WO2015087774A1

WO2015087774A1 - ドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物

Info

Publication number: WO2015087774A1
Application number: PCT/JP2014/082108
Authority: WO
Inventors: 新北原; 高橋　雅樹
Original assignee: 株式会社Ihi
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-06-18
Also published as: US9863144B2; CN105793502A; JP6417658B2; JP2015113609A; US20160273216A1

Abstract

円筒状の下部構造体（２）の上にドーム状屋根を施工する方法において、下部構造体内にて屋根骨（６）を放射状に組んでドーム状屋根の構造骨部（７）を形成する工程と、屋根骨の先端部に車輪（９）を取り付けるとともに、車輪を下部構造体の内面に対して、上下方向への回転走行が可能な状態に当接させる工程と、下部構造体の上端側に設置したジャッキアップ装置（１３）によって構造骨部を吊り上げ、車輪を下部構造体の内面に対して上方に回転走行させる工程と、構造骨部を下部構造体の上端側に吊り上げた後、構造骨部を下部構造体の上端部に直接、あるいは間接的に取り付けて固定する工程と、を備える。

Description

ドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物

　本発明は、ドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物に関する。
本願は、２０１３年１２月１０日に日本に出願された特願２０１３－２５５４５２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　内槽と外槽とを有する二重殻構造の円筒型タンクは、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。このような円筒型タンクでは、その外槽側の屋根として、ドーム状屋根が用いられている。ドーム状屋根をリフトアップ法によって施工する方法として、特許文献１、特許文献２に記載された方法が知られている。

　一般にドーム状屋根をジャッキアップ（リフトアップ）する場合、ジャッキによる吊り点近傍での屋根の変形を抑制するため、ドーム状屋根の外周部の全周に亘ってＨ鋼等の補強型鋼を仮設材としてリング状に取り付けている。

特開平１０－３２５１８２号公報特開平１０－２８０５４３号公報

　ところが、前記のリング状に取り付ける補強型鋼はドーム状屋根の外周部の全周に取り付けるため、溶接等による型鋼の取り付けに手間がかかり、さらにリング全体では型鋼（Ｈ鋼）の使用量が多くなるため、材料費も高くなる。また、リングの重量も重くなるため、ジャッキアップ時の負担も大きくなる。

　本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、特にドーム状屋根のジャッキアップ時における負担を軽減して施工を容易にするとともに、コストの低減を可能にした、ドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物を提供することを目的とする。

　本発明は、円筒状の下部構造体の上にドーム状屋根を施工する方法であって、前記下部構造体内にて屋根骨を平面視して放射状に組んで前記ドーム状屋根の構造骨部を形成する工程と、前記屋根骨の先端部に車輪を取り付けるとともに、この車輪を前記下部構造体の内面に対して、上下方向への回転走行が可能な状態に当接させる工程と、前記下部構造体の上端側に設置したジャッキアップ装置によって前記構造骨部を吊り上げ、前記車輪を前記下部構造体の内面に対して上方に回転走行させる工程と、前記構造骨部を前記下部構造体の上端側に吊り上げた後、前記構造骨部を前記下部構造体の上端部に直接、あるいは間接的に取り付けて固定する工程と、を備える。

　また、前記ドーム状屋根の施工方法においては、平面視した前記構造骨部の中心を回転中心としたとき、前記車輪を前記構造骨部に対して回転対称に配置することが好ましい。

　また、前記ドーム状屋根の施工方法においては、前記車輪を、前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を有する屋根骨の全てに取り付けることが好ましい。

　また、前記ドーム状屋根の施工方法においては、前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を、前記屋根骨の全てに設けることが好ましい。

　本発明のドーム状屋根の中間構造物は、屋根骨が平面視して放射状に組まれてなる構造骨部の、前記屋根骨の先端部に車輪が取り付けられてなる。

　本発明によれば、屋根骨の先端部に車輪を取り付け、ジャッキアップ装置によって構造骨部を吊り上げるときに車輪を下部構造体の内面に対して上方に回転走行させるので、車輪を介して屋根骨の先端部が下部構造体の内面から反力を受けることにより、屋根骨の変形を抑制することができる。また、構造骨部の外周の全周に亘って型鋼等の仮設材を取り付けることなく、屋根骨の先端部にのみ車輪を取り付けるので、屋根骨への車輪の取り付けが比較的容易で手間が少なく、また、車輪の使用量も取り付け対象となる屋根骨と同数だけでよいため、人件費や材料費を安くすることができる。したがって、ドーム状屋根の施工に要するコストを低減することができる。さらに、下部構造体の内面に対して車輪を上方に回転走行させるので、ジャッキアップ時の負担を軽減することができる。

本発明の一実施形態における工程を説明するための側断面図である。本発明の一実施形態における工程を説明するための側断面図である。外槽屋根の構造骨部の平面図である。屋根骨への車輪の取り付けを説明するための要部側面図である。本発明の一実施形態における工程を説明するための側断面図である。本発明の一実施形態における工程を説明するための側断面図である。

　以下、図面を参照して本発明のドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明では、ドーム状屋根を備える円筒型タンクとして、ＬＮＧを貯蔵する地上式の二重殻貯槽を例示する。

　まず、図１に示すように、略円板状の基礎版（外槽の底部）１の工事を行い、その上面に底部ライナー（図示せず）を形成する。次に、基礎版１の外周縁部に、外槽（防液堤）の側壁２を形成する。この側壁２は本発明における下部構造体となるもので、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート）によって円筒状に形成される。なお、側壁２については、最終的な高さ（大きさ）となる段数まで作り上げた後、後述するドーム状屋根の施工を開始してもよいが、タンク全体の工期短縮を図るため、本実施形態ではまず、側壁２の一部、例えば最終的な高さの半分程度の段数を積み上げて形成しておく。

　このようにして形成する外槽の側壁２の一部には、その下段側に工事口（図示せず）を形成しておく。また、この側壁２の一部には、その上に残りの段の側壁を積み上げて最終的な高さとなる段数からなる側壁２を形成するため、残りの段のための型枠を組み立てるなどの必要がある。そのため、側壁２の一部の上部側に懸垂足場３を設置しておく。

　このようにして外槽の側壁２の一部を形成したら、この側壁２の内周面側にその周方向に沿って、内槽側板組立用の脚付架台４を複数設置する。脚付架台４は、後に内槽（図示せず）を形成する際にこの内槽の側板を支持するための門型架台である。また、側壁２の内部では、基礎版１の中央部にて屋根架台５を組み立てる。さらに、これらに並行して、側壁２の残りの段についても順次コンクリートを打設していき、側壁２を形成する。なお、このような側壁２の施工にあたっては、上部側の側壁２を順次形成するに伴い、懸垂足場３も順次上側に移動させる。

　次に、図２に示すように屋根架台５上にてＨ鋼等の型鋼からなる屋根骨６を、図３に示すように放射状に組み、本発明に係るドーム状屋根となる外槽屋根の構造骨部７を形成する。なお、構造骨部７の形成に先立ち、内槽屋根（図示せず）や内槽の側壁を形成してもよい。

　構造骨部７の作成に際しては、図３に示すように屋根骨６を平面視して放射状に組むとともに、これら屋根骨６間を連結する連結骨８を、上記した放射状をなす屋根骨６の中心に対し平面視して同心円をなす複数のリング状に組み、連結部を溶接する。その結果、図２に示すようにドーム状の構造骨部７が形成される。また、このようにして組んだ構造骨部７上に、屋根板（図示せず）を貼設し溶接する。屋根板については、屋根板の各ブロックを基礎版１上でなるべく大きな所定形状に連結しておき、クレーンで吊り上げて構造骨部７上に貼設し、溶接固定する。

　また、このようにして構造骨部７を形成したら、図４に示すように個々の屋根骨６の先端部に車輪９を取り付ける。これにより、本発明に係るドーム状屋根の中間構造物の一実施形態となる、屋根骨６の先端部に車輪９を取り付けてなる中間構造物が得られる。車輪９は、後述するように構造骨部７をジャッキアップによって吊り上げる際の吊り点１２を有する全ての屋根骨６に取り付ける。本実施形態では、形成するタンクの大きさによっても異なるものの、例えば９６本の屋根骨６が平面視して中心から放射状に組まれるように構成されており、前記の吊り点１２はこれら屋根骨６の全てに設けられる。したがって、本実施形態では屋根骨６の全てに車輪９を取り付ける。

　車輪９の取り付けには、特に限定されることなく種々の方法が適用可能であるが、本実施形態では図４に示すように、車輪９は取付アーム１０を介して屋根骨６の先端に取り付けられる。すなわち、屋根骨６の先端部に屋根骨６の延長線に沿って取付アーム１０が取り付けられ、この取付アーム１０の先端部に車輪９が回転自在に軸支される。車輪９は、自動車のタイヤと同様の構造を有し、ゴムや合成樹脂等の弾性体によって形成される。

　このような車輪９としては、人が抱えて取り付けを行うことができるよう、直径が５０ｃｍ～８０ｃｍ程度の大きさの車輪が好適に用いられる。このような車輪９は、この車輪９が側壁２の内面に対して上下方向に回転走行が可能に当接するように、屋根骨６に取り付けられる。通常、屋根骨６はその先端が側壁２の内面に衝突しないように、ある程度のクリアランスを介して配置される。したがって、このようなクリアランスを埋めるようにして、車輪９を取付アーム１０を介して屋根骨６に取り付ける。

　その際、側壁２の内面に当接した車輪９が側壁２の内面から適宜な大きさの反力を受けるように、車輪９が、側壁２の内面に対して押圧した状態で屋根骨６の先端に取り付けられる。具体的には、屋根骨６の先端に取付アーム１０をボルト止めや溶接等で固定した後、この取付アーム１０の先端部に車輪９を軸支させる。その際、例えばこの車輪９の軸の、取付アーム１０への取付位置を適宜に調整することにより、側壁２の内面に対する当接状態（押圧状態）を調節する。また、本実施形態では全ての屋根骨６に対して車輪９を取り付けるが、その際に全ての車輪９がほぼ均等に側壁２の内面を押圧するように、車輪９の当接状態（押圧状態）を調節する。なお、このような作業は、例えばクレーン等によって吊り下げたゴンドラ１１に作業員が乗り込むことにより、行うことができる。

　また、このような車輪９の取り付けに前後して、屋根骨６の先端部に、ジャッキアップ装置によって吊り上げる際の吊り点１２を取り付けておく。吊り点１２としては、吊り下げ用のボルトなど従来と同様の治具を用いることができる。このような吊り点１２は、ジャッキアップ装置を側壁２に取り付ける必要上、側壁２側、すなわち屋根骨６の先端部に取り付けられる。

　このような屋根骨６の先端部への車輪９や吊り点１２の取り付けに並行して、あるいは前後して、側壁２を最上段まで完成させる。そして、図５に示すようにこの側壁２の上端側に、ジャッキアップ装置１３を設置する。ジャッキアップ装置１３は従来公知の油圧式の装置で、側壁２の上端部内側に張り出して配置された支持梁１４上に固定され、設置される。

　ここで、前述したように屋根骨６の吊り点１２を側壁２側（屋根骨６の先端部）に取り付けているので、支持梁１４を側壁２の内側に大きく張り出すことなく、したがって側壁２の内面に比較的近い位置に、ジャッキアップ装置１３を設置することができる。このようにシャッキアップ装置１３を側壁２の内面近傍に配置しているため、ジャッキアップ装置１３を駆動させて構造骨部７を吊り上げた際に、支持梁１４の固定端に大きな回転モーメントを生じさせることなく、したがって大きな負荷を生じさせることなく、構造骨部７を安定してジャッキアップすることができる。

　本実施形態では、一つのジャッキアップ装置１３で一つの吊り点１２を吊り上げるように構成されている。すなわち、ジャッキアップ装置１３に一本のワイヤあるいはロッド等からなる吊り材１５が設けられ、この吊り材１５の下端に設けられたフック等の吊り治具（図示せず）が吊り点１２に係止することにより、個々のジャッキアップ装置１３が吊り点１２を保持する。本実施形態では、吊り点１２の数に等しい数、つまり屋根骨６の数に等しい数のジャッキアップ装置１３が、側壁２の内面にその周方向に沿って設置される。

　このようにして設置された全てのジャッキアップ装置１３により、対応する屋根骨６の吊り点１２を保持したら、これら全てのジャッキアップ装置１３を同時に駆動させ、構造骨部７を水平に保持しつつ吊り上げる。ここで、構造骨部７を構成する個々の屋根骨６の先端にはそれぞれ車輪９が取り付けられており、これら車輪９が全て側壁２の内面に回転走行可能に当接している。そのため、これら車輪９は全て側壁２の内面に対して上方に回転し、走行する。

　その際、全ての屋根骨６の先端部が車輪９を介して側壁２の内面から反力を受けることにより、屋根骨６の変形が抑制される。すなわち、ジャッキアップ装置１３によって吊り上げられた際、屋根骨６の先端部が吊り上げられることにより、構造骨部７の中心部の荷重とのバランス上、屋根骨６はその先端側が図４中に矢印Ａで示す方向、すなわち上側でかつ外側に向く方向に変形し易くなる。しかし、本実施形態では屋根骨６の先端に取り付けられた車輪９が側壁２の内面に対して上方に回転走行するので、これら車輪９は図４中に矢印で示す方向、すなわち下側でかつ内側に向く方向の反力を受ける。
したがって、このような矢印Ｂ方向の反力により、屋根骨６の矢印Ａ方向の変形が抑えられる。

　このようなジャッキアップ装置１３による構造骨部７の吊り上げに並行して、あるいは前後して、図６に示すように側壁２の上端に従来と同様にしてコンプレッションリング１６を取り付けておく。そして、ジャッキアップ装置１３によって構造骨部７を側壁２の上端側に吊り上げた後、構造骨部７を構成する屋根骨６の先端部をコンプレッションリング１６に溶接し、固定する。すなわち、構造骨部７を側壁２の上端部に間接的に取り付けて固定する。

　このようにして構造骨部７をコンプレッションリング１６に固定したら、屋根骨６の吊り点１２に対するジャッキアップ装置１３の吊り材１５の係止を解除し、側壁２から支持梁１４とともにジャッキアップ装置１３を撤去する。次いで、屋根骨６に取り付けた車輪９を取付アーム１０ごと取り外し、さらに吊り点１２も取り外す。
　その後、構造骨部７上の屋根板の上に型枠（図示せず）を組み、この型枠内にコンクリートを打設することにより、ＰＣ製でドーム状の外槽屋根、すなわち本発明に係るドーム状屋根を得る。

　本実施形態のドーム状屋根の施工方法によれば、放射状に組んだ屋根骨６の先端部に車輪９を取り付け、ジャッキアップ装置１３によって構造骨部７を吊り上げるときに車輪９を側壁２の内面に対して上方に回転走行させるようにしたので、車輪９を介して屋根骨６の先端部が側壁２の内面から反力を受けることにより、屋根骨６の変形を抑制することができる。したがって、構造骨部７全体の変形を抑制することができる。

　また、従来のように構造骨部７の外周の全周に亘ってリング状の補強型鋼からなる仮設材を取り付けることなく、屋根骨６の先端部にのみ取付アーム１０を介して車輪９を取り付けている。この場合、屋根骨６への車輪９の取り付けが比較的容易で手間が少なく、また、車輪９の使用量も取り付け対象となる屋根骨６と同数だけでよいため、人件費や材料費を安くすることができる。したがって、ドーム状屋根の施工に要するコストを低減することができる。さらに、側壁２の内面に対して車輪９を上方に回転走行させるので、側壁２の内面と車輪９との間の摩擦抵抗がほとんどなく、したがってジャッキアップ時の負担を軽減することができる。

　また、車輪９を、ジャッキアップ装置１３によって吊り上げる吊り点１２を有する屋根骨６の全てに取り付けたので、吊り点１２を介してジャッキアップ装置１３で吊り上げられる屋根骨６は、前述したように図４中の矢印Ａ方向に変形し易くなるものの、この屋根骨６に車輪９が取り付けられ、車輪９を介して屋根骨６は図４中の矢印Ｂ方向の反力を受けるため、その変形が抑制される。

　また、本実施形態では、屋根骨６が平面視して放射状に組まれてなる構造骨部７の、前記屋根骨６の先端部に車輪９が取り付けられて、ドーム状屋根の中間構造物が構成される。そのため、前記施工方法においてジャッキアップ装置１３によって構造骨部７を吊り上げる際にこの中間構造物を用いることで、中間構造物を容易に吊り上げることができる。

　なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、前記実施形態では全ての屋根骨６に吊り点１２を設け、吊り点１２を設けた全ての屋根骨６に対して車輪９を取り付けたが、吊り点１２や車輪９については全ての屋根骨６に取り付けず、一部の屋根骨６のみに取り付けてもよい。その場合にも、前記実施形態と同様に、従来に比べてコストを低減することができる。

　ただし、その場合にも、図３に示すように構造骨部７を平面視し、構造骨部７の中心を回転中心としたとき、この構造骨部７に対して車輪９を回転対称に配置することが望ましい。回転対称は、ｎを２以上の整数とし、ある中心の回りを（３６０／ｎ）°回転させると自ら重なる性質であり、ｎ回対称などといわれる。このような回転対称となるように車輪９を配置すると、多数の屋根骨６によって構成される構造骨部７が、その外周の一部側のみに位置する車輪９により側壁２から偏って反力を受けることが防止され、構造骨部７が、その全周に亘りほぼ均等に反力を受けるようになる。したがって、構造骨部７全体の変形を良好に抑制することができる。

ドーム状屋根のジャッキアップ時における負担を軽減して施工を容易にするとともに、コストの低減を可能にした、ドーム状屋根の施工方法およびドーム状屋根の中間構造物を提供することができる。

２　側壁（下部構造体）、
６　屋根骨、
７　構造骨部、
９　車輪、
１２　吊り点、
１３　ジャッキアップ装置

Claims

　円筒状の下部構造体の上にドーム状屋根を施工する方法であって、
　前記下部構造体内にて屋根骨を平面視して放射状に組んで前記ドーム状屋根の構造骨部を形成する工程と、
　前記屋根骨の先端部に車輪を取り付けるとともに、この車輪を前記下部構造体の内面に対して、上下方向への回転走行が可能な状態に当接させる工程と、
　前記下部構造体の上端側に設置したジャッキアップ装置によって前記構造骨部を吊り上げ、前記車輪を前記下部構造体の内面に対して上方に回転走行させる工程と、
　前記構造骨部を前記下部構造体の上端側に吊り上げた後、前記構造骨部を前記下部構造体の上端部に直接、あるいは間接的に取り付けて固定する工程と、を備えるドーム状屋根の施工方法。
　平面視した前記構造骨部の中心を回転中心としたとき、前記車輪を前記構造骨部に対して回転対称に配置する請求項１記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記車輪を、前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を有する屋根骨の全てに取り付ける請求項１に記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記車輪を、前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を有する屋根骨の全てに取り付ける請求項２に記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を、前記屋根骨の全てに設ける請求項１に記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を、前記屋根骨の全てに設ける請求項２に記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を、前記屋根骨の全てに設ける請求項３に記載のドーム状屋根の施工方法。
　前記ジャッキアップ装置によって吊り上げる吊り点を、前記屋根骨の全てに設ける請求項４に記載のドーム状屋根の施工方法。
　屋根骨が平面視して放射状に組まれてなる構造骨部の、前記屋根骨の先端部に車輪が取り付けられてなるドーム状屋根の中間構造物。