JP7093076B2 - 吊り治具、吊り姿勢制御装置及び吊り姿勢の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、吊り治具、吊り姿勢制御装置及び吊り姿勢の制御方法に関する。

特許文献１は、鉄筋ユニット吊り装置を開示する。この鉄筋ユニット吊り装置は、傾き調整装置を備えており、当該傾き調整装置によって鉄筋ユニットの姿勢を制御する。その結果、据え付け時に鉄筋ユニットの姿勢を微調整することができる。

特開平９－２４９３７７号公報

近年、大規模構造物の工期の短縮化が望まれており、種々の技術が検討されている。従来、鉄筋コンクリート構造を有する大規模構造物にあっては、必要数の鉄筋を施工現場に搬入した後に、当該施工現場において鉄筋を組み合わせて鉄筋構造物を構築する。このような工法に対して、鉄筋構造物を施工現場とは別の場所において予め組み立てる。そして、当該鉄筋構造物を施工現場に搬入し、鉄筋構造物同士を連結することにより、大規模構造物を速やかに構築する工法が検討されている。

このような工法では、既設の鉄筋構造物に対して、別の鉄筋構造物を次々に連結する作業が生じる。この連結作業では、揚重装置を用いて新たな鉄筋構造物を揚重し、既設の鉄筋構造物の近傍まで移動させる。そして、鉄筋構造物同士を連結する。

この連結では、既設の鉄筋構造物と新たな鉄筋構造物との相対的な位置関係を所望の位置関係となるように調整する必要がある。しかし、既設の鉄筋構造物は、既に固定されているので、位置を調整することが難しい。また、新たな鉄筋構造物は重量物であるので、姿勢を精度良く調整することが難しかった。

そこで、本発明は、揚重対象物の吊り姿勢を容易に制御可能な吊り治具、吊り姿勢制御装置及び吊り姿勢の制御方法を提供する。

本発明の一形態は、揚重対象物を揚重装置に吊り下げると共に揚重対象物の姿勢を制御する吊り治具であって、揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、第１軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレームに対して連結された第１フレームと、一端が基礎フレームに連結され、他端が第１フレームに連結された油圧式の第１駆動ジャッキと、を備える。

この吊り治具は、基礎フレームに対して揺動可能な第１フレームが連結されている。そして、基礎フレームと第１フレームとの間には、第１駆動ジャッキが設けられている。この第１駆動ジャッキは、油圧式であるので、比較的大きい力を生じさせることが可能である。この力は、第１駆動ジャッキに与える油圧によって容易に制御できる。その結果、揚重対象物の吊り姿勢を容易に制御することができる。

一形態に係る吊り治具は、第１軸の方向と直交する第２軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレーム又は第１フレームに対して連結された第２フレームと、一端が基礎フレーム又は第１フレームに連結され、他端が第１フレームに連結された油圧式の第２駆動ジャッキと、をさら備えてもよい。この構成によれば、第１軸とは異なる別の第２軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢を制御することが可能になる。従って、吊り下げた揚重対象物の姿勢をより柔軟に制御することができる。

一形態に係る吊り治具において、第１フレームは、第１軸を挟んで配置される２個の第１索体接続部を有し、第２フレームは、第２軸を挟んで配置される２個の第２索体接続部を有してもよい。この構成によれば、４本の索体によって揚重対象物が吊り下げられるので、揚重対象物の姿勢をさらに柔軟に制御することができる。

一形態に係る吊り治具において、第１フレームは、第１軸を挟んで配置される２個の第１索体接続部を有し、第２フレームは、第２軸から離間して配置される１個の第２索体接続部を有してもよい。この構成によれば、３本の索体によって揚重対象物が吊り下げられるので、揚重対象物を簡易な構成によって安定して吊り下げることができる。

本発明の別の形態は、揚重対象物であり、水平方向に平行であって揚重対象物の重心を通る対象物ロール軸と、水平方向に平行であって対象物ロール軸に直交する方向に延びると共に対象物ロール軸よりも上方に設定される対象物ピッチ軸と、を有する揚重対象物を、揚重装置に吊り下げると共に揚重対象物の姿勢を制御する吊り姿勢制御装置であって、揚重装置に吊り下げられる吊り治具と、吊り治具に吊り下げられると共に、揚重対象物に対して着脱可能に取り付けられる連結治具と、を備え、吊り治具は、揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、対象物ロール軸に平行な治具ロール軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレームに対して連結されたロールフレームと、一端が基礎フレームに連結され、他端がロールフレームに連結された油圧式のロール駆動ジャッキと、を有し、連結治具は、対象物ピッチ軸に沿って延び、ロールフレームに対して少なくとも２本のロール索体によって吊り下げられると共に揚重対象物に着脱可能に取り付けられるロール梁を有する。この装置によれば、対象物ロール軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢を制御することができる。

別の形態において、吊り治具は、対象物ピッチ軸に平行な治具ピッチ軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレーム又はロールフレームに対して連結されたピッチフレームと、一端が基礎フレーム又はロールフレームに連結され、他端がピッチフレームに連結された油圧式のピッチ駆動ジャッキと、をさらに有し、吊り治具は、対象物ロール軸に対して平行な方向に延び、ピッチフレームに対して連結されると共にロール梁に固定されるピッチ梁をさらに有してもよい。この装置によれば、対象物ロール軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢に加えて、さらに、対象物ピッチ軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢を制御することができる。

別の形態において、ピッチ梁は、ロール梁に固定された固定部と、揚重対象物の主面側に突出する主面側突出部と、揚重対象物の裏面側に突出する裏面側突出部と、を含み、主面側突出部及び裏面側突出部は、２本のピッチ索体によってピッチフレームに連結されてもよい。この構成によれば、４本の索体によって揚重対象物が吊り下げられるので、揚重対象物の姿勢をさらに柔軟に制御することができる。

別の形態において、ピッチ梁は、ロール梁に固定された固定端部と、揚重対象物の主面側に突出する主面側突出部と、を有し、主面側突出部は、１本のピッチ索体によって第ピッチフレームに連結されてもよい。この構成によれば、３本の索体によって揚重対象物が吊り下げられるので、揚重対象物を簡易な構成によって安定して吊り下げることができる。

本発明のさらに別の形態は、揚重対象物であり、水平方向に平行であって揚重対象物の重心を通る対象物ロール軸と、水平方向に平行であって対象物ロール軸に直交する方向に延びると共に対象物ロール軸よりも上方に設定される対象物ピッチ軸と、を有する揚重対象物を、揚重装置に吊り下げると共に揚重対象物の姿勢を制御する吊り姿勢制御装置であって、揚重装置に吊り下げられる吊り治具と、吊り治具に吊り下げられると共に、揚重対象物に対して着脱可能に取り付けられる連結治具と、を備え、吊り治具は、揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、対象物ピッチ軸に平行な治具ピッチ軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレームに対して連結されたピッチフレームと、一端が基礎フレームに連結され、他端がピッチフレームに連結された油圧式のピッチ駆動ジャッキと、を有し、連結治具は、対象物ロール軸に対して平行な方向に延び、ピッチフレームに対して少なくとも２本のピッチ索体によって吊り下げられると共に揚重索体に着脱可能に取り付けられるピッチ梁を有する。この装置によれば、対象物ピッチ軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢を制御することができる。

さらに別の形態において、吊り治具は、対象物ロール軸に平行な治具ロール軸のまわりに揺動可能であるように、基礎フレームに対して連結されたロールフレームと、一端が基礎フレームに連結され、他端がロールフレームに連結された油圧式のロール駆動ジャッキと、をさらに有し、連結治具は、対象物ピッチ軸に沿って延び、ロールフレームに対して１本のロール索体によって連結されると共にピッチフレームに固定されるロール梁を有してもよい。この装置によれば、対象物ピッチ軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢に加えて、さらに、対象物ロール軸のまわりにおける揚重対象物の姿勢を制御することができる。

本発明のさらに別の形態は、揚重装置に吊り下げられた対象物の姿勢を上記の吊り姿勢制御装置を用いて制御する吊り姿勢の制御方法であって、揚重対象物の重心を通り、対象物ロール軸及び対象物ピッチ軸と直交する対象物重心軸を設定するステップと、対象物ピッチ軸と対象物重心軸との交点に対して対象物ロール軸の方向に沿って離間する位置に、ロール梁を連結するステップと、揚重装置を操作して、揚重対象物の下端が地表面より上方に位置するまで揚重対象物を揚重するステップと、対象物ピッチ軸のまわりにおける鉛直軸に対する揚重対象物の傾きが所望の傾きとなるように、ピッチ駆動ジャッキを操作してピッチフレームを傾けるステップと、を有する。

この方法によれば、対象物ピッチ軸と対象物重心軸との交点に対して対象物ロール軸の方向に沿って離間する位置に、ロール梁を連結する。その結果、揚重するステップによって吊り下げられた揚重対象物は、鉛直軸に対して傾く。そして、ピッチ駆動ジャッキを操作してピッチフレームを傾けることにより、揚重対象物の姿勢は、重心軸が鉛直軸に平行となる姿勢を経て、重心軸が鉛直軸に対して逆方向に傾く範囲まで調整可能である。従って、対象物ピッチ軸のまわりにおける制御可能な範囲を、鉛直軸を挟んでその両側に確保することができる。

本発明によれば、揚重対象物の吊り姿勢を容易に制御可能な吊り治具、吊り姿勢制御装置及び吊り姿勢の制御方法が提供される。

図１は、第１実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋を揚重する様子を示す斜視図である。 図２は、図１に示された吊り姿勢制御装置を分解して示す斜視図である。 図３は、ユニット鉄筋の姿勢を変更する原理を説明するための図である。 図４は、第２実施形態に係る吊り姿勢制御装置を分解して示す斜視図である。 図５は、第３実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋を揚重する様子を示す斜視図である。 図６は、第４実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋を揚重する様子を示す斜視図である。 図７は、第５実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋を揚重する様子を示す斜視図である。 図８は、第３実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋の姿勢を制御する方法を説明するための図である。 図９は、図８に続いて、第３実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋の姿勢を制御する方法を説明するための図である。 図１０は、図９に続いて、第３実施形態に係る吊り姿勢制御装置を用いてユニット鉄筋の姿勢を制御する方法を説明するための図である。

〔第１実施形態〕
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、吊り姿勢制御装置１は、吊り治具２と、トラバーサ３（連結治具）と、を有する。吊り治具２は、トラバーサ３を介してユニット鉄筋１００（揚重対象物）を揚重装置２００に対して連結する。

ユニット鉄筋１００は、複数の鉄筋が格子状に組み合わされたものである。ユニット鉄筋１００は、例えば、ニューマチックケーソン工法に用いられる先組鉄筋である。吊り姿勢制御装置１を用いることにより、ケーソンの側壁を構成する先組鉄筋を効率よく配置することができ、工期の短縮を図ることが可能になる。ユニット鉄筋１００は、複数のたて筋１０１と、複数のよこ筋１０２と、を有する。複数のたて筋１０１は、互いに離間して配置され、よこ筋１０２と交差する位置において、よこ筋１０２に固定されている。ユニット鉄筋１００は、平板状であってもよいし、湾曲状であってもよい。なお、吊り姿勢制御装置１が吊り下げる揚重対象物は、ユニット鉄筋１００に限定されない。

ユニット鉄筋１００には、姿勢の制御に関し２本の基準軸が設定されている。具体的には、対象物ロール軸Ｒ１００（第１軸）と対象物ピッチ軸Ｐ１００（第２軸）とが設定されている。対象物ロール軸Ｒ１００は、水平方向に平行であって、ユニット鉄筋１００の重心Ｇ１００を通る。対象物ピッチ軸Ｐ１００は、水平方向に平行であって、対象物ロール軸Ｒ１００に直交する方向に延びると共に対象物ロール軸Ｒ１００よりも上方に設定される。例えば、対象物ピッチ軸Ｐ１００は、ユニット鉄筋１００の上端辺に沿うように設定されている。換言すると、対象物ピッチ軸Ｐ１００は、ユニット鉄筋１００とトラバーサ３との連結部分に設定されているとも言える。

クレーンといった揚重装置２００は、ワイヤ３０１を巻き取り、又は、巻き出すことにより、基準面（例えば地表面２０１）からのユニット鉄筋１００の高さを制御する。揚重装置２００は、ウインチ（不図示）を備えており、ウインチを駆動することによって、揚重装置２００から繰り出されるワイヤ３０１の長さを制御する。ワイヤ３０１の下端部には、フック３０２が連結される。このフック３０２には、さらに、４本のワイヤ３０３が連結される。それぞれのワイヤ３０３の下端は、吊り姿勢制御装置１の上側に連結される。これらワイヤ３０１、３０３は、揚重索体を構成する。

吊り治具２には、一対のロールワイヤ４（ロール索体）及び一対のピッチワイヤ６（ピッチ索体）の上端が連結される。ロールワイヤ４及びピッチワイヤ６の下端は、トラバーサ３に連結される。吊り治具２の詳細は、後述する。

トラバーサ３は、ユニット鉄筋１００におけるたて筋１０１又はよこ筋１０２を保持する。トラバーサ３は、ロール梁７と、ピッチ梁８と、を有する。

ロール梁７は、対象物ピッチ軸Ｐ１００に沿って延び、２本のロールワイヤ４によって、吊り治具２に対して吊り下げられている。具体的には、ロール梁７は、２個のアイボルト９（第１索体接続部）を有しており、当該アイボルト９は、ロール梁７の両端部分に取り付けられている。ロールワイヤ４の下端は、このアイボルト９に連結されている。さらに、ロール梁７は、ユニット鉄筋１００に対して着脱可能に取り付けられる。例えば、ロール梁７は、よこ筋１０２と略平行となるように、たて筋１０１に対して固定されている。

ピッチ梁８は、対象物ロール軸Ｒ１００に対して平行な方向に延び、吊り治具２に対して連結される。ピッチ梁８の長さは、ロール梁７よりも短い。ピッチ梁８は、ロール梁７に固定された固定部８ａと、ユニット鉄筋１００の主面側に突出する主面側突出部８ｂと、ユニット鉄筋１００の裏面側に突出する裏面側突出部８ｃと、を含む。固定部８ａの位置は、ピッチ梁８の長手方向における略中央である。つまり、トラバーサ３の重心は、ロール梁７の重心とピッチ梁８の重心とに一致する。主面側突出部８ｂ及び裏面側突出部８ｃは、２本のピッチワイヤ６によって吊り治具２に連結されている。具体的には、主面側突出部８ｂ及び裏面側突出部８ｃのそれぞれの先端部には、アイボルト１０（第２索体接続部）が取り付けられている。ピッチワイヤ６の下端は、このアイボルト１０に連結されている。

このような吊り姿勢制御装置１によれば、揚重装置２００を操作することにより、ユニット鉄筋１００を鉛直方向及び水平方向のそれぞれに並進させることができる。さらに、吊り治具２を操作することにより、ユニット鉄筋１００を対象物ロール軸Ｒ１００及び／又は対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりに揺動させることができる。従って、ユニット鉄筋１００を所望の姿勢に制御することができる。なお、実施形態の説明において、「姿勢」とは、対象物ロール軸Ｒ１００及び対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりの揺動角度と、を少なくとも含むものとする。

〔吊り治具〕
以下、吊り治具２について詳細に説明する。図２に示すように、吊り治具２は、基礎フレーム１１と、ロールフレーム１２（第１フレーム）と、ピッチフレーム１３（第２フレーム）と、ロール駆動ジャッキ１４（第１駆動ジャッキ）と、ピッチ駆動ジャッキ１６（第２駆動ジャッキ）と、油圧ユニット１７（油圧装置）と、を有する。ロールフレーム１２は、対象物ロール軸Ｒ１００に平行な治具ロール軸Ｒ１２を中心軸線として揺動可能であり、ロール駆動ジャッキ１４から提供される駆動力によって揺動する。ピッチフレーム１３は、対象物ピッチ軸Ｐ１００に平行な治具ピッチ軸Ｐ１３を中心軸線として揺動可能であり、ピッチ駆動ジャッキ１６から提供される駆動力によって揺動する。

基礎フレーム１１は、吊り治具２の基礎となる部分である。基礎フレーム１１は、形鋼を組み合わせて構成された枠体であり、平面視して矩形状を呈する。基礎フレーム１１は、４個のアイボルト５を有する。アイボルト５は、基礎フレーム１１の上面に固定される。そして、アイボルト５には、ワイヤ３０３が連結される。アイボルト５は、基礎フレーム１１の重心Ｇ１１から等距離となる位置にそれぞれ設けられる。従って、例えば、アイボルト５は、正方形の頂点に対応する位置に固定される。このような構成によれば、揚重装置２００にフック３０２及びワイヤ３０１、３０３を介して吊り下げられた基礎フレーム１１は、略水平を保つことができる。なお、基礎フレーム１１には、必要に応じて、補強フレームを設けてもよい。

基礎フレーム１１には、油圧ユニット１７が載置されている。この構成によれば、油圧ユニット１７の重量分だけ基礎フレーム１１の重量が増加する。そうすると、ロール駆動ジャッキ１４及びピッチ駆動ジャッキ１６に対して基礎フレーム１１が与える反力を増大させることが可能になる。従って、より重量の大きいユニット鉄筋１００の姿勢を調整することができる。油圧ユニット１７は、ロール駆動ジャッキ１４及びピッチ駆動ジャッキ１６に作動油を供給する。油圧ユニット１７の操作は、吊り治具２及びユニット鉄筋１００を目視或いはカメラ画像によって確認し得る場所にいる作業者によって行われる。つまり、油圧ユニット１７は作業者から送信される制御信号を受け取る受信装置を含み、有線又は無線による遠隔操作が可能である。

ロールフレーム１２は、基礎フレーム１１と同様に形鋼を組み合わせて構成された枠体である。ロールフレーム１２は、基礎フレーム１１の下方に配置されて、一対のロール連結部１８によって基礎フレーム１１に対して連結されている。ロール連結部１８は、鉛直下向きに延びている。ロール連結部１８の上端は、基礎フレーム１１の治具ロール軸Ｒ１２の方向に並んだ端部１１ａ、１１ｂのそれぞれに溶接されている。

ロール連結部１８の下端は、ロールフレーム１２に連結されている。具体的には、ロール連結部１８の下端は、治具ロール軸Ｒ１２の軸線上において、治具ピッチ軸Ｐ１３を挟むように形成された端部１２ａ、１２ｂに連結されている。それぞれのロール連結部１８の下端には、軸受１９が設けられている。つまり、ロール連結部１８は、軸受１９を介してロールフレーム１２に連結されている。この構成によれば、ロールフレーム１２は、治具ロール軸Ｒ１２を中心軸線として揺動可能である。

ロールフレーム１２は、一対のアイボルト２１を有する。アイボルト２１は、治具ピッチ軸Ｐ１３上において、治具ロール軸Ｒ１２を挟むようにロールフレーム１２に対して取り付けられている。それぞれのアイボルト２１には、ロールワイヤ４が連結されている。

基礎フレーム１１とロールフレーム１２との間には、ロール駆動ジャッキ１４が設けられている。ロール駆動ジャッキ１４は、油圧ユニット１７から提供される作動油によって駆動する油圧式のジャッキである。ロール駆動ジャッキ１４は、ピストン１４ａとシリンダ１４ｂと、を有する。基礎フレーム１１及びロールフレーム１２には、それぞれ軸受２２Ａ、２２Ｂが設けられており、シリンダ１４ｂ（一端）が基礎フレーム１１の軸受２２Ａに連結され、ピストン１４ａ（他端）がロールフレーム１２の軸受２２Ｂに連結されている。これらの軸受２２Ａ、２２Ｂは、ピストン１４ａ及びシリンダ１４ｂの揺動を許容する。ここで、基礎フレーム１１の軸受２２Ａは、治具ロール軸Ｒ１２に対して治具ピッチ軸Ｐ１３の方向に離間した位置に設けられる。また、ロールフレーム１２の軸受２２Ｂも、治具ロール軸Ｒ１２に対して治具ピッチ軸Ｐ１３の方向に離間した位置に設けられる。なお、軸受２２Ａ、２２Ｂ共に治具ロール軸Ｒ１２に対する離間距離は、同じである。

このような構成において、例えば、ロール駆動ジャッキ１４を伸長する。そうすると、ロール駆動ジャッキ１４は、基礎フレーム１１を上方に押圧すると共に、基礎フレーム１１から反力を受ける。また、ロール駆動ジャッキ１４は、ロールフレーム１２を下方に押圧すると共に、ロールフレーム１２から反力を受ける。基礎フレーム１１の反力とロールフレーム１２から反力のバランスに応じて、治具ロール軸Ｒ１２のまわりのトルクが生じる。従って、ロールフレーム１２が治具ロール軸Ｒ１２のまわりに揺動する。なお、基礎フレーム１１の質量とロールフレーム１２の質量とのバランスによっては、ロールフレーム１２及び基礎フレーム１１の両方が揺動することもある。ロール駆動ジャッキ１４によるロールフレーム１２の揺動を考慮するときには、基礎フレーム１１の質量として、基礎フレーム１１の質量に加えて油圧ユニット１７の質量を含めてもよい。ロールフレーム１２の質量として、ロールフレーム１２に吊り下げられる物体（トラバーサ３及びユニット鉄筋１００）の質量を含めてもよい。

そして、ロールフレーム１２が傾くと、ロールフレーム１２とロールワイヤ４とのなす角度が変化する。この角度の変化は、ロールワイヤ４に作用する張力の垂直成分の大きさを変化させる。従って、一対のロールワイヤ４において垂直成分の大きさを変化させる、つまり、ユニット鉄筋１００から作用する力を分担する割合が変化する。その結果、ユニット鉄筋１００は対象物ロール軸Ｒ１００のまわりに回転する。従って、ロール駆動ジャッキ１４を制御することにより、ユニット鉄筋１００の姿勢を調整することが可能であるので、この吊り治具２によれば、吊り下げたユニット鉄筋１００の姿勢を容易に調整できる。

ピッチフレーム１３は、基礎フレーム１１と同様に形鋼を組み合わせて構成された枠体であり、平面視して矩形状を呈する。ピッチフレーム１３は、基礎フレーム１１の下方に配置されて、一対のピッチ軸受２３によってロールフレーム１２に対して連結されている。この構成によれば、ロールフレーム１２が傾いたとき、ピッチフレーム１３もその傾きに連動する。ピッチ軸受２３は、治具ピッチ軸Ｐ１３の軸線上において、治具ロール軸Ｒ１２を挟む側辺部１３ａ、１３ｂに取り付けられる。

ピッチフレーム１３は、一対のアイボルト２４を有する。アイボルト２４は、治具ロール軸Ｒ１２上において、治具ピッチ軸Ｐ１３を挟むようにピッチフレーム１３に対して取り付けられている。それぞれのアイボルト２４には、ピッチワイヤ６が連結されている。

基礎フレーム１１とピッチフレーム１３との間には、ピッチ駆動ジャッキ１６が設けられる。基礎フレーム１１及びピッチフレーム１３には、それぞれ軸受２６Ａ、２６Ｂが設けられており、シリンダ１６ｂ（一端）が基礎フレーム１１の軸受２６Ａに連結され、ピストン１６ａ（他端）がピッチフレーム１３の軸受２６Ｂに連結される。これらの軸受２６Ａ、２６Ｂは、ピストン１６ａ及びシリンダ１６ｂの揺動を許容する。ここで、基礎フレーム１１の軸受２６Ａは、治具ピッチ軸Ｐ１３に対して治具ロール軸Ｒ１２の方向に離間した位置に設けられる。また、ピッチフレーム１３の軸受２６Ｂも、治具ピッチ軸Ｐ１３に対して治具ロール軸Ｒ１２の方向に離間した位置に設けられる。なお、軸受２６Ａ、２６Ｂ共に治具ピッチ軸Ｐ１３に対する離間距離は、同じである。

このような構成によっても、ピッチ駆動ジャッキ１６を伸縮させることにより、ピッチフレーム１３が治具ピッチ軸Ｐ１３のまわりに揺動する。そしてピッチフレーム１３の傾きに対応して、ピッチ梁８も傾く。その結果、トラバーサ３及びトラバーサ３に連結されたユニット鉄筋１００は、対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりに強制的に傾けられる（図３の（ａ）部参照）。この傾きによれば、対象物重心軸ＣＬからユニット鉄筋１００の重心Ｇ１００がずれる。このずれが生じた状態は、不安定な状態であるので、重心Ｇ１００が再び対象物重心軸ＣＬ上に位置するように、揚重装置２００より下方の物体（ワイヤ３０３、吊り治具２、トラバーサ３及びユニット鉄筋１００）がワイヤ３０３の上端を基点として傾く（図３の（ｂ）部参照）。上述の理由により、対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりにユニット鉄筋１００を傾けることができる。

ところで、コンクリート構造物の構築において、鉄筋の組立作業を効率化することは、全体工期の短縮、安全確保の観点から重要である。そこで、まず、施工現場とは別の場所において、予めユニット鉄筋を組み立てる。ここでいう「施工場所とは別の場所」とは、鉄筋を組み立てる場所とは異なる場所を意味する。そして、次に、当該ユニット鉄筋を施工現場に搬入して、逐次連結する技術が検討されている。従来、土木分野においては、配筋仕様や鉄筋径が大きいために、このような先組み技術の適用が難しかった。近年では、ニューマチックケーソン工法を採用する工事が増加しており、当該工事において、全体の工期に対して配筋工程が占める割合が重くなりつつある。具体的には、ケーソン工事は、ケーソン躯体構築と、ケーソン沈設と、を繰り返す。そこで、ケーソン沈設中に、ケーソン躯体構築における鉄筋先組を実施することにより、全体の工期短縮が可能となる。さらに、設置に要する時間も短縮できれば、更なる工期短縮が期待できる。

そこで、吊り姿勢制御装置１によれば、ユニット鉄筋１００の姿勢制御が精密かつ簡易に行えるので、従来困難であった土木分野へ先組技術を容易に適用することが可能になる。

〔第２実施形態〕
次に、図４を参照しつつ、第２実施形態に係る吊り姿勢制御装置１Ａについて説明する。吊り姿勢制御装置１Ａは、吊り治具２Ａを備えており、当該吊り治具２Ａの構成が吊り治具２と相違する。具体的には、吊り治具２ではピッチフレーム１３がロールフレーム１２に連結されていたのに対し、吊り治具２Ａではピッチフレーム１３Ａが基礎フレーム１１Ａに対して連結されている。つまり、ピッチフレーム１３Ａは、ロールフレーム１２Ａに連結されていない。以下、基礎フレーム１１Ａ及びピッチフレーム１３Ａについて詳細に説明し、その他の共通する構成については説明を省略する。

吊り治具２Ａは、基礎フレーム１１Ａと、ロールフレーム１２Ａと、ピッチフレーム１３Ａと、を有する。基礎フレーム１１Ａは、ピッチフレーム１３Ａのための一対のピッチ連結部２７を有する。ピッチ連結部２７は、鉛直方向に沿って延びる。ピッチ連結部２７の上端部は基礎フレーム１１Ａに固定される。ピッチ連結部２７の下端部はピッチフレーム１３Ａに連結される。より詳細には、ピッチ連結部２７の下端は、ピッチフレーム１３Ａに取り付けられた軸受２８を介してピッチフレーム１３Ａに連結される。

ところで、第１実施形態に係る吊り治具２では、ロールフレーム１２の揺動にピッチフレーム１３が追従していた。具体的には、ロールフレーム１２が治具ロール軸Ｒ１２のまわりに揺動したとき、ピッチフレーム１３も、治具ピッチ軸Ｐ１３のまわりに揺動する。

一方、第２実施形態に係る吊り治具２Ａでは、ロールフレーム１２Ａの揺動にピッチフレーム１３Ａが追従しない。具体的には、ロールフレーム１２Ａが治具ロール軸Ｒ１２のまわりに揺動したとき、ピッチフレーム１３Ａは、基礎フレーム１１Ａを基準として治具ピッチ軸Ｐ１３のまわりに揺動しない。換言すると、ロールフレーム１２Ａの揺動と、ピッチフレーム１３Ａの揺動と、は互いに独立である。

この吊り治具２Ａによっても、第１実施形態に係る吊り治具２と同様に、ユニット鉄筋１００の姿勢を制御することができる。具体的には、ユニット鉄筋１００を治具ロール軸Ｒ１２の方向のまわりに傾けると共に治具ピッチ軸Ｐ１３の方向のまわりに倒す又は起こすことができる。つまり、吊り治具２Ａは、ロールフレーム１２の傾きと、ピッチフレーム１３Ａの傾きと、を互いに独立に調整することができる。従って、ユニット鉄筋１００の姿勢を柔軟に制御することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図５を参照しつつ、第３実施形態に係る吊り姿勢制御装置１Ｂについて説明する。図５に示すように、吊り姿勢制御装置１Ｂは、吊り治具２と、トラバーサ３Ｂと、を有する。ここで、吊り治具２は、第１実施形態の吊り姿勢制御装置１と共通である。一方、第３実施形態のトラバーサ３Ｂは、第１実施形態のトラバーサ３と相違する。

トラバーサ３Ｂは、ロール梁７と、ピッチ梁２９と、を有する。第３実施形態のトラバーサ３Ｂでは、ピッチ梁２９がユニット鉄筋１００の一方の面側にのみ突出している。
このピッチ梁２９は、ロール梁７に固定された固定端部２９ａと、対象物ロール軸Ｒ１００の方向に突出した主面側突出部２９ｂと、を有する。ピッチ梁２９は、ユニット鉄筋１００の上端上において、ユニット鉄筋１００の主面から法線に沿って突出する。換言すると、ピッチ梁２９は、対象物ロール軸Ｒ１００の方向に突出する。そうすると、トラバーサ３Ｂを鉛直方向から平面視すると、Ｔ字状を呈する。つまり、トラバーサ３Ｂは、ユニット鉄筋１００の裏面の側に突出する部分を有しない。

吊り治具２とトラバーサ３Ｂとは、２本のロールワイヤ４と１本のピッチワイヤ６とによって連結される。ロールワイヤ４は、ロールフレーム１２とロール梁７とに連結されている。１本のピッチワイヤ６は、ピッチフレーム１３とピッチ梁２９とに連結されている。

この構成によれば、一対のロールワイヤ４は、ユニット鉄筋１００の重量を負担すると共に、ユニット鉄筋１００を対象物ロール軸Ｒ１００のまわりに揺動する機能を奏する。一方、ピッチワイヤ６は、ユニット鉄筋１００を対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりに揺動させる機能を奏する。

このような吊り姿勢制御装置１Ｂによっても、ユニット鉄筋１００の姿勢を所望の姿勢に制御することができる。なお、後述する第６実施形態において、この吊り姿勢制御装置１Ｂを用いてユニット鉄筋１００を揚重すると共にユニット鉄筋１００の姿勢を制御する方法を例示する。

〔第４実施形態〕
次に、図６を参照しつつ、第４実施形態に係る吊り姿勢制御装置１Ｃについて説明する。図６に示すように、吊り姿勢制御装置１Ｃは、吊り治具２と、トラバーサ３Ｃと、を有する。ここで、吊り治具２は、第１実施形態の吊り姿勢制御装置１と共通である。一方、第４実施形態のトラバーサ３Ｃは、第１実施形態のトラバーサ３と相違する。

トラバーサ３Ｃは、ロール梁７を有する。つまり、第４実施形態のトラバーサ３Ｃは、ピッチ梁８を有しない。吊り治具２とトラバーサ３Ｃとは、一対のロールワイヤ４によって連結される。つまり、一対のロールワイヤ４は、ロールフレーム１２とロール梁７とに連結されている。

このような吊り姿勢制御装置１によっても、ユニット鉄筋１００の姿勢を所望の姿勢に制御することができる。

施工の態様によっては、ユニット鉄筋１００の姿勢を一軸のまわりに制御できれば足りることもあり得る。例えば、ユニット鉄筋１００を、対象物ロール軸Ｒ１００のまわりに制御できればよいこともある。この場合には、例えば、吊り治具２のピッチフレーム１３及びピッチ駆動ジャッキ１６を省略してもよい。その結果、装置構成を単純化することができる。

〔第５実施形態〕
次に、図７を参照しつつ、第５実施形態に係る吊り姿勢制御装置１Ｄについて説明する。図７に示すように、吊り姿勢制御装置１Ｄは、吊り治具２と、トラバーサ３Ｄと、を有する。ここで、吊り治具２は、第１実施形態の吊り姿勢制御装置１と共通である。一方、第３実施形態のトラバーサ３Ｄは、第１実施形態のトラバーサ３と相違する。

トラバーサ３Ｄは、ロール梁７と、ピッチ梁８と、を有する。ロール梁７及びピッチ梁８の構成は、第１実施形態のロール梁７及びピッチ梁８と共通である。一方、第５実施形態では、吊り治具２とトラバーサ３Ｄとの連結態様が、第１実施形態と相違している。具体的には、ピッチ梁８とピッチフレーム１３とは一対のピッチワイヤ６によって連結されている。この構成は、第１実施形態と共通である。一方、ロール梁７とロールフレーム１２とは、１本のロールワイヤ４によって連結されている。

この構成によれば、一対のピッチワイヤ６は、ユニット鉄筋１００を負担すると共に、ユニット鉄筋１００を対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりに揺動させる機能を奏する。一方、ロールワイヤ４は、ユニット鉄筋１００を対象物ロール軸Ｒ１００のまわりに揺動させる機能を奏する。

このような吊り姿勢制御装置１によっても、ユニット鉄筋１００の姿勢を所望の姿勢に制御することができる。

〔第６実施形態〕
以下、図８、図９及び図１０を参照しつつ、第６実施形態として、ユニット鉄筋１００の姿勢を制御する方法について説明する。この制御方法の説明では、第３実施形態の吊り姿勢制御装置１Ｂを用いる。

図８の（ａ）部に示すように、まず、ユニット鉄筋１００の対象物重心軸ＣＬを設定する（ステップＳ１）。対象物重心軸ＣＬとは、対象物ロール軸Ｒ１００と直交する仮想的な軸線であって、ユニット鉄筋１００の重心Ｇ１００を通る軸線をいう。

次に、図８の（ｂ）部に示すように、ユニット鉄筋１００の上端にトラバーサ３Ｂを取り付ける（ステップＳ２）。このとき、トラバーサ３Ｂのロール梁７は、対象物重心軸ＣＬと重複する位置に取り付けない。換言すると、ロール梁７は、対象物重心軸ＣＬから対象物ロール軸Ｒ１００の方向に沿ってずれた位置に取り付ける。より具体的には、ロール梁７を取り付ける位置は、対象物重心軸ＣＬと裏面１００ａとの間である。

次に、図９の（ａ）部に示すように、吊り治具２とトラバーサ３Ｂとを連結する（ステップＳ３）。具体的には、ロールフレーム１２に連結されているロールワイヤ４の端部をロール梁７のアイボルト９に連結する。また、ピッチフレーム１３に連結されているピッチワイヤ６の端部をピッチ梁２９のアイボルト３０に連結する。

このとき、ピッチ駆動ジャッキ１６の長さが最も短くなるようにする。図９の（ａ）部に示す例では、ピッチ駆動ジャッキ１６を最短としたとき、ピッチフレーム１３は、ピッチワイヤ６が連結されている側の端部が下方に位置する。

次に、図９の（ｂ）部に示すように、揚重装置２００（図１参照）を操作して、ユニット鉄筋１００を徐々に吊り上げる（ステップＳ４）。このとき、ユニット鉄筋１００の重量は、ロールフレーム１２及びロール梁７を連結するロールワイヤ４が負担する。

そして、図１０の（ａ）部に示すように、ユニット鉄筋１００の下端が地表面２０１から離間する状態まで引き上げる。ここで、ステップＳ２において、ロール梁７を対象物重心軸ＣＬからずれた位置に取り付けた。その結果、ユニット鉄筋１００は、主面１００ｂの側に傾いた姿勢で安定する。具体的には、ロールワイヤ４の連結位置（アイボルト９の位置）と重心Ｇ１００とが鉛直軸ＶＬに並ぶ姿勢で安定する。つまり、ロールワイヤ４の連結位置（つまり、ユニット鉄筋１００におけるロール梁７の取付位置）によって、ユニット鉄筋１００の傾きを所望の傾きにすることができる。例えば、この初期状態の傾きは、吊り姿勢制御装置１Ｂに求められる姿勢の制御範囲によって設定してもよい。

そして、図１０の（ｂ）部に示すように、ピッチ駆動ジャッキ１６を動作させて、対象物ピッチ軸Ｐ１００のまわりのユニット鉄筋１００の姿勢を制御する（ステップＳ５）。具体的には、ピッチ駆動ジャッキ１６は、初期状態において最短とされている。従って、姿勢制御にあたっては、ピッチ駆動ジャッキ１６の長さを長くするように動作させる。油圧ジャッキは、作動油の供給によって伸長する動作に起因する力が強い。従って、ピッチ駆動ジャッキ１６の長さを長くする動作によれば、ピッチフレーム１３に対して十分な駆動力を提供することができる。ピッチ駆動ジャッキ１６を伸長すると、ピッチワイヤ６が連結されたピッチフレーム１３の端部が上昇する。この上昇によって、ピッチワイヤ６が上方に引張られ、ひいては、ピッチワイヤ６が連結されたピッチ梁８が上方に持ち上げられる。つまり、初期状態とは逆の向きにユニット鉄筋１００が傾く。この傾きは、ピッチ駆動ジャッキ１６の伸長長さにより制御される。

この吊り姿勢の制御方法によれば、ユニット鉄筋１００を所望の姿勢に制御することができる。

また、第３実施形態の吊り姿勢制御装置１Ｂでは、トラバーサ３のピッチ梁２９が裏面１００ａの側に突出していない。従って、ユニット鉄筋１００に対してトラバーサ３Ｂを容易に取り付けることができる（図８の（ｂ）部参照）。さらに、ユニット鉄筋１００を持ち上げるとき（図９の（ａ）部及び同（ｂ）部）に、ピッチ梁８に連結されたピッチワイヤ６の取り回しが容易になる。従って、揚重作業を簡易にすることができる。

本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。

吊り治具によって揚重される対象物は、ユニット鉄筋１００に限定されない。吊り治具は、設置に精度が要する重量物の揚重作業に用いることができる。例えば、先行設置されたアンカーに対して、機械或いは高欄を設置する作業に吊り治具を用いてよい。このような作業では、機械又は高欄といった設置する側にアンカーが挿通される穴が設けられており、当該穴に対して精度良くアンカーを通すことが求められることがあり得るためである。また、吊り治具は、鋳鉄やダクタイル配管で予め設置されている配管へのつなぎ込みに用いてもよい。さらに、吊り治具は、例えば、覆工板の開口から、山留材又は配管といった長尺物を覆工板下に入れる場合に、角度を付けて開口を通し、通し終わってから水平に戻して設置するといった作業に用いてもよい。

吊り治具と対象物とを連結するワイヤは、上記実施形態に示された構成に限定されない。つまり、吊り治具と対象物とは、４本以上のワイヤによって連結されてもよい。

上記実施形態に示された吊り治具２は、対象物ロール軸Ｒ１００と対象物ピッチ軸Ｐ１００とのまわりに揺動させることが可能であった。例えば、吊り治具は、いずれか一方の軸のまわりのみに揺動させることが可能な構成であってもよい。つまり、吊り治具は、基礎フレームとロールフレームとを備えており、ピッチフレームを備えない構成としてもよい。また、吊り治具は、基礎フレームとピッチフレームとを備えており、ロールフレームを備えない構成としてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…吊り姿勢制御装置、２，２Ａ…吊り治具、３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…トラバーサ（連結治具）、４…ロールワイヤ（ロール索体）、５…アイボルト、６…ピッチワイヤ（ピッチ索体）、７…ロール梁、８…ピッチ梁、８ａ…固定部、８ｂ…主面側突出部、８ｃ…裏面側突出部、９…アイボルト（第１索体接続部）、１０…アイボルト（第２索体接続部）、１１，１１Ａ…基礎フレーム、１２，１２Ａ…ロールフレーム、１３，１３Ａ…ピッチフレーム、１４…ロール駆動ジャッキ（第１駆動ジャッキ）、１６…ピッチ駆動ジャッキ（第２駆動ジャッキ）、１７…油圧ユニット（油圧装置）、１８…ロール連結部、１９…ピッチ軸受、２１…アイボルト、２２Ａ，２２Ｂ…軸受、２３…ピッチ軸受、２４…アイボルト、２６Ａ，２６Ｂ…軸受、２７…ピッチ連結部、２８…軸受、２９…ピッチ梁、３０…アイボルト、１００…ユニット鉄筋（揚重対象物）、１０１…たて筋、１０２…よこ筋、２００…揚重装置、２０１…地表面、３０１…ワイヤ、３０２…フック、３０３…ワイヤ、ＣＬ…対象物重心軸、Ｇ１００…重心、Ｒ１００…対象物ロール軸（第１軸）、Ｐ１００…対象物ピッチ軸（第２軸）、Ｒ１２…治具ロール軸、Ｐ１３…治具ピッチ軸、ＶＬ…鉛直軸。

Claims (10)

1. 揚重対象物を揚重装置に吊り下げると共に前記揚重対象物の姿勢を制御する吊り治具であって、
   前記揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、
   第１軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレームに対して連結された第１フレームと、
   一端が前記基礎フレームに連結され、他端が前記第１フレームに連結された油圧式の第１駆動ジャッキと、
   前記第１軸の方向と直交する第２軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレーム又は前記第１フレームに対して連結された第２フレームと、
   一端が前記基礎フレームに連結され、他端が前記第２フレームに連結された油圧式の第２駆動ジャッキと、を備え、
   前記第２軸の方向から見たとき、前記第２軸は、前記第１フレームに重複する、吊り治具。
2. 前記第１フレームは、前記第１軸を挟んで配置される２個の第１索体接続部を有し、
   前記第２フレームは、前記第２軸を挟んで配置される２個の第２索体接続部を有する、請求項１に記載の吊り治具。
3. 前記第１フレームは、前記第１軸を挟んで配置される２個の第１索体接続部を有し、
   前記第２フレームは、前記第２軸から離間して配置される１個の第２索体接続部を有する、請求項１に記載の吊り治具。
4. 揚重対象物であり、水平方向に平行であって前記揚重対象物の重心を通る対象物ロール軸と、水平方向に平行であって前記対象物ロール軸に直交する方向に延びると共に前記対象物ロール軸よりも上方に設定される対象物ピッチ軸と、を有する前記揚重対象物を、揚重装置に吊り下げると共に前記揚重対象物の姿勢を制御する吊り姿勢制御装置であって、
   前記揚重装置に吊り下げられる吊り治具と、
   前記吊り治具に吊り下げられると共に、前記揚重対象物に対して着脱可能に取り付けられる連結治具と、を備え、
   前記吊り治具は、
   前記揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、
   前記対象物ロール軸に平行な治具ロール軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレームに対して連結されたロールフレームと、
   一端が前記基礎フレームに連結され、他端が前記ロールフレームに連結された油圧式のロール駆動ジャッキと、を有し、
   前記連結治具は、前記対象物ピッチ軸に沿って延び、前記ロールフレームに対して少なくとも２本のロール索体によって吊り下げられると共に前記揚重対象物に着脱可能に取り付けられるロール梁を有する、吊り姿勢制御装置。
5. 前記吊り治具は、
   前記対象物ピッチ軸に平行な治具ピッチ軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレーム又は前記ロールフレームに対して連結されたピッチフレームと、
   一端が前記基礎フレーム又は前記ロールフレームに連結され、他端が前記ピッチフレームに連結された油圧式のピッチ駆動ジャッキと、をさらに有し、
   前記連結治具は、前記対象物ロール軸に対して平行な方向に延び、前記ピッチフレームに対して連結されると共に前記ロール梁に固定されるピッチ梁をさらに有する、請求項４に記載の吊り姿勢制御装置。
6. 前記ピッチ梁は、前記ロール梁に固定された固定部と、前記揚重対象物の主面側に突出する主面側突出部と、前記揚重対象物の裏面側に突出する裏面側突出部と、を含み、
   前記主面側突出部及び前記裏面側突出部は、２本のピッチ索体によって前記ピッチフレームに連結される、請求項５に記載の吊り姿勢制御装置。
7. 前記ピッチ梁は、前記ロール梁に固定された固定端部と、前記揚重対象物の主面側に突出する主面側突出部と、を有し、
   前記主面側突出部は、１本のピッチ索体によって前記ピッチフレームに連結される、請求項５に記載の吊り姿勢制御装置。
8. 揚重対象物であり、水平方向に平行であって前記揚重対象物の重心を通る対象物ロール軸と、水平方向に平行であって前記対象物ロール軸に直交する方向に延びると共に前記対象物ロール軸よりも上方に設定される対象物ピッチ軸と、を有する前記揚重対象物を、揚重装置に吊り下げると共に前記揚重対象物の姿勢を制御する吊り姿勢制御装置であって、
   前記揚重装置に吊り下げられる吊り治具と、
   前記吊り治具に吊り下げられると共に、前記揚重対象物に対して着脱可能に取り付けられる連結治具と、を備え、
   前記吊り治具は、
   前記揚重装置に対して揚重索体によって吊り下げられる基礎フレームと、
   前記対象物ピッチ軸に平行な治具ピッチ軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレームに対して連結されたピッチフレームと、
   一端が前記基礎フレームに連結され、他端が前記ピッチフレームに連結された油圧式のピッチ駆動ジャッキと、を有し、
   前記連結治具は、前記対象物ロール軸に対して平行な方向に延び、前記ピッチフレームに対して少なくとも２本のピッチ索体によって吊り下げられると共に前記揚重索体に着脱可能に取り付けられるピッチ梁を有する、吊り姿勢制御装置。
9. 前記吊り治具は、
   前記対象物ロール軸に平行な治具ロール軸のまわりに揺動可能であるように、前記基礎フレームに対して連結されたロールフレームと、
   一端が前記基礎フレームに連結され、他端が前記ロールフレームに連結された油圧式のロール駆動ジャッキと、をさらに有し、
   前記連結治具は、前記対象物ピッチ軸に沿って延び、前記ロールフレームに対して１本のロール索体によって連結されると共に前記ピッチフレームに固定されるロール梁を有する、請求項８に記載の吊り姿勢制御装置。
10. 揚重装置に吊り下げられた対象物の姿勢を請求項９に記載の吊り姿勢制御装置を用いて制御する吊り姿勢の制御方法であって、
    前記揚重対象物の重心を通り、前記対象物ロール軸及び前記対象物ピッチ軸と直交する対象物重心軸を設定するステップと、
    前記対象物ピッチ軸と前記対象物重心軸との交点に対して前記対象物ロール軸の方向に沿って離間する位置に、前記ロール梁を連結するステップと、
    前記揚重装置を操作して、前記揚重対象物の下端が地表面より上方に位置するまで前記揚重対象物を揚重するステップと、
    前記対象物ピッチ軸のまわりにおける鉛直軸に対する前記揚重対象物の傾きが所望の傾きとなるように、前記ピッチ駆動ジャッキを操作して前記ピッチフレームを傾けるステップと、を有する、吊り姿勢の制御方法。

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