JP3214768B2 - 構築物の変位自動測定装置 - Google Patents

構築物の変位自動測定装置

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JP3214768B2
JP3214768B2 JP27673693A JP27673693A JP3214768B2 JP 3214768 B2 JP3214768 B2 JP 3214768B2 JP 27673693 A JP27673693 A JP 27673693A JP 27673693 A JP27673693 A JP 27673693A JP 3214768 B2 JP3214768 B2 JP 3214768B2
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泰義 野口
慶尚 金子
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East Japan Railway Co
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Kaneko Co Ltd
East Japan Railway Co
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  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えば鉄道線路のよう
な構築物の変位を測定することに用いる構築物の変位自
動測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道線路の営業線において、例えば線路
下部への横断構造物の施工など線路に近接した箇所で土
木工事を行なう場合は、列車の安全走行を確保するため
に、施工の影響による軌道変位の有無を計測し、安全管
理を行なうことが必要となる。従来は営業線近接工事を
行なう場合、次のような計測方法がとられている。
【0003】測定器としては沈下計、傾斜計等が使われ
ている。測定器は車両と接触しないように又、列車走行
時の振動による測定誤差を防止するため、建築限界より
少し離れた箇所の道床又は構築物に取付けられ、それぞ
れの測定値から軌道変位の状態を予測し計測管理を行な
っている。また、この計測と併用して、人手による目視
または糸張りレベルによる通り高低の軌道変位測定を1
日1〜2回程度定期的に行なうこととしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】沈下計、傾斜計での計
測については連続測定記録が可能であるため、定められ
た限界値を設定しておき、限界値以上の変位が発生した
場合は警報を発し異常を知らせることが出来る。しかし
ながら列車の安全走行に直接影響を与える軌道変位の計
測については、人力測定のためこのような連続測定を行
なうことが出来ず、このため沈下計、傾斜計による軌道
変位の予測はできても軌道変位が限界値以上となった場
合、直ちに運転規制を行なうという処置が出来ないのが
現状である。また鉄道の軌道に限らず道路の路肩等にも
同様の問題がある。
【0005】このようなことから、軌道或は道路の路肩
等に直接測定器を取付け、構築物の変位を連続測定する
ことの出来る変位自動測定器が望まれている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明では監視しよう
とする区間の両端に不動点を設け、この不動点間に定張
力手段によりワイヤを張り渡す。このワイヤに沿って構
築物に取付けられた任意の個数の変位検出器を設ける。
変位検出器は回転検出方向が互に直交する向に取付けら
れた一対の角度センサと、一対の角度センサの回転検出
軸に取付けた回転レバーとを具備して構成され、回転レ
バーの各一端がワイヤに係合される。
【0007】
【作用】この発明の構成によれば構築物に何等かの変位
が発生すると、変位検出器とワイヤとの間の相対的な間
隔が変化する。この間隔の変化はレバーを通じて二つの
角度センサに伝達され直交する2方向の変位量に分別さ
れて検出される。従って鉄道線路に適用した場合は線路
の通り方向及び高低方向の変位量を自動的に然も連続し
て計測することができる。軌道変位が限界値以上になっ
た場合は、直ちに警報を発するとか、或は運転規制を採
る等の処理を行なうことができる。
【0008】
【実施例】図1にこの発明による構築物の変位自動測定
装置に用いる変位検出器の一例を示す。図中10は変位
検出器の全体を指す。また1は変位量の測定の基準とな
る基準ワイヤを示す。この基準ワイヤ1は図2に示す不
動点AとB間に張り渡される。基準ワイヤ1は後で説明
する定張力装置によって一定の張力を保って張り渡さ
れ、温度の変化等によってたるみ等が発生しない処置が
施されている。基準ワイヤ1の材質としては風による影
響、または汚れの付着による測定誤差等を防止するため
に耐食、耐荷重に優れた特性を持つ例えばステンレスワ
イヤロープにナイロン被覆したコーティングワイヤを用
いることができる。不動点A−B間の距離が長い場合は
基準ワイヤ1自体の重量によるたるみを少なくするため
に、軽量で耐荷重に優れ、伸縮の少ない非金属ワイヤ
(例えばアラミド繊維)等を用いることもできる。
【0009】図1において、2は基台を示す。この基台
2は変位の発生を検出しようとする構築物Mに取付けら
れる。この例では軌道に適用した場合を示す。つまり構
築物Mとしてはこの例では軌道を構成するマクラギに取
付けた場合を示す。基台2は鉛直な姿勢に立てられた垂
直板部2Aと、この垂直板部2Aの上端から水平方向に
張り出して姿勢の水平板部2Bとを具備する。
【0010】これら垂直板部2Aと水平板部2Bに角度
センサ3Aと3Bが取付けられる。従ってこれら二つの
角度センサ3Aと3Bは回転検出軸が互に直交する方向
に配置され、直交する二方向の変位量を検出する状態に
取付けられる。角度センサ3Aと3Bは回転摩擦の発生
がない例えば感磁性素子を用いた無接触式の角度センサ
を用いることができる。
【0011】2つの角度センサ3A,3Bの各回転検出
軸に回転レバー4A,4Bが取付けられる。角度センサ
3Aに取付けた回転レバー4Aは垂直面に沿って回動
し、角度センサ3Bに取付けた回転レバー4Bは水平面
に沿って回動する。各レバー4A,4Bの遊端部に基準
ワイヤ1と係合するための接触子5が設けられる。接触
子5は例えば各回転レバー4A,4Bに植設した2本の
ピアノ線によって構成することができる。2本のピアノ
線は基準ワイヤ1の直径よりわずかに広い間隔を保持し
て平行に植設され、その間隔内に基準ワイヤ1を挟込
み、回転レバー4A,4Bを基準ワイヤ1に係合させ
る。この係合構造により基準ワイヤ1と基台2との相対
的位置が回転レバー4Aと4Bの各回転方向に変位する
ときは回転レバー4A,4Bを回転させるが、非回転方
向に変位するときは基準ワイヤ1は接触子5に沿って摺
動し、係合状態を維持する。回転レバー4A,4Bの接
触子5を植設した部分の反対側にはバランサ6を取付け
る。このバランサ6によって回転レバー4A,4Bの重
量を平衡させ回転レバー4A,4Bから回転偏倚力が発
生しない構造としている。尚、水平方向に回転する回転
レバー4Bにはバランサ6を特に必要としないが、この
例では回転レバー4Bにもバランサ6を取付けた場合を
示す。
【0012】図1に示した構造により不動点A−B間に
張り渡された基準ワイヤ1の位置が不動であるとすれば
構築物Mが高低方向に変位するとき、その変位量が角度
センサ3Aから角度信号として発信される点及び構築物
Mが基準ワイヤ1と直交する水平方向に変位するときは
角度センサ3Bからその変位量に対応した角度信号が発
信される。また構築物Mが高低方向と水平方向の双方の
成分を持つ方向に変位するときは角度センサ3A,3B
の双方から角度信号が同時に発信されることが理解され
よう。
【0013】図2は図1で説明した変位検出器10及び
基準ワイヤ1の設置状況を示す。この例では構築物Mと
して線路を想定した場合を示す。線路下部に線路下横断
構造物11を構築する場合、施工影響範囲Lの両端に不
動点A及びBを設定する。不動点A及びBには図3及び
図5に示すように軌間外に構築Mを跨いで2本の基準杭
13を打ち込み、基準杭13の上端に定張力装置14及
びワイヤ固定架台15を設置する。
【0014】定張力装置14は建築限界の外側に配置で
きるように可久的に背の低い形状とすることが望まし
い。このため、この例では図4に示すように定荷重バネ
14Aを6個装着し、これら6個の定荷重バネ14Aの
バネ端部を合体し、この合体した端部に基準ワイヤ1を
連結した場合を示す。定荷重バネはいわゆる巻尺等で知
られるように帯状のバネ材に弯曲を持たせることによ
り、引き出し開始から引き出し終了まで定荷重の引き込
み力が得られる。然も帯状のバネ材を巻込んだ構造のた
め、定張力装置14の背を低くすることができる。全体
をカバーで覆い基準ワイヤ1だけが出入りできる構造と
し、雨水が定荷重バネ14Aの装着部分に侵入すること
を阻止するようにしている。
【0015】ワイヤ固定架台15には図5に示すように
ワイヤ固定ボルト15Aが植設され、このワイヤ固定ボ
ルト15Aにワイヤ固定駒15Bを係合させる。ワイヤ
固定駒15Bの上下にナットを配置し、ナットの締付に
よりワイヤ固定駒15Bの位置を固定する。これと共
に、このナットの位置を移動させることにより基準ワイ
ヤ1の高さ位置を調整できる構造としている。
【0016】図3A乃至図6で説明した構造により基準
ワイヤ1を不動点A−B間に張り渡す。張り渡された基
準ワイヤ1は定張力装置14によって定張力を持って張
られる。図2に示す不動点A−B間は一般に30〜40
メートル程度に採られる。不動点A−B間に図1に示し
た変位検出器10を一定間隔に配置する。図2の実施例
では施工影響範囲L=30メートル、変位検出器10の
設置間隔を5メートルとした場合を示す。
【0017】図7にシステム全体の概要を示す。監視す
べき構築物Mの要所に設置した変位検出器10はケーブ
ルJによって監視所に設けられた監視装置Nに接続され
る。監視装置Nは電源ノイズ除去用のフィルタ群16
と、各変位検出器10の検出出力の何れか一つを選択し
てAD変換器18に与えるスキャナ17と、AD変換器
18のAD変換出力を取り込んでデータメモリ19に記
憶したり、或いは表示器21に表示する制御を行なう例
えばマイクロコンピュータによって構成される制御器2
2と、各変位検出器10の検出値を設定値Kと比較する
比較器23と、比較器23において変位検出器10の検
出出力が設定値Kを越えたことを表す警報を発する警報
装置24と、警報信号を外部に発信する外部出力回路2
5とによって構成することができる。
【0018】この監視装置Nの構成によれば構築物Mに
設けた多数の変位検出器10の中の何れか1つでも検出
した変位検出出力が設定値Kを越えると直ちに警報装置
24が作動し、異常を知らせることができる。この異常
を知らせる警報は音を発生する発音体と、異常となった
変位検出器の番号或いは位置を表示する表示器とが設け
られる。また外部出力回路25によって遠方に異常を知
らせることができる。
【0019】図8は監視装置Nの動作を表すフロー図を
示す。ステップで変位検出器10で測定が実行され
る。ステップで測定データが制御器22に取り込まれ
る。この測定データに例えば変位検出器10の番号を付
す等の処理を施し、ステップで変位検出器10の番号
が付された測定データをメモリ19に記録する。また表
示器21に変位検出器10の番号と共に測定データを表
示する。
【0020】メモリ19に記録した各変位検出器10の
測定データは適宜に読み出され、ステップで設定値K
と比較される。設定値Kを越えない状態ではステップ
に戻り、他の変位検出器10の測定を実行する。ステッ
プにおいて測定値が設定値Kを越えた場合はステップ
に分岐し、警報装置24を作動させ、警報音を発生す
ると共に、異常状態になった変位検出器の番号、或いは
位置等を表示し、再びステップに戻る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
不動点A−B間に基準ワイヤを架設し、この基準ワイヤ
1に構築物3に取付た変位検出器10の各回転レバー4
A,4Bを係合させたから構築物3が高低方向或は水平
方向(線路の場合は通り方向)に変位すると、その変位
量に対応した角度信号が角度センサ3A,3Bから発信
される。この結果、各角度センサ3A,3Bから発信さ
れる角度信号をケーブル等を通じて監視所等に伝送し、
AD変換してデータメモリ19等に記憶すると共に、比
較器23に与えて設定値Kと比較し、変位量が設定値を
越えたとき、限界を越えたと判定して警報装置24を作
動させるから、線路の場合であれば列車の運行を規制す
る等の処理を採ることができる。また道路の場合であれ
ば車輌の通行を禁止する等の処理を採ることができる。
このように、この発明によれば構築物の変位を連続し
て自動的に測定することができるから、常時限界値と比
較し、危険な状態の有無を常時監視することができる。
従って列車或は自動車の通行に安全を確保することが、
その効果は実用に供して頗る大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による構築物の変位自動測定装置の要
部となる変位検出器の構造の一例を示す断面図。
【図2】この発明による構築物の変位自動測定装置の設
置状況の一例を示す断面図。
【図3】図2に示した基準ワイヤに定張力を与える定張
力装置の一例を説明するための側面から見た断面図。
【図4】図3の平面図。
【図5】図2に示した基準ワイヤの固定端側の構造を説
明するための側面から見た断面図。
【図6】図5の平面図。
【図7】この発明による変位自動測定装置の電気的な構
成を説明するためのブロック図。
【図8】この発明による変位自動測定装置の動作を説明
するためのフロー図。
【符号の説明】
1 基準ワイヤ 2 基台 2A 垂直板部 2B 水平板部 3A,3B 角度センサ 4A,4B 回転レバー 5 接触子 6 バランサ M 構築物 10 変位検出器 N 監視装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−181803(JP,U) 実開 昭63−188515(JP,U) 特公 昭48−5743(JP,B1) 実公 昭59−564(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04G 21/18 G01B 21/00 - 21/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A.不動点間に定張力装置により定張力
    が与えられて張り渡された基準ワイヤと、 B.上記不動点間の少なくとも1つの構築物にそれぞれ
    取付られ、各構築物の変位と一体に移動する基台と、 C.この基台に回転検出方向が互に直交する向に取付け
    られた一対の角度センサと、 D.これら一対の角度センサのそれぞれの検出軸に取付
    けられ、遊端側に上記基準ワイヤと接触する接触子が取
    付けられた一対の回転レバーと、上記基準ワイヤの径よりわずかに広い間隔の平行な線状
    体よりなり、上記間隔内に上記基準ワイヤを挟込む上記
    接触子と、 それぞれの上記角度センサの出力が接続される監視装置
    と、 によって構成したことを特徴とする構築物の変位自動測
    定装置。
JP27673693A 1993-11-05 1993-11-05 構築物の変位自動測定装置 Expired - Lifetime JP3214768B2 (ja)

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