JP2013181973A - Open channel type horizontal displacement gauge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既設または建設中の構造物(トンネル、道路、軌道、橋梁、地上構造物等)がその構造物の一部あるいは相当の区域に生ずる水平変位を検知し、その変位量を比較的広範囲に計測するための開水路タイプの変位計に関するものである。The present invention detects a horizontal displacement of a structure (tunnel, road, track, bridge, ground structure, etc.) existing or under construction in a part of the structure or a considerable area, and relatively reduces the displacement amount. The present invention relates to an open channel type displacement meter for measuring over a wide range.
従来この種の計測器としては、計測を目的とする変位予測エリアを介してエリア外に設けられた不動点間にワイヤ等の基準線を張架し、これを不動構成体として、所定の計測部位に非接触変位センサたとえばレーザ変位計を内蔵する変位計測部を設け、このレーザ変位計により上記基準線との水平距離を継続して計測するように構成するものがある。所定の計測部位が水平変位すると、これに伴って変位計測部のレーザ変位計〜基準線間の距離が水平変位するため、この距離データをレーザ変位計によって取り出すというものである。Conventionally, as this type of measuring instrument, a reference line such as a wire is stretched between fixed points provided outside the area through a displacement prediction area for measurement purposes, and this is used as a fixed component to perform predetermined measurement. There is a configuration in which a non-contact displacement sensor such as a laser displacement meter is provided at a site, and a horizontal distance from the reference line is continuously measured by the laser displacement meter. When the predetermined measurement site is horizontally displaced, the distance between the laser displacement meter and the reference line of the displacement measuring unit is horizontally displaced accordingly, and this distance data is taken out by the laser displacement meter.
ところが、構造物の複数の計測部位がアール基線上にある場合、上記計測器が不動点間に張架した基準線を構成する必要から一直線上でしか計測できない。したがって、このような現場では所定長さに構成した計測器を複数アール基線に沿って配置(盛換え法)し、換算式によって計測データを得るようにしている。この手法は本来の不動点構成体と成り得ず、したがってデータ誤差が大きく、また計算上の都合から各計測部位に重複して変位計測部を設けるように構成するため、非接触変位センサも多く必要となり工事コストが著しく高くなるという実用上の問題点を抱えることになる。However, when a plurality of measurement parts of the structure are on the base line, measurement is possible only on a straight line because the measuring instrument needs to form a reference line stretched between fixed points. Accordingly, in such a field, measuring instruments configured to have a predetermined length are arranged (refilling method) along a plurality of rounded base lines, and measurement data is obtained by a conversion formula. This method cannot be an original fixed point structure, and therefore has a large data error. For the convenience of calculation, since it is configured to provide a displacement measurement unit at each measurement site, there are many non-contact displacement sensors. This requires a practical problem that it becomes necessary and the construction cost becomes remarkably high.
前記従来の課題を解決するために、本発明では、不動点間に設置され貯留液体の上部に空間を有する液路と、液路の中間に可撓部を介して複数構成された変位計測部と、液路に沿って設けられ貯留液体に浮遊し各変位計測部内を通るフロート体と、フロート体の両端部を浮動自在に支持する第1および第2の支持部と、各変位計測部内に設けられフロート体の対向位置に対応して水平離間距離を計測する非接触変位センサとから構成した。In order to solve the above-described conventional problems, in the present invention, a liquid path having a space above the stored liquid and disposed between fixed points, and a plurality of displacement measuring units configured through a flexible part in the middle of the liquid path A float body that is provided along the liquid path and floats in the stored liquid and passes through each displacement measurement section; first and second support sections that support both ends of the float body in a freely floating manner; and each displacement measurement section And a non-contact displacement sensor that measures the horizontal separation distance corresponding to the opposing position of the float body.
これにより、水平変位計測を行なう複数の計測部位がアール基線上にあっても、1台の液路と1台のフロート体を上記アール基線に沿わせて構成し設置することで目的の複数の計測部位に変位計測部を設けることができる。もちろんフロート体の両端は本来の計測理論に従って計測エリアを外れた地点に不動点として位置させることも何ら問題ない。As a result, even if a plurality of measurement sites for performing horizontal displacement measurement are on the R-baseline, a single liquid passage and a float body are configured and installed along the R-baseline to achieve a plurality of target A displacement measurement unit can be provided at the measurement site. Of course, there is no problem that both ends of the float body are positioned as fixed points at points outside the measurement area according to the original measurement theory.
したがって、本発明では1台の開水路型水平変位計でアール基線上にある複数の計測部位を同時に水平方向計測できるため、工事費コストがすこぶる安く実現するとともに、複数の所定長さの計測器を重複配置(所謂盛換え法)して計算値によりデータを得る従来手法に比較して極めて正確なデータを得ることができるものである。Therefore, in the present invention, a single open channel horizontal displacement meter can simultaneously measure a plurality of measurement parts on the R-baseline at the same time in the horizontal direction, so that the construction cost can be significantly reduced and a plurality of measuring instruments having a predetermined length can be realized. Compared with the conventional method in which data are obtained from calculated values by overlapping arrangement (so-called refilling method), it is possible to obtain extremely accurate data.
複数の計測の基準となる不動構成体を貯留液体に浮く1台のフロート体で構成することで実現した。This was realized by configuring a stationary structure as a reference for a plurality of measurements with a single float body floating in the stored liquid.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を実施例として説明する。
図1〜図6に従って本発明の第1の実施例を説明する。図中1は道路交通を渡す道路橋であり、橋脚2〜橋脚6により下部構造を構成している。これら橋脚2〜6は平面的にアール基線に沿って位置している。橋脚3、4、5が環境変化たとえば掘削工事等の近接工事の影響により水平方向の変位が見込まれているエリアa内(図1に示す)に位置しているとする。橋脚1、6はエリアa(図1に示す)から外れ、水平変位影響範囲外にある場合を想定する。ここで上記橋脚3、4、5の水平変位を計測するケースとして説明を進める。橋脚2の外側面に第1の基準ボックス7が固定されている。この第1の基準ボックス7内には第1の支持部8が設けられている。橋脚6の外側面には第1の基準ボックス7と高さを合わせて第2の基準ボックス9が固定されている。第2の基準ボックス9内には第2の支持部10が設けられている。Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described as examples with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, reference numeral 1 denotes a road bridge for passing road traffic, and the lower structure is constituted by
11は橋脚3の外側面(上記第1、2の基準ボックス7、9と同一レベル)に固定された変位計測部であり、ボックス型に構成されている。同様に変位計測部12が橋脚4に、変位計測部13が橋脚5に固定されている。上述した第1の基準ボックス7、第2の基準ボックス9、および各変位計測部11,12,13は図2に示すベースプレート14に載せて壁面取付ジグ15によってたとえばアンカーボルト等により設置されている。16はたとえば樹脂製のパイプ形状をなす液路であり、一端を第1の基準ボックス7に、さらに中間部は変位計測部11,12,13をたとえばアール形に順次通って、他端を第2の基準ボックス9に連結されている。
なお、この液路16は第1の基準ボックス7、各変位計測部11,12,13および第2の基準ボックス10の内空間を連通するように構成されているとともに、第1の基準ボックス7、第2の基準ボックス9、および各変位計測部11,12,13とは可撓部17(たとえばゴム製ジャバラ)・・・を介して連結されている。また、液路16および第1の基準ボックス7、第2の基準ボックス9、各変位計測部11,12,13内には貯留液体19(たとえば水)が上部空間を残し貯えられている。20は各変位計測部11、12、13内を通って液路16内に収納され、一端部を第1の基準ボックス7、他端部を第2の基準ボックス9内に位置するフロート体である。このフロート体20は貯留液体19に浮遊しており、したがってその構成は貯留液体19に対して浮力を有するもの(たとえば密閉されたアルミ角パイプ)で、かつ、中間部は他の部位と非接触となるように液路16のアール形に沿った形状として構成される。The
さらに、第1の基準ボックス7内の第1の支持部8はフロート体20の一端部を浮遊自在に支持している。たとえばローラ軸21を第1の基準ボックス7内底面からフロート体20の一端部を貫通するように垂直方向に設けて構成され、フロート体20の一端部を水平回動自在かつ浮遊自在に支持するようになっている。また、第2の基準ボックス9内の第2の支持部10はフロート体20の他端部を長手方向にスライド自在かつ浮遊自在に支持している。たとえば第2の基準ボックス9内底面に水平方向に設けた回動自在な回動テーブル22と回動テーブル22に垂直方向に併設されフロート体20の他端部を緩く挟持する一対のローラ軸23とから構成され、フロート体20の他端部を長手方向にスライド自在かつ浮遊自在に支持している。24は変位計測部11、12、13内壁に設けられ、フロート体20との水平距離を計測する非接触変位センサ(たとえばうず電流センサ)・・・である。フロート体20の近接センサ24に対応位置する部位には感応板25が設けられている。
この感応板25は非接触変位センサ24にうず電流センサを採用した際に必要な金属プレートである。各非接触変位センサ24・・・の信号出力は近傍に設けたアンプボックス26・・・を介して図示しない計測場所の任意のポイントに設置された計測室に運ばれデータロガーやパソコン等にデータとして経時的に収録される。Furthermore, the
The
次に本発明の一実施例の作用を説明する。近接工事等の影響によって橋脚3、4、5が図1に示す矢印の方向に水平変位したとする。橋脚3、4、5に固定された変位計測部11、12,13もこれに伴って同一方向に同一量水平変位する。この際、変位計測部11、12、13は液路16との連結部に可撓部15を設けているため、液路16を変形させることなく自身のみ変位する。すなわち変位計測部11、12、13およびこれに設けた非接触変位センサ24・・・は図6に点線で示す位置に変位する。この際、フロート体20はその両端部を水平変位影響範囲外にある第1の支持部8と第2の支持部10に支持されているため、初期位置を維持(不動構造体として機能)する。これにより、先データとしてa距離(図6に示す)を出力していた非接触変位センサ24は一連の動きにより後データとしてb距離(図6に示す)を出力する。ここでb−aが実水平変位量として各水平変位計測部11、12、13にて得られる。言い換えると橋脚3、4、5の水平変位量を得られる。Next, the operation of one embodiment of the present invention will be described. Assume that the
図1で示す水平変位は各非接触変位センサ24・・・が液路16のアール基線の中心から放射方向に向けて取付けたことにより矢印方向のものとなるが各変位計測部11、12、13の統一方向のデータを得たい場合は単純に補正計算にて実変位を得られることは勿論である。The horizontal displacement shown in FIG. 1 is in the direction of the arrow when each
なお、この実施例では複数の変位計測部11,12,13がアール基線上にある場合を説明したが、複数の変位計測部11,12,13が一直線上にある場合もフロート体20の形状を直線型にすることで何ら問題なく実施できるものである。また、第1の支持部8をローラ軸21により構成し、第2の支持部10を回転テーブル22と一対のローラ軸23とにより構成したが、本発明の請求項1では第1の支持部8はフロート体20の一端部を浮遊自在に支持するもの、第2支持部はフロート体20の他端部を浮遊自在に支持するものであれば何ら限定されることはなく、種々の機構が採用される。In this embodiment, the case where the plurality of
ここで、フロート体20の材質や現場環境によれば、フロート体20自身が材質によっては温度変化等に伴って変形することがある。形状的に長手方向の伸縮が見込まれる。さらには、液路16内の貯留液体19が気温の変動により、その水位に変化が発生することが予測される。これらの場合、フロート体20の両端部が完全固定されていたなら、各非接触変位センサ24・・・と感応板25・・・との距離に不測の変化が生じ、本来のデータに致命的な誤差を与えてしまうことになる。本発明の実施例ではこのような事態を考慮してフロート体20は両端部を第1の支持部8と第2の支持部10とにより浮遊自在(上下動自在)、長手方向にスライド自在に支持されており、よって上記データ誤差の問題は発生し得ず、すこぶる、正確なデータを入手することができる。Here, depending on the material of the
さらに、設置時にフロート体20を取付ける際、先行して第1、第2の基準ボックス7,9を位置決めすることから第2の基準部10に本来的な方向からずれて持ち込まれることが考えられる。このような場合も一対のローラ軸23が回動自在な回動テーブル22によって最善の方向性に調整し、無理なく支持することができ、フロート体20の浮遊環境を阻害することもない(第5図中一点鎖線で示す)。Further, when the
このように、不動点間に設置され変位計測部を中間に構成する液路と、この液路に水面上に空間部を構成するように貯留された貯留液体と、液路に沿って構成され貯留液体に浮遊するフロート体と、フロート体の一端を回動自在かつ浮遊自在に支持する第1の支持部と、フロート体の他端を浮遊自在に支持する第2の支持部と、液路の所定位置に設けられた変位計測部内のフロート体との水平離間距離計測する近接センサとから構成した。Thus, a liquid path installed between the fixed points and constituting the displacement measuring unit in the middle, a stored liquid stored in the liquid path so as to form a space part on the water surface, and the liquid path are configured. A float body that floats in the stored liquid, a first support portion that supports one end of the float body in a rotatable and floating manner, a second support portion that supports the other end of the float body in a freely floating manner, and a liquid path And a proximity sensor for measuring a horizontal separation distance from the float body in the displacement measuring unit provided at a predetermined position.
これにより、水平変位計測を行なう複数の変位計測部がアール基線上にあっても、1台の液路と1台のフロート体を上記アール基線に沿わせて構成し、設置することで目的の複数の計測部位に変位計測部を設けることができる。したがって、本発明では1台の開水路型水平変位計でアール基線上にある複数の計測部位を同時に計測できるため、工事費コストがすこぶる低く実現するとともに、複数の変位計を重複配置して計算値によりデータを得る従来手法に比較して極めて正確なデータを得ることができるものである。As a result, even if a plurality of displacement measuring units that perform horizontal displacement measurement are on the R-baseline, one liquid passage and one float body are configured along the R-baseline and installed. A displacement measuring part can be provided in a plurality of measurement parts. Therefore, according to the present invention, a single open channel type horizontal displacement meter can simultaneously measure a plurality of measurement sites on the R-baseline, so that the construction cost is extremely low and calculation is performed by arranging a plurality of displacement meters in an overlapping manner. Compared with the conventional method of obtaining data by value, extremely accurate data can be obtained.
本発明にかかる開水路型水平変位計は前記実施例のように道路橋のアール基線上に配置された複数の橋脚の水平変位を計測する場合を説明したが、これに限定されるものでなく、計測対象は、軌道の地盤、既存または建設中のトンネル、道路、都市構造物等あらゆる構造物の特にアール基線上にある複数点の計測に適し、近接土木、建築工事の影響を抽出する的確な計測装置として利用できる。The open channel type horizontal displacement meter according to the present invention has been described for measuring the horizontal displacement of a plurality of bridge piers arranged on the base line of a road bridge as in the above embodiment, but is not limited thereto. The measurement target is suitable for measuring multiple points on the R-baseline of any structure such as track ground, existing or under construction tunnels, roads, urban structures, etc. It can be used as a simple measuring device.
1 道路橋
2〜6 橋脚
7 第1の基準ボックス
8 第1の支持部
9 第2の基準ボックス
10 第2の支持部
11〜13 変位計測部
14 ベースプレート
15 壁面取付ジグ
16 液路
17 可撓部
19 貯留液体
20 フロート体
21 ローラ軸
22 回転テーブル
23 一対のローラ軸
24 非接触変位センサ
25 感応板
26 アンプボックスDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road bridge 2-6 Bridge pier 7
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012062672A JP2013181973A (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Open channel type horizontal displacement gauge |
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Cited By (2)
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CN108120412A (en) * | 2018-01-24 | 2018-06-05 | 三汽车制造有限公司 | Gap detection device and mechanical equipment |
CN109029337A (en) * | 2018-07-25 | 2018-12-18 | 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 | A kind of earth and rockfill dam impervious body DEFORMATION MONITORING SYSTEM and monitoring method |
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CN108120412B (en) * | 2018-01-24 | 2023-08-22 | 三一汽车制造有限公司 | Gap detection device and mechanical equipment |
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