JPH0733688B2 - プツシユアツプ工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地上１階に設置したプラントにおいて、１階
分の建物をロボット等の機械を用いて集中的に生産し、
１階分の躯体工事完了後に階高分だけ上方にプッシュア
ップすることを繰り返すことによって建物全体を生産す
るプッシュアップ工法に関する。

［従来の技術］ 一般に、中高層のコンクリート建物を建築する場合、最
上階まで柱を建て、梁、ブースを取り付けてから各階の
配筋、コンクリート打設、壁部材取り付け等が行われて
いるが、近年、中高層のコンクリート建築生産におい
て、自動化施工の試みが幾つかなされている。例えば、
体育館等の大きな屋根を地上で組み立てた後、油圧ジャ
ッキによりプッシュアップする方法や、最初に最上階ま
での柱を構築した後、地上レベルでスラブを生産し、こ
れを最上階に取付けたウィンチで順次引き上げてゆく方
法、さらに、地上レベルで複数のプレハブのブロックを
結合して、これを油圧ジャッキ等により階高分プッシュ
アップし、再び地上レベルで複数のプレハブのブロック
を結合して、順次プッシュアップして中高層のコンクリ
ート建物を生産してゆく方法等が知られている。

また、地上レベルで１階分の建物を集中的に生産し、１
階分の躯体工事完了後に階高分だけ上方にプッシュアッ
プすることを繰り返すことによって建物全体を生産する
という考え方自体は、研究論文等で紹介されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の工法では、機械を用い
てシステム的に建物を生産し、建築における自動化率を
向上させ、労働生産性の向上を図ることは困難であっ
た。

また、体育館等の大きな屋根を地上で組み立てた後、プ
ッシュアップする方法においては、プッシュアップは１
回だけであり、繰り返し性がなく多層階の建築生産に適
用させることに不可能である。また、最初に最上階まで
の柱を構築した後、地上レベルでスラブを生産し、これ
を最上階に取付けたウィンチで順次引き上げてゆく方法
においては、重量物を柱のみで支持しなければならず、
地震に対する構造的強度が弱いと言う問題を有してい
る。さらに、地上レベルで複数のプレハブのブロックを
結合して順次プッシュアップして中高層のコンクリート
建物を生産する方法においては、プレハブ自体が当初か
ら柱、構造壁、スラブ等を備えているので、現場での中
高層のコンクリート建築生産にこれを適用することは困
難である。

また、地上レベルで１階分の建物を集中的に生産し、上
方にプッシュアップすることを繰り返すことによって建
物全体を生産するという考え方においては、抽象的な開
示にとどまり、既に出来上がっている建物が空間的制約
を与えるなかで、柱生産、構造壁生産、スラブ生産或い
はプッシュアップ方法等の具体的な技術的課題およびそ
の解決策が何ら示されていない。

本発明は上記問題点を解決しようとするもので、具体的
な各種のロボットおよび装置を組み合わせプッシュアッ
プ工法を可能にし、人手による作業を省力化し、建築の
生産性を向上することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そのために本発明のプッシュアップ工法は、建物の柱を
プッシュアップするための支持と、プッシュアップ後、
建物を一定高さに支持するための支持手段を有するプッ
シュアップ装置により建物の柱をプッシュアップするプ
ッシュアップ工程と、柱をロボットにより前記プッシュ
アップ装置へ搬送し上階の柱に接合する柱生産工程と、
壁部材をロボットにより搬送し前記柱に接合する構造壁
生産工程と、型枠昇降架台を上昇させ、ロボットにより
配筋、コンクリート打設、均しを行うことによりスラブ
を生産するスラブ生産工程とを備え、地上レベルで１階
分の建物を集中的に生産し、１階分の躯体工事完了後に
階高分だけ上方にプッシュアップすることを繰り返すこ
とにより建物を生産することを特徴とするものである。

［作用］ 本発明のプッシュアップ工法は、地上１階に設置したプ
ラントにおいて、１階分の建物をロボット等の機械を用
いて集中的に生産し、１階分の躯体工事完了後に階高分
だけ上方にプッシュアップすることを繰り返すことによ
って建物全体を生産するものである。

［実施例］ 先ず、本発明によるプッシュアップ工法の概略について
説明する。第１図は、本発明のプッシュアップ工法に用
いられるプラント構成の１実施例を示す図である。図
中、10は最上階、11は上階、12は下階、13はプッシュア
ップ装置、14は柱搬送ロボット、15は柱、16は軌道、17
は壁部材搬送ロボット、18は壁部材取付ロボット、19は
梁、20はブレース、21は型枠昇降架台、22は配筋ロボッ
ト、23はコンクリート打設・均らしロボットである。

このプッシュアップ工法は、最上階生産、基準階生産お
よび最下階生産の３つの大きな工程により構成され、こ
のうち基本となる工程は、繰り返し性のある基準階生産
工程である。この基準階生産工程は、大別して柱生産工
程、構造壁生産工程、スラブ生産工程およびプッシュア
ップ工程の４つのサブ工程からなり、柱生産工程には柱
搬送ロボット14が、構造壁生産工程には壁部材搬送ロボ
ット17および壁部材取付ロボット18が、スラブ生産工程
には型枠昇降架台21、配筋ロボット22、コンクリート打
設・均らしロボット23が、プッシュアップ工程にはプッ
シュアップ装置13が使用される。そして、このプラント
での生産作業は、作業高さによって上階と下階に分けら
れて、柱生産は下階で行われ、床生産および構造壁生産
は上階で行われる。

また、最上階生産および最下階生産の両工程には、基準
階生産工程とは異なる点、例えば、最上階生産工程で
は、柱の長さ、ペントハウスの生産があり、最下階生産
工程では、地上躯体と地下躯体の接合などがある。これ
らの異なる点を基準階生産工程の例外事項としてとら
え、最上階生産および最下階生産の両工程の構成を基準
階生産工程と同様にしている。そして、ロボットや制御
技術を導入することにより自動化率を高める建築生産工
法を可能にし、地上に設置したプラントで１階部分の建
物を集中的に生産し、これを階高分だけ上方にプッシュ
アップするというサイクルを繰り返すことにより建物を
生産するものである。

次に、プッシュアップ工法の詳細について、第１図およ
び第２図（イ）ないし（ホ）に示す行程図で順を追って
説明する。

（A1）先ず、根切り、基礎、B1Fの躯体工事までは従来
通りの建築工程で行う。次に、プッシュアップ装置13、
型枠昇降架台21、建物外周の軌道16等で構成されるプラ
ントを設置し、このプラントを用いてペントハウスから
生産を開始する。（A2）型枠昇降架台21を上昇させ、柱
搬送ロボット14が柱15を搬送し、プッシュアップ装置13
の上方から柱15を落とし込んでプッシュアップ装置13に
渡す。（A3）型枠昇降架台21を下降させた後、壁部材搬
送ロボット17が軌道16を走行し、梁仕口30および梁19を
壁部材取付ロボット18まで搬送する。壁部材取付ロボッ
ト18は、壁部材搬送ロボット17上の梁仕口30を取り上
げ、柱15と梁仕口30とを溶接接合する。梁仕口30の接合
完了後、壁部材取付ロボット18は同様にして梁19の接合
を行う。（A4）型枠昇降架台21を上昇させた後、配筋ロ
ボット22が先組鉄筋31を型枠昇降架台21上に配設する。
（A5）コンクリート打設・均らしロボット23により型枠
昇降架台21上に生コンを分配し、コンクリートを均らし
養生を行う。（A6）養生完了後、型枠昇降架台21を下降
させ、次いでプッシュアップ装置13により、柱15を階高
分だけプッシュアップさせてペントハウス25の生産が完
了する。

（B1）次に、最上階および屋上部を生産を開始する。屋
上部32側では型枠昇降架台21を上昇させ、柱搬送ロボッ
ト14が柱15を搬送し、プッシュアップ装置13の上方から
柱15を落とし込んでプッシュアップ装置13に流す。一
方、ペントハウス25側ではプッシュアップ装置13の側方
から柱15を供給し、上下の柱を溶接する。（B2）屋上部
32側の型枠昇降架台21を下降させた後、壁部材搬送ロボ
ット17が軌道16を走行し、梁仕口30、ブレース33および
梁19を壁部材取付ロボット18まで搬送する。壁部材取付
ロボット18は、壁部材搬送ロボット17上の梁仕口30、ブ
レース20および梁19を取り上げ、柱15と梁仕口30、ブレ
ース20および梁19とを溶接接合する。（B3）型枠昇降架
台21を上昇させた後、配筋ロボット22が先組鉄筋31を型
枠昇降架台21上に配設する。（B4）コンクリート打設・
均らしロボット23により型枠昇降架台21上に生コンを分
配し、コンクリートを均らす。（B5）コンクリートの養
生を行っている間に、ペントハウス25の外壁35を取付け
る。（B6）養生完了後、型枠昇降架台21を下降させ、次
いでプッシュアップ装置13により、柱15を階高分だけプ
ッシュアップさせる。

（C1）次に、基準階の生産を開始する。プッシュアップ
装置13の側方から柱15を供給し、上下の柱間を溶接す
る。（C2）壁部材搬送ロボット17が軌道16を走行し、梁
仕口30、ブレース20および梁19を壁部材取付ロボット18
まで搬送する。壁部材取付ロボット18は、壁部材搬送ロ
ボット17上の梁仕口30、ブレース33および梁19を取り上
げ、柱15と梁仕口30、ブレース20および梁19とを溶接接
合する。（C3）型枠昇降架台21を上昇させた後、配筋ロ
ボット22が先組鉄筋31を型枠昇降架台21上に配設する。
（C4）コンクリート打設・均らしロボット23により型枠
昇降架台21上に生コンを分配し、コンクリートを均ら
す。（C5）コンクリートの養生を行っている間に外壁35
を取付ける。（C6）養生完了後、型枠昇降架台21を下降
させ、次いでプッシュアップ装置13により、柱15を階高
分だけプッシュアップさせる。（D1）最後に、最下階の
生産を開始する。プッシュアップ装置13の側方から柱15
を供給し、柱15と上部の柱および下部の基礎体とを溶接
する。（D2）プッシュアップ装置13の上部を切断し撤去
する。（D3）壁部材搬送ロボット17および壁部材取付ロ
ボット18により、柱15と梁仕口30、ブレース20および梁
19とを溶接接合する。（D4）型枠昇降架台21を上昇させ
た後、配筋ロボット22が先組鉄筋31を型枠昇降架台21上
に配設する。（D5）コンクリート打設・均らしロボット
23により型枠昇降架台21上に生コンを分配し、コンクリ
ートを均らす。（D6）コンクリートの養生を行っている
間に外壁35を取付ける。（D7）プッシュアップ装置13、
型枠昇降架台21、建物外周の軌道16等で構成されるプラ
ントを解体撤去する。（D8）１階部分にブレース20を溶
接接合する。（D9）１階部分の内外装を行って建物が完
成する。

次に、上記した柱生産工程、構造壁生産工程、スラブ生
産工程およびプッシュアップ工程の４つのサブ工程の詳
細について第３図により説明する。第３図はプッシュア
ップ工法の作業フローの１実施例を示す図である。

（イ）柱生産工程 柱荷降し トラックにより運ばれてきた鋼製角柱をクレーンを用い
て、地面所定の位置に姿勢をそろえて置く。

柱運搬 柱搬送ロボット14が鋼製角柱前に停止し、鋼製角柱を横
向きの状態で把持し角柱を立ててから運搬する。運搬に
際しては、柱搬送ロボット14は地面から傾斜台を通って
型枠昇降架台21上に上がり、所定のプッシュアップ装置
13まで経路を認識しながら走行する。

柱の受渡し 所定のプッシュアップ装置13に到達した柱搬送ロボット
14は、位置制御を行いながらプッシュアップ装置13内に
柱を受渡す。

柱把持 プッシュアップ装置13では水平方向の位置決めを行うた
め、鋼製角柱を把持する。

柱位置決め プッシュアップ装置13のセンターホールジャッキ（後
述）が上昇して、鋼製角柱を上階の柱との接合位置に位
置決めする。

柱接合…プッシュアップ装置13内にあるアーク溶接装
置２台が鋼製角柱の外周に沿って、左右対称に溶接しな
がら移動する。

（ロ）構造壁生産工程 荷降し運搬 クレーンで１スパン分の梁仕口、ブレースおよび梁を壁
部材搬送ロボット17上に立てた状態で並べられた後、壁
部材取付ロボット18まで軌道16を通って運搬される。ま
た、壁部材搬送ロボット17は梁仮固定により積載してい
る壁部材がなくなると、次のスパンの部材を取りに戻
る。

梁仕口取付け 壁部材取付ロボット18は、壁部材搬送ロボット17上の梁
仕口を１本ずつ取り上げ、柱に予めセットしてある治具
に仮固定した後、壁部材取付ロボット18が柱と梁仕口と
を溶接接合する。

ブレース・梁取付け 壁部材取付ロボット18は、ブレースおよび梁を１本ずつ
取り上げ、予めセットしてある治具に仮固定した後、壁
部材取付ロボット18がブレースおよび梁を溶接接合す
る。溶接個所は１スパン内の両端にあるので、同時に溶
接を行うために、壁部材取付ロボット18に２台の溶接ロ
ボットを搭載している。

（ハ）スラブ生産工程 型枠形成 型枠昇降架台21内に装備した昇降装置により、プッシュ
アップ装置13のフレームをガイドとし、型枠面を上昇さ
せると、型枠面はセンサにより所定位置を検出して自動
的に停止する。型枠面とプッシュアップ装置13の上面と
の間には隙間が残るので、この部分は補助型枠により自
動的に塞ぐ。この後、脱型、清掃をし易くするためにビ
ニールシートを敷設する。

スラブ配筋 先組鉄筋を２階作業床のレベルまで上昇させた後、配筋
ロボット22が電磁吸着により先組鉄筋を把持し、型枠昇
降架台21上を位置制御されながら走行し、先組鉄筋を所
定の位置に配設する。

コンクリート打設 コンクリート打設・均らしロボット23は、軌道16上を移
動して所定位置に到達した後、アームを伸展させホース
を介して生コンを型枠上に分配する。ホース先端の動き
は生コンの吐き出し量に応じて常に所定量が型枠上に分
配される。荒均らしは、生コン吐き出し口に設けたバイ
ブレータ付きブレートにより生コン分配と同時に行われ
る。

脱型 型枠昇降架台21に内蔵された油圧シリンダにより補助型
枠を引き戻した後、型枠昇降架台21を下階作業レベルま
で下降させる。これらの動きは全て自動制御される。最
上階と基準階のスラブ生産は例えば地上より5,750mmの
高さで行われ、型枠昇降架台はこの高さまで上昇する
が、最下階生産の２階スラブは、地上より4,700mmに位
置するので、高さ5,350mmのプッシュアップ装置と干渉
してしまう。このため、２階スラブを生産するときに
は、先にプッシュアップ装置の上部を解体した後、型枠
昇降架台を4,500mm上昇させ、以下は基準階と同様の方
法でスラブ生産を行う。

（ニ）プッシュアップ工程 支持手段 鋼製角柱の支持には、建物をプッシュアップするための
支持と、プッシュアップ後、１階分を施工している間、
建物を一定高さに保持するための支持がある。第４図は
その支持手段を示すもので、鋼製角柱65の周囲にフラン
ジ66を取付け、このフランジ66の４隅にプッシュアップ
用ピン穴67を設けると共に、このピン穴67間に固定用ピ
ン穴69を設けている。一方、ガイド軸70にはセンターホ
ールジャッキ59が昇降自在に配設され、このセンターホ
ールジャッキ59に取付けられたプッシュアップ用ピン57
が、プッシュアップ用ピン穴67に係合可能になっている
と共に、水平方向に摺動自在な保持装置63に設けられた
固定用ピン62が固定用ピン穴69に係合可能になってい
る。

プッシュアップ方法 第５図はプッシュアップの手順を示す図である。（ａ）
の状態は型枠を脱型後、柱65をプッシュアップ装置13内
に引き渡し、センターホールジャッキ59が上昇してプッ
シュアップ用ピン57が、プッシュアップ用ピン穴67に係
合し、上部の柱と溶接が完了した状態を示している。
（ｂ）において、センターホールジャッキ59が上昇して
固定用ピン62と固定用ピン穴69の係合が開放されると、
保持装置63が引込む。（ｃ）はプッシュアップが継続し
ている状態を示している。（ｄ）において、センターホ
ールジャッキ59が上昇して上限位置に自動的に停止する
と、保持装置63が押し出される。（ｅ）において、セン
ターホールジャッキ59が下降していく途中で、保持装置
63の固定用ピン62が固定用ピン穴69に係合し、柱全体を
支持する。そして、センターホールジャッキ59が下降し
て下限位置に自動的に停止し、次のサイクルに移るもの
である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変形が可能であることは勿論のことである。例え
ば、上記実施例においては、最下階の生産時にプッシュ
アップ装置の上部を解体しているが、１階の天井の高さ
がプッシュアップ装置の高さと等しければ解体する必要
はない。また、プッシュアップ装置を全て解体撤去し
て、あとは従来通りの工法により最下階を生産してもよ
い。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１階
分の建物をロボット等の機械を用いて集中的に生産し、
１階分の躯体工事完了後に階高分だけ上方にプッシュア
ップすることを繰り返すことによって建物全体を生産す
るので、生産設備、プラントを地上レベルに集中させる
ため、生産性の向上を図ることが可能となると共に、自
動化率が高くなり労働生産性の向上を図ることが可能と
なる。

また、天候に左右されず作業ができ、また、夜間作業も
可能となり、とくに、プッシュアップ作業には殆ど人手
作業が不要なため、夜間作業可能となる。さらに、高所
作業が減少し安全性が増大するとともに、足場を構築し
ないで外装仕上げを行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプッシュアップ工法に用いられるプラント構成
を示す図、第２図はプッシュアップ工法による行程を示
す図、第３図はプッシュアップ工法の作業フローを示す
図、第４図はプッシュアップにおける支持手段を示す
図、第５図はプッシュアップの手順を説明するための図
である。 10……最上階、11……上階、12……下階、13……プッシ
ュアップ装置、14……柱搬送ロボット、15……柱、16…
…軌道、17……壁部材搬送ロボット、18……壁部材取付
ロボット、19……梁、20……ブレース、21……型枠昇降
架台、22……配筋ロボット、23……コンクリート打設・
均らしロボット、25……ペントハウス、30……梁仕口、
31……先組鉄筋、32……屋上部、35……外壁、36……基
礎体、57……プッシュアップ用ピン、59……センターホ
ールジャッキ、62……固定用ピン、63……保持装置、65
……鋼製角柱、66……フランジ、67……プッシュアップ
用ピン穴、69……固定用ピン穴、70……ガイド軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 佐藤工業株式会社 富山県富山市桜木町１番11号 (71)出願人 999999999 清水建設株式会社 東京都中央区京橋２丁目16番１号 (71)出願人 999999999 大成建設株式会社 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 (71)出願人 999999999 株式会社竹中工務店 大阪府大阪市東区本町４丁目27番地 (71)出願人 999999999 戸田建設株式会社 東京都中央区京橋１丁目７番１号 (71)出願人 999999999 株式会社フジタ 東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目６番15号 (71)出願人 999999999 株式会社小松製作所 東京都港区赤坂２丁目３番６号 (71)出願人 999999999 日立造船株式会社 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 (72)発明者 長谷川 幸男 東京都新宿区大久保３−４−１ 早稲田大 学システム科学研究所内 (72)発明者 井上 康夫 埼玉県川口市芝園町３丁目４の543 (72)発明者 新井 一彦 埼玉県浦和市仲町２−９−16 (72)発明者 松下 祐輔 東京都新宿区築地町16 ライオンズマンシ ヨン神楽坂第３―102号 (72)発明者 山下 伸二 神奈川県厚木市三田91−１ (72)発明者 奥山 信博 東京都世田谷区代田１−20−８ 清水建設 寮 (72)発明者 坪田 章 東京都江東区南砂２−５−14 株式会社竹 中工務店技術研究所内 (72)発明者 森 正人 神奈川県横浜市港北区小机町246番地 (72)発明者 篠崎 徹 茨城県下妻市下木戸24 (72)発明者 吉武 亮二 東京都町田市能ヶ谷町1521−93 (72)発明者 武田 周 神奈川県平塚市万田18 小松製作所平塚寮 311号 (72)発明者 国塩 和良 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 日立造船株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物の柱をプッシュアップするための支持
   と、プッシュアップ後、建物を一定高さに支持するため
   の支持手段を有するプッシュアップ装置により建物の柱
   をプッシュアップするプッシュアップ工程と、柱をロボ
   ットにより前記プッシュアップ装置へ搬送し上階の柱に
   接合する柱生産工程と、壁部材をロボットにより搬送し
   前記柱に接合する構造壁生産工程と、型枠昇降架台を上
   昇させ、ロボットにより配筋、ココンクリート打設、均
   しを行うことによりスラブを生産するスラブ生産工程と
   を備え、地上レベルで１階分の建物を集中的に生産し、
   １階分の躯体工事完了後に階高分だけ上方にプッシュア
   ップすることを繰り返すことにより建物を生産すること
   を特徴とするプッシュアップ工法。
2. 【請求項２】建物の柱をプッシュアップするための支持
   と、プッシュアップ後、建物を一定高さに支持するため
   の支持手段を有するプッシュアップ装置により建物の柱
   をプッシュアップするプッシュアップ工程と、柱をロボ
   ットにより前記プッシュアップ装置へ搬送し上階の柱に
   接合する柱生産工程と、壁部材をロボットにより搬送し
   前記柱に接合する構造壁生産工程と、型枠昇降架台を上
   昇させ、ロボットにより配筋、コンクリート打設、均し
   を行うことによりスラブを生産するスラブ生産工程とを
   備え、地上レベルで１階分の建物を集中的に生産し、１
   階分の躯体工事完了後に階高分だけ上方にプッシュアッ
   プすることを繰り返すと共に、最下階の生産時には前記
   プッシュアップ装置の上部を解体することにより建物を
   生産することを特徴とするプッシュアップ工法。