(57)【要約】【課題】アール基線等非直線上にある構造物等の複数の計測部位の水平方向変位を１システムで計測することは基準となる基準不動部の構造上実現していなかった。【解決手段】不動点間に複数の変位計測部を中間に構成する液路内の貯留液体に浮遊するフロート体を設け、フロート体の一端を第１の支持部により浮遊自在に支持するとともに、他端部を第２の支持部により浮遊自在に支持し、各水平変位計測部に設けた近接センサによりフロート体との水平離間距離計測するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不動点間に設置され貯留液体の上部に空間を有する液路と、液路の中間に可撓部を介して複数構成された変位計測部と、液路に沿って設けられ貯留液体に浮遊し各変位計測部内を通るフロート体と、フロート体の両端部を浮動自在に支持する第１および第２の支持部と、各変位計測部内に設けられフロート体の対向位置に対応して水平離間距離を計測する非接触変位センサとからなることを特徴とする開水路型水平変位計。
【請求項２】
第１の支持部をローラ軸によりフロート体の一端部を垂直方向に遊貫通して構成するとともに、第２の支持部を一対のローラ軸によりフロート体の他端部を水平方向に挟持して構成するようにしたことを特徴とする上記請求項１に記載の開水路型水平変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、既設または建設中の構造物（トンネル、道路、軌道、橋梁、地上構造物等）がその構造物の一部あるいは相当の区域に生ずる水平変位を検知し、その変位量を比較的広範囲に計測するための開水路タイプの変位計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来この種の計測器としては、計測を目的とする変位予測エリアを介してエリア外に設けられた不動点間にワイヤ等の基準線を張架し、これを不動構成体として、所定の計測部位に非接触変位センサたとえばレーザ変位計を内蔵する変位計測部を設け、このレーザ変位計により上記基準線との水平距離を継続して計測するように構成するものがある。所定の計測部位が水平変位すると、これに伴って変位計測部のレーザ変位計〜基準線間の距離が水平変位するため、この距離データをレーザ変位計によって取り出すというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３３９９９０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】ところが、構造物の複数の計測部位がアール基線上にある場合、上記計測器が不動点間に張架した基準線を構成する必要から一直線上でしか計測できない。したがって、このような現場では所定長さに構成した計測器を複数アール基線に沿って配置（盛換え法）し、換算式によって計測データを得るようにしている。この手法は本来の不動点構成体と成り得ず、したがってデータ誤差が大きく、また計算上の都合から各計測部位に重複して変位計測部を設けるように構成するため、非接触変位センサも多く必要となり工事コストが著しく高くなるという実用上の問題点を抱えることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】前記従来の課題を解決するために、本発明では、不動点間に設置され貯留液体の上部に空間を有する液路と、液路の中間に可撓部を介して複数構成された変位計測部と、液路に沿って設けられ貯留液体に浮遊し各変位計測部内を通るフロート体と、フロート体の両端部を浮動自在に支持する第１および第２の支持部と、各変位計測部内に設けられフロート体の対向位置に対応して水平離間距離を計測する非接触変位センサとから構成した。【０００６】これにより、水平変位計測を行なう複数の計測部位がアール基線上にあっても、１台の液路と１台のフロート体を上記アール基線に沿わせて構成し設置することで目的の複数の計測部位に変位計測部を設けることができる。もちろんフロート体の両端は本来の計測理論に従って計測エリアを外れた地点に不動点として位置させることも何ら問題ない。
【発明の効果】
【０００７】したがって、本発明では１台の開水路型水平変位計でアール基線上にある複数の計測部位を同時に水平方向計測できるため、工事費コストがすこぶる安く実現するとともに、複数の所定長さの計測器を重複配置（所謂盛換え法）して計算値によりデータを得る従来手法に比較して極めて正確なデータを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例における取付状況を示す平面図および正面図
【図２】本発明の実施例における取付状況詳細図
【図３】本発明の実施例における水平変位計測部詳細図
【図４】本発明の実施例における第１基準ボックス詳細図
【図５】本発明の実施例における第２基準ボックス詳細図
【図６】本発明の実施例における計測主部機能詳細図
【発明を実施するための形態】
【０００９】複数の計測の基準となる不動構成体を貯留液体に浮く１台のフロート体で構成することで実現した。
【実施例１】
【００１０】以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を実施例として説明する。
図１〜図６に従って本発明の第１の実施例を説明する。図中１は道路交通を渡す道路橋であり、橋脚２〜橋脚６により下部構造を構成している。これら橋脚２〜６は平面的にアール基線に沿って位置している。橋脚３、４、５が環境変化たとえば掘削工事等の近接工事の影響により水平方向の変位が見込まれているエリアａ内（図１に示す）に位置しているとする。橋脚１、６はエリアａ（図１に示す）から外れ、水平変位影響範囲外にある場合を想定する。ここで上記橋脚３、４、５の水平変位を計測するケースとして説明を進める。橋脚２の外側面に第１の基準ボックス７が固定されている。この第１の基準ボックス７内には第１の支持部８が設けられている。橋脚６の外側面には第１の基準ボックス７と高さを合わせて第２の基準ボックス９が固定されている。第２の基準ボックス９内には第２の支持部１０が設けられている。【００１１】１１は橋脚３の外側面（上記第１、２の基準ボックス７、９と同一レベル）に固定された変位計測部であり、ボックス型に構成されている。同様に変位計測部１２が橋脚４に、変位計測部１３が橋脚５に固定されている。上述した第１の基準ボックス７、第２の基準ボックス９、および各変位計測部１１，１２，１３は図２に示すベースプレート１４に載せて壁面取付ジグ１５によってたとえばアンカーボルト等により設置されている。１６はたとえば樹脂製のパイプ形状をなす液路であり、一端を第１の基準ボックス７に、さらに中間部は変位計測部１１，１２，１３をたとえばアール形に順次通って、他端を第２の基準ボックス９に連結されている。【００１２】なお、この液路１６は第１の基準ボックス７、各変位計測部１１，１２，１３および第２の基準ボックス１０の内空間を連通するように構成されているとともに、第１の基準ボックス７、第２の基準ボックス９、および各変位計測部１１，１２，１３とは可撓部１７（たとえばゴム製ジャバラ）・・・を介して連結されている。また、液路１６および第１の基準ボックス７、第２の基準ボックス９、各変位計測部１１，１２，１３内には貯留液体１９（たとえば水）が上部空間を残し貯えられている。２０は各変位計測部１１、１２、１３内を通って液路１６内に収納され、一端部を第１の基準ボックス７、他端部を第２の基準ボックス９内に位置するフロート体である。このフロート体２０は貯留液体１９に浮遊しており、したがってその構成は貯留液体１９に対して浮力を有するもの（たとえば密閉されたアルミ角パイプ）で、かつ、中間部は他の部位と非接触となるように液路１６のアール形に沿った形状として構成される。【００１３】さらに、第１の基準ボックス７内の第１の支持部８はフロート体２０の一端部を浮遊自在に支持している。たとえばローラ軸２１を第１の基準ボックス７内底面からフロート体２０の一端部を貫通するように垂直方向に設けて構成され、フロート体２０の一端部を水平回動自在かつ浮遊自在に支持するようになっている。また、第２の基準ボックス９内の第２の支持部１０はフロート体２０の他端部を長手方向にスライド自在かつ浮遊自在に支持している。たとえば第２の基準ボックス９内底面に水平方向に設けた回動自在な回動テーブル２２と回動テーブル２２に垂直方向に併設されフロート体２０の他端部を緩く挟持する一対のローラ軸２３とから構成され、フロート体２０の他端部を長手方向にスライド自在かつ浮遊自在に支持している。２４は変位計測部１１、１２、１３内壁に設けられ、フロート体２０との水平距離を計測する非接触変位センサ（たとえばうず電流センサ）・・・である。フロート体２０の近接センサ２４に対応位置する部位には感応板２５が設けられている。
この感応板２５は非接触変位センサ２４にうず電流センサを採用した際に必要な金属プレートである。各非接触変位センサ２４・・・の信号出力は近傍に設けたアンプボックス２６・・・を介して図示しない計測場所の任意のポイントに設置された計測室に運ばれデータロガーやパソコン等にデータとして経時的に収録される。【００１４】次に本発明の一実施例の作用を説明する。近接工事等の影響によって橋脚３、４、５が図１に示す矢印の方向に水平変位したとする。橋脚３、４、５に固定された変位計測部１１、１２，１３もこれに伴って同一方向に同一量水平変位する。この際、変位計測部１１、１２、１３は液路１６との連結部に可撓部１５を設けているため、液路１６を変形させることなく自身のみ変位する。すなわち変位計測部１１、１２、１３およびこれに設けた非接触変位センサ２４・・・は図６に点線で示す位置に変位する。この際、フロート体２０はその両端部を水平変位影響範囲外にある第１の支持部８と第２の支持部１０に支持されているため、初期位置を維持（不動構造体として機能）する。これにより、先データとしてａ距離（図６に示す）を出力していた非接触変位センサ２４は一連の動きにより後データとしてｂ距離（図６に示す）を出力する。ここでｂ−ａが実水平変位量として各水平変位計測部１１、１２、１３にて得られる。言い換えると橋脚３、４、５の水平変位量を得られる。【００１５】図１で示す水平変位は各非接触変位センサ２４・・・が液路１６のアール基線の中心から放射方向に向けて取付けたことにより矢印方向のものとなるが各変位計測部１１、１２、１３の統一方向のデータを得たい場合は単純に補正計算にて実変位を得られることは勿論である。【００１６】なお、この実施例では複数の変位計測部１１，１２，１３がアール基線上にある場合を説明したが、複数の変位計測部１１，１２，１３が一直線上にある場合もフロート体２０の形状を直線型にすることで何ら問題なく実施できるものである。また、第１の支持部８をローラ軸２１により構成し、第２の支持部１０を回転テーブル２２と一対のローラ軸２３とにより構成したが、本発明の請求項１では第１の支持部８はフロート体２０の一端部を浮遊自在に支持するもの、第２支持部はフロート体２０の他端部を浮遊自在に支持するものであれば何ら限定されることはなく、種々の機構が採用される。【００１７】ここで、フロート体２０の材質や現場環境によれば、フロート体２０自身が材質によっては温度変化等に伴って変形することがある。形状的に長手方向の伸縮が見込まれる。さらには、液路１６内の貯留液体１９が気温の変動により、その水位に変化が発生することが予測される。これらの場合、フロート体２０の両端部が完全固定されていたなら、各非接触変位センサ２４・・・と感応板２５・・・との距離に不測の変化が生じ、本来のデータに致命的な誤差を与えてしまうことになる。本発明の実施例ではこのような事態を考慮してフロート体２０は両端部を第１の支持部８と第２の支持部１０とにより浮遊自在（上下動自在）、長手方向にスライド自在に支持されており、よって上記データ誤差の問題は発生し得ず、すこぶる、正確なデータを入手することができる。【００１８】さらに、設置時にフロート体２０を取付ける際、先行して第１、第２の基準ボックス７，９を位置決めすることから第２の基準部１０に本来的な方向からずれて持ち込まれることが考えられる。このような場合も一対のローラ軸２３が回動自在な回動テーブル２２によって最善の方向性に調整し、無理なく支持することができ、フロート体２０の浮遊環境を阻害することもない（第５図中一点鎖線で示す）。【００１９】このように、不動点間に設置され変位計測部を中間に構成する液路と、この液路に水面上に空間部を構成するように貯留された貯留液体と、液路に沿って構成され貯留液体に浮遊するフロート体と、フロート体の一端を回動自在かつ浮遊自在に支持する第１の支持部と、フロート体の他端を浮遊自在に支持する第２の支持部と、液路の所定位置に設けられた変位計測部内のフロート体との水平離間距離計測する近接センサとから構成した。【００２０】これにより、水平変位計測を行なう複数の変位計測部がアール基線上にあっても、１台の液路と１台のフロート体を上記アール基線に沿わせて構成し、設置することで目的の複数の計測部位に変位計測部を設けることができる。したがって、本発明では１台の開水路型水平変位計でアール基線上にある複数の計測部位を同時に計測できるため、工事費コストがすこぶる低く実現するとともに、複数の変位計を重複配置して計算値によりデータを得る従来手法に比較して極めて正確なデータを得ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】本発明にかかる開水路型水平変位計は前記実施例のように道路橋のアール基線上に配置された複数の橋脚の水平変位を計測する場合を説明したが、これに限定されるものでなく、計測対象は、軌道の地盤、既存または建設中のトンネル、道路、都市構造物等あらゆる構造物の特にアール基線上にある複数点の計測に適し、近接土木、建築工事の影響を抽出する的確な計測装置として利用できる。
【符号の説明】
【００２２】１  道路橋
２〜６  橋脚
７  第１の基準ボックス
８  第１の支持部
９  第２の基準ボックス
１０  第２の支持部
１１〜１３  変位計測部
１４  ベースプレート
１５  壁面取付ジグ
１６  液路
１７  可撓部
１９  貯留液体
２０  フロート体
２１  ローラ軸
２２  回転テーブル
２３  一対のローラ軸
２４  非接触変位センサ
２５  感応板
２６  アンプボックス
【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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