JP2000227333A - 橋梁の形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで簡単且つ高精度に橋桁形状の計測
を可能とする橋梁の形状測定装置を提供する。 【解決手段】 自動測量装置１２は、橋桁１に敷設され
たガイドレール１４に沿って測定点Ｐを結んで順次移動
し、各測定点Ｐで主塔２に固定された反射ターゲット１
１にレーザー光を投射すると共にその反射ターゲット１
１からの反射光を受光し、反射ターゲット１１までの距
離と角度を測定して反射ターゲット１１の位置（基準位
置）に基づいて当該自動測量装置１２の三次元方向の座
標値を演算すると共に設計値との誤差を演算して出力す
るように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁における橋桁
の架設形状を設計値と比較するために測定する橋梁の形
状測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁の架設時においては、架設中に生ず
る誤差，設計段階での誤差，製作段階における誤差等に
より、設計時に仮定した形状・応力状態とならないこと
が多い。

【０００３】特に斜張橋は、高次の不静定構造物であり
且つ柔構造物であるために設計の自由度が高い反面、設
計時に定めたケーブルの張力，主桁・主塔の形状誤差が
内部応力に与える影響が大きく、施工時に出来形の精度
管理を行って誤差を許容値以内に収める必要がある。

【０００４】このような精度管理のために橋桁形状を測
定する際には、図４に示した斜張橋に適用した場合の概
念構成を示す水レベル連通管が用いられる。これは、主
塔２に設けられた基準管４１と橋桁１の測定点に立設し
た測定管４２の底部を連通させてその中に基準管４１の
水位が所定位置となるように水を充填し、橋桁１の所定
位置（例えば上面）と測定管４２内の水位の鉛直距離：
Ｘを計測することで、当該測定点における橋桁１の高さ
を測定するものである。

【０００５】この測定構成では、架設施工時に主桁の高
低変化が大きい場合や、仮設機材が主桁上の測定点に位
置している場合等、測定管の設置が困難なこともあり、
そのような場合では、測定点における水圧を測定してそ
の水圧を高さに換算する方法も考えられている。

【０００６】また、近時、レーザー光を反射ターゲット
に投射すると共にその反射ターゲットからの反射光を受
光し、反射ターゲットまでの距離と角度を測定してその
測定値から目標部材の絶対座標値を得る自動測量装置を
用いることも考えられている。即ち、図５に示すよう
に、橋桁１の測定点に各々反射ターゲット５２を立設
し、基準位置に固定された自動測量装置５１で各測定点
の反射ターゲット５２を順次視準して各々の絶対座標値
を得ようとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水レベ
ル連通管では、設備が大掛かりとなって据え付け・配管
作業に手間が掛かり、コストを要するものであった。ま
た、水を用いるために冬季や寒冷地等、凍結の虞のある
環境では用いることができないという問題もある。

【０００８】また、自動測量装置を用いるものでは、同
一視野内に複数の反射ターゲットがあるとその同定が不
能となるために反射ターゲットの設置が難しいと共に基
準位置となる自動測量装置の設置位置が限られ、更に、
多数の反射ターゲットが必要となって計測コストが高く
なるという問題がある。

【０００９】本発明は、上記解決課題に鑑みてなされた
ものであって、低コストで簡単且つ高精度に橋桁形状の
計測を可能とする橋梁の形状測定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
明に係る橋梁の形状測定装置は、動駆動手段を備え、基
準位置に固定された目標部材を視準することで当該目標
部材の位置を基準として少なくとも高さ方向の位置を測
定し得る位置測定装置が、橋桁の予め定められた複数の
測定点を結ぶ経路で移動可能に設けられ、前記位置測定
装置が前記測定点間を移動して各測定点でその都度前記
目標部材を視準してその測定結果を出力するように構成
されていることを特徴とする。

【００１１】また、上記位置測定装置は、上記橋桁に複
数の測定点を結ぶ経路で配設された案内部材に沿って移
動するよう構成されていることを特徴とする。

【００１２】更に、上記位置測定装置は、上記目標部材
の位置を基準として三次元方向の位置を測定し得るよう
に構成されていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る橋梁の形状測定装置
の一構成例を斜張橋の橋桁１の形状測定に適用した概念
構成を示し、図２はそのブロック構成図である。

【００１５】形状測定装置１０は、目標部材としての反
射ターゲット１１と、位置測定装置１２と、制御部１３
とにより構成されている。

【００１６】反射ターゲット１１は、位置測定装置１２
から投射されるレーザー光をその入射方向に反射するも
のであり、橋梁の主塔２の所定位置に後述する走行ガイ
ド１４に向けて固定されている。この反射ターゲット１
１の設置位置が基準位置となる。

【００１７】位置測定装置１２は、図３（Ａ）に正面
図，（Ｂ）に側面図，（Ｃ）に平面図を示すように、移
動駆動機構としての走行装置２０の上面に、自動測量装
置３０が設けられて構成されている。

【００１８】自動測量装置３０は、投・受光部３１と、
この投・受光部３１を作動制御する測量制御部３２（図
２に示す）とにより構成されている。

【００１９】投・受光部３１は、上下左右方向にそれぞ
れ所定の角度揺動可能となっており、レーザー光を反射
ターゲット１１に向けて投射すると共にその反射ターゲ
ット１１からの反射光を受光する。

【００２０】測量制御部３２は、後述する入力装置１６
から制御部１３を介して入力されて図示しないメモリに
保持した反射ターゲット１１の位置（基準位置）情報と
各測定点の設計座標値情報に基づいて、投・受光部３１
を上下左右に揺動駆動して反射ターゲット１１を探して
反射ターゲット１１までの距離と角度を計測し、反射タ
ーゲット１１の位置（基準位置）に基づいて当該自動測
量装置の三次元方向の座標値を演算してその結果を制御
部１３に出力するようになっている。

【００２１】走行装置２０は、本体２１の四隅に車輪２
２が配設されると共に、橋桁１の上面に敷設された走行
ガイド１４との嵌合部２１Ａが形成されており、嵌合部
２１Ａが走行ガイド１４に嵌合した状態で車輪２２が図
示しない駆動モーターによって回転駆動され、走行ガイ
ド１４に沿って移動するようになっているものである。

【００２２】走行ガイド１４は、本構成例ではＴ形鋼に
よって形成され、橋桁１の予め定められた測定点：Ｐ
（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を結ぶように敷設されている。ま
た、その各測定点：Ｐには、図１には示さないがリミッ
トスイッチ等の位置センサ１５が設けられており、この
位置センサ１５が走行装置２０（即ち位置測定装置１
２）を検知した情報を制御部１３に入力するようになっ
ている。

【００２３】制御部１３は、位置センサ１５からの入力
情報に基づいて位置測定装置１２の走行装置２０の駆動
制御を行うと共に、自動測量装置３０の測定制御を行
う。

【００２４】また、制御部１３は、入力装置１６から入
力されて図示しないメモリに保持した反射ターゲット１
１の位置（基準位置）情報及び各測定点の設計値情報に
基づいて測定結果の演算を行う。尚、当該制御部１３と
位置測定装置１２の情報の伝達は、無線又は有線の何れ
によっても良いものである。

【００２５】制御部１３による走行装置２０の駆動制御
は、車輪２２の回転駆動によって当該位置測定装置を走
行させると共に位置センサ１５からの検知情報によって
駆動を停止させ、当該測定点：Ｐにおいて自動測量装置
３０による測定が終了した後、走行を再開させる。即
ち、位置測定装置１２を、走行ガイド１４に沿って位置
する各測定点：Ｐに順次停止させるようにシーケンシャ
ルに移動制御するものである。

【００２６】制御部１３による自動測量装置３０の制御
は、位置測定装置１２が停止した各測定点：Ｐにおいて
測定を開始し、自動測量装置３０から入力される位置測
定装置１２の座標値（即ち測定点：Ｐの座標値）と、測
定点：Ｐの設計座標値情報に基づいてその差を演算す
る。その結果は、モニターやプリンタ等の出力装置１７
を介して出力され、また、オンラインで接続された当該
情報を利用する精度管理システム等に出力される。尚、
測定値と設計値の差の演算は、自動測量装置３０の測量
制御部３２において行うように構成しても良いものであ
る。

【００２７】而して、上記のごとく構成された形状測定
装置１０では、位置測定装置１２が測定点：Ｐ（Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３）を結ぶように敷設された走行ガイド１４に
沿って移動し、各測定点：Ｐで順次停止して当該位置の
測定を行い、その座標値及び設計値との誤差を演算して
出力するものである。これにより、橋桁１の出来形を把
握できる。また、本構成例では、測定点：Ｐにおける三
次元の座標値及び設計値の誤差を測定するものであるた
め、橋桁１の高さ方向のみでなく橋桁の水平方向の通り
芯の誤差も測定できるものである。

【００２８】この構成では、反射ターゲット１１は一つ
で良いため、低コストで簡単且つ高精度に主桁形状を計
測できるものである。

【００２９】尚、上記構成例では、橋桁１の上面に敷設
された走行ガイド１４が位置測定装置１２の測定点：Ｐ
間の移動案内を行うように構成されているが、案内部材
の形状や配設位置はこれに限るものではない。また、測
定点に停止させる位置センサもリミットスイッチに限ら
ず適宜変更可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による橋梁の
形状測定装置によれば、移動駆動手段を備え、基準位置
に固定された目標部材を視準することで当該目標部材の
位置を基準として少なくとも高さ方向の位置を測定し得
る位置測定装置が、橋桁の予め定められた複数の測定点
を結ぶ経路で移動可能に設けられ、位置測定装置が測定
点間を移動して各測定点でその都度前記目標部材を視準
してその測定結果を出力するように構成されていること
により、目標部材は一つで良く、また、目標部材が同一
視野内に複数位置してその同定が不能となることがない
ため、低コストで簡単且つ高精度に橋桁形状の計測が可
能となるものである。

【００３１】また、位置測定装置が、橋桁に複数の測定
点を結ぶ経路で配設された案内部材に沿って移動するよ
う構成されていることにより、確実で安定した移動が可
能となり、測定精度を向上できるものである。

【００３２】更に、位置測定装置が、目標部材の位置を
基準として三次元方向の位置を測定し得るように構成さ
れていることにより、橋桁の高さ方向のみでなく水平方
向の通り芯も計測できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る橋梁の形状測定装置の一構成例を
斜張橋の橋桁の形状測定に適用した概念構成図である。

【図２】形状測定装置のブロック構成図である。

【図３】位置測定装置を示し、（Ａ）は正面図，（Ｂ）
は側面図，（Ｃ）は平面図である。

【図４】従来例としての水レベル連通管による測定の概
念構成図である。

【図５】従来例としての自動測量装置を用いる測定の概
念構成図である。

【符号の説明】

１ 橋桁 １０ 形状測定装置 １１ 反射ターゲット（目標部材） １２ 位置測定装置 １４ ガイドレール（案内部材） ２０ 走行装置（移動駆動機構） Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３） 測定点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 忠幸 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 検査計測株式会社内 (72)発明者 鈴木 利彦 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 検査計測株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 BB08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動駆動手段を備え、基準位置に固定さ
   れた目標部材を視準することで当該目標部材の位置を基
   準として少なくとも高さ方向の位置を測定し得る位置測
   定装置が、橋桁の予め定められた複数の測定点を結ぶ経
   路で移動可能に設けられ、前記位置測定装置が前記測定
   点間を移動して各測定点でその都度前記目標部材を視準
   してその測定結果を出力するように構成されていること
   を特徴とする橋梁の形状測定装置。
2. 【請求項２】 上記位置測定装置は、上記橋桁に複数の
   測定点を結ぶ経路で配設された案内部材に沿って移動す
   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
   の橋梁の形状測定装置。
3. 【請求項３】 上記位置測定装置は、上記目標部材の位
   置を基準として三次元方向の位置を測定し得るように構
   成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   橋梁の形状測定装置。