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JP7725010B2 - Bridge renewal method and support system - Google Patents
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JP7725010B2 - Bridge renewal method and support system - Google Patents

Bridge renewal method and support system

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JP7725010B2 JP2023098224A JP2023098224A JP7725010B2 JP 7725010 B2 JP7725010 B2 JP 7725010B2 JP 2023098224 A JP2023098224 A JP 2023098224A JP 2023098224 A JP2023098224 A JP 2023098224A JP 7725010 B2 JP7725010 B2 JP 7725010B2
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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 currently being carried out to renovate existing bridges. In this work, for example, as in Patent Document 1, deck slabs arranged side by side in the bridge axis direction are replaced. Specifically, scaffolding is first erected around the bridge, and the scaffolding is used to survey the bridge. Differences between the current bridge and the as-built drawings are then identified based on the survey results and the as-built drawings created during construction. Next, a designer designs the new deck slab by allocating the new slab to be installed based on the as-built drawings, the differences between the current bridge and the as-built drawings, and the allocation rules. The new deck slab is fabricated based on the designer's design and then transported to the construction site. At the construction site, the existing deck slab is removed to expose the existing girders, and the new deck slab is then installed.

特開2021-085172号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-085172

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 need 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3Dモデルとカット割りルールとに基づくカット割りシミュレーションにより既設床版のカット割りを行い、前記カット割りしたカット割り床版を示すカット割りデータを作成する。 A 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 performs cut division of the existing deck using a cut division simulation based on a 3D model of the existing bridge and cut division rules, and creates cut division data that indicates the cut division of the cut 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 can shorten the construction period for bridge renovation work.

橋梁リニューアル方法の一実施形態の流れを示すフローチャートである。1 is a flowchart showing the flow of an embodiment of a bridge renewal method. 支援システムの一実施形態の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment of a support system. 情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an information processing device. 設計準備工程の流れを示すフローチャートである。1 is a flowchart showing the flow of a design preparation process. 路上点群データの取得方法の一例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method for acquiring road point cloud data. 路下点群データの取得方法の一例を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for acquiring under-road point cloud data. 設計工程の流れを示すフローチャートである。1 is a flowchart showing the flow of a design process. 既設床版設計工程の流れを示すフローチャートである。1 is a flowchart showing the flow of the existing deck design process. カット割りデータに基づく3Dモデルを模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a 3D model based on cut data. カット割り床版に設定されたジャッキアップ孔の形成位置の一例を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the formation positions of jack-up holes set in a cut-partition deck. カット割り床版における吊り下げ孔の形成位置の一例を模式的に示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the formation position of a suspension hole in a cut-split deck.

図1~図11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 11. Note that this embodiment describes the replacement of an existing deck slab during renewal work.

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).

設計準備工程(ステップS101)は、各種設計に必要な準備として、既設橋梁50を再現する3Dモデルデータが作成される工程である。設計工程(ステップS102)は、新設床版に関するデータである新設床版設計データ、および、既設床版の撤去に関するデータである既設床版設計データが作成される工程である。床版製作工程(ステップS103)は、新設床版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。施工準備工程(ステップS104)は、新設床版設計データや既設床版設計データに基づいて、既設床版の撤去や新設床版の設置に関する準備が行われる工程である。施工工程(ステップS105)は、既設床版の撤去、および、新設床版の設置が行われる工程である。 The design preparation process (step S101) is a process in which 3D model data reproducing the existing bridge 50 is created as preparations required for various designs. The design process (step S102) is a process in which new deck slab design data, which is data related to the new deck slab, and existing deck slab design data, which is data related to the removal of the existing deck slab, are created. The deck slab production process (step S103) is a process in which the new deck slab is produced based on the new deck slab design data. The construction preparation process (step S104) is a process in which preparations are made for the removal of the existing deck slab and the installation of the new deck slab based on the new deck slab design data and the existing deck slab design data. The construction process (step S105) is a process in which the existing deck slab is removed and the new deck slab is installed.

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 support system 10 for supporting renewal work comprises a design support system 20, a production support system 30, and a construction support system 40. The design support system 20 is a system used by designers who design renewal work. The design support system 20 comprises a design support device 21. The production support system 30 is a system used by manufacturers who produce replacement items such as deck slabs. The production support system 30 comprises a production support device 31. The construction support system 40 is a system used by contractors who carry out renewal work. The construction support system 40 comprises a construction support device 41. These support devices (21, 31, 41) are configured to be able to communicate with each other via the server 100. In other words, each support device (21, 31, 41) is configured to be able to share information uploaded to the server 100.

図3に示すように、各支援装置(21,31,41)の各々は、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) is configured around an information processing device H10.
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 sends 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 memory 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 loads programs stored in ROM, etc., into RAM and executes various processes corresponding to the various processes. For example, when a specific application program is launched, the processor H15 runs a process that executes each process according to that 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 all of the processing it performs using software. 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 processing it performs. In other words, 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。
Circuitry that includes: (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 combination thereof.
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 perform 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 carried out using the design support system 20. In this design preparation process, an existing bridge is photographed to obtain point cloud data, and CIM data for the existing bridge is created based on the point cloud data. The point cloud data for the existing bridge is composed of on-road point cloud data photographed from above and under-road point cloud data photographed from below. Control points are provided at various points on the existing bridge to serve as reference points when combining the on-road point cloud data and under-road point cloud data.

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 Figure 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 Figure 5, in the road point cloud data acquisition process (step S201), road point cloud data is acquired using a road camera 23 mounted on an unmanned aerial vehicle 22 whose flight area is the periphery of the existing bridge 50.

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 bridge 50 is imaged using an unmanned aerial vehicle 22 flying on the right side of the existing bridge 50. The left side of the existing bridge 50 is imaged using an unmanned aerial vehicle 22 flying on the left side of the existing bridge 50. The road camera 23 preferably images from a 45-degree and a 60-degree angle relative to a predetermined reference point on the existing bridge 50 so that traffic will not be obstructed if the unmanned aerial vehicle 22 falls. The road camera 23 acquires road point cloud data by capturing images of the existing bridge 50 from above while flying the unmanned aerial vehicle 22 above the existing bridge 50. The road point cloud data is input into the design support device 21 by connecting the road camera 23 to the design support device 21.

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-road camera 26 mounted on a mobile robot 25 moving along the existing girders 51. The mobile robot 25 is supported on the lower flanges 52 of a pair of adjacent existing girders 51 perpendicular to the bridge axis and is configured to be movable in the bridge axis direction. The mobile robot 25 has a moving machine 27 and an erection member 28. The moving machine 27 moves in the bridge axis direction on the lower flanges 52 of each existing girder 51 by rolling rollers 29 arranged to sandwich the webs 53 on the lower flanges 52. The erection member 28 connects the lower end of the moving machine 27 below the existing girders 51. The under-road camera 26 is mounted on the erection member 28 so as to be positioned in the center of the pair of moving machines 27. The under-road camera 26 captures images of the under-road area of the existing bridge 50 while moving in the bridge axis direction using the mobile robot 25, thereby acquiring under-road point cloud data for the imaging range. The under-road point cloud data is input into the design support device 21 by connecting the under-road camera 26 to the design support device 21. By capturing images of the under-road in this manner for the entire existing bridge 50, under-road point cloud data for the entire existing bridge 50 is obtained.

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 design support device 21 executes a model generation process. In the model generation process, the design support device 21 combines the road point cloud data and the under-road point cloud data based on the orientation points contained in each data, and creates CIM (Construction Information Modeling) data, which is 3D model data that reproduces the existing bridge 50.

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 road point cloud data and under-road point cloud data that can be used to create CIM data for the existing bridge 50 using the method described above, it is possible to survey the existing bridge 50 without restricting the roads leading to the existing bridge 50. The road point cloud data acquisition process (step S201) and the under-road point cloud data acquisition process (step S202) may be performed in parallel, or the under-road point cloud data acquisition process (step S202) may be performed first.

(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。
図7に示すように、設計工程では、CIMデータに基づいて、新設床版設計工程(ステップS301)と既設床版設計工程(ステップS302)とが行われる。
(design process)
The design process (step S102) is performed using the design support system 20.
As shown in FIG. 7, in the design process, a new deck design process (step S301) and an existing deck design process (step S302) are carried out based on CIM data.

(新設床版設計工程)
新設床版設計工程(ステップS301)では、設計者は、設計支援装置21を操作して、新設床版に関する各種情報を入力する。具体的には、設計者は、新設床版の割付ルールのほか、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を入力する。また、設計者は、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入力する。そして、上記各種情報に基づいて、設計支援装置21が新設床版の割付処理を実行する。割付処理の実行により、設計支援装置21は、各新設床版の形状や設置位置などを示す新設床版設計データを作成する。新設床版設計データは、サーバ100にアップロードされ、設計者、製作者、および、施工者の間で共有される。サーバ100にアップロードされた新設床版設計データに基づき、床版製作工程(ステップS103)では製作者によって新設床版が製作され、施工準備工程(ステップS104)および施工工程(ステップS105)では施工者によって新設床版の設置について施工準備および施工が行われる。
(New floor slab design process)
In the new deck design process (step S301), the designer operates the design support device 21 to input various information related to the new deck. Specifically, the designer inputs basic design details for the new deck, such as the layout rules for the new deck, the overall area where the new deck will be installed, the materials to be used, and the placement of rebar. The designer also inputs the fixed positions of the splice plates and the non-placement areas of the joints of the new deck. Then, based on the various information above, the design support device 21 executes the layout process for the new deck. By executing the layout process, the design support device 21 creates new deck design data indicating the shape and installation position of each new deck. The new deck design data is uploaded to the server 100 and shared among the designer, manufacturer, and contractor. Based on the new deck design data uploaded to server 100, the manufacturer produces the new deck in the deck production process (step S103), and the contractor prepares for and constructs the installation of the new deck in the construction preparation process (step S104) and construction process (step S105).

(既設床版設計工程)
既設床版設計工程(ステップS302)では、既設床版の撤去に関する設計が行われる。既設床版は、搬送可能な大きさに切断されたのち、ジャッキアップにより既設桁51から切り離される。そして、クレーンなどを用いた揚重搬送により撤去される。
(Existing floor slab design process)
In the existing deck design process (step S302), a design for removing the existing deck is performed. The existing deck is cut into a transportable size and then jacked up to separate it from the existing girder 51. It is then lifted and transported using a crane or the like to remove it.

撤去設計工程では、既設床版のカット割りのほか、ジャッキアップ時に使用されるジャッキアップ孔の形成位置、揚重時に使用されるワイヤが通される吊り下げ孔の形成位置などが設計支援装置21によって設計される。 During the removal design process, the design support device 21 designs the cuts to be made in the existing deck, as well as the locations of the jack-up holes to be used when jacking up, and the locations of the suspension holes through which the wires used when lifting are passed.

図8に示すように、既設床版設計工程では、カット割りルール設定工程(ステップS401)、カット割りシミュレーション(ステップS402)、位置条件入力工程(ステップS403)、位置決めシミュレーション(ステップS404)が行われる。 As shown in Figure 8, the existing deck design process involves a cutting and division rule setting process (step S401), a cutting and division simulation (step S402), a position condition input process (step S403), and a positioning simulation (step S404).

カット割りルール設定工程(ステップS401)において、設計者は、設計支援装置21を操作し、既設床版をカットする際のカット割りルールを入力する。具体的には、設計者は、カット割りルールとして、既設床版の設置範囲や使用材料、既設床版のカット割り寸法範囲などの基本設計事項を入力する。また、設計者は、カット割りルールとして、カットライン条件を入力する。カットライン条件は、既設床版のカット時に、既設橋梁に設けられている添接板や排水桝などの付属物と切断装置とが干渉しないようにするための条件である。 In the cutting rule setting process (step S401), the designer operates the design support device 21 to input cutting rules for cutting the existing deck slab. Specifically, the designer inputs basic design details such as the installation area of the existing deck slab, the materials used, and the cutting dimension range of the existing deck slab as cutting rules. The designer also inputs cutting line conditions as cutting rules. The cutting line conditions are conditions for preventing interference between the cutting device and accessories such as splices and catch basins installed on the existing bridge when cutting the existing deck slab.

カット割りシミュレーション(ステップS402)は、カット割り条件の入力後、設計支援装置21に対して設計者がカット割り開始操作を行うことにより開始される。カット割りシミュレーションにおいて、設計支援装置21は、CIMデータとカット割りルールとに基づいて、既設床版のカット割りを行う。設計支援装置21は、カット割りシミュレーションの結果として、既設床版のカットラインの座標を含むカット割りデータを作成する。このカット割りデータでは、付属物と干渉しないカットラインでカットされた既設床版の大きさが上述したカット割り寸法範囲に収まるように調整されている。 The cutting and division simulation (step S402) is initiated when the designer performs a cutting and division start operation on the design support device 21 after inputting the cutting and division conditions. In the cutting and division simulation, the design support device 21 performs cutting and division of the existing deck slab based on the CIM data and cutting and division rules. As a result of the cutting and division simulation, the design support device 21 creates cutting and division data including the coordinates of the cut lines of the existing deck slab. In this cutting and division data, the size of the existing deck slab cut along cut lines that do not interfere with accessories has been adjusted so that it falls within the cutting and division dimension range described above.

図9に示すように、カット割りデータは、既設桁51a,51b,51c,51dや対傾構55のほか、添接板56や排水桝58などを含め、カットライン59でカット割りされた既設床版であるカット割り床版60を表示可能な3Dモデルデータである。 As shown in Figure 9, the cut data is 3D model data that can display the cut deck 60, which is an existing deck that has been cut along a cut line 59, including the existing girders 51a, 51b, 51c, and 51d, the counter-tilt structures 55, as well as splice plates 56 and drainage pits 58.

位置条件入力工程(ステップS403)では、設計者によって、ジャッキアップ孔および吊り下げ孔の形成位置に関する条件が設計支援装置21に入力される。位置条件入力工程において、設計者は、ジャッキアップ孔の位置条件として、カットライン59からの離れ寸法範囲やジャッキを支持する既設桁である支持桁のほか、ジャッキアップ孔の孔径、橋軸方向および橋軸直角方向におけるジャッキアップ孔のピッチ範囲などを入力する。また、設計者は、吊り下げ孔の位置条件として、カットライン59からの離れ寸法のほか、吊り下げ孔の孔径や形成数などを入力する。 In the position condition input process (step S403), the designer inputs conditions regarding the formation locations of jack-up holes and suspension holes into the design support device 21. In the position condition input process, the designer inputs the distance from the cut line 59, the existing support girders that support the jacks, the diameter of the jack-up holes, and the pitch range of the jack-up holes in the bridge axis direction and perpendicular to the bridge axis, as well as other conditions for the suspension holes. In addition, the designer inputs the distance from the cut line 59, the diameter and number of suspension holes, as well as other conditions for the suspension holes.

位置決めシミュレーション(ステップS404)は、位置条件の入力後、設計支援装置21に対して設計者が位置決め開始操作を行うことにより開始される。位置決めシミュレーションにおいて、設計支援装置21は、各カット割り床版60におけるジャッキアップ孔および吊り下げ孔の形成位置の座標を設定する。 The positioning simulation (step S404) is initiated when the designer performs a positioning start operation on the design support device 21 after inputting the positioning conditions. In the positioning simulation, the design support device 21 sets the coordinates of the formation positions of the jack-up holes and suspension holes in each cut-partition floor slab 60.

具体的には、設計支援装置21は、カット割りデータと位置条件とに基づいてジャッキアップ孔の形成位置に関するシミュレーションを行う。このシミュレーションにおいて、設計支援装置21は、各カット割り床版60に対して、対傾構55や添接板56、排水桝58などにジャッキ装置が干渉しない位置にジャッキアップ孔を設定する。 Specifically, the design support device 21 performs a simulation regarding the formation positions of jack-up holes based on the cut-out data and positional conditions. In this simulation, the design support device 21 sets jack-up holes for each cut-out floor slab 60 in positions where the jack device will not interfere with the counter-tilt structures 55, splice plates 56, drainage basins 58, etc.

図10は、カット割り床版60に設定されたジャッキアップ孔61の形成位置の一例を模式的に示す図である。図10は、位置条件として、所定の離れ範囲が設定され、支持桁を51a,51bとした場合のジャッキアップ孔61の形成位置を示している。 Figure 10 is a diagram showing an example of the formation positions of jack-up holes 61 set in a cut-partition deck 60. Figure 10 shows the formation positions of jack-up holes 61 when a specified separation range is set as the position condition and support girders are 51a and 51b.

位置決めシミュレーションにおいて、設計支援装置21は、カット割りデータと位置条件とに基づいて吊り下げ孔の形成位置に関するシミュレーションを行う。このシミュレーションにおいて、設計支援装置21は、各カット割り床版60の重心位置を算出する。そして、設計支援装置21は、各カット割り床版60について、重心位置と位置条件とに基づいて、上面視における複数の吊り下げ孔の中心位置がカット割り床版60の重心位置に重なる位置であって、対傾構55や添接板56、排水桝58などに揚重用吊り下げ具が干渉しない位置に吊り下げ孔の形成位置を設定する。 In the positioning simulation, the design support device 21 performs a simulation regarding the formation positions of the suspension holes based on the cutting data and position conditions. In this simulation, the design support device 21 calculates the center of gravity position of each cutting floor slab 60. Then, for each cutting floor slab 60, based on the center of gravity position and position conditions, the design support device 21 sets the formation positions of the suspension holes so that the center positions of the multiple suspension holes in a top view overlap the center of gravity position of the cutting floor slab 60 and so that the lifting suspension devices do not interfere with the counter tilt structure 55, splice plate 56, drainage basin 58, etc.

図11は、カット割り床版60における吊り下げ孔62の形成位置の一例を模式的に示した図である。図11は、位置条件として、所定の離れ寸法範囲が設定され、形成数を4とした場合における吊り下げ孔62の形成位置の一例を示している。 Figure 11 is a schematic diagram showing an example of the formation positions of suspension holes 62 in a cut-split deck 60. Figure 11 shows an example of the formation positions of suspension holes 62 when a specified distance range is set as the position condition and the number of holes is four.

このようにしてジャッキアップ孔61および吊り下げ孔62の形成位置が設定されると、設計支援装置21は、カット割りデータに対して、各カット割り床版60におけるジャッキアップ孔61および吊り下げ孔62の形成位置を示した既設床版設計データを作成する。既設床版設計データは、サーバ100にアップロードされ、設計者、製作者、および、施工者の間で共有される。サーバ100にアップロードされた既設床版設計データに基づき、施工準備工程(ステップS104)および施工工程(ステップS105)において施工者による既設床版の撤去について施工準備および施工が行われる。 Once the formation positions of the jack-up holes 61 and suspension holes 62 have been set in this manner, the design support device 21 creates existing deck design data that indicates the formation positions of the jack-up holes 61 and suspension holes 62 in each cut-part deck 60 for the cut-part data. The existing deck design data is uploaded to the server 100 and shared among the designer, manufacturer, and contractor. Based on the existing deck design data uploaded to the server 100, the contractor prepares for and carries out construction work for the removal of the existing deck in the construction preparation process (step S104) and construction process (step S105).

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、既設橋梁50の3Dモデルとカット割りルールとに基づいて既設床版のカット割りが行われ、カット割り床版60を示すカット割りデータが作成される。これにより、既設床版のカットライン59の設計に要する時間が短縮できるとともに、施工現場において既設床版のカットをスムーズに行うことができる。その結果、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, the existing deck slab is cut based on the 3D model of the existing bridge 50 and the cutting rules, and cutting data indicating the cut deck slab 60 is created. This reduces the time required to design the cut line 59 of the existing deck slab and allows the existing deck slab to be cut smoothly at the construction site. As a result, the construction period for the renewal work can be shortened.

(2)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。 (2) According to the above embodiment, CIM data capable of reproducing the existing bridge 50 is created based on road point cloud data acquired using the unmanned aerial vehicle 22 and sub-road point cloud data acquired using the mobile robot 25. This allows surveying of the existing bridge 50 without restricting the roads leading to the existing bridge 50, thereby shortening the construction period for renewal work.

(3)上記実施形態によれば、カット割りデータとジャッキアップ孔61の位置条件に基づくシミュレーションにより、各カット割り床版60におけるジャッキアップ孔61の形成位置が設計される。これにより、例えば、施工工程(ステップS105)においてジャッキアップ孔61の施工をスムーズに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。 (3) According to the above embodiment, the formation positions of the jack-up holes 61 in each cut-out floor slab 60 are designed through simulation based on the cut-out data and the positional conditions of the jack-up holes 61. This allows, for example, smooth construction of the jack-up holes 61 during the construction process (step S105), thereby shortening the construction period for the renewal work.

(4)上記実施形態によれば、カット割りデータと吊り下げ孔62の位置条件に基づくシミュレーションにより、各カット割り床版60における吊り下げ孔62の形成位置が設計される。これにより、例えば、施工工程において吊り下げ孔62の施工をスムーズに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。また、カット割り床版60の重心位置に中心位置が重なるように吊り下げ孔62が形成されるため、カット割り床版60の揚重を安全に行うことができる。 (4) According to the above embodiment, the formation positions of the suspension holes 62 in each cut-part deck 60 are designed through simulation based on the cut-part data and the positional conditions of the suspension holes 62. This allows, for example, smooth construction of the suspension holes 62 during the construction process, thereby shortening the construction period for renewal work. Furthermore, because the suspension holes 62 are formed so that their centers coincide with the center of gravity of the cut-part deck 60, the cut-part deck 60 can be lifted safely.

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、既設床版の撤去についての施工シミュレーションが行われてもよい。この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。
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined and implemented within the scope of technical compatibility.
In the above embodiment, a construction simulation may be performed for the removal of the existing deck slab. This construction simulation visualizes the construction procedure of the renewal work in the 3D model by adding a time axis to the 3D model.

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。施工シミュレーションは、設計者によって登録された施工手順ルールに基づいて行われる。施工手順ルールは、施工サイクルに関するルールである。施工手順ルールは、カット割り床版60の撤去と新設床版の設置とを1サイクルの施工として、1サイクルにおけるカット割り床版60の撤去数や撤去作業期間、新設床版の設置数や設置作業期間、開始日時や開始方向などについて規定したものである。施工シミュレーションにおいて、サーバ100は、CIMデータ、既設床版設計データ、新設床版設計データ、および、施工手順ルールに基づいて、カット割り床版60や新設床版などの3Dモデルの表示・非表示を行う。 Various processes related to the construction simulation are performed on the server 100. The construction simulation is performed based on construction procedure rules registered by the designer. The construction procedure rules are rules related to the construction cycle. The construction procedure rules define the number of cut-partition deck slabs 60 to be removed and the removal work period, the number of new deck slabs to be installed and the installation work period, start date and time, start direction, etc., for one cycle of construction, with the removal of a cut-partition deck slab 60 and the installation of a new deck slab being considered as one cycle of construction. In the construction simulation, the server 100 displays or hides 3D models of the cut-partition deck slab 60, new deck slab, etc. based on the CIM data, existing deck slab design data, new deck slab design data, and the construction procedure rules.

・上記実施形態においては、位置決めシミュレーションにより、各カット割り床版60におけるジャッキアップ孔61や吊り下げ孔62の形成位置を設定した。これに限らず、ジャッキアップ孔61や吊り下げ孔62の形成位置は、施工現場において施工者によって決定されてもよい。 - In the above embodiment, the formation positions of the jack-up holes 61 and suspension holes 62 in each cut-partition deck 60 were set by positioning simulation. However, this is not limited to this, and the formation positions of the jack-up holes 61 and suspension holes 62 may be determined by the contractor at the construction site.

・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 a road camera 23 mounted on the unmanned aerial vehicle 22. However, this is not limited to this. The road point cloud data may also be acquired, for example, using a camera installed near the existing bridge 50 and capable of capturing images of the road surface of the existing bridge 50. Furthermore, the road point cloud data may also be acquired using a laser measuring device mounted on the unmanned aerial vehicle 22, or a laser measuring device installed near the existing bridge 50. Furthermore, the road point cloud data may also be acquired based on the imaging results from the camera and the measurement results from the laser measuring device.

・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-road camera 26 mounted on the mobile robot 25. This is not a limitation, and the under-road point cloud data may also be acquired, for example, using an imager mounted on an unmanned aerial vehicle. Furthermore, the under-road point cloud data may also be acquired using a laser measuring device mounted on an unmanned aerial vehicle, or using a laser measuring device installed near the existing bridge 50. Furthermore, the under-road point cloud data may also be acquired based on the imaging results from the imager and the measurement results from the laser measuring device.

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…対傾構、56…添接板、58…排水桝、60…カット割り床版、61…ジャッキアップ孔、62…吊り下げ孔、100…サーバ。 10...Support system, 20...Design support system, 21...Design support device, 22...Unmanned aerial vehicle, 23...Road camera, 25...Mobile robot, 26...Underground camera, 27...Mobile device, 28...Erection member, 29...Roller, 30...Fabrication support system, 31...Fabrication support device, 32...Camera, 33...Measuring instrument, 40...Construction support system, 41...Construction support device, 42...Camera, 50...Existing bridge, 51...Existing girder, 52...Bottom flange, 53...Web, 55...Counter-tilt structure, 56...Splicing plate, 58...Drainage pit, 60...Cut-split deck slab, 61...Jack-up hole, 62...Suspension hole, 100...Server.

Claims (4)

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モデルとカット割りルールとに基づくカット割りシミュレーションにより前記既設橋梁における付属物の配置を特定し、
前記特定した付属物の配置に対応した既設床版のカット割りを行い、前記カット割りしたカット割り床版を示すカット割りデータを作成する
橋梁リニューアル方法。
A bridge renewal method for renewing a bridge in which multiple decks are arranged side by side in the bridge axis direction, comprising:
The support system for supporting the renewal of the bridge comprises:
Acquire road point cloud data of an existing bridge and under-road point cloud data of the existing bridge,
synthesize the road point cloud data and the under-road point cloud data to create a 3D model of the existing bridge;
Identifying the arrangement of accessories on the existing bridge through a cut-and-cut simulation based on the 3D model and cut-and-cut rules ;
A bridge renewal method comprising: cutting and dividing the existing deck slab in accordance with the arrangement of the specified accessories ; and creating cutting and dividing data indicating the cut and divided deck slab.
前記支援システムが、前記カット割りデータとジャッキアップ孔の位置条件とに基づいて、各カット割り床版における前記ジャッキアップ孔の形成位置を設計する
請求項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 designs the formation positions of the jack-up holes in each cut-out deck slab based on the cut-out data and the position conditions of the jack-up holes.
前記支援システムが、前記カット割りデータと吊り下げ孔の位置条件とに基づいて、各カット割り床版における前記吊り下げ孔の形成位置を設計する
請求項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 designs the formation positions of the suspension holes in each cut-out deck slab based on the cut-out data and the position conditions of the suspension holes.
橋軸方向に複数の床版が並設された橋梁のリニューアルを支援する支援システムであって、
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モデルとカット割りルールとに基づくカット割りシミュレーションにより前記既設橋梁における付属物の配置を特定し、
前記特定した付属物の配置に対応した既設床版のカット割りを行い、前記カット割りしたカット割り床版を示すカット割りデータを作成する
支援システム。
A support system that supports 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 under-road point cloud data of the existing bridge,
synthesize the road point cloud data and the under-road point cloud data to create a 3D model of the existing bridge;
Identifying the arrangement of accessories on the existing bridge through a cut-and-cut simulation based on the 3D model and cut-and-cut rules ;
A support system that cuts and divides the existing deck corresponding to the arrangement of the specified accessories , and creates cut and divide data that indicates the cut and divide floor.
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久才星哉,外4名,"床版取替工事向け床版割付BIM/CIM システムの開発",令和4年度土木学会全国大会第77回年次学術講演会,VI-60,日本,2022年09月15日

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