JP6543941B2 - スリップフォーム装置および筒状壁体の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、スリップフォーム装置および筒状壁体の構築方法に関する。

従来より、穀物貯蔵サイロや危険物貯蔵施設、ＬＮＧタンク等の気密性が要求される容器構造物を鉄筋コンクリート造の筒状壁体にて構築する場合には、筒状壁体の内周面を金属板等の気密性材料にてライニングすることで、収容物質の漏えいを防止している。

このような内周面を気密性材料にてライニングした筒状壁体の構築方法としては、例えば特許文献１に、気密性材料を壁体の内型枠として先行して組み立て、該気密性材料とその外周に組み立てた外型枠との間にコンクリートを打設し、筒状壁体を構築する方法が開示されている。具体的には、間隔保持材を用いて気密性材料に外型枠を固定し、両者の間にコンクリートを打設して硬化させた後、外型枠のみを取り外す工程を鉛直上方に向けて繰り返し、コンクリートを打ち継いでいく方法である。

上記の方法は、筒状壁体の構築と同時に内周面が内型枠として使用した気密性材料にてライニングされるため、工期を大幅に短縮することができる。しかし、外型枠の設置に間隔保持材を用いる必要があるとともに、上方に向けてコンクリートを打ち継ぐ毎に外型枠の撤去及び取り付けを繰り返すため、作業が煩雑となる。このような外型枠の型枠工に対して、鉄筋コンクリート造の塔状構造物を施工する場合に用いられる、スリップフォーム工法を適用することが考えられる。

スリップフォーム工法は、例えば特許文献２に開示されているように、リング状をなす内型枠と外型枠の間にコンクリートを打設しながら、当該コンクリートに埋設されるロッドを反力にして油圧ジャッキにより内型枠及び外型枠を連続的に上昇させ、塔状構造物を構築していく工法である。

特開２０１０−１０６５０１号公報 特開平１０−５４１３６号公報

一般にスリップフォーム装置は、構築しようとする塔状構造物の壁体を跨ぐようにして門型フレームよりなるヨークを配置するとともに、板状型枠を塔状構造物の壁体内側および壁体外側にそれぞれ配置し、ヨーク、内側の板状型枠及び外側の板状型枠を一体に固定する。そして、これらヨークを複数隣合せて板状型枠を連接させることで、リング状の内型枠および外型枠を形成する。これにより、コンクリート打設時に生じる側圧は、リング状の内型枠および外型枠の両者に作用して相殺されるため、水平方向に移動することがなく、その平面視形状が保持されるものである。

しかし、前述した筒状壁体の構築方法において、外型枠の型枠工にのみスリップフォーム装置を適用しようとすると、当然ながら筒状壁体を跨ぐヨークには、壁体外側のみに板状型枠が配置されることとなる。すると、コンクリートを打設することにより生じる側圧は、板状型枠を連接してなるリング状の外型枠に内圧となって作用するため、リング状の外型枠の平面視形状が楕円形や卵型になるなど変形しやすく、リング状の外型枠に対する平面視形状保持が困難となり、所定の壁厚が確保できない。

このような挙動に対応するべく、例えばヨークの剛性を高める、もしくはリング状の外型枠の背面に同じくリング状の補強材を設置するなどして、リング状の外型枠の形状保持性能を高める方法も考えられる。

しかし、いずれの方法もスリップフォーム装置全体の重量が増すとともに、組立て・解体が煩雑となる。また、リング状の補強材を設けた場合には、筒状壁体の断面視形状を高さ方向に徐々に拡径もしくは縮径したい場合に、平面視形状の修正を行うことができず作業性に劣る。さらに、スリップフォーム装置全体が平面方向に移動することにより、所定の壁厚が保持できなくなるといった事象を防ぐことができない。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、内周面が筒材にてライニングされる筒状壁体を、作業性よくかつ高精度に構築することが可能な、筒状壁体の外周面に位置するリング状の外型枠のみを有するスリップフォーム装置およびスリップフォーム装置を用いた筒状壁体の構築方法を提供することである。

かかる目的を達成するため本発明のスリップフォーム装置は、内周面が筒材にてライニングされる筒状壁体を構築するためのスリップフォーム装置であって、前記筒材の外周面に対して打設面が向かい合うよう配置される外側型枠パネル、該外側型枠パネルの背面に設置される縦部材、および該縦部材を挟んで前記外側型枠パネルの背面側に設置される補強架構を備えるヨークと、該ヨークを昇降させる昇降手段と、前記筒材の外周面に設置されるとともに前記ヨークに備えた係合部に係合されて、前記ヨークの昇降を自在にしつつ水平方向の移動を規制する水平移動規制部材と、を備えてなり、前記水平移動規制部材が、前記筒材の周方向に間隔を有して複数配置されるとともに、該水平移動規制部材の各々に前記ヨークが設置され、該ヨークに備えた前記外側型枠パネルおよび前記補強架構は各々が、前記筒材の周方向に連接されて外側筒状型枠およびリンク架構を形成し、下部作業ステージが、前記補強架構の上面に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ヨークに備えた外側型枠パネルが連接されて形成されるリング状の外側筒状型枠は、水平移動規制部材に沿って平面視形状を保持した状態で上昇することが可能となる。また、リング状の外側筒状型枠は、コンクリートを打設されることにより生じる側圧が内圧となって作用する際にも、外側筒状型枠を構成する外側型枠パネルが、ヨークを介して水平移動規制部材に係合しているから水平方向に移動することがないため、所定の壁厚を確保でき、平面視形状が卵形や楕円形型に変形することがない。よって、リング状の外側筒状型枠における平面視形状の保持性を高めることが可能となり、筒状壁体に高い施工精度を確保することが可能となる。

また、地震力や風荷重が作用しても、ヨークが水平移動規制部材に係合されていることから、これら外力を受けてスリップフォーム装置全体が、水平方向に移動したり回転するような挙動を抑制することが可能となる。

さらに、外側型枠パネルに作用するコンクリート打設時の側圧を、補強架構によっても負担し外側型枠パネル自身の変形を抑制するため、外側型枠パネルよりなるリング状の外側筒状型枠における平面視形状の変形をより一層抑制することが可能となる。また、隣り合う補強架構を連結してリング架構にすると、当該リング架構が外側筒状型枠に対して拘束効果を発揮するため、外側筒状型枠に生じるより高い内圧にも耐えることが可能となる。したがって、例えば一度に打設するコンクリートの打設高さを高くすることも可能となる。

本発明のスリップフォーム装置は、前記ヨークの天端であって、前記縦部材を挟んで前記外側型枠パネルの反対側に、上部作業ステージが設けられることを特徴とする。

本発明の筒状壁体の構築方法は、前記筒材及び前記水平移動規制部材を先行組した後、前記ヨークを備える前記外側筒状型枠を、前記筒材の外周面と間隔を持って向かい合うようにして配置し、前記ヨークを該水平移動規制部材に係合させた状態で前記昇降手段を介して連続して上昇させながら、前記筒材と前記外側筒状型枠との間にコンクリートを打設することを特徴とする。

本発明によれば、筒材を内型枠として使用しながら外型枠にスリップフォーム装置を採用する。これにより、内型枠および外型枠ともに型枠の設置および脱型の手間を省略できるとともに、構築しようとする筒状壁体の内側に作業ステージを設ける必要がないため、工事全体の省力化及び省コスト化を図ることが可能となる。

本発明は、内側が筒材にてライニングされる筒状壁体を構築するにあたり、筒材を内型枠としつつ、外型枠をスリップフォーム装置にて構成するため、内型枠および外型枠ともに型枠工に係る作業工程を大幅に省略しつつ、作業性よくかつ高精度に筒状壁体を構築することが可能となる。

スリップフォーム装置の平面図である。 スリップフォーム装置の側面図である。 ヨークを構成する水平部材の詳細を示す図である。 スリップフォーム装置を用いた筒状壁体の構築方法を示す図である（その１）。 スリップフォーム装置を用いた筒状壁体の構築方法を示す図である（その２）。 スリップフォーム装置を用いた筒状壁体の他の事例を示す図である。

<スリップフォーム装置の構造>
以下に、本発明におけるスリップフォーム装置を、図１から図３を参照して以下に詳述する。

本発明のスリップフォーム装置１は、図１の平面図に示すような、内周面が筒材１２にてライニングされてなる鉄筋コンクリート造の筒状壁体１１を構築するための装置であり、コンクリートＣを打設する際に筒材１２を内型枠として使用するため、型枠としては、外型枠として機能する外側筒状型枠６のみを備える構成を有している。

なお、筒材１２は、鉄筋コンクリート造の筒状壁体の内周面をライニングするものであれば、気密性材料や水密性材料、鋼材やＦＲＰ等、いずれの材料により形成されるものでもよい。

具体的には、図１の平面図および図２の側面図に示すように、外側型枠パネル２を備えるヨーク３と、ヨーク３を昇降させる昇降手段４と、ヨーク３が係合される水平移動規制部材５とを備えている。

外側型枠パネル２は、図２に示すように、筒材１２に対して打設面が向かい合うようにして配置されるものであり、その打設面は筒材１２の外周面と平行に形成されている。これら外側型枠パネル２は、ヨーク３に支持されて筒材１２に対して間隔を有して配置される。

ヨーク３は、外側型枠パネル２の背面に設置される縦部材３１と、該縦部材３１に対して片持ち状に固定される水平部材３２とにより構成されるフレームである。そして、水平部材３２は、縦部材３１に対して外側型枠パネル２の上方であって、図１に示すように、外側型枠パネル２の打設面と直交する方向に延在するよう固定される。これら水平部材３２には、図３に示すように、昇降手段４および係合具３２１がそれぞれ設置されている。また、縦部材３１には、補強架構３１１が設置されている。

昇降手段４は、図２に示すように、水平部材３２に固定されるクライミングジャッキ４１と、該クライミングジャッキ４１を貫通するロッド４２により構成されており、ロッド４２は、筒材１２と外側型枠パネル２との間に鉛直状に配置されている。これにより、ヨーク３はクライミングジャッキ４１にてロッド４２を手繰りながら上昇する。

係合具３２１は、水平部材３２の先端に設けられており、図３の平面図に示すように、後に述べる水平移動規制部材５を側面から抱持するようにして係合することにより、ヨーク３の昇降を自在にしつつ、水平方向の外力が作用した際のヨーク３の水平方向の移動を規制するものである。

本実施の形態では、係合具３２１を高さ方向に２つ設置しているが、少なくとも通常時において、水平移動規制部材５に対してヨーク３の縦部材３１を平行に保持できれば、その数量はいずれに設定してもよい。

補強架構３１１は、図２に示すように、外側型枠パネル２の背面側に配置されて縦部材３１に設置されるものであり、図１に示すように、外側型枠パネル２の背面に沿うように形成された筒状の立体トラスにより構成されている。これらは、外側型枠パネル２の腹起しとして機能し、コンクリートＣが打設されて外側型枠パネル２の打設面に側圧が作用した際に、その側圧を負担して外側型枠パネル２が水平方向に変形することを抑制する。

そして、水平移動規制部材５は、図２に示すように、筒材１２の外周面に設置されて鉛直状に立設されており、図１に示すように、筒材１１の周方向に２〜４ｍ程度の間隔を有して複数配置されている。これら複数の水平移動規制部材５にはそれぞれに、ヨーク３が係合されることとなる。

これにより、各水平移動規制部材５に係合されているヨーク３が、図１に示す平面図のように、筒材１２の周方向に隣り合うことに伴い、ヨーク３に備えた外側型枠パネル２も筒材１２の周方向に連接されて、外側筒状型枠６を形成することとなる。このとき、隣り合うヨーク３は、図２に示すように、外リング材３３を介して連結されている。

なお、水平移動規制部材５は、筒材１２の外周面に設置されることから、筒材１２に作用するコンクリート打設時の側圧を負担する側圧負担部材としても機能させることができる。なお、側圧負担部材としても機能させる場合には、側圧筒材１２の材料や部材厚等を考慮し、隣り合う水平移動規制部材５を、コンクリート打設時の側圧により、はらみ出しが生じないような間隔を持って配置すればよい。

上述する構成よりなるスリップフォーム装置１は、図１に示すように、外側筒状型枠６が、筒材１２を囲うようにして配置される。したがって、外側筒状型枠６と筒材１２との配置間隔を、構築しようとする筒状壁体１１の壁厚と同じ大きさに設定し、筒材１２を内型枠、外側筒状型枠６を外型枠として両者の間にコンクリートＣを打設する。このとき、ヨーク３を介して外側筒状型枠６を連続して上昇させつつ、コンクリートＣを打設することで、内周面に筒材１２がライニングされた筒状壁体１１を構築することができるものである。

これにより、外側型枠パネル２を連接してなるリング状の外側筒状型枠６は、水平移動規制部材５に沿って平面視形状及び位置を保持した状態で上昇することが可能となる。また、リング状の外側筒状型枠６は、コンクリートＣを打設することにより生じる側圧が内圧となって作用する際にも、外側筒状型枠６を構成する外側型枠パネル２が、ヨーク３を介して水平移動規制部材５に係合しているから水平方向に移動することがないため、平面視形状が卵形や楕円形型に変形することがない。よって、リング状の外側筒状型枠６における平面視形状及び位置の保持性を高めることが可能となり、筒状壁体１２に高い施工精度を確保することが可能となる。

また、地震力や風荷重が作用しても、ヨーク３が水平移動規制部材５に係合されていることから、これら外力を受けてスリップフォーム装置１全体が、水平方向に移動したり回転するような挙動を生じることがない。したがって、後に述べるが、図５に示すように、筒状壁体１２の内方に鉄筋１３や図示しないシース管もしくは埋め込み金物の設置を行っても、ヨーク３が移動もしくは回転してこれらと干渉しあうことを抑制でき、作業性を向上することが可能となる。

なお、スリップフォーム装置１には、図２に示すように、補強架構３１１の上面に下部作業ステージ７Ａが設けられているとともに、ヨーク３の天端であって縦部材３１を挟んで外側型枠パネル２と反対側にも上部作業ステージ７Ｂが設けられている。これら下部作業ステージ７Ａ及び上部作業ステージ７Ｂを、縦部材３１を挟んで外側型枠パネル２と反対側に設けることによって、コンクリートＣの打設時に、前記外側型枠パネル２に側圧が作用することによりヨーク３が鉛直方向に回転することを抑制している。

また、筒材１２に沿う方向に隣り合って配置される補強架構３１１どうしは連結させて、図１に示すように、リング架構８を形成して外側筒状型枠６を囲うようにしておく。そうすると、リング架構８が外側筒状型枠６に対して拘束作用をもたらすため、コンクリートＣの打設時において、リング状の外側筒状型枠６に内圧が作用することにより生じやすい平面視形状の変形を、水平移動規制部材５と相俟って、より一層抑制することが可能となる。

<スリップフォーム装置を用いた筒状壁体の構築方法>
以下に、上述するスリップフォーム装置１を用いた筒状壁体１１の構築方法を、図４から図６を参照して詳述する。

本実施の形態では、図４（ａ）に示すような、地上に構築されるＬＮＧタンクＴに設けられるＰＣ防液堤を構築する場合を事例とする。ＰＣ防液堤は、内周面を外槽ライナと称される気密性の筒材１２によりライニングされた鉄筋コンクリート造の筒状壁体１１である。

図４（ｂ）に示すように、ＬＮＧタンクＴの基礎版上に筒材１２及び水平移動規制部材５を先行組みするとともに、ロッド４２及び鉄筋１３の建込みを行う。

本実施の形態では、筒材１２と水平移動規制部材５とを先行組するにあたり、両者を溶接により固定するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、筒材１２に気密性を保持できる手段であれば、いずれの固定手段にて両者を固定してもよい。

また、本実施の形態では、筒材１２の背面にコンクリートＣとの定着性を向上するべく、図１に示すように、スタッド１２１を設けているが、筒材１２とコンクリートＣとの付着力を高めることができれば、その形状はいずれでもよい。

次に、図５（ａ）に示すように、ヨーク３を備えた外側筒状型枠６をＬＮＧタンクＴの基礎版上に配置し、筒状壁体１１を構成するコンクリートＣを打設する。

具体的には、図２に示すように、ヨーク３の係合部３２１を水平移動規制部材５に係合させるとともに、クライミングジャッキ４１をロッド４２に挿通させる。そして、図５（ａ）に示すように、構築しようとする筒状壁体１１の壁厚と同じ大きさの間隔で配置された、外側型枠パネル２が連接されてなる外側筒状型枠６と筒材１２との間にコンクリートＣを打設し、ロッド４２及び鉄筋１３の下端部をコンクリートＣにて埋設する。

打設したコンクリートＣの硬化が進み、ロッド４が強固に支持されたところでクライミングジャッキ４１を駆動させ、ヨーク３を介して外側筒状型枠６の上昇を開始する。なお、外側筒状型枠６の上昇速度は、打設されたコンクリートＣが、外側筒状型枠６のスライド上昇により外側筒状型枠６の下端から露出されるまでの間に、自立できる程度の強度を発現できる時間を確保するよう考慮し設定する。

外側筒状型枠６の上昇が開始された後、上部作業ステージ７Ｂ及び下部作業ステージ７Ａを利用して、以下の作業を行う。

図５（ｂ）に示すように、外側筒状型枠６の上昇に合わせてロッド４２および鉄筋１３の継ぎ足し、また図示しないが筒所壁体１１内に埋設されるシース管の組み立てや埋め込み金物の設置等の作業を行う。これらの作業と並行して、外側筒状型枠６と筒材１２との間にコンクリートＣを打設する作業と、打設したコンクリートＣを締め固める作業とを行う。

これらの作業を、外側筒状型枠６を連続して上昇させながら同時作業で繰り返し、図５（ｃ）に示すように、下方から上方に向けてコンクリートＣを打ち上げていく。なお、当然ながら水平移動規制部材５およびロッド４２はともに、コンクリートＣに埋設されることとなる。

上記の手順にて、水平移動規制部材５にヨーク３を係合し、外側筒状型枠６の平面視形状及び位置を保持しつつ垂直に連続して上昇させながら、所望の高さまでコンクリートＣを打設することにより、内周面が筒材１２にてライニングされた筒状壁体１１を精度良く構築するものである。

このようなスリップフォーム装置１を用いた筒状壁体１２の構築方法によれば、筒材１２を内型枠として使用するとともに、スリップフォーム装置１の外側筒状型枠６を外型枠として使用し施工するため、筒状壁体１１を構築するために必要な内型枠および外型枠両者の設置および脱型の手間を省略することができる。

また、筒状壁体１１内方の配筋やシース管及び埋め込み金物の設置等に係る作業を、スリップフォーム装置１に備えた下部作業ステージ７Ａ及び上部作業ステージ７Ｂを利用して行うことができるため、筒状壁体１１の内側に足場を設ける必要がない。さらに、水平移動規制部材５は、筒材１２の外周面に配置されるから筒状壁体１１内に埋設されるため、解体及び撤去する必要がない。

このように、筒状壁体１２の構築に係る工事全体の省力化及び省コスト化を図ることが可能となる。

本発明のスリップフォーム装置１および筒状壁体１１の構築方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施の形態では、筒状壁体１１にＰＣ防液堤を採用したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、穀物貯蔵用サイロや放射線物質等の危険物封入容器等の壁体等、内周面が筒材１２にてライニングされる筒状壁体１１であれば、いずれに適用することも可能であり、その断面形状も、必ずしも円筒に限定されるものではなく、例えば角筒でもよい。

また、本実施の形態では、筒材１２および水平移動規制部材５を、構築しようとする筒状壁体１１の天端まで先行組したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、筒材１２および水平移動規制部材５を高さ方向に複数分割し、ロッド４２および鉄筋１３の継ぎ足しと併せて、筒材１２および水平移動規制部材５を継ぎ足してもよい。この場合にも、ヨーク３の上方に設置した上部作業ステージ７Ｂを利用して、筒材１２および水平移動規制部材５の継ぎ足し作業を行うことができるため、筒状壁体１１の内周面側に足場を組む必要がない。

さらに、筒材１２が、図６に示すように、複数の気密性板材１２１を縦方向及び横方向に溶着して形成される場合には、例えば、水平移動規制部材５を気密性板材１２１の横方向の位置決め手段および裏あて材として利用し、隣り合う気密性板材１２１どうしの溶着を、水平移動規制部材５を介して行ってもよい。

加えて、図６に示すように、隣り合う水平移動規制部材５を連結するように横梁１４を設けて、これら横梁１４と筒材１２とを溶着してもよい。こうすると、横梁１４は、コンクリートＣの打設時における筒材１２のはらみ出しを防止する手段、及びコンクリートＣとの付着力を高める手段として機能する。

１ スリップフォーム装置
２ 外側型枠パネル
２１ ピン支承
２２ ジャッキ
３ ヨーク
３１ 縦部材
３１１ 補強架構
３２ 水平部材
３２１ 係合具
３３ 外リング材
４ 昇降手段
４１ クライミングジャッキ
４２ ロッド
５ 水平移動規制部材
６ 外側筒状型枠
７Ａ 下部作業ステージ
７Ｂ 上部作業ステージ
８ リング架構
１１ 筒状壁体（ＰＣ防液堤）
１２ 筒材
１３ 鉄筋
１４ 横梁
Ｃ コンクリート
Ｔ ＬＮＧタンク

Claims (3)

1. 内周面が筒材にてライニングされる筒状壁体を構築するためのスリップフォーム装置であって、
   前記筒材の外周面に対して打設面が向かい合うよう配置される外側型枠パネル、該外側型枠パネルの背面に設置される縦部材、および該縦部材を挟んで前記外側型枠パネルの背面側に設置される補強架構を備えるヨークと、
   該ヨークを昇降させる昇降手段と、
   前記筒材の外周面に設置されるとともに前記ヨークに備えた係合部に係合されて、前記ヨークの昇降を自在にしつつ水平方向の移動を規制する水平移動規制部材と、を備えてなり、
   前記水平移動規制部材が、前記筒材の周方向に間隔を有して複数配置されるとともに、該水平移動規制部材の各々に前記ヨークが設置され、
   該ヨークに備えた前記外側型枠パネルおよび前記補強架構は各々が、前記筒材の周方向に連接されて外側筒状型枠およびリンク架構を形成し、
   下部作業ステージが、前記補強架構の上面に設けられることを特徴とするスリップフォーム装置。
2. 請求項１に記載のスリップフォーム装置において、
   前記ヨークの天端であって、前記縦部材を挟んで前記外側型枠パネルの反対側に、上部作業ステージが設けられることを特徴とするスリップフォーム装置。
3. 請求項１または２に記載のスリップフォーム装置を用いた筒状壁体の構築方法であって、
   前記筒材及び前記水平移動規制部材を先行組した後、
   前記ヨークを備える前記外側筒状型枠を、前記筒材の外周面と間隔を持って向かい合うようにして配置し、
   前記ヨークを該水平移動規制部材に係合させた状態で前記昇降手段を介して連続して上昇させながら、前記筒材と前記外側筒状型枠との間にコンクリートを打設することを特徴とする筒状壁体の構築方法。

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