(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築される構造物の本設柱と本設柱との間に架設されたピン孔を等間隔に穿設した少なくとも４本の柱とこれら柱間に掛け渡された繋ぎ梁からなる仮設用反力フレームの前記柱に沿って上下に移動するジャッキにより構造物の本設側梁を支持しつつ揚重移動し、前記仮設用反力フレームの繋ぎ梁上にて構造物の本設横梁を前記本設側梁に連結するとともに下層階の本設柱を構築し、順次これを繰り返して各階層を構築して押し上げていくことを特徴とする鉄骨構造物の構築方法。
【請求項２】
前記仮設用反力フレームの繋ぎ梁が最終揚重完了後に構造物の２階本設梁として組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨構造物の構築方法。
【請求項３】
前記ジャッキはベアロックシリンダにより間隔を伸縮自在にされた上部連結部材と下部連結部材とを備え、これら各連結部材に前記仮設用反力フレームにおける柱に穿設された複数のピン孔に自動作動により選択的に抜き差し自在に係合する固定ピンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の鉄骨構造物の構築方法に使用される装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨構造物を地上近くで最上階から施工して順次これを押し上げて構築するいわゆるプシュアップ工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中高層の鉄骨構造物を構築するには、通常、下層階から順次施工していたために、高層階に到ると高所作業が増えて危険な作業を伴う他、床コンクリートの打設等では、天候に左右されて作業が滞る事態も生じ、悪天候での高所作業は殆ど不可能であった。
このようなことから最近では、危険な高所作業を低減させることや天候に左右されない施工環境を提供するために、鉄骨構造物を地上近くで最上階から施工して順次これを押し上げて構築する各種の工法が採用されるようになってきた。
主なものとして、リフトアップ工法、ジャッキアップ工法およびプッシュアップ工法等がある。それぞれの工法では作業環境によって種々の構築方法が採用されているが、これらの代表的なものを簡単に説明する。
【０００３】
図３に示したものは、リフトアップ工法といわれるものの代表的なものの例である。このものは、先組みした屋上階ＲＦを施工の進捗に伴って上昇させる装置であり、リフトアップ装置、油圧装置および制御装置から構成される。屋上階ＲＦの上昇は、図３（Ｇ）に示すようなポスト２４に所定等間隔で穿設したピン孔２７に、上下一対のベースフレーム２５Ａと可動フレーム２５Ｂにそれぞれ設けられた４角形のピンを脱着しながら、内蔵のシリンダ２６、２６を伸縮させて尺取動作にてこれを行うものである。
図３（Ａ）のように１、２階部分１、２Ｆを施工した後に一対のポスト２４とこれらポスト２４に装着したジャッキ装置２５からなるリフトアップ装置を設置する。次いで、図３（Ｂ）のようにジャッキ装置２５の上に屋上階ＲＦを施工する。さらに、図３（Ｃ）のようにジャッキ装置２５の尺取動作によって屋上階ＲＦを充分に上昇させ、図３（Ｄ）のように屋上階ＲＦと１、２階部分１、２Ｆとの間において３階部分３Ｆを施工する。次いで、図３（Ｅ）のように屋上階ＲＦをリフトダウンさせて一対のポスト２４の基礎部分を３Ｆ上に移し、図３（Ｆ）のように屋上階ＲＦを充分に上昇させて屋上階ＲＦと３階部分３Ｆとの間において４階部分４Ｆを施工する。以下これを順次繰り返して中高層の構造物を構築するものである。
これによって、屋上階の下で各階層の施工を順次行えるために、天候に左右されない作業の実現により、安全に短い工期によって建設作業が行えることとなった。しかしながら、この工法にては、リフトアップ装置を含めて屋上階ＲＦの上昇時の全ての荷重は構造物の床にて支持せざるを得ず負担が大きかった。さらにリフトアップ装置におけるポストの基礎部分を順次上層階の床に移し代えねばならず、そのための労力と費用および工期が嵩むこととなった。
【０００４】
図４に示したものは、ジャッキアップ工法といわれるものの代表的なものの例である。このものは、地上階に生産設備を設け、建物を最上階３６Ａから１層毎に構築して順次ジャッキで押し上げて行く生産システムであり、リフトアップ装置、モータおよび制御装置から構成される。建物の上昇は、図４（Ｅ）に示すような地上に設置されたステージジャッキ３３の上のモータ３０、ギヤボックス３１、ウォームギヤジャッキ３２を介して回転する一対のスクリュシャフト３５、３５と螺合する可動ステージ３４の上昇によって行うものである。
図４（Ａ）のように可動ステージ３４上にて最上階部分３６Ａを施工した後に、可動ステージ３４を上昇させる。次いで、図４（Ｂ）の１点鎖線のように最上階３６Ａの下層部分３６Ｂを施工し、下層部分３６Ｂの完成によって建物の全荷重が地面に転嫁される。次いで、図示はしないが可動ステージ３４を下降させた後に、図４（Ｃ）のように可動ステージ３４によって最上階部分３６Ａおよびその下層部分３６Ｂを共に上昇させる。以下、図４（Ｄ）のようにこれを順次繰り返して中高層の構造物を構築するものである。
これによって、屋上階に次いで各階層の施工を地上近くで行えるために、高所作業の解消と天候に左右されない作業の実現により、安全に短い工期によって建設作業が行えることとなった。しかしながら、この工法にては、可動ステージ３４によってジャッキアップした上層階の下部に下層階を施工する間、すなわち下層階部分の完成によって建物の全荷重が地面に転嫁されるまでは、可動ステージ３４を介してウォームギヤジャッキ３２やスクリュシャフト３５に上層階の全ての荷重が掛かったままとなり、ウォームギヤジャッキ３２やスクリュシャフト３５に高い負担を強いるもので強度や安全上で問題があった。
【０００５】
図５に示したものは、プッシュアップ工法といわれるものの代表的なものの例である。このものは、構築される構造物の両側に、施工された構築物をプッシュアップする螺子ジャッキを装備する固定工場ともいうべき大規模なプッシュアップ装置を設置しておき、完成した階を螺子ジャッキによって押し上げ、次いで、その下層階を施工し、押し上げられた階では設備工事や外壁工事および内装仕上工事を行い、下層階から順次積み上げていくもので、プッシュアップ装置はモータ、螺子ジャッキおよび制御装置から構成される。建物の上昇は、図５（Ｅ）に示すような地上に設置されたプッシュアップ装置４５内の一対の螺子シャフト４６、４６とこれらに螺合する一対の揚重腕４９、４９の上昇によって行うものである。螺子シャフト４６はコンピュータ制御された図示しないモータにより回転駆動される。プッシュアップ装置４５は各階層の施工の際の資材を供給する小工場ともいうべきものである。
その作業は図５（Ａ）のように構築される構造物の両側に設置された一対のプッシュアップ装置４５の間にて屋上部分Ｒおよび最上階部分５０Ａを施工した後に、該最上階部分５０Ａをそれぞれのプッシュアップ装置４５における一対の揚重腕４９、４９の上に載置して上昇させる。次いで、図５（Ｂ）のように最上階部分５０Ａから側方に支持部材Ｓを延設してプッシュアップ装置４５に建物の荷重を転嫁した後、最上階部分５０Ａの設備工事や外壁工事および内装仕上工事を行うとともにその下層階５０Ｂを施工する。プッシュアップ装置４５における一対の揚重腕４９は下層階を施工する前に予め下降させておく。図５（Ｃ）のようにしてこれを順次繰り返して、図５（Ｄ）のようにして中高層の構造物を構築する。
これによって、屋上階に次いで各階層の施工を地上近くで行えるために、高所作業の解消と天候に左右されない作業の実現により、安全に短い工期によって建設作業が行えることとなった。しかしながら、この工法にても、螺子シャフト４６とこれらに螺合する揚重腕４９によって押し上げられた構造物の荷重は、支持部材Ｓを延設してプッシュアップ装置４５に建物の荷重を転嫁するまでは、これら螺子シャフト４６と揚重腕４９によって支持せねばならず、高い負担を強いられた。その上、各階層の施工の際の資材を供給する小工場とも言うべきプッシュアップ装置はきわめて大がかりなものとなる他、構築される構造物の両側に設置されるものなので、既に建設されてあるビル間のような狭隘な敷地での中高層構造物の構築には不向きであった。
しかも、構造物の完成後には、これらのプッシュアップ装置を撤去せねばならず、撤去後のプッシュアップ装置の処分にも多大の費用を要した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のリフトアップ工法、ジャッキアップ工法およびプッシュアップ工法では、それらによる構造物の構築中において、構築すべき構造物への負担やジャッキ等における揚重装置への負担も大きくなり、そのためにそれらの装置自体を頑強なものにせざるを得ず、装置の肥大化を招く他、これらの工法による狭隘な敷地での中高層構造物の構築を困難にしていた。
【０００７】
このため本発明では、これら従来の、特にプッシュアップ工法をさらに改良して、構築中の構造物への負担およびジャッキ等における揚重装置への負担を軽減して小規模な装置にても中高層の構造物の構築を可能にするとともに、既に建設されてあるビル間のような狭隘な敷地での構築および完成後の装置の撤去費用も低減される鉄骨構造物の構築方法およびその装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、第１の発明は、構築される構造物の本設柱と本設柱との間に架設されたピン孔を等間隔に穿設した少なくとも４本の柱とこれら柱間に掛け渡された繋ぎ梁からなる仮設用反力フレームの前記柱に沿って上下に移動するジャッキにより構造物の本設側梁を支持しつつ揚重移動し、前記仮設用反力フレームの繋ぎ梁上にて構造物の本設横梁を前記本設側梁に連結するとともに下層階の本設柱を構築し、順次これを繰り返して各階層を構築して押し上げていくことを特徴とするものである。
また本発明の第２の発明は、前記仮設用反力フレームの繋ぎ梁が最終揚重完了後に構造物の２階本設梁として組み込まれることを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。
また第３の発明は、前記ジャッキはベアロックシリンダにより間隔を伸縮自在にされた上部連結部材と下部連結部材とを備え、これら各連結部材に前記仮設用反力フレームにおける柱に穿設された複数のピン孔に自動作動により選択的に抜き差し自在に係合する固定ピンを設けたことを特徴とするもので、これを課題解決のための手段とするものである。
【０００９】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の１実施の形態を示すもので、図１は鉄骨構造物の構築方法を順次説明する正面および平面図、図２は本発明において使用されるジャッキの使用態様を示す図である。
図１に示すように、本発明のプッシュアップ工法による構造物の構築方法では、隣接地境界との間に余裕の殆どないような狭隘な敷地においても中高層の構造物の構築が可能なように、順次施工された各階層を押し上げるべく設置されるジャッキ装置は、構築される構造物１の本設柱２と本設柱２との間において設置されるものである。
そして、本発明では、順次施工された各階層を押し上げるべきジャッキは押し上げ作業のみに使用され、さらに、順次施工される各階層の施工中の構造物の荷重負担は前記ジャッキが装着された仮設用反力フレームが負担するように構成されているものである。
【００１０】
図１（Ａ）および図１（Ｅ）に示すように、地上において、少なくとも４本の仮設用反力フレーム柱４Ｖとこれら柱４Ｖ〜４Ｖ間に掛け渡された仮設用反力フレーム繋ぎ梁４Ｈ〜４Ｈからなる仮設用反力フレーム４が設置される。
図１（Ａ）に示すように、仮設用反力フレーム柱４Ｖは正面から見て、構築される構造物の本設柱２と本設柱２との間に設置されるので、隣接地との境界線近くまで構造物を構築することができる。
このようにして設置された仮設用反力フレーム柱４Ｖのそれぞれには、多数のピン孔７、７・・が等間隔に穿設されるとともに、各柱４Ｖの長手方向（上下方向）に沿って移動するジャッキ５が装着される。
図２に示すように、ジャッキ５は一対のベアロックシリンダ６、６により間隔を伸縮自在にされた上部連結部材５Ａと下部連結部材５Ｂとを備え、これら各連結部材５Ａ、５Ｂには、前記仮設用反力フレーム柱４Ｖに穿設された複数のピン孔７、７・・にコンピュータ制御等による自動作動により選択的に抜き差し自在に係合する固定ピン８Ａ、８Ｂが設けられている。
【００１１】
図２（Ａ）に示すように、ジャッキ５における上部連結部材５Ａと下部連結部材５Ｂとは断面Ｈ形の仮設用反力フレーム柱４Ｖの表面を上下方向に移動することが可能である。ジャッキ５は等間隔に配置された仮設用反力フレーム柱４Ｖの各ピン孔７に上部連結部材５Ａと下部連結部材５Ｂにおける各固定ピン８Ａ、８Ｂを選択的に抜き差し自在に係合させて、尺取虫のような挙動によって仮設用反力フレーム柱４Ｖ上を昇降する。前記ジャッキ５における上部連結部材５Ａと下部連結部材５ＢとはＨ形鋼等により形成された仮設用反力フレーム柱４Ｖの面を円滑に案内されるように例えば案内ローラ等が設置されてもよい。
図２（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）にてよく理解されるように、ジャッキ５の上部連結部材５Ａからは２又状のサポート腕９、９が側上方に延設され、これらのサポート腕９の上端部が構築されるべき構造物の本設側梁３Ｂを支持しつつ揚重移動するものである。
前記サポート腕９、９は２又状に形成されていることによって、構築されるべき構造物の本設柱２を避けた位置にて構造物の押し上げを可能にしている。
【００１２】
このように構成された仮設用反力フレーム４を使用して鉄骨構造物１をプッシュアップ工法により構築していく方法を図１によって詳述すると、先ず、図１（Ａ）（Ｂ）および図１（Ｅ）に示すように、屋上（屋根）部分となる本設側梁３Ｂと最上階の壁等となる本設柱２とが連結されたものの本設側梁３Ｂを前記ジャッキ５のサポート腕９、９の上に載置する。これを図１（Ｂ）のように押し上げて，揚重が完了した時点で、図２（Ａ）に示したジャッキ５の上部連結部材５Ａにおける固定ピン８Ａを仮設用反力フレーム柱４Ｖの対応するピン孔７に挿入係止する。これによって、揚重された構造物の荷重は前記固定ピン８Ａを介して全て仮設用反力フレーム柱４Ｖに転嫁され、ジャッキ５におけるベアロックシリンダ６は構造物の負担から開放される。
次いで、図１（Ｂ）および図１（Ｅ）に示されるように、左右の本設側梁３Ｂ、３Ｂ間が仮設用反力フレーム繋ぎ梁４Ｈの上において本設横梁３Ａによって連結設置され、鉄骨や鉄筋を埋設してコンクリート打設により屋根または床の打設等がなされる。これによって、構造物の荷重は本設横梁３Ａから仮設用反力フレーム繋ぎ梁４Ｈに転嫁されるので、ジャッキ５の上部連結部材５Ａおよび下部連結部材５Ｂにおける固定ピン８Ａおよび８Ｂを仮設用反力フレーム柱４Ｖの対応するピン孔７から抜き取ってジャッキ５を下降させることができる。
【００１３】
次いで、図１（Ｃ）に示すように、地上に載置されたジャッキ５により強固に支持されて最上階の壁等となるべき本設柱２や最上階の屋根か床の側端となるべき本設側梁３Ｂ等が連結設置され、鉄骨や鉄筋を埋設して最上階におけるコンクリートの打設等がなされる。このようにして各階層が順次施工されてジャッキ５の尺取動作により押し上げられ、図１（Ｄ）のような中高層の構造物が構築される。
本発明では、構造物の構築中の全荷重を負担してきた前記仮設用反力フレーム繋ぎ梁４Ｈは、最終の２階部分の揚重完了後に構造物の２階本設梁として組み込まれるもので、これによって、資材の有効活用と撤去資材の削減を図ることができてコストの低廉化が達成できるものである。
なお、実施例では仮設用反力フレーム柱に一対のジャッキを装着しているが、必要があれば１か所に仮設用反力フレーム柱を２本用いて２組のジャッキを装着するように構成することもできる。
【００１４】
以上、本発明の１実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、構造物における本設柱および本設梁の形状およびそれらの間の連結形態、構造物における屋根、天井、床および壁の形態、ジャッキの型式、ジャッキと仮設用反力フレーム柱との間のピン係止形態、仮設用反力フレームの形状、ジャッキにおけるサポート腕への構造物の載置形態等については適宜採用が可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明してきたように本発明によれば、プッシュアップ工法本来の利点である、高所作業の低減による作業の安全性の確保と、天候に左右されることのない各種同一作業の繰返しが可能となり構造物としての品質の確保と工期短縮が実現されることに加えて、プッシュアップ装置であるジャッキが装着される仮設用反力フレームは、構築されるべき構造物の本設柱の内側に設置することが可能であり、既に建設されてあるビル間のような狭隘な敷地であっても中高層の構造物をプッシュアップ工法によって構築することを可能にした。
しかも、本発明によれば、各階層の施工中の構造物の荷重の負担は仮設用反力フレームが殆ど全てこれを受け持つので、ジャッキのシリンダ部は構造物の揚重中の荷重を負担すれば足り、装置規模の縮小と安全率の増大が可能となる。
そして、構造物の構築中の全荷重を負担してきた前記仮設用反力フレーム繋ぎ梁は、最終の２階部分の揚重完了後に構造物の２階本設梁として構造物に組み込むことができ、これによって、資材の有効活用と撤去資材の削減を図ることができてコストの低廉化も達成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を示すもので、鉄骨構造物の構築方法を順次説明する正面および平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係り、本発明において使用されるジャッキの使用態様を示す図である。
【図３】従来のリフトアップ工法を示す図である。
【図４】従来のジャッキアップ工法を示す図である。
【図５】従来のプッシュアップ工法を示す図である。
【符号の説明】
１・・・鉄骨構造物
２・・・本設柱
３Ａ・・・本設横梁
３Ｂ・・・本設側梁
４・・・仮設用反力フレーム
４Ｈ・・・仮設用反力フレーム繋ぎ梁
４Ｖ・・・仮設用反力フレーム柱
５・・・ジャッキ
５Ａ・・・上部連結部材
５Ｂ・・・下部連結部材
６・・・ベアロックシリンダ
７・・・ピン孔
８Ａ・・・固定ピン（上部）
８Ｂ・・・固定ピン（下部）
９・・・サポート腕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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