(57)【要約】【課題】本発明は、丁張り打設位置を現況に合わせて支障なく迅速に行うのに便利な丁張り作業用演算装置を提供する。【解決手段】本発明の丁張り設定装置１は、測量機械４２の測定により得られた測定結果に基づく丁張りの位置情報を入力する入力手段２と、予め定められた設計データを記憶する記憶手段６と、設計データと位置情報とに基づいて丁張りの打設に必要な丁張りを構成する部材の位置に関する数値を演算する演算手段４と、演算手段４の演算結果を表示する表示手段３とを備えている。【選択図】  図４
2005030789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測量機械の測定により得られた測定結果に基づく丁張りの位置情報を入力する入力手段と、
予め定められた設計データを記憶する記憶手段と、
前記設計データと前記位置情報とに基づいて前記丁張りの打設に必要な丁張りを構成する部材の位置に関する数値を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする丁張り設定装置。
【請求項２】
前記設計データは平面線形データと縦断面線形データと横断面線形データとから構成され、前記丁張りを構成する基準杭の位置情報としての打設位置とその打設高さとから前記丁張りを構成する横板の前記基準杭への取付け位置と前記丁張りを構成する抜き材の前記横板への取付け位置とを演算することを特徴とする請求項１に記載の丁張り設定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の丁張り設定装置を用いた丁張り設定方法であって、前記基準杭の位置情報としての打設位置とその打設高さとを測量機械を用いて測定する測定ステップと、前記測量機械を用いて前記基準杭の背後に方向杭を打設する打設ステップと、前記基準杭の打設位置とその打設高さとを前記丁張り設定装置に入力する入力ステップと、該丁張り設定装置により求められた各取付け位置に基づいて前記横板と前記抜き材とを打ち付けるステップとからなることを特徴とする丁張り設定方法。
【請求項４】
丁張りを構成する基準杭の位置と高さと方向杭の方向とを決定する測量装置と、各丁張りの位置及び丁張りを構成する部材の位置関係の算出に要する設計データを記憶して前記測量装置の測定する丁張りの基準杭の位置と高さを取得することによりその位置における丁張りを構成する部材の位置関係を特定する丁張り設定装置とを用いることを特徴とする請求項３に記載の丁張り設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤造成時の丁張り作業に用いる丁張り設定装置及びこれを用いた丁張り設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、地盤造成時の丁張り設定方法には、図１に示す方法が知られている。丁張り作業は例えば土木工事において切り土、或いは、盛り土する際の勾配や側溝位置の指示の際に行われ、より詳細には、法面４１の法肩４１ａ、法尻４１ｂの位置や、勾配１：Ｐ、１：Ｑ等を、重機を操作する作業者に指示するための目印として、これらの位置或いは数値を表す丁張り４０が所定の位置毎に設置される。
【０００３】
丁張りは３次元の目印である。例えば路線の場合、平面線形データ、縦断面データ、横断面データに基づいて丁張りの位置が決定される。
【０００４】
このような丁張り４０を設置する際には、まず、道路のセンターラインＣＬＸ上の基準地点Ｔ１に測量機械４２を据え付け、この基準地点Ｔ１からセンターラインＣＬＸと直交する方向、即ち、矢印Ｍ−Ｎ方向に示す法線方向を見ながら、法肩４１ａ付近に控え杭４３を打つ。
【０００５】
そして、控え杭４３を測量機械４２で視準して、この控え杭４３の打設地点Ｔ２とセンターラインＣＬＸ上の打設地点Ｔ１との距離ＬＸ１、及び控え杭４３の頂端の標高（打設高さ）ＺＸ１を測定する形で、この控え杭４３の位置を求めておく。
【０００６】
こうしておいてから、控え杭４３の打設地点Ｔ２とセンターラインＣＬＸ上の基準地点Ｔ１を結ぶ見通し線上に木杭４４Ａ、４４Ｂを打設する。ここで、木杭４４Ａを基準杭、方向杭４４Ｂを方向杭と言い換えることにする。
【０００７】
そして、先に求めた控え杭４３の位置に基づいて、横板４８を介して基準杭４４Ａ、基準杭４４Ｂに掛け渡すように抜き材４５を設置することによって、抜き材４５を法線方向である矢印Ｍ、Ｎ方向に向けて配置させ、この際、抜き材４５はスラントレール４６を用いて、法面４１の勾配１：Ｐ、１：Ｑに対応した傾斜を為すように設置する。これによって、抜き材４５に法面４１の掘削線形状を指示させる。
【０００８】
そして、この勾配で掘削を行うべき法長等を、各丁張り４０毎に記載しておく。こうして、基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂ、横板４８、抜き材４５等による丁張り４０をセットし、この丁張り４０を法肩４１ａの伸延方向に距離ＬＸ４毎に離して設置することにより、法肩方向に２ヶ並ぶ丁張り４０、４０を見通した距離ＬＸ４分の見通し線を介して、法肩４１ａの掘削位置を指示する。
【０００９】
こうした丁張り４０を設置するには、１本、１本の基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂや横板４８、抜き材４５を打設する作業と、控え杭４３を打設した地点Ｔ２の位置に基づいてこれらの基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂ、横板４８、抜き材４５の取付け位置を求める作業とを、測量及び面倒な計算によって１ステップ毎に積み重ねていかなければならないために、その設置作業が非常に煩雑である。
【００１０】
また、控え杭４３及び基準杭４３Ａ、方向杭４３Ｂは、センターラインＣＬＸに対して、正確に直角な矢印Ｍ−Ｎに示す法線方向に並ぶ形で設置しなければ、抜き材４５の向きが曲がって、これが現す法面４１の掘削線にずれが生じるが、先に述べたような丁張り設定方法では、控え杭４３の打設地点Ｔ２からセンターラインＣＬＸ上の基準地点Ｔ１を目視することによって得る見通し線を利用してこの見通し線上に基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂを打設するので、この基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂに打ち付けられる横板４８や抜き材４５が法線方向からずれて設置される危険性を抱えている。
【００１１】
従って、正確な丁張り４０の設置を行うには、熟練した測量技術をもって、煩雑な作業や計算を根気良く行わなければならず、これに費やされる作業労力は大変なものである（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
こうした丁張り作業では、作業労力が大変なので、測量機械４２にあらかじめ丁張り位置を記憶させているものもある。
【００１３】
例えば、図２に示すように、道路の長手方向に丁張りの間隔が離散的に設けられ、図２において、符号Ｐ１、Ｐ２、…は、丁張り位置の横断面データを示している。
【００１４】
基準杭４４Ａの水平方向の打設位置（Ｘ１、Ｙ１）は、その設計データに対応して定められており、基準杭４４Ａをその打設位置（Ｘ１、Ｙ１）に立てて基準杭４４Ａを打ち込み、基準杭４４Ａの打設高さＺＸ１を測量機械４２により求めると、図３に示すように、基準杭４４Ａに対する取付け位置としての横板４８の基準杭４４Ａの頂点４４Ｃからの垂直方向の距離Ｈ１、横板４８に対する取付け位置としての抜き材４５の基準杭４４Ａから水平方向の距離Ｈ２、抜き材４５の水平方向に対する傾斜角度θが演算により得ることができる。
【００１５】
従って、測量機械４２を基準地点Ｔ１に据え付けて、基準杭４４Ａの打設位置を視準して、横断データの箇所毎に基準杭４４Ａの打設位置（Ｘ１、Ｙ１）、その高さＺＸ１を決めると、垂直方向の距離Ｈ１、水平方向の距離Ｈ２、傾斜角度θが求まるので、この距離Ｈ１、Ｈ２、角度θに基づき丁張り作業を行うことができる。
【００１６】
なお、方向杭４４Ｂは、単独で測量を行い位置を特定してもよいが、測量機械４２を用いてその方向杭４４Ｂを視準したとき、基準杭４４Ａの背後に隠れる打設位置に打設すれば良い。また、方向杭４４Ｂと基準杭４４Ａとの間隔Ｈ３は例えば１ｍで、定数として決めて置くことができる。
【００１７】
こうして、基準杭４４Ａ、方向杭４４Ｂを予め定められた打設位置に打設後、横板４８を距離Ｈ１の取付け位置に打ち付け、次いで、横板４８の距離Ｈ２の取付け位置に抜き材４５を当て付け、角度θを傾斜角度測定器（図示を略す）を用いて決めて、抜き材４５を横板４８に打ち付ける。
【００１８】
こうした丁張り作業を行うことにより、控え杭４３等を打ち付ける作業等を省略でき、丁張り作業の労力を軽減しつつ正確に丁張り作業を行うことができる。
【００１９】
【特許文献１】
特開平７−１２８０６０号公報（図１３）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実際に現場で作業を行う場合には、必ずしも設計データに対応する打設位置に丁張り４０を設置することができないことが多い。
【００２１】
設計データは、必ずしも現場を調査して丁張り作業の位置を決めたものではなく、机上で予め定めたものであり、実際には、予め定めた打設位置に大石があったり、地盤が軟らかかったり、凹んでいたりして、現況は設計上予定した通りにはいかないものである。
【００２２】
従って、やむをえず丁張り４０の打設位置を変える必要が生じてくるが、基準杭４４Ａの頂端４４Ｃの打設高さＺＸ１、距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θは、設計データに対応する箇所に対応して決定されるものである。
【００２３】
丁張り４０の打設位置を変更するとそれに応じて、基準杭４４Ａの打設高さＺＸ１、距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θを、丁張り４０の打設位置を変更するとこれに応じて変更しなければならなくなる。
【００２４】
すると、丁張り作業者は、その打設位置の変更に応じて、基準杭４４Ａの打設高さＸ１、距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θを計算して求めなければならず、丁張り４０の打設位置を変更した場合に再計算が必要であり、迅速に丁張り作業を行うことができないといった問題点が残存する。
【００２５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、丁張り打設位置を現況に合わせて変更した場合でも、丁張り作業を支障なく迅速に行うのに便利な丁張り設定装置及びこれを用いた丁張り設定方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の丁張り設定装置は、測量機械の測定により得られた測定結果に基づく丁張りの位置情報を入力する入力手段と、予め定められた設計データを記憶する記憶手段と、前記設計データと前記位置情報とに基づいて前記丁張りの打設に必要な丁張りを構成する部材の位置に関する数値を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
請求項２に記載の丁張り設定装置は、前記設計データは平面線形データと縦断面線形データと横断面線形データとから構成され、前記丁張りを構成する基準杭の位置情報としての打設位置とその打設高さとから前記丁張りを構成する横板の前記基準杭への取付け位置と前記丁張りを構成する抜き材の前記横板への取付け位置とを演算することを特徴とする。
【００２８】
請求項３に記載の丁張り設定方法は、請求項２に記載の丁張り設定装置を用いた丁張り設定方法であって、前記基準杭の位置情報としての打設位置とその打設高さとを測量機械を用いて測定する測定ステップと、前記測量機械を用いて前記基準杭の背後に方向杭を打設する打設ステップと、前記基準杭の打設位置とその打設高さとを前記丁張り設定装置に入力する入力ステップと、該丁張り設定装置により求められた各取付け位置に基づいて前記横板と前記抜き材とを打ち付けるステップとからなることを特徴とする。
【００２９】
請求項４に記載の丁張り設定方法は、丁張りを構成する基準杭の位置と高さと方向杭の方向とを決定する測量装置と、各丁張りの位置及び丁張りを構成する部材の位置関係の算出に要する設計データを記憶して前記測量装置の測定する丁張りの基準杭の位置と高さを取得することによりその位置における丁張りを構成する部材の位置関係を特定する丁張り設定装置とを用いることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図４（Ａ）は本発明に係わる丁張り設定装置１の一例を示すものである。この丁張り設定装置１は、入力部（入力手段）２としての複数個の操作ボタン、表示部（表示手段）３を正面に有する。また、この丁張り設定装置１はその内部に、図４（Ｂ）に示すように、制御演算部（演算手段）４、メモリカード５、記憶部（記憶手段）６を有する。記憶部６には設計データが記憶されている。
その設計データには、平面線形データ（ＩＰ座標、半径、クロソイドパラメータ）、縦断データ（標高、勾配、縦断曲線長）、横断データ（標準断面データ）、基準ぐい位置データがある。その平面線形データは、平たく言えば、完成後の道路を真上から見た図に対応するもの、縦断面データはその完成後の道路の延びる方向に沿って縦方向に断面して見た図に対応するもの、横断面データはその完成後の道路の幅方向に沿って断面して見た図に対応するものである。この横断面データは、図２に示すように、道路の法線（Ｍ−Ｎ）方向に沿って設けられている。基準杭４４Ａはこの横断面データに沿う方向で法肩に打設されるものであり、その位置（Ｘ１、Ｙ１）は予め定められている。
【００３１】
メモリカード５には、その各データと操作ボタンからの後述する位置情報とに基づいて距離Ｈ１、距離Ｈ２を演算すると共に、傾斜角度θを表示する演算用プログラムがメモリされている。
【００３２】
その位置情報は、測量機械４２を用いての測定による基準杭４４Ａの打設位置（Ｘ、Ｙ）、基準杭４４Ａの打設高さＺＸであり、これらの位置情報は測量機械４２に基づいて丁張り作業者７に無線等の手段を用いて伝達される。
【００３３】
図５に示すように、丁張り作業者７は基準杭４４Ａの予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）と思われる位置に基準杭４４Ａを立ててみる。測量作業者は予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）の方向に望遠鏡を向け、基準杭４４Ａが望遠鏡の視野内に入っているか否かを確認する。測量作業者は、測量機械４２の視準望遠鏡の視野に基準杭４４Ａが入っていない場合には、基準杭４４Ａが望遠鏡の視野に入るように丁張り作業者７に指示する。
【００３４】
丁張り作業者７は、その指示に基づいて予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）に移動して基準杭４４Ａを再び立ててみる。測量作業者はその基準杭４４Ａの中心上に置いたターゲットプリズムを視準しつつ、その基準杭４４Ａの垂直軸４４Ｄが望遠鏡の光軸中心（視準軸）を通るように基準杭４４Ａを立てるべく丁張り作業者７に指示する。丁張り作業者７はその指示に基づき基準杭４４Ａを移動させ、基準杭４４Ａの垂直軸が望遠鏡の光軸中心を通る位置に立てて距離を計ると、その基準杭４４Ａが立っている角度と距離とからその位置が計算される。それが設計上予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）である。そして、基準杭４４Ａの頂頭が高さＺ１である。
【００３５】
このときには、設計データに基づき予め計算により求められた距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θを用いて丁張り作業を行うことができる。
【００３６】
基準杭４４Ａを設計上予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）及び高さＺ１に立てることに支障があるときには、丁張り作業者７は測量作業者にその旨を伝える。丁張り作業者７は、設計上予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）とは異なる箇所に基準杭４４Ａを立てる。その基準杭４４Ａはなるべく設計上予定された打設位置（Ｘ１、Ｙ１）の近傍に立てるのが望ましい。
【００３７】
基準杭４４Ａが望遠鏡の光軸中心を通るように視準した後、基準杭４４Ａの測量を行う。その基準杭４４Ａの打設位置と高さ（Ｘ１’、Ｙ１’、Ｚ１）の測量には三角測量法を用いても良いし、基準杭４４Ａまでの距離を測定し、基準点Ｔ１に基づく演算により求めることもできる。
【００３８】
いずれにしても、望遠鏡の回転角は法線（Ｍ−Ｎ）方向からのずれ量が小さく、ほぼ法線（Ｍ−Ｎ）方向であるとみなせる程度とする程度の位置に基準杭４４Ａを立てるのが望ましい。そうしないと、設計上予定した通りの切り土又は盛り土に対する誤差が大きくなる可能性があるからである。
【００３９】
まず、その基準杭４４Ａが立てられている位置を打設位置（Ｘ、Ｙ）として、測量作業者は基準杭４４Ａの打設位置（Ｘ、Ｙ）を測定する。その打設位置測定後、丁張り作業者７は図６に示すように基準杭４４Ａを地盤８に打ち込む。その基準杭４４Ａの地盤８への打ち込み後、測量作業者は望遠鏡で視準しながら基準杭４４Ａの頂端４４Ｃが光軸中心に位置するように高低方向に望遠鏡を回動させ、基準杭４４Ａの打設高さＺを測定する。なお、ターゲットプリズムを用いて測定する場合は、打設位置及び高さ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を直接測定可能である。例えば、図７に示すように、ターゲットプリズム４４Ｅを基準杭４４Ａの頂端４４Ｃからオフセット高さＺＸの高さ位置に設けた場合には、高さＺは、
Ｚ＝（Ｚ＋ＺＸ）−ＺＸにより求まる。
【００４０】
次いで、測量作業者は望遠鏡を視準しながら、丁張り作業者７に方向杭４４Ｂが基準杭４４Ａの背後に隠れるように立てさせる。例えば、丁張り作業者７は、基準杭４４Ａから所定間隔Ｈ３、例えば１ｍの間隔のところに立て、測量作業者の指示に基づいて方向杭４４Ｂを位置決めする。そして、この方向杭４４Ｂを地盤８に打設する。
【００４１】
その後、測量作業者は基準杭４４Ａの打設位置（Ｘ、Ｙ）、打設高さＺを丁張り作業者７に無線により知らせる。丁張り作業者７はその位置情報としての打設位置（Ｘ、Ｙ）、打設高さＺを丁張り設定装置１に入力する。丁張り設定装置１はその位置情報と設計データとに基づいて、距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θを演算する。この距離Ｈ１、距離Ｈ２、傾斜角度θは表示部３に表示される。
【００４２】
丁張り作業者７は、図８に示すようにその距離Ｈ１に基づいて横板４８を水平にして頂端４４Ｃから距離Ｈ１だけ下の部分を取付け位置として基準杭４４Ａと方向杭４４Ｂとに掛け渡して打ち付ける。
【００４３】
次いで、丁張り作業者７は、基準杭４４Ａの垂直軸４４Ｄに対して水平方向に距離Ｈ２だけ離れた横板４８の位置を抜き材４５の取付け位置とするために、その取付け位置に目印を付ける。
【００４４】
次いで、丁張り作業者７は、図９に示すように、その目印に従って抜き材４５を横板４８の取付け位置に当てつけ、抜き材４５が傾斜角度測定器（図示を略す）を用いて傾斜角度θの方向を向くように設定した後、抜き材４５を横板４８に打ち付ける。これによって、丁張り作業を支障なく迅速に行うことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、丁張り打設位置を現況に合わせて支障なく迅速に行うのに便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の丁張り設定方法の説明図である。
【図２】従来の丁張り設定方法の他の例を示す説明図である。
【図３】図２に示す丁張り設定方法を横断面方向から見た説明図である。
【図４】本発明に係わる丁張り設定装置の一例を示す図であって、（Ａ）は
平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す丁張り設定装置のブロック回路図である。
【図５】本発明に係わる丁張り設定方法の手順を示す説明図であって、基準杭を地盤に立てた状態を示す図である。
【図６】本発明に係わる丁張り設定方法の手順を示す説明図であって、基準杭と方向杭とを地盤に打設した状態を示す図である。
【図７】基準杭の頂端にターゲットプリズムを設けた場合の変形例を説明するための部分図である。
【図８】本発明に係わる丁張り設定方法の手順を示す説明図であって、基準杭と方向杭とに横板を打ち付けた状態を示す図である。
【図９】本発明に係わる丁張り設定方法の手順を示す説明図であって、横板に抜き材を打ち付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
１…丁張り設定装置
２…入力部（入力手段）
３…表示部（表示手段）
４…制御演算部（演算手段）
６…記憶部（記憶手段）
【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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