JP6008437B2

JP6008437B2 - 解体装置

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Publication number: JP6008437B2
Application number: JP2013088922A
Authority: JP
Inventors: 匡一梅津; 清志矢島; 英樹市原
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: JP2014211060A

Description

本発明は、構造物を解体するための解体装置に関する。

従来より、高層建築では、設備や躯体の老朽化を理由として、建築物を解体し、新たに建築物を構築する建て替えが行われる場合がある。この建築物は、例えば、特許文献１に示すような方法で解体される。

すなわち、まず、建築物の周囲に複数の仮設支柱を設置するとともに、これら仮設支柱で支持されてかつ建築物の最上階を覆う養生体本体を設けて、養生体とする。また、この養生体本体の下面に、走行式の解体装置を設ける。

この走行式の解体装置は、養生体本体の下面に設置された走行レールと、この走行レールの下面に沿って移動可能な台車（トロリー）と、アタッチメント（高圧水ジェットカッティングヘッド）と、台車に設けられてこのアタッチメントの位置や姿勢を制御するアームおよびブームと、を備える。

次に、解体装置を用いて、養生体本体の直下の部分つまり建築物の最上階を解体し、この解体作業が完了した後、養生体本体を仮設支柱に沿って下方に盛り替える。
このようにして、解体作業と養生体本体の盛り替え作業とを交互に行って、建築物を解体する。

特開平１１−３００３８号公報

しかしながら、建築物を解体する際、アタッチメントには大きな衝撃が繰り返し加わる。この衝撃力は、走行レールに伝達されるため、走行レールの剛性の確保が重要となる。走行レールの剛性を確保するため、走行レールの構成部材の厚みを大きくして大型化する方法が考えられるが、走行レールを大型化すると、重量が過大となって、施工性が低下する、という問題が生じる。
また、上述の解体装置では、台車は走行レールの下面に沿って走行するため、アタッチメントに水平方向の衝撃が加わると、この衝撃で台車が走行レールから外れてしまうおそれがあった。

本発明は、解体作業時に、走行レールの剛性を向上しつつ軽量化を実現するとともに、走行レールから台車が外れるのを防止できる解体装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の解体装置（例えば、後述の天井走行解体装置７０）は、構造物（例えば、後述の既存建物１）の解体に用いられる解体装置であって、解体場所の天井面に設置される断面矩形枠状の走行レール（例えば、後述の走行レール８０）と、当該走行レールの外周面を覆うとともに当該走行レール上を走行可能な台車（例えば、後述の台車７１）と、アタッチメント（例えば、後述の破砕機７２）と、前記台車に取り付けられて、当該アタッチメントの前記台車に対する３次元空間上の相対位置および姿勢を変化させるアタッチメント移動部（例えば、後述のアタッチメント移動部７３）と、を備えることを特徴とする。

アタッチメントとしては、コンクリート塊を破砕する破砕機、解体材を掬い取るバケットなどが挙げられる。
この発明によれば、走行レールを断面矩形枠状としたので、走行レールの断面係数が大きくなって、曲げ剛性が向上するから、走行レールに大きな衝撃力が作用しても、この衝撃力に十分に抵抗できる。また、このようにしても、走行レールが断面矩形枠状であるので、重量がそれほど大きくならない。
さらに、台車で走行レールの外周面を覆ったので、アタッチメントに水平方向や鉛直方向の衝撃が加わっても、この衝撃で台車が走行レールから外れるのを防止できる。

請求項２に記載の解体装置は、前記アタッチメント移動部は、前記台車に第１軸（例えば、後述の第１軸Ａ）で旋回可能に軸支された旋回体（例えば、後述の旋回体９０）と、当該旋回体に第２軸（例えば、後述の第２軸Ｂ）で回動可能に軸支されたブーム（例えば、後述のブーム９１）と、当該ブームに第３軸（例えば、後述の第３軸Ｃ）で回動可能に軸支されて前記アタッチメントを第４軸（例えば、後述の第４軸Ｄ）で回動可能に軸支するアーム（例えば、後述のアーム９２）と、前記各軸を駆動する駆動装置（例えば、後述の油圧アクチュエータ９３Ａ〜９３Ｄ）と、を備え、前記４つの軸のうち少なくとも１つについて、所定以上の負荷がかかると、前記駆動装置の駆動力を低下させることを特徴とする。

この発明によれば、各軸のうち少なくとも１つについて、所定以上の負荷がかかると、駆動装置により各軸の駆動力を低下させる。よって、アタッチメントに大きな衝撃力が加わって、各軸の回転力に大きな負荷がかかっても、この負荷に対する抵抗力が低下するので、解体装置の故障や損傷を軽減できる。

請求項３に記載の解体用装置は、前記アタッチメント移動部は、既存の油圧ショベルの一部を転用したものであることを特徴とする。

この発明によれば、既存の油圧ショベルをアタッチメント移動部に転用したので、解体装置の製造コストを低く抑えることができる。

本発明によれば、走行レールを断面矩形枠状としたので、走行レールの断面係数が大きくなって、曲げ剛性が向上するから、走行レールに大きな衝撃力が作用しても、この衝撃力に十分に抵抗できる。また、このようにしても、走行レールが断面矩形枠状であるので、重量がそれほど大きくならない。
さらに、台車で走行レールの外周面を覆ったので、アタッチメントに水平方向や鉛直方向の衝撃が加わっても、この衝撃で台車が走行レールから外れるのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る解体装置が適用された既存建物の断面図である。前記実施形態に係る既存建物に取り付けられる仮設柱の正面図および側面図である。前記実施形態に係る仮設柱の下部の横断面図である。前記実施形態に係る仮設柱の中央部の横断面図である。前記実施形態に係る仮設柱の平面図である。前記実施形態に係る解体装置の側面図である。前記実施形態に係る解体装置の台車の見上げ図である。図７のＡ−Ａ断面図である。図７のＢ−Ｂ断面図である。前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その１）である。前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その２）である。前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その３）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る解体装置が適用された既存建物１の断面図である。
既存建物１は、２４階建ての鉄骨造であり、複数本の角形鋼管である既存柱１１と、これら既存柱１１同士を連結する複数の鉄骨梁である既存梁１２と、既存梁１２に支持される既存スラブ１３と、を備える。

この既存建物１には、既存建物１を解体するために、解体システム６０が構築されている。解体システム６０は、仮設屋根６１と、この仮設屋根６１の外周に設けられた外周足場６２と、既存建物１の構造体に支持されて略鉛直方向に延びて仮設屋根６１を支持する仮設柱２０と、を備える。

仮設屋根６１は、２４階床レベルの外周側の既存梁１２と、２４階の外周側の既存柱１１と、Ｒ階床レベルの一部の既存梁１２である仮設梁６３と、この仮設梁６３の上に張り付けられた透光性を有する板材６４と、仮設梁６３の梁上に設けられた図示しないテルハと、仮設梁６３の梁下に設置された図示しない天井走行クレーンおよび解体装置としての天井走行解体装置７０と、を備える。
外周足場６２は、仮設梁６３に支持されている。
また、テルハの直下には、床開口１５が形成されている。

仮設柱２０は、既存建物１の既存柱１１の近傍に設置される。
以下、既存柱１１のうち既存柱１１Ａの近傍に設置された仮設柱２０Ａについて説明するが、他の仮設柱２０も同様の構成である。

図２は、仮設柱２０Ａの正面図および側面図である。図２では、理解の容易のため、後述の水平支持レール２３Ｂを省略している。

仮設柱２０Ａは、鉛直方向に略平行に延びる一対の柱部材２１と、これら２本の柱部材２１を連結する連結部材２２と、柱部材２１に沿って延びる水平支持レール２３Ａ、２３Ｂ（図３参照）と、を備える。

各柱部材２１は、断面略Ｈ形状の下部２１１と、この下部２１１の上に設けられた断面略箱形状の中央部２１２と、この中央部２１２の上に設けられた断面略Ｈ形状の上部２１３と、を備える。

また、下部２１１には、互いに対向する一対の貫通孔２１４が長さ方向に沿って２組形成されている。

この仮設柱２０には、仮設柱２０の長さ方向に沿って延びるステップロッド２４と、このステップロッド２４に沿って移動可能なステップロッドジャッキ２５と、このステップロッドジャッキ２５の下端に取り付けられた第１かんぬき部材２６と、仮設柱２０に取り付けられた一対の直線状のかんざし部材２７と、このかんざし部材２７に連結された第２かんぬき部材３０と、が内蔵されている。

図３は、仮設柱２０Ａの下部２１１の横断面図である。
仮設柱２０は、既存建物１の既存スラブ１３を貫通して延びている。すなわち、既存柱１１Ａの近傍の各階の既存スラブ１３には、床開口１４が形成されており、仮設柱２０は、各階の床開口１４に挿通される。

第２かんぬき部材３０は、一対の柱部材２１の間に挿通され、軸方向の長さが変更可能な構造である。すなわち、第２かんぬき部材３０は、所定長さの本体３１と、この本体３１の両端側に水平方向に回動自在に設けられた係止部３２と、を備える。

この第２かんぬき部材３０では、係止部３２および本体３１を一直線上に配置することで、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを長くできる。一方、係止部３２を水平方向に折り曲げることで、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを短くできる。この状態では、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さが床開口１４の内法寸法よりも短くなるため、第２かんぬき部材３０は、床開口１４を通って鉛直方向に移動可能となっている。

一対のかんざし部材２７は、柱部材２１の上下の２組の貫通孔２１４のうちの上側の一組に挿通されている。
上述の第２かんぬき部材３０の上面は、かんざし部材２７の下面に当接して固定されている。これにより、第２かんぬき部材３０は、仮設柱２０とともに略鉛直方向に移動するようになっている。

第２かんぬき部材３０を所定高さに配置して、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを長くすることで、第２かんぬき部材３０は、既存柱１１Ａから互いに直交して延びる２つの既存梁１２に跨って配置される。
この状態では、第２かんぬき部材３０が既存梁１２に係止し、この第２かんぬき部材３０にかんざし部材２７が係止するので、仮設柱２０は第２かんぬき部材３０を介して既存梁１２に支持されることになる。

また、床開口１４のうち仮設柱２０の下部２１１が挿通されるものには、既存建物１に支持されて仮設柱２０の側面に当接する一対の水平反力受け部材５１、５２が設けられる。
すなわち、水平反力受け部材５１、５２は、既存梁１２上に取り付けられて仮設柱２０の側面に当接する略コの字形状の第１水平反力受け部材５１と、既存スラブ１３上に取り付けられて仮設柱２０の側面に当接する略コの字形状の第２水平反力受け部材５２と、からなる。

各水平反力受け部材５１、５２は、水平支持レール２３Ａに当接する長尺状の第１ガイド部５３と、この第１ガイド部５３の両端から直交して延びて水平支持レール２３Ｂに当接する第２ガイド部５４と、を備える。これにより、仮設柱２０を下方に向かって円滑に移動可能となっている。
水平反力受け部材５１、５２は、仮設柱２０を挟んで略矩形枠状に配置されており、これにより、第２かんぬき部材３０の上下方向の移動に干渉しないようになっている。

図４は、仮設柱２０の中央部２１２の横断面図である。
ステップロッドジャッキ２５の下端面には、水平に直線状に延びる第１かんぬき部材２６が連結され、この第１かんぬき部材２６の両端側は、２つの既存梁１２の直上に位置している。
第１かんぬき材の中央には、ステップロッド２４が挿通される挿通孔が形成されている。
第１かんぬき部材２６を所定高さに配置することで、第１かんぬき部材２６は既存柱１１Ａから互いに直交して延びる２つの既存梁１２に跨って配置される。このとき、これら２本の既存梁１２の上面が露出しているため、第１かんぬき部材２６は、既存梁１２に直接載置される。
この状態では、第１かんぬき部材２６が既存梁１２に係止するので、仮設柱２０は第１かんぬき部材２６を介して既存梁１２に支持されることになる。

図５は、仮設柱２０の平面図である。
仮設柱２０は、既存柱１１Ａの上端から互いに直交して延びる２つの仮設梁６３の間に設置されている。
仮設柱２０の上端面には、水平に直線状に延びる支持部材２８が設けられ、２つの仮設梁６３は、この支持部材２８の両端側の上面に位置している。これにより、仮設柱２０の上端面は、支持部材２８を介して、仮設屋根６１の仮設梁６３に連結されている。

図２に戻って、仮設柱２０の上部２１３の側面には、継手２９が設けられている。仮設柱２０の上部２１３の側面は、この継手２９を介して、仮設屋根６１の一部である２４階の既存柱１１Ａの上側の側面に連結されている。

図６は、天井走行解体装置７０の側面図である。
天井走行解体装置７０は、既存建物１の解体に用いられるものであり、仮設屋根６１の天井面に設置される走行レール８０と、走行レール８０の外周面を覆うとともに当該走行レール上を走行可能な台車７１と、アタッチメントとしての破砕機７２と、台車７１に取り付けられて破砕機７２の台車７１に対する３次元空間上の相対位置および姿勢を変化させるアタッチメント移動部７３と、を備える。

アタッチメント移動部７３は、既存の油圧ショベルの一部を転用したものである。このアタッチメント移動部７３は、台車７１に第１軸Ａで旋回可能に軸支された旋回体９０と、旋回体９０に第２軸Ｂで回動可能に軸支されたブーム９１と、ブーム９１に第３軸Ｃで回動可能に軸支されて破砕機７２を第４軸Ｄで回動可能に軸支するアーム９２と、各軸Ａ〜Ｄおよび破砕機７２を駆動する駆動装置としての５つの油圧アクチュエータ９３Ａ〜９３Ｅと、を備える。

図７は、台車７１の見上げ図である。図８は、図７のＡ−Ａ断面図であり、図９は、図７のＢ−Ｂ断面図である。
走行レール８０は、解体場所である解体システム６０の内部の天井面に設置される。具体的には、この走行レール８０は、断面矩形枠状であり、仮設梁６３あるいは仮設柱２０に支持される。
走行レール８０は、四隅に位置する４本の円筒形状の円筒部材８１と、これら４本の円筒部材８１のうち隣り合うもの同士を連結する板状の連結部材８２と、を備える。

台車７１は、中央に旋回体９０が設けられる矩形平版状の本体７４と、この本体７４の四隅に設けられた４つの走行部７５と、を備える。各走行部７５は、各走行レール８０の円筒部材８１の上を走行する４組の走行装置７６で構成される。
各走行装置７６は、一対の車輪７７が２列に並んで構成されており、各列の車輪７７は、円筒部材８１の連結部材８２との接合部分を走行する。

台車７１の本体７４には、各走行装置７６および油圧アクチュエータ９３Ａ〜９３Ｅを制御する制御装置７８が設けられている。
制御装置７８は、図示しない操作盤により無線通信で遠隔操作される。この制御装置７８は、各油圧アクチュエータ９３Ａ〜９３Ｅについて、所定以上の負荷がかかると、油圧を開放して、駆動力を低下させる。

次に、既存建物１を解体する手順について説明する。
ステップ１では、図１に示すように、Ｒ階の設備機器、目隠し壁、およびフレーム等を解体する。また、Ｒ階床レベルの既存梁１２の一部を残して解体して、残った既存梁１２を仮設梁６３とする。さらに、２４階床レベルの外周の既存梁１２を残して、２４階の外壁を含む立上がりおよび２４階床レベルの内側の既存梁１２を解体する。
また、仮設柱２０の外側に仮設梁６３に支持される外周足場６２を設ける。

ステップ２では、仮設梁６３の梁上にテルハを取り付けるとともに、仮設梁６３の梁下に天井走行クレーンおよび天井走行解体装置７０を取り付ける。また、仮設梁６３に透光性を有する板材６４を貼り付けて、仮設屋根６１を完成させる。これにより、仮設屋根６１および外周足場６２で囲まれた解体作業スペースを形成する。
なお、図示しないが、仮設屋根６１には、雨水を利用した散水設備およびドライミスト装置を設ける。

ステップ３では、各階の既存スラブ１３に床開口１４、１５を形成し、２０〜２３階床レベルの床開口１４に水平反力受け部材５１、５２を設置する。
その後、既存建物１の外周の既存柱１１の近傍に仮設柱２０を配置する。

ステップ４では、ステップロッドジャッキ２５駆動して、２３階床レベルの既存梁１２に第１かんぬき部材２６を係止させ、仮設柱２０を２３階床の既存梁１２に支持させる。また、第２かんぬき部材３０を収縮させておく。
その後、２３階の既存柱１１を柱頭部で切断し、２３階の外壁を含む立上がりを解体する。このとき、天井走行解体装置７０を用いて解体するとともに、天井走行クレーンを利用して、解体材を床開口１５に移動する。そして、小型テルハによりこの解体材を搬出階に荷下ろしする。荷下ろしした解体材は、リサイクル可能な材料と産業廃棄物との仕分けを行って、場外に搬出する。

ステップ５では、図１０に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、ステップロッド２４の上方に向かって移動させる。
これにより、仮設柱２０が下降し、仮設屋根６１および外周足場６２も下降し、第２かんぬき部材３０は２１階床レベルの高さに位置する。このとき、水平反力受け部材５１、５２により、仮設柱２０の移動を案内する。
次に、第２かんぬき部材３０を伸長させて、この第２かんぬき部材３０を２１階床レベルの既存梁１２に係止させ、仮設柱２０の荷重を２１階床の既存梁１２に支持させる。

ステップ６では、図１１に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、第１かんぬき部材２６を上方に向かってわずかに移動し、解体対象である２３階床から退避させる。
また、２３階床レベルに設置した水平反力受け部材５１、５２を１９階床レベルに盛り替える。
次に、解体作業スペース内で、天井走行解体装置７０を利用して、２３階の床から２２階の外壁を含む立上がりまで（図１１中破線で示す部分）を解体対象として解体する。このとき、天井走行クレーンを利用して、解体材を床開口１５に移動し、テルハによりこの解体材を搬出階に荷下ろしする。

ステップ７では、図１２に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、第１かんぬき部材２６を下方に向かって移動し、２２階床レベルの既存梁１２に係止させ、仮設柱２０を２２階床の既存梁１２に支持させる。また、第２かんぬき部材３０を収縮させておく。

以下、ステップ５〜７の作業を繰り返すことで１層毎に解体して、１階まで解体する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）走行レール８０を断面矩形枠状としたので、走行レール８０の断面係数が大きくなって、曲げ剛性が向上するから、走行レール８０に大きな衝撃力が作用しても、この衝撃力に十分に抵抗できる。また、このようにしても、走行レール８０が断面矩形枠状であるので、重量がそれほど大きくならない。
さらに、台車７１で走行レール８０の外周面を覆ったので、破砕機７２に水平方向や鉛直方向の衝撃が加わっても、この衝撃で台車７１が走行レール８０から外れるのを防止できる。

（２）各軸Ａ〜Ｄのうち少なくとも１つについて、所定以上の負荷がかかると、制御装置７８は、油圧アクチュエータ９３Ａ〜９３Ｅを制御して、各軸Ａ〜Ｄの駆動力を低下させる。よって、破砕機７２に大きな衝撃力が加わって、各軸Ａ〜Ｄの回転力に大きな負荷がかかっても、この負荷に対する抵抗力が低下するので、天井走行解体装置７０の故障や損傷を軽減できる。

（３）既存の油圧ショベルをアタッチメント移動部７３に転用したので、天井走行解体装置７０の製造コストを低く抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

Ａ…第１軸
Ｂ…第２軸
Ｃ…第３軸
Ｄ…第４軸
１…既存建物（構造物）
１１、１１Ａ…既存柱
１２…既存梁
１３…既存スラブ
１４…床開口
１５…床開口
２０、２０Ａ…仮設柱
２１…柱部材
２２…連結部材
２３Ａ…水平支持レール
２３Ｂ…水平支持レール
２４…ステップロッド
２５…ステップロッドジャッキ
２６…第１かんぬき部材
２７…かんざし部材
２８…支持部材
２９…継手
３０…第２かんぬき部材
３１…本体
３２…係止部
５１、５２…水平反力受け部材
５３…第１ガイド部
５４…第２ガイド部
６０…解体システム
６１…仮設屋根
６２…外周足場
６３…仮設梁
６４…板材
７０…天井走行解体装置
７１…台車
７２…破砕機（アタッチメント）
７３…アタッチメント移動部
７４…本体
７５…走行部
７６…走行装置
７７…車輪
７８…制御装置
８０…走行レール
８１…円筒部材
８２…連結部材
９０…旋回体
９１…ブーム
９２…アーム
９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ、９３Ｄ、９３Ｅ…油圧アクチュエータ（駆動装置）
２１１…下部
２１２…中央部
２１３…上部
２１４…貫通孔

Claims

構造物の解体に用いられる解体装置であって、
解体場所の天井面に設置される断面矩形枠状の走行レールと、
当該走行レールの外周面を覆うとともに当該走行レール上を走行可能な台車と、
アタッチメントと、
前記台車に取り付けられて、当該アタッチメントの前記台車に対する３次元空間上の相対位置および姿勢を変化させるアタッチメント移動部と、を備えることを特徴とする解体装置。
前記アタッチメント移動部は、前記台車に第１軸で旋回可能に軸支された旋回体と、
当該旋回体に第２軸で回動可能に軸支されたブームと、
当該ブームに第３軸で回動可能に軸支されて前記アタッチメントを第４軸で回動可能に軸支するアームと、
前記各軸を駆動する駆動装置と、を備え、
前記４つの軸のうち少なくとも１つについて、所定以上の負荷がかかると、前記駆動装置の駆動力を低下させることを特徴とする請求項１に記載の解体装置。
前記アタッチメント移動部は、既存の油圧ショベルの一部を転用したものであることを特徴とする請求項２に記載の解体装置。