(57)【要約】【課題】施工の際に側壁に工事用開口が形成される貯留タンクにおいて、工事用開口の開口上辺の中央付近の撓みに起因する水平方向の引張力そのものを低減させる【解決手段】内部にＰＣ鋼材が配置されるプレストレストコンクリートからなる円筒形状の側壁を有し、施工の際に上記側壁に工事用開口Ｋが形成される貯留タンクであって、平面視において上記工事用開口が存在した領域に鉛直方向に導入される単位面積あたりのプレストレス量が他の領域よりも大きく設定されている。【選択図】図２
2011084960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にＰＣ鋼材が配置されるプレストレストコンクリートからなる円筒形状の側壁を有し、施工の際に前記側壁に工事用開口が形成される貯留タンクであって、
平面視において前記工事用開口が存在した領域に鉛直方向に導入される単位面積あたりのプレストレス量が他の領域よりも大きく設定されていることを特徴とする貯留タンク。
【請求項２】
前記側壁の全周に渡って均等の間隔で配置された鉛直方向ＰＣ鋼材間に追加鉛直方向ＰＣ鋼材を配置することによって前記プレストレス量を他の領域の２倍量大きくすることを特徴とする請求項１記載の貯留タンク。
【請求項３】
前記追加鉛直方向ＰＣ鋼材の下端は、前記工事用開口の上辺に位置することを特徴とする請求項２記載の貯留タンク。
【請求項４】
前記側壁を含む外槽と、鋼製の内槽とを備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の貯留タンク。
【請求項５】
液化天然ガスを貯留することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の貯留タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は施工の際に側壁に工事用開口が形成される貯留タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ；Liquefied Natural Gas）の流体を貯留する大型の貯留タンクは、コンクリート製の外槽と鋼製の内槽との間に断熱材を挿入した二重殻タンクで構成されている。
このような貯留タンクの製造する際には、外槽の地上に近い側壁の一部に工事用開口が設けられる（特許文献１参照）。そして、この工事用開口を介して例えば内槽用の機材が搬入され、また作業員の出入もその工事用開口から行われる。
【０００３】
この工事用開口は、内槽が完成した後は外槽と同じ材料で閉止され、その工事用開口が存在した領域も外槽の一部とされる。この工事用開口は、タンクの大きさにもよるが、例えば貯留タンクがＬＮＧ用の大型の地上タンクで、その直径が１００メートルにも及ぶような場合は、内部に搬入する機材も大型化するため、高さが４〜５メートル、幅が６〜８メートル程度の大きなものとなる。
【０００４】
なお、上記コンクリート製の外槽は、一般的にプレストレストコンクリート（Prestressed  Concrete）が用いられている。
このため、外槽の側壁の内部には、高さ方向に関して所定の間隔を保って周方向に延在するＰＣ鋼材と、周方向に関して所定の間隔を保って高さ方向に延在するＰＣ鋼材とが埋設されている。
このようなＰＣ鋼材は、外槽内に埋設されるシース管に挿通されてからジャッキによって緊張され、これによってコンクリートを圧縮してプレストレスを導入するものである。
【０００５】
さて、外槽の曲げ耐力及び水密性は、導入プレストレス及び配置鉄筋以外に、タンクの側壁自身の自重及びその側壁で支持する屋根の自重に起因する荷重、いわゆる死荷重による軸力にも依存している。
ところが、工事用開口分及びその周辺は、本来作用すべき死荷重が影響しない条件で構築されている。このため、工事用開口にコンクリートが打設されて閉塞された後であっても、この工事用開口が存在した領域に作用する死荷重は、他の領域と比較して小さくなる。つまり、工事用開口が存在した領域は、他の領域に対して軸力が不足した状態となり、曲げ耐力及び水密性が不足した状態となる。
このため、従来から、工事用開口を補強鉄筋の配置したり、膨張コンクリートを使用して閉止することによって、工事用開口が存在した領域の曲げ耐力及び水密性を確保する対策が施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６３−３１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、工事用開口の開口上辺の中央付近上部３．５ｍ付近までは、撓みで水平方向に引張力が生じている。このような水平方向に引張力は、上述の対策を施して工事用開口を閉止した場合であっても残有し、有害な応力として作用する。このため、工事用開口の存在した領域及びその周辺領域におけるひび割れの発生確率が上昇してしまう。
このため、工事用開口の開口上辺の中央付近の撓みに起因する水平方向の引張力そのものを低減させることが望まれている。
【０００８】
もっとも、外槽に工事用開口を設けずにタンクを施工すれば、上述の懸念は払拭される。しかしながら、ＰＣ工法製の外槽と鋼製の内槽との間に断熱材を挿入して構成される二重殻タンクを、外槽に工事用開口を設けずにタンクを施工することは、作業効率が著しく低下する等の理由で到底採用することができない。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工の際に側壁に工事用開口が形成される貯留タンクにおいて、工事用開口の開口上辺の中央付近の撓みに起因する水平方向の引張力そのものを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、内部にＰＣ鋼材が配置されるプレストレストコンクリートからなる円筒形状の側壁を有し、施工の際に上記側壁に工事用開口が形成される貯留タンクであって、平面視において上記工事用開口が存在した領域に鉛直方向に導入される単位面積あたりのプレストレス量が他の領域よりも大きく設定されているという構成を採用する。ここでプレストレス量とは、コンクリートに作用している圧縮圧力の大きさを意味する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記側壁の全周に渡って均等の間隔で配置された鉛直方向ＰＣ鋼材間に追加鉛直方向ＰＣ鋼材を配置することによって上記プレストレス量を他の領域の２倍量大きくという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記追加鉛直方向ＰＣ鋼材の下端が、上記工事用開口の上辺に位置するという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記側壁を含む外槽と、鋼製の内槽とを備えるという構成を採用する。
【００１５】
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、液化天然ガスを貯留するという構成を採用することを特徴とする貯留タンク。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、平面視において工事用開口が存在した領域に鉛直方向に導入される単位面積あたりのプレストレス量が他の領域よりも大きく設定されている。
このため、工事用開口が存在した領域を支持する力（軸力）が他の領域よりも高くなり、これによって、工事用開口の開口上辺の中央付近の撓みを抑制し、当該撓みに起因する水平方向の引張力そのものを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る貯留タンクを適用したタンクの正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る貯留タンクを適用したタンクの工事用開口分の拡大縦断面図である
【図３】図２のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図４】図２のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る貯留タンクの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る貯留タンクを適用したタンクＴの正面図である。ここで、タンクＴは、液化天然ガス（ＬＮＧ）の流体を貯留する大型の地上タンクとして示されていている。
このタンクＴは、周知の液化天然ガス用タンクと同様に、ＰＣ工法で施工された外槽Ｔａと、鋼製の内槽（後述する図３及び図４の符号「Ｔｂ」参照）とを備える二重殻タンクで構成されている。このタンクＴの基部に当るスラブ１は、地盤Ｇに打ち込まれた複数の基礎杭２，２…の杭頭に接合されている。
【００２０】
タンクＴの外槽Ｔａの地上から少し高い位置の一部には、横長の矩形を呈する工事用開口Ｋが設けられている。この工事用開口Ｋは、タンクＴの完成においては閉止され、外見上、その存在が分からないように構成されているので、図面においては二点鎖線で示されている。
【００２１】
なお、この工事用開口Ｋの大きさは、タンクＴ内に搬入される最も大きな機材に合わせて形成されている。
本実施形態のタンクＴにおいて最も大きな機材としては、タンクＴの内槽を形成する板材が考えられる。このため、工事用開口Ｋの大きさは、その板材が容易に搬入できるように決められている。例えば、タンクＴがＬＮＧ用の大型の地上タンクで、その直径が１００メートルにも及ぶような場合は、内部に搬入する機材も大型化するので、工事用開口Ｋは、高さが４〜５メートル、幅が６〜８メートルとなる。
【００２２】
次に、タンクＴの工事用開口Ｋ領域の拡大縦断面図である図２、その図２のＸ１−Ｘ１線断面図である図３及び図２のＸ２−Ｘ２線断面図である図４を用いて説明する。
なお、これら図は断面図であるので、本来、図面にはハッチングを必要としているが、後述するシース管を明瞭にするためにハッチングは省略されている。また、外槽Ｔａ及びスラブ１には、鉄筋が配筋されているが、この鉄筋もシース管を明瞭にするために図３の上部を除いて省略されている。また、図３及び図４に示される内槽Ｔｂは鋼製からなり、外槽Ｔａ内に図示しない断熱材を介在させて設けられている。また、図３及び図４においては、視認性を向上させるために、ＰＣ鋼材を省略している。
【００２３】
これらの図に示すように、外槽Ｔａには、複数のシース管が埋設されている。このシース管は、ＰＣ鋼材が挿入されるものであり、鉛直方向に延在する鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…と、周方向に延在する周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…とから構成されている。
そして、各シース管は、緊張されたＰＣ鋼材１０が挿入された状態で、内部にアルミニウム粉末を混入したセメントミル等からなるグラウト材が注入されている。
【００２４】
鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…は、外槽Ｔａの周方向に関して所定の間隔を保って鉛直方向に埋設されている。
これら鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…のうち、鉛直方向シース管ＶＣ２〜ＶＣ５の４本は、工事用開口Ｋが存在した領域に位置していて、これら鉛直方向シース管ＶＣ２〜ＶＣ５の互いの配置間隔は、工事用開口Ｋが設けられていない領域（他の領域）に設けられている鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ６〜ＶＣｎ（ＶＣｎは図４参照）の配置間隔と等しくなるように決められている。つまり、工事用開口Ｋが設けられていた領域に位置しているこれら４本の鉛直方向シース管ＶＣ２〜ＶＣ５の配置間隔は、鉛直方向シース管の本来の配置間隔に保たれている。
【００２５】
そして、鉛直方向シース管ＶＣ２，ＶＣ３間、ＶＣ３，ＶＣ４間及びＶＣ４，ＶＣ５間には、本実施形態の特徴をなす追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３が設けられており、実質的に鉛直方向シース管の配置密度が、外槽Ｔａを平面視した場合に、工事用開口Ｋが存在した領域で、他の領域よりも２倍量高く設定されている。
すなわち、本実施形態においては、鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…に挿通されるＰＣ鋼材１０（鉛直方向ＰＣ鋼材）間に、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３に挿通されるＰＣ鋼材１０（追加鉛直方向ＰＣ鋼材）が配置されることによって、単位面積あたりに導入されるプレストレス量が、外槽Ｔａを平面視した場合に、工事用開口Ｋが存在した領域で他の領域よりも大きく設定されている。
【００２６】
周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…は、鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…及び追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３よりも外側（外槽Ｔａの外周側）で、外槽Ｔａの高さ方向に関して所定の間隔を保って周方向に設けられている。
これら周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…のうち、周方向シース管ＨＣ２〜ＨＣ８は、工事用開口Ｋが設けられていた領域に位置している。
なお、これら周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…は、スラブ１から遠くなるにしたがって死荷重が小さくなるので、その分だけ互いの設置間隔が小さくなるように決められている（図２のＨＣ６〜ＨＣ１７参照）。
【００２７】
スラブ用シース管ＫＣは、図３に示されるように、スラブ１に設けられるシース管であって、スラブ１の周方向に設けられている。
このスラブ用シース管ＫＣ、上述の鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３及び周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…は、周知のシース管と同様に、鋼製管から構成されているとともに、この鋼製管内には、緊張材としての高張力鋼材からなるＰＣ鋼材１０が挿入されている。
そして、各ＰＣ鋼材１０は、シース管の両端側において、シングルストランドシステム等の周知の定着装置３を用いて固定されている。
【００２８】
この定着装置３は、図３に示すように、外槽Ｔａ内に配筋されている鉄筋５に取り付けられている。また、他の追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ３の下端部の定着装置３も、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ２と同様に構成されている。
【００２９】
上記シース管の両端側で用いられる定着装置３において、鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…及び追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３における定着装置３は、鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…及び追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３の上端部及び下端部に設けられる（図２及び図３では、上端部の定着装置３は省略）。
つまり、これら追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３は、下端部が工事用開口Ｋを形成する上辺に位置し、上端部（不図示）が、各鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…の上端部と同一位置に位置している。
このため、本実施形態においては、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３に挿入されるＰＣ鋼材１０（追加鉛直ＰＣ鋼材）の下端は、工事用開口Ｋの上辺に位置されている。
【００３０】
また、図示しないが、周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…及びスラブ用シース管ＫＣで用いられる定着装置３は、外槽Ｔａの周方向を１８０度等の複数に分割して得られる両端側に設けられている。
【００３１】
なお、上記鉛直方向シース管ＶＣ１，ＶＣ２…のうちの工事用開口Ｋが設けられていた領域に位置している鉛直方向シース管ＶＣ２〜ＶＣ５、及び周方向シース管ＨＣ１，ＨＣ２…のうちの工事用開口Ｋが設けられていた領域に位置している周方向シース管ＨＣ２〜ＨＣ８は、外槽Ｔａ内の工事が終了するまで（すなわち内槽Ｔｂ等の施工が終了して工事用開口Ｋの役目が終了するまで）工事用開口Ｋに露出する領域が切除した状態に保たれている。そして、工事用開口Ｋの役目が終了し、工事用開口Ｋの閉止時期が到来したときは、その切除された状態にあるシース管のつなぎ込みが溶接等により行われる。シース管のつなぎ込み後、シース管にはＰＣ鋼材が挿入される。
【００３２】
また、外槽Ｔａ内に設けられる各シース管ＶＣ１，ＶＣ２…、ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３及びＨＣ１，ＨＣ２…は、外槽Ｔａの施工に応じて配設される。つまり、外槽Ｔａを形成するコンクリートは、タンクの基部に当るスラブ１から上部に向って順次打設されるので、それに応じて配設される。
【００３３】
このような本実施形態のタンクＴにおいては、完成後に、例えば内槽Ｔｂに液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯留することができる。
【００３４】
以上のような本実施形態におけるタンクＴによれば、平面視において工事用開口Ｋが存在した領域における単位面積あたりに鉛直方向に導入されるプレストレス量が他の領域よりも大きく設定されている。
このため、工事用開口Ｋが存在した領域を支持する力（軸力）が他の領域よりも高くなり、これによって、工事用開口Ｋの開口上辺の中央付近の撓みを抑制し、当該撓みに起因する水平方向の引張力そのものを低減させることが可能となる。
よって、工事用開口の存在した領域及びその周辺領域におけるひび割れが生じることを抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態におけるタンクＴにおいては、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３に挿通されるＰＣ鋼材１０の下端が工事用開口Ｋの上辺に位置する構成を採用した。
このため、追加鉛直方向シース管ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３の長さが短くて済み、低コストに実施できるとともに、基礎杭２の位置を考慮することなく定着装置３を配置することができるため、工事用開口Ｋの開口上辺の中央付近に生じる撓みに起因する水平方向の引張力を効果的に低減させることができる。
【００３６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３７】
例えば、上記実施形態においては、鉛直方向に延在するＰＣ鋼材１０の配置密度を増加させることによって、平面視において工事用開口Ｋが存在した領域における単位面積あたりに鉛直方向に導入されるプレストレス量を大きくする構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＰＣ鋼材の強度を強くしてより強くＰＣ鋼材を緊張させることによって鉛直方向に導入されるプレストレス量を大きくする構成を採用することもできる。
【００３８】
また、例えば、鉛直方向ＰＣ鋼材１０をさらに多数設置する構成を採用することも可能である。
【００３９】
また、上記実施形態においては、本発明の貯留タンクとして、液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯留する大型のタンクＴを挙げて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、を他の流体を貯留するタンクに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｔ…タンク（貯留タンク）、Ｔａ…外槽（側壁を含む）、Ｔｂ…内槽、Ｇ…地盤、Ｋ…工事用開口、ＶＣ１〜ＶＣ６，ＶＣｎ…鉛直方向シース管、ＡＶＣ１，ＡＶＣ２，ＡＶＣ３…追加鉛直方向シース管、ＨＣ１〜ＨＣ１７…周方向シース管、ＫＣ…スラブ用シース管、１…スラブ、２…基礎杭、３…定着装置、４…位置決め部材、５…鉄筋、１０……ＰＣ鋼材（鉛直方向ＰＣ鋼材、追加鉛直方向ＰＣ鋼材）
【図１】
2011084960.tif 000003
【図２】
2011084960.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011084960.tif 000006