(57)【要約】【課題】危険区域内において、人が立ち入ることなく無人で平板載荷試験を円滑に行うことのできる、平板載荷試験装置及び平板載荷試験用アタッチメントを提供するを提供する。【解決手段】腕部２２を具備する工事用車両２に取り付けるアタッチメント１を、腕部２２の先端部２２ａに取り付けられるアタッチメント本体１１と、アタッチメント本体１１に備えられたジャッキ１２と、ジャッキ１２に球座１３を介して取り付けられ、ジャッキ１２が動作することにより地盤Ｇ表面を押圧する載荷板１４と、アタッチメント本体１１又は載荷板１４に取り付けられた支持腕１１ｂと、腕部２２が上昇すると支持腕１１ｂで持ち上げられ、下降すると地盤Ｇ表面に載置される枠体１５と、載荷板１４と枠体１５との間の相対変位を測定する変位計１６と、ジャッキ１２の押圧力を測定する荷重計１７とを備えて構成する。【選択図】　図１
2004084331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体と、この車両本体に対して可動な腕部とを具備する工事用車両に取り付け、また取り外すことが可能なアタッチメントであって、
前記腕部の先端部に取り付けられるアタッチメント本体と、
前記アタッチメント本体に備えられたジャッキと、
前記ジャッキに球座を介して取り付けられ、前記ジャッキが動作することにより地盤表面を押圧する載荷板と、
前記アタッチメント本体又は前記載荷板に取り付けられた支持腕と、
前記腕部が上昇すると前記支持腕で持ち上げられ、前記腕部が下降すると前記地盤表面に載置される枠体と、
前記載荷板と前記枠体との間の相対変位を測定する変位計と、
前記ジャッキの押圧力を測定する荷重計と
を備えることを特徴とする平板載荷試験用アタッチメント。
【請求項２】
請求項１に記載の平板載荷試験用アタッチメントにおいて、前記アタッチメント本体は、その重さによって、前記枠体と前記載荷板とが地盤表面から離れている時に、これら枠体と載荷板とがほぼ水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように構成されていること
を特徴とする平板載荷試験用アタッチメント。
【請求項３】
車両本体と、この車両本体に対して可動な腕部とを具備する工事用車両に請求項１又は２に記載のアタッチメントが取り付けられた平板載荷試験用車両であって、
前記工事用車両は、所定の操作機から無線又は有線で発信される指示信号を受信し、この指示信号に従って走行するとともに前記アタッチメントを動作させ、前記変位計と前記荷重計との測定値を対応付けて記録し、この記録データを無線又は有線で所定の受信機に送信するデータ送信機を備えること
を特徴とする平板載荷試験用車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工事用車両の腕部に取り付けて平板載荷試験を実施可能とする平板載荷試験用アタッチメント、及び工事用車両の腕部に前記平板載荷試験用アタッチメントが取り付けられた平板載荷試験用車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤の地耐力を測定する方法の代表的なものとして、「地盤の平板載荷試験方法」（非特許文献１参照）が広く用いられている。
【０００３】
【非特許文献１】
「地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−１９９５）地盤の平板載荷試験方法」、地盤工学会編：『地盤調査法』（地盤工学会、１９９５年９月）、ｐｐ．３４５−３４８
【０００４】
この地盤の平板載荷試験方法は、原位置地盤に剛な載荷板を通じて加え、この荷重の大きさと載荷板の沈下との関係から地耐力に関する情報を収集するものであり、構造物基礎の支持地盤について地盤の種類に関わらず直接試験できるとともに、地盤表面の載荷板に荷重を加えることで、構造物の基礎模型に対比できるという利点を有している。
【０００５】
しかし、一定面積の載荷板に荷重を載荷して地盤の降伏強度を求めるためには、載荷に伴う反力を支える必要があるため、時として比較的大規模な反力装置を必要とする場合があり、地盤地耐力を調査する方法としては必ずしも簡易な試験とはならないという問題があった。
【０００６】
一方、火山活動や土石流災害、崖崩れなどで二次災害の恐れが残る危険区域の災害復旧工事では、遠隔操作が可能な建設機械を現場に投入して施工を行うことが行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
「特開平０９−０８４１６１号公報」
【０００８】
このような、遠隔操縦が可能な建設機械は、土工事や砂防ダム工事で用いられている。しかし、災害復旧工事の一環として行われる地盤調査に特化した建設機械は、特に開発が行われていない。
【０００９】
本発明の課題は、火山活動などによる被災地など二次災害の恐れのある危険区域内において、人が立ち入ることなく無人で平板載荷試験を円滑に行うことのできる、平板載荷試験装置、及び平板載荷試験用アタッチメントを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、車両本体２１と、この車両本体２１に対して可動な腕部（アーム）２２とを具備する工事用車両（バックホウ）２に取り付け、また取り外すことが可能なアタッチメント１であって、
前記腕部２２の先端部２２ａに取り付けられるアタッチメント本体１１と、
前記アタッチメント本体１１に備えられたジャッキ１２と、
前記ジャッキ１２に球座１３を介して取り付けられ、前記ジャッキ１２が動作することにより地盤Ｇ表面を押圧する載荷板１４と、
前記アタッチメント本体１１又は前記載荷板１４に取り付けられた支持腕１１ｂと、
前記腕部２２が上昇すると前記支持腕１１ｂで持ち上げられ、前記腕部１１ｂが下降すると前記地盤Ｇ表面に載置される枠体１５と、
前記載荷板１４と前記枠体１５との間の相対変位を測定する変位計（レーザ変位計）１６と、
前記ジャッキ１２の押圧力を測定する荷重計（ロードセル）１７と
を備えることを特徴とする。
ここで、工事用車両の重量や腕部の長さについては、ジャッキを伸ばすことで載荷板で地盤表面を押圧して平板載荷試験を実施する際に、その計画最大荷重を十分に上回る反力を受けることのできるものとする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、工事用車両の腕部の先端に平板載荷試験用アタッチメントを取り付けた状態で、この工事用車両を平板載荷試験実施位置まで走行させ、この平板載荷試験実施位置において工事用車両の腕部を下降させて枠体を地盤表面に載置させたのち、腕部をさらに下降させて載荷板を地盤表面に接触させてから、ジャッキを伸ばして球座が回転することで載荷板で地盤表面を均等な力で押圧しつつ、変位計と荷重計の測定値を得ることで、平板載荷試験を非常に簡便に実施することができる。
特に、無線や有線で遠隔操作可能な工事用車両を用いることで、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、平板載荷試験を実施することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１に記載の平板載荷試験用アタッチメント１において、
前記アタッチメント本体１１は、その重さによって、前記枠体１５と前記載荷板と２２が地盤表面から離れている時に、これら枠体１５と載荷板１４とがほぼ水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように構成されていること
を特徴とする。
ここで、上記平衡性を実現するためには、具体的には、平板載荷試験用アタッチメントの重心位置から偏らないように、この平板載荷試験用アタッチメントをピンジョイントや自在継手などで回動自在な状態に工事用車両の腕部の先端に取り付ければ良い。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、アタッチメント本体は、その重さによって、枠体と載荷板とが地盤表面から離れている時に、これら枠体と載荷板とが水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように構成されているので、工事用車両の腕部を下降させて枠体を地盤表面に載置させ、また腕部をさらに下降させて載荷板を地盤表面に接触させることを円滑に行える。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、車両本体２１と、この車両本体２１に対して可動な腕部（アーム）２２とを具備する工事用車両（バックホウ）２に請求項１又は２に記載のアタッチメントが取り付けられた平板載荷試験用車両３であって、
前記工事用車両２は、所定の操作機４から無線又は有線で発信される指示信号を受信し、この指示信号に従って走行するとともに前記アタッチメント１を動作させ、
前記変位計１６と前記荷重計１７との測定値を対応付けて記録し、この記録データを無線又は有線で所定の受信機に送信するデータ送信機（ＳＳ無線機）２３を備えること
を特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、所定の操作機から無線又は有線で工事用車両とこの工事用車両の腕部の先端に取り付けられた平板載荷試験用アタッチメントを遠隔操作することができる。
また変位計と前記荷重計との測定値が対応付けて記録され、この記録データがデータ送信機から無線又は有線で所定の受信機に送信されるので、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、安全な箇所において受信機で受信された変位計と荷重計との測定値をモニタリングしながら、操作機でジャッキを操作して、平板載荷試験を円滑に実施することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両の実施の形態を具体的に説明する。
【００１７】
本実施の形態の平板載荷試験用アタッチメント１、及びバックホウ（工事用車両）のアーム（腕部）２２の先端２２ａにこの平板載荷試験用アタッチメント１が取り付けられた平板載荷試験用車両３は、火山活動などによる被災地など二次災害の恐れのある危険区域に設定した無人区域内において構造物を構築するため、この構造物の構築位置において、上記非特許文献１に示された平板載荷試験を行うために用いられるものである。
【００１８】
図１に示すように、比較的安全な有人区域内に設営された移動式操作室内に設置された操作機４から、バックホウ２およびこれに取り付けられた平板載荷試験用アタッチメント１を無線で操作し、後述するロードセル（荷重計）１６、レーザ変位計（変位計）１７の記録データをＳＳ無線機（データ送信機）２３から無線で送信し移動式操作室内の受信機５で受信してモニタリングしながら、無人区域の外側から遠隔操作により平板載荷試験を実施するようになっている。
【００１９】
バックホウ２は、操縦室内に人が乗車して操作される通常のバックホウの油圧制御部または操作部に、操作機４から無線で発信される操作信号を受信する受信機２５と、この指示信号に従って作動する油圧電磁弁またはアクチュエータを取り付け、また、ロードセル１６、レーザ変位計１７の記録データを受信機５に送信するＳＳ無線機（データ送信機）２３を取り付けたものである。
バックホウ２は、平板載荷試験の載荷荷重の反力を確実に受けるため、平板載荷試験の計画最大荷重に対して、バックホウ２の重さやアーム２２の掘削力が十分に大きいものを選択して用いる。
【００２０】
バックホウ２のアーム２２の先端２２ａに取り付けられる平板載荷試験用アタッチメント１は、図２に示すように、アーム２２の先端部２２ａに、ピンジョイント１１ａを介して回動自在に取り付けられたアタッチメント本体１１と、アタッチメント本体１１に備えられたジャッキ１２と、ジャッキ１２に球座１３を介して取り付けられ、ジャッキ１２が動作することにより地盤Ｇ表面を押圧する載荷板１４とを備えている。
【００２１】
アタッチメント本体１１に対するピンジョイント１１ａの位置は、後述する枠体１５と載荷板と２２が地盤Ｇ表面から離れている時に、平板載荷試験用アタッチメント１の重さによってこれら枠体１５と載荷板１４とがほぼ水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように、設定されている。
【００２２】
アタッチメント本体１１の側面には、図２に示すように、４本の支持腕１１ｂが突出するように取り付けられている。
また、図２に示すように、アタッチメント本体１１の側周を取り巻く状態に、枠体１５が配置されている。そして、バックホウ２のアーム２２が上昇すると、図３に示すように、アタッチメント本体１１の側面に取り付けられた支持腕１１ｂが枠体１５の枠材１５ａに当接して、枠体１５が地盤Ｇ表面から上方へ持ち上げられる。逆に、アーム２２が下降すると、図４に示すように、枠体１５の脚部１５ｂが地盤Ｇ表面に当接したときに支持腕１１ｎが枠材１５ａから離れ、枠体１５が地盤Ｇ表面に載置される。
さらにアームを下降させると、図４に示すように、球座１３が回転することで、載荷板１４が地盤Ｇ表面に平らに密着し、載荷板１４で地盤Ｇ表面を均等な力で載荷可能な状態となる。
【００２３】
枠体１５の枠材１５ａの下方には、図２〜図４に示すように、中央部に円形の貫通孔が穿たれた円盤１５ｐが、連結材１５ｃによって固定されている。この貫通孔には、アタッチメント本体１１のジャッキ１２が挿通されている。
また、載荷板１４の上面には、図２〜図４に示すように、レーザ変位計１６が４箇所に取り付けられ、各箇所について載荷板１４の上面と枠体１５の円盤１５ｐとの間の距離を測定するようになっている。
ジャッキ１２と載荷板１４との間には、ジャッキ１２の押圧力を測定するためのロードセル１７が介挿されている。
【００２４】
レーザ変位計１６とロードセル１７は、管理ユニット（データロガー）２４に接続され、この管理ユニット２４によりレーザ変位計１６の測定値とロードセル１７の測定値とが対応付けて記録される。この記録データは、管理ユニット２４に接続されたＳＳ無線機２３から無線で、有人区域に設営された移動式操作室内の受信機５に送信され、この移動式操作室内でモニタリングされる。
【００２５】
本実施の形態の平板載荷試験用アタッチメント１によれば、バックホウ２のアーム２２の先端２２ａに平板載荷試験用アタッチメント１を取り付けた状態で、このバックホウ２を、有人区域に駐車した移動式操作室内の操作機４で無線を利用して操作して、無人区域内の所望の平板載荷試験実施位置まで走行させ、この平板載荷試験実施位置においてバックホウ２のアーム２２を下降させて枠体１５を地盤Ｇ表面に載置させたのち、アーム２２をさらに下降させて載荷板１４を地盤Ｇ表面に接触させてから、ジャッキ１２を伸ばして球座１３が回転することで載荷板１４で地盤表面を均等な力で押圧しつつ、変位計１６と荷重計１７の測定値を得ることで、平板載荷試験を非常に簡便に実施することができる。
特に、バックホウ２とこれに取り付けられた平板載荷試験用アタッチメント１とを、有人区域に駐車した移動式操作室内の操作機４で遠隔操作することで、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、平板載荷試験を実施することができる。
【００２６】
また、アタッチメント本体１１は、その重さによって、枠体１５と載荷板１４とが地盤Ｇ表面から離れている時に、これら枠体１５と載荷板１４とがほぼ水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように構成されているので、バックホウ２の腕部２２を下降させて枠体１５を地盤Ｇ表面に載置させ、また腕部２２をさらに下降させて載荷板１４を地盤Ｇ表面に接触させることを円滑に行える。
【００２７】
また、本実施の形態に記載の平板載荷試験用車両３によれば、有人区域に駐車した移動式操作室内の操作機４から無線でバックホウ２とこのバックホウ２のアーム２２の先端２２ａに取り付けられた平板載荷試験用アタッチメント１を遠隔操作することができる。
また変位計と前記荷重計との測定値が対応付けて記録され、この記録データがデータ送信機から無線又は有線で所定の受信機に送信されるので、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、安全な箇所において受信機で受信された変位計と荷重計との測定値をモニタリングしながら、操作機でジャッキを操作して、平板載荷試験を円滑に実施することができる。
【００２８】
なお、本発明の平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両は、上記の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内おいて、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、平板載荷試験の実施状況を視覚的に確認できるように、操作機から無線で操作可能なカメラを工事用車両に取り付け、このカメラによって撮影された画像を無線で受信するようにすれば、平板載荷試験をさらに円滑に実施することが可能である。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、工事用車両の腕部の先端に平板載荷試験用アタッチメントを取り付けた状態で、この工事用車両を平板載荷試験実施位置まで走行させ、この平板載荷試験実施位置において工事用車両の腕部を下降させて枠体を地盤表面に載置させたのち、腕部をさらに下降させて載荷板を地盤表面に接触させてから、ジャッキを伸ばして球座が回転することで載荷板で地盤表面を均等な力で押圧しつつ、変位計と荷重計の測定値を得ることで、平板載荷試験を非常に簡便に実施することができる。
特に、無線や有線で遠隔操作可能な工事用車両を用いることで、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、平板載荷試験を実施することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、アタッチメント本体は、その重さによって、枠体と載荷板とが地盤表面から離れている時に、これら枠体と載荷板とが水平な状態に釣り合う平衡性を備えるように構成されているので、工事用車両の腕部を下降させて枠体を地盤表面に載置させ、また腕部をさらに下降させて載荷板を地盤表面に接触させることを円滑に行える。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、所定の操作機から無線又は有線で工事用車両とこの工事用車両の腕部の先端に取り付けられた平板載荷試験用アタッチメントを遠隔操作することができる。
また変位計と前記荷重計との測定値が対応付けて記録され、この記録データがデータ送信機から無線又は有線で所定の受信機に送信されるので、危険箇所など、人が立ち入ることができない平板載荷試験実施位置に対しても、安全な箇所において受信機で受信された変位計と荷重計との測定値をモニタリングしながら、操作機でジャッキを操作して、平板載荷試験を円滑に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両の一例を示す、概略図である。
【図２】本発明に係る平板載荷試験用アタッチメントの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両の一例による平板載荷試験の実施状況を示す側面図である。
【図４】本発明に係る平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両の一例による平板載荷試験の実施状況を示す側面図である。
【図５】本発明に係る平板載荷試験用アタッチメント及び平板載荷試験用車両の一例による平板載荷試験の実施状況の部分拡大図である。
【符号の説明】
１　　　　平板載荷試験用アタッチメント
１１　　　アタッチメント本体
１１ｂ　　支持腕
１２　　　ジャッキ
１３　　　球座
１４　　　載荷板
１５　　　枠体
１６　　　変位計（レーザ変位計）
１７　　　荷重計（ロードセル）
１８　　　データ送信機（送受信機）
２　　　　工事用車両（バックホウ）
２１　　　車両本体
２２　　　腕（アーム）
２３　　　データ送信機（ＳＳ無線機）
３　　　　平板載荷試験用車両
４　　　　操作機
５　　　　受信機
【図１】
2004084331.tif 000003
【図２】
2004084331.tif 000004
【図３】
2004084331.tif 000005
【図４】
2004084331.tif 000006
【図５】
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