JP2010209666A - 橋梁点検装置と橋梁点検方法 - Google Patents

Abstract

【課題】橋梁の下面を容易に迅速に点検でき、軽量かつコンパクトで、組立作業や設置作業が容易で設置スペースが僅かでよく、しかも製作コストが安価な橋梁点検装置とそれを使った簡便な橋梁点検方法。
【解決手段】橋上を移動可能な台車5に支持されて先端部が橋の側方外部にオーバーハングして張り出される基部アーム6と、前記基部アーム6の先端部に取り付けられ昇降可能かつ垂直軸線まわりに回動可能に垂直ロッド8を保持するロッドホルダー7と、前記垂直ロッド8の下端部に中間部を固定されて水平方向に延在する水平アーム10と、前記水平アーム10上の一方の側に取り付けられたカメラ12と、他方の側に取り付けられたバランスウエイト11と、前記水平アーム10を昇降させる昇降装置9と、前記カメラ12の撮影画像を表示する表示装置13から構成される橋梁点検装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁の下面などの直接目視点検することが困難な部位を撮影カメラにより撮影して点検する点検装置と点検方法に関するものである。

橋梁や高架構造物の上部通路上を移動可能な台車から、側部外方にオーバーハングして張り出す基部アームと、前記基部アームの先端部において垂直方向に延在する垂直ロッドと、前記垂直ロッドの下端部に固定されて水平方向へ延在する水平アームと、前記水平アームに取り付けられたカメラにより橋梁や高架構造物の下面の点検を行えるものとして下記の特許文献がある。

特開２００１−２０２２４号公報 特開２００３−１１９７２２号公報 特開２００５−９００７２号公報

特許文献１は、上部通路上を移動可能な台車と、前記台車に突設されて水平方向へ延在する基部アームと、前記基部アームの先端部に昇降可能かつ垂直軸線回りに回動可能に支持されて垂直方向へ延在する垂下アームと、前記台車に設けられて前記垂下アームを昇降させる垂下アーム昇降手段と、前記垂下アームの下端部に中間部を固定されて水平方向に延在する水平アームと、前記水平アームの先端部に下端部を固定されて上向きに延在する入り込みアームと、前記入り込みアームの上端部に首振り手段を介して装着されたテレビカメラと、前記水平アームの後端部に固定されて前記水平アームの水平バランスをとるウエイトと、前記台車に設けられて、前記テレビカメラが撮影した画像を表示する画像表示手段を備える。

特許文献２は、構造物の長さ方向に移動可能な台車と、該台車に、構造物側部外方にオーバーハングさせて支持台を設け、該支持台に、軸線回りに回転可能であり、上下動可能に保持させた垂直支柱と、該垂直支柱の下端に装着され、構造物の下方で、構造物の軸線と直角方向に延在配置される水平アームを備え、水平アーム上に、その元部から先部まで移動可能とした撮影ユニットを搭載し、該撮影ユニットに上向きに設置したカメラで構造物の床版下面を撮影して点検するようにしたものである。

特許文献３は、走行用の台車と、該台車に設置され、長手方向を軸として回転する第１のアームと、前記第１のアームに対して略垂直方向に延びる第２のアームと、前記第１のアームに取り付けられ、前記第２のアームをその長手方向を軸として回転させる駆動部と、前記第２のアームに取り付けられ、長手方向に伸縮自在に構成された第３のアームと、前記第２のアーム及び／又は前記第３のアームに取り付けられるカメラとを備えたものである。

特許文献１では水平アームの先端部にカメラが固定的に取り付けられているため、橋梁下面の任意の位置を点検するには、水平アームを一旦橋上まで上昇させて、カメラの取り付け位置を都度変更させる必要があり非常に煩雑であった。

特許文献２では水平アーム上でカメラを移動させるために、水平アームにはカメラの移動機構を備える必要があり、水平アームのサイズが大きくなってしまうという問題点があった。又、カメラが移動すると水平アームの水平重量バランスが変化して、垂直支柱に曲げモーメントが発生することから垂直支柱と、それを支える支持台や台車の強度を大きくする必要があり、大きく重いものになってしまうことも問題であった。

特許文献３は先端にカメラを備える第３のアームが伸縮自在に構成されているが、伸縮機構が複雑で重量も重いものになってしまう。又、特許文献２と同様に、伸縮に伴って水平方向の重量バランスが変化するため、第２のアームや台車の強度を大きくする必要があり、大きく重いものになってしまうことも問題であった。

そこで本発明では前記の従来例の問題点を解消し、橋梁の下面を容易に迅速に点検でき、軽量かつコンパクトで、組立作業や設置作業が容易で設置スペースが僅かでよく、しかも製作コストが安価な橋梁点検装置とそれを使った簡便な橋梁点検方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係わる橋梁点検装置は、橋上を移動可能な台車に支持されて先端部が橋の側方外部にオーバーハングして張り出される基部アームと、前記基部アームの先端部に取り付けられ昇降可能かつ垂直軸線まわりに回動可能に垂直ロッドを保持するロッドホルダーと、前記ロッドホルダーに保持されて垂直方向に延在する垂直ロッドと、前記垂直ロッドの下端部に中間部を固定されて水平方向に延在する水平アームと、前記水平アーム上の一方の側に取り付けられたカメラと、他方の側に取り付けられたバランスウエイトと、前記水平アームを昇降させる昇降装置と、前記カメラの撮影画像を表示する表示手段から構成され、前記ロッドホルダーは垂直ロッドの回動位置を表示する表示手段を備え、前記カメラは水平方向回動駆動手段の作動で回動する立ち上げポールの上端部に装着した垂直方向の回動駆動手段に支持され、かつ前記立ち上げポールの水平方向の回動位置を表示する表示手段を備えたものである。

また本発明に係わる橋梁点検装置は、前記台車が高欄上を移動可能に設置されており、この台車に支持される前記基部アームは、その後端部において、橋上を移動可能でかつ基部アームが水平バランスを保つのに必要充分な重量物を搭載した第２の台車に連結されている。

本発明に係わる点検方法は、上記のいずれかの橋梁点検装置を使って前記水平アームを橋の側方外部において降下させた後、前記垂直ロッドを垂直軸線回りに回動させて前記カメラを橋梁下面の位置に移動させ、次にカメラを支持している前記立ち上げポールを遠隔操作で水平方向に回動させて、その回動位置を前記垂直ロッドの回動位置と同じ方向の位置になるように合致させて橋梁下面を撮影することを特徴とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、水平アームに伸縮機構やカメラを移動させる機構などを備えなくても、垂直ロッドを垂直軸線回りに回動させて、水平アームの橋側面に対する角度を調整することで、カメラを橋側面に対する直角方向の任意の距離に設定できる。その場合カメラは橋の軸線方向に対して角度がつくために、撮影画像がその角度分が斜めになるが、カメラを支持している立ち上げポールを前記の角度分だけ遠隔操作で回動させれば、カメラの方向を橋に対して平行又は直角方向などの任意の方向に容易に設置させることができる。従って、水平アームはシンプルなもので良く、かつカメラの水平アーム上の設置位置は一定であるために水平アームの重量バランスは常に一定に保たれるので、垂直ロッドには曲げモーメントが作用しないことから高強度な部材を必要とせず、装置全体として軽量、コンパクトであり、かつ低コストで製作可能となる。

前項記載の本発明の効果により、水平アームの長さが特別に長尺でなければ、本装置は全体として人力で運搬できる程度に軽量であることから、請求項２に記載の発明を適用すれば、本装置を高欄上に載せて移動させることが可能であり、かつ基部アームの後端部において、橋上を移動可能で必要充分な重量物を搭載した第２の台車に連結することで、基部アームの水平を安定的に保ちながら容易に移動でき、より一層狭いスペースでの作業が可能となる。

本発明に係わる点検方法によれば、上記のいずれかの橋梁点検装置を使って点検するため、点検作業を容易かつ迅速に行うことができる。

前記のとおり、本発明の橋梁点検装置と橋梁点検方法は、橋梁の下面を容易にかつ迅速に点検でき、軽量かつコンパクトで、組立作業や設置作業が簡便で設置スペースが僅かでよく、しかも製作コストも安くすむものである。

本発明の実施形態１に係わる橋梁点検装置を示す図である。 ロッドホルダー７を示す図である。 カメラ１２とその周辺装置を示す図である。 本発明の実施形態２に係わる橋梁点検装置を示す図である。 本発明の実施形態２に係わる台車２０を示す図である。 点検状況を示す平面図である。 図６において表示板を拡大した図である。

図１は本発明の実施形態１に係わる橋梁点検装置を示す図であって、橋梁下面の点検を行っている状況を示しており、橋梁１の上面の路面２に橋梁点検装置４が設置されている。本発明で点検する橋梁下面とは橋桁、床板、支承、ガス管や水道管などの添架設備や、それらに類するものである。

橋梁点検装置４は、台車５、基部アーム６、ロッドホルダー７、垂直ロッド８、昇降装置９、水平アーム１０、バランスウエイト１１、カメラ１２、撮影画像表示手段１３を備えている。台車５の下部にはキャスター５ａが設けられており自由に移動できる。また、上部に備えられた５ｂは基部アーム６を保持する装置であって、基部アーム６は図１において左右方向に自由に移動できる。基部アーム６の先端部にはロッドホルダー７が、その近傍には昇降装置９が備えられており、垂直ロッド８は昇降可能かつ垂直軸線まわりに回動可能にロッドホルダー７に保持されている。

垂直ロッド８は、例えば断面が角形のパイプであって、ロッドホルダー７の上部において接続部８ａで順次接続され、例えば手巻きウインチのような昇降装置９を作動させて昇降させることができる。垂直ロッド８の下端部８ｂには水平方向に延在する水平アーム１０の中間部が固定され、水平アームの一方の側にはカメラ１２が、他方の側にはバランスウエイト１１が取り付けられている。１３はカメラの撮影画像を表示する装置であって、台車５上または近傍に設置される。

図２はロッドホルダー７を示す図であって、（ａ）図は平面を（ｂ）図は正面を表している。ロッドホルダー７は内部に回転自在な内筒７ａが嵌挿されており中心軸をまわりに回動可能で、かつ前記内筒の回転中心部には垂直ロッド８が貫通できる開口部が設けられている。内筒７ａに取り付けられたレバー７ｂを使って回動させれば内筒７ａが回動し、水平アーム１０の方向を変えることができる。尚、任意の位置で固定できるようにクランプや押しボルトなど（図示せず）の手段を設けるのが良い。７ｃは内筒７ａに取り付けられた指針体であって、ロッドホルダー７の上面に取り付けられた表示板７ｄの目盛を指しており、即ち水平アーム１０の方向を表示している。

図３はカメラ１２とその周辺装置を示す図であって、（ａ）図は正面を、（ｂ）図は側面を、（ｃ）図は（ａ）図におけるＡ−Ａ矢視を表している。
１４は小型の減速機付モーターなどの水平方向回動駆動手段であって、下部において水平アームの任意の位置に取り付けられており、上部は回動駆動軸が立ち上げポール１５に接続されている。１５ａは立ち上げポール１５に取り付けられた指針体であって、１４の上面に設置された表示板１４ａの目盛を指しており、即ちカメラ１２の水平方向の向きを示している。１６は立ち上げポール１５の上端に取り付けられた小型の減速機付モーターなどの垂直方向回動駆動手段であって、その回動駆動軸にはカメラ１２が取り付けられており、カメラの向きを上下方向に回動させることができる。カメラ１２としてビデオカメラやデジタルカメラを使用することができ、橋上の撮影画像表示装置１３で撮影画像を確認しながら、水平方向回動駆動手段１４と垂直方向回動駆動手段１６を橋上の作業者が遠隔で操作することができる。尚、ケーブルなどは図示せず。

前記の立ち上げポール１５には屈曲部１５ｂが設けられているが、これは水平方向の回転軸芯上にカメラ１２を設置するためであって、このようにすれば、カメラ１２を水平方向に回動させても撮影位置がずれないので好ましい。また垂直方向回動駆動手段１６を作動させてカメラ１２を下向きにすれば、表示板１４ａと指針体１５ａが指す目盛を容易に確認することができる。

図４は本発明の実施形態２に係わる橋梁点検装置を示す図であって、図１における台車５が、本実施形態２では台車２０が高欄３に跨って設置されている。台車２０の構造は図５において詳述するが、高欄３の上面を進行方向に移動可能であり、その上部に前記基部アーム６が取り付けられている。基部アーム６の先端部にはロッドホルダー７が、その近傍には昇降装置９が備えられている点は前述の実施形態１と同じであるが、基部アーム６の後端部は路面２上を移動可能な重量物２１に接続されている。重量物２１ａは金属塊でも良いが本図に示すように必要な量の水を満たしたポリタンクとし、例えば市販のハンドキャリー２１ｂに載せれば、安価で取扱いが容易である。２１ｃは基部アーム６の後端部と重量物２１ａを接続する部材であって、例えばベルトとバックルを使用すれば、バックル部で簡単に接続・離脱を行え、かつ長さ調整も容易である。この接続部材２１ｃの長さは基部アーム６が概ね水平になる長さに調整し、また重量物２１ａの重量は基部アーム６の先端側の重さによって天秤となって浮き上がらないのに充分な重さにする。そのようにすれば、極めて狭小なスペースでも橋梁点検装置を設置可能であり、容易に橋の進行方向に移動ができる。

図５は前記の台車２０の構造を示す例であって、（ａ）図は正面を、（ｂ）図は側面を示している。フレーム２０ｅの上方には筒状の上部ローラー２０ａが２箇所に、図中の左側にも筒状の側部ローラー２０ｃが２箇所に備えられている。図中の右側フレーム２０ｄにも同様の筒状の側部ローラー２０ｂが２箇所に備えられており、例えばフレーム２０ｄの取り付け穴を長穴にすれば、高欄の幅に合わせてフレーム２０ｅに対して図の左右方向に簡単にスライド調整でき、蝶ボルト・ナット２０ｆなどを締めて固定することができる。特に上部ローラー２０ａは高欄３の上面を転動しながら移動していくので、ゴムライニングを施したローラーを使用すれば高欄の表面を傷めることなく、かつ騒音を発することなく移動させることができる。フレーム２０ｅの上部には、立ち上がり部材２０ｇが２箇所に備えられ、この間に基部アーム６を設置し、例えばピン穴２０ｈと基部アーム６に複数個設けたピン穴６ａが合致する位置でピン２０ｉを挿せば容易に任意の位置で基部アーム６を台車２０に固定させることができ、しかも構造が簡単で安価である。

前述の本発明の実施形態２は、歩道のない片側１車線道路のような小規模な橋梁の点検に特に適している。このような橋梁では橋梁点検装置の組立や設置スペースが極めて狭いため、少人数で人力のみで簡単に行えることが求められる。例えば、水平アームの点検最大長さを５ｍ程度とする場合、水平アームとして魚釣竿の様な構造の軽量で高強度な多段伸縮式カーボンロッドを使用し、かつ撓みを防止するために適切な位置にテンションワイヤー１０ａを設け、垂直ロッドをアルミ合金製の薄肉厚の角パイプなどにすれば、台車２０に作用する装置の重量は１３〜１８ｋｇ程度に抑えることができ、狭小スペースで少人数でも人力のみで簡単に組立・設置・点検を行なうことができる。それにより片側１車線道路であっても通行止めを行わずに点検が可能となった。

本発明の橋梁点検装置を使った本発明に係わる点検方法は、最初に垂直ロッド８とその下端部に固定された水平アーム１０を橋の側方外部に張り出して、水平アーム１０の方向を橋の進行方向と並行になるようにし、次に昇降装置９を作動させて所定の位置まで降下させる。引き続いてロッドホルダー７の内筒７ａに取り付けられたレバー７ｂを使って垂直ロッドを所定の角度分を回動させて水平アーム１０に取付けたカメラ１２を所定の位置に移動させる。

図６は本発明の橋梁点検装置を使って点検している状況を説明するための平面図であり、（ａ）図は水平アーム１０が橋の進行方向と並行な状態を示しており、（ｂ）図は水平アーム１０がロッドホルダー７部を中心としてα°分の角度が回動された状況を示している。尚、図中の１ａは橋梁１の床板の位置を仮想線で示している。Ｌは水平アーム１０の回動中心、即ちロッドホルダー７の中心位置からカメラの位置までの距離であり、Ｌ１はロッドホルダー７の中心位置からカメラの位置までの橋の進行方向に対する直角方向の距離であり、Ｌ２はロッドホルダー７の中心位置からカメラの位置までの橋の進行方向の距離を示している。

図７は図６における表示板を拡大した図であり、（ａ）図は図６の（ａ）図に示す水平アーム１０が橋の進行方向と並行な状態における表示板を示しており、（ｂ）図は図６の（ｂ）図に示す水平アーム１０がロッドホルダー７部を中心としてα°分の角度が回動された状況を示している。
前述のとおり７ｃはロッドホルダーの内筒７ａに取り付けられた指針体であり、７ｄはロッドホルダー７の上面に取り付けられた表示板であって水平アーム１０の方向を表示している。また１５ａは立ち上げポール１５に取り付けられた指針体であって、１４ａはカメラの水平方向回動駆動手段１４の上面に設置された表示板であり、カメラ１２の水平方向の向きを示している。
（ａ）図において、水平アームの方向は表示板７ｄにおいて０°の方向、即ち橋の進行方向と並行な状態を示している。同様に、カメラの水平方向は表示板１４ａにおいて０°の方向、例えば橋の進行方向と直角方向を示している。尚、この時に橋の進行方向と並行方向になるように設定しても良い。
（ｂ）図では表示板７ｄは水平アームの回動した角度α°を表示している。この時のカメラの水平方向は表示板１４ａにおいて０°の方向のままであり、橋と直角方向に対してα°斜め方向を向いている。

上記の状態で点検を行ってカメラで撮影すると橋梁の下面を斜め方向に撮影した画像になってしまう。同様にカメラの垂直方向回動駆動手段１６を作動させてカメラを首振りさせると斜め方向に首振りするために、撮影した画像の方向がその都度変わり、画像データに一貫性がなくなってしまいデータ整理や編集、解析などに支障をきたすという問題がある。そこで、カメラの方向を下向きにして橋上に設置したモニターで表示板１４ａを見ながら、遠隔で水平方向回動駆動手段１４を作動させて、水平アームの回動した角度α°の位置まで回動させると、カメラは橋の進行方向と直角方向に向くことになる。このようにすれば、水平アーム１０の方向に係わらずカメラを橋の進行方向に対して常に一定方向、例えば前記のように橋の進行方向と直角方向に向けて撮影することが可能となり、画像データの整理や編集、解析などが容易となる。

図７において、表示板７ｄは角度で表示しているが、例えばロッドホルダー７の中心位置からカメラの位置までの橋の進行方向に対する直角方向の距離Ｌ１や、ロッドホルダー７の中心位置からカメラの位置までの橋の進行方向の距離Ｌ２をも併記すれば、カメラの位置が一目で判り点検作業を一層容易に行うことができる。尚、Ｌ１とＬ２は水平アームの長さＬと斜めの角度α°から三角関数で求められる。

以上のように点検作業を行えば、橋梁の任意の位置に対してカメラの方向を所定の方向にして撮影を行うことが容易である。また橋の下面全体を点検する場合には、例えば最初に水平アーム１０の方向を９０°方向、即ち橋と直角方向にセットし、カメラの垂直方向の首振り方向も９０°にセットして、カメラを上向きで首振りさせながら橋の進行方向に順次移動さて点検と画像の撮影を行う。橋の端部まで行った後は、水平アーム１０とカメラ１２の方向を例えば６０°方向にセットし直し、前記と同様にカメラを上向きの適当な範囲で首振りさせながら橋の進行方向に順次移動さて点検と画像の撮影を行う。同様の作業を繰り返して行えば、橋の下面全体の点検と画像の撮影を簡単かつ迅速に行うことができる。

１ 橋梁
２ 路面
３ 高欄
４ 橋梁点検装置
５ 台車
６ 基部アーム
７ ロッドホルダー
８ 垂直ロッド
９ 昇降装置
１０ 水平アーム
１１ バランスウエイト
１２ カメラ
１３ 画像表示装置
１４ 水平方向回動駆動手段
１５ 立ち上げポール
１６ 直角方向回動駆動手段
２０ 実施形態２に係わる台車
２１ 移動可能な重量物

Claims (3)

1. 橋上を移動可能な台車に支持されて先端部が橋の側方外部にオーバーハングして張り出される基部アームと、前記基部アームの先端部に取り付けられ昇降可能かつ垂直軸線まわりに回動可能に垂直ロッドを保持するロッドホルダーと、前記ロッドホルダーに保持されて垂直方向に延在する垂直ロッドと、前記垂直ロッドの下端部に中間部を固定されて水平方向に延在する水平アームと、前記水平アーム上の一方の側に取り付けられたカメラと、他方の側に取り付けられたバランスウエイトと、前記水平アームを昇降させる昇降装置と、前記カメラの撮影画像を表示する表示手段から構成され、前記ロッドホルダーは垂直ロッドの回動位置を表示する表示手段を備え、前記カメラは水平方向回動駆動手段の作動で回動する立ち上げポールの上端部に装着した垂直方向の回動駆動手段に支持され、かつ前記立ち上げポールの水平方向の回動位置を表示する表示手段を備えていることを特徴とする橋梁点検装置。
2. 前記台車は高欄上を移動可能に設置されており、前記台車に支持される前記基部アームは、その後端部において、橋上を移動可能でかつ基部アームが水平バランスを保つのに必要充分な重量物を搭載した第２の台車に連結されていることを特徴とする請求項１記載の橋梁点検装置。
3. 請求項１と請求項２のいずれかに記載の橋梁点検装置を使って、前記水平アームを橋の側方外部において降下させた後、前記垂直ロッドを垂直軸線回りに回動させて前記カメラを橋梁の下面まで移動させ、次にカメラを支持している前記立ち上げポールを遠隔操作で水平方向に回動させて、その回動方向を前記垂直ロッドの回動方向と同じ方向になるように合致させて橋梁下面を撮影することを特徴とする橋梁点検方法。

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