JP6502186B2

JP6502186B2 - 壁体および壁体構築方法

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Publication number: JP6502186B2
Application number: JP2015120072A
Authority: JP
Inventors: 松浦　正典; 正典松浦
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP2017002657A

Description

本発明は、壁体および壁体構築方法に関する。

LNG（液化天然ガス）、LPG（液化石油ガス）などの液体を貯留する設備として、PC（プレストレストコンクリート）タンクが用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。

図８は、PCタンクとして、LNGを貯留するLNGタンク１００の例を示したものである。LNGタンク１００は、地盤７中の杭４で支持された底版５上にコンクリート製の防液堤６を固定して設け、その内側に鋼板等による内槽３ａと外槽３ｂを設けたものである。LNGは内槽３ａにて貯留し、内槽３ａと外槽３ｂの間に断熱材を配置して保冷を行う。

防液堤６は、内槽３ａが破損した場合にLNGの外部への液漏れを防ぐために設けられる壁体であり、通常円筒状である。防液堤６はLNGの液圧に耐え得る構造とする必要があり、そのため周方向および鉛直方向の緊張材（不図示）によるプレストレスが導入される。

防液堤６に周方向のプレストレスを導入することで液圧に抵抗できるが、防液堤６は、常時はタンク内部から液圧がかかっていない状態にある。そのため、防液堤６の底部では、周方向のプレストレスにより内側方向の曲げモーメントが加わり、応力が集中してひび割れ等の原因となる恐れがある。これを抑制する方策として、防液堤６の底部をその上方の部分に比べて外側に拡幅した形状とすることが多い。この拡幅部分に鉛直方向の追加の緊張材を設けてプレストレスを導入することで、防液堤６の底部の補強ができる。

特開2006-83572号公報

図９（ａ）は防液堤６の底部近傍を模式的に示したものである。図９（ｂ）は図９（ａ）の線Ａ−Ａによる水平方向の断面を示したものである。この防液堤６は、底部がその上方の部分に比べて外側へと段状に拡幅した形状となっている。また、防液堤６は前記したように円筒状であり、底部の外周面６１や底部の上方の部分の外周面６２は平面視において円周状である。防液堤６の内周面６３も同じく円周状である。

防液堤６を構築する際には、コンクリート打設時に防液堤６の外径に応じた曲率の外型枠を準備する必要があるが、この外型枠は外径が異なる別の防液堤６に転用することができず、効率が悪い。さらに、防液堤６の底部が拡幅している場合、１つの防液堤６でも底部とその上方の部分とで曲率が異なる別の外型枠を準備することが必要になる。

本発明は、効率良く構築できる壁体等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、コンクリート製の筒状の壁体であって、前記壁体は、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状であり、前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体である。

前記外周面は、略正二十角形以上の略正多角形状であることが望ましい。

第２の発明は、コンクリート製の筒状の壁体を構築する壁体構築方法であって、内型枠と外型枠の間にコンクリートを打設することで、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状である前記壁体を構築し、前記内型枠は、前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有し、前記外型枠は、前記壁体の外周面の略正多角形の直線部分に対応する平面を有し、前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体構築方法である。

前記上方の部分のコンクリート打設時の外型枠として、前記壁体の底部のコンクリート打設時の外型枠を転用することが望ましい。
さらに、前記外型枠は、幅を可変とする可変機構を有し、前記可変機構は、前記外型枠の端部を折り返し可能とするヒンジであることが望ましい。

第３の発明は、コンクリート製の筒状の壁体を構築する壁体構築方法であって、コンクリート製のプレキャストブロックを前記壁体の周方向に並べるとともに鉛直方向に積層することで、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状である前記壁体を構築し、前記プレキャストブロックは、内側側面に前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有し、外側側面に前記壁体の外周面の略正多角形の直線部分に対応する平面を有し、前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体構築方法である。
第３の発明の壁体構築方法は、前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有する底面と、側面とを有する型枠にコンクリートを打設することで前記プレキャストブロックを製作する工程を有することも望ましい。また、前記壁体の底部のプレキャストブロックを製作する際と、その上方の部分のプレキャストブロックを製作する際とで、前記型枠にコンクリートを打設する深さを変えることも望ましい。

本発明では、筒状の壁体の外周面を略正多角形状とすることにより、コンクリート打設時の外型枠が平面状のものでよく、壁体の規模が異なる場合でも外型枠の幅を変える等により転用できる。このように、本発明では外型枠の転用性が高く、壁体の外周面が略円周状の場合のように曲率の違いによって全く別の型枠を準備する必要がない。一方、壁体の内周面は略円周状であり必要な内空を好適に確保できる。壁体をプレキャストブロックにより構築する場合も、ブロック製作用の型枠を様々な壁体の構築時に共通して用いることができ、壁体を効率よく構築できる。

また本発明では、壁厚が鉛直方向の途中で変化する場合でも外型枠の転用が容易であり、施工を合理化できる。外型枠に前記の可変機構を設けておくと転用性がより向上する。壁体をプレキャストブロックにより構築する場合も、上記と同じくブロック製作用の型枠を共通して用いることができる。また、壁体の外周面を略正二十角形以上の略正多角形状とすることで、外周面を円周に近づけ、設計上余計なコンクリートの量を減らすことができる。

本発明により、効率良く構築できる壁体等を提供できる。

防液堤２を示す図防液堤２の底部２０１近傍を示す図防液堤２の構築について示す図外型枠３０１’、３０１”を示す図防液堤２’を示す図防液堤２ａの底部２０１近傍を示す図型枠４００を示す図 LNGタンク１００を示す図防液堤６を示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

[第１の実施形態]
（１．防液堤２）
図１は本発明の第１の実施形態に係る防液堤２を示す図である。図１（ａ）は防液堤２の鉛直方向の構成を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の線ａ−ａの位置での防液堤２の水平方向の断面を示す図である。

本実施形態において、防液堤２はLNGタンク１の防液堤であり、コンクリート製の筒状の壁体である。なお、防液堤２以外のLNGタンク１の構成は図８等で説明したものと同様とする。

図１（ａ）に示すように、防液堤２の底部２０１は、その上方の部分である中間部２０２に対して外側に拡幅した形状となっている。本実施形態では、防液堤２の頂部２０３もその下方の中間部２０２に対して外側に拡幅した形状となっている。

防液堤２は疑似円筒状であり、底部２０１、中間部２０２、頂部２０３の外周面２１、２２、２３が、平面視において円周に近似した略正多角形状となっている。一方、防液堤２の内周面２４は平面視において略円周状である。なお、以降の説明は主に防液堤２の底部２０１と中間部２０２について行う。頂部２０３の構成は底部２０１と概ね同様であるので、以降の説明では省略する。

図２（ａ）は防液堤２の底部２０１近傍を模式的に示す図である。防液堤２の底部２０１は、中間部２０２に対して外側へと段状に拡幅する。

図２（ｂ）は図２（ａ）の線ｂ−ｂによる水平方向の断面を示す図である。防液堤２の外周面２１、２２は、防液堤を円筒状として設計する場合の円周状の外周面（点線で示す）に外接する略正多角形状として定められる。

従って、外周面２１、２２の角部２１ａ、２２ａでは、この円周状の外周面に対して余計なコンクリートが必要となる。そのため、外周面２１、２２は角数の大きな略正多角形状として円周に近似し、余計なコンクリートの量を減らすことが望ましい。例えば、外周面２１、２２は略正二十角形以上の略正多角形状とするとよい。本実施形態では外周面２１、２２を略正四十八角形状としている。

例えば内径80m、壁厚0.7mの円筒状の防液堤について、外周面を上記のような略正四十八角形状とする場合、コンクリートの増分は元の量の12%程度に抑えることができる。

（２．防液堤２の構築方法）
本実施形態において、防液堤２は現場打ちコンクリートにより構築される。そのため、防液堤２を構築する際は、まず図３（ａ）の左図に示すように底版５上に外型枠３０１と内型枠３０３を配置し、その間に防液堤２の底部２０１のコンクリートを打設する。

底部２０１のコンクリートを打設した後、外型枠３０１と内型枠３０３を上方に移動させ、図３（ａ）の右図に示すように配置する。外型枠３０１は、底部２０１のコンクリート打設時よりも内側に配置される。なお、内側とはタンク中心側をいうものとし、その逆は外側というものとする。外型枠３０１や内型枠３０３の移動はスライド装置（不図示）などにより行われる。その後、外型枠３０１と内型枠３０３の間にコンクリートを打設する。

コンクリートの打設後、外型枠３０１、内型枠３０３を上方へと移動させ、外型枠３０１と内型枠３０３の間に再びコンクリートを打設する。これを繰り返すことで、中間部２０２のコンクリートの打設を下から順次行ってゆく。

図３（ｂ）は、外型枠３０１、内型枠３０３の配置を上から見たものであり、左図は底部２０１のコンクリート打設時、右図は中間部２０２のコンクリート打設時を示す。

外型枠３０１は、防液堤２の外周面２１、２２（図２（ｂ）参照）の略正多角形の直線部分に対応する平面を内側側面に有する。
内型枠３０３は、防液堤２の内周面２４（図２（ｂ）参照）の略円周の一部に対応する曲面を外側側面に有する。

外型枠３０１と内型枠３０３は、これらの面を対向させ、防液堤２の周方向に沿って配置される。

ただし、防液堤２の中間部２０２の外周面２２は、底部２０１の外周面２１に比べ内側にあり、外周面２１の略正多角形を縮小した略正多角形状となる。従って、底部２０１のコンクリート打設時の外型枠３０１に必要な幅ｃに比べ、中間部２０２のコンクリート打設時の外型枠３０１に必要な幅ｃ’は若干短い。ここで、幅とは防液堤２の周方向に沿った長さをいうものとする。

そのため、本実施形態では、例えば底部２０１のコンクリート打設時の外型枠３０１の幅方向の端部を切り取り、中間部２０２のコンクリート打設時の外型枠３０１として転用するが、幅を可変とする可変機構を外型枠に設けてもよい。

その例が図４（ａ）の外型枠３０１’であり、この外型枠３０１’は端部３０１ａをヒンジ接続して折り返し可能としたものである。底部２０１のコンクリート打設時には端部３０１ａを折り返さず用いるが、中間部２０２のコンクリート打設時には下図に示すように端部３０１ａを折り返し、幅を短くして用いることができる。

また図４（ｂ）の外型枠３０１”は、着脱可能な１または複数の端部部材３０１ｂを設けたものであり、底部２０１のコンクリート打設時には端部部材３０１ｂを取り付けた状態で用いるが、中間部２０２のコンクリート打設時には、下図に示すように一部または全部の端部部材３０１ｂを取り外し、幅を短くして用いることができる。

中間部２０２のコンクリート打設後、頂部２０３のコンクリートの打設が行われる。なお、頂部２０３の外周面２３は中間部２０２の外周面２２より外側にある（図１（ａ）参照）ので、頂部２０３のコンクリート打設時には、先程とは逆に、中間部２０２のコンクリート打設時の外型枠３０１より幅の長い外型枠を、中間部２０２のコンクリート打設時よりも外側に配置して用いればよい。幅を可変とする可変機構を有する外型枠を用いる場合は、その幅を長くして転用可能である。

図示は省略するが、防液堤２のコンクリートの内部には、前記した周方向や鉛直方向の緊張材、追加の緊張材なども埋設され、各緊張材の緊張により防液堤２にプレストレスを導入すると、防液堤２の構築が完了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、防液堤２の外周面を略正多角形状とすることにより、コンクリート打設時の外型枠３０１が平面状のものでよく、防液堤２の規模が異なる場合でも外型枠３０１の幅を変える等により転用できる。このように、本実施形態では外型枠３０１の転用性が高く、防液堤の外周面が円周状の場合のように曲率の違いによって全く別の型枠を準備する必要がない。さらに、外型枠３０１自体の形状も簡単であり製作コストが低い。一方、防液堤２の内周面は略円周状でありタンクに必要な内空を好適に確保できる。

なお、防液堤２の外周面は円周に近い厳密な正多角形とした方が応力的には理想的であるが、防液堤２をプレストレストコンクリート構造とする場合、外周面には周方向緊張材の定着部（ピラスター部）を周方向に数箇所配置しなければいけない。このピラスター部が配置される辺とそれ以外の辺の辺長を同じとすることが現実的には困難な場合がある。このような場合も含め、本発明では防液堤２の外周面が厳密に正多角形でなくでもよく、実際の構造形式の制約等を考慮し、極力円周に近い略正多角形の形状とすることが可能である。

また、本実施形態では防液堤２の壁厚が鉛直方向の途中で変化するが、この場合でも外型枠３０１の転用が可能であり、施工を合理化できる。外型枠に前記したような可変機構を設けておくと転用性がより向上する。さらに、防液堤２の外周面を略正二十角形以上とすることで、外周面を円周に近づけ、設計上余計なコンクリートの量を減らすことができる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、本実施形態ではLNGタンクの防液堤２を構築する例を示したが、本発明の適用範囲はLNGタンクの防液堤２に限らず、各種の構造物に含まれる筒状の壁体に適用することが可能である。また緊張材によるプレストレスを省略することも可能である。

また、本実施形態では防液堤２の外周面の略正多角形の１辺あたり１枚の外型枠３０１を用いているが、１辺に対して複数枚の外型枠を並べて用いることも可能である。外型枠の転用時には、防液堤２の規模の違い等に応じて、外型枠の幅を変えるほか、並べて用いる外型枠の枚数を変えることもできる。

さらに、本実施形態では底部２０１の拡幅部分を１段としているが、複数段に拡幅させることも可能である。また本実施形態は、図５の防液堤２’に示すように、底部２０１の外周面２１’が下方に行くにつれ外側へと向かうように直線状に傾斜して拡幅したものであっても適用可能である。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる点について主に説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。

[第２の実施形態]
図６（ａ）は第２の実施形態に係る防液堤２ａの底部２０１近傍を模式的に示す図である。図６（ｂ）は図６（ａ）の線ｄ−ｄによる水平方向の断面を示す図である。

第１の実施形態と同様、防液堤２ａの底部２０１は、その上方の部分である中間部２０２に対して外側へと段状に拡幅した形状となっている。なお、第１の実施形態と同じく、防液堤２ａの頂部（不図示）もその下方の中間部２０２に対して外側に拡幅した形状となっているが、この頂部の構成は底部２０１と概ね同様であり、以降の説明では省略する。

本実施形態では、防液堤２ａが、コンクリート製のプレキャストブロック（以下、ブロックという）を防液堤２ａの周方向に並べるとともに鉛直方向に積層して構築される。図示は省略するが、前記した周方向や鉛直方向の緊張材、追加の緊張材などはブロック内のシース管（不図示）に通して配置され、各緊張材の緊張により防液堤２ａにプレストレスが導入される。

図の２００ａは底部２０１に用いるブロックであり、２００ｂは中間部２０２に用いるブロックである。ブロック２００ａ、２００ｂはそれぞれ、防液堤２ａの外周面２１、２２の略正多角形の直線部分に対応する平面を外側側面に有し、防液堤２ａの内周面２４の略円周の一部に対応する曲面を内側側面に有する。

第１の実施形態と同様、防液堤２ａの外周面２１、２２は略正四十八角形状であり、ブロック２００ａ、２００ｂは防液堤２ａの周方向に４８個並べて配置される。

上下のブロック２００ａ、２００ｂは内側側面の位置を合わせて配置される。ブロック２００ｂはブロック２００ａよりも薄いものとなっており、図６（ｂ）に示すように、ブロック２００ｂの外側側面の幅ｅ’は、ブロック２００ａの外側側面の幅ｅよりも若干短い。また、ブロック２００ａ、２００ｂの幅方向の両端面は、タンク中心で収束するように若干テーパ状に傾斜している。

図７（ａ）はブロック２００ａ、２００ｂを製作する際の型枠４００を示したものである。この型枠４００は、底面４０２が防液堤２ａの内周面２４の略円周の一部に対応する曲面となっており、側面４０１が上記のテーパ形状に対応する傾斜を有する。

型枠４００内の線ｆ１で示す位置までコンクリートを打設することにより図７（ｂ）に示すようにブロック２００ａが製作され、それより低い、線ｆ２で示す位置までコンクリートを打設することにより図７（ｃ）に示すようにブロック２００ｂが製作される。こうして、型枠４００により厚さや外側側面の幅が異なるブロック２００ａ、２００ｂを製作できる。なお、前記したシース管（不図示）などはコンクリートの打設前に型枠４００内に配置しておく。

また、側面部材を点線４０１’に示すように挿し込んで用いるなどして、ブロックの内側側面および外側側面の幅やブロックの幅方向の両端面の傾斜などを変えることも可能であり、これにより、壁厚の他、防液堤２ａの外周面の略正多角形の角数が異なる場合などでも対応できる。

このように、防液堤２ａをプレキャストブロックにより構築するケースでも、壁厚等が異なる様々な防液堤２ａに対し共通の型枠４００を用いることができ、型枠４００の使用数が大幅に減り防液堤２ａが効率良く構築できる。さらに、防液堤２ａの壁厚が鉛直方向の途中で変化する場合にもブロック製作用の型枠４００を共通して用いることができる。

以上、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２、２’、２ａ、６；防液堤
２１、２１’、２２、２３、６１、６２；外周面
２４、６３；内周面
２００ａ、２００ｂ；プレキャストブロック
２０１；底部
２０２；中間部
２０３；頂部
３０１、３０１’、３０１”；外型枠
３０３；内型枠
４００；型枠

Claims

コンクリート製の筒状の壁体であって、
前記壁体は、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状であり、
前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、
前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体。
コンクリート製の筒状の壁体を構築する壁体構築方法であって、
内型枠と外型枠の間にコンクリートを打設することで、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状である前記壁体を構築し、
前記内型枠は、前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有し、
前記外型枠は、前記壁体の外周面の略正多角形の直線部分に対応する平面を有し、
前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、
前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体構築方法。
前記上方の部分のコンクリート打設時の外型枠として、前記壁体の底部のコンクリート打設時の外型枠を転用することを特徴とする請求項２に記載の壁体構築方法。
前記外型枠は、幅を可変とする可変機構を有し、
前記可変機構は、前記外型枠の端部を折り返し可能とするヒンジであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の壁体構築方法。
コンクリート製の筒状の壁体を構築する壁体構築方法であって、
コンクリート製のプレキャストブロックを前記壁体の周方向に並べるとともに鉛直方向に積層することで、内周面が略円周状であり、外周面が略正多角形状である前記壁体を構築し、
前記プレキャストブロックは、
内側側面に前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有し、
外側側面に前記壁体の外周面の略正多角形の直線部分に対応する平面を有し、
前記壁体の底部は、その上方の部分に対し外側に拡幅した形状となっており、
前記壁体の底部の外周面が、その上方の部分の外周面を拡大した略正多角形状となることを特徴とする壁体構築方法。
前記壁体の内周面の略円周の一部に対応する曲面を有する底面と、側面とを有する型枠にコンクリートを打設することで前記プレキャストブロックを製作する工程を有することを特徴とする請求項５記載の壁体構築方法。
前記壁体の底部のプレキャストブロックを製作する際と、その上方の部分のプレキャストブロックを製作する際とで、前記型枠にコンクリートを打設する深さを変えることを特徴とする請求項６記載の壁体構築方法。