JP7337736B2

JP7337736B2 - 新設埋込管の設置工法及び装置

Info

Publication number: JP7337736B2
Application number: JP2020047621A
Authority: JP
Inventors: 圭祐本田; 珠樹佐藤; 尉之薬眞寺; 竜介上村; 裕二杉村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: JP2021147458A

Description

本発明は、コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置工法及び設置装置に関する。

コークス炉の蓄熱室は、燃焼室からの燃焼排ガスを導入して熱を奪い、その熱で上部にある燃焼室に供給する燃料又は空気の温度を高める。蓄熱室には、燃料や空気を供給する多数の配管が列設され、これらの配管が燃焼室の炉床盤において埋込管として所定のピッチ間隔で配設される。

既設の炉床盤の構造変更等のために、炉床盤のコンクリートスラブを嵩上げし、更にこれに伴い埋込管（鋼管）を新設する必要が生じる。その場合、先ずスラブ面から露出する既設の埋込管の根元を切断し、その後、コンクリートスラブの嵩上げ分に対応する長さの埋込管（新設埋込管）にすべく、鞘管等と称する埋込管を既設の埋込管に取付設置する。

この種の鋼管等の切断装置等として、例えば特許文献１に記載の鋼管杭切断装置の取付具、あるいは特許文献２に記載の埋設管の設置工法等が知られている。

特開平１１－１８８５２６号公報特開２０１７－２２７０３３号公報

しかしながら、従来では、切断した鋼管あるいは鋼管杭に対して、１つずつ新たな埋込管を設置する方法等であるため、極めて多くの工数と時間を要し、工期が長くならざるを得なかった。

本発明はかかる実情に鑑み、効率よく、高い精度で新設埋込管を設置できるようにすることを目的とする。

本発明の新設埋込管の設置工法は、コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置工法であって、既設スラブに埋め込まれた所定の既設埋込管に対応する鞘管がユニット化されてなる鞘管ユニットを前記既設スラブ上方に移動し、前記鞘管ユニットを前記既設スラブ上に載置し、前記既設埋込管に対して上方から前記新設埋込管を嵌装し、嵩上げを行うべき前記炉床盤全体において複数の前記鞘管ユニットを順次載置し、前記既設スラブ上にコンクリート打設することを特徴とする。

また、本発明の新設埋込管の設置装置は、コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置装置であって、前記コークス炉の炉長と同等長さを有して延設されるフレームと、所定の既設埋込管に対応して前記フレームに支持される複数の鞘管と、を含んでなる鞘管ユニットを備え、嵩上げを行うべき前記炉床盤全体において複数の前記鞘管ユニットが順次載置され、前記既設スラブ上にコンクリート打設されることを特徴とする。

本発明によれば、効率よく、高い精度で新設埋込管を設置し、コークス炉改修工事の工期の大幅な短縮が可能になる。

本発明の実施形態に係る嵩上げを行うコークス炉の例を示す図である。本発明の実施形態に係る炉床盤の既設スラブ上における既設埋込管の配設例を示す平面図である。本発明の実施形態に係る既設スラブ上の既設埋込管が所定長さに切断された状態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る鞘管ユニットの構成例を示す平面図である。本発明の実施形態に係る鞘管ユニットの長手方向視の側面図である。本発明の実施形態に係る鞘管ユニットのフレームに固定される鞘管を示す図である。本発明の実施形態に係る鞘管ユニットのフレームに固定される吊り部材を示す図である。本発明の実施形態における炉床盤に載置され鞘管ユニットを示す平面図である。本発明の実施形態に係るレベル出しベースの斜視図及び断面図である。本発明の実施形態における改修工事現場におけるクレーンによる鞘管ユニットの移動作業の様子を示す図である。本発明の実施形態における既設スラブに鞘管ユニットを載置する際の様子を示す図である。本発明の実施形態における炉床盤の全ての既設埋込管に対して鞘管が嵌装された状態を示す図である。本発明の実施形態における炉床盤の嵩上げ完成時の様子を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明における好適な実施の形態を説明する。
本発明の実施形態において、例えば図１のように老朽化したコークス炉１００を解体して、既存の同じ基礎部（炉床盤１）の上に同規模で新しい炉体を建設するものとし、既存の炉床盤１にコンクリートを打設してその嵩上げを行う。この場合、当該コークス炉１００において、図２のように炉床盤１の既設スラブ２上には多数の既設埋込管３が所定の間隔ピッチで列設されている。なお、既設スラブ２はＰＳ（Pusher Side）及びＣＳ（Coke Side）間の炉長方向（本例では図２のＸ方向）で、炉団長方向（図２のＹ方向）に沿った極めて広い領域に亘っている。
コークス炉１００は基本的に煉瓦製であり、炉床盤の上に多数の煉瓦を積み重ねて構成される。

煉瓦が解体され既設スラブ２が露出したコークス炉１００において、既設スラブ２に埋め込まれている既設埋込管３はその埋込面から所定高さ位置で、その垂直方向に対してフラットに切断される。既設埋込管３を切断するために、例えば前述した従来例に係る埋込管切断装置等を使用する。図３は、既設スラブ２上の既設埋込管３がそれぞれ、埋込管切断装置等により所定長さに切断された状態を示している。各既設埋込管３に対して新設埋込管が嵌装される。

本発明のコークス炉１００において嵩上げを行う炉床盤１に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置工法では、既設スラブ２に埋め込まれた所定の既設埋込管３に対応する鞘管がユニット化されてなる鞘管ユニットを既設スラブ２上方に移動し、鞘管ユニットを既設スラブ２上に載置する際にレベル出しすると共に、既設埋込管３に対して上方から新設埋込管を嵌装し、嵩上げを行うべき炉床盤１全体において複数の鞘管ユニットを順次載置し、その後、既設スラブ２上にコンクリートを打設する。

また、本発明の新設埋込管の設置装置は、コークス炉１００の炉長と同等長さを有して延設されるフレームと、所定の既設埋込管３に対応してフレームに支持される複数の鞘管とを含んでなる鞘管ユニットと、鞘管ユニットを既設スラブ２上に載置する際にレベル出しするレベル出しベースと、を備える。

図４は、本実施形態における鞘管ユニット１０の構成例を示す平面図である。炉長方向Ｘに延びる相互に平行な一対のフレーム１１の両側（炉団長方向Ｙ）にはそれぞれ、上下方向を向いて支持された複数の鞘管１２が列設される。本実施形態では少なくとも１炉分の鞘管１２がユニット化されて鞘管ユニット１０が構成されるが、２炉分以上の鞘管１２がユニット化されてもよく、このような鞘管ユニット１０を使用して、新設埋込管の嵌装が行なわれる。なお、鞘管１２は、既設埋込管３の外径にぴったりと嵌装するように径寸法が設定されている。

図５は、本実施形態における鞘管ユニット１０の長手方向視の側面図である。本実施形態ではフレーム１１として例えば一対のＨ鋼を使用し、そのＨ字が９０°回転した状態で配置構成される。各Ｈ鋼の上下の内側フランジ１１ａ同士がそれぞれブリッジ１３を介して結合されて、フレーム１１として一体化する。フレーム１１及びブリッジ１３は溶接により結合される。フレーム１１の長手方向に沿って所定のピッチ間隔で複数のブリッジ１３が配設され、フレーム１１全体として堅固な構造体が構成される。

各Ｈ鋼の上下の外側フランジ１１ｂにはそれぞれ、既設埋込管３に対応するように新設埋込管となるべき鞘管１２が上下方向に取り付けられる。この場合、Ｈ鋼の上下の外側フランジ１１ｂに対して溶接により固定された上下対をなすブラケット１４がフレーム１１から側方に突出し、鞘管１２は溶接によりブラケット１４に固定される。このブラケット１４は図６に示すように例えば台形状の形状を有し、その台形の斜辺に溶接１５により鞘管１２が固定される。

図４に示すようにフレーム１１の両側にはそれぞれ、長手方向に沿って所定間隔おいて一対の吊り部材１６が突設される。ここで、本発明の鞘管ユニット１０は、クレーンにて垂下されて設置現場に移動されるため、そのクレーン側の垂下用フックを掛けるために吊り部材１６を有している。吊り部材１６は図７に示されるように、各Ｈ鋼の上下の外側フランジ１１ｂに跨りフレーム１１と直交するように配置され、溶接によりＨ鋼に固定される。吊り部材１６には、クレーン側のフックを通し掛けるためのフック穴１６ａが設けられ、この例ではクレーンにより鞘管ユニット１０を４つの吊り部材１６を介して、即ち４点支持するようにしている。

嵩上げを行うべき炉床盤１全体において、クレーン操作で図８のように複数の鞘管ユニット１０が順次載置され、鞘管ユニット１０ごとに既設埋込管３に対して上方から新設埋込管である鞘管１２が嵌装される。

上述のクレーンを使って鞘管ユニット１０を既設スラブ２上に載置する際に鞘管ユニット１０はレベル出しされる。図９は、鞘管ユニット１０をレベル出しするために使用されるレベル出しベース１７を示している。既設埋込管３の間のスペースを利用して、鞘管ユニット１０の長手方向に沿って複数のレベル出しベース１７が配設される。レベル出しベース１７は図９（ａ）のように、例えば一対のアングル鋼１８が対称的に付き合わせるかたちで結合されてなる。一対のアングル鋼１８の間にはスペーサ１９と２つのナット２０が挟まれ、これらのスペーサ１９及びナット２０を介して溶接により一対のアングル鋼１８が相互に結合される。

２つのナット２０は、フレーム１１を構成する一対のＨ鋼の間隔に合わせて相互に距離をおいて配置され、それぞれアジャストボルト２１が上下に通される。アジャストボルト２１は図９（ｂ）のように、フレーム１１のＨ鋼を支えると共に、適宜上下高さを調節することでフレーム１１の高さ調整を行ない、これによりレベル出しベース１７が鞘管ユニット１０をレベル出しすることができる。レベル出しベース１７の基部は複数のアンカボルト２２により既設スラブ２に固定される。

本発明の新設埋込管の設置工法において、鞘管ユニット１０は予め、コークス炉改修工事現場から離れた別の組立て場所で組立てられ、その後トレーラで改修工事現場に搬入される。改修工事現場では図１０のようにクレーン２００で鞘管ユニット１０を垂下し、設置現場である既設スラブ２上まで移動する。なお、クレーン２００の垂下用フックを吊り部材１６に引っ掛けて、鞘管ユニット１０は安定的に支持される。

鞘管ユニット１０を載置する既設スラブ２には図１１に示されるように、鞘管ユニット１０の長手方向に沿って複数（例えば４～６）のレベル出しベース１７が配設されており、クレーン２００により鞘管ユニット１０がレベル出しベース１７上に置かれる。この際、レベル出しベース１７のアジャストボルト２１は高さ調節されているため、鞘管ユニット１０は既設スラブ２上に実質的に水平に載置される。鞘管ユニット１０がレベル出しベース１７上に置かれることで、既設埋込管３に対応する鞘管１２を極めて精度よく上方から嵌装することができる。

鞘管ユニット１０の載置作業が順次繰り返され、嵩上げを行うべき炉床盤１全体において、図１２に示されるように全ての既設埋込管３に対して鞘管１２が嵌装される。
既設スラブ２上には更に、図１３に示されるようにコンクリート２３が所定高さまで打設される。コンクリート２３の打設により鞘管ユニット１０は、コンクリート２３から所定長さ露出する鞘管１２を残して全体がコンクリート２３内に埋設され、炉床盤１の嵩上げが完成する。

本発明によれば、鞘管ユニット１０を使って本実施形態のように１炉分の鞘管１２を一括で、既設埋込管３に対して極めて効率よく嵌装し、この作業を繰り返すことで工期の大幅な短縮が可能になる。従来の１つずつ新たな埋込管を設置する方法等では、それに伴い大掛かりな設備等を必要とする。本発明ではそのような設備等をなくし、新設埋込管位置合せ後の溶接固定作業が不要になる等の利点があり、工期短縮に加えてコスト削減を実現する。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
本実施形態では、１炉分の鞘管１２をユニット化した鞘管ユニット１０の例で説明したが、２炉分以上がユニット化されてもよく、これにより更なる工期短縮を図ることができる。

１炉床盤、２既設スラブ、３既設埋込管、１０鞘管ユニット、１１フレーム、１２鞘管、１３ブリッジ、１４ブラケット、１５溶接、１６吊り部材、１７レベル出しベース、１８アングル鋼、１９スペーサ、２０ナット、２１アジャストボルト、２２アンカボルト、１００コークス炉、２００クレーン。

Claims

コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置工法であって、
既設スラブに埋め込まれた所定の既設埋込管に対応する鞘管がユニット化されてなる鞘管ユニットを前記既設スラブ上方に移動し、
前記鞘管ユニットを前記既設スラブ上に載置し、前記既設埋込管に対して上方から前記新設埋込管を嵌装し、
嵩上げを行うべき前記炉床盤全体において複数の前記鞘管ユニットを順次載置し、前記既設スラブ上にコンクリート打設することを特徴とする新設埋込管の設置工法。
前記鞘管ユニットを前記既設スラブ上に載置する際にレベル出しすることを特徴とする請求項１に記載の新設埋込管の設置工法。
前記鞘管ユニットは、前記既設スラブ側近よりクレーンにて垂下され、前記既設埋込管の上方に移動されて前記既設スラブ上に載置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の新設埋込管の設置工法。
前記鞘管ユニットは、少なくとも１炉分がユニット化されてなることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の新設埋込管の設置工法。
コークス炉において嵩上げを行う炉床盤に新設埋込管を設置するための新設埋込管の設置装置であって、
前記コークス炉の炉長と同等長さを有して延設されるフレームと、所定の既設埋込管に対応して前記フレームに支持される複数の鞘管と、を含んでなる鞘管ユニットを備え、
嵩上げを行うべき前記炉床盤全体において複数の前記鞘管ユニットが順次載置され、前記既設スラブ上にコンクリート打設されることを特徴とする新設埋込管の設置装置。
前記鞘管ユニットを前記既設スラブ上に載置する際にレベル出しするレベル出しベースを更に備えることを特徴とする請求項５に記載の新設埋込管の設置装置。
前記鞘管ユニットの長手方向に沿って複数のレベル出しベースが配設されることを特徴とする請求項６に記載の新設埋込管の設置装置。