説明

高架橋柱の最大応答部材角測定装置及び高架橋柱の損傷レベルの評価方法

【課題】安価で、かつ無電源方式の機械式センサーを用いて、直接的に高架橋柱の最大変形量を測定することができる高架橋柱の最大応答部材角測定装置を提供する。
【解決手段】高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、基礎1に構築される高架橋柱2と、この高架橋柱2の下部に位置し、この高架橋柱2に沿って固定される測定棒5と、前記高架橋柱2に支持されて水平方向に延びる固定材4と、この固定材4の移動に伴って移動可能であり、この固定材4の移動後に前記測定棒5に係合保持される移動材6を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高架橋柱の最大応答部材角測定装置及び高架橋柱の損傷レベルの評価方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、鉄道RCラーメン高架橋の損傷は、通常被災後の随時検査において目視により確認するが、近年その柱の多くは目視による損傷の把握が困難な補強RCの本数が増加しているのが現状である。
【0003】
一方、柱端部に生じる最大応答部材角と損傷レベルの関係は概ね把握されている(下記非特許文献1および3参照)ため、最大応答部材角を効率的に測定することが出来れば、地震時の柱の損傷レベル評価を早期に評価することが可能となり、被災後の復旧作業の効率化や、「ダウンタイム」の減少が期待できる。
【非特許文献1】財団法人鉄道総合技術研究所編:鉄道標準〔耐震設計〕 橋梁及び高架橋耐震照査の手引き、研友社,2006
【非特許文献2】財団法人鉄道総合技術研究所編:鉄道構造物等設計標準・同解説(耐震設計),丸善,1999
【非特許文献3】下見成明,松井義昌、新川秀一、中泉義政:「最大ひずみ記憶センサーを用いた橋梁の診断技術」,「耐震補強・補修技術,耐震診断技術に関するシンポジウム」講演論文集,Vol.3,pp.143−150,1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記の状況に鑑みて、安価で、かつ無電源方式の機械式センサーを用いて、直接的に高架橋柱の最大応答部材角を測定することができる高架橋柱の最大応答部材角測定装置及び高架橋柱の損傷レベルの評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、基礎に構築される高架橋柱と、この高架橋柱の下部に位置し、この高架橋柱に沿って固定される測定棒と、前記高架橋柱に支持されて水平方向に延びる固定材と、この固定材の移動に伴って移動可能であり、この固定材の移動後に前記測定棒に係合保持される移動材を具備することを特徴とする。
【0006】
〔2〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記測定棒と前記移動材とは一方向に係合するラチェット爪を有することを特徴とする。
【0007】
〔3〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記ラチェット爪が前記測定棒に形成されて、移動量を示す目盛を兼ねることを特徴とする。
【0008】
〔4〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材の移動量で高架橋柱の最大応答部材角を測定することを特徴とする。
【0009】
〔5〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材の移動量で高架橋柱の最大応答部材の垂直方向の変位量を測定することを特徴とする。
【0010】
〔6〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材を前記高架橋柱の両側に配置することを特徴とする。
【0011】
〔7〕上記〔1〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材を前記高架橋柱の四方に配置することを特徴とする。
【0012】
〔8〕上記〔1〕〜〔7〕記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記高架橋柱は鋼板巻立て、連続繊維巻立て、プレキャスト部材巻立て補強などの補強柱全般を含むことを特徴とする。
【0013】
〔9〕高架橋柱の損傷レベルの評価方法において、基礎に構築される高架橋柱の下部に位置し、この高架橋柱に沿って固定される測定棒と、前記高架橋柱に支持されて水平方向に延びる固定材と、この固定材の移動に伴って移動可能であり、該固定材の移動後に前記測定棒に係合保持される移動材を配置し、前記測定棒に対して移動する前記固定材と移動材とに基づいて高架橋柱の最大応答部材角を測定し、高架橋柱の損傷レベルを評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【0015】
(1)無電源方式の機械的センサーを用いることにより簡便に高架橋柱の最大変形量の測定、つまり最大応答部材角又は最大応答部材の垂直方向への変位量の測定を実施することができる。
【0016】
(2)目視による損傷の把握が困難な鋼板巻き補強を含むRC高架橋柱の最大応答部材角を測定することができる。
【0017】
(3)1つの装置で、1方向乃至4方向の高架橋柱の最大応答部材角の測定を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
本発明の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、基礎に構築される高架橋柱と、この高架橋柱の下部に位置し、この高架橋柱に沿って固定される測定棒と、前記高架橋柱に支持されて水平方向に延びる固定材と、この固定材の移動に伴って移動可能であり、この固定材の移動後に前記測定棒に係合保持される移動材を具備する。
【実施例】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明の第1実施例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大応答部材角の計測状態を示す模式図、図2は図1における機械的センサーの詳細な構成図である。
【0021】
これらの図において、1は基礎、2は高架橋柱、3はその高架橋柱2を補強するために巻立てられた鋼板、4は鋼板3から水平方向に延びる固定材、5は基礎1に植設された高架橋柱2の下部に位置し、この高架橋柱2に沿って固定される測定棒、6は測定棒5に係合し、固定材4を挟むように配置される移動材である。また、測定棒5の円周面にはラチェット爪5Aが形成されており、ある一方向への移動材6の移動を許容するが、その反対方向への移動材6の移動は阻止するようにしている。
【0022】
図1に示すように、この実施例では2個の機械的センサーを用いるようにしている。
【0023】
図1(a)は高架橋柱2が直立している初期状態を示している。そこで、地震が発生して、例えば、図1(b)に示すように、高架橋柱2が+側に最大に変形(傾斜)する。すると、固定材4は時計方向に傾斜して、高架橋柱2の左側では、測定棒5に係合している上側の移動材6が上方へ移動し、その最大に変形した位置に上側の移動材6は保持される。高架橋柱2の右側では、測定棒5に係合している下側の移動材6が下方へ移動し、その最大に変形した位置に下側の移動材6は保持される。また、図1(c)に示すように、高架橋柱2が−側に最大に変形(傾斜)する。すると、固定材4は反時計方向に傾斜して、高架橋柱2の左側では、測定棒5に係合している下側の移動材6が下方へ移動し、その最大に変形した位置に下側の移動材6は保持される。高架橋柱2の右側では、測定棒5に係合している上側の移動材6が上方へ移動し、その最大に変形した位置に上側の移動材6は保持される。
【0024】
このように、高架橋柱2の+側での最大変形量と、高架橋柱2の−側での最大変形量とをそれぞれ上下の移動材6の移動量で測定することができる。また、高架橋柱2の+側と−側の揺り戻しによる高架橋柱2の振れ幅をも測定することができる。
【0025】
図3は本発明の第1実施例の第1の変形例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大変形量の計測状態を示す模式図、図4は図3における機械的センサーの詳細な構成図である。
【0026】
この変形例では、1個の機械的センサーのみを用いるようにしている。
【0027】
これらの図において、11は基礎、12は高架橋柱、13はその高架橋柱12を補強するために巻立てられた鋼板、14は鋼板13から水平方向に延びる固定材、15は基礎11に植設された高架橋柱12の下部に位置し、この高架橋柱12に沿って固定される測定棒、16は測定棒15に係合し、固定材14を挟むように配置される移動材である。ここでも、測定棒15の円周面にはラチェット爪15Aが形成されており、ある一方向への移動材16の移動を許容するが、その反対方向への移動材16の移動は阻止するようにしている。
【0028】
図3(a)は高架橋柱12が直立している初期状態を示している。そこで、地震が発生して、例えば、図3(b)に示すように、高架橋柱12が+側に最大に変形(傾斜)する。すると、固定材14は時計方向に傾斜して、例えば、高架橋柱12の右側では、測定棒15に係合している下側の移動材16が下方へ移動し、その最大に変形した位置に下側の移動材16は保持される。また、図3(c)に示すように、高架橋柱12が−側に最大に変形(傾斜)する。すると、固定材14は反時計方向に傾斜して、高架橋柱12の右側では、測定棒15に係合している上側の移動材16が上方へ移動し、その最大に変形した位置に上側の移動材16は保持される。
【0029】
このように、機械的センサーは1個であっても、高架橋柱12の+側での最大変形量と高架橋柱12の−側での最大変形量とを、それぞれ上下の移動材16の移動量で測定することができる。また、高架橋柱12の+側と−側の揺り戻しによる高架橋柱12の振れ幅をも測定することができる。
【0030】
図5は本発明の第1実施例の第2の変形例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大変形量の計測状態を示す模式図、図6は図5における機械的センサーの詳細な構成図である。
【0031】
この変形例では、4個の機械的センサーを用いるようにしている。
【0032】
これらの図において、21は基礎もしくは上層梁、22は高架橋柱、23はその高架橋柱22を補強するために巻立てられた鋼板、24は鋼板23から水平方向に延びる固定材、25は基礎21に植設された高架橋柱22の下部に位置し、この高架橋柱22に沿って固定される測定棒、26は測定棒25に係合し、固定材24を挟むように配置される移動材である。ここでも、測定棒25の円周面にはラチェット爪25Aが形成されており、ある一方向への移動材26の移動を許容するが、その反対方向への移動材26の移動は阻止するようにしている。
【0033】
測定の仕方は、上記した第1実施例と同様である。この変形例では、高架橋柱22を中心として4方向に機械的センサーを配置するようにしたので、何れの方向への高架橋柱22の傾斜であっても正確に測定することができる。
【0034】
図7は本発明の第2実施例を示す高架橋柱の最大変形量測定装置(最大応答部材垂直方向への変位量測定装置)による最大変形量の計測状態を示す模式図、図8は図7における機械的センサーの詳細な構成図である。
【0035】
これらの図において、31は基礎もしくは上層梁、32は高架橋柱、33はその高架橋柱32を補強するために巻立てられた鋼板、34は鋼板33から水平方向に延びる固定材、35は基礎31に植設された高架橋柱32の下部もしくは上部に位置し、この高架橋柱32に沿って固定される測定棒、36は測定棒35に係合し、固定材34を挟むように配置される移動材である。ここでも、測定棒35の円周面にはラチェット爪35Aが形成されており、ある一方向への移動材36の移動を許容するが、その反対方向への移動材36の移動は阻止するようにしている。
【0036】
図7に示すように、高架橋柱32の垂直方向への最大応答部材角の測定を行うことができる。
【0037】
図7(a)は高架橋柱32が垂直方向へ変位していない初期状態を示している。そこで、例えば、図7(b)に示すように、高架橋柱32に残留変形が生じると、固定材34は下又は上へ移動して、移動材36を移動させることになる。すなわち、高架橋柱32に残留変形が生じて垂直方向の下方に移動材36が移動すると、左右の移動材36の下方への移動により左右の下側の移動材36は下方へ移動する。また、高架橋柱32に残留変形が生じて垂直方向の上方に移動材36が移動すると、左右の移動材36の上方への移動により左右の上側の移動材36は上方へ移動する。いずれの移動材36も高架橋柱32の最大変形位置で保持される。
【0038】
図9は図8の変形例を示す機械的センサーを示す図である。
【0039】
この変形例では、高架橋柱32の鋼板33に固定される固定材34には測定棒41を挟む移動材42を配置するようにしている。ここで、例えば、固定材34はU字形状にして、移動材42が一体化されるが、固定材34は測定棒41には接触しないように配置されている。ここでも、測定棒41と移動材42との係合面にはラチェット爪41Aが形成されており、ある一方向への移動材42の移動を許容するが、その反対方向への移動材42の移動は阻止するようにしている。
【0040】
このように、この実施例では高架橋柱32の垂直方向へ何れか一方向への最大変位量の測定のみを行うことができる。
【0041】
なお、上記した各実施例の固定材の高架橋柱への取り付けは、図示しないが鋼板に巻き付けられるバンドと一体になった固定材とするようにしてもよいし、鋼板に溶接により固定するようにしてもよい。
【0042】
図10は本発明の最大応答部材角測定方法を用いて高架橋柱の損傷レベルと部材角φの関係を示す図である。
【0043】
本発明の装置から計測データを伝送する無線LAN方式もしくはRF−ID方式の伝送システムと、この伝送システムから計測データを取込み、図10(非特許文献3参照)を参考にして、高架橋柱の損傷のレベルの評価を行う評価システムを具備することも可能である。
【0044】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明の最大応答部材角測定装置は、高架橋柱の損傷レベルの推定に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明の第1実施例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大変形量(最大応答部材角)の計測状態を示す模式図である。
【図2】図1における機械的センサーの詳細な構成図である。
【図3】本発明の第1実施例の第1の変形例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大変形量の計測状態を示す模式図である。
【図4】図3における機械的センサーの詳細な構成図である。
【図5】本発明の第1実施例の第2の変形例を示す高架橋柱の最大応答部材角測定装置による最大変形量の計測状態を示す模式図である。
【図6】図5における機械的センサーの詳細な構成図である。
【図7】本発明の第2実施例を示す高架橋柱の最大応答部材垂直方向への変位量測定装置による最大変形量の計測状態を示す模式図である。
【図8】図7における機械的センサーの詳細な構成図である。
【図9】図8の変形例を示す機械的センサーを示す図である。
【図10】本発明の最大応答部材角測定方法を用いて損傷レベルと部材角φの関係を示す図である。
【符号の説明】
【0047】
1,11,21,31 基礎
2,12,22,32 高架橋柱
3,13,23,33 鋼板
4,14,24,34 固定材
5,15,25,35,41 測定棒
6,16,26,36,42 移動材
5A,15A,25A,35A,41A ラチェット爪

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)基礎に構築される高架橋柱と、
(b)該高架橋柱の下部に位置し、該高架橋柱に沿って固定される測定棒と、
(c)前記高架橋柱に支持されて水平方向に延びる固定材と、
(d)該固定材の移動に伴って移動可能であり、該固定材の移動後に前記測定棒に係合保持される移動材を具備することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項2】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記測定棒と前記移動材とは一方向に係合するラチェット爪を有することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項3】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記ラチェット爪が前記測定棒に形成されて、移動量を示す目盛を兼ねることを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項4】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材の移動量で高架橋柱の最大応答部材角を測定することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項5】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材の移動量で高架橋柱の最大応答部材の垂直方向の変位量を測定することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項6】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材を前記高架橋柱の両側に配置することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項7】
請求項1記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記固定材を前記高架橋柱の四方に配置することを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項8】
請求項1〜7記載の高架橋柱の最大応答部材角測定装置において、前記高架橋柱は鋼板巻立て、連続繊維巻立て、プレキャスト部材巻立て補強などの補強柱全般を含むことを特徴とする高架橋柱の最大応答部材角測定装置。
【請求項9】
(a)基礎に構築される高架橋柱の下部に位置し、該高架橋柱に沿って固定される測定棒と、前記高架橋柱に支持されて水平方向に延びる固定材と、該固定材の移動に伴って移動可能であり、該固定材の移動後に前記測定棒に係合保持される移動材を配置し、
(b)前記測定棒に対して移動する前記固定材と移動材とに基づいて高架橋柱の最大応答部材角を測定し、高架橋柱の損傷レベルを評価することを特徴とする高架橋柱の損傷レベルの評価方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−215961(P2008−215961A)
【公開日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−51972(P2007−51972)
【出願日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【出願人】(000173784)財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】(303056368)東急建設株式会社 (225)
【Fターム(参考)】