JP5991480B2 - Jack operation amount calculation system and method and jack control system and method in underpinning - Google Patents

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Description

本発明は、アンダーピニング工法で地中構造物を構築する際に適用されるジャッキ操作量算出システム及び方法並びにジャッキ制御システム及び方法に関する。   The present invention relates to a jack operation amount calculation system and method, and a jack control system and method applied when an underground structure is constructed by an underpinning method.

地下空間に地中構造物を構築する際には、地上に構築されたビルや高架橋といった既設構造物に影響が及ばないよう、該既設構造物の荷重を受け替えた上で地中構造物を構築するアンダーピニング工法が採用されるが、都市部においては、道路トンネルや鉄道トンネルなどの地中構造物が既に構築されている場合が多く、その場合には、これらの地中構造物も既設構造物として荷重の受替えを行う必要があるため、アンダーピニング工法にはより高い信頼性や安全性が求められる。   When constructing underground structures in the underground space, change the load of the existing structures so that the existing structures such as buildings and viaducts built on the ground will not be affected. Underpinning methods are used, but underground structures such as road tunnels and railway tunnels are often built in urban areas. In such cases, these underground structures are also installed. Since it is necessary to replace the load as a structure, the underpinning method requires higher reliability and safety.

アンダーピニング工法を用いて地中構造物を構築するには、例えば既設構造物の下方を掘削しつつその掘削箇所に仮受け桁を配置することで該仮受け桁で既設構造物の荷重を受け替え、かかる状態であらたな地中構造物の構築を行うが、その間、既設構造物の鉛直変位には細心の注意を払わねばならない。   In order to construct an underground structure using the underpinning method, for example, a temporary support girder is placed at the excavation site while excavating the lower part of the existing structure, and the load of the existing structure is received by the temporary support girder. In this state, a new underground structure is constructed, but during that time, careful attention must be paid to the vertical displacement of the existing structure.

既設構造物の鉛直変位を管理するには、既設構造物と上述の例では仮受け桁との間にジャッキを配置するとともに既設構造物の鉛直変位を計測しつつその計測値が許容値を上回らないかどうかを監視し、該鉛直変位が許容値を上回る懸念がある場合、その箇所に配置されたジャッキを伸縮する。   To manage the vertical displacement of an existing structure, a jack is placed between the existing structure and the temporary support girder in the above example, and the measured value exceeds the allowable value while measuring the vertical displacement of the existing structure. If there is a concern that the vertical displacement exceeds the allowable value, the jack placed at that location is expanded or contracted.

ここで、比較的小規模なアンダーピニングでは、オペレータが個々のジャッキを操作する手動制御で足りるが、既設構造物が例えば鉄道や道路の函体であってジャッキの数が数百にも及ぶ場合には、手動制御に代えてコンピュータによる自動制御が必要になる。   Here, in comparatively small scale underpinning, manual control by which an operator operates individual jacks is sufficient. However, when an existing structure is a box of a railway or a road and the number of jacks reaches several hundreds. For this, automatic control by a computer is required instead of manual control.

特開2004-150151号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-150151 特開2004-107971号公報JP 2004-107971 A

しかしながら、受替え対象である既設構造物が地中構造物であれば、周辺地盤からさまざまな方向に変形拘束を受ける上、該既設構造物が鉄道トンネル等の函体の場合には、それ自体が連続した不静定構造物となるため、ジャッキ操作を行ったときの既設構造物の挙動はきわめて複雑となる。   However, if the existing structure to be replaced is an underground structure, it is subject to deformation restraint in various directions from the surrounding ground, and when the existing structure is a box such as a railway tunnel, Therefore, the behavior of the existing structure when the jack operation is performed becomes extremely complicated.

そのため、オペレータの操作による手動制御にしろ、コンピュータによる自動制御にしろ、ある支持点で計測された鉛直変位が小さくなる方向に該支持点のジャッキを伸縮するといった操作では、意図した通りに既設構造物の鉛直変位を調整することが困難な場合が生じ、例えば、ジャッキ操作を行った支持点では許容範囲内に収めることができたものの、ジャッキ操作を行っていない支持点で鉛直変位が逆に許容範囲を上回ったり、ジャッキ操作を行っても鉛直変位をほとんど調整できなかったりといった事態を招くという問題を生じていた。   Therefore, whether it is manual control by an operator's operation or automatic control by a computer, the operation of extending or retracting the jack of the support point in a direction in which the vertical displacement measured at a certain support point is reduced becomes an existing structure as intended. In some cases, it is difficult to adjust the vertical displacement of the object.For example, although the support point where the jack operation was performed was within the allowable range, the vertical displacement was reversed at the support point where the jack operation was not performed. There has been a problem in that the vertical displacement can hardly be adjusted even if the allowable range is exceeded or the jack operation is performed.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、アンダーピニング工法で地中構造物を構築するにあたり、既設構造物の鉛直変位を意図した通りに調整することが可能なジャッキ操作量算出システム及び方法並びにジャッキ制御システム及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and in constructing an underground structure by an underpinning method, a jack operation amount calculation capable of adjusting a vertical displacement of an existing structure as intended is performed. It is an object to provide a system and method and a jack control system and method.

上記目的を達成するため、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システムは請求項1に記載したように、荷重の受替え対象となる既設構造物の支持点Ri(i=1,2,・・・N)にそれぞれ設置されたジャッキと、前記既設構造物の鉛直変位を前記支持点でそれぞれ計測する鉛直変位計測手段と、演算処理手段とを備え、該演算処理手段は、前記支持点のうち、ある支持点に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点に生じる鉛直変位を前記支持点ごとに算出して影響係数fij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに該影響係数を要素としたマトリックス[F]の逆マトリックスを[F]-1として算出し、前記既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において前記支持点での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・N))を前記鉛直変位計測手段で計測するとともに該鉛直変位{v}のうち、前記ジャッキで相殺されるべき量として設定された調整変位{δ}を用いて、次式、
{s}=[F]-1{δ}
を演算することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・N))を算出するようになっているものである。
In order to achieve the above object, a jack operation amount calculation system in underpinning according to the present invention as described in claim 1, supports points R i (i = 1,2) of an existing structure to be subjected to load exchange. N), a vertical displacement measuring means for measuring the vertical displacement of the existing structure at the support point, and an arithmetic processing means, the arithmetic processing means comprising the support Among the points, the vertical displacement generated at each support point when a unit amount of jack stroke is given to the support point is calculated for each support point, and the influence coefficient f ij (i = 1, 2,... N, j = 1, 2,... N) and the inverse matrix of the matrix [F] with the influence coefficient as an element is calculated as [F] −1 , and the existing structure is subject to vertical displacement adjustment. vertical displacement at the support points in the state where a {v} (v i (i = 1,2, · · N)) of 該鉛 straight displacement {v} as well as measured by the vertical displacement measurement means, by using the set adjustment displacements {[delta]} as an amount to be offset by the jack, the following equation,
{S} = [F] −1 {δ}
The required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... N)) is calculated by calculating.

また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システムは、前記演算処理手段を、前記各支持点において計測された鉛直変位{v}と該支持点での目標鉛直変位{vt}(vti(i=1,2,・・・N))との間で差、大小、比率その他の比較演算を行うことにより、前記調整変位{δ}を設定するように構成したものである。 In the jack operation amount calculation system in underpinning according to the present invention, the arithmetic processing unit is configured to cause the vertical displacement {v} measured at each support point and the target vertical displacement {v t } (v ti (i = 1, 2,... N)), the adjustment displacement {δ} is set by performing a comparison operation such as a difference, a magnitude, a ratio, and the like.

また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムは請求項3に記載したように、請求項1又は請求項2記載のジャッキのストローク量が、前記演算処理手段で算出された必要ストローク量{s}となるように、該ジャッキをそれぞれ駆動制御する制御手段を備えたものである。   According to a jack control system for underpinning according to the present invention, as described in claim 3, the stroke amount of the jack according to claim 1 or 2 is calculated as a necessary stroke amount {s calculated by the arithmetic processing means {s }, Control means for driving and controlling the jacks is provided.

また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出方法は請求項4に記載したように、荷重の受替え対象となる既設構造物の支持点Ri(i=1,2,・・・N)に設置されたジャッキのうち、j番目のジャッキのストローク量を変化させてそのときの前記各支持点に生じる前記既設構造物の鉛直変位を計測するとともに該計測値を前記ストローク量で除することで影響係数fij(i=1,2,・・・N)を算出し、
前記jを1からNまで順次変更しながら前記影響係数の算出工程を繰り返し行うことで、fij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)を要素とするマトリックス[F]を算出し、
マトリックス[F]の逆マトリックス[F]-1を算出し、
前記既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において前記支持点での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・N))を計測し、
該鉛直変位{v}のうち、前記ジャッキで相殺されるべき量として調整変位{δ}を設定するとともに、該調整変位を用いて、次式、
{s}=[F]-1{δ}
を演算することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・N))を算出するものである。
In addition, the jack operation amount calculation method in underpinning according to the present invention includes a support point R i (i = 1, 2,... N of an existing structure to be subjected to load exchange, as described in claim 4. ), The vertical displacement of the existing structure generated at each support point at that time is measured and the measured value is divided by the stroke amount. To calculate the influence coefficient f ij (i = 1,2, ... N),
By repeatedly performing the influence coefficient calculation process while sequentially changing j from 1 to N, f ij (i = 1, 2,... N, j = 1, 2,. The matrix [F] is calculated as follows:
Calculate the inverse matrix [F] −1 of the matrix [F],
Measure the vertical displacement {v} (v i (i = 1, 2,... N)) at the support point in a state where the existing structure is an adjustment target of vertical displacement,
Of the vertical displacement {v}, an adjustment displacement {δ} is set as an amount to be offset by the jack, and the adjustment displacement is used to
{S} = [F] −1 {δ}
The required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... N)) is calculated by calculating.

また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出方法は、前記各支持点において計測された鉛直変位{v}と該支持点での目標鉛直変位{vt}(vti(i=1,2,・・・N))との間で差、大小、比率その他の比較演算を行うことにより、前記調整変位{δ}を設定するものである。 The jack operation amount calculation method in underpinning according to the present invention includes a vertical displacement {v} measured at each support point and a target vertical displacement {v t } (v ti (i = 1, 2,... N)), the adjustment displacement {δ} is set by performing a comparison operation such as a difference, magnitude, ratio, and the like.

また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御方法は、請求項5又は請求項6記載の必要ストローク量{s}の算出後、前記ジャッキのストローク量が前記必要ストローク量となるように該ジャッキをそれぞれ駆動制御するものである。   According to the jack control method for underpinning according to the present invention, after calculating the required stroke amount {s} according to claim 5 or 6, the jack is controlled so that the stroke amount of the jack becomes the required stroke amount. Each drive is controlled.

本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システムは、各ジャッキのストローク量を変化させたときの既設構造物の各支持点に生じる鉛直変位を計測することで、ストローク量を変化させた支持点からその支持点自身及び他の支持点への鉛直変位に関する影響の度合いを影響係数として算出するとともにそれらを要素としたマトリックス[F]及びその逆マトリックス[F]-1を算出する一方、既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において計測された既設構造物の鉛直変位のうち、ジャッキで相殺されるべき量として調整変位{δ}を設定し、該調整変位を実現するための必要ストローク量{s}を逆マトリックス[F]-1から算出するという手順で実施されるものであり、かかるシステムを用いて既設構造物の鉛直変位を調整するためのジャッキの操作量を算出するには、まず、荷重の受替え対象となる既設構造物の支持点Ri(i=1,2,・・・N)に設置されたジャッキのうち、1番目のジャッキのストローク量を変化させてそのときの各支持点に生じる既設構造物の鉛直変位を鉛直変位計測手段で計測する。 The jack operation amount calculation system in underpinning according to the present invention measures the vertical displacement generated at each support point of an existing structure when the stroke amount of each jack is changed, thereby supporting points with changed stroke amounts. While calculating the degree of influence on the vertical displacement from the support point itself to other support points as an influence coefficient and calculating the matrix [F] and the inverse matrix [F] −1 using them as elements, the existing structure Of the vertical displacements of the existing structure measured in a state where the object is subject to adjustment of the vertical displacement, the adjustment displacement {δ} is set as an amount to be offset by the jack, and the necessary stroke for realizing the adjustment displacement is intended to be implemented in the procedure of calculating the quantity {s} from the inverse matrix [F] -1, lead existing structures using such a system Jack to calculate the amount of operation of the jack for adjusting the displacement, first, the support point of the existing structures to be受替example target load R i (i = 1,2, ··· N) is installed in Among them, the vertical displacement of the existing structure generated at each support point is measured by the vertical displacement measuring means by changing the stroke amount of the first jack.

鉛直変位計測手段は、各支持点での既設構造物の鉛直変位を把握することができる限り、どのように構成するかは任意であって、各支持点の鉛直変位を個別かつ直接的に計測する場合をはじめ、既設構造物の代表点で鉛直変位及び水平2軸回りの傾斜角度を計測し、あるいは既設構造物の相異なる2点で鉛直変位をそれぞれ計測して、それらの計測値を座標変換することで各支持点での鉛直変位を求める間接的な計測構成も採用可能である。   As long as the vertical displacement measuring means can grasp the vertical displacement of the existing structure at each support point, it can be configured in any way, and the vertical displacement of each support point can be measured individually and directly. Measure the vertical displacement and the tilt angle around two horizontal axes at the representative points of the existing structure, or measure the vertical displacement at two different points of the existing structure and coordinate the measured values. An indirect measurement configuration in which the vertical displacement at each support point is obtained by conversion can also be employed.

鉛直変位計測手段は、例えば既設構造物を構成する函体の底版に変位計を設置して構成すればよい。   For example, the vertical displacement measuring means may be configured by installing a displacement meter on the bottom plate of the box constituting the existing structure.

ジャッキは、従来のアンダーピニング工法と同様、既設構造物の下方、例えば既設構造物とそれを受ける仮受け桁や受替え版との間に設置しておく。   As with the conventional underpinning method, the jack is installed below the existing structure, for example, between the existing structure and a temporary receiving girder or replacement plate that receives the existing structure.

ジャッキにストローク量の変化を与える操作は、ある支持点でのストローク量の変化が、その支持点をはじめ、他の支持点において既設構造物の鉛直変位にどのような影響を及ぼすかを把握するための操作であり、既設構造物が例えば道路トンネルや鉄道トンネルである場合には、例えば夜間の時間帯を利用することにより、必要に応じてそれらの供用を一時的に中断する。   The operation of changing the stroke amount to the jack grasps how the change of the stroke amount at one support point affects the vertical displacement of the existing structure at the support point and other support points. For example, when the existing structure is a road tunnel or a railway tunnel, for example, by using a night time zone, the service is temporarily interrupted as necessary.

次に、各支持点で計測された既設構造物の鉛直変位を1番目のジャッキのストローク量で除し、これを影響係数fi1(i=1,2,・・・N)として算出する。 Next, the vertical displacement of the existing structure measured at each support point is divided by the stroke amount of the first jack, and this is calculated as an influence coefficient f i1 (i = 1, 2,... N).

ジャッキ操作による既設構造物の挙動が弾性範囲に収まると仮定することは工学的に妥当であり、それゆえ、上述の影響係数fi1は、1番目のジャッキに付与される任意量のジャッキストロークに対する支持点Ri(i=1,2,・・・N)での鉛直変位の比例係数に相当するものであって、ストローク量を乗じることによって支持点Ri(i=1,2,・・・N)に生じる鉛直変位を推測可能な指標として定義することができる。 It is engineeringly appropriate to assume that the behavior of the existing structure by the jack operation falls within the elastic range, and therefore the above-mentioned influence coefficient f i1 is relative to an arbitrary amount of jack stroke applied to the first jack. This corresponds to the proportional coefficient of the vertical displacement at the support point R i (i = 1, 2,... N) and is multiplied by the stroke amount to support point R i (i = 1, 2,... • The vertical displacement that occurs in N) can be defined as a predictable index.

次に、2番目のジャッキのストローク量を変化させることにより、上述と同様の手順で影響係数fi2(i=1,2,・・・N)を算出し、以下同様にして、fiN(i=1,2,・・・N)までそれぞれ算出する。 Next, by changing the stroke amount of the second jack, the influence coefficient f i2 (i = 1, 2,... N) is calculated in the same procedure as described above, and thereafter , f iN ( i = 1, 2,... N).

ある支持点における既設構造物の挙動は、重ね合わせの原理から、その支持点自身も含め、各支持点でのジャッキ操作による影響の総和であると考えることができる。   From the principle of superposition, the behavior of an existing structure at a certain support point can be considered as the sum of the effects of jack operations at each support point, including the support point itself.

そのため、上述の手順で得られた影響係数fij(i=1,2,・・・N,j=1,2,・・・N)を要素とするマトリックス[F]は、支持点で付与されるストローク量を{s′}、支持点での鉛直変位を{δ′}としたとき、次式、
{δ′}=[F]{s′}
を満たすこととなる。
Therefore, the matrix [F] whose elements are the influence coefficients f ij (i = 1, 2,... N, j = 1, 2,... N) obtained by the above procedure is given at the support points. When the stroke amount to be performed is {s ′} and the vertical displacement at the support point is {δ ′},
{Δ ′} = [F] {s ′}
Will be satisfied.

次に、マトリックス[F]の逆マトリックス[F]-1を算出する。ここで、逆マトリックス[F]-1は、次式、
{s′}=[F]-1{δ′}
を満たすため、支持点に鉛直変位{δ′}をもたらすことが可能なストローク量{s′}を逆算することができる。
Next, an inverse matrix [F] −1 of the matrix [F] is calculated. Here, the inverse matrix [F] −1 is given by
{S ′} = [F] −1 {δ ′}
Therefore, the stroke amount {s ′} that can bring the vertical displacement {δ ′} to the support point can be calculated backward.

このように算出された逆マトリックス[F]-1は、随時読み出すことができるように、ハードディスク等の記憶手段に適宜保存しておく。 The inverse matrix [F] −1 calculated in this way is appropriately stored in a storage means such as a hard disk so that it can be read out at any time.

次に、既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において、該既設構造物における支持点Ri(i=1,2,・・・N)での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・N))を鉛直変位計測手段を用いて計測する。 Next, in a state where the existing structure is a target for adjusting the vertical displacement, the vertical displacement {v} (v i (i) at the support point R i (i = 1, 2,... N) in the existing structure. = 1, 2,... N)) are measured using vertical displacement measuring means.

次に、計測された鉛直変位{v}のうち、ジャッキで相殺されるべき量として調整変位{δ}を設定する。   Next, of the measured vertical displacement {v}, an adjustment displacement {δ} is set as an amount to be canceled by the jack.

既設構造物に生じた鉛直変位を調整するにあたっては、該鉛直変位に対する許容値が定められていることが多く、それゆえ、調整変位{δ}は、計測された鉛直変位{v}から許容値を差し引いたものとして設定されることが想定されるが、既設構造物における車両走行時の安全性その他の事情により、許容値がきわめて小さい場合には、例えば計測された鉛直変位{v}の全量が常にジャッキで相殺されるべき量であるとしてもかまわない。   In adjusting the vertical displacement generated in the existing structure, an allowable value for the vertical displacement is often determined. Therefore, the adjustment displacement {δ} is an allowable value from the measured vertical displacement {v}. However, if the allowable value is very small due to safety or other reasons when the vehicle is traveling in an existing structure, for example, the total amount of the measured vertical displacement {v} Is always the amount that should be offset by jacking.

この場合、計測された鉛直変位{v}がそのまま調整変位{δ}となる。   In this case, the measured vertical displacement {v} is directly used as the adjustment displacement {δ}.

次に、[F]-1を必要に応じて記憶手段から適宜読み出した上、設定された調整変位{δ}を用いて、次式、
{s}=[F]-1{δ}
を演算することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・N))を算出する。
Next, [F] −1 is appropriately read from the storage unit as necessary, and the set displacement (δ) is used to set the following equation:
{S} = [F] −1 {δ}
Is calculated to calculate the required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... N)).

このようにすると、各ジャッキに付与されるべき必要ストローク量{s}が、自らの支持点はもちろん、他の支持点からの影響が考慮された形で算出されるとともに、既設構造物に対し実際にジャッキストロークを与えることで算出されるため、かかる必要ストローク量{s}に従ってジャッキを操作するようにすれば、オペレータの経験や試行錯誤による手動操作あるいは対象支持点のみに着目した単純な自動操作とは異なり、既設構造物に生じた鉛直変位を確実かつ迅速に調整することが可能となる。   In this way, the required stroke amount {s} to be given to each jack is calculated in consideration of the influence from other support points as well as its own support points, and for existing structures. Since it is calculated by actually giving the jack stroke, if the jack is operated according to the required stroke amount {s}, a simple automatic focusing on the operator's experience or manual operation by trial and error or only the target support point Unlike the operation, the vertical displacement generated in the existing structure can be adjusted reliably and quickly.

調整変位{δ}は上述したように、計測された鉛直変位{v}の全量が常にジャッキで相殺されるべき量であるとしてもかまわないが、鉛直変位に対する許容値として目標鉛直変位{vt}が定められている場合においては、各支持点において計測された鉛直変位{v}と該支持点での目標鉛直変位{vt}(vti(i=1,2,・・・N))との間で比較演算を行って設定する構成を採用することができる。 As described above, the adjusted displacement {δ} may be an amount that the total amount of the measured vertical displacement {v} should always be canceled by the jack, but the target vertical displacement {v t as an allowable value for the vertical displacement. } Is defined, the vertical displacement {v} measured at each support point and the target vertical displacement {v t } (v ti (i = 1, 2,... N) at the support point. ) Can be adopted to set by performing a comparison operation with the.

ここで、目標鉛直変位{vt}は、既設構造物の安全性の観点から、既設構造物が道路トンネルや鉄道トンネルの場合には特に車両走行時の安全性の観点から、許容値として適宜与えられる既知量である。 Here, the target vertical displacement {v t } is appropriately set as an allowable value from the viewpoint of the safety of the existing structure, particularly when the existing structure is a road tunnel or a railway tunnel, particularly from the viewpoint of safety during vehicle travel. The known amount given.

鉛直変位{v}と目標鉛直変位{vt}との比較演算は、例えばそれらの差、大小、比率といった演算とすることができるが、どのように設定するかは任意であって、鉛直変位viが目標鉛直変位vtiの例えば70%を上回ったときにその鉛直変位viの全量を調整変位δiとするといった設定や、鉛直変位viが目標鉛直変位vtiを上回ったときにその超過分を調整変位δiとするといった設定が考えられる。 The comparison operation between the vertical displacement {v} and the target vertical displacement {v t } can be, for example, an operation such as a difference, a magnitude, and a ratio thereof, but the setting is arbitrary, and the vertical displacement v i settings and such is its vertical displacement v i the total amount of the adjustment displacement [delta] i of when exceeded 70% for example of the target vertical displacement v ti, when the vertical displacement v i exceeds the target vertical displacement v ti A setting in which the excess is set as the adjustment displacement δ i can be considered.

必要ストローク量{s}の算出対象である支持点をどのように決定するかも任意であり、支持点Ri(i=1,2,・・・N)のうち、鉛直変位{v}が目標鉛直変位{vt}あるいはその所定割合を上回った支持点だけを調整対象とする方法が想定される一方、1ヶ所でも鉛直変位{v}が目標鉛直変位{vt}あるいはその所定割合を上回った箇所があれば、その箇所の支持点のみならず、その周囲、あるいは他の全ての支持点を鉛直変位の調整対象とするという方法も採用可能である。 How to determine the support point that is the target of calculation of the required stroke amount {s} is also arbitrary, and among the support points R i (i = 1, 2,... N), the vertical displacement {v} is the target. While it is assumed that the vertical displacement {v t } or only a support point that exceeds the predetermined ratio is targeted for adjustment, the vertical displacement {v} exceeds the target vertical displacement {v t } or the predetermined ratio even at one location. If there is a spot, it is also possible to adopt a method in which not only the support point of the spot but also the periphery or all other support points are set as adjustment targets of the vertical displacement.

また、鉛直変位として沈下のみを考えるのか隆起も含めるのかも任意である。   It is also optional to consider only subsidence as vertical displacement or to include uplift.

具体的に説明すると、鉛直変位として沈下のみを考え、鉛直変位viが目標鉛直変位vtiを上回ったときにその超過分を調整変位δiとするのであれば、
δi=−(vi−vti) ;vi>vti
δi=0 ;vi≦vti
となる。この場合、例えば目標鉛直変位vtiが3mm、計測された鉛直変位viが10mmである場合、その差である−7mmがジャッキによる鉛直変位の調整変位δiとなり、計測された鉛直変位が2mmである場合、鉛直変位の調整変位δiは0となり、その支持点については調整対象とはならない。
More specifically, if only the subsidence is considered as the vertical displacement, and the vertical displacement v i exceeds the target vertical displacement v ti , the excess is set as the adjustment displacement δ i .
δ i = − (v i −v ti ); v i > v ti
δ i = 0; v i ≦ v ti
It becomes. In this case, for example, when the target vertical displacement v ti is 3 mm and the measured vertical displacement v i is 10 mm, the difference −7 mm is the vertical displacement adjustment displacement δ i by the jack, and the measured vertical displacement is 2 mm. In this case, the adjustment displacement δ i of the vertical displacement is 0, and the support point is not an adjustment target.

一方、沈下だけではなく隆起も考慮すると、沈下側を正、隆起側を負として、
δi=−(vi−vtdi) ;vi>vtdi
δi=0 ;vtui<vi<vtdi
δi=−(vi−vtui) ;vi<vtui
tdi;i番目の支持点における沈下側の目標鉛直変位
tui;i番目の支持点における隆起側の目標鉛直変位
となる。
On the other hand, considering not only subsidence but also uplift, the subsidence side is positive,
δ i = − (v i −v tdi ); v i > v tdi
δ i = 0; v tui <v i <v tdi
δ i = − (v i −v tui ); v i <v tui
v tdi ; sinking target vertical displacement at the i-th support point
v tui ; the target vertical displacement on the raised side at the i-th support point.

なお、上述したように、1ヶ所でも鉛直変位{v}が目標鉛直変位{vt}あるいはその所定割合を上回った場合、その箇所をはじめ、全ての支持点にける鉛直変位を調整するようにしてもかまわない。 As described above, when the vertical displacement {v} exceeds the target vertical displacement {v t } or its predetermined ratio even at one location, the vertical displacement at all support points including that location is adjusted. It doesn't matter.

上述したように本発明に係るジャッキ操作量算出システムは、ある支持点でのストローク量の変化が、その支持点をはじめ、他の支持点において既設構造物の鉛直変位にどのような影響を及ぼすかを逆マトリックスを[F]-1の形で把握する工程(予備工程)と、既設構造物の鉛直変位が許容範囲に収まるように逆マトリックスを[F]-1を用いて各ジャッキに付与すべき必要ストローク量{s}を算出する工程(操作量算出工程)の2つを順次行うことになるが、操作量算出工程を行うための鉛直変位の計測は、既設構造物に生じた鉛直変位が調整されるべきであると判断し得るのであれば、任意のタイミングで行ってかまわない。 As described above, in the jack operation amount calculation system according to the present invention, how the change in the stroke amount at a certain support point affects the vertical displacement of the existing structure at the support point and other support points. The process of grasping the inverse matrix in the form of [F] -1 (preliminary process) and applying the inverse matrix to each jack using [F] -1 so that the vertical displacement of the existing structure falls within the allowable range Two steps of calculating the required stroke amount {s} to be performed (operation amount calculation step) are sequentially performed, but the vertical displacement measurement for performing the operation amount calculation step is the vertical generated in the existing structure. If it can be determined that the displacement should be adjusted, it may be performed at an arbitrary timing.

予備工程と操作量算出工程との関係については、アンダーピニング工事における地盤構造の変化が小さいために逆マトリックス[F]-1を繰り返し用いることができるのであれば、予備工程の後に操作量算出工程を繰り返し行うようにしてもよいし、アンダーピニング工事における地盤構造の変化が比較的大きい場合には、予備工程と操作量算出工程を繰り返し行うことで、操作量算出に用いる逆マトリックス[F]-1をそのつど算出し直すようにしてもよい。 Regarding the relationship between the preliminary process and the operation amount calculation process, if the inverse matrix [F] −1 can be repeatedly used because the change in the ground structure in the underpinning work is small, the operation amount calculation process is performed after the preliminary process. May be performed repeatedly, or when the ground structure change in the underpinning work is relatively large, the inverse matrix [F] used for the operation amount calculation is performed by repeatedly performing the preliminary step and the operation amount calculation step. 1 may be recalculated each time.

本発明に係るジャッキ操作量算出システムは、各ジャッキに付与することによって既設構造物に生じた鉛直変位を調整することができる必要ストローク量{s}を算出することを特徴とするものであって、算出された必要ストローク量{s}に従って実際にジャッキを操作するかどうかは任意事項であるとともに、ジャッキ操作を行うとしても、手動で行うのか自動制御で行うのかはやはり任意である。   The jack operation amount calculation system according to the present invention is characterized by calculating a necessary stroke amount {s} that can adjust a vertical displacement generated in an existing structure by being applied to each jack. Whether or not to actually operate the jack according to the calculated required stroke amount {s} is an arbitrary matter, and even if the jack is operated, it is still arbitrary whether it is performed manually or by automatic control.

ここで、請求項1又は請求項2記載のジャッキのストローク量が、前記演算処理手段で算出された必要ストローク量{s}となるように、該ジャッキをそれぞれ駆動制御する制御手段を備えたジャッキ制御システムによれば、あるいは請求項4又は請求項5記載の必要ストローク量{s}の算出後、前記ジャッキのストローク量が前記必要ストローク量となるように該ジャッキをそれぞれ駆動制御するジャッキ制御方法によれば、支持点の数が多いためにジャッキ操作に関する判断に時間を要し、さらにはジャッキの数が多くて手動操作では時間を要するような場合であっても、鉛直変位調整を迅速に行うことが可能となる。   Here, the jack provided with the control means which respectively drives and controls the jack so that the stroke amount of the jack according to claim 1 or 2 becomes the necessary stroke amount {s} calculated by the arithmetic processing means. According to the control system, or after calculating the required stroke amount {s} according to claim 4 or 5, the jack control method for driving and controlling the jack so that the stroke amount of the jack becomes the required stroke amount. According to the above, even if there are many support points, it takes time to judge jack operation, and even when there are many jacks and manual operation takes time, the vertical displacement adjustment can be performed quickly. Can be done.

本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム1の図であり、(a)は配置図、(b)はブロック図。It is the figure of the jack control system 1 in the underpinning which concerns on this embodiment, (a) is a layout, (b) is a block diagram. 本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御方法の実施手順(予備工程)を示したフローチャート。The flowchart which showed the implementation procedure (preliminary process) of the jack control method in the underpinning which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御方法の実施手順(操作量算出工程及び変位調整工程)を示したフローチャート。The flowchart which showed the implementation procedure (the operation amount calculation process and the displacement adjustment process) of the jack control method in the underpinning which concerns on this embodiment. ジャッキ制御システム1の作用を示した説明図。Explanatory drawing which showed the effect | action of the jack control system 1. FIG. 変形例に係るブロック図であり、(a)はジャッキ制御システム、(b)はジャッキ操作量算出システム。It is a block diagram concerning a modification, (a) is a jack control system, (b) is a jack operation amount calculation system.

以下、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システム及び方法並びにジャッキ制御システム及び方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of a jack operation amount calculation system and method and a jack control system and method in underpinning according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムを示した図である。同図に示すように、本実施形態に係るジャッキ制御システム1は、鉄道トンネルの函体2を受替え対象の既設構造物とし、該函体の荷重を、地盤3に構築された仮受け杭4,4及び該仮受け杭に架け渡された仮受け桁5からなる受替え構造体で受け替えつつ、仮受け桁5の下方にあらたな地中構造物6を構築するアンダーピニング工法に適用されるものであって、函体2の下面を支持点として該函体を支持できるように仮受け桁5との間に複数台配置された油圧ジャッキ7と、函体2の鉛直変位を計測する鉛直変位計測手段としての変位計8,8と、演算処理手段としての演算処理部13と、制御手段としての制御部9とを備え、該制御部で油圧ジャッキ7を駆動制御することにより、上述した各支持点における函体2の鉛直変位を調整し、ひいては該函体を所望の位置及び姿勢に保持することができるようになっている。   FIG. 1 is a diagram showing a jack control system in underpinning according to the present embodiment. As shown in the figure, the jack control system 1 according to the present embodiment uses a box 2 of a railway tunnel as an existing structure to be replaced, and the load of the box is a temporary receiving pile constructed on the ground 3. 4 and 4 and an underpinning method for constructing a new underground structure 6 below the temporary support beam 5 while receiving it with a replacement structure composed of the temporary support beam 5 bridged over the temporary support beam 5 A plurality of hydraulic jacks 7 disposed between the temporary support girder 5 and the vertical displacement of the box 2 are measured so that the box can be supported using the lower surface of the box 2 as a supporting point. Displacement meters 8 and 8 as vertical displacement measuring means, an arithmetic processing section 13 as arithmetic processing means, and a control section 9 as control means, and by driving and controlling the hydraulic jack 7 by the control section, Adjust the vertical displacement of the box 2 at each support point described above, There are is adapted to be able to hold the 該函 member in a desired position and orientation.

演算処理部13は、パソコン12を構成するCPU、マザーボード、メモリーといったハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成することが可能であり、パソコン12には、各種データを格納する記憶手段としてのハードディスク10とディスプレイ11とを備えてある。   The arithmetic processing unit 13 can be composed of hardware such as a CPU, a mother board, and a memory constituting the personal computer 12 and software operating on the hardware, and the personal computer 12 stores storage means for storing various data. As a hard disk 10 and a display 11.

変位計8,8は、函体2を構成する底版上であって該底版から立ち上がる各側壁の脚部近傍にそれぞれ据え付けてあり、該2点における鉛直変位の計測値を座標変換することで、函体2の下面に拡がる油圧ジャッキ7の支持点での函体2の鉛直変位を算出できるようになっている。   Displacement meters 8 and 8 are respectively installed on the bottom plate constituting the box 2 and in the vicinity of the leg portions of the side walls rising from the bottom plate, and by converting the measured values of the vertical displacement at the two points by coordinate conversion, The vertical displacement of the box 2 at the support point of the hydraulic jack 7 extending on the lower surface of the box 2 can be calculated.

演算処理部13は、予備工程においては、各油圧ジャッキ7のストローク量を変化させたときの函体2の各支持点に生じる鉛直変位を用いて、ストローク量を変化させた支持点からその支持点自身あるいは他の支持点への鉛直変位に関する影響の度合いを影響係数として算出するとともにそれらを要素としたマトリックス[F]及びその逆マトリックス[F]-1を算出する一方、操作量算出工程においては、計測された函体2の鉛直変位のうち、油圧ジャッキ7で相殺されるべき量として調整変位を設定し、その調整変位を実現させるための必要ストローク量を逆マトリックスから算出するようになっている。 In the preliminary process, the arithmetic processing unit 13 uses the vertical displacement generated at each support point of the box 2 when the stroke amount of each hydraulic jack 7 is changed, and supports the support from the support point where the stroke amount is changed. While calculating the degree of influence regarding the vertical displacement to the point itself or another supporting point as an influence coefficient and calculating the matrix [F] and the inverse matrix [F] −1 using them as elements, Sets the adjustment displacement as the amount to be canceled out by the hydraulic jack 7 among the measured vertical displacements of the box 2, and calculates the necessary stroke amount for realizing the adjustment displacement from the inverse matrix. ing.

制御部9は、演算処理部13で演算された必要ストローク量に基づいて各油圧ジャッキ7を駆動制御することにより、函体2の鉛直変位を調整できるようになっている。   The control unit 9 can adjust the vertical displacement of the box 2 by driving and controlling each hydraulic jack 7 based on the required stroke amount calculated by the calculation processing unit 13.

図2及び図3は、本実施形態に係るジャッキ制御方法の実施手順を示したフローチャート、図4は、油圧ジャッキ7で支持される支持点が3×3の平面格子状に分布していて、それらを支持点Ri(i=1,2,・・・9)と表した場合の該支持点の分布状況を示した斜視図である。 FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the procedure for carrying out the jack control method according to the present embodiment, and FIG. 4 is a diagram in which support points supported by the hydraulic jack 7 are distributed in a 3 × 3 plane grid pattern. It is the perspective view which showed the distribution condition of this supporting point at the time of expressing them as supporting point Ri (i = 1,2, ... 9).

これらの図でわかるように、本実施形態に係るジャッキ制御システム1を用いて函体2の鉛直変位を調整するには、まず、ステップ101〜106に示した一連の予備工程を実施し、しかる後、ステップ107〜109に示した操作量算出工程及びステップ110に示した変位調整工程を順次実施する。   As can be seen from these drawings, in order to adjust the vertical displacement of the box 2 using the jack control system 1 according to this embodiment, first, a series of preliminary steps shown in steps 101 to 106 are performed. Thereafter, the operation amount calculation step shown in steps 107 to 109 and the displacement adjustment step shown in step 110 are sequentially performed.

まず、予備工程においては、函体2が鉄道トンネルとして供用が一時的に中断されている時間帯、例えば深夜帯を利用して、函体2の支持点Rj(j=1,2,・・・9)に設置された油圧ジャッキ7のうち、1番目の油圧ジャッキ7のストローク量を変化させる、すなわち該油圧ジャッキにs′1のストローク増分を与えるとともに、そのときの各支持点Ri(i=1,2,・・・9)に生じる函体2の鉛直変位δ′i1(i=1,2,・・・9)を変位計8,8で計測する(ステップ101)。なお、図4は、支持点R8に鉛直変位δ′81が生じている様子を示す。 First, in the preliminary process, the supporting point R j (j = 1, 2,...) Of the box 2 is used in a time zone in which the box 2 is temporarily suspended as a railway tunnel, for example, at midnight. ... Change the stroke amount of the first hydraulic jack 7 among the hydraulic jacks 7 installed in 9), that is, give the hydraulic jack an increment of s ′ 1 and each support point R i at that time The vertical displacement δ ′ i1 (i = 1, 2,... 9) of the box 2 occurring at (i = 1, 2,... 9) is measured by the displacement meters 8 and 8 (step 101). FIG. 4 shows a state in which the vertical displacement δ ′ 81 is generated at the support point R 8 .

次に、各支持点Ri(i=1,2,・・・9)で計測された函体2の鉛直変位δ′i1(i=1,2,・・・9)を1番目の油圧ジャッキ7のストローク量s′1で除し、これを影響係数fi1(i=1,2,・・・9)として演算処理部13で算出する(ステップ102)。 Next, the vertical displacement δ ′ i1 (i = 1, 2,... 9) of the box 2 measured at each support point R i (i = 1, 2,... 9) is used as the first hydraulic pressure. Dividing by the stroke amount s ′ 1 of the jack 7, this is calculated by the arithmetic processing section 13 as an influence coefficient f i1 (i = 1, 2,... 9) (step 102).

次に、2番目の油圧ジャッキ7のストローク量を変化させることにより、上述と同様の手順で影響係数fi2(i=1,2,・・・9)を算出し(ステップ101〜ステップ102)、以下同様にして、fi9(i=1,2,・・・9)になるまで(ステップ103)、影響係数をそれぞれ算出する。 Next, by changing the stroke amount of the second hydraulic jack 7, the influence coefficient f i2 (i = 1, 2,... 9) is calculated in the same procedure as described above (step 101 to step 102). Similarly, the influence coefficients are calculated until f i9 (i = 1, 2,... 9) (step 103).

次に、上述の手順で得られた影響係数fij(i=1,2,・・・9, j=1,2,・・・9)を要素とするマトリックス[F]を次式に示すように演算処理部13で作成する(ステップ104)。すなわち、

Figure 0005991480
Next, a matrix [F] whose elements are influence coefficients f ij (i = 1, 2,..., J = 1, 2,... 9) obtained by the above-described procedure is shown in the following equation. As shown in FIG. That is,
Figure 0005991480

次に、マトリックス[F]の逆マトリックス[F]-1を演算処理部13で算出する(ステップ105)。 Next, the inverse matrix [F] −1 of the matrix [F] is calculated by the arithmetic processing unit 13 (step 105).

次に、算出された逆マトリックス[F]-1をハードディスク10に保存し、後述する操作量算出工程での読み出し操作に備える(ステップ106)。 Next, the calculated inverse matrix [F] −1 is stored in the hard disk 10 to prepare for a read operation in an operation amount calculation step described later (step 106).

次に、操作量算出工程においては、任意の時間帯において支持点Ri(i=1,2,・・・9)での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・9))を変位計8,8を用いて計測しておく(ステップ107)。 Next, in the operation amount calculation step, the vertical displacement {v} (v i (i = 1, 2,...) At the support point R i (i = 1, 2,... 9) in an arbitrary time zone. 9)) is measured using the displacement meters 8 and 8 (step 107).

次に、計測された鉛直変位{v}のうち、油圧ジャッキ7で相殺されるべき量として調整変位{δ}を設定する(ステップ108)。   Next, of the measured vertical displacement {v}, the adjustment displacement {δ} is set as an amount to be canceled by the hydraulic jack 7 (step 108).

調整変位{δ}は例えば、ある支持点において鉛直変位viが目標鉛直変位vtiの70%を上回ったとき、その支持点をはじめ、全ての支持点における鉛直変位viの全量を調整変位δiとする設定が可能である。 For example, when the vertical displacement v i exceeds 70% of the target vertical displacement v ti at a certain support point, the adjustment displacement {δ} is adjusted by adjusting the total amount of the vertical displacement v i at that support point and all the support points. Setting as δ i is possible.

次に、既に算出されている逆マトリックス[F]-1をハードディスク10から読み出し、設定された調整変位{δ}とともに、次式、
{s}=[F]-1{δ}
に代入することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・9))を演算処理部13で算出する(ステップ109)。
Next, the already calculated inverse matrix [F] −1 is read from the hard disk 10 and the set displacement (δ) is set as follows:
{S} = [F] −1 {δ}
The required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... 9)) is calculated by the arithmetic processing unit 13 (step 109).

次式は、調整変位{δ}の各値が支持点R1から順に、1mm, 2mm, 5mm, 2mm, 7.5mm, 3mm, 4mm, 5mm, 4mmである場合において、該調整変位に逆マトリックス[F]-1を乗じることで、各油圧ジャッキ7における必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・9))を求める様子を示したものである。

Figure 0005991480
When each value of the adjustment displacement {δ} is 1 mm, 2 mm, 5 mm, 2 mm, 7.5 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 4 mm in order from the support point R 1 , F] -1 shows a state in which the required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... 9)) in each hydraulic jack 7 is obtained.
Figure 0005991480

ここで、計測された鉛直変位{v}、調整変位{δ}及び必要ストローク量{s}は、図4と同様の三次元グラフィックの形でディスプレイ11に表示することが可能であり、かかる構成によれば、函体2の鉛直変位状況とそれを踏まえたジャッキ操作状況を視覚的に把握することが可能となる。   Here, the measured vertical displacement {v}, adjustment displacement {δ}, and required stroke amount {s} can be displayed on the display 11 in the form of a three-dimensional graphic similar to that shown in FIG. According to this, it becomes possible to visually grasp the vertical displacement state of the box 2 and the jack operation state based on it.

上述した一連の操作量算出工程は、その実施の時点では、算出結果を変位調整工程で用いるかどうか確定していないため、予備工程の実施時間帯を除く他の全ての時間帯で継続実施するようにしてもかまわない。   The series of manipulated variable calculation steps described above is continuously performed in all other time zones except the time zone for performing the preliminary process because it has not been determined whether or not the calculation result is used in the displacement adjustment process at the time of implementation. It doesn't matter if you do.

次に、各油圧ジャッキ7のストローク量が必要ストローク量{s}となるように、該油圧ジャッキを制御部9でそれぞれ駆動制御する(ステップ110)。   Next, the hydraulic jacks are driven and controlled by the control unit 9 so that the stroke amount of each hydraulic jack 7 becomes the required stroke amount {s} (step 110).

油圧ジャッキ7を用いた上記変位調整工程は、函体2に対し鉛直変位調整が必要であると判断された場合、例えば、函体2の供用中に計測された鉛直変位{v}が目標鉛直変位{vt}に近づいているためにその調整が必要であると判断された場合において、その鉛直変位{v}を用いて算出された必要ストローク量{s}を用いて、函体2の供用終了後に行われるのが望ましい。 In the displacement adjustment step using the hydraulic jack 7, when it is determined that vertical displacement adjustment is necessary for the box 2, for example, the vertical displacement {v} measured while the box 2 is in service is the target vertical. When it is determined that the adjustment is necessary because it approaches the displacement {v t }, the required stroke amount {s} calculated using the vertical displacement {v} is used to It is desirable to be performed after the end of service.

また、必要ストローク量{s}は、アンダーピニング工事における地盤構造の変化に応じて逆マトリックス[F]-1が予備工程において適宜更新されているため、できる限り直近に算出された逆マトリックス[F]-1を用いて算出するのが望ましい。 Further, since the inverse matrix [F] −1 is appropriately updated in the preliminary process according to the change in the ground structure in the underpinning work, the necessary stroke amount {s} is calculated as close as possible to the inverse matrix [F ] It is desirable to calculate using -1 .

以上説明したように、本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム1及び方法によれば、各油圧ジャッキ7に付与される必要ストローク量{s}が、自らの支持点はもちろん、他の支持点からの影響が考慮された形で算出されるとともに、函体2に対して実際にジャッキストロークを与えることで算出されるため、オペレータの経験や試行錯誤による手動操作あるいは対象支持点のみに着目した単純な操作とは異なり、函体2に生じた鉛直変位を確実かつ迅速に調整することが可能となる。   As described above, according to the jack control system 1 and method in underpinning according to the present embodiment, the required stroke amount {s} given to each hydraulic jack 7 is not limited to its own support point but to other support. Since the calculation is performed in consideration of the influence from the points and by actually giving the jack stroke to the box 2, attention is paid only to the manual operation by the operator's experience and trial and error or the target support point. Unlike the simple operation, the vertical displacement generated in the box 2 can be adjusted reliably and quickly.

また、本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム1及び方法によれば、各油圧ジャッキ7のストローク量が必要ストローク量{s}となるように、該油圧ジャッキを制御部9でそれぞれ駆動制御するようにしたので、油圧ジャッキ7の数が多くて手動操作では時間を要するような場合であっても、函体2の鉛直変位調整を迅速に行うことが可能となる。   Further, according to the jack control system 1 and method in underpinning according to the present embodiment, the hydraulic jacks are driven and controlled by the control unit 9 so that the stroke amount of each hydraulic jack 7 becomes the required stroke amount {s}. Thus, even if the number of hydraulic jacks 7 is large and manual operation takes time, the vertical displacement adjustment of the box 2 can be performed quickly.

本実施形態では、各油圧ジャッキ7のストローク量が必要ストローク量{s}となるように、該油圧ジャッキを制御部9でそれぞれ駆動制御するようにしたが、これに代えて、図5(a)に示すように、ジャッキ制御システム1から制御部9を省略したジャッキ制御システムとし、油圧ジャッキ7を手動操作するようにしてもかまわない。   In the present embodiment, the hydraulic jacks are each driven and controlled by the control unit 9 so that the stroke amount of each hydraulic jack 7 becomes the required stroke amount {s}. Instead, FIG. ), The jack control system 1 may be a jack control system in which the control unit 9 is omitted, and the hydraulic jack 7 may be manually operated.

かかる構成においては、自動制御による作用効果は享受できないものの、オペレータの経験や試行錯誤による手動操作あるいは対象支持点のみに着目した単純な操作とは異なり、上述の実施形態と同様、算出された必要ストローク量{s}を用いて油圧ジャッキ7の操作を行うことで、函体2に生じた鉛直変位を確実かつ迅速に調整することが可能である。   In such a configuration, although the operational effect by automatic control cannot be enjoyed, it is necessary to be calculated in the same manner as in the above-described embodiment, unlike the manual operation by the operator's experience and trial and error, or the simple operation focusing only on the target support point By operating the hydraulic jack 7 using the stroke amount {s}, it is possible to reliably and quickly adjust the vertical displacement generated in the box 2.

また、本実施形態では、各油圧ジャッキ7のストローク量が必要ストローク量{s}となるように、該油圧ジャッキを制御部9でそれぞれ駆動制御するようにしたが、これに代えて、図5(b)に示すように、油圧ジャッキ7と、函体2の鉛直変位を計測する変位計8と、演算処理部13とを備えるとともに、該演算処理部を、予備工程においては、各油圧ジャッキ7のストローク量を変化させたときの函体2の各支持点に生じる鉛直変位を用いて、ストローク量を変化させた支持点からその支持点自身あるいは他の支持点への鉛直変位に関する影響の度合いを影響係数として算出するとともにそれらを要素としたマトリックス[F]及びその逆マトリックス[F]-1を算出する一方、操作量算出工程においては、計測された函体2の鉛直変位のうち、油圧ジャッキ7で相殺されるべき量として調整変位を設定し、その調整変位を実現させるための必要ストローク量を逆マトリックスから算出するように構成してなるジャッキ操作量算出システム51としてもかまわない。 Further, in the present embodiment, the hydraulic jacks are driven and controlled by the control unit 9 so that the stroke amount of each hydraulic jack 7 becomes the required stroke amount {s}. As shown in (b), the hydraulic jack 7, a displacement meter 8 for measuring the vertical displacement of the box 2, and an arithmetic processing unit 13 are provided, and the arithmetic processing unit is connected to each hydraulic jack in the preliminary process. Using the vertical displacement generated at each support point of the box 2 when the stroke amount of 7 is changed, the influence of the vertical displacement from the support point where the stroke amount is changed to the support point itself or another support point while calculating the matrix [F] and the inverse matrix [F] -1 thereof that those elements to calculate the degree as influence coefficients, in the operation amount calculation step, the measured vertical displacements of a box body 2 In other words, a jack operation amount calculation system 51 configured to set an adjustment displacement as an amount to be canceled by the hydraulic jack 7 and calculate a necessary stroke amount for realizing the adjustment displacement from an inverse matrix may be used. Absent.

かかるジャッキ操作量算出システム51は、油圧ジャッキ7を自動制御で操作する構成が、ジャッキ制御システム1から省略されたものであるが、必要ストローク量{s}を算出するための構成はジャッキ制御システム1と同様であって、上述の実施形態と同様、自らの支持点はもちろん、他の支持点からの影響が考慮された形で各油圧ジャッキ7に付与すべき必要ストローク量{s}を算出することができるという作用効果を奏する点については何ら変わりはない。   In the jack operation amount calculation system 51, the configuration for operating the hydraulic jack 7 by automatic control is omitted from the jack control system 1, but the configuration for calculating the required stroke amount {s} is the jack control system. As in the case of the above-described embodiment, the necessary stroke amount {s} to be applied to each hydraulic jack 7 is calculated in consideration of the influence from the other support points as well as the own support points. There is no change in that there is an effect of being able to do.

1 ジャッキ制御システム
2 函体(既設構造物)
7 油圧ジャッキ(ジャッキ)
8 変位計(鉛直変位計測手段)
9 制御部(制御手段)
13 演算処理部(演算処理手段)
1 Jack control system 2 Box (existing structure)
7 Hydraulic jack (jack)
8 Displacement meter (Vertical displacement measuring means)
9 Control unit (control means)
13 Arithmetic processing part (arithmetic processing means)

Claims (6)

荷重の受替え対象となる既設構造物の支持点Ri(i=1,2,・・・N)にそれぞれ設置されたジャッキと、前記既設構造物の鉛直変位を前記支持点でそれぞれ計測する鉛直変位計測手段と、演算処理手段とを備え、該演算処理手段は、前記支持点のうち、ある支持点に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点に生じる鉛直変位を前記支持点ごとに算出して影響係数fij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに該影響係数を要素としたマトリックス[F]の逆マトリックスを[F]-1として算出し、前記既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において前記支持点での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・N))を前記鉛直変位計測手段で計測するとともに該鉛直変位{v}のうち、前記ジャッキで相殺されるべき量として設定された調整変位{δ}を用いて、次式、
{s}=[F]-1{δ}
を演算することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・N))を算出するようになっていることを特徴とするアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システム。
The jacks installed at the support points R i (i = 1, 2,... N) of the existing structures to be subjected to load exchange and the vertical displacements of the existing structures are measured at the support points, respectively. A vertical displacement measuring means; and an arithmetic processing means, wherein the arithmetic processing means calculates a vertical displacement generated at each of the support points when a unit amount of jack stroke is given to the support point. The influence coefficient f ij (i = 1, 2,... N, j = 1, 2,... N) is calculated for each support point and the inverse of the matrix [F] having the influence coefficient as an element. The matrix is calculated as [F] −1 , and the vertical displacement {v} (v i (i = 1, 2,... N) at the support point in a state where the existing structure is a target for adjusting the vertical displacement. ) Is measured by the vertical displacement measuring means and is set as an amount of the vertical displacement {v} to be canceled by the jack. Using the adjustment displacement {[delta]}, the following equation,
{S} = [F] −1 {δ}
By calculating a required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... N)).
前記演算処理手段は、前記各支持点において計測された鉛直変位{v}と該支持点での目標鉛直変位{vt}(vti(i=1,2,・・・N))との間で差、大小、比率その他の比較演算を行うことにより、前記調整変位{δ}を設定するようになっている請求項1記載のアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出システム。 The arithmetic processing means calculates the vertical displacement {v} measured at each support point and the target vertical displacement {v t } (v ti (i = 1, 2,... N)) at the support point. The jack operation amount calculation system in underpinning according to claim 1, wherein the adjustment displacement {δ} is set by performing a comparison operation such as a difference, a magnitude, a ratio, and the like. 請求項1又は請求項2記載のジャッキのストローク量が、前記演算処理手段で算出された必要ストローク量{s}となるように、該ジャッキをそれぞれ駆動制御する制御手段を備えたことを特徴とするアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム。 A control means for driving and controlling the jacks is provided so that the stroke amount of the jack according to claim 1 or 2 is equal to the required stroke amount {s} calculated by the arithmetic processing means. Jack control system for underpinning. 荷重の受替え対象となる既設構造物の支持点Ri(i=1,2,・・・N)に設置されたジャッキのうち、j番目のジャッキのストローク量を変化させてそのときの前記各支持点に生じる前記既設構造物の鉛直変位を計測するとともに該計測値を前記ストローク量で除することで影響係数fij(i=1,2,・・・N)を算出し、
前記jを1からNまで順次変更しながら前記影響係数の算出工程を繰り返し行うことで、fij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)を要素とするマトリックス[F]を算出し、
マトリックス[F]の逆マトリックス[F]-1を算出し、
前記既設構造物が鉛直変位の調整対象となる状態において前記支持点での鉛直変位{v}(vi(i=1,2,・・・N))を計測し、
該鉛直変位{v}のうち、前記ジャッキで相殺されるべき量として調整変位{δ}を設定するとともに、該調整変位を用いて、次式、
{s}=[F]-1{δ}
を演算することにより、必要ストローク量{s}(si(i=1,2,・・・N))を算出することを特徴とするアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出方法。
Among the jacks installed at the support points R i (i = 1, 2,... N) of the existing structure to be subjected to the load exchange, the stroke amount of the j-th jack is changed and the above-mentioned An influence coefficient f ij (i = 1, 2,... N) is calculated by measuring the vertical displacement of the existing structure generated at each support point and dividing the measured value by the stroke amount.
By repeatedly performing the influence coefficient calculation process while sequentially changing j from 1 to N, f ij (i = 1, 2,... N, j = 1, 2,. The matrix [F] is calculated as follows:
Calculate the inverse matrix [F] −1 of the matrix [F],
Measure the vertical displacement {v} (v i (i = 1, 2,... N)) at the support point in a state where the existing structure is an adjustment target of vertical displacement,
Of the vertical displacement {v}, an adjustment displacement {δ} is set as an amount to be offset by the jack, and the adjustment displacement is used to
{S} = [F] −1 {δ}
To calculate the required stroke amount {s} (s i (i = 1, 2,... N)).
前記各支持点において計測された鉛直変位{v}と該支持点での目標鉛直変位{vt}(vti(i=1,2,・・・N))との間で差、大小、比率その他の比較演算を行うことにより、前記調整変位{δ}を設定する請求項4記載のアンダーピニングにおけるジャッキ操作量算出方法。 The difference between the vertical displacement {v} measured at each support point and the target vertical displacement {v t } (v ti (i = 1, 2,... N)) at the support point, The jack operation amount calculation method in underpinning according to claim 4, wherein the adjustment displacement {δ} is set by performing a comparison operation such as a ratio. 請求項4又は請求項5記載の必要ストローク量{s}の算出後、前記ジャッキのストローク量が前記必要ストローク量となるように該ジャッキをそれぞれ駆動制御することを特徴とするアンダーピニングにおけるジャッキ制御方法。 6. Jack control in underpinning, wherein after the required stroke amount {s} according to claim 4 or 5 is calculated, the jack is driven and controlled so that the stroke amount of the jack becomes the required stroke amount. Method.
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