JP2018193702A

JP2018193702A - Ｒｃ構造・ｓｒｃ構造用破砕補助機

Info

Publication number: JP2018193702A
Application number: JP2017096204A
Authority: JP
Inventors: 健太仙木; Kenta Sengi
Original assignee: AIYONTEKKU KK
Current assignee: AIYONTEKKU KK
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-12-06

Abstract

【課題】工期を長期化すること無く、且つ、費用を大幅にコストアップさせること無く、高強度コンクリート建造物を解体可能な技術を提供する。【解決手段】内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物を解体する解体工法において、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させてコンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機をアタッチメントとして先端に取付けた第１の油圧ショベルカーと、圧砕機を先端に取付けた第２の油圧ショベルカーを用意し、第１の油圧ショベルカーの先端に取付けた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させてコンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、第２の油圧ショベルカーの先端に取付けた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、RC構造又はSRC構造用破砕補助機に関し、特に、RC又はSRC建造物を油圧ショベルカーのアームの先端等に取付られたクラッシャー（圧砕機）により圧砕し解体する前工程として、電磁誘導加熱方式を用いてコンクリート内の鋼材を加熱し、鋼材の熱膨張圧にてコンクリート内にひび割れを発生させ、内部から脆く破砕し易い状態にする破砕補助機に関する。

従来、建設工事等に伴う既存のコンクリート建造物の解体には、油圧ショベルカーのアームの先端等に取付られたクラッシャー（圧砕機）により圧砕し解体する工法が用いられている。かかる圧砕機では、コンクリート内に鋼材が埋め込まれているコンクリート建造物であっても、圧砕機に設けられた圧砕刃等により鋼材を切断し、或いはアームの開閉動作を繰り返すことで鋼材を折り曲げ圧砕する等して、建造物を圧砕し解体することが可能である。しかしながら、近年、いわゆる高強度コンクリートが使用された建造物が増加しており、高層建築物の特に強度の必要な低層階部分への使用や、また、低層の建築物でも普通のコンクリートの柱に比べサイズを小さくできるため建物の室内空間を広くできる等の事情から使用される機会が増加傾向にあり、今後の解体現場でも、高強度コンクリートを対象とした解体が増えることが予想される。

このような高強度コンクリート建造物の増加は、解体の現場等に対しては、工期の長期化と費用のコストアップという２つの大きな問題を生起させる。即ち、従来の建造物であれば、圧砕機で３回乃至４回噛めば破砕できていたのが、６回も７回も噛まないと破砕できない、或いはそれ以上の回数噛む必要が生じるため、予想以上に作業が長期化する虞もある。また、工期の長期化は、圧砕機自体の長時間稼働に繋がるため、圧砕機の圧砕刃の摩耗や本体のメンテナンス・修理によるコストアップは避けられない。更に、高強度コンクリートは普通のコンクリートより硬いため、圧砕機で砕いた時の破片がより広範囲に飛び散る事態が想定され、解体現場の養生や作業員の安全確保の強化等の追加対策が求められることによるコストアップも考えられる。

高強度コンクリート建造物の解体等の分野において、高強度コンクリートそのものを脆弱化させ破壊し易くする技術も提案されている。一例として、特許文献１には、ＲＣ、ＳＣ又はＳＲＣ構造のコンクリート構造物の外周に、閉ループ状の鉄芯にコイルを巻き付けたトロイダルコイルを包囲するように設置し、そのトロイダルコイルに交番電流を通電することにより、電磁誘導で鋼材を加熱してコンクリートを脆弱化させて解体する工法が記載されている。

特許第２７６１９５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された解体工法では、トロイダルコイル１をヒンジ２において左右の鉄芯部材を開放した状態で、その都度ＳＲＣ構造等のコンクリート構造物６の解体部の外周上に包囲させる作業が必要である。また、解体部が大きい場合には、トロイダルコイル１を交番磁界の同一発生方向に複数設置する必要がある。更に、ヒンジ２において左右の鉄芯部材を開放した状態で解体部の外周上に包囲させた後、トロイダルコイル１の左右の鉄芯部材を閉じて設置すると共に、トロイダルコイル１のターミナル５をリード線７を介してジェネレーター８と接続した上で、ジェネレーター８よりリード線７を介してターミナル５に交番電流を通ずる必要がある。また、解体部周囲のコンクリートを熱劣化と急激な温度変化によるひび割れで脆弱化させた状態で、ハンマーや剥離機材等により脆弱化したコンクリートを破壊又は剥離して解体する作業が必要である（特許文献１の第１図参照）。

以上のように、上記特許文献１に記載された解体工法は、ＳＲＣ構造等のコンクリート構造物６の一部を局所的に脆弱化させ解体し易くするメリットはあるが、コンクリート構造物６全体を同工法を用いて解体するには、トロイダルコイル１の解体部周囲への装着作業を膨大な回数繰り返す必要があり、コンクリート構造物６全体を解体するには、作業時間や作業員の人件費を含めて、極めて非効率な解体工法と言わざるを得ない。この点から、上述した高強度コンクリート建造物の解体に伴う工期の長期化と費用のコストアップという２つの大きな問題を到底解決できる技術ではない。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、工期を長期化すること無く、且つ、費用の大幅コストアップを低減し、高強度コンクリート建造物の一部乃至全体を解体可能な技術を提供することにある。

かかる課題を解決するために、本発明者は、高強度コンクリート建造物を効率よく解体可能な装置或いは工法について鋭意研究した結果、第１に、基本技術として、電磁誘導加熱方式によりコンクリート内の鋼材を加熱し、内部の鋼材の熱膨張によりコンクリートにひび割れ等を生起させ脆弱化させて解体を容易にする点を利用しつつ、コイル内蔵の加熱装置を、コンクリート解体部の周囲を包囲するように都度装着するのではなく、接触させる方式とし、少なくとも高い位置にあるコンクリートを解体可能とするために油圧ショベルカーの先端の圧砕機の代わりに取り付け、或いはクレーンの先端に取り付けるアタッチメントとしての破砕補助機を構成することで、上述した特許文献１記載のようなトロイダルコイルの解体部周囲へ繰り返し装着する作業を省略できる上に、油圧ショベルカーやクレーンに装着し、圧砕の前工程として高強度コンクリート建造物の圧砕の対象部分を脆弱化させていくことで、従来の圧砕機のみによる圧砕に比べ、殆ど工期を長期化すること無く、高強度コンクリート建造物の全体を解体可能になることを想到するに至ったものである。

即ち、上記目的達成のため、本発明の第１の様相に係る破砕補助機は、少なくとも、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と、該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機であって、油圧ショベルカーの先端の圧砕機の代わりに取り付けられ、或いはクレーンの先端に取り付けられるアタッチメントとして構成されることを特徴とする。

尚、上記アタッチメントとしての破砕補助機は、フレームにより構成される筐体を有し、該筐体内に、上記鋼材加熱用コイルを冷却するための加熱コイル冷却装置と、破砕補助機の鋼材加熱用コイルに交流電流を流す交流発電機から鋼材加熱用コイルに効率良く電力を供給するための整合器（マッチング回路）を有しているようにしても良い。

また、本発明の第２の様相に係る解体工法は、上記破砕補助機を移動自在に空中に保持する保持手段と、圧砕機を先端に取り付けた油圧ショベルカーを用意した上で、前記保持手段により保持された破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、前記油圧ショベルカーの先端に取り付けた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有することを特徴とする。

尚、前記破砕補助機を移動自在に空中に保持する保持手段は、前記圧砕機を先端に取り付けた油圧ショベルカーとは別に用意された、先端の圧砕機の代わりに前記破砕補助機を取り付け可能な油圧ショベルカーであるのが好適である。即ち、上記第２の様相に係る解体工法は、上記破砕補助機を先端に取り付けた第１の油圧ショベルカーと、圧砕機を先端に取り付けた第２の油圧ショベルカーを用意した上で、前記第１の油圧ショベルカーの先端に取り付けた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、第２の油圧ショベルカーの先端に取り付けた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有する解体工法として実施するのが好適である。

更に、いわゆる双腕仕様機としての油圧ショベルカーでの前記破砕補助機と圧砕機の同時運用も可能である。即ち、本発明の第３の様相に係る解体工法は、内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物を解体する解体工法において、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機がアタッチメントとして取付けられた第１のアームと、圧砕機がアタッチメントとして取付けられた第２のアームとを備える双腕仕様の油圧ショベルカーを用意した上で、前記第１のアームに取付けられた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、前記第２のアームに取付けられた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有することを特徴とする。

本発明の第１の実施形態の破砕補助機の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態の解体工法を説明するための図である。

以下、図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る破砕補助機について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の破砕補助機の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の破砕補助機１０は、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部１２と、接触部１２に設けられた鋼材加熱用コイル１４を有しており、後述するように、油圧ショベルカー（図２参照）の先端の圧砕機の代わりに取り付けられ、或いは図示しないクレーン等の先端に取り付けられるアタッチメントとして構成される。破砕補助機１０は、フレームにより構成される筐体１０Ａを有し、筐体１０Ａ内に、鋼材加熱用コイル１４を冷却するための加熱コイル冷却装置１６と、鋼材加熱用コイル１４に交流電流を流す交流発電機２０（例えば、図２に示す油圧ショベルカー１００の後方に設置される）から鋼材加熱用コイル１４に効率良く電力を供給するための整合器（マッチング回路）１８を有している。尚、接触部１２は、鋼材加熱用コイル１４を収容する円盤状に形成され、その円盤の一方の盤面１２ａ側が筐体１０Ａに取り付けられ、他方の盤面１２ｂ側が、後述するように、コンクリート解体部の表面に接触させられるようになっている。また、筐体１０Ａの接触部１２が取付けられた面と反対側は、取付け穴が計４個形成された油圧ショベルカーのアームの先端への取付け部１０Ｂが設けられている。この取付け部１０Ｂを介して、後述するように、油圧ショベルカー（図２参照）のアームの先端に圧砕機の代わりに取り付けられることにより、破砕補助機１０が油圧ショベルカー（図２参照）のアタッチメントとして利用でき、破砕補助機１０を移動自在に空中に保持することが可能となり、コンクリート建造物の解体対象であるコンクリート解体部付近まで破砕補助機１０を移動させた上で、更に、接触部１２を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させることができる。このように接触部１２を、内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させた状態で、図示しないスイッチ等を操作して、交流発電機２０から鋼材加熱用コイル１４に交流電流を流すことにより、整合器（マッチング回路）１８を介して鋼材加熱用コイル１４に効率良く電力が供給され、接触部１２内に収容された鋼材加熱用コイル１４に電流が流れることで鋼材加熱用コイル１４が発熱し、接触部１２の盤面１２ｂ側を介してコンクリート解体部を加熱することで内部の鋼材も加熱できるので、鋼材を熱膨張させることで周囲のコンクリートにひび割れを生じさせ解体部のコンクリートを脆弱化させることができる。尚、交流発電機２０の出力、鋼材加熱用コイル１４のコイル断面積と抵抗値や巻き数、整合器（マッチング回路）１８の仕様・性能等は、鋼材加熱用コイル１４を加熱した状態で、接触部１２の盤面１２ｂをコンクリート解体部に接触させた状態をある程度の時間保持することで、解体部のコンクリートを介して内部の鋼材を加熱できる程度の性能を有するものとする。尚、解体作業を終了し、又は休憩等する場合には、加熱コイル冷却装置１６を作動させて鋼材加熱用コイル１４を冷却するようにする。

以上のように、破砕補助機１０を用いて、コンクリート解体部内部の鋼材を加熱できるので、鋼材を熱膨張させることで周囲のコンクリートにひび割れを生じさせ解体部のコンクリートを脆弱化させることができる。この状態で、作業員がハンマー等により脆弱化したコンクリートを破壊して解体する作業を行うことも勿論可能である。しかしながら、本発明では、以下に述べる第２の実施形態に係る解体工法を実施することで、解体効率の飛躍的向上による工期の短縮化と解体コストの低減を図るようにしている。

図２は、本発明の第２の実施形態の解体工法を説明するための図である。本実施形態は、内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物の全体を解体する工法であり、図２には、そのようなコンクリート建造物３０の一部が示されている。本実施形態では、圧砕機６０をアーム２０２の先端に取り付けた油圧ショベルカー２００とは別に上述した破砕補助機１０を移動自在に空中に保持する保持手段として、アーム１０２の先端に（圧砕機の代わりに）破砕補助機１０を取り付けた油圧ショベルカー１００を用意する。そして、図２に示すように、破砕補助機１０をアーム１０２の先端に取り付けた第１の油圧ショベルカー１００と、圧砕機６０をアーム２０２の先端に取り付けた第２の油圧ショベルカー２００を、コンクリート建造物３０に向って並置させ、まず、第１の油圧ショベルカー１００のアーム１０２を操作して、その先端に取り付けた破砕補助機１０を解体したいコンクリート解体部３２の表面に接触させ、コンクリート解体部３２の内部の図示しない鋼材を加熱することでコンクリート解体部３２を脆弱化させる。その後、第２の油圧ショベルカー２００のアーム２０２を操作して、その先端に取り付けた圧砕機６０を脆弱化させた上記コンクリート解体部３２に向わせ、通常の圧砕動作によりコンクリート解体部３２を圧砕するようにする。このようにすることで、コンクリート建造物３０（の一部）が高強度コンクリートから形成されていても、従来の建造物と同様に、コンクリート解体部３２を圧砕機６０で３回乃至４回噛めば破砕することができる。尚、図２では、上記シーンの前段階で破砕補助機１０により既に脆弱化された、他のコンクリート解体部３４を圧砕機６０により圧砕する様子を示している。このように、２台の油圧ショベルカー１００、２００の各アーム１０２、２０２の先端にそれぞれ取り付けられた破砕補助機１０によるコンクリート脆弱化動作と圧砕機６０による解体動作を連続して行うことで、高強度コンクリート建造物３０全体の解体を効率よく行うことが可能である。また、破砕補助機１０により脆弱化させた箇所を、順に圧砕機６０により圧砕していくので、お互いの機械の作業が止まることなく、解体動作を極めて効率よく行うことができる。

以上に述べたように、本発明によれば、第１及び第２の油圧ショベルカー１００、２００の各アーム１０２、２０２の先端にそれぞれ取り付けられた破砕補助機１０によるコンクリート脆弱化動作と圧砕機６０による解体動作を連続して行うことで、高強度コンクリート建造物３０全体の解体を効率よく行うことが可能である。従って、工期の長期化を招くことが無いので、圧砕機６０自体の長時間稼働に繋がることも無く、圧砕機６０の圧砕刃の摩耗や本体のメンテナンス・修理によるコストアップを避けることが可能である。更に、高強度コンクリートを脆弱化させた上で圧砕機で砕くため、その破片がより広範囲に飛び散る事態も有効に防止することができる。このため、解体現場の養生や作業員の安全確保の強化等の追加対策も不要となるので、コストアップも、破砕補助機１０及び油圧ショベルカー１００並びにそのオペレータ作業員のコストだけで済むので、最小限に抑制可能である。また、油圧ショベルカー１００に乗り込み破砕補助機１０を含めた操作を行うオペレータは、通常の油圧ショベルカーに乗り込み圧砕機を含めた操作を行うオペレータであれば容易に務まるので、特別な訓練や要員とそのためのコストは不要である。このように、本発明によれば、高強度コンクリート建造物の増加する傾向下、解体の現場等に対して、工期の長期化と費用のコストアップという２つの大きな問題を極めて有効に抑止することが可能であり、建設業とその前段階の解体業務の分野における人材の不足が叫ばれる我が国の現状においても、高強度コンクリート建造物が益々増加することが予想される将来に鑑みても、その産業上のメリットはまことに大なるものがある。

以上のように、本発明によれば、工期を長期化すること無く、且つ、費用を大幅にコストアップさせること無く、高強度コンクリート建造物の一部或いは全体を解体可能である。尚、以上に述べた実施形態は、本発明の一具体例であり、本発明の範囲は以上の実施形態に限定されないで、特許請求の範囲の記載の範囲内で、他の実施形態にも及び得るのは勿論である。例えば、上述した実施形態では、破砕補助機を移動自在に空中に保持する保持手段として油圧ショベルカー（及びそのアーム）を挙げたが、破砕補助機をクレーン（及びそのワイヤーロープ）により保持することも可能である。更に、破砕補助機１０の鋼材加熱用コイルへの電力供給さえ可能であれば、ドローン等の空中飛翔手段により保持することも考えられる。また、いわゆる双腕仕様機としての油圧ショベルカーでの上記破砕補助機と圧砕機の同時運用も可能である。即ち、本発明の他の実施形態として、内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物を解体する解体工法において、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機がアタッチメントとして取付けられた第１のアームと、圧砕機がアタッチメントとして取付けられた第２のアームとを備える双腕仕様の油圧ショベルカーを用意した上で、前記第１のアームに取付けられた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、前記第２のアームに取付けられた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有する解体工法が考えられる。このような双腕仕様の油圧ショベルカーを使用し、第１、第２それぞれのアームに破砕補助機と圧砕機を装着して解体処理を行えば、２台の油圧ショベルカーで解体処理を行うよりも多少効率は落ちるが、複数の油圧ショベルカーを運用できない解体現場においても解体処理が可能になるという利点がある。また、油圧ショベルカーに乗り込むオペレータ（作業員）も１台分で済むので、人件費のコストを低減可能である。

本発明は、高強度コンクリート建造物だけでなく、内部に鋼材を有する通常のコンクリート建造物及びその一部の解体等にも適用することができるのは勿論である。

１０破砕補助機、１０Ａ筐体、１０Ｂ取付け部、１２接触部、１２ａ・１２ｂ盤面、１４加熱用コイル、１６加熱コイル冷却装置、１８整合器（マッチング回路）、２０交流発電機、
３０コンクリート建造物（の一部）、３２・３４コンクリート解体部、６０圧砕機、１００２００油圧ショベルカー、１０２２０２アーム、

Claims

少なくとも、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と、該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機であって、油圧ショベルカーの先端の圧砕機の代わりに取り付けられ、或いはクレーンの先端に取り付けられるアタッチメントとして構成されることを特徴とする破砕補助機。
請求項１に記載の破砕補助機において、前記アタッチメントとしての破砕補助機は、フレームにより構成される筐体を有し、該筐体内に、上記鋼材加熱用コイルを冷却するための加熱コイル冷却装置と、破砕補助機の鋼材加熱用コイルに交流電流を流す交流発電機から鋼材加熱用コイルに効率良く電力を供給するための整合器（マッチング回路）を有していることを特徴とする破砕補助機。
内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物を解体する解体工法において、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機がアタッチメントとして取付けられ、該破砕補助機を移動自在に空中に保持する保持手段と、圧砕機を先端に取り付けた油圧ショベルカーを用意した上で、前記保持手段により保持された破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、前記油圧ショベルカーの先端に取り付けた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有することを特徴とするコンクリート建造物の解体工法。
請求項３に記載の解体工法において、前記破砕補助機を移動自在に空中に保持する保持手段は、前記圧砕機を先端に取り付けた油圧ショベルカーとは別に用意された、先端の圧砕機の代わりに前記破砕補助機を取り付け可能な油圧ショベルカーであり、前記破砕補助機を先端に取り付けた第１の油圧ショベルカーと、圧砕機を先端に取り付けた第２の油圧ショベルカーを用意した上で、前記第１の油圧ショベルカーの先端に取り付けた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、第２の油圧ショベルカーの先端に取り付けた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有することを特徴とするコンクリート建造物の解体工法。
内部に鋼材を含むコンクリートにより構成されたコンクリート建造物を解体する解体工法において、内部に鋼材を含むコンクリート表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱する接触部と該接触部に設けられた鋼材加熱用コイルを有する破砕補助機がアタッチメントとして取付けられた第１のアームと、圧砕機がアタッチメントとして取付けられた第２のアームとを備える双腕仕様の油圧ショベルカーを用意した上で、前記第１のアームに取付けられた破砕補助機を内部に鋼材を含むコンクリート解体部の表面に接触させて該コンクリート内部の鋼材を加熱することで当該コンクリート解体部を脆弱化させる前工程と、前記第２のアームに取付けられた圧砕機により前工程で脆弱化された当該コンクリート解体部を圧砕する後工程とを有することを特徴とするコンクリート建造物の解体工法。