中空タワーの施工方法および中空タワー施工用型枠

【課題】筒状で上方に向かうにしたがい径が変化して構築されたコンクリート製タワーの施工コストを大幅に削減できる中空タワーの施工方法および中空タワー施工用型枠を提供する。
【解決手段】単位高さを有する筒状の外型枠２３と、この外型枠の内側に単位高さを有する筒状の内型枠１７とを基礎上に配設し、これら外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して、単位高さを有する筒状構造物をつくり、これを繰り返すことによって、上方に向かうにしたがい径が変化するタワーを構築する中空タワー１の施工方法において、前記筒状の外型枠２３および内型枠１７を周方向に分離された複数個のセグメント３９，４７で構成し、このセグメントの周方向両端部を相互に重ねて筒状に形成し、この相互に重ね合わされた部分の長さを調整して、前記外型枠２３および前記内型枠１７の径を調整することによって、一組の外型枠２３及び内型枠１７によって、径の異なるタワーの基底部から上端部までを施工する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状で上方に向かうにしたがい径が変化するコンクリート製タワーを構築する中空タワーの施工方法および中空タワー施工用型枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒状で上方に向かうにしたがい縮径して構築されたコンクリート製タワーは、今日各方面で利用されている。特に、近年風力発電が盛んに行われるようになり、この風力発電用の風車を載置するためのタワーとして使用されるようになった。
【０００３】
このコンクリート製タワーは、以下のようにして構築する。すなわち、上部径が下部径より縮径され単位高さを有する筒状の第１の外型枠設け、この外型枠の内側に、上部径が下部径より縮径された筒状の第１の内型枠を配設し、これらの間にコンクリートを打設することによって、上部径が下部径より縮径された筒状の第１のコンクリート構造物を建設する。次いで、この第１のコンクリート構造物の上端に、下部径が前記第１のコンクリート構造物の上端の外径になされ上部径がこの下部径より縮径された第２の外型枠を設け、この第２の外型枠の内側に、下部径が前記第１のコンクリート構造物の上端の内径になされ上部径がこの下部径より縮径された第２の内型枠を設け、これらの間に、コンクリートを打設することによって、前記第１のコンクリート構造物の上端に第２のコンクリート構造物を接続して構築する。そして、以下これを繰り返すことによって、筒状で上方に向かうにしたがい縮径するコンクリート製のタワーを構築する。
【０００４】
しかしながら、このような、コンクリート製タワーの施工方法にあっては、順次下から構築していく第１、第２、第３…のコンクリート構造物毎に、サイズの異なる外型枠、内型枠を用意する必要があり、建設コストが嵩むという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであって、筒状で上方に向かうにしたがい縮径して構築されたコンクリート製タワーの施工コストを大幅に削減できるコンクリート製中空タワーの施工方法および中空タワー施工用型枠を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明は、筒状の外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して第１の筒状構造物を構築し、この第１の筒状構造物の上端部に、下部径が前記第１の筒状構造物の上端部の外径になされた筒状の外型枠を設けるとともに、下部径が前記第１の筒状構造物の内径になされた筒状の内型枠を設け、これら第１の筒状構造物の上端部に配設された外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して、前記第１の筒状構造物の上端に第２の筒状構造物を接続して構築し、以下これを繰り返すことによって、筒状のタワーを構築する中空タワーの施工方法において、前記筒状の外型枠および内型枠を周方向に分離された複数個のセグメントで構成し、このセグメントの周方向の両端部を相互に重ねて筒体をなし、この相互に重ね合わされた部分の長さを調整して前記外型枠および前記内型枠の径を調整し、一組の外型枠及び内型枠の径を順次変化させることによって、上方に向かうにしたがい径が変化するタワーを施工することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、筒状の外型枠と内型枠を備え、前記外型枠及び内型枠は、周方向に分離された複数個のセグメントを有し、これらセグメントはその周方向の両端部が相互に重ね合わされて筒体をなし、この相互に重ね合わされた部分の長さを調整することによって前記外型枠および前記内型枠の上端部及び下端部の径を調整しうるようになされた中空タワー施工用型枠であって、前記外型枠と内型枠の上端部及び下端部の径を所望の値に調整した後、これら外側枠と内型枠の間にコンクリートを打設して第１の筒状構造物を構築し、この第１の筒状構造物の上端部に、下部径を前記第１の筒状構造物の上端部の外径に調整した外型枠を配設するとともに、下部径を前記第１の筒状構造物の内径に調整した内型枠を配設し、これら第１の筒状構造物の上端部に配設された外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して、前記第１の筒状構造物の上端に第２の筒状構造物を接続して構築し、以下これを繰り返すことによって、上方に向かうにしたがい径が変化するタワーを構築することを特徴とする。
【０００８】
従って、径の異なる多数の外型枠、内型枠を準備する必要がなく、一組の型枠で施工を行うことができるから、施工コストを大幅に削減することができる。
【０００９】
また、本発明にあっては、フレームの中央部で前記セグメントの周方向の中央部を固定し、フレームの両端部に設けられた調整手段で前記セグメントの周方向の両端部を保持し、前記調整手段を突出もしくは引き寄せることによって、前記セグメントの周方向の曲率を変化させることを特徴とする。
【００１０】
したがって、型枠の径を容易に変更することができ、従って作業性を大幅に向上させることができる。
【００１１】
さらに、本発明にあっては、前記外型枠の外周にワイヤーを巻回し、この巻回されたワイヤーを締め上げることによって前記外型枠に加わる打設圧を支えることを特徴とする。
【００１２】
従って、補強リブなどを設け型枠の剛性を向上させる必要がなく、簡易な構造で型枠を構成することができ、したがって、型枠のコストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にあっては、筒状の外型枠および内型枠を周方向に分離された複数個のセグメントで構成し、このセグメントの周方向の両端部を相互に重複して筒状に形成し、この重複部分で外型枠および内型枠の径を調整するするようにしている。従って、コンクリート製タワーの基底部から上端部までを一組の外型枠、内型枠で施工することができ、径の異なる多数の外型枠、内型枠を準備する必要がなく、施工コストを大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図１ないし図１１を参照して説明する。
【００１５】
図１は、上方に向かうに従い縮径するようになされたコンクリート製中空タワーを示す。このコンクリート製中空タワー１は、基礎３上に、高さ約５ｍで筒状のコンクリート構造物を第１ロット５、第２ロット７、第３ロット９…の順に順次積み重ねて施工して、全体のタワーを構築する。
【００１６】
図２Ａないし図２Ｉは、この施工方法において、第１ロット５上に第２ロット７を施工する工程を具体的に示したものである。
【００１７】
まず、図２Ａに示すように、第１ロット５のコンクリート構造物の上端部に、内枠足場１１、内枠固定リング１３、外枠足場１５を装着する。
【００１８】
次に、図２Ｂに示すように、予め組み立てておいた内型枠１７を内枠固定リング１３上にセットするとともに鉄筋１９を第１ロット５上に設置する。
【００１９】
ついで、図２Ｃに示すように、内枠足場１１に作業足場２１を固定するとともに、予め組み立てておいた外型枠２３を吊り込みセットし、図２Ｄに示すように、上端に位置決め治具２５をセットする。
【００２０】
そして、図２Ｅに示すように、セットされた外枠２３と内枠１７の間にコンクリートを打設して、第２ロット７のコンクリート構造物を施工する。
【００２１】
その後、図２Ｆにしめすように、内枠固定リング１３、内枠１７、作業足場２１を撤去し、次の段の内枠足場２７をセットする。
【００２２】
次に、図２Ｇに示すように、外枠２３を撤去し、外枠足場吊り上げ梁２９をセットする。
【００２３】
次いで、図２Ｈに示すように、外枠足場１５をクレーンにて吊り上げる。
【００２４】
そして、図２Ｉに示すように、外枠足場１５を第２ロット７の上端部にセットする。
【００２５】
以下、図２Ａから図２Ｉを繰り返すことによって、中空タワー１全体を施工する。
【００２６】
このような施工方法に使用される外型枠、内型枠、足場等について、図３ないし図８を参照して説明する。
【００２７】
図３は、第１ロット５のコンクリート構造物の上端部に内枠足場１１、内枠固定リング１３、外枠足場１５が装着され、内枠固定リング１３に内型枠１７、外枠足場１５に外型枠２３がセットされた状態を示している。内側足場１１上には作業足場２１が載置され、外枠足場１５には、図５に示すように、外側固定フレーム３１及び外側スライドブラケット３３が設けられ、この外側スライドブラケット３３には、外側スライド足場３５が装着されている。この外側スライド足場３５は、図４に示すように、コンクリート構造物の外径に応じてスライドして拡大できるようになっている。
【００２８】
また、外枠足場１５には、型枠調整ジャッキ３７を介して外型枠２３がセットされている。この外型枠２３は、図７に示すように、周方向に分割された複数個のセグメント３９，…からなり、その周方向の両端には調整枠３９ａが設けられている。そして、この調整枠３９ａを重ね合わせて筒状の外型枠２３を構成している。また、このセグメント３９の外周には、縦方向に縦リブ３９ｂが設けられており、打設圧力を支えるようになっている。このような外型枠２３は、この調整枠３９ａのラップ代Ｌを変えることによって、全体の径を変化させることができるようになっている。また、内型枠１７についても同様の構造になっており、そのラップ代Ｌを変えることによって内型枠１７の径を変えることができるようになっている。従って、１組の外型枠２３、内型枠１７の径を変化させることによって、上方にゆくに従って縮径する中空タワー１の全てのロットの施工を行うことができ、型枠にかかるコストを大幅に削減することができる。
【００２９】
また、このセグメント３９には、図８に示すような曲率変化フレーム４１が装着されている。この曲率変化フレーム４１には、この曲率変化フレームの中央部とセグメント３９の中央部とを固定する固定ボルト４３と、曲率変化フレーム４１の両端部とセグメント３９の両端部とを連結する押しボルト４５が設けられている。そして、この押しボルト４５でセグメント３９の両端部を押すことによって、セグメント３９の曲率を変えることができるようになっている。このようにして、セグメント３９の曲率を変えることによって、これら複数のセグメント３９によって構成される外型枠２３の径を変えることができるようになっている。また、図８に示すように、内型枠１７のセグメント４７についても、外型枠２３と同様に曲率変化フレーム４９を有し、曲率変化フレーム４９の中央部とセグメント３９の中央部とを固定する固定ボルト５１と、曲率変化フレーム４９の両端部とセグメント４７の両端部とを連結する引きボルト５３が設けられている。
【００３０】
そして、引きボルト５３を調整することによってセグメント４７の曲率を変え、内型枠２３の径を変えるようになっている。
【００３１】
図９ないし図１１は、コンクリートの打設時の側圧を支える型枠締結装置６１を示したものである。この型枠締結装置６１は、図９に示すように、外型枠２３の外周の３カ所にワイヤ固定部材６３を有しており、この３カ所のワイヤ固定部材６３間には、締結ワイヤ６５が緊張して巻回されている。このワイヤ固定部材６３は、図１０に示すようなワイヤ固定部６７を有しており、締結ワイヤ６５の一端をくさび６９でワイヤ固定部材６３に固定している。また、このワイヤ固定部材６３は、図１１に示すようなワイヤ引張部７１を有している。このワイヤ引張部７１には、ワイヤの他端に固定されたボルト部７３が挿通されており、このボルト部７３に螺合するナット７５がスラストベアリング７７を介してワイヤ固定部材６３に係合している。このような構成において、３つのワイヤ固定部材６３，６３，６３間に３つの締結ワイヤ６５，６５，６５を張り渡し、一端をワイヤ固定部６７に固定し、他端をワイヤ引張部７１に装着する。そして、ワイヤ引張部７１のナット７５を回動することによって、それぞれの締結ワイヤ６５を緊張させ、外型枠２３を締結する。
【００３２】
コンクリート打設時の側圧を支えるには、外型枠２３の断面係数を大きくしてもよいが、型枠自体が大型化し重量が嵩むことになる。また、セパレータによって型枠を支えることもできるが、セパレータのセットに多大の時間がかかり作業能率が低下する。これに対して上記の型枠締結装置６１のように、ワイヤもしくはＰＣ鋼より線で型枠を締め付けることによって、型枠全体を軽量化することができ、また作業効率を高めることができる。
【００３３】
図１２ないし図１５は、コンクリートの打設時の側圧を支える他の実施形態を示したものである。図１２において、符号９１は、周方向に複数個配設された外型枠を示しており、この複数の外型枠９１の間には連結部材９３が介装されている。これら外型枠９１と連結部材９３とは型枠セットボルト９５で連結されて、全体としての外枠９７を形成している。そして、型枠セットボルト９５のナット位置を変えることによって外枠９７全体の径を変えることができるようになっている。
【００３４】
一方、符号９９は、周方向に複数個配設された内型枠を示しており、この複数の内型枠９９の間には連結部材１０１が介装されている。これら内型枠９９と連結部材１０１とは型枠セットボルト１０３で連結されて、全体としての内枠１０５を形成している。そして、型枠セットボルト１０３のナット位置を変えることによって内枠１０５全体の径を変えることができるようになっている。
【００３５】
このような構成において、複数個の外型枠９１のうちの１つには、型枠締結装置１０７が設けられている。この型枠締結装置１０７は、上記外枠９７の外周に巻き付けられたワイヤーロープ１０９と、このワイヤーロープ１０９の一端を固定するワイヤーソケット１１１と、このワイヤーソケット１１１を外型枠９１に固定するソケット保持部１１２と、固定されたワイヤーロープ１０９の他端を牽引する牽引装置１１３と、この牽引装置１１３を外型枠９１に固定する牽引装置保持部１１４とを有している。この牽引装置１１３は、ワイヤーロープ１０９の他端が接続されたねじエンド１１５と、このねじエンド１１５に螺合するスラストベアリング付きナット１１７とを有している。
【００３６】
このような構成において、外枠９７を締め付けるには、牽引装置１１３のナット１１７を回動することによってねじエンド１１５を牽引し、ワイヤーロープ１０９で外枠９７全体を締め付ける。
【００３７】
このように、この型枠締結装置１０７にあっては、１本のワイヤーロープ１０９で外枠９７を巻き付けるようにしているから、ロープの巻き付け作業を容易に行うことができる。また、ロープの牽引をナット１１７を回動させるだけで行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００３８】
一方、内枠固定リング１３には、図６に示すように、テーパリング８１が設けられている。また、内型枠１７の下端部には、このテーパーリング８１に嵌合するテーパー部１７ａが形成されている。そして、内型枠１７のテーパー部１７ａをテーパリング８１に嵌合させることによって、内型枠１７の径および下端を正確に位置決めできるようになっている。これは、施工するタワーの形状が円錐形で１ロット毎に径寸法が変化するので、正確な位置決めが必要だからである。
【００３９】
このように、この中空タワーの施工方法にあっては、筒状の外型枠２３および内型枠１７を周方向に分離された複数個のセグメント３９，４７で構成し、このセグメント３９，４７の周方向の両端部を相互に重ねて筒状に形成し、外型枠および内型枠の径を調整することによって、一組の外型枠及び内型枠によって、径の異なるタワーの基底部から上端部までを施工するようにしているから、径の異なる多数の外型枠、内型枠を準備する必要がなく、一組の型枠で基底部から上端部まで施工を行うことができ、従って、施工コストを大幅に削減することができる。
【００４０】
また、この中空タワーの施工方法にあっては、曲率変化フレーム４１，４９の中央部でセグメント３９，４７の周方向の中央部を固定ボルト４３，５１で固定し、曲率変化フレーム４１，４９の両端部に設けられた押しボルト４５、引きボルト５３でセグメント３９，４７の周方向の両端部を保持し、押しボルト４５、引きボルト５３を突出もしくは引き寄せることによって、セグメント３９、４７の周方向の曲率を変化させるようにしているから、外型枠２３、内型枠１７全体の径を容易に変更することができ、従って作業性を大幅に向上させることができる。
【００４１】
さらに、外型枠２３の外周にワイヤー６５を巻回し、この巻回されたワイヤー６５をワイヤ固定部材６３で締め上げることによって外型枠２３に加わる打設圧を支えるようにしているから、補強リブなどを設けて型枠の剛性を向上させる必要がなく、簡易な構造で型枠を構成することができ、したがって型枠のコストを削減することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、基底部から上端に向かうに従い縮径する中空タワーの施工方法について説明したが、これに限る必要はなく、上方に向かうに従い拡径する部分や径が一定の部分を有する中空タワーの施工方法に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の適用される中空タワーを示す図。
【図２Ａ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｂ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｃ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｄ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｅ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｆ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｇ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｈ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図２Ｉ】本発明の中空タワーの施工法の前提となる方法を順を追って示す図。
【図３】本発明の中空タワーの施工法に使用される装置を示す正面図。
【図４】本発明の中空タワーの施工法に使用される装置を示す平面図。
【図５】図３に示す本発明の中空タワーの施工法に使用される装置の要部を示す正面図。
【図６】図５に示す装置のＶＩで示す部分の拡大図。
【図７】本発明のコンクリート製中空タワーの施工法に使用される外型枠の要部を示す斜視図。
【図８】本発明の中空タワーの施工法に使用される曲率変化フレームを示す図。
【図９】本発明の中空タワーの施工法に使用される型枠締結装置を示す概略平面図。
【図１０】図９に示す型枠締結装置のワイヤ固定部を示す断面図。
【図１１】図９に示す型枠締結装置のワイヤ引張部を示す断面図。
【図１２】外型枠、内型枠、型枠締結装置の他の例を示す断面図。
【図１３】図１２中符号１２０で示す部分の拡大図。
【図１４】型枠締結装置のワイヤーソケット側を示す拡大図。
【図１５】型枠締結装置の牽引装置側を示す拡大図。
【符号の説明】
【００４４】
１コンクリート製中空タワー
３基礎
１７内型枠
２３外型枠
３９セグメント
３９ａ調整枠
４１曲率変化フレーム
４５押しボルト
４７セグメント
４９曲率変化フレーム
５３引きボルト
６３ワイヤ固定部材
６５締結ワイヤ
１０９ワイヤロープ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して第１の筒状構造物を構築し、この第１の筒状構造物の上端部に、下部径が前記第１の筒状構造物の上端部の外径になされた筒状の外型枠を設けるとともに、下部径が前記第１の筒状構造物の内径になされた筒状の内型枠を設け、これら第１の筒状構造物の上端部に配設された外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して、前記第１の筒状構造物の上端に第２の筒状構造物を接続して構築し、以下これを繰り返すことによって、筒状のタワーを構築する中空タワーの施工方法において、
前記筒状の外型枠および内型枠を周方向に分離された複数個のセグメントで構成し、このセグメントの周方向の両端部を相互に重ねて筒体をなし、この相互に重ね合わされた部分の長さを調整して前記外型枠および前記内型枠の径を調整し、一組の外型枠及び内型枠の径を順次変化させることによって、上方に向かうにしたがい径が変化するタワーを施工することを特徴とする中空タワーの施工方法。
【請求項２】
フレームの中央部で前記セグメントの周方向の中央部を固定し、フレームの両端部に設けられた調整手段で前記セグメントの周方向の両端部を保持し、前記調整手段を突出もしくは引き寄せることによって、前記セグメントの曲率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の中空タワーの施工方法。
【請求項３】
前記外型枠の外周にワイヤーを巻回し、この巻回されたワイヤーを締め上げることによって前記外型枠に加わる打設圧を支えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の中空タワーの施工方法。
【請求項４】
前記外型枠および内型枠を上方に向かうにしたがい縮径するように使用し、前記中空タワーを上方に向かうにしたがい縮径するように施工することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の中空タワーの施工方法。
【請求項５】
筒状の外型枠と内型枠を備え、前記外型枠及び内型枠は、周方向に分離された複数個のセグメントを有し、これらセグメントはその周方向の両端部が相互に重ね合わされて筒体をなし、この相互に重ね合わされた部分の長さを調整することによって前記外型枠および前記内型枠の上端部及び下端部の径を調整しうるようになされた中空タワー施工用型枠であって、
前記外型枠と内型枠の上端部及び下端部の径を所望の値に調整した後、これら外側枠と内型枠の間にコンクリートを打設して第１の筒状構造物を構築し、この第１の筒状構造物の上端部に、下部径を前記第１の筒状構造物の上端部の外径に調整した外型枠を配設するとともに、下部径を前記第１の筒状構造物の内径に調整した内型枠を配設し、これら第１の筒状構造物の上端部に配設された外型枠と内型枠との間にコンクリートを打設して、前記第１の筒状構造物の上端に第２の筒状構造物を接続して構築し、以下これを繰り返すことによって、上方に向かうにしたがい径が変化するタワーを構築することを特徴とする中空タワー施工用型枠。

【図１】