JP2020117933A - Concrete compaction system, vibrator device, and concrete compaction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート締固めシステム、バイブレータ装置、及びコンクリート締固め方法に関する。 The present invention relates to a concrete compaction system, a vibrator device, and a concrete compaction method.
コンクリート施工工事では、コンクリートの打設を行った後、締固めを行う。締固めの作業では、特許文献1に示されるように、バイブレータをコンクリート中に挿入して、コンクリートに振動を与える。バイブレータとしては、ホースの先端に振動部を有するものが用いられている。 In concrete construction work, after placing concrete, it is compacted. In the compacting work, as shown in Patent Document 1, a vibrator is inserted into concrete to give vibration to the concrete. As the vibrator, one having a vibrating portion at the tip of a hose is used.
締固めにおいてバイブレータの先端やホースを移動させる作業は、人手による作業であるため、平面的な位置管理、深さ管理などが定性的に行われている。このため、締固め作業が行われていない箇所が残っている場合には、ジャンカと呼ばれるセメントと砂利の分離等の不具合が発生する要因となっている。 Since the work of moving the tip of the vibrator and the hose during compaction is manual work, planar position management, depth management, etc. are qualitatively performed. For this reason, when there is a portion where the compaction work is not performed, it is a factor causing a problem called separation of cement and gravel called a junker.
上述の課題を鑑み、本発明は、締固め作業を行った平面的な位置や深さを管理できるコンクリート締固めシステム、バイブレータ装置、及びコンクリート締固め方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a concrete compaction system, a vibrator device, and a concrete compaction method capable of managing the planar position and depth of the compaction work.
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係るコンクリート締固めシステムは、長手方向における第1端部に振動部が配置され、前記第1端部とは反対側の端部である第2端部に対して前記長手方向に沿って離間して第1計測部と第2計測部とが設けられるバイブレータ装置と、前記バイブレータ装置の前記第1計測部及び第2計測部の位置を検出し、検出された第1計測部及び第2計測部の位置に基づいて、前記第1端部の振動部の位置を求める振動部位置情報算出部と、前記振動部位置情報算出部によって求められた振動部の位置を記憶する締固め位置記憶部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, the concrete compaction system concerning one mode of the present invention has an oscillating part arranged in the 1st end in the longitudinal direction, and is an end opposite to the 1st end. A vibrator device in which a first measuring unit and a second measuring unit are provided apart from the second end along the longitudinal direction, and positions of the first measuring unit and the second measuring unit of the vibrator device are set. Based on the detected and detected positions of the first measuring unit and the second measuring unit, the vibrating unit position information calculating unit that finds the position of the vibrating unit at the first end and the vibrating unit position information calculating unit And a compaction position storage unit that stores the position of the vibrating unit.
本発明の一態様に係るバイブレータ装置は、長手方向における第1端部に配置される振動部と、前記第1端部とは反対側の端部である第2端部に配置される第1計測部と、前記第1計測部から前記長手方向に沿って離間して配置される第2計測部とを有することを特徴とする。 A vibrator device according to an aspect of the present invention includes a vibrating portion arranged at a first end portion in a longitudinal direction and a first end portion arranged at a second end portion opposite to the first end portion. It is characterized by having a measuring unit and a second measuring unit arranged apart from the first measuring unit along the longitudinal direction.
本発明の一態様に係るコンクリート締固め方法は、長手方向における第1端部に振動部が配置され、前記第1端部とは反対側の端部である第2端部に対して前記長手方向に沿って離間して第1計測部と第2計測部とが設けられるバイブレータ装置を用意し、前記バイブレータ装置の前記第1計測部及び第2計測部の位置を検出し、検出された第1計測部及び第2計測部の位置に基づいて、前記第1端部の振動部の位置を求めることを特徴とする。 In the concrete compaction method according to one aspect of the present invention, a vibrating portion is arranged at a first end portion in a longitudinal direction, and the vibrating portion is provided with respect to a second end portion which is an end portion opposite to the first end portion. A vibrator device in which a first measuring unit and a second measuring unit are provided apart from each other along a direction is prepared, the positions of the first measuring unit and the second measuring unit of the vibrator device are detected, and the detected first position is detected. It is characterized in that the position of the vibrating section at the first end is obtained based on the positions of the first measuring section and the second measuring section.
本発明によれば、バイブレータの振動部の位置情報を求めることができ、この振動部の位置の測定結果を適宜記録することで、どの位置において締固めが行われたかを定量的に管理することができる。 According to the present invention, it is possible to obtain position information of the vibrating portion of the vibrator, and by appropriately recording the measurement result of the position of the vibrating portion, it is possible to quantitatively manage at which position the compaction was performed. You can
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るコンクリート締固めシステム1の概要の説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of the outline of a concrete compaction system 1 according to an embodiment of the present invention.
図1において、施工領域10は、コンクリートの締固め工事を実施する領域である。なお、施工領域10において、足場等については省略してある。施工領域10の周囲には、例えば3台のトータルステーション11a、11b、11cが配置されている。トータルステーション11a、11b、11cの設置位置はGNSS(Global Navigation Satellite System)衛星12を用いて計測されている。トータルステーション11a、11b、11cの設置位置は、締固めの位置を管理するための基準点となる。
In FIG. 1, a
作業員15は、バイブレータ装置20を使用して締固め作業を行う。図2は、本発明の第1の実施の形態に係るコンクリート締固めシステム1におけるバイブレータ装置20の概要の説明図である。図2に示すように、バイブレータ装置20は棒状の形状をしており、竿部21と、竿部21の長手方向の先端に取り付けられた振動部22と、竿部21の長手方向の他端に取り付けられた第1の反射プリズム(第1計測部)23aと、第1の反射プリズム23aから所定の距離だけ長手方向に離間して取り付けられた第2の反射プリズム(第2計測部)23bとから構成される。図1に示すように、作業員15は、振動部22を下方に向けて竿部21を把持し、振動部22をコンクリート内に挿入して締固め作業を行う。
The
振動部22は、コンクリートに振動を与える。振動部22の内部にはモータが装着されており、モータの回転により回転振動を発生する。振動部22には、振動部22内のモータを可動させるための電力を送るケーブル24が接続されている。ケーブル24は、第1の反射プリズム23aまたは第2の反射プリズム23bの近傍から取り出され、振動部22に接続される端子とは異なる端子が設けられており、制御装置30に接続可能である。竿部21には、図示されていないが、振動部22の動作をオン/オフするスイッチが設けられている。ケーブル24からの信号により、振動部22内のモータのオン/オフを示す駆動情報を取得することができる。
The vibrating
第1及び第2の反射プリズム23a及び23bは360度反射プリズムであり、各トータルステーション11a、11b、11cからの光波のターゲットとなる。各トータルステーション11a、11b、11cからの光波は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bで反射され、各トータルステーション11a、11b、11cで受信される。これにより、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bの位置が測量される。なお、この例では、切梁等の障害物もあるため、3台のトータルステーション11a、11b、11cを設置し、補完して位置情報を把握するようにしている。
The first and second reflecting
制御装置30は、各トータルステーション11a、11b、11cから、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bの位置情報を取得する。そして、制御装置30は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bの位置情報から、振動部22の三次元位置情報(x方向、y方向、z方向)を算出する。ここでは、第1及び第2の反射プリズム23a及び23b、振動部22の竿部21に設けられる位置については、予め決められており、把握可能である。また、制御装置30は、バイブレータ装置20のケーブル24からの信号により、振動部22内のモータのオン/オフを示す駆動情報取得する。そして、制御装置30は、各時間毎に振動部22の位置情報に駆動情報を対応づけて記憶する。これにより、締固め作業を行った平面的な位置や深さを定量的に管理できる。
The
次に、振動部22の3次元の位置情報の取得について説明する。図3は、振動部22の3次元位置情報の取得の説明図である。図3(A)は、バイブレータ装置20の竿部21をコンクリート面に対して鉛直方向に操作したときを示し、図4(B)は、バイブレータ装置20の竿部21をコンクリート面に対して斜め方向に操作したときを示している。なお、図3において、x軸及びy軸は互いに直行する水平面の方向を示し、z軸は深さ方向を示している。
Next, acquisition of three-dimensional position information of the vibrating
図3(A)に示すように、バイブレータ装置20の竿部21をコンクリート面に対して鉛直方向に操作したとする。このとき、第1の反射プリズム23aの位置は(x1,y1,z1)であり、第2の反射プリズム23bの位置は(x1,y1,z2)であったとする。竿部21をコンクリート面に対して鉛直方向に操作したときには、第1の反射プリズム23aと第2の反射プリズム23bとは、その水平方向の位置は等しくなる。この例では、第1の反射プリズム23aのx方向の位置と第2の反射プリズム23bのx方向の位置は共にx1であり、第1の反射プリズム23aのy方向の位置と第2の反射プリズム23bのy方向の位置は共にy1である。第2の反射プリズム23bの深さ方向の位置z2は、第1の反射プリズム23aの深さ方向の位置z1に、第1の反射プリズム23aと第2の反射プリズム23bとの間の距離dを加算した値(z2=z1+d)となる。
As shown in FIG. 3A, it is assumed that the
振動部22は、第1の反射プリズム23aの位置(x1,y1,z1)と第2の反射プリズム23bの位置(x1,y1,z2)との延長線上の位置(x1,y1,z3)にある。バイブレータ装置20の竿部21をコンクリート面に対して鉛直方向に操作したときには、振動部22の水平方向の位置は、第1の反射プリズム23a及び第2の反射プリズム23bの水平方向の位置と等しくなる。すなわち、振動部22のx方向の位置は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bのx方向の位置x1と等しく、振動部22のy方向の位置は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bのy方向の位置y1と等しい。振動部22のz方向の位置z3は、第1の反射プリズム23aのz方向の位置z1に、竿部21の長さLを加算した値(z3=z1+L)となる。
The vibrating
これに対して、図3(B)に示すように、バイブレータ装置20の竿部21をx方向に傾斜するように操作したとする。なお、y方向への傾斜は無いものとする。このとき、第1の反射プリズム23aの位置は(x11,y11,z11)であり、第2の反射プリズム23bの位置は(x12,y11,z12)であったとする。竿部21をx方向に傾斜して操作したとき、その傾きθは、第1の反射プリズム23aのx方向の位置x11と第2の反射プリズム23bのx方向の位置x12と、第1の反射プリズム23aと第2の反射プリズム23bとの間の距離dとから求められる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, it is assumed that the
振動部22の位置は、第1の反射プリズム23aの位置(x11,y11,z11)と第2の反射プリズム23bの位置(x12,y11,z12)との延長線上にあり、振動部22の位置は(x13,y11,z13)となる。ここで、振動部22のx方向の位置x13は、第1の反射プリズム23aのx方向の位置x11に対してLsinθだけずれが生じ、(x13=x11+Lsinθ)となる。y方向の傾斜ないとしているので、振動部22のy方向の位置は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bのy方向の位置y11と等しい。また、振動部22のz方向の位置z13は、第1の反射プリズム23aの深さ方向の位置z11にLcosθを加算した値(z13=z11+Lcosθ)となる。
The position of the vibrating
このように、本発明の第1の実施の形態に係るコンクリート締固めシステム1では、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bが取り付けられた棒状のバイブレータ装置20を用いて締固め作業を行っている。これにより、振動部22の3次元の位置情報を求めることができる。
As described above, in the concrete compaction system 1 according to the first embodiment of the present invention, compaction work is performed using the rod-shaped
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るコンクリート締固めシステム1における制御装置30の機能に基づくブロック図である。制御装置30は、例えばPC(Personal Computer)で実現できる。制御装置30と、トータルステーション11a、11b、11c及びバイブレータ装置20との間は、例えば無線でデータ通信を行うことができる。また、制御装置30と、トータルステーション11a、11b、11c及びバイブレータ装置20との間を、ネットワークを介して接続されるようにしても良い。
FIG. 4 is a block diagram based on the function of the
図4に示すように、制御装置30は、計測部位置情報取得部31と、振動部位置情報算出部32と、駆動情報取得部33と、位置情報管理部34と、締固め位置記憶部35とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
計測部位置情報取得部31は、トータルステーション11a、11b、11cから、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bの位置情報を取得する。振動部位置情報算出部32は、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bの位置情報から、振動部22の3次元の位置情報(x方向、y方向、z方向)を算出する。駆動情報取得部33は、バイブレータ装置20のケーブル24から、振動部22がオンであるか否かの駆動状態を表す駆動情報を取得する。位置情報管理部34は、各時間毎に、振動部22の位置と駆動情報取得部33によって取得した駆動情報を対応づけて締固め位置記憶部35に記憶させ、締固め位置の管理を行う。
The measurement unit position
以上説明したように、本実施形態では、バイブレータ装置20として棒状の形状のものを用いており、バイブレータ装置20の竿部21には、第1及び第2の反射プリズム23a及び23bが取り付けられている。これにより、振動部22の3次元の位置情報を求めることができる。そして、振動部22の位置の測定結果を適宜記録することで、どの位置において締固めが行われたかを把握することができ、バイブレータ装置20による締固め作業の進捗状況を定量的に管理していくことができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、バイブレータ装置20の位置をトータルステーション11a、11b、11cで測量している。なお、バイブレータ装置20にGPS端末を設けて位置を計測しても良い。しかしながら、バイブレータ装置20にGPS端末を設けたとしても、施工現場の環境によっては、遮蔽物等が周囲にあると、GPS電波を受信できない場合もあり得るが、トータルステーションを用いることで、GPS電波を受信できない環境であっても位置を測定することができる。
Further, in the present embodiment, the position of the
上述した実施形態におけるコンクリート締固めシステム1の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 All or part of the concrete compaction system 1 in the above-described embodiment may be realized by a computer. In that case, the program for realizing this function may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium may be read by a computer system and executed. The “computer system” mentioned here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, the "computer-readable recording medium" means to hold a program dynamically for a short time like a communication line when transmitting the program through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case may hold a program for a certain period of time. Further, the program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be a program for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in a computer system, It may be realized using a programmable logic device such as FPGA.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
11a,11b,11c…トータルステーション、20…バイブレータ装置、21…竿部、22…振動部、23a…第1の反射プリズム、23b…第2の反射プリズム、30…制御装置 11a, 11b, 11c... Total station, 20... Vibrator device, 21... Rod part, 22... Vibrating part, 23a... First reflecting prism, 23b... Second reflecting prism, 30... Control device
Claims (5)
前記バイブレータ装置の前記第1計測部及び第2計測部の位置を検出し、検出された第1計測部及び第2計測部の位置に基づいて、前記第1端部の振動部の位置を求める振動部位置情報算出部と、
前記振動部位置情報算出部によって求められた振動部の位置を記憶する締固め位置記憶部と
を有するコンクリート締固めシステム。 A vibrating portion is arranged at a first end portion in the longitudinal direction and is spaced apart along the longitudinal direction from a second end portion that is an end portion on the side opposite to the first end portion and a first measuring portion and a first end portion. A vibrator device provided with two measuring units;
The positions of the first measurement unit and the second measurement unit of the vibrator device are detected, and the position of the vibration unit of the first end is obtained based on the detected positions of the first measurement unit and the second measurement unit. A vibrating unit position information calculation unit;
And a compaction position storage unit that stores the position of the vibrating unit determined by the vibrating unit position information calculating unit.
前記振動部の位置に前記駆動情報取得部によって取得した駆動情報を対応づけて前記締固め位置記憶部に記憶する位置情報管理部
を有する請求項1記載のコンクリート締固めシステム。 A drive information acquisition unit that acquires drive information indicating a drive state of whether the vibrating unit is on,
The concrete compaction system according to claim 1, further comprising: a position information management unit that associates the drive information acquired by the drive information acquisition unit with the position of the vibrating unit and stores the drive information in the compaction position storage unit.
請求項1から請求項2のうちいずれか1項に記載のコンクリート締固めシステム。 The concrete compaction system according to any one of claims 1 to 2, wherein the vibrating section position information calculating section measures the positions of the first measuring section and the second measuring section using a total station.
前記第1端部とは反対側の端部である第2端部に配置される第1計測部と、
前記第1計測部から前記長手方向に沿って離間して配置される第2計測部と
を有するバイブレータ装置。 A vibrating portion arranged at the first end in the longitudinal direction,
A first measurement unit arranged at a second end that is an end opposite to the first end;
And a second measuring unit arranged apart from the first measuring unit along the longitudinal direction.
前記バイブレータ装置の前記第1計測部及び第2計測部の位置を検出し、
検出された第1計測部及び第2計測部の位置に基づいて、前記第1端部の振動部の位置を求める
コンクリート締固め方法。 A vibrating portion is arranged at a first end portion in the longitudinal direction and is spaced apart along the longitudinal direction from a second end portion that is an end portion on the side opposite to the first end portion and a first measuring portion and a first end portion. 2 Prepare a vibrator device provided with a measuring unit,
Detecting the positions of the first measuring unit and the second measuring unit of the vibrator device,
A concrete compaction method for obtaining the position of the vibrating portion at the first end based on the detected positions of the first measuring unit and the second measuring unit.
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