(57)【要約】【課題】設計データから自動原寸処理で使用する入力データを作成する設計原寸接続プログラムを提供すること。【解決手段】コンピュータに格納され、自動設計プログラムによって得られた自動設計データを基に、自動原寸プログラムへ供給される入力データを作成するプログラムであって、自動設計データが、線形計算上のラインにライン名を付して定義された鋼橋の縦断ラインおよび横断ラインの交差する格点の座標を示す座標データである場合に、キャンバー値を考慮した原寸の鋼橋について、座標データから格点と、格点間に求めた補間点の製作座標を算出する製作座標処理手段（Ｓ２０４）と、その製作座標から、自動原寸プログラムにおいて鋼橋の構成部材に関する製作資料を作成するための入力データを作成するデータ作成処理手段（Ｓ２０５〜Ｓ２１０）とを有する設計原寸接続プログラム。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに格納され、鋼橋を設計する自動設計プログラムによって得られた自動設計データを基に、前記鋼橋の製作資料を作成する自動原寸プログラムへ供給される入力データを作成する設計原寸接続プログラムであって、
前記自動設計データが、線形計算上のラインにライン名を付して定義された鋼橋の縦断ラインおよび横断ラインの交差する格点の座標を示す座標データである場合に、
キャンバー値を考慮した原寸の鋼橋について、前記座標データから前記格点と、前記格点間に求めた補間点の製作座標を算出する製作座標処理手段と、
その製作座標から、前記自動原寸プログラムにおいて鋼橋の縦断部材や横断部材など構成部材に関する製作資料を作成するための入力データを作成するデータ作成処理手段と、
を有するものであることを特徴とする設計原寸接続プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載する設計原寸接続プログラムにおいて、
前記製作座標処理手段は、前記格点間を任意の数の前記補間点で等分した場合に、補間点の間を結んだ直線と曲線との距離が設定値より小さい値になるようにしたものであることを特徴とする設計原寸接続プログラム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する設計原寸接続プログラムにおいて、
前記データ作成処理手段は、前記製作座標データから縦断又は横断の勾配を求め、その勾配に基づいて構成部材のグルーピングを行うようにしたものであることを特徴とする設計原寸接続プログラム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項２に記載する設計原寸接続プログラムにおいて、
データ作成処理手段は、前記構成部材をライン名を利用して特定するようにしたものであることを特徴とする設計原寸接続プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼橋の設計データを作成する自動設計処理で取得した設計データを基に、鋼橋を製作する自動原寸処理を実行するための入力データを作成する設計原寸接続プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼橋の設計及び製作では、鋼橋の設計を行って設計図を作成する自動設計システムと、その設計図の設計データに基づいて製作工場での製作資料を作成する自動原寸システムとが存在していた。すなわち、自動原寸システムでは、設計図に基づき、そこに示されている設計データから、キャンバー値などを上乗せして必要となる部材の形状や数量など、鋼橋製作工場での製作資料を作成する原寸処理が行われていた。
【特許文献１】特開２００２−２２９６２７号公報
【特許文献２】特開平１−１８０００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動設計システムと自動原寸システムは、同じ鋼橋の設計と製作に関する処理を行うものであるため、その内容が重複しているものが多い。しかし、自動原寸システムで扱うデータは、同システムが製作工場での製作資料を作成するものであるため、自重による撓みなどのより具体的な製作情報を含み、更に工場での製作を考慮したデータである必要がある。従って、自動原寸システムへの入力データは、自動設計システムで得られた膨大な設計データを単純なデータ変換によって作成することができない。そのため、経験を有する担当者が設計データに基づいて入力データ作成しなければならず、非常に手間がかり、多大な人員と時間が費やされていた。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、設計データから自動原寸処理で使用する入力データを作成する設計原寸接続プログラム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】
【０００５】
本発明に係る設計原寸接続プログラムは、コンピュータに格納され、鋼橋を設計する自動設計プログラムによって得られた自動設計データを基に、前記鋼橋の製作資料を作成する自動原寸プログラムへ供給される入力データを作成する設計原寸接続プログラムであって、前記自動設計データが、線形計算上のラインにライン名を付して定義された鋼橋の縦断ラインおよび横断ラインの交差する格点の座標を示す座標データである場合に、キャンバー値を考慮した原寸の鋼橋について、前記座標データから前記格点と、前記格点間に求めた補間点の製作座標を算出する製作座標処理手段と、その製作座標から、前記自動原寸プログラムにおいて鋼橋の縦断部材や横断部材など構成部材に関する製作資料を作成するための入力データを作成するデータ作成処理手段とを有するものであることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る設計原寸接続プログラムは、前記製作座標処理手段が、前記格点間を任意の数の前記補間点で等分した場合に、補間点の間を結んだ直線と曲線との距離が設定値より小さい値になるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る設計原寸接続プログラムは、前記データ作成処理手段が、前記製作座標データから縦断又は横断の勾配を求め、その勾配に基づいて構成部材のグルーピングを行うようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る設計原寸接続プログラムは、データ作成処理手段が、前記構成部材をライン名を利用して特定するようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の設計原寸接続プログラムによれば、自動設計プログラムの出力データから製作座標を算出し、鋼橋の縦断部材や横断部材など構成部材の製作資料を作成する自動原寸プログラムへ供給するための入力データを作成するようにしたため、従来、自動設計システムで得られた膨大な設計データに対して多大な時間が費やしていたが、そうした入力データ作成に要する時間を大幅に削減することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明に係る設計原寸接続プログラムの一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。
例えば、鋼橋は、長手方向の主桁にクロスして横桁が組まれ、主桁と横桁からなる骨組み構造上に、鉄筋コンクリート床板が搭載され、その上にアスファルト舗装が施される。更に、具体的には、図１３に示すように車道２と歩道３とを有する道路橋であり、主桁と横桁からなる骨組み構造上に、鉄筋コンクリート床板４が載置され、その上にアスファルト舗装５が施されている。鋼橋１上には、中央に分離帯６が形成されその左右に車道２が設けられ、更に外側にはその車道とガードレール７を隔てて歩道３が設けられている。そして、鋼橋１の両サイドには歩道の外側に落下防止柵８が設けられている。
【０００９】
こうした鋼橋１については、鉄筋コンクリート床板やアスファルト舗装が施された場合の自重（死荷重）や、上を走行する自動車の移動荷重（活荷重）の掛かり方などについて調べ、その荷重に十分耐え得るための骨組みの構造解析を行う必要がある。そして、その構造解析に基づいて主桁及び横桁、その他の部材について設計が行われる。その際、鋼橋における骨組みに関する構造解析には、例えば本願出願人が提案した、特開２００４−３３２４７６号公報に開示された構造解析プログラムが使用される。
【００１０】
構造解析プログラムでは、完成時の鋼橋１についてその線形データが入力される。線形データは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の座標と、角度、そして端部からの延べ長さである。線形データに基づく骨組み構造モデルは、鋼橋の基本形状ライン、すなわち縦断ラインおよび横断ラインを定義する必要がある。そのため、先ず線形計算上のラインにライン名がつけられる。例えば、Ｘ軸方向の縦断ラインには、図３に示す骨組みを構成する主桁Ｇ１〜Ｇ８の他に、それに支持される道路部分について車線や歩道に応じて設定したラインＬ１〜Ｒ１が定義され、それぞれがライン名として設定される。また、横断ラインには、図１４に示すＡ１〜Ａ２がそれぞれ定義され、ライン名として設定される。
【００１１】
図１３に示す縦断ラインのうち、ラインＬ１が最上側のラインであり、ラインＣＬは鋼橋１の形状において左右の中心を示すラインであり、さらにラインＧ−ＣＬＲは鋼橋の左右方向の重心を示すラインである。一方、図１４に示す横断ラインにおいては、横桁Ｓ１，Ｓ２，Ｃ１〜Ｃ１０以外のラインＡ１，Ａ２はたもと位置を、ラインＧＥ１，ＧＥ２，Ｐ１は支承位置をそれぞれ示すラインである。そして、鋼橋設計では、横桁と主桁の各ライン名によってその格点が設定され、そのライン名を参照して入力すべき格点が特定され、そこに荷重入力が行われることによって設計が実行される。
【００１２】
次に、こうして設計された鋼橋について設計図が作成されると、その設計データに基づき、主桁や横桁その他の部材について製作工場で鋼橋を製作するための製作資料が作成される。本実施形態の設計原寸接続プログラムは、自動設計処理によって得られた設計データから、キャンバー値の上乗せなど、設計データの変換や不足データの追加を行い、自動原寸プログラムに供給するための入力データを作成するものである。
ここで、図１は、設計原寸接続プログラムを使用した場合における、自動設計処理から自動原寸処理への流れを概念的に示したフローチャート図である。こうした各処理は、それぞれのプログラムを格納したコンピュータによって実行される。
【００１３】
先ず、前述した構造解析プログラムによって鋼橋の構造解析が行われ、鋼橋の設計及び製図の作成が行われる（Ｓ１０１）。そして、この自動設計処理により得られた設計データは記憶部に記憶され、その設計データが更に、自動原寸プログラムに供給される接続用データ１１０として利用される。この接続用データ１１０としては、例えば図２に示す支点Ｓ１，Ｓ２間に掛け渡される鋼橋１について、その主桁の各格点位置を示す座標データなどが得られる。
【００１４】
しかし、こうしたデータそのままでは、自動原寸プログラムに供給することはできず、補間点の設定やキャンバー値を加えたデータ変換などが必要になる。そこで、自動設計処理で得られた接続用データ１１０の他にも、製作条件などの接続用入力データがコンピュータに入力される（Ｓ１００１）。そして、この接続用データ１１０と接続用入力データ１１１を基に、設計原寸接続プログラムによる設計原寸接続処理が実行される（Ｓ１０２）。設計原寸接続処理では、例えばキャンバー値を上乗せした主桁について製作座標を算出するなどが行われる。自動原寸プログラムでは、縦断部材である主桁の製作座標を元に２次部材や横断部材の作成が行われるからである。そこで、設計原寸接続処理によって、図３に示す原寸の主桁１０に関する座標データなど、自動原寸入力データ１２０が作成される。そして、この自動原寸入力データ１２０には、追加データやデータの修正が行われ（Ｓ１００２）、そうして得られた入力データによって自動原寸処理が実行される（Ｓ１０３）。
【００１５】
次に、設計原寸接続プログラムの実行による設計原寸接続処理（Ｓ１０２）について更に詳しく説明する。図４は、設計原寸接続処理（Ｓ１０２）の流れを示したフローチャート図である。
ここでは先ず、前述した接続用データ１１０の取り込みが行われる（Ｓ２０１）。そして、その接続用データ１１０に基づいて設計原寸接続処理を行う前の項目チェックが行われる（Ｓ２０２）。項目チェックとは、キャンバー補間、曲率のチェック、そしてポイント設定などである。
【００１６】
箱桁のキャンバーは、図５に示すように桁芯Ｇ１で与えられ、格点に平面角度がある場合には、ウェブ位置のキャンバー値を算出するキャンバー補間を行う必要がある。例えば、図６に示すように、自動設計データとして桁芯Ｇ１について、それぞれの格点Ｓ１，Ｃ１…のキャンバー値が入力データ１１１（図１参照）として与えられる。具体的には、箱桁の支点となるＳ１ではキャンバー値はゼロであり、Ｘ軸方向にＣ１，Ｃ２と移動した位置では９５ｍｍ、１５１ｍｍとなる。一方、設計データからは、Ｇ１Ｌ，Ｇ１ＲのラインとＳ１，Ｃ１…のそれぞれの格点の座標から平面角度が求められる。そして、傾きが生じているウェブのキャンバー値は、Ｓ１の格点座標がＧ１Ｌが−８．７ｍｍで、Ｇ１Ｒが＋８．７ｍｍである。こうして、それぞれの格点についてキャンバー補間が行われる。
【００１７】
次に、格点間の曲率に基づいて曲線補間点の設定するための曲率のチェックが行われる。これは、自動設計処理で得られた接続用データ１１０は、座標値が格点にしかないので、格点間を曲線でつなぐためには、格点間の途中に更に座標を示すための格点（製作ポイント）の設定が必要になるからである。そして、新たに設定する曲線補間点は、格点間を等分することによって決定する。ここで、図７は、曲率のチェックの方法を概念的に示した図である。また、図８は、製作ポイント設定を示した図であり、図（ａ）は曲率チェック前の製作ポイントを示し、図（ｂ）は曲率チェック後の製作ポイントを示している。
【００１８】
図８（ａ）に示すように、接続用データ１１０による主桁を示す線形には、座標値が格点にしかない。なお、この線形データには、上下のＨ１，Ｈ２，Ｈ３の各ラインに１，２，６…と格点番号が示されている。通常の橋では、１つの桁部材を４等分した位置に補強部材が入るため、格点番号も４等分するポイント数（３）を空けて付けられている。そして、こうした格点番号により、例えば、破線で囲んだ格点番号１４にある横桁部材Ｆなどは「１Ｆ１４」といった記号で示すことができる。
【００１９】
ところで、図８（ａ）において、ラインＨ１の格点２〜６の間を取り上げた場合、キャンバー値を考慮した曲線が図７に示すようになるものとする。この格点番号２と６の間には、この間を４等分するように通常は３，４，５の製作ポイントが曲線補間点として設定され、それぞれの座標がデータとして得られる。しかし、格点２〜６の間の曲率が大きい場合には４等分では十分でないため、当該格点間を倍の８等分する必要が生じる。製作ポイント設定の基準は、図示するように曲線補間点の間を結んだ直線と曲線との距離、すなわち曲線の膨らみ量δが１ｍｍ以上である場合に、現状の等分数では適切でないとする。
【００２０】
従って、現状の等分数では膨らみ量δが１ｍｍ以上の場合には、更に等分数を倍にして８等分にする。これにより曲線補間点の間の膨らみ量を１ｍｍ未満に抑えることができるようになる。この場合、図８（ａ）のラインＨ１の格点２〜６の間を取り上げると８等分となるため、格点６は格点１０となり、以降はすべての格点の番号が変わる。また、曲率が小さい場合には２等分にするようにしてもよい。
こうして、曲率チェックにより曲線補間点の設定が行われ、図８（ｂ）に示すように、主桁を示す線形には製作ポイント（格点）が設定される。そして、求められた製作ポイントに基づいて、主桁などの鋼橋に関する線形データが作成される（Ｓ２０３）。ここで作成された線形データに基づき、線形入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０１）。
【００２１】
続いて、各格点の座標処理が行われる（Ｓ２０４）。ここでは、曲線補間点や横桁などの部材を取り付ける取付点の座標や、線形の角度などが算出される。図９は、鋼橋の格点について座標データの一例を示した図であり、図９（ａ）は図２に示した主桁の座標データで、図９（ｂ）は図３に示した主桁の座標データである。
図９（ａ）の設計主桁の座標データは、図１に示す接続用データ１１０であって、各格点において桁上面の座標が求められている。そして、その他にも桁高およびキャンバー値が求められている。また、縦断部材１１にはジョイント部材１２が追加され、その位置が求められている。各ジョイント部材１２の格点Ｊ１，Ｊ２の位置は、予め設定されている格点Ｃ３，Ｃ５からの距離で示されている。
【００２２】
一方、図９（ｂ）に示す座標データは、図１に示す設計原寸接続処理によって作成された自動原寸入力データ１２０であって、図３に示すキャンバー値を上乗せした主桁１０の座標データである。各格点において桁上面の製作座標と、桁下面の製作座標とが算出される。こうした製作座標は、ジョイント１２についても同じように桁の上面と下面の座標として算出される。なお、本来ならば、Ｓ２０２で求めた曲線補間点における座標も算出して製作座標データとして得られるが、ここでは省略している。そして、求められた製作座標の座標値から線形の角度などが算出され、各算出値から図３に示すキャンバー値を考慮した原寸の橋桁１０についてのデータ作成処理が行われる。この主桁データに基づいて主桁入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０２）。
【００２３】
続いて、主桁１０の格点について製作座標の座標データが作成されると、そのデータに基づいて縦断勾配などが算出され、主桁１０の添接板２０に関するデータ作成処理がなされる（Ｓ２０６）。主桁１０は、これを構成する縦断部材１１や１２が添接板２０によって接続されるため、橋桁には多くの添接板２０が使用される。しかし、添接板２０は接続位置の勾配に応じて形状が異なるため全てが共通する部材ではない。そこで、本実施形態では、勾配に応じたグループ分けして、添接板２０をある程度共通化して製作や施工の便宜を図っている。
【００２４】
例えば、図１０は、図（ａ）がジョイントＪ１，Ｊ２の位置において勾配を算出した結果を示し、図（ｂ）は添接板のグルーピングの結果を示した図である。ここでは、図１１に示すように接続位置における主桁１０の上勾配ｉｕと下勾配ｉｂ、更にジョイントの高さＪｈが求められる。なお、こうした縦断の勾配算出は、ジョイントＪ１，Ｊ２だけではなく、添接板が設けられる各格点の位置において算出される。
【００２５】
主桁１０について縦断の勾配が算出されると、その結果に基づいて添接板２０のグルーピングが行われる。グルーピングは、図１２に示す条件に基づいて行われる。すなわち、勾配ｉが１以下、１より大きく３以下の範囲、３より大きく５以下の範囲、５より大きく７以下の各範囲に入るか否かによって場合分けする。そして、その場合分けに応じて添接板２０の上勾配ｉｓｕと下勾配ｉｓｂを、それぞれ０％，２％，４％，６％で製作するようにしている。ジョイントＪ１，Ｊ２は、上勾配ｉｕ及び下勾配ｉｂが、それぞれ４．２９と３．７１なので、ともに添接板の勾配が４．０の同じ形状のものにグループ分けされる。図１２に示すグルーピング条件は一例であり、接続用入力データ（Ｓ１００１）によりグルーピング条件を変更することができる。こうしたグループ分けにより、同一グループ毎にデータが生成され、そのデータに基づいて添接板入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０３）。
【００２６】
鋼橋の原寸処理を行うには、更に縦断側の主桁の他、横断側の横構、横桁、対傾構、ブラケット、また、箱桁内のダイヤフラム、さらに、横断部材に取り付く縦桁についてのデータ処理が行われる。これらの構造については、橋梁ごとに構造の有無があるため、自動設計処理で得られた接続用データ１１０にデータがある場合にのみ処理を行う。
まず、自動設計処理で得られた接続用データ１１０に基づき横構データが作成される（Ｓ２０７）。そして、ここで作成された横構データに基づいて横構入力ファイルの出力が実行される。
【００２７】
次に、自動設計処理で得られた接続用データ１１０に基づきダイヤフラムデータの作成処理が行われる（Ｓ２０８）。ここでは、箱桁の内部にある隔壁（ダイヤフラムと横リブ）のデータ作成処理が行われる。そして、接続用データ１１０をもとに形状に応じたグループ分けが行われ、製作や施工の便宜を図っている。そこで、グルーピングによって同一グループ毎にデータが生成され、ダイヤフラム入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０５）。
【００２８】
次に、Ｓ２０４で得られた座標処理データに基づいて対傾構データの作成処理が行われる（Ｓ２０９）。すなわち、Ｓ２０４で得られた格点の座標および平面角度に基づいて、対傾構の横断勾配が求められ、さらに自動設計処理で得られた接続用データ１１０のうち形状データから、主桁と取り合う部品についてグルーピングが行われる。そして、グルーピングによって同一グループ毎にデータが生成され、対傾構入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０６）。
【００２９】
続いて、対傾構と同様に横桁データおよびブラケットデータの作成処理が行われる（Ｓ２１０、Ｓ２１１）。すなわち、Ｓ２０４で得られた格点の座標および平面角度に基づいて、横桁の横断勾配およびジョイントの高さが求められ、さらに自動設計処理で得られた接続用データ１１０のうち形状データから、そのジョイントに取り付く添接板のグルーピングが行われる。そして、グルーピング結果と接続用データ１１０に基づき横桁データおよびブラケットデータが作成され、横桁入力ファイル、ブラケット入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。
【００３０】
続いて、縦桁データの作成処理が行われる（Ｓ２１２）。ここでは、Ｓ２１０およびＳ２１１での横断勾配処理によって得られた横桁およびブラケットの座標に基づいて、縦桁の取り付け位置の座標および縦断勾配が求められ、さらに自動設計処理で得られた接続用データ１１０の形状データから、取り合う部品のグルーピングが行われる。そして、グルーピング結果と接続用データ１１０に基づき縦桁データが作成され、縦桁入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３０９）。
【００３１】
更に、鋼橋に関しては、縦断側の主桁や横断側の横構の他、付属部材についてデータ処理が行われる。すなわち、主桁や横構と同様に自動設計処理で得られた接続用データ１１０に基づいて、付属部材に関する付属データが作成される（Ｓ２１３）。そして、ここで作成された付属データに基づいて、付属入力ファイルの出力が実行される（Ｓ３１０）。
【００３２】
よって、本実施形態の設計原寸接続プログラムによれば、自動設計プログラムの出力データから製作座標を算出し、鋼橋の縦断部材や横断部材など構成部材の製作資料を作成する自動原寸プログラムへ供給するための入力データを作成するようにしたため、従来、自動設計システムで得られた膨大な設計データに対して多大な時間が費やしていたが、そうした入力データ作成に要する時間を大幅に削減することができた。
【００３３】
以上、本発明に係る設計原寸接続プログラムについて実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、グルーピングの条件などは、前記実施形態で定めたものと異なるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】自動設計から自動原寸処理までの流れを示したフローチャート図である。
【図２】自動設計処理によって得られる鋼橋の橋桁を示した図である。
【図３】自動原寸処理によって得られる鋼橋の橋桁を示した図である。
【図４】設計原寸接続処理の流れを示したフローチャート図である。
【図５】キャンバー補間について示したイメージ図である。
【図６】キャンバー補間のデータ例を示した図である。
【図７】曲率のチェックの方法を概念的に示した図である。
【図８】製作ポイント設定を示した図であり、（ａ）は曲率チェック前の製作ポイントを示し、（ｂ）は曲率チェック後の製作ポイントを示している。
【図９】鋼橋の格点について座標データの一例を示した図であり、（ａ）は図２に示した主桁の座標データで、（ｂ）は図３に示した主桁の座標データである。
【図１０】（ａ）はジョイントＪ１，Ｊ２の位置において勾配を算出した結果を示し多図であり、（ｂ）は添接板のグルーピングの結果を示した図である。
【図１１】添接板の勾配などを示した図である。
【図１２】添接板のグルーピング条件を示した図である。
【図１３】鋼橋の縦断方向のライン名を示した図である。
【図１４】鋼橋の横断方向のライン名を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 鋼橋
２ 車道
３ 歩道
４ 鉄筋コンクリート床板
５ アスファルト舗装
１０  主桁
１１  縦断部材
１２  ジョイント
２０  添接板
Ｇ１〜Ｇ８ 主桁
Ｓ１，Ｓ２，Ｃ１〜Ｃ１０ 横桁
【図１】
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【図２】
2008297837.tif 000004
【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】
2008297837.tif 000011
【図１０】
2008297837.tif 000012
【図１１】
2008297837.tif 000013
【図１２】
2008297837.tif 000014
【図１３】
2008297837.tif 000015
【図１４】
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