JP4261445B2 - 橋桁の送出し工法および橋桁の送出し制御システム - Google Patents

Description

本発明は、河川や線路上を横断して橋桁を架け渡す橋梁の架設工事に採用される橋桁の送出し工法であって、その橋桁を支えて移動する送出し台車についてその鉛直ジャッキの反力を自動調整しながら行うものであり、特に、送出しの途中で送出し台車を停止させることなく施工を行えるようにした橋桁の送出し工法およびその送出し制御システムに関する。

従来、橋梁の架設工事においては、架設予定の橋桁の下に鉄道や道路が通っていたり、河川や湖沼を跨ぐような場合など、桁下空間を利用できない場合の施工方法として送出し工法が採用されている。図８は、線路を横切る現場において行われる橋桁の送出し工法について示した図である。
図示する橋梁の架設工事では、橋桁１０１などは予め構築された橋脚１１１〜１１３にクレーンで吊って架設されるが、桁下空間が利用できない線路をまたぐ橋脚１１４，１１５区間では、クレーンの設置が不可能であるため送出し工法が採用される。

例えば、図示するように仮設備１２０を組んで水平な走行軌条１３０を敷設し、橋桁１０２を送り出すようにしている。橋桁１０２は、送出し台車１０，２０の移動によって橋桁１０２及び手延べ機１４０が走行軌条１３０に沿って矢印で示す方向へ送り出される。
送出し台車１０，２０は、敷設された３本の走行軌条１３０上を走行するものであり、３つの鉛直ジャッキを備えて、各箇所で橋桁１０２の荷重をなるべく均等に分担するように鉛直ジャッキのストロークが調整される。

ここで、図９及び図１０は、送出し台車１０，２０の一例を示した図であり、特に図９は送出し台車の側面を、図１０は送出し台車の正面を示している。送出し台車１０，２０は、３本の走行軌条１３０(131,132,133) 上を走行するように、前後に２つの車輪をもち、電動モータなど駆動装置によって自走可能な走行部１１(11a,11b,11c) ，２１(21a,21b,21c) を有している。走行部１１，２１に対応した位置に下フレーム１３，２３を介して３つの鉛直ジャッキ１２(12a,12b,12c) ，２２(22a,22b,22c) が設けられ、そうした鉛直ジャッキ１１，２２上に上フレーム１４，２４を介して橋桁１０２が載せられる。すなわち送出し台車１０，２０は、それぞれ横方向に並んだ鉛直ジャッキ１１，２２のある３箇所で橋桁１０２を支持している。

こうした送出し台車１０，２０では、３つの走行軌条１３０間に生じる数ミリ程度の高さの違いによって荷重負担に大きな偏りが生じるため、従来から鉛直ジャッキの一つ一つに圧力センサが設けられ、ストロークに伴う荷重調整が行われている。その場合、これまでは監視者がモニタで圧力センサから得られる鉛直ジャッキの反力を確認しながらオペレータに連絡をとり、オペレータが必要に応じて送出しを手動で停止させ、調整し、点検・確認後に送出しを手動で再開させていたため、時間のロスだけでなく、確認ミス、連絡ミス或いは調整ミスなど人為的ミスが起きる可能性も多分にあった。そこで、本出願人は、下記特許文献１にて開示された橋桁の送出し工法、すなわち鉛直ジャッキにかかる荷重を自動的に調節しながら送出しする橋桁の送出し工法を提案した。
特開２００３−２７８１１４号公報（第３−５頁、図１−図５）

前記特許文献１に記載された橋桁の送出し工法では、３つの走行軌条１３０間に生じる荷重負担のバランスをとるため鉛直ジャッキ１２，２２によってストローク調整が行われるが、液送ポンプなどの能力が荷重変化に対応できない場合には、３つの走行軌条１３０の１つに集中した橋桁の荷重が所定値を超えてしい、安全確保のために送出し台車１０，２０の走行を停止させなければならなかった。
ところが、こうして一旦送出しを停止させてしまうと、荷重バランスを調整させるための作業の他、安全確認のための点検などを行った後でなければ橋桁の送出しを再開させることができない。そのため、従来の送出し工法では、再び動き出すまでの時間的なロスが大きかった。そして、こうした作業時間のロスは、図８に示した線路上を跨ぐような施工時間の限られた場所では特に深刻であった。

そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、送出しを停止させることなく架設時間の短縮を図った橋桁の送出し工法および橋桁の送出し制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る橋桁の送出し工法は、複数の送出し台車がそれぞれ複数の鉛直ジャッキを有し橋桁を支持しながら橋桁の送出しを行う場合、鉛直ジャッキの反力を送出し台車ごとに比較して、任意に設定された設計値との差の絶対値が最も大きい鉛直ジャッキを選定し、選定した鉛直ジャッキの反力が所定の制御値を超えた場合に当該鉛直ジャッキのストロークを自動調整するようにしたものであって、前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して前記鉛直ジャッキの単位時間当たりの伸縮量である荷重調整能力を判定し、その判定結果に基づいて前記送出し台車の走行速度を切り換えるようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る橋桁の送出し工法は、所定のタイミングで検出する前記鉛直ジャッキの反力をサンプリング値とすること、そのサンプリング値が前記設計値から所定量外れている場合に前後のサンプリング値を比較すること、その比較により反力が前記設計値から外れる状況にある場合にカウンタとして用いる変数の値を繰り上げること、そして、その変数の値が予め設定した上限値を超えた場合には、前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して当該鉛直ジャッキの荷重調整能力が劣ると判定し、前記送出し台車の速度を低下させることを特徴とする。

一方、本発明に係る橋桁の送出し制御システムは、橋桁を支持する複数の送出し台車にそれぞれ設けられた複数の鉛直ジャッキの各反力を検出する反力検出手段と、前記送出し台車毎に前記複数の鉛直ジャッキの反力と任意に設定された設計値との差の絶対値が最も大きいものを選定し、当該鉛直ジャッキについて反力を設計値に近づける方向にストロークを制御する制御手段とを有し、送出し台車の走行軌条に沿った送出し中に、鉛直ジャッキのストロークを調整することにより荷重調整を行うようにしたものであって、前記送出し台車は駆動装置を備えた自走式であって、前記制御手段は、前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して前記鉛直ジャッキの単位時間当たりの伸縮量である荷重調整能力を判定し、その判定結果に基づいて前記駆動装置を制御して送出し台車の速度を変化させるものであることを特徴とする。
また、本発明に係る橋桁の送出し制御システムは、前記制御手段が、所定のタイミングで検出する前記鉛直ジャッキの反力をサンプリング値とし、そのサンプリング値が前記設計値から所定量外れている場合に前後のサンプリング値を比較し、反力が前記設計値から外れる状況にある場合にカウンタとして用いる変数の値を繰り上げ、その変数の値が予め設定した上限値を超えた場合に前記駆動装置を制御して送出し台車の速度を低下させるものであることを特徴とする。

よって、本発明に係る橋桁の送出し工法および橋桁の送出し制御システムによれば、送出し台車の走行速度を送出し範囲全体で速くしながらも鉛直ジャッキにかかる反力変化に対する当該鉛直ジャッキの荷重調整能力を判定して送出し台車の速度を変化させるようにしたので、送出しを停止させることなく、短時間で橋桁の架設作業を終えることができるようになる。

次に、本発明に係る橋桁の送出し工法および橋桁の送出し制御システムについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の送出し工法でも、図８に示した線路を横切る現場において行われる橋桁の送出し工法について説明し、また本実施形態の送出し制御システムを構成する送出し台車には、図９及び図１０に示したものが採用される。そして、図１が、本実施形態における橋桁の送出しを行うための送出し制御システムを示した図である。

前述したように送出し台車１０，２０には、それぞれ３個ずつの鉛直ジャッキ１２(12a,12b,12c) ，２２(22a,22b,22c) が備えられているが、本実施形態の送出し制御システムでは、これら鉛直ジャッキ１２，２２を台車ごとにグループ分けして前後別々に反力管理を行うように構成されている。それは、送出し台車１０，２０の間隔が互いのジャッキ高さの違いに影響されないだけ離れているからである。

鉛直ジャッキ１２，２２は、圧力油の供給及び排出を行う駆動ポンプ１が連結されている。そして、鉛直ジャッキ１２，２２には、それぞれに油圧を測定する圧力センサ１５(15a,15b,15c) ，２５(25a,25b,25c) が取り付けられている。従って、この圧力センサ１５，２５によって各鉛直ジャッキ１５，２５にかかる荷重を反力で測定している。
更に、鉛直ジャッキ１２，２２には、それぞれのストロークを測定するストローク検出センサ１６(16a,16b,16c) ，２６(26a,26b,26c) が取り付けられており、圧力センサ１５，２５とともにリモートＩ／Ｏボックス１７(17a,17b,17c) ，２７(27a,27b,27c) に接続されている。

こうしたリモートＩ／Ｏボックス１７，２７は制御用コンピュータ２に接続され、各センサ１５，１６，２５，２６で検出した測定データが、架設現場に建てられた監視室にある監視・制御用のマスタコンピュータ３及び監視用のコンピュータ４に対して送信されるように接続されている。一方、そのマスタコンピュータ３には、制御用コンピュータ２からリモートＩ／Ｏボックス３７を介して駆動ポンプ１が接続され、マスタコンピュータ３の演算処理に従って駆動ポンプ１の駆動制御が行われるように接続されている。

また、制御用コンピュータ２には、台車走行制御装置３８を介して図９に示す送出し台車１０，２０の走行部１１ ，２１を駆動させる電動モータ１８，２８が接続され、マスタコンピュータ３からの制御信号に従って電動モータ１８，２８の駆動操作が行われるようになっている。特に本実施形態は、送出し台車１０，２０を後述する速度制御プログラムに従って走行速度が２段階に制御され、台車走行制御装置３８では、インバータの周波数切り換えによって電動モータ１８，２８の回転数を高速と低速との２種類に切り換えられるようになっている。

更に、送出し制御システムには、橋桁１０２の送出し量を計測するレーザビーム距離センサ４１や、前方の送出し台車１０の状況や橋桁１０２全体の送出し状況を撮影するＷｅｂカメラ４２，４３が設置され、それぞれコンバータ４５〜４８を介してコンピュータ３，４へ接続されている。更に、この送出し制御システムでは、鉛直ジャッキ１２，２２の反力情報や、橋桁１０２の送出し状態、或いはＷｅｂカメラ４２，４３からの現場の映像によって、架設現場から離れた所にいる関係者にも状況が把握できるように、遠隔地のコンピュータにも電話回線を介して接続されている。

次に、こうした送出し制御システムの下で行われる橋桁の送出し工法について具体的に説明する。
図８に示すように送出しが行われる橋桁１０２は、仮設備１２０の走行軌条１３０上に送出し台車１０，２０を介して載せられ、その先端には手延べ機１４０が連結される。そして、自走式の送出し台車１０，２０は、制御用コンピュータ２から送られる駆動信号により、台車走行制御装置３８を介して電動モータ１８，２８が駆動して前進する。

このとき、送出し台車１０，２０がそれぞれ支える橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重は、走行部１１，２１を介して３本の走行軌条131〜133にかかっている。そして、走行部11a,11b,11c に対応する位置に鉛直ジャッキ12a,12b,12c が、また走行部21a,21b,21c に対応する位置に鉛直ジャッキ22a,22b,22c がそれぞれ配置されているため、走行部１１，２１を介してかかる各箇所の荷重の値は、それぞれに対応した鉛直ジャッキ１２，２２の反力の値から確認することができる。従って、各走行軌条131〜133の間で高さが微妙に異なっていたような場合、高くなったところに橋桁１０２などの荷重が多くかかって荷重バランスが崩れるが、こうした荷重変化は鉛直ジャッキ１２，２２の反力をチェックすることによって確認できる。

本実施形態の送出し工法では、圧力センサ１５，２５で検出された鉛直ジャッキ１２，２２の反力データが常に制御用コンピュータ２によって読み出され、監視室のコンピュータ３，４へと送られる。そして、この反力データはグラフ化されてマスタコンピュータ３のディスプレイに表示されていく。また、鉛直ジャッキ１２，２２の反力の他、レーザビーム距離センサ４１によって移動距離が計測され、更にストローク検出センサ１６，２６によって各鉛直ジャッキ１２，２２のストロークが確認でき、各情報がコンピュータ３，４のディスプレイに適宜表示される。

マスタコンピュータ３では、圧力センサ１５，２５から送信された測定データに基づいて荷重調節を行うための演算処理が行われる。ここで図２乃至図４は、マスタコンピュータ３に格納された反力制御プログラムを実行するためのフローを示したものである。この反力制御プログラムは、前後の送出し台車１０，２０ごとにグループ分けした鉛直ジャッキ12a,12b,12c と鉛直ジャッキ22a,22b,22cとについて、それぞれ反力管理を行うことにより荷重バランスをとるようにしたものである。また図５は、この反力制御プログラムを実行する際の反力管理条件をグラフで示したものである。

先ず、反力管理条件について説明する。最初に、送出し台車１０，２０における理想の送出し状態とは、各送出し台車１０，２０ごとに見て走行軌条131〜133にかかる荷重がほぼ均等になるような場合である。そこで、グループ分けした鉛直ジャッキ12a,12b,12c と鉛直ジャッキ22a,22b,22c について、それぞれ均等な荷重状態となる場合の各鉛直ジャッキの反力を設計値Ｐとしている。なお、鉛直ジャッキの数や配置、橋桁１０２の形状など諸条件によって、この基準となる設計値Ｐが鉛直ジャッキごとに異なるので、図５に示す反力管理条件は鉛直ジャッキごとに設定する必要がある。しかし、今回の送出し台車１０，２０では、走行部１１，２１の位置に対応して鉛直ジャッキ１２，２２が配置されているなど、荷重を均等に作用させたときの鉛直ジャッキ12a,12b,12c の各反力、そして鉛直ジャッキ22a,22b,22c の各反力はそれぞれほぼ等しくなる条件にある。従って、設計値Ｐは各グループの鉛直ジャッキ同士で等しい値となり、図５に示す反力管理条件も各グループの鉛直ジャッキ同士で共通することとなる。

反力管理条件は、その設計値Ｐを基準にして鉛直ジャッキの反力、つまり対応する各箇所にかかる荷重が仮設備１２０などの耐力Ｍを超えてしまわないように、鉛直ジャッキ１２，２２のストロークを調整することによって反力制御を行うことを目的としたものである。そのため、耐力Ｍの約８０〜９０％を上限の停止値Ｑ１とし、設計値Ｐを基準に決定した下限の停止値Ｑ２との間を反力の許容範囲と設定し、その範囲内に鉛直ジャッキの反力を収めながら送出しを実行させるようにしている。即ち、この上限及び下限の停止値Ｑ１，Ｑ２は、反力がこれを上下いずれか一方にでも超えるような場合には送出しを停止させる値として設定されたものである。

そして更に、この停止値Ｑ１，Ｑ２内で反力を設計値Ｐに近づけるように、反力制御を行うための制御開始値Ｖ１，Ｖ２と制御終了値Ｗ１，Ｗ２とが設定されている。制御開始値Ｖ１，Ｖ２は、反力がその値を超えた場合に該当する鉛直ジャッキのストローク制御を開始するため、また制御終了値Ｗ１，Ｗ２は、ストローク制御によって反力がこれより設計値Ｐに近づいた場合に該当する鉛直ジャッキのストローク制御を止めるための値としてそれぞれ設定されたものである。なお、制御開始値Ｖ１，Ｖ２及び制御終了値Ｗ１，Ｗ２は、送出し制御システムを構成する油圧機器のレスポンスを考慮し、停止値Ｑ１，Ｑ２間で荷重調整ができるように設定されている。

続いて、橋桁の送出しについて具体的に説明する。橋桁１０２は送出し台車１０，２０に支持され、駆動ポンプ１の駆動からの圧力油によって鉛直ジャッキ１２，２２のストロークが調整され、３本の走行軌条131〜133にはバランス良く荷重が作用している。そこで、スタート信号が制御用コンピュータ２から台車走行制御装置３８に送られ、電動モータ１８，２８が駆動制御される。それにより、自走式の送出し台車１０，２０は走行軌条１３０上を車輪が回転して送出し方向に前進する。走行開始の場合には、台車走行制御装置３８から電動モータ１８，２８に対し、最初は低速制御信号が送られ送出し台車１０，２０は低速走行し、所定距離走行したところでインバータの周波数が切り換えられた高速制御信号が送られて送出し台車１０，２０が高速走行する。

送出し台車１０，２０の走行により橋桁１０２が送り出されると、鉛直ジャッキ１２，２２にかかる荷重が圧力センサ１５，２５によって所定のタイミングで逐次検出され、リモートＩ／Ｏボックス１７，２７から制御用コンピュータ２を介してマスタコンピュータ３へと送信される。マスタコンピュータ３では、この検出した反力データを元に先ず図２に示すように、全ての鉛直ジャッキ１２，２２について、その反力が停止値Ｑ１，Ｑ２を上下に超えていないかが確認される（Ｓ１，Ｓ２）。

そして、一つでも超えているものがあれば（Ｓ１：ＮＯ又はＳ２：ＮＯ）、マスタコンピュータ３から停止信号が制御用コンピュータ２に送られ、更にその停止信号を受けた台車走行制御装置３８によって電動モータ１８，２８が停止制御される。こうして、本実施形態では橋桁１０２の送出しが自動的に停止することになる（Ｓ７）。停止の原因となった鉛直ジャッキ１２，２２は、マスタコンピュータ３のディスプレイに反力表示されているため、直ちに無線で仮設備１２０上にいる作業員に連絡がいき、原因の究明がなされる。そして、解決後に橋桁１０２の送出しが再スタートされる。

一方、反力が停止値Ｑ１，Ｑ２を超えない許容範囲内にある場合は（Ｓ１：ＹＥＳ及びＳ２：ＹＥＳ）、送出し台車１０の鉛直ジャッキ12a,12b,12c の反力について、設計値Ｐとの差の絶対値が最大の鉛直ジャッキ12x （xはa,b,cのいずれか）が探し出され（Ｓ３）、それについて前述した制御値Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２（図５参照）に従ってストローク制御が行われる（Ｓ４）。また、送出し台車２０の鉛直ジャッキ22a,22b,22c についても同じように、設計値Ｐとの差の絶対値が最大の鉛直ジャッキ22x （xはa,b,cのいずれか）が探し出され（Ｓ５）、それについてストローク制御が行われる（Ｓ６）。すなわち、いずれの送出し台車１０，２０についても、反力が最大値を示す鉛直ジャッキ12x，22xに対して集中的に制御が行われる。

選定された鉛直ジャッキ12x，22xについて行われるＳ５及びＳ６のストローク制御は、具体的には図３に示すフローに従って行われる（適宜、図５を参照）。
先ず、選定された鉛直ジャッキ12x，22xの反力が上限の制御開始値Ｖ１を超えているか否かが確認され（Ｓ１１）、超えている場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）駆動ポンプ１において圧力油の供給を停止し、弁の開閉を繰り返して徐々に圧力油を排出させていく。これにより、鉛直ジャッキ12x，22xのストロークが縮められ、他の鉛直ジャッキの支持部分はそのままに、当該部分の橋桁１０２の高さが徐々に下げられていく（Ｓ１２）。

こうして鉛直ジャッキ12x，22xの支持する部分が下がれば、支えている橋桁１０２の荷重負担は他の鉛直ジャッキに移行し、徐々に鉛直ジャッキ12x，22xの反力は小さく推移していく。そのため、次に上限の制御終了値Ｗ１を超えたか否かが確認され（Ｓ１３）、まだ反力の方が大きければ（Ｓ１３：ＮＯ）繰り返しストロークの縮小方向に制御が行われる（Ｓ１２）。そして、反力が上限の制御終了値Ｗ１より小さくなったところで（Ｓ１３：ＹＥＳ）メインフロー（図２）に戻り、再び反力が上限及び下限の停止値Ｑ１，Ｑ２を超えていないことの確認（Ｓ１，Ｓ２）から繰り返される。

図３のストローク制御フローに戻って、Ｓ１１で反力が上限の制御開始値Ｖ１を超えていない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、逆に下限の制御開始値Ｖ２を超えていないかが確認される（Ｓ１４）。そして、鉛直ジャッキ12x，22xの反力が下限の制御開始値Ｖ２を超えていなければ（Ｓ１４：ＮＯ）、反力は許容範囲内にあって制御が行われることはない。そして、メインフロー（図２）に戻って再び反力が上限及び下限の停止値Ｑ１，Ｑ２を超えていないことの確認（Ｓ１，Ｓ２）から繰り返される。

一方、反力が下限の制御開始値Ｖ２を超えた場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、マスタコンピュータ３の指令信号に基づき駆動ポンプ１から鉛直ジャッキ12x，22xに圧力油が供給される。そのため、鉛直ジャッキ12x，22xのストロークが伸び、支持した部分が徐々に持ち上げられていく（Ｓ１５）。鉛直ジャッキ12x，22xの支持する部分が持ち上がれば、他に偏っていた橋桁１０２の荷重を負担するようになり、徐々に鉛直ジャッキ12x，22xの反力は大きく推移していく。従って、次に下限の制御終了値Ｗ２を上回ったか否かが確認され（Ｓ１６）、まだ反力の方が小さければ（Ｓ１６：ＮＯ）繰り返し鉛直ジャッキ12x，22xに圧力油が供給されてストロークの伸長制御が行われる（Ｓ１２）。そして、鉛直ジャッキ12x，22xの反力が下限の制御終了値Ｗ２より大きくなったところでメインフロー（図２）に戻り、再び反力が上限及び下限の停止値Ｑ１，Ｑ２を超えていないことの確認（Ｓ１，Ｓ２）から繰り返される。

なお、本制御の目的は、仮設備１２０などの耐力Ｍを超えないようにするためで、それは走行軌条131〜133の荷重負荷に偏りが生じてないようにするためである。そうすると、Ｓ１４〜Ｓ１５にかけて反力の小さいものを制御することは、鉛直ジャッキ12x，22xだけについて見れば本来必要ないことであるが、下限値も考慮して制御を行っているのは、その結果として荷重の不均衡が修正されて全体のバランスが保たれることになるからである。

こうして、前方の送出し台車１０の鉛直ジャッキ12a,12b,12c及び、後方の送出し台車２０の鉛直ジャッキ22a,22b,22cについて、反力が許容範囲を超えないように反力制御が継続される中で橋桁１０２の送出しが行われる。そのため何かのトラブルによって反力が停止値Ｑ１，Ｑ２を上下に超えない限り、橋桁１０２の送出しを停止させることなく反力を自動調整しながら架設工事を行うことができる。

ところで、図５には反力が停止値Ｑ１，Ｑ２を超えない場合を示しているが、鉛直ジャッキ１２，２２による荷重調整能力が荷重変化に対応できなければ、前述したように適切に荷重バランスを制御することができずに反力が停止値Ｑ１，Ｑ２を超えてしまい、橋桁１０２の送出しが停止することになる。
ところで、橋桁１０２の送出しを行う場合、短時間に行うことを望めば送出し速度を上げることになるが、そうした場合、送出し速度を上げると荷重調整能力、すなわち単位時間当たりにおける鉛直ジャッキ１２，２２の伸縮量が荷重変化量に追いつかず、橋桁１０２の送出しを停止させなければならなくなる。そこで、本実施形態では、送出しの停止を回避するため、次のような送出し台車１０，２０の速度制御プログラムが実行される。

ここで、図４は、送出し台車１０，２０の速度制御制御プログラムを実行するためのフローを示した図である。
先ず、送出しが開始されると、マスタコンピュータ３では、カウント値Ｃの値が初期値０にセットされる（Ｓ２１）。一方、前述したように圧力センサ１５，２５によって鉛直ジャッキ１２，２２にかかる荷重の反力が検出される。ここでは、その反力データがサンプリング値Ｆｎとして逐次リモートＩ／Ｏボックス１７，２７から制御用コンピュータ２を介してマスタコンピュータ３に取り込まれる。そして、マスタコンピュータ３では、圧力センサ１５，２５から得られるサンプリング値Ｆｎに基づいて次のように判定及び制御が行われる。

送出し台車１０，２０の走行により橋桁１０２の送出しが行われている間、圧力センサ１５，２５によって検出された反力であるサンプリング値Ｆｎは制御開始値Ｖ１，Ｖ２（図５参照）と比較される（Ｓ２２，Ｓ２３）。そして、サンプリング値Ｆｎが制御開始値Ｖ１，Ｖ２の間に入っていれば（Ｓ２２：ＮＯ，Ｓ２３：ＮＯ）、次にサンプリング値Ｆｎが制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間に入っているか否かが確認される（Ｓ２４）。
そして、サンプリング値Ｆｎが制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間に入っている場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、カウント値Ｃをそのままにして予め設定した上限値Ｃmax との比較が行われ（Ｓ２６）、制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間の値を外れている場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、カウント値Ｃを初期値０に変更して上限値Ｃmax との比較が行われる（Ｓ２６）。

なお、このカウント値Ｃは、後述するように前後のサンプリング値Ｆｎ，Ｆn-1 を比較した場合に反力の改善可能性が無い状況、つまり反力が設計値Ｐから外れる方向にあるときに加算していく変数である。そして、上限値Ｃmax は、その変数がこの値を超えた場合には、鉛直ジャッキ１２，２２の伸縮量が荷重変化量に追いつかない荷重調整能力を超えた状態にあることを示す判定値である。
そこで、サンプリング値Ｆｎが制御開始値Ｖ１，Ｖ２の間に入っている場合でも、制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間の値を外れている場合には、反力が設計値Ｐから外れる方向にある可能性があるためカウント値Ｃはリセットしない。

次に、Ｓ２２に戻って、サンプリング値Ｆｎが制御開始値Ｖ１を超えている場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、一つ手前のサンプリング値Ｆn-1 との比較が行われる（Ｓ２７）。そして、現在のサンプリング値Ｆｎが前のサンプリング値Ｆn-1 より小さい場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、カウント値Ｃをそのままにして上限値Ｃmax との比較が行われる（Ｓ２６）。一方、現在のサンプリング値Ｆｎが前のサンプリング値Ｆn-1 より大きい場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、反力が設計値Ｐから外れる方向にあり、このときカウント値Ｃが１プラスされる（Ｓ２９）。そして、上限値Ｃmax との比較が行われる（Ｓ２６）。

更に、Ｓ２３でサンプリング値Ｆｎが制御開始値Ｖ２を超えている場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、一つ手前のサンプリング値Ｆn-1 との比較が行われる（Ｓ２８）。そして、現在のサンプリング値Ｆｎが前のサンプリング値Ｆn-1 より大きい場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、カウント値Ｃをそのままにして上限値Ｃmax との比較が行われる（Ｓ２６）。一方、現在のサンプリング値Ｆｎが前のサンプリング値Ｆn-1 より小さい場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、反力が設計値Ｐから外れる方向にあるためカウント値Ｃが１プラスされ（Ｓ２９）、上限値Ｃmax との比較が行われる（Ｓ２６）。

こうして、サンプリング値Ｆｎが制御開始値Ｖ１，Ｖ２の範囲を外れ、一つ手前のサンプリング値Ｆn-1 から更に外れる傾向にある場合にカウント値Ｃが加算される。そして、その加算値が上限値Ｃmax を超えていなければ（Ｓ２６：ＮＯ）、カウント値Ｃが初期値０であるか否かが確認される（Ｓ３０）。カウント値Ｃが初期値０になるのは、サンプリング値Ｆｎが制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間に入って（Ｓ２４：ＹＥＳ）、カウント値がリセットされた場合（Ｓ２５）である。従って、こうしてカウント値Ｃが初期値０になった場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、次のサンプリング値Ｆｎが読みとられ（Ｓ３３）、同じように速度制御が繰り返される。

一方、カウント値Ｃが上限値Ｃmax を超えてしまった場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、減速制御が行われる（Ｓ３１）。すなわち、マイクロコンピュータ３から制御用コンピュータ２を介して台車走行制御装置３８に減速信号が送られてインバータの周波数が切り換えられる。それにより、電動モータ１８，２８の回転数が落ち、走行軌条１３０上を移動する自走式の送出し台車１０，２０の走行速度が低下する。こうして送出し台車１０，２０の走行速度を低下させるのは、鉛直ジャッキ１２，２２による荷重調整能力を見かけ上アップさせるためである。

ところで、鉛直ジャッキ１２，２２にかかる荷重の偏りは、走行軌条131〜133の高さの差が生じていることなどを原因として起きるが、その際、荷重変化は送出し台車１０，２０の走行速度に応じて速くなってしまう。そして、このとき鉛直ジャッキ１２，２２のストローク調整スピードが荷重変化に追いつかなければ、橋桁１０２の送出しを停止させなければならなくなる。
ここで、図６は、そうした荷重（鉛直ジャッキの反力）変化と荷重調整能力との関係をグラフにして示した図である。例えば、ポイントｐ１で荷重調整を開始した場合、直線ｓ１が駆動ポンプ１の最大出力時の吐出力による反力の調整量だとすると、破線ｈ１で示した量の反力が調整されることになる。

しかしこの場合には、グラフｔ１で示す反力の変動量の方が破線ｈ１で示す調整量をよりも大きいため荷重変化を抑えきれず、図ではグラフｔ１の反力が持ち直して上昇しているが、実際には停止値Ｑ２を超えて送出しを停止せることになる。
これに対して図示するグラフｔ１のようなカーブを描くようにするには、従来より大型の駆動ポンプ１を使用することが考えられる。しかし、それでは設置場所の確保やコストの面で好ましくない。その一方で、線路上を跨ぐ施工現場では、橋桁の送出し方法は橋桁を架設するまでの施工時間の短縮が極めて重要であり、施工全体として速度を上げる方向にある。

そこで、本実施形態では前述したように速度を低下させて鉛直ジャッキ１２，２２による荷重調整能力を見かけ上アップさせる。すなわち、図４に示すフローに戻り、通常は高速で送出しを行う。しかし、図６に示すようにグラフｔ１で示す反力の変動量の方が破線ｈ１で示す調整量を超えるような場合には、サンプリング値Ｆｎは次第に大きくなるためカウント値Ｃが加算され続けて上限値Ｃmax を超えてしまう（Ｓ２６：ＹＥＳ）。そこで、このままでは反力が停止値Ｑ２を超えて送出しが停止してしまうため、送出し台車１０，２０の走行速度を低下させる（Ｓ３１）。すると、送出し台車１０，２０の移動距離に対する鉛直ジャッキ１２，２２のストローク量が大きくなり、見かけ上、鉛直ジャッキ１２，２２の荷重調整能力が向上したことになる。

送出し台車１０，２０の走行速度を低下（Ｓ３１）させた後は、次のサンプリング値Ｆｎが読みとられ（Ｓ３３）、同じように速度制御が繰り返される。そして、サンプリング値Ｆｎが制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間に入って（Ｓ２４：ＹＥＳ）、カウント値がリセット（Ｓ２５）されるまでは、カウント値Ｃが上限値Ｃmax を超えた状態であり（Ｓ２６：ＹＥＳ）、送出し台車１０，２０は低速走行のままである（Ｓ３１）。

ここで、送出し台車１０，２０の低速走行時の荷重調整について見てみる。図７に示すように、ポイントｐ２で荷重調整を開始し、送出し台車１０，２０の走行速度を低下させたとする。なお、直線ｓ２が、駆動ポンプ１の最大出力時の吐出力による反力の調整量で、破線ｈ２が、鉛直ジャッキ１２，２２による反力の調整量である。
送出し台車１０，２０の走行速度が低下すると、その間、見かけ上送出し距離が伸び、グラフｔ２で示す反力の変動量の傾きが緩やかになる。そのため、グラフｔ２で示す反力の変動量が、破線ｈ２で示す調整量で抑えられることになる。そして、図示すようにグラフｔ２の反力が持ち直して上昇し、停止値Ｑ２を超えることなく送出しを停止せることなく継続することができる。

そこで、減速して橋桁の送出しが続けられた結果、鉛直ジャッキ１２，２２の荷重調整が実行されてサンプリング値Ｆｎが制御終了値Ｗ１，Ｗ２の間に入り（Ｓ２４：ＹＥＳ）、カウント値Ｃがリセットされる（Ｓ２５）。従って、カウント値Ｃは、上限値Ｃmax を下回り（Ｓ２６：ＮＯ）、且つ初期値０であるため（Ｓ３０：ＹＥＳ）、送出し台車１０，２０が高速走行に切り換えられる。すなわち、マイクロコンピュータ３から制御用コンピュータ２を介して台車走行制御装置３８に加速信号が送られてインバータの周波数が切り換えられる。これにより、電動モータ１８，２８の回転数が上げられ、自走式の送出し台車１０，２０が走行軌条１３０上を移動する走行速度が速くなる。そして。その後もサンプリング値Ｆｎが読みとられ（Ｓ３３）、同じように速度制御が繰り返される。

よって、図８に示すような線路上を跨ぐ架設工事のように時間の制限が厳しい現場でも、本実施形態による橋桁の送出し工法及び橋桁の送出し制御システムによれば、送出し台車１０，２０の走行速度を速くしながらも送出しを停止させることがないように速度制御を行うようにしたので、短時間で橋桁の架設作業を終えることができるようになる。すなわち、送出しの途中で制限時間を超えてしまう心配がなくなる。
また、鉛直ジャッキ１２，２２の荷重調整及び速度制御などを自動で行うため、従来、監視者とオペレータ間で行われていた無線連絡の機会が大幅に削減でき、人的ミスの発生をほとんどなくすことができる。

以上、本発明に係る橋桁の送出し工法及び橋桁の送出し制御システムについて実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、送出し台車１０，２０の走行速度を高速と低速とに切り換え制御する場合をしめしたが、高速、低速および中速の３段階など更に複数段に速度を調節するようにしてもよい。
また、例えば、前記実施形態では、前後の送出し台車１０，２０についてぞれぞれグループ分けした鉛直ジャッキ１２，２２の反力制御を行ったが、送出し台車が更に増えた場合にでもその鉛直ジャッキをグループ分けして反力制御することは可能である。また、各送出し台車の鉛直ジャッキのグループも３つに限らず、送出し台車の構成上、４個以上であった場合でも問題ない。また、反力を測定するのに圧力センサを使用したがロードセルを使用するようにしてもよい。

橋桁の送出し制御システムの一実施形態を示した図である。 反力制御プログラムを実行するフローを示した図である。 反力制御プログラムを実行するフローを示した図である。 送出し台車の速度制御制御プログラムを実行するためのフローを示した図である。 反力制御プログラムを実行する際の反力管理条件をグラフで示したものである。 反力変化と荷重調整能力との関係をグラフにして示した図である。 速度調整を行った場合の反力変化と荷重調整能力との関係をグラフにして示した図である。 橋桁の送出し工法について示した図である。 送出し台車を示した側面図である。 送出し台車を示した正面図である。

符号の説明

１ 駆動ポンプ
２ 制御用コンピュータ
３ マスタコンピュータ
１０，２０ 送出し台車
１１（11a,11b,11c） ，２１（21a,21b,21c） 走行部
１２（12a,12b,12c） ，２２（22a,22b,22c） 鉛直ジャッキ
12x，22x 鉛直ジャッキ
１３ 下フレーム
１４ 上フレーム
１５（15a,15b,15c），２５（25a,25b,25c） 圧力センサ
１６（16a,16b,16c），２６（26a,26b,26c） ストローク検出センサ
１８，２８ 電動モータ
３８ 台車走行制御装置
１０２ 橋桁
１２０ 仮設備
１３０（131,132,133） 走行軌条
１４０ 手延べ機

Claims (4)

1. 複数の送出し台車がそれぞれ複数の鉛直ジャッキを有し橋桁を支持しながら橋桁の送出しを行う場合、鉛直ジャッキの反力を送出し台車ごとに比較して、任意に設定された設計値との差の絶対値が最も大きい鉛直ジャッキを選定し、選定した鉛直ジャッキの反力が所定の制御値を超えた場合に当該鉛直ジャッキのストロークを自動調整するようにした橋桁の送出し工法において、
   前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して前記鉛直ジャッキの単位時間当たりの伸縮量である荷重調整能力を判定し、その判定結果に基づいて前記送出し台車の走行速度を切り換えるようにしたことを特徴とする橋桁の送出し工法。
2. 請求項１に記載する橋桁の送出し工法において、
   所定のタイミングで検出する前記鉛直ジャッキの反力をサンプリング値とすること、
   そのサンプリング値が前記設計値から所定量外れている場合に前後のサンプリング値を比較すること、
   その比較により反力が前記設計値から外れる状況にある場合にカウンタとして用いる変数の値を繰り上げること、
   そして、その変数の値が予め設定した上限値を超えた場合には、前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して当該鉛直ジャッキの前記荷重調整能力が劣ると判定し、前記送出し台車の速度を低下させることを特徴とする橋桁の送出し工法。
3. 橋桁を支持する複数の送出し台車にそれぞれ設けられた複数の鉛直ジャッキの各反力を検出する反力検出手段と、前記送出し台車毎に前記複数の鉛直ジャッキの反力と任意に設定された設計値との差の絶対値が最も大きいものを選定し、当該鉛直ジャッキについて反力を設計値に近づける方向にストロークを制御する制御手段とを有し、送出し台車の走行軌条に沿った送出し中に、鉛直ジャッキのストロークを調整することにより荷重調整を行うようにした橋桁の送出し制御システムにおいて、
   前記送出し台車は駆動装置を備えた自走式であって、前記制御手段は、前記鉛直ジャッキにかかる荷重の変化に対して前記鉛直ジャッキの単位時間当たりの伸縮量である荷重調整能力を判定し、その判定結果に基づいて前記駆動装置を制御して送出し台車の速度を変化させるものであることを特徴とする橋桁の送出し制御システム。
4. 請求項３に記載する橋桁の送出し制御システムにおいて、
   前記制御手段は、所定のタイミングで検出する前記鉛直ジャッキの反力をサンプリング値とし、そのサンプリング値が前記設計値から所定量外れている場合に前後のサンプリング値を比較し、反力が前記設計値から外れる状況にある場合にカウンタとして用いる変数の値を繰り上げ、その変数の値が予め設定した上限値を超えた場合に前記駆動装置を制御して送出し台車の速度を低下させるものであることを特徴とする橋桁の送出し制御システム。

Images