JP2001073316A - 沈下測定方法、及び沈下測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両が走行している道路面や軌道敷の任意の場
所を、車両を走行させながら連続的に計測し、表面沈下
の有無を迅速且つ正確に測定すること。 【解決手段】レーザー光を沈下測定対象面に所定の角度
で斜めに照射して、前記沈下測定対象面による反射光を
測定することによってレーザー光が照射される部位まで
の距離の変化をレーザー測距手段を用いて測距し、この
レーザー測距手段で検出した距離の変化に基づいて前記
沈下測定対象面の沈下量を演算するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路面の沈下や地盤沈下
等を非接触で計測する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既に供用されている道路、鉄道等の公共
交通構造物の真下を掘削して、立体交差等の新たな構造
物を構築する工事において、工事中及び供用後の既存構
造物の過度の不等沈下は、通過車両の安全確保に大きな
影響を及ぼし、人命に関わる災害発生の原因にもなりか
ねないため、沈下管理及びその対応は最優先で行われな
ければならない。従来、この種の管理は、既存通過交通
機関に及ぼす影響を考慮して、夜間等の交通量の少ない
時間帯に、一時的に交通を遮断して人海戦術で行われた
り、道路では路肩、中央分離帯等の通過交通に直接影響
を及ぼさない箇所に、反射プリズム等の視準点を設置し
て、定期的に計測を行う等で対応してきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は、計測頻度や計測箇所が限定されるという問題点を抱
えており、通過交通に左右されない沈下測定方法の確立
が求められていた。

【０００４】そこで、本発明は、車両が走行している道
路面や軌道敷の任意の場所を、車両を走行させながら連
続的に計測し、表面沈下の有無を迅速且つ正確に測定す
ることを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
の沈下測定方法においては、レーザー光を沈下測定対象
面に所定の角度で斜めに照射して、前記沈下測定対象面
による反射光を測定することによってレーザー光が照射
される部位までの距離の変化をレーザー測距手段を用い
て測距し、このレーザー測距手段で検出した距離の変化
に基づいて前記沈下測定対象面の沈下量を演算するよう
にした。請求項２の沈下測定装置においては、レーザー
光を沈下測定対象面に所定の角度で斜めに照射して、前
記沈下測定対象面による反射光を測定することによって
レーザー光が照射される部位までの距離の変化を検出す
るレーザー測距手段と、このレーザー測距手段で検出し
た距離の変化に基づいて前記沈下測定対象面の沈下量を
演算する演算手段と、を備えるという手段を講じた。請
求項３の沈下測定装置では、沈下量の測定値を、時系列
データとして蓄積するデータ蓄積手段と、蓄積された時
系列データを統計処理する処理手段と、この処理手段に
よる処理結果に基づいて沈下特性を判断する判断手段
と、を備えるという手段を講じた。

【０００６】なお、距離の変化を沈下量に変換する演算
手段は、マイコンを用いたデジタル演算装置でも、その
他のアナログ的な演算方式でもよい。また、沈下測定対
象面は、道路等の路面に限らず、地盤や建物等の沈下を
計測することも可能である。そして、レーザー測距手段
と演算手段もしくは各種の処理手段との距離が離れてい
る場合には、種々の通信手段を介してデータのやりとり
を行うものとする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる沈下測定
方法に用いる装置の実施の形態を、図１に基づいて詳細
に説明する。

【０００８】図１において、１は本発明の沈下測定装置
の要部を構成するレーザー測距手段であり、レーザー光
線を照射して、反射光を測定し、反射点までの距離を測
定して距離信号を出力する測距機能１０を備えている。
また、このレーザー測距手段１は、モータドライブ機構
１１と、このモータドライブ機構１１を用いて、レーザ
ー光の照射角度を指定された方位角・俯角に設定する角
度設定機能１２と、現在の照射角度を電器信号として出
力する角度信号出力機能１３と、通信回線を介してパソ
コン３との通信を行う通信機能１４とを備えている。こ
の通信機能１４は有線通信でも無線通信でもよい。な
お、前記パソコン３には、レーザー測距手段で検出した
距離の変化に基づいて路面の沈下量を演算する演算手段
と、沈下量の測定値を時系列データとして蓄積するデー
タ蓄積手段と、蓄積された時系列データを統計処理する
処理手段と、処理手段による処理結果に基づいて沈下特
性を判断する判断手段とを備えている。

【０００９】４は沈下測定対象面としての路面であり、
中央部分と両端部分の三カ所の沈下を監視する場合を示
している。

【００１０】図２において、５は光路の途中に配設され
た反射鏡であり、入射角の調節、防音壁等の障害物や、
測量機の設置場所と測定場所の位置関係から、レーザー
光がドライバーの運転に悪影響を及ぼすような場合に、
適当な場所に設置する。通信機能１４として有線通信を
採用した場合には、レーザー測距手段１の内部において
ＲＳ−２３２Ｃ規格で変換器まで伝送し、変換器におい
てはさらに長距離伝送に強いＲＳ−４２２規格の信号に
変換して送出するように構成するとよい。このとき、パ
ソコン３側では、再びＲＳ−２３２Ｃ規格に変換してパ
ソコンと接続するように構成する。

【００１１】次に、レーザー測距手段１を用いた沈下量
の演算方法を、図３に基づいて説明する。まず、計測開
始にあたって、前記レーザー測距手段１から計測点まで
の距離の平均値（Ｌａ）を確定しておく。このときは、
レーザー光を、所望の測定点に照射して、その反射光を
分析して計測点までの距離を求めるのである。なお、こ
の平均値( Ｌａ）は、季節変動等を加味して、種々の条
件に対応できるように複数種類確定しておくとよい。レ
ーザーの照射角度はθとする。しかる後に計測を開始す
る。そして、前記レーザー測距手段１による計測値（反
射光による計測距離）がＬｓであるときの沈下量ΔＨは
次式で求める。 ΔＨ＝（Ｌｓ−Ｌａ）×sin θ このようにして、路面の沈下量を、距離の変化量と傾斜
角度より求めるのである。

【００１２】なお、路面の沈下の進行は極めて緩慢であ
るのに対して、車両の通行による瞬間的な距離の変化や
路面の上下振動等は極めて短時間の変化であるので、計
測値から短時間の変化を排除することによって、実際の
路面の沈下量を抽出して計測することができるのであ
る。このように、路面の沈下量には、通過車両による弾
性沈下もあるので、毎回の計測値の変化が、路面の沈下
によるものか、それ以外の外乱によるものかを判定する
必要がある。

【００１３】このようにして、上記構成の沈下測定装置
によれば、車両の通行量の多い道路であっても、通行を
禁止したり制限したりすることなく、無人で連続的に計
測できるので、徐々に進行する路面の沈下を継続して観
測することができ、事故の予防や、補修時期の予測が可
能となり、計画的で且つ安全な道路管理が可能となるの
である。

【００１４】また、図４に示したように、レーザー測距
手段１の高さをＨ、沈下前の距離をＬｂ、測定点を見下
ろす角度をθｂとしたとき、沈下によってレーザー測距
手段１によって計測した距離Ｌｂが変化した場合、測定
点を見下ろす角度θ’は、 θ’＝tan-1 （（Ｈ＋ΔＨ）／Ｌ） となる。そこで、レーザー測距手段１の角度をθ’に変
更して計測した距離をＬｂｓとすると、 沈下量＝Ｌｂｓ×sin θ’−Ｌｂ×sin θｂ として算出できる。また、路面だけでなく、地盤の沈下
や建物の沈下等を非接触で離れた位置から無人で連続的
に計測することが可能となるのである。

【００１５】

【発明の効果】本発明の請求項１の沈下測定方法と、請
求項２の沈下測定装置によれば、路面等の沈下量を、非
接触で連続的に計測できるので、実際に車両が走行して
いる状態で正確に且つ無人で計測することが可能になっ
たのである。そして、請求項２の沈下測定装置によれ
ば、沈下量の測定値を蓄積して統計処理して沈下特性を
判断するので、さらに再現性の高い計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる沈下測定方法に用いる装置によ
る計測方法を説明する図である。

【図２】反射鏡を用いた実施形態の沈下測定装置による
計測方法を説明する図である。

【図３】沈下測定装置による計測原理を説明する図であ
る。

【図４】沈下測定装置による別の計測原理を説明する図
である。

【符号の説明】

１ レーザー測距手段 １０ 測距機能 １４ 通信機能 ３ パソコン、演算手段 ３ パソコン、データ蓄積手段 ３ パソコン、処理手段 ３ パソコン、判断手段 ４ 沈下測定対象面、路面 ５ 反射鏡

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D053 AA32 AB01 AD01 FA03 2F065 AA02 AA06 AA19 BB29 CC14 CC40 DD03 DD06 FF61 FF65 GG04 HH12 JJ08 LL12 PP22 QQ23 2F112 AD00 BA05 BA06 CA06 CA12 DA25 FA03 FA21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー光を沈下測定対象面に所定の角度
   で斜めに照射して、前記沈下測定対象面による反射光を
   測定することによってレーザー光が照射される部位まで
   の距離の変化をレーザー測距手段を用いて測距し、この
   レーザー測距手段で検出した距離の変化に基づいて前記
   沈下測定対象面の沈下量を演算することを特徴とする沈
   下測定方法。
2. 【請求項２】レーザー光を沈下測定対象面に所定の角度
   で斜めに照射して、前記沈下測定対象面による反射光を
   測定することによってレーザー光が照射される部位まで
   の距離の変化を検出するレーザー測距手段と、このレー
   ザー測距手段で検出した距離の変化に基づいて前記沈下
   測定対象面の沈下量を演算する演算手段と、を備えてい
   ることを特徴とする沈下測定装置。
3. 【請求項３】沈下量の測定値を時系列データとして蓄積
   するデータ蓄積手段と、蓄積された時系列データを統計
   処理する処理手段と、この処理手段による処理結果に基
   づいて沈下特性を判断する判断手段と、を備えたことを
   特徴とする請求項２に記載の沈下測定装置。