JP6455918B2 - 狭隘部内作業装置及び作業方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、コンクリート橋における桁端などの狭隘部面コンクリートの例えば洗浄、調査および補修などを行う狭隘部内作業装置及び作業方法に関するものである。

従来、コンクリート橋の桁端など狭隘部では、目視による点検が困難であるため、桁側面から見える範囲で劣化や損傷が著しくない場合、見える範囲での目視点検のみ行われていた。

そして、桁側面から見える範囲で劣化や損傷が著しい場合には、桁側面からCCDカメラを挿入しての画像調査、可能な範囲でコアビットやドリルを用いて採取した試料による微破壊調査によりコンクリートの状態が調査されていた。

ここで、コンクリートの状態の診断、補修の必要性の判断およびその補修方法の選定は、取得したデータや採取した試料を持ち帰って行う画像調査や微破壊調査により前記コンクリートの状態を確認して行われる。

そして、調査の結果、補修が必要と判断された場合には、橋の供用を停止し、伸縮装置を撤去して橋の上側からはつり機材を入れ、劣化部分を除去、コンクリートやモルタルにより新たに断面を成型する断面修復や電気防食が行われていた。

特開２００９−２７５３８５号公報

しかしながら、桁側面からの目視のみでは、狭隘部内部の状況を把握することが難しく、例えば、コンクリートの劣化や損傷が顕在化してからの補修では、補修のタイミングが遅く、補修の規模も大きくなってしまう。

また、劣化状況の確認やコンクリートの状態の調査が限られた位置でしか行われないため、立てられる補修計画や補修方法が必ずしも最適でない場合がある。

さらに、コンクリートの状態の診断、補修の必要性の判断およびその補修方法の選定が、データや試料を持ち帰って行われるため、調査から劣化状況の診断、補修の必要性の判定、補修方法の選定までに日数を要するものとなる。

また、補修に際しては、橋の供用を停止する必要があるため、周辺環境に影響を与えるものとなる。

そして、プレストレストコンクリート橋の場合、桁端部には橋にあらかじめ応力を与えるPC鋼材が定着されており、はつりや断面修復などの補修が困難な場合がある。

また、狭隘部内にはその狭隘部内への進入を阻む障害物が少なからず存在しており、その障害物により狭隘部内の作業が困難であるなどの課題が生じていた。

かくして、本発明は前記従来の課題を解決するために創案されたものであり、コンクリートの劣化や損傷が顕在化する前での補修のタイミングで行え、また、劣化状況の確認やコンクリートの状態の調査が限られた位置ではなく、多くの位置から行えるため補修計画や補修方法が比較的最適なものが決定でき、さらに、コンクリートの状態の診断、補修の必要性の判断およびその補修方法の選定が、スムーズに迅速に出来、補修に際しても、橋の供用を停止を必要としない規模で行え、プレストレストコンクリート橋の場合にも補修が容易であり、しかも狭隘部内への進入を阻む障害物が少なからず存在していたとしても、その障害物を避けながらの作業が行えて狭隘部内の作業がスムーズである狭隘部内作業装置及び作業方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、
狭隘部の奥側に向けて走行すべく延出する走行杆と、走行杆より上方に向けて突設された作業杆と、狭隘部内で各種作業を行う複数の各作業装置用部材と、該各作業装置用部材を交換自在に取り付ける前記作業杆上方に設けられた各作業装置用部材取り付け部と、を有して構成され、
前記各種の各作業装置用部材を交換して、前記狭隘部内での一連の作業が一台の狭隘部内作業装置で行え、
前記作業杆は伸縮自在とされ、多段構成の伸縮マストと、該伸縮マストを伸縮調整する伸縮駆動装置とを有して構成された、
ことを特徴とし、
または、
前記作業杆は、狭隘部内上方向に向かって存する障害物を避けるべく伸縮調整自在とされ、前記走行杆は、狭隘部内奥側方向へ向かい進退走行して作業できる、
ことを特徴とし、
または、
狭隘部の奥側に向けて走行すべく延出する走行杆と、走行杆より上方に向けて突設された作業杆と、狭隘部内で各種作業を行う複数の各作業装置用部材と、該各作業装置用部材を交換自在に取り付ける前記作業杆上方に設けられた各作業装置用部材取り付け部と、を有して構成され、
前記各種の各作業装置用部材を交換して、前記狭隘部内での一連の作業が一台の狭隘部内作業装置で行え、
前記狭隘部内作業装置の狭隘部内進入距離および前記取り付けられた各作業装置用部材の上下移動距離は、移動距離認識部材で把握され、該把握結果により、狭隘部内コンクリート面の単位面積毎の調査、補修が行える、
ことを特徴とし、
または、
前記狭隘部内での一連の作業は、狭隘部内の洗浄、調査、補修作業で、各作業装置用部材である洗浄用部材、調査用部材、補修用部材で行われ、洗浄用部材は、狭隘部に面するコンクリートの洗浄を行い、調査用部材は、カメラによる画像調査や非破壊でのコンクリートの状態の調査を行い、補修用部材は、補修剤の噴霧、塗布または噴霧と塗布の併用した施工により前記狭隘部内コンクリートの劣化状況に合わせて補修を行う、
ことを特徴とし、
または、
狭隘部内で作業を行う複数の作業装置を狭隘部内作業装置に取り付けて狭隘部に進入させる工程と、
狭隘部内作業措置に取り付けられた前記各装置を、多段構成の伸縮マストと、該伸縮マストを伸縮調整する伸縮駆動装置とを有して伸縮自在に構成された作業杆により上下動させながら前記狭隘部内作業装置を狭隘部内で進退走行させ、狭隘部内に存する障害物を避けながら狭隘部面のコンクリートに対する洗浄、調査、補修を行う工程と、を備えた、
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、橋桁側面からの目視ではなく、内部の状態を確認できる認識装置を搭載しているため、狭隘部内部の状況を把握することが容易となり、劣化や損傷が顕在化してからの補修にはならず、もって、補修のタイミングが遅く、補修の規模も大きくなってしまうことがなく、また、損傷状況の確認やコンクリートの状態の調査が限られた位置ではなく、多くの位置で行えるため、補修計画や補修方法、補修規模を最適なものを提供でき、補修に際してもコンクリート橋の供用を停止する必要がなく、もって周辺環境にも影響を与えず、しかも狭隘部内の、特に上方向に狭隘部内の進入を阻む障害物が少なからず存在していたとしても、その障害物を避けながらの作業が行えて狭隘部内の作業がスムーズに行えるなど優れた効果を奏する。

本発明の構成を説明する説明図である。 マスト伸縮の動作を説明する概略動作説明図である。 本発明の使用状態を説明する説明図（１）である。 本発明の使用状態を説明する説明図（２）である。 本発明の使用状態を説明する説明図（３）である。 狭隘部の具体例を説明する説明図である。 コンター図の例を説明する説明図である。 狭隘部内作業装置の他の実施例を示す説明図である。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１（ａ）に狭隘部内作業装置１の概略構成を示す。
該狭隘部内作業装置１は、前記狭隘部３の幅より狭い幅を有し、狭隘部３の奥側に向けて走行すべく延出して形成された走行杆１２と、該走行杆１２に取り付けられた車輪５と、走行杆１２より上方に向けて突設され垂直方向に伸縮可能な作業杆１３と、該作業杆１３にガイド部材４を介して設けられた各作業装置用部材の取り付け部８と、を有して構成されている。

そして、前記作業杆１３は、狭隘部３内に存する障害物１４（図３及び図４参照）を避けるべく伸縮調整自在とされ、走行杆１２は、狭隘部３内奥側方向へ向かい進退走行して作業できる様構成されている。

ここで、該狭隘部内作業装置１の前記狭隘部３内への進入、退出は、狭隘部内作業装置１の下側で長手方向両端側に設けられた一対の車輪５、５を走行させるべく長手方向へ押し出し或いは引っ張って移動しうる様接続されたロッド６によって行われる。

なお、前記の車輪５を駆動させるために、前記ロッド６の人力による押し引きのほか、駆動装置を設けて狭隘部内作業装置１を移動できるよう構成しても構わない。

しかして、本発明による狭隘部内作業装置１では、取り付け部８において各作業装置用部材を順次交換でき、狭隘部３内での一連の作業、例えば狭隘部内の洗浄、調査、補修などが一台の狭隘部内作業装置１で行えるよう構成されているのである。

すなわち、狭隘部内作業装置１の上方には、洗浄、調査、補修など各種作業を行う各作業装置用部材、例えば洗浄用部材、調査用部材、補修用部材などが取り付け部８に順次取り付けられるよう構成される。

そして、該取り付け部８は、上下方向（垂直方向）に向かって伸縮自在に構成された作業杆１３に設けられたガイド部材４を介して、上下移動出来るよう構成される。よって、洗浄、調査、補修を行う洗浄用部材、調査用部材、補修用部材なども上下移動出来るよう構成されるものとなる。

ここで、伸縮自在に構成された作業杆１３の一具体例を図１、図２を参照して説明すると、該作業杆１３は、図から理解されるように、多段構成の伸縮自在なマスト９で構成することが出来る。そして、この複数のマスト９は引き上げ用ワイヤー１０で巻き上げることにより垂直方向へ伸張させて立設させることが出来る。また引き下げ用ワイヤー１１（図２参照）を巻き下げることにより、作業杆１３の基部ロッド２４（図１参照）内に複数のマスト９を収納することが出来る様になっている。

この様に、作業杆１３は、例えば、上下方向に伸縮できるよう構成された複数のマスト９と、該複数のマスト９を上下伸縮させるよう取り付けられた引き上げ用ワイヤー１０及び引き下げ用ワイヤー１１と、該ワイヤー１０、１１を巻き上げあるいは巻き下げる駆動モータ１８及び巻き上げ用ドラム２０、巻き下げ用ドラム２１を有して伸縮自在に構成されるものとなる。

さらに、図２に示すマスト伸縮動作の概略説明図によりマスト伸縮の動作概略を説明すると、駆動モータ１８には、ドラム径の小さい巻き上げ用のドラム２０と、ドラム径の大きい巻き下げ用のドラム２１とが一体的に連結されており、これらドラム２０、２１には各々巻き上げ用ワイヤー１０及び巻き下げ用ワイヤー１１が巻き付けられている。

そして、複数のマスト９を垂直方向へ立設させるときには、前記ドラム２０、２１を例えば、図２において時計回りに回転させる。すると、引き上げ用ワイヤー１０は矢印２２の方向に引っ張られて巻き上げられ、もって、複数のマスト９が伸張され、立設される。この際、大径の巻き下げ用ドラム２１も時計回りに回転し、もって、巻き下げ用ワイヤー１１は矢印２３の方向に緩められ、伸ばされる。

ここで、本実施例では、伸張するマスト９は３本で構成されているため、それぞれのマスト９が１ｍ延びるとき、すなわち、それぞれの引き上げワイヤー１０が１ｍ引っ張られるとき、引き下げ用ワイヤー１１は３ｍ延びるように、引き上げ用ドラム２０と引き下げ用ドラム１２の径が決定される。
尚、マスト９の本数については３本に限定されるものではない。

次に、駆動モータ１８により各ドラム２０、２１を反時計回りに回転させると、立設させた各マスト９を縮めることが出来る。すなわち、引き上げ用ワイヤー１０に矢印２２方向への引っ張り力がなくなるため、各マスト９は自重により降下するのである。さらに、引き下げ用ワイヤー１１の先端部分は、本実施例において三段目のマスト９先端部分に接続されているため、この引き下げ用ワイヤー１１に誘導されて、換言すれば引き下げ用ワイヤー１１に引っ張られて、スムーズに各マスト９を縮めることが出来る。

この様に、複数のマスト９を縮めるとき、各マスト９の自重のみで基部ロッド２４内に収納するのではなく、前記引き下げ用ワイヤー１１での強制的な誘導（下方向引っ張り力）があるため、たとえ狭隘部３内で前記マスト９が壁面や障害物に接触して多少引っ掛かったとしても、確実に複数のマスト９を基部ロッド２４内に収納できるものとなる。

ところで、駆動モータ１８にはエンコーダ７が取り付けられており、このエンコーダ７により垂直方向（上下方向）への移動距離が確認できるよう構成されている。

なお、前記車輪５についてもエンコーダ７が取り付けられており、該エンコーダ７の計測値により狭隘部３における長手方向（狭隘部内作業装置１の走行方向）についての移動距離が確認出来る様構成されている。

取り付け部８には洗浄用部材、調査用部材、補修用部材などのほか、監視カメラ１７なども取り付けられる。

ここで、洗浄用部材としては、圧縮された洗浄液をノズルから発射させる洗浄ノズルや、コンクリート表面部の洗浄を行う回転ブラシなどを有して構成することが考えられる。

また、調査用部材としては、コンクリート表面部の状況を確認する近接、広角な撮影が可能な調査カメラ、あるいは塩化物イオン濃度や中性化深さ、アルカリ骨材反応などを検査する非破壊検査装置などが考えられる。

次に、補修用部材としては、補修剤を噴霧するための噴霧ノズルや補修剤の塗布、垂れの防止（拾い上げ）および擦り込みを行うための回転ローラなどを有して構成することが考えられる。

本発明の使用状態につき説明すると、前述したように、狭隘部内作業装置１の長手方向後端部にはロッド６が連結されるよう構成されており（図１参照）、該ロッド６を繋ぎ、車輪５に設けたエンコーダ７により移動距離を確認しながら、前記狭隘部内作業装置１を狭隘部３（例えば図６参照）に押し込めるよう操作する。

その際、狭隘部内作業装置１が、例えばコンクリート面２に沿ってスムーズに移動できるよう、また狭隘部内で立設支持できるよう前記狭隘部内作業装置１に幅寄せローラ１５などが設けられている（図１（ｂ）及び図５参照）。すなわち、幅寄せローラ１５は狭隘部３の側面に当接して狭隘部内作業装置１を安定的に立設支持することにもなる。なお、各作業装置用部材の取り付け部８をコンクリート面２に沿わせられるよう構成し、駆動装置により、前記取り付け部８が、コンクリート面２に対し進退できるよう構成することが望ましい。

そして、狭隘部３の作業すべき位置に到達したとき、前述した複数のマスト９の上下伸縮を行う。そのとき、マスト９の先端部分にはガイド部材４が設けられており、該ガイド部材４の上下方向に向かって取り付け部８が移動可能とされる。

ここで、洗浄、調査、補修作業は、ロッド６を押し出し、或いは引き戻すことにより、また取り付け部８に取り付けられた各作業装置用部材を上下移動させることにより、所望の範囲につき、作業を行うものとなる。

図３、図４に示すように、狭隘部３の長手方向において、狭隘部３の上方部分に障害物１４がある場合には、監視カメラ１７により状況を把握し、多段伸縮式のマスト９を縮め、障害物１４の下方を通過することにより障害物１４を回避しながら前方に移動させる。すなわち、その障害物１４の手前でマスト９を縮めて障害物１４がある箇所を通過し、この障害物１４の通過後、再びマスト９を上方に伸張させると共に、ガイド部材４の上方に沿って取り付け部８を上方に移動させ、次の作業を行うのである。

狭隘部３に面するコンクリートの洗浄は洗浄用部材で行なわれる。すなわち、例えば、洗浄ノズルから洗浄液を発射させてコンクリート面を洗浄する。また、回転ブラシに中圧ホースを介して外部から水を圧送供給することにより、狭隘部３に面するコンクリートの付着物や、狭隘部内作業装置の走行面の土砂などを除去するのである。

また、調査用部材による調査作業としては、例えば、調査用部材の一つであるＣＣＤカメラによってコンクリート面の画像を調査したり、非破壊でコンクリートの状態の調査が可能な調査用部材、例えば超音波探知機を取り付けて調査作業が行われる。この際、調査用部材をコンクリート表面の状況を確認する近接、高角な撮影が可能な調査カメラ、塩化物イオン濃度や中性化深さ、アルカリ骨材反応などを検査する非破壊検査装置で構成することが考えられる。

次に、補修用部材による補修作業としては、噴霧部材、塗布部材、または噴霧部材および塗布部材の併用によりコンクリートの劣化状況に合わせて補修剤を噴霧、塗布などして補修作業を行うことになる。例えば、狭隘部内作業装置１に搭載した蓄圧式ポンプ、または狭隘部３の外部に設置する圧送ポンプから供給される水溶性の補修剤を、噴霧、ローラ塗布またはそれらを併用してコンクリート表面に施工することで、鋼材の防錆、腐食した鋼材の不動態被膜の再生、アルカリ骨材反応の抑制、および劣化因子侵入の抑制などを行うことなどが考えられる。

以上、本発明による作業操作を要約説明すると、狭隘部内作業装置１に前述した調査用部材を取り付けて狭隘部３に進入し、ガイド部材４の昇降や多段伸縮マスト９の伸縮により前記調査用部材を上下動させながらロッド６による押し引きあるいは自動で前後進させ、狭隘部３に面するコンクリート表面の状況を単位面積毎に画像および非破壊検査により確認する。

例えば、狭隘部内作業装置１は、狭隘部３内の調査位置で停止し、カメラの撮影や非破壊検査開始の信号を発信する。そして、カメラや非破壊検査装置は検査完了後、次の測点に移動するよう狭隘部内作業装置１に信号を発信する。

次に、狭隘部内作業装置１に配置されたエンコーダ７により装置の前後進、および調査用部材の上下動の位置を把握する。

そして、得られる画像データあるいは非破壊検査の結果から狭隘部３に面するコンクリートの状況を、例えば、コンター図として作図し、視覚的に全面の状態を把握することにより調査から補修までを迅速に行う(図７参照)。

次いで、狭隘部内作業装置１に補修用部材を取り付けて狭隘部３に進入し、ガイド部材４やマスト９の昇降および伸縮により、前記補修用部材を上下動させながら前後進させ、エンコーダ７で位置を確認しながら劣化度に合わせた補修剤量の噴霧・塗布を行う。

補修剤の噴霧は、並列に配置された数個のノズルから断続的に、あるいは１つのノズルを横方向に往行させながら連続的に行うことにより、―定の範囲に対して一様に補修剤を施工するのである。

なお、本発明を用いて狭隘部３の状況を定期的に点検することも出来、該定期点検により、劣化損傷が顕在化する前に早期に補修を行うことで補修規模を小さくすることが出来る。

また、調査から補修までの期間をあけることがなく、橋の供用を停止する必要もないため、周辺環境に影響を与えることなく補修を行うことが可能となるなど本発明のシステムは優れた効果を有している。

尚、図８に狭隘部内作業装置１の他の実施例を示す。この実施例の場合、壁面が比較的高くない場合や上方に障害物１４がない場合などのとき、マスト９の段数を減らし、作業杆１３のみとし、それ自体を伸縮（昇降）させることにより、小幅での作業が行える様にしてある。

１ 狭隘部内作業装置
２ コンクリート
３ 狭隘部
４ ガイド部材
５ 車輪
６ ロッド
７ エンコーダ
８ 取り付け部
９ マスト
１０ 引き上げ用ワイヤー
１１ 引き下げ用ワイヤー
１２ 走行杆
１３ 作業杆
１４ 障害物
１５ 幅寄せローラ
１７ 監視カメラ
１８ 駆動モータ
２０ 巻き上げ用ドラム
２１ 巻き下げ用ドラム
２２ 矢印
２３ 矢印
２４ 基部ロッド

Claims (5)

1. 狭隘部の奥側に向けて走行すべく延出する走行杆と、走行杆より上方に向けて突設された作業杆と、狭隘部内で各種作業を行う複数の各作業装置用部材と、該各作業装置用部材を交換自在に取り付ける前記作業杆上方に設けられた各作業装置用部材取り付け部と、を有して構成され、
   前記各種の各作業装置用部材を交換して、前記狭隘部内での一連の作業が一台の狭隘部内作業装置で行え、
   前記作業杆は伸縮自在とされ、多段構成の伸縮マストと、該伸縮マストを伸縮調整する伸縮駆動装置とを有して構成された、
   ことを特徴とする狭隘部内作業装置。
   
2. 前記作業杆は、狭隘部内上方向に向かって存する障害物を避けるべく伸縮調整自在とされ、前記走行杆は、狭隘部内奥側方向へ向かい進退走行して作業できる、
   ことを特徴とする請求項１記載の狭隘部内作業装置。
   
3. 狭隘部の奥側に向けて走行すべく延出する走行杆と、走行杆より上方に向けて突設された作業杆と、狭隘部内で各種作業を行う複数の各作業装置用部材と、該各作業装置用部材を交換自在に取り付ける前記作業杆上方に設けられた各作業装置用部材取り付け部と、を有して構成され、
   前記各種の各作業装置用部材を交換して、前記狭隘部内での一連の作業が一台の狭隘部内作業装置で行え、
   前記狭隘部内作業装置の狭隘部内進入距離および前記取り付けられた各作業装置用部材の上下移動距離は、移動距離認識部材で把握され、該把握結果により、狭隘部内コンクリート面の単位面積毎の調査、補修が行える、
   ことを特徴とする狭隘部内作業装置。
   
4. 前記狭隘部内での一連の作業は、狭隘部内の洗浄、調査、補修作業で、各作業装置用部材である洗浄用部材、調査用部材、補修用部材で行われ、洗浄用部材は、狭隘部に面するコンクリートの洗浄を行い、調査用部材は、カメラによる画像調査や非破壊でのコンクリートの状態の調査を行い、補修用部材は、補修剤の噴霧、塗布または噴霧と塗布の併用した施工により前記狭隘部内コンクリートの劣化状況に合わせて補修を行う、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の狭隘部内作業装置。
   
5. 狭隘部内で作業を行う複数の作業装置を狭隘部内作業装置に取り付けて狭隘部に進入させる工程と、
   狭隘部内作業措置に取り付けられた前記各装置を、多段構成の伸縮マストと、該伸縮マストを伸縮調整する伸縮駆動装置とを有して伸縮自在に構成された作業杆により上下動させながら前記狭隘部内作業装置を狭隘部内で進退走行させ、狭隘部内に存する障害物を避けながら狭隘部面のコンクリートに対する洗浄、調査、補修を行う工程と、を備えた、
   ことを特徴とする狭隘部内作業方法。

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