干渉物が無くなるため、例えば、タンク内側に予め搬入しておいた内槽側板９の最下段を、タンク内側からアニュラー部１３の上に載置することができる。内槽側板９の最下段をアニュラー部１３上に載置したら、タンク周方向で隣り合う内槽側板９同士を溶接し、全体で円筒状になるように繋ぎ合わせる。また、円筒状に繋ぎ合わせた内槽側板９の下端を、アニュラー部１３のアニュラープレートに隅肉溶接する（図４において符号６０で示す）。この隅肉溶接は、例えば１カ月程度かかるため、片持ち梁１０の上で行う二段目以降の内槽側板９の構築と並行して行うことで、工期を短縮化することができる。

図３に戻り、このように第２の構造物９ｂを組み立てたら、基礎版１に設置された内槽アンカーストラップ４を取り付ける。また、支持脚１０ａを撤去したら、アニュラー部１３よりもタンク内側には干渉物がなくなるため、タンク内側の保冷工事を行うことができる。タンク内側の保冷工事では、底部ライナー６上に底部冷熱抵抗緩和材３９と泡ガラス４０を載置する。そして、その上に不図示のパーライトコンクリートブロックと不図示の内槽底板を順に重ねて敷設する。

図６は、本発明の実施形態における構築方法の第４工程を示す説明図である。
図６に示すように、最下段の内槽側板９と並行して組み立てていた二段目以降の内槽側板９（第１の構造物９ａ）の組み立てが完了したら、片持ち梁１０を撤去する。片持ち梁１０は、図５に示すように、固定ボルト２０２によって着脱可能に埋込金物２００に固定されているため、ナット部材２１０に対する固定ボルト２０２の螺合を解除することで、容易に撤去することができる。ナット部材２１０は、サポートプレート２０３の裏面２０３ｂに接合されているため、図６に示すように、片持ち梁１０を撤去しても内外槽間１５に突起物が残らない。なお、この工程では、外槽２の外部に昇降階段２３を設け、また、外槽２の内側にポンプバレル２５を搬入する。

図７は、本発明の実施形態における構築方法の第５工程を示す説明図である。
次に、本手法では、図７に示すように、第１の構造物９ａをジャッキダウンし、第１の構造物９ａの下端部を第２の構造物９ｂの上端部に降ろし、第１の構造物９ａと第２の構造物９ｂとを溶接し、内槽３０を組み立てる（第３内槽構築工程）。本手法では、上述したように、内槽３０の最下段を除く第１の構造物９ａを組み立てる第１内槽構築工程と、アニュラー部１３の上に、内槽３０の最下段である第２の構造物９ｂを組み立てる第２内槽構築工程とを、並行して行うため、第２の構造物９ｂのアニュラー部１３への固定を待つことなく、工期の短縮化を図ることができる。

内槽３０が完成したら、外槽屋根２２は、不図示の連結材による内槽屋根１４との連結を解除し、最上段まで組み立てられた外槽２の上端部に据え付ける。また、外槽屋根２２に屋根階段２４を設ける。また、ポンプバレル２５を設置する。
その後、被吊側架台８０を取り外してジャッキアップ装置１９を撤去する。その後、外槽２の緊張工事を行う。そして、工事口８の閉鎖後、水張りをして耐圧・気密試験を実施する。

図１０は、本発明の実施形態における構築方法の第６工程を示す説明図である。
最後に、図１０に示すように、内槽３０と外槽２との間の内外槽間１５に保冷材４４を配置し、また、内槽屋根１４と外槽屋根２２の間にも保冷材４４を配置して保冷工事を行い、その後、塗装工事、配管保冷工事を経てＬＮＧタンク５０が構築される。なお、内外槽間１５に保冷材４４を配置する際、上述したように、サポートプレート２０３（図５参照）の裏面２０３ｂにナット部材２１０が接合されているため、ナット部材２１０が内外槽間１５に突出する等して当該保冷工事を邪魔することはない。

このように、上述の本実施形態によれば、内槽３０と外槽２とを有する二重殻構造のＬＮＧタンク５０の構築方法であって、外槽２の内側において、ジャッキアップ装置１９による内槽側板９の上昇と、上昇した内槽側板９の下側への次の内槽側板９の取り付けと、を交互に繰り返し、内槽３０の最下段を除く第１の構造物９ａを組み立てる第１内槽構築工程と、外槽２の底部に設けられた内槽３０を支持するためのアニュラー部１３の上に、内槽３０の最下段である第２の構造物９ｂを組み立てる第２内槽構築工程と、第１の構造物９ａと第２の構造物９ｂとを接合し、内槽３０を組み立てる第３内槽構築工程と、を有しており、第１内槽構築工程と第２内槽構築工程とを、並行して行う、という手法を採用することによって、工期のさらなる短縮化を図ることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した手法及び各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

図９は、本発明の別実施形態におけるＬＮＧタンク５０Ａを示す構成図である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
例えば、図９に示すように、内槽３０の最下段の内槽側板９の高さＨ１は、内槽の最下段を除くいずれの内槽側板９の高さＨ２よりも低い、という構成を採用してもよい。上述したように、片持ち梁１０の設置高さは、少なくともアニュラー部１３の上に載置される一段目の内槽側板９（第２の構造物９ｂ）の上端よりも高い位置に設定しなければならない（図４参照）。例えば、最下段の内槽側板９の高さＨ１を、二段目以降の内槽側板９の高さＨ２の半分以下にすることで、片持ち梁１０の設置高さが低くなり、高所での作業が減って、その結果、工期のさらなる短縮化を図ること可能となる。

例えば、上記実施形態では、本発明をＬＮＧタンクに適用した場合を例示したが、その他の低温液体（例えば、ＬＰＧ等）を貯蔵するタンクにおいても本発明を適用可能である。

２ 外槽
３ 外槽側板
５ コンクリート
９ 内槽側板
９ａ 第１の構造物
９ｂ 第２の構造物
１０ 片持ち梁
１０ａ 支持脚
１０Ａ 先端部
１３ アニュラー部
１９ ジャッキアップ装置
３０ 内槽
５０ ＬＮＧタンク（タンク）
５０Ａ ＬＮＧタンク（タンク）
２００ 埋込金物

Claims (4)

1. 内槽と外槽とを有する二重殻構造のタンクの構築方法であって、
   前記外槽の内側において、ジャッキアップ装置による内槽側板の上昇と、前記上昇した内槽側板の下側への次の内槽側板の取り付けと、を交互に繰り返し、前記内槽の最下段を除く第１の構造物を組み立てる第１内槽構築工程と、
   前記外槽の底部に設けられた前記内槽を支持するためのアニュラー部の上に、前記内槽の最下段である第２の構造物を組み立てる第２内槽構築工程と、
   前記第１の構造物と前記第２の構造物とを接合し、前記内槽を組み立てる第３内槽構築工程と、を有しており、
   前記第１内槽構築工程では、前記外槽に設置した片持ち梁の上で、前記第１の構造物を組み立て、
   前記第２内槽構築工程では、前記片持ち梁の下で、前記第２の構造物を組み立て、
   前記第１内槽構築工程と前記第２内槽構築工程とを、並行して行う、
   ことを特徴とするタンクの構築方法。
2. 前記外槽は、外槽側板の組み上げに追従して、該外槽側板を内型枠としてコンクリートを打設することにより構築され、
   前記外槽側板は、前記コンクリートに埋設される埋込金物を有しており、
   前記片持ち梁は、前記埋込金物に着脱可能に設置する、ことを特徴とする請求項１に記載のタンクの構築方法。
3. 前記片持ち梁は、少なくとも前記コンクリートを打設する前、その先端部に支持脚を接続する、ことを特徴とする請求項２に記載のタンクの構築方法。
4. 前記内槽の最下段の内槽側板の高さは、前記内槽の最下段を除くいずれの内槽側板の高さよりも低い、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタンクの構築方法。

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