JP7101385B2 - Concrete placement finish management method and concrete placement finish management system - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート打設の仕上がり高さを管理するためのコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムに関する。 The present invention relates to a concrete casting finish management method and a concrete casting finish management system for controlling the finished height of concrete casting.
コンクリートは、材料が地域性を問わず得やすく、施工性が良い点、また、耐久性に優れているため、道路等の土木構造物やビル等の建築構造物に一般的に採用されている。コンクリートは、生コンクリートを所定の枠の中に流し込み、硬化させて構造物を完成させる。コンクリート打設は、人力による場合もあるが、大型工事になると、基本的に専用の機械で行う。 Concrete is generally used for civil engineering structures such as roads and building structures such as buildings because the material is easy to obtain regardless of the region, it has good workability, and it has excellent durability. .. For concrete, ready-mixed concrete is poured into a predetermined frame and hardened to complete the structure. Concrete placement may be done manually, but when it comes to large-scale construction, it is basically done with a dedicated machine.
一般的に、生コンクリート打設後、その表面が目的の高さになるように、コテ等で均し作業を行う。このとき、コンクリート表面の高さの精度と平坦度を確保するために、打設高さの目印を設置する。例えば、一般的な工事のコンクリート打設の場合、おおよそ6m2(2.5m×2.5m)の面積又は所定距離毎に、打設高さを示す目印を設置している。 Generally, after placing ready-mixed concrete, leveling work is performed with a trowel or the like so that the surface becomes the desired height. At this time, in order to ensure the accuracy and flatness of the height of the concrete surface, a mark of the casting height is installed. For example, in the case of concrete casting for general construction, a mark indicating the casting height is installed at an area of approximately 6 m 2 (2.5 m × 2.5 m) or at a predetermined distance.
作業者は、この目印を参考に、コテを使用して均し作業をして、最終的に、目印の打設高さになるように、コンクリート打設の表面を仕上げる。打設面積の広いコンクリート打設の場合、打設高さを示す目印を設置する設置作業が行われる。具体的には、作業者は目印の高さを計測しながら目印を一本ずつ設置するため、多大な時間と労力がかかる。 Using this mark as a reference, the worker uses a trowel to perform leveling work, and finally finishes the surface of the concrete placement so that it is at the placement height of the mark. In the case of concrete casting with a large casting area, installation work is performed to install a mark indicating the casting height. Specifically, since the worker installs the marks one by one while measuring the height of the marks, it takes a lot of time and labor.
そして目印の設置後、作業者は、この目印を確認しながら、コンクリート打設を行い、最後は、大均し、コテ均しを行って最終的にコンクリート打設の表面を仕上げる。しかし、打設高さの目印は、大均しの時点で撤去することが多く、最終的なコテ均しによる仕上げは、作業者の勘や技能等に依存していることが多い。このように、コンクリート構造物の品質保証を行うためには、コンクリート打設の仕上がり高さの管理が重要である。コンクリート打設の仕上がり、特に、コンクリート打設の表面高さは、目的高さをリアルタイムで管理する技術が求められている。 Then, after the mark is installed, the worker performs concrete placing while checking this mark, and finally, a large leveling and iron leveling are performed to finally finish the surface of the concrete placement. However, the mark of the casting height is often removed at the time of large leveling, and the final finishing by iron leveling often depends on the intuition and skill of the worker. In this way, in order to guarantee the quality of concrete structures, it is important to control the finished height of concrete placement. For the finish of concrete placement, especially the surface height of concrete placement, a technique for managing the target height in real time is required.
コンクリート打設の仕上がりを管理する技術としては、多数の種々の技術が提案されている。例えば、コンクリート打設空間にセンサを配置して、コンクリートの打設時に下方から上方に変位するコンクリート面との距離を計測する、コンクリート打設管理システムが開示されている(例えば、特許文献1)。このセンサから出力された計測値を基に、コンクリート高さを演算して、演算表示装置の画面にリアルタイムでその高さを表示している。 A large number of various techniques have been proposed as techniques for managing the finish of concrete placement. For example, a concrete pouring management system is disclosed in which a sensor is placed in a concrete pouring space to measure the distance from a concrete surface that is displaced upward from below when concrete is placed (for example, Patent Document 1). .. The concrete height is calculated based on the measured value output from this sensor, and the height is displayed in real time on the screen of the calculation display device.
また、コンクリート打設時の表面高さの経時的変化を計測して、管理するコンクリート床版仕上がり高さ管理システムが提案されている(特許文献2)。このシステムは、レーザ測距機で、打設されたコンクリート床版の表面の高さを計測し、ディスプレイに、目標とする表面の高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いを、その高さの度合いの大きさに応じて識別して表示している。 Further, there has been proposed a concrete deck finished height management system that measures and manages changes in the surface height at the time of placing concrete over time (Patent Document 2). This system measures the height of the surface of the cast concrete deck with a laser rangefinder, and displays the target surface height and the cast surface, which is the already cast surface, on the display. The difference in height is identified and displayed according to the degree of the height.
しかしながら、特許文献1に記載のコンクリート打設管理システムは、センサとその直下の領域のコンクリート面との間の距離を計測している。このシステムは、道路や高速道路等のコンクリート建造物のように広い領域にコンクリート打設を行うものでは、センサを多数配置する必要があり、不向きである。また、作業者が目印を確認しながら仕上がりのためのコテ均しを行うことがあるが、広い打設面積の場合、目印が撤去され、最終仕上がりのコテ均しが作業者の技能、経験等に依存することが多い。
However, the concrete casting management system described in
このため、作業者の技能、経験等に依存しないコンクリート打設表面の仕上がりを正確に管理する技術が求められている。特許文献2のコンクリート打設管理システムは、コンクリート床版の表面の仕上げの基準となる点毎にプリズムを置き、これを基準にして打設高さを計測しているため、多数プリズムを設置し、打設後に撤去する作業が伴う。そして、仕上がりの大均し、コテ均し等の工程においても、現場の作業者の技能、経験等に依存する。
Therefore, there is a demand for a technique for accurately controlling the finish of the concrete casting surface, which does not depend on the skill and experience of the worker. In the concrete casting management system of
このように、コンクリート打設後に行われる大均し、コテ均し等の仕上がり工程において、作業者の技能、経験等に依存しない、低コストの仕上がりの技術が求められている。更に、道路、スラブや土間等の広い領域にコンクリート打設する場合でも、コンクリート打設の仕上がりをリアルタイムで管理し、コンクリート打設の高さを、現場の作業者に分かりやすく伝達する技術が求められている。 As described above, in the finishing process such as large leveling and iron leveling performed after concrete placement, a low-cost finishing technique that does not depend on the skill and experience of the worker is required. Furthermore, even when concrete is placed in a wide area such as roads, slabs, and soil floors, there is a need for technology that manages the finish of concrete placement in real time and conveys the height of concrete placement to on-site workers in an easy-to-understand manner. Has been done.
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、建造物のコンクリート打設の仕上がり高さを計測して管理するためのコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムを提供することにある。
The present invention has been made based on the above-mentioned technical background, and achieves the following objects.
An object of the present invention is to provide a concrete casting finish management method and a concrete casting finish management system for measuring and managing the finished height of concrete casting of a building.
本発明の他の目的は、建造物のコンクリート打設の仕上がりが作業者の技能、経験等に依存することが少ない、低コストのコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a low-cost concrete casting finish management method and a concrete casting finish management system in which the concrete casting finish of a building does not depend on the skill, experience, etc. of a worker. There is something in it.
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明のコンクリート打設仕上り管理方法は、
コンクリート床版を施工するため、型枠内にコンクリートを打ち込み、仕上げ手段(8)を利用して前記コンクリートの表面を均して仕上げるコンクリート打設において、
前記仕上げ手段に固定設置されたプリズム(3)と、
前記コンクリート打設時に、前記プリズムを追尾しながら、打設された前記コンクリート床版の表面高さを計測し計測データを出力するためのレーザ測距手段と、
前記コンクリート床版の設計データ及び前記計測データを用いて、前記表面の目標とする目標表面の仕上げ高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いの計算をする計算手段(6)と、
前記計算された結果を表示し前記打設表面の可視化をする表示手段(4、5)と、
前記レーザ測距手段、前記計算手段、及び前記表示手段と通信手段で通信する機能、前記計測データを前記レーザ測距手段から受信して前記計算手段へ送信する機能、前記計算された結果を前記計算手段から受信して表示又は前記表示手段へ送信する機能を備えたデータ処理手段(5)と
からなり、
前記表示手段、前記目標表面の前記仕上げ高さと、前記打設表面との高さの違いを表示しながら、前記コンクリート打設高さを表示し管理する
ことを特徴とする。
The present invention adopts the following means in order to achieve the above object.
The concrete casting finish management method of the present invention is:
In concrete casting where concrete is poured into the formwork and the surface of the concrete is leveled and finished using the finishing means (8) in order to construct the concrete deck.
A prism (3) fixedly installed in the finishing means and
A laser ranging means for measuring the surface height of the placed concrete deck while tracking the prism at the time of placing the concrete and outputting the measurement data.
Calculation to calculate the difference between the finish height of the target surface of the surface and the height of the already placed surface, which is the already placed surface, using the design data of the concrete deck and the measurement data. Means (6) and
Display means (4, 5) for displaying the calculated result and visualizing the casting surface, and
The laser ranging means, the calculation means, and the function of communicating with the display means by the communication means, the function of receiving the measurement data from the laser ranging means and transmitting the measurement data to the calculation means, and the calculated result are described above. It consists of a data processing means (5) having a function of receiving from a calculation means and displaying or transmitting to the display means.
It is characterized in that the concrete casting height is displayed and managed while displaying the difference between the finishing height of the display means and the target surface and the height of the casting surface.
本発明のコンクリート打設仕上り管理システムは、
コンクリート床版を施工するため、型枠内にコンクリートを打ち込み、仕上げ手段(8)を利用して前記コンクリートの表面を均して仕上げるコンクリート打設において、
前記仕上げ手段に固定設置されたプリズム(3)と、
前記コンクリート打設時に、前記プリズムを追尾しながら、打設された前記コンクリート床版の表面高さを計測し計測データを出力するためのレーザ測距手段と、
前記コンクリート床版の設計データ及び前記計測データを用いて、前記表面の目標とする表面の仕上げ高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いを計算して出力する計算手段(6)と、
前記計算された結果を表示し前記打設表面の可視化をする表示手段(4、5)と、
前記レーザ測距手段、前記計算手段、及び前記表示手段と通信手段で通信する機能、前記計測データを前記レーザ測距手段から受信して前記計算手段へ送信する機能、前記計算された結果を前記計算手段から受信して表示又は前記表示手段へ送信する機能を備えたデータ処理手段(5)と
からなることを特徴とする。
The concrete placement finish management system of the present invention is
In concrete casting where concrete is poured into the formwork and the surface of the concrete is leveled and finished using the finishing means (8) in order to construct the concrete deck.
A prism (3) fixedly installed in the finishing means and
A laser ranging means for measuring the surface height of the placed concrete deck while tracking the prism at the time of placing the concrete and outputting the measurement data.
Using the design data of the concrete deck and the measurement data, the difference in height between the target finish height of the surface and the already placed surface is calculated and output. Calculation means (6) and
Display means (4, 5) for displaying the calculated result and visualizing the casting surface, and
The laser ranging means, the calculation means, and the function of communicating with the display means by the communication means, the function of receiving the measurement data from the laser ranging means and transmitting the measurement data to the calculation means, and the calculated result are described above. It is characterized by comprising a data processing means (5) having a function of receiving from a calculation means and displaying or transmitting to the display means.
上述のコンクリート打設仕上り管理方法又はコンクリート打設仕上り管理システムにおいて、前記高さの違いは、数値、色強調、点灯表示、音声警告及びメッセージ出力の中から選択される1以上の強調表示であると良い。 In the concrete casting finish management method or the concrete casting finish management system described above, the difference in height is one or more highlights selected from numerical values, color enhancement, lighting display, voice warning, and message output. Is good.
また、前記仕上げ手段は、トンボ、マグネシウムフロート及びコテの中から選択される一つの用具であると良い。 Further, the finishing means may be one tool selected from a dragonfly, a magnesium float and a trowel.
更に、前記表示手段は、携帯用電子計算機のディスプレイ、又は、網膜投射型のディスプレイ若しくはヘッドマウントディスプレイ方式の拡張現実ウェアラブルコンピュータであると良い。 Further, the display means may be a display of a portable electronic computer, or an augmented reality wearable computer of a retinal projection type display or a head-mounted display type.
上述のコンクリート打設仕上り管理方法において、前記測距手段を制御するための測距手段用制御手段(7)によって、前記レーザ測距手段の向きを調整及び/又は前記レーザ測距手段の追尾計測を開始若しくは停止させると良い。 In the concrete casting finish management method described above, the direction of the laser ranging means is adjusted and / or the tracking measurement of the laser ranging means is performed by the ranging means control means (7) for controlling the ranging means. It is good to start or stop.
上述のコンクリート打設仕上り管理システムにおいて、前記レーザ測距手段の向きを調整及び/又は前記レーザ測距手段の追尾計測を開始若しくは停止するための測距手段用制御手段(7)を備えていると良い。 In the concrete casting finish management system described above, the control means (7) for the distance measuring means for adjusting the direction of the laser distance measuring means and / or starting or stopping the tracking measurement of the laser distance measuring means is provided. Is good.
本発明によると、次の効果が奏される。本発明のコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムによると、コンクリート打設の仕上がり、特に高さを計測し、管理し易くなった。また、本発明のコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムによると、コンクリート打設の仕上がりのための大均し、コテ均し工程が、作業者にとって、表示デバイス、スマートグラス等によって視覚化され、作業し易くなった。 According to the present invention, the following effects are achieved. According to the concrete casting finish management method and the concrete casting finish management system of the present invention, it is easy to measure and manage the concrete casting finish, especially the height. Further, according to the concrete placing finish management method and the concrete placing finish management system of the present invention, the rough leveling and iron leveling process for the finish of concrete placing can be performed by the operator by a display device, smart glasses, etc. Visualized and easier to work with.
本発明のコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムによると、コンクリート打設の仕上がりで、特に高さ変化を計測し、コンクリート打設の仕上がりの情報化を図ることができた。更に、本発明のコンクリート打設仕上り管理方法及びコンクリート打設仕上り管理システムによると、コンクリート打設の仕上がり、特に高さを計測して管理することで、コンクリート打設の仕上がりの品質向上、工期の短縮、経済性の向上を図ることができた。 According to the concrete placing finish management method and the concrete placing finish management system of the present invention, it was possible to measure the height change in the concrete placing finish and to informatize the concrete placing finish. Further, according to the concrete placing finish management method and the concrete placing finish management system of the present invention, the quality of the concrete placing finish can be improved and the construction period can be improved by measuring and managing the concrete placing finish, especially the height. We were able to shorten the time and improve economic efficiency.
以下、本発明の実施の形態のコンクリート打設仕上り管理システム1について、図面を参照しながら説明する。図1は、コンクリート打設仕上り管理システム1の概要を図示しているブロック図である。コンクリート打設仕上り管理システム1は、コンクリート床板等の工事のコンクリート打設作業において、その仕上がりを管理するためのシステムであり、特に、コンクリート床板の高さを目標高さと比較して管理するシステムである。
Hereinafter, the concrete casting
コンクリート床板は、高架橋、道路、ビル等のコンクリート構造物で施工される。例えば、高架橋では、地表に設置された橋脚の上に橋桁(図示せず)が設置され、橋桁の上に、コンクリート型枠が組まれる。コンクリート型枠の底盤型枠上に鉄筋が配され、コンクリート型枠内に生コンクリートが打設される。コンクリート型枠は、生コンクリートが固まるまでの形状を保つためのものである。 Concrete floorboards are constructed of concrete structures such as viaducts, roads and buildings. For example, in a viaduct, a bridge girder (not shown) is installed on a pier installed on the ground surface, and a concrete formwork is assembled on the bridge girder. Reinforcing bars are arranged on the bottom formwork of the concrete formwork, and ready-mixed concrete is placed in the concrete formwork. The concrete formwork is for maintaining the shape until the ready-mixed concrete hardens.
ビル建設の場合は、同じくコンクリート型枠が設置され、その中に生コンクリートが打ち込まれる。コンクリート型枠の施工工事、コンクリート型枠の材料等は、本発明の趣旨ではないので、詳しい説明は省略する。一般的にコンクリート打設の現場では、生コンクリートを打込みした後、作業者がトンボ、コテ(木こて、金こて)等の仕上げ道具を利用してコンクリート表面を均して仕上げ作業を行う。 In the case of building construction, a concrete formwork is also installed, and ready-mixed concrete is poured into it. Since the construction work of the concrete formwork, the material of the concrete formwork, etc. are not the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted. Generally, at the concrete placing site, after the ready-mixed concrete is poured, the worker uses finishing tools such as dragonflies and trowels (wooden trowels, gold trowels) to level the concrete surface and perform the finishing work. ..
コンクリート打設仕上り管理システム1は、仕上げ作業中、コンクリートの表面をレーザ測距機で測定し、目標の高さと比較して、作業者に比較結果をリアルタイムで提供するものである。本実施の形態のコンクリート打設仕上り管理システム1は、図1に図示したように、レーザ測距機2、プリズム3、表示器4、計測用データコレクター5、電子計算機6等からなる。
The concrete placing
レーザ測距機2は、レーザ光源を対象物、本例ではプリズム3に投射してその反射レーザ光を検出することで、対象物までの距離を計算し対象物の座標と高さを出力するものである(詳しくは後述する。)。レーザ測距機2としては、トータルステーションに代表されるように汎用の装置を利用する。本例では、株式会社トプコン(本社:東京都板橋区)製のトータルステーションLayout Navigator LN-100を採用した。
The
レーザ測距機2は、自動追尾機能を備え、更に、通信機能として、Bluetooth(登録商標)無線通信機能と無線LAN(Local Area Network)機能を備える。また、レーザ測距機2はその向き等を遠隔で操作するための測距機コントローラー7を備えている。本例の測距機コントローラー7は、無線通信機能を備えた電子機器であり、図1には、押しボタン式の操作ボタンを有する機器を例示している。
The
プリズム3は、測距対象点に設置され、レーザ測距機2からのレーザ光線を受けて反射させるためのものであり、本システムは、水平方向の全周囲からの光源を反射できる全周囲プリズムを採用している。本例では、プリズム3としては、Leica Geosystems社(スイス)製の360°Mini prism GRZ101を使用した。プリズム3は、本例で、コンクリート打設の仕上げに利用されるコテ20、トンボ21等の仕上げ手段8(整地手段)に固定して利用する(詳しくは後述する。)。
The
表示器4は、仕上げ場所の高さを表示する作業者が身につけられる表示手段である。作業者は表示器4に表示される仕上げ場所の高さを見ながら、仕上げの高低を目標高さに合致するように仕上げ作業を行う。表示器4は、作業者が目視確認できる場所であれば任意の場所に設置できる。また、表示器4は、作業者が頭部に装着するディスプレイ、例えば、網膜投射型のディスプレイ(スマートグラス)、ヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head mount display)等が利用できる。
The
ただし、作業者は、仕上げ場所も確認しながら仕上げ作業を行うので、透明なスマートディスプレイ又は作業箇所の視界を妨げない網膜投射型ディスプレイが好ましい。要するに、表示器4は、仕上げ作業の規模、仕上げの種類によって、仕上げ手段8に固定するディスプレイ、作業者の頭部に装着するディスプレイ等の表示手段4から最適な手段を選択して利用する。
However, since the worker performs the finishing work while confirming the finishing place, a transparent smart display or a retinal projection type display that does not obstruct the view of the working place is preferable. In short, the
最終仕上げのような高さ制度が設計値と数mm以下、多くとも1cm以下等の高い精度が要求される場合、スマートグラスが好ましい。無論、粗仕上げの場合は、スマートグラスも利用できる。スマートグラスは、ウエストユニティス株式会社(本社所在地:大阪市北区)製のInfo Linker(登録商標)等のように、作業者のメガネ若しくはヘルメットにクリップで固定するウェアブル端末が例示できる。 Smart glasses are preferable when a height system such as final finishing requires a design value and high accuracy such as several mm or less, at most 1 cm or less. Of course, for rough finishes, smart glasses can also be used. Examples of smart glasses include wearable terminals that are fixed to worker's glasses or helmets with clips, such as Info Linker (registered trademark) manufactured by Westunitis Co., Ltd. (Headquarters location: Kita-ku, Osaka).
計測用データコレクター5は、レーザ測距機2、表示器4、測距機コントローラー7、電子計算機6等の本システム1の構成機器と通信し、データの送受信を行う中核的なデバイスである。計測用データコレクター5は、以下に詳しく記述するが、基本的に、レーザ測距機2から計測データを受信しこれを電子計算機6へ送信する機能、電子計算機6から処理データを受信しこれを表示器4に送信する機能を備えたデータ処理装置であり、データ中継器とも言える。
The
計測用データコレクター5は、表示画面を有し、電子計算機6から受信したデータを表示する。粗仕上げのとき、計測用データコレクター5が表示器4として利用できる。計測用データコレクター5は、本システム1の構成機器とは任意の通信手段で通信するが、現場での移動等が多いので、無線通信手段が好ましい。本例では、計測用データコレクター5として、無線通信手段を備えたスマートフォンを採用した。
The
この例としては、建設現場の過酷の環境で利用するので、パナソニック株式会社(本社所在地:大阪府)製のToughpad FZ-E1等が例示できる。電子計算機6は、中央処理手段、入力手段、出力手段、記憶手段等を備えた電子計算機である。図1には、電子計算機6は、本体6aとディスプレイ6bを図示しており、ディスプレイ6bは、現場のコンクリート打設箇所の平面図を表示する例を示している。
As an example of this, the Toughpad FZ-E1 manufactured by Panasonic Corporation (Headquarters location: Osaka Prefecture) can be exemplified because it is used in a harsh environment at a construction site. The
図1に図示するように、電子計算機6は、本体6aとディスプレイ6bからなるデスクトップ型コンピュータになっているが、本体6a、ディスプレイ6b、入出力装置が一体になった一体型のコンピュータで、ノート型コンピュータで、計算能力が高いサーバコンピュータであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
電子計算機6は、現場の設計データを補助記憶装置等に格納し、この設計データを利用して仕上げ場所の3次元データを作成する機能、作成された3次元データを計測用データコレクター5、表示器4等へ送信する機能、レーザ測距機2で計測した計測データに基づいて仕上げ場所の高さを計算する機能、この計算を設計値(目標値)と比較し仕上げ場所の高低を出力し、設計データと重ねて表示する機能、計算結果のみ又は計算結果と設計データを重ねた合成データを計測用データコレクター5、表示器4等へ送信する機能、通信機能等を備える。
The
また、電子計算機6は、設計データを作成する機能、機器位置を計算する機能、作業現場の位置と高低差を計算する機能、現場の状況と作業状況を示す帳票を作成する機能と、帳票を出力する機能を備える。本発明は、電子計算機6自体の発明ではないので、その概略のみを説明し、詳しい説明は省略する。測距機コントローラー7は、レーザ測距機2のレーザ投射方位を調整するためのリモートコントローラである。
In addition, the
測距機コントローラー7は、計測用データコレクター5を介して又直接レーザ測距機2と通信する。測距機コントローラー7は、作業者又は現場の監督等が持参して、そのプッシュボタン、画面上のタッチボタン等の操作ボタンを操作して、レーザ測距機2の投射角度を変更する。
The
レーザ測距機2がプリズム3を自動追尾しなくなった場合、又は、この自動追尾が中断した場合に、測距機コントローラー7は、レーザ測距機2にその向きを回転する指令を送信し、レーザ測距機2はこの指令を受信してその本体を回転させレーザ投射角度を変更させる。測距機コントローラー7は、レーザ測距機2に指令して自動追尾機能の開始、中断、停止等を遠隔操作できる。
When the
レーザ測距機2でプリズム3を自動追尾して計測したデータは、計測用データコレクター5を介して、電子計算機6へ送信されており、電子計算機6はレーザ測距機2から自動追尾して計測したデータが受信できなくなった、又は、切断されたことを検知すると、自動追尾が停止又は中断された旨についてのメッセージを生成し、計測用データコレクター5と表示器4へ送信し、それらの画面に表示させる。
The data measured by automatically tracking the
このメッセージを受信すると、作業者は、仕上げ作業を中断して、測距機コントローラー7でレーザ測距機2を操作し、その向きを調整する等して自動追尾機能を開始させる。図2は、コンクリート打設仕上り管理システム1を利用する例、詳しくは、プリズム3と表示器4を仕上げ手段8のトンボ21に固定して粗仕上げ作業をする様子を図示したものである。図3には、プリズム3を装着したトンボ21の例を図示している。
Upon receiving this message, the operator interrupts the finishing work, operates the
図2に図示したように、作業者は、トンボ21(ブルフロート、T字型の仕上げ用具)の柄21bを手で持って、そのコテ部分21aを前後に動かして、打込みされた生コンクリートの表面を均している。プリズム3は、図3に図示したように、コテ部分21aの上に固定される取付部21cに、固定手段21dで固定されている。固定手段21dは、任意の固定手段が利用できるが、本例では、固定接続用のものでネジとナットで締めるバンドを利用した。
As shown in FIG. 2, the operator holds the
バンドは断面円の筒状のもので、筒状の取付部21cを取り巻くように固定される。柄21bは、筒状の取付部21cに装着されて固定され、これにより、柄21bは略長方形の板材であるコテ部分21aと直角にT字状に固定される。図2に図示したように、表示器4は、柄21bの中間部に機械的な固定手段で、画面が作業者へ向くように、固定されている。この例では、表示器4は小型のディスプレイ型であり、計測用データコレクター5が表示器4として利用されている。
The band has a cylindrical shape with a circular cross section, and is fixed so as to surround the tubular mounting portion 21c. The
図4は、コンクリート打設仕上り管理システム1を利用する例、詳しくは、プリズム3を仕上げ手段8のコテ20に固定して最終仕上げ作業をする様子を図示したものである。図示したように、作業者は、コテ20の把持部20cを手で持って、コテ板20aで仕上げ面上を前後に動かして最終仕上げを行っている。プリズム3は、把持部20cに固定され、表示器4のスマートグラスは作業者の頭部に装着されている。作業者は、スマートグラスの映像/画面を見ながら、最終仕上げを行っている。
FIG. 4 shows an example of using the concrete casting
電子計算機6は、ネットワークフォルダー、管理センター等の他の電子計算機とインターネット、公衆通信ネットワーク等の通信ネットワークを介して通信し、データの受信を行うことができる。このように電子計算機6は、ネットワーク上の他のデバイスと通信し、設計データを受信し、処理結果やレーザ測距機2から受信したデータ等を送信することができる。
The
コンクリート打設の仕上げの作業において、作業者が利用する仕上げ道具8には、プリズム3が固定される。本例では、図5に仕上げ道具8の例としてコテ20を図示している。このコテ20は、下面が均し面になっているコテ板20aと、作業者が手で把持するための取手部(支持棒20b、把持部20c)からなる。コテ板20aに支持部20bを介して把持部20cが固定されている。
A
プリズム3は、棒状の把持部20cの先端に固定手段3aで固定されている。固定手段3aは、任意の固定手段が利用できるが、本例では、固定接続用のものでネジとナットで締めるバンド3aを利用した。バンド3aは断面円の筒状のもので、図5に図示したように、棒状の把持部20cの一端を取り巻くように固定される帯状金属部材からなり、帯状金属部材の長手方向の各端部が折り曲げられたフランジ部が形成され、各フランジ部にはボルト孔が設けられている。
The
フランジ部にボルトの首部を貫通させて、ナットで締めている。バンド3aの上部に板部が溶接されて固定されており、この板部にプリズム3が固定ネジ機構で固定されている。図6は、測定位置のオフセットを測定する様子を示す概念図である。プリズム3を固定してコテ20は、机22等の水平で平らな場所に配置し、コテ板20aの均し面から、プリズム3の均し面までを測定し、オフセット値Hoffsetとする。
The neck of the bolt is passed through the flange and tightened with a nut. A plate portion is welded and fixed to the upper portion of the
これにより、作業者が均し作業をしているとき、コンクリートの仕上げ面(均し面)の正確な高さが確認できる。オフセット値は、計測用データコレクター5に入力される。プリズム3を仕上げ手段8に固定する作業が合わると、測量のために、キャリブレーションを行うが、キャリブレーションは公知であり、詳細な説明は省略する。これにより、電子計算機6は、オフセット値の値を考慮して、仕上げ面の高さを計算する。この計算は公知のものであり、詳細は省略する。
As a result, the exact height of the finished surface (leveling surface) of the concrete can be confirmed when the worker is leveling. The offset value is input to the
〔レーザ測距機2〕
以下、レーザ測距機2の構造概要、測量の方法等について簡単に説明し、その詳細な構造及び測量の方法については汎用の機器のため省略する。レーザ測距機2は、三脚2a(図1を参照。)上に載置されて固定される。レーザ測距機2を搭載した三脚2aは、コンクリート打設の現場の付近に設置される。
[Laser rangefinder 2]
Hereinafter, the outline of the structure of the
本発明の第1の実施の形態においては、レーザ測距機2は計測用データコレクター5と無線双方向通信を行っているが、レーザ測距器4と計測用データコレクター5が通信ケーブル等で接続される有線通信機能を、レーザ測距機2が備えても良い。以下、無線通信を例に説明する。計測用データコレクター5は、無線通信をするためのアンテナを内蔵する(図示せず。)。
In the first embodiment of the present invention, the
計測用データコレクター5は、このアンテナを介して、レーザ測距機2、表示器4、電子計算機6、測距機コントローラー7等と通信する。計測用データコレクター5は、レーザ測距機2と電子計算機6それぞれと互いに双方向通信を行うための通信機能を有する。電子計算機6は、アンテナ(図示せず。)を介して、計測用データコレクター5と通信する。
The
レーザ測距機2は、レーザ光(位相)検出距離計算器(図示せず。)を備えている。レーザ光検出距離計算器は、投射レーザ光を発振するためのレーザ投射器と、レーザ投射器の投射方向に対応する2次元角度に光軸を制御するための2軸回転サーボ機構と、レーザ投射角度をプログラム制御するレーザ投射角度電子制御系と、反射して戻ったレーザ光を検出し位相を計測する光波位相解析距離計算器等を備えている。
The
レーザ投射器から投射された投射レーザ光がプリズム3で反射され、反射され戻った反射レーザ光は、光波位相解析距離計算器で受信される。光波位相解析距離計算器は、反射レーザ光と投射レーザ光に夫々対応する位相の差に基づいて、レーザ測距機2に設定されている機械的原点(基準点)と計測対象点の間の距離(R)を計算し、測距データとして計測対象点の座標(X,Y,Z)を出力する。
The projected laser beam projected from the laser projector is reflected by the
測距データは、3次元極座標データ(R,θx,θy)を有し、2次元角度座標(θx,θy)に対応して距離Rが測定されているので、その3次元極座標データのうちの距離データRは、R(θx,θy)として表される。3次元極座標データ(R,θx,θy)は、レーザ投射角度電子制御系から出力される2次元角度データ(θx,θy)と、光波位相解析距離計算器から出力される距離データRとを合成する3次元極座標データ作成器により作成される。 Since the distance measurement data has three-dimensional polar coordinate data (R, θ x , θ y ) and the distance R is measured corresponding to the two-dimensional angular coordinates (θ x , θ y ), the three-dimensional polar coordinates are measured. The distance data R among the data is expressed as R (θ x , θ y ). The three-dimensional polar coordinate data (R, θ x , θ y ) are the two-dimensional angle data (θ x , θ y ) output from the laser projection angle electronic control system and the distance data output from the light wave phase analysis distance calculator. It is created by a 3D polar coordinate data creator that synthesizes R.
3次元極座標データ作成器は、時系列3次元極座標データ(R(t),θx,θy)、又は、(R(t,θx,θy),θx,θy)を作成することができる。その時刻tは、内蔵されるクロック(図示されず)により与えられる。レーザ測距機2が設置された位置は後方交会法により計算するが、後方交会法は、周知の測定技術であり、その説明は省略する。
The 3D polar coordinate data creator creates time-series 3D polar coordinate data (R (t), θ x , θ y ) or (R (t, θ x , θ y ), θ x , θ y ). be able to. The time t is given by a built-in clock (not shown). The position where the
電子計算機6のディスプレイ6bには、図1に図示したように、レーザ測距機2で測量した実際のコンクリート打設の進捗状況と合わせてコンクリート床版の設計データが表示される。この表示のとき、コンクリート床版の設計データで目標とする目標表面の高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いを表示する。この違いは、差異データとして計算される。
As shown in FIG. 1, the
図7は、コンクリート打設仕上り管理システム1で、コンクリート打設高さを現場で管理する流れを示すフロー図である。まず、現場では、計測準備をする(ステップ1)。ここでは、作業者等がレーザ測距機2を現場の近くに設置する。また、プリズム3を仕上げ手段8に固定する。生コンクリートの打込み直後の大均しの場合、仕上げ手段8はトンボ21(図2、図3を参照。)である。
FIG. 7 is a flow chart showing a flow of managing the concrete placing height at the site by the concrete placing
その後、トンボ21に設置されたプリズム3のオフセット値を測定し、キャリブレーションを実施する。オフセット値は、計測用データコレクター5に、作業者によって入力されて、本システム1に反映される。また、このとき、コテ20(図5、図6を参照。)のコテ部20aにプリズム3を設定し、そのオフセット値を測定できるが、大均し後に行っても良い。
After that, the offset value of the
また、電子計算機6と計測用データコレクター5間の通信、そして、レーザ測距機2、計測用データコレクター5、測距機コントローラー7、表示器4との通信状態が確認される。コンクリート打設の準備が行われる(ステップ2)。このとき、生コンクリートを流し込むための型枠点検、生コンクリートの準備等が行われる。ステップ1とステップ2が並行して行われても良く、現場の特徴に合わせて作業者が適当に行うものである。
Further, the communication state between the
上述の準備ができたら型枠に生コンクリートが打ち込まれる(ステップ3)。そして、打設されたコンクリートの締固め作業が行われると、同時に以下の仕上げ作業が始まる。仕上げ作業は、粗仕上げと最終仕上げからなる(ステップ4,5)。粗仕上げでは、トンボ21等の仕上げ用具8で、コンクリート表面を均す。このとき、トンボ21の柄21bに表示器4(又は計測用データコレクター5)を、コテ部21aにプリズム3を固定して打設高さの測定が行われる(ステップ4)。
When the above preparations are completed, ready-mixed concrete is poured into the formwork (step 3). Then, when the compaction work of the placed concrete is performed, the following finishing work is started at the same time. The finishing work consists of rough finishing and final finishing (
計測用データコレクター5は小型のディスプレイを備えており、これを表示器4として利用する。粗仕上げのとき、作業者が表示器4としてスマートグラスを装着して、スマートグラスのディスプレイに打設高さを表示しながら作業することができる。粗仕上げが終わると、コンクリートが固まるまでに待機する必要があり、この間は、最終仕上げの準備をすることができる。
The
このとき、コテ20の把持部20cにプリズム3がバンド3aによって固定され、そのオフセット値が測定される。オフセット値は、計測用データコレクター5に、作業者によって入力されて、本システム1に反映される。最終仕上げが始まると、作業者は表示器4のスマートグラスを頭部に装着して、それに表示される画像を確認しながら、コンクリート打設の表面を仕上げる。
At this time, the
最終仕上げが終わると、コンクリート打設の表面を最終的に測定し、言い換えると、3次元出来形計測を行ってデータを電子計算機6に格納する。このように、コンクリート打設が行われている現場で作業の流れが行われる。図8は、電子計算機6で行われるデータ処理の流れの例を示すフロー図である。現場の設計データは、電子計算機6の補助記憶装置に保存され、電子計算機6上で動作するコンクリート打設高さ管理アプリケーションプログラム等から読み込まれて利用される。
When the final finishing is finished, the surface of the concrete casting is finally measured, in other words, three-dimensional finished shape measurement is performed and the data is stored in the
コンクリート打設高さ管理アプリケーションプログラム(以下、「管理アプリケーションプログラム」という。)は、電子計算機6でインストールされたスタンドアローンのアプリケーションプログラム又は、電子計算機6からネットワークを介してアクセスされるオンラインのアプリケーションプログラムであることができる。
The concrete placement height management application program (hereinafter referred to as “management application program”) is a stand-alone application program installed on the
本発明は、管理アプリケーションプログラム自体の発明ではないので、その動作の概要のみを記載し、詳細な構造及び機能の説明は省略する。電子計算機6では、管理アプリケーションプログラムは、設計データを、読み込んで、コンクリート床版の設計データをそのディスプレイ6b上にコンクリート打設高さ管理現場図として表示する。
Since the present invention is not an invention of the management application program itself, only an outline of its operation will be described, and a detailed description of its structure and function will be omitted. In the
また、管理者によって現場の幅や長さ等が入力され、この現場の幅や長さで指定されたコンクリート打設高さ管理現場図がディスプレイ6bに表示することも可能である。更に、コンクリート打設高さ管理現場が、管理者が容易に把握できる形状の場合、管理者が道路の幅や長さ等を入力して、ディスプレイ6b上にコンクリート打設高さ管理現場図として表示することもできる。その後、コンクリート打設の現場では、コンクリート打設前に事前計測が行われる。
Further, the width and length of the site are input by the manager, and the concrete placing height management site map specified by the width and length of the site can be displayed on the
電子計算機6において、管理アプリケーションプログラムによって、コンクリート仕上げ面の3次元データが作成される(ステップ10)。これは、現場の建造物の設計データを用いて、レーザ測距機2の座標データに基づいてデータ処理して行われる。この3次元データは、現場の標準になる点の座標を測距機2で測定し、そのデータを、電子計算機6に送信する。
In the
電子計算機6では、管理アプリケーションプログラムによって、この座標データを設計データの適当な座標と合致させて、現場のコンクリート仕上げ面を計算し、出力する。管理アプリケーションプログラムは、仕上げ面画像を生成するとき、プリズム3を仕上げ手段に固定したとき測定したオフセット量を利用する。測距機2によって計測したデータに基づいて仕上げ面の画像データを作成するとき、設計値との差を数値、図面上に色強調して表示する。
In the
例えば、現在の表面高さが、設計値から高い場合に第1色(例えば、赤色)で、低い場合に第2色(例えば、青色)で、設計値との差が許容範囲である場合は第3色(例えば、緑色)で表示する。また、強調としては、色付き又は標準フォントの太文字で表示したり、点灯表示したりすることができる。更に、計測数値データが設計値からのずれが許容範囲から大きくずれるとき、音声警告する、メッセージ出力する等のように強調表示する。 For example, if the current surface height is higher than the design value, it is the first color (for example, red), and if it is lower, it is the second color (for example, blue), and the difference from the design value is within the allowable range. Display in a third color (for example, green). Further, as emphasis, it can be displayed in bold characters of colored or standard font, or can be displayed by lighting. Further, when the deviation of the measured numerical value data from the design value greatly deviates from the allowable range, it is highlighted by voice warning, message output, or the like.
このように、強調表示は、現場の特性、要求に合わせて、管理者(作業者)が適宜に選択できるものである。無論、強調表示は、計測用データコレクター5と表示器4に表示すると共に、電子計算機6のディスプレイ6b上に同時に表示することができる。これによって、電子計算機6のディスプレイ6bの表示を見ながら現場を監督、管理する者が仕上がり面の状況、仕上がり作業を容易に確認することができる。
In this way, the highlighting can be appropriately selected by the manager (worker) according to the characteristics and requirements of the site. Of course, the highlighting can be displayed on the
この計算でできた仕上げ面画像データ、言い換えるとコンクリート仕上げ面の3次元データ、は電子計算機6から計測用データコレクター5へ送信される(ステップ11)。仕上げ面画像データは、電子計算機6から通信手段で送信して入力することができるが、記録媒体を介して計測用データコレクター5に手動入力されることができる。
The finished surface image data produced by this calculation, in other words, the three-dimensional data of the concrete finished surface, is transmitted from the
電子計算機6では、現場での準備中(図6のステップ1,2、その説明を参照。)、電子計算機6と計測用データコレクター5間の通信が確認される(ステップ12)。これと同時に、レーザ測距機2、計測用データコレクター5、測距機コントローラー7、表示器4との通信状態が確認され、通信が通常に行われている場合、実際の仕上げ作業が始まり、レーザ測距機2による自動追尾が開始される(ステップ13)。
The
電子計算機6は、計測用データコレクター5と通信して、レーザ測距機2でプリズム3を追尾して計測した最新座標データを受信する(ステップ14)。電子計算機6は、最新測距データを用いて、仕上げ面と設計値の差を計算し、計算結果に基づいて仕上げ面画像を生成する(ステップ15,16)。そして、電子計算機6は、生成された仕上げ面画像を、計測用データコレクター5へ送信する(ステップ17)。
The
電子計算機6において、仕上げ面画像を生成するとき、プリズム3を仕上げ手段に固定したとき測定したオフセット量を利用する。そして、電子計算機6は、仕上げ作業の終了を確認し、終了していない又は終了の指示が作業者又は管理者からない場合は、計測用データコレクター5から新規データの受信を待機する(ステップ18)。新規データを受信すると、ステップ14~17の処理が行われる。
In the
そして、仕上げ作業が終了すると、計測用データコレクター5から、レーザ測距機2で計測したコンクリート面の出来形計測データを受信する(ステップ19)。このデータを受信すると、これをデータベースに格納する(ステップ20)。又は、各計測点と設計値との差異を計算し、画面に表示し、作業者や管理者等が確認することができる。
Then, when the finishing work is completed, the finished shape measurement data of the concrete surface measured by the
上述の図7に示す処理は、粗仕上げ(大均し)、最終仕上げの両方に、仕上げ状況をリアルタイムで表示して利用しているが、これらの作業においてその作業特徴(要求される仕上げの精度)に合わせて次ように使い分けることができる。粗仕上げ作業においては、三次元設計データとの標高較差をリアルタイムで表示する。計測用データコレクター5の画面の表示画像は、電子計算機6のディスプレイ6bにも表示される。
The process shown in FIG. 7 described above is used by displaying the finishing status in real time for both rough finishing (large leveling) and final finishing, and the work characteristics (required finishing) in these operations are used. It can be used properly according to the accuracy) as follows. In the rough finishing work, the elevation difference from the 3D design data is displayed in real time. The display image on the screen of the
最終仕上げの場合は、三次元設計データとの標高較差をリアルタイムに表示器4に表示する。最終仕上げのときの表示器4であるスマートグラスの画面又はその画面の表示画像が電子計算機6のディスプレイ6bに表示される。レーザ測距機2による自動追尾が停止した場合、切断された場合、測距機コントローラー7を操作して、レーザ測距機2の向きをプリズム3に合わせる。この自動追尾の中断や停止等については、その旨の警告等を電子計算機6の画面上に表示する。
In the case of final finishing, the elevation difference from the three-dimensional design data is displayed on the
また、電子計算機6と計測用データコレクター5、表示器4等との通信容量を少なくするために、次のような処理を行うと良い。電子計算機6において、管理アプリケーションプログラムによって、測距機2によって計測した座標と高さのデータに基づいて、仕上げ面の高さと設計値との差を計算し、計算結果として、計測数値データと座標を出力し、これを計測用データコレクター5、表示器4等へ送信する。
Further, in order to reduce the communication capacity between the
計測用データコレクター5は、事前に入力されたコンクリート打設高さ管理現場図の上に、受信した座標に、計測数値データを重ねて表示する。このとき、計測数値データを設計値からのずれを上記のように強調表示、又は、計測数値データを設計値からのずれを数値で表示することができる。
The
強調としては、例えば、計測数値データが設計値から高い値を示す場合に第1色(例えば、赤色)で、低い場合に第2色(例えば、青色)で、設計値との差が許容範囲である場合は第3色(例えば、緑色)で表示する。強調としては、色付き又は標準フォントの太文字で表示したり、点灯表示したりすることができる。更に、計測数値データが設計値からのずれが許容範囲から大きくずれるとき、音声警告する、メッセージ出力する等のように強調表示する。 As an emphasis, for example, when the measured numerical data shows a high value from the design value, it is the first color (for example, red), and when it is low, it is the second color (for example, blue), and the difference from the design value is within the allowable range. If is, it is displayed in the third color (for example, green). As an emphasis, it can be displayed in bold characters in a colored or standard font, or can be displayed lit. Further, when the deviation of the measured numerical value data from the design value greatly deviates from the allowable range, it is highlighted by voice warning, message output, or the like.
以上の通り、作業現場の平面図作成等のデータ処理は、電子計算機6で行っているが、このデータ処理を計測用データコレクター5で行うこともできる。計測用データコレクター5は電子計算機6の機能をさせると、図7と図8のフローチャートとその説明の計測用データコレクター5と電子計算機6の間の通信等が不要になり、システム全体がコンパクトになる。
As described above, the data processing such as the creation of the plan view of the work site is performed by the
[実験]
上述のコンクリート打設仕上り管理システム1による工法(以下、本工法という。)を従来工法と比較する現場実験を行った。実験現場は、橋脚フーチングの建設現場であった。実験現場の概要を図9に図示している(細い破線で囲まれたエリア)。実験現場は、打設面積232m2(14.9m×15.6m)、打設量が928m3であった。
[experiment]
A field experiment was conducted to compare the construction method using the above-mentioned concrete casting finish management system 1 (hereinafter referred to as this construction method) with the conventional construction method. The experimental site was a construction site for pier footing. The outline of the experimental site is shown in Fig. 9 (area surrounded by a thin broken line). At the experimental site, the casting area was 232 m 2 (14.9 m × 15.6 m), and the casting amount was 928 m 3 .
この実験では、レーザ測距機4として、自動追尾トータルステーションLN-100、計測用データコレクター5として、スマートフォンFZ-E1、測距機コントローラー7として、ゲームコントローラZERO(SHENZHEN 8BITDO TECH Co., Ltd. (本社:中華人民共和国深セン市南山区)、(追尾用)プリズム3として、全周囲プリズムGRZ101とATP1S II、表示器4のスマートグラスとしてInfoLinkerが利用された。
In this experiment, the
また、コンクリート打設最終仕上げ後に行われたコンクリート打設面の出来形確認用計測には、株式会社トプコン(本社:東京都板橋区)製の3DスキャナーGLS-2000が利用された。図9に太い破線で図示したように、実験現場は、第1~4の区画に分割し、第1区画は粗仕上げと最終仕上げに打設高さ自動追尾を利用した本工法、第2区画は粗仕上げに自動追尾を利用し、最終仕上げが従来工法で行った、第3区画及び第4区画は従来工法で行った。 In addition, the 3D scanner GLS-2000 manufactured by Topcon Co., Ltd. (Headquarters: Itabashi-ku, Tokyo) was used for the measurement for confirming the finished concrete placement surface after the final finishing of concrete placement. As shown by the thick broken line in FIG. 9, the experimental site is divided into the first to fourth sections, and the first section is the second section of this method using automatic casting height tracking for rough finishing and final finishing. Used automatic tracking for rough finishing, the final finishing was performed by the conventional method, and the third and fourth sections were performed by the conventional method.
図9に図示したように、生コンクリートを現場へ流し込むための第1ポンプと第2ポンプの2機を設置し、太い矢印で示す打込み方向に沿って生コンクリートを打設した。仕上げ作業の自動追尾用には、第1測距機と第2測距機からなるトータルステーション2台を設置し、第1区画と第2区画において自動追尾を行って仕上げ作業を行った。 As shown in FIG. 9, two pumps, a first pump and a second pump, for pouring the ready-mixed concrete into the site were installed, and the ready-mixed concrete was poured along the driving direction indicated by the thick arrow. For automatic tracking of finishing work, two total stations consisting of a first range measuring device and a second range measuring device were installed, and automatic tracking was performed in the first section and the second section to perform finishing work.
以下、実験の手順と結果を説明する。コンクリート打設が行われた現場を4分に分割し、本工法、従来工法、本工法と従来工法の混合法によって粗仕上げと最終仕上げの作業を行った。本工法と従来工法は、同じトンボを利用して粗仕上げを行い、また同じコテを利用して最終仕上げを行った。図9に示す第1区画では、粗仕上げと最終仕上げは共に本工法を利用した。 The procedure and results of the experiment will be described below. The site where the concrete was placed was divided into 4 minutes, and rough finishing and final finishing work was performed by the main method, the conventional method, and the mixed method of the main method and the conventional method. In this method and the conventional method, the same registration mark was used for rough finishing, and the same iron was used for final finishing. In the first section shown in FIG. 9, this method was used for both rough finishing and final finishing.
言い換えると、粗仕上げと最終仕上げは、作業者が表示器4を確認しながら仕上げ作業を行った。図9に示す第2区画では、粗仕上げは本工法を、最終仕上げは従来工法を利用した。図9に示す第3区画及び第4区画では、粗仕上げと最終仕上げは共に従来工法を利用した。
In other words, the rough finish and the final finish were performed by the operator while checking the
粗仕上げの本工法では、図2に示すように、トンボ21に全周囲のプリズム3と計測用データコレクター5を固定して、作業者が計測用データコレクター5の画面を確認しながら粗仕上げ作業を行った。最終仕上げの本工法では、図4に示すように、コテ20にプリズム3を固定して、作業者が表示器4のスマートグラスを頭部に装着して、スマートグラスの画面を確認しながら最終仕上げ作業を行った。
In this rough finishing method, as shown in FIG. 2, the
従来工法では、打設の区画の中に設置した目印を作業者が確認しながら、トンボで粗仕上げ作業を行った。そして、粗仕上げ後、目印が取り外された。粗仕上げと最終仕上げが終了すると、レーザースキャナーを利用して、コンクリート打設面の出来形計測を行って現場データを取得した。出来形計測は、0.01m2/点(10cm角)のメッシュで計測した。 In the conventional construction method, the rough finishing work is performed with the dragonfly while the worker confirms the mark installed in the casting section. Then, after the rough finish, the mark was removed. After the rough finishing and final finishing were completed, a laser scanner was used to measure the finished shape of the concrete placement surface and acquire on-site data. The finished product was measured with a 0.01 m 2 / point (10 cm square) mesh.
この計測データを用いて信号処理し、コンクリート表面の打設高さの統計処理が行われた。よって、第1~第4区画のコンクリート表面の高さ精度それぞれを三次元設計データとの標高較差(最大と最小との差)を比較した。平坦性については、実験現場のヒートマップ上に1mメッシュの格子ラインを作成し各ラインごとに評価した。 Signal processing was performed using this measurement data, and statistical processing of the casting height of the concrete surface was performed. Therefore, the elevation difference (difference between the maximum and the minimum) with the three-dimensional design data was compared for each of the height accuracy of the concrete surface of the first to fourth sections. Regarding the flatness, a grid line of 1 m mesh was created on the heat map of the experimental site and evaluated for each line.
図10は、本システム1を利用して行った実験結果のグラフを図示している。図10(a)は、従来の工法と本システムによる工法で行われた工事の仕上げ面の高さ精度の確率密度関数のグラフを図示している。この確率密度関数のグラフは、仕上げされたコンクリート表面の高さが設計値を取る確率をその現場範囲にわたって積分することにより得られた値をグラフ化したものである。
FIG. 10 illustrates a graph of the results of an experiment conducted using the
図10(a)のグラフの横軸は評価点の高さと設計値とずれを表し、縦軸は評価点の高さが設計値を取る確率を表している。図10(b)は、従来の工法と本システムによる工法で行われた工事の仕上げ面の平坦度の確率密度関数を図示している。図10(b)のグラフの横軸は、評価面積の平坦度と設計値とのずれを表し、縦軸は評価点の平坦度が設計値を取る確率を表している。 The horizontal axis of the graph of FIG. 10A represents the height of the evaluation points and the deviation from the design value, and the vertical axis represents the probability that the height of the evaluation points takes the design value. FIG. 10B illustrates a probability density function of the flatness of the finished surface of the work performed by the conventional method and the method by this system. The horizontal axis of the graph of FIG. 10B represents the deviation between the flatness of the evaluation area and the design value, and the vertical axis represents the probability that the flatness of the evaluation point takes the design value.
表1には、現場実験の結果をまとめて表示しており、第1欄は評価項目を、第2欄は従来工法による仕上げ結果を、第3欄は本工法による仕上げ結果を、第4欄は従来工法と本工法の比較を示している。このように、従来工法と比べ、本工法は、平均高さ、高さの最大値及び最小値、標準偏差とも精度が向上した。従来工法と本工法とを比較すると、表1に示すように各項目(高さの最大値、最小値の範囲、標準偏差)は、精度が約50%程度向上した。 Table 1 summarizes the results of field experiments. The first column shows the evaluation items, the second column shows the finishing results by the conventional method, the third column shows the finishing results by this method, and the fourth column. Shows a comparison between the conventional method and this method. As described above, the accuracy of this method is improved in terms of average height, maximum and minimum values of height, and standard deviation as compared with the conventional method. Comparing the conventional method and the present method, as shown in Table 1, the accuracy of each item (maximum value, minimum value range, standard deviation of height) was improved by about 50%.
コンクリート表面の平坦度は同様に、従来施工と比べ、トンプリ使用、コテプリ使用と順を追って最凹部の最大値、標準偏差とも精度が向上した。
〔効果〕
このように、本発明のコンクリート打設仕上り管理システム1を利用すると、スマートグラス等の表示器4を通して、作業者が仕上げ面の高さを直接かつリアルタイムに確認しながら、仕上げ作業を行うことができるようになった。これにより、従来の仕上げ高さを確認するために設置していた目印が必要なくなった。
〔effect〕
As described above, by using the concrete casting
また、仕上げ面の3次元データを利用しているため、コンクリート仕上げ面に勾配がある場合でも、コンクリート仕上げ面が曲面の場合でも、作業者が直接その仕上げ面を確認できるようになった。これにより、仕上げ面の精度(平面度、高低)が従来より向上した。無論、これらの功利的な作業により、現場での作業時において、作業員、管理者にとって、仕上げ面の管理負担が低減する。 Further, since the three-dimensional data of the finished surface is used, the operator can directly check the finished surface regardless of whether the concrete finished surface has a slope or the concrete finished surface is a curved surface. As a result, the accuracy (flatness, high and low) of the finished surface has been improved as compared with the conventional case. Of course, these utilitarian tasks reduce the management burden on the finished surface for workers and managers during on-site work.
コンクリート打設仕上り管理システム1は、打設中に高さの変化がないたわみの出ないコンクリートの天端の現場、勾配のある面や曲面等を有する現場等で利用することができる。これにより、コンクリート打設時にトンボを使用して粗仕上げし、その後、木コテ、金コテ等のコテを使用した最終的な仕上げのとき、打設高さを示す目印が必要なくなり、従来の目印の設置と撤去の手間が不要になり、工事コストの節約につながる。
The concrete casting
コンクリートの仕上げ高さを仕上げ完了時点まで、仕上げ作業を行っている作業者が、リアルタイムに計測・確認できるシステムを構築し、コンクリート仕上げ面の高さ精度及び平坦度の向上と、打設準備および打設時の職員の省力化ができる。 We will build a system that allows workers who are performing finishing work to measure and check the finishing height of concrete in real time until the finishing is completed, improve the height accuracy and flatness of the concrete finished surface, and prepare for placing. It is possible to save labor at the time of placing.
Claims (10)
前記仕上げ手段に固定設置されたプリズム(3)と、
前記コンクリート打設時に、前記プリズムを追尾しながら、打設された前記コンクリート床版の表面高さを計測し計測データを出力するためのレーザ測距手段と、
前記コンクリート床版の設計データ及び前記計測データを用いて、前記表面の目標とする目標表面の仕上げ高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いの計算をする計算手段(6)と、
前記計算された結果を表示し前記打設表面の可視化をする表示手段(4、5)と、
前記レーザ測距手段、前記計算手段、及び前記表示手段と通信手段で通信する機能、前記計測データを前記レーザ測距手段から受信して前記計算手段へ送信する機能、前記計算された結果を前記計算手段から受信して表示又は前記表示手段へ送信する機能を備えたデータ処理手段(5)と
からなり、
前記表示手段、前記目標表面の前記仕上げ高さと、前記打設表面との高さの違いを表示しながら、前記コンクリート打設高さを表示し管理する
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理方法。 In concrete placement, in order to construct a concrete deck, concrete is poured into the formwork and the surface of the concrete is leveled and finished using the finishing means (8).
A prism (3) fixedly installed in the finishing means and
A laser ranging means for measuring the surface height of the placed concrete deck while tracking the prism at the time of placing the concrete and outputting the measurement data.
Calculation to calculate the difference between the finish height of the target surface of the surface and the height of the already placed surface, which is the already placed surface, using the design data of the concrete deck and the measurement data. Means (6) and
Display means (4, 5) for displaying the calculated result and visualizing the casting surface, and
The laser ranging means, the calculation means, and the function of communicating with the display means by the communication means, the function of receiving the measurement data from the laser ranging means and transmitting the measurement data to the calculation means, and the calculated result are described above. It consists of a data processing means (5) having a function of receiving from a calculation means and displaying or transmitting to the display means.
A concrete casting finish management method, characterized in that the concrete casting height is displayed and managed while displaying the difference between the finishing height of the target surface and the casting surface of the display means. ..
前記高さの違いは、数値、色強調、点灯表示、音声警告及びメッセージ出力の中から選択される1以上の強調表示である
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理方法。 In the concrete casting finish management method according to claim 1,
The concrete casting finish management method, wherein the difference in height is one or more highlights selected from numerical values, color highlights, lighting displays, voice warnings, and message outputs.
前記仕上げ手段は、トンボ、マグネシウムフロート及びコテの中から選択される一つの用具である
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理方法。 In the concrete casting finish management method according to claim 1 or 2.
The concrete casting finish management method, wherein the finishing means is one tool selected from a dragonfly, a magnesium float, and a trowel.
前記表示手段は、携帯用電子計算機のディスプレイ、又は、網膜投射型のディスプレイ若しくはヘッドマウントディスプレイ方式の拡張現実ウェアラブルコンピュータである
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理方法。 In the concrete casting finish management method according to claim 1, which is selected from claims 1 to 3.
The display means is a display of a portable electronic computer, or an augmented reality wearable computer of a retinal projection type display or a head-mounted display type, and is a concrete casting finish management method.
前記測距手段を制御するための測距手段用制御手段(7)によって、前記レーザ測距手段の向きを調整及び/又は前記レーザ測距手段の追尾計測を開始若しくは停止する
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理方法。 In the concrete casting finish management method according to claim 1 or 2.
It is characterized in that the direction of the laser ranging means is adjusted and / or the tracking measurement of the laser ranging means is started or stopped by the controlling means (7) for the ranging means for controlling the ranging means. Concrete placement finish management method.
前記仕上げ手段に固定設置されたプリズム(3)と、
前記コンクリート打設時に、前記プリズムを追尾しながら、打設された前記コンクリート床版の表面高さを計測し計測データを出力するためのレーザ測距手段と、
前記コンクリート床版の設計データ及び前記計測データを用いて、前記表面の目標とする目標表面の仕上げ高さと、既に打設された表面である打設表面との高さの違いを計算して出力する計算手段(6)と、
前記計算された結果を表示し前記打設表面の可視化をする表示手段(4、5)と、
前記レーザ測距手段、前記計算手段、及び前記表示手段と通信手段で通信する機能、前記計測データを前記レーザ測距手段から受信して前記計算手段へ送信する機能、前記計算された結果を前記計算手段から受信して表示又は前記表示手段へ送信する機能を備えたデータ処理手段(5)と
からなることを特徴とするコンクリート打設仕上り管理システム。 In concrete casting where concrete is poured into the formwork and the surface of the concrete is leveled and finished using the finishing means (8) in order to construct the concrete deck.
A prism (3) fixedly installed in the finishing means and
A laser ranging means for measuring the surface height of the placed concrete deck while tracking the prism at the time of placing the concrete and outputting the measurement data.
Using the design data of the concrete deck and the measurement data, the difference between the finished height of the target surface of the surface and the height of the already placed surface is calculated and output. Calculation means (6) and
Display means (4, 5) for displaying the calculated result and visualizing the casting surface, and
The laser distance measuring means, the calculation means, the function of communicating with the display means by the communication means, the function of receiving the measurement data from the laser distance measuring means and transmitting the measurement data to the calculation means, and the calculated result are described above. A concrete casting finish management system comprising a data processing means (5) having a function of receiving from a calculation means and displaying or transmitting to the display means.
前記高さの違いは、数値、色強調、点灯表示、音声警告及びメッセージ出力の中から選択される1以上の強調表示である
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理システム。 In the concrete casting finish management system according to claim 6,
A concrete casting finish management system characterized in that the difference in height is one or more highlights selected from numerical values, color highlights, lighting displays, voice warnings and message outputs.
前記仕上げ手段は、トンボ、マグネシウムフロート及びコテの中から選択される一つの用具である
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理システム。 In the concrete casting finish management system according to claim 6 or 7.
The finishing means is a concrete casting finish management system characterized in that it is one tool selected from dragonflies, magnesium floats and irons.
前記表示手段は、携帯用電子計算機のディスプレイ、又は、網膜投射型のディスプレイ若しくはヘッドマウントディスプレイ方式の拡張現実ウェアラブルコンピュータである
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理システム。 In the concrete casting finish management system according to claim 1, which is selected from claims 6 to 8.
The display means is a display of a portable electronic computer, or an augmented reality wearable computer of a retinal projection type display or a head-mounted display type, and is a concrete casting finish management system.
前記レーザ測距手段の向きを調整及び/又は前記レーザ測距手段の追尾計測を開始若しくは停止させるための測距手段用制御手段(7)を備えている
ことを特徴とするコンクリート打設仕上り管理システム。 In the concrete casting finish management system according to claim 6 or 7.
Concrete placement finish management, characterized in that the control means (7) for the distance measuring means for adjusting the direction of the laser distance measuring means and / or starting or stopping the tracking measurement of the laser distance measuring means is provided. system.
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