JP4871968B2

JP4871968B2 - 重量構造物の据付工法

Info

Publication number: JP4871968B2
Application number: JP2009033940A
Authority: JP
Inventors: 悠史金子; 良平宮原; 澄人前澤; 賢亮森田; 敬岡野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; Hitachi-GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi GE Vernova Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010189888A; US20100206830A1; US8376158B2

Description

本発明は、重量構造物の据付工法に関し、特に臨海プラントの建設において船輸送される重量構造物を陸揚げし建屋の内部に据え付ける技術に関する。

原子力発電設備等の大型の臨海プラントにおいては、敷地内に建設される建屋（原子炉建屋、原子炉建屋付属棟、タービン建屋等）の内部に搬入される大型の重量構造物（原子炉圧力容器等）は、この敷地から遠く離れた工場において製造された後に、建設現場まで海上を船輸送されるのが通常である。
また、近年の大型プラント建設においては、モジュール工法と呼ばれる、あらかじめ各種設備・配管類を遠隔地の工場で一体的に製造し、このようにして製造された重量構造物を、プラントの建設現場まで船輸送し、建屋の敷地に据え付ける工法が、広く採用されている。
そして、このように船輸送された大型の重量構造物は、揚重機で陸揚げされてから建屋が建設される敷地内の所定位置に据え付けられる（例えば、特許文献１，２）。

特開昭５８−８６４９４号公報特開平１０−１０４３８３号公報

しかし、前記した特許文献１，２の発明では、揚重機は、固定されるか又はレール上を直線的に移動するだけなので、重量構造物の据付位置の範囲が限定されてしまう。
また、運搬船が接岸して重量構造物を陸揚げする位置から、建屋内の据付位置までの距離が離れている場合は、後記する比較例１，２に示すように、この重量構造物を特殊車両等に載せ代えて揚重機の近くまで二次輸送する必要がある。よって、この場合は、載せ代えによって生じる工数の増加により、建設コスト上昇、及び建設工期の長期化の問題がある。

本発明は、係る問題を解決することを課題とし、重量構造物の据付位置が、運搬船の接岸位置から離れている場合に好適に用いられる重量構造物の据付工法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために本発明は、重量構造物の据付工法において、所定の複数の据付位置それぞれに対応する複数の重量構造物を据え付ける揚重機が前記重量構造物を吊り上げたまま移動できるように接地面を強化した移動領域が、複数の前記据付位置を中心とし複数の前記据付位置に対応する複数の前記重量構造物の重量における前記揚重機の複数の最大作業半径を半径として描く複数の円の部分と、複数の前記重量構造物をそれぞれ積載した運搬船が荷揚げ場に接岸した際の複数の前記重量構造物に共通の積載位置を中心とし複数の前記最大作業半径のうち最小のものを半径として描く円の部分と、を含むように一体的に施設されることを特徴とする。

一般に、揚重機により重量構造物を吊り上げるときは、この揚重機の本体に大きな偶力が付与されるために、その接地面が高い剛性を有していることが望まれる。本発明においては、そのように接地面を強化した揚重機の移動範囲が、前記したように規定されているために、重量構造物の陸揚げから所定の据付位置への据え付けを、一つの揚重機を移動させることにより実行することができる。

本発明によれば、重量構造物の据付位置が、運搬船の接岸位置から離れている場合に好適に用いられる重量構造物の据付工法が提供される。

本発明に係る重量構造物の据付工法に適用される揚重機を側面視したものであって、（ａ）は重量構造物を吊り上げた状態を示し、（ｂ）はこの重量構造物を所定の据付位置に据え付ける状態を示している。（ａ）（ｂ）はそれぞれ図１（ａ），図１（ｂ）を上面視に直したものである。図１に示される揚重機の作業半径に対し、据え付けることができる重量構造物の重量の関係を示す特性曲線のグラフである。（ａ）は本発明の第１実施形態に係る重量構造物の据付工法が適用されている建設現場の鳥瞰図であり、（ｂ）は第２実施形態に係る重量構造物の据付工法が適用されている建設現場の鳥瞰図である。本発明に係る重量構造物の据付工法のフローチャートである。（ａ）は比較例１の建設現場の鳥瞰図であり、（ｂ）は図３の特性曲線に、常設荷揚げ場３２ａに設置されている固定式の揚重機３３の特性曲線を重ね書きしたグラフである。（ａ）は比較例２の建設現場の鳥瞰図であり、（ｂ）は図３の特性曲線に、陸揚げ用の移動式の小型揚重機３６の特性曲線を重ね書きしたグラフである。（ａ）は比較例１のフローチャートであり、（ｂ）は比較例２のフローチャートである。

（第１実施形態）
本発明に係る重量構造物の据付工法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に側面視される揚重機１０は、本発明に関わる重量構造物の据付工法に適用されるのに好適なものであって、支点１３を中心に回動するブーム１１及びフロントステー１２と、ワイヤ１５を巻き揚げてその先端に保持される重量構造物Ｓの吊り上げ・吊り下げやブーム１１の角度を調整して作業半径を設定する巻揚機１４と、カウンターウェイト１６と、カタピラ１７と、から構成されている。

このように構成される揚重機１０は、図１（ａ）のように重量構造物Ｓを吊り上げてから、図１（ｂ）のように作業半径Ｒだけ離れた所定の据付位置Ｐに重量構造物Ｓを据え付けるものである。
ところで、図１（ｂ）から明らかなように、支点１３には、重量構造物Ｓの重量と作業半径Ｒとに比例する偶力が付与される。この偶力を打ち消すために、ウェイト１６が設けられており、このウェイト１６の重量は、据え付けの対象となる重量構造物Ｓの重量とその作業半径Ｒとの積が最大になるものに合わせて調節されることになる。

剛体板２０は、揚重機１０が移動できるようにその接地面が強化された移動領域２０Ａ（図２参照）の表面層を形成するものである。つまり、重量構造物Ｓを据付位置Ｐに据え付けるための揚重機１０は、大きな偶力を打ち消すための大重量のウェイト１６を搭載することになるために、全体として大重量になる。このために、揚重機１０の接地面となる剛体板２０は、高強度で構成される必要があり、揚重機１０の移動領域２０Ａ（図２参照）は、この剛体板２０が敷かれている範囲に限定されることになる。
このような、剛体板２０は、地盤を一定の深さに掘り込んで、所定の厚みに作り込むために、プラントの建設コストの上昇を抑制する観点から、必要最低限の大きさの面積にすることが望ましい。

また、揚重機１０を上面視した図２に示されるように、前後左右に４つ設けられているカタピラ１７（１７ＦＬ，１７ＦＲ，１７ＲＬ，１７ＲＲ）を回転させることにより、揚重機１０の方向や位置を変えることができる。これにより、揚重機１０は、移動領域２０Ａの内部を自在に移動することができ、この揚重機１０の作業半径Ｒと、移動領域２０Ａの大きさとにより、重量構造物Ｓの据付可能な範囲が決定される。

図３は、揚重機１０の作業半径に対し、据え付けることができる重量構造物の重量の関係を示す特性曲線のグラフである。そして、図４（ａ）は第１実施形態に係る重量構造物の据付工法が適用されている建設現場の鳥瞰図である。
ここで、建屋４０の敷地内における複数の据付位置ＰをＰ１，Ｐ２，Ｐ３とし、据え付けられる重量構造物Ｓの重量ＷをそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３とする（Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３）。すると、移動領域２０ＡからＰ１，Ｐ２，Ｐ３までの距離は、それぞれ図３から導かれる最大作業半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３）よりも短くなくてはならない。
さらに、荷揚げ場３２に接岸している運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓを揚重機１０で陸揚げするためには、その積載位置Ｑから移動領域２０Ａまでの距離は、一番小さな最大作業半径Ｒ３よりも短くなくてはならない。

よって、移動領域２０Ａは、一台の揚重機１０を移動させて重量構造物Ｓを運搬船３１から陸揚げしたり、建屋４０の内部の所定の据付位置Ｐに据え付けたりするのには、次の条件を満たしていればよい。
つまり、建屋４０の敷地内の所定の位置における重量構造物Ｓの据付位置Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を中心とし、この重量構造物Ｓの重量Ｗ（Ｗ１，Ｗ２，３）に対する揚重機１０の最大作業半径Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を半径として円を描く。次に、積載位置Ｑを中心とし最大作業半径Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）のうち最小のもの（Ｒ３）を半径として円を描く。そして、これら据付位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及び積載位置Ｑを中心として描いた全ての円の部分が含まれるように移動領域２０Ａが施設される。
なお、例示される移動領域２０Ａの形状は、揚重機１０が据付位置Ｐに据付作業をする際に位置する範囲を矩形にし、運搬船３１から陸揚げをする際に位置する方向に行くに従い幅が絞られた形状で構成されているが、このような形状に限定されるものではない。

（第２実施形態）
次に図４（ｂ）に示される建設現場の鳥瞰図を参照し、第２実施形態に係る重量構造物の据付工法の説明を行う。この第２実施形態と、第１実施形態（図４（ａ））との相違点は、第２実施形態においては、常設荷揚げ場３２ａを利用せずに、別個に設けた仮設荷揚げ場３２ｂを利用する点である。なお、第２実施形態のうち第１実施形態との共通の構成については、同一の符号を付して既にした説明を援用して記載を省略する。

仮設荷揚げ場３２ｂは、運搬船３１を接岸、係留させる機能のみを有していれば良く、具体的には、公知のメガフロートのようなものである。そして、前記した考え方に基づいて、この仮設荷揚げ場３２ｂにおける積載位置Ｑを中心として描いた半径Ｒ３の円の部分が含まれるように移動領域２０Ｂを施設する。
ここで重要なことは、施設される移動領域２０Ｂは、常設荷揚げ場３２ａを利用すると仮定した場合に計画される移動領域２０Ａよりも面積が小さくなることが要件となる。
さらに、仮設荷揚げ場３２ｂの施設コストをＣ１、移動領域２０Ｂの施設コストをＣ２、移動領域２０Ａの施設コストをＣ３とした場合、Ｃ１＋Ｃ２＜Ｃ３の関係を有することも必要条件となる。これにより、プラントの建設コストの上昇を抑制する効果が得られる。

（前記した二つの実施形態の作業手順の説明）
次に、図５に示すフローチャートに基づいて（適宜図４参照）、実施形態に係る重量構造物の据付工法の作業手順の説明を行う。
まず、遠隔地の工場で製造された重量構造物Ｓを、運搬船３１に積載してプラント建設現場の荷揚げ場３２まで船輸送する（Ｓ１１）。そして、この運搬船３１が接岸するまでに揚重機１０を荷揚げ場３２の近くまで移動させ、接岸後、運搬船３１上において、積載されている重量構造物Ｓにワイヤ１５ａ（図１参照）を掛ける玉掛け作業を実施する（Ｓ１２）。

次に、揚重機１０の巻揚器１４ａを駆動させ重量構造物Ｓを吊り上げて陸揚げを行う（Ｓ１３）。そして、揚重機１０を移動、方向転換させて、吊り上げた重量構造物Ｓが建屋４０の敷地内の据付位置Ｐの直上に位置するように、この重量構造物Ｓを揚重機１０により構内輸送する（Ｓ１４）。

次に、揚重機１０の巻揚器１４ａを駆動させ重量構造物Ｓを吊り降ろし、重量構造物Ｓを据付位置Ｐに据え付ける（Ｓ１５）。そして、重量構造物Ｓに掛けられているワイヤ１５ａを取り外す玉外し作業を行う（Ｓ１６）。
以上述べた、実施形態の作業手順に従えば、後記する比較例１のＳ２２〜Ｓ２９、及び比較例２のＳ４２〜Ｓ４７の工程に関連した二次輸送が省略されるために、工数が減り、建設コスト抑制、及び建設工期の短縮を図ることができる。

（比較例１の説明）
次に、本願発明の効果を確認するために、図６（ａ）に示される建設現場の鳥瞰図に基づいて、比較例１の説明を行う。
比較例１において、揚重機１０が移動することのできる移動領域２０Ｃは、建屋４０の敷地内の据付位置Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に重量構造物Ｓを据え付けるのに必要で十分な大きさで施工されている。
このために、移動式の揚重機１０が、重量Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の重量構造物Ｓを据え付けることができる作業範囲は、図示されるそれぞれ曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の角を有する略矩形の範囲で示されるものである。

この場合、この揚重機１０が運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓの陸揚げをすることができないのは明らかである。このため、重量構造物Ｓの陸揚げ作業は、常設荷揚げ場３２ａに配置されている固定式の揚重機３３を用いることになる。
この固定式の揚重機３３は、図６（ｂ）の特性曲線に示されるように、作業半径Ｒが小さいために、積載されている重量構造物Ｓは、常設荷揚げ場３２ａの上に陸揚げされるのが精一杯である。このために、比較例１では、陸揚げされた重量構造物Ｓを、揚重機１０の移動領域２０Ｃの近傍にまで搬送する大型の特殊車両３４と、この特殊車両３４を走行させる構内道路３５を整備しなければならない。

次に、図８（ａ）に示すフローチャートに基づいて、比較例１の作業手順の説明を行う。
まず、重量構造物Ｓを、運搬船３１で船輸送し（Ｓ２１）、この運搬船３１が接岸するまでに特殊車両３４を荷揚げ場３２の上に準備する（Ｓ２２）。接岸後、運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓに対し固定式の揚重機３３で玉掛けし（Ｓ２３）、吊り上げて陸揚げを行う（Ｓ２４）。そして、この固定式の揚重機３３を旋回させて、特殊車両３４の上に重量構造物Ｓを積み替え（Ｓ２５）、玉外しをする（Ｓ２６）。

さらに、動かないように重量構造物Ｓを特殊車両３４に固縛し（Ｓ２７）、構内道路３５を走行して建設現場を構内輸送する（Ｓ２８）。そして、移動式の揚重機１０の移動領域２０Ｃの近傍に到着したところで、固縛を解除し（Ｓ２９）、今度は、この揚重機１０に玉掛けし（Ｓ３０）、吊り上げる。そして、この揚重機１０を移動、方向転換させて、吊り上げた重量構造物Ｓを据付位置Ｐの直上に位置させてから吊り降ろし、重量構造物Ｓを据付位置Ｐに据え付ける（Ｓ３１）。そして、重量構造物Ｓの玉外し作業を行い（Ｓ３２）、一連の作業が終了する。

このように、比較例１では、構内の二次輸送に関連するＳ２２〜Ｓ２９の工程が存在する分、本願発明よりも工数が余計にかかるといえる。
さらに、本願発明の移動領域２０Ａの施設コストをＣ１、比較例１の移動領域２０Ｃの施設コストをＣ４、構内道路３５の施設コストをＣ５、特殊車両３４の準備コストをＣ６とした場合、Ｃ１＜Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６の関係となる。

（比較例２の説明）
さらに、本願発明の効果を確認するために、図７（ａ）に示される建設現場の鳥瞰図に基づいて、比較例２の説明を行う。
比較例２においては、揚重機１０の移動領域２０Ｃが比較例１の場合と同様であるとともに、固定式の揚重機３３の能力を超える大重量Ｗ４もある大型の重量構造物Ｓを据え付ける場合を想定している。

この場合、固定式の揚重機３３を用いることができないので、運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓを陸揚げするための移動式の小型揚重機３６を別個に準備する必要がある。
この移動式の小型揚重機３６は、図７（ｂ）の特性曲線に示されるように、作業半径Ｒが小さいために、運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓを陸揚げしてから、構内を移動（二次輸送）する。さらに、別の移動式の小型揚重機３８が一時的に重量構造物Ｓを荷卸しするための仮置場３７を、揚重機１０の移動領域２０Ｃの近傍に整備しなければならない。

次に、図８（ｂ）に示すフローチャートに基づいて、比較例２の作業手順の説明を行う。
まず、重量構造物Ｓを、運搬船３１で船輸送し（Ｓ４１）、この運搬船３１が接岸するまでに特殊車両３４と、移動式の小型揚重機３６を荷揚げ場３２及びその近くに準備する（Ｓ４２）。接岸後、運搬船３１に積載されている重量構造物Ｓに対し移動式の小型揚重機３６で玉掛けし（Ｓ４３）、吊り上げて陸揚げを行い（Ｓ４４）、特殊車両３４に積み替えて（Ｓ４５）、玉外しをして（Ｓ４６）、固縛を行った（Ｓ４７）後、仮置場３７傍まで特殊車両３４で輸送する（Ｓ４８）。そして、仮置場３７傍にて固縛解除を行い（Ｓ４９）、別の移動式の小型揚重機３８で玉掛けし（Ｓ５０）、仮置場３７に重量構造物Ｓを荷卸し（Ｓ５１）、そこで玉外しをする（Ｓ５２）。
そして、今度は、この仮置場３７において移動式の大型揚重機１０に重量構造物Ｓを玉掛けし（Ｓ５３）、吊り上げる。そして、この揚重機１０を移動、方向転換させて、吊り上げた重量構造物Ｓを据付位置Ｐの直上に位置させてから吊り降ろし、重量構造物Ｓを据付位置Ｐに据え付ける（Ｓ５４）。そして、重量構造物Ｓの玉外し作業を行い（Ｓ５５）、一連の作業が終了する。

このように、比較例２では、構内の二次輸送に関連するＳ４２〜Ｓ５２の工程が存在する分、本願発明よりも工数が余計にかかるといえる。
さらに、本願発明の移動領域２０Ａの施設コストをＣ１、比較例２の移動領域２０Ｃの施設コストをＣ４、移動式の小型揚重機３６の準備コストをＣ７とした場合、Ｃ１＜Ｃ４＋Ｃ７の関係となる。

以上より、比較例１及び比較例２では、プラントの建設コストの上昇の抑制が困難である。

１０揚重機
２０剛体板
２０Ａ，２０Ｂ移動領域
３１運搬船
３２荷揚げ場
３２ａ（３２）常設荷揚げ場（荷揚げ場）
３２ｂ（３２）仮設荷揚げ場（荷揚げ場）
３３固定式の揚重機
４０建屋
Ｐ据付位置
Ｑ積載位置
Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）作業半径（最大作業半径）
Ｓ重量構造物

Claims

所定の複数の据付位置それぞれに対応する複数の重量構造物を据え付ける揚重機が前記重量構造物を吊り上げたまま移動できるように接地面を強化した移動領域が、
複数の前記据付位置を中心とし複数の前記据付位置に対応する複数の前記重量構造物の重量における前記揚重機の複数の最大作業半径を半径として描く複数の円の部分と、
複数の前記重量構造物をそれぞれ積載した運搬船が荷揚げ場に接岸した際の複数の前記重量構造物に共通の積載位置を中心とし複数の前記最大作業半径のうち最小のものを半径として描く円の部分と、を含むように一体的に施設されることを特徴とする重量構造物の据付工法。
常設されている前記荷揚げ場に前記運搬船を接岸させる場合よりも、前記施設される前記移動領域の面積が小さくなるように仮設の前記荷揚げ場が設けられることを特徴とする請求項１に記載の重量構造物の据付工法。