橋梁監視システムおよび橋梁監視方法ならびにプログラム
【課題】橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の装置の設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも計測可能な、橋梁監視システムを提供する。
【解決手段】橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せ毎に、橋桁と隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する橋軸方向変位計と、橋桁と隣接する構造物との１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する橋軸直角方向変位計とを備える。そして各変位計で得た計測値に基づいて、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を、算出する。また、相対移動量に基づいて橋桁の所定の絶対座標を算出し、元の座標との比較により、通行可否を判定する。
【解決手段】橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せ毎に、橋桁と隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する橋軸方向変位計と、橋桁と隣接する構造物との１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する橋軸直角方向変位計とを備える。そして各変位計で得た計測値に基づいて、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を、算出する。また、相対移動量に基づいて橋桁の所定の絶対座標を算出し、元の座標との比較により、通行可否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁における橋桁の移動状態の計測と、当該橋梁の通行可否を判定する橋梁監視システムおよび橋梁監視方法ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
広域震災時における道路ネットワークの健全性の確認においては、橋梁の通行可否判断を迅速に行なう必要がある。そのためには地震発生直後などに、橋梁における橋桁の間隔を基本とする当該橋梁の変形状態を計測し、その情報を収集することが必要となる。ここで、橋梁は基本的に、橋台や橋脚に橋桁が載る構造となっており（図１６）、震災時には橋桁の移動あるいは落下が発生して通行が不可能になる場合が多い。そして、橋梁の構造物の変位を計測する方法として特許文献１、特許文献２が公開されている。
【特許文献１】特開平１１−１１８４８４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１の技術は、橋梁の計測対象点に反射ターゲットをおいて、レーザ測量器で位置を計測する方法であるので、橋桁が移動するとレーザ光がターゲットから外れてしまい計測できなくなる。つまり橋桁が大きく移動した場合には橋梁の構造物の変位が計測不可能となってしまう問題があった。
また上述の特許文献２の技術は、レーザスキャナで橋桁の３次元構造を計測し、当該計測したデータによって構造物の変位を算出する技術であるが、この技術では、橋梁から離れた場所にスキャナを設置することが必要となる。しかし通常はそのようなスキャナを設置する場所の確保が難しく、また、スキャナ設置場所からレーザ光が障害物によって届かない場合には計測することができない。
【０００４】
そこでこの発明は、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の装置の設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも計測可能な、橋梁監視システムおよび橋梁監視方法ならびにプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、を設置し、さらに、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出手段と、を備えることを特徴とする橋梁監視システムである。
【０００６】
また本発明は、前記橋桁に隣接する構造物は、橋桁または橋台または橋脚のいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段と、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、橋梁監視システムにおける橋梁監視方法であって、第１変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測し、第２変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測し、相対移動量算出手段が、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出することを特徴とする橋梁監視方法である。
【００１１】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、絶対座標算出手段が、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、第１通行可否判定手段が、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、最大隙間距離記憶手段が、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶し、第２通行可否判定手段が、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離を比較して、前記橋梁の通行可否を判定することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、が設置された橋梁監視システムにおける橋梁監視装置に実行させるプログラムであって、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出処理と、を実行させるプログラムである。
【００１５】
また本発明は、上記処理に加え、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出処理を実行させるプログラムである。
【００１６】
また本発明は、上記処理に加え、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定処理を実行させるプログラムである。
【００１７】
また本発明は、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段を備える前記橋梁監視装置に、上記処理に加え、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定処理を実行させるプログラム。である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せごとに設置された複数の変位計により、橋梁における各橋桁の相対移動量と、当該各橋桁の所定の基準点における絶対座標を算出することができるので、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の橋梁監視装置の、橋梁から離れた場所における設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも、変位計の計測できる範囲まで十分に計測可能となる。また、橋桁間の移動から落橋を判断するだけでなく、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物間の相対的な変位、絶対的な変位を見ることで、隣接する構造物同士が、平行移動や回転移動をした場合の、車両などの通行可否を素早く把握することが出来る。
また本発明によれば、各変位計によって得られた計測結果に基づいて、橋梁の通行可否を迅速に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による橋梁監視システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第１の図である。
この図は橋梁の立面図に相当するものである。そして橋軸方向変位計１０（第１変位計測手段）は、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との橋軸方向移動変位を計測する。橋桁には計測面が設置されており、橋軸方向変位計１０は当該計測面からの橋軸方向移動変位を、ロッドの伸縮により計測する。橋軸方向変位計１０は設定された間隔において２つ以上設置される。なお隣接する構造物とは、橋桁または橋台または橋脚などである。なお、橋がかかっている長手方向、つまり橋桁が連なる方向を橋軸方向とする。また橋軸方向に垂直で地表と水平な方向を橋軸直角方向とする。
【００２０】
図２は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第２の図である。
この図は橋梁の平面図に相当するものである。そして、図１で示したように、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との橋軸方向移動変位を計測する橋軸方向変位計１０の他に、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の橋軸直角方向移動変位を計測する橋軸直角方向変位計２０（第２変位計測手段）を備える様子を示している。
【００２１】
図３は同実施形態による橋軸方向変位計の設置概要を示す図である。
この図では、橋軸方向変位計１０が橋桁と当該橋桁に隣接する橋桁との橋軸方向移動変位を計測するように設置されている様子を示している。橋脚には橋桁を支える支承が設置され、その支承に、橋梁におけるＮ番目の橋桁とＮ＋１番目の橋桁がそれぞれ載っている。橋軸方向変位計１０はＮ番目の橋桁に設置され、またＮ＋１番目の橋桁には計測面が設置されている。そして橋軸方向変位計１０が備える伸縮可能なロッドの長さにより、Ｎ番目の橋桁と、当該Ｎ番目の橋桁に隣接するＮ＋１番目の橋桁までの橋軸方向移動変位を計測する。また橋軸方向変位計１０のデータは変位データ収集器３０で収集する。
【００２２】
図４は同実施形態による変位計の概要図である。
この図で示すように、橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０は、ロッドの伸縮によって隣接する構造物に設置された計測面との距離により、その隣接する構造物との間の橋軸方向移動変位や、橋軸直角方向移動変位を計測する。そしてロッドの先端にはボールベアリングが設置されており、ロッドと計測面とが接続されないことで、計測面に対して横方向に変位計が移動しても、その変位を計測できるように設計され、また計測面と変位計の距離が離れて、ロッドと計測面が自然に離れても変位計を破損しないように設計されている。
【００２３】
図５は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第３の図である。
この図では、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物の組み合わせそれぞれに設置された、２つの橋軸方向変位計１０と１つの橋軸直角方向変位計２０（合計の変位計が３台）を、光ファイバで接続した様子を示している。この図で示す切替器４０は、計測結果の値を取得する各変位計を切り替えるための装置であり、切替器４０で計測対象の変位計に切替えて、変位データ収集器３０でその変位計の計測値を計測する。また変位データ収集器３０で収集されたデータは、橋梁監視装置５０へ転送される。橋梁監視装置５０は各変位計から収集されたデータに基づいて、各橋桁の相対移動量を算出する。相対移動量とは、隣接する構造物からの橋桁の移動量であり、橋軸方向をＹ軸、橋軸直交方向をＸ軸とすると、隣接する構造物からの橋桁のＹ軸方向の移動量、Ｘ軸方向の移動量、地表に垂直なＺ軸を中心とする回転角度をパラメータとして保持する。
【００２４】
図６は変位データ収集器の変位量の計測原理を示す図である。
この図が示すように、変位データ収集器３０は光ファイバに波長Ｆの光を送出し、その反射光を受信して、光ファイバ上のセンサ部に与えられたひずみによって得られる反射波長のシフト量により、変位量を得る処理を行なう。これはＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）の計測原理を利用したものであり、例えば特開２００４−３４７５５４にその技術が公開されている。
【００２５】
図７は変位データ収集器の変位量の計測処理概要を示す図である。
この図が示すように、部材Ａ（例えば橋桁）と部材Ｂ（例えば橋桁）の距離が変化することにより、変位計はロッド（計測棒）の伸縮を検知し、当該伸縮に応じてギア変換部が光ファイバの押圧力を増減し、これにより光ファイバのひずみ量が増減する。そして、変位データ収集器３０は波長Ｆの光を送出し、センサ部において波長がシフトして反射した反射光を受信し、変位量を計測する。
【００２６】
図８は橋梁監視システムにおける橋梁監視装置の機能ブロック図である。
この図が示すように橋梁監視装置５０は、落橋検知部５１と、橋桁移動量算出部５２と、通行可否判定部５３と、を備えている。落橋検知部５１は橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０より得られたデータに基づいて、落橋しているか否かを判定する。また橋桁移動量算出部５２は、橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０より得られたデータから、橋桁の当該橋桁と隣接する構造物からの相対移動量や、橋桁の絶対座標などを算出する。また通行可否判定部５３は、落橋検知部５１や橋桁移動量算出部５２の算出結果に基づいて、橋梁の通行可否を判定する処理を行なう。また橋梁監視装置５０は算出結果や判定結果の情報を、モニタなどの橋梁情報表示装置６０へ出力する処理を行なう。
【００２７】
図９は橋梁監視システムにおける各変位計の設置概要を示す図である。
この図が示すように、２つの橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂは距離ｄ離れてＮ＋１番目の橋桁に設置されている。そして橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂはＮ番目の橋桁に設置された計測面Ａの元の位置からの変位をロッドの伸縮により計測する。また橋軸直角方向変位計２０はＮ＋１番目の橋桁に設置され、Ｎ番目の橋桁の脇に固定されＮ＋１番目の橋桁方向に延長された計測面Ｂの元の位置からの変位をロッドの伸縮により計測する。そして、橋梁監視装置５０の記憶部には、２つの橋軸方向変位計１０ａと１０ｂの設置間隔ｄと、橋軸直角方向変位計２０と計測面Ａまでの距離Ｈと、橋軸方向変位計１０のうち計測面Ｂより遠い距離に設置されている橋軸方向変位計１０ｂと計測面Ｂとの距離Ｗとの情報を予め記憶している。
【００２８】
図１０は橋梁の相対移動量を算出する処理概要を示す図である。
この図が示すように、橋軸方向変位計１０ａにおいてＬ２、橋軸方向変位計１０ｂにおいてＬ１、橋軸直角方向変位計２０においてＬ３の移動距離を計測したとする。するとＮ番目の橋桁を基準とした場合の、Ｎ＋１番目の橋桁のＮ番目の橋桁からの相対移動量（Ｘ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量、Ｎ＋１番目の所定の点におけるＺ軸を基準とする回転角度θ）は、
Ｘ軸方向移動量：Ｘ＝（Ｗ＋Ｌ３）ｃｏｓθ−Ｗ
Ｙ軸方向移動量：Ｙ＝（Ｈ＋Ｌ１）ｃｏｓθ−Ｈ
Ｚ軸回転角度：θ＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｌ２−Ｌ１）／ｄ｝
により算出することができる。
【００２９】
図１１は相対移動量算出の処理概要を示す図である。
図１２は落橋判定の処理フローを示す図である。
次に、図８、図１１、図１２を用いて、落橋判定の処理フローについて説明する。本実施形態においては、両端には橋台があり、当該橋台とそれら橋台間に建てられた複数の橋脚に、橋桁１、橋桁２、橋桁３が載っている橋梁を用いて説明する。
まず、橋梁監視装置５０の橋桁移動量算出部５２が変位データ収集機３０より、橋桁の番号Ｎの処理を開始する場合にＮに１を代入して（ステップＳ１）、橋桁１と当該橋桁１に隣接する橋台との間に設置された橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂと、橋軸直角方向変位計２０それぞれの計測値を取得する（ステップＳ２）。ここで、落橋検知部５１は、変位計からの計測値が取得できたか否かを判定し（ステップＳ３）、取得できない場合には光ファイバが切断された可能性、または変位計が破損した可能性があるので落橋有りと判断する（ステップＳ４）。そして、橋桁移動量算出部５２は、取得した計測値に基づいて、上記算出式により相対移動量の３つのパラメータを算出する（ステップＳ５）。
【００３０】
次に落橋検知部５１が、相対移動量の３つのパラメータと橋台の基準点Ａの絶対座標との値を用いて、橋桁１の基準点Ａ１の絶対座標を算出する（ステップＳ６）。この処理は基準点Ａ１の元の座標を相対移動量で示されるＸ軸方向移動量とＹ軸方向移動量移動（加算）し、回転行列によりＺ軸回転角度だけ回転させた座標を算出すればよい。なお基準点Ａの絶対座標は予め橋梁監視装置５０が記憶している。そして、橋桁１と橋台との間の算出結果値として相対移動量と基準点Ａ１の絶対座標とを記憶部などに格納する。また落橋検知部５１は橋桁１の基準点Ａ１の絶対座標と、基準点Ａ１と設定した箇所の移動前の絶対座標（予め記憶している）との距離を算出し（ステップＳ７）、その距離を許容値で示される距離の値と比較して、算出した距離が許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ８）。そして許容値を超えない場合いは落橋無しと判定する（ステップＳ９）。また、許容値を超える場合には落橋有りと判定する（ステップＳ１０）。なお、許容値は予め橋梁監視装置５０が記憶している。そして、上記格納した算出結果値に対応付けて落橋有無の情報を記憶部に格納する。これにより橋桁１の相対移動量、基準値Ａ１の絶対座標、落橋有無の情報が記憶部に格納される。
【００３１】
次に、橋梁における全ての橋桁について相対移動量と基準値の絶対座標と落橋有無の情報の算出を終えたか否かを判定し（ステップＳ１１）、終えていない場合には、橋桁の数Ｎを１プラスして（ステップＳ１２）橋桁２の相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無を算出する。つまり橋桁２の橋桁１（橋桁２に隣接する構造物）からの相対移動量は、上記同様に３つの変位計（２つの橋軸方向変位計と１つの橋軸直角方向変位計）の計測結果に基づいて上記算出式により算出する。また、橋桁２の基準値Ａ２の絶対座標は、橋桁１の基準値Ａ１と橋桁２の相対移動量とを用いて上記同様に算出する。また橋桁２の落橋有無は、橋桁２と橋桁１の間の３つの変位計から計測結果を取得できたか否か、また基準点Ａ２の絶対座標と当該基準点Ａ２と設定した箇所の元の絶対座標の距離と許容値の比較によって、上記同様算出する。そして、橋桁２の相対移動量、基準値Ａ２の絶対座標、落橋有無の情報を記憶部に格納する。また、同様に橋桁３についても相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無を算出し、記憶部に格納する。
【００３２】
図１３は絶対座標の補正処理の概要を示す図である。
上記処理においては、橋梁の端の一方の端台に接続される橋桁から順に、相対移動量、基準値の絶対座標、を算出しているが、橋梁の真中付近の橋桁を基準に一方の橋台側の橋桁と、他方の橋台側の橋桁の２つに分けて、それぞれの橋桁の組に近い橋台を基準として、相対移動量、基準値の絶対座標を算出していくようにしてもよい。例えば、図１３で示すように橋梁に橋桁１〜３までが載る場合において、橋桁２の相対移動量を基準点Ａと基準点Ｂの両方から計算する。そして橋桁２に対して得られた２つの相対移動量から、橋桁２における所定の点の２つの絶対座標を算出し、その絶対座標に差異があれば、その差異の中間点を、絶対座標と決定するなどして補正する。これにより、各橋桁における所定の点の絶対座標を、より正確に算出することができる。また、絶対座標の差異がある場合には、その差異の値（距離）を、橋梁における橋桁の絶対座標それぞれに分散させて補正するようにしてもよい。
【００３３】
以上のように、本願発明の橋梁監視システムにおいては、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せごとに設置された３つの変位計により、橋梁における各橋桁の相対移動量と、当該各橋桁の所定の基準点における絶対座標を算出することができるので、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の装置の設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも、変位計の十分な長さのロッドにより計測可能となる。
【００３４】
図１４は橋梁の通行可否判定の処理フローを示す図である。
図１５は橋桁と構造物の隙間の最大値の算出処理の概要を示す図である。
次に図１４、図１５を用いて橋梁の通行可否判定の処理フローについて説明する。
通行可否判定部５３は、上記処理により、全ての橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組み合わせ毎に、相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無が算出できると、次に、橋梁の通行可否を判定する処理を開始する。まず、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組み合わせ毎に記憶部に登録されている上記算出結果から、落橋有無の情報を読み取る（ステップＳ２１）。そして、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物組合せ全てについて、落橋有無の情報が落橋無しを示すか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物組合せ全てについて、落橋有無の情報が落橋無しを示す場合には、通行可と判定する（ステップＳ２３）。
【００３５】
次に通行可否判定部５３は、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せ毎に、その橋桁と構造物との間の隙間の最大値を算出する（ステップＳ２４）。例えば前記隣接する構造物が橋桁である場合には、２つの橋桁Ｐ、Ｑの接合面の端、つまり橋桁Ｐ、Ｑの角をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２とし、各橋桁Ｐ、Ｑの角から隣接する橋桁の接合面に対して延ばした垂線の距離を算出する（図１５においてはＬａ、Ｌｂ）。なお垂線を接合面に降ろすことができない場合には、その橋桁の角については計算の対象外とする（図１５においてはＱ１、Ｐ２）。ここで垂線の距離の算出は、例えば垂線Ｌａの距離の算出であれば、まず、各橋桁の相対移動量と、各橋桁の元の座標（予め記憶している）とを用いて、移動後の各橋桁Ｐ、Ｑの角の点の絶対座標を算出する。これによりＰ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２の座標が算出できる。そしてＱ１とＱ２の座標を通る垂直平面に対するＰ１からの垂線の距離を算出する。そして通行可否判定部５３は、垂線の距離を算出していき、最大値を示す垂線の距離を、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物の間の隙間の距離と算出する。また通行可否判定部５３は隙間の値が、予め記憶する許容値（最大隙間距離）を超えるか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして許容値を超えていない場合には、通行可と判定する（ステップＳ２６）。
【００３６】
次に、通行可批判定部５３は、落橋検知部５１の算出した各橋桁の基準点における絶対座標と、予め記憶する基準点の元の座標とを比較して、その移動量の最大値を決定する（ステップＳ２７）。そして、その移動量が許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして許容値を超えていない場合には、通行可とする（ステップＳ２９）。また、ステップＳ２２の判定において、１つでも落橋有無の情報が落橋有り旨を示す場合、またステップ２５Ｓ、ステップＳ２８の判定において、許容値を超える場合には、通行不可と判定する（ステップＳ３０）。そして、通行可否の判定結果を、橋梁情報表示装置６０へ出力する。
【００３７】
以上の処理により、本願発明の橋梁監視システムでは、各変位計によって得られた計測結果に基づいて、橋梁の通行可否を迅速に判定することができる。
【００３８】
なお、上述の変位データ収集器、切替器、橋梁監視装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００３９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】橋梁監視システムのイメージを示す第１の図である。
【図２】橋梁監視システムのイメージを示す第２の図である。
【図３】橋軸方向変位計の設置概要を示す図である。
【図４】変位計の概要図である。
【図５】橋梁監視システムのイメージを示す第３の図である。
【図６】変位データ収集器の変位量の計測原理を示す図である。
【図７】変位データ収集器の変位量の計測処理概要を示す図である。
【図８】橋梁監視システムにおける橋梁監視装置の機能ブロック図である。
【図９】橋梁監視システムにおける各変位計の設置概要を示す図である。
【図１０】橋梁の相対移動量を算出する処理概要を示す図である。
【図１１】相対移動量算出の処理概要を示す図である。
【図１２】落橋判定の処理フローを示す図である。
【図１３】絶対座標の補正処理の概要を示す図である。
【図１４】橋梁の通行可否判定の処理フローを示す図である。
【図１５】橋桁と構造物の隙間の最大値の算出処理の概要を示す図である。
【図１６】橋梁の基本構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・橋軸方向変位計
２０・・・橋軸直角方向変位計
３０・・・変位データ収集器
４０・・・切替器
５０・・・橋梁監視装置
５１・・・橋梁検知部
５２・・・橋桁移動量算出部
５３・・・通行可否判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁における橋桁の移動状態の計測と、当該橋梁の通行可否を判定する橋梁監視システムおよび橋梁監視方法ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
広域震災時における道路ネットワークの健全性の確認においては、橋梁の通行可否判断を迅速に行なう必要がある。そのためには地震発生直後などに、橋梁における橋桁の間隔を基本とする当該橋梁の変形状態を計測し、その情報を収集することが必要となる。ここで、橋梁は基本的に、橋台や橋脚に橋桁が載る構造となっており（図１６）、震災時には橋桁の移動あるいは落下が発生して通行が不可能になる場合が多い。そして、橋梁の構造物の変位を計測する方法として特許文献１、特許文献２が公開されている。
【特許文献１】特開平１１−１１８４８４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１の技術は、橋梁の計測対象点に反射ターゲットをおいて、レーザ測量器で位置を計測する方法であるので、橋桁が移動するとレーザ光がターゲットから外れてしまい計測できなくなる。つまり橋桁が大きく移動した場合には橋梁の構造物の変位が計測不可能となってしまう問題があった。
また上述の特許文献２の技術は、レーザスキャナで橋桁の３次元構造を計測し、当該計測したデータによって構造物の変位を算出する技術であるが、この技術では、橋梁から離れた場所にスキャナを設置することが必要となる。しかし通常はそのようなスキャナを設置する場所の確保が難しく、また、スキャナ設置場所からレーザ光が障害物によって届かない場合には計測することができない。
【０００４】
そこでこの発明は、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の装置の設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも計測可能な、橋梁監視システムおよび橋梁監視方法ならびにプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、を設置し、さらに、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出手段と、を備えることを特徴とする橋梁監視システムである。
【０００６】
また本発明は、前記橋桁に隣接する構造物は、橋桁または橋台または橋脚のいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段と、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、橋梁監視システムにおける橋梁監視方法であって、第１変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測し、第２変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測し、相対移動量算出手段が、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出することを特徴とする橋梁監視方法である。
【００１１】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、絶対座標算出手段が、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、第１通行可否判定手段が、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記橋梁監視方法において、最大隙間距離記憶手段が、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶し、第２通行可否判定手段が、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離を比較して、前記橋梁の通行可否を判定することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、が設置された橋梁監視システムにおける橋梁監視装置に実行させるプログラムであって、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出処理と、を実行させるプログラムである。
【００１５】
また本発明は、上記処理に加え、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出処理を実行させるプログラムである。
【００１６】
また本発明は、上記処理に加え、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定処理を実行させるプログラムである。
【００１７】
また本発明は、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段を備える前記橋梁監視装置に、上記処理に加え、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定処理を実行させるプログラム。である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せごとに設置された複数の変位計により、橋梁における各橋桁の相対移動量と、当該各橋桁の所定の基準点における絶対座標を算出することができるので、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の橋梁監視装置の、橋梁から離れた場所における設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも、変位計の計測できる範囲まで十分に計測可能となる。また、橋桁間の移動から落橋を判断するだけでなく、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物間の相対的な変位、絶対的な変位を見ることで、隣接する構造物同士が、平行移動や回転移動をした場合の、車両などの通行可否を素早く把握することが出来る。
また本発明によれば、各変位計によって得られた計測結果に基づいて、橋梁の通行可否を迅速に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による橋梁監視システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第１の図である。
この図は橋梁の立面図に相当するものである。そして橋軸方向変位計１０（第１変位計測手段）は、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との橋軸方向移動変位を計測する。橋桁には計測面が設置されており、橋軸方向変位計１０は当該計測面からの橋軸方向移動変位を、ロッドの伸縮により計測する。橋軸方向変位計１０は設定された間隔において２つ以上設置される。なお隣接する構造物とは、橋桁または橋台または橋脚などである。なお、橋がかかっている長手方向、つまり橋桁が連なる方向を橋軸方向とする。また橋軸方向に垂直で地表と水平な方向を橋軸直角方向とする。
【００２０】
図２は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第２の図である。
この図は橋梁の平面図に相当するものである。そして、図１で示したように、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との橋軸方向移動変位を計測する橋軸方向変位計１０の他に、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の橋軸直角方向移動変位を計測する橋軸直角方向変位計２０（第２変位計測手段）を備える様子を示している。
【００２１】
図３は同実施形態による橋軸方向変位計の設置概要を示す図である。
この図では、橋軸方向変位計１０が橋桁と当該橋桁に隣接する橋桁との橋軸方向移動変位を計測するように設置されている様子を示している。橋脚には橋桁を支える支承が設置され、その支承に、橋梁におけるＮ番目の橋桁とＮ＋１番目の橋桁がそれぞれ載っている。橋軸方向変位計１０はＮ番目の橋桁に設置され、またＮ＋１番目の橋桁には計測面が設置されている。そして橋軸方向変位計１０が備える伸縮可能なロッドの長さにより、Ｎ番目の橋桁と、当該Ｎ番目の橋桁に隣接するＮ＋１番目の橋桁までの橋軸方向移動変位を計測する。また橋軸方向変位計１０のデータは変位データ収集器３０で収集する。
【００２２】
図４は同実施形態による変位計の概要図である。
この図で示すように、橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０は、ロッドの伸縮によって隣接する構造物に設置された計測面との距離により、その隣接する構造物との間の橋軸方向移動変位や、橋軸直角方向移動変位を計測する。そしてロッドの先端にはボールベアリングが設置されており、ロッドと計測面とが接続されないことで、計測面に対して横方向に変位計が移動しても、その変位を計測できるように設計され、また計測面と変位計の距離が離れて、ロッドと計測面が自然に離れても変位計を破損しないように設計されている。
【００２３】
図５は同実施形態による橋梁監視システムのイメージを示す第３の図である。
この図では、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物の組み合わせそれぞれに設置された、２つの橋軸方向変位計１０と１つの橋軸直角方向変位計２０（合計の変位計が３台）を、光ファイバで接続した様子を示している。この図で示す切替器４０は、計測結果の値を取得する各変位計を切り替えるための装置であり、切替器４０で計測対象の変位計に切替えて、変位データ収集器３０でその変位計の計測値を計測する。また変位データ収集器３０で収集されたデータは、橋梁監視装置５０へ転送される。橋梁監視装置５０は各変位計から収集されたデータに基づいて、各橋桁の相対移動量を算出する。相対移動量とは、隣接する構造物からの橋桁の移動量であり、橋軸方向をＹ軸、橋軸直交方向をＸ軸とすると、隣接する構造物からの橋桁のＹ軸方向の移動量、Ｘ軸方向の移動量、地表に垂直なＺ軸を中心とする回転角度をパラメータとして保持する。
【００２４】
図６は変位データ収集器の変位量の計測原理を示す図である。
この図が示すように、変位データ収集器３０は光ファイバに波長Ｆの光を送出し、その反射光を受信して、光ファイバ上のセンサ部に与えられたひずみによって得られる反射波長のシフト量により、変位量を得る処理を行なう。これはＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）の計測原理を利用したものであり、例えば特開２００４−３４７５５４にその技術が公開されている。
【００２５】
図７は変位データ収集器の変位量の計測処理概要を示す図である。
この図が示すように、部材Ａ（例えば橋桁）と部材Ｂ（例えば橋桁）の距離が変化することにより、変位計はロッド（計測棒）の伸縮を検知し、当該伸縮に応じてギア変換部が光ファイバの押圧力を増減し、これにより光ファイバのひずみ量が増減する。そして、変位データ収集器３０は波長Ｆの光を送出し、センサ部において波長がシフトして反射した反射光を受信し、変位量を計測する。
【００２６】
図８は橋梁監視システムにおける橋梁監視装置の機能ブロック図である。
この図が示すように橋梁監視装置５０は、落橋検知部５１と、橋桁移動量算出部５２と、通行可否判定部５３と、を備えている。落橋検知部５１は橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０より得られたデータに基づいて、落橋しているか否かを判定する。また橋桁移動量算出部５２は、橋軸方向変位計１０や橋軸直角方向変位計２０より得られたデータから、橋桁の当該橋桁と隣接する構造物からの相対移動量や、橋桁の絶対座標などを算出する。また通行可否判定部５３は、落橋検知部５１や橋桁移動量算出部５２の算出結果に基づいて、橋梁の通行可否を判定する処理を行なう。また橋梁監視装置５０は算出結果や判定結果の情報を、モニタなどの橋梁情報表示装置６０へ出力する処理を行なう。
【００２７】
図９は橋梁監視システムにおける各変位計の設置概要を示す図である。
この図が示すように、２つの橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂは距離ｄ離れてＮ＋１番目の橋桁に設置されている。そして橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂはＮ番目の橋桁に設置された計測面Ａの元の位置からの変位をロッドの伸縮により計測する。また橋軸直角方向変位計２０はＮ＋１番目の橋桁に設置され、Ｎ番目の橋桁の脇に固定されＮ＋１番目の橋桁方向に延長された計測面Ｂの元の位置からの変位をロッドの伸縮により計測する。そして、橋梁監視装置５０の記憶部には、２つの橋軸方向変位計１０ａと１０ｂの設置間隔ｄと、橋軸直角方向変位計２０と計測面Ａまでの距離Ｈと、橋軸方向変位計１０のうち計測面Ｂより遠い距離に設置されている橋軸方向変位計１０ｂと計測面Ｂとの距離Ｗとの情報を予め記憶している。
【００２８】
図１０は橋梁の相対移動量を算出する処理概要を示す図である。
この図が示すように、橋軸方向変位計１０ａにおいてＬ２、橋軸方向変位計１０ｂにおいてＬ１、橋軸直角方向変位計２０においてＬ３の移動距離を計測したとする。するとＮ番目の橋桁を基準とした場合の、Ｎ＋１番目の橋桁のＮ番目の橋桁からの相対移動量（Ｘ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量、Ｎ＋１番目の所定の点におけるＺ軸を基準とする回転角度θ）は、
Ｘ軸方向移動量：Ｘ＝（Ｗ＋Ｌ３）ｃｏｓθ−Ｗ
Ｙ軸方向移動量：Ｙ＝（Ｈ＋Ｌ１）ｃｏｓθ−Ｈ
Ｚ軸回転角度：θ＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｌ２−Ｌ１）／ｄ｝
により算出することができる。
【００２９】
図１１は相対移動量算出の処理概要を示す図である。
図１２は落橋判定の処理フローを示す図である。
次に、図８、図１１、図１２を用いて、落橋判定の処理フローについて説明する。本実施形態においては、両端には橋台があり、当該橋台とそれら橋台間に建てられた複数の橋脚に、橋桁１、橋桁２、橋桁３が載っている橋梁を用いて説明する。
まず、橋梁監視装置５０の橋桁移動量算出部５２が変位データ収集機３０より、橋桁の番号Ｎの処理を開始する場合にＮに１を代入して（ステップＳ１）、橋桁１と当該橋桁１に隣接する橋台との間に設置された橋軸方向変位計１０ａ、１０ｂと、橋軸直角方向変位計２０それぞれの計測値を取得する（ステップＳ２）。ここで、落橋検知部５１は、変位計からの計測値が取得できたか否かを判定し（ステップＳ３）、取得できない場合には光ファイバが切断された可能性、または変位計が破損した可能性があるので落橋有りと判断する（ステップＳ４）。そして、橋桁移動量算出部５２は、取得した計測値に基づいて、上記算出式により相対移動量の３つのパラメータを算出する（ステップＳ５）。
【００３０】
次に落橋検知部５１が、相対移動量の３つのパラメータと橋台の基準点Ａの絶対座標との値を用いて、橋桁１の基準点Ａ１の絶対座標を算出する（ステップＳ６）。この処理は基準点Ａ１の元の座標を相対移動量で示されるＸ軸方向移動量とＹ軸方向移動量移動（加算）し、回転行列によりＺ軸回転角度だけ回転させた座標を算出すればよい。なお基準点Ａの絶対座標は予め橋梁監視装置５０が記憶している。そして、橋桁１と橋台との間の算出結果値として相対移動量と基準点Ａ１の絶対座標とを記憶部などに格納する。また落橋検知部５１は橋桁１の基準点Ａ１の絶対座標と、基準点Ａ１と設定した箇所の移動前の絶対座標（予め記憶している）との距離を算出し（ステップＳ７）、その距離を許容値で示される距離の値と比較して、算出した距離が許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ８）。そして許容値を超えない場合いは落橋無しと判定する（ステップＳ９）。また、許容値を超える場合には落橋有りと判定する（ステップＳ１０）。なお、許容値は予め橋梁監視装置５０が記憶している。そして、上記格納した算出結果値に対応付けて落橋有無の情報を記憶部に格納する。これにより橋桁１の相対移動量、基準値Ａ１の絶対座標、落橋有無の情報が記憶部に格納される。
【００３１】
次に、橋梁における全ての橋桁について相対移動量と基準値の絶対座標と落橋有無の情報の算出を終えたか否かを判定し（ステップＳ１１）、終えていない場合には、橋桁の数Ｎを１プラスして（ステップＳ１２）橋桁２の相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無を算出する。つまり橋桁２の橋桁１（橋桁２に隣接する構造物）からの相対移動量は、上記同様に３つの変位計（２つの橋軸方向変位計と１つの橋軸直角方向変位計）の計測結果に基づいて上記算出式により算出する。また、橋桁２の基準値Ａ２の絶対座標は、橋桁１の基準値Ａ１と橋桁２の相対移動量とを用いて上記同様に算出する。また橋桁２の落橋有無は、橋桁２と橋桁１の間の３つの変位計から計測結果を取得できたか否か、また基準点Ａ２の絶対座標と当該基準点Ａ２と設定した箇所の元の絶対座標の距離と許容値の比較によって、上記同様算出する。そして、橋桁２の相対移動量、基準値Ａ２の絶対座標、落橋有無の情報を記憶部に格納する。また、同様に橋桁３についても相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無を算出し、記憶部に格納する。
【００３２】
図１３は絶対座標の補正処理の概要を示す図である。
上記処理においては、橋梁の端の一方の端台に接続される橋桁から順に、相対移動量、基準値の絶対座標、を算出しているが、橋梁の真中付近の橋桁を基準に一方の橋台側の橋桁と、他方の橋台側の橋桁の２つに分けて、それぞれの橋桁の組に近い橋台を基準として、相対移動量、基準値の絶対座標を算出していくようにしてもよい。例えば、図１３で示すように橋梁に橋桁１〜３までが載る場合において、橋桁２の相対移動量を基準点Ａと基準点Ｂの両方から計算する。そして橋桁２に対して得られた２つの相対移動量から、橋桁２における所定の点の２つの絶対座標を算出し、その絶対座標に差異があれば、その差異の中間点を、絶対座標と決定するなどして補正する。これにより、各橋桁における所定の点の絶対座標を、より正確に算出することができる。また、絶対座標の差異がある場合には、その差異の値（距離）を、橋梁における橋桁の絶対座標それぞれに分散させて補正するようにしてもよい。
【００３３】
以上のように、本願発明の橋梁監視システムにおいては、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せごとに設置された３つの変位計により、橋梁における各橋桁の相対移動量と、当該各橋桁の所定の基準点における絶対座標を算出することができるので、橋梁における橋桁の変位を計測するにあたり、その計測を行う為の装置の設置場所の制限を受けず、また、橋桁の移動が大きくとも、変位計の十分な長さのロッドにより計測可能となる。
【００３４】
図１４は橋梁の通行可否判定の処理フローを示す図である。
図１５は橋桁と構造物の隙間の最大値の算出処理の概要を示す図である。
次に図１４、図１５を用いて橋梁の通行可否判定の処理フローについて説明する。
通行可否判定部５３は、上記処理により、全ての橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組み合わせ毎に、相対移動量、基準値の絶対座標、落橋有無が算出できると、次に、橋梁の通行可否を判定する処理を開始する。まず、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組み合わせ毎に記憶部に登録されている上記算出結果から、落橋有無の情報を読み取る（ステップＳ２１）。そして、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物組合せ全てについて、落橋有無の情報が落橋無しを示すか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物組合せ全てについて、落橋有無の情報が落橋無しを示す場合には、通行可と判定する（ステップＳ２３）。
【００３５】
次に通行可否判定部５３は、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せ毎に、その橋桁と構造物との間の隙間の最大値を算出する（ステップＳ２４）。例えば前記隣接する構造物が橋桁である場合には、２つの橋桁Ｐ、Ｑの接合面の端、つまり橋桁Ｐ、Ｑの角をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２とし、各橋桁Ｐ、Ｑの角から隣接する橋桁の接合面に対して延ばした垂線の距離を算出する（図１５においてはＬａ、Ｌｂ）。なお垂線を接合面に降ろすことができない場合には、その橋桁の角については計算の対象外とする（図１５においてはＱ１、Ｐ２）。ここで垂線の距離の算出は、例えば垂線Ｌａの距離の算出であれば、まず、各橋桁の相対移動量と、各橋桁の元の座標（予め記憶している）とを用いて、移動後の各橋桁Ｐ、Ｑの角の点の絶対座標を算出する。これによりＰ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２の座標が算出できる。そしてＱ１とＱ２の座標を通る垂直平面に対するＰ１からの垂線の距離を算出する。そして通行可否判定部５３は、垂線の距離を算出していき、最大値を示す垂線の距離を、橋桁と当該橋桁に隣接する構造物の間の隙間の距離と算出する。また通行可否判定部５３は隙間の値が、予め記憶する許容値（最大隙間距離）を超えるか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして許容値を超えていない場合には、通行可と判定する（ステップＳ２６）。
【００３６】
次に、通行可批判定部５３は、落橋検知部５１の算出した各橋桁の基準点における絶対座標と、予め記憶する基準点の元の座標とを比較して、その移動量の最大値を決定する（ステップＳ２７）。そして、その移動量が許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして許容値を超えていない場合には、通行可とする（ステップＳ２９）。また、ステップＳ２２の判定において、１つでも落橋有無の情報が落橋有り旨を示す場合、またステップ２５Ｓ、ステップＳ２８の判定において、許容値を超える場合には、通行不可と判定する（ステップＳ３０）。そして、通行可否の判定結果を、橋梁情報表示装置６０へ出力する。
【００３７】
以上の処理により、本願発明の橋梁監視システムでは、各変位計によって得られた計測結果に基づいて、橋梁の通行可否を迅速に判定することができる。
【００３８】
なお、上述の変位データ収集器、切替器、橋梁監視装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００３９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】橋梁監視システムのイメージを示す第１の図である。
【図２】橋梁監視システムのイメージを示す第２の図である。
【図３】橋軸方向変位計の設置概要を示す図である。
【図４】変位計の概要図である。
【図５】橋梁監視システムのイメージを示す第３の図である。
【図６】変位データ収集器の変位量の計測原理を示す図である。
【図７】変位データ収集器の変位量の計測処理概要を示す図である。
【図８】橋梁監視システムにおける橋梁監視装置の機能ブロック図である。
【図９】橋梁監視システムにおける各変位計の設置概要を示す図である。
【図１０】橋梁の相対移動量を算出する処理概要を示す図である。
【図１１】相対移動量算出の処理概要を示す図である。
【図１２】落橋判定の処理フローを示す図である。
【図１３】絶対座標の補正処理の概要を示す図である。
【図１４】橋梁の通行可否判定の処理フローを示す図である。
【図１５】橋桁と構造物の隙間の最大値の算出処理の概要を示す図である。
【図１６】橋梁の基本構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・橋軸方向変位計
２０・・・橋軸直角方向変位計
３０・・・変位データ収集器
４０・・・切替器
５０・・・橋梁監視装置
５１・・・橋梁検知部
５２・・・橋桁移動量算出部
５３・・・通行可否判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、
を設置し、さらに、
前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出手段と、
を備えることを特徴とする橋梁監視システム。
【請求項２】
前記橋桁に隣接する構造物は、橋桁または橋台または橋脚のいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載の橋梁監視システム。
【請求項３】
前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の橋梁監視システム。
【請求項４】
前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の橋梁監視システム。
【請求項５】
前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段と、
前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の橋梁監視システム。
【請求項６】
橋梁監視システムにおける橋梁監視方法であって、
第１変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測し、
第２変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測し、
相対移動量算出手段が、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する
ことを特徴とする橋梁監視方法。
【請求項７】
絶対座標算出手段が、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の橋梁監視方法。
【請求項８】
第１通行可否判定手段が、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の橋梁監視方法。
【請求項９】
最大隙間距離記憶手段が、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶し、
第２通行可否判定手段が、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離を比較して、前記橋梁の通行可否を判定する
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の橋梁監視方法。
【請求項１０】
橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、
が設置された橋梁監視システムにおける橋梁監視装置に実行させるプログラムであって、
前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項１１】
請求項１０の処理に加え、
前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出処理
を実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１の処理に加え、
前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定処理
を実行させるプログラム。
【請求項１３】
前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段を備える前記橋梁監視装置に、
請求項１１または請求項１２の処理に加え、
前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定処理
を実行させるプログラム。
【請求項１】
橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、
を設置し、さらに、
前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出手段と、
を備えることを特徴とする橋梁監視システム。
【請求項２】
前記橋桁に隣接する構造物は、橋桁または橋台または橋脚のいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載の橋梁監視システム。
【請求項３】
前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の橋梁監視システム。
【請求項４】
前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の橋梁監視システム。
【請求項５】
前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段と、
前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の橋梁監視システム。
【請求項６】
橋梁監視システムにおける橋梁監視方法であって、
第１変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測し、
第２変位計測手段が、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測し、
相対移動量算出手段が、前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する
ことを特徴とする橋梁監視方法。
【請求項７】
絶対座標算出手段が、前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の橋梁監視方法。
【請求項８】
第１通行可否判定手段が、前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の橋梁監視方法。
【請求項９】
最大隙間距離記憶手段が、前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶し、
第２通行可否判定手段が、前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離を比較して、前記橋梁の通行可否を判定する
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の橋梁監視方法。
【請求項１０】
橋梁における橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間に、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の２箇所以上の橋軸方向移動変位を計測する第１変位計測手段と、
前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の１箇所以上の橋軸直角方向移動変位を計測する第２変位計測手段と、
が設置された橋梁監視システムにおける橋梁監視装置に実行させるプログラムであって、
前記第１変位計測手段の計測した２箇所以上の橋軸方向移動変位と、前記第２変位計測手段の計測した１箇所以上の橋軸直角方向移動変位とに基づいて、前記橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との間の相対移動量を算出する相対移動量算出処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項１１】
請求項１０の処理に加え、
前記橋梁の端の前記構造物における基準点座標と、前記相対移動量とに基づいて、前記橋梁に架かる橋桁それぞれの所定の基準点の絶対座標を算出する絶対座標算出処理
を実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１の処理に加え、
前記基準点の絶対座標と当該基準点の元の座標とにより算出される距離と、各許容値とを比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第１通行可否判定処理
を実行させるプログラム。
【請求項１３】
前記橋梁における１つの橋桁と当該橋桁に隣接する構造物との組合せそれぞれについて、当該橋桁と構造物との間の最大隙間距離を記憶する最大隙間距離記憶手段を備える前記橋梁監視装置に、
請求項１１または請求項１２の処理に加え、
前記相対移動量に基づいて橋桁と構造物との間の隙間距離の計算の後、当該隙間距離と前記最大隙間距離との比較して、前記橋梁の通行可否を判定する第２通行可否判定処理
を実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１２０１７８（Ｐ２００７−１２０１７８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１４７３９（Ｐ２００５−３１４７３９）
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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