(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送り出し架設工法によって橋桁を送り出す際にその位置・状態を管理するものであって、
ＧＰＳ位置測定装置と、該ＧＰＳ位置測定装置によって測定した位置情報を送信する無線送信装置と、それらに電力を供給する電源と、を備えた位置測定ユニットが、橋桁の所定位置に配設されると共に、離間した位置に設けられた管理施設内に、前記位置測定ユニットから送信される位置情報を受信する受信装置と、該受信装置によって受信した位置情報を演算処理する情報処理装置と、該情報処理装置によって処理された情報を表示する表示装置と、を備え、
前記橋桁の支持部位に前記橋桁の反力を検知する反力検知手段が設けられると共に、該反力検知手段による検知反力が前記情報処理装置に入力され、
前記情報処理装置は、前記位置測定ユニットからの検知位置情報に基づいて前記表示装置を介して前記橋桁の位置・状態を画像表示するとともに、前記反力検知手段からの検知反力情報に基づいて、前記表示装置を介して、反力値をグラフ表示、及び同一画像中に、反力値と、当該反力値と計算値との差を数値表示するよう構成されていることを特徴とする橋梁架設時の精度管理装置。
【請求項２】
上記表示装置による画像表示は、平面的に見た前記橋桁の位置状態と目標軌跡を図形表示、前記目標軌跡との誤差のグラフ表示、及び鉛直方向の移動軌跡のグラフ表示を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁架設時の精度管理装置。
【請求項３】
上記表示装置により、複数の支持部位に係る上記表示を同一画面上に同時に表示するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁架設時の精度管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送り出し架設工法によって橋桁を架設する際に、橋桁の位置・状態の精度を管理する橋梁架設時の精度管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の架設工法の一つに、送り出し架設と呼ばれるものがある。これは、図１１に概念図を示すように、架設位置の延長上の位置で台車３上に橋桁２を形成してその先端に架設機械である手延べ機２Ａを設置し、図中矢印で示すように架設位置まで送り出し移動させて架設するものである。これにより、深い峡谷であったり下側の道路交通や船舶の往来を遮断できないために橋梁位置の下側に支保工を仮設できない現場にも架橋することが可能となる。
【０００３】
このような送り出し架設工法によって架橋する場合には、橋桁の移動中その位置及び姿勢を逐次把握して目標軌道で移動しているか否か等を確認し、定められた経路から外れている場合にはこれを是正することが必要となる。
【０００４】
橋桁の位置や姿勢の把握は、送り出し側及び到達側にそれぞれ専門の監視員を配置し、これら監視員が目視によって水平方向のズレ量と、鉛直方向のたわみ量を測定することによって行われている。監視員は、この測定情報を当該工事を統括する管理本部にトランシーバー等で連絡し、管理本部ではそれら情報に基づいて目標軌道から水平方向にズレている場合にはこれを是正するように送り出し駆動を制御する。鉛直方向のたわみ量は設計値との比較・確認等に用いられる。
【０００５】
また、中間部が複数の橋脚によって支持される長大な橋桁の場合では、橋桁は移動中に橋脚によって支持されるようになって複数の支点で支持されることとなるが、そのような多点支持状態では各支点部位における橋桁の反力が支点間で均一化するように支持力を調整する必要があり、このため、各支点に各々監視員を配置し、この監視員がジャッキによる橋桁支持力（即ち当該位置における橋桁の反力）を読み取って管理本部にトランシーバー等で連絡すると共に、全ての支点の反力を比較・検討して補正量を算出した管理本部からの連絡を受けて支持力を増減調節することが行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとき従来の送り出し架設工事では、橋桁の位置及び状態の確認に多数の人員を要すると共に、各監視員は長時間を要する橋桁移動中担当部位に常駐しなければならず、それらの監視員と管理本部の間の情報伝達も煩雑で極めて面倒であるという問題があった。
【０００７】
尚、基準位置に固定配置した計測装置でターゲットを自動的に視準して、ターゲットの距離と位置を計測するいわゆるトータルステーションを用い、橋桁の適宜位置にターゲットを配設して移動時の橋桁の位置や姿勢を把握することが考えられるが、特に橋桁が長大なものや屈曲しているものでは、全体を見通す位置に計測装置を設置することが困難であり、また、霧等の気象条件によっては視準が阻害されて作業不能となる。
【０００８】
また、管理本部では、数値計算によって、各監視員からの位置情報と計画経路とを比較、反力の場合には各測定点（支点）の支持力情報を比較し、補正量を算出しており、極めて面倒で時間を要すると共に、橋桁の状態を感覚的に認識することは困難なものであった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、橋桁送り出し時における橋桁の位置や姿勢の把握を容易且つ短時間に行うことができ、省力化及び工期の短縮にも寄与する橋梁架設時の精度管理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】
上記目的を達成する本発明の橋梁架設時の精度管理装置は、送り出し架設工法によって橋桁を送り出す際にその位置・状態を管理するものであって、ＧＰＳ位置測定装置と、該ＧＰＳ位置測定装置によって測定した位置情報を送信する無線送信装置と、それらに電力を供給する電源と、を備えた位置測定ユニットが、橋桁の所定位置に配設されると共に、離間した位置に設けられた管理施設内に、前記位置測定ユニットから送信される位置情報を受信する受信装置と、該受信装置によって受信した位置情報を演算処理する情報処理装置と、該情報処理装置によって処理された情報を表示する表示装置と、を備え、前記橋桁の支持部位に前記橋桁の反力を検知する反力検知手段が設けられると共に、該反力検知手段による検知反力が前記情報処理装置に入力され、前記情報処理装置は、前記位置測定ユニットからの検知位置情報に基づいて前記表示装置を介して前記橋桁の位置・状態を画像表示するとともに、前記反力検知手段からの検知反力情報に基づいて、前記表示装置を介して、反力値をグラフ表示、及び同一画像中に、反力値と、当該反力値と計算値との差を数値表示するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記表示装置による画像表示は、平面的に見た前記橋桁の位置状態と目標軌跡を図形表示、前記目標軌跡との誤差のグラフ表示、及び鉛直方向の移動軌跡のグラフ表示を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、上記表示装置により、複数の支持部位に係る上記表示を同一画面上に同時に表示するよう構成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本願発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本願発明に係る橋梁架設時の精度管理装置の一構成例である橋桁精度管理装置の概念構成図である。
【００１６】
図示橋桁精度管理装置１は、図２（Ａ）に平面図，（Ｂ）に正面図を示す送り出し架設の橋桁２に適用したものであり、橋桁２の所定位置にそれぞれＧＰＳ位置測定装置１２を備えた位置測定ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ）が配設されると共に、橋桁２を支持する支持部２０（２１，２２，２３）のジャッキ２０Ａにそれぞれ反力検知手段としての支持力発信器３０（３１Ａ〜３１Ｄ，３２Ａ〜３２Ｄ，３３Ａ〜３３Ｄ）が配設され、更に、橋桁２を撮影可能にテレビカメラ４０が配設され、これら位置測定ユニット１０，支持力発信器３０及びテレビカメラ４０からの情報を、管理本部としての計測室５に伝送するようになっている。尚、本構成例は支持部２０を便宜上３カ所とした例であるが、これに限るものではないことは言うまでもない。
【００１７】
計測室５では、伝送された情報を情報処理装置としてのコンピューター５０によって演算処理し、それら情報に基づいて橋桁２の送り出し状態を把握すると共に、橋桁２の送り出し駆動やジャッキ２０Ａによる支持力（即ち橋桁２による反力）の制御情報を得、各駆動機構に駆動指令を出すようになっているものである。
【００１８】
以下、順を追って詳細に説明する。
【００１９】
位置測定ユニット１０は、ＧＰＳアンテナ１１，ＧＰＳ位置測定装置１２，無線送信機１３，基準局１０Ｓからの位置情報を受信する無線受信機１４及びそれらに電力を供給する電源としてのバッテリー１５とによって構成されており、図示しないＧＰＳ衛星からの信号電波をＧＰＳアンテナ１１によって受信してＧＰＳ位置測定装置１２がその位置を測定すると共に、正確な絶対位置の解っている場所に固定設置された同様な構成の基準局１０Ｓから発せられる位置情報に基づいて測定位置を補正して正確な位置を測定するいわゆるリアルタイムキネマチィック測量によって当該位置測定ユニット１０の正確な水平方向及び高さ方向の位置を計測し、この位置情報を無線送信機１３から発信して計測室５に無線によって伝送するようになっている。この測量位置情報は、所定時間毎に更新される。
【００２０】
このように構成された位置測定ユニット１０は、図示構成例では、橋桁２の先端の手延べ機の左右両側と、一方側縁に沿った等間隔３カ所（後端部を含む）の合計５カ所に配設され、それぞれ異なる周波数で位置測定情報を電送するように設定されているものである。
【００２１】
支持力発信器３０は、支持部２０のジャッキ２０Ａの油圧を支持力に換算して出力するものであって、各支持部２０に各々配設され、その得た支持力情報は図示構成例では有線で計測室５に伝送されるようになっている。本構成例は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図に相当する図３に示すように、左右にガーダーＧ１，Ｇ２を有する鋼箱桁を想定しており、支持部２０は各ガーダーＧ１，Ｇ２のそれぞれ左右両側をジャッキ２０Ａで支持し、従って、一カ所の支持部２０に付き４基のジャッキ２０Ａで支持してその各々に支持力発信器３０が設けられているものである。この支持力情報も所定時間毎に更新される。尚、支持部２０は橋桁２の移動と共に移動するものではないため、本構成例では支持力発信器３０による支持力情報を有線で計測室５に伝送するようになっているが、これに限らず無線によって伝送する構成としても良いものである。
【００２２】
テレビカメラ４０は、遠隔操作によってズーミングその他の操作が可能であると共に向きや角度を変えられる支持台に据え付けられて設けられており、橋桁２の任意の位置を撮影可能となっている。
【００２３】
計測室５には、表示手段としてのモニター６０を備えるコンピュータ５０と、各位置測定ユニット１０からの電波を受ける各々の無線受信機７０（７１，７２，７３，７４，７５）と、テレビカメラ４０のコントローラー４１及びテレビモニター４２とが設けられている。
【００２４】
コンピューター５０には、無線受信機７０によって受信された各位置測定ユニット１０からの位置測定情報がインターフェース５３及びロガー５４を介して入力されると共に、各支持力発信器３０からの支持力情報がロガー５４を介して入力されるようになっている。コンピューター５０は、これら入力情報に基づいて演算処理を行い、橋桁２の位置及び姿勢状態をモニター６０を介して画像表示する。本構成例では、それぞれモニター６１，６２を備える２台のパーソナルコンピューター５１，５２がネットワークによって接続されて構成されており、基本的には、コンピューター５１が入力情報の基づく橋桁２の位置や状態に係る画像を表示し、コンピューター５２が橋梁２の駆動制御用の情報を画像表示するようになっている。
【００２５】
コンピューター５１は、各位置測定ユニット１０による位置測定値に基づいて、図４に示すように、支持部２０の画像２１′，２２′，２３′、各位置測定ユニット１０の位置画像１０Ａ′，１０Ｂ′，１０Ｃ′，１０Ｅ′、橋桁２を平面的に見た画像２′及び目標軌跡画像：Ｍとを重ねてモニター６１に表示する。この時、図示しないがこの表示画面中に先端部の位置測定ユニットによる位置測定値を減算することで得られる橋桁２の捻れ量を数値表示しても良く、更に、この捻れ量は別の画面にグラフ表示するようにしても良い。
【００２６】
また、コンピューター５１は、各支持力発信器３０による支持力測定値に基づいて、図５に示すように１カ所の支持部２０における４基のジャッキ２０Ａの支持力計測値を棒グラフで表示すると共にその下側に支持力計測値と許容値を表によって数値表示する単位支持部表示画像を形成し、図６に示すように全ての支持部２０の単位支持部表示画像を同一画面中に全て並べて表示する。尚、各画面は任意に切り換えて表示し得るものである。
【００２７】
コンピューター５２は、各位置測定ユニット１０による位置測定値に基づいて、目標軌跡に対する平面方向における誤差グラフと、鉛直方向の移動軌跡のグラフを描画し、また、各支持力発信器３０による支持力測定値に基づいてより詳細な制御用単位支持部画面を並列表示する。
【００２８】
即ち、平面方向の誤差グラフは、図７に示すように、橋桁２の移動量をＸ軸に取って目標軌跡をＸ＝０とすると共にそれに対する左右方向の誤差をＹ軸とした座標に、各位置測定ユニット１０による位置測定値の内の水平方向測定値と目標軌跡との偏差をプロットしてグラフを描画するものである。
【００２９】
鉛直方向の移動軌跡のグラフは、図８に示すように、橋桁２の移動量をＸ軸に取ると共に高さをＹ軸とした座標に、各位置測定ユニット１０による位置測定値の内の高さ方向の測定値（絶対値）をプロットしてグラフを描画するものである。尚、図中２１′，２２′，２３′は支持部２１，２２，２３を概念的に示したものである。
【００３０】
制御用単位支持部表示画面は、図９に示すように１カ所の支持部２０における４基のジャッキ２０Ａに装着した支持力発信器３０の支持力計測値を左右のガーダーＧ１，Ｇ２毎に振り分けて（即ち同一ガーダーに係る支持力測定値を加算して）棒グラフで表示すると共に、その下側に、許容値，計算値及びその±１０％の値，計測値，計測値と計算値の差，修正推奨置，高さ修正値及び修正後予測値を表によって数値表示する制御用単位支持部表示画像を形成し、図１０に示すように全ての支持部２０の制御用単位支持部表示画像を同一画面中に全て並べて表示する。修正推奨値，高さ修正値及び修正後予測値は、予め作成されたテーブル及び演算式に基づいて表示するものである。
【００３１】
尚、上記構成例では２台のコンピューター５１，５２を接続して用いたが、必ずしもこのように構成しなければならないものではなく、処理能力が充分であれば１台でも良く、逆に３台以上の複数用いても良く、適宜変更可能なものである。また、各コンピューター５１，５２に対する表示内容の割り当ても上記構成例に限定されるものではない。
【００３２】
而して、上記のごとく構成された橋桁精度管理装置１では、送り出される橋桁２の所定位置に配設された位置測定ユニット１０が、ＧＰＳ衛星からの信号電波を利用して測定した位置情報を無線によって計測室５に電送し、計測室５に設けられたコンピューター５０によって集中的に情報処理するものであるため、工事区域全域を見渡すことのできない山間地であっても、また、霧等の気象条件に拘わらず、高精度で迅速に橋桁の位置を測定してその位置情報を計測室５に伝送することができる。
【００３３】
計測室５では、これら位置情報に基づいて、コンピューター５０によって橋桁２を平面的に見た画像と目標軌跡とを重ねた画像，目標軌跡に対する平面方向における誤差グラフ，鉛直方向の移動軌跡のグラフをモニター６０に表示し、これによって、橋桁２の位置（作業進捗状況）及び目標軌跡との誤差を視覚的にも容易に把握することが可能となる。
【００３４】
また、コンピューター５０は、支持部２０のジャッキ２０Ａに設けられた支持力発信器３０から伝送された支持力情報に基づいて、モニター６０を介して、各支持部２０の単位支持部表示画像を同一画面に全て並べた画面及び各支持部２０の制御用単位支持部表示画像を同一画面に全て並べた画面を表示し、これにより、橋桁２全体の支持状態（橋桁２の反力状態）を一瞥で視覚的に把握することが可能になると共に、その都度面倒な比較計算をすることなく表示された修正推奨値，高さ修正値及び修正後予測値に基づいて支持力の制御を行うことが可能となるものである。
【００３５】
即ち、位置情報や支持力情報を得るために多数の監視員を配置すること無く、橋桁送り出し時における橋桁の位置や姿勢の把握を容易且つ短時間に行うことができると共に、その情報を視覚的に認識し得るように表示することができる。これによって精度管理を安全で合理的に行うことが可能となり、架橋工事の省力化及び工期の短縮化が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る橋梁架設時の精度管理装置によれば、ＧＰＳ位置測定装置と、該ＧＰＳ位置測定装置によって測定した位置情報を送信する無線送信装置と、それらに電力を供給する電源と、を備えた位置測定ユニットが、橋桁の所定位置に配設されると共に、離間した位置に設けられた管理施設内に、前記位置測定ユニットから送信される位置情報を受信する受信装置と、該受信装置によって受信した位置情報を演算処理する情報処理装置と、該情報処理装置によって処理された情報を表示する表示装置と、を備え、前記橋桁の支持部位に前記橋桁の反力を検知する反力検知手段が設けられると共に、該反力検知手段による検知反力が前記情報処理装置に入力され、前記情報処理装置は、前記位置測定ユニットからの検知位置情報に基づいて前記表示装置を介して前記橋桁の位置・状態を画像表示するとともに、前記反力検知手段からの検知反力情報に基づいて、前記表示装置を介して、反力値をグラフ表示、及び同一画像中に、反力値と、当該反力値と計算値との差を数値表示するよう構成されていることにより、専門の監視員を配置する必要が無く、工事区域全域を見渡すことのできない山間地や霧等の気象条件であっても高精度で迅速且つ安全に橋桁の位置情報を得ることができると共に、管理施設内の情報処理装置に迅速に伝送することができる。また、橋桁の位置・状態を画像で表示するため、工事の進展状況や橋桁の状態を視覚的に把握し得るものである。
更に、上記橋桁の支持部位に橋桁の反力を検知する反力検知手段が設けられると共に、該反力検知手段による検知反力が情報処理装置に入力され、情報処理装置は、反力検知手段からの検知反力情報に基づいて、上記表示装置を介して、反力値をグラフ表示、及び同一画像中に、反力値と、当該反力値と計算値との差を数値表示するように構成されていることにより、反力情報を得るために多数の監視員を配置すること無く支持部位における反力情報を得ることができると共に、支持部位における反力状態を視覚的に把握することができる。
【００３７】
即ち、精度管理を安全且つ合理的に行うことができ、架橋工事の省力化及び工期の短縮化に寄与し得るものである。
【００３８】
また、上記表示装置による画像表示は、平面的に見た橋桁の位置状態と目標軌跡を図形表示、目標軌跡との誤差のグラフ表示、及び鉛直方向の移動軌跡のグラフ表示を行うように構成されていることにより、橋桁の位置及び目標軌跡との誤差を視覚的に容易に把握することが可能となる。
【００４０】
また、上記表示装置により、複数の支持部位に係る上記表示を同一画面上に同時に表示するよう構成されていることにより、橋桁全体の支持状態を一瞥で視覚的に把握することが可能になり、支持力の制御が容易となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る橋梁架設時の精度管理装置の一構成例である橋桁精度管理装置の概念構成図である。
【図２】橋桁精度管理装置を適用した橋桁を示し、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図である。
【図３】図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図に相当する横断面図である。
【図４】橋桁を平面的に見た画像と目標軌跡：Ｍとを重ねた表示を示す図である。
【図５】単位支持部表示画像を示す図である。
【図６】全ての支持部の単位支持部表示画像を同一画面に全て並べた表示を示す図である。
【図７】平面方向の誤差グラフを示す図である。
【図８】鉛直方向の移動軌跡のグラフである。
【図９】制御用単位支持部表示画面を示す図である。
【図１０】全ての支持部の制御用単位支持部表示画像を同一画面に全て並べた表示を示す図である。
【図１１】送り出し架設工法を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１  橋桁精度管理装置
２  橋桁
５  計測室（管理施設）
１０  ＧＰＳ位置測定ユニット
１２  ＧＰＳ位置測定装置
１３  無線送信機（無線送信装置）
１５  バッテリー（電源）
２０（２１，２２，２３）  支持部（支持部位）
３０  支持力発信器（反力検知手段）
５０（５１，５２）  コンピューター（情報処理装置）
６０（６１，６２）  モニター（表示装置）
７０（７１，７２，７３，７４，７５）  無線受信機（受信装置）
【図１】
0004114270.tif 000002
【図２】
0004114270.tif 000003
【図３】
0004114270.tif 000004
【図４】
0004114270.tif 000005
【図５】
0004114270.tif 000006
【図６】
0004114270.tif 000007
【図７】
0004114270.tif 000008
【図８】
0004114270.tif 000009
【図９】
0004114270.tif 000010
【図１０】
0004114270.tif 000011
【図１１】
0004114270.tif 000012