JP3732586B2 - Method and apparatus for constructing steel structure - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a so-called push-up method in which a steel structure is constructed from the top floor near the ground and is sequentially pushed up and constructed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to construct a middle- and high-rise steel structure, it was usually constructed sequentially from the lower floor. However, there was a situation where work was delayed depending on the weather, and it was almost impossible to work at high places in bad weather.
For these reasons, recently, in order to reduce dangerous high-altitude work and to provide a construction environment that is not affected by the weather, steel structures are constructed from the top floor near the ground and are built up sequentially. Various construction methods have come to be adopted.
The main ones are lift-up method, jack-up method, push-up method and the like. Each construction method employs various construction methods depending on the work environment, but these representative ones will be briefly described.
[0003]
FIG. 3 shows a typical example of what is called a lift-up method. This is a device that raises the prefabricated rooftop floor RF as the construction progresses, and is composed of a lift-up device, a hydraulic device, and a control device. As for the rise of the roof floor RF, the rectangular pins provided in the pair of upper and
After the construction of the first and
As a result, the construction of each floor can be carried out sequentially under the rooftop floor, so that construction work can be performed safely and with a short construction period by realizing work that is not affected by the weather. However, in this construction method, all the loads when the roof floor RF including the lift-up device is raised must be supported on the floor of the structure, and the burden is large. In addition, the basic part of the post in the lift-up device has to be sequentially transferred to the floor of the upper floor, which increases labor, cost, and construction period.
[0004]
FIG. 4 shows a typical example of what is called a jack-up method. This is a production system in which production facilities are provided on the ground floor, buildings are constructed for each layer from the
After constructing the
As a result, the construction of each floor can be performed near the ground next to the rooftop floor, so construction work can be safely performed in a short construction period by eliminating the work at high places and realizing work that is not affected by the weather. However, in this construction method, the
[0005]
FIG. 5 shows a typical example of what is called a push-up method. A large-scale push-up device that should be called a fixed factory equipped with a screw jack that pushes up the constructed structure is installed on both sides of the structure to be constructed. Push up, then construct the lower floor, and on the raised floor, perform the construction work, exterior wall work and interior finishing work, and build up sequentially from the lower floor, the push up device is from the motor, screw jack and control device Composed. The building is raised by raising a pair of
The work is performed by constructing the rooftop portion R and the
As a result, the construction of each floor can be performed near the ground next to the rooftop floor, so construction work can be safely performed in a short construction period by eliminating the work at high places and realizing work that is not affected by the weather. However, even in this method, the load of the structure pushed up by the
In addition, after the structure is completed, these push-up devices must be removed, and disposal of the push-up devices after the removal also requires a great deal of cost.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional lift-up method, jack-up method and push-up method, during the construction of the structure by them, the burden on the structure to be built and the burden on the lifting device in the jack, etc. also increase. For this reason, the devices themselves must be made robust, leading to the enlargement of the devices and making it difficult to construct medium- and high-rise structures on narrow sites using these methods.
[0007]
Therefore, in the present invention, these conventional, especially push-up methods are further improved to reduce the load on the structure under construction and the load on the lifting device such as a jack so that even a small-scale device can be A method and apparatus for constructing a steel structure that enables construction of a large-scale structure and also reduces the cost of constructing in a narrow site such as between existing buildings and removing the equipment after completion To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the first invention is spanned between at least four columns in which pin holes installed between the main column and the main column of the structure to be constructed are formed at equal intervals and these columns. The structure of the temporary structure is constructed on the connecting beam of the temporary reaction force frame by supporting the main side beam of the structure by a jack that moves up and down along the column of the temporary reaction force frame made of the connection beam. A horizontal beam is connected to the main side beam, a main column on the lower floor is constructed, and this is sequentially repeated to construct and push up each level.
Further, the second invention of the present invention is characterized in that the connecting beam of the temporary reaction force frame is incorporated as a second-floor main beam of the structure after completion of the final lifting. It is a means of.
According to a third aspect of the present invention, the jack includes an upper connecting member and a lower connecting member whose interval can be expanded and contracted by a bear lock cylinder, and each of the connecting members is formed in a column in the temporary reaction force frame. A fixing pin that is selectively engaged with a plurality of pin holes by automatic operation is provided, and this is a means for solving the problem.
[0009]
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view and a plan view for sequentially explaining a method for constructing a steel structure, and FIG. 2 shows a use mode of a jack used in the present invention. FIG.
As shown in FIG. 1, in the construction method of the structure by the push-up method of the present invention, it is possible to construct a middle- and high-rise structure even in a narrow site where there is almost no margin between the adjacent land boundaries. The jack device that is installed to push up the sequentially constructed layers is installed between the
And in this invention, the jack which should push up each level | sequentially constructed level is used only for the pushing-up operation | work, Furthermore, the load burden of the structure in construction of each level | sequentially constructed level is for temporary installation with which the said jack was mounted | worn. The reaction force frame is configured to bear.
[0010]
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (E), at least four temporary reaction
As shown in FIG. 1A, since the temporary reaction
Each of the temporary reaction
As shown in FIG. 2, the
[0011]
As shown in FIG. 2A, the upper connecting
As is well understood in FIGS. 2A, 2B, and 2C,
Since the
[0012]
A method of constructing the steel structure 1 by the push-up method using the temporary
Next, as shown in FIG. 1 (B) and FIG. 1 (E), the left and right
[0013]
Next, as shown in FIG. 1 (C), it is firmly supported by the
In the present invention, the temporary reaction force
In the embodiment, a pair of jacks are attached to the temporary reaction force frame pillars. However, if necessary, two sets of jacks are attached to one place using two temporary reaction force frame pillars. It can also be configured.
[0014]
As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, within the scope of the gist of the present invention, the shape of the main pillar and the main beam in the structure and the connection form between them, the roof, the ceiling in the structure , Floor and wall configuration, jack type, pin locking configuration between the jack and the temporary reaction force frame pillar, temporary reaction force frame configuration, mounting structure on the support arm of the jack, etc. Can be adopted as appropriate.
[0015]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the push-up method has the advantages inherent in the push-up method, ensuring safety of work by reducing work at high places, and performing various identical operations that are not affected by the weather. In addition to ensuring the quality of the structure and shortening the construction period, the temporary reaction force frame to which the jack as a push-up device is attached is located inside the main pillar of the structure to be constructed. It is possible to construct medium- and high-rise structures by push-up method even in a narrow site such as between existing buildings.
In addition, according to the present invention, the load of the structure during construction of each level is almost entirely handled by the temporary reaction force frame, so the cylinder portion of the jack bears the load during lifting of the structure. It is sufficient to reduce the scale of the device and increase the safety factor.
The temporary reaction force frame connecting beam that bears the entire load during construction of the structure can be incorporated into the structure as the second floor main beam of the structure after the final second floor portion is lifted. As a result, it is possible to effectively use materials and reduce removed materials, thereby achieving cost reduction.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a front view and a plan view for sequentially explaining a method for constructing a steel structure.
FIG. 2 is a diagram showing a usage mode of a jack used in the present invention according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional lift-up method.
FIG. 4 is a diagram showing a conventional jackup method.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional push-up method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
8B ・ ・ ・ Fixing pin (lower part)
9 ... Support arm
Claims (3)
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