JP2004205216A - トンネル覆工コンクリートの打音検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査精度の向上、障害物の容易な回避をなし得るトンネル覆工コンクリートの打音検査装置の提供。
【解決手段】トンネルの軸方向へ走行する走行体に搭載されるポストと、ポストの上端部にトンネルの軸方向と直交する水平なアーム軸を介し一端部付近が軸着され、付勢手段により他端部がトンネル覆工コンクリートの表面に接近付勢されたアームと、アームの他端部にアーム軸と平行に軸支された第１支持軸と、第１支持軸の中間部にそれと直交する方向へ貫通して軸支された第２支持軸と、第２支持軸の両端部にそれと平行に延在させて装着された支持プレートと、支持プレートに第２支持軸を中間にした平行な２列にして装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を転動する両列複数の車輪を有する間隔保持車輪と、間隔保持車輪の両列間に位置して支持プレートに装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を打撃する１本のハンマーとを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル覆工コンクリートの剥落につながるような欠陥の有無を打音に基づいて検査するトンネル覆工コンクリートの打音検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置としては、特開２００１−２４９１１７号公報記載のコンクリートの剥離診断装置が知られている。
このコンクリートの剥離診断装置は、フレームに複数のハンマーを回動自在且つ一列に枢着し、複数のハンマーを往復駆動するカム軸及びカム軸駆動モータを設け、各ハンマーの近傍にマイクロホンを設けた打撃・集音装置と、打撃・集音装置をトンネル覆工コンクリートの表面に接近するようにばね付勢して搭載し、前後両端に従動車輪を有する横行台車と、コンクリートトンネルの横断面曲率と近似の曲率の台車ガイドレールとからなるコンクリートの剥離診断装置であって、台車ガイドレールを昇降式高所作業車に搭載し、台車ガイドレール上の横行台車に打撃・集音装置を、打撃・集音装置の複数のハンマーが台車走行方向と直交する配列となる向きに搭載し、横行台車をトンネルの周方向へ走行させつつ、打撃・集音装置の複数のハンマーにより覆工コンクリートの表面を打撃し、その打音を打撃・集音装置のマイクロホンにて集音し、集音した打音を音響解析装置により解析することにより打撃箇所の剥離を検出できるように構成されている。
そして、一列に横並び配置した複数のハンマーをモータにて駆動してトンネルの覆工コンクリートを打撃し、その打音をマイクロホンにて拾い、音響解析装置によりその打音を解析して剥離しているか否かを診断するので、人的労力が著しく軽減されるとともに正確なデータをリアルタイムに収集でき、コンクリートの剥離検査の効率と正確度の向上に効果を奏する、というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置では、打撃・集音装置が、台車ガイドレールに沿ってトンネルの周方向へ走行する横行台車に、トンネル覆工コンクリートの表面に接近するようにばね付勢して搭載されているものの、横行台車の下部フレームと打撃・集音装置を搭載した横行台車の上部テーブルがパンタグラフ式リンクによって連結され、打撃・集音装置と横行台車の間隔が両者平行状態で変動するため、トンネル覆工コンクリートの表面に周方向で凹凸がある場合には、前後いずれかの従動車輪が、又、トンネル覆工コンクリートの表面に軸方向で凹凸がある場合には、左右いずれかの従動車輪が浮くこととなり、トンネル覆工コンクリートの表面とハンマーの打撃始動位置との間隔がまちまちとなって、検査精度の低下を招来する不具合がある。
又、トンネル覆工コンクリートの表面に障害物がある場合には、昇降式高所作業車等を操作して打撃・集音装置を下降しなければならず、障害物回避が面倒な不具合もある。
【０００４】
そこで、本発明は、検査精度を向上し得ると共に、トンネル覆工コンクリート表面の障害物回避を容易かつ短時間になし得るトンネル覆工コンクリートの打音検査装置を提供することを主課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置は、トンネルの軸方向へ走行する走行体に搭載されるポストと、ポストの上端部にトンネルの軸方向と直交する水平なアーム軸を介して一端部付近が軸着され、付勢手段により他端部がトンネル覆工コンクリートの表面に接近するように付勢されたアームと、アームの二股状をなす他端部に前記アーム軸と平行に軸支された第１支持軸と、第１支持軸の中間部にその長手方向と直交する方向へ貫通して軸支された第２支持軸と、第２支持軸の両端部にそれと平行に延在させて装着された支持プレートと、支持プレートに前記第２支持軸を中間に位置させてそれと平行な２列に配列して装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を転動する両列複数の車輪を有する間隔保持車輪と、間隔保持車輪の両列間に配置して前記支持プレートに装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を打撃する１本のハンマーとを備えることを特徴とする。
【０００６】
一方、前記ポストは、伸縮可能であることが好ましい。
又、前記ポストは、軸線回りに回動可能であることが好ましい。
更に、前記ポストは、トンネル軸方向の水平なポスト軸を介して下端部を軸着されると共にポスト軸回りに傾動可能であることが好ましい。
他方、前記付勢手段は、付勢力を調整可能であることが好ましい。
又、前記付勢手段は、アームの一端部に装着したウエイトであることが好ましい。
更に、前記付勢手段は、エアシリンダーであってもよい。
【０００７】
【作用】
本発明のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置においては、２列の間隔保持車輪が、トンネル覆工コンクリートの表面の軸方向での凹凸に対しては第１支持軸回りの回動によって、又、トンネル覆工コンクリートの表面の周方向での凹凸に対しては第２支持軸回りの回動によってトンネル覆工コンクリートの表面の凹凸に追従して接触し、トンネル覆工コンクリートの表面とハンマーの打撃始動位置との間隔が常に一定に保持される。
又、アームの一端部の僅かな上下動に伴って、アームの他端部が大きく上下動する。
【０００８】
一方、ポストが伸縮可能であることにより、間隔保持車輪やハンマー等の高さ位置が調整可能となる。
又、ポストが軸線回りに回動可能であることにより、間隔保持車輪やハンマー等のポストを中心とする円周上の位置調整が可能となる。
更に、ポストがトンネル軸方向のポスト軸を介して下端部を軸着されると共にポスト軸回りに回動可能であることにより、ポストのトンネル周方向への傾動が可能となる。
他方、付勢手段が付勢力を調整可能であることにより、アームの他端部をトンネル覆工コンクリートの表面に接近させる力、すなわち、間隔保持車輪をトンネル覆工コンクリートの表面へ押し付ける力の調整が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２、図３、図４及び図５は、本発明に係るトンネル覆工コンクリートの打音検査装置の実施の形態の一例を示す正面図、側面図、図１の部分拡大図、図３に於けるIV方向矢視図及び図２の部分拡大図である。
【００１０】
図中１はトンネルの軸方向（図１においては左右方向）へ走行する図示しない走行体、例えば、荷台を持つ２ｔトラック等の一般車両に搭載されるポストで、このポスト１は、基板２と、基板２に軸受ブラケット３を介して軸支されたトンネル軸方向のポスト軸４と、ポスト軸４に下端部を軸着された外筒５と、軸受ブラケット３からポスト軸４と直角方向へ離隔して基板２に立設した螺子杆支持ポスト６の上端部にポスト軸４と平行なピンク７を介して枢支されたナット部材８と、ナット部材８に螺入されると共に、外筒５をポスト軸４回りに傾動可能とすべく、一端（図２においては右端）を外筒５と枢着し、他端（図２においては左端）にハンドル９を取り付けた螺子杆１０と、外筒５に上下動かつ回動可能に嵌挿されると共に、外筒５に螺入した固定ボルト１１により所要位置に固定される内筒１２と、内筒１２の上端に固着した正面視逆Ｌ字状を呈する二股状のアームブラケット１３とから構成されている。
ポスト１のアームブラケット１３には、アーム１４の一端部（図１においては左端部）付近が、アームブラケット１３の屈曲部に軸止したトンネルの軸方向と直交する水平なアーム軸１５を介して軸着されており、このアーム１４の一端部には、他端部がアーム軸１５より上方においてトンネル覆工コンクリートＣの表面に接近するように付勢する付勢手段としてのウエイト１６が、重量及び／又はアーム１４の長手方向の装着位置を変更可能になして装着されていると共に、他端部をトンネル覆工コンクリートＣの所要位置に位置させるべく一端部を移動するためのハンドル１７が設けられている。
【００１１】
アーム１４における平面視二股状をなす他端部１４ａの先端には、第１支持軸１８が前記アーム軸１５と平行に軸支されており、この第１支持軸１８の中間部には、第２支持軸１９が第１支持軸１８の長手方向と直交する方向へ貫通して軸支されている。
第２支持軸１９の両端部には、第１支持軸１８の遊挿及び第２支持軸１９の回動を許容する透孔２０設けた支持プレート２１が、第２支持軸１９と平行に上下方向へ延在させて装着されている。
【００１２】
支持プレート２１の上端には、車輪装着プレート２２が、支持プレート２１の前後の両面側（図５においては左右両面側）のスチフナー２３，２４を介して支持プレート２１と相俟って側面視Ｔ字状をなすようにして取り付けられており、この車輪装着プレート２２には、後述するハンマーの打撃始動位置とトンネル覆工コンクリートＣの表面との間隔を保持する２列の間隔保持車輪２５が装着されている。
間隔保持車輪２５は、前記第１支持軸１８と平行にして車輪装着プレート２２上に取り付けた支持杆２６と、前記第２支持軸１９を中間に位置させてそれと平行をなすようにして支持杆２６の両端に固着されたチャンネル状の２列の車輪支持部材２７と、両車輪支持部材２７に支持杆２６と平行なピン２８を介して軸着され、トンネル覆工コンクリートＣの表面を転動する両列複数の車輪２９とから構成されている。
【００１３】
一方、支持プレート２１には前記間隔保持車輪２５の両列間においてトンネル覆工コンクリートＣの表面を打撃する１本のハンマー３０を構成要素の一部とする打撃機構３１が装着されている。
すなわち、支持プレート２１には、前記透孔２０の下方に植設した支軸３２を介して中間部を枢支されたレバー３３が、前面側に装着されている。
レバー３３の一端部（図３においては右端部）には、レバー３３の長手方向と同方向の貫通孔を有するハンマー取付け部３３ａが上方へ突設されており、このハンマー取付け部３３ａには、その貫通孔に移動自在に挿入される棒状のハンマー軸３０ａ、ハンマー軸３０ａの一端（図３においては右端）に連設した弾力性のある首部３０ｂ、及び首部３０ｂに連設した球状のハンマー本体３０ｃからなる前記ハンマー３０が、ハンマー本体３０ｃを支持プレート２１の周縁から突出するようにしたハンマー軸３０ａのハンマー取付け部３３ａの貫通孔への任意の突出長さでの挿入、及びハンマー取付け部３３ａに螺入したハンマー固定ねじ（図示せず）によるハンマー軸３０ａの固定により、レバー３３に着脱可能に設けられている。
又、レバー３３の一端部には、後述するレバー打出しロッドの先端との当接を円滑にするため、ロッド当接車輪３４が支軸３２と平行なピンを介し下方へ突出させて後面側に軸着されている。
一方、レバー３３の他端部（図３においては左端部）には、ハンマー３０を含む一端側と他端側の回転モーメントのバランスをとるため、バランスウエイト部３３ｂが前面側に一体形成されており、又、後述するカムとの当接を円滑にするため、カム当接車輪３５が支軸３２と平行なピンを介して下方へ突出させて後面側に軸着されている。
なお、バランスウエイトは、重量を変えて着脱可能に設けるようにしてもよく、このようにすることにより、ハンマー３０の重量や突出長さの変更に伴う回転モーメントの変化に対処することができる。
【００１４】
又、支持プレート２１におけるレバー３３の一端部と対向する下方の前面には、有底円筒状の上下方向のロッドホルダー３６が、後述するばねの付勢力を調整すべく上下位置調整可能に取り付けられており、このロッドホルダー３６には、レバー３３の一端部の回動軌跡の所要の接線（図３においては上下方向の直線）上を往復移動して上端（図３においては上端）が、前記ロッド当接車輪３４と当接可能なレバー打出しロッド３７が、ロッドホルダー３６の底部を貫通して支持されている。
そして、レバー打出しロッド３７の下端部には、このレバー打出しロッド３７が上方へ抜け出るのを防止すると共に、その上方への突出量、すなわち、打出しストロークを調整するストローク調整ナット３８が螺合されている一方、レバー打出しロッド３７の上端に取り付けたばね受け３９とロッドホルダー３６の底部の間には、レバー打出しロッド３７を常時上端側へ付勢する圧縮コイルばね４０が介装されている。
【００１５】
更に、支持プレート２１における支軸３２の下方には、減速機支持プレート４１が支持プレート２１と相俟って平面視ほぼＴ字状をなすように取り付けられており、この減速機支持プレート４１には、搭載したモータ４２の回転を適宜に減速して出力する減速機４３が取り付けられている。
減速機４３の出力軸４３ａは、前記第１支持軸１８と平行に設けられると共に、レバー３３の他端部の下方へ突出されており、この出力軸４３ａには、圧縮コイルばね４０の蓄勢と瞬時の放勢を可能とすべく、半円板状の２枚のセグメント４４ａをＳ字状をなすようにそれぞれ対称に偏心させて固着してなる板カム４４が設けられている。この板カム４４の円弧状をなすカム面には、前記カム当接車輪３５が当接されるものである。
【００１６】
なお、図示は省略するが、アーム１４の他端部１４ａには、打撃機構３１のハンマー３０によるトンネル覆工コンクリートＣの表面の打撃に伴って生じる打音を集音するマイクロホンが取り付けられているものである。
又、マイクロホンによって集音された打音は、図示しない打音分析装置によって分析され、トンネル覆工コンクリートに剥落につながるような欠陥が有るか無いかが判定されるものである。
【００１７】
上述したトンネル覆工コンクリートの打音検査装置によりトンネル覆工コンクリートＣを打音検査するには、アーム１４の一端部のハンドル１７を適宜に移動操作して他端部の間隔保持車輪２５をトンネル覆工コンクリートＣの表面に当接した後、走行体を適宜速度でトンネルの軸方向へ走行すると共に、打撃機構３１を駆動してハンマー３０によりトンネル覆工コンクリートＣの表面を打撃し、かつ、マイクロホンによって集音した打音を打音分析装置により分析し、トンネル覆工コンクリートＣの剥落につながるような欠陥の有無を判定する。
ここで、打撃機構３１によるトンネル覆工コンクリートＣの表面の打撃は、モータ４２の回転により板カム４４が減速機４３を介し減速されて回転されると、レバー３３が支軸３２を中心として右回りに回転されると共に、レバー３３の一端部がレバー打出しロッド３７を押し下げて圧縮コイルばね４０を徐々に蓄勢し、レバー３３の他端部のカム当接車輪３５が板カム４４の円弧状のカム面から外れると、圧縮コイルばね４０が瞬時に放勢されてハンマー３０が打撃始動してそのハンマー本体３０ｃがトンネル覆工コンクリートＣの表面を打撃することによって行われる。
又、トンネル覆工コンクリートＣの表面に軸方向で凹凸がある場合には、第１支持軸１８を中心として２列の間隔保持車輪２５が回動し、又、トンネル覆工コンクリートＣの表面に周方向で凹凸がある場合には、第２支持軸１９を中心として２列の間隔保持車輪２５が回動してそれぞれの車輪２９がトンネル覆工コンクリートＣの表面に常に接触し、トンネル覆工コンクリートＣの表面とハンマー３０の打撃始動位置との間隔が常に一定に保持される。
更に、トンネル覆工コンクリートＣの表面に障害物がある場合には、アーム１４のハンドル１７を僅かな距離移動操作すると、間隔保持車輪２５や打撃機構３１等と障害物との干渉が容易に回避される。
更に又、トンネル覆工コンクリートＣの表面の打音検査位置を変えるには、ポスト１の内筒１２の高さを適宜に調整すると共に、ポスト１の内筒１２を軸線回りに適宜に回動し、かつ、ポスト１の外筒５をポスト軸４回りに適宜に傾動し、間隔保持車輪２５や打撃機構３１等をトンネル覆工コンクリートＣの表面の所望位置に持ち来たす。
【００１８】
なお、上述した実施の形態においては、アーム１４の付勢手段としてウエイト１６を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、付勢力の調整可能なエアシリンダーやばね等をアーム１４の一端部と内筒１２の上端部との間、あるいはアーム１４の他端部と内筒１２の上端部との間に介装するようにしてもよい。
このようにすることにより、アーム１４の他端部の高さがアーム軸１５以下の高さとなる場合でも、アーム１４の他端部をトンネル覆工コンクリートＣの表面に接近するように付勢することが可能となる。
又、打撃機構３１におけるハンマー３０のハンマー本体３０ｃによる打撃は、ハンマー軸３０ａの回動によって行う場合に限らずハンマー軸３０ａの軸方向への往復移動によって行うようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置によれば、２列の間隔保持車輪が、トンネル覆工コンクリートの表面の軸方向での凹凸に対しては第１支持軸回りの回動によって、又、トンネル覆工コンクリートの表面の周方向での凹凸に対しては第２支持軸回りの回動によってトンネル覆工コンクリートの表面の凹凸に追従して接触し、トンネル覆工コンクリートの表面とハンマーの打撃始動位置との間隔が常に一定に保持されるので、検査精度を格段に向上することができる。
又、アームの一端部の僅かな上下動に伴って、アームの他端部が大きく上下動するので、トンネル覆工コンクリート表面の障害物回避を容易かつ短時間に行うことができる。
【００２０】
一方、ポストが伸縮可能であることにより、間隔保持車輪やハンマー等の高さ位置の調整が可能となるので、トンネルの内空断面の高さや大きさの変化に対応させることができる。
又、ポストが軸線回りに回動可能であることにより、間隔保持車輪やハンマー等のポストを中心とする円周上の位置調整が可能となるので、走行体の走行軌跡を変えることなく、トンネル覆工コンクリートの表面の打音検査を行うことができる。
更に、ポストがトンネル軸方向のポスト軸を介して下端部を軸着されると共にポスト軸回りに回動可能であることにより、ポストのトンネル周方向への傾動が可能となるので、走行体の走行軌跡を変えることなく、トンネル覆工コンクリートの表面の打音検査を行うことができる。
他方、付勢手段が付勢力を調整可能であることにより、アームの他端部をトンエル覆工コンクリートの表面に接近させる力、すなわち、間隔保持車輪をトンネル覆工コンクリートの表面へ押し付ける力の調整が可能となるので、トンネル覆工コンクリートの表面の凹凸の多寡のみならず、トンネルの路面の凹凸の多寡にかかわらず、走行体の走行速度を上げても間隔保持車輪をトンネル覆工コンクリートの表面に常に接触させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル覆工コンクリートの打音検査装置の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】図１のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置の側面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図３におけるIV方向矢視図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【符号の説明】
１ ポスト
４ ポスト軸
５ 外筒
６ 蝶子杆支持ポスト
８ ナット部
１０ 蝶子杆
１１ 固定ボルト
１２ 内筒
１４ アーム
１４ａ 他端部
１５ アーム軸
１６ ウエイト
１７ ハンドル
１８ 第１支持軸
１９ 第２支持軸
２０ 透孔
２１ 支持プレート
２５ 間隔保持車輪
２６ 支持杆
２７ 車輪支持部材
２９ 車輪
３０ ハンマー
３１ 打撃機構
３３ レバー
３７ レバー打出しロッド
４０ 圧縮コイルばね
４４ 板カム

Claims (7)

1. トンネルの軸方向へ走行する走行体に搭載されるポストと、ポストの上端部にトンネルの軸方向と直交する水平なアーム軸を介して一端部付近が軸着され、付勢手段により他端部がトンネル覆工コンクリートの表面に接近するように付勢されたアームと、アームの二股状をなす他端部に前記アーム軸と平行に軸支された第１支持軸と、第１支持軸の中間部にその長手方向と直交する方向へ貫通して軸支された第２支持軸と、第２支持軸の両端部にそれと平行に延在させて装着された支持プレートと、支持プレートに前記第２支持軸を中間に位置させてそれと平行な２列に配列して装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を転動する両列複数の車輪を有する間隔保持車輪と、間隔保持車輪の両列間に配置して前記支持プレートに装着され、トンネル覆工コンクリートの表面を打撃する１本のハンマーとを備えることを特徴とするトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
2. 前記ポストが伸縮可能であることを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
3. 前記ポストが軸線回りに回動可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
4. 前記ポストがトンネル軸方向のポスト軸を介して下端部を軸着されると共にポスト軸回りに傾動可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
5. 前記付勢手段が付勢力を調整可能であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
6. 前記付勢手段がアームの一端部に装着したウエイトであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。
7. 前記付勢手段がエアシリンダーであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のトンネル覆工コンクリートの打音検査装置。

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