令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会

第VI部門

検査技術・診断(4)[VI-299] トラス橋点検ロボットの開発
Development of Truss Bridge Inspection Robot〇新村 祐一1、紺野 康二1、古田 悠佳2 （1.首都高技術（株）、2.首都高速道路（株））〇Yuichi Shinmura1, Koji Konno1, Haruka Furuta2 （1.Shutoko Engineering Co.,ltd, 2.Metropolitan
Expressway Co.,ltd）
キーワード：橋梁、トラス、ロボット、効率化
Bridge, Truss, Robot, Efficiency
首都高速湾岸線の荒川河口部には,7径間連続のゲルバートラス橋が架かっており,橋長840m,幅員45.5m,支間長150mである.
本構造物の点検項目の1つとして点検通路からの目視点検を行っているが,死角箇所の存在が課題となっている.
本件では,この問題を踏まえ,目視点検時の死角箇所を減らすことを目的に点検ロボットを開発し,その有効性を検討した.

©公益社団法人土木学会

VI-299

令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会

トラス橋点検ロボットの開発
首都高技術(株) 正会員
首都高技術(株) 正会員
首都高速道路(株) 正会員

○新村紺野
古田祐一
康二
悠佳

仕組みとして,駆動部を内蔵したラテラルを抱え込むようなロボットを製作し,ラテラルをレールとみなして走行しながら必要部分を撮影する.カメラは走行部から伸縮する腕部の先端に設置する.

１． はじめに
首都高速湾岸線の荒川河口部には7径間のゲルバートラス橋が架かっており,橋長840m,幅員45.5m,支間長150mである.(図1).
本構造物の点検項目の1つとして点検通路からの目視点検を行っているが、死角箇所の存在が課題となっている.
本件では,この問題を踏まえ,目視点検時の死角箇所を減らすことを目的に点検ロボットを開発し,その有効性を検討した.
側 面 図

鋼7径間ゲルバートラス橋（中央径間の吊桁は鋼床版箱桁橋）橋長 L=840000
125000150000125000
40000
70000
40000

120000
ゲルバー部

M

FF

M

FM

M

F

24900

100000隣接径間(東京側)
鋼単純鈑桁橋F

120000100000隣接径間(千葉側)
鋼単純鈑桁橋

ゲルバー部

M

M

FM
F

60000

〔湾-751〕P201〔湾-752～753〕
P202
鋼製ラーメン橋脚(2本柱)〔湾-754～755〕
P203
鋼製ラーメン橋脚(2本柱)側面図〔湾-756～758〕
P204
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-759～761〕
P205
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-762～764〕
P206
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-765～767〕
P207
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)図 3 ラテラル走行ロボット〔湾-768〕P208

４．点検ロボットの試行点検

断面図

図 1 トラス橋

２．目視点検の課題
図2に示すように,点検通路からの目視点検時に床版と鋼桁全体を点検できる範囲は,点検通路付近のみとなっている.また,点検通路と反対側の鋼桁ウェブ・上フランジ下面については全てが死角箇所となっている.

(1)点検ロボット本体
ベースとなる走行装置には,リチウムイオンバッテリーを備えたモーターを搭載し,リモコン操作によって進行方向の変換と走行スピードの調整を可能とした.また, 損傷箇所をまんべんなく高精細に撮影できるように,ロボット上面にはwifi経由でタブレット等から自由自在に操作可能なジンバルと4K撮影が可能なビデオカメラを搭載した.
さらに安全対策として,ガイドライン（ラテラル）からの逸脱を防止するため,折り畳み式のガイドローラーと落下防止のためのワイヤータイプのフェールセーフを備えた.(図4-1).
(2)点検箇所と点検対象物
点検箇所は,トラス上弦材,中央径間より2主構目(図4-2).とし,点検対象はRC床版,鋼桁,中間対傾構,支承とした.

図 2 点検通路からの視認範囲

３. 点検ロボットの開発
開発にあたり,現場での適応性,費用対効果等が高いものを考慮し,ラテラル走行ロボット（以下,点検ロボット）(図3).を開発した.

図 4-1 点検ロボット

キーワード：橋梁、トラス、ロボット、効率化
連絡先：〒104-0041

東京都中央区新富 1-1-3

首都高速道路(株)新富分室 5 階

令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会© Japan Society of Civil Engineers- VI-299 -TEL：03-3552-6832

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側 面 図
120000

MFF

120000

目視点検結果

ゲルバー部

M

FM

M

F

24900

100000隣接径間(東京側)
鋼単純鈑桁橋

鋼7径間ゲルバートラス橋（中央径間の吊桁は鋼床版箱桁橋）橋長 L=840000
125000150000125000
40000
70000
40000

F

100000MM

隣接径間(千葉側)
ロボット点検結果
鋼単純鈑桁橋

ゲルバー部

FMF

60000

〔湾-751〕P201〔湾-752～753〕
P202
鋼製ラーメン橋脚(2本柱)〔湾-754～755〕
P203
鋼製ラーメン橋脚(2本柱)〔湾-756～758〕
P204
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-759～761〕
P205
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-762～764〕
P206
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-765～767〕
P207
鋼製ラーメン橋脚(3本柱)〔湾-768〕
P208

ロボット点検結果

目視点検結果図 4-2 点検箇所

５．点検結果試行を行った格間において,目視点検時では2件の損傷が確認されていたが,ロボット点検によって24件の損傷が確認された.点検通路から目視不可能な箇所でも損傷が多数確認されており,当初の目的である「目視点検の補完」に有効的であることが分かった. (表5,図5-2).
また,検査路上から視認可能な範囲は,床版全体の約 27 ％ （3/11 格間 ） , 桁ウ ェ ブ につ いて は 約 29 ％（7/24面）,上フランジ下面については約25％（6/24面）と限られていたが,点検ロボットを使用することで,床版全体の約81％（9/11格間）,桁ウェブ・上フランジ下面ともに約75％（18/24格間）の確認が可能となった.
また,点検通路からの目視点検結果と比較したところ,遠望目視では不鮮明であった損傷に対し,ロボットによって近接で撮影することで損傷状況を明確に判断することが可能となった.(図5-1).

６．まとめ
今回,目視点検の補完を目的として,トラス上弦材のラテラル部材を走らせるロボット及び市販のカメラを用いて試行点検を行った.この結果,これまで目視不可となっていた部材の死角の損傷を多数確認でき,目視の打替え手法として有効であることが確認できた.
今後は,コンクリート構造物の“浮き”をはじめとした触手や打音検査によって確認する損傷に対して,赤外線カメラなどの非接触損傷検知技術を搭載することを検討していく.

図 5-1 点検結果比較
表 5 損傷内容内訳
損傷箇所

部位

損傷概要

①G3~G4

RC床版

ひび割れ②G3~G4

中間対傾構

塗膜割れ

③G3~G4

RC床版

剥離

④G4

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ

⑤G4

垂直補剛材

発錆

⑥G4

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ⑦G5

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ⑧G5

鋼桁I桁ウェブ・下フランジ

発錆

⑨G5

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ⑩G5～G6

中間対傾構発錆⑪G5

鋼桁I桁下フランジ発錆

⑫G6

鋼桁I桁ウェブ

発錆

⑬G7

鋼桁I桁ウェブ・下フランジ

発錆

⑭G8

鋼桁I桁下フランジ発錆

⑮G8

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ

⑯

G8~G9

RC床版

豆板

⑰G10

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ

⑱

G10

鋼桁I桁下フランジ

塗膜割れ

⑲G10

鋼桁I桁下フランジ

発錆

⑳G11

鋼桁I桁下フランジ

発錆

㉑G11

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ㉒G11~G12

RC床版

ひび割れ

㉓G12

鋼桁I桁ウェブ

塗膜割れ

㉔G12

鋼桁I桁ウェブ垂直補剛材

発錆

図 5-2 損傷位置図（平面図）

令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会© Japan Society of Civil Engineers- VI-299 -