JP3340393B2 - 橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方法 - Google Patents
橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として吊橋、斜
張橋、アーチ橋、トラス橋等を始めとする易タワミ性の
橋構造物において、交通規制を行うことなく活荷重作用
下のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷状態の
形状を得るために採用される形状計測方法に関する。
張橋、アーチ橋、トラス橋等を始めとする易タワミ性の
橋構造物において、交通規制を行うことなく活荷重作用
下のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷状態の
形状を得るために採用される形状計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の大型橋構造物においては、メン
テナンスの一環として、数年に一度の割合で、橋の形状
計測が行われている。従来より、橋の形状計測は、主と
して路面の一部を交通規制しながら、レベルを用いた水
準測量により行われてきた。
テナンスの一環として、数年に一度の割合で、橋の形状
計測が行われている。従来より、橋の形状計測は、主と
して路面の一部を交通規制しながら、レベルを用いた水
準測量により行われてきた。
【０００３】前記水準測量に当たっては、活荷重を載荷
しない状態、すなわち全面交通止めの状態で計測が行え
れば、より確実で高い精度での計測が可能なのである
が、供用中の橋構造物は、主要な幹線道路となっている
ことがほとんどであり、全面的な交通規制を行った状態
での計測あるいは活荷重無載荷時を狙った計測は実質的
に不可能であるかまたは困難である。したがって、現実
的には交通量の少ない時間帯を選び、かつ作業上必要な
部分のみを順次交通規制しながら前記水準測量を行い、
そして計測中に載荷荷重によって発生するタワミ変位の
影響については、その計測誤差を少しでも小さくするた
めに計測回数をより多くするなどの方法により対処して
いた。
しない状態、すなわち全面交通止めの状態で計測が行え
れば、より確実で高い精度での計測が可能なのである
が、供用中の橋構造物は、主要な幹線道路となっている
ことがほとんどであり、全面的な交通規制を行った状態
での計測あるいは活荷重無載荷時を狙った計測は実質的
に不可能であるかまたは困難である。したがって、現実
的には交通量の少ない時間帯を選び、かつ作業上必要な
部分のみを順次交通規制しながら前記水準測量を行い、
そして計測中に載荷荷重によって発生するタワミ変位の
影響については、その計測誤差を少しでも小さくするた
めに計測回数をより多くするなどの方法により対処して
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本来、
橋の形状計測は、橋の異常を事前に把握する等のために
数mmの精度で行われるものであり、誤差の大きい前述の
活荷重載荷状態下での水準測量ではその目的に到底叶う
ものではなかった。
橋の形状計測は、橋の異常を事前に把握する等のために
数mmの精度で行われるものであり、誤差の大きい前述の
活荷重載荷状態下での水準測量ではその目的に到底叶う
ものではなかった。
【０００５】実際に前記の水準測量の場合には、計測
に時間が掛かり過ぎるため、その間、自動車荷重の載荷
による形状変化が絶えず発生しており、この活荷重によ
る変位量をも含めたものを計測している、複数回のレ
ベル盛替えにより誤差の累積が生じる、吊橋の場合、
東西両ケーブルの変位を夫々独立的に評価しており、吊
橋全体の挙動として評価していない、などの理由から計
測時毎に数十mmの相対差が生じていることが多かった。
に時間が掛かり過ぎるため、その間、自動車荷重の載荷
による形状変化が絶えず発生しており、この活荷重によ
る変位量をも含めたものを計測している、複数回のレ
ベル盛替えにより誤差の累積が生じる、吊橋の場合、
東西両ケーブルの変位を夫々独立的に評価しており、吊
橋全体の挙動として評価していない、などの理由から計
測時毎に数十mmの相対差が生じていることが多かった。
【０００６】しかも、計測は通常、夜半から早朝にかけ
て実施されており、計測に時間を要することから温度変
化に伴う誤差を新たに生む結果となり、計測値の信頼性
の向上が望めない。さらに、高速で走行している車の脇
での作業は、常に危険が伴い作業員の安全が完全に確保
されないなどの問題もあった。
て実施されており、計測に時間を要することから温度変
化に伴う誤差を新たに生む結果となり、計測値の信頼性
の向上が望めない。さらに、高速で走行している車の脇
での作業は、常に危険が伴い作業員の安全が完全に確保
されないなどの問題もあった。
【０００７】そこで本発明の主たる課題は、供用中の橋
構造物において、交通規制を行うことなく活荷重作用下
のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷状態の形
状を得るための形状計測方法を提供することにある。
構造物において、交通規制を行うことなく活荷重作用下
のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷状態の形
状を得るための形状計測方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本第１発明は、活荷重作用下のままで供用中の橋構造
物の活荷重無載荷時形状を得るための計測方法であっ
て、橋外部の固定地点に光波測距儀を設置するととも
に、橋の標高計測対象位置にターゲットを設置し、この
ターゲットの実標高を前記光波測距儀により所定時間の
間、微小時間間隔で連続的に計測し、前記所定の計測時
間内における平均実標高値を得るとともに、この所定の
計測時間内に橋を通過する車両群による平均タワミ値Δ
ｈを下式より求め、前記光波測距儀による平均実標高値
を前記通過車両群による平均タワミ値Δｈにより補正す
ることにより前記標高計測対象位置の活荷重無載荷時標
高を求めることを特徴とするものである。 Δｈ＝Σ{（ｍi×Ｗi×ηi）／２０｝×δo×Ｔo／ＴL ここに、ｍi：走行車線毎に通過した大型車等の台数
（台） Ｗi：走行車線毎の大型車等の１台当たりの平均車両重
量（tf／台） ηi：走行車線毎の着目補剛桁の重量分配率 δo：20tf集中荷重が本橋を通過する間に橋の標高計測
対象位置に発生する平均タワミ量（ｍ） Ｔo：大型車等の本橋通過所要時間（秒） ＴL：計測時間（秒）
に本第１発明は、活荷重作用下のままで供用中の橋構造
物の活荷重無載荷時形状を得るための計測方法であっ
て、橋外部の固定地点に光波測距儀を設置するととも
に、橋の標高計測対象位置にターゲットを設置し、この
ターゲットの実標高を前記光波測距儀により所定時間の
間、微小時間間隔で連続的に計測し、前記所定の計測時
間内における平均実標高値を得るとともに、この所定の
計測時間内に橋を通過する車両群による平均タワミ値Δ
ｈを下式より求め、前記光波測距儀による平均実標高値
を前記通過車両群による平均タワミ値Δｈにより補正す
ることにより前記標高計測対象位置の活荷重無載荷時標
高を求めることを特徴とするものである。 Δｈ＝Σ{（ｍi×Ｗi×ηi）／２０｝×δo×Ｔo／ＴL ここに、ｍi：走行車線毎に通過した大型車等の台数
（台） Ｗi：走行車線毎の大型車等の１台当たりの平均車両重
量（tf／台） ηi：走行車線毎の着目補剛桁の重量分配率 δo：20tf集中荷重が本橋を通過する間に橋の標高計測
対象位置に発生する平均タワミ量（ｍ） Ｔo：大型車等の本橋通過所要時間（秒） ＴL：計測時間（秒）
【０００９】また、通過車両の走行速度を測定するとと
もに、橋の路面下に存在する桁下面に歪みゲージを貼付
し橋を通過する車両の車両重量を測定するようにすれ
ば、前式におけるＷi、Ｔo を既知とすることができ、計
測精度が向上する。
もに、橋の路面下に存在する桁下面に歪みゲージを貼付
し橋を通過する車両の車両重量を測定するようにすれ
ば、前式におけるＷi、Ｔo を既知とすることができ、計
測精度が向上する。
【００１０】なお、前記計測時間ＴLは後述の実施例か
ら判明されるように、少なくとも５分以上とするのが望
ましい。
ら判明されるように、少なくとも５分以上とするのが望
ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。
て図面を参照しながら詳述する。
【００１２】図１は、計測対象となる長大吊橋の側面図
である。吊橋１は、側面視で左右両側にそれぞれ主塔
２，３を有するとともに、これら主塔２，３からさらに
離間する位置にアンカレッジ４，５を有し、前記主塔
２，３の塔頂に設置されたケーブル用サドル（図示せ
ず）間に架け渡されたケーブル６の両端を前記アンカレ
ッジ４，５に固定し、このケーブル６の長手方向に沿っ
て所定の間隔をおいた位置から吊り下げられたハンガー
ロープ７，７…によって両アンカレッジ４，５間に横架
された補剛桁８を吊持するものであり、特に長スパン橋
梁に適用される橋構造である。
である。吊橋１は、側面視で左右両側にそれぞれ主塔
２，３を有するとともに、これら主塔２，３からさらに
離間する位置にアンカレッジ４，５を有し、前記主塔
２，３の塔頂に設置されたケーブル用サドル（図示せ
ず）間に架け渡されたケーブル６の両端を前記アンカレ
ッジ４，５に固定し、このケーブル６の長手方向に沿っ
て所定の間隔をおいた位置から吊り下げられたハンガー
ロープ７，７…によって両アンカレッジ４，５間に横架
された補剛桁８を吊持するものであり、特に長スパン橋
梁に適用される橋構造である。
【００１３】以下、前記長大吊橋１を対象として本発明
法によって行った補剛桁中央位置（以下、Lc/2点とい
う。）の標高計測について詳述する。
法によって行った補剛桁中央位置（以下、Lc/2点とい
う。）の標高計測について詳述する。
【００１４】（装置構成） 図２および図３に示されるように、吊橋１脇の地上部分
にターゲットに対する視準を自動的に補正する自動追尾
式光波測距儀１０（以下、単に光波測距儀という。）を
設置するとともに、標高計測位置となる前記Lc/2点に３
素子ミラー１１（以下、ターゲットという。）を設置
し、前記光波測距儀１０によってターゲット１１を追尾
しながら視準し、距離Ｌや鉛直角αを微小時間間隔で連
続的に計測し、ターゲット１１の置かれた補剛桁８天端
の標高（Ｈ）を求める。前記光波測距儀１０は毎秒２．
５回のデータ読み取りが可能であり、読み取られたデー
タは、前記光波測距儀１０に接続されたコンピューター
１２に記憶されるようになっている。
にターゲットに対する視準を自動的に補正する自動追尾
式光波測距儀１０（以下、単に光波測距儀という。）を
設置するとともに、標高計測位置となる前記Lc/2点に３
素子ミラー１１（以下、ターゲットという。）を設置
し、前記光波測距儀１０によってターゲット１１を追尾
しながら視準し、距離Ｌや鉛直角αを微小時間間隔で連
続的に計測し、ターゲット１１の置かれた補剛桁８天端
の標高（Ｈ）を求める。前記光波測距儀１０は毎秒２．
５回のデータ読み取りが可能であり、読み取られたデー
タは、前記光波測距儀１０に接続されたコンピューター
１２に記憶されるようになっている。
【００１５】一方、吊橋１を走行する一般の大型車両等
（小型乗用車以外の重量車両を指す。）の重量は、主塔
２，３に設置された伸縮装置に隣接する渡り桁１３を利
用して測定することとした。図４および図５に示される
ように、渡り桁１３の４本（一車線当たり）の縦桁１３
Ａ、１３Ａ…の中央下面に対してそれぞれ歪みゲージ１
４，１４…を貼付し、重量が既知（２０tf）の試験車１
５を前記渡り桁１３上に載置し、前記歪みゲージ１４，
１４…の歪みを測定し、これを基準歪み（ε０）とす
る。そして、任意の時間に走行する一般大型車両が前記
渡り桁１３を走行する際に生じる歪み（εｉ ）を測定
し、前記基準歪み（ε０ ）に対する比率から通行する
前記大型車両等の車両重量（２０tf×εｉ／ε０）を求
めることとした。なお、実際には前記渡り桁１３が小ス
パンであるため、試験車１５の前輪および後輪が同時に
載荷されないため、前輪と後輪の軸重を別々に求め合計
した。また、走行する一般大型車両の走行速度は、塔頂
にビデオカメラを設置し、既知の２点間距離を通過する
のに要した時間から求めるようにした。
（小型乗用車以外の重量車両を指す。）の重量は、主塔
２，３に設置された伸縮装置に隣接する渡り桁１３を利
用して測定することとした。図４および図５に示される
ように、渡り桁１３の４本（一車線当たり）の縦桁１３
Ａ、１３Ａ…の中央下面に対してそれぞれ歪みゲージ１
４，１４…を貼付し、重量が既知（２０tf）の試験車１
５を前記渡り桁１３上に載置し、前記歪みゲージ１４，
１４…の歪みを測定し、これを基準歪み（ε０）とす
る。そして、任意の時間に走行する一般大型車両が前記
渡り桁１３を走行する際に生じる歪み（εｉ ）を測定
し、前記基準歪み（ε０ ）に対する比率から通行する
前記大型車両等の車両重量（２０tf×εｉ／ε０）を求
めることとした。なお、実際には前記渡り桁１３が小ス
パンであるため、試験車１５の前輪および後輪が同時に
載荷されないため、前輪と後輪の軸重を別々に求め合計
した。また、走行する一般大型車両の走行速度は、塔頂
にビデオカメラを設置し、既知の２点間距離を通過する
のに要した時間から求めるようにした。
【００１６】なお、本例において、車両重量が１〜１．
５tf程度の小型車両は、大型車両等に比べてタワミの影
響が小さいため、タワミ補正量から無視することとした
が、もちろん必要であれば、前記小型車両についてもそ
の影響を考慮することもできる。
５tf程度の小型車両は、大型車両等に比べてタワミの影
響が小さいため、タワミ補正量から無視することとした
が、もちろん必要であれば、前記小型車両についてもそ
の影響を考慮することもできる。
【００１７】（解析原理） 図６は、理論式によって導き出されるLc/2点のタワミ影
響線を描いたものである。仮に、吊橋補剛桁８上の1,2,
3,4,…k,K+1，……n点を順次移動する大型車（ここでは
２０tfの集中荷重とする。）を考えると、前記Lc/2点に
は前記1,2,3,4,…k,K+1，……n点に対応してδ1,δ2,δ
3,δ4,…δk,δK+1,……δnのタワミが発生する。な
お、前記大型車は本線内を等速度で通過するものとす
る。
響線を描いたものである。仮に、吊橋補剛桁８上の1,2,
3,4,…k,K+1，……n点を順次移動する大型車（ここでは
２０tfの集中荷重とする。）を考えると、前記Lc/2点に
は前記1,2,3,4,…k,K+1，……n点に対応してδ1,δ2,δ
3,δ4,…δk,δK+1,……δnのタワミが発生する。な
お、前記大型車は本線内を等速度で通過するものとす
る。
【００１８】この移動大型車が吊橋を通過するのに要す
る時間（Ｔo)の間、タワミ変位している補剛桁８の標高
を微小時間（Δｔ秒）毎に計ｎ回、計測し続けたものと
すると、前記大型車の通過所要時間Ｔo の間、Δｔ秒毎
に求められるタワミδi の全平均値は、全タワミ影響線
面積を前記大型車の通過所要時間Ｔoで除した値（以
下、平均たわみ量:δoという。）として求めることがで
きる。なお、移動大型車：２０tf１台が等速度で吊橋を
通過する際の平均タワミ量δo は-0.0063mとなる。
る時間（Ｔo)の間、タワミ変位している補剛桁８の標高
を微小時間（Δｔ秒）毎に計ｎ回、計測し続けたものと
すると、前記大型車の通過所要時間Ｔo の間、Δｔ秒毎
に求められるタワミδi の全平均値は、全タワミ影響線
面積を前記大型車の通過所要時間Ｔoで除した値（以
下、平均たわみ量:δoという。）として求めることがで
きる。なお、移動大型車：２０tf１台が等速度で吊橋を
通過する際の平均タワミ量δo は-0.0063mとなる。
【００１９】一方、前記大型車の通過所要時間Ｔo 間に
前記光波測距儀１０によって得られたLc/2点の平均実標
高値は、前記平均タワミ量δo を含んだ値、すなわち無
載荷時の状態から前記平均タワミ量δo だけ撓んだ状態
での標高を示すものであるため、活荷重無載荷時の補剛
桁標高を求めるためには、光波測距儀１０によって計測
された平均実標高値に前記平均タワミ量δo を加えれば
よいことになる。
前記光波測距儀１０によって得られたLc/2点の平均実標
高値は、前記平均タワミ量δo を含んだ値、すなわち無
載荷時の状態から前記平均タワミ量δo だけ撓んだ状態
での標高を示すものであるため、活荷重無載荷時の補剛
桁標高を求めるためには、光波測距儀１０によって計測
された平均実標高値に前記平均タワミ量δo を加えれば
よいことになる。
【００２０】上記説明は１台の大型車が通過する場合を
想定し、便宜的にその平均タワミ量の算出方法を説明し
たものであるが、本発明においては、計測時間TLをある
程度長く確保し、通過車両群による平均タワミ量の概念
を導入する。理由は下記の考えに基づくものである。先
ず、計測時間TLが短くＡ車のみが通過している図７(A)
のケースの状態を想定する。この場合は、単にＡ車によ
るタワミ量を補正することにより、無載荷時の標高を求
めることができる。しかし、図７(B) に示すように、計
測時間TLが短くＡ車が通過してしまう前に、次のＢ車が
吊橋１内を走行し始めるとすると、補剛桁の標高は前記
Ｂ車によるタワミの影響を受けているにも拘わらず、計
測時間TLの全体に亘ってＢ車が均等に評価されているわ
けではないため、Ａ車によるタワミを補正しただけでは
標高の誤差が大きくなってしまう。
想定し、便宜的にその平均タワミ量の算出方法を説明し
たものであるが、本発明においては、計測時間TLをある
程度長く確保し、通過車両群による平均タワミ量の概念
を導入する。理由は下記の考えに基づくものである。先
ず、計測時間TLが短くＡ車のみが通過している図７(A)
のケースの状態を想定する。この場合は、単にＡ車によ
るタワミ量を補正することにより、無載荷時の標高を求
めることができる。しかし、図７(B) に示すように、計
測時間TLが短くＡ車が通過してしまう前に、次のＢ車が
吊橋１内を走行し始めるとすると、補剛桁の標高は前記
Ｂ車によるタワミの影響を受けているにも拘わらず、計
測時間TLの全体に亘ってＢ車が均等に評価されているわ
けではないため、Ａ車によるタワミを補正しただけでは
標高の誤差が大きくなってしまう。
【００２１】一方、計測時間TLをある程度長く確保した
図７(C) のケース、具体的にはＡ車からＹ車までは完全
に吊橋を通過してしまうものの、Ｚ車が吊橋内を走行し
始める状態を想定すると、通過したＡ車からＹ車までの
数多い大型車等の平均重量や走行速度はある一定値に近
づくことになるため、ばらつきが吸収され誤差が小さく
なるとともに、通過したＡ車からＹ車までを補正の対象
としているため、Ｚ車が標高結果に占める割合が極めて
小さくなる、などの理由により上記図７(A)(B)のケース
よりも明らかに誤差が小さくなる。
図７(C) のケース、具体的にはＡ車からＹ車までは完全
に吊橋を通過してしまうものの、Ｚ車が吊橋内を走行し
始める状態を想定すると、通過したＡ車からＹ車までの
数多い大型車等の平均重量や走行速度はある一定値に近
づくことになるため、ばらつきが吸収され誤差が小さく
なるとともに、通過したＡ車からＹ車までを補正の対象
としているため、Ｚ車が標高結果に占める割合が極めて
小さくなる、などの理由により上記図７(A)(B)のケース
よりも明らかに誤差が小さくなる。
【００２２】以上より、複数の任意の数の大型車が通過
する場合における標高の補正値（平均タワミ値）Δｈ
は、下式（１）にて示すことができる。
する場合における標高の補正値（平均タワミ値）Δｈ
は、下式（１）にて示すことができる。
【００２３】 Δｈ＝Σ{（ｍi×Ｗi×ηi）／２０｝×δo×Ｔo／ＴL ……（１） ここに、ｍi：走行車線毎に通過した大型車等の台数
（台） Ｗi：走行車線毎の大型車等の１台当たりの平均車両重
量（tf／台） ηi：図８に示される走行車線毎の着目補剛桁の重量分
配率 δo：20tf集中荷重が本橋を通過する間にLc/2点に発生
する平均タワミ量（0.0063ｍ） Ｔo：大型車等の本橋通過所要時間（秒） ＴL：計測時間（秒） （計測） 光波測距儀１０による追尾計測によって得られた、ター
ゲット１１までの斜距離や鉛直角データから標高を計算
した結果と、これに対応して大型車の通行状況を示した
グラフが図９である。同図から判るように、大型車の載
荷時にはこれらの活荷重によって補剛桁のLc/2点が大き
くたわみ、活荷重載荷状況に連動した時系列たわみ曲線
となっている。丁度、計測時間中に、大型車が無載荷の
状態があったため、この時の標高を真値として、これと
大型車のたわみ影響分を補正した標高（本Ａ方法によっ
て求められた標高）とを比較して本方法の有効性を評価
することとした。因みに、本発明者等が行った２晩（約
８時間）の計測中には、前記のような大型車の非通過時
間帯はわずかに５回しかなく、この時間帯を狙った計測
では計画的な計測が不可能であることが容易に推察され
た。
（台） Ｗi：走行車線毎の大型車等の１台当たりの平均車両重
量（tf／台） ηi：図８に示される走行車線毎の着目補剛桁の重量分
配率 δo：20tf集中荷重が本橋を通過する間にLc/2点に発生
する平均タワミ量（0.0063ｍ） Ｔo：大型車等の本橋通過所要時間（秒） ＴL：計測時間（秒） （計測） 光波測距儀１０による追尾計測によって得られた、ター
ゲット１１までの斜距離や鉛直角データから標高を計算
した結果と、これに対応して大型車の通行状況を示した
グラフが図９である。同図から判るように、大型車の載
荷時にはこれらの活荷重によって補剛桁のLc/2点が大き
くたわみ、活荷重載荷状況に連動した時系列たわみ曲線
となっている。丁度、計測時間中に、大型車が無載荷の
状態があったため、この時の標高を真値として、これと
大型車のたわみ影響分を補正した標高（本Ａ方法によっ
て求められた標高）とを比較して本方法の有効性を評価
することとした。因みに、本発明者等が行った２晩（約
８時間）の計測中には、前記のような大型車の非通過時
間帯はわずかに５回しかなく、この時間帯を狙った計測
では計画的な計測が不可能であることが容易に推察され
た。
【００２４】一方、大型車の車両重量および走行速度は
ばらつきが大きいものの、ある程度の車両数の平均値は
概ね一定値に近づいていることが確認できた。大型車等
の平均重量は図１０に示されるように、１４．８tfとな
り、大型車等の平均走行速度は図１１に示されるよう
に、２２．２m/s となった。
ばらつきが大きいものの、ある程度の車両数の平均値は
概ね一定値に近づいていることが確認できた。大型車等
の平均重量は図１０に示されるように、１４．８tfとな
り、大型車等の平均走行速度は図１１に示されるよう
に、２２．２m/s となった。
【００２５】上記の結果より、通過大型車の平均車両重
量Ｗi は１５tf、通過所要時間Ｔoは計算より４８秒と
して、かつ３０分間の計測（ＴL）から標高補正値（平
均タワミ値）Δｈを算出した結果を表１に示し、これに
基づいて補正後の補剛桁標高を求めた結果を表２のＩ欄
に示す。また、大型車等の無載荷時の標高を比較のため
に表２のII欄に示し、さらに従来法によるレベル測量に
よる標高測定結果を表２のIII 欄に示す。
量Ｗi は１５tf、通過所要時間Ｔoは計算より４８秒と
して、かつ３０分間の計測（ＴL）から標高補正値（平
均タワミ値）Δｈを算出した結果を表１に示し、これに
基づいて補正後の補剛桁標高を求めた結果を表２のＩ欄
に示す。また、大型車等の無載荷時の標高を比較のため
に表２のII欄に示し、さらに従来法によるレベル測量に
よる標高測定結果を表２のIII 欄に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表２の結果から、本発明法による標高は、
大型車等の非通過時間帯の標高とほとんど同じ値となる
ことが確認できた。また、従来から行われているレベル
測量では本発明法および大型車等の非通過時間帯の計測
結果とはかなり異なってしまうことも同時に確認され
た。
大型車等の非通過時間帯の標高とほとんど同じ値となる
ことが確認できた。また、従来から行われているレベル
測量では本発明法および大型車等の非通過時間帯の計測
結果とはかなり異なってしまうことも同時に確認され
た。
【００２９】以上より、本発明法による標高計測の精度
は非常に高く、かつ交通規制を行うことなく活荷重作用
下のままで、短時間に計測が行えるなどの簡便性等から
非常に有用であることが確認できた。
は非常に高く、かつ交通規制を行うことなく活荷重作用
下のままで、短時間に計測が行えるなどの簡便性等から
非常に有用であることが確認できた。
【００３０】ところで、タワミ理論によれば、重量Ｗ＝
20tfの集中荷重の補剛桁への載荷によって発生する平均
タワミ量(-0.0063m)は、最大タワミδｐ(-0.0550m)の約
１２％となり、一台当たりの車両が標高に及ぼす影響は
非常に小さくなる。このことは、計測時間ＴL 内に通過
する大型車等の全平均重量の仮定が現実の値とわずかに
異なっていたとしても、結果として得られる標高への影
響は微小となることを意味する。したがって、前記の大
型車の平均車両重量および走行速度については、渡り桁
等を用いて計測を行うことなく、過去の実績等から求め
られる仮定値を使用しても十分に精度の高い結果が得ら
れるため、この仮定値を用いた本方法を、精密計測前の
事前計測として活用することもできる。
20tfの集中荷重の補剛桁への載荷によって発生する平均
タワミ量(-0.0063m)は、最大タワミδｐ(-0.0550m)の約
１２％となり、一台当たりの車両が標高に及ぼす影響は
非常に小さくなる。このことは、計測時間ＴL 内に通過
する大型車等の全平均重量の仮定が現実の値とわずかに
異なっていたとしても、結果として得られる標高への影
響は微小となることを意味する。したがって、前記の大
型車の平均車両重量および走行速度については、渡り桁
等を用いて計測を行うことなく、過去の実績等から求め
られる仮定値を使用しても十分に精度の高い結果が得ら
れるため、この仮定値を用いた本方法を、精密計測前の
事前計測として活用することもできる。
【００３１】（計測時間ＴL の検討） 次いで、本方法における計測時間ＴL について行った検
討結果を示す。
討結果を示す。
【００３２】図１２は、前記計測とは日時を別にして行
った際の、光波測距儀１０による標高計測結果計測と、
その際の大型車等の通過状況図を示したものである。計
測時間ＴL は５分間である。また、その計測時間ＴL 内
に走行した大型車等の重量ヒストグラム（図１３）から
平均重量は１３．６tf、平均走行速度は図１４の走行速
度ヒストグラムから２２．５ m/sとして、前述（１）に
よって補剛桁のLc/2点の標高を求めた結果が表３Ｉ欄で
ある。また、比較のために、数十秒間程度、標高値が安
定値を示した大型車等の非通過時間帯から得られた標高
計測値を表３のII欄に示した。
った際の、光波測距儀１０による標高計測結果計測と、
その際の大型車等の通過状況図を示したものである。計
測時間ＴL は５分間である。また、その計測時間ＴL 内
に走行した大型車等の重量ヒストグラム（図１３）から
平均重量は１３．６tf、平均走行速度は図１４の走行速
度ヒストグラムから２２．５ m/sとして、前述（１）に
よって補剛桁のLc/2点の標高を求めた結果が表３Ｉ欄で
ある。また、比較のために、数十秒間程度、標高値が安
定値を示した大型車等の非通過時間帯から得られた標高
計測値を表３のII欄に示した。
【００３３】
【表３】
【００３４】前述要領によって、計測時間ＴL を１分〜
３０分の間で６段階で設定し、各計測時間経過毎に前記
方法により補剛桁８のLc/2点の標高を求めた結果を図１
５に示す。同図より、大型車等の非通過時間帯の計測に
よって求めた標高Ｈ(=76.114m）を真値として、目標許
容誤差を±５mmとすれば、計測時間５分以上としたケー
スが前記許容誤差内に収まることが知見された。また、
計測時間による誤差の変動状態を図１６に示す。図１６
は別の視点から最適な計測時間TLを見つけるために、計
測時間毎に統計学的に９５％確率範囲内となる標準偏差
（２σ）の値をプロットしたものであるが、計測時間５
分を略境界値としてグラフ線が横ばい状態となり、少な
くとも５分以上の計測時間TLにより計測誤差をほぼ最小
範囲にし得ることが知見された。なお、計測時間ＴL 検
討時の標高値と、前記表２Ｉ欄の標高値とが異なる数値
となるのは、前者の計測時には塗装用の足場が設置され
ていたためである。
３０分の間で６段階で設定し、各計測時間経過毎に前記
方法により補剛桁８のLc/2点の標高を求めた結果を図１
５に示す。同図より、大型車等の非通過時間帯の計測に
よって求めた標高Ｈ(=76.114m）を真値として、目標許
容誤差を±５mmとすれば、計測時間５分以上としたケー
スが前記許容誤差内に収まることが知見された。また、
計測時間による誤差の変動状態を図１６に示す。図１６
は別の視点から最適な計測時間TLを見つけるために、計
測時間毎に統計学的に９５％確率範囲内となる標準偏差
（２σ）の値をプロットしたものであるが、計測時間５
分を略境界値としてグラフ線が横ばい状態となり、少な
くとも５分以上の計測時間TLにより計測誤差をほぼ最小
範囲にし得ることが知見された。なお、計測時間ＴL 検
討時の標高値と、前記表２Ｉ欄の標高値とが異なる数値
となるのは、前者の計測時には塗装用の足場が設置され
ていたためである。
【００３５】上記検討から計測時間ＴL として少なくと
も５分以上を設定すれば、実用上必要な最小限の精度が
得られることが判明した。
も５分以上を設定すれば、実用上必要な最小限の精度が
得られることが判明した。
【００３６】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、供
用中の橋構造物において、交通規制を行うことなく活荷
重作用下のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷
状態の形状を得ることができるようになる。
用中の橋構造物において、交通規制を行うことなく活荷
重作用下のままで、短時間にかつ精度良く活荷重無載荷
状態の形状を得ることができるようになる。
【図１】第１及び第２形態例において計測対象となる長
大吊橋の側面図である。
大吊橋の側面図である。
【図２】光波測距儀による計測概念図である。
【図３】光波測距儀による計測要領図である。
【図４】大型車重量の計測要領図である。
【図５】図４のV−V線矢視図である。
【図６】本発明法によるLc/2点の平均タワミ値算出のた
めの原理説明図である。
めの原理説明図である。
【図７】車両通行状態の模式図である。
【図８】補剛桁８の重量分配図である。
【図９】光波測距儀による計測結果および大型車通過状
況図である。
況図である。
【図１０】通過大型車等の重量計測結果ヒストグラム図
である。
である。
【図１１】通過大型車等の走行速度計測結果ヒストグラ
ム図である。
ム図である。
【図１２】光波測距儀による計測結果および大型車通過
状況図である。
状況図である。
【図１３】通過大型車等の重量計測結果ヒストグラム図
である。
である。
【図１４】通過大型車等の走行速度計測結果ヒストグラ
ム図である。
ム図である。
【図１５】計測時間TLによる標高値の変動図である。
【図１６】計測時間TLによる標高値の誤差変動図であ
る。
る。
１…吊橋、２・３…主塔、４・５…アンカレッジ、６…
ケーブル、７…ハンガーロープ、８…補剛桁、１０…光
波測距儀、１１…ターゲット、１２…コンピューター、
１３…渡り桁、１３Ａ…縦桁
ケーブル、７…ハンガーロープ、８…補剛桁、１０…光
波測距儀、１１…ターゲット、１２…コンピューター、
１３…渡り桁、１３Ａ…縦桁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅本 幸男 大阪市中央区備後町一丁目５番２号 株 式会社日本構造橋梁研究所 大阪支社内 (56)参考文献 特開 平９−279860（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−221074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−63957（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−172309（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−46014（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−84323（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01C 15/00
Claims (3)
- 【請求項１】活荷重作用下のままで供用中の橋構造物の
活荷重無載荷時形状を得るための計測方法であって、 橋外部の固定地点に光波測距儀を設置するとともに、橋
の標高計測対象位置にターゲットを設置し、このターゲ
ットの実標高を前記光波測距儀により所定時間の間、微
小時間間隔で連続的に計測し、前記所定の計測時間内に
おける平均実標高値を得るとともに、この所定の計測時
間内に橋を通過する車両群による平均タワミ値Δｈを下
式より求め、前記光波測距儀による平均実標高値を前記
通過車両群による平均タワミ値Δｈにより補正すること
により前記標高計測対象位置の活荷重無載荷時標高を求
めることを特徴とする橋構造物における活荷重無載荷時
形状の計測方法。 Δｈ＝Σ{（ｍi×Ｗi×ηi）／２０｝×δo×Ｔo／ＴL ここに、ｍi：走行車線毎に通過した大型車等の台数
（台） Ｗi：走行車線毎の大型車等の１台当たりの平均車両重
量（tf／台） ηi：走行車線毎の着目補剛桁の重量分配率 δo：20tf集中荷重が本橋を通過する間に橋の標高計測
対象位置に発生する平均タワミ量（ｍ） Ｔo：大型車等の本橋通過所要時間（秒） ＴL：計測時間（秒） - 【請求項２】通過車両の走行速度を測定するとともに、
橋の路面下に存在する桁下面に歪みゲージを貼付し橋を
通過する車両の車両重量を測定するようにした請求項１
記載の橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方
法。 - 【請求項３】前記計測時間ＴL は、少なくとも５分以上
とする請求項１、２いずれかに記載の活荷重無載荷時形
状の計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948998A JP3340393B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948998A JP3340393B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074636A JP2000074636A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3340393B2 true JP3340393B2 (ja) | 2002-11-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24948998A Expired - Fee Related JP3340393B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 橋構造物における活荷重無載荷時形状の計測方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3340393B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017118230A1 (de) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Christoph Lucks | Verfahren zur Analyse und/oder Überwachung von Brücken sowie entsprechendes System und Verwendung |
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| JP4231930B2 (ja) | 2004-07-30 | 2009-03-04 | 国立大学法人京都大学 | 変位計測方法、変位計測装置、変位計測用ターゲット及び構造物 |
| JP5330229B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-10-30 | 国立大学法人京都大学 | 変位計測方法、及び変位計測装置並びに変位計測用のターゲット |
| JP5207378B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2013-06-12 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | センサネットワークシステム及びセンサノードの管理方法 |
| CZ303517B6 (cs) * | 2008-12-22 | 2012-11-07 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Zpusob a zarízení pro kontrolu relativních horizontálních pohybu závesných konstrukcí zavešených mostu pri statických zatežovacích zkouškách |
| JP5261441B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2013-08-14 | 復建調査設計株式会社 | 橋梁における活荷重無載荷状態時の標高計測方法 |
| JP5984607B2 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-09-06 | 株式会社ソーキ | 橋梁の非接触型変位計測方法 |
| JP6958832B2 (ja) * | 2017-06-26 | 2021-11-02 | 学校法人五島育英会 | 検出システム及び検出方法 |
| CN107588915B (zh) * | 2017-10-18 | 2023-05-05 | 厦门大学 | 一种桥梁影响线识别方法 |
| CN111289195B (zh) * | 2020-03-04 | 2021-11-02 | 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所 | 桥梁挠度测量系统及测量方法 |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP24948998A patent/JP3340393B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017118230A1 (de) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Christoph Lucks | Verfahren zur Analyse und/oder Überwachung von Brücken sowie entsprechendes System und Verwendung |
| DE102017118230B4 (de) * | 2017-08-10 | 2021-04-22 | Christoph Lucks | Verfahren zur Analyse und/oder Überwachung von Brücken sowie entsprechendes System und entsprechende Verwendung |
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| JP2000074636A (ja) | 2000-03-14 |
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