JPH08210832A - 水中円柱杭の歪み計測方法 - Google Patents

水中円柱杭の歪み計測方法

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JPH08210832A
JPH08210832A JP1487195A JP1487195A JPH08210832A JP H08210832 A JPH08210832 A JP H08210832A JP 1487195 A JP1487195 A JP 1487195A JP 1487195 A JP1487195 A JP 1487195A JP H08210832 A JPH08210832 A JP H08210832A
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JP
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points
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JP1487195A
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English (en)
Inventor
Satoru Miura
悟 三浦
Yorihaya Yokota
依早弥 横田
Jiro Okamoto
二郎 岡本
Morimasa Akemoto
守正 明本
Yoshihisa Matsuishi
佳久 松石
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Kajima Corp
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Kajima Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】水中円柱杭の歪みを容易に且つ精度よく計測す
る計測方法の提供。 【構成】超音波距離計7及び方位計9が水平向きに取付
けられた回転台10を所定位置P0から水中の計測点P1へ吊
下げる。所定位置P0の座標と吊下げの長さL1とから計測
点P1の座標を算出し、回転台10を計測点P1の回りに水平
に回転させながら計測点P1から見た円柱杭側面上の3以
上の対向点Q1、Q2、Q3までの対向点距離及び対向点方位
を計測し、計測した対向点距離及び対向点方位と計測点
P1の座標とから3以上の対向点Q1、Q2、Q3の座標を算出
し、対向点Q1、Q2、Q3の座標に基づき円柱杭1の中心O1
の座標を算出する。回転台10を昇降させながら中心O1
座標算出を繰返すことにより円柱杭1の中心軸線の鉛直
に対する歪みを計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中円柱杭の歪み計測方
法に関し、とくに水中に鉛直に設けた円柱杭の鉛直に対
する歪みを計測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】製油所等において、海中に鉛直に打設し
た円柱形の鋼管杭(以下、海中鋼管杭ということがあ
る)を用いてタンカー着棧橋等を構築することがある。
このような海中鋼管杭は比較的頑丈であるものの、長期
間の使用により中心軸線に変形や歪み(以下、単に歪み
ということがある)が生じ、例えば鉛直性を失って棧橋
等の安全な使用に支障を来すことがある。このためタン
カー着棧橋等では海中鋼管杭の歪み計測を定期的又は非
定期的に行なっている。
【0003】従来、海中鋼管杭等の水中に立てた円柱杭
(以下、水中円柱杭ということがある)の歪み計測で
は、水面上方の所定位置から円柱杭側面に沿って鉛直基
準糸を水中に吊下げ、水面下のダイバーが異なる深さ位
置において物差し等で鉛直基準糸と円柱杭側面との間の
水平最短距離を計測し、異なる深さ位置の水平最短距離
を比較することにより円柱杭の中心軸線の鉛直方向の歪
みを求める方法が用いられている。また円柱杭側面に接
触させながら傾斜計を何等かの方法により水面上方から
水中へ円柱杭の中心軸線に沿って滑降させ、単位滑降距
離毎の傾斜計の計測データを累積することにより円柱杭
の水面下の歪みを演算する方法も用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来のダイバー
作業による歪み計測方法は、物差し等で円柱杭側面と基
準糸との間の水平最短距離を計測することが難しく、計
測誤差が生じ易い問題点がある。円柱杭側面は曲面であ
り、基準糸から水平最短距離となる曲面上の位置を目視
により判断することが難いからである。とくに直径が1
mを越えるような大径円柱杭の場合は正確な水平最短距
離の計測が難しく、精度の良い歪み計測が期待できなか
った。またこの方法はダイバー作業を伴うので、水深が
深い場合にはダイバー作業時間の制約もある。従って短
時間で正確な歪みを求めるため歪み計測の機械化が望ま
れていた。
【0005】一方従来の傾斜計を用いる歪み計測方法
は、円柱杭側面に傾斜計を接触させながら滑降させるた
めの特別の加工を施す必要があり、普通の円柱杭に対し
ては適用し難い問題点がある。また長期間の使用の間に
円柱杭側面に貝類等が付着した場合は、傾斜計の滑降前
に付着物を取り除く作業が必要となる。
【0006】そこで本発明の目的は、水中円柱杭の歪み
が容易に且つ精度よく計測できる歪み計測方法を提供す
るにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1の実施例を参照する
に、本発明の水中円柱杭の歪み計測方法は、鉛直に設け
た水中円柱杭1の中心軸線の鉛直に対する歪みを計測す
る方法において、超音波距離計7及び方位計9が水平向
きに取付けられた回転台10を所定位置P0から水中の計測
点P1へ吊下げ、所定位置P0の座標(X0、Y0、Z0)と吊下
げの長さL1とから計測点P1の座標(X0、Y0、Z1)を算出
し、回転台10を計測点P1の回りに水平に回転させながら
超音波距離計7及び方位計9により計測点P1から見た円
柱杭側面上の3以上の対向点Q1、Q2、Q3までの対向点距
離LQ1、LQ2、LQ3及び対向点方位θQ1、θQ2、θQ3を計
測し、計測した3以上の対向点Q1、Q2、Q3の座標を対向
点距離LQ1、LQ2、LQ3及び対向点方位θQ1、θQ2、θQ3
と計測点P1の座標(X0、Y0、Z1)とから算出し、3以上
の対向点Q1、Q2、Q3の座標に基づき円柱杭1の中心O1
座標(XO1、YO1、Z1)を算出し、回転台10を昇降させな
がら中心O1の座標算出を繰返すことにより円柱杭1の中
心軸線の歪みを計測してなるものである。
【0008】
【作用】図2の流れ図を参照して本発明の作用を説明す
る。先ずステップ201において所定位置P0の座標(X0、Y
0、Z0)を測量等により計測し、例えば長さ調節可能な
索5により超音波距離計7及び方位計9が水平向きに取
付けられた回転台10を所定位置P0から吊下げる。但し回
転台10の吊下げ方法は索5による吊下げに限定されず、
回転台10の位置が計測可能な吊下げ方法であれば足り
る。超音波距離計7は、指向性の鋭い超音波信号を発射
したのち対向点Qで反射された前記信号を受信するまで
の時間と超音波信号の水中伝搬速度とから対向点Qまで
の距離を求める原理のもので、例えばソナー等の従来技
術に属するものである。超音波信号の水中伝搬速度は例
えば歪み計測の開始前に求めておくことができる。また
方位計9は超音波距離計7の信号発信方位を計測するた
めのものである。
【0009】ステップ202で、索5の吊下げ長さL1を計
測しながら、回転台10を所定位置P0から水面下の今回計
測点P1へ吊下げる。図1は索5の水面上方の一端をウィ
ンチ13に接続し、ウィンチ13の繰出し長さを回転深度計
15で計測することにより索5の吊下げ長さL1を求めてい
る。ステップ203では所定位置P0の座標(X0、Y0、Z0
と索5の吊下げ長さL1とから今回計測点P1の座標(X0
Y0、Z1)=(X0、Y0、Z0−L1)を算出する。図1に示す
ように回転深度計15の計測値をコンピュータ17へ入力
し、例えばメモリ19に記憶した所定位置P0の座標を用い
て今回計測点P1の座標を自動的に算出することができ
る。
【0010】例えば索5を手動で捩ることにより、回転
台10を計測点P1の回りに水平に回転させ、超音波距離計
7及び方位計9により円柱杭側面上の3以上の対向点
Q1、Q2、Q3までの対向点距離LQ1、LQ2、LQ3及び対向点
方位θQ1、θQ2、θQ3を計測する。超音波距離計7は1
回転のうちの一部角度範囲で円柱杭1と対向し、対向時
と非対向時との境界において対向点距離LQは不連続的に
変化するので、この不連続変化の監視により超音波距離
計7が円柱杭1と対向するか否かが判断できる。図2の
流れ図では、ステップ204で回転台10を1回転させなが
ら対向点Qまでの対向点距離LQ及び対向点方位θQを継
続的に計測して例えばメモリ19に記憶し、ステップ205
でメモリ19に記憶した複数の対向点Qの中から3以上の
対向点Q1、Q 2、Q3まで対向点距離LQ1、LQ2、LQ3及び対
向点方位θQ1、θQ2、θQ3を選択している。但し対向点
距離LQ及び対向点方位θQのメモリ19への記憶は本発明
に必須ではない。
【0011】ステップ206において対向点距離LQ1
LQ2、LQ3及び対向点方位θQ1、θQ2、θ Q3と今回計測点
P1の座標とを用いて各対向点Q1、Q2、Q3の座標(XQ1、Y
Q1、Z1)、(XQ2、YQ2、Z1)、(XQ3、YQ3、Z1)を算出
する。図1(B)に示すように、各対向点Q1、Q2、Q3は何
れも水平面H1と円柱杭1との円周交線上にあるので、3
以上の対向点Q1、Q2、Q3の座標から円周が一意的に定ま
り、ステップ207において円周の中心O1、即ち水平面H1
と交差する円柱杭1の中心O1の座標(XO1、YO1、Z1)が
幾何学的に算出できる。
【0012】ステップ208で計測終了を判断し、計測を
続行する場合はステップ209へ進み、吊下げ長さL1を計
測しながら回転台10を次回計測点へ移動させた後ステッ
プ203へ戻り、次回計測点においてステップ203〜206を
繰返す。ステップ208で終了する場合はステップ210へ進
み、算出した全ての中心O1の座標を結ぶ曲線を算出し、
円柱杭1の中心軸線の歪みを求める。水面から水底まで
の深さの異なる計測点でステップ203〜206を繰返すこと
により、円柱杭1の中心軸線の歪みが高精度で計測でき
る。本発明によればダイバー作業なしに歪み計測を行な
うことができ、円柱杭に特別な加工を施す必要もない。
また円柱杭側面に貝類等が付着しているときでも、付着
物が円柱杭周囲に均等に付着している場合は、その付着
物を除去せずに歪み計測を行なうことが可能である。
【0013】こうして本発明の目的である「水中円柱杭
の歪みが容易に且つ精度よく計測できる歪み計測方法」
が達成できる。
【0014】
【実施例】図3は、水面上方の異なる所定位置P0a、P0b
から水中の同一水平面H1上の異なる今回計測点P1a、P1b
へ図1と同じ構成の回転台10a、10bを吊下げ、複数の回
転台10a、10bにより円柱杭1の歪みを計測する実施例を
示す。図3における歪み計測処理の流れ図を図4に示
す。先ずステップ401で水面上方の所定位置P0a、P0b
座標を求め、ステップ402で所定位置P0a、P0bから今回
計測点P1a、P1bへ回転台10a、10bを吊下げ、ステップ40
3で今回計測点P1a、P1bの座標を算出する。ステップ404
において、各回転台10a、10bを1回転させながら各計測
点P1a、P1bから見た円柱杭側面上の対向点Qまでの対向
点距離LQ及び対向点方位θQを計測し、且つ各計測値を
メモリ19に順次記憶する。
【0015】ステップ405において、メモリ19に記憶し
た各計測点P1a、P1bからの対向点距離LQの列の中からそ
れぞれ最小値となる最近対向点Q1a、Q1bを検出し、ステ
ップ406において、今回計測点P1a、P1bの座標とメモリ1
9に記憶した対向点距離LQ及び対向点方位θQとから各最
近対向点Q1a、Q1bの座標を算出する。図3(B)を参照す
るに、計測点P1a、P1bと対応する最近対向点Q1a、Q1b
それぞれ結ぶ2本の直線は何れも円柱杭1の中心軸線と
交差する。図3の実施例では、この2直線の交点の座標
として円柱杭1の中心O1の座標を求める(ステップ40
7)。但し円柱杭1の側面に付着物が付着している場合
は、対向点距離LQの計測前に付着物を除去する必要があ
る。ステップ403〜407を必要な回数だけ繰返し、ステッ
プ410において中心O1の座標を結ぶ曲線として円柱杭1
の中心軸線を求める。なお図3の実施例は計測点10が2
つの場合を示すが、3以上の計測点10に回転台10を吊下
げて図4の流れ図による歪み計測を行なうことも可能で
ある。
【0016】図5は、予め打設位置が既知の複数の水中
円柱杭11〜14の歪みを同時に計測する本発明の実施例を
示す。複数の水中円柱杭11〜14と交差する水中の同一水
平面H1上の複数の計測点P1a〜P1eへ、それぞれ水面上方
の所定位置から図1と同じ構成の回転台10a〜10eを吊下
げる。各計測点P1a〜P1eの座標は図1及び図3の実施例
と同様にして算出することができる。水平面H1で回転台
10a〜10eを1回転させながら対向点距離LQ及び対向点方
位θQをそれぞれ計測してメモリ19に記憶する。
【0017】計測点P1bで計測される対向点距離LQにつ
いてみると、回転台10bに取付けた超音波距離計7は1
回転の間に4本の円柱杭11〜14と対向するので、計測点
P1bで計測される対向点距離LQの列からは4つの極小値
が検出される。図5の実施例では、メモリ19に記憶した
対向点距離LQの列から極小値となる4つの最近対向点Q1
b〜Q4bを全て検出し、その最近対向点Q1b〜Q4bの座標を
計測点P1bの座標とメモリ19の対向点距離LQ及び対向点
方位θQとから算出する。他の計測点P1a、P1c、P 1d、P
1eについても同様にして全ての最近対向点の座標を求め
る。
【0018】計測点P1a〜P1eで求めた全ての最近対向点
の中から円柱杭11の打設位置近傍の3以上の最近対向点
Q1a、Q1b、Q1eを選択し、選択した最近対向点Q1a
Q1b、Q1eの座標から円柱杭11の中心O1の座標を求める。
図5の実施例では、全ての最近対向点の座標の作図によ
り円柱杭11近傍の3つの最近対向点Q1a、Q1b、Q1eを求
め、Q1a−Q1bの垂直二等分線とQ1b−Q1eの垂直二等分線
との交点として作図により円柱杭11の中心O1の座標を求
めている。同様に円柱杭12〜14の中心O2、O3、O4の座標
も、それぞれの打設位置近傍の3以上の最近対向点の座
標から求めることができる。このようにして図5の実施
例では、複数の円柱杭11〜14の中心O1〜O4の座標が同時
に求められるので、水平面H1を水面から水底までの異な
る深さへ移動させながら中心O1〜O4の座標算出を繰返す
ことにより、複数の円柱杭11〜14の歪みを同時に計測す
ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水中円柱
杭の歪み計測方法は、超音波距離計及び方位計が水平向
きに取付けられた回転台を水中の計測点へ吊下げ、回転
台を計測点の回りに水平に回転させながら計測点から見
た円柱杭側面上の対向点までの対向点距離及び対向点方
位を計測し、計測点の座標と対向点距離及び対向点方位
とから3以上の対向点の座標を算出し、3以上の対向点
の座標に基づき円柱杭の中心の座標を算出し、計測点を
移動させながら中心の座標算出を繰返して円柱杭の中心
軸線の歪みを計測するので、以下の顕著な効果を奏す
る。
【0020】(イ)ダイバー作業を必要とせず、水面上方
における作業のみにより水中円柱杭の歪みを容易に且つ
比較的精度良く計測することができる。 (ロ)円柱杭に特別な加工を施す必要がなく、現在稼働中
のあらゆる水中円柱杭の歪み計測に容易に適用すること
ができる。 (ハ)回転台の昇降及び回転という機械的動作のみで円柱
杭の歪みが計測できるので、歪み計測の自動化に寄与す
ることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図2】は、図1における計測処理の流れ図である。
【図3】は、本発明の他の実施例の説明図である。
【図4】は、図3における計測処理の流れ図である。
【図5】は、本発明の更に他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
1 水中円柱杭 2 水面 3 水底 5 索 7 超音波距離計 9 方位計 10 回転台 11 重り 13 ウィンチ 15 回転深度計 17 コンピュータ 19 メモリ。
フロントページの続き (72)発明者 明本 守正 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 松石 佳久 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉛直に設けた水中円柱杭の中心軸線の鉛直
    に対する歪みを計測する方法において、超音波距離計及
    び方位計が水平向きに取付けられた回転台を所定位置か
    ら水中の計測点へ吊下げ、前記所定位置の座標と前記吊
    下げの長さとから前記計測点の座標を算出し、前記回転
    台を前記計測点の回りに水平に回転させながら前記超音
    波距離計及び方位計により前記計測点から見た前記円柱
    杭側面上の3以上の対向点までの対向点距離及び対向点
    方位を計測し、前記計測した3以上の対向点の座標を前
    記対向点距離及び対向点方位と前記計測点の座標とから
    算出し、前記3以上の対向点の座標に基づき前記円柱杭
    の中心の座標を算出し、前記回転台を昇降させながら前
    記中心の座標算出を繰返すことにより前記円柱杭の中心
    軸線の歪みを計測してなる水中円柱杭の歪み計測方法。
  2. 【請求項2】請求項1の歪み計測方法において、前記回
    転台を前記所定位置から吊下げた索に固定し、前記索の
    捩りにより前記回転台を前記計測点の回り水平に1回転
    させながら前記対向点までの対向点距離及び対向点方位
    を継続的に計測し且つ順次記憶し、前記記憶した3以上
    の対向点距離及び対向点方位と前記計測点の座標とから
    前記3以上の対向点の座標を算出してなる水中円柱杭の
    歪み計測方法。
  3. 【請求項3】請求項2の歪み計測方法において、前記円
    柱杭と水面下で交差する同一水平面上の複数の計測点へ
    それぞれ所定位置から前記回転台を吊下げ、前記所定位
    置の座標と前記吊下げの長さとから前記各計測点の座標
    を算出し、前記各回転台を前記各計測点の回りに水平に
    1回転させながら前記円柱杭側面上の対向点までの対向
    点距離及び対向点方位を継続的に計測し且つ順次記憶
    し、前記各計測点からの対向点距離が最小値となる最近
    対向点をそれぞれ検出し、前記各計測点の座標と前記各
    最近対向点までの対向点距離及び対向点方位とから前記
    各最近対向点の座標を算出し、複数の最近対向点の座標
    に基づき前記円柱杭の中心の座標を算出してなる水中円
    柱杭の歪み計測方法。
  4. 【請求項4】請求項3の歪み計測方法において、前記同
    一水平面上の計測点の数を2とし、前記各計測点の座標
    と対応する各最近対向点の座標とを結ぶ2本の直線の交
    点の座標から前記円柱杭の中心の座標を算出してなる水
    中円柱杭の歪み計測方法。
  5. 【請求項5】請求項3の歪み計測方法において、前記同
    一水平面上の計測点の数を3とし、前記3計測点の各々
    に対する最近対向点の座標に基づき前記円柱杭の中心の
    座標を算出してなる水中円柱杭の歪み計測方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431225B1 (ko) * 1997-10-01 2004-06-16 산요덴키가부시키가이샤 수직배향형액정표시장치
CN114277802A (zh) * 2021-12-13 2022-04-05 深圳市工勘岩土集团有限公司 逆作法钢管结构柱后插法定位施工结构
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