(57)【要約】【課題】沈下した地山の上に置かれた状態、及びその状態からワイヤーで吊り上げられた状態の埋設管路における発生応力を容易に解析することのできる応力解析プログラム等を提供する。【解決手段】操作者から入力されるデータを受け取る入力手段と制御手段とを有するコンピュータに、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行させる応力解析プログラムが、前記入力手段が、前記操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る第一の工程と、前記制御手段が、前記入力手段が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める第二の工程と、を前記コンピュータに実行させることである。【選択図】  図３
2005188683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者から入力されるデータを受け取る入力手段と制御手段とを有するコンピュータに、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行させる応力解析プログラムであって、
前記入力手段が、前記操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る第一の工程と、
前記制御手段が、前記入力手段が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める第二の工程と、を前記コンピュータに実行させる
ことを特徴とする応力解析プログラム。
【請求項２】
請求項１において、
前記第二の工程が、
前記埋設管路の自重を荷重として空中条件での変形解析を行なって各箇所の変位を求める第三の工程と、
前記各箇所の全てにおいて前記変位が当該箇所における前記クリアランス以下になるまで、前記変位が前記クリアランスを越えている所定の箇所に前記ばねが設けられているという条件を加えた後に、前記埋設管路の変形解析を行なうという処理を繰り返し実行する第四の工程と、
前記第四の工程の後に、前記第四の工程が終了した時点の条件で、前記埋設管路の応力を求める第五の工程とを有する
ことを特徴とする応力解析プログラム。
【請求項３】
請求項１において、
前記埋設管路がワイヤーで吊り上げられている状態における前記応力解析処理を実行させる場合に、
前記第一の工程において、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所における前記クリアランスが、吊り上げられている高さに沈下後の地盤があるものとして入力され、
前記第二の工程における前記モデルにおいて、前記鞘管と埋設管路の接点が前記ワイヤーで吊り上げられている箇所である場合には、当該箇所において前記ワイヤーに相当するばねで支持されているものとする
ことを特徴とする応力解析プログラム。
【請求項４】
請求項２において、
前記埋設管路がワイヤーで吊り上げられている状態における前記応力解析処理を実行させる場合に、
前記第一の工程において、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所における前記クリアランスが、吊り上げられている高さに沈下後の地盤があるものとして入力され、
前記第四の工程において、前記変位がクリアランスを越えている所定の箇所が、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所である場合に、当該箇所に当該ワイヤーに相当するばねが設けられているという条件が加えられる
ことを特徴とする応力解析プログラム。
【請求項５】
操作者から入力されるデータを受け取る入力手段と制御手段とを有するコンピュータに、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行させる応力解析プログラムを記録した記録媒体であって、
前記入力手段が、前記操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る第一の工程と、
前記制御手段が、前記入力手段が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める第二の工程と、を前記コンピュータに実行させる
ことを特徴とする応力解析プログラムを記録した記録媒体。
【請求項６】
地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行する応力解析システムであって、
操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る入力部と、
前記入力部が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める応力解析部と、を備える
ことを特徴とする応力解析システム。
【請求項７】
地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行する応力解析システムにおける応力解析方法であって、
前記応力解析システムが、操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る工程と、
前記応力解析システムが、前記受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める工程とを有する
ことを特徴とする応力解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設管路に発生する応力を解析するための応力解析プログラム等に関し、特に、沈下した地山の上に置かれた管路の応力を容易に解析することのできる応力解析プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された埋設管路が、圧密沈下や近傍におけるシールド工事又は大規模開削工事によって不等沈下を受ける場合がある。このような場合、埋設管路は土圧を受けて変形し各所に応力が発生するが、その応力が一定レベル以上になった場合には、土圧解放などによって応力低減工事を行なう必要がある。ここで、当該工事を行なうか否かを決定するためには、不等沈下を受けた埋設管路に発生している応力を求める必要があるが、通常、埋設管路の沈下量を計測し、その値に基づいて計算により応力を求めている。このように、地中に埋設された状態での管路に発生する応力の解析手法としては、下記特許文献１に記載された方法などが提案されている。
【０００３】
また、上記応力低減工事の一つとしては、不等沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いて露出させ、当該埋設管路をワイヤーで吊り上げて応力を低減させた後に、地山と管路の間に流動化埋め戻し剤などを流して固まらせるという方法がある。
【特許文献１】特開平９−２６９０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した埋設管路の上部を露出状態としてワイヤーで吊り上げる工事において、埋設管路の上部のみを露出した状態、及びそれからワイヤーで吊り上げた状態における埋設管路の応力を容易に求める解析方法は確立されていなかった。例えば、上記特許発明１に記載の方法は、地中に埋められている場合の解析手法であり、上部が露出状態となった埋設管路における上側の境界条件、即ち、上部に土がなく、かつ変形している埋設管路の上側の境界条件をうまく設定することができないと考えられる。また、ＦＥＭ（有限要素法）を用いた一般的な方法では、実態に近い値の結果を得るために、埋設管路の沈下量をかなり細かい間隔で測定して埋設管路の変位として与えてやる必要があるが、この測定間隔は、通常行なわれる前記計測と比べかなり密にする必要があり、この方法も現実的な方法とは言えない。
【０００５】
また、土圧によって変形した埋設管路は敷設時に均等高さに埋設されたとは限らないので、単に水平の位置に戻したのではうまく応力が解放されたとは言えない。
【０００６】
このように、従来は、埋設管路の上部を露出状態としてワイヤーで吊り上げる工事において、その過程の応力状態を解析する有効な手法がなく、また、埋設管路を単に元の位置に戻すこともできないので、事前に埋設管路をどこまで吊り上げればよいかを決定することができなかった。そこで、従来は、この応力低減工事を行なう際には、埋設管路を吊り上げているワイヤーの吊り上げ荷重がほぼ均等になるまで埋設管路を吊り上げるようにするという手法をとっているが、一気に吊り上げてしまうと降伏応力を超えてしまう危険性があるため、細かくステップを刻んで少しずつ吊り上げてはワイヤーの荷重をチェックするという工事を行なわざるを得なかった。そのため、従来の工事には長時間を要し、事前にどこまで吊り上げたらよいかを容易に解析できる手法、即ち、埋設管路の上部を露出状態としてワイヤーで吊り上げた状態での有効な応力解析手法が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、沈下した地山の上に置かれた状態、及びその状態からワイヤーで吊り上げられた状態の埋設管路における発生応力を容易に解析することのできる応力解析プログラム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、操作者から入力されるデータを受け取る入力手段と制御手段とを有するコンピュータに、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行させる応力解析プログラムが、前記入力手段が、前記操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る第一の工程と、前記制御手段が、前記入力手段が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める第二の工程と、を前記コンピュータに実行させることである。従って、本発明によれば、上部の土が取り除かれた状態の埋設管路について容易に応力解析を行うことができる。
【０００９】
更に、上記の発明において、その好ましい態様は、前記第二の工程が、前記埋設管路の自重を荷重として空中条件での変形解析を行なって各箇所の変位を求める第三の工程と、前記各箇所の全てにおいて前記変位が当該箇所における前記クリアランス以下になるまで、前記変位が前記クリアランスを越えている所定の箇所に前記ばねが設けられているという条件を加えた後に、前記埋設管路の変形解析を行なうという処理を繰り返し実行する第四の工程と、前記第四の工程の後に、前記第四の工程が終了した時点の条件で、前記埋設管路の応力を求める第五の工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の発明において、別の態様は、前記埋設管路がワイヤーで吊り上げられている状態における前記応力解析処理を実行させる場合に、前記第一の工程において、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所における前記クリアランスが、吊り上げられている高さに沈下後の地盤があるものとして入力され、前記第二の工程における前記モデルにおいて、前記鞘管と埋設管路の接点が前記ワイヤーで吊り上げられている箇所である場合には、当該箇所において前記ワイヤーに相当するばねで支持されているものとすることを特徴とする。これにより、上部の土が取り除かれた後、ワイヤーで吊り上げられた状態での埋設管路についても容易に応力解析を行うことができる。従って、ワイヤーで適切な位置まで埋設管路を吊り上げる工事において、従来のように徐々に吊り上げてはチェックするという方法を使う必要がなく当該工事を効率的に行なうことが可能となる。
【００１１】
更にまた、上記の発明において、別の態様は、前記埋設管路がワイヤーで吊り上げられている状態における前記応力解析処理を実行させる場合に、前記第一の工程において、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所における前記クリアランスが、吊り上げられている高さに沈下後の地盤があるものとして入力され、前記第四の工程において、前記変位がクリアランスを越えている所定の箇所が、前記ワイヤーで吊り上げられている箇所である場合に、当該箇所に当該ワイヤーに相当するばねが設けられているという条件が加えられる
ことを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、操作者から入力されるデータを受け取る入力手段と制御手段とを有するコンピュータに、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行させる応力解析プログラムを記録した記録媒体であって、前記入力手段が、前記操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る第一の工程と、前記制御手段が、前記入力手段が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める第二の工程と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とする応力解析プログラムを記録した記録媒体である。
【００１３】
上記の目的を達成するために、更に別の側面は、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行する応力解析システムが、操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る入力部と、前記入力部が受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める応力解析部と、を備えることである。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、地盤沈下を受けた埋設管路の上部の土を取り除いた状態における当該埋設管路の応力解析処理を実行する応力解析システムにおける応力解析方法が、前記応力解析システムが、操作者の入力操作により、少なくとも、前記埋設管路が置かれた地盤の各箇所における沈下量であるクリアランスを含む前記応力解析の条件を受け取る工程と、前記応力解析システムが、前記受け取ったクリアランスに相当する空間を前記各箇所において有する鞘管内に、前記埋設管路が置かれており、当該鞘管と埋設管路との接点において地盤に相当するばねによって当該埋設管路が支持されているというモデルに基づいて、前記埋設管路の応力を求める工程とを有することである。
【００１５】
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用した応力解析システムの実施の形態例に係る構成図である。図１に示す応力解析システム１が、本実施の形態例に係る応力解析システムであり、所謂パーソナルコンピュータなどのコンピュータに本発明を適用した応力解析プログラムをインストールすることなどにより構築することができる。かかる応力解析システム１は、地中に埋設された埋設管路の上部の土を取り除いた状態、及び当該埋設管路をワイヤーで吊り上げた状態の埋設管路に発生する応力を、鞘管を用いたモデルにより容易に解析しようとするものである。
【００１８】
本応力解析システム１は、図１に示すように、入力部２（入力手段）、応力解析部３（制御手段）、データ記憶部４、及び出力部５などから構成されている。入力部２は、当該システムを利用する操作者が当該システムに対して入力操作を行なう際に用いられ、応力解析を行なうために必要な条件や応力解析処理の開始指示などが、当該入力部２を介して応力解析システム１に与えられる。この入力部２は、いわゆるキーボート等で構成することができるが、ネットワークを介して他のシステムから送信されるデータを入力として受信する、通信のためのインターフェースを司る部分を備えていても良い。
【００１９】
出力部５は、後述する応力解析部３で行なわれた解析結果を当該システムの操作者に出力する部分であり、いわゆるディスプレイ等で構成することができる。出力する解析結果とは、解析対象の埋設管路の各箇所における発生応力等であり、数字やグラフ等を用いて表現される。なお、この出力部５も、ネットワークを介して他のシステムへ解析結果を送信する通信のためのインターフェースを司る部分を備えていても良い。
【００２０】
また、データ記憶部４は、本応力解析システム１が行なう応力解析において必要となるデータを予め記憶した部分である。記憶されているデータとしては、例えば、埋設管路のヤング率や比重など解析の度に変化しない物性値等がある。なお、データ記憶部４は、いわゆるハードディスクなどの記憶装置等によって構成することができる。
【００２１】
応力解析部３は、埋設管路の応力解析を行なう本応力解析システム１の中心部分であり、前記入力部２から入力される各条件、及び前記データ記憶部４に記憶された各データに基づいて、所定の応力解析処理を実行する。処理の具体的な内容については後述する。この応力解析部３は、当該応力解析部３が行なう処理の手順を示したプログラムと当該プログラムに従って処理を実行する制御装置等によって構成される。
【００２２】
図２は、本応力解析システム１が行なう応力解析におけるモデル化を説明するための図である。図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、本応力解析システム１が対象とする地中に埋設された埋設管路の状態を時系列に例示したものである。図の（Ａ）は、埋設管路Ｐが敷設された時点での状態を示している。図中において斜線部分は土を表しており、この時点で埋設管路Ｐは、平らな下部の土（地山）の上に置かれた状態となっている。ここで、図のＬ１は、前記地山のライン、言い換えれば埋設管路Ｐが置かれている地盤のラインを示している。
【００２３】
その後地盤沈下が起こった状態が、図２の（Ｂ）に示されている。図に示すように、埋設管路Ｐが置かれていた地盤が不等沈下し、そのラインがＬ２のように変化している。これにつれて埋設管路Ｐも変形を起している。ここで、変形を起した埋設管路Ｐに発生する応力が一定レベル以上であれば、前述したように、応力を低減するための工事が必要となる。
【００２４】
図２の（Ｃ）は、かかる工事のために埋設管路Ｐの上部の土を取り除いた状態を示している。本応力解析システム１の解析対象の一つは、かかる状態になっている、即ち、埋設管路の上部の土が取り除かれた状態の埋設管路における発生応力である。ここで、解析する範囲は、沈下した埋設管路Ｐの沈下部分全体でもよいし、図の（Ｃ）におけるＸ部のように、その一部であってもよい。
【００２５】
図２の（Ｄ）は、上記応力解析において、解析対象をどのようにモデル化するかを例示した図である。図は、一例として、図２の（Ｃ）におけるＸ部を解析する場合のモデルを示している。図に示すように、本応力解析システム１では、地盤沈下する前の地盤ラインＬ１を上端とし、沈下後の地盤ラインＬ２を下端とする中空の管（鞘管）Ａで地盤を表し、その中に埋設管路Ｐが置かれ、埋設管路Ｐが前記鞘管Ａに接触した箇所では地盤ばねＢで支持されるというようにモデル化する。また、図２の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すＳは、各箇所における沈下前の地盤ラインＬ１と沈下後の地盤ラインＬ２とのレベル差を表しており、以降、クリアランスと呼ぶこととする。
【００２６】
このように、本応力解析システム１は、上部の土が取り除かれた状態の埋設管路を、沈下前の地盤ラインＬ１と沈下後の地盤ラインＬ２とのクリアランスを有する鞘管の中に当該埋設管路が置かれているものとし、埋設管路が鞘管に接する点では地盤に相当する強さのばねで支持されているものとして、応力解析を行なう。以下、当該応力解析のさらに具体的な内容について説明する。
【００２７】
図３は、本応力解析システム１における応力解析処理の手順を例示したフローチャートである。以下、図３に基づいて、上部の土が取り除かれた状態の埋設管路について応力解析を行う場合の処理内容を説明する。まず、本応力解析システム１の操作者による各条件の入力が行われる（図３のステップＳ１）。図４は、入力される各条件を説明するための図である。図４に示すｌは地盤が沈下した長さ（幅）を示し、その左端から図のｘで示す方向に所定間隔で移動した各点ｘ1、ｘ2、…、ｘi、…ｘnにおける前記クリアランスが、Ｓ1、Ｓ2、…、Ｓi、…Ｓnである。入力される条件は、この長さｌ、クリアランスＳ1、Ｓ2、…、Ｓi、…Ｓn、埋設管路の外径と内径、及び地盤の固さ（Ｎ値）などである。
【００２８】
入力された各条件のデータは、入力部２を介して応力解析部３に引き渡される。応力解析部３は、入力された地盤沈下の長さｌと各点におけるクリアランスＳ1、Ｓ2、…、Ｓi、…Ｓnから、沈下後の地盤ラインＬ２を設定し、これにより、前述した鞘管がモデル化される（図３のステップＳ２）。また、入力された埋設管路の外径と内径、地盤の固さ等から、その鞘管の中に置かれる埋設管路及び前述した地盤ばねをモデル化する。
【００２９】
これにより応力解析のための条件が揃い、モデル化が完了するので、応力解析部３は、当該モデルと、前記データ記憶部４に記憶された物性値に基づいて対象とする埋設管路の応力解析処理を開始する。なお、前述の通り、応力解析を行なう範囲は前記地盤沈下の長さｌ内に置いて適宜選択することができるが、ここでは、地盤沈下の長さｌ全体について解析を行なう場合として説明する。
【００３０】
図５は、応力解析処理の過程を説明するための図である。応力解析部３は、まず、埋設管路Ｐが地盤沈下の長さｌの両端で支持され、自重が荷重としてかかっている空中条件で変形解析を行なう（図３のステップＳ３）。即ち、沈下した地盤ラインＬ２が無いものとして埋設管路Ｐがどのように垂れ下がるかを解析する。なお、計算手法としては、ＦＥＭ（有限要素法）を用いることができる。図５の（Ａ）には、この変形解析の結果の一例が示されている。埋設管路Ｐは、地盤ラインＬ２が無いものとしているので、図に示されるように地盤ラインＬ２を越えて変形を起している。この図において、ｄiなどｄは変位量
を表している。従って、ｄiは点ｘiにおける変位量を表している。
【００３１】
次に、応力解析部３は、前記変位解析の結果、各点ｘ1、ｘ2、…、ｘi、…ｘnにおける変位量ｄ1、ｄ2、…、ｄi、…ｄnが、すべて対応するその点におけるクリアランスＳ1、Ｓ2、…、Ｓi、…Ｓn以下であるか否かをチェックする（図３のステップＳ４）。図５の（Ａ）に示したように、そうでない場合には、即ち、１点でも変位量がクリアランスを越えていたら（図３のステップＳ４のＮｏ）、ステップＳ５に移行して地盤ばねの設定を行なう。具体的には、変位がクリアランスを越えている箇所のうち、変位が最大である箇所に所定のばねを設定する。ここで、所定のばねとは、ばねの設定後にその箇所の変位がクリアランスと同じになるようなばねを意味する。図５の（Ａ）に示した例では、ｘiで示す箇所が、変位がクリアランスを越えていて変位が最大である箇所であるので、図５の（Ｂ）に示すように、この箇所にバばねＢiが設定される。
【００３２】
その後、応力解析部３は、上記ばねを設定後のモデルについて、再度、埋設管路Ｐの変形解析を実施する（図３のステップＳ６）。図５に示す例では、その変形解析の結果は、例えば、図５の（Ｂ）に示すようなものとなる。
【００３３】
次に、応力解析部３は、再びステップＳ４に戻って、変位解析の結果、各点における変位量が、すべて対応するその点におけるクリアランス以下であるか否かをチェックする。図５の（Ｂ）に示した例のように、そうなっていない場合には、再度、ステップＳ５からの処理を行う。図５の（Ｂ）に示した例では、ｘjで示す箇所が、変位がクリアランスを越えていて変位が最大である箇所となるので、図５の（Ｃ）に示すように、この箇所にばねＢjが設定されて、その後のモデルについて再び変形解析が行なわれる（図４のステップＳ５〜Ｓ６）。
【００３４】
このように、応力解析部３は、全ての箇所においてその変位がクリアランス以下になるまで、ばねの設定及び変形解析を繰り返し行う。図５の例では、ばねＢi及びＢjの設定後、ばねＢkが設定され、その結果、図５の（Ｄ）に示すように、全ての箇所においてその変位がクリアランス以下になっている。
【００３５】
以上のように処理が行われて、全ての箇所においてその変位がクリアランス以下になると（図３のステップＳ４のＹｅｓ）、この時点でのモデルが、地盤沈下後において上部の土を取り除いた状態を表しているので、この状態での各箇所の応力を解析する（図３のステップＳ７）。これにより、目的とした、上部の土が取り除かれた状態での埋設管路の応力解析が終了するので、解析結果が前記出力部５を介して操作者に出力される（図３のステップＳ７）。
【００３６】
このように本応力解析システム１を利用することにより、従来有効な手法がなかった、埋設管路の上部の土を取り除いた状態での応力解析を容易に行なうことが可能となる。
【００３７】
次に、埋設管路の上部の土を取り除いて露出させた後に、当該埋設管路をワイヤーで吊り上げた状態での応力解析について説明する。本応力解析システム１では、かかる場合の応力解析においても、図２に基づいて説明した、鞘管によるモデル化を用いて解析を行なう。即ち、埋設管路のワイヤーで吊り上げられている箇所については、ワイヤーで吊り上げられた後の位置（レベル）に沈下後の地盤ラインＬ２が位置しているものとして鞘管をモデル化する。図６は、その様子を例示した図である。図において、点ｘwがワイヤーＷで埋設管路Ｐが吊り上げられている箇所であり、図に示す例では、図のイの位置まで埋設管路を吊り上げた場合を示している。この場合には、このイの位置が点ｘwにおける沈下後の地盤ラインＬ２の位置となるので、この箇所のクリアランスＳwは、図に示すような状態となる。このように、ワイヤーで吊り上げた場合にもＬ２のラインをそれに合わせて変更することにより、上端をＬ１とし下端をＬ２とする鞘管でモデル化を行なう。なお、図６では、ワイヤーＷで１箇所を吊り上げている場合を示しているが、２箇所以上を吊り上げている場合にも同様にモデル化して応力解析を行うことができる。
【００３８】
次に、かかるワイヤーで吊り上げた場合の具体的な応力解析処理について説明するが、概ね、図３に基づいて説明した、上部の土を取り除いた場合の解析処理と同じである。従って、再度図３に基づいて、その相違点を中心に説明する。まず、解析のための各条件の入力（図３のステップＳ１）については、図４に基づいて説明したように、沈下の長さｌ、クリアランスＳ1、Ｓ2、…、Ｓi、…Ｓn、埋設管路の外径と内径、及び地盤の固さ（Ｎ値）などが入力されるが、ワイヤーＷで吊り上げている箇所ｘwのクリアランスＳwについては、前述のように、ワイヤーＷで吊り上げている位置（例えば、図６のイに示す位置）に沈下後の地盤ラインＬ２があるように設定される。また、吊り上げに使用するワイヤーＷの仕様が都度異なるような場合には、そのヤング率等も合わせて入力される。
【００３９】
その後の応力解析部３が行なう、モデル化から全ての箇所の変位がクリアランス以下になるまでのばねの設定と変形解析（図３のステップＳ２〜Ｓ４のＹｅｓ）の処理については、ワイヤーＷで吊り上げられている箇所にばねが設定される場合を除いて、前述した内容と全く同様である。かかるワイヤーＷで吊り上げられている箇所にばねが設定される場合には、地盤の固さに相当するばねを設定する代わりに、その箇所を吊り上げているワイヤーＷのヤング率等に相当するばねが設定される。
【００４０】
図７は、ワイヤーで吊り上げた場合の解析処理を例示した図である。図７に示す例は、１箇所をワイヤーＷで吊り上げた場合を示しており、図７の（Ａ）は、自重を荷重とした空中条件での変形解析（図３のステップＳ３）後の状態を示している。図からわかるとおり、この時点では、ワイヤーで吊り上げられている箇所ｘwが、クリアランス（Ｓw）以上の変位（ｄw）となっている箇所のうちの最大変位の箇所となっているので、当該解析処理において、図７の（Ｂ）に示すように、この箇所にワイヤーに応じたばねＢwが設定される。その後、ばねＢwの設定後のモデルに対して変形解析（図３のステップＳ６）が行なわれて、その結果が図７の（Ｂ）に示すような状態となる。
【００４１】
このように、全ての箇所の変位がクリアランス以下になる（図３のステップＳ４のＹｅｓ）まで処理が行われて、全ての箇所の変位がクリアランス以下になった時点の各箇所の応力が解析されて出力される（図３のステップＳ７）。即ち、埋設管路をワイヤーで吊り上げている状態での各箇所の応力が求められて示されることとなる。以上のように、ワイヤーで吊り上げられている箇所については、それに応じたクリアランスの設定とばねの設定が行なわれて、ワイヤーで吊り上げた状態についても、同様な手法で応力解析が実行される。
【００４２】
本応力解析システム１を用いて、このようなワイヤーで吊り上げた場合の応力解析を行うことにより、実際に埋設管路を吊り上げる前に吊り上げた際に埋設管路に発生する応力を把握することができるので、地盤が不等沈下し埋設管路に発生した応力をワイヤーで吊り上げて低減する前述した工事を効率的に実施することが可能となる。
【００４３】
かかる工事を行おうとする場合には、例えば、まず、ワイヤーによる吊り上げ箇所及びその数、各吊り上げ箇所における吊り上げ距離などを人が決定し、それに応じた条件を本応力解析システム１に入力して、前記決定した状態での応力解析を実施し、その場合の埋設管路に発生する応力を把握する。このような事前のシミュレーションを幾つかのケースについて実行し、最も適切な吊り上げ方を決定した後に実際の吊り上げ工事を実行する。図７の（Ｃ）は、３箇所で吊り上げる場合の解析結果を例示したものであり、例えば、この解析結果が埋設管路の各箇所において適切な応力を示しており、かつ、この吊り上げ方が他の側面においても適切なものであれば、この吊り上げ方が実際の工事においても採用されることとなる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態例に係る応力解析システム１を用いることにより、これまで有効な手法がなかった、上部の土を取り除いた状態及びその後にワイヤーで吊り上げた状態での埋設管路の応力解析を容易に行うことが可能となる。これにより、ワイヤーによる吊り上げで応力を低減する工事を行う場合に、従来のように少しずつ吊り上げてはチェックを行なうというような手法を取らなくても済み、有効な工事を短時間に完了することができるようになる。
【００４５】
なお、前記実施の形態例において説明した、鞘管を用いたモデル化は、埋設管路の上部の土を取り除いた場合だけでなく、他のケースにも応用することが可能である。図８は、その応用例を示した図である。図８の（Ａ）は、埋設管路ａが河川などの下部においてのみ中空円筒ｂ内に付設されている場合である。このような場合には、中空円筒ｂの両側の出口部分において、埋設管路が図のｃに示すような力（土圧）を受け、図に示すような変形を起す。この変形挙動を解析する場合に、上記鞘管を用いたモデルを適用することができる。
【００４６】
また、図８の（Ｂ）に示す例は、共同溝として洞道ｅが用いられその中に管路ｄやケーブルが付設されている場合である。このような場合、洞道ｅ内に浸水すると管路等ｄに浮力ｇが加わり、支持部ｆ間で管路等ｄが変形することがある。かかる場合の管路等ｄの浮き上がり挙動を解析する際にも上記鞘管のモデルを適用することができる。
【００４７】
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した応力解析システムの実施の形態例に係る構成図である。
【図２】本応力解析システム１におけるモデル化を説明するための図である。
【図３】応力解析処理の手順を例示したフローチャートである。
【図４】入力される各条件を説明するための図である。
【図５】応力解析処理の過程を説明するための図である。
【図６】ワイヤーで吊り上げた時の解析モデルを説明するための図である。
【図７】ワイヤーで吊り上げた場合の解析処理を例示した図である。
【図８】鞘管を用いたモデル化の応用例を示した図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  応力解析システム
２  入力部
３  応力解析部
４  データ記憶部
５  出力部
【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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【図７】
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【図８】
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