JP2009281031A - 揺れ防止構造、揺れ防止方法、塔状構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リフトアップ工法において、施工に手間をかけることなく、かつ、大掛かりな補強を設けることなく、地震や風が作用した場合に生じる上部構造の揺れを抑える。
【解決手段】圧縮荷重に対して抵抗しながら収縮するジャッキ８２と、ジャッキ８２の先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承板８３とを備える揺れ防止部材８０を、すべり支承板８３がアンテナ鉄塔３０に向くように鉄塔本体２０の内周に沿って水平方向に間隔をあけて複数、かつ、上下方向に３段以上の複数段にわたって設置し、ジャッキ８２を、常時、すべり支承板８３が鉄塔本体３０に接触するまで伸長させる。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、塔状構造物の上部をリフトアップして塔状構造物を構築する方法におけるリフトアップする際のリフトアップの対象となる塔状構造物の上部の揺れを防止する方法及び構造に関する。

従来より、塔状構造物の構築方法として、塔状構造物の下部を構成する下部構造を中空状に構築し、下部構造の内部において塔状構造物の上部を構成する上部構造を構築し、ジャッキにより上部構造を下部構造の上方までリフトアップ（プッシュアップ）して、上部構造の下部と下部構造の上部とを接続するリフトアップ工法が用いられている。

ここで、上部構造をリフトアップする際に、上部構造に地震や風が作用すると大きな揺れが生じてしまう。そこで、例えば、特許文献１には、下部構造の内部に上下方向に延びるガイドレールを設け、ガイドレールに沿って上下方向に案内されるスライド部材と上部構造とを水平ジャッキを介して接続する方法が記載されている。かかる構成によれば、上部構造に揺れが生じると、水平ジャッキに引張荷重又は圧縮荷重が作用し、この荷重に対して水平ジャッキが抵抗することにより、上部構造の揺れを抑えることができる。
特許３４４６１５３号公報

しかしながら、上記の方法では、水平ジャッキに引張荷重又は圧縮荷重が伝達可能であるとともに、上部構造が下部構造に対して上昇できるようにするため、ガイドレールが必須の構造となる。しかしながら、このようなガイドレールは本体利用されず、施工の際に取り付け及び取り外し作業が発生し、手間がかかる。

また、上記の方法では、上部構造に固定されたジャッキには引張荷重又は圧縮荷重が作用する。上部構造にジャッキを固定する際に、圧縮荷重のみに耐え得るようにジャッキを固定する場合に比べて、引張荷重にも耐え得るように固定する場合には、上部構造とジャッキとの接合部に大掛かりな補強を設けなければならない。

本発明は、上記の問題に鑑みなされものであり、その目的は、リフトアップ工法において、施工に手間をかけることなく、かつ、大掛かりな補強を設けることなく、地震や風が作用した場合に生じる上部構造の揺れを抑えることである。

本発明の揺れ防止構造は、塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部の内部において構築され、前記塔状構造物の上部を構成し、前記塔下部の上方に接続されるべき塔上部を、前記塔下部に反力を取りながら吊り上げ又は吊持する際の揺れ防止構造であって、伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材が、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置されてなり、前記ジャッキは、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮することを特徴とする。
上記の揺れ防止構造において、前記揺れ防止部材は、上下方向に３段以上に設置されていてもよい。

また、本発明の揺れ防止方法は、塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部の内部において構築され、前記塔状構造物の上部を構成し、前記塔下部の上方に接続されるべき塔上部を、前記塔下部に反力を取りながら吊り上げ又は吊持する際の揺れ防止方法であって、伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材を、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置し、前記ジャッキを、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮させることを特徴とする。
上記の揺れ防止方法において、前記揺れ防止部材を、上下方向に３段以上に設置してもよい。

上記の方法において、前記揺れ防止部材は、前記ジャッキと前記塔下部の間に長さ調整用のジャッキ架台を介在可能であり、前記塔上部の一部は、その径が他の部分の径に比べて小さく、前記塔上部の一部にあたる高さの揺れ防止部材には前記ジャッキ架台を介在させてもよい。

また、本発明の塔状構造物の構築方法は、塔状構造物の構築方法であって、前記塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部を構築する下部構築ステップと、前記塔下部の内部において、前記塔状構造物の上部を構成する塔上部を構築する上部構築ステップと、前記塔下部に反力をとりながら前記塔上部を吊り上げる吊り上げステップと、前記塔下部の上部に前記塔上部を固定する固定ステップと、を備え、前記吊り上げステップでは、伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材を、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置し、前記ジャッキを、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮させることを特徴とする。
上記の塔状構造物の構築方法において、前記吊り上げステップでは、前記揺れ防止部材を、上下方向に３段以上に設置してもよい。

本発明によれば、ジャッキの先端を塔上部に固定していないため、ジャッキが引張荷重を負担することはない。このため、大掛かりな補強を行うことなく施工することができる。また、ジャッキに引張荷重を負担させないため、ガイドレール等を設ける必要がなく、施工に手間がかからない。

以下、本発明の塔状構造物の構築方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の構築方法により構築された塔状構造物１０を示す図である。同図に示すように、本実施形態の方法により構築された塔状構造物１０は、上下方向に延びる筒状に構築された鉄塔本体２０と、鉄塔本体２０の上端に接続されたアンテナ鉄塔３０とで構成される。塔状構造物１０のアンテナ鉄塔３０の下部には上部展望室４０が設けられ、さらに、上部展望室４０より低い位置には中央展望室５０が設けられている。

アンテナ鉄塔３０は、筒状に形成された複数のトラス架構が上下に接続されてなり、鉄塔本体２０内に定着されている部分（以下、定着部という）３０Ｂに比べて、鉄塔本体２０から突出している部分（以下、先端部という）３０Ａの径が小さくなるように形成されている。また、アンテナ鉄塔３０の先端部３０Ａの外周面にはパラボラアンテナやテレビアンテナなどの各種アンテナが取り付けられている。アンテナ鉄塔３０の定着部３０Ｂの下部には階段等の下部設備３０Ｃが接続されている。

鉄塔本体２０は、上方に向かって径が小さくなる筒状に形成された鉄骨のトラス架構からなる。なお、以下説明の便宜上、鉄塔本体２０の中央展望室５０の上部よりも低い部分を本体下部２０Ｂといい、それよりも高い部分を本体上部２０Ａという。

以下、本実施形態の塔状構造物の構築方法を図２Ａ〜図２Ｉを参照しながら説明する。
まず、地上高さから上方に向かって本体下部２０Ｂを構築していく。すなわち、まず、本体下部２０Ｂの低層部を、地上に設置されたクレーンにより鉄骨を揚重しながら、鉄骨を組み立てて構築する。次に、このようにして構築した本体下部２０Ｂの低層部にタワークレーンを設置する。そして、このタワークレーンにより揚重した鉄骨を接続して本体下部２０Ｂを構築する工程と、構築した本体下部２０Ｂに反力をとりながらタワークレーンを上昇させる工程とを繰り返すことにより、本体下部２０Ｂを上方に向かって構築する。本体下部２０Ｂを中央展望室５０にあたる高さまで構築した後、図２Ａに示すように、本体下部２０Ｂの上部に中央展望室５０を構築し、中央展望室５０の上部に揚重用の重機等を設置可能な作業ステージ５１を構築する。

次に、図２Ｂに示すように、ジャッキ６２と、このジャッキ６２により昇降させることが可能なロッド６１とからなる昇降装置６０を、ジャッキ６２が本体下部２０Ｂの上部に反力をとるように設置する。

そして、本体下部２０Ｂの内部においてアンテナ鉄塔３０を組み立てる。アンテナ鉄塔３０は、複数のトラス架構からなる筒状部材が上下に接続されてなり、図２Ｂに示すように、昇降装置６０のロッド６１の先端６１Ａをアンテナ鉄塔３０を構成する最上部の筒状部材に取り付け、ジャッキ６２によりロッド６１を引き上げることで、アンテナ鉄塔３０を吊り上げ、吊り上げられたアンテナ鉄塔３０の下部に筒状部材を順次接続していくことにより組み立てることができる。

また、これと並行して、中央展望室５０の上部に構築した作業ステージ５１にタワークレーン（不図示）を設置し、このタワークレーンにより揚重した鉄骨を組み立てることにより、図２Ｃに示すように、本体上部２０Ａを構築する。

次に、図２Ｄに示すように、アンテナ鉄塔３０の最下部まで構築が完了した後、ロッド６１の先端６１Ａの取り付け位置を、アンテナ鉄塔３０の上部から定着部３０Ｂの下部へと盛り替える。

次に、図２Ｅに示すように、昇降装置６０のジャッキ６２によりアンテナ鉄塔３０を揚重し、アンテナ鉄塔３０の下部に下部設備３０Ｃを接続する。また、同図に示すように、本体上部２０Ａの構築が上部展望台４０の高さまで到達したら、本体上部２０Ａと一体となるように上部展望室４０を構築する。さらに、後述する昇降装置７０のジャッキ７２を取り付ける高さに作業ステージ７３を構築する。

次に、図２Ｆに示すように、アンテナ鉄塔３０の上端が昇降装置６０のジャッキ６２を取り付けた高さまで到達したら、図２Ｇに示すように、アンテナ鉄塔３０を吊持する昇降装置６０を、本体上部２０Ａに設けた作業ステージ７３上に設置されたジャッキ７２とロッド７１とからなる昇降装置７０に盛り替える。すなわち、まず、本体上部２０Ａの上端部の作業ステージ７３にジャッキ７２を設置し、このジャッキ７２から延びるロッド７１の先端７１Ａをアンテナ鉄塔３０の定着部３０Ｂに取り付ける。そして、新たに設置した昇降装置７０によりアンテナ鉄塔３０を吊持した状態で、昇降装置６０を解体する。

次に、図２Ｈに示すように、アンテナ鉄塔３０を、その先端部３０Ａが鉄塔本体２０の上部から突出するまで昇降装置７０により上昇させる。そして、アンテナ鉄塔３０を上昇させながら、鉄塔本体２０の頂部に構築した作業ステージ２２上においてアンテナ鉄塔３０の先端部３０Ａにパラボラアンテナやテレビアンテナなどの各種アンテナを取り付ける。

ここで、従来技術の欄に記載したように、アンテナ鉄塔３０をリフトアップする際、アンテナ鉄塔３０は鉄塔本体２０に固定されておらず、地震や風が作用すると大きな揺れが生じてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、以下に説明するようにして、アンテナ鉄塔３０の揺れを防止することとした。

図３Ａは、本体上部２０Ａの上端の鉛直断面図であり、また、図３Ｂは図３ＡにおけるＢ−Ｂ´断面図である。また、図４Ａは、図３ＡのＡ部の拡大図であり、図４Ｂは図３ＢのＡ部の拡大図である。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、鉄塔本体２０の上端部には、３段以上の複数段（本実施形態では６段）に亘って、複数の揺れ防止部材８０が設置されている。各段の揺れ防止部材８０は、内周の縁に沿って等間隔で取り付けられている。

また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、揺れ防止部材８０は、鉄塔本体２０に固定される台座金物８１Ｂ及び台座金物から鉄塔本体２０の中心に向かって延びる鋼材８１Ａとからなるジャッキ架台８１と、ジャッキ架台８１の先端に取り付けられたジャッキ８２と、ジャッキ８２の先端に取り付けられた樹脂板などからなるすべり支承板８３とにより構成される。

揺れ防止部材８０は、鉄塔本体２０を構成するトラス架構の鉛直方向に延びる鉛直部材２１に板状の荷重伝達部材８５が固定され、この荷重伝達部材８５にジャッキ架台８１の台座金物８１Ｂがボルト接合されることにより、鉄塔本体２０に固定されている。

ジャッキ８２は、伸縮可能であるとともに、先端に取り付けられたすべり支承板８３がアンテナ鉄塔３０に当接するまで伸長する。これにより、アンテナ鉄塔３０を上昇させる際に、アンテナ鉄塔３０の表面に溶接跡などの凹凸がある場合であっても、ジャッキ８２が凹凸にあわせて伸縮し、常時、すべり支承板８３がアンテナ鉄塔３０を構成するトラス架構の鉛直部材３１の表面に当接することとなる。

なお、アンテナ鉄塔３０の先端部３０Ａと定着部３０Ｂの間は徐々に径が大きくなるように傾斜しているが、この部分には、ガイド部材３２が取り付けられており、また、アンテナ鉄塔３０の定着部３０Ｂを構成するトラス架構の鉛直部材の外周には、スライドレール３３が取り付けられている。

アンテナ鉄塔３０に風や地震荷重が作用し、例えば、図３Ｂにおける下方に向かってアンテナ鉄塔３０が移動すると、同図における下方に設置された揺れ防止部材８０のジャッキ８２がこれに抵抗する。これにより、ジャッキ８２により風や地震荷重が鉄塔本体２０に伝達され、アンテナ鉄塔３０の揺れを抑えることができる。

なお、この際、図３Ｂにおける上方に設置された揺れ防止部材８０ジャッキ８２は、すべり支承板８３が当接した状態を保つように伸長するが、すべり支承板８３はアンテナ鉄塔に当接しているのみであり、揺れ防止部材８０に引張力が作用することはない。ここのように、揺れ防止部材８０には、押し込み荷重は作用するものの、引張力は作用することはないため、大掛かりな補強をする必要がなくなる。

さらに、上記のように複数段にわたって、揺れ防止部材８０により支持することにより、アンテナ鉄塔３０のような長尺な構造体であっても強固に支持することが可能となる。

このようにアンテナ鉄塔３０の揺れを防止した状態で、昇降装置７０によりアンテナ鉄塔３０を上昇させる。図５Ａ〜図５Ｃは、アンテナ鉄塔３０を上昇させる際の鉄塔本体２０の上部を示す鉛直断面図である。

上記のようにアンテナ鉄塔３０の定着部３０Ｂは、先端部３０Ａに比べて径が大きい。このため、揺れ防止部材８０の全長を調整するため、図５Ａに示すように、アンテナ鉄塔３０の定着部の上端が最下段の揺れ防止部材８０まで到達したら、最下段の揺れ防止部材８０を短尺な揺れ防止部材９０へと盛替える。

図６Ａは、盛替えが完了した状態の揺れ防止部材９０を示す平面図であり、図６Ｂは鉛直断面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、盛替えが完了した揺れ防止部材９０では、ジャッキ架台８１が取り外され、鉄塔本体２０に固定された荷重伝達部材８５に直接ジャッキ８２が固定されており、ジャッキ８２先端に固定されたすべり支承板８３はアンテナ鉄塔３０に取り付けられたスライドレール３３（図６Ａでは、アンテナ鉄塔３０に取り付けられたガイド部材３２）に当接している。かかる構成により、揺れ防止部材９０の全長は、ジャッキ架台８１を介在させていた揺れ防止部材８０に比べて短尺になり、また、揺れ防止部材９０はジャッキ架台を介在させていた場合と同様に、アンテナ鉄塔３０を支持することが可能となる。

そして、図５Ｂに示すように、最下段の揺れ防止部材９０を盛り替えることにより、アンテナ鉄塔３０を定着部３０Ｂの上端が下から２段目の揺れ防止部材８０の高さまで上昇させることが可能となる。そして、これと同様に、順次、揺れ防止部材８０の盛り替え作業を行いながら、アンテナ鉄塔３０を上昇させる。

そして、図５Ｃ及び図２Ｉに示すように、アンテナ鉄塔３０を、その下端部が鉄塔本体２０の最上部に位置するまで昇降装置７０により吊り上げた後、アンテナ鉄塔３０の下端部を構成する鉄骨と、鉄塔本体２０の最上部の内側を構成する鉄骨とを接合する。そして、昇降装置７０を解体する。
以上の工程により、塔状構造物１０を構築することができる。

本実施形態によれば、鉄塔本体２０の内周に固定されたジャッキの先端をアンテナ鉄塔３０に固定せず、ジャッキ８２の先端にすべり支承板８３を取り付けておき、このすべり支承板８３がアンテナ鉄塔３０に当接するまでジャッキ８２を伸長させる構成としたため、ジャッキ８２には引張荷重が作用することはない。このため、ジャッキ８２を支持するための大掛かりな補強等が不要となる。

また、上記のようにジャッキ８２が引張荷重を負担することがないため、従来技術に記載したような仮設のガイドレール等を設ける必要がなくなり、施工の手間を削減できる。
また、揺れ防止部材８０を３段以上に設置することにより、揺れ防止部材８０に作用する荷重が分散されるため、鉄塔本体２０に大掛かりな補強を行う必要がない。

また、揺れ防止部材８０にジャッキ架台８１を介在させておき、ジャッキ架台８１を着脱させることにより、アンテナ鉄塔３０が高さ位置によって径が異なる場合であっても、これに合わせて揺れ防止部材８０の全長を調整することができる。

また、揺れ防止部材８０を３段以上の複数段にわたって設けることとしたため、アンテナ鉄塔３０のような長尺で大規模な構造体であっても強固に支持することができる。

なお、本実施形態では、塔状構造物１０を、鉄塔本体２０を地上高さで構築し、地上高さで構築したアンテナ鉄塔３０を鉄塔本体２０に反力をとりながらリフトアップして構築する場合について説明したが、これに限らず、塔状構造物の塔下部を構築し、塔状構造物の上部を前記構築した塔下部の内部で構築し、塔上部を塔下部に反力をとりながらリフトアップすることにより、塔状構造物を構築する場合であれば本発明を適用できる。

本実施形態の構築方法により構築された塔状構造物を示す図である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その１）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その２）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その３）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その４）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その５）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その６）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その７）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その８）である。 本実施形態の塔状構造物の構築方法を説明するための図（その９）である。 本体上部の上端の鉛直断面図である。 図３ＡにおけるＢ−Ｂ´断面図である。 図３ＡのＡ部の拡大図である。 図３ＢのＡ部の拡大図である。 アンテナ鉄塔を上昇させる際の鉄塔本体の上部を示す鉛直断面図（その１）である。 アンテナ鉄塔を上昇させる際の鉄塔本体の上部を示す鉛直断面図（その２）である。 アンテナ鉄塔を上昇させる際の鉄塔本体の上部を示す鉛直断面図（その３）である。 盛替えが完了した状態の揺れ防止部材を示す平面図である。 盛替えが完了した状態の揺れ防止部材を示す鉛直断面図である。

符号の説明

１０ 塔状構造物
２０ 鉄塔本体
２０Ａ 本体上部
２０Ｂ 本体下部
２１ 鉛直部材
３０ アンテナ鉄塔
３０Ａ 先端部
３０Ｂ 定着部
３０Ｃ 下部設備
３１ 鉛直部材
３２ ガイド部材
３３ スライドレール
４０ 上部展望室
５０ 中央展望室
６０、７０ 昇降装置
６１、７１ ロッド
６２、７２ ジャッキ
８０、９０ 揺れ防止部材
８１ ジャッキ架台
８２ ジャッキ
８３ すべり支承板
８５ 荷重伝達部材

Claims (7)

1. 塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部の内部において構築され、前記塔状構造物の上部を構成し、前記塔下部の上方に接続されるべき塔上部を、前記塔下部に反力を取りながら吊り上げ又は吊持する際の揺れ防止構造であって、
   伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材が、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置されてなり、
   前記ジャッキは、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮することを特徴とする揺れ防止構造。
2. 請求項１記載の揺れ防止構造であって、
   前記揺れ防止部材は、上下方向に３段以上に設置されていることを特徴とする揺れ防止構造。
3. 塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部の内部において構築され、前記塔状構造物の上部を構成し、前記塔下部の上方に接続されるべき塔上部を、前記塔下部に反力を取りながら吊り上げ又は吊持する際の揺れ防止方法であって、
   伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材を、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置し、
   前記ジャッキを、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮させることを特徴とする揺れ防止方法。
4. 請求項３記載の揺れ防止方法であって、
   前記揺れ防止部材を、上下方向に３段以上に設置することを特徴とする揺れ防止方法。
5. 請求項３又は４記載の揺れ防止方法であって、
   前記揺れ防止部材は、前記ジャッキと前記塔下部の間に長さ調整用のジャッキ架台を介在可能であり、
   前記塔上部の一部は、その径が他の部分の径に比べて小さく、
   前記塔上部の一部にあたる高さの揺れ防止部材には前記ジャッキ架台を介在させることを特徴とする揺れ防止方法。
6. 塔状構造物の構築方法であって、
   前記塔状構造物の下部を構成する筒状の塔下部を構築する下部構築ステップと、
   前記塔下部の内部において、前記塔状構造物の上部を構成する塔上部を構築する上部構築ステップと、
   前記塔下部に反力をとりながら前記塔上部を吊り上げる吊り上げステップと、
   前記塔下部の上部に前記塔上部を固定する固定ステップと、を備え、
   前記吊り上げステップでは、
   伸長方向に付勢され、圧縮荷重がかかるとそれに応じて収縮するジャッキと、前記ジャッキの先端にとりつけられたすべり可能なすべり支承部材とを備える揺れ防止部材を、前記すべり支承部材が前記塔上部に向くように前記塔下部の内周に沿って水平方向に間隔をあけて、上下方向に複数段に設置し、前記ジャッキを、常時、前記すべり支承部材が前記塔上部に接触するように伸縮させることを特徴とする塔状構造物の構築方法。
7. 請求項６記載の塔状構造物の構築方法であって、
   前記吊り上げステップでは、前記揺れ防止部材を、上下方向に３段以上に設置することを特徴とする塔状構造物の構築方法。

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