JP2001164519A - 橋梁鋼ｉ桁保守・点検装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路構造物橋梁鋼Ｉ桁の保守・点検作業にお
いて、道路規制を行うことなく作業を行い費用を低減す
る。 【解決手段】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂する懸垂手
段を備え、遠隔操作により走行する走行手段と、前記下
フランジの継手部を検知するセンサーの検知信号をうけ
て前記継手部の段差を乗越える段差乗越手段と、左右の
懸垂部の幅を前記下フランジの任意の幅に調整する拡幅
調整手段と、前記下フランジを押上げる押上げ手段と、
落下防止手段と、遠隔操作により回動自在の４軸作業ア
ームの先端に保守・点検用治具の装着手段を備えた観測
手段と、前方障害物を遠隔操作により監視する監視手段
と、保守・点検結果を送信する送信手段と、遠隔操作用
受信手段とを備えてなる橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路構造物の橋梁
鋼Ｉ桁もしくは一般構造物の保守・点検装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路構造物の輻輳した道路裏面の
橋梁鋼Ｉ桁の保守・点検を行う場合、保守・点検道路の
下方の他車線を閉鎖する等道路規制を行い、保守・点検
作業者が、例えば、高所作業車又は仮設足場等に乗り保
守・点検部位に接近し、保守・点検を行っていた。ま
た、公知のものでは、点検対象部位近くに点検ロボット
用案内レールをその都度架設し、その案内レールを経路
とした点検ロボットによる点検方法等があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の重交通路での保
守・点検作業は、道路規制による交通渋滞を来たすこと
があり、そのため比較的交通量の少ない夜間の作業が行
われていた。また、保守・点検作業は高所作業であるこ
とと、外気に晒されて常に上向きで注意力を落とさずに
行う必要があり、所謂、３Ｋ作業（危険、汚い、きつ
い）として、保守・点検作業者の生活リズムを狂わせる
要因につながり健康衛生を損なう問題等があった。ま
た、夜間の道路規制には、報知用電光装置の費用、点検
部位の照明設備費用、作業車の賃貸費用や保守・点検作
業者、仮設足場を建設する高所作業者等の夜間勤務によ
る人件費のコストアップ等の問題があった。また、ロボ
ット点検の場合は、その都度、点検部位付近に案内レー
ルを架設して行う工事費等の問題があった。一方、車両
の大型化を含む道路障害の多様化等が見られ、道路の健
全性の確認等から、橋梁の保守・点検作業の改善がます
ます重要視されるようになってきている。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するため提案さ
れたものであり、保守・点検作業のための道路規制をな
くし、また、従来の保守・点検方法が必要とした付帯設
備費の低減や、効率的な保守・点検作業によるコスト低
減が期待できる最も作業性に優れた保守・点検装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置は、橋梁鋼Ｉ桁
下フランジに懸垂する懸垂手段を備えて遠隔操作により
走行する走行台車と、前記走行台車に装着された保守・
点検手段と、その保守・点検結果の表示もしくは記憶の
うち少なくとも一方だけを行う出力手段とからなるもの
である。

【０００６】また、鋼Ｉ桁下のフランジに懸垂して走行
する走行手段を備え、遠隔操作により駆動される台車
に、前記下フランジの継手部を検知する検知手段を設
け、前記検知手段の検知信号をうけて前記継手部の任意
高さの段差を乗越える段差乗越手段と、前記下フランジ
の任意の幅に追従する拡幅調整手段と、前記台車の中央
部上面に押付ローラを設けて前記下フランジの下面を押
上げる押上げ手段と、前記台車の懸垂部の頂部に落下防
止手段とを備えたものである。

【０００７】また、保守・点検手段として、前記保守・
点検装置の下面から接続され、遠隔操作により回動自在
の４軸作業アームを備え、前記作業アームの最先端軸に
保守・点検用治具の装着手段を備えている。そして、橋
梁自体の経時的な鋼構造体の溶接部の割れ、腐食、水漏
れ、塗装剥がれ等を広範囲にわたり観測し、リアルタイ
ムに情報収集可能なるよう出力手段を備えたものであ
る。

【０００８】また、鋼Ｉ桁の下フランジに懸垂する懸垂
手段を備えて遠隔操作により走行する台車に、前方障害
物を遠隔操作により観測する監視カメラと、前記監視カ
メラが観測した映像を送信する手段とを備えたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による橋梁鋼Ｉ桁保
守・点検装置の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明
する。

【００１０】図１は、本発明の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装
置の全体構造を示す斜視図である。図２は、台車が、鋼
Ｉ桁下フランジ上面を走行する状態を示す平面図であ
る。図３は、台車が、鋼Ｉ桁下フランジ継手部の段差乗
越え前の走行状態を示す側面図である。図４は、台車
が、鋼Ｉ桁下フランジ継手部の段差乗越え中の走行状態
を示す側面図である。１は台車、２は懸垂部、３は駆動
ローラ昇降部、４は駆動ローラ、５は補助ローラ、６は
センサー、７は押付ローラ、８はローラ、９は前方障害
物用監視カメラ、１０は４軸作業アーム、１１は保守・
点検用治具、１２は落下防止用フック、１３は電気ユニ
ット、１４はアンテナ、１６は係止部、Ａは鋼Ｉ桁下フ
ランジである。

【００１１】図１及び２において、台車１に設けられた
懸垂部２、２２は、左右一対として前後に配設され、駆
動ローラ昇降部３に装着された駆動ローラ４（合成樹脂
又は金属製）を介して、鋼Ｉ桁下フランジＡの両縁部上
面ａ（斜線部）に懸垂するよう形成され、前記駆動ロー
ラ昇降部３に装着された駆動ローラ４は、可逆転駆動モ
ータ付き駆動ローラであって、懸垂部２ａの中央部にお
いて上下可動に形成され、無線遠隔操作により駆動制御
されている。また、補助ローラ５（合成樹脂又は金属
製）は、駆動ローラ４の前後にそれぞれ配設され、駆動
ローラ４と補助ローラ５は共に、前記下フランジＡの両
側縁部ａの幅を１８ｍｍ以内に設定されて構成されてい
る。これは前記下フランジＡの継手部の接続ボルトｂお
よび主桁補強材ｇ（図５）を避けるための橋梁設計寸法
に基づくものである。また、ローラ８は、前記下フラン
ジの両縁部に接し、回動するよう形成されている。

【００１２】図３及び４において、段差乗越手段は、台
車１が鋼Ｉ桁下フランジＡの継手部に差掛かったとき、
懸垂部２ａの前方に備えられたセンサー６の検知信号を
受けて、上下可動の駆動ローラ４を前記下フランジ継手
部ｃのスプライスプレートｄの高さに設定して通過し、
そして、通過後は直ちにもとの高さに復元するよう形成
されている。また、駆動ローラ４の前後に配設された補
助ローラ５は、予めスプライスプレートｄの設計寸法の
高さに設定可能に形成されている。また、センサー６
は、台車１の逆方向の走行を考慮して、懸垂部２ａの前
後に配設されている。また、前記駆動ローラ４の上下可
動の高さは、鋼Ｉ桁下フランジ板厚の寸法変化（１０〜
４０ｍｍ）に対応可能に形成されている。

【００１３】図５は、懸垂部の拡幅調整機構を示す断面
図である。図６は、懸垂部の拡幅調整機構を示す平面図
である。２、２２は懸垂部、２ａは懸垂部の上部、２ｂ
は懸垂部の下部である。図において、拡幅調整機構は、
鋼Ｉ桁下フランジＡの幅が設計条件により寸法変化（幅
２５０〜６５０ｍｍ、テーパ（最大）１／５）があり、
懸垂部２、２２が前記下フランジＡの幅寸法ｅに、追従
できるよう形成されたものである。そのため、台車１に
設けられた支承部１６の中央部に定加重ばね１８、２８
を設置、自由端１８ａ、２８ａを懸垂部２ｂ、２２ｂに
張着することにより、左右の懸垂部２、２２を常時中央
部に引き寄せている。また、懸垂部２ａ、２２ａは、回
転軸１９ａ、１９ｂを軸として回動自在に形成されてい
るため前記下フランジの両側縁部ｆ、ｈのテーパｅに沿
ってローラ８ａ、８ｂが追従転動する。また、懸垂部２
ｂ、２２ｂにラック１５ａ、２５ｂを固着し、他端（自
由端）のラック１５ａ、２５ｂと、支承部１６に装着さ
れた歯車１７とを噛合させ、相対する懸垂部２２、２２
ａとが均等の距離に移動するよう形成されている。以上
のように形成されているため、前記下フランジＡの幅の
変化ｅに応じ蛇行することなく円滑に走行する。また、
前記拡幅調整寸法は、鋼Ｉ桁フランジＡの設計寸法に基
づく幅ｅにより大きく分類した領域で、ラック１５、２
５及び定加重ばね１８、２８の長さについて互換性を持
たせるよう形成されている。

【００１４】また、走行台車１の支承部１６の上方に押
付ローラ７を前後２個設け、定加重ばね２１、３１を支
承部１６に配設し、定加重ばね２１ａ、３１ａの自由端
を押付ローラ７の軸受７ａに接続し、鋼Ｉ桁下フランジ
Ａを下方から押上げている。これにより、前記下フラン
ジの橋梁構造上の勾配（±１／１０）に対するスリップ
防止と、駆動ローラ４の上面からの過圧を調整してい
る。

【００１５】また、落下防止用フック１２ａ、１２ｂ
は、懸垂部２ａ、２２ｂに設けられた駆動ローラ４及び
補助ローラ５が共に鋼Ｉ桁下フランジの両側縁部上面ａ
から脱輪した場合、台車の落下防止のため、各懸垂部２
ａ、２２ａの頂部に設けたものであり、常時は、走行方
向と直角の内向きに系支部２０ａ、２０ｂを軸として回
動自在に形成されている。鋼Ｉ桁の主桁スチーフナｇの
位置にさしかかると、前記スチフナーｇに押されて、後
方向に首振りし、前記スチフナーｇを通過すればスプリ
ング機構により直ちに向きを復元するよう形成されてい
る。

【００１６】図７は、４軸作業アームの回動状況を示す
斜視図である。図において、台車１の下面接続部Ｂに接
続された、回動自在の４軸作業アーム１０は、各軸用の
回転モータ（図示省略）を軸内に装備しており、いずれ
も、３６０°回転可能である。第１軸Ｂ１は接続部Ｂを
軸心周りに、第２軸Ｂ２を水平面に回転させ、第２軸の
回動部Ｂ２ａは、第３軸Ｂ３を、第２軸Ｂ２を軸心とし
て垂直面に回転させ、第３軸の可動部Ｂ３ａは、第４軸
Ｂ４を、第３軸を軸心として水平面に回転させる。した
がって、各軸の回転により反対向きの振替ができる。ま
た、最先端軸の第４軸Ｂ４には、保守・点検用治具の装
着手段は、保守・点検作業の内容により取替え可能に形
成されている。また、鋼Ｉ桁下フランジＡを走行中、前
方障害物用監視カメラ８の認知により、台車１の走行・
停止又は４軸作業アーム１０及び保守・点検用治具１１
の障害物からの回避を自在に行うよう構成されている。
また、前記前方障害物用監視カメラ９は、台車１の逆方
向の走行を考慮して前後回動自在に監視可能なるように
設けられている。

【００１７】また、台車１は、中空の直方体に形成さ
れ、その下面に電気ユニット１３が懸装されている（図
１）。そして、この電気ユニット１３には、走行用可逆
駆動モータ、昇降用駆動モータ、４軸作業アーム用モー
タ、センサー６及び前方障害物用監視カメラ９等をコン
トロールする制御ボックスと、無線送受信機器とが組込
まれている。また、これらの動力源のバッテリを内臓し
ている。なお、動力源としてのバッテリーを搭載してい
るが、給電端子も備えておりケーブルを介して、外部か
らの給電も可能である。また、電気ユニット１３から下
方に無線制御用通信アンテナ１４を突設している。

【００１８】また、本発明による、橋梁鋼Ｉ桁保守・点
検装置は、走行台車１、懸垂部２、２２、４軸作業アー
ム１０および電気ユニット１３等、人力で運搬可能な重
量に分割モジュール化されている。

【００１９】図８は、操縦者が橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装
置操縦している実施の形態を１例を示す概略図である。
Ｃは道路、Ｄは鋼Ｉ桁、２３は操作盤である。図９は、
図８のａ部分の拡大図である。図８及び９により保守・
点検装置の使用方法について説明する。例えば、４軸作
業アームを図の位置にした状態の保守・点検装置を鋼Ｉ
桁Ｄ２にをセットし、鋼Ｉ桁Ｄ１〜Ｄ２間の主桁及び横
桁の保守・点検（往路）の１橋脚間を行い、完了すれ
ば、次に、鋼Ｉ桁Ｄ２〜Ｄ３間は、保守・点検装置を前
記鋼Ｉ桁Ｄ２にセットしたまま４軸作業アームを反対方
向に振り替え、逆方向（復路）に保守・点検を行う要領
である。同様に、鋼Ｉ桁Ｄ４にセットすれば、次の点検
部位鋼Ｉ桁Ｄ３〜Ｄ４間（往路）と、Ｄ４〜Ｄ５間（復
路）の主桁及び横桁の点検を行うことができる。また、
操縦者Ｍは、モニターを備えた操作盤２３を操作し、ズ
ームアップ可能なモニターを観測しつつ対象部位に異常
がないことの確認や、あるいは、対象部位の繰返し保守
・点検作業が行える。前記操作盤２３は、バッテリーを
内蔵しているため、操縦者Ｍは対象部位の移動に伴い随
意に移動しつつ操作が可能でる。

【００２０】

【発明の効果】橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置は以上のよう
に構成されるているため、以下に示すような効果を奏す
る。

【００２１】鋼Ｉ桁下フランジの継手部を検知するセン
サーを備え、前記センサーの検知信号をうけて前記継手
部の任意高さの段差を乗越える段差乗越手段と、前記下
フランジの任意の幅に調整する拡幅調整手段と、押上げ
手段を備えており、橋梁鋼Ｉ桁下フランジ構造のいかな
る形状にも対応した保守・点検が可能である。

【００２２】また、台車に備えられた通信手段により、
対照部位の映像を観測しながら無線制御できるため、道
路裏面の下方の他車線を閉鎖する等道路規制を行う必要
がなくなる。

【００２３】また、台車に備えられた通信手段により、
対照部位の映像をズームアップすることにより、部分的
に注視した保守・点検が可能である。

【００２４】また、落下防止手段を備えているため落下
の危険性がなく、安全点検が期待できる。

【００２５】また、遠隔操作可能な４軸作業アームは、
４軸回動自在に形成され、そして、最先端軸に保守・点
検用治具の装着手段を備え、保守・点検の作業内容によ
り取替え可能に形成されているため、１回の作業準備で
広範囲にわたり効率のよい作業が期待でき、工程の短縮
が可能である。

【００２６】また、前方障害物を遠隔操作により観測す
る監視カメラを備えているため、操作員の操作により障
害物との衝突が避けられ、本装置の損傷を未然に防げ
る。

【００２７】また、保守・点検装置本体は、懸垂部、点
検部及びコントロールボックス等、人力で容易に運搬可
能な重量に分割モジュール化されており、鋼Ｉ桁の主桁
のマンホールを通って運搬でき、橋脚間の１区画完了後
は、地上へ降ろすことなく次の対象部位に移動可能であ
るため、効率のよい保守・点検ができ、作業期間の短縮
につながりコスト低減ができる。

【００２８】また、保守・検査結果をビデオテープやデ
イスクに記録保存され、対象部位の後刻検討資料に役立
てられる。

【００２９】また、本装置を使用すれば道路構造物の橋
梁Ｉ桁のほか、一般構造物の鋼Ｉ桁の保守点検も可能で
ある。

【００３０】以上から、従来の保守・点検作業方法が改
善され、保守・点検作業者の安全管理と健康管理に役立
てられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置の全体を示
す斜視図である。

【図２】台車が、鋼Ｉ桁下フランジ上面に懸垂された状
態を示す平面図である。

【図３】台車が、鋼Ｉ桁下フランジ継手部の段差乗越え
前の走行状態を示す側面図である。

【図４】台車が、鋼Ｉ桁下フランジ継手部の段差乗越え
中の走行状態を示す側面図である。

【図５】橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置懸垂部の拡幅調整機
構を示す断面図である。

【図６】橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置懸垂部の拡幅調整機
構を示す平面図である。

【図７】４軸作業アームの回動状況を示す斜視図であ
る。

【図８】操縦者が橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置を操縦して
いる実施の形態を示す１例である。

【図９】前図８のａ部分の拡大図である。

【符号の説明】

１ 台車 ２、２２ 懸垂部 ３ 駆動ローラ昇降部 ４ 駆動ローラ ５ 補助ローラ ６ センサー ７ 押付ローラ ８ ローラ ９ 前方障害物監視カメラ １０ ４軸作業アーム １１ 保守・点検用治具 １２ 落下防止用フッタ １３ 送受信機制御ボックス １４ アンテナ １５ ラック １６ 支承部 １７ 歯車 １８、２１ 定加重ばね ２３ 操作盤

フロントページの続き (72)発明者 田崎 智功 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 株式会 社富士インダストリーズ機械金属本部内 (72)発明者 仲田 勝彦 兵庫県神戸市兵庫区出在家町１丁目２番５ 号 東洋ハイメック株式会社工事部内 (72)発明者 小林 泰弘 兵庫県神戸市兵庫区出在家町１丁目２番５ 号 東洋ハイメック株式会社設計部内 (72)発明者 日吉 一之 兵庫県神戸市兵庫区出在家町１丁目２番５ 号 東洋ハイメック株式会社設計部内 (72)発明者 富永 健二 兵庫県神戸市兵庫区出在家町１丁目２番５ 号 東洋ハイメック株式会社設計部内 Ｆターム(参考） 2D059 AA07 EE02 GG39

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る走行手段を備えて遠隔操作手段により駆動される台車
   と、前記台車に段差乗越手段と、拡幅調整手段と、押上
   げ手段と、落下防止手段と、遠隔操作手段により駆動さ
   れる前方障害物監視手段と、保守・点検治具装着手段を
   備え遠隔操作手段により駆動される４軸作業アームと、
   前記保守・点検治具の点検結果の出力手段とを備えてな
   る橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。
2. 【請求項２】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂する懸垂部
   に遠隔操作により可逆回転自在の走行手段と、駆動ロー
   ラ昇降手段と、前記下フランジ継手部を検知する検知手
   段とを備え、前記検知手段の検知信号を受けて前記下フ
   ランジ継手部の任意高さの段差を乗越える段差乗越手段
   を備えた請求項１記載の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。
3. 【請求項３】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る台車の懸垂部に、前記下フランジの側面に接して転動
   するローラを備え、左右の懸垂部の内幅を、前記下フラ
   ンジの任意の幅に調整する拡幅調整手段を備えた請求項
   １記載の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。
4. 【請求項４】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る台車の中央部上面に、押付ローラを備え、前記下フラ
   ンジの下面を押上げる押上げ手段を備えた請求項１記載
   の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。
5. 【請求項５】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る台車の懸垂部に、前記台車の落下防止手段を備えた請
   求項１記載の橋梁鋼Ｉ桁保守・点検装置。
6. 【請求項６】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る台車の下面に、遠隔操作により回動自在の４軸作業ア
   ームを備え、前記４軸作業アームの最先端軸に保守・点
   検用治具の装着手段を備えた請求項１記載の橋梁鋼Ｉ桁
   保守・点検装置。
7. 【請求項７】 橋梁鋼Ｉ桁下フランジに懸垂して走行す
   る台車の両側面に、前方障害物を遠隔操作により観測す
   る監視カメラを設け、前記監視カメラの映像を送信する
   送信手段と、４軸作業アームに装着された保守・点検用
   治具による保守・点検結果の表示もしくは記憶のうち少
   なくとも一方だけを行う出力手段と、遠隔操作手段によ
   り駆動される台車、監視カメラ及び４軸作業アームの受
   信手段とを備えた請求項１または６記載の橋梁鋼Ｉ桁保
   守・点検装置。