(57)【要約】【課題】被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持する支持構造体を短時間で適切に補修する。【解決手段】コンクリート基礎１１２の上面を斫った後、型枠内にベースプレート１３０、鉄筋１３３及びアンカー１３４を配設した状態で、当該型枠内であって軌条１００と既設のコンクリート基礎１１２との間にグラウト１４０を打設する。グラウト１４０は、鉄筋１３３及びアンカー１３４が配設された状態で自己流動するフロー値を有し、且つコンクリートと同等以上の強度を有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持するコンクリート基礎を備えた支持構造体を補修する方法であって、
前記被支持体と既設の前記コンクリート基礎との間に、鉄筋が配設された状態でグラウトを打設することを特徴とする、支持構造体の補修方法。
【請求項２】
前記グラウトは、前記鉄筋が配設された状態で自己流動するフロー値を有し、且つコンクリートと同等以上の強度を有することを特徴とする、請求項１に記載の支持構造体の補修方法。
【請求項３】
前記グラウトには繊維材料が混入されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の支持構造体の補修方法。
【請求項４】
前記グラウトは水砕スラグを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持構造体の補修方法。
【請求項５】
前記被支持体は軌条であって、
前記グラウトを生成するためのミキサーを打設箇所に移動させ、前記ミキサーで生成されたグラウトを連続的に打設することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の支持構造体の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持するコンクリート基礎を備えた支持構造体を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所のコークス工場には、炭槽を挟んでＡ炉とＢ炉が配置されたコークス炉が設けられている。コークス炉の炉頂部上にはコークス炉の長手方向に延伸する軌条が配設され、当該軌条上を装入車が走行するようになっている。そして、炭槽に貯蔵された石炭は装入車からＡ炉又はＢ炉に装入され、Ａ炉又はＢ炉の炭化室内で乾留されてコークスとなる。
【０００３】
図１１は、上述した軌条１００と、特に炭槽上において軌条を支持する支持構造体１１０の構成の概略を示す断面図である。軌条１００は、支持構造体１１０によって支持されている。支持構造体１１０は、軌条１００の下面を支持する鋼製の縦桁１１１と、縦桁１１１をさらに支持するコンクリート基礎１１２とを有している。縦桁１１１とコンクリート基礎１１２の間には、ベースプレート１１３を介して縦桁１１１（軌条１００）の平行度と高さを微調節するレベリング材１１４が設けられている。
【０００４】
かかるレベリング材１１４には、種々の材料が用いられる。例えば特許文献１には、グラウトを用いることが提案されている。また、特許文献２には、良好な施工作業性と硬化性を備えたレベリング材として、セルフレベリング性水硬性組成物と水とを混練して調製した水硬性モルタルを用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１０２４２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ライフサイクルコストの削減や初期投資額の削減を目的として、軌条１００の補修時にレールの種類を変更する場合がある。また、このレールの種類（規格）の変更に伴い、図１１に示す軌条１００の高さ方向の寸法Ｈ１が変更される場合がある。かかる場合、装入車やコークス炉上部の設備との取合い、さらには補修範囲前後の既設軌条（Ａ炉又はＢ炉上の既設軌条）との取合いを考慮すると、軌条１００の上面の高さＬ１を変更することはできない。このため、軌条１００の下面の高さＬ２、すなわち支持構造体１１０における軌条１００を支持する支持高さＬ２を変更して、上記軌条１００の変更による寸法Ｈ１の寸法差を吸収する必要がある。具体的には、例えば図１１に示す交換前の軌条１００（以下、旧軌条１００ａという場合がある）が７４ｋｇレールであって、寸法Ｈ１が１０５ｍｍであるのに対し、図１２に示す交換後の軌条１００（以下、新軌条１００ｂという場合がある）が７３ｋｇレールであって、寸法Ｈ１が１３５ｍｍである場合、寸法差の３０ｍｍ分、支持構造体１１０の支持高さＬ２を低くする必要がある。
【０００７】
そこで、発明者らは、このように支持構造体１１０の支持高さＬ２を変更するため、従来と同様の鋼製縦桁構造を用いることを試みた。しかしながら、かかる場合、鋼製の縦桁１１１の加工寸法には製作限度があるため、上記軌条１００の寸法Ｈ１の寸法差を吸収するには、図１２に示すようにコンクリート基礎１１２の上部（図１２中の斜線部）を斫り撤去する必要があることが分かった。かかる場合、斫り作業に多大な時間を要し、効率よく支持構造体１１０の補修を行うことができない。特にコークス炉のように製品の生産性に直結する場所の補修を行う場合、例えば他の稼働設備の修理やメンテナンスに同調して短時間で補修を行うことが要求され、上記したような鋼製縦桁構造を用いた補修は適さない。
【０００８】
なお、例えば特許文献１、２に記載されたレベリング材１１４を用いて、支持構造体１１０の支持高さＬ２を調節することもできない。図１２に示すように補修後の支持構造体１１０の支持高さＬ２と既設のコンクリート基礎１１２の上面の高さＬ３との間の距離Ｈ２は、例えば１８５ｍｍである。レベリング材１１４は引張強度が小さく、軌条１００を支持する構造体として機能し得ないため、上記軌条１００とコンクリート基礎１１２との間の大きな空間（高さ方向に１８５ｍｍの空間）にレベリング材１１４を適用できない。このため、レベリング材１１４を用いて支持構造体１１０を補修することはできない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持する支持構造体を短時間で適切に補修することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持するコンクリート基礎を備えた支持構造体を補修する方法であって、前記被支持体と既設の前記コンクリート基礎との間に、鉄筋が配設された状態でグラウトを打設することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、被支持体と既設コンクリート基礎の外側に型枠を設け、当該型枠内に鉄筋を配設した後、型枠内であって被支持体と既設コンクリート基礎との間にグラウトを打設する。かかる場合、従来のように鋼製縦桁構造を用いる場合に比べて既設コンクリート基礎の上部を斫る必要がなく、またグラウトは短時間で硬化するため、支持構造体の補修を短時間で行うことができる。また、被支持体を固定した状態でグラウトを打設するだけで、当該被処理体の高さ方向の位置が調節されるので、被支持体の高さ変動に容易に対応できる。さらに、グラウトの内部には鉄筋が配設され、すなわち当該グラウトが被処理体を支持するための構造体として機能するので、被支持体を適切に支持することができる。以上のように本発明によれば、支持構造体を短時間で効率よく且つ適切に補修することができる。
【００１２】
なお、既設コンクリート基礎とグラウトとの密着性を向上させるため、グラウトを打設する前に、既設コンクリート基礎の上面を斫る場合もある。しかしながら、この斫り作業は既設コンクリート基礎の上面の面荒し程度のものであり、従来のように既設コンクリート基礎の上端筋位置よりも深く斫る場合に比べて、その作業時間は極めて短時間にできる。
【００１３】
前記グラウトは、前記鉄筋が配設された状態で自己流動するフロー値を有し、且つコンクリートと同等以上の強度を有することが好ましい。
【００１４】
前記グラウトには繊維材料が混入されていてもよい。
【００１５】
前記グラウトは水砕スラグを有していてもよい。
【００１６】
前記被支持体は軌条であって、前記グラウトを生成するためのミキサーを打設箇所に移動させ、前記ミキサーで生成されたグラウトを連続的に打設してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被支持体の支持高さが変更される場合に、当該被支持体を支持する支持構造体を短時間で効率よく且つ適切に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】コークス炉の構成の概略を示す平面図である。
【図２】コークス炉の構成の概略を示す側面図である。
【図３】既設のコンクリート基礎の上面を斫った様子を示す断面視における説明図である。
【図４】既設のコンクリート基礎の上面を斫った様子を示す平面視における説明図である。
【図５】型枠内に軌条、テンプレート、鉄筋及びアンカーを配設した様子を示す断面視における説明図である。
【図６】型枠内に軌条、テンプレート、鉄筋及びアンカーを配設した様子を示す平面視における説明図である。
【図７】型枠内にグラウトを打設する様子を示す断面視における説明図である。
【図８】型枠内にグラウトを打設する様子を示す平面視における説明図である。
【図９】支持構造体を補修した様子を示す断面視における説明図である。
【図１０】支持構造体を補修した様子を示す平面視における説明図である。
【図１１】既設の軌条と支持構造体を示す断面視における説明図である。
【図１２】従来の鋼製縦桁構造を用いて支持構造体を補修した様子を示す断面視における説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
図１はコークス炉１の構成の概略を示す平面図であり、図２はコークス炉１の構成の概略を示す側面図である。コークス炉１には、炭槽１０を挟んでＡ炉１１とＢ炉１２が設けられている。なお、図１及び図２においては、これら炭槽１０、Ａ炉１１、Ｂ炉１２はそれぞれ１つずつ図示されているが、実際にはコークス炉１の長手方向（図中のＸ方向）にそれぞれ複数並べて配置されている。
【００２１】
コークス炉１の炉頂部には、コークス炉１の長手方向に延伸する、被支持体としての一対の軌条１００、１００が短手方向（図中のＹ方向）に配設されている。軌条１００には、当該軌条１００に沿って装入車１０１が走行するようになっている。そして、炭槽１０に貯蔵された石炭は装入車１０１からＡ炉１１又はＢ炉１２に装入され、Ａ炉１１又はＢ炉１２の炭化室（図示せず）内で乾留されてコークスとなる。
【００２２】
なお以下の説明において、「長手方向」と称した場合はコークス炉１の長手方向であって、図中のＸ方向を指す。また、「短手方向」と称した場合はコークス炉１の短手方向であって、図中のＹ方向を指す。
【００２３】
本実施の形態では、このコークス炉１において、特に炭槽１０上に配設された軌条１００の支持構造体を補修する場合について説明する。具体的には、図１１に示した旧軌条１００ａを図１２に示した新軌条１００ｂに交換する場合、すなわち、軌条１００の高さ方向の寸法Ｈ１が１０５ｍｍから１３５ｍｍに変更される場合において、当該軌条１００を支持する支持構造体１１０を補修する場合について説明する。なお、本実施の形態において、補修後の支持構造体１１０で軌条１００を支持する支持高さＬ２は図１２に示した場合と同様である。すなわち、当該支持高さＬ２とコンクリート基礎１１２の上面の高さＬ３との距離Ｈ２は１８５ｍｍとなる。
【００２４】
かかる支持構造体１１０を補修するに際しては、先ず、図１１に示した既設の旧軌条１００ａを撤去する共に、縦桁１１１、ベースプレート１１３及びレベリング材１１４を撤去する。そして、図３に示すように既設のコンクリート基礎１１２のみを残す。
【００２５】
その後、図３及び図４に示すように、コンクリート基礎１１２の上面を斫り、当該コンクリート基礎１１２の上面に斫り領域１１２ａを形成する。斫り領域１１２ａは、後続の作業において配設される軌条１００に沿って長手方向に延伸する。また、斫り領域１１２ａの短手方向の範囲は、後述するようにグラウトが打設される範囲である。
【００２６】
その後、図５及び図６に示すように斫り領域１１２ａの短手方向の両外側に型枠１２０を設置する。型枠１２０は、斫り領域１１２ａの長手方向に沿って延伸して設けられる。
【００２７】
その後、型枠１２０内の所定の位置に軌条１００と、軌条１００を支持するベースプレート１３０とを設置する。ベースプレート１３０は、軌条１００の長手方向に沿って延伸する。ベースプレート１３０の上面には、当該ベースプレート１３０と軌条１００を固定するための支持部材１３１が、ベースプレート１３０の長手方向に複数並べて設けられている。また、ベースプレート１３０の下面には、当該ベースプレート１３０と後述するグラウトとを一体化させるためのひげ筋１３２が、ベースプレート１３０の長手方向に複数並べて取り付けられている。
【００２８】
型枠１２０内には、さらに鉄筋１３３とアンカー１３４を設置する。鉄筋１３３は、軌条１００の長手方向に延伸して配設される。アンカー１３４は、後述する既設のコンクリート基礎１１２とグラウトを一体させるためのアンカーであり、コンクリート基礎１１２の斫り領域１１２ａに挿入される。また、アンカー１３４は、斫り領域１１２ａの長手方向に複数並べて設けられる。なお、アンカー１３４には、例えばケミカルアンカーやメカニカルアンカーが用いられる。
【００２９】
その後、図７及び図８に示すように型枠１２０内の斫り領域１１２ａ上にグラウト１４０を打設する。
【００３０】
ここで、本実施の形態で用いられるグラウト１４０について説明する。グラウト１４０には、コークス炉１の炭槽１０における環境雰囲気、例えば３５℃の高温雰囲気下でも使用可能な材料が用いられる。また、グラウト１４０には、上記のように型枠１２０内にベースプレート１３０、ひげ筋１３２、鉄筋１３３、アンカー１３４が配設された状態で自己充填（セルフレベリング）可能な材料が用いられる。発明者らが鋭意検討した結果、このようにグラウト１４０が自己充填可能であるためには、グラウト１４０のフロー値が２０ｃｍ以上であればよいことが分かった。さらに、グラウト１４０には、コンクリートと同等以上の強度を有する材料が用いられる。すなわち、グラウト１４０は、打設後１時間後の強度が２４Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する。
【００３１】
具体的には、グラウト１４０は、水砕スラグ、水及び有機繊維を混練して生成される。水砕スラグは、例えば製鉄所の高炉で生成される溶融スラグに圧力水を噴射することにより急冷したスラグであって、当該溶融スラグを再利用したものである。有機繊維は、グラウト１４０の熱ひび割れ防止対策として用いられる。発明者らが鋭意検討した結果、グラウト１４０に対する重量比で１．０ｇ／ｋｇ（グラウト１ｋｇあたりの有機繊維の量）の有機繊維を混入することで、上記熱ひび割れ防止としての機能を十分に発揮することが分かった。
【００３２】
かかるグラウト１４０は、上記水砕スラグ、水及び有機繊維を図８に示すミキサー１５０で混練して生成され、ミキサー１５０に取り付けられたシュート１５１を介して型枠１２０内に打設される。そして、グラウト１４０は、図７に示すようにベースプレート１１３とコンクリート基礎１１２の上面との間の空間、すなわち、軌条１００の支持高さＬ２とコンクリート基礎１１２の上面の高さＬ３との距離Ｈ２の空間に充填される。このとき、グラウト１４０は自己流動するため、上記の大きな空間にもグラウト１４０は適切に充填される。
【００３３】
ミキサー１５０には、図８に示すように当該ミキサー１５０を水平方向（図中のＸ方向及びＹ方向）に移動させる移動機構１５２が取り付けられている。
【００３４】
従来、ミキサーで生成されたグラウトは、例えばバケツで搬送されて打設されていた。かかる場合、グラウトが生成されてから打設されるまで時間がかかり、効率が悪かった。また、本実施の形態のようにグラウトを大量に打設する場合には、バケツで搬送する間にグラウトが硬化するおそれもある。
【００３５】
この点、本実施の形態では、移動機構１５２によってミキサー１５０を打設箇所に迅速に移動させることができ、シュート１５１を用いて直接打設される。このため、グラウト１４０が生成されてから打設されるまでを短時間にすることができる。また、グラウト１４０を連続的に打設することができるので、打設途中にグラウト１４０が硬化することもない。
【００３６】
また、グラウト１４０が打設される長手方向の範囲は約１０ｍと長い。このため、実際には打設範囲を長手方向に区切り、各範囲（例えば図中のＲ１、Ｒ２）でミキサー１５０からグラウト１４０が打設される。かかる場合でも、移動機構１５２によってミキサー１５０を長手方向に移動させることにより、グラウト１４０を連続的に打設することができる。
【００３７】
その後、図９及び図１０に示すようにグラウト１４０が所定の時間経過後に硬化した後、型枠１２０を撤去する。こうして、支持構造体１１０の補修が終了する。
【００３８】
以上の実施の形態によれば、コンクリート基礎１１２の上面を斫った後、型枠１２０内にベースプレート１３０、鉄筋１３３及びアンカー１３４を配設した状態で、当該型枠１２０内にグラウト１４０を打設する。かかる場合、図１２に示した鋼製縦桁構造を用いて支持構造体１１０を補修する場合は、既設のコンクリート基礎１１２の上端筋位置より深くまで斫る必要があったのに対し、本実施の形態ではコンクリート基礎１１２の上面の面荒し程度で斫ればよいため、作業時間を格段に短縮することができる。しかも、グラウト１４０は短時間で硬化する。したがって、支持構造体１１０の補修を極めて短時間で行うことができる。発明者らが具体的に支持構造体１１０の補修を行ったところ、図１２に示した鋼製縦桁構造を用いて支持構造体１１０を補修する場合は約１６時間かかったのに対し、本実施の形態では約８時間で支持構造体１１０を補修することができた。
【００３９】
また、軌条１００をベースプレート１３０に固定した状態でグラウト１４０を打設するだけで、当該軌条１００の高さ方向の位置が調節されるので、本実施の形態の支持構造体１１０の補修方法によれば、軌条１００の高さ変動に容易に対応できる。なお、本実施の形態では、支持構造体１１０の支持高さＬ２が低くなる場合について説明したが、当該支持高さＬ２が高くなる場合にも本実施の形態の補修方法を適用できることはいうまでもない。
【００４０】
さらに、グラウト１４０の内部には鉄筋１３３とアンカー１３４が配設され、すなわち当該グラウト１４０が軌条１００を支持するための構造体として機能する。さらに、グラウト１４０はコンクリートと同等以上の強度を有している。したがって、グラウト１４０は軌条１００を適切に支持することができる。
【００４１】
また、グラウト１４０には有機繊維が混入しているので、当該グラウト１４０の熱ひび割れを防止することができる。そうすると、グラウト１４０の耐用期間を伸ばすことが可能となる。なお、本実施の形態では、熱ひび割れ防止のためにグラウト１４０に混入する材料として有機繊維を用いたが、これに限定されない。グラウト１４０中に沈んだり、或いは浮いたりしない材料であれば、例えば金属繊維などの種々の繊維材料を用いることができる。
【００４２】
また、前記グラウト１４０を生成するミキサー１５０は移動機構１５２によって移動可能に構成されているので、打設箇所に迅速に移動することができ、グラウト１４０を連続的に打設することができる。したがって、支持構造体１１０の補修をより短時間で効率よく行うことができる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された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。
【００４４】
例えば以上の実施の形態では、被支持体が軌条１００である場合について説明したが、被支持体はこれに限定されない。被支持体の種類に関わらず、被支持体の支持高さが変更される場合には、本発明の支持構造体の補修方法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、被支持体の高さ寸法が変更され、かつ被支持体の据付天端レベルを変更しない場合に、当該被支持体を支持する支持構造体を補修する場合に有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１      コークス炉
１０    炭槽
１１    Ａ炉
１２    Ｂ炉
１００  軌条
１００ａ  旧軌条
１００ｂ  新軌条
１０１  装入車
１１０  支持構造体
１１１  縦桁
１１２  コンクリート基礎
１１２ａ  斫り領域
１１３  ベースプレート
１１４  レベリング材
１２０  型枠
１３０  ベースプレート
１３１  支持部材
１３２  ひげ筋
１３３  鉄筋
１３４  アンカー
１４０  グラウト
１５０  ミキサー
１５１  シュート
１５２  移動機構
【図１】
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【図２】
2015071892.tif 000004
【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】
2015071892.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015071892.tif 000011
【図１０】
2015071892.tif 000012
【図１１】
2015071892.tif 000013
【図１２】
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