(57)【要約】【課題】大型クレーンを用いることなく高さの大きい塔状構造物を構築できるようにする。【解決手段】ガイドタワー１０の昇降装置１０を取り付け、その最上部のフレーム１４ｃにジブクレーン１８およびテレスコ式クレーン２０を設置する。ガイドタワー１０は、その鉄骨構造体１０ｂをジブクレーン１８で吊り上げて上部に継ぎ足す。風力発電装置の最下段の構成ユニット１１ａを立設した後、テレスコ式クレーン２０で２段目の構成ユニット１１ｂを吊り下げながら昇降装置１２を上昇させて構成ユニット１１ａを揚重して据え付ける。さらにガイドタワー１０の鉄骨構造体１０ｃを上方に継ぎ足して、テレスコ式クレーン２０と昇降装置１２により発電機を揚重する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔状構造物を上下に複数の構成ユニットに分割して、これら構成ユニットを下側から順次積み上げることにより前記塔状構造物を構築する方法であって、
ガイドタワーに沿って昇降する昇降装置と、この昇降装置に昇降に応じて上下動する第１および第２のクレーンとを設ける工程と、
前記第１のクレーンにより前記構成ユニットを吊り下げた状態で、前記昇降装置を上昇させることにより前記構成ユニットを揚重する工程と、
該揚重した構成ユニットを下段の構成ユニットの上に据え付ける工程と、
前記第２のクレーンにより、前記ガイドタワーを構成する構造体を吊り上げて当該ガイドタワーの頂部に継ぎ足す工程と、を備えることを特徴とする塔状構造物の構築方法。
【請求項２】
前記第１のクレーンとしてテレスコ式クレーンを用い、前記第２のクレーンとしてジブクレーンを用いることを特徴とする請求項１記載の塔状構造物の構築方法。
【請求項３】
２本の前記ガイドタワーを、これら２本のガイドタワーを結ぶ直線が前記塔状構造物の構築位置から外れるように配置し、前記構成ユニットを前記２本のガイドタワーを結ぶ直線上の位置で揚重して、当該揚重した構成ユニットを前記第１のクレーンにより下段の構成ユニットの上まで移動させて据え付けることを特徴とする請求項１または２記載の塔状構造物の構築方法。
【請求項４】
２本のガイドタワーを、前記塔状構造物の構築位置がこれら２本のガイドタワーを結ぶ直線上となるように、一方のガイドタワーを前記構築位置に近接させて配置し、前記構成ユニットを前記直線上の他方のガイドタワーに近い位置で揚重して、当該揚重した構成ユニットを前記第１のクレーンにより下段の構成部材の上まで移動させて据え付けることを特徴とする請求項１または２記載の塔状構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高さの大きい塔状建物を複数ユニットに分割して構築する塔状建物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護等の観点から、有害物を一切放出せずに発電することのできる風力発電装置が注目されており、既に多くの風力発電装置が稼動している。図１は、風力発電装置１の構成を示す。同図に示すように、風力発電装置１は、発電塔３の頂部に発電機５を搭載して構成される。
【０００３】
風力発電装置１を構築工法としては、発電塔３を複数の構成ユニット１１に分割し、最下段の構成ユニット１１の上に、その上段の構成ユニット１１をクレーンにより揚重して順次積み上げることにより発電塔３を構築した後、この発電塔３の頂部へ発電機５を揚重して据え付ける方法が一般的である。その際、特に発電機５は重量が極めて大きいため、クレーンとして例えば３００トン級以上の大型クレーンが必要である。
【０００４】
しかし、そのような大型クレーンは台数が少ないために確保が難しいうえ、使用料金も高価である。また、風力発電の建設地は、山間や海岸等の僻地であることが一般的であり、建設地へ至る道路は大型クレーンが通過できるほど整備されたものでないことが多い。このため、大型クレーンを分解した状態で建設現場へ搬入し、大型クレーンを組み立てて揚重作業を行った後、再分解して現場から搬出する必要がある。このような大型クレーンの組み立てと分解には時間がかかるため、揚重作業が例えば半日程度であっても、大型クレーンの実際の拘束時間は数日に及び、実作業量の割にクレーン使用料金が著しく嵩んでしまう。
【０００５】
これに対して、大型クレーンを用いずに風力発電装置のような塔状構造物を構築し得る方法として、特許文献１に開示される方法が知られている。この方法では、地面の基礎上に、発電塔を構成する第１のブロック構造物を構築した後、これを取り囲むようにガイドタワーを組み立てる。次に、ガイドタワーにリフトアップ装置（昇降装置）を取り付ける。リフトアップ装置は伸縮機構を備えており、尺取虫のようにガイドタワーに沿って上下に移動できる。このリフトアップ装置により第２のブロック構造物を吊り上げて、第１のブロック構造物の上に据え付ける。次に、仮設基礎部に台を設置し、この台に反力をとってリフトアップの伸縮機構を伸長させることにより、ガイドタワー全体を持ち上げる。こうしてガイドタワー全体を持ち上げた状態で、ガイドタワーの底部から継ぎ足し枠の取り付けを行うことで、ガイドタワーを高くする。そして、高くなったガイドタワーに沿ってリフトアップ装置を上昇させ、次のブロック構造物を吊り上げて第２のブロック構造物の上に据え付ける。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２４８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、特許文献１に記載の方法では、ガイドタワーをその底部から継ぎ足す構成であるため、タワー全体を持ち上げることが必要である。このため、ガイドタワーの高さが一定以上（例えば７０ｍ程度以上）になると、不安定になってガイドタワーを持ち上げることができず、高さの大きい塔状構造物を構築する場合には適用が難しくなってしまう。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大型クレーンを用いることなく高さの大きい塔状構造物を構築することが可能な塔状構造物の構築方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、塔状構造物を上下に複数の構成ユニットに分割して、これら構成ユニットを下側から順次積み上げることにより前記塔状構造物を構築する方法であって、
ガイドタワーに沿って昇降する昇降装置と、この昇降装置に昇降に応じて上下動する第１および第２のクレーンとを設ける工程と、
前記第１のクレーンにより前記構成ユニットを吊り下げた状態で、前記昇降装置を上昇させることにより前記構成ユニットを揚重する工程と、
該揚重した構成ユニットを下段の構成ユニットの上に据え付ける工程と、
前記第２のクレーンにより、前記ガイドタワーを構成する構造体を吊り上げて当該ガイドタワーの頂部に継ぎ足す工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１クレーンにより塔状構造物の構成ユニットを吊り下げた状態で昇降装置を上昇させることにより、当該構成ユニットを揚重する。このため、大型クレーンを用いることなく構成ユニットを揚重して塔状構造物を構築することができる。また、第２のクレーンによりガイドタワーの上部から継ぎ足していくので、ガイドタワー全体を持ち上げる必要はない。このため、ガイドタワーの高さの制限が少なくなり、より高い塔状構造物を構築できる。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１記載の塔状構造物の構築方法において、前記第１のクレーンとしてテレスコ式クレーンを用い、前記第２のクレーンとしてジブクレーンを用いることを特徴とする。このようにすれば、汎用的なテレスコ式クレーンおよびジブクレーンにより高さの大きい塔状構造物を構築できる。
【００１２】
また、請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の塔状構造物の構築方法において、２本の前記ガイドタワーを、これら２本のガイドタワーを結ぶ直線が前記塔状構造物の構築位置から外れるように配置し、前記構成ユニットを前記２本のガイドタワーを結ぶ直線上の位置で揚重して、当該揚重した構成ユニットを前記第１のクレーンにより下段の構成ユニットの上まで移動させて据え付けることを特徴とする。このようにすれば、２本のガイドタワーの間隔を十分にとれない場合にも、構成ユニットの揚重位置を確保して揚重作業を行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に記載された発明は、請求項１または２記載の塔状構造物の構築方法において、２本のガイドタワーを、前記塔状構造物の構築位置がこれら２本のガイドタワーを結ぶ直線上となるように、一方のガイドタワーを前記構築位置に近接させて配置し、前記構成ユニットを前記直線上の他方のガイドタワーに近い位置で揚重して、当該揚重した構成ユニットを前記第１のクレーンにより下段の構成部材の上まで移動させて据え付けることを特徴とする。このようにすれば、２本のガイドタワーの間で構成ユニットの揚重および据え付けを行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２〜図４は、本発明を図１に示す風力発電装置１の構築に適用した場合の第１の実施形態の概要を示すものであり、図２は正面図、図３は側面図、図４は平面図である。
【００１５】
図４の平面図に示すように、本実施形態では、２本のガイドタワー１０を設け、この２本のガイドタワー１０を結ぶ直線から外れた位置に風力発電装置１を構築する。各ガイドタワー１０には昇降装置１２が取り付けられている。昇降装置１２は、フレーム１４ａ〜１４ｃと、フレーム１４ａ〜１４ｃを接続する伸縮部材１６とを備えている。フレーム１４ａ〜１４ｃはガイドタワー１０の周囲を取り囲むように設けられ、不図示のピンによりガイドタワー１０に固定できるようになっている。伸縮部材１６は油圧アクチュエータを含んで構成されており、油圧により上下に伸縮することができる。したがって、各フレーム１４ａ〜１４ｃのガイドタワーへの固定および固定解除と伸縮部材１６の伸縮とを同期させて行うことで、尺取虫の機構により昇降装置１２をガイドタワー１０に沿って昇降させることができる。例えば、昇降装置１２を上昇させる場合、最上部のフレーム１４ｃの固定を解除して上側の伸縮部材１６を伸長させた後、フレーム１４ｃを再度固定し、中央のフレーム１４ｂの固定を解除して上側の伸縮部材１６を収縮させると共に下側の伸縮部材１６を伸長させた後、フレーム１４ｂを再度固定し、最下部のフレーム１４ａの固定を解除して下側の伸縮部材１６を収縮させた後、フレーム１４ａを再度固定する。また、昇降装置１２を下降させる場合は、最下部のフレーム１４ａの固定を解除して下側の伸縮部材１６を伸長させた後、フレーム１４ａを再度固定し、中央のフレーム１４ｂの固定を解除して下側の伸縮部材１６を収縮させると共に上側の伸縮部材１６を伸長させた後、フレーム１４ｂを再度固定し、最上部のフレーム１４ｃの固定を解除して上側の伸縮部材１６を収縮させた後、フレーム１４ｃを再度固定する。
【００１６】
２つの昇降装置１２の最上部のフレーム１４ｃは一体化されており、その上面にはジブクレーン１８が設置されている。また、フレーム１４ｃの下面にはテレスコ式クレーン２０が設けられている。テレスコ式クレーン２０は図３および図４に矢印で示す如く前後に移動できるように構成されている。
【００１７】
本実施形態では、ガイドタワー１０を構成する鉄骨構造体をジブクレーン１８により吊り上げてガイドタワー１０の頂部に継ぎ足していきながら、テレスコ式クレーン２０により、風力発電装置１の構成ユニット１１ｂや、最上段の構成ユニットとしての発電機５を揚重して据え付けていく。
【００１８】
なお、風力発電装置５の発電塔３の構成ユニット１１は一般にはプレキャストコンクリート製であるが、これに限らず、構成ユニット１１が鉄骨造であってもよい。
【００１９】
図５〜図８は、風力発電装置１の構築工程をより詳細に示す正面図である。先ず、図５に示すように、地面上にガイドタワー１０の最下部の鉄骨構造体１０ａを一対設置し、各ガイドタワー１０に昇降装置１２を取り付けると共に、ジブクレーン１８およびテレスコ式クレーン２０を設置する。
【００２０】
次に、図６に示すように、ジブクレーン１８によりガイドタワー１０の２段目の鉄骨構造体１０ｂを地上から吊り上げて、１段目の鉄骨構造体１０ａの頂部に継ぎ足す。そして、２本のガイドタワー１０を結ぶ直線上の中央位置に２段目の構成ユニット１１ｂを立て起こし、この構成ユニット１１ｂにテレスコ式クレーン２０からワイヤを掛け、昇降装置１２をガイドタワー１０に沿って上昇させることにより、図７に示すように２段目の構成ユニット１１ｂを揚重する。また、各鉄骨構造体１０ａから控え２２を設けて、設置済みの構成ユニット１１ａをその両側から支える。構成ユニット１１ｂがその設置高さに達するまで上昇したら、上記図３の側面図に示すように、テレスコ式クレーン２０により構成ユニット１１ｂを水平に移動させて、下段の構成ユニット１１ａの位置に合わせ、その状態で両者の接合作業を行う。構成ユニット１１ａ，１１ｂの接合作業は、例えば、ガイドタワー１０に足場を設けることにより行う。
【００２１】
こうして２段目の構成ユニット１１ｂの据え付けが完了すると、図６の場合と同様に、ガイドタワー１０の３段目の鉄骨構造体１０ｃをジブクレーン１８で吊り上げて２段目の鉄骨構造体１０ｂの頂部に継ぎ足したうえで、図８に示すように、発電機５をテレスコ式クレーン２０で吊り上げて、構成ユニット１１ｂの頂部に据え付ける。
【００２２】
以上のように風力発電装置１を構築した後、昇降装置１２を下降させながら、ガイドタワー１０の鉄骨構造体１０ｃ，１０ｂ，１０ａを順次上から取り外してジブクレーン１８で吊り下ろすことによりガイドタワー１０を解体し、最終的にはジブクレーン１８およびテレスコ式クレーン２０も取り外して、構築作業は完了する。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９〜図１１は、本発明の第２の実施形態の概要を示すものであり、図９は正面図、図１０は側面図、図１１は図９のＸＩ−ＸＩ断面図である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【００２４】
図９に示すように、本実施形態では、２本のガイドタワー１０を、その間に２本の構成ユニット１１ａ，１１ｂを余裕をもって設置できる程度の広めの間隔で設ける。各ガイドタワー１０に取り付けられた昇降装置１２の最上部のフレーム１４ｃは、他方のガイドタワー１０側へ延びており、テレスコ式クレーン２０の移動レールとして機能する。２つの昇降装置１２が同じ高さにある状態でフレーム１４ｃ同士を連結して、テレスコ式クレーン２０を一方のガイドタワー１０側から他方のガイドタワー１０側へ移動させることができる。ただし、これらの最上部のフレーム１４ｃを一体化して、２つの昇降装置１２の高さを同一に保ちながら両者を昇降させる構成としてもよい。
【００２５】
昇降装置１２の上側には、ジブクレーン１８を支持する支持フレーム２４が、２本のガイドタワー１０の間に架設されている。この支持フレーム２４は、ガイドタワー１０に沿って上下に移動できるように構成されており、昇降装置１２によって昇降する。
【００２６】
本実施形態では、最下段の構成ユニット１１ａを、２本のガイドタワー１０を結ぶ直線上の、一方のガイドタワー１０（図９では図中左側のガイドタワー１０）に近い位置に立設し、このガイドタワー１０の鉄骨構造体１０ａから控え５０を設けて構成ユニット１１ａを支える。次に、ジブクレーン１８により各ガイドタワー１０の２段目の鉄骨構造体１０ｂを継ぎ足すと共に、２段目の構成ユニット１１ｂを他方のガイドタワー１０に近い位置に立て起こした状態で、この構成ユニット１１ｂを、昇降装置１２を上昇させながらテレスコ式クレーン２０で吊り上げる。そして、構成ユニット１１ｂの設置高さまで吊り上げると、テレスコ式クレーン２０によって構成ユニット１１ｂを最下段の構成ユニット１１ａの上まで水平に移動させて、両者の接合作業を行う。
【００２７】
次に、ガイドタワー１０の最上段の鉄骨構造体１０ｃを継ぎ足した後、図１２に示すように、発電機５をテレスコ式クレーン２０で吊り上げて、構成ユニット１１ｂの頂部に据え付ける。以後、上記第１実施形態の場合と同様に、昇降装置１２を下降させながら、ガイドタワー１０の鉄骨構造体１０ｃ，１０ｂ，１０ａを順次上からとりはずしてガイドタワー１０を解体し、ジブクレーン１８およびテレスコ式クレーン２０も取り外して、構築作業は完了する。
【００２８】
以上説明した本発明の第１および第２の実施形態によれば、汎用的なガイドタワー１０、昇降装置１２、ジブクレーン１８、およびテレスコ式クレーン２０を用いて、構成ユニット１１ａ，１１ｂや発電機５等の重量物を揚重する。このため、風力発電装置１の構築にあたり、確保するのが難しい大型クレーンを用いることは不要となり、建設設備の調達が容易となる。また、大型クレーンは利用料金が高いため、そのような大型クレーンの使用が不要となることで、建設コストの低減を図ることもできる。
【００２９】
また、上記各実施形態では、ガイドタワー１０に沿って昇降する昇降装置１２を用いてジブクレーン１８を昇降させ、このジブクレーン１８によりガイドタワー１０を上方から継ぎ足していく。このため、ガイドタワー１０を下から継ぎ足す場合のように、ガイドタワー１０全体を持ち上げることによる高さの制限がなくなるため、より高い風力発電装置１を構築することが可能となる。
【００３０】
また、上記各実施形態では、テレスコ式クレーン２０により重量の大きい構成ユニット１１ａ，１１ｂや発電機５を真下に吊り下げた状態で揚重する。したがって、大型クレーンを用いる場合に比べて揚重時の吊り代が短くなるので、風の影響を受け難くなり、安定した揚重作業を行うことができる。
【００３１】
さらに、上記各実施形態では、昇降装置１２がガイドタワー１０に沿って上昇する際の力によって、構成ユニット１１ａ，１１ｂや発電機５等の重量物を揚重する。すなわち、ガイドタワー１０を継ぎ足すためのジブクレーン１８の昇降と、重量物の揚重とを共通の昇降装置１２により行う構成であるため、重量物を揚重するための装置を別途設けることが不要となり、装置全体を簡単化できる。
【００３２】
なお、上記各実施形態では、２本のガイドタワー１０を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、３本以上のガイドタワー１０を設けることとしてもよい。３本以上のガイドタワー１０を設けた場合、夫々から風力発電装置３の構成ユニット１１への控えを取ることができ、設置した構成ユニット１１の安定性を高めることができる。また、構成ユニット１１を取り囲むように足場を設けることが可能となるので作業性も向上する。
【００３３】
また、上記各実施形態では、風力発電装置１の発電塔３が２つの構成ユニット１１に分割されているものとしたが、これに限らず、３つ以上の構成ユニット１１に分割されていてもよい。その場合も、上記実施形態と同様に、構成ユニット１１を１段ずつ、ガイドタワー１０を上方に継ぎ足しながらテレスコ式クレーン２０および昇降装置１２により揚重すればよい。
【００３４】
また、上記各実施形態では、本発明が風力発電装置の構築に適用された場合について説明したが、本発明は風力発電装置に限らず、各種タワー等の塔状構造物一般の構築に適用が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、大型クレーンを用いることなく高さの大きい塔状構造物を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】風力発電装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を風力発電装置の構築に適用した場合の第１の実施形態の概要を示す正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本実施形態における風力発電装置の構築工程をより詳細に示す図（その１）である。
【図６】本実施形態における風力発電装置の構築工程をより詳細に示す図（その２）である。
【図７】本実施形態における風力発電装置の構築工程をより詳細に示す図（その３）である。
【図８】本実施形態における風力発電装置の構築工程をより詳細に示す図（その４）である。
【図９】本発明の第２の実施形態の概要を示す正面図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】本実施形態において発電機を設置する工程を示す図である。
【符号の説明】
１    風力発電装置
３    発電塔
５    発電機
１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）    ガイドタワー
１１（１１ａ，１１ｂ）    構成ユニット
１２  昇降装置
１８  ジブクレーン
２０  テレスコ式クレーン
【図１】
2004263505.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004263505.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004263505.tif 000007
【図６】
2004263505.tif 000008
【図７】
2004263505.tif 000009
【図８】
2004263505.tif 000010
【図９】
2004263505.tif 000011
【図１０】
2004263505.tif 000012
【図１１】
2004263505.tif 000013
【図１２】
2004263505.tif 000014