東京スカイツリー? のつくり方

3次元计测?管理システム

复雑な形状の鉄骨を精度よく建てる

高精度な塔体の実现

2011年3月18日に高さ634尘となった东京スカイツリーは、634尘に対して2肠尘以下の误差という高精度な鉄骨组み立てを実现しました。

鉄骨の建物を高精度に组み立てるには「高精度な製品(参考:鉄骨の工场製作)」を「精度よく建てる」ことにつきます。

今回はどのように精度よく建てたのかをご绍介します。

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复雑な形状を効率よく建てる

工程を确保しながら高精度に鉄骨を组み立てていくには、建てた柱鉄骨を直ちに正确な位置に调整し、次の部材の取り付けを効率よく进めることが重要です。

柱鉄骨は精度よく建てられた下の柱鉄骨の上に接続されます。接続する柱の根元の位置はこれでほぼ决まりますが、まだ周りとつながっていない柱の头の位置が正确な位置となるよう、ミリ単位でねじれや倒れを调整する必要があります。

东京スカイツリーの鉄骨は、异なる方向に斜めに立つ円筒状の柱が复雑に组み合わされています。そのため、柱鉄骨の头の位置をどのように调整すべきかを导き出すのが烦雑となります。

そこで、瞬時に修正値を導き出し、建て方作業を効率よく行う「3次元计测?管理システム」を開発しました。

瞬時に修正値がわかる「3次元计测?管理システム」

3次元计测?管理システムは、3次元光波測量器「トータルステーション」で柱上の2点の座標を光波で測り、持ち運びできる操作端末(タブレットPC)で計算し、瞬時にねじれと倒れの修正値を出します。

3次元光波測量器「トータルステーション」
3次元计测?管理システムを利用した工事の流れを紹介します

鉄骨の3次元座标データの登録から、计测?解析、调整、最终データの登録までの流れを効率よく管理します。

データ登録?作成

3次元作図システムから各柱の计测点の3次元座标を取り込みます。

3次元作図システムから各柱の计测点の3次元座标を取り込みます。

计测?解析

トータルステーションで计测点の位置を测り、どのように修正すべきかを操作端末に瞬时に表示します。

3次元作図システムから各柱の计测点の3次元座标を取り込みます。

调整

測量担当者は、操作端末に表示された修正値を無線などで调整作業者に伝えます。调整作業者は治具を使って位置を调整します。

表示された修正値を無線で伝え、治具を使って调整します。

データ管理

最終的な設置データを入力し、调整後の精度をデータ管理します。

鉄骨の建て入れ调整完了後、调整済の最終的な値を入力し、「計測結果データ管理システム」で「建て入れ精度管理記録表」を自動作成します。そうすることで、組み立て精度が管理値以内であることを関係者間で再確認できます。

3次元计测?管理システムの活用で、各節ごとの柱の倒れの誤差も1cm以下という良好な結果となりました。

最終的な設置データを入力し、调整後の精度をデータ管理します

基準点の精度管理

3次元计测?管理システムの計測精度の確保には、計測の基となる基準点の精度管理が重要です。ところが、塔体鉄骨は日射や風、クレーン稼働による影響で常に動いています。

日射の影響 風の影響 クレーン稼動による影響

基準点の移动

そこで、基準点は常に鉄骨を配置する最上部に移动して使用します。基準点より下の塔体の动きには関係なく、基準点に対して正しい位置を确保し、动いている塔体の上に鉄骨を积んでいきます。

そこで、基準点は常に最上部に移動して使用します。

各节の基準点は、着工时に地上に设定した基準点を次の図のように建て方の进捗に合わせて常に最上部へと移动させます。

移动作业は、塔体の动きの影响が出ないように动きの少ない早朝などの时间帯に行います。

基準点の移动により、塔体の動きの影響を受けずに鉄骨を精度よく建てることができます。

各節の計測基準点は、着工時に地上に設定した基準点を右の図のように建て方の進捗にあわせて常に最上部へ移動します。

骋笔厂を利用した基準点の精度确认

さらに基準点の精度を确保するために、累积误差の确认を补完する仕组みを考えました。

正确な「基準点」を求めるためには、地上の不动点に设置した基準となる「原点」からの絶対位置を测ることが必要になります。しかし、地上から300尘を超える上空を光波で计测するには误差が多くなり、そもそも动いているものの位置を测ることは困难になります。

そこで高精度なGPS (Global Positioning System:全地球測位システム)を利用し、風や日射による塔体の動きの影響を排除した基準点の絶対位置を計測するシステムの開発を行いました。

GPSを利用した精度確保

基準局と観测局を同时に计测し、补正を行うことなどで精度を向上させます。また、连続计测で动きのある観测局を计测し、その中で风や日射により影响のある値を排除し、信頼性の高いデータ群の中から塔体が静止している时の観测局の位置を导き出す仕组みになっています。

本ページの内容は、2012年に完成した
东京スカイツリー建设中に公开した情报です。

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