JP2019124110A - コンクリート締固めバイブレータ、及びコンクリート打設管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
また、締固めバイブレータの動作時間が短い場合は締固めが不充分となり、長い場合は配合成分の分離が生じることになる。
更に、打継時間・打重ね時間が所定以上になった場合はコールドジョイントが生じることになる。
いずれにしても、適正範囲から外れた場合にはコンクリート不良が生じる等の不都合が発生し易いことが明らかとなっている。
また、本発明の別なる課題は、コンクリート打設状況を正確に把握することができる信頼性の高いコンクリート打設管理システムを提供することにある。
前記バイブレータが、コンクリートに挿入された状態であるか否かを検知する第1センサーと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かを検知する第2センサーと、を有し、
コンクリートに挿入された状態であるか否かと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かと、を検知すると共に、
前記第1センサーと第2センサーの信号の時間変化により、バイブレータのコンクリートからの引抜き速度を検知する構成であること、
を特徴とするコンクリート締固めバイブレータ。
この引抜き時間と、第1センサーと第2センサーの距離から算出されるバイブレータの挿入深さから、引抜き速度が導出されることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
前記センサー部材の鞘状又は筒状の部材に、バイブレータの振動部が挿入されることで、前記センサー部材が前記バイブレータに装着される構成であることを特徴とする請求項4に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
この電線が、バイブレータ本体とコネクタで接続される構成であることを特徴とする請求項4又は5のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
特徴とする請求項1〜6に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
コンクリートの打設範囲が、カメラによって撮影され、
この撮影された映像を解析することによって、前記締固めバイブレータを操作する作業員の位置を特定する構成であり、
前記締固めバイブレータが、コンクリートに挿入された時刻における前記作業員の位置を特定することによって、コンクリートの締固めが行われた位置情報を管理することを特徴とするコンクリート打設管理システム。
締固めバイブレータを操作する作業員のヘルメットの色を識別することによって、複数ある前記締固めバイブレータのうち、任意の締固めバイブレータを特定することを特徴とする請求項15〜20のいずれかに記載のコンクリート打設管理システム。
前記バイブレータが、コンクリートに挿入された状態であるか否かを検知するセンサーと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かを検知するセンサーと、を有し、
コンクリートに挿入された状態であるか否かと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かと、を検知すると共に、
前記2つのセンサーの信号の時間変化によりバイブレータのコンクリートからの引抜き速度を検知する構成であること、
を特徴とするコンクリート締固めバイブレータ。
された時間であるか否かを作業者に直接及び/又は間接的に知らせる構成であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
コンクリートの打設区域の上方位置に、打設箇所に向けて作動する回転スキャンレーザ及び/又は3Dレーザが配設されており、該スキャンレーザ及び/又は3Dレーザが打設されるコンクリートの打設面の高さと該高さの推移を測定する構成であることを特徴とするコンクリート打設管理システム。
、第1センサーからの距離を100mm単位で選択・変更することができる。
即ち、第1センサーから第2センサーまでの距離は、バイブレータの挿入深さと捉えることができるので、任意の挿入深さを設定し検知することができる。
また、一般的な締固めバイブレータを使用でき、これに第1センサーと第2センサーと取り付けるという簡単な方法で、本発明に係る締固めバイブレータを得ることができる。
これらの構成により、簡単な方法で、バイブレータにセンサー部材を取り付けることができる。
また、施工後においても、上記作業が適正に行われたことを証明することができ、施工されたコンクリートの品質証明記録としても利用することができる。
タが複数台同時に稼働している状況において、任意の締固めバイブレータを映像解析にて特定する手段として、締固めバイブレータを操作する作業員のヘルメットの色を識別する手段を採用することで、簡単かつ正確に個々のバイブレータを判別することができる。
の確認が容易となる。
打設されたコンクリート2内に振動部11が挿入され、該振動部11が振動することにより前記コンクリート2を締め固めるバイブレータ1において、
前記バイブレータ1が、コンクリート2に振動部11が挿入された状態であるか否かを検知するセンサー13Aと、コンクリート2に振動部11が規定された深さまで挿入されたか否かを検知するセンサー13Bと、を有し、
コンクリート2に挿入された状態であるか否かと、コンクリート2に規定された深さまで挿入されたか否かと、を検知すると共に、
前記2つのセンサー13A・13Bの信号の時間変化によりバイブレータ1のコンクリート2からの引抜き速度を検知する構成である。
プ部12と、該グリップ部12等に接続された配線部12B等を有し、配線部12Bを介して電源部5に接続されるものであり、その基本的構成は、この種の打設されたコンクリ―トの締固めに使用される公知公用のバイブレータの構成を特別の制限なく採用することができる。
重ね時間等が表示部(例えば、図1に示すコンピュータ端末等のディスプレイ8Aや、タブレット端末やスマートフォン等の携帯端末8B等)に表示して適宜確認しながらの作業を行うようにすることが好ましい。
また、本発明に好ましく用いられる3Dレーザとしては、例えば、北陽電機社製 レーザ式測域センサーYVT−35LX等を挙げることができる。
更に、別体構成の可視光レーザとしては、エフエムレーザテック社製 ラインレーザLML−D12−515−5等を挙げることができる。
リズムを予め設定した構成とすることが好ましい。かかる構成によれば、検知に支障が生じる条件を取り除いた状態での測定が可能となるので、より正確な測定結果を得ることができる。また、この測定支障物アルゴリズムには、上記した測定支障物の他に、打設時に発生する振動による回転スキャンレーザ・3Dレーザや鉄筋類・セパレータの揺動、施工段階毎に生じる回転スキャンレーザ・3Dレーザの取付位置移動、打設ホースの取り回し等による作業上の制約等、検知に関わる影響等も条件内に取り入れることが好ましい。
コンクリート打設と測定の開始前に、先ず、初期状態を測定し、打設高さ0を設定する。この初期状態とは、打設区域3の底面の位置、前記鉄筋32の位置、打設区域3を囲む型枠4の内面位置等の初期状態から動かないもの等である。尚、初期状態から動いてしまう測定支障物としては、締固めバイブレータ1の他、本構成例では省略した打設ホース、打設作業員、締固め作業員等である。
打設高さ以外の測定値を測定支障物と判定し、支障物座標及びデータNo(スキャンNo=角度)を記録する。
更に、初期打設面の高さの誤差(凹凸、3Dレーザ自体の誤差等)を考慮し、閾値範囲(好ましくは概ね1〜2cm程度)を設定し、この閾値範囲内のコンクリート面以外の鉛直成分距離を測定支障物と判定する。
図10は、3Dレーザによるコンクリート打設前の初期状態の測定状況を示す説明図であり、図において「正規の底面データ」が打設区域3内の底面の位置を示し、「正規の側面データ」が打設区域3内の側面である型枠4の内面の位置を示し、「●」「●測定支障物」が鉄筋32等の測定仕様物を示す。尚、「×」「×虚像データ」は測定支障物の影となる近傍部分(3DレーザS3・S4からみて背後側)に現出する虚像データを示す。
打設開始以降は、上記初期状態に、締固めバイブレータ1(や省略した打設ホース)を鉛直状の測定支障物と判定する。
特に締固めバイブレータ1は、前記したコンクリート2内に挿入された状態を検知する情報から、その位置や高さが記録されること、測定支障物として判定すること、が好ましい。
コンクリート2が打設されることにより、打設面の高さが測定される。打設面の測定値は、平面的に連続した値であり、時間的に連続した値となる。測定支障物の部分は特異な値となる。
打設面の高さと時間との関係の記録(打設速度、打重ね時間管理等)は測定データ隣接平均値等を用いることが好ましく、モニター等の表示手段に打設面の形状・傾斜・凹凸等を表示させることにより、これらの状況の把握が可能となる。
コンクリートの打設が進み、打設面の高さの上昇に伴ってコンクリート内に埋没する部分の鉄筋32は測定支障物判定座標から除外される。
3DレーザS3・S4による測定の際、締固めバイブレータ1の振動等によりレーザ光のズレ等の僅かな誤差が生じることが考えられる。初期状態の測定支障物判定時の情報を基づいて、誤差判定は除外される。
また、作業時接触等によって大きなズレが生じた場合には、再初期値設定(盛替え)判断を行い、測定支障物の再判定を行う。この際、コンクリート打設面の高さは急変しないので、再設定時の初期値に再設定前の打設高さ時間変化より盛替え時点の打設高さを推定・設定する。
この再初期設定(盛替え)は、打設が進み、3DレーザS3・S4の照射角が小さくなった場合に該3DレーザS3・S4の配設位置を高い位置に変える際にも行われる。尚、3DレーザS3・S4の配設位置を予め変更不要な位置に配設した場合は再初期設定(盛替え)は不要となる。
上記の測定によって得られた測定値の内、測定支障物の測定値を除外すると共に、測定支障物の判定位置の近傍に発生する虚像値についても干渉と考えられるため除外される。
継情報・打重ね情報の一つ乃至は全部をコンピュータ端末等の記録部(例えば、図1に示す記録部7等)に記録し、管理する構成とすることが好ましい。かかる構成によれば、施工主への打設品質管理説明が可能であるだけでなく、打設工事資料としての記録データベース化に寄与したり、他の打設工事の際の参考資料としても活用することができる。
かかる構成を採用すれば、1回の打設高さ(1リフト)が標準的ではなく例外的である施工に対しても、対応することができる。
図12では、第1センサー15Aについて示したが、第2センサー15Bにおいても同様に、同じ挿入深さの円周方向に、2つ以上のセンサー素子を配設することができる。
電線15Cやコネクタ15Dについては、この種の分野において用いられる公知公用の電線やコネクタを特別の制限無く採用することができる。
カバー部15Eは、バイブレータ1の振動部11又はこれに接続されたホース部14に至るまでの部分を被覆する部材である。換言すれば、振動部11等は、このカバー部15Eの内部に挿入される態様で固定され、振動部11にセンサー部材15は装着される。
また、図示しないが、カバー部15Eは、振動部11を被覆することができる筒状の形状であってもよい。
この他、カバー部15Eには、コンクリート2の中に挿入されることを考慮し、耐アルカリ性、耐水性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐付着性(生コンクリートと付着し難い性質)等を有することが好ましく、更には、絶縁性、耐熱性等を有することがより好ましい。
A等はカバー部15Eにコーティングされる構成となり、耐アルカリ性、耐水性、耐摩耗性等といったカバー部15Eが有する特性を享受することができる。
図13に示されるように、カバー部15Eに埋設された第1センサー15A、第2センサー15B及び電線15Cの周辺を、硬質な材質で形成することが好ましい(硬質な材質で形成された部分を、「硬質部分15F」という。)。第1センサー15A、第2センサー15B及び電線15Cは、衝撃等が加えられることによって故障・破損するおそれがあるため、当該部分を硬質の合成樹脂等で形成し、耐衝撃性を向上させることが好ましい。
また、例えば、伸縮性を有する材質で形成されたカバー部15Eの表面に、第1センサー15A、第2センサー15B及び電線15Cを設置し、この上から硬質の合成樹脂等を被覆する手段を採用することができる。
引抜き速度とは、コンクリート2に挿入された状態のバイブレータ1を、コンクリート2から引抜く時の速度である。引抜き速度は、第1センサー15Aと第2センサー15Bの信号の時間変化により、算出することができる。
引抜き速度 V=L/T(mm/秒)
ここで、バイブレータ1における第1センサー15Aから第2センサー15Bまでの距離は、規定された挿入深さLとする。
ト2に挿入された直後の状態である。この状態において、第1センサー15Aからは、信号が出力され、挿入された状態が続く限り、この信号は出力され続ける。なお、この実施例において、第1センサー15Aの出力は5Vであり、コンクリートに挿入され礼ない状態では出力は0(0V)である(第2センサー15Bにおいても同じ。)。
この状態は、バイブレータ1によるコンクリート2への挿入が開始された状態であり、この時刻をt1とする。即ち、挿入開始時刻はt1である。
この状態は、バイブレータ1によるコンクリート2への挿入が、規定の深さに達した状態であり、この時刻をt2とする。
この状態は、バイブレータ1によるコンクリート2への挿入深さが、規定の深さから逸脱した状態であり、この時刻をt3とする。時刻t3は、バイブレータ1の引き抜きが開始された時刻ということもできる。
この状態は、バイブレータ1がコンクリート2から引抜かれた状態であり、この時刻をt4とする。時刻t4は、バイブレータ1による1回の締固め作業が完了した時刻ということもできる。
即ち、図14の下部に示されるグラフにおいて、t3からt4までの傾きは、引抜き速度Vである。
なお、ここで説明する他の実施例は、上述した打設管理システムの構成と共通する構成が多いため、異なる構成についてのみ説明する。
図15に示される実施例では、コンクリートの打設区域3の付近に、カメラC及び基準点マーカーMが設置されており、バイブレータ1を持ち、ヘルメットHを被った作業員Eが作業を行っている。
カメラCは、1箇所の打設区域に対して、2台以上設置されることが好ましい。ポンプ車の打設ホースや作業員Eの重なり等が原因で、必要な映像に支障が生じえる。このため、異なる箇所に2台以上のカメラCを設置して、撮影できない箇所を無くすことが有効である。
ヘルメットMの色で識別する手段の他、ヘルメットMに、映像で判別可能な数字(番号)や記号を表示し、これを映像解析にて識別する手段を挙げることができる。
これらの作業を、すべての作業員に対して行えば、打設区域全体の締固め作業の軌跡を把握することができる。
また、コンピュータによる映像解析の具体的手段についても限定はなく、公知公用の映像解析手段を特別の制限無く採用することができる。なお、この映像解析は、動体追跡を行うことができる映像解析手段を含むものである。
きる。また、これらのプロットPを、締固めが行われた順に線L1でつなぐことで、作業が行われた軌跡を視覚的に認識し、記録・管理することができ、バイブレータ1によるコンクリートの締固め作業が適正に行われたか否かの確認を、より確実に行うことができる。
コンクリート締固めの良否とは、締固め作業が適正に行われたか否かの判断であり、この判断を記号や色で表示することが出来る。例えば、「良」判定の場合は、記号で「○」、色で「赤」等で表わし、「否」や「不良」判定の場合は、記号で「×」、色で「青」等で表示することが出来る。なお、図16に示される実施例は、「良」判定を「○」で、「不良」判定を「×」で表した例である。これにより、作業状況の評価を視覚的に認識し、記録・管理することができる。
これらの判断手段を採用することで、コンクリートの締固め作業の良否判断を、簡単かつ高精度で行うことができる。
上記した境界線L2は、図16に示されるコンクリート打設範囲を表すマップにおいても、プロットPや軌跡を表す線L1と共に表示されることが好ましい。
打設面の形状とその位置を把握できることによって、例えば、型枠に振動を与えて打設されたコンクリート内の気泡を抜く作業(あばたを低減するための作業)において、型枠の外側にいる作業員が、型枠内のコンクリートの形状や打設面を把握できることにより、型枠の叩くべき位置を正確に把握することができ、作業効率を著しく向上させることができる。
設するような環境は、特に壁面の打設状況を上方から目視することが困難であるか、上方から観察する作業員と型枠を叩く作業員との位置が、型枠の内外に分かれて直接情報を伝達できない環境になるため、映像解析によって打設面の形状や位置が解析され、その解析結果が作業員に伝達される方法が有意である。
11 振動部
11A 先端部分
11B 途中部分
12 グリップ部
12A スイッチ部
12B 配線部
13A センサー
13B センサー
14 ホース部
15 センサー部材
15A 第1センサー
15B 第2センサー
15C 電線
15D コネクタ
15E カバー部
15F 硬質部分
15G アダプター
2 コンクリート
3 打設区域
31 取付部
32 鉄筋
4 型枠
5 電源部
6 制御部
7 記録部
8 表示部
8A コンピュータ端末等のディスプレイ
8B 携帯端末
9A 生コン工場
9B コンクリートミキサー車
9C コンクリートポンプ車
S1 回転スキャンレーザ又は3Dレーザ
S2 回転スキャンレーザ又は3Dレーザ
S3 3Dレーザ
S4 3Dレーザ
C カメラ
M 基準マーカー
E 作業員
H ヘルメット
P プロット
L1 軌跡を表す線
L2 境界線
Claims (21)
- 打設されたコンクリート内に挿入され、振動することにより前記コンクリートを締め固めるバイブレータにおいて、
前記バイブレータが、コンクリートに挿入された状態であるか否かを検知する第1センサーと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かを検知する第2センサーと、を有し、
コンクリートに挿入された状態であるか否かと、コンクリートに規定された深さまで挿入されたか否かと、を検知すると共に、
前記第1センサーと第2センサーの信号の時間変化により、バイブレータのコンクリートからの引抜き速度を検知する構成であること、
を特徴とするコンクリート締固めバイブレータ。 - 第2センサーがコンクリートから引抜かれたことを検知した時刻と、第1センサーがコンクリートから引抜かれたことを検知した時刻の差から、バイブレータをコンクリートから引抜くのに要した時間である引抜き時間を算出し、
この引抜き時間と、第1センサーと第2センサーの距離から算出されるバイブレータの挿入深さから、引抜き速度が導出されることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート締固めバイブレータ。 - 第2センサーが、長手方向に所定の間隔で複数設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- 第1センサーと第2センサーが、バイブレータから着脱可能な構成であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- 第1センサーと第2センサーが、鞘状(サック状)又は筒状の部材に取り付けられることによってセンサー部材を構成し、
前記センサー部材の鞘状又は筒状の部材に、バイブレータの振動部が挿入されることで、前記センサー部材が前記バイブレータに装着される構成であることを特徴とする請求項4に記載のコンクリート締固めバイブレータ。 - センサー部材は、第1センサー及び第2センサーの信号を伝搬する電線を有し、
この電線が、バイブレータ本体とコネクタで接続される構成であることを特徴とする請求項4又は5のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。 - バイブレータが、コンクリートに挿入されたこと、コンクリート内の規定された深さまで挿入されたこと、コンクリート内の規定された深さを逸脱したこと、又はコンクリートから引抜かれたこと、のうち少なくとも1つの状態を第1センサー又は第2センサーが検知し、この検知した情報を作業者に直接及び/又は間接的に報知する構成であることを特徴とする請求項1〜6に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- バイブレータが、コンクリートに挿入されたこと、コンクリート内の規定された深さまで挿入されたこと、コンクリート内の規定された深さを逸脱したこと、又はコンクリートから引抜かれたこと、のうち少なくとも1つの状態を第1センサー又は第2センサーが検知し、この検知した情報に基づき、バイブレータの振動動作の作動・停止を制御する構成であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- コンクリート内の規定された深さに挿入されたバイブレータの振動動作時間が、規定さ
れた時間を経過したか否かを、作業者に直接及び/又は間接的に知らせる構成であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。 - 検知したバイブレータのコンクリートからの引抜き速度の情報に基づき、引抜き速度が規定された範囲内であるか否かを、作業者に直接及び/又は間接的に知らせる構成であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- バイブレータがコンクリート内の規定深さまで挿入されたか否かの情報、コンクリート内の規定された深さに挿入されてから引き抜かれるまでに振動動作した時間の情報、コンクリートからの引き抜き速度の情報、のうち少なくとも1つの情報を記録する記録部を有する構成であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- バイブレータが挿入された位置を検知又は入力する手段を有し、検知又は入力された位置情報を記録する記録部を有する構成であることを特徴とする請求項11に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- バイブレータがコンクリート内の規定された深さまで挿入されたか否かの情報、挿入されてから引き抜かれるまでに振動動作した時間の情報、コンクリートからの引き抜き速度の情報、のうち少なくとも1つの情報を表示する表示部を有する構成であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- バイブレータが挿入された位置を検知又は入力する手段を有し、検知又は入力された位置情報を表示する表示部を有する構成であることを特徴とする請求項13に記載のコンクリート締固めバイブレータ。
- 請求項1〜14のいずれかに記載のコンクリート締固めバイブレータを用いて行うコンクリートの打設に際して、
コンクリートの打設範囲が、カメラによって撮影され、
この撮影された映像を解析することによって、前記締固めバイブレータを操作する作業員の位置を特定する構成であり、
前記締固めバイブレータが、コンクリートに挿入された時刻における前記作業員の位置を特定することによって、コンクリートの締固めが行われた位置情報を管理することを特徴とするコンクリート打設管理システム。 - コンクリートの締固めが行われた位置毎に、バイブレータの挿入時刻、締固め時間、挿入深さ及び引抜き速度が管理されることを特徴とする請求項15に記載のコンクリート打設管理システム。
- コンクリートの打設範囲を表すマップ上に、コンクリートの締固め位置をプロットし、このプロットを、バイブレータの挿入時刻順に線でつなぐことで、締固めが行われた位置の軌跡が表されることを特徴とする請求項15又は16に記載のコンクリート打設管理システム。
- コンクリート締固めの良否が、プロットに所定のマークを付与することで表されることを特徴とする請求項17に記載のコンクリート打設管理システム。
- バイブレータによるコンクリートの締固め時間、バイブレータの挿入深さ及び引抜き速度について、所定の値が設定され、この各値を満たしたか否かによって、コンクリート締固めの良否が判断されることを特徴とする請求項15〜18のいずれかに記載のコンクリ
ート打設管理システム。 - コンクリートの打設範囲内における所定の領域で、締固め作業の実施回数が規定され、この規定された回数を実施したか否かによって、コンクリート締固めの良否が判断されることを特徴とする請求項15〜18のいずれかに記載のコンクリート打設管理システム。
- 1箇所のコンクリート打設範囲にて、締固めバイブレータが複数台同時に稼働している状況において、
締固めバイブレータを操作する作業員のヘルメットの色を識別することによって、複数ある前記締固めバイブレータのうち、任意の締固めバイブレータを特定することを特徴とする請求項15〜20のいずれかに記載のコンクリート打設管理システム。
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