JP7679013B2 - Bridge renewal method and support system - Google Patents
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Description
本発明は、橋梁リニューアル方法および支援システムに関する。 The present invention relates to a bridge renewal method and support system.
既設の橋梁をリニューアルするリニューアル工事が行われている。リニューアル工事においては、例えば、特許文献1のように、橋軸方向に並設されている床版が交換される。具体的には、まず、橋梁の周辺に足場を組み立てたのち、その足場を利用して橋梁の測量を行う。そして、測量結果と建設時に作成した竣工図とに基づいて、現在の橋梁と竣工図との違いを把握する。次に、竣工図、現在の橋梁と竣工図との違いや割付ルールに基づいて、設計者が実際に設置する新設床版の割付を行うことで新設床版の設計を行う。設計者の設計に基づいて新設床版が製作されたのち、施工現場へと搬入される。施工現場においては、既設床版を除去して既設桁を露出させたのち、搬入された新設床版が設置される。
Renovation work is being carried out to renovate an existing bridge. In renovation work, for example, as in
ところで、上述したリニューアル工事は、例えば高速道路であれば通行止めなどの交通規制をした状態で行われることから、現場周辺の道路において交通が混雑したり、渋滞したりする。そのため、交通規制の期間を含め、橋梁のリニューアル工事の工期短縮が求められている。 However, the above-mentioned renovation work is carried out under traffic restrictions, such as road closures on expressways, which can lead to traffic congestion and congestion on roads around the construction site. For this reason, there is a demand to shorten the construction period for bridge renovation work, including the period of traffic restrictions.
上記課題を解決する橋梁リニューアル方法は、橋軸方向に複数の床版が並設された橋梁をリニューアルする橋梁リニューアル方法であって、前記橋梁のリニューアルを支援する支援システムが、既設橋梁の路上点群データと前記既設橋梁の路下点群データとを取得し、前記路上点群データと前記路下点群データとを合成して前記既設橋梁の3Dモデルを作成し、前記3Dモデルと割付ルールとに基づく割付シミュレーションにより新設床版の割付を行い、前記新設床版の設計データを作成する。 The bridge renewal method that solves the above problem is a bridge renewal method for renovating a bridge with multiple decks arranged side by side in the bridge axis direction, in which a support system that supports the bridge renewal acquires on-road point cloud data and under-road point cloud data of the existing bridge, synthesizes the on-road point cloud data and the under-road point cloud data to create a 3D model of the existing bridge, allocates new decks by an allocation simulation based on the 3D model and allocation rules, and creates design data for the new deck.
本発明によれば、橋梁のリニューアル工事の工期を短縮することができる。 This invention makes it possible to shorten the construction period for bridge renovation work.
図1~図12を参照して、橋梁リニューアル方法およびその支援システムの一実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、リニューアル工事において既設床版を交換する場合について説明する。 One embodiment of a bridge renewal method and its support system will be described with reference to Figures 1 to 12. Note that in this embodiment, a case where an existing deck is replaced in renewal work will be described.
図1に示すように、既設橋梁の既設床版を交換するリニューアル工事においては、設計準備工程(ステップS101)、設計工程(ステップS102)、床版製作工程(ステップS103)、施工準備工程(ステップS104)、施工工程(ステップS105)が行われる。 As shown in Figure 1, renewal work to replace the existing deck of an existing bridge involves a design preparation process (step S101), a design process (step S102), a deck production process (step S103), a construction preparation process (step S104), and a construction process (step S105).
図2に示すように、リニューアル工事を支援する支援システム10は、設計支援システム20、製作支援システム30、および、施工支援システム40を備えている。設計支援システム20は、リニューアル工事を設計する設計者が利用するシステムである。設計支援システム20は、設計支援装置21を備える。製作支援システム30は、床版といった交換対象を製作する製作者が利用するシステムである。製作支援システム30は、製作支援装置31を備える。施工支援システム40は、リニューアル工事を施工する施工者が利用するシステムである。施工支援システム40は、施工支援装置41を備える。これらの支援装置(21,31,41)は、サーバ100を介して相互通信可能に構成されている。すなわち、各支援装置(21,31,41)は、サーバ100にアップロードされた情報を共有可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、各支援装置(21,31,41)の各々、および、サーバ100は、情報処理装置H10を中心に構成されている。
情報処理装置H10は、通信装置H11、入力装置H12、表示装置H13、記憶装置H14、プロセッサH15を有する。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアを有していてもよい。
As shown in FIG. 3, each of the support devices (21, 31, 41) and the
The information processing device H10 includes a communication device H11, an input device H12, a display device H13, a storage device H14, and a processor H15. Note that this hardware configuration is an example, and the information processing device H10 may include other hardware.
通信装置H11は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースである。入力装置H12は、操作者からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置H13は、各種情報を表示するディスプレイやタッチパネル等である。記憶装置H14は、各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶部である。記憶装置H14の一例としては、ROM、RAM、ハードディスク等がある。 The communication device H11 is an interface that establishes a communication path with other devices and transmits and receives data. The input device H12 is a device that accepts input from an operator, such as a mouse or keyboard. The display device H13 is a display or touch panel that displays various information. The storage device H14 is a storage unit that stores data and various programs for executing various functions. Examples of the storage device H14 include ROM, RAM, and a hard disk.
プロセッサH15は、記憶装置H14に記憶されるプログラムやデータを用いて、各支援装置における各処理を制御する。プロセッサH15の一例としては、例えばCPUやMPU等がある。このプロセッサH15は、ROM等に記憶されるプログラムをRAMに展開して、各種処理に対応する各種プロセスを実行する。例えば、プロセッサH15は、所定のアプリケーションプログラムが起動された場合、そのプログラムに応じた各処理を実行するプロセスを動作させる。 The processor H15 controls each process in each support device using the programs and data stored in the storage device H14. Examples of the processor H15 include a CPU and an MPU. The processor H15 expands a program stored in a ROM or the like into a RAM and executes various processes corresponding to various processes. For example, when a specific application program is launched, the processor H15 operates a process that executes each process according to the program.
プロセッサH15は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行うものに限られない。例えば、プロセッサH15は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行う専用のハードウェア回路(例えば、特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。すなわち、プロセッサH15は、以下で構成し得る。 Processor H15 is not limited to performing software processing for all of the processes it executes. For example, processor H15 may be equipped with a dedicated hardware circuit (e.g., an application specific integrated circuit: ASIC) that performs hardware processing for at least some of the processes it executes. That is, processor H15 may be configured as follows:
(1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ
(2)各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
(3)それらの組合せ、を含む回路(circuitry)
プロセッサH15は、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
(1) One or more processors that operate according to a computer program (software); (2) One or more dedicated hardware circuits that perform at least some of the various processes; or (3) A circuit that includes a combination of these.
The processor H15 includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, that stores program code or instructions configured to cause the CPU to execute processes. Memory, i.e., computer-readable media, includes any available media that can be accessed by a general-purpose or special-purpose computer.
(設計準備工程)
設計準備工程(ステップS101)は、設計支援システム20を利用して行われる。設計準備工程は、既設橋梁を撮像して点群データを取得し、その点群データに基づいて既設橋梁のCIMデータが作成される工程である。既設橋梁の点群データは、既設橋梁を上空から撮像した路上点群データと既設橋梁を下側から撮像した路下点群データとで構成される。既設橋梁の各所には、路上点群データと路下点群データとを合成する際の基準となる標定点が設けられている。
(Design preparation process)
The design preparation process (step S101) is performed using the
図4に示すように、設計準備工程は、路上点群データ取得工程(ステップS201)、路下点群データ取得工程(ステップS202)、および、モデル作成工程(ステップS203)を有している。 As shown in FIG. 4, the design preparation process includes a road point cloud data acquisition process (step S201), an under-road point cloud data acquisition process (step S202), and a model creation process (step S203).
図5に示すように、路上点群データ取得工程(ステップS201)においては、既設橋梁50の周辺を飛行領域とする無人航空機22に搭載された路上撮像機23を用いて路上点群データが取得される。
As shown in FIG. 5, in the road point cloud data acquisition process (step S201), road point cloud data is acquired using a
既設橋梁50の右側部分については、既設橋梁50の右側を飛行する無人航空機22を用いて撮像される。既設橋梁50の左側部分については、既設橋梁50の左側を飛行する無人航空機22を用いて撮像される。路上撮像機23は、無人航空機22が落下しても交通の妨げとならないように、予め定めた既設橋梁50の基準点に対して、斜め45度および斜め60度から撮像されることが好ましい。路上撮像機23は、無人航空機22で既設橋梁50の上空を飛行しながら既設橋梁50を上空から撮像することで路上点群データを取得する。路上点群データは、路上撮像機23が設計支援装置21に接続されることにより、設計支援装置21に入力される。
The right side of the existing
図6に示すように、路下点群データ取得工程(ステップS202)においては、既設桁51に沿って移動する移動ロボット25に搭載された路下撮像機26によって路下点群データが取得される。移動ロボット25は、橋軸直角方向で隣接する一対の既設桁51の下フランジ52に支持されて橋軸方向に移動可能な構成されている。移動ロボット25は、移動機27と架設部材28とを有している。移動機27は、各既設桁51の下フランジ52上を、ウェブ53を挟むように配置されたローラー29が転動することにより、下フランジ52上を橋軸方向に移動する。架設部材28は、既設桁51の下方において移動機27の下端部を連結している。路下撮像機26は、一対の移動機27の中央に配置されるように架設部材28に搭載される。路下撮像機26は、移動ロボット25によって橋軸方向に移動しながら既設橋梁50の路下を撮像することで、その撮像範囲の路下点群データを取得する。路下点群データは、路下撮像機26が設計支援装置21に接続されることにより、設計支援装置21に入力される。こうした路下の撮像を既設橋梁50全体で行うことにより、既設橋梁50全体の路下点群データが取得される。
As shown in FIG. 6, in the under-road point cloud data acquisition process (step S202), under-road point cloud data is acquired by an under-
モデル作成工程(ステップS203)においては、設計支援装置21においては、モデル生成処理が実行される。モデル生成処理において、設計支援装置21は、各データに含まれている標定点に基づいて路上点群データと路下点群データとを合成し、既設橋梁50を再現する3DモデルデータであるCIM(Construction Information Modeling)データを作成する。
In the model creation process (step S203), the
このように、既設橋梁50のCIMデータを作成可能な路上点群データと路下点群テータとが上述した方法で取得されることにより、既設橋梁50に通じる道路を規制することなく既設橋梁50の測量を行うことができる。なお、路上点群データ取得工程(ステップS201)と路下点群データ取得工程(ステップS202)は、並行して行われてもよいし、路下点群データ取得工程(ステップS202)が先行して行われてもよい。
In this way, by acquiring the above-mentioned method the road point cloud data and under-road point cloud data from which CIM data of the existing
(設計工程)
設計工程(ステップS102)は、設計支援システム20を利用して行われる。設計工程は、CIMデータに基づいて、既設桁51に設置する新設床版を設計する工程である。
(design process)
The design process (step S102) is performed using the
図7に示すように、設計工程においては、まず、割付ルール設定工程が行われる(ステップS301)。割付ルール設定工程において、設計者は、設計支援装置21を操作して各種情報を入力する。設計者は、基本的に、新設床版の種類が少なくなるように、すなわち形状違いの新設床版が少なくなるように割付ルールを設定する。また、設計者は、新設床版が設置される全体の範囲、使用材料や鉄筋の配置といった新設床版の基本設計事項のほか、添接板の固定位置や新設床版の継ぎ手部分の非配置領域などを割付ルールとして設定する。
As shown in FIG. 7, the design process begins with an allocation rule setting process (step S301). In the allocation rule setting process, the designer operates the
次に、割付工程(ステップS302)が行われる。割付工程においては、設計支援装置21により割付処理が実行される。割付処理は、設計者が設計支援装置21に対して割付開始操作を行うことにより開始される。
Next, the allocation process (step S302) is performed. In the allocation process, the
割付処理において、設計支援装置21は、CIMデータと割付ルールとに基づいて割付シミュレーションを行うことにより、既設桁51に設置する新設床版の割付を行う。設計支援装置21は、割付シミュレーションの結果である割付素案を示す割付素案データを作成する。割付素案データは、既設桁51に対して新設床版が設置された状態を表示可能な3Dモデルデータである。
In the allocation process, the
図8に示すように、設計支援装置21の表示装置H13には、既設桁51に対して新設床版55が設置された状態の上面図が割付素案として表示される。また、新設床版55が形状ごとに色分けして表示される。なお、図8においては、新設床版55として、形状の異なる新設床版55a,55b,55c,55dが割り付けられており、その色の違いをドットの違いで示している。
As shown in Figure 8, the display device H13 of the
割付処理が終了すると、チェック工程が行われる(ステップS303)。チェック工程において、設計者は、割付素案のチェックを行う。割付素案のチェックにおいて、設計者は、割付素案データに基づいて、割付素案に不都合点の有無を確認する(ステップS304)。具体的には、設計者は、隣接床版同士の鉄筋干渉、床版と添接板との干渉、床版と壁高欄の固定金物との位置関係などを確認する。 When the allocation process is completed, a check process is carried out (step S303). In the check process, the designer checks the allocation draft. In checking the allocation draft, the designer checks whether there are any problems with the allocation draft based on the allocation draft data (step S304). Specifically, the designer checks the rebar interference between adjacent deck slabs, the interference between the deck slabs and the splice plates, the positional relationship between the deck slabs and the fixed metal fittings of the wall parapet, etc.
例えば、図9に示すように、設計者は、添接板56の固定金物57と干渉しないように新設床版55のハンチ部58が設計されているか否かを確認する。
不都合点がある場合(ステップS304:NO)、設計者は、割付ルールを修正して再び設定したのち(ステップS301)、設計支援装置21に再び割付処理を実行させる(ステップS302)。不都合点がない場合(ステップS304:YES)、割付素案に基づく設計データが作成される設計データ作成工程が行われる(ステップS305)。
For example, as shown in FIG. 9, the designer checks whether or not the
If there is a problem (step S304: NO), the designer modifies and resets the allocation rule (step S301), and then causes the
設計データ作成工程(ステップS305)において、設計支援装置21は、設計データを作成する。設計データは、割付素案データに基づいて作成される。設計データは、各新設床版の3Dモデルデータに加えて、各新設床版の識別情報、設置位置を示す設計座標、使用材料、鉄筋の配置、および、設置位置の確認時などに使用する基準マークの形状や位置などが規定されたデータである。設計データが作成されると、設計支援装置21は、設計者の共有操作に基づいて、設計データをサーバ100にアップロードする。サーバ100は、設計データのアップロードを製作支援装置31に通知する。
In the design data creation process (step S305), the
このようにして設計データが作成されることにより、設計工程に要する時間を大幅に短縮することができる。また、サーバ100に設計データがアップロードされることにより、設計者と製作者との間で設計データの共有が可能となる。
By creating design data in this way, the time required for the design process can be significantly reduced. In addition, by uploading the design data to the
(床版製作工程)
床版製作工程(ステップS103)は、製作支援システム30を利用して行われる。床版製作工程は、設計データに基づいて新設床版が製作される工程である。
(Floor slab production process)
The deck slab manufacturing process (step S103) is performed using the
製作者は、進捗状況や使用材料などといった各新設床版の製作情報を製作支援装置31に入力する。製作支援装置31は、入力された製作情報をサーバ100にアップロードする。また、製作現場には、製作過程を撮像可能なカメラ32(図1参照)が設置されていてもよい。このカメラ32は、製作支援装置31に接続されている。製作支援装置31は、カメラ32が撮像した撮像データをサーバ100に随時アップロードする。これにより、設計支援装置21を用いてサーバ100にアクセスすることにより、設計者が製作情報や製作現場の現在の状況を把握することができる。
The manufacturer inputs production information for each new deck, such as progress status and materials used, into the
製作者は、3Dスキャナなどの計測器33(図1参照)を用いて、完成後の各新設床版を三次元計測する。製作者は、計測対象となった新設床版の識別情報と三次元計測の結果を示す実測データとを製作支援装置31に入力する。製作支援装置31は、識別情報に対して、実測データに基づく新設床版の3Dモデルのほか、設計データに基づく形状と実測データに基づく形状とを比較した結果を示す出来形誤差などを関連付けた品質記録データを作成する。品質記録データは、出来形誤差をヒートマップ表示可能なデータである。製作支援装置31は、作成した品質記録データをサーバ100にアップロードする。サーバ100は、品質記録データのアップロードを設計支援装置21に通知する。なお、完成した各新設床版には、所定位置に識別情報が表記される。
The manufacturer uses a measuring device 33 (see Figure 1) such as a 3D scanner to perform three-dimensional measurements of each new deck slab after completion. The manufacturer inputs the identification information of the new deck slab to be measured and actual measurement data showing the results of the three-dimensional measurement to the
(施工準備工程)
施工準備工程(ステップS104)は、設計支援システム20を利用して行われる。
施工準備工程において、設計者は、設計支援装置21を用いてサーバ100にアクセスすることにより、品質記録データに基づいて、施工現場に搬入される新設床版の品質を確認する。
(Construction preparation process)
The construction preparation process (step S104) is carried out using the
In the construction preparation process, the designer uses the
図10に示すように、設計支援装置21は、品質記録データに基づいて、新設床版55をヒートマップ表示する。この表示に基づいて、設計者は、各新設床版55の出来形誤差や規格値からの逸脱などを事前確認する。
As shown in FIG. 10, the
新設床版の出来形誤差がヒートマップ表示されることにより、各新設床版の特異点を設計者が容易に把握することができる。また、設計者は、出来形誤差が大きい新設床版が多い場合などに、新設床版の製作情報のほか、カメラ32の撮像画像などで作業内容を確認することで、製作者に対して品質改善指導などを行う。
By displaying the as-built errors of the new decks in a heat map, the designer can easily grasp the singular points of each new deck. Furthermore, in cases where there are many new decks with large as-built errors, the designer can provide guidance to the producer on quality improvement by checking the work content using images captured by the
図11に示すように、品質確認後、設計支援装置21は、各新設床版の品質記録データを用いた出来形シミュレーションを行う。出来形シミュレーションにおいて、設計支援装置21は、品質記録データに基づく新設床版55の3Dモデルを既設桁51上に順番に設置する。設計者は、出来形シミュレーションの結果に基づいて、道路付帯物等との干渉や設置時の累積誤差、隣接する新設床版55との相関誤差、隣接構造物との干渉などを確認する。また、設計者は、設計支援装置21を用いて、出来形シミュレーションの結果に基づいて新設床版の設計座標を修正する施工前修正シミュレーションを行うことで設計データを更新する。
As shown in FIG. 11, after quality confirmation, the
このように、品質記録データに基づく出来形シミュレーションを行うことによって、出来形誤差に起因した施工時の不具合を事前に回避することができる。また、新設床版の品質が事前に把握できることにより、製作者に対して設計者が品質改善指導などを行うことができる。 In this way, by performing a finished product simulation based on quality record data, problems during construction caused by errors in the finished product can be avoided in advance. In addition, by knowing the quality of the newly constructed deck in advance, the designer can provide guidance to the manufacturer on quality improvements, etc.
(施工工程)
施工工程(ステップS105)は、施工者が実際に新設床版を順番に設置していく工程である。施工者は、クレーンなどの揚重装置で新設床版を揚重して、各新設床版を各々の設置位置に順番に設置する。施工者は、施工支援システム40を用いて、揚重中の新設床版の位置を確認しながら新設床版を設置する。なお、施工者とは、新設床版の設置作業に関わる者のことをいう。
(Construction process)
The construction process (step S105) is a process in which the contractor actually installs the new deck slabs in order. The contractor lifts the new deck slabs with a lifting device such as a crane, and installs each new deck slab in order at its respective installation position. The contractor installs the new deck slab while checking the position of the new deck slab being lifted using the
図12に示すように、施工支援システム40は、施工支援装置41と撮像機42とを備えている。施工支援装置41と撮像機42は、相互通信可能に構成されている。施工支援装置41は、施工者が携帯可能な携帯機であることが好ましく、少なくとも施工者が携帯可能な表示装置H13を備えていることが好ましい。
As shown in FIG. 12, the
施工工程において、施工者は、新設床版55の設置位置が撮像範囲に含まれるように撮像機42を設置する。撮像機42の設置後、施工者は、その撮像機42の位置を示す撮像座標を施工支援装置41に入力する。また、施工者は、設計データに基づいて、これから設置する新設床版55の識別情報を施工支援装置41に入力する。
During the construction process, the contractor installs the
撮像座標や識別情報を入力した施工者は、揚重中の新設床版55が設置位置付近まで運ばれると、撮像機42による撮像を開始する。撮像機42は、撮像した画像データを施工支援装置41に随時送信する。
After inputting the imaging coordinates and identification information, the contractor starts imaging with the
施工支援装置41は、撮像機42が送信した画像データを画像処理することにより、その画像データに含まれる新設床版55の基準マーク60に基づいて、撮像機42に対する新設床版55の相対座標を取得する。そして、施工支援装置41は、その相対座標と撮像座標とに基づいて新設床版55の現在位置座標を取得したのち、設計座標と現在位置座標とを含む画像を表示装置H13に表示する。図12の表示装置H13には、設計座標と現在位置座標とを含む画像の表示例を示している。施工支援装置41は、設計座標を中心とした水平座標系に現在位置座標を示す画像を表示する。施工者は、こうした画像に基づいて新設床版55の位置調整を行い、新設床版55を設置する。
The
新設床版55の設置後、施工者によって設置完了入力が行われると、施工支援装置41は、その新設床版55が実際に設置された位置を示す設置座標を設計支援システム20に送信する。設計支援装置21は、新設床版55の設置座標を設置座標データとしてサーバ100に保存する。
After the
設置座標データが保存されると、設計支援装置21は、設置座標データと設計データとに基づいて、次回以降に設置される新設床版55の設計座標を修正する施工時修正シミュレーションを行う。施工者は、修正後の設計座標に基づいて、次回以降の新設床版55の設置を行う。このようにして新設床版55が順番に設置される。
When the installation coordinate data is saved, the
全ての新設床版55が設置されて、設計者によって完了入力が行われると、設計データに対して各新設床版55の品質記録データや設置座標データなどを加えた施工データが作成される。施工データは、工事完了時に工事発注者へ提出され、橋梁の維持管理に活用される。
Once all the
本実施形態の作用および効果について説明する。
(1)上記実施形態によれば、無人航空機22を用いて取得された路上点群データと移動ロボット25を用いて取得された路下点群データとに基づいて、既設橋梁50を再現可能なCIMデータが作成される。これにより、既設橋梁50に通じる道路を規制することなく既設橋梁50の測量を行うことができるため、リニューアル工事の工期を短縮することができる。
The operation and effects of this embodiment will be described.
(1) According to the above embodiment, CIM data capable of reproducing the existing
(2)上記実施形態によれば、CIMデータに基づく割付シミュレーションによって、既設桁51に新設床版55が割り付けられる。これにより、新設床版55の設計に要する時間が短縮されるため、リニューアル工事の工期を短縮することができる。
(2) According to the above embodiment, the
(3)上記実施形態によれば、製作者が製作した新設床版55の出来形誤差を設計者が事前に把握することができる。その結果、実際の施工時に出来形誤差に起因した不具合が生じにくくなることから、リニューアル工事の工期を短縮することができる。
(3) According to the above embodiment, the designer can grasp the shape error of the
(4)また、設計支援装置21において新設床版55の出来形誤差がヒートマップ表示されることで、各新設床版55の特異点を設計者が容易に把握することができる。これにより、出来形誤差に対する対処法を検討する時間を短縮することができる。
(4) In addition, the
(5)上記実施形態においては、CIMデータと実測データとに基づいて、既設桁51に新設床版55を設置する出来形シミュレーションが行われる。これにより、道路付帯物との干渉や設置時の累積誤差、隣接部材との相関誤差、隣接構造物との干渉等を高い信頼度のもとで確認することができる。また、設置困難な新設床版55については、施工前に作り直すこともできる。その結果、実際の施工時に出来形誤差に起因した不具合がさらに生じにくくなる。
(5) In the above embodiment, a simulation of the
(6)上記実施形態においては、施工支援システム40の表示装置H13に表示された設計座標と現在位置座標とに基づいて新設床版55が設置される。これにより、新設床版55の設置に要する時間が短縮されるとともに新設床版55を高い位置精度のもとで設置することができる。また、位置計測などのために、施工者が、揚重中の新設床版55に近づく必要もないため、施工者の安全も確保することができる。
(6) In the above embodiment, the
(7)上記実施形態によれば、設置済みの新設床版55の設置座標に基づいて、これから設置する新設床版55の設計座標の座標管理を行うことができる。その結果、実際の施工時にさらに不具合が生じにくくなる。
(7) According to the above embodiment, it is possible to manage the coordinates of the design coordinates of the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態においては、橋梁リニューアル方法および支援システムについて、床版のリニューアルを用いて説明した。これに限らず、橋梁リニューアル方法および支援システムは、例えば床版の端部に沿うように設置される壁高欄など、リニューアルの対象となるリニューアル対象部材に適用してもよい。
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
In the above embodiment, the bridge renewal method and support system have been described using the renewal of a deck. However, the bridge renewal method and support system may be applied to a renewal target component that is the subject of renewal, such as a wall parapet that is installed along the edge of a deck.
・上記実施形態において、新設床版55の設置位置の調整は、撮像機42を用いた方法に限られない。例えば、施工者の目視などに基づいて行われてもよい。
・上記実施形態においては、出来形シミュレーションを行ったうえで新設床版55を設置した。これに限らず、出来形シミュレーションを行うことなく新設床版55を設置してもよい。
In the above embodiment, the adjustment of the installation position of the
In the above embodiment, the as-built simulation is performed before the
・上記実施形態においては、実測データに基づいて、新設床版55をヒートマップ表示した。これに限らず、実測データは、新設床版55の形状が把握できるものであればよく、必ずしもヒートマップ表示させる必要はない。
- In the above embodiment, the
・上記実施形態においては、無人航空機22に搭載した路上撮像機23を用いて路上点群データを取得した。これに限らず、路上点群データは、例えば、既設橋梁50近辺に設置されて既設橋梁50の路上を撮像可能な撮像機を用いて取得されてもよい。また、路上点群データは、無人航空機22に搭載したレーザー計測器を用いて取得されてもよいし、既設橋梁50付近に設置されたレーザー計測器を用いて取得されてもよい。さらに、路上点群データは、撮像機による撮像結果とレーザー計測器による計測結果とに基づいて取得されてもよい。
- In the above embodiment, the road point cloud data was acquired using the
・上記実施形態においては、移動ロボット25に搭載した路下撮像機26を用いて路下点群データを取得した。これに限らず、路下点群データは、例えば、無人航空機に搭載した撮像機を用いて取得されてもよい。また、路下点群データは、無人航空機に搭載したレーザー計測器を用いて取得されてもよいし、既設橋梁50付近に設置されたレーザー計測器を用いて取得されてもよい。さらに、路下点群データは、撮像機による撮像結果とレーザー計測器による計測結果とに基づいて取得されてもよい。
- In the above embodiment, the under-road point cloud data was acquired using the under-
・上記実施形態においては、リニューアル工事について、CIMデータと設計データとを用いた施工シミュレーションが行われてもよい。施工シミュレーションは、3Dモデルに時間軸を与えることにより、リニューアル工事の施工手順を3Dモデルで視覚化するものである。施工シミュレーションは、例えば、設計者が施工計画案を決定する際に利用される。 - In the above embodiment, a construction simulation may be performed for the renewal work using CIM data and design data. The construction simulation visualizes the construction procedure of the renewal work in a 3D model by adding a time axis to the 3D model. The construction simulation is used, for example, when a designer decides on a construction plan proposal.
施工シミュレーションに関する各種の処理は、サーバ100において行われる。サーバ100は、アクセス中の設計支援装置21において所定の操作が行われることにより、施工シミュレーションに関する各種の処理を実行する。この処理において、サーバ100は、施工シミュレーションの開始を含めた各種情報を入力するための入力画面をアクセス中の設計支援装置21に提供する。
Various processes related to the construction simulation are performed by the
図13に示すように、施工シミュレーションに関する処理として、サーバ100は、ルール登録処理(ステップS401)、モデルデータ入力処理(ステップS402)、施工ステップデータ作成処理(ステップS403)、再生処理(ステップS404)を実行する。
As shown in FIG. 13, as processes related to the construction simulation, the
ルール登録処理(ステップS401)は、施工手順ルールを登録する処理である。施工手順ルールは、設計者によって登録される。サーバ100は、サーバ100にアクセスしている設計支援装置21において所定の操作が行われることにより、施工手順ルールを登録するルール登録画面を設計支援装置21に提供する。設計者は、設計支援装置21を用いてルール登録画面に施工手順ルールを入力する。
The rule registration process (step S401) is a process for registering construction procedure rules. The construction procedure rules are registered by the designer. The
施工手順ルールとして、設計者は、施工サイクルに関するルールを入力する。施工サイクルに関するルールは、既設床版の撤去と新設床版55の設置とを1サイクルの施工として、1サイクルにおける既設床版の撤去数や撤去作業期間、新設床版55の設置数や設置作業期間について規定したものである。また例えば、設計者は、施工手順ルールとして、開始日時や開始方向などを入力する。
As construction procedure rules, the designer inputs rules related to the construction cycle. The rules related to the construction cycle stipulate the number of existing decks to be removed and the removal work period in one cycle, and the number of
なお、サーバ100は、入力された施工手順ルールを読み出し可能に保存することが好ましい。これにより、設計者は、類似のリニューアル工事に基づく施工手順ルールの一部を変更することで新たな施工手順ルールを作成することができる。
It is preferable that the
モデルデータ入力処理(ステップS402)は、設計支援装置21からサーバ100にCIMデータあるいは設計データがアップロードされた際に実行される処理である。サーバ100は、サーバ100にアクセスしている設計支援装置21において所定の操作が行われることにより、データ入力画面を設計支援装置21に提供する。設計者は、設計支援装置21でアクセスしたデータ入力画面を用いてCIMデータや設計データをサーバ100にアップロードする。サーバ100は、アップロードされた各種データを所定の記録領域に格納する。
The model data input process (step S402) is a process that is executed when CIM data or design data is uploaded from the
施工ステップデータ作成処理(ステップS403)は、施工手順ルール、CIMデータ、および、設計データに基づく施工ステップデータを作成する処理である。施工ステップデータ作成処理において、サーバ100は、施工手順ルール、CIMデータ、および、設計データに基づいて、施工対象となる3Dモデルごとに、識別情報や開始日時、終了日時などが規定されたデータを施工ステップデータとして作成する。
The construction step data creation process (step S403) is a process for creating construction step data based on the construction procedure rules, CIM data, and design data. In the construction step data creation process, the
再生処理(ステップS404)は、CIMデータ、設計データ、および、施工ステップデータに基づいて、施工手順を3Dモデルで再生する処理である。サーバ100は、サーバ100にアクセスしている設計支援装置21において再生操作が行われることにより再生処理を実行する。
The playback process (step S404) is a process of playing back the construction procedure in a 3D model based on the CIM data, design data, and construction step data. The
再生処理において、サーバ100は、施工ステップデータに基づいて、CIMデータや設計データによって示される3Dモデルを表示したり、非表示にしたりする。
例えば、再生処理において、サーバ100は、図14(a)に示すように既設床版65を非表示にしたのち、図14(b)に示すように既設床版65の非表示によって空いたスペースに新設床版55を表示する。その後、サーバ100は、図14(c)に示すように、その新設床版55に隣接している既設床版65を非表示にする。
In the reproduction process, the
For example, in the reproduction process, the
このように、再生処理においては、時間の経過に応じて既設床版65が非表示にされたり、新設床版55が表示されたりすることによって、リニューアル工事の施工手順が3Dモデルによって視覚化される。再生処理においては、既設床版65の撤去および新設床版55の設置に用いられる揚重装置の3Dモデルが表示されてもよい。設計者は、こうした施工シミュレーションの結果に基づいて施工計画を決定する。
In this way, in the regeneration process, the existing
なお、施工シミュレーションは、製作支援装置31や施工支援装置41など、サーバ100にアクセス可能な情報処理装置によって実行可能であることが好ましい。こうした構成によれば、設計者が工事発注者に施工計画案を説明する際などに、自身の情報処理装置を用いることができる。
It is preferable that the construction simulation be performed by an information processing device that can access the
10…支援システム、20…設計支援システム、21…設計支援装置、22…無人航空機、23…路上撮像機、25…移動ロボット、26…路下撮像機、27…移動機、28…架設部材、29…ローラー、30…製作支援システム、31…製作支援装置、32…カメラ、33…計測器、40…施工支援システム、41…施工支援装置、42…撮像機、50…既設橋梁、51…既設桁、52…下フランジ、53…ウェブ、55…新設床版、56…添接板、57…固定金物、58…ハンチ部、60…基準マーク、65…既存床版、100…サーバ。 10...Support system, 20...Design support system, 21...Design support device, 22...Unmanned aerial vehicle, 23...Roadside camera, 25...Mobile robot, 26...Underground camera, 27...Mobile device, 28...Installation member, 29...Roller, 30...Manufacturing support system, 31...Manufacturing support device, 32...Camera, 33...Measuring instrument, 40...Construction support system, 41...Construction support device, 42...Image capture device, 50...Existing bridge, 51...Existing girder, 52...Lower flange, 53...Web, 55...New deck, 56...Splicing plate, 57...Fixed metal fitting, 58...Haunch, 60...Reference mark, 65...Existing deck, 100...Server.
Claims (7)
前記橋梁のリニューアルを支援する支援システムが、
既設橋梁の路上点群データと前記既設橋梁の路下点群データとを取得し、
前記路上点群データと前記路下点群データとを合成して前記既設橋梁の3Dモデルを作成し、
前記既設橋梁の3Dモデルと割付ルールとに基づく割付シミュレーションにより新設床版の割付を行い、前記新設床版の設計データを作成する
橋梁リニューアル方法。 A bridge renewal method for renovating a bridge having a plurality of decks arranged in parallel in the bridge axis direction, comprising the steps of:
The support system for supporting the renewal of the bridge comprises:
Acquire road point cloud data of an existing bridge and road point cloud data of the existing bridge,
A 3D model of the existing bridge is created by combining the road point cloud data and the under-road point cloud data;
A bridge renewal method comprising: allocating a new deck slab through an allocation simulation based on a 3D model of the existing bridge and an allocation rule; and creating design data for the new deck slab.
請求項1に記載の橋梁リニューアル方法。 The bridge renewal method according to claim 1, wherein the support system acquires actual measurement data obtained by three-dimensionally measuring the newly constructed deck manufactured based on the design data before the newly constructed deck is transported to a construction site.
請求項2に記載の橋梁リニューアル方法。 The bridge renewal method according to claim 2 , wherein the support system displays a heat map of the newly constructed deck based on the actual measurement data.
請求項2に記載の橋梁リニューアル方法。 The bridge renewal method according to claim 2, wherein the support system performs a completed form simulation of installing the manufactured new deck slab on the existing girder based on the 3D model of the existing bridge and the actual measurement data.
前記設計データには、前記新設床版の設置位置を示す設計座標が含まれており、
前記支援システムが、
既設桁に実際に設置した新設床版に設けられている前記複数の基準マークを撮像した画像データに基づいて、前記設置した新設床版の設置座標を取得し、
前記設置座標に基づいて、後続の新設床版の設計座標を修正する修正シミュレーションを行う
請求項1~4のいずれか一項に記載の橋梁リニューアル方法。 The new deck is provided with a plurality of reference marks,
The design data includes design coordinates indicating the installation position of the new deck,
The support system comprises:
Acquire installation coordinates of the newly installed deck based on image data obtained by capturing an image of the plurality of reference marks provided on the newly installed deck that has actually been installed on the existing girder;
The bridge renewal method according to any one of claims 1 to 4, further comprising performing a correction simulation to correct the design coordinates of a subsequent new deck based on the installation coordinates.
前記支援システムが、前記既設橋梁の3Dモデルと前記新設床版の3Dモデルとを用いて、前記床版の交換についての施工シミュレーションを行う
請求項1に記載の橋梁リニューアル方法。 The design data includes a 3D model of the new deck,
The bridge renewal method according to claim 1 , wherein the support system performs a construction simulation for replacing the deck using a 3D model of the existing bridge and a 3D model of the new deck.
既設橋梁の路上点群データと前記既設橋梁の路下点群データとを取得し、
前記路上点群データと前記路下点群データとを合成して前記既設橋梁の3Dモデルを作成し、
前記既設橋梁の3Dモデルと割付ルールとに基づく割付シミュレーションにより新設床版の割付を行い、前記新設床版の設計データを作成する
支援システム。 A support system for supporting the renewal of a bridge in which multiple decks are installed side by side in the bridge axis direction,
Acquire road point cloud data of an existing bridge and road point cloud data of the existing bridge,
A 3D model of the existing bridge is created by combining the road point cloud data and the under-road point cloud data;
A support system that allocates a new deck slab through an allocation simulation based on the 3D model of the existing bridge and allocation rules, and creates design data for the new deck slab.
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