JP5153458B2 - ダム提体変位量読取器 - Google Patents

Description

本発明は、河川等の水を堰き止めるダム提体の変位量（撓み）を測定するためのダム提体変位量読取器に関する。

河川等の水を堰き止めるダム提体は、堰き止めた水の圧力（水圧）によって変位する（撓む）ため、ダム設備において、定期的にダム提体の変位量を測定するようにしている。すなわち、ダム提体の変位量を測定することで、水を堰き止めるダム提体に異常があるか否かについて定期的に確認し、安全確保を図っている。

ダム提体の変位量の測定は、一般的に視準法と言われる方法によって行われる。かかる視準法は、ダムのダム提体を挟んだ対岸に設定された２カ所の視準固定点を結ぶ直線状の視準軸と、ダム提体上に設定された標的との距離を測定し、その測定結果をダム提体の変位量として取り扱う。

かかる測定は、一般的に、複数人（一般的に二人）の作業者によって行われる。具体的に説明すると、かかる測定は、まず、一人の作業者が一方の視準固定点に設置された測量機器で他方の視準固定点を視準し、２カ所の視準固定点を結ぶ直線状の視準軸を設定する。そして、残りの作業者がダム提体上の標的又は視準軸の何れか一方に手作業で棒状又は線状の視準体を合わせた後、ダム提体上の標的又は視準軸の何れか他方に手作業で前記視準体を合わせる。そして、該作業者が視準軸と標的との間で視準体を移動させた距離（＝視準軸と標的との距離）をメジャー等で測定し、その測定結果をダム提体の変位量とする。

しかしながら、上記測定方法では、上述の如く、作業者による手作業で視準体を標的や視準軸に合わせなければならないため、作業が煩雑である上に測定作業に要する時間が長時間に亘るといった問題がある。

すなわち、視準体を標的や視準軸に合わせる際に、測量機器を操作する作業者と視準体を取り扱う作業者とがやり取りを行いつつ、ダム提体上の作業者が視準体の姿勢や配置を手作業で微調整する必要があるため、正確な測定を行うには視準体の姿勢調整等の煩雑な作業を繰り返し長時間に亘って行わなければならないといった問題がある。

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、煩雑な作業を行うことなくダム提体の変位量を精度よく測定することができ、測定作業の時間短縮を図ることのできるダム提体変位量読取器を提供することを課題とする。

本発明に係るダム提体変位量読取器は、ダム提体を挟んだ対岸に設定された２カ所の視準固定点を結ぶ直線状の視準軸と、ダム提体上に設定された標的との距離をダム提体の変位量として測定するためのダム提体変位量読取器であって、上下方向に延びる視準体と、ダム提体上に設置可能に構成されるとともに、視準体の延びる方向に対して水平方向で直交する方向の距離を表示するスケールが設けられたフレームとを備え、前記視準体は、スケールに沿って移動可能に設けられ、下端をダム提体の標的に合わせた状態と、自身を視準軸に合わせた状態とに切換可能になっていることを特徴とする。

上記ダム提体変位量読取器によれば、上下方向に延びる視準体と、ダム提体上に設置可能に構成されるとともに、視準体の延びる方向に対して水平方向で直交する方向の距離を表示するスケールが設けられたフレームとを備え、前記視準体がスケールに沿って移動可能に設けられているので、視準体をスケールに沿って移動させることで、視準体の下端をダム提体の標的に合わせた状態と、視準体を視準軸に合わせた状態とに切り換えることができる。そして、視準体の下端をダム提体の標的に合わせた状態で読み取ったスケールの値と、視準体を視準軸に合わせた状態で読み取ったスケールの値から標的と視準体との距離（視準軸と交差する方向での標的と視準軸との距離）を算出することで、その値をダム提体の変位量とすることができる。このように、上下方向に延びる視準体を移動させるだけで精度よくダム提体の変位量を測定することができる。

本発明の一態様として、前記視準体は、上下方向で位置調整可能に設けられてもよい。このようにすれば、視準体の下端を標的に合わせ易くなり、作業効率を向上させることが
できる。
本発明に係るダム提体の変位量の測定方法は、上記何れかのダム提体変位量読取器を用いるダム提体の変位量の測定方法であって、視準軸及び標的が視準体の移動許容範囲内に位置するようにして変位量読取器をダム提体の上面に設置し、視準体をスケールに沿って移動させることで視準体の下端が標的に一致した状態で視準体が指すスケールの値と、視準体が視準軸に一致した状態で視準体が指すスケールの値とを読み取り、それぞれの読値からダム提体の変位量を求めるようにすることができる。

以上のように、本発明に係るダム提体変位量読取器によれば、煩雑な作業を行うことなくダム提体の変位量を精度よく測定することができ、測定作業の時間短縮を図ることができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の一実施形態に係るダム提体変位量読取器（以下、単に変位量読取器という）について、添付図面を参照しつつ説明する。

まず、前提となるダム提体の変位量（撓み量）の測定方法について概略説明する。かかる測定は、図１に示す如く、河川等を堰き止めたダムＤのダム提体Ｂを挟んだ対岸に設定された２カ所の視準固定点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線状の視準軸Ｌと、ダム提体Ｂ上に設定された標的Ｔとの距離をダム提体Ｂの変位量とする、いわゆる、視準法によって行われる。

具体的には、ダム提体Ｂを挟んだ対岸の一方に設定した視準固定点Ｐ１に測量機器Ｍを設置し、該測量機器Ｍによって対岸の他方に設定した視準固定点Ｐ２を視準する。これにより、２カ所の視準固定点Ｐ１，Ｐ２を結んだ直線状の視準軸Ｌが設定される。なお、視準軸Ｌは、採用される測量機器Ｍによって仮想的な線となる場合や可視的な線となる場合がある。すなわち、一方の視準固定点Ｐ１から他方の視準固定点Ｐ２に向けて可視光を照射するレーザー水準器等を測量機器Ｍとして採用する場合には、照射した可視光の線が視認可能な視準軸Ｌとなるが、視認領域内に設けられた基準線（視準線）を他方の視準固定点Ｐ２に一致させるように視準するスコープ式の水準器を測量機器Ｍに採用する場合には、基準線と他方の視準固定点Ｐ２とを結ぶ視線が視準軸Ｌとなる。

そして、視準軸Ｌと直交する方向（水平方向）でのダム提体Ｂ上に設定された標的Ｔと視準軸Ｌとの距離（間隔）がダム提体Ｂの撓み量とされる。従って、標的Ｔと視準軸Ｌとの水平方向の距離が０の場合（標的Ｔと視準軸Ｌとが一致する場合）には、ダム提体Ｂの撓み量が０となる。

本実施形態に係る変位量読取器は、上記視準法を前提に標的Ｔと視準軸Ｌとの距離、すなわち、河川等の水を堰き止めるダム提体Ｂの変位量を読み取るためのもので、図２に示す如く、上下方向に延びる視準体１０と、ダム提体Ｂ上に設置可能に構成されるとともに、視準体１０の延びる方向に対して交差する方向の距離を表示するスケール２００が設けられたフレーム２０とを備えている。

前記視準体１０は、棒状又は線状に形成されるもので、本実施形態においては、極細な棒状に形成されている。そして、該視準体１０は、一方の視準固定点Ｐ１から視認し易くするために、外周が着色されており、本実施形態においては、後述するフレーム本体２０２の色との関係で白色に着色されている。本実施形態に係る視準体１０は、下端部が先細りに形成されており、上端側がフレーム２０に支持されるようになっている。本実施形態に係る視準体１０は、上端側に棒状の支持体１１が交差するように取り付けられており、該支持体１１を介してフレーム２０に支持されるようになっている。具体的には、該視準体１０は、フレーム２０の後述する視準体支持部２０３に設けられた長穴２０４に挿通され、前記支持体１１は、長穴２０４の両側（フレーム２０の視準体支持部２０３）に掛止されるようになっている。これにより、視準体１０は、支持体１１を介してフレーム２０に支持された状態で、上下方向（当該視準体１０の延びる方向）と交差（直交）する方向に移動可能になっている。すなわち、視準体１０は、支持体１１を介してフレーム２０に掛止されつつ、長穴２０４に沿って移動できるようになっている。

本実施形態に係る視準体１０は、上下方向に位置調整可能に設けられている。具体的に説明すると、該視準体１０は、取付金具１２を介して支持体１１が取り付けられている。該取付金具１２は、図３に示す如く、視準体１０を介在させるべく間隔をあけて対向する一対の対向片部１２ａ，１２ａと、一対の対向片部１２ａ，１２ａの一端同士を連結した連結部１２ｂとを備えている。一対の対向片部１２ａ，１２ａには、支持体１１を挿通させるための穴１２ｃが穿設されている。該穴１２ｃは、対向片部１２ａ，１２ａの一端側から他端側に延びるように形成されている。そして、連結部１２ｂには、視準体１０を軸線と直交する方向に付勢するための押しネジ１３が螺合されている。

視準体１０は、押しネジ１３の先端に当接するように一対の対向片部１２ａ，１２ａ間に介装され、支持体１１は、視準体１０の押しネジ１３との当接位置の真反対側に位置するように一対の対向片部１２ａ，１２ａの穴１２ｃに挿通されている。これにより、押しネジ１３によって視準体１０を押すことで、該視準体１０が押しネジ１３の先端と穴１２ｃを画定する周縁で位置決めされ支持体１１とに挟まれて支持体１１に対して固定される一方、押しネジ１３を緩めることで、押しネジ１３と支持体１１とによる視準体１０の挟み込みが解除され、視準体１０が上下方向に移動できる状態になるようになっている。これにより、視準体１０の上下方向の位置調整が可能となっている。

図２に戻り、前記フレーム２０は、ダム提体Ｂに設置されるベース２０１と、該ベース２０１上に起立するように設けられたフレーム本体２０２と、該フレーム本体２０２の上端部に接続され、該フレーム本体２０２と交差する方向（直交する方向）に延出した前記視準体支持部２０３とを備えている。

前記ベース２０１は、平板状に形成されており、一方の面を下にしてダム提体Ｂ上（上面）に設置されるようになっている。前記フレーム本体２０２は、ベース２０１の他方の面（上面）に立設されている。本実施形態に係るフレーム本体２０２は、平板状に形成されており、ベース２０１上に起立した状態で設けられている。そして、フレーム本体２０２は、視準体支持部２０３が延出する側の面（一方の面）のうち、少なくとも視準体支持部２０３とベース２０１との間の領域が視準体１０とは異なる色に着色されている。すなわち、フレーム本体２０２は、視準体１０を明確に認識できるように着色されており、本実施形態においては、上述の如く、視準体１０が白色に着色されていることを前提に、フレーム２０全体が黒色に着色されている。

前記視準体支持部２０３は、ベース２０１と平行になるように、フレーム本体２０２の上端部から延出している。該視準体支持部２０３は、平板状に形成されており、前記長穴２０４が上下に貫通して設けられている。本実施形態に係るフレーム２０は、ベース２０１及び視準体支持部２０３が矩形状に形成され、フレーム本体２０２の一方の面がベース２０１の一端縁と平行になるように形成されており、前記長穴２０４は、ベース２０１の一端縁と平行になるように形成されている。すなわち、本実施形態に長穴２０４は、ベース２０１の一端縁が延びる方向と同方向を長手にして形成されている。

そして、前記視準体支持部２０３には、長穴２０４の長手方向、すなわち、視準体１０の移動方向の長さを表示するスケール２００が設けられている。該スケール２００は、所定長さ毎（例えば、１ｍｍ毎）に目盛りが付されたもので、長穴２０４に対して長手方向と直交する短手方向で隣接するように設けられている。

そして、上述の如く、前記視準体１０を長穴２０４に挿通した状態で、支持体１１が長穴２０４の両側に掛止させるようにしているため、かかる支持体１１の一端側がスケール２００上に位置する。これにより、視準体１０が延びる方向と直交する方向に該視準体１０を移動させると、支持体１１がスケール２００上を移動することになる。

これにより、スケール２００の何れか目盛り上に支持体１１が位置した状態で、視準体１０がその目盛りに対応した配置、すなわち、スケール２００の端（始点）から視準体１０までの距離を読み取ることができるようになっている。これにより、本実施形態に係る変位量読取器１は、支持体１１が視準体１０の配置に対応した目盛りを指す指示針として機能し、その指示針の指す目盛りによって視準体１０の配置（距離）を読み取れるようになっている。

本実施形態に係る変位量読取器１は、水平器２０５が設けられており、ダム提体Ｂ上に設置するに際し、水平器２０５の表示を基にベース２０１（フレーム２０）の水平レベルを出すようになっている。なお、本実施形態に係る変位量読取器１は、フレーム２０のベース２０１が平板状に形成されているため、例えば、ベース２０１とダム提体Ｂとの間にシム（図示しない）を介装することようにより、水平レベルを出すようになっている。

本実施形態に係る変位量読取器１は、以上の構成からなり、次に、該変位量読取器１を用いてダム提体Ｂの変位量を測定する方法について説明する。

まず、図１に示す如く、ダム提体Ｂを挟んだ対岸の２カ所の視準固定点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線状の視準軸Ｌを設定する。すなわち、一方に設定した視準固定点Ｐ１に測量機器Ｍを設置し、該測量機器Ｍによって対岸の他方に設定した視準固定点Ｐ２を視準して測量機器Ｍを適正な状態にする。

そして、図２に示す如く、視準体１０をダム提体Ｂの標的Ｔ及び視準軸Ｌに合わせることができるように、ダム提体Ｂの上面に変位量読取器１を設置する。このとき、水平器２０５を基に水平レベルを出しつつ、視準体１０の移動方向（長穴２０４の長手方向）が視準軸Ｌと直交するように視準体１０及びフレーム本体２０２の一方の面（着色面）を測量機器Ｍ側（一方の視準固定点Ｐ１）に向けて変位量読取器１を設置する。

この状態で、２カ所の視準固定点Ｐ１，Ｐ２間にフレーム本体２０２（視準体支持部２０３とベース２０１との間）が介在し、視準軸Ｌ及び標的Ｔがスケール２００の範囲（視準体１０の移動許容範囲）内に位置することになる。そして、視準体１０の下端をダム提体Ｂの標的Ｔに一致させる。この際、先細な下端が標的Ｔに対して僅かに接するように視準体１０の上下方向の位置調整を行う。該変位量読取器１は、ベース２０１及び視準体支持部２０３の水平レベルが出され、視準体１０が支持体１１に支持されて垂下した状態をなしているため、該視準体１０は重力によって自然状態で鉛直な状態が保たれるが、不意用に揺れ動くことを防止するために、上述の如く、視準体１０の下端が標的Ｔに対して僅かに接するように該視準体１０の位置調整を行う。

そして、視準体１０が標的Ｔと一致した状態で支持体１１（指示針）の指している目盛りを読み取る。すなわち、標的Ｔのスケール２００の始点からの距離を読値ｂとして読み取る。

しかる後、視準体１０を長穴２０４に沿って移動させて視準軸Ｌと一致させる。そして、視準体１０が静止して視準軸Ｌと一致した状態で、支持体１１（指示針）の指している目盛りを読み取る。すなわち、視準軸Ｌのスケール２００の始点からの距離を読値ａとして読み取る。

そして、視準軸Ｌに対する読値ａから標的Ｔに対する読値ｂを差し引くことで、視準軸Ｌと標的Ｔとの距離が算出され、その算出結果がダム提体Ｂの変位量（ｂ−ａ＝ｃ）とされる。

以上のように、本実施形態に係る変位量読取器１によれば、上下方向に延びる視準体１０と、ダム提体Ｂ上に設置可能に構成されるとともに、視準体１０の延びる方向に対して交差する方向の距離を表示するスケール２００が設けられたフレーム２０とを備え、前記視準体１０がスケール２００に沿って移動可能に設けられているので、上下方向に延びる視準体１０を移動させるだけで精度よくダム提体Ｂの変位量を測定することができる。従って、本実施形態に係る変位量読取器１は、煩雑な作業を行うことなくダム提体Ｂの変量を精度よく測定することができ、測定作業の時間短縮を図ることができる。

また、前記視準体１０が上下方向で位置調整可能に設けられているので、該視準体１０の下端を標的Ｔに合わせ易くなり、作業効率を向上させることができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上記実施形態において、フレーム２０のベース２０１を平板状に形成し、ダム提体Ｂ上に設置する際にシム等を用いて水平レベルを出すようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示す如く、ベース２０１に対して水平レベルを調整可能としたレベル調整手段２０６，２０６を設けるようにしてもよい。該レベル調整手段２０６，２０６には、種々のものを採用することができるが、例えば、ベース２０１の下方側に配設される板状の脚本体２０６ａと、ベース２０１に対して上下方向に貫通するように螺合され、下端が脚本体２０６ａに接続された雄ネジ体２０６ｂと、雄ネジ体２０６ｂの上端部に設けられたハンドル２０６ｃとで構成してもよい。このようにすれば、ハンドル２０６ｃを持って雄ネジ体２０６ｂを回転させることで、脚本体２０６ａとベース２０１とが相対的に接離するので、当該レベル調整手段２０６，２０６をベース２０１に対して視準体１０の移動方向の両端部に設けることで、フレーム２０の水平レベルを調整することができる。この場合、雄ネジ体２０６ｂの下端部が脚本体２０６ａに対して回転自在（或いは回動自在）に連結されることが好ましいことは言うまでもない。

上記実施形態において、視準体１０を上下方向に位置調整可能に構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示す如く、視準体１０と支持体１１とを一体的に構成し、視準体１０を該視準体１０の軸線と直交方向にのみ移動可能にしてもよい。

上記実施形態において、フレーム２０の視準体支持部２０３に設けた長穴２０４に視準体１０を挿通し、該視準体１０に固定した支持体１１を長穴２０４の両側に掛止させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、フレーム２０にレールを取り付け、レールに沿って移動可能なスライダーに視準体１０を固定し、視準体１０をスライダーとともに軸線と直交（交差）方向に移動可能に構成してもよい。この場合、レールに沿ってスケール２００を設けるとともに、該スケール２００側に延出した指示針を視準体１０に固定すればよい。

上記実施形態において、視準体１０を着色するとともにフレーム２０のフレーム本体２０２を視準体１０と異なる色で着色し、視準体１０を認識し易くしたが、これに限定されるものではなく、これらに対する着色は必要に応じて行えばよい。そして、フレーム本体２０２を樹脂製の透明板で構成し、変位量読取器１を設置しても測量機器Ｍ（一方の視準固定点Ｐ１）から他方の視準固定点Ｐ２まで視認できるようにしてもよい。

上記実施形態において、フレーム本体２０２を平板状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、フレーム本体２０２を棒状のもので構成するようにしても勿論よい。すなわち、フレーム２０の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。但し、スケール２００が設けられるとともに、視準体１０がスケール２００に沿って移動可能に取り付けられることは当然である。

上記実施形態において、視準体１０を上下方向で位置調整可能とすべく取付金具１２を介して視準体１０と支持体１１とを連結するようにしたが、例えば、視準体１０と支持体１１とを結束バンドのようなバンド体で連結するようにしてもよい。

上記実施形態において、視準体１０を標的Ｔに合わせた後に該視準提１０を視準軸Ｌに合わせるようにしたが、これに限定されるものではなく、視準体１０を視準軸Ｌに合わせた後に該視準提１０を標的Ｔに合わせ、それぞれの読値ａ，ｂからダム提体Ｂの変位量ｃを求めるようにしてもよい。

上記実施形態において、視準軸Ｌに対する読値ａから標的Ｔに対する読値ｂを差し引くことでダム提体Ｂの変位量（ｂ−ａ＝ｃ）を求めるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、視準軸Ｌに対する読値ａ又は標的Ｔに対する読値ｂの何れか一方を０とし、スケール２００の目盛りを基に視準軸Ｌに対する読値ａ又は標的Ｔに対する読値ｂの何れか他方まで距離を読み取ってダム提体Ｂの変位量ｃとするようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るダム提体変位量読取器を用いてダム提体の変位量を測定する方法を説明するための説明図を示す。 同実施形態に係るダム提体変位量読取器の全体斜視図を示す。 同実施形態に係るダム提体変位量読取器の部分拡大斜視図であって、視準体及び支持体周辺の拡大斜視図を示す。 本発明の他実施形態に係るダム提体変位量読取器の全体斜視図を示す。 本発明の別の実施形態に係るダム提体変位量読取器の全体斜視図を示す。

符号の説明

１…変位量読取器、１０…視準体、１１…支持体、１２…取付金具、１２ａ，１２ａ…対向片部、１２ｂ…連結部、１２ｃ…穴、１３…押しネジ、２０…フレーム、２００…スケール、２０１…ベース、２０２…フレーム本体、２０３…視準体支持部、２０４…長穴、２０５…水平器、２０６…レベル調整手段、２０６ａ…脚本体、２０６ｂ…雄ネジ体、２０６ｃ…ハンドル、Ｂ…ダム提体、Ｄ…ダム、Ｌ…視準軸、Ｍ…測量機器、Ｐ１，Ｐ２…視準固定点、Ｔ…標的

Claims (3)

1. ダム提体を挟んだ対岸に設定された２カ所の視準固定点を結ぶ直線状の視準軸と、ダム提体上に設定された標的との距離をダム提体の変位量として測定するためのダム提体変位量読取器であって、上下方向に延びる視準体と、ダム提体上に設置可能に構成されるとともに、視準体の延びる方向に対して水平方向で直交する方向の距離を表示するスケールが設けられたフレームとを備え、前記視準体は、スケールに沿って移動可能に設けられ、下端をダム提体の標的に合わせた状態と、自身を視準軸に合わせた状態とに切換可能になっていることを特徴とするダム提体変位量読取器。
2. 前記視準体は、上下方向で位置調整可能に設けられている請求項１に記載のダム提体変位量読取器。
3. 請求項１又は２に記載のダム提体変位量読取器を用いるダム提体の変位量の測定方法であって、視準軸及び標的が視準体の移動許容範囲内に位置するようにして変位量読取器をダム提体の上面に設置し、視準体をスケールに沿って移動させることで視準体の下端が標的に一致した状態で視準体が指すスケールの値と、視準体が視準軸に一致した状態で視準体が指すスケールの値とを読み取り、それぞれの読値からダム提体の変位量を求めるダム提体の変位量の測定方法。

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