JP4843327B2 - 中空の構造物の構造物内部に足場を仮設する工法 - Google Patents

Description

サイロ、煙突等の中空の構造物内部の補修、清掃、メンテナンス作業等に利用する中空の構造物の構造物内部に足場を仮設する工法に関する。

従来、上記作業は、ゴンドラを用いて行われていた。しかしながら、ゴンドラは、構造物の内壁を上下に移動するときにゴンドラから伸びる作業員の手、並びに清掃道具等の達する範囲のみの点としての作業がなされている。作業範囲はゴンドラが動く範囲の点の集合と言える。作業従事者は、ゴンドラの動きに制約を受けながら作業を行なっている。また、ゴンドラ作業では、危険性があり、ワイヤーロープのずれ、破断による落下事故が生じている。施主、作業従事者の双方からより高い安全性を求められている。

従来工法の単管で組まれた足場であると、施工コストがゴンドラ作業に対して掛かり、他方、ゴンドラの場合であると、上述のごとく、ワークアビリティの劣悪さから、ライニング等、塗料の塗布作業において内壁に向かって重ね塗りのために刷毛を動かすと、最初の刷毛の作る線と、塗り重ねのための刷毛の線とが一致せず、塗り重ね部分に塗料の硬化不良、はがれ等の問題が生じている。つまり、ゴンドラの移動する線が縦一列ずつになるため、ライニング作業の線も縦一列となり、塗り重ねに時間の差が生じ、線と線との間の塗り合わせ部分に塗膜劣化等が起こっている。

従来工法の単管で組まれた足場においては、構造体の大きさにより、足場の掛け払いに工期を取られることが指摘されている。工場の生産ラインであるサイロの工期の短縮を図ることは、生産性の向上とともに、経費の削減に多大なものがある。また、従来工法より、より正確な施工を行なうため、ゴンドラの昇降に制約された縦一列の線ずつの作業ではなく、内壁に対して作業を面として行い、かつ効率的な作業により、工期の短縮を図ることが求められている。

通常のサイロでは、上部開口部、下部開口部ともに、人間がやっと通れる開口しか存在せず、サイロ内に多くの資材の搬入を要する通常のリフトを構築することは、掛け払いにかかるコストの増加、工期の延長の問題を生じ、改善を求められている。また、従来型のリフトの設置は安全に問題があり、現在使用が不可能である。
特開平10-131479号公報〔請求項1〕〔0003〕〔0007〕 2000-23440号公報〔請求項1〕〔0003〕〔0005〕〔0031〕〔0033〕

上述の如く、従来技術に係るゴンドラでは、構造物の内壁に沿っての作業を行なうとき、作業のため働きかける力に対して内壁からの反力が働き、サイロ等では、構造物が風等の影響で常に左右に揺れ、ゴンドラが構造物内部で内壁よりの反力と連動し係止されたワイヤーロープを中心に円形に揺動するゴンドラと内壁は点として接する。作業上の効率と足場の確保のため、ゴンドラの接する点を拡大することを必要としている。また、ワイヤーロープを用いてのゴンドラ作業では、ワイヤーロープのずれと破断の問題が生じている。より安全で、作業従事者への身体的な制約の少ない装置を製作する。

この問題を解決するためには、ゴンドラの形状をドーナツ型に変えることにより、内壁に沿って面的に作業を行なうことができる。しかし、ドーナツ型のゴンドラを開発すると、サイロ等では、ゴンドラの垂直線上に開口を開けなければならない。また、ゴンドラはワイヤーロープで吊り下げている物なので、水平を保ちながらドーナツ型のゴンドラを昇降させるためには、複数のワイヤーロープを同時に等間隔で巻き取り、繰り出さなければならない。ゴンドラがさらに多面体の形状をなすと、さらに多くのワイヤーロープが必要となり、複雑な操作が必要となる。

従来の単管で組まれた足場を、構造物内部で仮設する場合、足場本体を構造物の下部開口部から構造物内部に持ち込み、この足場本体を構造物の下部に設けられた保持体に固縛するは、一体定型化されたものであるため、保持体の形状に対応できないものがある。

構造物の大きさも多種多様である、このため、保持体の形状も多種多様になる。これに合わせて足場本体を対応させるには、多種類の足場本体を予め用意する必要がある。その結果、製作費の増大、輸送コスト、貯蔵コストの増大を招来するという問題をかかえている。

多大な手間をかけて構造物に設置した足場は、暗く、狭い構造物内部で多大な手間をかけて解体され、撤収されることになり、設置と撤収の両面からコストの増大を招来している。

一方、ゴンドラは、ワイヤーロープでケージを吊り下げているので、ゴンドラの中の作業従事者が作業中ケージから落下しないよう、作業従事者のほぼ胸の高さまでゴンドラのケージの高さがあり、作業中内壁に対しての作業範囲が作業従事者の頭の上の手の届く範囲から胸の部分までとなる。それより下を塗ると刷毛が逆向きになり、過剰に塗料が内壁に付着する。作業従事者が足場で作業するのと比較すると、構造物の内壁に垂直になるように足場を設置した場合、作業従事者の作業範囲は、頭の上の手の届く範囲から足元までとなり内壁の高さに注目した作業範囲では、約2倍の作業範囲になる。

足場をゴンドラのようにワイヤーロープで吊るすと、複数のワイヤーロープを同一の速度で操作し、足場を水平に保つことになるが、はなはだ困難である。

本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、中空の構造物内部での補修、清掃、メンテナンス等の作業に足場を利用する。そのためには、構造物の上部開口部から吊るされたラックレールに沿って動力で移動する駆動台車に、係止した足場を昇降させる。このことにより足場であり、かつ、ゴンドラの仮設の容易性を確保するものを開発する。

上述の目的を達成する本発明の足場は、中空の構造物内部に仮設する。

中空の構造物の上部開口部から吊り下げたラックに沿って駆動台車で上下する足場を構造物内部で展開する。その足場は駆動台車に係止した単管保持機構に単管受部を設置し、その単管受部に単管の足場板保持材を嵌合し、単管の足場板保持材に足場板を係止することにより、その形状を変えることができる。内壁に向かって足場を展開することにより、作業従事者の足場の安定の確保と、ゴンドラのケージによる作業範囲の制約の軽減に大きく貢献する。

足場の機能は、中空の構造物の外側上部に設けられたやぐら状の固定支持機構にラックレールの上端を係止し、ラックレールを構造物の上部開口部から構造物内部に鉛直に吊るし、ラックレールに駆動台車を係合し、駆動台車の横はりに係合したモーターを回転させ、回転駆動力変換装置によりラックレールに噛合するピニオンを回転させ台車を昇降させることができる、この台車に単管保持機構を係止させ単管保持機構に単管を嵌合させ、単管の上に足場板を係止させる。構造物内部で足場を展開し、モーターにより移動できる足場を作成する。

ワイヤーロープにより足場を吊り下げることなく、足場の負荷を保持するラックピニオン式のリフト構造により、足場を昇降させる。このことにより、１本のワイヤーロープでは支えきれない足場を構造物内部に展開し、昇降させることができる。

ラックレールにすることにより、複数のワイヤーロープの操作を行なわないで、水平な足場をそのまま昇降させることができる。

ゴンドラでは作業従事者が最大２人であったが５人まで作業を行うことが可能になる。その結果、作業能率の向上を図ることができる。

一例として、ゴンドラでの安定性と、足場の安定性の比較を行うと、ゴンドラでは、支持は上部開口部にある固定支持機構であるのに対し、足場では、上部開口部の固定支持機構と単管の先端に設置するストッパーである。ストッパーを用いることにより、左右の揺動に対しては、大幅な改善が図られる。

ストッパーは、単管保持機構に保持された単管先端にジャッキを設置し、単管から構造物の内壁をジャッキを用いて押圧し、足場を固定する。

上下の支持については、固定支持機構とストッパーがあるので、足場の落下に対して、駆動台車にブレーキと、落下防止の機能を有するブロック技術を用い２重の安全を確保した。

ラックレールの負荷の軽減の観点から、あえてラックレールの下部は固定せず、足場の昇降中は揺動可能な状態に保ち、下方に向かって常に与圧をかけることにより、ラックレールの撓みを防止し、駆動台車の昇降の動きを円滑にした。

駆動台車とラックレールを抱き合わせ、バックラッシュを持たせることにより、自動調芯させる。このことにより、長尺のラックレールで、駆動台車を円滑に昇降させることを可能にした。

中空の構造物では、構造物内部での気密性が高く穀物等の粉塵が舞っていることが想定される。モーターが起こす火花が誘引となって粉塵爆発が起きることを未然に防止するため、モーターには防爆装置を施した。

ラックレールの上端を係止するための固定支持機構を、構造物の上部開口部の外側に鉄骨を組み、上部開口部を挟むようやぐら状に設置した。

ラックレールは、固定支持機構のある上部開口部から、下方に結合しながら構造物内部に鉛直に吊設される。

本来、構造物の上部開口部の位置が、常に構造物の中心線上になければラックレールをかけることができない。つまり、構造物の中心線と、足場の重心を一致させることで足場の安定を図っている。

単独の上部開口部が構造物の上部にあり、かつ、構造物の中心線上にある場合は問題なくラックレールを吊るすことができるが、中心線を通らない位置に上部開口部が２箇所以上あり、各々の上部開口部を結ぶ線が構造物の中心線を通るものなら、各々の上部開口部に固定支持機構を設置し、梁を構造物内部に搬入し、梁の両端を各々の固定支持機構で構造物内部で係止し、構造物内部から渡した梁の上に構造物の中心線を求め、梁に井桁状の係止金具を用いラックレール上端を係止し、ラックレールを鉛直に下垂配置することにより、足場の重心をラックレールのある構造物の中心線に配置する。

上述の通り、上部開口部の位置により、構造物の中心線と足場の重心とを一致させる点を探す方法は梁を竿ばかりにする方法によって探し出され、この方法により、より安定した足場の設置と、多様な上部開口部を持つ構造物への使用が図られる。

ラックレールに係合した駆動台車に係止した単管保持機構を保持体とする単管の足場板保持材は、単管保持機構の受部に嵌合することにより、保持される、さらに単管を結合する場合は、ピン結合等の結合手段により結合される。単管の足場板保持材に足場板を係止し、足場を組むことができる。この方法により、構造物の大きさを問わず、足場の形状を変化させることができる。

足場に用いる単管等は、事前に構造物を調査の上、その規格に合ったものを用いて展開する。植立するサイロ、煙突等の構造物はそのユニットでは、同一の規格を有している。事前にキットにして部材を確保することにより、組み立て手順を明確にする。このことにより、高所作業での部材の散乱の防止による安全の確保、作業能率の向上を図る。

作業が終わった足場は、解体し、構造物の下部開口部から容易に撤収される。

煙突等の構造物の場合、足場は、単管を井桁状に煙突の外周に係止し、足場板を煙突上部開口部を覆うように設置する。上部開口部の中心に井桁状のホールを設け、その上に固定支持機構を設置する。

固定支持機構にベアリングを用いた吊り具でラックレールを係止し、ラックレールを固定支持機構に係合させた回転盤により制振し、動力または人力によりラックレールを回転させ、単管保持機構に保持された単管の他の端にエアガン等を設置し煙突の内壁を清掃、あるいは、劣化防止材の吹き付け等の作業を無人で行なうことができる。

ゴンドラは、ロープによりケージが吊り下げられることにより、ケージは何らかの力で揺動する。また、揺動可能にすることにより容易に移動することができる。しかしながら、作業をする上では、作業従事者の足場が揺動することにより、作業の品質、作業の効率の両面から問題が生じている。特に構造物内部を縦1列に移動するため作業を行なう線が長くなり、塗膜の硬化不良、はがれ等の問題を発生させている。本発明は、作業従事者が内壁に向かって面的に作業を行なうことができる。作業の線は縦横に取ることができ、このことにより、作業の品質、作業の効率は大きく改善する。

本発明は、掛け払いに時間がかかり、コストの増大を招いている足場の設置と撤収の手間を大幅に軽減させることができる。本発明は、ゴンドラの仮設の容易性と機動性、足場の機能性の双方を備える装置を提供する。

一例として、円筒状の穀物用主瓶サイロの場合、図1の示すように、ラックレール１ｂを吊るし、ラックレール１ｂを中心とする円形状に足場２ａを築く。

十字状の形状の穀物用副瓶サイロの場合図2の示すように、ラックレール１ｂに対して軸対象に十字状の足場２ｂを築く。

中空の構造物の内壁の補修、清掃、メンテナンス等の人が行う作業の足場として、また将来的には無人の機械を取り付ける本体として、建設、清掃、補修、メンテナンス等の分野で利用することができる。

実施の形態に係る全体図である。 足場の実施の形態に係る平面設置図である。 単一レール又は複数レールの固定係止機構の詳細設置図である。 駆動台車の詳細図である。

１ａ 屋上やぐら状固定係止機構
１ｂ、２ｅ、４ａ ラックレール
１ｃ、２ａ 足場
１ｄ 落下防止ワイヤー
１ｅ ジャッキ状ストッパー
１ｆ、２ｆ 駆動台車
１ｇ、２ｆ、４ｃ ブレーキ
２ｂ 穀物用副瓶サイロ用十字状の足場
２ｃ 足場板
２ｄ 単管
３ａ 複数ラックレール用屋上やぐら状固定係止機構
３ｂ 単一ラックレール用屋上やぐら状固定係止機構
３ｃ 複数、単数ラックレール共通屋上やぐら状固定係止機構平面図
３ｄ 複数ラックレール
３ｅ 単数ラックレール
４ｂ ピニオン
４ｄ モーター

Claims (1)

1. サイロ等の上部開口部を有する構造物の構造物内部を清掃、補修、メンテナンスする際、
   中心線を通らない位置に２箇所以上ある上部開口部のうち、上部開口部を結ぶ線が構造物の中心線を通る前記上部開口部それぞれに固定支持機構を設置し、構造物内部に搬入した梁の両端を前記固定支持機構それぞれにより構造物内部で支持し、
   前記梁の上に求めた構造物の中心線に設けた井桁状の係止具からラックレールを鉛直に吊り下げ、
   前記ラックレール上を昇降する駆動台車から構造物の内壁に向けて足場を展開する中空の構造物の構造物内部に足場を仮設する工法。

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