JPH1178394A - 特殊構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロックワークのような特殊構造物を、より容
易かつ迅速に構築して、工期の短縮化およびそれによる
施工コストの削減を図ることのできる特殊構造物の構築
方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 模型ユニット２０の所定間隔ごとの断面
形状の画像をＣＴスキャナー２１で取り込み、この画像
を画像データ処理装置で処理して模型ユニット２０の外
形座標データを取り込む。次いで、ＣＡＤ等のソフトウ
ェア等を用い、外形座標データに基づいて、立体モデル
像，鉄筋線データ，鉄筋加工図，鉄筋加工データを作成
した後、鉄筋加工データから鉄筋自動加工機で鉄筋を自
動的に所定の形状に加工し、この鉄筋を配筋組み立てし
て実寸の鉄筋ユニットを構築する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば疑似岩山や
仏像等のロックワークのような任意の３次元表面を有す
る特殊構造物を、これの縮小相似形である模型に基づい
て構築するときに用いて好適な特殊構造物の構築方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レジャー施設等で用いられるこ
とのある疑似岩山や仏像等のロックワークのような任意
の３次元表面を有する特殊構造物を構築するには、まず
これを縮尺した模型を作成し、この模型に基づいて実寸
の特殊構造物を作成することが多い。

【０００３】このような特殊構造物（以下、これを「ロ
ックワーク」と称する）を容易かつ迅速に構築するた
め、本出願人は、特願平１−４２７１号（特開平２−１
８４５００号）に示す技術を既に提案した。これは、ま
ず、図９に示すように、作成した模型１に、平面視格子
状となるよう、水平二方向（Ｘ軸，Ｙ軸方向）において
等間隔毎にライン２，３を引き、さらに高さ方向（Ｚ軸
方向）に等間隔毎にライン４を引く。そして、この模型
１を実寸のスケールにしたときに搬送や施工を容易に行
えるような大きさとなるよう、ライン２，３，４に沿っ
て切断し、複数個のユニット５に分割する。

【０００４】そして、図１０に示すように、切断された
一つ一つのユニット５に対して、所定間隔ごとにＸ軸，
Ｙ軸，Ｚ軸方向にライン６，７，８を引く。次いで、ユ
ニット５をライン８で切断し、その切断面およびユニッ
ト５の底面の周囲形状を紙の上でトレースして、図１１
（ａ）に示すような外形９を写し取る。そして、この外
形９から所定距離内方位置に、鉄筋の加工ライン１０を
引く。次いで、図１２に示すように、ライン６，７に沿
って、ひかり定規１１を用いて、ユニット５の表面形状
１２を取り出して図面化する。続いて、図１１（ｂ）に
示すように、図面化した表面形状１２の内方に鉄筋の加
工ライン１３を書き込む。

【０００５】このようにして各ユニット５から鉄筋の加
工ライン１０，１３等を得た後、鉄筋加工図を作成し、
これに基づいて実際のロックワークを構成する鉄筋の曲
げ加工を行う。そしてこの鉄筋を配筋組み立てして鉄筋
ユニットを組み上げる。そして、各ユニット５に対応し
た鉄筋ユニットを所定の位置に設置・据え付けした後、
ロックワークの表面の凹凸を再現するための金網等を設
置し、さらにその表面にモルタル等を吹き付けることに
よって実寸のロックワークを構築するようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のロックワークの構築方法には、以下のよ
うな問題が存在する。まず、構築すべき実寸のロックワ
ークが大きければ大きいほど、ユニット５の数は多くな
る。そして、各ユニット５に対する外形９のトレース作
業、ひかり定規１１による表面形状１２の取り出し作
業、これら外形９、表面形状１２に基づいた鉄筋の加工
ライン１０，１２の作図、さらには鉄筋加工図の作成と
いった作業はいずれも手作業であるために、言うまでも
なくロックワーク全体では膨大な手間が掛かり、工期の
短縮化の妨げとなっていた。同様に、鉄筋の曲げ加工も
手作業であるため手間が掛かる。

【０００７】さらには、各実寸ユニットに対して組み上
げる鉄筋は３次元となり、例えばその内部に配置する鉄
骨や周囲の足場等との取り合いも事前に確認するのが困
難で、現場で鉄骨、足場、鉄筋等を組み上げると互いに
干渉してしまうこともあった。この点からも依然として
ロックワークを容易かつ迅速に構築する、という課題は
完全に解決しているとは言えず、工期や施工コストの面
で改善の余地があるのが現状であった。

【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、ロックワークのような特殊構造物を、より
容易かつ迅速に構築して、工期の短縮化およびそれによ
る施工コストの削減を図ることのできる特殊構造物の構
築方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
任意の３次元表面を有する模型からこれの相似形たる特
殊構造物を構築する方法であって、まず、前記模型を、
断面スキャナーで一方向に沿って定められた間隔ごとに
撮像して各位置でその断面形状の画像を取り込む工程
と、画像データ処理手段により、前記断面形状の画像か
ら前記模型の外形線の外形座標データを取り込んだ後、
前記外形座標データより３次元面データを作成し、該３
次元面データより必要とされる断面の外形線データを作
成して、該外形線データに基づいて、前記外形線から定
められた寸法内側に配筋すべき鉄筋の位置を示す鉄筋線
データを設定し、次いで、該鉄筋線データから配筋すべ
き鉄筋加工データを作成する工程と、しかる後に、前記
鉄筋加工データに基づいて鉄筋を加工し、これを配筋組
立して実寸の前記特殊構造物を構築する工程と、からな
ることを特徴としている。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の特
殊構造物の構築方法において、前記断面スキャナーとし
て、ＣＴスキャナーを用いることを特徴としている。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の特殊構造物の構築方法において、前記鉄筋を加工
するに際して、鉄筋曲げ加工手段によって、前記加工デ
ータに基づいて鉄筋を自動的に曲げ加工することを特徴
としている。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の特殊構造物の構築方法において、前
記断面スキャナーで前記模型の断面形状を取り込むに際
して、前記模型の表面に、前記断面スキャナーで検出可
能な材料を付着させることを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る特殊構造物の
構築方法の実施の形態の一例を、図１ないし図８を参照
して説明する。ここでは、本発明に係る特殊構造物の構
築方法を、例えばロックワークの施工に適用する場合の
例を用いて説明する。なお、ここで構築すべきロックワ
ークの構造は、鉄筋を構造部材としてその表面にモルタ
ルを吹き付けたものである。

【００１４】図１に示すものは、以下に示すロックワー
クの構築方法の流れの概略を示す図である。ロックワー
ク（特殊構造）を構築するには、まず、図２に示すよう
に、形成すべきロックワークを所定の尺度で縮尺した模
型を作成して、これを複数の模型ユニット２０に分割す
る。そして、各模型ユニット２０をＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｄ Ｔｅｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー（断面スキャ
ナー）２１にかける。

【００１５】このＣＴスキャナー２１には例えば医療用
のものを用いる。通常、医療用のＣＴスキャナー２１
は、ベッド２２の患者に対し照射部２３からＸ線を照射
させ、患者の身体のいわば輪切り断層を撮像するもので
ある。そして、このようなＣＴスキャナー２１は、ベッ
ド２２がその長さ方向に移動可能となっており、ベッド
２２上の患者に対して、ベッド２２の長さ方向において
所定間隔ごとに照射部２３で撮像を行えるようになって
いる。

【００１６】このようなＣＴスキャナー２１のベッド２
２上に模型ユニット２０をセットし、照射部２３で模型
ユニット２０の断層を撮像する。このとき、ベット２２
をその長さ方向に移動しつつ、模型ユニット２０を、一
方向において所定間隔ごと（例えば１ｍｍ間隔）に撮像
する。

【００１７】ところで、このようなロックワークの模型
ユニット２０は、発泡ウレタン等で作成することが多
い。このような材料は空気を多く含んでいるために、単
にＣＴスキャナー２１で撮像したのでは模型ユニット２
０の像は現れないことがある。このため、ここでは模型
ユニット２０の表面に、例えば樹脂，水性エマルジョン
ペイント等の塗料（図示なし）等、Ｘ線写真で像が現れ
るような材料を吹き付けたり塗布したりしておく。する
と、図３（ａ）に示すように、塗料（図示なし）を塗布
しておいた模型ユニット２０の外形形状２６が撮像され
る。

【００１８】このようにして、例えば１ｍｍ間隔で撮像
された模型ユニット２０の各断面毎の外形形状２６の画
像データＤ１は、三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａ
ｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）システム等の画像データ処理
装置（画像データ処理手段）２７に送られる。

【００１９】外形形状２６の画像データＤ１を受け取っ
た画像データ処理装置２７では、必要に応じ、図３
（ｂ）に示すように、外形形状２６を強調する画像処理
を施し、強調した外形形状２６’を表す線の座標を取り
込んで外形座標データＤ２を作成する。これにより、外
形形状２６の画像は数値データに変換されたこととな
る。

【００２０】各断面毎の外形形状２６に対して同様の処
理を行った後、図４に示すように、これら所定間隔毎の
各断面の外形座標データＤ２から、ＣＡＤ等のソフトウ
ェア等を用い、元の模型ユニット２０の外形形状を示す
立体モデル像となる３次元面データ２８を作成する。

【００２１】次いで、ＣＡＤ等のソフトウェア等を用い
て、３次元面データ２８に対して、実際のロックワーク
で鉄筋を配筋すべき断面（必要とされる断面）の外形線
データＤ３を作成する。そして、この外形線データＤ３
から、図５に示すような鉄筋線データ２９を作成する。
これは、予めＣＡＤ等のソフトウェア等を用い、画像デ
ータ処理装置に入力しておいたプログラムを用い、断面
の外形線データＤ３に対してモルタル被り厚さを考慮し
た所定寸法内側に、直線Ｓと折り曲げ部Ｃとからなる鉄
筋線３０を設定し、この鉄筋線３０を表す座標データを
鉄筋線データ２９とする。

【００２２】続いて、作成した鉄筋線３０から鉄筋加工
図および鉄筋加工データを作成する。これには、基本的
には本出願人が提案した特公平５−５０７８１号の技術
を用いる。鉄筋線データ２９に基づき、任意に設定した
基準点に対する１番目、２番目、…の折り曲げ部Ｃの座
標を基にして、基準点から各折り曲げ部Ｃまでの鉄筋の
長さ、および各折り曲げ部Ｃでの曲げ角度を演算し、図
６に示すような鉄筋加工図３１および鉄筋加工データ３
２を作成する。

【００２３】そして、作成した鉄筋加工データ３２を、
鉄筋自動加工機（鉄筋曲げ加工手段）３３（図１参照）
に入力する。鉄筋自動加工機３３ではこの鉄筋加工デー
タ３２に基づいて、前記鉄筋線３０に対応した形状に鉄
筋３５を自動的に切断・曲げ加工する。

【００２４】このようにして、図７に示すように、配筋
すべき鉄筋３５を製作した後、組み立てヤード等におい
て、これらの鉄筋３５を組み立てて模型ユニット２０に
対応した鉄筋ユニット４０を製作する。

【００２５】そして、各模型ユニット２０に対応した鉄
筋ユニット４０を同様にして製作し、これを現場に搬入
して組立・据付けし、さらに細部の凹凸等を再現するた
めの補助鉄筋（図示なし）を配筋し、ラス（金網：図示
なし）を設置した後、その表面にモルタル等を吹き付け
ることによってロックワークが構築される。

【００２６】上述したロックワークの構築方法では、模
型ユニット２０の所定間隔ごとの断面形状の画像をＣＴ
スキャナー２１で取り込み、この画像を画像データ処理
装置（図示なし）で処理して模型ユニット２０の外形座
標データＤ２を作成し、次いで、外形座標データＤ２に
基づいて３次元面データ２８を作成して実際のロックワ
ークで鉄筋を配筋すべき断面の外形線データＤ３を作成
し、これに基づいて鉄筋線データ２９，鉄筋加工図３
１，鉄筋加工データ３２を作成した後、鉄筋加工データ
３２から鉄筋自動加工機３３で鉄筋３５を自動的に所定
の形状に加工し、この鉄筋３５を配筋組み立てして実寸
のロックワークを構築する構成となっている。このよう
にしてＣＴスキャナー２１で模型ユニット２０を採寸す
ることによって、採寸だけでなく、各種データの作成か
ら鉄筋の加工までをシステマティックに行うことができ
るので、ほとんどが手作業である従来の方法に比較して
大幅な作業の効率化を図ることができ、ロックワークの
構築までの全体工期の短縮およびコストの大幅な削減を
図ることができる。

【００２７】しかも、ＣＴスキャナー２１で模型ユニッ
ト２０の断面を取り込むことによって、例えば模型ユニ
ット２０の内部に空洞等がある場合や、図２に示したよ
うに、裏側に凹部４１がある場合、従来の手作業による
方法では、採寸が非常に困難であったり、あるいは不可
能である場合があったが、上記方法によれば、採寸を何
ら問題なく容易かつ正確に行ってロックワークを製作す
ることができる。

【００２８】また、ＣＴスキャナー２１を用いることに
より、模型ユニット２０はベッド２２に載る大きさまで
最大限大きくすることができる。これに対して従来の方
法では、採寸等の作業を行うために、模型を分割したユ
ニットは例えば机上に載る程度の大きさである必要があ
った。したがって上記方法によれば、模型ユニット２０
の大型化を図ることができ、これによっても効率化を図
ることが可能となる。

【００２９】しかも、このような医療用のＣＴスキャナ
ー２１はリース等により調達することも可能であり、こ
の点もコスト面で有利となる。

【００３０】さらに、画像データ処理装置やＣＡＤ等の
ソフトウェア等で模型の断面形状の画像からこれを数値
データに置き換える構成としたが、これによって、この
数値データを、立体モデル像２８，鉄筋線データ２９，
鉄筋加工図３１，鉄筋加工データ３２等だけでなく、種
々のことに利用することが可能となる。例えば、図８に
示すように、画像データ処理装置で鉄筋ユニット４０を
組み上げた状態の画像を作り、その内部に配置する鉄骨
４３や外部に設ける足場４４等との干渉を事前にチェッ
クすることも可能となる。これ以外にも、立体モデル像
２８を作成することにより、その表面積を演算すれば実
寸のロックワークの表面積を求めることができ、モルタ
ル吹付面積等も正確に把握することができる。

【００３１】また、断面スキャナー２１で模型ユニット
２０の断面外形形状を取り込むに際して、模型ユニット
２０の表面に例えば水性エマルジョン塗料等の塗料（図
示なし）を塗布する構成となっている。これにより、模
型ユニット２０が発泡ウレタン等、Ｘ線照射等で検出が
困難な材料で形成されている場合にも、模型ユニット２
０の外形形状２６のみを確実に検出することができ、上
記効果を確実に挙げることが可能となる。

【００３２】なお、上記実施の形態において、本発明の
主旨を逸脱しない範囲内であれば他の構成を適宜採用す
ることが可能である。例えば、上記実施の形態では、Ｃ
Ｔスキャナー２１、ＣＡＤ等の画像データ処理装置、鉄
筋自動加工機等を用いる構成としたが、これらを一体化
しても良いし、また別々に設置するようにしても良く、
さらには他の装置を用いても良い。そして、模型ユニッ
ト２０の採寸のために用いたＣＴスキャナー２１につい
ても、具体的な装置構成等は何ら問うものでない。もち
ろん、Ｘ線以外のものを照射するものであっても良い。
さらに、このＣＴスキャナー２１は、上記実施の形態で
は医療用のものを流用したが、もちろん他のものを用い
ても良いし、またロックワーク構築専用に用意しても良
い。またこれら装置の間のデータのやりとりは、オンラ
インでも良いし、あるいはフロッピーディスク等の記憶
媒体を用いても良い。

【００３３】また、上記実施の形態では、ＣＴスキャナ
ー２１で模型ユニット２０の断面形状を取り込むに際し
て、その表面に水性エマルジョン塗料等の塗料（図示な
し）を塗布する構成としたが、ＣＴスキャナーで検出で
きるのであれば適宜他の材料を採用することができる。
もちろん、模型ユニット２０を形成する材料にも他の材
料を採用することが可能であり、そのような場合には採
用した材料に合わせて塗料（図示なし）等を選定するの
は当然のことである。

【００３４】さらに、上記実施の形態では、鉄筋自動加
工機３３で鉄筋３５を自動的に折り曲げ加工する構成と
したが、ロックワークの規模等によっては、鉄筋３５の
折り曲げ加工を、他の装置で行ったり手作業で行う等し
ても良い。

【００３５】加えて、模型を複数の模型ユニット２０に
分割して作業を行う構成となっているが、言うまでもな
く、模型の大きさ等によってはこれを分割する必要はな
い。そして、ロックワークについても、その構造を上記
したものに限るものではない。もちろん、本発明に係る
特殊構造物の構築方法が対象とする特殊構造物は、疑似
岩山や仏像等のロックワークに限らず、他の種類の構造
物であっても良い。

【００３６】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に係る特殊構造物の構築方法によれば、模型を、ＣＴス
キャナー等の断面スキャナーで模型の所定間隔ごとの断
面形状の画像を取り込み、次いで、画像データ処理手段
により、断面形状の画像からその外形座標データを取り
込んだ後、３次元面データを作成し、実際のロックワー
ク等で鉄筋を配筋すべき断面の外形線データを作成し、
これに基づいて鉄筋線データを設定し、続いて、鉄筋加
工データ作成手段により鉄筋加工データを作成し、しか
る後に、鉄筋加工データに基づいて加工した鉄筋を配筋
組立して実寸の特殊構造物を構築する構成となってい
る。このようにしてＣＴスキャナー等の断面スキャナー
を用いて模型を採寸し、これに基づいて、鉄筋線デー
タ，鉄筋加工データを作成することによって、ほとんど
が手作業である従来の方法に比較して大幅な作業の効率
化を図ることができ、特殊構造物の構築までの全体工期
の短縮およびコストの大幅な削減を図ることができる。
しかも、ＣＴスキャナー等で模型の断面を取り込むこと
によって、例えば模型の裏側や内部に凹部や空間がある
等、従来の方法では計測が非常に困難あるいは不可能で
あった場合にも、採寸を確実に行って模型を基にして特
殊構造物を作り出すことができる。また、ＣＴスキャナ
ーを使用することにより、模型ユニットの大型化を図る
ことができ、これによっても効率化を図ることが可能と
なる。加えて、医療用のＣＴスキャナー等はリース等に
より調達することも可能であり、この点もコスト面で有
利となる。さらに、画像データ処理手段やＣＡＤ等のソ
フトウェア等を用いることにより、模型の断面形状画像
からこれを数値データに置き換えることによって、この
数値データを、上記したような鉄筋加工データ等だけで
なく、種々のことに利用することが可能となる。例え
ば、鉄筋と内部に配置する鉄骨や外部に設ける足場等と
の干渉を事前にチェックすることも可能となる。

【００３８】請求項３に係る特殊構造物の構築方法によ
れば、鉄筋曲げ加工手段によって、加工データに基づい
て鉄筋を自動的に曲げ加工する構成となっている。これ
により、鉄筋の曲げ工程までを一連のシステムに組み込
むことができ、より一層の効率化を図ることが可能とな
る。

【００３９】請求項４に係る特殊構造物の構築方法によ
れば、断面スキャナーで模型の断面外形形状を取り込む
に際して、模型の表面に断面スキャナーで検出可能な材
料を付着させる構成となっている。これにより、模型の
材料にかかわらず上記効果を挙げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る特殊構造物の構築方法の流れの
一例を示す図である。

【図２】 前記構築方法を示す図であって、模型を採寸
するためのＣＴスキャナーを示す斜視図である。

【図３】 同、前記ＣＴスキャナーで取り込んだ模型の
断面形状の画像を示す図である。

【図４】 同、前記模型の断面形状の画像から作成した
３次元面データを示す図である。

【図５】 同、前記模型の断面形状の画像から作成した
外形線および鉄筋線を示す図である。

【図６】 同、前記鉄筋線から作成した鉄筋加工図およ
び鉄筋加工データを示す図である。

【図７】 同、鉄筋を組み立てた状態を示す図である。

【図８】 同、組み立てた鉄筋と、鉄骨や足場との干渉
を確認している状態を示す図である。

【図９】 従来の特殊構造物の構築方法を示す図であっ
て、模型に等間隔でラインを引いた状態を示す斜視図で
ある。

【図１０】 同、模型を複数に分割したユニットを示す
斜視図である。

【図１１】 同、ユニットから図面化した外形および鉄
筋線を示す図である。

【図１２】 同、ユニットを光り定規で型取りしている
状態を示す立断面図である。

【符号の説明】

２１ ＣＴスキャナー（断面スキャナー） ２７ 画像データ処理装置（画像データ処理手段） ２９ 鉄筋線データ ３２ 鉄筋加工データ ３３ 鉄筋自動加工機（鉄筋曲げ加工手段） ３５ 鉄筋 Ｄ２ 外形座標データ Ｄ３ 外形線データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 征隆 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の３次元表面を有する模型からこれ
   の相似形たる特殊構造物を構築する方法であって、 まず、前記模型を、断面スキャナーで一方向に沿って定
   められた間隔ごとに撮像して各位置でその断面形状の画
   像を取り込む工程と、 画像データ処理手段により、前記断面形状の画像から前
   記模型の外形線の外形座標データを取り込んだ後、前記
   外形座標データより３次元面データを作成し、該３次元
   面データより必要とされる断面の外形線データを作成し
   て、該外形線データに基づいて、前記外形線から定めら
   れた寸法内側に配筋すべき鉄筋の位置を示す鉄筋線デー
   タを設定し、次いで、該鉄筋線データから配筋すべき鉄
   筋加工データを作成する工程と、 しかる後に、前記鉄筋加工データに基づいて鉄筋を加工
   し、これを配筋組立して実寸の前記特殊構造物を構築す
   る工程と、からなることを特徴とする特殊構造物の構築
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の特殊構造物の構築方法に
   おいて、前記断面スキャナーとして、ＣＴスキャナーを
   用いることを特徴とする特殊構造物の構築方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の特殊構造物の構
   築方法において、前記鉄筋を加工するに際して、鉄筋曲
   げ加工手段によって、前記加工データに基づいて鉄筋を
   自動的に曲げ加工することを特徴とする特殊構造物の構
   築方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の特
   殊構造物の構築方法において、前記断面スキャナーで前
   記模型の断面形状を取り込むに際して、前記模型の表面
   に、前記断面スキャナーで検出可能な材料を付着させる
   ことを特徴とする特殊構造物の構築方法。