JP5210265B2 - 変位計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、変位計測装置に関する。

複数の部材を組み合わせて形成された構造物において、部材同士の結合部に許容値以上の変位が生じた場合には対策を講じる必要がある。
そのため、部材同士の結合部における変位計測は随時行う必要がある。

従来、部材同士の結合部における変位計測は、結合部にスケール（ものさし等）をあてることで、継ぎ目の目開きを測定するのが一般的であった。

ところが、スケールを利用した変位計測は、目開きを対象とした一方向のみの測定であるため、目違いの変位に対しては測定していなかった。また、測定者が代わることによりスケールの読みに誤差が生じるおそれもあった。

そのため、特許文献１には、異なる場所に据えつけられた２台のレーザー光測定器により１つの測点を繰り返し計測することで、当該測点の変位を計測する変位計測方法が開示されている。

また、特許文献２には、構造物に固定された２台の変位計測センサにより固定点を測定することで、構造物の変位を計測する方法が開示されている。

特開平６−３０７８６９号公報 特開２００６−１１２９０２号公報

ところが、特許文献１に記載の計測方法は、レーザー光測定器を２台設置する必要があるため、装置が大掛かりとなり高価であった。また、レーザー光測定器の据付等に手間を要していた。

また、特許文献２に記載の計測方法も複数の変位計測センサを設置する必要があるため、高価であるとともに、その取付作業に手間を要していた。

また、特許文献１及び特許文献２に記載の計測方法は、２方向の変位を計測することが可能であるものの、３方向の変位を計測することはできなかった。

本発明は、前記問題点を解決するものであって、簡易かつ安価に構成することができ、かつ、３方向の変位を計測することを可能とした変位計測装置を提案することを課題とする。

このような課題を解決する本発明は、第一の構造体と第二の構造体との結合部における変位を測定する変位計測装置であって、前記結合部の目開き方向に沿って配置された第一目盛り部と、前記第一目盛り部と直交するように前記第一の構造体に固定された第二目盛り部と、前記第一目盛り部および前記第二目盛り部と直交するように前記第二の構造体に固定された第三目盛り部と、を備えており、前記第二目盛り部は、前記第一の構造体の表面に対して垂直に配設されており、前記第三目盛り部は、前記第一目盛り部と前記第二目盛り部とが直交する平面に対して垂直に配設されていることを特徴としている。

前記変位計測装置は、前記第一目盛り部が、前記第三目盛り部の中間位置から延設されており、前記第一目盛り部と前記第二目盛り部とが、水平面上で直交するものであってもよい。

かかる変位計測装置よれば、第一目盛り部と第二目盛り部と第三目盛り部とが三次元方向で交差しているため、各目盛り部に表示された目盛りを読むことで三方向の変位を計測することが可能となる。
また、変位計測装置は、簡易な構成なため、簡便な方法で取り付けることが可能であるとともに安価である。

本発明の変位計測装置によれば、簡易かつ安価に構成することができ、かつ、３方向の変位を計測することが可能となる。

本発明の好適な実施の形態に係る変位計測装置の設置状況を模式的に示す斜視図である。 図１に示す変位計測装置の斜視図である。 変位計測装置による変位量の測定状況を示す正面図であって、（ａ）は常時、（ｂ）は目開き時、（ｃ）上下方向の目違い時である。 変位計測装置による変位量の測定状況を示す平面図であって、（ａ）は常時、（ｂ）は横方向の目違い時である。

本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、図１に示すように、連接された既設のボックスカルバートＢ，Ｂの結合部２に設置されて、結合部Ｊにおける変位を測定する変位計測装置１について説明する。

ボックスカルバートＢ，Ｂは互いに付き合わされた状態で連結されている。
ボックスカルバートＢ，Ｂの端部には、それぞれ切欠部３が形成されており、ボックスカルバートＢ，Ｂの端面同士を突き合わせることで、結合部Ｊに断面凹字上の溝２が形成される。

変位計測装置１は、溝２内において、一方のボックスカルバートＢ１と他方のボックスカルバートＢ２との間に跨って配設されている。これにより、変位計測装置１は、結合部Ｊにおいて変異が生じた際に、目開き、横方向の目違いおよび上下方向の目違いの変位量を表示する。

変位計測装置１の設置箇所は限定されるものではないが、本実施形態では、各結合部Ｊにおいて左右に１箇所ずつ設置するものとする（図１では片側のみ表示）。

変位計測装置１は、図２に示すように、目開き目盛り１０と、横目違い目盛り２０と、縦目違い目盛り３０と、を備えて構成されている。目開き目盛り１０、横目違い目盛り２０および縦目違い目盛り３０の３つの目盛りは、それぞれ互いに直交するように配置されている。

変位計測装置１は、目開き目盛り１０が表示された第一部材（第一目盛り部）１１と、横目違い目盛り２０が表示された第二部材２１と、縦目違い目盛り３０が表示された第三部材３１と、を備えて構成されている。
第一部材１１は、他方のボックスカルバートＢ２に固定された第三部材３１に設置されている。また、第二部材２１は、一方のボックスカルバートＢ１に固定されている。

第一部材１１は、後記する第三部材３１の目盛り部（第三目盛り部）３４の中間位置から当該目盛り部３４に直交するように延設された板材である。なお、第一部材１１の材質は限定されるものではない。

本実施形態では、目盛り部３４に沿って上下方向に移動することが可能となるように第一部材１１を第三部材３１に設置するが、第三部材３１に固定してもよい。また、第一部材１１は、第二部材２１に設置してもよい。

第一部材１１の表面には、目開き目盛り１０が表示されている。目開き目盛り１０は、ボックスカルバートＢの延長方向に沿って水平に配置されている。

第二部材２１は、固定部２２と連結部２３と目盛り部（第二目盛り部）２４とを備えて構成されている。

固定部２２は、矩形状の鋼板からなり、上下に貫通孔が形成されている。固定部２２は、貫通孔を挿通するボルト６により、一方のボックスカルバートＢ１に締着されている。なお、本実施形態では、後記する止水板４を締着するためのボルト６を使用して固定部２２を固定している。

固定部２２の内空側表面には、連結部２３が一体に固定されている。
連結部２３は、門型に形成された鋼板であって、固定部２２と目盛り部２４とを連結する部材である。

連結部２３は、上下の脚部が固定部２２に固定されていることで、配置されている。連結部２３には、目盛り部２４が固定されている。
連結部２３は、脚部の高さにより、目盛り部２４を他方のボックスカルバートＢ２の表面から離隔させて、結合部Ｊにおける変位発生時に目盛り部２４と他方のボックスカルバートＢ２とが接触することを防止する。

目盛り部２４は、Ｌ字状の鋼板により構成された部材であって、一片が連結部２３に固定されて、他片がボックスカルバートＢ１の表面（壁面）に対して垂直となるように配置されている。
目盛り部２４の他片の上面には、ボックスカルバートＢの表面に垂直な方向に等間隔で並ぶ横目違い目盛り２０が表示されている。

目盛り部２４の他片は、ボックスカルバートＢの表面（壁面）に対して垂直を呈していることで、横目違い目盛り２０が目開き目盛り１０と直交した状態で、一方のボックスカルバートＢ１に固定されている。
このように配置された目開き目盛り１０と横目違い目盛り２０との交点において付された横違い目盛り２０の数値を読むことで、結合部Ｊの水平方向の目違いの値を把握することができる。

第二部材２１の形状は前記のものに限定されるものではなく、横目違い目盛り２０を所定の位置に配置することが可能となるように適宜構成することが可能である。また、第二部材２１は必ずしも鋼製部材により構成する必要はない。

第三部材３１は、固定部３２，３２と脚部３３，３３と目盛り部（第三目盛り部）３４とを備えて構成されている。

固定部３２は、矩形状の鋼板からなり、上下端部に貫通孔が形成されている。固定部３２は、貫通孔を挿通するボルト６により、他方のボックスカルバートＢ２に締着されている。なお、本実施形態では、後記する止水板４を締着するためのボルト６を使用して固定部３２を固定する。
固定部３２の内空側表面には、脚部３３が一体に固定されている。

脚部３３，３３は、間隔をあけて上下に配設された固定部３２，３２の表面にそれぞれ立設された鋼板である。
脚部３３は、結合部Ｊにおける変位が発生した際に、第三部材３１から延設された目開き目盛り１０が一方のボックスカルバートＢ１と接触することがない程度の高さを有している。

目盛り部３４は、脚部３３，３３の間に上下方向に横架されており、表面に縦目違い目盛り３０が表示されている。
目盛り部３４の中間位置には、目開き目盛り１０が表面に表示された第一部材１１がボックスカルバートＢの表面に沿って水平に延設されている。

第三部材３１は、目盛り部３４が水平面に対して垂直となるように、他方のボックスカルバートＢ２に固定されている。

第三部材３１の構成は前記のものに限定されるものではなく、縦目違い目盛り３０をボックスカルバートＢの表面に沿って上下に配置されるように、適宜構成することが可能である。また、第三部材３１は必ずしも鋼製部材により構成する必要はない。

結合部ＪのボックスカルバートＢ同士の突合せ部には、充填材７が充填されており、結合部Ｊからの土砂などの流入が防止されている。なお、充填材７の材質は限定されるものではない。
また、結合部Ｊには、ボックスカルバートＢ同士の突合せ部に沿って止水板４が周設されていて、止水性の向上が図られている。

止水板４は、溝２の底面に配設されたゴム板である。なお、止水板４を構成する材料は限定されるものではなく、適宜選定して使用することが可能である。

止水板４は、たわませた状態で配置されており、結合部Ｊにおける目開きや目違い等が生じた際に、ボックスカルバートＢの延長方向に対して伸長することで、破損しないように構成されている。なお、止水板４が伸縮することで結合部Ｊの変位を吸収するものとしてもよい。

止水板４は、一方のボックスカルバートＢ１と他方のボックスカルバートＢ２とに跨って配設されており、ボックスカルバートＢと固定板５により端部が把持されることで固定されている。

固定板５は、ボックスカルバートＢの切欠部３に配設されて、止水板４の端部をボックスカルバートＢに固定する板材である。本実施形態では、鋼板により構成するが、固定板５を構成する材質は限定されるものではない。
固定板５には、複数の貫通孔が形成されており、貫通孔を貫通して配設されたボルト６により、ボックスカルバートＢの端部に締着されている。

変位計測装置１を利用した変位測定は、まず、変位計測装置１を設置した状態における目開き目盛り１０、横目違い目盛り２０および縦目違い目盛り３０の数値を読む。つまり、第二部材２１の目盛り部２４の他方のボックスカルバートＢ２側面（Ｌ字状の鋼板の底辺）が
指す目開き目盛り１０の数値（図３（ａ））、また、第一部材１１が指す横目違い目盛り２０の数値（図４（ａ））、さらに、第一部材１１の下端が指す縦目違い目盛り３０の数値（図３（ａ））をそれぞれ記録しておく。
なお、変位計測装置１を設置する際に、目開き目盛り１０、横目違い目盛り２０および縦目違い目盛り３０がそれぞれ０を指すように設置してもよい（図３（ａ）および図４（ａ）参照）。

結合部Ｊにおいて、目開きが生じた場合には、図３（ｂ）に示すように、一方のボックスカルバートＢ１と他方のボックスカルバートＢ２との離隔にともない、第二部材２１と第三部材３１も離隔する。

目開き量ａの測定は、第二部材２１の目盛り部２４の移動距離ａ’を目開き目盛り１０により読むことにより行う。

また、図３（ｃ）に示すように、結合部Ｊにおいて、上下方向の変位（鉛直方向の目違い）が生じた場合は、縦目違い目盛り３０により、第一部材１１の移動距離ｂ’を読むことに目違い量ｂを測定する。

なお、図３（ｃ）に示すように、一方のボックスカルバートＢ１が低く、他方のボックスカルバートＢ２が高くなる変位が生じた場合は、第一部材１１を、第二部材２１の目盛り部２４の位置に下げた状態で、縦目違い目盛り３０により第一部材１１の移動距離ｂ’を読む。
また、一方のボックスカルバートＢ１が高く、他方のボックスカルバートＢ２が低くなる変位が生じた場合は、第一部材１１は、第二部材２１により押し上げられるため、そのまま第一部材１１の下端が指す縦目違い目盛り３０の数値を読めばよい。

さらに、結合部Ｊにおいて、図４（ｂ）に示すように、水平方向の目違い変位が生じた場合は、横目違い目盛り２０により第一部材１１の移動距離ｃ’を読むことで目違い量ｃを測定することができる。

以上、本実施形態の変位計測装置１によれば、３つの目盛り１０，２０，３０の交差部の値を読むことで３方向の変位を同時に計測することができる。
そのため、測定者による計測誤差が生じにくく、一定の精度で測定を行うことができる。

また、変位計測装置１は、結合部Ｊの継手部材（ボルト６）等を利用して設置することができるため、ボックスカルバートＢに損傷させることがなく、構造物としての品質を低下させることがない。

また、変位計測装置１は、構成が簡易なため、安価に製造することができ、またボックスカルバートＢへの設置作業も容易に行うことができる。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施形態では、変位計測装置を、ボックスカルバートの側壁に設置する場合について説明したが、変位計測装置の設置箇所は限定されるものではなく、例えば天井や底版に設置してもよい。

また、変位計測装置を設置するボックスカルバートの断面形状は、矩形断面に限定されるものではなく、例えば円形であってもよい。
また、変位計測装置を設置する構造体はボックスカルバートに限定されるものではない。また、変位計測装置は新規に敷設するボックスカルバートに設置してもよい。

また、前記実施形態では、第二目盛りにより水平方向の目違い量の測定を行い、第三目盛りにより鉛直方向の目違い量の測定を行う場合について説明したが、第二目盛り、第三目盛りの方向は限定されるものではない。

１ 変位計測装置
１０ 目開き目盛り
１１ 第一部材（第一目盛り部）
２０ 横目違い目盛り
２１ 第二部材
２４ 目盛り部（第二目盛り部）
３０ 縦目違い目盛り
３１ 第三部材
３４ 目盛り部（第三目盛り部）
Ｂ ボックスカルバート（構造体）
Ｂ１ 一方のボックスカルバート（第一の構造体）
Ｂ２ 他方のボックスカルバート（第二の構造体）
Ｊ 結合部

Claims (2)

1. 第一の構造体と第二の構造体との結合部における変位を測定する変位計測装置であって、
   前記結合部の目開き方向に沿って配置された第一目盛り部と、
   前記第一目盛り部と直交するように前記第一の構造体に固定された第二目盛り部と、
   前記第一目盛り部および前記第二目盛り部と直交するように前記第二の構造体に固定された第三目盛り部と、を備えており、
   前記第二目盛り部は、前記第一の構造体の表面に対して垂直に配設されており、
   前記第三目盛り部は、前記第一目盛り部と前記第二目盛り部とが直交する平面に対して垂直に配設されていることを特徴とする、変位計測装置。
2. 前記第一目盛り部が、前記第三目盛り部の中間位置から延設されており、
   前記第一目盛り部と前記第二目盛り部とが、水平面上で直交していることを特徴とする、請求項１に記載の変位計測装置。
   

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