タワークレーン一体型クライミングシステム『テコアップシステム』を開発

超高層集合住宅に国内初適用、工期短縮に伴うコスト低減とCO2排出量削減を実現

2021年10月25日
大成建設株式会社

 大成建設株式会社(社長:相川善郎)は、超高層建築物の環境配慮解体工法「テコレップ」に用いた仮設架構昇降技術を新築工事に応用し、タワークレーンを搭載した専用鉄骨フレームごと上昇させて施工する新システム『テコアップシステム』を開発しました。また、この度、本技術を国内の超高層RC集合住宅に初適用し、工期短縮に伴うコスト低減とCO2排出量の削減を実現してまいります。

 鉄筋コンクリート造高層建築物の施工に用いるRC積層工法において、タワークレーンを設置して床版ごとクレーンを徐々に上昇させるフロアクライミング工法を採用する場合、下階5フロア程度まで開口部を設けてタワークレーンの支柱を設置するのが一般的です。そのため、この工法では各フロアの床版コンクリートを一度に打設できないため、支柱周辺の開口部では雨水養生や止水処理が必要となり、施工効率などが課題となっていました。また、タワークレーンは、施工時に建物外部または中央開口部に設置することから、その設置場所が限定され、最も遠い場所に揚重物が届くようにするためにはクレーンサイズを大きめに設定する必要性があり、コスト増加などに繋がる場合がありました。
 そこで当社は、これらの課題を解決するため、タワークレーン一体型クライミングシステム『テコアップシステム』を開発しました。また、本システムの建築工事への適用を図り、最終的に超高層建築物の自動化施工および全天候型(全閉)施工が可能な工法として、さらなる技術開発を進めていく予定です。

 本システムの特徴は以下のとおりです。

  1. 1

    1フロアごとタワークレーンのクライミングが可能
    本システムは、本設PCa柱を利用してタワークレーンを搭載した専用鉄骨フレームを1フロアごと上階へ移動させるため、従来の開口部を有する場合と比べ、躯体床と干渉せずに施工を行え、効率的に工事を進めることができます。

  2. 2

    小型サイズクレーンで施工可能
    本システムでは、専用鉄骨フレーム上であればタワークレーンの設置場所を自由に選定できることから、クレーン揚重能力を最適化し、従来よりも小型サイズのタワークレーンを選択して施工することができます。

  3. 3

    工期短縮による、コスト低減とCO2排出量の削減が可能
    本システムの適用により、従来のタワークレーンクライミング期間が短縮され、クレーンを搭載した専用鉄骨フレーム直下階での部材取付や床版コンクリート打設を後施工で構築できます。また、床版に開口部を設けることなく小型クレーンによる施工が可能で、躯体補強なども不要となるため、工期短縮によるコスト低減とCO2排出量の削減が図れます。

テコアップシステムの機材構成および構造(写真1参照)

テコアップシステムは、タワークレーン①を載せる専用鉄骨フレーム②に門型フレーム③、ジャッキ④、かんぬき梁⑤および水平支持部材⑥と、本設PCa柱⑦に反力ブラケット⑧、反力冶具⑨により構成されます。柱頂部の反力冶具からジャッキ下部まで配置された吊材(ストランドワイヤー)を用いてクレーンを搭載した鉄骨フレーム全体の重量を支える吊構造を構築し、工事進捗に合わせてクレーンを鉄骨フレームごと吊り上げて移動させます。

写真1 テコアップシステム実施状況(2021年6月10日撮影)
写真1 テコアップシステム実施状況(2021年6月10日撮影)

テコアップシステムの上昇(ジャッキアップ)手順(図1参照)

テコアップシステムの作業手順は以下の通りです。

STEP1:タワークレーンを搭載した専用鉄骨フレームのジャッキアップが完了

STEP2:上階にPCa柱を設置・伸長後、柱ジョイント部にグラウト材を充填し、強度発現するまで保持
STEP3:伸長したPCa柱頂部に反力治具を移設し、反力部を盛替え
STEP4:反力冶具からジャッキを介し鉄骨フレーム下部まで吊材を配置し、ジャッキアップして吊り上げる

図1 テコアップシステム上昇手順
図1 テコアップシステム上昇手順

テコアップシステムに適用した主な開発技術

  1. a

    本設PCa柱を利用したジャッキシステム(写真2、3参照)
    本ジャッキシステムは、上階に先行施工した本設PCa柱を利用して、タワークレーンを設置した専用鉄骨フレームごとクライミングすることができ、本設柱の構造種別(RC柱、鉄骨柱)に影響を受けず、すべての建築物に適用が可能です。また、ジャッキシステムに用いる柱頂部の反力冶具仕様を変更するだけで、新築・解体工事への適用が可能で、ジャッキシステムの汎用化による転用率を大幅に改善できます。

写真2 ジャッキシステムおよび門型フレーム
写真2 ジャッキシステムおよび門型フレーム
写真3 ジャッキシステム適用事例
写真3 ジャッキシステム適用事例
  1. b

    専用鉄骨フレーム下部の部材取付用天井クレーン(写真4参照)
    新規開発した天井クレーン⑩を専用鉄骨フレーム下部に設置し、梁部材や床部材の取り付けを効率的に行うことが可能です。この天井クレーンはフレーム長辺方向だけでなく、直交する短辺方向にも移動できるように工夫されています。

写真4 『テコアップシステム』に適用した天井クレーン
写真4 『テコアップシステム』に適用した天井クレーン

 今回開発したテコアップシステムは、北8西1地区第一種市街地再開発事業(北海道札幌市)において、RC積層工法を用いた超高層建築物の新築工事に適用しています。

【建物概要】

  • 建物名称:北8西1地区第一種市街地再開発事業 施設建築物(A棟)
  • 建築場所:北海道札幌市北区北8条西1丁目
  • 主要用途:共同住宅
  • 延床面積:98,373.65m2
  • 構造/規模:鉄筋コンクリート造 地下2階・地上48階
  • 最高高さ:175m

 今後、当社は、本システムを超高層建築物の自動化施工および全天候型(全閉)施工が可能な工法とすべく関連技術の開発を進めるとともに、閉鎖空間内を工場化して自動機械やロボットが人との安全を確保しながら、高品質な建物を提供できる新しい施工システムとして建設現場への適用を図ってまいります。