(57)【要約】【課題】傾斜を含めたアンカーボルトの位置を簡易に決定することが可能な方法を提供する。【解決手段】アンカーボルトの位置決定方法は、アンカーボルト３１，３２が部分的に突出して設けられた橋梁１０の取付面１１ａ，１２ａを少なくとも異なる２方向から撮像して少なくとも２組の画像データを得る工程と、少なくとも２組の画像データから３次元写真測量によりアンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの先端部３１ｃ，３２ｃ及び根元３１ｂ，３２ｂの位置を求める工程と、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの先端部３１ｃ，３２ｃ及び根元３１ｂ，３２ｂの求めた位置を、取付面１１ａ，１２ａを正面視した形状に重ね合せて示す工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカーボルトが部分的に突出して設けられた構造物の壁面を少なくとも異なる２方向から撮像して少なくとも２組の画像データを得る工程と、
前記少なくとも２組の画像データから３次元写真測量により前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の位置を求める工程と、
前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の求めた位置を、前記壁面を正面視した形状に重ね合せて示す工程とを備えることを特徴とするアンカーボルトの位置決定方法。
【請求項２】
前記少なくとも異なる２方向のうちの１方向は、前記壁面を正面視する方向であることを特徴とする請求項１のアンカーボルトの位置決定方法。
【請求項３】
前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の求めた前記位置に存在する前記アンカーボルトの占める部分を含有する形状を、前記壁面を正面視した形状に重ね合せて示す工程を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンカーボルトの位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンカーボルトの位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造の構造物を耐震補強するために、壁面に鋼板や鋼板からなる部材を取り付けることがある。この場合、壁面にアンカーボルトを設け、このアンカーボルトを開口に挿通させ、ナットなどを用いて鋼板などを取り付ける。鋼板などには、アンカーボルトの位置に合わせて開口が形成される。構造物内の鉄骨や鉄筋などを避けてアンカーボルトを取り付ける必要があり、取り付け位置は現場で定まるので、現場でアンカーボルトの取り付け位置を測量したうえで、鋼板などに開口を形成する必要がある。
【０００３】
一般的には、鋼板などに形成する開口の位置を求めるために、アンカーボルト挿入用の孔を形成した後に、構造物の壁面にロール紙をあてがい、墨汁などで孔をトレースしていた。また、壁面に墨出し線を引き、この墨出し線を基準として作業員が手作業で孔の位置を測量していた。
【０００４】
なお、特許文献１には、高精度電子測距・測角儀であるトータルステーションを用いてアンカーボルトが設けられた位置を測量することが開示されている。また、特許文献２には、アンカーボルトが設けられた壁面に発泡性樹脂を押し付け、これに形成された窪みの位置によってアンカーボルトの位置を求めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８２２９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の一般的は方法では、トレース作業や測量作業などが煩雑であり、多くの時間を要していた。また、これらの作業はアンカーボルトを孔に定着させる前に行うので、構造的な強度が不足した状態で構造物が長期間に亘って放置されるおそれもあった。さらに、アンカーボルトが傾斜した状態で孔に定着されることがあるが、この傾斜を考慮したうえで開口を形成していないので、傾斜が大きい場合には、アンカーボルトの定着作業をやり直す、又は現場で開口の形状を変更する加工を行う必要があった。
【０００７】
また、上記特許文献１に開示されたトータルステーションは機器の設置と測定のために広いスペースを必要とするので、狭い場所には適用できないと共に、ターゲットをアンカーボルトに取り付ける必要があるので、作業が煩雑であった。また、上記特許文献２に開示された技術では、発泡性樹脂が多量に必要となると共に、発泡性樹脂に形成された窪みの位置を作業者が測量する必要があるので、煩雑な作業が必要であった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、傾斜を含めたアンカーボルトの位置を簡易に決定することが可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアンカーボルトの位置決定方法は、アンカーボルトが部分的に突出して設けられた構造物の壁面を少なくとも異なる２方向から撮像して少なくとも２組の画像データを得る工程と、前記少なくとも２組の画像データから３次元写真測量により前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の位置を求める工程と、前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の求めた位置を、前記壁面を正面視した形状に重ね合せて示す工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のアンカーボルトの位置決定方法によれば、デジタルカメラなどの撮像装置を用いて構造物の壁面を少なくとも異なる２方向から作業者などが撮像することによって、アンカーボルトの位置を自動的に求めることが可能である。そのため、トータルステーションなどの専用で大規模な装置を用いることなく、且つ、作業員が煩雑な作業を行うことなく、アンカーボルトの位置を正確に求めることが可能となる。さらに、アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の位置を求めるので、アンカーボルトが傾斜している場合も考慮される。
【００１１】
本発明のアンカーボルトの位置決定方法において、前記少なくとも異なる２方向のうちの１方向は、前記壁面を正面視する方向であることが好ましい。
【００１２】
この場合、壁面を正面視する方向から撮像して得た画像データが表す画像に直接的にアンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の求めた位置を重ね合せて示すことが可能になる。これにより、正面視する方向からの壁面の形状を示す画像又は画像データを別個に作成する必要がない。
【００１３】
また、本発明のアンカーボルトの位置決定方法において、前記アンカーボルトの突出した部分の先端及び根元の求めた前記位置に存在する前記アンカーボルトの占める部分を含有する形状を、前記壁面を正面視した形状に重ね合せて示す工程を備えることが好ましい。
【００１４】
この場合、アンカーボルトが傾斜して壁面に設けられていることを考慮したうえで、当該壁面を取付面としてアンカーボルトに開口が挿通する鋼板などに形成すべき開口の位置及び形状を簡易に決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】橋梁に耐震補強部材を取り付けた状態を示す模式正面図。
【図２】図１のII−II線における模式断面矢視図。
【図３】本発明の実施形態に係るアンカーボルトの位置決定方法を含む耐震補強方法のフローチャート。
【図４】橋梁にアンカーボルトが取り付けられた状態を示す模式断面図。
【図５】決定したアンカーボルトの位置を鋼板の図面に重ね合せて示す図。
【図６】開口を形成した鋼板を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係るアンカーボルトの位置決定方法を含む耐震補強方法について、図１及び図２を参照して、耐震補強対象物である鉄筋コンクリート造の橋梁１０に耐震補強部材２０を取り付ける場合を例に挙げて説明する。なお、橋梁１０が本発明の構造物に相当する。
【００１７】
ここでは、耐震補強部材２０は、橋脚１１の側面１１ａに固定される第１の部材２１と、橋桁１２の下面１２ａに固定される第２の部材２２と、第１の部材２１と第２の部材２２とを連結する連結部材２３などから構成されている。
【００１８】
第１の部材２１は、橋脚１１の側面１１ａに部分的に突出して設けられた複数本のアンカーボルト３１を用いて固定される鋼板２４に他の鋼板２５が溶接などによって固定されることにより構成されている。鋼板２４は平板状であり、その一方の面２４ａが取付面となって、橋脚１１の平面状の側面１１ａと当接した状態で取り付けられる。
【００１９】
第２の部材２２は、橋桁１２の下面１２ａに部分的に突出して設けられた複数本のアンカーボルト３２を用いて固定される鋼板２６に他の鋼板２７が溶接などによって固定されることにより構成されている。鋼板２６は平板状であり、その一方の面２６ａが取付面となって、橋脚１２の平面状の下面１２ａと当接した状態で取り付けられる。なお、耐震補強部材２０は、従来から公知のものであり、その構成は、図面に記載されたものに限定されない。
【００２０】
第１及び第２の部材２１，２２は、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａに、鋼板２４，２６に形成された開口２４ｂ，２６ｂを挿通した状態で、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａにナット４１，４２を締結して取付面である上記の側面１１ａ及び下面１２ａに固定される。
【００２１】
本耐震補強方法は、図３を参照して、アンカーボルト孔形成工程ＳＴＥＰ１、アンカーボルト定着工程ＳＴＥＰ２、撮像工程ＳＴＥＰ３、アンカーボルト位置決定工程ＳＴＥＰ４、開口位置決定工程ＳＴＥＰ５、開口形成工程ＳＴＥＰ６、及び耐震補強部材取付工程ＳＴＥＰ７を備えている。
【００２２】
まず、アンカーボルト孔形成工程ＳＴＥＰ１において、図４も参照して、アンカーボルト３１，３２を設けるための孔１１ｂ，１２ｂを橋梁１０に形成する。具体的には、橋脚１１の側面１１ａ及び橋桁１２の下面１２ａに所定の本数のアンカーボルト３１，３２を挿入するための所定深さの孔１１ｂ，１２ｂを、作業者がドリルなどの削孔機などを用いて形成する。この孔１１ｂ，１２ｂは、基本的には、耐震補強部材２０を取り付けるために設計時に定められた箇所に形成されるが、橋梁１０内の鉄骨や鉄筋などを避ける必要があり、必ずしも設計時に定められた箇所に形成されるとは限らない。
【００２３】
次に、アンカーボルト定着工程ＳＴＥＰ２において、アンカーボルト孔形成工程ＳＴＥＰ１において形成した各孔１１ｂ，１２ｂにアンカーボルト３１，３２を定着させる。具体的には、孔１１ｂ，１２ｂに所定長さだけ突出した状態でアンカーボルト３１，３２を挿入して、モルタルなどの定着材などをアンカーボルト３１，３２と孔１１ｂ，１２ｂの内壁との隙間に打設する。その後、定着材が硬化することによって、アンカーボルト３１，３２が定着される。このとき、アンカーボルト３１，３２は、取付面１１ａ，１２ａから直交する方向に挿入された状態で定着されることが好ましいが、実際には、多少傾いて定着されるものも存在する。
【００２４】
次に、撮像工程ＳＴＥＰ３において、アンカーボルト３１，３２が部分的に突出して設けられた取付面１１ａ，１２ａを少なくとも異なる２方向から撮像する。具体的には、作業者がデジタルカメラなどの撮像装置を用いて、取付面１１ａ，１２ａを撮像して、少なくとも２枚の画像（２組の画像データ）を得る。なお、取付面１１ａ，１２ａが本発明の壁面に相当する。
【００２５】
各鋼板２４，２６が取り付けられる全てのアンカーボルト３１，３２が狭い範囲に存在する場合には、各鋼板２４，２６の取り付けに用いる全てのアンカーボルト３１，３２が１枚の画像に撮像されるように撮像することが好ましい。ただし、アンカーボルト３１，３２の範囲が広い場合には、画像が重複部分を有するようにしたうえで複数枚の画像を撮像してもよい。
【００２６】
なお、取付面１１ａ，１２ａに墨出し線による交点や貼り付けたスケールシールのマークなどを基準点として設けることが好ましい。これにより、異なる方向から撮像した複数枚の画像を統合すること、又は同じ方向から撮像した複数枚の画像を重ね合せることが容易となる。ただし、取付面１１ａ，１２ａの端部などの形状上の特徴点を基準点や統合点として用いてもよい。
【００２７】
また、全てのアンカーボルト３１，３２を少なくとも異なる２方向から撮像する必要がある。ただし、３方向以上の異なる方向から撮像してもよい。これにより、後述するアンカーボルト位置決定工程ＳＴＥＰ４にて決定するアンカーボルト３１，３２の位置精度の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
そして、撮像する方向のうち１方向は取付面１１ａ，１２ａを正面視する方向、すなわち、取付面１１ａ，１２ａと直交する方向であることが好ましい。この方向は、鋼板２４，２６の取付面２４ａ，２６ａに対しても垂直な方向となる。また、撮像する方向のうち１方向はアンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの根元３１ｂ、３２ｂの少なくとも一部を撮像したものであることが好ましい。１方向からの画像で全ての根元３１ｂ、３２ｂが撮像できない場合には、２方向以上から撮像すればよく、この場合、これらの画像は必ずしも互いに重なり合う部分を撮像したものでなくてもよい。
【００２９】
次に、アンカーボルト位置決定工程ＳＴＥＰ４において、撮像工程ＳＴＥＰ３で得た複数枚の画像に基づき、アンカーボルト３１，３２の位置を決定する。具体的には、図５も参照して、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの根元３１ｂ、３２ｂ及び先端部３１ｃ、３２ｃの位置を決定する。なお、図５において、実線は根元３１ｂの形状及び位置を示し、点線は先端３２ｃの形状及び位置を示している。
【００３０】
なお、これらの形状及び位置は、既知の各種の近接写真測量方法を用いて決定すればよい。例えば、近接写真測量方法を用いて３次元画像を求める市販のソフトウエアなどをＰＣなどのコンピュータにインストールし、撮像した画像データをコンピュータで処理することにより、決定すればよい。このとき、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの大略長さや断面形状が既知であることを考慮して決定すればよい。
【００３１】
具体的には、根元３１ｂ、３２ｂの位置をそれぞれ円形状の外形を有する形状及びその位置を決定し、先端部３１ｃ、３２ｃの位置をそれぞれ円形又は楕円形状の外形を有する形状及びその位置を決定すればよい。ただし、根元３１ｂ，３２ｂ及び先端３１ｃ、３２ｃの中心点を位置として決定してもよい。なお、これらの位置は、前述した特徴点などの基準点からの３次元位置として決定する。
【００３２】
なお、撮像装置として、光学系レンズやＣＣＤの画像センサなどを備え、焦点距離、主点などの内部標定要素が予め分かっているデジタルカメラなどを用いることが好ましい。また、撮像装置は、このようなデジタルカメラが２台、既知の間隔を隔てて、既知の姿勢角度及び投影中心などを有するように固定されたものであることがさらに好ましい。これにより、２台のデジタルカメラで撮影して得られた画像データによってステレオ画像データを構成することができ、決定したアンカーボルト３１，３２の位置精度の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
ただし、１台のデジタルカメラを用いて、未知の少なくとも２方向から撮像した画像に基づいて、アンカーボルト３１，３２の位置を決定してもよい。これは、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの概略長さ及び断面半径などが既知であることに基づく。ただし、この場合には、決定したアンカーボルト３１，３２の位置精度が劣る可能性がある。
【００３４】
次に、開口位置決定工程ＳＴＥＰ５において、図６も参照して、アンカーボルト位置決定工程ＳＴＥＰ４で決定したアンカーボルト３１，３２の位置に基づき、鋼板２４，２６に形成する開口２４ｂ，２６ｂの位置及び形状を決定する。
【００３５】
具体的には、まず、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ｂの根元３１ｂ、３２ｂ及び先端部３１ｃ、３２ｃの位置を決定した結果に基づいて、これらの位置及び形状を、取付面１１ａ，１２ａのそれぞれの正面視した形状に重ね合せて示す。具体的には、これらの位置又は形状を、取付面１１ａ，１２ａを正面視したそれぞれのＣＡＤ図などの図面、又はコンピュータ内の仮想の２次元図面に重ね合せて描画などして示す。さらに、これらの図面などには、鋼板２４，２６の形状を示す輪郭線なども併せて描画などして示す。
【００３６】
なお、撮像装置が撮影した正面視の画像に、鋼板２４，２６の形状とアンカーボルト３１，３２の位置を重ね合せて示してもよい。また、描画などの作業はコンピュータ内だけで行ってもよい。
【００３７】
次に、開口形成工程ＳＴＥＰ６においては、開口位置決定工程ＳＴＥＰ５において示された画像に基づき、アンカーボルト３１，３２が挿通される開口２４ｂ，２６ｂを鋼板２４，２６に形成する。
【００３８】
具体的には、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの根元３１ｂ，３２ｂと先端部３１ｃ，３２ｃが同じ位置にある場合には、開口２４ｂ，２６ｂは円形状となる。一方、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの根元３１ｂ，３２ｂと先端部３１ｃ，３２ｃが異なる位置にある場合には、開口２４ｂ，２６ｂは、これらの形状を含有するような長円状などの形状となる。
【００３９】
そして、このような形状を有する開口２４ｂ，２６ｂが鋼板２４，２６の形状と重ね合せて示されたＣＡＤ図を作製し、このＣＡＤ図に基づいて、作業者が鋼板２４，２６に開口２４，２６を形成する。なお、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムなどを用いて、自動的に鋼板２４，２６に開口２４ｂ，２６ｂを形成してもよい。
【００４０】
最後に、耐震補強部材取付工程ＳＴＥＰ７において、開口形成工程ＳＴＥＰ６で開口２４ｂ，２６ｂを形成した鋼板２４，２６を用いて作製した耐震補強部材２０を橋梁１０に取り付ける。
【００４１】
具体的には、開口形成工程ＳＴＥＰ６で開口２４ｂ，２６ｂを形成した鋼板２４，２６を用いて第１及び第２の部材２１，２２を作製する。そして、作製した第１の部材２１の鋼板２４に形成されたそれぞれの開口２４ｂに、橋脚１１の側面１１ａから突出したアンカーボルト３１を挿通させて、鋼板２４の取付面２４ａを側面１１ａに当接させた状態で、各アンカーボルト３１にナット４１を螺合させて固定する。同様に、第２の部材２２の鋼板２６に形成されたそれぞれの開口２６ｂに、橋桁１２の下面１２ａから突出したアンカーボルト３２を挿通させて、鋼板２６の取付面２６ａを下面１２ａに当接させた状態で、各アンカーボルト３２にナット４２を螺合させて固定する。
【００４２】
その後、連結部材２３によって、第１の部材２１と第２の部材２２とを連結させて耐震補強部材２０を完成させる。これにより、耐震補強部材２０の橋梁１０への取り付けが完了する。
【００４３】
以上説明したように、本耐震補強方法によれば、デジタルカメラなどの撮像装置を用いて取付面１１ａ，１２ａを少なくとも異なる２方向から作業者などが撮像することによって、アンカーボルト３１，３２の位置をコンピュータなどによって自動的に求めることができる。そして、これは、トータルステーションなどの専用で大規模な装置を用いることなく、且つ、作業員が煩雑なトレース作業や測量作業などを行うことなく自動的に行うことが可能であるので、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００４４】
さらに、アンカーボルト３１，３２の突出部３１ａ，３２ａの根元３１ｂ，３２ｂ及び先端部３１ｃ，３２ｃの位置を自動的に求めるので、アンカーボルト３１，３２が傾斜している場合も考慮されたうえで、正しい位置に好適な形状の開口２４ｂ，２６ｂを鋼板２４，２６に形成することが可能となる。
【００４５】
また、取付面１１ａ，１２ａにアンカーボルト３１，３２を挿入するための孔１１ｂ，１２ｂを形成した直後に、これらの孔１１ｂ，１２ｂにアンカーボルト３１，３２を定着させることが可能であるので、構造物の構造強度に劣る期間の短縮化を図ることが可能となる。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した耐震補強方法において実施されるものに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。
【００４７】
例えば、上述した実施形態においては、耐震補強部材２０を２つの取付面１１ａ，１２ａに取り付ける場合について説明した。しかし、これに限定されず、耐震補強部材を１又は３以上の取付面に取り付けてもよい。また、耐震補強部材２０は、取付面１１ａ，１２ａに直接的に取り付けられる鋼板２４，２６以外の鋼板２５，２７などの構成部材をする場合について説明した。しかし、これに限定されず、取付面に直接的に取り付けられる鋼板のみから耐震補強部材がなるものであってもよい。さらに、耐震補強部材以外の用途の部材が橋梁１０以外の構成物に取り付けられる場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…橋梁（構造物）、  １１…橋脚、  １１ａ…橋脚の側面（取付面、壁面）、  １１ｂ…孔、  １２…橋桁、  １２ａ…橋桁の下面（取付面、壁面）、  １２ｂ…孔、  ２０…耐震補強部、  ２１…第１の部材、  ２２…第２の部材、  ２３…連結部材、  ２４〜２７…鋼板、  ２４ａ，２６ａ…取付面、  ２４ｂ，２６ｂ…開口、  ３１，３２…アンカーボルト、  ３１ａ，３２ａ…突出部、  ３１ｂ、３２ｂ…根元、  ３１ｃ、３２ｃ…先端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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