JP2007002425A - 鉄筋コンクリート基礎、テンプレート架台及び鉄筋コンクリート基礎の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート打設後の撤去作業を省略し機械装置の据付作業の工期を短縮することができる鉄筋コンクリート基礎、テンプレート架台及び鉄筋コンクリート基礎の構築方法を提供する。
【解決手段】機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎において、主材となるコンクリート１と、所要強度を発現させるためにコンクリート１内に配置した鉄筋２と、コンクリート基礎完成外形１Ａから突出するようにコンクリート１に固定された機械装置据え付け用のアンカーボルト３と、このアンカーボルト３を挿通する穴を有しアンカーボルト３の固定位置を決めるものであって、コンクリート基礎完成外形１Ａの内側に位置するように鉄筋２とともにコンクリート１に埋設されたテンプレート４とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎、テンプレート架台及び鉄筋コンクリート基礎の構築方法に関する。

鉄筋コンクリート基礎にプラント等の機械装置を固定するためのアンカーボルトを設置する場合、一般にアンカーボルトを設計通りの位置に配置するためにテンプレート架台が用いられる。通常、テンプレート架台は鉄筋コンクリート基礎完成外形の内部から外部に突出した支柱と支柱に固定したテンプレート等からなる。施工時には、所望のピッチでテンプレートに開けられた穴にアンカーボルトが通され、テンプレートにアンカーボルトが懸垂し固定された状態でコンクリートを打設する。その後コンクリートが硬化すると所定位置にアンカーボルトが配置された鉄筋コンクリート基礎が構成される。

特開２００２−３３９３７４号公報

しかしながら、従来のテンプレート架台は支柱の一部を除いてコンクリート基礎完成外形の外に突出しているため、最終的には支柱の突出部分やテンプレート等を撤去しなければならない。こうした撤去作業はコンクリート硬化後に開始されるため、コンクリート養生期間（数日〜１週間以上）中はテンプレートを撤去することができず機械装置の据付作業のスケジュールが大きく制約される。

本発明の目的は、コンクリート打設後の撤去作業を省略し機械装置の据付作業の工期を短縮することができる鉄筋コンクリート基礎、テンプレート架台及び鉄筋コンクリート基礎の構築方法を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎において、主材となるコンクリートと、所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋と、完成外形から突出するように前記コンクリートに固定された機械装置据え付け用のアンカーボルトと、このアンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに前記コンクリートに埋設されたテンプレートとを備えたことを特徴とする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記鉄筋とともに所要強度を発現させるための構造材をなすように前記テンプレートが前記鉄筋の配列に組み入れられていることを特徴とする。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記テンプレートが形鋼であることを特徴とする。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記鉄筋とともに所要強度を発現させるための構造材をなすように前記テンプレートが前記鉄筋の配列に組み入れられており、このテンプレートを含めた構造が所要強度を有するように構成されていることを特徴とする。

（５）上記目的を達成するために、また本発明は、機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎において、主材となるコンクリートと、所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋と、完成外形から突出するように前記コンクリートに固定された機械装置据え付け用のアンカーボルトと、このアンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに前記コンクリートに埋設されたテンプレートと、このテンプレートを支持するものであって、先端部分が完成外形の外側に突出しないように前記コンクリートに埋設された支柱とを備えたことを特徴とする。

（６）上記目的を達成するために、また本発明は、主材となるコンクリートと所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋とを備えた鉄筋コンクリート基礎に対して機械装置据え付け用のアンカーボルトを所要位置に設置するために用いられるテンプレート架台において、前記アンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、前記鉄筋コンクリート基礎の完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに配設されたテンプレートを備えたことを特徴とする。

（７）上記目的を達成するために、また本発明は、機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎の構築方法において、完成外形の内側に位置するようにテンプレートを配設し、前記テンプレートに開けられた穴に機械装置据え付け用のアンカーボルトを挿通してこのアンカーボルトの固定位置を決め、コンクリートを打設して鉄筋とともに前記テンプレートをコンクリートに埋設し、コンクリートを打設した時点で前記アンカーボルトのみが完成外形の外部に突出した状態に構成することを特徴とする。

本発明によれば、アンカーボルト固定用のテンプレート架台が完全にコンクリート基礎躯体中に埋設されているので、コンクリート打設後にテンプレート架台を撤去する必要がなく、撤去作業の省略により機械装置の据付作業の工期を短縮することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の鉄筋コンクリート基礎を用いたプラント設備の一例の外観構成を表す斜視図である。
図１では発電用タービンプラント（コンバインドサイクル）を例示している。この発電用タービンプラントでは、吸気室２０から吸い込まれた空気が吸気ダクト２５を介してガスタービン３０に導入される。特に図示していないが、ガスタービン３０では、吸気ダクト２５からの吸気を圧縮機で圧縮し、その圧縮空気を燃焼器で燃料とともに燃焼することで発生させた高温高圧の燃焼ガスによってタービンの軸動力を得るようになっている。タービンで仕事をした後の燃焼ガス（排気）は排気ダクト３５を介して排熱回収ボイラ４０に導かれ、排気の熱エネルギーが回収される。排熱回収ボイラ４０で回収された熱エネルギーは蒸気生成に利用され、ここで生成した蒸気は蒸気タービン４５に供給されて膨張仕事をして蒸気タービン４５に軸動力を与える。蒸気タービン４５の軸動力は発電機５０に伝えられて電気エネルギーに変換される。蒸気タービン４５で仕事をした蒸気（排気）は復水器５５にて水に戻されて再び排熱回収ボイラ４０に供給される。６０はプラント起動時に用いられる起動装置である。

こうした蒸気タービンを用いた発電プラントでは蒸気タービンからの排気が復水器に導かれるが、復水器は蒸気タービンの排気出口に設けた排気室の下部に連設されるのが一般的である。図１のタービンプラントでも復水器５５は蒸気タービン４５の下方に設けられており、蒸気タービン４５は同軸に連結された発電機５０や起動装置６０等とともに基礎架台６５の上部に設置されている。

図２はこうした基礎架台の一構成例を表した斜視図である。
図２の基礎架台は、鉄筋コンクリート基礎７５が脚部７０により支持されてなる鉄筋コンクリートラーメン構造の高床式構造物である。鉄筋コンクリート基礎７５は機械装置を据え付けるものであり、例えば機械装置として蒸気タービンを据え付ける場合、中央の開口７６を介して下半側が階下に臨むように蒸気タービンを鉄筋コンクリート基礎７５に支持させ、鉄筋コンクリート基礎７５の下方に設置した復水器に連結する。蒸気タービンはそのケーシングに備えられたフランジが鉄筋コンクリート基礎７５に植設されたアンカーボルト７７によって鉄筋コンクリート基礎７５に強固に固定される。

図２の例のように、機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎には、機械装置のフランジ等に設けられたボルト挿通用の穴のピッチに合わせて機械装置を固定するためのアンカーボルトを植設する必要がある。本発明はコンクリート基礎に対するこのアンカーボルトの設置構造に特徴を有するものである。鉄筋コンクリート基礎の形状は様々であり、上部に固定される機械装置の形状に合わせて設計される。図示したように、例えば発電用の大型タービン据付用基礎は架台形状であり、梁と柱から構成されたラーメン構造のコンクリート構造物とするのが一般的である。

図３は本発明の一実施の形態に係る鉄筋コンクリート基礎の内部構成を表す部分斜視図、図４は図３中のＡ方向から見た透視図である。
図３及び図４に示すように、本発明の鉄筋コンクリート基礎は、主材となるコンクリート１、所要強度を発現させるためにコンクリート１内に配置した鉄筋２、鉄筋コンクリート基礎完成外形１Ａ（点線で図示）から先端が突出するようにコンクリート１に植設され固定された機械装置据え付け用のアンカーボルト３、及びアンカーボルト３を挿通する穴を有しアンカーボルト３の固定位置を決めるテンプレート（受金具）４を備えている。

鉄筋２には異形鉄筋が用いられることが通常であり構造計算に従って本数・径・間隔・配置形状が決められて鉄筋コンクリート基礎の躯体中に配筋される。通常、鉄筋２はコンクリート基礎の完成外形１Ａの表面からかぶりと呼ばれる距離をおいた内側で格子状に配置されて籠状の形状をなす。

テンプレート４はテンプレート支柱５及びテンプレート梁６とともにアンカーボルト固定用の埋設型テンプレート架台を構成する。またテンプレート梁６は、鉄筋２とともに所要強度を発現させるための構造材をなすように前記鉄筋の配列に組み入れられており、テンプレート梁６を含めた構造が所要強度を有するように構成されている。つまり鉄筋２の一部に代えてテンプレート梁６を配することで、構造計算にテンプレート梁６を考慮可能としている。

テンプレート支柱５はテンプレート梁６及びテンプレート４を支持するものであってＨ型鋼等の鉄骨材料で構成され、例えば本基礎架台を設置するコンクリート基礎等に設定されたベースプレートに固定されたりコンクリート基礎に底部が埋め込まれたりして固定される。本基礎架台のコンクリート打設が数回に分けて行われる場合、アンカーボルトが埋め込まれるコンクリート打設の直前のコンクリート打設時にテンプレート支柱５の底部を埋め込むこともできる。こうして固定されたテンプレート支柱５にテンプレート梁６を溶接或いはボルト止めで所定の高さに固定する。テンプレート支柱５は先端部分が完成外形１Ａの外側に突出しないように配置され、アンカーボルト固定用埋設型テンプレートの一部としてコンクリート基礎躯体中に全て埋設されるように設計されている。

テンプレート梁６はＨ型鋼等の鉄骨材料で構成され、テンプレート支柱５に対して水平な姿勢で溶接又はボルト止めにより固定されている。またこのテンプレート梁６は溶接又はボルト止めによってテンプレート梁６に固定されたテンプレート４とともにアンカーボルト３を所定の位置に固定する。このテンプレート梁６は構造計算の考慮に入れられるように例えばＨ型鋼で構成された場合、Ｈ型鋼の上側ウェブ部分を構造部材とみなし、コンクリート基礎１０の中立軸からの距離を中立軸と鉄筋２との距離とほぼ等距離となるように配置することで構造上の強度に寄与させたり、Ｈ型鋼全体の強度特性を構造計算に見込んだりして鉄筋２の一部に代える。いずれの強度計算の場合でも、テンプレート梁６はテンプレート支柱５とともにコンクリート基礎躯体中に完全に埋設されるように設計されている。

テンプレート４はＬ型鋼（山形鋼）等の形鋼で構成されており、テンプレート梁６に溶接又はボルト止めによりほぼ水平な姿勢で固定されている。もちろんＨ型鋼やＩ型鋼等といった他の形鋼を用いても良い。テンプレート４には、アンカーボルト３を設計通りの正確な位置に設定できるようにアンカーボルト３を通す穴が開けられている。このテンプレート４も鉄筋コンクリート基礎完成外形１Ａの内側に位置するように鉄筋２とともにコンクリート１に埋設され、テンプレート梁６及びテンプレート支柱５とともに鉄筋コンクリート基礎の躯体中に埋め込まれる。

アンカーボルト３はテンプレート４に開けられた穴に挿通され、これにより据え付ける機械装置側のボルト止めの位置に合った設計通りの位置に設定され、溶接やネジ止め等によってテンプレート４に固定される。こうした先行埋め込み型のアンカーボルト３は後に打設される基礎のコンクリートとの付着力によって固定される。アンカーボルト３の上部にはネジ山が切られており、機械装置にアンカーボルト３を通した状態でアンカーボルト３のネジ部にナットを締め付けることで、アンカーボルト３によって決められた位置に機械装置が固定される。鉄筋コンクリート基礎のコンクリートが打設終了後に硬化するまでには、気温やコンクリート特性等の条件によっても異なるが数日〜１週間以上の養生期間が必要である。

上記構成の鉄筋コンクリート基礎は以下の施工手順で構築される。
図３に示したような鉄筋コンクリート基礎を構築するには、まず鉄筋コンクリート基礎完成外形１Ａの底面側から順に鉄筋２を配筋する。テンプレート支柱５は上端が鉄筋コンクリート基礎の躯体中に収まるように設計・加工されており、例えば底部が先行して埋め込まれて固定される。テンプレート支柱５を立てたら、このテンプレート支柱５に溶接やボルト止め等によってテンプレート梁６を水平に取り付け、さらにテンプレート梁６にテンプレート４をやはり溶接やボルト止め等により固定する。或いは予めテンプレート４をテンプレート梁６に取り付けておき、その後にテンプレート梁６をテンプレート支柱５に固定しても良い。このとき、テンプレート梁６は鉄筋コンクリート完成外形１Ａからかぶりを置いて鉄筋２の配列に組み入れるようにして配置する。

テンプレート４が固定されたら、次にアンカーボルト３を設定する。テンプレート４に開けた穴にアンカーボルト３を通し、上端のネジ部が鉄筋コンクリート基礎の完成外形１Ａから突出する姿勢でアンカーボルト３を固定する。アンカーボルト３を固定したら、躯体内の底部を除く部分に配置する鉄筋２を配筋する。こうしてアンカーボルト３を固定したら、必要に応じてその他の基礎躯体中に埋設される電線管等を設定し、コンクリート１を打設する。コンクリート１の打設後はコンクリート１の強度発現のために数日〜１週間以上養生される。

ここで、図５は一般的な鉄筋コンクリート基礎に用いられるテンプレート架台の構成を表す斜視図、図６は図５中のＢ方向から見た透視図である。
これら図５及び図６に示すように、一般的にテンプレート支柱５の上端は鉄筋コンクリート基礎外形１Ａから突出しており、テンプレート支柱５の突出部分にテンプレート梁６’及びテンプレート４’が取り付けられる。そして、テンプレート４’に開けた穴を通してアンカーボルト３を懸垂して固定した状態でコンクリート１を打設し、コンクリート硬化後にコンクリート基礎完成外形より外部にあるテンプレート支柱５’を切断し、これに取り付けられたテンプレート梁６’・テンプレート４’とともに撤去することでアンカーボルト３をコンクリート基礎に設定している。

テンプレート梁６’には鉄骨が用いられ、テンプレート支柱５’に溶接又はボルト止めで取り付けられている。鉄骨の大きさや形状は、コンクリート１の打設時のコンクリートの流動力や硬化時の収縮力等の影響でアンカーボルト３が設計上の固定位置から移動して精度を失わないように決められている。構造鉄筋２については、基礎の構造計算により配筋形状・径・数量が決められている。しかし、構造鉄筋の配筋作業を行う際、アンカーボルト３・テンプレート４’・テンプレート支柱５’・テンプレート梁６’は施工後に撤去されるため構造計算時の配筋形状には考慮されない。また、鉄筋２の本数は構造計算により決まるため減らすことはできない。そのため、鉄筋２が他の部材の配置と重複する場合、アンカーボルトの配置が優先されるので鉄筋２はずらして配筋され、アンカーボルト３の配置を優先して鉄筋２をずらすことで局所的に鉄筋が密集する場所が生じがちである（図６等参照）。その結果、配筋或いはアンカーボルト３の設定の作業性が著しく低下したり、コンクリート打設時に部材の隙間が狭くなりコンクリートの充填が困難になったりする場合がある。

さらに、テンプレートの撤去作業はコンクリート硬化後に開始されるため、コンクリート養生期間として数日〜１週間以上の間テンプレートを撤去することができず機械装置の据付作業日程が大きく制約される。

それに対し、本実施の形態においては、アンカーボルト固定用のテンプレート架台が全て鉄筋コンクリート基礎躯体中に埋設されているため、テンプレート等の撤去作業を省略することができる。これによりコンクリート養生期間が経過したら直ちに機械装置の据え付けを実施することができ工期を大幅に短縮することができる。また、テンプレート架台が構造材を兼ねるため、テンプレート１等と鉄筋２との相対位置を図面上で容易に把握することができ、作業手順を考慮するのも容易である。

もちろん、アンカーボルト固定用のテンプレート架台が構造材を兼ねることで鉄筋２の物量を減少させることができ、テンプレート架台と鉄筋２との干渉も回避し易く鉄筋２の密集箇所を減少させることができる。したがって、鉄筋２の配筋作業やアンカーボルト固定用のテンプレート架台の設定作業の作業性が向上する。また鉄筋２の密集箇所が減少するので、コンクリート打設時にコンクリートを均一に充填し易い。

本発明の鉄筋コンクリート基礎を用いたプラント設備の一例の外観構成を表す斜視図である。 本発明の鉄筋コンクリート基礎を用いた基礎架台の一構成例を表した斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る鉄筋コンクリート基礎の内部構成を表す部分斜視図である。 図３中のＡ方向から見た透視図である。 一般的な鉄筋コンクリート基礎に用いられるテンプレート架台の構成を表す斜視図である。 図５中のＢ方向から見た透視図である。

符号の説明

１ コンクリート
１Ａ コンクリート基礎完成外形
２ 鉄筋
３ アンカーボルト
４ テンプレート
５ テンプレート支柱
６ テンプレート梁

Claims (7)

1. 機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎において、
   主材となるコンクリートと、
   所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋と、
   完成外形から突出するように前記コンクリートに固定された機械装置据え付け用のアンカーボルトと、
   このアンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに前記コンクリートに埋設されたテンプレートと
   を備えたことを特徴とする鉄筋コンクリート基礎。
2. 請求項１の鉄筋コンクリート基礎において、前記鉄筋とともに所要強度を発現させるための構造材をなすように前記テンプレートが前記鉄筋の配列に組み入れられていることを特徴とする鉄筋コンクリート基礎。
3. 請求項１の鉄筋コンクリート基礎において、前記テンプレートが形鋼であることを特徴とする鉄筋コンクリート基礎。
4. 請求項１の鉄筋コンクリート基礎において、前記鉄筋とともに所要強度を発現させるための構造材をなすように前記テンプレートが前記鉄筋の配列に組み入れられており、このテンプレートを含めた構造が所要強度を有するように構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート基礎。
5. 機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎において、
   主材となるコンクリートと、
   所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋と、
   完成外形から突出するように前記コンクリートに固定された機械装置据え付け用のアンカーボルトと、
   このアンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに前記コンクリートに埋設されたテンプレートと、
   このテンプレートを支持するものであって、先端部分が完成外形の外側に突出しないように前記コンクリートに埋設された支柱と
   を備えたことを特徴とする鉄筋コンクリート基礎。
6. 主材となるコンクリートと所要強度を発現させるために前記コンクリート内に配置した鉄筋とを備えた鉄筋コンクリート基礎に対して機械装置据え付け用のアンカーボルトを所要位置に設置するために用いられるテンプレート架台において、
   前記アンカーボルトを挿通する穴を有し前記アンカーボルトの固定位置を決めるものであって、前記鉄筋コンクリート基礎の完成外形の内側に位置するように前記鉄筋とともに配設されたテンプレートを備えたことを特徴とするテンプレート架台。
7. 機械装置を据え付ける鉄筋コンクリート基礎の構築方法において、
   完成外形の内側に位置するようにテンプレートを配設し、
   前記テンプレートに開けられた穴に機械装置据え付け用のアンカーボルトを挿通してこのアンカーボルトの固定位置を決め、
   コンクリートを打設して鉄筋とともに前記テンプレートをコンクリートに埋設し、コンクリートを打設した時点で前記アンカーボルトのみが完成外形の外部に突出した状態に構成する
   ことを特徴とする鉄筋コンクリート基礎の構築方法。

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