特許 5773857 鋼板ブロックの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5773857

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】鋼板ブロックの製造方法

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/14 20060101AFI20150813BHJP

【ＦＩ】

   E02B3/14 301

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-270763(P2011-270763)

(22)【出願日】2011年12月12日

(65)【公開番号】特開2013-122136(P2013-122136A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2014年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 忠明

(72)【発明者】

【氏名】竹内 成行

(72)【発明者】

【氏名】中西 文雄

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特公平７−４６２０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特公平１−２５８４２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−７３０２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ３／１４

Ｂ２１Ｃ ３７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定曲率で湾曲した鋼板を備える鋼板ブロックを、曲定盤を使用して製造する鋼板ブロックの製造方法であって、
鋼板に位置決め部材を設け、
鋼板を自重により所定曲率よりも大きな曲率で湾曲するように吊り上げるとともに、当該鋼板を曲定盤の上方に移動させ、
曲定盤は、鋼板の位置決めを行い得る直立した位置決め受体と、鋼板を支持し得る支持面で形成される面が所定曲率で湾曲した支柱群とを有するものであり、
位置決め部材が曲定盤の位置決め受体に側方から当接し得る高さにまで、鋼板を吊り下ろし、
鋼板を鉛直軸回りに旋回させることで、位置決め部材を位置決め受体に側方から当接させ、
鋼板を吊り下ろして位置決め部材を位置決め受体に受けさせることで、曲定盤に対する鋼板の位置決めを行い、
鋼板をさらに吊り下ろすことで、鋼板を中心側から外側に向けて曲定盤の支柱群に順次載置することを特徴とする鋼板ブロックの製造方法。

【請求項2】

鋼板に設けられる位置決め部材が複数あり、
曲定盤の位置決め受体が上記位置決め部材と同数であることを特徴とする請求項１に記載の鋼板ブロックの製造方法。

【請求項3】

位置決め受体が、水平方向に間隔を空けて直立に配置された高さの異なる２本の案内部材と、これら２本の案内部材の間隔に形成されて位置決め部材を受け得る受口部とを有するものであり、
案内部材が、他方の案内部材に面して位置決め部材を案内し得る内側面と、この内側面に位置決め部材を呼び込み得るように内側面側を低くして傾斜させた上端面とを備え、
高い方の案内部材の内側面は、低い方の案内部材よりも高い位置で、位置決め部材が当接され得るものであることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼板ブロックの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板ブロックの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に鋼構造物の工事では、鋼構造物が、工場で製造されてから据付現地に搬入され、据付現地にて据付けられる。しかし、公道を走る車両に積載できない大型の鋼構造物は、工場から据付現地に搬送できないので、工場で製造されずに据付現地の作業ヤードで直接製造される。据付現地の作業ヤードは、当然ながら屋外であり、工場のような製造設備を有しておらず、また天候の影響を受けるので、据付現地における鋼構造物の製造は施工者にとって困難を伴う。

【0003】

したがって、大型の鋼構造物の工事では、据付現地における製造の作業性を向上させることが望まれている。
上記作業性を向上させるものとして、長大鋼板の製造方法および開先加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法および開先加工装置によると、シャー切断された複数枚の圧延鋼板を接合して長大鋼板を能率よく製造することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−７３０２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記製造方法および開先加工装置により製造される長大鋼板は平坦なものであるから、湾曲した長大鋼板を備える鋼構造物を製造する場合には、曲げ加工機による長大鋼板の曲げ加工が別途必要となる。このような曲げ加工は、据付現地における工数を増やすだけでなく、風が吹くおそれの中で曲げ加工機に対する長大鋼板の位置決めを行う必要がある。このため、据付現地における施工者の大きな負担となっていた。

【0006】

そこで、本発明は、高い作業性で高品質の鋼板ブロックを製造することができる鋼板ブロックの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、請求項１に係る本発明の鋼板ブロックの製造方法は、所定曲率で湾曲した鋼板を備える鋼板ブロックを、曲定盤を使用して製造する鋼板ブロックの製造方法であって、
鋼板に位置決め部材を設け、
鋼板を自重により所定曲率よりも大きな曲率で湾曲するように吊り上げるとともに、当該鋼板を曲定盤の上方に移動させ、
曲定盤は、鋼板の位置決めを行い得る直立した位置決め受体と、鋼板を支持し得る支持面で形成される面が所定曲率で湾曲した支柱群とを有するものであり、
位置決め部材が曲定盤の位置決め受体に側方から当接し得る高さにまで、鋼板を吊り下ろし、
鋼板を鉛直軸回りに旋回させることで、位置決め部材を位置決め受体に側方から当接させ、
鋼板を吊り下ろして位置決め部材を位置決め受体に受けさせることで、曲定盤に対する鋼板の位置決めを行い、
鋼板をさらに吊り下ろすことで、鋼板を中心側から外側に向けて曲定盤の支柱群に順次載置するものである。

【0008】

また、請求項２に係る本発明の鋼板ブロックの製造方法は、請求項１に係る発明の鋼板ブロックの製造方法において、鋼板に設けられる位置決め部材が複数あり、
曲定盤の位置決め受体が上記位置決め部材と同数であるものである。

【0009】

さらに、請求項３に係る本発明の鋼板ブロックの製造方法は、請求項１または２に係る発明の鋼板ブロックの製造方法において、位置決め受体が、水平方向に間隔を空けて直立に配置された高さの異なる２本の案内部材と、これら２本の案内部材の間隔に形成されて位置決め部材を受け得る受口部とを有するものであり、
案内部材が、他方の案内部材に面して位置決め部材を案内し得る内側面と、この内側面に位置決め部材を呼び込み得るように内側面側を低くして傾斜させた上端面とを備え、
高い方の案内部材の内側面は、低い方の案内部材よりも高い位置で、位置決め部材が当接され得るものである。

【発明の効果】

【0010】

上記鋼板ブロックの製造方法によると、位置決め部材および位置決め受体により曲定盤に対する鋼板の位置決めが容易であり、鋼板は曲げ加工を行うことなく所定曲率で湾曲するので、作業性が向上し、さらに、鋼板が中心側から外側に向けて支柱群に順次載置されるので、鋼板を支柱群で傷つける危険性が減少し、したがって、高い作業性で高品質の鋼板ブロックを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る鋼板ブロックおよび鋼板セルの概略構成を説明する斜視図である。

【図2】同鋼板ブロックが備える鋼殻板（長大鋼板）を形成する手順を説明する斜視図であり、鋼板を並べる作業を示す。

【図3】同長大鋼板を形成する手順を説明する斜視図であり、鋼板を溶接する作業を示す。

【図4】同長大鋼板に縦リブおよび位置決め部材を溶接した状態を示す斜視図である。

【図5】同長大鋼板を吊り上げて曲定盤の上方に移動させた状態を示す斜視図である。

【図6】同長大鋼板を曲定盤に対して位置決めする手順を説明する正面図であり、位置決め部材が位置決め受体に側方から当接し得る高さにまで長大鋼板を吊り下ろした状態を示す。

【図7】同長大鋼板を曲定盤に対して位置決めする手順を説明する正面図であり、長大鋼板を旋回して位置決め部材が位置決め受体に側方から当接した状態を示す。

【図8】同長大鋼板を曲定盤に対して位置決めする手順を説明する正面図であり、長大鋼板を吊り下ろして位置決め部材を位置決め受体に受けさせた状態を示す。

【図9】同長大鋼板に形状保持器を取り付けた状態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の実施の形態に係る鋼板ブロックの製造方法について説明する。
上記鋼板ブロックは、他の鋼板ブロックと組み合わされて１つの鋼板セルを形成するものである。すなわち、鋼板ブロックは鋼板セルの構成部材であり、鋼板セルは複数個（例えば５個）の鋼板ブロックから構成される。したがって、まずは鋼板セルについて簡単に説明し、次いで鋼板ブロックについて説明する。

【0013】

上記鋼板セルは、円筒形状の鋼構造物であり、護岸の建設に用いられるものである。具体的には、多数の鋼板セルが海底地盤に一定間隔で順次打ち込まれ、隣り合う鋼板セルを一対のアーク部材（湾曲させた鋼板構造物）で連結していき、鋼板セルの内部および対となるアーク部材の間に土砂を充填して護岸が構築される。

【0014】

一般的に、鋼板セルは直径２０〜３０ｍ、高さ２０〜４０ｍ程度の大きさである。このため、図１に示すように、鋼板セルＣは、一体物として製造されるのではなく、円筒形状を複数個（図１では一例として５個）に等しく縦割した鋼板ブロック（竹を割ったような形状である）１を、上記縦割した数だけ組み合わせて製造される。

【0015】

このような鋼板ブロック１は、所定曲率κで湾曲した鋼殻板２と、この鋼殻板２の内周面２Ｉに設けられて製作時および施工時に生じる応力を考慮して設けられる補強材３と、上記鋼殻板２の外周面に設けられて他の鋼板セルＣとの連結をアーク部材で行うためのアーク継手（図示省略）と、上記鋼殻板２の内周面２Ｉの左右辺にそれぞれ設けられて他の鋼板ブロック１と接合するための継手ブロック（図示省略）とを有する。上記補強材３は、鋼殻板２の曲率中心軸Ａに平行な４本以上（図１では一例として６本）の縦リブ３１と、これら縦リブ３１に直交する複数本（図１では一例として４本）の円周リブ３２（横リブともいい円弧形状である）とを備える。

【0016】

次に、本発明の要旨である鋼板ブロック１の製造方法について、図面に基づき説明する。なお、鋼板ブロック１および鋼板セルＣの製造は、鋼板セルＣの据付現地近くの作業ヤードで行われる。

【0017】

鋼板ブロック１の鋼殻板２は、規格品の鋼板よりも大きいため、規格品の（または規格品を切断した）鋼板を複数枚継ぎ合わせて形成される。具体的には、図２および図３に示すように、矩形の規格品の（または規格品を切断した）鋼板２Ｐを定盤ＦＳ上に複数枚（図３では一例として７枚）クローラクレーンで並べて配置する。

【0018】

そして、図３に示すように、隣り合う鋼板２Ｐを上面からサブマージアーク溶接により継ぎ合わせ、矩形の鋼殻板（以下では長大鋼板２という）を形成する。このとき、長大鋼板２は、鋼板セルＣの内周面２Ｉに相当する面が上面となり、鋼板セルＣの外周面２Ｅに相当する面が下面となる。また、長大鋼板２の大きさは、当然ながら、縦方向が鋼板セルＣの高さと同一であり、横方向が鋼板セルＣの円周長を上記縦割した数で割った長さと同一である。以下では、長大鋼板２において、据付けられた鋼板セルＣの上端および下端に相当する辺を上辺および下辺（図３では左手前側および右奥側）といい、鋼板セルＣを形成するために他の鋼板ブロック１と接合させる辺を右辺および左辺（図３では右手前側および左奥側）という。

【0019】

その後、図示しないが、長大鋼板２を上辺または下辺で吊り上げ、表裏反転させながら定盤ＦＳに吊り下ろす。このため、長大鋼板２は、鋼板セルＣの内周面２Ｉに相当する面が下面となり、鋼板セルＣの外周面２Ｅに相当する面が上面となる。そして、長大鋼板２における隣り合う鋼板を上面（鋼板セルＣの外周面２Ｅに相当）からサブマージアーク溶接により継ぎ合わせる。また、長大鋼板２の上面にアーク継手を溶接する。次に、再度、長大鋼板２を上辺または下辺で吊り上げ、裏表反転させながら定盤ＦＳに吊り下ろす。このため、再び長大鋼板２は、鋼板セルＣの内周面２Ｉに相当する面が上面となり、鋼板セルＣの外周面２Ｅに相当する面が下面となる。そして、図４に示すように、長大鋼板２の上面（鋼板セルＣの内周面２Ｉに相当）において、上辺および下辺の一方から他方に亘って（左辺および右辺と平行に）縦リブ３１を４本以上（図４では一例として６本）等間隔に配置して溶接し、左辺および右辺に沿ってブロック継手（図示省略）をそれぞれ溶接し、上辺の中点および下辺の中点にそれぞれ山形鋼を位置決め部材４として溶接する。位置決め部材４は、長大鋼板２を左右均等に分割する中心線（図４での一点鎖線）上において、上辺側の山形鋼が背を右（または左）に向けて配置されるとともに、下辺側の山形鋼が背を左（または右）に向けて配置される。なお、上記長大鋼板２を、その上辺近くの４箇所および下辺近くの４箇所で吊り上げられるように、縦リブ３１の両端部近くには吊り穴３１Ｈを形成しておく。

【0020】

このような長大鋼板２を、図５に示すリフティングビームＬで吊り上げて、所定曲率κよりも大きな曲率κ_ｔで湾曲させる。具体的には、図５に示すように、縦リブ３１に形成された長大鋼板２の上辺近くの４箇所の吊り穴３１Ｈと、リフティングビームＬの一端側の吊り穴ＬＨとを４本のワイヤーロープＷで接続するとともに、縦リブ３１に形成された長大鋼板２の下辺近くの４箇所の吊り穴３１Ｈと、リフティングビームＬの他端側の吊り穴ＬＨとを他の４本のワイヤーロープＷで接続する。このとき、長大鋼板２の上辺近くの４箇所の吊り穴３１ＨとリフティングビームＬの一端側の吊り穴ＬＨとの距離、および、長大鋼板２の下辺近くの４箇所の吊り穴３１ＨとリフティングビームＬの他端側の吊り穴ＬＨとの距離を、鋼板セルＣの曲率半径（所定曲率κの逆数である）よりも若干小さくして、均等にする。このため、長大鋼板２は、リフティングビームＬで吊り上げられると、鋼板セルＣの曲率（所定曲率κ）よりも大きな曲率κ_ｔで自重により湾曲する。このように長大鋼板２を吊り上げた後は、当該長大鋼板２を曲定盤４１の上方に移動させる。

【0021】

ここで、上記曲定盤４１について詳細に説明する。
図５〜図８に示すように、上記曲定盤４１は、多数の形鋼で略直方体形状に組み上げられ、載置された長大鋼板２を上辺（および下辺）側からの正面視（および背面視）が凹となるように自重により所定曲率κで湾曲させて支持し得る支柱群４２と、長大鋼板２に設けられた位置決め部材４を受けることで曲定盤４１に対する長大鋼板２の位置決めを行う位置決め受体４４とを有するものである。

【0022】

上記支柱群４２は、多数の支柱４２Ｐからなり、これら支柱４２Ｐの上端面（支持面）により形成される面が上記所定曲率κで湾曲するように、全ての支柱４２Ｐの高さおよび配置が設計されたものである。具体的には、長大鋼板２の左辺および右辺に近い側を支持する支柱４２Ｐほど高く、長大鋼板２の中心線に近い側を支持する支柱４２Ｐほど低くされている。

【0023】

上記位置決め受体４４は、図５に示すように、対応する位置決め部材４を受け得る位置（つまり上辺側および下辺側の２箇所）にそれぞれ配置されている。各位置決め受体４４は、高さ（長さ）の異なる２本のＩ形鋼からなるものである。これら２本のＩ形鋼は、これらの間で位置決め部材４を受け得るように、左右方向（つまり水平方向）に間隔を空けて直立に配置されている。言い換えれば、上記高さの異なる２本のＩ形鋼が位置決め部材４を案内する案内部材として機能し、これら２本のＩ形鋼の間隔が位置決め部材４を受け得る受口部４４Ｓとして機能する。なお、上記Ｉ形鋼は、それぞれ他方のＩ形鋼に面する内側面において、位置決め部材４を案内するものである。ところで、上記２本のＩ形鋼の高さ（長さ）が異なるようにしたのは、高い方のＩ形鋼（以下では長高材４４Ｈという）の内側面における、低い方のＩ形鋼（以下では短低材４４Ｌという）よりも高い位置で、水平方向に移動させた位置決め部材４を当接させ、その後は位置決め部材４を長高材４４Ｈに沿って下降させていくだけで、位置決め部材４が長高材４４Ｈと短低材４４Ｌとの間に案内されて、受口部４４Ｓで受けられるからである。また、位置決め受体４４における長高材４４Ｈおよび短低材４４Ｌの配置は、位置決め部材４である山形鋼の背面が長高材４４Ｈに当接するようにされている。すなわち、図５に示すように、上辺側（図５では左手前側）の位置決め受体４４だと、対応する位置決め部材４である山形鋼の背面が右側（図５では右手前側）にあるので、右側に長高材４４Ｈを配置するとともに左側（図５では左奥側）に短低材４４Ｌを配置する。同様に、下辺側（図５では右奥側）の位置決め受体４４だと、対応する位置決め部材４である山形鋼の背面が左側（図５では左奥側）にあるので、左側に長高材４４Ｈを配置するとともに右側（図５では右手前側）に短低材４４Ｌを配置する。なお、長高材４４Ｈおよび短低材４４Ｌの上端面は、内側面に位置決め部材４を呼び込みやすくするため、いずれも内側面側が低くなるように傾斜させている。

【0024】

以下、上記曲定盤４１を使用した工程について説明する。
上記曲定盤４１に向けて長大鋼板２を吊り下ろしていき、位置決め部材４が短低材４４Ｌの上端面以上で且つ長高材４４Ｈの上端面以下の高さになると、図６に示すように、吊り下ろしを停止する。そして、リフティングビームＬをその中心で鉛直軸回りに回転させて長大鋼板２を旋回させる。なお、この旋回は、位置決め部材４である山形鋼の背面を進行方向にして、少しずつ行われるようにする。この旋回により、位置決め部材４が背面を進行方向にして水平移動し、図７に示すように、この背面が長高材４４Ｈの内側面における短低材４４Ｌよりも高い位置で当接する。上記背面が長高材４４Ｈに当接すれば、再び長大鋼板２を吊り下ろすことで、図８に示すように、位置決め部材４が受口部４４Ｓで受けられて、曲定盤４１に対する長大鋼板２の位置決めが行われる。長大鋼板２をさらに吊り下ろすことで、長大鋼板２が支柱群４２に載置される。ここで、上述したように、吊り上げられた長大鋼板２の曲率κ_ｔが所定曲率κよりも大きいので（図７参照）、長大鋼板２は、支柱群４２に載置されるにあたって、吊り上げられた状態での曲率κ_ｔから所定曲率κに湾曲形状が変化していく（図８参照）。このため、長大鋼板２は、支柱群４２に同時に載置されるのではなく、中心線側から左辺側および右辺側に向けて順次載置されていく。したがって、長大鋼板２を支柱群４２により傷つける危険性が減少する。

【0025】

その後、図９に示すように、長大鋼板２の上面（鋼板セルＣの内周面２Ｉに相当）に、左辺または右辺の一方から他方に亘って円周リブ３２を溶接する。また、長大鋼板２の湾曲形状を保持するため、長大鋼板２の上面にコネクションピース６１を介して形状保持器５１を取り付ける。上記形状保持器５１は、水平材および斜材群から多数の三角形を形成するワーレントラス構造である。長大鋼板２に対する形状保持器５１の取り付けは、長大鋼板２の上面の対応する位置にコネクションピース６１を溶接し、これらコネクションピース６１に形状保持器５１をボルトおよびナットにより接合することで行われる。長大鋼板２に対する形状保持器５１の取り付けが完了すると、鋼板ブロック１が完成する。なお、形状保持器５１は、鋼板セルＣの製造後にコネクションピース６１から取り外されて、他の鋼板ブロック１の製造に再利用されるものである。

【0026】

完成した鋼板ブロック１は、立て起こされて、鋼板セルＣを製造する台である大組台に運搬される。そして、大組台に５つの鋼板ブロック１が揃えば、これら鋼板ブロック１を組み合わせて円筒形状にし、隣り合う鋼板ブロック１をブロック継手および溶接により接合して、鋼板セルＣが完成する。

【0027】

このように、上記鋼板ブロック１の製造方法によると、位置決め部材４および位置決め受体４４により曲定盤４１に対する長大鋼板２の位置決めが容易であり、長大鋼板２は曲げ加工を行うことなく所定曲率κで湾曲するので、作業性を向上させることができる。

【0028】

また、長大鋼板２を所定曲率κよりも大きな曲率κ_ｔで湾曲させて、曲定盤４１の所定曲率κで湾曲した支持面を有する支柱群４２に当該長大鋼板２を載置するので、長大鋼板２は中心線側から左辺側および右辺側に向けて順次載置されて、長大鋼板２が支柱群４２により傷つけられる危険性を減少させることができる。

【0029】

したがって、上記鋼板ブロック１の製造方法によると、高い作業性で高品質の鋼板ブロック１を製造することができる。
ところで、上記実施の形態では、位置決め部材４が長大鋼板２の中心線上に設けられたものとして説明したが、これに限定されるものではなく、中心線から左右にずらして配置されたものであってもよい。

【0030】

また、上記実施の形態は、鋼板ブロック１の製造方法について説明したものであるが、アーク部材の製造方法についても適用される。

【符号の説明】

【0031】

Ｃ 鋼板セル
Ｌ リフティングビーム
Ｗ ワイヤーロープ
κ 所定曲率
１ 鋼板ブロック
２ 鋼殻板（長大鋼板）
４ 位置決め部材
３１ 縦リブ
４１ 曲定盤
４２ 支柱群
４２Ｐ 支柱
４４ 位置決め受体
４４Ｈ 長高材
４４Ｌ 短低材
４４Ｓ 受口部
５１ 形状保持器
６１ コネクションピース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】