(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁に布設されたレールを軌道として移動する移動フレームと、洗浄液を噴射して橋梁を洗浄する複数のノズルと、前記ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記移動フレームの移動、及び、ノズルへの洗浄液の供給を制御する制御装置とを有し、
前記移動フレームは、メインフレーム及びアームによって構成され、
前記アームは、コの字状に形成され、前記橋梁の箱桁の両側面、及び、下面から所定の間隔をおいて、当該箱桁を下側から取り囲むように前記メインフレームに取り付けられ、
前記ノズルは、前記アームに取り付けられ、前記箱桁の両側面及び下面を洗浄できるように構成されていることを特徴とする橋梁の洗浄装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記箱桁の汚れの度合いを感知するセンサーと、それらのセンサーからの信号を処理する手段と、それらの信号に基づいて、前記移動フレームの駆動装置及び前記洗浄液供給手段へ、駆動命令、洗浄液供給命令、及び／又は、停止命令を出力する手段とを備え、前記箱桁の汚れの度合いが一定の基準を超えた場合に、洗浄作業が自動的に開始されるように構成したことを特徴とする、請求項１に記載の橋梁の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁の洗浄装置に関し、特に、移動フレームが橋軸方向へ移動しながら橋梁の洗浄を行うように構成したことにより、橋梁全体をムラ無く洗浄できるようにした、橋梁の洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在架設されている多くの橋梁は、鋼製の橋桁を使用してつくられており、それらの橋梁を長期間に亘って使用していくためには、橋梁の橋桁に発生する錆を防止することが非常に重要となっている。特に、海の近くに架設された橋梁では、飛来塩分によって発錆が促進されるため、橋桁に付着した塩分を除去し、錆の発生を防止することが、橋梁の寿命を延ばすための有効な手段であると認識されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−１０７２１５号公報には、洗浄液を供給する配管を橋梁に布設し、その配管に取り付けられた固定式の噴射ノズルによって、橋桁に付着した塩分等を除去できるように構成した、洗浄機構付の橋梁が開示されている。
【０００４】
また、特開平１１−１００８１４号公報には、橋梁桁下方の径間方向に張設した可撓性の軌条体と、該可撓性の軌条体に沿って走行する台車と、該台車に設けられた洗浄ノズルと、からなる橋梁の洗浄装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−１０７２１５号公報に記載されているような、噴射ノズルが固定式となっている洗浄機構は、洗浄ムラを発生させてしまうという問題がある。これは、洗浄液が常に強くあたる部分と、強くあたらない部分ができること、また、噴射ノズルの目詰まり等により、噴射ノズルが正常に作動しないといった不具合が生じた場合に、洗浄されない部分ができてしまうことがあるからである。このような洗浄ムラが発生した場合、橋梁の塗膜の劣化に差が生じ、そこに錆を発生させてしまう要因ともなってしまう。
【０００６】
また、特開平１１−１００８１４号公報に記載されたとうな洗浄装置では、洗浄ノズルを配する走行台車が２本の可撓性軌条体に沿って走行するため、該可撓性軌条を長スパンに張設した場合に撓んでしまい走行台車が傾き、正常に走行できないという問題がある。これは、走行台車が動揺し、所望の位置に洗浄水をうまく噴射できないという問題も誘発する。
【０００７】
また、前記のような噴射ノズルの不具合に対処するため、あるいは、そのような不具合を未然に防ぐためには、噴射ノズルの修理、交換や点検等の管理作業が必要となる。このような管理作業のためには、足場等を設置することが必要となるが、こういった足場の設置は、設置のための費用がかかる上に、一時的ではあるが橋梁の外観を損ねる可能性がある。また、橋梁の規模が大きくなり、管理作業の対象となる噴射ノズルの数が増えることで、作業に必要な費用や時間も増大してしまう。更に、多くの橋梁が高所に架設されているため、作業員による足場上での管理作業は、転落などの危険を伴う。
【０００８】
また、特開平１１−１０７２１５号公報には、洗浄効果を高める洗浄剤やワックスなどの添加剤を洗浄液に加えて、洗浄を行う実施例が記載されているが、橋梁を洗浄した後の洗浄液と共に、こういった添加剤を垂れ流すことは、橋梁の周囲の環境に悪影響を与える恐れがある。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術における問題を解決すべくなされたものであって、ムラのない洗浄を可能にし、維持管理が安全かつ容易で、周囲の景観及び環境への影響も配慮した、橋梁の洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る橋梁の洗浄装置は、橋梁に布設されたレールを軌道として移動する移動フレームと、洗浄液を噴射して橋梁を洗浄する複数のノズルと、前記ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記移動フレームの移動、及び、ノズルへの洗浄液の供給を制御する制御装置とを有し、前記移動フレームは、メインフレーム及びアームによって構成され、前記アームは、コの字状に形成され、前記橋梁の箱桁の両側面、及び、下面から所定の間隔をおいて、当該箱桁を下側から取り囲むように前記メインフレームに取り付けられ、前記ノズルは、前記アームに取り付けられ、前記箱桁の両側面及び下面を洗浄できるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
尚、前記制御装置は、前記箱桁の汚れの度合いを感知するセンサーと、それらのセンサーからの信号を処理する手段と、それらの信号に基づいて、前記移動フレームの駆動装置及び前記洗浄液供給手段へ、駆動命令、洗浄液供給命令、及び／又は、停止命令を出力する手段とを備え、前記箱桁の汚れの度合いが一定の基準を超えた場合に、洗浄作業が自動的に開始されるように構成することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る橋梁の洗浄装置２０の好適な実施形態につき、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置２０の斜視図であり、図２は、図１の洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方断面図である。また、図３は、図２の橋梁のＡＡ線による断面図である。
【００１５】
これらの図において、１は走行レールである。図２及び図３からも明らかなように、これらの走行レール１，１は、橋梁の床版１１の下面に、橋軸方向に布設されている。２は移動フレームであり、メインフレーム４及びアーム５によって構成されている。この移動フレーム２は、メインフレーム４の上部に取り付けられている駆動装置３の駆動力を利用することにより、走行レール１を軌道として橋軸方向に移動可能なように構成されている。
【００１６】
また、図３からも明らかなように、アーム５は、概略「コの字」状に形成されており、橋桁１０の各側面１０ａ，１０ｂ、及び、下面１０ｃ（以下、これらの面を単に「洗浄面」と言う。）から所定の間隔Ｄをおいて、かつ、これらの洗浄面に沿って位置するように（即ち、橋桁１０を、所定の間隔Ｄをおいて下側から取り囲むように）、メインフレーム４に取り付けられている。
【００１７】
そして、図１及び図３に示されているように、アーム５には、洗浄液を噴射する複数のノズル６ａが取り付けられており、本実施形態における橋梁の洗浄装置２０は、これらのノズル６ａから噴射される洗浄液によって、橋桁１０の前記洗浄面を好適に洗浄することができるようになっている。
【００１８】
尚、アーム５と洗浄面との間に形成される間隔Ｄは、ノズル６ａからの洗浄液が、洗浄面の全面に隙間なく噴射されるように、ノズル６ａの取付位置、ノズル６ａからの洗浄液の噴射の強さ及び範囲を考慮に入れて決定される。（図３において、９は、ノズル６ａからの洗浄液の噴射範囲を示している。）
【００１９】
また、ここにいう「洗浄液」とは、洗浄を行うために用いる液体のことを言い、洗剤や界面活性剤等が添加された液体のほか、例えば、貯留しておいた雨水や、上水道によって供給される上水なども含まれる。
【００２０】
そして、ノズル６ａから噴射される洗浄液は、本実施形態においては、洗浄液供給手段によって、最終的にノズル６ａへと供給されるようになっている。より詳細には、洗浄液供給手段は、給水タンク（図示せず）、給水ホース７、及び、加圧手段（図示せず）によって構成されており、洗浄液が、給水タンクから給水ホース７及び中空構造の移動フレーム２（メインフレーム４及びアーム５）の内部を通って、ノズル６ａへと圧送されるようになっている。
【００２１】
尚、洗浄液供給手段には、洗浄液を加熱するための手段、或いは、洗浄液を高圧化又はスチーム化するための手段を付加することもでき、この場合には、より高い洗浄効果を期待することができるので、洗浄面の汚れが激しいときであっても、洗剤や界面活性剤等の添加量を抑制し、或いは、これらを省略することができるという利点がある。
【００２２】
また、給水ホース７は、図１及び図２に示されているように、多数の可動フック８によって走行レール１から吊り下げられており、移動フレーム２の橋軸方向への自由な移動を許容するとともに、給水ホース７が常に走行レール１の近傍に保持されるようになっている。
【００２３】
給水ホース７は、移動フレーム２に設置したホース巻取りドラム（図示せず）に収納することによって、外部からの損傷（例えば、鳥害）を受けにくくすることも可能である。
【００２４】
図２において、１３は、移動フレーム２の移動及び洗浄液の供給を制御する制御装置であり、図示されているように、橋脚（橋台）１２の上に設置されている。この制御装置１３は、温度、湿度およびぬれ時間などを測定する各種センサー、それらのセンサーからの信号を処理する手段、そして、それらの信号（又は、作業者によって入力された命令）に基づいて、移動フレーム２の駆動装置３及び洗浄液供給手段へ、駆動／停止命令、洗浄液供給／停止命令を出力する手段などを備えている。
【００２５】
温度、湿度およびぬれ時間などを測定する各種センサーとは、洗浄の最適な時期を自動的に判定し、洗浄の制御を補助する装置類の総称である。
【００２６】
本実施形態においては、各種センサー（センサー１４）は、制御装置１３内に組み込まれているが、制御装置１３より分離し、図２に示されているように、橋桁１０の側面に設置しても良い。
【００２７】
次に、洗浄装置２０による洗浄作業について説明する。洗浄作業は、橋桁の汚れ（海塩量）の度合いが一定の基準を越えた場合に、各種センサーがこれを感知して、自動的に開始される。また、温湿度センサーによって降雨時であることが確認された場合にも、洗浄作業が自動的に開始される。但し、これら以外の場合であっても、所定の権限を有する者（管理者等）の手によって、必要に応じて随時洗浄作業を開始させることができる。
【００２８】
洗浄作業が開始されると、駆動装置３が稼働し、走行レール１を軌道として移動フレーム２が橋軸方向に移動する。そして、これと同時に、洗浄液供給手段によって洗浄液がノズル６ａへと供給され、ノズル６ａから洗浄面に向かって洗浄液が噴射される。
【００２９】
また、本実施形態においては、移動フレーム２の橋軸方向への移動は、前述の通り、駆動装置３の駆動力を利用して行われるように構成されているが、離れた位置から移動フレーム２をロープ等によって牽引するといった方法により、移動フレーム２を橋軸方向へ移動させるように構成しても良い。
【００３０】
次に、非稼働時における洗浄装置２０の収納状態について説明する。図８は、洗浄装置２０の収納状態を示す橋梁の側面図である。この図において１９は、橋梁の全体の景観を損なわないような外観が施された化粧壁であり、制御装置１３が設置されている橋脚（橋台）１２上に設置されている。
【００３１】
図示されているように、洗浄装置２０の非稼働時には、移動フレーム２は、制御装置１３が設置された橋脚（橋台）１２の上方のスペースに収納される。また、化粧壁１９は、移動フレーム２、給水ホース７、可動フック８、及び、制御装置１３が、収納時には外部から見えないように設置され、これにより、橋梁の景観の保全を図ることができるようになっている。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る橋梁の洗浄装置２０について説明する。
本実施形態における洗浄装置２０は、基本的な構造については第１の実施形態における洗浄装置２０と一致しているが、洗浄液を噴射するノズル６ｂが、アーム５には固定されておらず、アーム５を軌道として所定方向に移動可能なように構成されているという点で相違している。
【００３３】
より具体的には、本実施形態における洗浄装置２０のノズル６ｂは、図４に示されているように、橋梁の橋桁１０の側面１０ａ，１０ｂに沿って上下方向に移動し、又は、橋桁１０の下面１０ｃに沿って橋梁の横断方向に移動するようになっている。尚、ノズル６ｂをそれらの方向へ移動させるための手段としては、電動モータ等の自走式手段や、ワイヤー、スクリューねじ、ボールねじ、クランクシャフト等を利用した機械的な手段を用いることができる。
【００３４】
尚、図４において、１５は、ノズル６ｂからの洗浄液の噴射範囲を示しており、ノズル６ｂの移動速度は、この噴射範囲１５だけでなく、洗浄液の噴射の強さ、及び、移動フレーム２の移動速度を考慮に入れて、洗浄面全面に隙間なく洗浄液が噴射されるように決定される。
【００３５】
本実施形態における洗浄装置２０は、上記のような構造となっているため、洗浄作業時においては移動フレーム２の動きに関わらず、アーム５を軌道として、ノズル６ｂを自由に移動させることが可能であり、好適にノズル６ｂを移動させることによって、洗浄面の全面をムラ無く洗浄することができる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る橋梁の洗浄装置２０について説明する。
本実施形態における洗浄装置２０は、基本的な構造については第２の実施形態における洗浄装置２０と一致しているが、洗浄液を吐出するノズル６ｃ（図５参照）が、超音波振動発生手段として超音波振動子を備えている点で第２の実施形態と相違しており、この超音波振動子を振動させることによって、吐出される洗浄液に超音波振動を与えることができ、より一層の洗浄効果の向上を期待することができる。
【００３７】
尚、図５において、１６は、ノズル６ｃからの洗浄液の吐出範囲を示している。また、ノズル６ｃに備えられている超音波振動子を振動させるための超音波発信器は、制御装置１３内に組み込まれている（図示せず）。
【００３８】
本実施形態における洗浄装置２０は、上記のような構造となっているため、ノズル６ｃは、第２の実施形態と同様に、アーム５を軌道として自由に移動することが可能であり、超音波振動を与えた洗浄液を吐出することで、洗浄面の全面をムラ無く、しかも、高い洗浄力をもって洗浄することができる。尚、このノズル６ｃの移動速度は、吐出範囲１６だけでなく、洗浄液の吐出量、及び、移動フレーム２の移動速度を考慮に入れて、洗浄面全面に隙間なく洗浄液が吐出されるように決定される。
【００３９】
次に、本発明の第４の実施形態に係る橋梁の洗浄装置２０について説明する。
洗浄装置２０は、これまで述べてきた、本発明の第１ないし第３の実施形態に係る洗浄装置２０に、洗浄液の飛散を防ぎ、洗浄後の洗浄液を回収する機構を設けている。
【００４０】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方断面図であり、図７は、図６の橋梁のＢＢ線による断面図である。これらの図において、１７は飛散防止カバーであり、この飛散防止カバー１７は、下部に排水ホース１８を有し、洗浄液の飛散を防止するとともに、洗浄後の洗浄液を回収し、排水ホース１８を介して、図示しない汚水処理手段へと排出するようになっている。従って、橋梁の周囲に洗浄液を垂れ流すといった事態を回避することができ、橋梁の周囲の環境への悪影響を防止することができる。なお、排水ホース１８は、給水ホース７と同様の手段で収納される。
【００４１】
尚、汚水処理手段は、回収した洗浄液を、適当な浄化手段によって浄化したのち、下水道へ排出するように構成しても良いが、浄化した洗浄液を、再び、洗浄装置２０の洗浄液として再利用できるように構成することもできる。
【００４２】
次に、本発明の第５の実施形態に係る橋梁の洗浄装置２０について説明する。
本実施形態においては、橋桁１０の洗浄面の汚れ具合等を点検できるように、移動フレーム２に、カメラ（図示せず）が取り付けられている。このカメラは、アーム５に固定しても良いし、第２の実施形態におけるノズル６ｂと同様に、アーム５を軌道として所定方向に移動可能なように構成することもできる。また、遠隔地からの命令によって、撮影する場所を選択する機能や、撮影した画像を送信する機能を備えた構成とすることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る洗浄装置は、以上に説明したように、橋梁に布設されたレールを軌道として移動しながら、ノズルによって洗浄液を噴射、又は、吐出して橋桁を洗浄することによって、ムラのない洗浄を可能にし、橋桁の塗装の延命化をはかり、結果として、橋梁の寿命を延ばすことができる。また、装置が移動式であるので、非稼働時には、作業者は装置を橋脚（橋台）上のスペースに収納し、橋梁上で装置の管理作業を行うことができ、装置の維持管理が容易である。
【００４４】
更に、橋梁全体に作業足場を設置する必要が無いため、作業者が足場から転落するといった危険を防止し、橋梁の景観も損ねることがなく、道路上に架設された橋梁（いわゆる高架橋）であれば、その橋梁の架設下の道路を交通規制する必要もない。また、橋梁を洗浄した後の洗浄液を回収する機構を設けた場合には、洗浄液を垂れ流さずに、橋梁周囲の環境に悪影響を与えることなく洗浄作業を行うことができる。
【００４５】
また、遠隔地からの命令によって、撮影する場所を選択する機能や、撮影した画像を送信する機能を備えたカメラを取り付けた場合には、作業者によらずに、常時、橋梁の状況を把握できるため、橋梁の維持管理を、安価で、しかも、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置２０の斜視図。
【図２】  図１の洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方断面図。
【図３】  図２の橋梁のＡＡ線による断面図。
【図４】  本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方断面図。
【図５】  本発明の第３の実施形態に係る洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方断面図。
【図６】  本発明の第４の実施形態に係る洗浄装置２０を取り付けた橋梁の側方図。
【図７】  図６の橋梁のＢＢ線による断面図。
【図８】  洗浄装置２０の収納状態を示す橋梁の側面図。
【符号の説明】
１：走行レール、
２：移動フレーム、
３：駆動装置、
４：メインフレーム、
５：アーム、
６ａ，６ｂ，６ｃ：ノズル、
７：給水ホース、
８：可動フック、
９：洗浄液の噴射範囲、
１０：橋桁、
１０ａ，１０ｂ：側面、
１０ｃ：下面、
１１：橋梁の床版、
１２：橋脚（橋台）、
１３：制御装置、
１４：センサー、
１５：洗浄液の噴射範囲、
１６：洗浄液の吐出範囲、
１７：飛散防止カバー、
１８：排水ホース、
１９：化粧壁、
２０：洗浄装置
【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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