JP6994065B2

JP6994065B2 - 足場、および、足場の組立方法

Info

Publication number: JP6994065B2
Application number: JP2020039034A
Authority: JP
Inventors: 佑介佐藤; 達彦廣間; 克浩小野
Original assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: JP2021139206A

Description

本発明は、足場、および、足場の組立方法に関する。

立軸バルブ水車発電機では、円柱状の外側ケーシングを通して水を落下させ、水車を回転させて発電する。落下する水は、外側ケーシングの内壁の凹凸に衝突するので、外側ケーシングの内壁の凹凸が大きいほど、水の落下エネルギーの損失が大きくなり、発電効率が低下する。発電効率の低下を抑制するため、外側ケーシングの据付作業では、外側ケーシングが中心軸に対して水平垂直になるように芯出し確認が行われる。

立軸バルブ水車発電機の外側ケーシングの据付作業では、足場を設置し、設置した足場を利用して、足場の周囲に外側ケーシングを構築する。この種の足場は、高さが２０ｍ程度になることもある。そのため、高所での作業の安全性を考慮して、足場は、単管足場や枠組足場ではなく鉄板で形成される。

しかしながら、足場を鉄板で形成した場合、地上に設置したセオドライトから足場の上方に位置する外側ケーシングの上端部の芯出し確認をする際に、足場の鉄板が邪魔になる。そのため、外側ケーシングの芯出し確認が困難であるという問題がある。

特開２００６－３０７５０６号公報

本発明は、外側ケーシングの芯出し確認を容易にすることを課題とする。

上記課題を解決するため、実施形態に係る足場は、芯出し確認用の目印を有する複数の円筒状外側ケーシングユニットを積層して外側ケーシングを構築する際に使用する足場である。実施形態に係る足場は、円形の足場踏板と足場踏板の外周部に足場踏板と直交する方向に立設された複数の支柱とを備える足場ユニットを有する。足場踏板は、足場踏板の直径に沿って形成され、足場踏板の下方から外側ケーシングユニットの芯出し確認用の目印を視認可能な開口部を有する。
複数の足場ユニットは、複数の足場ユニットそれぞれの開口部を鉛直方向に重ねて最下段に配置された足場ユニットの下方から外側ケーシングユニットの芯出し確認用の目印を視認できるように支柱を介して積層される。

実施形態に係る足場の組み立て状態を示す側面図である。実施形態に係る円形足場踏板の平面図である。実施形態に係る振れ止めユニットの側面図である。実施形態に係る外側ケーシングについて説明するための図である。実施形態に係る足場の組み立て手順を示すフローチャートである。実施形態に係る足場の組み立て手順を示すフローチャートである。実施形態に係る足場組立用テンプレートの側面図である。実施形態に係る足場組立用テンプレートの平面図である。実施形態に係る足場の組み立てについて説明するための図である。実施形態に係る足場の組み立てについて説明するための図である。実施形態に係る足場の組み立てについて説明するための図である。実施形態に係る足場の組み立てについて説明するための図である。実施形態に係る外側ケーシングの芯出し確認のフローチャートである。実施形態に係る外側ケーシングの芯出し確認について説明するための図である。実施形態に係る足場の組み立てについて説明するための図である。

以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。説明には、適宜、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を用いる。

本実施形態では、立軸バルブ水車発電機の外側ケーシングを構築する場合に使用する足場について説明する。立軸バルブ水車発電機の外側ケーシングの高さは、２０ｍ以上であることがある。

図１は、実施形態に係る足場１の組み立て状態を示す側面図である。足場１は、立軸バルブ水車発電機の外側ケーシング３０を構築する基礎ベース２０の上に、複数の足場ユニット１ａを積層して組み立てられる。足場ユニット１ａは、振れ止めユニット１０によって、外側ケーシング３０に固定される。

足場ユニット１ａは、円形足場踏板４、支柱３、手摺６、振れ止めユニット１０を有している。梯子７は、足場ユニット１ａの設置後に円形足場踏板４に取り付けられる。

図２は、円形足場踏板４の平面図である。円形足場踏板４は、円盤状の平板である。円形足場踏板４の直径は、例えば、約１０ｍである。図２に示されるように、円形足場踏板４は、６個の踏板分割片４ａ～４ｆを組み合わせることにより形成される。詳細には、踏板分割片４ａ～４ｆそれぞれは、Ｈ形鋼もしくはＣ形鋼で形成された骨組みと一体になっており、それぞれの骨組みをボルトで締結することにより円形足場踏板４を組み立てる。踏板分割片４ａ～４ｆは、表面に滑り止め用の突起を有する鋼板で形成される。

図２に示されるように、円形足場踏板４を組み立てると、円形足場踏板４の中央には、昇降用開口４ｇが形成される。昇降用開口４ｇは、人が通り抜けることが可能な大きさである。また、円形足場踏板４は、直径に沿って開口する開口部４ｓを有している。開口部４ｓは、円形足場踏板４の相互に直交する２本の直径に沿って開口している。鉛直方向（＋Ｚ側）から見た開口部４ｓの形状は、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向を長手方向とする矩形である。円形足場踏板４の周囲には、アイプレート取付部４ｈが形成される。

図１に戻り、支柱３は、鋼鉄で形成された１本もしくは２本以上の円柱の支柱３ａを繋ぎ合わせて形成される。具体的には、支柱３ａは、両端にボルト穴を有するフランジ３ｂを有している。支柱３は、２つの支柱３ａをボルトで締結することにより形成される。支柱３の長さは、例えば、約３ｍである。支柱３は、円形足場踏板４にボルトで締結される。支柱３は、円形足場踏板４の外周部に複数立設される。

手摺６は、鉄製のパイプで形成される。例えば、手摺６のＺ軸方向の長さは約１ｍであり、Ｘ軸方向の長さは約２ｍである。手摺６は、円形足場踏板４の外周部および昇降用開口４ｇの付近に形成される。

図３は、振れ止めユニット１０の側面図である。図３に示されるように、振れ止めユニット１０は、巾木１１、ボルト１２、ナット１３、調整部１４、押圧部１５、支柱部１６からなる。巾木１１は、矩形状の鉄板である。巾木１１には、ボルト１２を通す開口が設けられている。ナット１３は、巾木１１に設けられた開口とナット１３の穴が合うようにして、巾木１１に溶接される。巾木１１は、踏板分割片４ａ～４ｆそれぞれの周囲に、ＸＹ平面に対して垂直に溶接される。

調整部１４は、円筒状の部品であり、内面にねじ溝が形成されている。ボルト１２は、ナット１３および巾木１１を介して、調整部１４に挿入される。押圧部１５は、外側ケーシングを押圧するための部品である。押圧部１５は、円盤状の鉄板からなる。支柱部１６は、調整部１４と押圧部１５とを接続する円柱状の部品である。巾木１１と外側ケーシング３０との距離は、ボルト１２を調整部１４にねじ込むことにより調整される。

ここで、外側ケーシング３０の構造について説明する。外側ケーシング３０は、図１に示されるように、複数の外側ケーシングユニット３１を積層して構築される。図４に示されるように、外側ケーシングユニット３１は、複数の湾曲した鉄板３２を溶接することにより、円筒状に形成される。外側ケーシングユニット３１には、芯出し確認の際の目印となるケガキ３３が記されている。図４では、ケガキ３３は、外側ケーシングユニット３１の相互に直交する２本の直径と交差する位置に配置された鉄板３２の＋Ｚ側の端に記される。ここでは、ケガキ３３は、－Ｘ側の内壁と＋Ｙ側の内壁に黒い三角印で、＋Ｘ側の内壁と－Ｙ側の内壁に破線で示された三角印で記されている。ケガキ３３は、開口部４ｓの位置と対応する位置に記される。外側ケーシングユニット３１のＺ軸方向の高さは、足場ユニット１ａのＺ軸方向の高さと同程度である。また、外側ケーシングユニット３１の内径と足場ユニット１ａの外径との差は、例えば、約２０ｃｍである。

次に、足場１の組み立て手順について、図５と図６に示されるフローチャートを参照しながら説明する。最初に、足場ユニット１ａの組み立てに使用する足場組立用テンプレート４０を作成する（ステップＳ１１）。図７は、足場組立用テンプレート４０の側面図である。図８は、足場組立用テンプレート４０の平面図である。足場組立用テンプレート４０は、Ｃ形鋼をボルトで締結して組み立てる。具体的には、図７および図８に示されるように、足場組立用テンプレート４０は、ベース部４１、支柱部４２、テーブル部４３を有する。ベース部４１は、長手方向をＹ軸方向とする１対のＣ形鋼４１ａ、長手方向をＸ軸方向とする１対のＣ形鋼４１ｂ、直交するＣ形鋼４１ａとＣ形鋼４１ｂとに約４５度の角度で接続されたＣ形鋼４１ｃとから構成される。支柱部４２は、Ｃ形鋼４１ｂの所定の位置にＺ軸方向に立設され、ボルトで締結される。支柱部４２のＺ軸方向の長さは、支柱３の長さに対応して調整される。テーブル部４３は、支柱部４２の＋Ｚ側の端に、ボルトで締結される。以上で、足場組立用テンプレート４０の組み立てを終了する。

次に、足場組立用テンプレート４０を使用して、足場ユニット１ａを組み立てる（ステップＳ１２）。足場ユニット１ａの組み立て手順については、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

最初に、支柱３ａを繋ぎ、支柱３を構築する。次に、図９に示されるように、足場組立用テンプレート４０のベース部４１の四隅に支柱３を立てる（ステップＳ３１）。次に、図１０に示されるように、踏板分割片４ａ～４ｆそれぞれの骨組みをボルトで締結して円形足場踏板４を組み立てる（ステップＳ３２）。踏板分割片４ａ～４ｆそれぞれの周囲には、巾木１１が溶接されている。円形足場踏板４を組み立てると、円形足場踏板４には、図２に示されるように、円形足場踏板４の相互に直交する２本の直径に沿って開口する開口部４ｓが形成される。円形足場踏板４は、支柱３にボルトで締結される。

次に、図１１に示されるように、手摺６を円形足場踏板４に取り付ける（ステップＳ３３）。手摺６は、円形足場踏板４の周囲および昇降用開口４ｇの付近に取り付ける。最後に、アイプレート取付部４ｈにアイプレートを取り付ける（ステップＳ３４）。

図５に戻り、１段目の外側ケーシングユニット３１をクレーンで吊り上げ、所定の位置に配置する（ステップＳ１３）。

次に、完成した足場ユニット１ａのアイプレートに玉掛けをし、図１２に示されるように、１段目の外側ケーシングユニット３１の内側に、クレーンで足場ユニット１ａを吊り込む（ステップＳ１４）。次に、基礎ベース２０に設けられているバルブブラケット取付面に足場ユニット１ａを固定する（ステップＳ１５）。次に、梯子７を円形足場踏板４の昇降用開口４ｇ付近に取り付ける（ステップＳ１６）。

次に、外側ケーシングユニット３１の芯出し確認を行う（ステップＳ１７）。芯出し確認の手順については、図１３を参照して説明する。最初に、図１４に示されるように、設置した足場ユニット１ａの円形足場踏板４の中心下方に位置する基礎ベース２０の中央に、セオドライト７０を設置する（ステップＳ５１）。

次に、外側ケーシングユニット３１の＋Ｚ側の端に記されているケガキ３３をセオドライト７０で確認する（ステップＳ５２）。具体的には、セオドライト７０で、開口部４ｓを介して、外側ケーシングユニット３１に記された４個のケガキ３３それぞれまでの距離を測定する。

セオドライト７０から４個のケガキ３３それぞれまでの距離の差が、芯出し精度の条件を満たしている場合（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、ステップＳ５５に移行する。一方、セオドライト７０から４個のケガキ３３それぞれまでの距離の差が、芯出し精度の条件を満たしていない場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）、芯出し精度を上げるための調整を行う（ステップＳ５４）。例えば、セオドライト７０から外側ケーシングユニット３１の＋Ｘ側に記されたケガキ３３までの距離が指定された距離より近い場合、外側ケーシングユニット３１の＋Ｘ側の内壁を外側（＋Ｘ側）に押す。外側ケーシングユニット３１の上端を押す場合、作業者は、足場ユニット１ａの円形足場踏板４の上で、外側ケーシングユニット３１を押す作業を行う。また、＋Ｙ側に記されたケガキ３３との距離が指定された距離より遠い場合、クレーン等を使用して、外側ケーシングユニット３１の＋Ｙ側の外壁を外側ケーシングユニット３１の内側（－Ｙ側）に押す。

次に、セオドライト７０をレーザー鉛直機に置き換える（ステップＳ５５）。次に、円形足場踏板４の昇降用開口４ｇを透明なアクリル板で塞ぎ、レーザー鉛直機からレーザー光を＋Ｚ方向に照射する。そして、アクリル板のレザー光が当たっている位置から４個のケガキ３３それぞれまでの距離をメジャー等で測定する（ステップＳ５６）。

４個のケガキ３３までの距離の差が、芯出し精度の条件を満たしていない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、ステップＳ５４に戻り、調整作業を継続する。一方、４個のケガキ３３までの距離の差が、芯出し精度の条件を満たしている場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、芯出し確認作業を終了する。

図５に戻り、振れ止めユニット１０を使用して、足場ユニット１ａを外側ケーシングユニット３１の内壁に固定する（ステップＳ１８）。具体的には、押圧部１５を外側ケーシングユニット３１の内壁に当接させ、円形足場踏板４に溶接された巾木１１にボルト１２を通し、調整部１４にボルト１２をねじ込む。円形足場踏板４の周囲に取り付けられた複数の振れ止めユニット１０の押圧部１５で外側ケーシングユニット３１の内壁を押圧することにより、足場ユニット１ａは外側ケーシング３０の内壁に固定される。

１段目の外側ケーシングユニット３１は、基礎ベース２０に固定される。外側ケーシングユニット３１は、必要に応じて周囲をコンクリートで固定される。以上で、１段目の足場ユニット１ａの構築を完了する。

１段目の足場ユニット１ａを構築すると、２段目の外側ケーシングユニット３１を１段目の外側ケーシングユニット３１の上にクレーンで吊り上げる。２段目の外側ケーシングユニット３１は、１段目の外側ケーシングユニット３１の＋Ｚ側に溶接される。

次に、２段目の足場ユニット１ａを構築する。２段目の足場ユニット１ａを構築する場合、ステップＳ１２およびステップＳ１４～Ｓ１８の作業を繰り返す。詳細には、２段目の足場ユニット１ａを足場組立用テンプレート４０の上で組み立て、完成した２段目の足場ユニット１ａのアイプレートに玉掛けをし、図１５に示されるように、２段目の足場ユニット１ａを１段目の足場ユニット１ａの上にクレーンで吊り込む。２段目の足場ユニット１ａは、２段目の開口部４ｓが１段目の開口部４ｓと鉛直方向（Ｚ軸方向）に重なるように配置する。２段目の足場ユニット１ａの支柱３は、１段目の円形足場踏板４にボルトで固定される。

図１５に示されるように、２段目の外側ケーシングユニット３１の芯出し確認では、１段目の足場ユニット１ａの円形足場踏板４の中心下方に位置する基礎ベース２０の中央に設置したセオドライト７０から、１段目の足場ユニット１ａと２段目の足場ユニット１ａの開口部４ｓを介して、２段目の外側ケーシングユニット３１に記された４個のケガキ３３それぞれまでの距離を測定する。

２段目の外側ケーシングユニット３１の芯出し確認を終えると、２段目の外側ケーシングユニット３１は、必要に応じて周囲をコンクリートで固定される。

３段目以後の足場ユニット１ａおよび外側ケーシングユニット３１の構築は、上記の作業を繰り返すことにより行われる。以上で、足場１の組み立て手順の説明を終了する。

足場１を解体する際は、ステップＳ１２～Ｓ１８の作業を逆の工程で行う。具体的には、隣接する足場ユニット１ａの支柱３と円形足場踏板４とを締結しているボルトを外し、足場ユニット１ａごとにクレーンで吊り上げて解体する。

以上に説明したように、実施形態に係る足場１の足場ユニット１ａは、直径に沿って開口する開口部４ｓを有する円形足場踏板４を有する。外側ケーシングの芯出し確認をする際、セオドライトから開口部４ｓを介して外側ケーシングの芯出し確認を行うことができる。したがって、円形足場踏板４が平板で形成されていても、外側ケーシングの芯出し確認を容易に行うことができる。

足場ユニット１ａを上下に積層する場合、足場ユニット１ａは、足場ユニット１ａそれぞれの開口部４ｓが鉛直方向に重なるように配置される。これにより、基礎ベース２０に設置したセオドライト７０から、積層された上段の外側ケーシングユニット３１の芯出し確認を容易に行うことができる。

なお、上記の説明では、開口部４ｓが、円形足場踏板４の相互に直交する２本の直径に沿って開口している場合につて説明したが、これに限定されない。例えば、開口部４ｓは、３０度とか４５度の角度で交差する直径に沿って開口してもよい。外側ケーシングユニット３１の＋Ｚ側の端に記されるケガキ３３は、開口部４ｓの角度に応じて設けられる。開口部４ｓを円形足場踏板４の複数の直径に沿って開口させることにより、外側ケーシングユニット３１の芯出し精度を向上することができる。

また、開口部４ｓは、円形足場踏板４の直径に沿って開口していればよく、例えば、断続的な開口で形成されていてもよい。また、開口部４ｓの形状は、矩形ではなく、例えば、楕円形でもよい。開口部４ｓは、足場１が設置される基礎ベース２０の円形足場踏板４の中心下方に設置されたセオドライト７０から、各段の足場ユニット１ａの開口部４ｓを介して、足場１の周囲に構築された外側ケーシングユニット３１に記されたケガキ３３を視認できる形状であればよい。

また、開口部４ｓを覆うカバーを設けてもよい。カバーは、表面に滑り止め用の突起を有する鋼板で形成する。カバーは、円形足場踏板４の上面に蝶番で接続する。これにより、開口部４ｓを開閉することができる。芯出し確認時には開口部４ｓのカバーを外して測定し、測定しない場合には開口部４ｓをカバーで塞ぐ。開口部４ｓをカバーで塞ぐことにより、円形足場踏板４上での作業環境を向上することができる。

また、上記の説明では、円形足場踏板４が６個の踏板分割片４ａ～４ｆから構成される場合について説明した。円形足場踏板４を複数個の踏板分割片で構成する理由は、踏板分割片を小型軽量化することにより、足場組立用テンプレート４０に踏板分割片を持ち上げて円形足場踏板４を組み立てる作業を容易にするためである。したがって、円形足場踏板４を構成する踏板分割片の数は限定されない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…足場
１ａ…足場ユニット
３…支柱
３ａ…支柱
３ｂ…フランジ
４…円形足場踏板
４ａ～４ｆ…踏板分割片
４ｇ…昇降用開口
４ｈ…アイプレート取付部
４ｓ…開口部
６…手摺
７…梯子
１０…振れ止めユニット
１１…巾木
１２…ボルト
１３…ナット
１４…調整部
１５…押圧部
１６…支柱部
２０…基礎ベース
３０…外側ケーシング
３１…外側ケーシングユニット
３２…鉄板
３３…ケガキ
４０…足場組立用テンプレート
４１…ベース部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…Ｃ形鋼
４２…支柱部
４３…テーブル部
７０…セオドライト

Claims

芯出し確認用の目印を有する複数の円筒状外側ケーシングユニットを積層して外側ケーシングを構築する際に使用する足場であって、
円形の足場踏板と、
前記足場踏板の外周部に前記足場踏板と直交する方向に立設された複数の支柱と、
を備える足場ユニットを有し、
前記足場踏板は、前記足場踏板の直径に沿って形成され、前記足場踏板の下方から前記外側ケーシングユニットの芯出し確認用の前記目印を視認可能な開口部を有し、
複数の前記足場ユニットを、複数の前記足場ユニットそれぞれの前記開口部を鉛直方向に重ねて最下段に配置された前記足場ユニットの下方から前記外側ケーシングユニットの芯出し確認用の前記目印を視認できるように前記支柱を介して積層した足場。
前記開口部は、前記足場踏板の複数の直径それぞれに沿って開口している、
請求項１に記載の足場。
前記開口部は、前記足場踏板の相互に直交する２本の直径に沿って形成されている、
請求項１または２に記載の足場。
前記開口部を覆うカバーを有する、
請求項１から３の何れか一項に記載の足場。
芯出し確認用の目印を有する複数の円筒状外側ケーシングユニットを順次積層して外側ケーシングを構築する際に用いる足場の組立方法であって、
円形の足場踏板と、前記足場踏板の外周部に前記足場踏板と直交する方向に立設された複数の支柱と、を備え、前記足場踏板が前記足場踏板の直径に沿って形成され前記足場踏板の下方から前記外側ケーシングユニットの芯出し確認用の前記目印を視認可能な開口部を有する最下段の足場ユニットを、最下段の前記外側ケーシングユニットの円筒内に、最下段の前記足場ユニットの前記足場踏板の下方から前記開口部を介して最下段の前記外側ケーシングユニットの芯出し確認用の前記目印を視認可能に設置する工程と、
最下段の前記足場ユニットと同様に形成された次段の足場ユニットを、最下段の前記足場ユニットの前記開口部と次段の前記足場ユニットの前記開口部が鉛直方向に重なり、最下段の前記足場ユニットの前記足場踏板の下方から最下段の前記外側ケーシングユニット上に積層された次段の外側ケーシングユニットの芯出し確認用の前記目印を視認可能に最下段の前記足場ユニット上に次段の前記足場ユニットの支柱を介して設置する工程と、
以後、同様に次々段以後の足場ユニットを、必要な外側ケーシングの高さに応じて積層される次々段以降の外側ケーシングユニットに応じてそれぞれの開口部が鉛直方向に重なるように設置する工程と、
を含む足場の組立方法。