(57)【要約】【課題】ガーダ上に設置されたレール上を車輪が走行する構造を備えたクレーンにおいて、レール直下の溶接部での疲労亀裂の発生を確実に防止して、ガーダの長寿命化を図ることができるクレーン補剛構造を提供する。【解決手段】横行用主レール２９の直下にコンクリート部材５０を設置することによって、横行用主レール２９からの荷重がコンクリート部材５０によって分散されて、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部に生じる応力が低減し、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部の疲労強度を向上させることができる。その結果、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部における疲労亀裂の発生が的確に防止されて、横行用主ボックスガーダ１５の長寿命化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガーダ上に設置されたレールの上を車輪が走行する構造を備えたクレーンにおいて、前記レールの直下にコンクリートが設置されていることを特徴とするクレーン補剛構造。
【請求項２】
コンクリート内に鉄筋が設置されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーン補剛構造。
【請求項３】
コンクリートの打設に鋼製の型枠を用い、その鋼製の型枠をガーダの構成部材にしていることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーン補剛構造。
【請求項４】
コンクリートと鋼製の型枠との接合に、頭付きスタッドまたはスラブアンカーが用いられていることを特徴とする請求項３に記載のクレーン補剛構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井クレーンや橋形クレーンのガーダの疲労耐久性を向上させるためのクレーン補剛構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天井クレーンは、建屋の天井付近で両側の壁に沿って設けられたランウェイ（走行軌道）を走行するもので、一般に巻上げ、横行、走行が可能で、広範囲の作業領域が確保できるため、各種工場での重量物や部品の運搬等に用いられている。また、橋形クレーンは、天井クレーンに脚を設け、地上または床上に設けられたランウェイ（走行軌道）を走行するもので、主に屋外での重量物や部品の運搬等に用いられている。
【０００３】
図４は、上記のような天井クレーンの構造について、代表例として、製鋼工場でレードル（取鍋）を運搬するために用いられるレードルクレーンを示したものである。
【０００４】
図４（ａ）に正面図、図４（ｂ）に平面図を示すように、レードルクレーンは、建屋の天井付近で両側の壁に沿って互いに平行に水平方向に延在している一対のランウェイガーダ（走行用桁）１１、１１と、ランウェイガーダ１１、１１上に設置された走行用レール１２、１２と、走行用レール１２、１２上に車輪１３が乗った状態でランウェイガーダ１１、１１の間に架設されて走行方向に移動する横行用ガーダ（横行用桁）１４と、横行用ガーダ１４上に搭載されて横行方向に移動する主クラブトロリー２０と、主クラブトロリー２０上に搭載されて、主ワイヤ２６を介して主フック２７で係合したレードル１０を昇降させる主巻き上げ装置２５と、横行用ガーダ１４上に搭載されて横行方向に移動する補助クラブトロリー３０と、補助クラブトロリー３０上に搭載されて、補助ワイヤ３６を介して補助フック３７をレードル１０に係合させてレードル１０を傾動させる補助巻き上げ装置３５とを備えている。
【０００５】
ここで、横行用ガーダ１４は、平行に横行方向に延設された２本の箱型断面の主桁（横行用主ボックスガーダ）１５、１５と、２本の横行用主ボックスガーダ１５、１５の間で平行に横行方向に延設された２本の箱型断面の補助桁（横行用補助ボックスガーダ）１６、１６と、２本の横行用主ボックスガーダ１５、１５の端部および２本の横行用補助ボックスガーダ１６、１６の端部を繋ぐサドル１７、１７とで構成される矩形構造をしている。そして、それぞれの横行用主ボックスガーダ１５、１５上には、横行用主レール２９、２９が設置されており、その横行用主レール２９、２９上を車輪２１、２１によって主クラブトロリー２０が横行方向に移動するようになっている。また、それぞれの横行用補助ボックスガーダ１６、１６上には、横行用補助レール３９、３９が設置されており、その横行用補助レール３９、３９上を車輪３１、３１によって補助クラブトロリー３０が横行方向に移動するようになっている。
【０００６】
そして、図５は、横行用主ボックスガーダ１５上に横行用主レール２９を設置した個所を詳しく示した横断面図である。図５に示すように、横行用主ボックスガーダ１５は、上フランジ４１、下フランジ４２、左ウェブ４３、右ウェブ４４からなる箱型断面の溶接構造になっている。そして、横行用主ボックスガーダ１５の上面（ここでは、上フランジ４１と左ウェブ４３とのＴ継手部の上面）に横行用主レール２９が設置されているとともに、長手方向（横行方向）に所定の間隔で上フランジ４１と左ウェブ４３とのＴ継手部の側面に補強リブ４６が溶接されている。
【０００７】
ただし、このような、ガーダ（桁）上へのレールの設置個所においては、レール上を走行するクラブトロリーの車輪からの大きな集中荷重を繰り返し受け、レール直下の溶接部に疲労亀裂を生じるという問題がある。
【０００８】
例えば、図６（ａ）に横断面図、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ矢視図を示すように、横行用主レール２９の直下のＴ継手部において、溶接ビード４５や溶接止端部から疲労亀裂４９が発生する。
【０００９】
また、図７（ａ）に横断面図、図７（ｂ）に図７（ａ）のＡ−Ａ矢視図を示すように、補強リブ４６が溶接されているＴ継手部において、スカラップ部４７のまわし溶接部止端や補強リブ４６下端のまわし溶接部止端から疲労亀裂４９が発生する。
【００１０】
この問題に対して、特許文献１では、ガーダ上へのレールの設置個所における溶接部の疲労亀裂の発生を、ガーダ製作時の溶接変形やレールの反りに基づく施工の不整合に起因するものであると考え、レールとガーダの間に充填材を注入することで、施工の不整合を補正して、ガーダ上へのレールの設置個所における溶接部の寿命を延命化することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６０−１８１４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に記載の技術のように、施工の不整合を補正するための充填材をレールとガーダの間に注入するだけでは、ガーダ上へのレールの設置個所におけるレール直下の溶接部での疲労亀裂の発生を充分に防止することは困難である。
【００１３】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ガーダ上に設置されたレール上を車輪が走行する構造を備えたクレーンにおいて、レール直下の溶接部での疲労亀裂の発生を確実に防止して、ガーダの長寿命化を図ることができるクレーン補剛構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１５】
［１］ガーダ上に設置されたレールの上を車輪が走行する構造を備えたクレーンにおいて、前記レールの直下にコンクリートが設置されていることを特徴とするクレーン補剛構造。
【００１６】
［２］コンクリート内に鉄筋が設置されていることを特徴とする前記［１］に記載のクレーン補剛構造。
【００１７】
［３］コンクリートの打設に鋼製の型枠を用い、その鋼製の型枠をガーダの構成部材にしていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載のクレーン補剛構造。
【００１８】
［４］コンクリートと鋼製の型枠との接合に、頭付きスタッドまたはスラブアンカーが用いられていることを特徴とする前記［３］に記載のクレーン補剛構造。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、ガーダ上に設置されたレールの直下にコンクリートを設置しているので、レールからの荷重がコンクリートによって分散されて、ガーダの溶接部に生じる応力が低減し、ガーダの溶接部の疲労強度を向上させることができる。その結果、ガーダの溶接部における疲労亀裂の発生が的確に防止されて、ガーダの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるレールのコンクリートへの締結状態を示す図である。
【図４】レードルクレーンの説明図である。
【図５】レードルクレーンにおいて、ガーダ上にレールが設置された個所の詳細図である。
【図６】ガーダの疲労亀裂の発生状態を示す図である。
【図７】ガーダの疲労亀裂の発生状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、図４に示したレードルクレーンを念頭において述べる。
【００２２】
すなわち、本発明の一実施形態における基本的な構造は、図４に示したように、建屋の天井付近で両側の壁に沿って互いに平行に水平方向に延在している一対のランウェイガーダ（走行用桁）１１、１１と、ランウェイガーダ１１、１１上に設置された走行用レール１２、１２と、走行用レール１２、１２上に車輪１３が乗った状態でランウェイガーダ１１、１１の間に架設されて走行方向に移動する横行用ガーダ（横行用桁）１４と、横行用ガーダ１４上に搭載されて横行方向に移動する主クラブトロリー２０と、主クラブトロリー２０上に搭載されて、主ワイヤ２６を介して主フック２７で係合したレードル１０を昇降させる主巻き上げ装置２５と、横行用ガーダ１４上に搭載されて横行方向に移動する補助クラブトロリー３０と、補助クラブトロリー３０上に搭載されて、補助ワイヤ３６を介して補助フック３７をレードル１０に係合させてレードル１０を傾動させる補助巻き上げ装置３５とを備えている。
【００２３】
ここで、横行用ガーダ１４は、平行に横行方向に延設された２本の箱型断面の主桁（横行用主ボックスガーダ）１５、１５と、２本の横行用主ボックスガーダ１５、１５の間で平行に横行方向に延設された２本の箱型断面の補助桁（横行用補助ボックスガーダ）１６、１６と、２本の横行用主ボックスガーダ１５、１５の端部および２本の横行用補助ボックスガーダ１６、１６の端部を繋ぐサドル１７、１７とで構成される矩形構造をしている。そして、それぞれの横行用主ボックスガーダ１５、１５上には、横行用主レール２９、２９が設置されており、その横行用主レール２９、２９上を車輪２１、２１によって主クラブトロリー２０が横行方向に移動するようになっている。また、それぞれの横行用補助ボックスガーダ１６、１６上には、横行用補助レール３９、３９が設置されており、その横行用補助レール３９、３９上を車輪３１、３１によって補助クラブトロリー３０が横行方向に移動するようになっている。
【００２４】
その上で、この実施形態では、横行用主ボックスガーダ１５上に横行用主レール２９を設置する個所において、横行用主レール２９の直下にコンクリート（モルタル）を設置し、そのコンクリートによって横行用主レール２９からの荷重を分散させて、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部に生じる応力を低減させ、疲労強度を向上させるようにしている。
【００２５】
すなわち、図１に横断面図を示すように、横行用主ボックスガーダ１５は、上フランジ４１、下フランジ４２、左ウェブ４３、右ウェブ４４からなる溶接構造の横行用主ボックスガーダ本体１５ａと、その横行用主ボックスガーダ本体１５ａの上フランジ４１と左ウェブ４３とのＴ継手部の上部に設置されたコンクリート部材５０を備えており、そのコンクリート部材５０の上面に横行用主レール２９が設置されている。なお、長手方向（横行方向）に所定の間隔で上フランジ４１と左ウェブ４３とのＴ継手部の側面に補強リブ４６が溶接されている。
【００２６】
ここで、横行用主ボックスガーダ１５は、長手方向（横行方向）の中央部（支点間中間部）では正曲げとなり、コンクリート部材５０は圧縮状態になるが、サドル１７付近の支点部では、ラーメン構造と考えられるため負曲げ領域となる場合があるので、コンクリート部材５０は引張状態になる。したがって、コンクリート部材５０は、図２に横断面図を示すように、コンクリート内に鉄筋５２を設置した鉄筋コンクリートにすることが好ましい。コンクリート部材５０の断面寸法は、吊り上げ荷重３００〜４００トンクラスで、幅を４００ｍｍ、高さを２００ｍｍ以上とするのが良く、これによりガーダ溶接部における疲労亀裂の発生が防止される。
【００２７】
そして、コンクリート部材５０の打設は、現場打ちでもよいが、工期短縮し、品質を良くするため、架設前に打設することを基本とする。
【００２８】
また、コンクリート５０の打設に際しては、木製の型枠を用い、コンクリート５０の打設後、取り外してもよいが、コンクリート５０のひび割れ等で欠け落ちることを防ぐために、この実施形態では、図１に示すように、鋼製の型枠５１を用いている。
【００２９】
この鋼製の型枠５１は、構成部材でないため、板厚は例えば６ｍｍ程度と薄くても構わないが、鋼製の型枠５１の底板５１ａは上フランジ４１と同じ板厚として、上フランジ４１の一部（構成部材）として断面に考慮してもよい。
【００３０】
また、型枠５１には、コンクリート５０打設時の座屈防止のため、その内部に補剛材やダイヤフラムを設けることも有効である。
【００３１】
そして、コンクリート５０と鋼製の型枠５１との接合には、頭付きスタッド５３またはスラブアンカーを用いる。
【００３２】
なお、コンクリート部材５０へ横行用主レール２９を設置する際には、図３に示すように、ゴムパッド６１、レール固定プレート６２、レールクリップ６３、皿ばねワッシャ６４、六角ボルト６５、アンカー部材６６を用いて締結すればよい。
【００３３】
このようにして、この実施形態においては、横行用主レール２９の直下にコンクリート部材５０が設置されているので、横行用主レール２９からの荷重がコンクリート部材５０によって分散されて、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部（ここでは、上フランジ４１と左ウェブ４３とのＴ継手部の溶接部）に生じる応力が低減し、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部の疲労強度（疲労耐久性）を向上させることができる。その結果、横行用主ボックスガーダ１５の溶接部における疲労亀裂の発生が的確に防止されて、横行用主ボックスガーダ１５の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
ちなみに、上記の実施形態では、レードルクレーンを念頭において説明したが、本発明はレードルクレーンに限定されるものではなく、ガーダ上に設置されたレールの上を車輪が走行する構造を備えたクレーン全般（天井クレーン、橋形クレーン等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  レードル
１１  ランウェイガーダ（走行用桁）
１２  走行用レール
１３  車輪
１４  横行用ガーダ（横行用桁）
１５  横行用主ボックスガーダ
１５ａ  横行用主ボックスガーダ本体
１６  横行用補助ボックスガーダ
１７  サドル
２０  主クラブトロリー
２１  主クラブトロリーの車輪
２５  主クラブトロリーの巻き上げ装置
２６  主クラブトロリーのワイヤ
２７  主クラブトロリーのフック
２９  横行用主レール
３０  補助クラブトロリー
３１  補助クラブトロリーの車輪
３５  補助クラブトロリーの巻き上げ装置
３６  補助クラブトロリーのワイヤ
３７  補助クラブトロリーのフック
３９  横行用補助レール
４１  上フランジ
４２  下フランジ
４３  左ウェブ
４４  右ウェブ
４５  溶接ビード
４６  補強リブ
４７  スカラップ
４９  疲労亀裂
５０  コンクリート（コンクリート部材）
５１  鋼製の型枠
５１ａ  鋼製の型枠の底板
５２  鉄筋
５３  頭付きスタッド
６１  ゴムパッド
６２  レール固定プレート
６３  レールクリップ
６４  皿ばねワッシャ
６５  六角ボルト
６６  アンカー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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