JP6998851B2 - 架設工程提示装置、架設工程提示プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、送出し工法による架設の工程を提示する架設工程提示装置に関する。

従来、橋梁の架設工事において、架設予定の橋桁の下に鉄道や道路が通っていたり、架設予定の橋桁が河川や谷を跨いだりするような現場では、桁下空間を工事に利用できないため、ベント工法を用いることができない。そこで、このような現場における施工方法として、送出し工法が採用されている。

送出し工法による架設工程の作成は、橋梁の構造特性（支間長、線形）、送出しヤードの規模、仮設構造物（手延べ機、軌条設備等）の構造等の条件を基に行われる。このような工程作成には明確な手順書があるわけではなく、過去の経験のもとに行われている。

例えば、特許文献１には、クレーンベント工法による施工においてクレーンの干渉問題を検討できるとともに、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が開示されている。また、特許文献１には、ステップ台や送り架台を３次元モデル化して導入することで、橋梁架設シミュレーションシステムを送出し工法に応用可能であることが記載されている。

特開２０１７－１６４８９号公報（２０１７年１月１９日公開）

しかしながら、特許文献１には、上述した様々な条件を考慮した詳細な工程の作成手順が開示されていない。このため、特許文献１に開示された技術に基づいても、送出し工法による架設工程の作成を容易に自動化することができない。

本発明の一態様は、送出し工法による架設の工程を容易に提示することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る架設工程提示システムは、送出し工法によって桁を架設する工程を提示する架設工程提示装置であって、複数のブロックで前記桁を組み立てる領域であるヤードにおいて前記桁を組み立てることができる組立可能範囲を算出する組立可能範囲算出部と、前記ブロックを前記組立可能範囲に配置することが可能な配置可能数を算出するブロック数算出部と、前記桁を送る複数の台車および組み立てられる前記桁を支持する架台の前記組立可能範囲における配置位置を算出する配置位置算出部と、前記台車および前記架台の配置位置によって決まる前記桁の送出し量を算出する送出し量算出部と、算出された、前記組立可能範囲と、前記配置可能数と、前記台車および前記架台の配置位置と、算出された前記送出し量とに基づいて、前記桁の送り出しにおける、前記桁の位置が変化した状態および前記ブロックが追加された状態を予測する予測部とを備えている。

本発明の一態様によれば、送出し工法による架設の工程を容易に提示することができる。

本発明の一実施形態に係る架設工程提示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 上記架設工程提示装置のシステム構成を示すブロック図である。 （ａ）～（ｅ）は、曲線部分の桁と直線部分の桁との組み合わせの送り出しを示す図である。 桁の送り出しにおいて基準円弧線と線形ラインとのずれを示す図である。 （ａ）は上記架設工程提示装置における基線算出部によって表示される基線を算出するための基線算出ウインドウを示す図であり、（ｂ）は基線算出ウインドウにおける算出結果一覧領域の一部を示す図である。 上記架設工程提示装置における工程作成部によって工程を作成するための工程作成ウインドウを示す図である。 （ａ）～（ｉ）は、上記工程作成部が作成した送出し工程における各工程を示す図である。 （ａ）は上記工程作成ウインドウにおける諸元調整領域を示し、（ｂ）は工程が削減された状態を示す上記諸元調整領域を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は架台を撤去することにより桁の送出し量が増加する状態を示す上記諸元調整領域を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は上記工程作成部によって三次元モデル化された送出し工程の第１回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は上記工程作成部によって三次元モデル化された送出し工程の第２回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は上記工程作成部によって三次元モデル化された送出し工程の第３回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。 上記工程作成部によって三次元モデル化された桁降ろしの工程を表示したシミュレーション画面を示す図である。

〔実施形態〕
本発明の一実施形態について図１～図１３に基づいて説明すると、以下の通りである。

まず、架設工程提示装置１０の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る架設工程提示装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１に示す架設工程提示装置１０は、コンピュータによって構成されている。コンピュータは、例えば、汎用のＯＳ（Operating System）を実装しており、アプリケーションプログラムを実行する機能を備えたものであればよい。

図１に示すように、架設工程提示装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１と、メインメモリ２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３と、補助記憶装置４と、入力デバイス５と、ディスプレイ６とを備えている。

ＣＰＵ１は、後述する基線算出部１１、モデル作成部１２および工程作成部１３（図２参照）が行う処理を実現するための処理装置である。ＣＰＵ１は、当該処理の実行に際して、メインメモリ２、補助記憶装置４、入力デバイス５などからデータを受け取り、当該データに対して演算または加工を施した上で、補助記憶装置４、ディスプレイ６等に出力する。

メインメモリ２は、コンピュータにおける主記憶装置を構成するメモリであり、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）によって構成される。

ＲＯＭ３は、コンピュータの起動時やリセット時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input Output System）などの、コンピュータの動作に不可欠なプログラムを記憶している。

補助記憶装置４は、ＯＳ、各種のプログラム、各種のデータなどを記憶する大容量の記憶装置であり、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成される。

入力デバイス５は、ユーザによる入力操作を行う機器であり、マウス、キーボードなどの各種の入力機器が装備される。入力デバイス５は、後述する基線算出部１１、モデル作成部１２および工程作成部１３（図２参照）に対する入力操作を受け付ける。

ディスプレイ６は、ＯＳおよびプログラムの実行に伴ってコンピュータの内部で生成される画像の出力に用いられる機器である。

入力デバイス５およびディスプレイ６は、コンピュータの本体に搭載される機器であってもよいが、外部機器としてコンピュータに有線または無線によって通信可能に接続される機器であってもよい。このような外部機器は、コンピュータと接続されることにより、コンピュータと一体に稼働する。

続いて、架設工程提示装置１０の詳細について説明する。図２は、架設工程提示装置１０のシステム構成を示すブロック図である。図３の（ａ）～（ｅ）は、曲線部分の桁と直線部分の桁との組み合わせの送り出しを示す図である。図４は、桁の送り出しにおいて基準円弧線と線形ラインとのずれを示す図である。図５の（ａ）は、架設工程提示装置１０における基線算出部１１によって表示される基線を算出するための基線算出ウインドウ１００を示す図である。図５の（ｂ）は、基線算出ウインドウ１００における算出結果一覧領域１０４の一部を示す図である。図６は、架設工程提示装置１０における工程作成部１３によって工程を作成するための工程作成ウインドウ２００を示す図である。

図２に示すように、架設工程提示装置１０は、基線算出部１１と、モデル作成部１２と、工程作成部１３とを有している。

まず、基線算出部１１について説明する。

基線算出部１１は、直線状または曲線状の桁を送り出す方向の基準となる送出し基線を算出する。ここで、曲線状の桁の送り出しについて説明する。

送出し工法は一般的には直線橋で用いられていたが、最近では曲線橋でも採用されることが多くなっている。直線や同一曲率の曲線構造の桁の場合、ヤードで同じ形状の桁を組み立てて、そのまま送っていけば、橋脚の上を通るように桁を送り出すことができる。

しかしながら、橋梁の曲線形状は一般的にはクロソイド曲線を含むため、曲率が変化している場合が多い。これに対し、送り出しに使用する軌条設備は、一定の曲率で設置される必要がある。

また、橋脚は、桁を支持する大きさに作られているため、送り出しのときに、橋軸直角方向（横方向）に大きくずれることができない。特に、起点部分は大きくずれることができない。このため、上記のような曲率が変化する桁を送る場合、送出し作業時に横方向へのずれを最小限にする送出し方向と曲率とを導き出す必要がある。

一般的には、送出し区間の構造中心を通る円弧を複数算出し、その平均半径を一定の範囲で５０～１００ｍのピッチで変化させ、２Ｄ平面内において各半径でのずれ（横ずれ）を計測する。また、送出し円弧を支点上で橋軸直角方向にシフトさせる場合も併せてずれを検討し、その中で最も離隔の小さいパターンを選択する。

このような方法では、各支点での許容される離隔の量を指定して、その範囲内で上記の処理を試行する。その試行において、一箇所にあまりにも大きいずれが集中する場合、調整が困難になるので、極力大きいずれが生じないようにすることが好ましい。支点だけではなく、ヤードの中間点や起点でも、ずれの量が検討される。

上記のような従来の方法では、円弧および支点シフトでの検討数は３０～５０パターンにまで上り、各パターンを２Ｄモデルで表示した状態でずれを確認していた。このため、送出し方向の決定にかなりの時間（例えば数日）を要していた。

これに対し、本実施形態における基線算出部１１は、曲線区間だけでなく、図３の（ａ）～（ｅ）に示すような曲線区間と直線区間とを含む桁の送り出しについても、線形ライン（構造物中心線）Ｌとのずれが少なくなる送出し基線を算出する。このために、基線算出部１１は、図４に示すように、基準ラインＬ１に対する横断方向のずれ量が最小となる基準円弧Ｌ２が得られるように曲率半径を決定する。

基線算出部１１は、上記のような送出し基線を算出するために、図５の（ａ）に示す基線算出ウインドウ１００をディスプレイ６に表示させる。基線算出ウインドウ１００には、タブ１００ａ～１００ｃが設けられている。

基線算出部１１は、タブ１００ａがクリック操作されることにより、図示はしないが、手延べ長決定画面を基線算出ウインドウ１００上に表示させる。手延べ長決定画面には、送出し区間の最大支間長、手延べ機のブロック長、手延べ比率などを入力する入力フィールドが設けられている。最大支間長に応じてヤードの大きさが決まるので、最大支間長の入力を必要とする。最大支間長に対する手延べ機の比率は０．７５を基準として、既存の機材ブロックの組合せを基に、その前後で長さが決定する。

手延べ長決定画面には、算出を実行するためのボタンが設けられている。基線算出部１１は、このボタンが操作されると、手延べ機の長さ（手延べ長）およびヤードの外形を特定する各種の値を算出して、手延べ長決定画面にその算出結果を表示させる。また、基線算出部１１は、算出されたヤードの外形についての上記の値と、外部より取り込んだヤード周囲の地形に関する地形情報とに基づいて、周辺地形におけるヤードの配置を示す３Ｄ図を作成し、必要に応じて盛土をする領域や切土をする領域を３Ｄ図において表す。

また、基線算出部１１は、タブ１００ｂのクリック操作により、図５の（ａ）に示す平面形状決定画面１０１を基線算出ウインドウ１００上に表示させる。平面形状決定画面１０１は、算出方法選択領域１０２と、算出ボタン１０３と、算出結果一覧領域１０４と、基線候補表示領域１０５と、選択基線要素表示領域１０６と、基線決定ボタン１０７とを有している。

算出方法選択領域１０２には、桁の線種として「直線」または「円弧」を選択するためのチェックボックスが設けられている。また、算出方法選択領域１０２には、算出方法として「両端固定」または「最小二乗法」を選択するためのチェックボックスが設けられている。

両端固定法は、両端を固定して、両端と間の１つの支点との３点で円を算出する方法であり、支点を変えて円を算出した結果より最適な円を決定する従来の方法である。最小二乗法は、両端を固定せずに、両端および間の全ての支点でのそれぞれのずれが最小となるように最小二乗法の論理で計算する。最小二乗法は、両端固定法よりも条件を偏差させる範囲が狭くなる。最小二乗法により、解析パターン（選別するパターン）を絞り込むことができ、作業効率を向上することができる。最小二乗法によって任意の図形にフィッティングさせる手法として用いられることは公知である。このため、最小二乗法によって円形にフィッティングさせる手法も公知の技術を用いて実現できるので、ここではその詳細についての説明を省略する。

算出ボタン１０３は、基線算出部１１が基線の算出を実行するために操作されるボタンである。

算出結果一覧領域１０４は、算出された基線についての各値を基線ごとに一覧表示するために設けられた領域である。算出結果一覧領域１０４において、算出された各基線には、計算名が付されている。計算名は、線種、曲率半径、算出方法などを含む形態で付与されている。算出結果一覧領域１０４において、始点Ｓ１（橋台）の位置に軌条設備の長さ（軌条長）（ここでは１１３．７ｍ）を加えた軌条設備の起点の位置、始点Ｓ１に軌条長の１／２（ここでは５６．９ｍ≒１１３．７／２）を加えた軌条設備の中間点の位置、始点Ｓ１および支点Ｐ１～Ｐ３のそれぞれの位置での離隔（ずれ）およびその向き（±）が表示される（図５の（ｂ）参照）。また、算出結果一覧領域１０４において、上記の各離隔値の絶対値の最大離隔および平均離隔が表示される。

また、算出結果一覧領域１０４において、図５の（ｂ）に示すように、各離隔の値が表示される領域に、離隔の大きさに応じて色分け表示される。例えば、正側の離隔は赤系の色で表示され、負側の離隔は青系の色で表示される。色は、値が大きくなるほど濃く表示され、許容範囲外の値について最も濃く表示される。これにより、色の系統および濃さによって、離隔の向きおよび大きさを概ね判断することができる。

算出結果一覧領域１０４において、クリック操作によって選択された基線については、当該基線の各離隔値を表示する行が強調表示（着色表示など）される。

基線候補表示領域１０５には、選択された基線についての各点（支点）における離隔の値、許容範囲などが表示される。

選択基線要素表示領域１０６には、選択された基線についての線種、曲率半径、始点Ｓ１での離隔値および支点Ｐ３での離隔値が表示される。

基線決定ボタン１０７は、基線算出部１１が基線の決定を実行するために操作されるボタンである。

また、基線算出部１１は、タブ１００ｃがクリック操作されることにより、図示はしないが、縦断形状決定画面を基線算出ウインドウ１００上に表示させる。縦断形状決定画面には、送り出し勾配、嵩上げ高などを入力する入力フィールドが設けられている。また、縦断形状決定画面には、基線の作成を実行するためのボタンが設けられている。

続いて、モデル作成部１２について説明する。

モデル作成部１２は、後述するモデリング部１９による送出し工程の２Ｄ表示に必要な２Ｄモデルと、モデリング部１９による送出し工程の３Ｄ表示に必要な３Ｄモデルとを作成する。モデル作成部１２は、モデルを作成するために、図示しないウインドウをディスプレイ６に表示させる。このウインドウは、手延べ機、軌条設備、台車、架台および支点上設備について、それぞれのモデルの作成に必要なパラメータの設定、モデルの作成指示操作などを行うことができるように構成されている。手延べ機、軌条設備、台車、架台および支点上設備は、それぞれの基本構造が概ね決まっているため、必要なパラメータに基づいて、モデルを作成することができる。

モデル作成部１２は、例えば、手延べ機について、連結構（構造の異なる手延べ機と桁とを繋ぐために個別に製作する仮設物）、Ｉゲタおよびトラスの概形がわかるモデルを簡単にまたは少し詳細に作成する。モデル作成部１２は、基本作成機能として、デフォルト値または入力された基本パラメータからブロックごとのパラメータを算出し、一括に送り出してブロックを作成する。また、モデル作成部１２は、手延べ機の基本形状を、基線算出部１１によって算出された基線に基づいて決定する。また、モデル作成部１２は、手延べ機の基本形状が決定された結果で得られた詳細パラメータに基づいて、細かな幅や板厚変化をモデル作成に反映する。

モデル作成部１２は、送出し基線の曲率と、手延べ機の長さとが決まると、送出し基線の曲率を有する基線曲線と、ＫＰ点（Knuckle Point：屈曲点、折れ点）を中心とする曲線とが交わる点を手延べ機の先端として決定する（平面形状の決定）。本実施形態では、曲線である送出し基線に対して、直線形状の手延べ機が方向を合わせるためには、手延べ機の付け根である連結構の位置で向きを修正する必要がある。ＫＰ点の位置は、一般的には連結構の中で平面的に最初に向きを変化させる箇所となる。

また、モデル作成部１２は、手延べ機の縦断形状について、ＧＥ点（Girder End：桁端部）を、手延べ機の自重による撓み量を考慮して鉛直方向に予め折り曲げている点とし、水平方向の基準線からの高さに応じて手延べ機の手の下端の座標（Ｚ座標）を指定する。

さらに、工程作成部１３について説明する。

工程作成部１３は、送り出しの各工程を作成するために、組立可能範囲算出部１４と、ブロック数算出部１５と、配置位置算出部１６と、送出し量算出部１７と、予測部１８と、モデリング部１９（三次元モデル化部）とを有している。

組立可能範囲算出部１４は、複数のブロックで桁を組み立てる領域であるヤードにおいて桁を組み立てることができる組立可能範囲を算出する。

ブロック数算出部１５は、桁ブロック（ブロック）を組立可能範囲に配置することが可能な配置可能数を算出する。

配置位置算出部１６は、桁を送る複数の台車および組み立てられる桁を支持する架台の組立可能範囲における配置位置を算出する。

送出し量算出部１７は、台車および架台の配置位置によって決まる桁の送出し量を算出する。

予測部１８は、算出された、組立可能範囲と、配置可能数と、台車および架台の配置位置と、送出し量とに基づいて、各回の桁の送り出しにおける、桁の位置が変化した状態および桁ブロックが追加された状態を予測する。また、予測部１８は、予測した各回の桁の送り出しの状態を模式化して表示するとともに、追加する桁ブロックの数および架台の変更を入力するための変更領域をディスプレイ６に表示させる。予測部１８は、変更領域において、桁ブロックの数および／または架台の数の変更が入力されると、その桁ブロックの数および／または架台の数に応じて、各回の桁の送り出しの状態を変更する。

モデリング部１９は、予測部１８によって予測された、桁の位置の変化および桁ブロックの追加状態を２Ｄ画像および３Ｄ画像にモデリングする。より具体的には、モデリング部１９は、モデル作成部１２によって作成されたモデルと、予測部１８の予測結果とに基づいて、各工程の状態を２Ｄおよび３Ｄのモデルとして作成する。

また、工程作成部１３は、送り出しの各工程を作成するために、図６に示す工程作成ウインドウ２００をディスプレイ６に表示させる。

図６に示すように、工程作成ウインドウ２００は、概要入力領域２０１と、諸元調整領域２０２（変更領域）と、送出工程作成領域２０３とを有している。

概要入力領域２０１は、送出工程の概要を入力するために設けられている。概要入力領域２０１は、具体的には、軌条終端位置入力フィールド２０１ａと、架設可終端位置入力フィールド２０１ｂと、架設可始端位置入力フィールド２０１ｃと、架設範囲設定ボタン２０１ｄと、張出長入力フィールド２０１ｅと、到達条件入力フィールド２０１ｆと、諸元算出ボタン２０１ｇとを有している。

軌条終端位置入力フィールド２０１ａは、軌条設備の終端位置を後述する到達条件としての到達位置を基準とする位置として負の値で入力するために設けられている。

架設可終端位置入力フィールド２０１ｂは、組立可能範囲（架設可能範囲）の始端位置を上記の到達位置を基準とする位置として負の値で入力するために設けられている。架設可始端位置入力フィールド２０１ｃは、組立可能範囲の始端位置を上記の到達位置を基準とする位置として負の値で入力するために設けられている。

架設範囲設定ボタン２０１ｄは、組立可能範囲算出部１４が、入力された上記の、軌条設備の終端位置と、組立可能範囲の始端位置および終端位置とに基づいて、組立可能範囲を算出して設定するために操作されるボタンである。

張出長入力フィールド２０１ｅは、初回の送出し工程において、手延べ機の張出長を入力するために設けられている。到達条件入力フィールド２０１ｆは、送り出される桁が最終的に到達する位置を入力するために設けられている。

諸元算出ボタン２０１ｇは、ブロック数算出部１５、配置位置算出部１６および送出し量算出部１７が、工程を作成するための諸元の算出を実行するために操作されるボタンである。

諸元調整領域２０２は、予測部１８によって予測された、各回の桁の送り出しの状態を模式化して表示するための領域であり、桁ブロック数を表示でき、かつ撤去する架台の数の変更を入力できるように構成されている。また、諸元調整領域２０２において、各回の桁の送り出しにおける桁ブロックの色が異なるように表示される。

諸元調整領域２０２には、桁ブロック数を表すブロック数を表示するブロック数表示領域２０２ａが設けられている。ブロック数は、送り出し前に軌条設備内で桁に接続される橋軸方向の桁ブロックの数である。一般的な施工では、軌条設備範囲において桁ブロックを追加できるようにクレーンの配置などを決定する。しかしながら、軌条設備範囲における桁組立の条件に制限が生じた場合、配置できるブロック数に影響が生じる場合がある。また、桁ブロックの一部が軌条範囲から多少飛び出しても組立可能な場合もある。このように自動化では判断しにくい事象に対処するためにブロック数を表示するようにしている。

送出工程作成領域２０３は、ステップ数入力フィールド２０３ａと、手延機解体ヤード長入力フィールド２０３ｂと、送出工程作成ボタン２０３ｃとを有している。

ステップ数入力フィールド２０３ａは、送り出しの回数を入力するために設けられている。

手延機解体ヤード長入力フィールド２０３ｂは、到達先で手延べ機を解体するためのヤードの長さを入力するために設けられている。

送出工程作成ボタン２０３ｃは、予測部１８が予測した工程を決定して工程の作成を実行するために設けられたボタンである。

続いて、工程作成部１３による送り出しの工程を決定する手法について図７を参照して説明する。図７の（ａ）～（ｉ）は、工程作成部１３が作成した送出し工程における各工程を示す図である。

（１）軌条設備２１上での桁ブロック数の決定方法
図７の（ａ）に示すように、最初の送り出し状態では、手延べ機２８が先端側で軌条設備２１の外に張り出した状態で配置する。張出長は、手延べ機２８の全長の１／３である。また、桁の架設可能範囲は、軌条設備２１の全長から後方の以下の長さを除いた範囲とする。

〈控除範囲〉
（ａ）軌条設備２１上に設置されたクレーン２３がバックしながら桁架設を行う場合は、クレーン２３の車両長を控除する。

（ｂ）クレーン２３の位置が軌条設備２１外で制限されている場合は、クレーン２３で架設できる範囲以外を控除する。クレーン２３の位置は架設可能範囲までとする。ただし、（ｃ）の控除範囲を考慮する。

（ｃ）モデル作成部１２によるモデル作成時における軌条長を決定する際に、逸走防止装置２２の長さを考慮した場合は、その長さを控除する。
なお、（ａ）および（ｃ）の控除範囲を最後尾ブロックの長さの半分以下で超えた場合は、桁２７の全体を超えた範囲分を前進させるものとする。

（２）初回の送り出し長
図７の（ｂ）に示すように、送り出し時の後方台車２４は、追加した桁ブロック２７ａの最も後方の格点位置を中心に配置する。

後方台車２４を設置した格点を軌条設備２１の先端から下記の控え長Ｌａを控えた位置まで送り出しを行う。下式において、Ｌｆは前方台車２５の長さであり、Ｌｂは後方台車２４の前方長さであり、Ｌｇは架台２６の長さであり、Ｎは架台２６の数である。また、Ｂｇは桁ブロック数であり、Ｂｈは軌条設備２１上の手延べ機ブロック数である。

Ｌａ（ｍ）＝Ｌｆ＋Ｌｂ＋Ｌｇ×Ｎ
Ｎ＝Ｂｇ＋Ｂｈ－１
なお、手延べ機２８を支持する架台２６の有無は、手延べ機２８の横繋ぎ材位置の軌条設備２１上での有無で判断する。

上記の送り出しによって手延べ機２８が橋脚３２（第１橋脚）まで到達していない場合（トラス形の場合は先端から下フランジのＫＰ点まで控えた位置）は、上記の控え長Ｌａの計算で考慮した架台２６の分をさらに送り出して照査する。それでも手延べ機２８が橋脚３２まで到達しない場合は、軌条設備２１の長さの見直し等を実施する。

これに対し、上記の送り出しで手延べ機２８の張出長が到達する橋脚３２と次の橋脚３３の支間の半分を超えている場合は、手延べ機２８の先端が支間中央位置にあるように送り出し長を抑える。

（３）２回目以降の送り出し状態
図７の（ｃ）～（ｉ）に示す２回目以降の送り出しでは、主桁の架設可能範囲を（１）と同じ範囲で検討する。ただし、微少なはみ出しの対策は行わない。

（４）２回目以降の送り出し長
後方台車２４の位置は（２）と同じとする。

送り出し位置も（２）と同じとする。ただし、架台数は下式で表される。下式において、Ｂｇ１は軌条設備２１上の桁ブロック数である。

Ｎ＝Ｂｇ１－２
なお、桁ブロック２７ａを支持する架台２６の有無は、格点位置の軌条設備２１上での有無で判断する。

次の橋脚への未到達および張り出し長の過大に対する対策も（２）と同様とする。また、送り出し桁全ての架設完了後は、最後まで送り出しを行う。
なお、送り出しは１支間単位を標準とする。

以上のように構成される架設工程提示装置１０の工程を作成する動作について説明する。図８の（ａ）は工程作成ウインドウ２００における諸元調整領域２０２を示し、図８の（ｂ）は工程が削減された状態を示す諸元調整領域２０２を示す図である。図９の（ａ）～（ｃ）は架台を撤去することにより桁の送出し量が増加する状態を示す諸元調整領域２０２を示す図である。図１０の（ａ）および（ｂ）は工程作成部１３によって三次元モデル化された送出し工程の第１回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。図１１の（ａ）～（ｃ）は、工程作成部１３によって三次元モデル化された送出し工程の第２回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。図１２の（ａ）～（ｃ）は、工程作成部１３によって三次元モデル化された送出し工程の第３回の送り出しの状態を表示したシミュレーション画面を示す図である。図１３は、工程作成部１３によって三次元モデル化された桁降ろしの工程を表示したシミュレーション画面を示す図である。

まず、架設工程提示装置１０は、基線算出部１１が基線の算出に先立って、架設対象となる桁に関する情報や架設橋の周囲の地形情報を取り込んだ後、送り出し範囲を設定する。例えば、始点Ｓ１および支点Ｐ１～Ｐ３について、３支間を選択して範囲を設定する。

続いて、基線の作成において、まず、基線算出ウインドウ１００における手延べ長決定画面への各値の入力後、算出を実行するボタンが操作されると、基線算出部１１は、手延べ長およびヤードの外形を特定する各種の値を算出して、手延べ長決定画面にその算出結果を表示させる。また、基線算出部１１は、これらの算出結果を基線情報として補助記憶装置４に保存する。

次に、基線算出ウインドウ１００における平面形状決定画面１０１への各値の入力後、算出ボタン１０３が操作されると、基線算出部１１は、想定される複数の曲線について、各支点にける桁の離隔値を算出し、算出結果一覧領域１０４に表示させる。算出結果一覧領域１０４に表示された曲線のうち１つが選択されると、基線算出部１１は、ヤード（軌条基礎域）をＣＡＤ（Computer-Aided Design）図としてディスプレイ６に表示させる。これにより、周囲環境に対する干渉などを確認することができる。さらに、選択された曲線について基線決定ボタン１０７が操作されると、基線算出部１１は、選択された曲線で基線の平面形状を決定し、基線の平面形状を基線情報として補助記憶装置４に保存する。

さらに、架設橋が勾配を有する場合、基線算出ウインドウ１００における縦断形状決定画面への勾配に関する各値の入力後、基線の作成を実行するボタンが操作されると、基線算出部１１は、基線の縦断形状を決定し、基線の縦断形状を基線情報として補助記憶装置４に保存する。

このようにして作成された送出し基線により、ヤードの大きさが決まるので、ヤードの大きさに応じて架設機材が決定される。モデル作成部１２は、ウインドウに入力された各種のパラメータと、補助記憶装置４に保存されている基線情報とに基づいて、手延べ機、軌条設備、台車、架台および支点上設備について２Ｄモデルおよび３Ｄモデルを作成する。モデル作成部１２は、作成した２Ｄモデルおよび３Ｄモデルのデータをモデル情報として補助記憶装置４に保存する。

工程の作成において、工程作成ウインドウ２００における概要入力領域２０１への各値の入力後に諸元算出ボタン２０１ｇが操作される。これにより、組立可能範囲算出部１４が組立可能範囲を算出し、ブロック数算出部１５が桁ブロックの配置可能数を算出し、配置位置算出部１６が架台の組立可能範囲における配置位置を算出し、送出し量算出部１７が桁の送出し量を算出する。組立可能範囲、ブロックの配置可能数、架台の配置位置および桁の送出し量は、それぞれ組立可能範囲情報、ブロック数情報、配置位置情報および送出し量情報として補助記憶装置４に保存される。

予測部１８は、組立可能範囲情報、ブロック数情報、配置位置情報および送出し量情報に基づいて、各回の桁の送り出しにおける、桁の位置が変化した状態およびブロックが追加された状態を予測し、それらの状態を工程作成ウインドウ２００の諸元調整領域２０２に表示させる。

ここで、架台を撤去することによる送出し回数の削減について説明する。

組立可能範囲が狭まると配置できる桁の数が減るので、送り出しの回数が増える。その回数が多くなるほど、工費が増加するので、１つしか桁を配置できない状態で送り出しを行うのは効率的でない。このように場合は、つかえている架台を撤去する（横にずらしておいておく）ことにより、組立可能範囲をより広く確保することができる。架台の撤去は、具体的には次のようにして行う。

図８の（ａ）に示すように諸元調整領域２０２に表示された送出し工程の例では、６回の送り出しで架設が完了する。これに対し、図８の（ｂ）に示すように、諸元調整領域２０２に設けられた架台撤去のためのチェックボックス２０２ｂが、例えば、１回目および２回目の送り出しについてチェックされる。すると、予測部１８は、続く２回目および３回目の送り出しについて、それぞれ架台を撤去した状態で各回の送り出しの状態を予測し、当該状態を諸元調整領域２０２に表示させる。この結果、図８の（ｂ）に示すように、５回の送り出しで架設が完了することがわかる。

上記の例について、より詳しく説明する。まず、図９の（ａ）に示す状態では、架台が撤去されておらず、３回目の送り出しで、手延べ機の先端が支点Ｐ１，Ｐ２の間に達している。この状態から図９の（ｂ）に示すように、１回目の送り出しについてチェックボックス２０２ｂがチェックされる。すると、予測部１８は、続く２回目の送り出しについて、架台を撤去した状態での送り出しを予測する。これにより、２回目の送り出し量が、図９の（ｂ）に示す例では、図９の（ａ）に示す例に対して増大する。

しかしながら、図９の（ｂ）に示す例では、３回目の送り出しに先立って架台が戻されたので、３回目の送り出し量が伸びず、手延べ機の先端が支点Ｐ２に達していない。このため、手延べ機の先端が支間中央位置となる送出し量に控えられる。これにより、組立可能範囲を大きく空けることができていない。

そこで、図９の（ｃ）に示すように、２回目の送り出しについてチェックボックス２０２ｂがチェックされる。すると、予測部１８は、続く３回目の送り出しについて、架台を撤去した状態での送り出しを予測する。これにより、３回目の送り出し量が、図９の（ｃ）に示す例では、図９の（ｂ）に示す例に対して増大するので、手延べ機の先端が支点Ｐ２に達する。

このように、各回の送出し量および送出し回数を諸元調整領域２０２において確認しながら、必要に応じて架台を撤去することにより、送出し量を増大させることができる。それゆえ、効率的な送出し工程を作成することができる。

以上のように、送出し量および送出し回数の調整が必要に応じて行われた後、工程作成ウインドウ２００における送出工程作成領域２０３の送出工程作成ボタン２０３ｃが操作されると、予測部１８は、各回の桁の送り出しにおける、桁の位置が変化した状態およびブロックが追加された状態を工程情報として補助記憶装置４に保存する。

モデリング部１９は、補助記憶装置４に保存されたモデル情報（２Ｄモデル情報）および工程情報に基づいて、工程を２Ｄシミュレーションする。この例について、図７を参照して説明する。

モデリング部１９は、図７の（ａ）～（ｉ）に示す２Ｄシミュレーション画像をディスプレイ６に表示させる。２Ｄシミュレーションにおいて、まず、図７の（ａ）に示すように、初回の送り工程に先立って、軌条設備２１上で、クレーン２３によって手延べ機２８および桁２７を組み立てる。この状態では、手延べ機２８が橋台３１から設定された長さで張り出している。

第１回の送り出しでは、図７の（ｂ）に示すように、後方台車２４および前方台車２５によって、手延べ機２８および桁２７を送っていく。このとき、手延べ機２８の先端は、橋脚３２，３３の間に達する。また、架台２６は、送り出し時は、桁２７に吊り下げられて一緒に移動し、軌条設備２１の端部まで達すると、軌条設備２１上に降ろされる。そして送り出し作業が終われば、架台２６は、図７の（ｃ）に示すように、後方台車２４および前方台車２５に引っ張られて次の桁組立に備えて設置される。

この状態で、クレーン２３によって桁ブロック２７ａを桁２７の後端に配置可能なブロック数で追加する。桁ブロック２７ａが追加されると、第２回の送り出しでは、図７の（ｄ）に示すように、手延べ機２８および桁２７を送っていく。この状態では、手延べ機２８の先端が橋脚３３を超えた位置に達する。

また、図７の（ｅ）に示すように、さらに桁ブロック２７ａが追加されると、図７の（ｆ）に示すように、第３回の送り出しが行われる。この状態では、手延べ機２８の先端が橋脚３４を超えた位置に達する。

そして、図７の（ｇ）に示す桁ブロック２７ａの追加の後、図７の（ｈ）に示すように、手延べ機２８の先端が橋台３５上に達すると、後方台車２４および前方台車２５の支持位置を変更して、さらに送り出す。これにより、図７の（ｉ）に示すように、桁２７が到達先の橋台３５に達する。

モデリング部１９は、補助記憶装置４に保存されたモデル情報（３Ｄモデル情報）および工程情報に基づいて、工程を３Ｄシミュレーションする。この例について、図１０～図１３を参照して説明する。

まず、モデリング部１９は、図１０の（ａ）に示すように、シミュレーションウインドウ３００をディスプレイ６に表示させる。シミュレーションウインドウ３００上には、図示はしないが、各工程の一覧を記載した工程管理ウインドウが表示される。工程管理ウインドウに記載された全工程から１つが選択されて、ＯＫボタンが操作されると。シミュレーションウインドウ３００上に工程の３Ｄ画像が表示される。

なお、以降に示す工程については、一部の工程を抜粋して説明する。

図１０の（ａ）は、軌条設備上で手延べ機に桁が組み立てられた状態を示している。また、図１０の（ｂ）は、第１回の送り出しが行われ、手延べ機が第１橋脚上に達した状態を示している。

図１１の（ａ）は、次の送り出しに備えて、軌条設備上で桁ブロックが追加される状態を示している。図１１の（ｂ）は、第２回の送り出しが行われている状態を示している。図１１の（ｃ）は、第２回の送り出しが完了し、手延べ機が次の橋脚上に達した状態を示している。

図１２の（ａ）は、次の送り出しに備えて、軌条設備上で桁ブロックが追加される状態を示している。図１２の（ｂ）は、第３回の送り出しが行われている状態を示している。図１２の（ｃ）は、第３回の送り出しが完了し、手延べ機がさらに次の橋脚上に達した状態を示している。

そして、図１３は、桁全体が橋脚上に設けられた支点上設備から降ろされた状態を示している。

以上に述べたように、本実施形態に係る架設工程提示装置１０は、基線算出部１１、モデル作成部１２および工程作成部１３を備えている。

基線算出部１１が送出し基線を算出することにより、ヤードなどの規模を決定することができる。また、曲線形状の桁を送り出すための送出し基線を、各支点におけるずれが最小となるように自動処理で決定することができる。それゆえ、曲線橋の架設における送出し基線を決定するまでの時間を短縮することができる。

予測部１８は、入力された各種の情報を基に算出した、組立可能範囲情報、ブロック数情報、配置位置情報および送出し量情報に基づいて、各回の送出し工程を予測する。これにより、送出し工程を短時間で作成して提示することができる。

モデル作成部１２は、決定されたヤードなどの規模と送出し基線とに基づいて、送り出しに用いられる各機材のモデルを作成する。モデリング部１９は、このモデルを用いることにより、各工程を容易に２Ｄおよび３Ｄにてモデリングすることができる。

本実施形態を総括すれば、以下にように捉えることができる。

本実施形態に係る架設工程提示装置１０は、複数のブロックで桁を組み立てる領域であるヤードにおいて前記桁を組み立てることができる組立可能範囲を算出する組立可能範囲算出部１４と、ブロックを組立可能範囲に配置することが可能な配置可能数を算出するブロック数算出部１５と、桁を送る複数の台車および組み立てられる桁を支持する架台の組立可能範囲における配置位置を算出する配置位置算出部１６と、台車および前記架台の配置位置によって決まる前記桁の送出し量を算出する送出し量算出部１７と、算出された、組立可能範囲と、配置可能数と、台車および架台の配置位置と、送出し量とに基づいて、各回の桁の送り出しにおける、桁の位置が変化した状態および前記ブロックが追加された状態を予測する予測部１８とを備えている。

上記構成によれば、各回の桁の送り出しにおける、桁の位置が変化した状態およびブロックが追加された状態を予測に基づいて提示することができる。これにより、桁の送出し工程を容易に確認することができる。

また、架設工程提示装置１０において、予測部１８は、予測した各回の桁の送り出しの状態を模式化して表示するとともに、追加するブロックの数の変更を入力するための変更領域（諸元調整領域２０２）を表示させ、変更領域に入力された変更に基づいて予測を再度行ってもよい。

上記構成によれば、桁を送り出す各工程の状態を容易に把握することができる。また、送出し量に応じてブロックを追加することができる。

また、架設工程提示装置１０において、予測部１８は、変更領域において前記架台の撤去を受け入れてもよい。

上記構成によれば、架台を撤去することにより、送出し量を増大させることができる。

また、架設工程提示装置１０において、組立可能範囲算出部１４は、ヤードのヤード長と、最前の記桁に取り付けられる手延べ機がヤードから張り出す張出長とに基づいて、組立可能範囲を算出してもよい。

上記構成によれば、ヤード長および張出長を与えるだけで組立可能範囲を得ることができる。

また、架設工程提示装置１０において、組立可能範囲算出部１４は、手延べ機の後端位置に基づいて桁における先頭のブロックの位置を特定し、組立可能範囲に配置可能な配置可能数を算出してもよい。

上記構成によれば、予め長さが定まっている手延べ機の後端位置に基づいて、組立可能範囲に配置可能なブロックの配置可能数を容易に算出することができる。

また、架設工程提示装置１０は、予測部１８によって予測された、前記桁の位置の変化および前記ブロックの追加状態を三次元にモデル化する三次元モデル化部（モデリング部１９）をさらに備えていてもよい。

上記構成によれば、各工程における桁の位置の変化およびブロックの追加状態が三次元で表されるので、各工程で送り出される桁や手延べ機が周囲の環境に対して干渉しているか否かなどを確認することができる。

また、架設工程提示装置１０は、曲線状の前記桁を送り出す方向の基準となる送出し基線を算出する基線算出部１１をさらに備えている。基線算出部１１は、異なる曲率の円弧について全ての支点に対するずれ量を算出し、各支点に対するずれ量の最大値が最も小さい前記円弧を前記送出し基線として決定する。三次元モデル化部は、決定された送出し基線の方向に桁を送り出す状態をモデル化してもよい。

上記構成によれば、従来、膨大な手間を要して決定されていた曲線状の桁の送出し基線を容易に決定することができる。また、三次元にモデル化された桁の送り出し状態に送出し基線による送り出し方向が反映される。これにより、桁の送り出し工程をより高精度に作成することができる。

また、架設工程提示装置１０において、基線算出部１１は、支点のうち指定された支点について、円弧とのずれ量がそれぞれ最小となるように最小二乗法により送出し基線を算出してもよい。

上記構成によれば、各支点とのずれ量のより少ない送出し基線を決定することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
架設工程提示装置１０は、基線算出部１１、モデル作成部１２および工程作成部１３の各機能を実現するソフトウェアである架設工程提示プログラムの命令を実行するコンピュータによって構成されている。このコンピュータは、１つ以上のプロセッサを備えているとともに、架設工程提示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが架設工程提示プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。

上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ１を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ３等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、架設工程提示プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。

また、架設工程提示プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、架設工程提示プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 架設工程提示装置
１１ 基線算出部
１４ 組立可能範囲算出部
１５ ブロック数算出部
１６ 配置位置算出部
１７ 送出し量算出部
１８ 予測部
１９ モデリング部（三次元モデル化部）
２０２ 諸元調整領域（変更領域）

Claims (7)

1. 送出し工法によって桁を架設する工程を提示する架設工程提示装置であって、
   複数のブロックで前記桁を組み立てる領域であるヤードにおいて前記桁を組み立てることができる組立可能範囲を算出する組立可能範囲算出部と、
   前記ブロックを前記組立可能範囲に配置することが可能な配置可能数を算出するブロック数算出部と、
   前記桁を送る複数の台車および組み立てられる前記桁を支持する架台の前記組立可能範囲における配置位置を算出する配置位置算出部と、
   前記台車および前記架台の配置位置によって決まる前記桁の送出し量を算出する送出し量算出部と、
   算出された、前記組立可能範囲と、前記配置可能数と、前記台車および前記架台の配置位置と、前記送出し量とに基づいて、前記桁の送り出しにおける、前記桁の位置が変化した状態および前記ブロックが追加された状態を予測する予測部とを備えていることを特徴とする架設工程提示装置。
2. 前記予測部は、予測した前記桁の送り出しの状態を模式化して表示するとともに、追加する前記ブロックの数の変更を入力するための変更領域を表示させ、当該変更領域に入力された変更に基づいて予測を再度行うことを特徴とする請求項１に記載の架設工程提示装置。
3. 前記予測部は、前記架台の撤去を受け入れることを特徴とする請求項１または２に記載の架設工程提示装置。
4. 前記予測部によって予測された、前記桁の位置の変化および前記ブロックの追加状態を三次元にモデル化する三次元モデル化部をさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の架設工程提示装置。
5. 曲線状の前記桁を送り出す方向の基準となる送出し基線を算出する基線算出部をさらに備え、
   前記基線算出部は、異なる曲率の円弧について全ての支点に対するずれ量を算出し、各支点に対するずれ量の最大値が最も小さい前記円弧を前記送出し基線として決定し、
   前記三次元モデル化部は、決定された前記送出し基線の方向に前記桁を送り出す状態をモデル化することを特徴とする請求項４に記載の架設工程提示装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の架設工程提示装置としてコンピュータを機能させるための架設工程提示プログラムであって、各部としてコンピュータを機能させるための架設工程提示プログラム。
7. 請求項６に記載の架設工程提示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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