(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート側壁内部にＰＣ鋼材を配設し、この側壁の頂部にリングビームを設け、該リングビームに屋根を接続したＰＣ貯槽であって、上記側壁の胴部のうち接液部に位置する胴部は打込みコンクリートで形成するとともに、側壁の頂部に張り出すリングビーム、及び接液部より上部に位置する側壁の胴部はプレキャストブロックにて形成したことを特徴とするＰＣ貯槽の側壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化プロパンガスなどの低温液化ガス等を貯蔵する二重殻で外槽がプレストレスコンクリート構造の貯槽や、水や油などの液体等を直接貯蔵するプレストレストコンクリート構造の貯槽（以下ＰＣ貯槽という）の側壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＣ貯槽の側壁の構造について、図６（ａ），（ｂ）、及び図７に基づいて説明する。
【０００３】
図６（ａ）に示すＰＣ貯槽１０１は、液化天然ガス（ＬＮＧ）などの低温液化ガス等を貯蔵する金属製の内槽（図示省略）の外回りに形成するコンクリート製の外槽の事例である。また図６（ｂ）に示すＰＣ貯槽１０１は、水や油などの液体等を直接貯蔵する貯槽の事例であり、ＬＮＧ地下貯槽等にも採用されている構造である。これらのＰＣ貯槽１０１のコンクリート製側壁１０２の側壁頂部１０３には、屋根荷重などを支えるために、鉄筋コンクリート構造のリングビーム１０４が設けられている。図６（ａ）に示すような金属製屋根１０５は、リングビーム１０４にその下端部を埋設又は表面固着によって接続されている。また、図６（ｂ）に示すようなコンクリート製の屋根１０５は、リングビーム１０４にその下端部を現場打継ぎによって接続されるか、或いはプレハブ組立てによって接続されている。これらのリングビーム１０４の上部は一般に、手摺１１０を設けて歩廊１１１に形成されている。
【０００４】
図６（ａ）に示すＰＣ貯槽１０１は、万一内槽から貯蔵液が流出したとしても安全に受液できるように、筒体状の側壁胴部１０６の内面は液密構造に形成されている。また、図６（ｂ）に示すＰＣ貯槽１０１は、水などの液体を常時安全に貯蔵できるように、筒体状の側壁胴部１０６の内面は液密構造に形成されている。これら液密構造の側壁胴部１０６の内部には、その下縁が接続される底版（図示省略）の外周部より隔接して鉛直に立ち上げたＰＣ鋼棒等の鉛直方向ＰＣ鋼材１０７を配設し、この鉛直方向ＰＣ鋼材１０７の外周に底版から上部にわたって隔接してリング状にＰＣ鋼より線等の円周方向ＰＣ鋼材１０８を配設し、全体をＰＣ構造体に形成している。つまり、この側壁１０２は、現場にて側壁胴部１０６内に鉄筋とＰＣ鋼材１０７及び１０８を配設してコンクリートを打込んで、所定の養生期間をおいて所定のコンクリート強度が得られた後、ＰＣ鋼材１０７及び１０８を緊張させてコンクリートにプレストレスを導入している。そしてこのプレストレスを導入した後、鉛直方向に配設したＰＣ鋼材１０７は、上端部の定着具１０９で固定している。
【０００５】
図７に示すプレハブコンクリート構造のＰＣ貯槽１０１は、側壁１０２最下部と底版１１３外周部を一体構造としたフーチング部プレハブユニット１１４と、側壁中間部プレハブユニット１１５と、側壁上端部プレハブユニット１１６と、屋根１０５とからなり、上記隣接する各プレハブユニット（プレキャストブロックに相当）の相互は、鉛直方向ＰＣ鋼材１１７及び円周方向ＰＣ鋼材１１８のテンション材と接合部材を用いて一体に結合したものである。このプレハブコンクリート貯槽は、現場での鉄筋コンクリート打設の繁雑な作業を削減して施工期間の短縮化を図ったものである。この図７に示すプレハブコンクリート貯槽の液面より下部の接液部に位置する上下面結合部１１９及び両側面結合部１２０は、液密性と耐久性が要求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図６（ａ），（ｂ）に例示するようなＰＣ貯槽１０１の側壁１０２は、金属製の屋根１０５、或いはコンクリート製の屋根１０５の鉛直荷重を支え、また屋根荷重や貯蔵液の荷重などによって側壁頂部１０３に働く水平方向の力や回転モーメント等を支えるために、壁肉厚さを増加させた鉄筋コンクリート構造のリングビーム１０４を、側壁頂部１０３位置に、側壁１０２の胴部１０６と一体になるように連続して現場での打継ぎによって形成していた。またリングビーム１０４の上面に、手摺１１０などを設けて歩廊１１１とするために、少なくとも内側又は外側の水平方向に幅広く張り出す構造で、側壁頂部１０３の上に鉄筋コンクリートを幅広い鍔状に打継ぐ必要があった。このリングビーム１０４は形状が複雑なために、繁雑な変形型枠が必要となり、かつ複雑な鉄筋１１２の配設が必要となるため、側壁頂部１０３の上にコンクリートを打継いで一体に施工するのに多くの手間を要した。また、打継いだコンクリートの発現強度が得られるまでの待ち時間も必要となって工期も長くかかる等の問題が存在した。
【０００７】
また、図７に示すプレハブコンクリート構造のＰＣ貯槽１０１の側壁１０２は、底版１１３とフーチング部プレハブユニット１１４との接続部１２１を液密構造に接続し、フーチングプレハブユニット１１４、側壁中間部プレハブユニット１１５、側壁上部プレハブユニット１１６の各ユニット両側面接合部１２０を液密構造に結合し、かつこれら各ユニット上下面接合部１１９を液密かつ剛結に構築することが大変であった。また、上記結合部の接合部材やシール部材にヒビ割れや劣化などが生じないように液密性を維持するための管理をして、耐久性や地震などに対する信頼性を保持していく必要があった。
【０００８】
この発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、側壁頂部に張り出すリングビームは施工能率を向上させ、かつ液密性が要求される側壁は液密性を向上させて、耐久性と信頼性に優れたＰＣ貯槽の側壁を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＰＣ貯槽の側壁は、コンクリート側壁内部にＰＣ鋼材を配設し、この側壁の頂部にリングビームを設け、該リングビームに屋根を接続したＰＣ貯槽であって、上記側壁の胴部のうち接液部に位置する胴部は打込みコンクリートで形成するとともに、側壁の頂部に張り出すリングビーム、及び接液部より上部に位置する側壁の胴部はプレキャストブロックにて形成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明に係るＰＣ貯槽の側壁について、図１乃至図５に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すＰＣ貯槽１は、側壁２の側壁頂部３に、外周方向に張出すように壁肉を増加した円環状のリングビーム４を設け、このリングビーム４上部に屋根５を取付けたものである。この実施形態例は、接液部を含む側壁２の側壁胴部７全体を現場打設のコンクリートで形成し、接液部より上部で外周方向に張出すリングビーム４をプレキャストブロック６で形成した場合を示している。なお、最大高さ液面が低く、接液部より上部に位置する側壁胴部７の液密性が必要とされない場合には、この接液部より上部に位置する側壁胴部７も、プレキャストブロック６を連結して形成するようにする。
【００１２】
図１に示すように液密性が要求される接液部となる側壁胴部７は、現場において、鉛直方向にＰＣ鋼棒等の鉛直方向ＰＣ鋼材１５を配設し、円周方向にＰＣ鋼より線等の円周方向ＰＣ鋼材１６をそれぞれ配設してコンクリートを打込んで、下縁を底版（図示省略）に接続した一体で液密構造に形成する。
【００１３】
この現場打設した側壁胴部７の最上端の側壁頂部３に鉛直方向ＰＣ鋼材１５を延長し、上記リングビーム４を形成するプレキャストブロック６の鉛直貫通孔８に挿通し、この鉛直方向ＰＣ鋼材１５にプレストレスの緊張を与え、その上端部を固着具１７で固定する。また、複数個を環状に載置したプレキャストブロック６の円周貫通孔９に、円周方向ＰＣ鋼材１８を挿通しプレストレスの緊張を与えて接続する。このように側壁胴部７の現場打設が終了した後に、予め構築したプレキャストブロック６を側壁頂部３に載置し、円周方向リング状に連結するので、従来のようなコンクリートの打継ぎ作業がなく、施工が簡単容易で作業能率が向上する。
【００１４】
図１、図２（ａ），（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、プレキャストブロック６の下部には、水平接続面１０と垂直接続面１１とからなる段差部を設け、水平接続面１０は側壁頂部３の上端面と接続し、かつ垂直接続面１１は側壁頂部３の外周面と接続するように形成する。このようにプレキャストブロック６の下部に段差部を設けると、上記水平接続面１０と垂直接続面１１の両面で側壁頂部３に面接触するため、上述の側壁頂部３上に載置する作業や円周方向ＰＣ鋼材１８の緊張作業がやり易くなり、頑丈な接続部を形成することができる。
【００１５】
図２（ａ）に示すプレキャストブロック６は、上面を平坦に形成し、その上部に、例えばアンカーブロックや形鋼材などを埋設して、屋根取付部１２及び手摺取付部１３を形成したものである。また図２（ｂ）に示すプレキャストブロック６は、その上部を段差状にして、屋根取付部１２及び手摺取付部１３を形成したものである。これらのプレキャストブロック６は、円周方向の両側面に段差や傾斜を設けて開先部１４，１４を形成し、前述のように、円周方向の線上位置に隔離して複数個の鉛直貫通孔８を設け、かつその外周側の位置に上下に隔離して複数個の円周貫通孔９を設けている。
【００１６】
屋根５の荷重を支承するとともに、上面を歩廊２７に使用する側壁頂部３のリングビーム４は、水平方向の荷重や回転モーメント等に強くするために、幅広く張出した構造が必要とされるが、予め工場内又は現場周辺で品質管理してプレキャストブロック６に形成することができるので、品質が良く強い構造のリングビーム４に組立形成することができる。また、複雑な形状でかつ大きいリングビーム４を構築するために、現場における型枠の組立作業、鉄筋などの配設作業、並びにコンクリートの打込み作業がないため、作業能率が良く工期も短縮される。さらにまたプレキャストブロック６は、工場内又は現場周辺の低い平地などの適所で製作することができるので、高所作業がなく作業性が良いために作業安全性が良く、また天候の影響も受けないため、製品の安定化を図ることができる。
【００１７】
なお、プレキャストブロック６を取付ける際には、図示を省略するが、現場打設で構築した側壁２の上端近傍に仮設の取付治具を固着し、この取付治具にプレキャストブロックの側面を接触固定するか、或いは、プレキャストブロックに予め固定用治具をボルトやクランプ等で固定しておいて、側壁上端内面にこの固定用治具を接触固定する。そして、プレキャストブロックにプレストレスを導入し側壁上部に固着した後に、上記の取付治具又は固定用治具を取り外すようにすると、作業能率良く組立て構築することが可能となる。
【００１８】
図３（ａ）はプレキャストブロック６の両側面の開先部１４，１４間の垂直接続部である。図３（ａ）に示すように、上記プレキャストブロック６の円周貫通孔９にシース管１９を設け、このシース管１９に円周方向ＰＣ鋼材１８を挿通しプレストレスの緊張を与える。このプレキャストブロック６の開先部１４，１４間には、膨張モルタルや無収縮モルタルなどの間詰コンクリート２０を充填して接続する。なお、開先部１４，１４間の内面側には、弾性シーリング材２２を介在させた場合を示している。
【００１９】
図３（ｂ）はプレキャストブロック６の下部の水平接続部である。図３（ｂ）に示すように、プレキャストブロック６の鉛直貫通孔８にシース管２１を設け、このシース管２１に鉛直方向ＰＣ鋼材１５を挿通し、プレストレスの緊張を与え、上端部を固着具１７で固定する。なお、プレキャストブロック６下部の水平接続面１０と垂直接続面１１とからなる段差部には、水平接続面１０と側壁頂部３上端面との間の水平方向には接続部材２３を介在させ、またプレキャストブロック６下部の垂直接続面１１と側壁頂部３外側面との間の周方向には弾力性を有する接続部材２４を介在させた場合を示している。
【００２０】
上記垂直接続部及び水平接続部は、接液部より上方に位置するため、液密性が要求されないので、垂直接続部に設ける間詰コンクリート２０及び弾性シーリング材２２、或いは水平接続部に設ける接続部材２３，２４は、液密性を有しない汎用性の部材を使用することができる。また、上記接続部にヒビ割れや経年劣化などが生じた場合でも、漏れなどの貯蔵性能には影響がなく安全に貯蔵を継続することができる。
【００２１】
上記円周方向ＰＣ鋼材１８は、側壁頂部３が受ける屋根からの水平方向の荷重や回転モーメント、ＰＣ貯槽１内部の液荷重等による水平方向の力に対応した圧縮力のプレストレスを与えるように緊張して定着する。このようにプレキャストブロック６に円周方向ＰＣ鋼材１８を配設してプレストレスを加えることによって、屋根５からの荷重等によって生じる側壁頂部３の外側に働く力が軽減されるため、側壁頂部３又はリングビーム４の厚さは厚くすることなく鉄筋の配設量も少なくして軽量化と強度の向上を図ることができる。
【００２２】
図４に示す実施形態例は、内側に屋根５を支承する段差状の張出部２５を設け、かつ外側に張出し上部に手摺２６を設け、その上面を歩廊２７に使用するプレキャストブロック６に形成したものである。現場打設で形成した側壁２上部の側壁頂部３に、このプレキャストブロック６を載置しその下部の水平接続面を接続してリングビーム４を構築する。この内外に張出した構造のプレキャストブロック６は、側壁頂部３上に載置し取付ける際に内外重心の安定性がよいため取付作業がやり易く、張出部２５の幅が広いため屋根５を取付け易い利点を有する。
【００２３】
図５に示す実施形態例は、現場打設によって形成した側壁２の側壁頂部３の外周縁に、プレキャストブロック６の内側の垂直接続面を当接し、円環状に巻付けるように取付けてリングビーム４を構築したものである。側壁頂部３の外周縁に設けた取付部材２８に、プレキャストブロック６の両側開先部１４，１４に設けた係合部材２９，２９を接続し、間詰コンクリートを充填して固定する。このプレキャストブロック６の上面は、側壁頂部３上面と同一面として、その上部外側に手摺２６を設けて上面を歩廊２７に形成する。なお屋根５は、側壁２の側壁頂部３の内側に設けた段差状の屋根取付部３０に接続形成する。このように側壁２は現場打設によって側壁頂部３まで形成するので、液密性は側壁２の最上部まで得られる。また、側壁頂部３にかかる円周方向の水平荷重及び回転モーメントに対する強度は、側壁頂部３の外周上端縁に設けたリングビーム４によって得られる。
【００２４】
【発明の効果】
叙述のように、  この発明に係るＰＣ貯槽の側壁は、コンクリート側壁内部にＰＣ鋼材を配設し、この側壁の頂部にリングビームを設け、該リングビームに屋根を接続したＰＣ貯槽であって、上記側壁の胴部のうち接液部に位置する胴部は打込みコンクリートで形成するとともに、側壁の頂部に張り出すリングビーム、及び接液部より上部に位置する側壁の胴部はプレキャストブロックにて形成したので、液面より下方に位置して液密性が要求される接液部の側壁は、現場にて底版上にコンクリートを鉛直に打込んで液密構造に形成するので、一体化と液密性が図られ、長期間にわたる耐久性や地震などに対しての信頼性が向上し、上記現場打設で構築した側壁より上方で液密性が要求されない側壁は、上記現場打設が終了した後に、この側壁の最上端部に複数のプレキャストブロックを載置し、円周方向リング状に連結して側壁を形成するので、液密性を要求される繁雑な打込みの現場作業がなく、組立て施工が簡単容易で、作業能率が一層向上する。
また、側壁の頂部に張り出す構造のリングビームを、予め製作したプレキャストブロックで組立形成することによって、構造が複雑で大きいリングビームであっても、型枠の組立作業や鉄筋の配設などの繁雑な現場作業がないため、作業能率良く組立て形成できるうえに工期も短縮される。このプレキャストブロックは、工場内又は現場周辺の低い平地などの適所で製作できるので、高所作業がなく作業性が良く作業安全性が良く、また天候の影響も受けないため、製品の安定化を図ることができる。
また、従来のように現場でコンクリートを打継がないため、リングビームの発現強度が得られるまでの養生待ちもなく、プレキャストブロックで形成したリングビーム上に、直ちに屋根や歩廊を施工することができるため、工期の短縮化を図ることができる。このリングビームは、接液部より上部に位置するため、接合部を液密なシール構造にする必要がなく、施工や管理が容易にできる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るＰＣ貯槽の側壁を示す一部を欠除した垂直断面説明図である。
【図２】  （ａ），（ｂ）は、この発明に係るＰＣ貯槽の側壁に設けるプレキャストブロックの実施形態例を示す斜視説明図である。
【図３】  この発明に係るＰＣ貯槽の側壁のプレキャストブロックの接続部を示し、（ａ）は垂直接続部の水平断面説明図、（ｂ）は水平接続部の垂直断面説明図である。
【図４】  この発明に係るＰＣ貯槽の側壁の他の実施形態例を示す一部を欠除した垂直断面説明図である。
【図５】  この発明に係るＰＣ貯槽の側壁の他の実施形態例を示す一部を欠除した垂直断面説明図である。
【図６】  （ａ），（ｂ）は、従来のＰＣ貯槽の側壁を示す一部を欠除した断面説明図である。
【図７】  従来のＰＣ貯槽の側壁の他の事例を示す一部を欠除した断面説明図である。
【符号の説明】
１  ＰＣ貯槽                        ２  側壁
３  側壁頂部                        ４  リングビーム
５  屋根                            ６  プレキャストブロック
７  側壁胴部                        ８  鉛直貫通孔
９  円周貫通孔                    １０  水平接続面
１１  垂直接続面                    １２  屋根取付部
１３  手摺取付部                    １４  開先部
１５  鉛直方向ＰＣ鋼材              １６  円周方向ＰＣ鋼材
１７  固着具                        １８  円周方向ＰＣ鋼材
１９  シース管                      ２０  間詰コンクリート
２１  シース管                      ２２  弾性シーリング材
２３  接続部材                      ２４  接続部材
２５  張出部                        ２６  手摺
２７  歩廊                          ２８  取付部材
２９  係合部材                      ３０  屋根取付部
１０１  ＰＣ貯槽                    １０２  側壁
１０３  側壁頂部                    １０４  リングビーム
１０５  屋根                        １０６  側壁胴部
１０７  鉛直方向ＰＣ鋼材            １０８  円周方向ＰＣ鋼材
１０９  定着具                      １１０  手摺
１１１  歩廊                        １１２  鉄筋
１１３  底版                        １１４  フーチング部プレハブユニット
１１５  側壁中間部プレハブユニット  １１６  側壁上部プレハブユニット
１１７  鉛直方向ＰＣ鋼材            １１８  円周方向ＰＣ鋼材
１１９  上下面結合部                １２０  両側面結合部
１２１  接続部
【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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