(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程と、
順次に製作されたプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を複数台のＣＣＤカメラによって測定し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
既に計測されたプレキャストセグメント全体の３次元形状デ−タと今回得られた３次元形状データとから、これらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状と設計形状とがほぼ一致するようにこの次に製作されるプレキャストセグメントの形状データを補正する工程と、
を具え、この補正された形状データに基づいてプレキャストセグメントの製作を制御することを特徴とするプレキャストセグメントの形状管理方法。
【請求項２】
前記プレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を複数台のＣＣＤカメラによって測定する工程で前記プレキャストセグメントを前記ＣＣＤカメラによって撮像して得られる画像データを処理して、プレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状を計測し、これら計測した値によりプレキャストセグメント出来形検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のプレキャストセグメントの形状管理方法。
【請求項３】
前記プレキャストセグメント単体の全体の３次元計測を行う工程が、プレキャストセグメントの架設方向に見た前後の面の各々の面上の、そのプレキャストセグメントの上面に隣接する複数の測定箇所および、そのプレキャストセグメントの下面に隣接する複数の測定箇所の３次元座標位置を測定するものであることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載のプレキャストセグメントの形状管理方法。
【請求項４】
予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程と、
製作された直後のプレキャストセグメントが搬入される１次計測位置においてプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を複数台のＣＣＤカメラによって測定し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
既に計測されたプレキャストセグメント全体の３次元形状デ−タと今回得られた３次元形状データとから、これらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状と設計形状とがほぼ一致するようにプレキャストセグメントの形状データを補正する工程と、
この補正された形状データに基づいて次々に製作されるプレキャストセグメントを予め決められた経路に沿って搬送しながら保管する工程と、
保管しているプレキャストセグメントを順次に積み出す直前の２次計測位置において順次のプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を複数台のＣＣＤカメラによって計測し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
この２次計測位置において計測された順次のプレキャストセグメント全体の３次元形状データに基づいてこれらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状の計画形状からのずれを最小とするための架設データを作成する工程と、
このようにして作成された架設データに基づいて、架設現場において順次のプレキャストセグメントを架設する工程と、
を具えることを特徴とするプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にプレキャストセグメント工法によって橋梁を架設する技術に関するものであり、特に順次に製作されるプレキャストセグメントの３次元形状を計測して得られる３次元形状データに基づいて新たに製作すべきプレキャストセグメントの形状を管理する方法および製作したプレキャストセグメントを長期間仮置きした後、積み出す直前のプレキャストセグメントの形状を３次元的に計測し、得られる３次元形状データに基づいて順次のプレキャストセグメントを連結する際の架設データを作成し、この架設データに基づいて順次のプレキャストセグメントを連結して橋梁を架設する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋梁の構造および架設に関しては種々の技術が提案され、実施されている。例えば、全長が１キロを越える長大橋の場合には、架設条件から、鋼箱桁橋、鋼トラス橋、鋼斜張橋、ＰＣ斜張橋、ＰＣエクストラドーヅド橋、ＰＣ箱桁橋などが提案されている。このように橋梁の上部工に用いられている材料としては、一般的にコンクリートと鉄とがある。コンクリートは、圧縮に強いが引っ張りには弱いという特性があり、鉄筋コンクリート構造やプレストレスコンクリート構造に広く用いられている。一方、鉄は引っ張りに強いが圧縮に弱いという特性があり、またコンクリート構造と比較して軽量化が可能となる特性がある。
【０００３】
上述したコンクリートおよび鋼の両者の特性を生かしてコンクリートと鋼との複合構造とした橋梁も提案されている。この複合構造は経済的で合理的な構造であるとして近年諸外国で採用されるようになってきている。日本においても、本州四国連絡橋である生口橋に採用されている。また、木曽川橋・揖斐川橋においては、橋桁に連結される支点部付近をＰＣ箱桁構造とし、中央部付近を鋼箱桁構造とするＰＣ・鋼複合連続エクストラドーヅド橋が採用されている。支点部付近では、斜ケーブルおよび桁内ＰＣケーブルによるプレストレスが増大するため、圧縮に強いＰＣ箱桁構造を採用し、中間部では軽量化が可能な鋼箱桁構造を採用することによって両者の特長を生かしている。
【０００４】
上述した複合構造を採用した橋梁を架設するに当たっては、ＰＣ箱桁構造をどのようにして製作するのかが問題となる。一般に、ＰＣ橋を建設する際には、架橋地点において鉄筋やＰＣ鋼材などを配置し、現場でコンクリートを施工するいわゆる場所打ち工法が広く採用されている。しかし、この工法は、現場での作業期間の長期化、多数の熟練工の確保、高度の品質管理などの課題がある。このような課題を解決するため、通常のＰＣ橋においては、プレキャストセグメント工法が開発されている。このプレキャストセグメント工法は、現場とは離れた工場または現場ヤードで事前に製作されたプレキャストセグメントを現場に運び、剪断キーおよびプレストレスによって一体化して架設するものである。このプレキャストセグメント工法にも、ロングライン方式と、ショートライン方式とがある。ロングライン方式は、予め製作した多数のプレキャストセグメントを連結して長尺の構造体を製作しておき、これを現場に運んで架設するものであるが、広大な製作ヤードが必要となるとともに製作ヤードから現場までの搬送が難かしくなるので、ショートライン方式が一般に採用されている。本発明は、このショートライン方式のプレキャストセグメント工法を採用するものである。
【０００５】
上述したショートライン方式のプレキャストセグメント工法においては、例えば幅が３０メートル、長さが５メートル、高さが４〜７メートル程度のＰＣプレキャストセグメントを１個ずつ製作し、１個ずつ現場に搬送して順次架設して行くものであるが、プレキャストセグメントの製作に当たっては、先に製作したプレキャストセグメント（既設プレキャストセグメント）の端面を型枠の一部として使用して新たなプレキャストセグメント（新設プレキャストセグメント）を製作することによって順次のプレキャストセグメントの接合面を完全に一致させるマッチキャスト法が広く採用されている。
【０００６】
プレキャストセグメント工法においては、このようにして順次に製作されたプレキャストセグメントを架橋現場まで運搬し、架設した後、ＰＣ鋼材によるプレストレスおよび接合面に設置されたコンクリート製の剪断キーの噛み合わせによって既設のプレキャストセグメントと一体化させながら架橋している。この場合、接合面相互の密着性および止水性を確保するために、エポキシ樹脂系の接着剤を接合面に塗布するのが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したマッチキャスト工法によって個々のプレキャストセグメントを製作するショートラインマッチキャスト方式によるプレキャストセグメント工法は、現場での工期が短い、現場での鉄筋工や型枠工などの熟練工が必要でない、現場における高度の品質管理を必要としないなどの利点があるが、以下に説明するような問題点もある。
【０００８】
従来のショートラインマッチキャスト方式によるプレキャストセグメント工法においては、プレキャストセグメントを製作する際に誤差が入る可能性がある。すなわち、既設プレキャストセグメントの据付誤差、型枠の位置決め誤差、コンクリート打設による型枠や既設プレキャストセグメントの微動、横締め緊張する場合の床版張り出し先端部の変位などの誤差要因が多く含まれている。このような誤差要因に対処するために、従来はマッチキャスト直後の２個１組のプレキャストセグメント上面のみの３次元形状を計測し、これらをつなぎ合わせて予想道路線形（予想橋梁線形）をシミュレートし、これが計画道路線形（計画橋梁線形）に対してどの程度ずれるのかを予想し、そのずれが著しい場合には、次のプレキャストセグメントの製作時にこれを補正するようにしている。ここでプレキャストセグメント上面の３次元形状の測定とは、プレキャストセグメント上面の２次元的形状を測定すると共にこの上面の凹凸を測定するもので、プレキャストセグメント全体の３次元形状を測定するものではない。したがって従来の方法では、実測したプレキャストセグメントの上面の３次元形状と、設計厚さを用いてシミュレーションを行っている。
【０００９】
しかしながら、幅が３３ｍ、高さが７ｍ、長さが５ｍという、世界的に前例のない大規模なプレキャストセグメントを製作する場合には、これまでの中小規模のものとは異なり、予測できない変形や製作誤差が発生する可能性が考えられる。そこで、これまでのプレキャストセグメント上面のみの管理だけでは不十分であると思われる。
【００１０】
さらに、従来は製作したプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状を計測し、これら計測した値によりプレキャストセグメント出来形検査を行っている。このプレキャストセグメント出来形検査では、出来形表を作成して各部の寸法を基準値と比較して確認を行うと共に記録として保存するようにしている。
【００１１】
従来、プレキャストセグメントの上述した各部の寸法の測定は、巻き尺を用いて作業員が手作業で行っており、効率が非常に悪いとともに測定誤差も入り易い欠点がある。さらに、この計測を行うためにはプレキャストセグメントの傍に足場を組まなければならず、そのための労力や時間および経費も嵩むことになる。特に上述したように大規模なプレキャストセグメントの場合には、足場も大きなものが要求されるようになり、この問題は一層重大となる。
【００１２】
したがって本発明の目的は、製作直後のプレキャストセグメント単体の全体を３次元計測してプレキャストセグメント全体の３次元形状を計測し、その計測データに基づいて予測形状を正確にシミュレーションでき、この予想形状と計画形状とのずれに基づいて新たに製作されるプレキャストセグメントの形状を正確に制御することができるプレキャストセグメントの形状管理方法を提供しようとするものである。
【００１３】
すなわち、本発明の目的は、製作したプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状の計測を容易かつ正確に、しかも低コストで行うことができるプレキャストセグメントの形状管理方法を提供しようとするものである。
【００１４】
さらに上述したように製作されたプレキャストセグメントの形状誤差を次に製作すべきプレキャストセグメントで正確に補正することができたとしても、実際にプレキャストセグメントが架設されるまでには短くても数カ月、長ければ１年以上という長い仮置き期間がある。この仮置き期間中にプレキャストセグメントの形状が大きく変形してしまう恐れがある。すなわち、コンクリートのクリープ、乾燥収縮、仮置き時の支持条件による影響などによって個々のプレキャストセグメントの形状に誤差が導入されることになる。
【００１５】
上述したように仮置き期間中のプレキャストセグメントの形状変化のために、架設現場に搬送されるプレキャストセグメントは、製作直後に把握した形状通りのものとなっていない場合がある。したがって、そのままでは計画通りの橋梁を架設することができない。しかしながら、プレキャストセグメントの形状を補正したり、新たなプレキャストセグメントを改めて製作することはできないので、現場打ち調整部を設けて橋梁線形の誤差を補正せざるを得ない。特に累積誤差が大きい場合には、このような調整部が多数必要となる。このため１径間当たり１箇所程度にこのような調整部を設けるのが好ましいが、その作業は時間、労力および経費が嵩むものであり、上述したショートラインマッチキャスト方式によるプレキャストセグメント工法の利点を大きく損なうものである。
【００１６】
したがって、本発明の他の目的は、プレキャストセグメントの長期間に亘る仮置き時に発生する形状の変動に基づく架設現場での補償作業を軽減することによって上述した従来の欠点を軽減するようにしたプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法は、
予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程と、
順次に製作されたプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を複数台のＣＣＤによって測定し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
既に計測されたプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状デ−タと今回得られた３次元形状データとから、これらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状と設計形状とがほぼ一致するようにこの次に製作されるプレキャストセグメントの形状データを補正する工程と、
を具え、この補正された形状データに基づいてプレキャストセグメントの製作を制御することを特徴とするものである。
【００１８】
このような本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法によれば、順次に製造されるプレキャストセグメント上面のみの３次元形状ではなく、セグメント単体の全体の３次元形状を計測しているので、セグメント桁高方向の寸法を含めた立体的な変動を知ることができ、したがって得られる３次元形状データに基づいてこれらのプレキャストセグメントを架設することによって構成される予測架設形状をきわめて正確にシミュレーションすることができ、その結果としてプレキャストセグメント製作時の形状データの補正を正確に行うことができる。
【００１９】
本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法の好適な実施例においては、順次に製作されるプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を測定するに当たり、プレキャストセグメントを複数台のＣＣＤカメラによって撮像し、撮像により得られる画像データを処理してプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測すると共にＣＣＤカメラによる撮像で得られる前記画像データを処理してプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状を計測し、これら計測した値によりプレキャストセグメント出来形検査を行う。
【００２０】
本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法の他の好適な実施例においては、前記予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程が、
最後に形成した既設のプレキャストセグメントを予め決められた位置に設置する工程と、
この所定の位置に設置された既設のプレキャストセグメントに対して次に製作すべきプレキャストセグメントに対する型枠を据え付ける工程と、
この型枠にコンクリートを打設して既設のプレキャストセグメントに連結された状態で新たなプレキャストセグメントを製作する工程と、
既設のプレキャストセグメントを新たに製作された新設のプレキャストセグメントから分離する工程と、
を具え、このように新設のプレキャストセグメントから分離された既設のプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測する。
【００２１】
さらに、この場合には、前記プレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測する以前の既設のプレキャストセグメントと新設のプレキャストセグメントとが連結された状態において、これらの連結された２つのプレキャストセグメントの上面のみの３次元形状を計測し、得られるデータと設計厚さに基づいて、当該新たに製造されたプレキャストセグメントを既設のプレキャストセグメントとして次に製作すべき新たなプレキャストセグメントに対する型枠の据え付け位置を調整することができる。
【００２２】
さらに、本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法においては、前記プレキャストセグメント全体の３次元計測を行うに当たり、プレキャストセグメントの架設方向に見た前後の面の各々の、プレキャストセグメントの上面に隣接する複数の測定箇所およびプレキャストセグメントの下面に隣接する複数の測定箇所の３次元座標位置を測定するのが好適である。
【００２３】
この場合には、前記プレキャストセグメントの複数の測定箇所の３次元座標位置を、プレキャストセグメントの架設方向に見た前後の面の各々の側にそれぞれ複数台のＣＣＤカメラを配置してプレキャストセグメントを撮像して測定するのが好適である。
【００２４】
さらに本発明によるプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法は、
予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程と、
製作された直後のプレキャストセグメントが搬入される１次計測位置においてプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を測定し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
既に計測されたプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状デ−タと今回得られた３次元形状データとから、これらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状と設計形状とがほぼ一致するように次に製作すべきプレキャストセグメントの形状データを補正する工程と、
この補正された形状データに基づいて次々に製作されるプレキャストセグメントを予め決められた経路に沿って搬送しながら保管する工程と、
保管しているプレキャストセグメントを順次に積み出す直前の２次計測位置において順次のプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測し、得られる３次元形状データを格納する工程と、
この２次計測位置において計測された順次のプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状データに基づいてこれらのプレキャストセグメントによって構成されるであろう架設予想形状をシミュレーションする工程と、
このシミュレーションされた架設予想形状の計画形状からのずれを最小とするための架設データを作成する工程と、
このようにして作成された架設データに基づいて、架設現場において順次のプレキャストセグメントを架設する工程と、
を具えることを特徴とするものである。
【００２５】
このような本発明のプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法においては、プレキャストセグメントを製作した後、仮置き期間中にプレキャストセグメントの形状が変動しても、積み出し直前のプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測し、得られる３次元形状データに基づいて架設データを作成し、架設現場においてはこの架設データに基づいて順次プレキャストセグメントの連結作業を行うようにしたので、従来のように現場打ち調整部を多数設けて橋梁線形の誤差を逐次補正する必要はなくなる。したがって補正作業に伴う時間、労力および経費の増大を抑えることができる。
【００２６】
このような本発明によるプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法の好適な実施例においては、予め決められた形状データに基づいてプレキャストセグメントを順次に製作する工程を、
最後に形成した既設のプレキャストセグメントを予め決められた位置に設置する工程と、
この所定の位置に設置された既設のプレキャストセグメントに対して所定の位置に型枠を据え付ける工程と、
この型枠にコンクリートを打設して既設のプレキャストセグメントに連結された状態で新設のプレキャストセグメントを製作する工程と、
既設のプレキャストセグメントを新設のプレキャストセグメントから分離する工程と、
を経て実施し、この分離されたプレキャストセグメントを前記１次計測位置へ搬送するようにする。
【００２７】
本発明によるプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法の好適な実施例においては、前記１次計測位置においてプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を測定する工程が、
プレキャストセグメントを複数台のＣＣＤカメラによって撮像する工程と、
この撮像により得られる画像データを処理してプレキャストセグメント単体の全体の３次元形状を計測する工程とを具えるものである。
【００２８】
この場合、プレキャストセグメントを複数台のＣＣＤカメラによって撮像して得られる画像データを処理してプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状を計測し、これら計測した値によりプレキャストセグメント出来形管理表を出力するのが特に好適である。このようにすれば、セグメント出来高表を出力するための作業が大幅に軽減されると共にコストを低減することもできる。
【００２９】
さらに、本発明によるプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法の好適な実施例においては、前記プレキャストセグメントを順次に製作する工程を、
前記型枠にコンクリートを打設して得られる互いに連結された既設のプレキャストセグメントおよび新設のプレキャストセグメント上面の３次元形状の計測を行う工程と、
その結果得られるデータと設計桁高に基づいて、当該新たに製造されたプレキャストセグメントを既設のプレキャストセグメントとして使用して次に製作すべき新たなプレキャストセグメントに対する型枠の据え付け位置を調整する工程とを経て実施する。
【００３０】
なお、前記１次および２次計測位置においてプレキャストセグメント単体の全体の３次元計測を行う工程は、プレキャストセグメントの架設方向に見た前後の面の各々の、プレキャストセグメントの上面に隣接する複数の測定箇所およびプレキャストセグメントの下面に隣接する複数の測定箇所の３次元座標位置を測定して実施するのが好適である。また、この場合、前記１次および２次計測位置におけるプレキャストセグメントの複数の測定箇所の３次元座標位置を、プレキャストセグメントの架設方向に見た前後の面の各々の側にそれぞれ配置した複数台のＣＣＤカメラでプレキャストセグメントを撮像して測定することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるプレキャストセグメント管理方法およびプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法の一実施例の順次の工程を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１においては、架設すべき橋梁の設計データから線形データを作成し、ステップＳ２においては、この線形データを補正するための上越し量を入力し、ステップＳ３においては、これら線形データと上越し量に基づいて３次元ＣＡＤデータを作成する。
【００３２】
次に、ステップＳ４において、上述したようにして作成された３次元ＣＡＤデータに基づいて、前回新たなプレキャストセグメントとして製作したプレキャストセグメントを既設プレキャストセグメントとして移動させるべき所定の位置を算出し、ステップＳ５において当該プレキャストセグメントをこの所定の位置に移動させる。このときのプレキャストセグメントの位置をステップＳ６において計測する。この計測データに基づいてステップＳ７において、この既設プレキャストセグメントの据え付け位置を調整する。続いてステップＳ８において、この既設プレキャストセグメントに対して新たなプレキャストセグメントを製作するための型枠の据え付け位置を調整した後、ステップＳ９において、型枠内にコンクリートを打設して新たなプレキャストセグメントを製作する。
【００３３】
図２は、ショートラインマッチキャスト方式によってプレキャストセグメントを順次に製作する状況を示すものである。図２の左側の状態は、ステップＳ８の状態であり、既設のプレキャストセグメント１１が製作台１２上の所定の位置に乗せられ、外型枠（鉄筋籠）１３が既設プレキャストセグメント１１に対して位置決めされた状態で製作台１４の上に乗せられ、内型枠１ 5が移動台車１６の上に乗せられている状態を示す。その後、移動台車１６を移動させて外型枠１３の空間内に挿入し、コンクリートを打設する。
【００３４】
図２の右側の状態は、上述したようにして新たなプレキャストセグメント１７を製作した後、内型枠１５を引き出した状態である。このようにマッチキャスト方式では、既設のプレキャストセグメント１１と、新たなプレキャストセグメント１７とが連結された状態で製作されるので、これらの接合面は常に正確に一致したものとなる。
【００３５】
次に、図１のステップＳ１０で示すように、既設のプレキャストセグメント１１と新設のプレキャストセグメント１７とが連結された状態で、それらの上面の３次元形状を、例えば光波測距儀を用いて計測する。図３はこのセグメント上面の３次元形状の計測点を示すものである。図３において、黒丸は１２点の形状管理用計測点を示し、黒三角は９点の描画用計測点を示すものである。また、一点鎖線は、順次のプレキャストセグメントの結合方向に見た中心軸線を示し、破線は架設基準線を示すものである。このようにマッチスキャン方式によって製造される２つの連結されたプレキャストセグメントの上面のみの３次元形状を計測する自体は周知である。
【００３６】
新設プレキャストセグメント１７の上面に一点鎖線で示す軸線をマークするためにセオドライトによる芯出し計測を行っている。この軸線は機械設備を設置した際に設けた基準線（不動線）を基に決められている。
【００３７】
また、破線で示す架設基準線は、曲線橋のように道路線形が複雑な場合に正しい通り（平面的な道路線形）を得るために設けるもので、各プレキャストセグメントを連結するとこれらの架設基準線が直線となるような理論線である。なお、架設現場においては、セオドライトによって各プレキャストセグメントの架設基準線を合致させれば平面的な正しい道路線形が得れるようになっている。
【００３８】
黒丸で示す形状管理用計測点は、各プレキャストセグメントに６カ所設けられている。これらの計測点を指示するためにピンが植設されている。これらの形状管理用計測点のデータは道路線形のシミュレーションや架設時の道路線形の管理に用いられるものである。これらの形状管理用計測点は、レベルとトータルステーション（３次元計測器）によってそれぞれ計測することができる。
【００３９】
また、道路線形のシミュレーションを行った場合に、その結果として各プレキャストセグメントの外観を表示する必要がある。橋面上の描画用計測点（９点）は、その役目を果たすものである。
【００４０】
上述したようにして連結された状態で既設プレキャストセグメント１１および新設プレキャストセグメント１７の上面の３次元形状の計測を行い、そのデータと設計桁高に基づいてステップＳ１１で架設予想形状のシミュレーションを行い、そのシミュレーション結果に基づいてステップＳ１２で補正の検討を行い、補正が必要と判断された場合には、さらにステップＳ１３で補正量を決定する。この補正量を、ステップＳ６に送り、既設プレキャストセグメント１１の据え付け位置の調整量を決定し、それに基づいてステップＳ７における既設プレキャストセグメントの据え付け位置を調整し、次に製作すべきプレキャストセグメントの形状を補正するようにしている。
【００４１】
さらに、ステップＳ１４において、既設のプレキャストセグメント１１と新設のプレキャストセグメント１７とを切り離し、ステップＳ１５に示すように分離された既設のプレキャストセグメント１１を１次計測位置へ搬送し、ステップＳ１６において、当該プレキャストセグメント全体の３次元形状を計測する。
【００４２】
ステップＳ１０において上述したように、互いに連結された既設プレキャストセグメント１１と新設プレキャストセグメント１７の橋面上の３次元形状を計測するだけでは、個々のプレキャストセグメントの厚さの変動やゆがみなどの３次元的な形状の変動を正確に知ることはできない。そこで、本発明においては、ステップＳ１６において、個々のプレキャストセグメントの上面だけでなく桁高を含めた真の意味の３次元形状、すなわちセグメント全体の３次元形状の計測を行い、次にステップＳ１７において、今回得られた３次元形状データと、既に得られている３次元形状データとを用いて予想架設形状をシミュレーションを行い、この予想架設形状と計画架設形状とが合致するような補正データを作成し、この補正データをステップＳ１２へ供給し、上述したステップＳ１１で得られた補正データと組み合わせてステップＳ１３において補正量を決定するようにしている。このように本発明においては、１次計測位置において、個々のプレキャストセグメントの上面だけでなく、セグメント桁高の計測を含めた真の意味の３次元計測を行うものである。
【００４３】
図４は、上述した１次計測位置における計測状況を示す斜視図である。プレキャストセグメント２１の架設方向に見た前面および後面と対向するようにそれぞれ３台のＣＣＤカメラ２２〜３４および２５〜２７を設置してある。これらのＣＣＤカメラは水平軸・鉛直軸が共に回転する構造になっており、中央に配置したＣＣＤカメラ２２および２５は、それぞれ前面および後面の全体を撮像し、左側のＣＣＤカメラ２３および２６は、それぞれ前面および後面の左半分を撮像し、右側のＣＣＤカメラ２４および２７は、それぞれ前面および後面の右半分を撮像するものである。このようにすれば、１つの測点に対し、２方向から撮像された２枚の画像データにより３次元座標値が得られる。
【００４４】
またＣＣＤカメラ２２〜２７から出力される画像信号を処理して図５に示すように、プレキャストセグメント２１の前面については、底面に隣接する４つの計測点Ｐ１〜Ｐ４と、上面に隣接する６つの計測点Ｐ５〜Ｐ１０の３次元座標における位置を算出し、後面については、底面に隣接する４つの計測点Ｐ１１〜Ｐ１４と、上面に隣接する６つの計測点Ｐ１５〜Ｐ２０の３次元座標における位置を算出する。このようにしてプレキャストセグメント２１の３次元形状を表す３次元形状データを得ることができ、順次のプレキャストセグメントについての３次元形状データを格納する。上述した計測点Ｐ１〜Ｐ２０の位置を特定するために、プレキャストセグメントの前後の面には、図５に示すように、例えば直径が６０ミリの円形マークの外側を塗りつぶしたターゲットシールＴを予め貼付しておくことができる。
【００４５】
図６は、上述したステップＳ１２において、補正データを作成する操作を示す線図である。図６において、実線は１次計測位置において計測したプレキャストセグメントＰＳ０の３次元計測データに基づく予想架設形状を示すものであり、破線は設計データに基づくプレキャストセグメントＰＳ０’、ＰＳ１’の計画架設形状を示すものであり、一点鎖線は次に製作すべき形状補正しようとするプレキャストセグメントＰＳ１の３次元形状を示すものである。このプレキャストセグメントＰＳ１の、既設プレキャストセグメントの前方側面と接合される後方側面は、実線で示す先に製作したプレキャストセグメントＰＳ０の前方側面と一致し、前方側面は、計画架設形状での当該プレキャストセグメントと対応するプレキャストセグメントＰＳ１’の前方側面と一致するような形状を有するようにして計画架設形状とのずれを補正しようとするものである。なお、図６では説明の便宜上、予想架設形状と計画架設形状とが大きくずれているが、実際にはこのように大きなずれが発生することはない。
【００４６】
次にステップＳ１８において、上述したようにしてプレキャストセグメントを撮像して得られる画像データを処理してプレキャストセグメントの各部の寸法を計測する。すなわち、従来は巻き尺を用いて手作業で測定したものを画像データを処理して計測する。この計測は、プレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長の寸法を測定するものである。
【００４７】
図７は、プレキャストセグメントの画像データから板厚を測定する操作を示すものである。プレキャストセグメントの画像をディスプレイ上に表示させ、路面の板厚を測定する場合には、路面表面上の１点Ｐ１と、裏面上の２点Ｐ２およびＰ３をマウス等を操作して指定すると、裏面の２点を結ぶ直線Ｌ１に垂直でかつ点Ｐ１を通る直線Ｌ２を求め、この直線Ｌ２と前記直線Ｌ１との交点と点Ｐ１との間の距離Ｗとしてプレキャストセグメントの路面の板厚を計測することができる。他の部分の板厚も同様の手法によって計測することができる。また、幅員、桁高、部材長、路面の横断形状は、図７のターゲットシールＴの円パターンの中心座標の３次元計測値から求めることができる。
【００４８】
次にステップＳ１９に示すように、このようにして得られるプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状のデータに基づいてセグメント出来形管理表を作成して出力する。このようなセグメント出来形管理表に記載されている各部の寸法や横断形状を設計データと比較してプレキャストセグメントの形状の正確性を確認することができる。また、このようなセグメント出来形管理表は記録として残しておく。
【００４９】
上述したように本発明では、１次計測位置においてプレキャストセグメント全体の３次元計測を行い、その画像データに基づいてプレキャストセグメントの出来形（道路線形）管理表を出力するので、従来のようにプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長などを巻き尺を用いて実測する工程を省略することができる。
【００５０】
上述したようにステップＳ１９においてプレキャストセグメントの出来形管理表を出力したら、次に、ステップＳ２０で示すようにプレキャストセグメントを仮置きヤードへ搬送する。
【００５１】
図８は、仮置きヤードをも含めたプレキャストセグメント製作・仮置きヤードの全体の配置を示す線図的な平面図である。本例では、２本のプレキャストセグメント製作ラインと、2 本の仮置きラインとを設けてある。すなわち、プレキャストセグメント製作ヤードＡ１およびＡ2 で製作されたプレキャストセグメントは、それぞれ１次計測位置Ｂ1 およびＢ2 において3 次元形状が測定された後、それぞれの仮置きラインＣ1 およびＣ２へ送り出される。これらの仮置きラインＣ1 およびＣ２においては、プレキャストセグメントは順次に搬送され、仮置きされる。
【００５２】
上述したように、製作直後のプレキャストセグメントの形状に誤差があり、そのままでは設計通りの架設ができないと予想される場合には、次に製作すべきプレキャストセグメントの形状を補正することによりこの誤差を補償することができる。この形状の計測は既設プレキャストセグメント１１と新設プレキャストセグメント１７とが連結されている状態（ステップＳ１０）と、新設プレキャストセグメントから切り離された直後の状態（ステップＳ１６）とで行われるので、それ以後のプレキャストセグメントの形状変化については何ら考慮されていない。実際には仮置きラインＣ1 およびＣ２に沿ってプレキャストセグメントが仮置きされる期間は半年以上という長い期間になるが、この間にコンクリートのクリープ、乾燥収縮、仮置き時のプレキャストセグメントの支持状態、天候の変動などの要因によってプレキャストセグメントの形状は相当程度変動する。このような個々のプレキャストセグメントの形状の変動が累積していくので、従来は架設現場において調整部を設けるといった面倒な作業が必要であった。
【００５３】
このような問題を解決するために、プレキャストセグメントを積み出す直前に２次計測位置を設け、プレキャストセグメントの３次元形状を計測する。すなわち、図１のステップＳ２１で示すように、プレキャストセグメントを２次計測位置へ搬送し、ステップＳ２２で示すようにプレキャストセグメントの３次元形状を計測する。この２次計測装置は、上述した１次計測装置の構成と同様であり、プレキャストセグメントの計測点も図５について上述したところと同様である。図８において、各仮置きラインＣ1 およびＣ２の終端まで搬送されたプレキャストセグメントは搬送方向が９０度変えられ、積み出し場所まで搬送されるが、この積み出し位置に２次計測位置Ｄが設けられている。
【００５４】
このように２次計測位置において、プレキャストセグメントの３次元形状を測定したら、ステップＳ２３においてその形状データに基づいて架設予想形状をシミュレーションし、さらにステップＳ２４において  このシミュレーションされた架設予想形状の計画形状からのずれを最小とするための架設データを作成する。このようにして得られたら架設データは架設現場へ送られる。
【００５５】
上述したようにして２次計測位置において３次元形状が計測されたプレキャストセグメントは、ステップＳ２５で示すように搬送船上に積み出され、ステップＳ２６で示すように架設現場まで海上を搬送された後、ステップＳ２７で示すように架設される。上述したようにステップＳ２４で作成された架設データはこの架設現場へ送られ、この架設データに基づいてプレキャストセグメントの架設作業を行うことにより、プレキャストセグメントの３次元形状の変動を有効に補償しながら架設を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、本願の第１の発明によれば、マッチキャスト工法によって互いに連結されて製作された既設プレキャストセグメントと新設プレキャストセグメントとを切り離した直後の既設プレキャストセグメント全体の３次元形状を計測するので、得られる３次元形状データに基づいて架設予想形状を正確にシミュレーションすることができ、この架設予想形状と架設計画形状とが合致するように次に製作すべきプレキャストセグメントの形状を補正するようにしたので、プレキャストセグメントの製作誤差による影響を正確に補償することができ、正確なプレキャストセグメントの形状管理を行うことができる。
【００５７】
さらに、このプレキャストセグメント全体の３次元計測を行う際に得られる画像データを処理してプレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長、横断形状などの各部の寸法および形状を計測し、これらのデータに基づいてセグメント出来形管理表を作成して出力するようにしたので、従来計測していたプレキャストセグメントの上面の３次元形状の計測値と、プレキャストセグメントの板厚、幅員、桁高、部材長などの寸法を巻き尺を用いて実測する作業を省略することができ、それだけ管理が簡単になると共にコストの低減も図れる。
【００５８】
また本願の第２の発明においては、上述した第１の発明に加えて、仮置き期間が終了した積み出し直前のプレキャストセグメント全体の３次元形状を計測するので、得られる３次元形状データに基づいて架設予想形状を正確にシミュレーションでき、このようにして得られる架設予想形状と架設計画形状とのずれを補償するように架設データを作成し、架設現場においてはこの架設データに基づいてプレキャストセグメントの架設を行うようにしたので、従来のように調整部を設けるといった面倒な作業が必要でなくなり、プレキャストセグメント工法による橋梁の架設を正確に、効率良く、しかも簡単に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるプレキャストセグメントの形状管理方法およびプレキャストセグメント工法による橋梁架設方法の順次の工程を示すブロック図である。
【図２】  マッチキャスト工法によってプレキャストセグメントを製作する工程を示す図である。
【図３】  マッチキャスト工法によって製作されたプレキャストセグメントの２次元形状を計測する状態を示す斜視図である。
【図４】  プレキャストセグメントの３次元計測を行う装置の構成を示す図である。
【図５】  プレキャストセグメントの３次元形状を測定するための計測点を示す図である。
【図６】  プレキャストセグメントの形状補正操作を説明する線図である。
【図７】  プレキャストセグメントの板厚を計測する操作を説明する線図である。
【図８】  プレキャストセグメント製作・仮置きヤードの全体の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
１１  既設プレキャストセグメント、  １２、１４  製作台、  １３  外型枠、１５  内型枠、  １６  移動台車、  １７  新設プレキャストセグメント、２１  プレキャストセグメント、  ２２〜２７  ＣＣＤカメラ、  Ａ１、Ａ２  プレキャストセグメント製作ヤード、  Ｂ１、Ｂ２  １次計測位置、Ｃ1 、Ｃ２仮置きライン、  Ｄ  ２次計測位置
【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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