(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸材の芯線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、前記第１の軸材と第２の軸材とを位置合わせして接合する軸材の接合方法であって、
前記基線を設定する基線設定工程と、
前記基線設定工程において設定された後の前記基線の変動量を検出する変動量検出工程と、
前記変動量検出工程において検出された前記変動量に応じて、前記基線を補正する基線補正工程と、
前記基線補正工程において補正された前記基線を基準にして、前記第１の軸材と前記第２の軸材とを位置合わせして接合する接合工程と、
を備える軸材の接合方法。
【請求項２】
前記変動量検出工程は、
前記基線を所定の投影面に投影した投影点と前記所定の投影面上の所定の基準点との距離を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記投影点と前記所定の基準点との距離に基づいて前記変動量を算出する算出工程とを備え、
前記基線補正工程において、前記算出工程において算出された前記変動量が減少するように、前記基線を補正する請求項１に記載の軸材の接合方法。
【請求項３】
前記所定の基準点は、前記投影点の設計上の位置に設定されている請求項２に記載の軸材の接合方法。
【請求項４】
第１の軸材の芯線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、前記第１の軸材と第２の軸材とを位置合わせして接合するための軸材の接合管理システムであって、
前記第１の軸材の芯線に沿った直線上に配される一対の位置指標と、
前記第１の軸材に設置され、前記一対の位置指標の一方を撮像する第１の撮像部と、
前記第１の軸材に設置され、前記一対の位置指標の他方を撮像する第２の撮像部と、
前記第１の撮像部及び前記第２の撮像部によって撮影された画像に基づいて、前記一対の位置指標の位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部によって算出された前記一対の位置指標の位置に基づいて、前記基線を設定する基線設定部と、
前記基線設定部によって前記基線が設定された後に前記位置算出部によって算出された前記一対の位置指標の位置に基づいて、前記基線設定部によって設定された後の前記基線の変動量を検出する変動量検出部と、
前記変動量検出部によって検出された前記変動量に応じて、前記基線設定部によって設定された前記基線を補正する基線補正部と、
を備える軸材接合管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱や梁等の軸材同士を接合する方法及び管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
躯体工事では、鉄骨、プレキャストコンクリート等の柱を高い鉛直度をもって設置することが要求される。このため、柱の設置は、その鉛直度をトランシットやトータルステーションによって測定しながら行われる（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７５０４４号公報
【特許文献２】特開平９−２６８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、先に建て込んだ柱に新たな柱を接合する工事において、トランシットやトータルステーションの使用が困難あるいは不適な場合がある。詳細は後述するが、このような場合、カメラ等の光学機器を用いて、接合する柱の芯線と平行な基線を設定し、先に建て込んだ柱の基線を基準にして、建て込み済みの柱と新たな柱とを位置合わせして接合する方法が考えられる。
【０００５】
この方法では、建て込み済みの柱が撓んだり、あるいは、基線を設定した後に光学機器がずれたりした場合に、建て込み済みの柱の基線の位置や角度が、設定時の位置や角度に対してずれてしまう。この場合、建て込み済みの柱に対する新たな柱の相対的な位置や角度を適正化できない状態で、両者を接合することになる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、柱や梁等の第１の軸材の軸線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、第１の軸材と柱や梁等の第２の軸材とを位置合わせして接合するに際して、第１の軸材と第２の軸材との相対的な位置や角度を適正化したうえで、両者を接合することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る軸材の接合方法は、第１の軸材の芯線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、前記第１の軸材と第２の軸材とを位置合わせして接合する軸材接合方法であって、前記基線を設定する基線設定工程と、前記基線設定工程において設定された後の前記基線の変動量を検出する変動量検出工程と、前記変動量検出工程において検出された前記変動量に応じて、前記基線を補正する基線補正工程と、前記基線補正工程において補正された前記基線を基準にして、前記第１の軸材と前記第２の軸材とを位置合わせして接合する接合工程と、を備える。
【０００８】
上記軸材の接合方法において、前記変動量検出工程は、前記基線を所定の投影面に投影した投影点と前記所定の投影面上の所定の基準点との距離を測定する測定工程と、前記測定工程において測定された前記投影点と前記所定の基準点との距離に基づいて前記変動量を算出する算出工程とを備えてもよい。また、前記基線補正工程において、前記算出工程において算出された前記変動量が減少するように、前記基線を補正してもよい。
【０００９】
上記軸材の接合方法において、前記所定の基準点は、前記投影点の設計上の位置に設定されていてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る軸材の接合管理システムは、第１の軸材の芯線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、前記第１の軸材と第２の軸材とを位置合わせして接合するための軸材接合管理システムであって、前記第１の軸材の芯線に沿った直線上に配される一対の位置指標と、前記第１の軸材に設置され、前記一対の位置指標の一方を撮像する第１の撮像部と、前記第１の軸材に設置され、前記一対の位置指標の他方を撮像する第２の撮像部と、前記第１の撮像手段及び前記第２の撮像手段によって撮影された画像に基づいて、前記一対の位置指標の位置を算出し、算出した前記一対の位置指標の位置に基づいて、前記基線を設定する基線設定部と、前記基線設定手段によって前記基線が設定された後に前記第１の撮像手段及び前記第２の撮像手段によって撮影された画像に基づいて、前記一対の位置指標の位置を算出し、算出した前記一対の位置指標の位置に基づいて、前記基線設定手段によって設定された後の前記基線の変動量を検出する変動量検出部と、前記変動量検出手段によって検出された前記変動量に応じて、前記基線設定手段によって設定された前記基線を補正する基線補正部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、柱や梁等の第１の軸材の軸線に沿って基線を設定し、該基線を基準にして、第１の軸材と柱や梁等の第２の軸材とを位置合わせして接合するに際して、第１の軸材と第２の軸材との相対的な位置や角度を適正化したうえで、両者を接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る鋼管の接合方法を実施している状態を示す斜視図である。
【図２】基線を設定している状態を示す斜視図である。
【図３】建て込み済みの鋼管と新たな鋼管との相対的な位置及び角度を調整している状態を示す斜視図である。
【図４】建て込み済みの鋼管と新たな鋼管との相対的な位置及び角度を調整している状態を示す斜視図である。
【図５】建て込み済みの鋼管と新たな鋼管との相対的な位置及び角度を調整している状態を示す斜視図である。
【図６】解析用コンピュータの表示画面を示す図である。
【図７】建て込み済みの鋼管に新たに鋼管を連結した状態を示す斜視図である。
【図８】基線が設定後にずれた状態を示す斜視図である。
【図９】基線の補正方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】フロントターゲットを投影台上に設置している状態を示す斜視図である。
【図１１】フロントターゲットを投影台上で移動させている状態を示す斜視図である。
【図１２】基線を補正する工程を説明するための図である。
【図１３】基線を補正する工程を説明するための図である。
【図１４】解析用コンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図１５】他の実施形態に係る鋼管の接合方法を実施している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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鋼管１の接合方法を実施している状態を示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態では、塔状構造物を構築するに際して、鋼管１をその芯線４の方向に直線的に連続するように接合することにより、柱を構築する。また、複数本（本実施形態では４本）の鋼管１を、鉛直軸回りに所定間隔おきに配置して連結用鋼管３で連結することにより構造体２を構築する。そして、構造体２をクレーンで吊り下げた状態で、各鋼管１の下端に新たに鋼管１を接合し、接合した複数本の鋼管１を連結用鋼管３で連結して構造体２を構築する。以降、建て込み済みの最下段の構造体２の複数本の鋼管１と複数本の新たな鋼管１とを接合する工程と、複数本の新たな鋼管１を連結用鋼管３により連結する工程とを繰返す。
【００１４】
ここで、本実施形態では、カメラユニット３０、フロントターゲット４０Ｆ、バックターゲット４０Ｒ等を備える接合管理システム１０を用いて、建て込み済みの構造体２の鋼管１の芯線４に対して平行な基線１２と、新たに接合する鋼管１の芯線４に対して平行な基線１４とを設定し、原則的には、基線１４が基線１２の延長線上に位置するように調整したうえで、建て込み済みの鋼管１の下端に新たな鋼管１の上端を接合する。
【００１５】
図２は、基線１２、１４を設定している状態を示す斜視図である。この図に示すように、接合管理システム１０は、基線１２、１４の設定に用いられる一対のレーザー鉛直器２０Ｕ、２１Ｕ及び一対のレーザー鉛直器２０Ｌ、２１Ｌと、鋼管１の上端に着脱される墨出し用のテンプレート２２Ｕ、及び鋼管１の下端に着脱される墨出し用のテンプレート２２Ｌとを備える。
【００１６】
テンプレート２２Ｕ、２２Ｌは、鋼管１の上端又は下端に取付けられる円板部２２Ａと、円板部２２Ａから外径方向へ延びる延設部２２Ｂとを備える。円板部２２Ａは、その中心点が鋼管１の芯線４上に位置し、芯線４回りの角度位置が規定の位置となるように、鋼管１の上端又は下端に取付ける。また、延設部２２Ｂには一対の小孔２２Ｃ、２２Ｄが形成されている。一対の小孔２２Ｃ、２２Ｄは、それぞれ円板２２Ａの中心点から所定距離の地点に配されている。ここで、上下の延設部２２Ｂの芯線４回りの角度位置は一致しており、これにより、上下の小孔２２Ｃ及び上下の小孔２２Ｄは、それぞれ、芯線４と平行な直線上に位置する。
【００１７】
レーザー鉛直器２０Ｕ、２０Ｌ、２１Ｕ、２１Ｌは、取付け面に対して鉛直な方向へレーザーＬを照射する視準器であり、レーザー照射方向を微調整できるように構成されている。一対のレーザー鉛直器２０Ｕ、２１Ｕは、上側の延設部２２Ｂの上側に下方へレーザーが照射されるように設置し、一対のレーザー鉛直器２０Ｌ、２１Ｌは、下側の延設部２２Ｂの下側に上方へレーザーが照射されるように設置する。また、レーザー鉛直器２０Ｕ、２０Ｌのレーザー照射方向を、上下の小孔２２Ｃを通過するように微調整し、レーザー鉛直器２１Ｕ、２１Ｌのレーザー照射方向を、上下の小孔２２Ｄを通過するように微調整する。
【００１８】
ここで、レーザー鉛直器２０Ｕから下方へ照射されるレーザーＬと、レーザー鉛直器２０Ｌから上方へ照射されるレーザーＬとは、同一直線上を通過するところ、このレーザーＬが通過する直線を基線１２、１４に設定する。また、レーザー鉛直器２１Ｕから下方へ照射されるレーザーＬと、レーザー鉛直器２１Ｌから上方へ照射されるレーザーＬとは、同一直線上を通過するところ、このレーザーＬが通過する直線を基線１２、１４に設定する。即ち、一対の基線１２と一対の基線１４とを設定する。
【００１９】
図３〜図５は、建て込み済みの鋼管１と新たな鋼管１との相対的な位置及び角度を調整している状態を示す斜視図である。これらの図に示すように、接合管理システム１０は、カメラユニット３０と、フロントターゲット４０Ｆと、バックターゲット４０Ｒと、解析用コンピュータ５０とを備える。カメラユニット３０は、ユニット本体３１と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で前方の被写体を撮像する前方撮像部３２Ｆと、ＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で後方の被写体を撮像する後方撮像部３２Ｒと、前方撮像部３２Ｆに隣設された一対の円状の反射鏡３４Ｆ、３５Ｆと、後方撮像部３４Ｒに隣設された一対の円状の反射鏡３４Ｒ、３５Ｒとを備える。
【００２０】
ユニット本体３１は、鋼管１に磁力等により着脱可能に取付けられる。ユニット本体３１の一方側（図中下側）には、前方撮像部３２Ｆと一対の反射鏡３４Ｆ、３５Ｆが設けられ、ユニット本体３１の他方側（図中上側）には、後方撮像部３２Ｒと一対の反射鏡３４Ｒ、３５Ｒが設けられる。
【００２１】
前方撮像部３２Ｆと後方撮像部３２Ｒとは、表裏対称に配されており、前方撮像部３２Ｆの光軸は、後方撮像部３２Ｒの光軸の延長線上で前方（図中下方）に延びている。また、前方撮像部３２Ｆは、一対の反射鏡３４Ｆ、３５Ｆの間に配され、後方撮像部３２Ｒは、一対の反射鏡３４Ｒ、３５Ｒの間に配されている。また、反射鏡３４Ｆと反射鏡３４Ｒとは、表裏対称に配され、反射鏡３５Ｆと反射鏡３５Ｒとは、表裏対称に配されている。
【００２２】
フロントターゲット４０Ｆは、長方形の板部４２と、板部４２に並べて設けられた一対の円状の反射鏡４４Ｆ、４５Ｆとを備える。また、バックターゲット４０Ｒは、長方形の板部４２と、板部４２に並べて設けられた一対の円状の反射鏡４４Ｒ、４５Ｒとを備える。反射鏡４４Ｆと反射鏡４５Ｆとの中心点間の距離、反射鏡４４Ｒと反射鏡４５Ｒとの中心点間の距離、反射鏡３４Ｆと反射鏡３５Ｆとの中心点間の距離、及び反射鏡３４Ｒと反射鏡３５Ｒとの中心点間の距離は、同一に設定されている。
【００２３】
図３に示すように、当該工程では、まず、カメラユニット３０を、前方撮像部３２Ｆが下方を向き、後方撮像部３２Ｒが上方を向くように、建て込み済みの鋼管１の下端近傍に取り付ける。この際、該鋼管１の上端に設置したレーザー鉛直器２０Ｕ、２１Ｕから照射されたレーザーが、それぞれ反射鏡３４Ｒ、３５Ｒの中心点を照射し、該鋼管１の下端に設置したレーザー鉛直器２０Ｌ、２１Ｌから照射されたレーザーが、それぞれ反射鏡３４Ｆ、３５Ｆの中心点を照射するように、カメラユニット３０の位置及び姿勢を調整する。
【００２４】
次に、後方撮像部３２Ｒにより、上側のテンプレート２２Ｕの小孔２２Ｃ、２２Ｄを撮像して、その撮像データを解析用コンピュータ５０に入力する。そして、解析用コンピュータ５０により、上側の小孔２２Ｃ、２２Ｄの３次元座標を算出し、算出した３次元座標に基づいて、基線１２を表す直線の式を算出する。また、前方撮像部３２Ｆにより、下側のテンプレート２２Ｌの小孔２２Ｃ、２２Ｄを撮像して、その撮像データを解析用コンピュータ５０に入力する。そして、解析用コンピュータ５０により、下側の小孔２２Ｃ、２２Ｄの３次元座標を算出し、算出した３次元座標に基づいて、基線１４を表す直線の式を算出する。
【００２５】
図４に示すように、次に、バックターゲット４０Ｒを、上側のテンプレート２２Ｕの小孔２２Ｃ、２２Ｄの直下に設置する。この際、バックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒ、４５Ｒを、それぞれ小孔２２Ｃ、２２Ｄの直下に配置する。
【００２６】
そして、後方撮像部３２Ｒにより、バックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒ、４５Ｒを撮像して、その撮像データを解析用コンピュータ５０に入力する。そして、解析用コンピュータ５０の表示画面５１で確認しながら、反射鏡４４Ｒ、４５Ｒの中心点がそれぞれ基線１２上に位置するように、バックターゲット４０Ｒの位置を調整する。
【００２７】
図５に示すように、次に、フロントターゲット４０Ｆを、新たな鋼管１の下側のテンプレート２２Ｌの小孔２２Ｃ、２２Ｄの直上に設置する。この際、フロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆ、４５Ｆを、それぞれ小孔２２Ｃ、２２Ｄの直上に配置する。また、新たな鋼管１の上端に設置したレーザー鉛直器２０Ｕ、２１Ｕから照射されたレーザーが、それぞれ反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点を照射するように、フロントターゲット４０Ｆの位置及び姿勢を調整する。
【００２８】
図６は、解析用コンピュータ５０の表示画面５１を示す図である。この図に示すように、表示画面５１の中央上部には、後方撮像部３２Ｒにより撮影された画像５２Ｒが表示され、表示画面５１の中央下部には、前方撮像部３２Ｆにより撮られた画像５２Ｆが表示される。ここで、画像５２Ｒ、５２Ｆの縦横の実線は、座標軸である。また、画像５２Ｒの縦横の破線の交点は、基線１２と反射鏡４４Ｒとの交点であり、画像５２Ｆの縦横の破線の交点は、基線１４と反射鏡４４Ｆとの交点である。
【００２９】
また、表示画面５１の左下部には、「誘導」と「計測」という文字が表示されているが、解析用コンピュータ５０のキーボードの操作等による「誘導」モードと「計測」モードとの選択に応じて、「誘導」と「計測」という文字の色及びこれらの背景色が変化する。また、「誘導」モードが選択されると、後方撮像部３２Ｒの画像５２Ｒと前方撮像部３２Ｆの画像５２Ｆとが表示画面５１に表示される。この際、画像処理により、画像５２Ｒには、反射鏡４４Ｒ、４５Ｒとバックターゲット４０Ｒの枠だけ抽出されて映し出され、画像５２Ｆには、反射鏡４４Ｆ、４５Ｆとバックターゲット４０Ｆの枠だけ抽出されて映し出される。また、「計測」モードが選択されると、基線１２、１４の計測が実施される。
【００３０】
図７は、建て込み済みの鋼管１に新たに鋼管１を連結した状態を示す斜視図である。この図に示すように、カメラユニット３０及びバックターゲット４０Ｒを建て込み済みの鋼管１に設置した後、テンプレート２２Ｕ、２２Ｌを取り外し、建て込み済みの鋼管１の下端に新たな鋼管１の上端を連結する。この際、建て込み済みの鋼管１と新たな鋼管１とは、溶接等により接合するのではなく、これらの相対的な位置や姿勢を調整できるように連結する。
【００３１】
次に、前方撮像部３２Ｆにより、フロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆ、４５Ｆを撮像して、その撮像データを解析用コンピュータ５０に入力する。そして、解析用コンピュータ５０の表示画面５１の画像５２Ｆを確認しながら、反射鏡４４Ｆの中心点が、基線１２の延長線上に位置するように、新たな鋼管１の位置及び姿勢を調整する。
【００３２】
ここで、図８は、建て込み済みの鋼管１が撓んだり、あるいは、カメラユニット３０やバックターゲット４０がずれたりする等して、基線１２が設定後にずれた状態を示す斜視図である。このような状態では、設計上の芯線４に対して平行でない基線１２に基づいて基線１４を設定することになる。これにより、新たな鋼管１をその位置や姿勢が適正になるように、即ち、新たな鋼管１を、その芯線４が建て込み済みの鋼管１の設計上の芯線４の延長線上に位置するように、建て込み済みの鋼管１に接合することができなくなる。例えば、図示するように、建て込み済みの鋼管１が、下端が外側に広がるように撓んだ場合、新たな鋼管１は、下側にかけて外側に傾斜した状態で、建て込み済みの鋼管１に接合されてしまう。
【００３３】
そこで、本実施形態では、建て込み済みの鋼管１に新たな鋼管１を接合する前に、設定した基線１２を補正する。そして、補正した基線１２に基づいて、基線１４を設定し、新たな鋼管１の位置や姿勢を調整して建て込み済みの鋼管１に接合する。
【００３４】
図９は、基線１２の補正方法を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示すように、まず、建て込み済みの構造体２の姿勢を調整する工程を実施する（ステップ１）。ここで、構造体２の鉛直下方には、フロントターゲット４０Ｆを設置するための投影台６０（図１０参照）が設置されている。この投影台６０のフロントターゲット４０Ｆを設置する上面（投影面）は水平である。
【００３５】
当該工程では、構造体２の天端の位置を測定して、その測定値に基づいて、構造体２の重心線の位置や傾きを算出し、該重心線が投影台６０の上面に対して垂直になるように、構造体２の姿勢を調整する。そして、構造体２の重心線と投影台６０の上面との垂直度が規定範囲内になったことが確認されると（ステップ２）、フロントターゲット４０Ｆを投影台６０上に設置する工程を実施する（ステップ３）。
【００３６】
図１０は、フロントターゲット４０Ｆを投影台６０上に設置している状態を示す斜視図である。これらの図に示すように、当該工程では、フロントターゲット４０Ｆを、反射鏡４４Ｆ、４５Ｆが前方撮像部３２Ｆの撮像領域に設置する。この際、図６に示すように、解析用コンピュータ５０の表示画面５１の画像５２Ｆを確認しながら、反射鏡４４Ｆの中心点が、前方撮像部３２Ｆ内の破線の交点（基線１４上の点）に位置するように、フロントターゲット４０Ｆを配置する。即ち、反射鏡４４Ｆの中心点を基線１２の延長線上に配置する。そして、解析用コンピュータ５０を「計測」モードに設定し、反射鏡４４Ｆの中心点の座標を計測する。
【００３７】
ここで、図１０に示すように、図中実線で示す正方形領域の頂点は、設計上の基線１２を投影台６０に投影した地点（設計上の投影点）である。これに対し、図中破線で示す四角形領域の頂点は、実際に設定された基線１２を投影台６０に投影した地点であり、この地点に、反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点を配置する。ここで、基線１２の誤差が少ないほど、投影台６０の上面に形成される四角形の正方性が高くなり、基線１２の誤差が大きくなるほど、投影台６０の上面に形成される四角形の正方性が低くなる。
【００３８】
図１１は、フロントターゲット４０Ｆを投影台６０上で移動させている状態（図９のフローチャートのステップ４）を示す斜視図である。この図に示すように、当該工程では、フロントターゲット４０Ｆを、反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点が設計上の投影点に位置するように移動させる。この際、投影台６０上で、各フロントターゲット４０Ｆの位置を測量器で測量することにより、４個のフロントターゲット４０Ｆのスパン長を実測しながら、各フロントターゲット４０Ｆを、投影台６０上に設定された設計座標に移動させる。そして、解析用コンピュータ５０を「計測」モードに設定し、反射鏡４４Ｆの中心点の座標を計測する。
【００３９】
図１２及び図１３は、基線１２を補正する工程（図９のフローチャートのステップ５）を説明するための図である。
【００４０】
図１２に示すように、４本の基線１２の投影点Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´が、それぞれ、設計座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと一致するように、４本の基線１２を補正する。なお、投影点Ａ´に対応する１本の基線１２の補正方法を例にとって説明するが、投影点Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´に対応する３本の基線１２の補正方法も同様である。
【００４１】
まず、投影点Ａ´の設計座標Ａに対するずれ量ｄＡｘ，ｄＡｙを求める。この際、投影点Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´を頂点とする四角形（図中実線で示す）Ａ´Ｂ´Ｃ´Ｄ´の重心Ｇ´と、設計座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四角形（図中破線で示す）ＡＢＣＤの重心Ｇとを一致させる。ただし、四角形ＡＢＣＤの重心Ｇは、設計座標Ａ，Ｂ，Ｃを頂点とする三角形ＡＢＣの重心と設計座標Ｃ，Ｄ，Ａを頂点とする三角形ＣＤＡの重心とを結ぶ直線と、設計座標Ａ，Ｂ，Ｄを頂点とする三角形ＡＢＤの重心と設計座標Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする三角形ＢＣＤの重心とを結ぶ直線との交点とする。
【００４２】
ここで、ｄＡｙは放射方向（ｙ方向）のずれ量、ｄＡｘは放射方向と直交する方向（ｘ方向）のずれ量である。ここで、ｄＡｘは、重心Ｇ（Ｇ´）と設計座標Ａとを結ぶ直線ＧＡと、投影点Ａ´との距離である。また、ｄＡｙは、設計座標Ａを通る直線ＧＡの垂線と、投影点Ａ´との距離である。
【００４３】
次に、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ずれ量ｄＡｘ，ｄＡｙに基づいて、基線１２を補正する。ここで、図中実線で示すように、基線１２は、その上端の座標が後方撮像部３２Ｒの座標系の原点（０，０）に設定される。しかし、鋼管１の撓みやカメラユニット３０のずれ等が原因で、図中破線で示すように、基線１２は、その上端の座標が（Ｘｈ，Ｙｈ）に移動するように変動する。
【００４４】
そこで、解析用コンピュータ５０において、基線１２の上端の座標を（Ｘｈ，Ｙｈ）から（０，０）に補正することで、基線１２を設定当初の状態に近似するように補正する。ここで、基線１２の上端の補正量Ｘｈ，Ｙｈは、下記（１）、（２）式で表される。なお、Ｌ１は、後方撮像部３２Ｒからバックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒまでの距離であり、Ｌ２は、前方撮像部３２Ｆから投影台６０上のフロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆまでの距離である。
Ｘｈ＝ｄＡｘ×（Ｌ１／Ｌ２）・・・（１）
Ｙｈ＝ｄＡｙ×（Ｌ１／Ｌ２）・・・（２）
【００４５】
次に、新たな鋼管１の下端にフロントターゲット４０Ｆを設置し、前方撮像部３２Ｆにより、フロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆ、４５Ｆを撮像する工程（図９のフローチャートのステップ６）を実施する。フロントターゲット４０Ｆの設定は、上述の方法（図７参照）と同様に実施する。そして、バックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒの中心点とフロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆの中心点とのずれ量が規定範囲内であるか否かを判定し、規定範囲外であればステップ６の工程を繰り返し、規定範囲内であれば基線１２の補正を終了する（図９のフローチャートのステップ７）。
【００４６】
そして、基線１２の補正の終了後は、４本の新たな鋼管１を、連結用鋼管３で連結することにより新たな構造体２を構築し、建て込み済みの構造体２と新たな構造体２とからなる塔状の構造物全体の形状を確認する工程を実施する。当該工程では、各鋼管１に設置されたバックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒとフロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆとのずれ量が規定範囲内であるか否かを判定する。そして、上記ずれ量が規定範囲外であれば、新たな構造物２の鋼管１や連結用鋼管３の位置及び姿勢を調整することで、上記ずれ量が規定範囲内に収まるようにする。一方、上記ずれ量が規定範囲内であれば、建て込み済みの鋼管１と新たな鋼管１とを溶接し、新たな構造物２の鋼管１と連結用鋼管３とを溶接する。
【００４７】
図１４は、解析用コンピュータ５０の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、解析用コンピュータ５０は、入力部５３と、中心点抽出部５４と、基線設定部５５と、記憶部５６と、変動量検出部５７と、基線補正部５８とを備える。入力部５３は、前方撮像部３２Ｆと後方撮像部３２Ｒとから出力された撮像データを入力する。
【００４８】
中心点抽出部５４は、上述の計測モードが選択されている場合、入力部５３が入力した前方撮像部３２Ｆの撮像データに基づいてフロントターゲット４０Ｆの反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点の三次元座標（前方撮像部３２Ｆを原点とする）を抽出し、入力部５３が入力した後方撮像部３２Ｒの撮像データに基づいてバックターゲット４０Ｒの反射鏡４４Ｒ、４５Ｒの中心点の三次元座標（後方撮像部３２Ｒを原点とする）を抽出する。そして、基線設定部５５は、中心点抽出部５４により抽出された反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点の３次元座標に基づいて、基線１２を表す直線の式を算出し、中心点抽出部５４により抽出された反射鏡４４Ｒ、４５Ｒの中心点の３次元座標に基づいて、基線１４を表す直線の式を算出する。記憶部５６は、基線設定部５５により設定された基線１２、１４を表す直線の式を記憶する。
【００４９】
変動量検出部５７は、基線設定部５５により基線１２が設定された後に計測モードが選択されると、中心点抽出部５４により抽出された反射鏡４４Ｆの中心点の第１の座標と第２の座標との座標値差（ｄＡｘ、ｄＡｙ）を算出する。そして、変動量検出部５７は、算出した座標値差（ｄＡｘ、ｄＡｙ）を用いて上記（１）、（２）式から、基線１２の上端の座標の補正量（変動量）（Ｘｈ，Ｙｈ）を算出する。
【００５０】
ここで、第１の座標は、基線設定部５５により設定された基線１２を投影台６０上に投影した点の座標であり、第２の座標は、設計上の投影点の座標である。また、第１の座標及び第２の座標は、記憶部５６に記憶され、変動量検出部５７により読み出されて、上述の演算に用いられる。
【００５１】
基線補正部５８は、変動量検出部５７により算出された基線１２の上端の座標を補正し、補正された基線１２の上端の座標に基づいて基線１２を表す式を算出する。
【００５２】
以上、本実施形態に係る鋼管１の接合方法では、鋼管１を建て込む前に設定した基線１２の設定後の変動量を検出する工程と、当該工程において検出された基線１２の変動量に応じて、基線１２を補正する工程とを実施したうえで、補正された基線１２を基準にして、建て込み済みの鋼管１と新たな鋼管１とを位置合わせして接合した。
【００５３】
これにより、建て込み済みの鋼管１の設計上の芯線４に対して平行な基線１２に基づいて、新たな鋼管１の基線１４を設定することができる。従って、新たな鋼管１をその位置や姿勢が適正になるように、即ち、新たな鋼管１を、その芯線４が建て込み済みの鋼管１の設計上の芯線４の延長線上に位置するように調整したうえで、建て込み済みの鋼管１に接合することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る鋼管１の接合方法では、基線１２の変動量を検出する工程において、基線１２をその下方の投影面に投影した投影点と、該投影面上の設計上の投影点との距離を測定する工程と、当該工程において測定された実際の投影点と設計上の投影点との距離に基づいて、基線１２の変動量を算出する工程とを実施した。ここで、図１３に示すように、基線１２の投影点と設計上の投影点との距離（ｄＡｘ，ｄＡｙ）から、基線１２の上端の設定位置に対するずれ（Ｘｈ，Ｙｈ）を、幾何学的に求めることができる。そして、基線１２を補正する工程において、上記投影点間の距離に基づいて算出した基線１２のずれ（Ｘｈ，Ｙｈ）が減少するように、基線１２を補正した。
【００５５】
ここで、建て込み済みの構造体２の重心線あるいは建て込み済みの鋼管１の芯線を、鉛直軸に対して平行にすることは、施工上困難である。このため、建て込み済みの構造体２の重心線あるいは鋼管１の芯線４を基準として、新たな鋼管１を建て込む場合、新たな鋼管１の鉛直度を確保することは困難である。しかしながら、本実施形態に係る鋼管１の接合方法によれば、建て込み済みの鋼管１の鉛直下方の設計上の投影点を基準として、新たな鋼管１を建て込むことにより、新たな鋼管１の鉛直度を確保することができる。
【００５６】
図１５は、他の実施形態に係る鋼管１の接合方法を実施している状態を示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態では、塔状構造物を構築するに際して、鋼管１をその芯線４の方向に直線的に連続するように接合することにより、柱を構築する。また、複数本（本実施形態では４本）の鋼管１を、鉛直軸回りに所定間隔おきに配置して連結用鋼管３で連結することにより構造体２を構築し、各鋼管１の上端に新たに鋼管１を接合する。そして、接合した複数本の鋼管１を連結用鋼管３で連結して構造体２を構築する。以降、建て込み済みの最上段の構造体２の複数本の鋼管１と複数本の新たな鋼管１とを接合する工程と、複数本の新たな鋼管１を連結用鋼管３により連結する工程とを繰返す。
【００５７】
本実施形態では、接合管理システム１００を用いて、建て込み済みの構造体２の鋼管１の芯線４に対して平行な基線１２と、新たに接合する鋼管１の芯線４に対して平行な基線１４とを設定し、原則的には、基線１４が基線１２の延長線上に位置するように調整したうえで、建て込み済みの鋼管１の上端に新たな鋼管１の下端を接合する。
【００５８】
ここで、本実施形態では、新たな鋼管１の上方に、透明部を有する投影台６００を設置し、投影台６００の透明部の上に、フロントターゲット４０Ｆを載置する。そして、前方撮像部３２Ｆにより、投影台６０を通して、フロントターゲット４０Ｆを撮像し、解析用コンピュータ５０により、反射鏡４４Ｆ、４５Ｆの中心点の位置を抽出する。
【００５９】
上述の実施形態と同様、フロントターゲット４０Ｆを基線１２の投影点に配して、その位置を検出し、その後、フロントターゲット４０Ｆを設計上の投影点に配して、その位置を検出する。そして、実際の投影点と設計上の投影点との距離に基づいて、基線１２を補正する。これにより、上述の実施形態と同様、建て込み済みの鋼管１の設計上の芯線４に対して平行な基線１２に基づいて、新たな鋼管１の基線１４を設定することができる。従って、新たな鋼管１をその位置や姿勢が適正になるように、即ち、新たな鋼管１を、その芯線４が建て込み済みの鋼管１の設計上の芯線４の延長線上に位置するように、建て込み済みの鋼管１に接合することができる。
【００６０】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００６１】
例えば、上述の各実施形態では、各構造体２を４本の鋼管１を正方形状に配して連結用鋼管３で連結することにより構築したが、鋼管１の本数や配置等は適宜変更してもよい。また、軸体として鋼管１を例に挙げたが、それに限らず、他の柱材や梁材等を接合するに際して、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  鋼管、２  構造体、３  連結用鋼管、４  芯線、１０  接合管理システム、１２、１４  基線、２０Ｕ、２０Ｌ、２１Ｕ、２１Ｌ  レーザー鉛直器、２２Ｕ、２２Ｌ  テンプレート、２２Ａ  円板部、２２Ｂ  延設部、２２Ｃ、２２Ｄ  小孔、３０  カメラユニット、３１  ユニット本体、３２Ｆ  前方撮像部（第１の撮像部）、３２Ｒ  後方撮像部（第２の撮像部）、３４Ｆ、３４Ｒ、３５Ｆ、３５Ｒ  反射鏡、４０Ｆ  フロントターゲット（位置指標）、４０Ｒ  バックターゲット（位置指標）、４２  板部、４４Ｆ、４４Ｒ、４５Ｆ、４５Ｒ  反射鏡、５０  解析用コンピュータ、５１  表示画面、５２Ｒ、５２Ｆ  画像、５３  入力部、５４  中心点抽出部、５５  基線設定部、５６  記憶部、５７  変動量検出部、５８  基線補正部、６０  投影台、１００  接合管理システム、６００  投影台
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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