JP2015014118A - コンクリートなどの締固め管理装置と管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートなどの締固め対象物の締固め忘れや時間不足の発生を防止する装置と方法を提供する。
【解決手段】締固め対象物の内部に挿入するバイブレータ１と、バイブレータ１からの信号を受ける受信機２、受信機２からの信号を処理して画面に表示する表示装置とより構成する。バイブレータ１はその内部に、発信機１２を内装したバイブレータ１である。発信機１２は、バイブレータ１の振動の開始時に信号を発信し、バイブレータ１の振動の終了時に信号の発信を停止する装置である。受信機２によって、バイブレータ１内の発信機１２の発信位置と発信の継続時間を受信し、その受信信号を表示装置に送って表示装置の画面に表示するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は打設直後のまだ固まらないコンクリートや盛土、ＣＳＧダムの堤体などにおける締固め管理装置と管理方法に関するものである。

コンクリート工事においてコンクリートの締固め作業は、重要な役割を果たしている。
ところがコンクリートの締固めの方法については、土木学会のコンクリート標準仕様書や建築学会のＪＡＳＳ５において「１０秒程度の振動締固めを行う」と記載してある程度であって、実際の施工時にはコンクリート打設担当者と作業員の勘や経験に任されているのが実情である。
その結果、骨材が集まった場所ができたり、締固め忘れが生じたりする可能性があり、そうすると締固めが不十分となりコンクリートの品質が確保されない可能性が生じる。
またコンクリートの性状や構造設計などに対して施工仕様が定量的に示されないことや、型枠内部での締固め不足の確認が困難であることも施工不良の原因となっている。
そのような問題を解決するために特許文献１に記載したような発明が知られている。

特開２０１３−５３４９２号公報

前記した特許文献１記載の装置は、バイブレータの位置を特定するために現場の周囲に配置したカメラからの情報を、解析ソフトで処理して位置を決定する構造である。
そのために土木工事や形状が複雑な建築物では、必ずしもカメラの視野が確保されるとは限らず、汎用性が低い。
また現場の変化に応じて周囲のカメラの位置を設定し直すなどの煩雑な作業が必要となる。
カメラでの撮影だけでなく、バイブレータに取り付けたＧＰＳ受信機を使用する構造も示されているが、現場は必ずしも上空が開放された場所に限らないから、汎用性が低い。

上記のような課題を解決するために、本発明のコンクリートなどの締固め管理装置は、締固め対象物の内部に挿入するバイブレータと、バイブレータからの信号を受ける受信機、受信機からの信号を処理して画面に表示する表示装置とにより構成し、バイブレータはその内部に、発信機を内装したバイブレータであり、発信機は、バイブレータの振動の開始時に信号を発信し、バイブレータの振動の終了時に信号の発信を停止する装置であり、受信機によって、バイブレータ内の発信機の発信位置と発信の継続時間を受信し、その受信信号を表示装置に送って表示装置の画面に表示するように構成したものである。
さらにコンクリートなどの締固め管理方法は、上記の装置を使用し、コンクリートなどの打設範囲を示した図の中に、発信機の発信位置と発信の継続時間に応じて位置と時間を色彩、記号などに変えて表示して行うことを特徴としたものである。

本発明のコンクリートの締固め管理装置と管理方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 前記したようにコンクリートの締固めは、監視者と作業員の大まかな管理にゆだねられていたが、本発明の装置と方法によれば、定量的な管理を行うことができる。
＜２＞ 特に広い面積にコンクリートを打設する場合に、締固め位置を飛ばしてしまい締固めを忘れた場所が発生する可能性があるが、本発明の装置と方法によれば締固め位置を表示できるから、そのような施工トラブルの発生を防ぐことができる。
＜３＞ 締固めを行った位置だけでなく、その位置における締固め時間を表示することもできるから、締固め時間が不足している位置を表示して追加の締固めを促すことができる。
＜４＞ バイブレータ自体からの信号の発信で、締固め位置や継続時間の情報を入手する構造であるから、周囲に障害物がある現場や、上空が開放されていない現場でも高い信頼性のもとに正確に締固め状態を知ることができる。

本発明のコンクリートの締固めに使用するバイブレータの実施例の説明図。 バイブレータによりコンクリートを締め固めている実施例の説明図。 発信機の位置を特定するシステムの実施例の説明図。 スランプと締固めの影響範囲との関係を示す図。

以下図面を参照にしながら本発明のコンクリートの締固め管理装置と管理方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞全体の構成
本発明の締固め管理装置は、締固め対象物の内部に挿入するバイブレータ１と、バイブレータ１からの信号を受ける受信機２、受信機２からの信号を処理して画面に表示する表示装置とより構成する。

＜２＞バイブレータ
バイブレータ１はコンクリート等に振動を与えて流動性を向上させる市販の機器である。
ただし本発明のバイブレータ１はそのヘッド１１の内部に、発信機１２を内装したバイブレータ１を使用し、バイブレータ１の作動と発信機１２からの信号の発進を連動させる。
そのために例えばバイブレータ１からの先端の振動モータへの電源線を分岐させて発信機１２に接続して電力を供給する構造を採用する。
このような構造を採用すれば、バイブレータ１のＯＮ／ＯＦＦと発信機１２のＯＮ／ＯＦＦとを連動することができる。

＜３＞発信機
前記したように、バイブレータ１の内部の例えばヘッド１１の内部に発信機１２を内装してある。
この発信機１２は、バイブレータ１の振動の開始時に信号を発信し、バイブレータ１の振動の終了時に信号の発信を停止する装置である。
後述するように、どこに発信機１２があるか、だけが分かっても、そのバイブレータ１が振動中か否かが不明である。
しかし本発明の発信機１２はバイブレータ１が作動したときのみに信号を発信するから、作動中であることが明確である。
さらにバイブレータ１の振動を終了したら発信機１２からの信号の発信も停止するから、バイブレータ１によってコンクリートなどの対象物に振動を与えた継続時間も明確である。

＜４＞受信機
現場では図２に示すように型枠３内にコンクリート４を打設し、その内部にバイブレータ１を挿入する。
そして加振と同時に発信する信号を、図３に示すように、受信機２によってバイブレータ１内の発信機１２の発信を受信する。
この信号によって、バイブレータ１の位置と加振の継続時間を受信するには、到来方向を推定する技術である、ＭＵＳＩＣ（multiple signal classification）アルゴリズムを用いる。

＜５＞バイブレータの位置の特定
このアルゴリズムは、主に位相差を利用した推定技術である。
そのために受信機２は、図３に示すようなアレーアンテナ２１と呼ばれる、配列状に並べた複数のアンテナを用い、アンテナごとに位相と振幅をそれぞれ測定する。
そして到来角度ごとにスペクトラムと称する推定結果を得て、それらから到来方向のピークを得る。
そのピークを探すことにより、バイブレータ１内の発信機１２の到来方向を推定することができる。
発信機１２と受信機２との距離は、推定技術を使うまでもなく、メジャーなどで直接測定する。
こうして方向と距離とは分かれば、簡単に発信源の位置を特定することができる。

＜６＞表示
上記のシステムで特定した位置情報を、パソコンのディスプレイにリアルタイムで表示する。
表示画面にはコンクリートなどの打設範囲を事前に入力、表示しておき、バイブレータ１からの信号の結果を対応する位置に表示する。
表示装置の画面には、位置と締固め時間を表示するが、それらを色彩を変えたり、記号を用いたりして表示すれば見やすくなる。
この表示画面を見れば、締固めの忘れた位置、締固め時間が不足している位置が直ちにわかるので、早急に締固めの指示を行うことができる。
ただしこの表示では壁の奥行き方向の表示はすることができない。
しかし本発明の管理方法は、厚さが２０ｃｍ〜４０ｃｍ程度の薄い壁を対象としている。
そのために位置がわかるだけで、その締固めの影響範囲は十分に把握することができる。

＜７＞締固めとスランプの関係
コンクリートのスランプと締固めの影響範囲との関係は、例えば図４に示すように、本件の出願人の過去の研究から公知である。
そのためにスランプによって締固めの影響範囲を変更するシステムを採用することもできる。

１：バイブレータ
１１：ヘッド
１２：発信機
２：受信機
２１：アレーアンテナ

Claims (2)

1. 締固め対象物の内部に挿入するバイブレータと、バイブレータからの信号を受ける受信機、受信機からの信号を処理して画面に表示する表示装置とにより構成し、
   バイブレータはその内部に、発信機を内装したバイブレータであり、
   発信機は、バイブレータの振動の開始時に信号を発信し、バイブレータの振動の終了時に信号の発信を停止する装置であり、
   受信機によって、バイブレータ内の発信機の発信位置と発信の継続時間を受信し、
   その受信信号を表示装置に送って表示装置の画面に表示するように構成した、
   コンクリートの締固め管理装置。
2. 請求項１記載の装置を使用し、
   コンクリートなどの打設範囲を示した図の中に、
   発信機の発信位置と発信の継続時間に応じて位置と時間を色彩、記号などに変えて表示して行うことを特徴とした、
   コンクリートの締固め管理方法。

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