JP6468962B2 - クレーン干渉チェックシステム、橋梁架設シミュレーションシステム、及び、それらを備えた３ｄ施工計画システム - Google Patents

Description

本発明は、土木構造物の施工計画システムに係り、特に、クレーンの干渉問題やベント工法による橋梁の架設計画をより現実的に検討できる３Ｄ施工計画システムに関する。

土木工事は規模が大きくその施工手順も複雑であるため、効率的にかつ安全に工事を進めるべく、現場での工事開始に先立って施工計画がなされる。

施工計画の良し悪しは工期や工費に大きく影響するため、近年、施工計画の作成を支援するシステムの開発が進められている。例えば、特許文献１には、各工事部材の三次元モデルと工程表とを組み合わせて施工状況を表示したり、三次元モデルの内部をウォークスルーで表示したりする施工計画支援システムが開示されている。

施工計画においては、現場での事故を防止するため、施工状況に加えて、クレーンと他の物体（例えば、施工対象である構造物、工事用仮設備）との干渉が無いかを確認する必要がある。例えば、特許文献２においては、作業所の平面図に機器（クレーンを含む建設工事用機器）及び仮設物（排水浄化部、鉄筋加工台など）を重ねて示した状況図を作成する建設工事シミュレーション装置が開示されており、これによりオペレータは機器と仮設物との干渉の有無を判別することができる。

しかしながら、特許文献２記載のシミュレーション装置においては、クレーンなどの機器と仮設物との干渉のみが対象とされており、現場施工時にしばしば問題となる、クレーン又はクレーンの吊上げ部材と既設構造物（送電線や鉄道橋など）との干渉は対象とされていなかった。また、２次元の平面図を用いて干渉の有無を判別することは容易ではなく、熟練した技術者の判断を必要とする場合があった。

ところで、土木構造物の一つである橋梁の多くは、工場で分割製作された桁部材を現場へ搬入し、ベントと呼ばれる仮支保工で支持しながらクレーンを用いて架け渡すベント工法によって架設される。ベント工法による橋梁の架設計画では、桁の架設順序の他、ベントの位置や寸法の変更が検討されるが、このような検討は熟練した技術者にとっても容易ではなく、手間のかかる作業であった。また、架設費用を検討する際には、ベントの重量や、ベントの設置にあたり必要な盛土や切土の造成量も含めて検討することが好ましいが、架設計画の段階でそれらの数量を正確に算出することは困難であった。

特開２００１−２４９９８５号公報 特許第２６６４５１９号公報

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、より現場に即した形でクレーンの干渉問題を検討できるクレーン干渉チェックシステムを提供し、また、より現場条件にあった架設計画を可能にする橋梁架設シミュレーションシステムを提供する。

上記の課題を解決するための第１発明にかかるクレーン干渉チェックシステムは、動作モデルと周囲モデルとが用意されており、動作モデルは、クレーンモデル及び吊上げ部材モデルからなり、周囲モデルは、（イ）施工対象構造物モデル及び予め得られたヤードモデルと、（ロ）施工対象構造物モデル、予め得られたヤードモデル及び仮設備モデルとの何れかからなり、前記クレーンモデルの旋回中心位置及びブーム長、並びに吊上げ部材モデルの移動元位置が指定されると、前記動作モデルと前記周囲モデルとを三次元仮想空間に表示するモデル表示手段と、吊上げ部材モデルの取付先位置が指定されると、所定の部材取付手順に基づいて動作モデルの動作をアニメーション表示するアニメーション表示手段と、アニメーションの各フレームにおいて、各モデルの座標から、動作モデルと周囲モデルとの干渉の有無を判別する干渉判別手段とを有する。

第２発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明に係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記ヤードモデルがレーザースキャナ計測により得られたものであることを特徴とする。

第３発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明又は第２発明に係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記干渉判別手段が、アニメーションの各フレームにおいて、動作モデルを構成するクレーンモデルと吊上げ部材モデルとの干渉の有無を判別する機能をさらに有する。

第４発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明乃至第３発明の何れかに係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記モデル表示手段が、吊上げ制限条件を有するクレーンモデルの旋回中心位置と、重量情報を有する吊上げ部材モデルの移動元位置及び取付先位置の情報とから、クレーンモデルによる吊上げ部材モデルの吊上げの可否を判別し、かつ、クレーンモデルについての選択可能なブーム長を表示する機能をさらに有する。

第５発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明乃至第４発明の何れかに係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記モデル表示手段が、重量情報を有する吊上げ部材モデルの移動元位置及び取付先位置を中心に、クレーンモデルの吊上げ制限条件から決められる最大作業半径を有する円を表示する機能をさらに有する。

第６発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明乃至第５発明の何れかに係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記アニメーション表示手段が、部材取付手順において、クレーンモデルのブームの旋回パターンを選択可能であることを特徴とする。

第７発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、第１発明乃至第６発明の何れかに係るクレーン干渉チェックシステムにおいて、前記吊上げ部材モデルが、一つ或いは複数の単材モデル、又は、一つ或いは複数の単材モデル及び添接板モデルから形成され、かつ、吊上げ部材モデル及び添接板モデルの個数と、それらのグラフィック情報、重量情報及び寸法情報とを含む地組状態情報を有しており、前記アニメーション表示手段が、地組手順の変更に応じて、地組状態情報を分割又は結合して新たな吊上げ部材モデルを形成し、新たな吊上げ部材モデルを三次元仮想空間に表示する機能をさらに有する。

上記の課題を解決するための第８発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムは、橋台モデル、橋脚モデル、架設桁モデル及び架設手順データを用いてベントモデルの個数及び位置を決定する橋梁架設シミュレーションシステムであって、ベントモデルの基礎の形式が入力され盛土、切土、その両方または無しのいずれかが指定されると、予め得られたヤードモデルを用いてベントモデルの寸法を計算するベント寸法計算手段を有する。

第９発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムは、第８発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムにおいて、前記ヤードモデルがレーザースキャナ計測により得られたものであることを特徴とする。

第１０発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムは、第８発明又は第９発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムにおいて、架設桁モデルの重量情報を用いて、橋台モデル、橋脚モデル及びベントモデルへの荷重の分配状態を計算し、予め設定された応力の評価式に基づいて、架設手順ごとの応力照査を行う応力照査手段をさらに有する。

第１１発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムは、第８発明乃至第１０発明の何れかに係る橋梁架設シミュレーションシステムにおいて、ベントモデルの重量、ベントモデルの基礎の数量、及び土地造成量を算出する数量総括手段をさらに有する。

上記の課題を解決するための第１２発明に係る３Ｄ施工計画システムは、第１発明乃至第７発明に係るクレーン干渉チェックシステム、及び、第８発明乃至第１１発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムを備える。

本発明のクレーン干渉チェックシステムによれば、クレーン又はクレーンの吊上げ部材と既設構造物との干渉の有無を判別したり、クレーン又はクレーンの吊上げ部材と既設構造物との位置関係を三次元仮想空間で視覚的に捉えたりすることができる。
また、本発明の橋梁架設シミュレーションシステムによれば、熟練の技術を要さず、ベント工法による橋梁の架設計画の内容を充実させることができる。

本発明に係る各モデルの定義を、ベント工法による橋梁の架設工事を例に示す説明図である。 本発明に係る三次元仮想空間を、ベント工法による橋梁の架設工事を例に示す立体図である。 本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面の一例（回転指示・照査タブ）を示す図である。 回転指示・照査タブの「コマ送り確認」キーがクリックされた場合の表示画面の一例を示す図である。 回転指示・照査タブの「再生」キーがクリックされた場合のアニメーションの一フレームを例示する図である。 本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面の別の例（ブーム長指示タブ）を示す図である。 本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面のさらに別の例（部材吊りクレーン指示ウィンドウ）を示す図である。 本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面のさらに別の例（部材吊りクレーン指示ウィンドウ）を示す図である。 本発明に係るクレーン干渉チェックシステムにおいて選択可能な、ブームの旋回パターンを示す説明図である。 本発明に係る吊上げ部材モデルの構成をより詳細に示す説明図である。 本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムの動作のフローチャートを示す図である。 本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムの表示画面の一例を示す図である。

本発明に係るクレーン干渉チェックシステムを添付図面に基づいて説明する。図１はクレーン干渉チェックシステムに用いられる各モデルの定義を、ベント工法による橋梁の架設工事を例に示す説明図である。図１の例においては、橋台及び橋脚が設置され、紙面奥から紙面手前方向に桁部材が架設される。橋台と橋脚、又は橋脚と橋脚の間にはベントが設置され、桁部材の架設には移動式のクレーンが１台用いられる。架設工事の現場付近には、作業の障害となり得るものとして、例えば、既設の鉄道橋、送電鉄塔及び送電線がある。

本発明に係るクレーン干渉チェックシステムでは、上述の橋台、橋脚、桁部材、ベント、クレーン及び既設構造物を三次元仮想空間に再現するために三次元モデル化する。

図１において１はクレーンモデルであり、クレーンモデル１は、詳細には台車モデル１ａ、コックピットモデル１ｂ、フックモデル１ｃ、ブームモデル１ｄから形成される。クレーンモデル１は、グラフィック情報の他、寸法情報、クレーンモデル１の旋回中心位置を原点としブームモデル１ｄの倒れ角を含むような平面における、ブームモデル１の支点位置Ｘ座標（ＢＸ）、およびＺ座標（ＢＺ）、ブーム長（ＢＬ）といったパラメータ、並びに、準備可能なブーム長、吊上げ可能な許容重量及び作業半径を含む吊上げ制限条件を有する。なお、クレーンの種類としては、トラッククレーン、オルテレーンクレーン、ラフタークレーン、クローラクレーンなどのほか、フローティングクレーンや固定式のクレーンが採用される。

また、図１において２は吊上げ部材モデルであり、吊上げ部材モデル２とは、桁部材のうち未だ架設されていないもの、すなわち、クレーンに吊り上げられた桁部材、及び、地面に配置された桁部材を三次元モデル化したものをいう。吊上げ部材モデル２は、グラフィック情報の他、重量情報及び寸法情報を有する。吊上げ部材モデル２は、これらの情報を入力することによって作成されてもよく、また、生産情報システムＳＹＭＰＨＯＮＹ（日立造船社ほか）などの他のシステムから取り込まれてもよい。

図１において、橋梁の架設工事における施工対象構造物モデル３は、詳細には橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ及び架設桁モデル３ｃから形成される。施工対象構造物モデル３は、施工対象構造物モデル３を形成する各モデル３ａ、３ｂ及び３ｃについて、グラフィック情報、位置情報、重量情報及び寸法情報を有し、各モデル３ａ、３ｂ及び３ｃの結合情報を有する。

また、図１において４はヤードモデルであり、土木工事（すなわち架設工事）の行われる現場とその付近の三次元座標情報を有する。ヤードモデル４の範囲は、工事内容や周辺環境に応じて適宜設定すればよく、例えば図１では既設の鉄道橋モデル４ａ、送電鉄塔モデル４ｂ及び送電線モデル４ｃなどが工事の障害となり得るものとしてヤードモデル４に含まれている。

ヤードモデル４は、国土地理院などが提供する標高メッシュデータを利用して得られるが、当該提供データが作成された時点と施工を行う時点とでは通常時間の隔たりがあり、その期間に橋梁の架設工事では前工程として整地を行い地形に変更を加える場合があること、また当該提供データは現時点で最も高精度でも５ｍ間隔までのデータであり精度が不十分であることなどの理由から、レーザースキャナで計測した点群データを用いて得られることが好ましい。レーザースキャナで計測した点群データを用いてヤードモデル４を作成する場合には、点群データを例えばＸＹ平面で１ｍ程度のグリッドに分割し、その領域でＺ座標が最小となる点のデータのみを用いることにより、人物や草木や小物資材などの、計測時に写り込み地表高を求める際にノイズとなるデータをフィルタリングし、かつ軽量で扱い易いデータとしてメッシュデータに加工することができる。

さらにまた、図１において５は仮設備モデルである。仮設備モデル５は、固定式のベントモデル８の他、移動式のベントモデルなどを含んでいてもよく、仮設備モデル５を形成する各モデルについて、グラフィック情報、位置情報、重量情報及び寸法情報を有する。

本発明において、動作モデル６とは、クレーンモデル１及び吊上げ部材モデル２からなるモデルであって、一定の位置情報を有さないモデルをいう。周囲モデル７とは、（イ）施工対構造物モデル３及び予め得られたヤードモデル４と、（ロ）施工対象構造物モデル３、予め得られたヤードモデル４、及び、仮設備モデル５との何れかからなるモデルであって、一定の位置情報を有するモデルをいう。
なお、動作モデル６及び周囲モデル７を形成する各モデル１〜５の精度は、工事内容や周辺環境、及び求めるクレーン干渉チェックの正確さに応じて適宜変更すればよい。すなわち、各モデルを実際のクレーンや桁部材等に近い精密なものとした場合、干渉の有無は正確に判別されるが、モデルを用意するためのコストや計算コストが嵩む。簡易なクレーン干渉チェックが求められる場合には、クレーンモデル１や吊上げ部材モデル２等を一つ又は複数の直方体からなる簡易なモデルにすることにより、コストを抑えながらおおまかなクレーン干渉チェックが可能となる。

本発明に係るクレーン干渉チェックシステムのモデル表示手段は、図２に示すごとく、図１の各モデルを三次元仮想空間に表示する。実際のクレーン干渉チェックシステムにおいては、各モデルはそれぞれ有するグラフィック情報又は三次元座標情報に基づいて着色して表示される。図２に表されるように、ヤードモデル４は、工事の障害となり得る既設構造物の他、地形の起伏、樹木や家屋等も精度よく表現することができる。

図３は、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面の一例を示す図である。図３に示すごとく、クレーン干渉チェックシステムでは、ブーム長指示・照査ウィンドウ９が表示され、回転指示・照査タブ９ａにおいて動作モデル６と周囲モデル７との干渉の有無が判別される。

以下、クレーン干渉チェックシステムの実行手順について詳述する。
クレーン干渉チェックシステムの実行にあたり、クレーンを用いて桁部材を取り付ける手順、すなわち部材取付手順を予め設定しておくことが必要である。部材取付手順は、部材への回転、ブーム倒し、ワイヤアプローチ、ワイヤ吊上げ、部材回転、ブーム持ち上げ、コックピット回転、ブーム倒し、ワイヤ吊下げ、初期位置に戻るという動作を備える。ここで、部材への回転とは、移動元位置にある桁部材の重心の方向にブームを向かせるためにコックピットを回転することをいい、ブーム倒しとはブームの先端が桁部材の重心の鉛直上方に来るようブームを寝かせることをいう。ワイヤアプローチとは、ブームからワイヤを垂らし桁部材から鉛直上方に所定の高さにフックを配置することをいう。ワイヤ吊上げとは、桁部材にワイヤを掛け所定の高さまで持ち上げることをいい、部材回転とは、桁部材から地上に垂らしたワイヤ等を地上作業員が引っ張るなどして桁部材を所望の角度まで回転させることをいう。ブーム持ち上げとは、移動元位置でのブーム角が取付先位置でのブーム角よりも小さい場合に実施され、取付先位置でのブーム角（旋回時のブーム角）までブームを立たせることをいう。コックピット回転とは、桁部材の取付先位置の方向にブームを向かせるためにコックピットを回転することをいい、ブーム倒しとは、移動元位置でのブーム角が取付先位置でのブーム角よりも大きい場合に実施され、移動元位置でのブーム角（旋回時のブーム角）からブームの先端が桁部材の取付先位置の鉛直上方に来るようブームを寝かせることをいう。ワイヤ吊下げとは、ワイヤを下げて桁部材を取り付け先位置に配置することをいう。初期位置に戻る動作とは、コックピット回転、ブーム角、ワイヤ長を初期状態に戻すことをいう。
このような部材取付手順を予め設定しておくことにより、オペレータによってクレーンモデル１のブーム長及び旋回中心位置、並びに吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置が指定されれば、それらから算出されるパラメータと部材取付手順に基づいてクレーンモデル１及び吊上げ部材モデル２、すなわち動作モデル６の基本的な動作が自動的に定まる。
クレーンモデル１のブーム長及び旋回中心位置はオペレータにより指定される必要があるが、それぞれ、後述する方法に基づいて容易に決定されることができる。

吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置は、オペレータが吊上げ部材モデル２の重心のＸＹ座標を入力することにより指定される。吊上げ部材モデル２の重心のＸＹ座標が入力されると、吊上げ部材モデル２の寸法情報及び対応するＸＹ座標におけるヤードモデル４のＺ座標を用いて、吊上げ部材モデル２の重心のＺ座標が一意に定まる。そのため、吊上げ部材モデル２の重心のＺ座標は、オペレータによって指定される必要がなく、回転指示・照査タブ９ａにおいて表示される必要もない。

回転指示・照査タブ９ａの下部の表には、各行に、入力された吊上げ部材モデル２の座標及び部材長などが表示される。
回転指示・照査タブ９ａの「干渉チェック実行」キーをクリックすると、干渉判別手段により動作モデル６と周囲モデル７との干渉の有無が判別される。

先述の通り、所定の部材取付手順に関し、吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置が指定され、クレーンモデル１の旋回中心位置及びブーム長が指定されれば、動作モデル６の基本的な動作が定まる。この基本的な動作は、吊上げ部材モデル２については重心の移動、クレーンモデル１においては、コックピットモデル１ｂの回転、ブームモデル１ｄの傾斜・旋回、及びフックモデル１ｃの下端の移動（すなわちワイヤの吊上げ・吊下げ）のみであるが、それぞれクレーンモデル１及び吊上げ部材モデル２の寸法情報を用いて肉付けすることにより、クレーンモデル１及び吊上げ部材モデル２、すなわち動作モデル６が三次元仮想空間において占める座標が算出される。周囲モデル７は、もともと位置情報及び寸法情報を有しているため、周囲モデル７が三次元仮想空間において占める座標は容易に算出される。

干渉判別手段は、上述のように算出された動作モデル６及び周囲モデル７の座標について、三次元的な重なりがある場合には、動作モデル６と周囲モデル７との間に干渉が発生していると判別する。なお、動作モデル６の動作は連続的なものであるが、本発明のクレーン干渉システムでは、部材取付手順の各動作をそれぞれ数十程度のコマ数からなるものとして離散的に扱う。例えば、コックピットの回転は３０コマ、ブームの傾斜は１０コマ、ワイヤの吊上げ・吊下げは１０コマに分割された動作として扱うことができる。

動作モデル６と周囲モデル７とが干渉する場合、回転指示・照査タブ９ａの下部の表の右端欄には、干渉が発生したコマの番号（動作アニメーションでいうフレーム数）が表示される。

回転指示・照査タブ９ａの「コマ送り確認」キーをクリックすると、図４に示すごとく、干渉が発生したコマの番号（動作アニメーションでいうフレーム数）と、干渉に関わった要素の個数が表示される。ここで、要素とは、動作モデル６及び周囲モデル７について適宜設定し得る、モデルよりもさらに細かい単位をいう。例えば吊上げ部材モデル２についてはフランジ、ウェブ、補剛材、添接板などを要素として扱うことができる。干渉に関わったモデルの個数ではなく、干渉に関わった要素の個数を表示することにより、干渉の度合いの大きさ、すなわち想定される事故の深刻度がわかりやすいという利点がある。

回転指示・照査タブ９ａの「再生」キーをクリックすると、アニメーション表示手段により、動作モデル６の動作がアニメーション表示される。図５は、アニメーションの一フレームを例示する。干渉が発生した場合、干渉箇所（干渉に関わったモデル又は要素）が着色して表示されるようにしてもよく、アニメーション表示を一時停止し、干渉が発生した旨のメッセージボックスを表示してもよい。

上述の説明においては、動作モデル６と周囲モデル７との干渉について説明したが、アニメーションの各フレームにおいて、動作モデル６を構成するクレーンモデル１と吊上げ部材モデル２との干渉の有無も併せて判別することが好ましい。動作モデル６内で干渉が生じる例としては、例えば、吊上げ部材モデル２が回転してクレーンモデル１のブームモデル１ｄに干渉する場合などが考えられる。動作モデル６内での干渉を併せてチェックすることにより、図１に示す鈑桁の他、特に鋼床版や箱桁などの幅が広い部材を吊り上げる場合に検討事項となる、ブームと部材との干渉を判別できるという利点がある。

図６は、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面の別の例を示し、ブーム長指示・照査ウィンドウ９には、ブーム長指示タブ９ｂが表示されている。
ブーム長指示タブ９ｂの上部には、ブーム長指示の対象となるクレーンモデル１のモデル名及び旋回中心位置が表示される。

ブーム長指示タブ９ｂの下部の表のうち、上数行には、架設対象である、すなわち動作モデル６を構成する、吊上げ部材モデル２のモデル名及び重量情報が表示され、さらに移動元位置（「数値↑」）及び取付先位置（「数値↓」）が表示される。同一の旋回中心位置で複数の吊上げ部材モデル２を架設する場合、架設対象となる吊上げ部材モデル２の数だけ行が表示される。

ブーム長指示タブ９ｂの下部の表のうち、上数行以外の各行の「ブーム」の欄には、クレーンモデル１についての準備可能なブーム長（図６においては、１１．８〜５２ｍ）が表示され、右側各欄には、各作業半径での吊上げ可能な許容重量が表示され、吊上げ部材モデル２の架設に関連する範囲が色付け表示される。準備可能なブーム長のうち、吊上げ部材モデル２を吊上げ可能なものについては、選択可能なブーム長であるとして、「判定」欄に○が表示される。同一の旋回中心位置で複数の吊上げ部材モデル２を架設する場合、複数の吊上げ部材モデル２のすべてについて選択可能なブーム長の「判定」欄に○が表示される。

先述の通り、クレーンモデル１は、準備可能なブーム長、吊上げ可能な許容重量及び作業半径を含む吊上げ制限条件を有し、吊上げ部材モデル２は重量情報を有する。クレーンモデル１の座標、吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置の座標が指定されると、吊上げの可否が判別され、選択可能なブーム長が表示できるのである。

これにより、クレーンモデル１のブーム長選択が容易になり、移動元位置及び取付先位置の双方で選択可能なブーム長を確実に選択することができるという利点がある。また、複数の吊上げ部材モデル２を架設する場合には、複数の吊上げ部材モデル２のすべてを吊り上げ可能なブーム長を確実に選択できるという利点がある。さらに、橋梁架設の現場では、一般的に、ブーム長を変更する回数は最小限に留める必要があり、特に、クローラクレーンのブームのようにブロックを組み立てるタイプであればなおさらである。複数の吊上げ部材モデル２について選択可能なブーム長が同一画面に表示されることにより、容易に同一のブーム長を選択できるという利点がある。なお、オペレータがクレーンモデル１のブーム長を選択しない場合には、ブームモデル１ｄが周囲モデル７と干渉する可能性が低い、特に、先に架設された架設桁モデル３ｃが手前にあり、その奥に吊上げ部材モデル２を架設するような場合にブームモデル１ｄが周囲モデル７と干渉する可能性が低いことから、選択可能なブーム長のうち最長のブーム長が自動的に採用される。

図７は、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面のさらに別の例を示し、移動元位置にある吊上げ部材モデル２が実線で示され、吊上げ部材モデル２の取付先位置が破線で示されている。図７に示すごとく、クレーンモデル１の吊上げ制限条件、吊上げ部材モデル２の重量情報及び位置情報（移動元位置及び取付先位置）を用いて、クレーンモデル１が対象とする吊上げ部材モデル２を架設する場合の最大作業半径を算出し、三次元仮想空間において、吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置を中心に、クレーンモデル１の最大作業半径を有する円を表示する。移動元位置を中心とする最大作業半径の円、及び、取付先位置を中心とする最大作業半径の円の重複する部分は、そこにクレーンモデル１を配置すれば、クレーンモデル１を移動させることなく吊上げ部材モデル２の架設を完了させることができる範囲を示しており、オペレータはその範囲内にクレーンモデル１を配置することにより、容易に適切な架設計画をシミュレートすることができる。なお、図７に示すごとく、移動元位置に配置された吊上げ部材モデル２を実線で表示しつつ、取付先位置に仮想的に吊上げ部材モデル２を破線等で表示したり、円の重複する部分を網掛表示したりすることによって、オペレータがより視覚的に仮想空間を捉えられるようになり、クレーンモデル１の旋回中心位置を設定することが容易になる。

図８は、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムの表示画面のさらに別の例を示す。一般に、クレーンなどの重機は自重および積載時重量が大きくその移動経路に土壌改良や敷鉄板などを敷設して地耐力を高める。また、桁部材を吊り上げる位置では、クレーンの旋回時にかかる局所的な荷重を支えるためにアウトリガーを張り出したり、カウンターウェイトを着脱したりする工程や、移動時よりも大きな荷重に抵抗できる土壌改良や敷鉄板を敷設する工程が必要になることが多い。したがって、無用にクレーンの吊り位置が増えると、その分だけ工数が増えることになるため、クレーンを同一の位置に配置したまま複数の桁部材を架設することが好ましく、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムによれば、そのようなニーズにも対応できる。図８においては、図中右方に２本の吊上げ部材モデル２があり、それらは図中左方の破線で示された位置にそれぞれ架設される。２本の吊上げ部材モデル２の移動元位置及び取付先位置からそれぞれクレーンモデル１の最大作業半径を有する円が表示されており、計４つの円の重複する部分が網掛表示されている。クレーンモデル１を網掛表示された範囲に配置すれば、２つの吊上げ部材モデル２を同一の位置で架設することができ、工費・工期の両面で好ましい架設計画をシミュレートすることができる。

図９は、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムにおいて選択可能な、クレーンモデル１のブームモデル１ｄの旋回パターンを示す説明図である。図９（ａ）の旋回パターンでは、クレーンモデル１のブームモデル１ｄの旋回に伴って吊上げ部材２は回転せず、取付先位置の真上で回転される。この旋回パターンは、一般には、吊上げ部材モデル２の長さが比較的短い場合に採用される。これに対し、図９（ｂ）の旋回パターンでは、吊上げ部材モデル２とブームモデル１ｄとが、真上から見て直角に交わるように吊上げ部材モデル２を吊り、クレーンモデル１のブームモデル１ｄの旋回に合わせて吊上げ部材モデル２も回転させ、取付先位置の真上で所定の方向に戻す。この旋回パターンは、一般には、吊上げ部材モデル２の長さが比較長い場合に採用される。

二つの旋回パターンでは、吊上げ部材モデル２が三次元仮想空間で占める座標が異なるため、一方の旋回パターンでは干渉が生じた場合でも、他方の旋回パターンでは干渉が生じないことがある。このように旋回パターンを複数用意し、部材取付手順に組み込むことにより、クレーンモデル１の位置やブーム長を変更することなく、旋回パターンのみを変更することで干渉を回避できる可能性がある。

また、本発明に係るクレーン干渉チェックシステムは、ブームモデル１ｄの旋回パターンのほか、ブームモデル１ｄの旋回方向（クレーンモデル１の上方、すなわち紙面手前方向から見て時計回り／反時計回り）を変更できる機能をさらに有していてもよい。吊上げ部材モデル２を吊ってからブームモデル１ｄの旋回角度が小さくなる方向に旋回して架設するのが通常であるが、例えば反時計回りに旋回して干渉が発生する場合に、時計回りに旋回することにより干渉を回避できる場合があるためである。

図１０に示すごとく、吊上げ部材モデル２は好ましくは、一つ或いは複数の単材モデル２ａ、又は、一つ或いは複数の単材モデル２ａ及び添接板モデル２ｂから形成され、その地組状態情報を有する。地組状態情報は、具体的には、吊上げ部材モデル２を形成する単材モデル２ａや添接板モデル２ｂの個数及び結合情報、並びに、それら各モデルのグラフィック情報、重量情報及び寸法情報を含む。吊上げ部材モデル２が地組状態情報を保持している場合、結合情報を変更することにより地組状態情報を分割又は結合して新たな吊上げ部材モデル２を形成することができる。これにより、架設計画に応じて地組手順が変更されても、新たな吊上げ部材モデルについて滞りなく架設計画をシミュレートすることができる。

本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムを添付図面に基づいて説明する。図１１は、本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムの動作のフローチャートを示す図である。

まず、Ｓ１０において、ヤードモデル４、橋台モデル３ａ及び橋脚モデル３ｂを用意する。ヤードモデル４は、先述の通り、国土地理院などが提供する標高メッシュデータ、又は、レーザースキャナで計測した点群データを用いて得られる。橋台モデル３ａ及び橋脚モデル３ｂは、生産情報システムＳＹＭＰＨＯＮＹ（日立造船社ほか）などの他のシステムから取り込まれてもよいし、橋台や橋脚およびその基礎形状に関するパラメータを入力することによって作成されてもよい。

次に、Ｓ１１において、架設桁モデル３ｃを用意する。架設桁モデル３ｃも、橋台モデル３ａ及び橋脚モデル３ｂと同様に、生産情報システムＳＹＭＰＨＯＮＹ（日立造船社ほか）などの他のシステムから取り込まれてもよい。

続いて、Ｓ１２において、架設手順データを用意する。架設手順データは、各架設桁モデル３ｃが、何番目に、どのクレーンモデル１で架設されるかの情報、及び、各架設桁モデル３ｃの結合情報を含む。また、必要に応じてクレーンモデル１のブーム長及び旋回中心位置の変化を含む。さらにまた、架設桁モデル３ｃの地組手順データ、すなわち、各架設桁モデル３ｃが、何番目に、どの位置で地組されるのかについての情報を含んでいてもよい。ある架設手順における全モデルの状態を保持するのではなく、初期状態からすべての架設手順における最小単位のモデルの状態変化として架設手順データを定義することにより、架設手順の変更や追加、削除などの編集行為を行っても全体として整合性を失うことは無い。ここで、最小単位のモデルとは、橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ、架設桁モデル３ｃをいい、好ましくは、架設桁モデル３ｃは一つ或いは複数の単材モデル、又は、一つ或いは複数の単材モデル及び添接板モデルから形成され、それら各モデルの状態変化を保持する。

本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムにおいては、Ｓ１１で用意された各モデル及びＳ１２で用意された架設手順データを用いて、オートモード又はマニュアルモードでベントモデル８の個数及び位置を決定することができる。

オートモードでベントモデル８の位置を決定する場合、Ｓ１３においてベントモデル８の基礎の形式を入力し、盛土、切土、その両方または無しのいずれかの土工条件を指定すると、下記のルールに従ってベントモデル８の個数及び位置が一意に決定される。
（ａ）最初に架設する架設桁モデル３ｃはまだ部材を接続していない継手側から最も近い格点位置とする。
（ｂ）２番目以降の架設桁モデル３ｃは、すでに部材に接続した継手側から最も近い格点位置とする。
（ｃ）両側の継手で接続する場合（落とし込み等）はベントを設けない。
ただし、（ａ）（ｂ）において、架設桁モデル３ｃ内に支点（橋台、橋脚、ベント）がある場合にはベントを設けないものとする。

なお、ベントモデル８の基礎の形式は、敷鉄板、鉄筋コンクリート基礎、又は杭基礎のうちから選択すればよい。オートモードにおいてはベントモデル８の基礎の形式及び土工条件は一括入力が可能である。

架設工事の現場の地形やその付近の障害物の状況により、オートモードでベントモデル８の個数及び位置を決定できない場合には、マニュアルモードでベントモデル８の個数及び位置を決定することができる。マニュアルモードでは、オペレータが、Ｓ１４において、ベントモデル８を作成していない格点の骨組線からベントモデル８の個数及び位置を決定し、Ｓ１５においてベントモデル８の基礎の形式を入力し、土工条件を指定する。マニュアルモードでは、基礎の形式や土工条件に加え、ベント柱の本数、幅や高さなど、ベントモデル８の形状に関するパラメータを個別でオペレータが入力できるようにしてもよい。

ベント寸法計算手段は、ベントモデル８の基礎の形式、盛土、切土、その両方または無しのいずれかに加え、ベントモデル８の個数及び位置が決定すると、Ｓ１６において、Ｓ１０で用意したヤードモデル４を用いて、ベントモデル８の寸法を決定する。ヤードモデル４を用いてベントモデル８の寸法を決定するためのルールは、目的に応じて適宜設定しておけばよい。

まず、ベントモデル８の位置（ＸＹ座標）において、架設桁モデル３ｃの下面の高さ（Ｚ座標）からヤードモデル４の高さを引き、盛土や切土といった土工条件を加味しない、ベントモデル８のおおよその高さを求める。ベントモデル８のおおよその高さが求まれば、そのベントモデル８に必要な橋軸構造幅が定まる。すなわち、例えば、ベントモデル８の形状を一般的に用いられる四角柱とした場合にはベントモデル８のおおよその高さの範囲に応じて、段階的に定める。具体的には、ベントモデル８のおおよその高さが１５ｍ未満の場合は３ｍ、１５〜３０ｍの場合は４ｍ、３０ｍを超える場合は６ｍなどというふうに決定することができる。また、ベントモデル８の橋軸直角方向幅は、ベントモデル８の位置での骨組線の構造幅に余剰分を数ｍ（例えば、両側１ｍずつの計２ｍ）持たせたものとして決定することができる。

次に、ベントモデル８の橋軸構造幅及び橋軸直角方向幅を用いて、ベントモデル８の基礎の寸法を決定する。例えば、直接基礎（敷鉄板基礎・鉄筋コンクリート基礎）の場合、橋軸方向幅及び橋軸直角方向幅はベント幅に余剰分を数ｍ（例えば２ｍ）持たせたものとして決定でき、厚さはデフォルト値として２５ｍｍ（敷鉄板基礎）又は３００ｍｍ（鉄筋コンクリート基礎）として与えておけばよい。また例えば、四角柱の杭基礎の場合、一片の長さは３００ｍｍ、３５０ｍｍ又は４００ｍｍの何れかから選択すればよく、杭の本数はベントモデル８のおおよその高さや桁の本数に応じて選択すればよい。
続いて、ベントモデル８の基礎の寸法を用いて、基礎のＺ座標を決定する。すなわち、例えば土工条件が盛土の場合には、ヤードモデル４を用いて、基礎の存在する範囲（ＸＹ座標）のうちＺ座標が最も大きい高さを決定し基礎を設置する。また、例えば土工条件が切土の場合には、ヤードモデル４を用いて、基礎の存在する範囲（ＸＹ座標）のうちＺ座標が最も小さい高さを決定し基礎を設置する。基礎の高さが定まれば、架設桁モデル３ｃの下面の高さ（Ｚ座標）から基礎の高さ（Ｚ座標）を引き、ベントモデル８の高さが決定する。

ところで、ヤードモデル４、橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ、架設桁モデル３ｃ、ベントモデル８の各モデルはグラフィック情報を有していてもよく、Ｓ１７において三次元仮想空間に表示されたり、Ｓ１８において架設手順データに従ってアニメーション表示されたりすることができる。

応力照査手段は、Ｓ１９において、架設桁モデル３ｃの重量情報を用いて、橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ及びベントモデル８への荷重の分配状態を計算し、予め設定された応力の評価式に基づいて、架設手順ごとの応力照査を行う。

架設桁モデル３ｃの重量情報は、純粋に架設桁モデル３ｃの重量として扱ってもよく、また、架設用の吊り足場荷重やその他の載荷荷重を仮想的な点荷重・線荷重・面荷重として付加して扱ってもよい。

応力照査に用いられる応力の評価式について、以下に説明する。
架設手順ごとの応力照査においては、少なくとも橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ及びベントモデル８が架設桁モデル３ｃを支持する支点について、架設桁モデル３ｃの荷重の分配を算出し、反力を算出する。なお、架設桁モデル３ｃごとの複数支点への荷重伝達は不静定問題であり、厳密には有限要素法などの計算を行うものであるが、以下のように簡略化し静定問題として扱うことが好ましい。すなわち、架設桁モデル３ｃを支点で二分し、分割された各部分について仮想的に重心と荷重を与える。分割された荷重は１つまたは２つの支点のみに分配されるものとし、分割された荷重が２つの支点に分配される場合には、その配分は、鉛直方向の力の釣り合いの式と回転モーメントの釣り合いの式により求めるものとする。すなわち、分割された荷重が２つの支点間にある場合、分割された荷重の重心からそれぞれの支点までの長さの比率を逆にした割合（近い方に大きな荷重）で分配する。分割された荷重が２つの支点の外側に張り出している場合、Ｃを支点間距離に対する張り出し長の割合とすると、張り出し部に臨む支点には分割された荷重の（１＋Ｃ）倍の荷重がかかり、他方の支点には分割された荷重のＣ倍の上向きの力がかかるよう分配される。

図１２は、本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステムの表示画面の一例を示す図である。図中左方の橋台モデル３ａから図中右方のベントモデル８に向かって２本の架設桁モデル３ｃが架設されている。橋台モデル３ａに近い側の架設桁モデル３ｃを第一桁モデル３１とすると、第一桁モデル３１は橋台モデル３ａの支点より左側部分と右側部分とに分割できる。左側部分の重心位置から下方に、その荷重に対応する長さを有する白色の帯が表示され、左側部分を支持する橋台モデル３ａの支点から上方に、その反力に対応する長さを有する白色の帯が表示される。右側部分の重心位置から下方に、その荷重に対応する長さを有する黒色の帯が表示され、右側部分を支持する橋台モデル３ａ及びベントモデル８の支点から上方に、その反力に対応する長さを有する黒色の帯が表示される。橋台モデル３ａから遠い側の架設桁モデル３ｃを第二桁モデル３２とすると、第二桁モデル３２はベントモデル８の支点より左側部分と右側部分とに分割できる。左側部分の重心位置から下方に、その荷重に対応する長さを有する薄灰色の帯が表示され、左側部分を支持する橋台モデル３ａ及びベントモデル８の支点から上方に、その反力に対応する長さを有する薄灰色の帯が表示される。右側部分の重心位置から下方に、その荷重に対応する長さを有する濃灰色の帯が表示され、右側部分支持するベントモデル８の支点から上方に、その反力に対応する長さを有する濃灰色の帯が表示される。

実際の橋梁架設シミュレーションシステムにおいては、複数の架設桁モデル３ｃの荷重はそれぞれ異なる色に着色された帯として表示され、その荷重が分配される支点には、反力がそれぞれ対応する色で着色された帯として表示される。複数の架設桁モデル３ｃを支持する支点では、異なる色で着色された帯が積み重なるように表示される。図１２においては、橋台モデル３ａには白色（第一桁モデル３１の左側部分）、黒色（第一桁モデル３１の右側部分）及び薄灰色（第二桁モデル３２の左側部分）の３色の帯が積み重なって表示され、ベントモデル８には黒色（第一桁モデル３１の右側部分）、薄灰色（第二桁モデル３２の左側部分）及び濃灰色（第二桁モデル３２の右側部分）の３色の帯が積み重なって表示される。荷重及び反力を三次元仮想空間に着色して表示することにより、重量超過などの荷重に関する問題について、桁部材ごとの寄与を理解できるという利点がある。
本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、支点についての反力の他、必要に応じて各モデルに関する応力照査を行う機能を有していてもよい。

本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、例えば、架設桁モデル３ｃを支持するベントモデル８の支点について支圧応力照査を行う機能を有していてもよい。なお、支圧応力照査における応力の評価式は、垂直補剛材の形状によって変わるため、簡易的に次式で行うようにすると良い。
ｋ１＝σｂ／σｂａ −式（１）
ここに、σｂは作用支圧応力度［Ｎ／ｍｍ^２］であり、σｂａは許容支圧応力度［Ｎ／ｍｍ^２］である。

本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、また例えば、架設桁モデル３ｃを支持するベントモデル８のベント柱について、次式の応力の評価式を用いて応力照査を行う機能を有していてもよい。
ｋ２＝（α１×Ｒ）／（ｎ×Ｒａ） −式（２）
ここに、α１は不均等係数、Ｒは支点反力［Ｎ］であり、ｎはベント柱の本数、Ｒａはベント柱の許容荷重である。

本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、また例えば、ベントモデル８の基礎について応力照査を行う機能を有していてもよい。例えば杭基礎については次式の応力の評価式を用いることができる。
ｋ３＝σｃ／σｃａ −式（３）
ここに、σｃ［Ｎ／ｍｍ^２］は作用軸圧縮応力度であり、σｃａ［Ｎ／ｍｍ^２］は許容軸圧縮応力度である。

本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、また例えば、ベントモデル８の支持地盤について耐力照査を行う機能を有していてもよい。例えば敷鉄板基礎又は鉄筋コンクリート基礎については次式の応力の評価式を用いることができる。
ｋ４＝ｑ／ｑａ −式（４）
ここに、ｑ［ｋＮ／ｍ^２］は単位面積当たりの地盤作用荷重であり、ｑａ［ｋＮ／ｍ^２］は地耐力である。

地耐力のほか、地盤の平均Ｎ値などの応力照査に必要な土質データは、予めボーリング調査等によって得られてもよく、デフォルト値を設定しておいてもよい。地盤の平均Ｎ値のデフォルト値は、例えば、砂質土については１５、粘性土については５などを与えればよい。地耐力のデフォルト値は、砂質土については１５０ｋＮ／ｍ^２、粘性土については５０ｋＮ／ｍ^２などを与えればよい。

上述の応力照査においては、ｋ１〜ｋ４（以下ｋとする）について予め評価基準を設けておくとよく、例えば次のように設けられる。すなわち、ｋが０．５以下の場合は○（ＯＫ）、ｋが０．５より大きく０．７以下である場合は△（ほぼＯＫ）、ｋが０．７より大きく１．０以下である場合は▽（詳細検討が必要）、ｋが１．０より大きい場合は×（アウト）などとすればよい。

そのほか、本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、架設モデル３ｃのフランジ幅に対する長さの比について上限値（例えば、直線鈑桁又は箱桁について１４０、曲線鈑桁について７０など）を定め、地組状態での安全照査を行う機能を有していてもよい。

またそのほか、本発明の橋梁架設シミュレーションシステムは、架設桁モデル３ｃがベントモデル８から突き出して張出状態となっている場合、架設桁モデル３ｃのフランジ幅に対する張出長さの比について上限値（例えば、直線鈑桁又は箱桁について３５、曲線鈑桁について２０など）を定め、架設桁モデル３ｃの横倒れ照査を行う機能を有していてもよい。

オペレータは、応力照査の結果を見てベント柱の断面不足やベント杭の断面不足などの不具合を発見した場合、Ｓ１２に戻って架設手順データを編集したりＳ１３〜１５に戻ってベントモデル８の条件を編集したりして、架設計画を再検討することができる。例えば、ベント柱の断面不足の場合には、ベント柱の本数を増やすことにより、必要な断面力を得ることができる。

数量総括手段は、Ｓ２０において、ベントモデル８の重量、ベントモデル８の基礎の数量、及び、盛土／切土の土地造成量を算出する。

ベントモデル８の重量Ｗ［ｔ］は、１基あたりのベント柱の本数ｎ、ベントモデル８の高さｈ［ｍ］及びベントモデル８の構造幅Ｂ［ｍ］を用いて、次式により算出される。
ｈ＜１０ Ｗ＝０．３７２×（Ｂ＋１．５）＋｛４．０９７×ｎ＋３．７２×（Ｂ＋１．５）｝×ｈ／１０ −式（５）
１０≦ｈ≦３０ Ｗ＝０．３２６×ｎ×ｈ＋０．７４４×（Ｂ＋１．５）＋０．８３７×ｎ −式（６）
３０＜ｈ Ｗ＝Ｗ_３０＋２×Ｗ_３０×（ｈ−３０）／３０ −式（７）
ここに、Ｗ_３０［ｔ］はｈ＝３０の場合のベントモデル８の重量である。
ベントモデル８の重量を算出することにより、ベントの総重量が少ない、すなわちベントにかかる工費が少ない架設計画を見つけられるという利点がある。

ベントモデル８の基礎の数量とは、敷鉄板基礎については敷き面積及び換算枚数、鉄筋コンクリート基礎についてはコンクリート体積、杭基礎については杭の規格及び本数をいう。
ベントモデル８の基礎について上述の数量を算出することにより、基礎工の規模を把握しやすいという利点がある。
盛土の必要造成量、すなわち搬入土量Ｖｃは、盛土体積Ｖｍ、土量変化率Ｌ（ほぐし率）、締固め率Ｃを用いて次式により求められる。
Ｖｃ＝（Ｌ／Ｃ）×Ｖｍ −式（８）
切土の必要造成量、すなわち搬出土量Ｖｃは、切土体積Ｖｋ、土量変化率Ｌ（ほぐし率）を用いて次式により求められる。
Ｖｃ＝Ｌ×Ｖｋ −式（９）
これにより、切土の土を盛土に使用する場合の差分なども算出可能になり、土を有効に利用した架設計画ができるという利点がある。

オペレータは、ベントモデル８の重量、ベントモデル８の基礎の数量、及び、盛土／切土の土地造成量を含む、架設計画に係る数総括の結果を見て、急斜面部ベントの基礎形式として切土を選択し掘削土量が過多になることや、逆に盛土を選択し搬入土量が過多になることなどの不具合を発見した場合、Ｓ１２に戻って架設手順データを編集し、架設計画を再検討することができる。例えば、急斜面部ベントの場合、ベントモデル８の基礎形式を杭基礎に変更することにより、搬出・搬入土量コストが増加しない基礎形式を選択できる。

本発明に係る３Ｄ施工計画システムは、先述のクレーン干渉チェックシステム及び先述の橋梁架設シミュレーションシステムを備える。この３Ｄ施工計画システムによれば、橋梁架設現場を三次元の仮想工事現場としてシステムに取り込み、吊上げ部材モデル２（架設桁モデル３ｃ）と、骨組線及び数少ないパラメータから作成できる橋台モデル３ａ、橋脚モデル３ｂ、ベントモデル８及びその他のモデルとを用い、桁の架設について時間軸を含めた四次元でのシミュレーションを作成・比較検討することができる。また、その際のクレーン干渉問題や効率的なクレーン配置について容易に検討することができる。
例えば、干渉判別手段によって、移動元位置にある吊上げ部材モデル２と周辺モデル７との干渉が検出された場合は、モデル表示手段を用いて吊上げ部材モデル２の移動元位置を変更したり、地組手順データを編集して吊上げ部材モデル２の長さを変更したりすることで、干渉問題を解決することができる。また例えば、オペレータが、クレーンモデル１の移動経路と吊上げ部材モデル２の移動元位置との重複をアニメーション表示から発見した場合には、モデル表示手段を用いて吊上げ部材モデル２の移動元位置を変更したり、架設手順データを編集して、吊上げ部材モデル２の地組を行う作業をクレーンモデル１の移動の前後に変更したりすることにより、起こり得る衝突を回避することができる。

ところで、本明細書中では、クレーンモデル８を用いた実施形態について説明したが、本発明に係るクレーン干渉チェックシステム又は３Ｄ施工計画システムは、リフターを用いた施工計画にも応用可能である。例えば、リフターモデルを本発明に係るクレーン干渉チェックシステム又は３Ｄ施工計画システムに導入する場合には、リフターモデルについて、グラフィック情報の他、許容重量及び作業半径を含む条件を与えればよい。

また、本明細書中では、固定式のベントを用いた橋梁の架設計画について説明したが、本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステム又は３Ｄ施工計画システムは、移動式のベントを用いた橋梁の架設計画にも応用可能である。例えば、移動式のベントモデルを本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステム又は３Ｄ施工計画システムに導入する場合には、基礎ではなく多軸台車のような車両にベントモデルを載せられるようなモデルを作成すればよい。
さらに、本明細書中では、ベントモデル８を用いた、ベント工法による橋梁の架設計画について説明したが、本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステム又は３Ｄ施工計画システムは、送り出し工法やケーブルクレーン工法にも応用可能である。例えば、本発明に係る橋梁架設シミュレーションシステム又は３Ｄ施工計画システムにおいて送り出し工法を用いた橋梁の架設計画をシミュレートする場合には、ステップ台や送り架台を三次元モデル化して導入すればよい。

１ クレーンモデル
２ 吊上げ部材モデル
２ａ 単材モデル
２ｂ 添接板モデル
３ 施工対象構造物モデル
３ａ 橋台モデル
３ｂ 橋脚モデル
３ｃ 架設桁モデル
４ ヤードモデル
５ 仮設備モデル
６ 動作モデル
７ 周囲モデル
８ ベントモデル

Claims (12)

1. 動作モデルと周囲モデルとが用意されており、
   動作モデルは、クレーンモデル及び吊上げ部材モデルからなり、
   周囲モデルは、（イ）施工対象構造物モデル及び予め得られたヤードモデルと、（ロ）施工対象構造物モデル、予め得られたヤードモデル及び仮設備モデルとの何れかからなり、
   前記クレーンモデルの旋回中心位置及びブーム長、並びに吊上げ部材モデルの移動元位置が指定されると、前記動作モデルと前記周囲モデルとを三次元仮想空間に表示するモデル表示手段と、
   吊上げ部材モデルの取付先位置が指定されると、所定の部材取付手順に基づいて動作モデルの動作をアニメーション表示するアニメーション表示手段と、
   アニメーションの各フレームにおいて、各モデルの座標から、動作モデルと周囲モデルとの干渉の有無を判別する干渉判別手段とを有するクレーン干渉チェックシステム。
2. 前記ヤードモデルがレーザースキャナ計測により得られたものであることを特徴とする請求項１記載のクレーン干渉チェックシステム。
3. 前記干渉判別手段が、アニメーションの各フレームにおいて、動作モデルを構成するクレーンモデルと吊上げ部材モデルとの干渉の有無を判別する機能をさらに有する、請求項１又は２記載のクレーン干渉チェックシステム。
4. 前記モデル表示手段が、吊上げ制限条件を有するクレーンモデルの旋回中心位置と、重量情報を有する吊上げ部材モデルの移動元位置及び取付先位置の情報とから、クレーンモデルによる吊上げ部材モデルの吊上げの可否を判別し、かつ、クレーンモデルについての選択可能なブーム長を表示する機能をさらに有する請求項１乃至３の何れかに記載のクレーン干渉チェックシステム。
5. 前記モデル表示手段が、重量情報を有する吊上げ部材モデルの移動元位置及び取付先位置を中心に、クレーンモデルの吊上げ制限条件から決められる最大作業半径を有する円を表示する機能をさらに有する請求項１乃至４の何れかに記載のクレーン干渉チェックシステム。
6. 前記アニメーション表示手段は、部材取付手順において、クレーンモデルのブームの旋回パターンを選択可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のクレーン干渉チェックシステム。
7. 前記吊上げ部材モデルが、一つ或いは複数の単材モデル、又は、一つ或いは複数の単材モデル及び添接板モデルから形成され、かつ、吊上げ部材モデル及び添接板モデルの個数と、それらのグラフィック情報、重量情報及び寸法情報とを含む地組状態情報を有しており、
   前記アニメーション表示手段が、地組手順の変更に応じて、地組状態情報を分割又は結合して新たな吊上げ部材モデルを形成し、新たな吊上げ部材モデルを三次元仮想空間に表示する機能をさらに有する請求項１乃至６の何れかに記載のクレーン干渉チェックシステム。
8. 橋台モデル、橋脚モデル、架設桁モデル及び架設手順データを用いてベントモデルの個数及び位置を決定する橋梁架設シミュレーションシステムであって、ベントモデルの基礎の形式が入力され盛土、切土、その両方または無しのいずれかが指定されると、予め得られたヤードモデルを用いてベントモデルの寸法を計算するベント寸法計算手段を有する橋梁架設シミュレーションシステム。
9. 前記ヤードモデルがレーザースキャナ計測により得られたものであることを特徴とする請求項８記載の橋梁架設シミュレーションシステム。
10. 架設桁モデルの重量情報を用いて、橋台モデル、橋脚モデル及びベントモデルへの荷重の分配状態を計算し、予め設定された応力の評価式に基づいて、架設手順ごとの応力照査を行う応力照査手段をさらに有する請求項８又は９記載の橋梁架設シミュレーションシステム。
11. ベントモデルの重量、ベントモデルの基礎の数量、及び土地造成量を算出する数量総括手段をさらに有する請求項８乃至１０の何れかに記載の橋梁架設シミュレーションシステム。
12. 請求項１乃至７のいずれか１項記載のクレーン干渉チェックシステム、及び、請求項８乃至１１のいずれか１項記載の橋梁架設シミュレーションシステムを備えた３Ｄ施工計画システム。