三井住友建設株式会社 研究開発活動 (2019年3月期)

当社グループでは、技術の信頼、受注の拡大、利益の向上を目指して、顧客ニーズに応える技術開発をタイムリーに推進することを技術開発の基本方針とし、技術本部、土木本部、建築本部、事業開発推進本部を中心として、技術開発を積極的に進めてきました。
当連結会計年度の技術開発に要した費用の総額は、2,474百万円です。なお、当該費用については、セグメントに共通する費用を区分することが困難であるため、総額のみを記載しています。
当連結会計年度における主な技術開発成果は次のとおりです。

(1)腐食劣化と決別した超高耐久橋梁「Dura-Bridge」が高速道路本線橋に初採用
鉄筋やPC鋼材に替わり、腐食しない新材料を緊張材として用いて長期耐久性を確保した超高耐久橋梁Dura-Bridge(NEXCO西日本との共同開発)が、新設の高速道路本線橋として、初めて徳島自動車道「別埜谷(べっそだに)橋」に採用されました(2020年度完成予定)。本技術により、鋼材腐食に起因するコンクリート片はく落などによる第三者被害を防ぐとともに、耐久性の飛躍的な向上により維持管理費用の削減が可能となります。今後は、技術的知見や実績工事費を精査し、飛来塩分や凍結防止剤散布による鋼材の腐食環境が厳しい構造物へのさらなる展開を目指します。

(2)3Dレーザースキャナを用いた橋梁の出来形検測システム「SMC-スマートメジャー」を開発
「SMC-スマートメジャー」は、3Dレーザースキャナで計測した3次元点群データから建設中の橋梁の断面形状を自動抽出し、指定した箇所の出来形寸法を自動検測するシステムで、スケールを用いた採寸と同等レベルの精度での測定が可能です。本システムにより、検測にかかる作業時間が半減され、生産性の大幅な向上が見込めます。また、抽出した橋梁の断面形状は3次元CADデータとして管理することや、施工管理の記録書類である出来形検測調書に出力することができ、ICTの活用で建設生産プロセスの生産性向上に大きく寄与します。

(3)SMC-Tunnelingシリーズ「きれいni発破」・「自動de覆工」・「クイックreインバート」を開発
山岳トンネルの施工において、作業効率化を図るSMC-Tunnelingシリーズの開発・実用化を進めています。「きれいni発破」は、トンネル発破掘削作業における削孔マシンのデータ等から、使用する火薬の適正量を自動算定してリアルタイムにモニタ表示するシステムで、余掘りの低減と施工サイクル短縮により掘削作業を効率化します。「自動de覆工」は、高さ検知センサと配管切替装置を組み合せることによって、覆工コンクリートの打設作業を自動化したもので、打設作業の省力化と覆工の高品質化を図ることができます。また、「クイックreインバート」は、既設トンネルの更新工事において、トンネルを供用しながらインバート(覆工底部)を更新する際に、自走式開削型シールド機を用いて、連続したU型土留めを設置する工法で、従来の土留め作業に要する時間を半減させ、工期を短縮することができます。

(4)IoTを活用した次世代PCa生産管理システム「PATRAC」の開発
超高層マンション等の構造体として用いるプレキャスト(PCa)部材の生産管理を、IoTを活用して行う次世代PCa生産管理システム「PATRAC(パトラック/Precast Automatic TRACing system)」の開発を行っています。まず第一弾として出荷工程管理システム「PATRAC-DL(DeLivery)」をPCa製造工場(※)に導入し、当社が都内で施工中の超高層マンションの建設現場に適用しました。
PATRAC-DLは、PCa部材に貼付したRFIDタグを用い、既存のデータベースと関連づけることにより、各部材のトレーサビリティ(検査、保管場所、出荷予定日、出荷・搬入など)の一括管理を行うシステムです。今後は、PCa部材の製造計画から現場でのタワークレーンによる取り付けまでの設計・製造・施工すべての生産・供給プロセスにおいて、システム化・オートメーション化を推進し、さらなる高品質化と生産性向上のための技術開発を進めていきます。
(※)SМCプレコンクリート株式会社(当社グループ会社)茨城工場


(5)優れた耐震性と大スパンを実現する「プレストレスト木質構造」を開発
木質構造の梁にPC鋼材を組み込み、プレストレスを導入して柱に接合する「プレストレスト木質構造」を開発しました。本構造の適用によって、木質建築物に優れた耐震性を付与し、単一の木質部材で従来よりも解放的な大空間や大きな開口を実現し、より自由な間取りが可能になります。本構造では、柱梁接合部を鉄筋コンクリート(RC)造とし、PC鋼材をこの柱梁接合部にも貫通させて緊張することにより梁と柱を圧着接合しています。構造実験の結果、大地震による変形時にもPC鋼材がフレームの変形を元の位置に戻す力が作用し、地震後にほとんど残留変形のない優れた復元機能を有することを確認しました。
今後は設計法・施工法を整備し、大規模商業施設、中低層事務所ビル、公共施設等を対象に、上質で落ち着いた木質大空間の実現に向けて、さらに技術開発を進めていきます。

(6)レジリエントな大空間構造を実現する「損傷制御型トラス梁」の開発
工場などの大空間建築に適した「損傷制御型トラス梁」の開発を、東京工業大学との共同で進めています。損傷制御型トラス梁は、梁両端部付近の下弦材に座屈拘束部材を組み込んだ構造になっています。地震時に生じる力と変形はこの座屈拘束部材が吸収するため、弦材や斜材の座屈を防ぐことができます。構造実験の結果、一般のトラス梁では座屈が生じてしまうような大変形まで安定した耐力を保持する構造性能を発揮し、想定どおり各部材に座屈などの損傷がほぼ生じないことを確認しました。本トラス梁の開発・適用によって、地震時の被害低減と早期復旧を実現するレジリエントな大空間構造を実現していきます。

(7)災害時の超高層住宅のエレベータ稼動に電気自動車を活用する「コネクティッドEVシステム」を開発
災害などによる大規模停電時に電気自動車(EV)から動力電源を供給し、超高層住宅等のエレベータを稼動する「コネクティッドEVシステム」を東京海洋大学との共同で開発しました。国内初の試みとなる超高層住宅のエレベータの稼働実証試験を行い、フル充電のEV電源でエレベータを最上階(43階)まで100往復できることなど、同システムが災害時における大規模停電時に高層階からの避難や地上からの物資輸送に有効であることを確認しました。今後は、集合住宅の管理組合や自治会等に向けたサービス体制の構築(カーシェアリングやエレベータ遠隔監視サービスとの提携、災害時の電源確保体制など)と事業化に向けた活動を進めていきます。