JP2007015842A - 大型構造物の運搬制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に、大型構造物に生じる負荷を軽減しつつ、安全かつ精度よく容易に運搬可能とする大型構造物の運搬制御システムを提供する。
【解決手段】ゴライアスクレーン１に運搬物用ＧＰＳ受信機５ｅ、５ｆ、両起重機船２ａ、２ｂにそれぞれ起重機船用ＧＰＳ受信機５ａ〜５ｂ、５ｃ〜５ｄを設置し、運搬中のこれら１、２ａ、２ｂの絶対位置および相対位置をリアルタイムで把握し、情報処理装置８に予め入力された運搬経路を示す位置データと、各ＧＰＳ受信機５ａ〜５ｆから受信した位置データとの比較結果をリアルタイムで表示装置１０、１０に表示し、また、予め入力された起重機船２ａ、２ｂの適正な相対位置データと、受信した相対位置データとの比較結果をリアルタイムで表示装置１０、１０に表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴライアスクレーンや橋梁等の大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際の運搬制御システムに関し、さらに詳しくは、大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に、大型構造物に生じる負荷を軽減しつつ、安全かつ精度よく容易に運搬可能とする大型構造物の運搬制御システムに関するものである。

造船工場の建造ドック等に設置されるゴライアスクレーン（門型クレーン）には、重量が３０００ｔｏｎ、高さが８０ｍ、長さが１５０ｍ程度におよぶものがある。このような大型のゴライアスクレーンを所定の場所に据え付ける方法は、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような大型構造物は、運搬を容易にするため、構成部材毎もしくは幾つかの構成部材をあまり大きくならない程度に組立てて運搬し、設置場所で最終組立てをする方法がよく知られている。

このような従来の方法によって、既設のゴライアスクレーンを移設する場合等は、一度、構成部品等に分解して小さくして運搬後、再度、移設場所で組立てなればならず、多くの作業日数、コスト等が必要となり、効率的ではないという問題があった。

分解せずに既設の状態のまま、一隻の起重機船のジブで吊上げて運搬する方法もあるが、巨大な運搬物の場合は、過重量で運搬することができない。また、老朽化等している運搬物は、中央部を吊ると自重による曲げ応力が大きくなるので、強度不足により運搬することができないという問題があった。

複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する場合は、吊る位置が分散して、これらの問題を解消することができるが、運搬中に起重機船の相対位置が変化すると、吊上げている運搬物に曲げ応力やねじり応力等の余分な負荷が生じる。そのため、運搬に用いる複数の起重機船の相対位置をリアルタイムで把握し、相対位置を一定に保ちつつ、所定の場所に運搬しなければならなず、運搬が非常に困難になるという特有の問題があった。
特開２００１−２２６０７３号公報

本発明の目的は、大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に、大型構造物に生じる負荷を軽減しつつ、安全かつ精度よく容易に運搬可能とする大型構造物の運搬制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の大型構造物の運搬制御システムは、ゴライアスクレーンや橋梁等の大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に用いる大型構造物の運搬制御システムであって、前記大型構造物に設置される複数の運搬物用ＧＰＳ受信機と、前記複数の起重機船にそれぞれ設置される複数の起重機船用ＧＰＳ受信機と、情報処理装置と、表示装置とを備え、前記情報処理装置が、予め入力された位置データと、前記運搬物用ＧＰＳ受信機および前記起重機船用ＧＰＳ受信機から受信した位置データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで前記表示装置に表示することを特徴とするものである。

本発明のゴライアスクレーンや橋梁等の大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に用いる大型構造物の運搬制御システムによれば、大型構造物に設置される複数の運搬物用ＧＰＳ受信機と、複数の起重機船にそれぞれ設置される複数の起重機船用ＧＰＳ受信機とを備えたので、運搬中の大型構造物および複数の起重機船の絶対位置および相対位置をリアルタイムで把握することができる。

そして、情報処理装置に運搬経路を示す位置データを予め入力しておくと、この予め入力された位置データと、運搬物用ＧＰＳ受信機および起重機船用ＧＰＳ受信機から受信した位置データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで表示装置に表示する。この表示に従って、予め入力された位置データに一致するように、起重機船を移動させると、予め決定した運搬経路に沿って、安全かつ精度よく容易に運搬することができる。

また、情報処理装置に起重機船の適正な相対位置を示す位置データを予め入力しておくと、この予め入力された相対位置データと、受信した相対位置データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで表示装置に表示する。この表示に従って、予め入力された相対位置データに一致するように、起重機船を移動させると、起重機船の相対位置変化に起因する大型構造物に生じる曲げ応力、ねじり応力等の負荷を軽減して安全に運搬することができる。

以下、本発明の大型構造物の運搬制御システムについて図に示した実施形態に基づいて説明する。

まず、図２〜図４に本発明の大型構造物の運搬制御システムを用いて運搬されるゴライアスクレーン１および運搬に用いる起重機船２ａ、２ｂを例示し、図５に運搬経路を平面図で示す。図５に示すように、既設のゴライアスクレーン１は、２隻の起重機船２ａ、２ｂのジブ３、３によって吊上げられて、第１建造ドック１５ａから第２建造ドック１５ｂに運搬される。

図２〜図４に示すように、一方の起重機船２ａには、２つの起重機船用ＧＰＳ受信機５ａ、５ｂが備わっている。一つのＧＰＳ受信機５ａはジブ３の頂部に、もう一つのＧＰＳ受信機５ｂはジブ３の後方に立設されたバックステー３ａに配置されている。
ジブ３には、ジブ角度センサ７ｂが設置され、オペレータ室４には、３軸角度センサ７ａ、ジブ荷重計９、表示装置１０、警報装置１１および情報処理装置８が設置されている。

他方の起重機船２ｂには、情報処理装置８を除いて、一方の起重機船２ａと同様に、２つの起重機船用ＧＰＳ受信機５ａ、５ｂ、ジブ角度センサ７ｂ、３軸角度センサ７ａ、ジブ荷重計９、表示装置１０、警報装置１１が設置されている。この起重機船２ｂは、２基のジブ３、３を搭載しているが、起重機船２ａ、２ｂのジブ３の数は特に限定されない。
尚、情報処理装置８は、他方の起重機船２ｂに設置することも、陸上等の任意の場所に設置することもできる。

吊上げられるゴライアスクレーン１は、ガーター１ａ、トロリー１ｂ、剛脚１ｃ、揺脚１ｄを一体とした既設のままの状態で吊上げられる。ガーター１ａには、２つの運搬物用ＧＰＳ受信機５ｅ、５ｆとジャイロ加速度計測装置６が設置されている。これらの設置場所はゴライアスクレーン１の任意の場所にすることができる。

両起重機船２ａ、２ｂの間には、必要に応じて緩衝材１４となる台船が介在させ、両起重機船２ａ、２ｂの間隔の変動を抑制する。

図１に本発明の大型構造物の運搬制御システムの構成の全体概要図を例示する。図１に示すように、起重機船用ＧＰＳ受信機５ａ〜５ｄおよび運搬物用ＧＰＳ受信機５ｅ、５ｆは、人工衛星１２を介して位置データを一方の起重機船２ａに設置された情報処理装置８に送信する。情報処理装置８には、より正確な位置を把握するため、基地局１３に設置した補正用ＧＰＳ受信機５ｇからも位置データが送信される。

これらの送信された位置データを情報処理装置８が受信してデータ処理することによって、両起重機船２ａ、２ｂとゴライアスクレーン１の絶対位置および相対位置がリアルタイムで把握できる。

情報処理装置８には、予め、始点となる第１建造ドック１５ａ、終点となる第２建造ドックおよび決定された搬送経路を示す位置データ（搬送位置データ）が入力されている。また、両起重機船２ａ、２ｂの運搬中の適正な相対位置を示す位置データ（相対位置データ）が入力されている。

運搬中には、情報処理装置８によって受信した位置データと、予め入力された搬送位置データとの比較がされて、その比較差が両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０にリアルタイムで表示される。したがって、この表示された比較差を小さくするように、両起重機船２ａ、２ｂの速度、移動方向を変えて位置修正をすると、予め決定した運搬経路に沿って誘導され、安全かつ精度よく容易に運搬することができる。

また、情報処理装置８によって、受信した両起重機船２ａ、２ｂの位置データに基づく相対位置データと、予め入力された適正な相対位置データとが比較される。その比較差が両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０にリアルタイムで表示される。したがって、この表示された比較差を小さくするように、両起重機船２ａ、２ｂの向き、速度を変えて位置修正をすると、両起重機船２ａ、２ｂの相対位置を適正にすることができる。これによって、吊上げているゴライアスクレーン１に生じる曲げ応力やねじり応力等の負荷を軽減して、安全に運搬ができる。

受信した位置データと、予め入力された搬送位置データとの比較差や、受信した相対位置データと、予め入力された適正な相対位置データとの比較差について、予め許容範囲を決定しておき、その許容範囲となるデータを入力しておく。これによって、比較差が許容範囲内にあるか否かを情報処理装置８が判断し、その判断結果を両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０に表示させることができる。許容範囲外となった場合は、両起重機船２ａ、２ｂの警報装置１１、１１を作動させることで、より安全な運搬が可能となる。許容範囲外となった場合に作動させるのは、警報装置１１に限定されることなく、例えば、警告灯等の何らかの外部伝達装置を用いることができる。また、表示装置１０に警告を表示するようにしてもよい。

また、両起重機船２ａ、２ｂとゴライアスクレーン１の絶対位置および相対位置がリアルタイムで把握できることによって、ゴライアスクレーン１の吊上げ高さおよび傾き、両起重機船２ａ、２ｂのアウトリーチ・リフトを把握することができ、安全性が向上する。

両起重機船２ａ、２ｂの３軸角度センサ７ａ、７ａが検知した３軸角度データは、情報処理装置８に送信され、この３軸角度データを受信した情報処理装置８のデータ処理によって、両起重機船２ａ、２ｂの船体傾斜状況をリアルタイムで把握することができる。これによって、両起重機船２ａ、２ｂの船体姿勢、傾斜によって生じるアウトリーチ・リフトの変化量を把握することができる。

また、それぞれのジブ角度センサ７ｂ、７ｂ、ジブ荷重計９、９で検出されたジブ角度データ、ジブ荷重データは、情報処理装置８に送信される。この両データを受信した情報処理装置８のデータ処理によって、それぞれのジブ３、３の荷重状況をリアルタイムで把握することができ、安全が確保される。

予め、限界ジブ角度や限界ジブ荷重を情報処理装置８に入力しておくと、この入力されたデータと、情報処理装置８が受信したデータとの比較が行なわれ、この比較に基づく結果、例えば、限界ジブ角度や限界荷重に対するジブ角度やジブ荷重の割合が、両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０にリアルタイムで表示される。これによって、ジブ３の荷重状況を監視しつつ、安全に運搬することができる。

ゴライアスクレーン１のガーター１ａに設置されたジャイロ加速度測定装置６で検知された加速度データは、情報処理装置８に送信される。この加速度データを受信した情報処理装置８のデータ処理によって、ゴライアスクレーン１の揺動状況をリアルタイムで把握することができる。

事前に、揺動によって吊上げているゴライアスクレーン１に作用する外力を計算し、揺動限界や傾斜限界となる加速度データを予め、情報処理装置８に入力しておく。これによって、ジャイロ加速度測定装置６から受信した加速度データと、予め入力された加速度データとの比較が行なわれ、この比較に基づく結果、例えば、揺動限界や傾斜限界に対する揺動や傾斜の割合が、両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０にリアルタイムで表示される。

この揺動や傾斜の割合を小さくするように、起重機船２ａ、２ｂの速度や移動方向等を変えることで、揺れや傾きを抑えて安全に運搬できる。

上記した３軸角度データ、ジブ角度データ、ジブ荷重データ、加速度データに対しても、受信したデータと、予め入力されたデータとの比較差について、予め許容範囲を決定しておき、その許容範囲となるデータを入力しておく。これによって、比較差が許容範囲内にあるか否かを情報処理装置８が判断し、その判断結果を両起重機船２ａ、２ｂの表示装置１０、１０に表示させることができ、許容範囲外となった場合は、両起重機船２ａ、２ｂの警報装置１１、１１等を作動させることで、より安全な運搬が可能となる。

図６に、本発明の運搬制御システムの他の例を構成の一部を省略して示す。図１の運搬制御システムとの相違点は、情報処理装置８から両起重機船２ａ、２ｂの速度や移動方向の変更をつかさどる実働部Ｄに修正制御指示が発信される点にある。

即ち、それぞれのデータの比較に基づく結果をオペレータが表示装置１０で見て、その比較差を小さくするように修正して、起重機船２ａ、２ｂやジブ３を操縦するのではなく、情報処理装置８によって自動的に修正制御可能となっている。

これにより、オペレータの負担をより軽減するとともに、オペレータの技能に起因するばらつきのない安定した運搬が可能となる。

実施形態で示したすべての受信データは、情報処理装置８に記憶され、別途、時系列で出力する等、様々な解析データとして用いることができる。

上記の実施形態では、運搬物をゴライアスクレーン１としたが、これに限定されることなく、1隻の起重機船では運搬が困難で、複数の起重機船で運搬する必要がある大型構造物を運搬する場合に適用することができる。例えば、長さが１００ｍ〜３００ｍ程度、重量が２０００ｔｏｎ〜５０００ｔｏｎ程度の橋梁等の運搬に用いることができる。また、老朽化等によって、１隻の起重機船で吊上げると、自重による曲げ応力に耐えることができない強度不足の大型構造物には適している。

使用する起重機船の数は、実施形態に示したものに限定されず、運搬する大型構造物の大きさや重量等に応じて、３隻以上とすることもできる。

本発明の大型構造物の運搬制御システムの構成を例示する全体概要図である。 本発明の大型構造物の運搬制御システムを用いて運搬されるゴライアスクレーンおよび運搬に用いる起重機船を例示する正面図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 本発明の大型構造物の運搬制御システムを用いて運搬されるゴライアスクレーンの運搬経路を例示する平面図である。 本発明の大型構造物の運搬制御システムの構成の他の例を示す一部省略全体概要図である。

符号の説明

１ ゴライアスクレーン（大型構造物）
１ａ ガーター １ｂ トロリー １ｃ 剛脚 １ｄ 揺脚
２ａ、２ｂ 起重機船
３ ジブ ３ａ バックステー
４ オペレータ室
５ａ〜５ｄ 起重機船用ＧＰＳ受信機 ５ｅ〜５ｆ 運搬物用ＧＰＳ受信機
５ｇ 基地局用ＧＰＳ受信機
６ ジャイロ加速度計測装置
７ａ ３軸角度センサ ７ｂ ジブ角度センサ
８ 情報処理装置
９ ジブ荷重計
１０ 表示装置
１１ 警報装置（異常伝達装置）
１２ 人工衛星
１３ 基地局
１４ 緩衝材（台船）
１５ａ 第１建造ドック １５ｂ 第２建造ドック

Claims (5)

1. ゴライアスクレーンや橋梁等の大型構造物を複数の起重機船のジブで吊上げて運搬する際に用いる大型構造物の運搬制御システムであって、前記大型構造物に設置される複数の運搬物用ＧＰＳ受信機と、前記複数の起重機船にそれぞれ設置される複数の起重機船用ＧＰＳ受信機と、情報処理装置と、表示装置とを備え、前記情報処理装置が、予め入力された位置データと、前記運搬物用ＧＰＳ受信機および前記起重機船用ＧＰＳ受信機から受信した位置データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで前記表示装置に表示する大型構造物の運搬制御システム。
2. 前記大型構造物にジャイロ加速度計を設置し、前記情報処理装置が、予め入力された加速度データと前記ジャイロ加速度計から受信した加速度データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで前記表示装置に表示する請求項１に記載の大型構造物の運搬制御システム。
3. 前記複数の起重機船のそれぞれにジブ荷重計およびジブ角度計を設置し、前記情報処理装置が、予め入力されたジブ荷重データおよびジブ角度データと、前記ジブ荷重計および前記ジブ角度計から受信したジブ荷重データおよびジブ角度データとを比較して、この比較に基づく結果をリアルタイムで前記表示装置に表示する請求項１または２に記載の大型構造物の運搬制御システム。
4. 前記情報処理装置が、前記比較したデータの比較差が、予め入力した許容範囲内にあるか否かを判断し、その判断結果を前記表示装置に表示する請求項１〜３のいずれかに記載の大型構造物の運搬制御システム。
5. 前記情報処理装置が、前記比較したデータの比較差に基づいて、この比較差を小さくするように前記複数の起重機船の位置を修正制御する請求項１〜４のいずれかに記載の大型構造物の運搬制御システム。

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