特許 7450219 施工方法、製作方法、情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】施工方法、製作方法、情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240308BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240308BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20240308BHJP

   B28B 1/30 20060101ALI20240308BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

B33Y10/00

B33Y50/00

B28B1/30

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020106989

(22)【出願日】2020-06-22

(65)【公開番号】P2022001718

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2022-12-16

(73)【特許権者】

【識別番号】593165487

【氏名又は名称】学校法人金沢工業大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】宮里 心一

(72)【発明者】

【氏名】小林 聖

(72)【発明者】

【氏名】坂井 吾郎

(72)【発明者】

【氏名】坂田 昇

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５８４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１６７９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５２２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２７０２３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】Rebuilding a Frank Lloyd Wright Classic With 3-D Printed Blocks，2014年10月18日，https://web.archive.org/web/20141018212213/https://www.smithsonianmag.com/arts-culture/rebuilding-frank-lloyd-wright-classic-3-D-blocks-180953007/

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２－２３／０３

Ｂ３３Ｙ １０／００

Ｂ３３Ｙ ５０／００－５０／０２

Ｂ２８Ｂ １／３０－１／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより付加部材を製作する工程と、
前記付加部材を前記表面に設置する工程と、
を有し、
前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有し、前記表面との間に隙間ができるように設置され、前記隙間に充填材が充填されることを特徴とする施工方法。

【請求項2】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより型枠を製作する工程と、
前記型枠を用いて付加部材を製作する工程と、
前記付加部材を前記表面に設置する工程と、
を有し、
前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有し、前記表面との間に隙間ができるように設置され、前記隙間に充填材が充填されることを特徴とする施工方法。

【請求項3】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより付加部材を製作する工程と、
前記付加部材を前記表面に設置する工程と、
を有し、
前記表面にボルトが設けられ、
前記付加部材は、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を有し、前記ボルトを前記貫通孔に通して前記表面に設置され、前記ボルトの先端にナットが締め込まれることを特徴とする施工方法。

【請求項4】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより型枠を製作する工程と、
前記型枠を用いて付加部材を製作する工程と、
前記付加部材を前記表面に設置する工程と、
を有し、
前記表面にボルトが設けられ、
前記付加部材は、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を有し、前記ボルトを前記貫通孔に通して前記表面に設置され、前記ボルトの先端にナットが締め込まれることを特徴とする施工方法。

【請求項5】

前記表面は、前記コンクリート構造物の一部を除去した後の表面であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の施工方法。

【請求項6】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、前記コンクリート構造物の表面との間に充填材を充填するための隙間ができるよう前記表面に設置される付加部材、または、前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作する工程と、
を有し、
前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有することを特徴とする製作方法。

【請求項7】

コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、
計測された前記表面の形状に基づき、前記コンクリート構造物の表面に設けられたボルトを用いて前記表面に設置される付加部材、または、前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作する工程と、
を有し、
前記付加部材は、前記ボルトを通すための、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を、前記ボルトと対応する位置に有することを特徴とする製作方法。

【請求項8】

コンクリート構造物の表面との間に充填材を充填するための隙間ができるよう前記表面に設置される付加部材を製作するために用いられる情報処理装置であって、
前記表面の形状を計測したデータに基づき、前記付加部材、または前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作するための３次元形状データを作成し、
前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有することを特徴とする情報処理装置。

【請求項9】

コンクリート構造物の表面に設けられたボルトを用いて前記表面に設置される付加部材を製作するために用いられる情報処理装置であって、
前記表面の形状を計測したデータに基づき、前記付加部材、または前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作するための３次元形状データを作成し、
前記付加部材は、前記ボルトを通すための、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を、前記ボルトと対応する位置に有することを特徴とする情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、施工方法、製作方法、情報処理装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、経年劣化等の理由から、コンクリート構造物の補修（補強）工事を行うことが多くなっている。通常、コンクリート構造物の補修工事では、補修箇所に型枠を設置してモルタルやコンクリートを打設したり、モルタルを吹き付けたりすることが多い。

【0003】

例えば特許文献１には、既設コンクリート床版のコンクリートを除去した後、この除去部分に短繊維補強モルタルまたはコンクリートを吹き付けて増厚する補強工法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2002-167977号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、これらの補修工事は、補修のための材料や機械の準備が手間となり、効率性や経済性の面で課題がある。特に小規模な箇所であれば、補修工事はより非効率かつ不経済な作業となる。

【0006】

さらに、既設構造物との取り合い部分のように複雑な箇所では施工が困難になる。補修箇所の耐久性を確保するためには高い技術力をもつ作業員による丁寧な施工が必要となり、少子高齢化により作業員が減少傾向にあるなか、作業員の確保も困難である。

【0007】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、作業が簡単にできる施工方法等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】

【0008】

前述した課題を解決するための第１の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより付加部材を製作する工程と、前記付加部材を前記表面に設置する工程と、を有し、前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有し、前記表面との間に隙間ができるように設置され、前記隙間に充填材が充填されることを特徴とする施工方法である。
第２の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより型枠を製作する工程と、前記型枠を用いて付加部材を製作する工程と、前記付加部材を前記表面に設置する工程と、を有し、前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有し、前記表面との間に隙間ができるように設置され、前記隙間に充填材が充填されることを特徴とする施工方法である。
第３の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより付加部材を製作する工程と、前記付加部材を前記表面に設置する工程と、を有し、前記表面にボルトが設けられ、前記付加部材は、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を有し、前記ボルトを前記貫通孔に通して前記表面に設置され、前記ボルトの先端にナットが締め込まれることを特徴とする施工方法である。
第４の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、３Ｄプリンタにより型枠を製作する工程と、前記型枠を用いて付加部材を製作する工程と、前記付加部材を前記表面に設置する工程と、を有し、前記表面にボルトが設けられ、前記付加部材は、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を有し、前記ボルトを前記貫通孔に通して前記表面に設置され、前記ボルトの先端にナットが締め込まれることを特徴とする施工方法である。

【0009】

本発明では、コンクリート構造物の表面の形状を元に、３Ｄプリンタを用いて付加部材または付加部材を製作するための型枠を製作し、これにより得られた付加部材をコンクリート構造物の表面に取り付けることで、コンクリート構造物に対し補修等の施工を行う。

【0010】

本発明では、自由な形状を短時間で作成できる３Ｄプリンタによって付加部材またはその型枠が製作されるため、作業ムラが無く、複雑な形状の付加部材であっても、精度の良い安定した品質の付加部材を提供できる。施工作業はこの付加部材を現場で取り付けるのみとなるため、短時間の簡単な作業となり作業員の数を従来よりも減らすことが可能で、材料や機械の準備も最小限とすることができる。

【0011】

前記表面は、例えば前記コンクリート構造物の一部を除去した後の表面である。
これにより、コンクリート構造物の劣化部位を除去した後、付加部材を取り付けることでコンクリート構造物の補修を簡単に行うことができる。

【0012】

第１、第２の発明において、前記付加部材は、前記表面との間に隙間ができるように設置され、前記隙間に充填材が充填される。また前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有する。
付加部材とコンクリート構造物の表面の間に隙間を設け、この隙間に充填材を充填することで、コンクリート構造物の表面の形状と付加部材の当該表面側の面の形状とが必ずしも一致する必要がなく、付加部材の製作が容易になる。付加部材にスペーサを設けておくことで、付加部材を上記の隙間ができるようにコンクリート構造物の表面に設置することが容易になる。

【0013】

第３、第４の発明において、前記付加部材は、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を有する。また、前記表面にボルトが設けられ、前記付加部材は、前記ボルトを前記貫通孔に通して前記表面に設置され、前記ボルトの先端にナットが締め込まれる。
付加部材に貫通孔を設けることで、貫通孔にボルトを通して付加部材の取り付けを行うことができ、ボルトを用いて付加部材をコンクリート構造物にしっかりと固定できる。

【0014】

第５の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、前記コンクリート構造物の表面との間に充填材を充填するための隙間ができるよう前記表面に設置される付加部材、または、前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作する工程と、を有し、前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有することを特徴とする製作方法である。
第６の発明は、コンクリート構造物の表面の形状を計測する工程と、計測された前記表面の形状に基づき、前記コンクリート構造物の表面に設けられたボルトを用いて前記表面に設置される付加部材、または、前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作する工程と、を有し、前記付加部材は、前記ボルトを通すための、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を、前記ボルトと対応する位置に有することを特徴とする製作方法である。
第５、第６の発明は、第１、第３の発明の付加部材または第２、第４の発明の型枠を製作する製作方法である。

【0015】

第７の発明は、コンクリート構造物の表面との間に充填材を充填するための隙間ができるよう前記表面に設置される付加部材を製作するために用いられる情報処理装置であって、前記表面の形状を計測したデータに基づき、前記付加部材、または前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作するための３次元形状データを作成し、前記付加部材は、前記表面側の面にスペーサを有することを特徴とする情報処理装置である。
第８の発明は、コンクリート構造物の表面に設けられたボルトを用いて前記表面に設置される付加部材を製作するために用いられる情報処理装置であって、前記表面の形状を計測したデータに基づき、前記付加部材、または前記付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタにより製作するための３次元形状データを作成し、前記付加部材は、前記ボルトを通すための、前記表面側の面から前面まで貫通する貫通孔を、前記ボルトと対応する位置に有することを特徴とする情報処理装置である。
第７、第８の発明は、第１、第３の発明の付加部材または第２、第４の発明の型枠の製作に用いる情報処理装置である。

【発明の効果】

【0016】

本発明により、作業が簡単にできる施工方法等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】付加部材の製作システム１を示す図。

【図2】情報処理装置３のハードウェア構成を示す図。

【図3】コンクリート構造物１００の補修箇所１０１の表面の計測について説明する図。

【図4】３次元形状データ２００、３００と付加部材１０を示す図。

【図5】付加部材１０の設置について説明する図。

【図6】付加部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの例。

【図7】台車６を用いて付加部材１０ｂの設置を行う例。

【図8】コンクリート構造物１００の補修箇所１０１と付加部材１０ｅについて説明する図。

【図9】コンクリート構造物１００の補修箇所１０１の表面の計測について説明する図。

【図10】３次元形状データ２００、４００、型枠４０、付加部材１０ｆを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0019】

［第１の実施形態］
（１．付加部材１０の製作システム１）
図１は、本発明の実施形態に係る施工方法を実施するための付加部材１０の製作システム１を示す図である。

【0020】

本発明の実施形態に係る施工方法は、コンクリート構造物１００の所定箇所に付加部材１０を設置することで、コンクリート構造物１００の補修等を行うものである。製作システム１は付加部材１０を３Ｄプリンタ４によって製作するものであり、３Ｄプリンタ４の他、計測装置２、情報処理装置３等を有する。

【0021】

計測装置２は、コンクリート構造物１００の所定箇所（付加部材１０の設置箇所）の表面の形状を計測するものであり、無線等のネットワークを介して情報処理装置３に接続される。計測装置２には既知の３Ｄスキャナー、ドローン等を用いることができる。ただし、コンクリート構造物１００の表面の形状は実測することも可能である。

【0022】

情報処理装置３は、３Ｄプリンタ４によって付加部材１０を製作するため、計測されたコンクリート構造物１００の表面の形状に基づき、付加部材１０の３次元形状データを作成する。

【0023】

図２は情報処理装置３のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、情報処理装置３は、例えば制御部３１、記憶部３２、入力部３３、表示部３４、通信部３５等をバスにより接続して構成したコンピュータにより実現できる。但しこれに限ることなく、情報処理装置３は適宜様々な構成をとることができる。

【0024】

制御部３１はCPU、ROM、RAMなどから構成される。CPUは、記憶部３２、ROMなどの記憶媒体に格納された情報処理装置３の処理に係るプログラムをRAM上のワークエリアに呼び出して実行する。ROMは不揮発性メモリであり、ブートプログラムやBIOSなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。RAMは揮発性メモリであり、記憶部３２、ROMなどからロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部３１が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。

【0025】

記憶部３２はハードディスクドライブやソリッドステートドライブ、フラッシュメモリ等であり、制御部３１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OSなどが格納される。これらのプログラムやデータは、制御部３１により必要に応じて読み出され実行される。

【0026】

入力部３３は情報処理装置３に各種の設定入力を行うものである。
表示部３４は例えば液晶ディスプレイ等である。
通信部３５はネットワーク等を介した通信を媒介する通信インタフェースであり、計測装置２や３Ｄプリンタ４等との間で通信を行う。

【0027】

図１の説明に戻る。３Ｄプリンタ４は、造形材料（モデル材）を用いて付加部材１０を製作するものである。３Ｄプリンタ４が実行する造形方法は特に限定されず、既知のバインダージェット法やFDM法（熱溶解積層法）を適用することができる。造形材料としてはこれらの造形方法に応じた既知のものを用いればよく、例えばセメント系材料や樹脂材料を用いることができる。

【0028】

本実施形態では造形材料としてセメント系材料を用いるものとする。セメント系材料としては、一般的な配合のモルタルや、超高強度繊維補強モルタル、ECC(高靱性セメント複合材料;Engineered Cementitious
Composites)などを用いることができる。セメント系材料は、要求される耐久性等に応じて適当なものを選定し、例えばコンクリート構造物１００のコンクリートより圧縮強度の高いもの、硬化促進剤を含有する早強型のものなどとすることができる。

【0029】

（２．施工方法）
本実施形態の施工方法は、図３（ａ）のコンクリート構造物１００の点線部分で示す一部を劣化部位とし、この劣化部位の補修を行う例により説明する。本実施形態ではこの劣化部位をはつるなどして図３（ｂ）に示すように除去し、劣化部位を除去した残りの部分が補修箇所１０１（付加部材１０の設置箇所）となる。コンクリート構造物１００は例えば橋脚などであるが、これに限ることはない。

【0030】

本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、補修箇所１０１に付加部材１０を取り付けるためのボルト１０２を埋め込む。ボルト１０２は複数本平行に設けられる。その後、図３（ｄ）に示すように計測装置２により補修箇所１０１の表面の３次元形状を計測する。計測結果は３次元形状のデジタルデータ（以下、３次元形状データという）として得られる。

【0031】

図４（ａ）は補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００の例である。本実施形態では、補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００を情報処理装置３に入力し、この３次元形状データ２００を元に、付加部材１０の３次元形状データを情報処理装置３によって作成する。

【0032】

ここで、入力された３次元形状データ２００は付加部材１０において補修箇所１０１の表面側の面（以下、背面という）となるため、情報処理装置３は、図４（ｂ）に示すように、上記面の反対側に位置する、付加部材１０の前面ａの形状を補完する。

【0033】

この形状補完に当たっては、オペレータが前面ａの形状を入力し、オペレータの入力に応じて情報処理装置３が前面ａの形状補完を行うようにしてもよいし、補修箇所１０１の近傍を撮影した画像から、前面ａの形状が画像認識・画像処理技術により自動的に生成され、形状補完が行われるようにしてもよい。

【0034】

さらに本実施形態では、３次元形状データ２００のボルト１０２の部分を前面ａまで貫通させ、その前面ａ側の端部を図４（ｃ）に示すようにボルト径方向に拡径して拡径部ｂを形成する。これにより付加部材１０の３次元形状データ３００の作成が完了する。

【0035】

情報処理装置３は、作成された３次元形状データ３００を上下複数層にスライスし、各層のスライスデータを作成する。これらのスライスデータは３Ｄプリンタ４に入力され、３Ｄプリンタ４は、３次元形状データ３００に対応する付加部材１０を、スライスデータに従って既知の造形方法により製作する。

【0036】

図４（ｄ）は３Ｄプリンタ４によって製作された付加部材１０を示す図である。前記した３次元形状データ３００のボルト１０２の部分は、付加部材１０を背面から前面まで貫通する貫通孔１１となり、前記の拡径部ｂは付加部材１０の前面の凹部１２となる。

【0037】

付加部材１０は製作場所から施工現場に運搬され、施工現場の作業員は、付加部材１０を補修箇所１０１に設置してコンクリート構造物１００の補修を行う。

【0038】

なお、付加部材１０を複数の部位に分割して製作することも可能であり、付加部材１０の運搬がより容易になる。また３Ｄプリンタ４を施工現場に設置し、運搬の手間を減らして製作後の付加部材１０を即設置することも可能である。

【0039】

図５は付加部材１０の設置について説明する図である。本実施形態では、補修箇所１０１の表面に接着剤（不図示）を塗布した後、図５（ａ）に示すように、貫通孔１１にボルト１０２を通して付加部材１０を補修箇所１０１に設置し、付加部材１０の背面を補修箇所１０１の表面に接着する。

【0040】

そして、図５（ｂ）に示すように、凹部１２に突出するボルト１０２の先端にナット１０３を締め込み、図５（ｃ）に示すように凹部１２に無収縮モルタル等の充填材３０を充填して付加部材１０の前面を平滑化する。これによりコンクリート構造物１００の補修が行われる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態では、コンクリート構造物１００の補修箇所１０１の表面の形状を元に、３Ｄプリンタ４を用いて付加部材１０を製作し、これにより得られた付加部材１０をコンクリート構造物１００の表面に取り付けることで、コンクリート構造物１００の補修を行う。

【0042】

本実施形態では、自由な形状を短時間で作成できる３Ｄプリンタ４によって付加部材１０が製作されるため、作業ムラが無く、複雑な形状の付加部材１０であっても、精度の良い安定した品質の付加部材１０を迅速に提供できる。施工作業はこの付加部材１０を現場で取り付けるのみとなるため、短時間の簡単な作業となり作業員の数を従来よりも減らすことも可能で、材料や機械の準備も最小限とすることができる。

【0043】

また本実施形態では、付加部材１０に貫通孔１１を設けることで、貫通孔１１にボルト１０２を通して付加部材１０の取り付けを行うことができ、ボルト１０２を用いることで付加部材１０をコンクリート構造物１００にしっかりと固定できる。

【0044】

しかしながら、本発明が以上の実施形態に限定されることはない。例えば本実施形態ではコンクリート構造物１００の劣化部位を除去した後、付加部材１０を補修箇所１０１に設置することで既設のコンクリート構造物１００の補修を簡単に行うことができ、オーダーメイドの小部品である付加部材１０の製作に３Ｄプリンタ４を用いることで３Ｄプリンタ４の特性を最大限に生かした簡易な施工が実現されるが、本発明の施工方法は補修工事以外の場合でも適用可能である。

【0045】

例えばコンクリート構造物１００の新築時に、コンクリート構造物１００の施工が難しい位置等にある一部を付加部材１０とすることも可能である。この場合も、コンクリート構造物１００における付加部材１０の設置箇所の表面の形状を計測装置２によって計測し、その３次元形状データを元に付加部材１０を製作すればよい。

【0046】

また、本実施形態では補修箇所１０１に接着剤を塗布し、付加部材１０を接着したが、図６（ａ）に示すように、付加部材１０ａを、補修箇所１０１の表面との間に隙間ができるように設置し、その隙間に充填材であるグラウト２０を充填することも可能である。

【0047】

付加部材１０ａの３次元形状データ３００も、計測装置２で計測した補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００に基づき、付加部材１０ａの背面の位置を上記表面から一定間隔だけ外側に離すなどして作成できる。付加部材１０ａの背面の形状は、必ずしも補修箇所１０１の表面の形状と一致する必要はなく、当該形状に応じた凹凸を有する必要もないので、付加部材１０ａの製作が容易になる。

【0048】

また、図６（ｂ）に示すように付加部材１０ｂの設置に当たってボルト１０２を省略することも可能であり、この場合は付加部材１０ｂにおいて前記した貫通孔１１や凹部１２が省略される。

【0049】

さらに、図６（ｃ）に示すように付加部材１０ｃの背面にスペーサ１３を設けることも可能であり、当該スペーサ１３が補修箇所１０１の表面に接するように付加部材１０ｃを設置することで、補修箇所１０１の表面との間に隙間ができるように付加部材１０ｃを設置することが容易になる。

【0050】

付加部材１０ｃの製作にあたっては、例えば、計測装置２で計測した補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００を元に、付加部材１０ｃのスペーサ１３を除く部分の３次元形状データを作成した後、当該３次元形状データの適当箇所に、スペーサ１３の３次元形状データを付与する。これにより、付加部材１０ｃの３次元形状データ３００を作成することができる。

【0051】

３次元形状データ３００の作成時には、補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００から補修箇所１０１の表面の平らな位置を検出し、スペーサ１３の先端が当該検出した位置に接するように３次元形状データ３００を作成することも可能である。その他、スペーサ１３を有しない付加部材１０ｃを製作し、補修箇所１０１の表面にスペーサを配置した上で付加部材１０ｃの設置を行うことも可能である。

【0052】

また図６（ｄ）に示すように、前記の隙間にグラウト２０を充填するための貫通孔（グラウト注入孔）１４を、付加部材１０ｄの背面から前面まで貫通するように設けてもよい。貫通孔１４はグラウト２０の充填確認に用いることもでき、貫通孔１４からグラウト２０が溢れ出したことをもって前記の隙間に十分にグラウト２０が充填されたと判断することもできる。

【0053】

この場合も、補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００を元に、付加部材１０ｄの貫通孔１４を除く部分の３次元形状データを作成した後、当該３次元形状データの適当箇所に、付加部材１０ｄを貫通する貫通孔１４の３次元形状データを付与する。これにより付加部材１０ｄの３次元形状データ３００を作成することができる。あるいは、貫通孔１４を有しない付加部材１０ｄを先に製作した後、当該付加部材１０ｄを穿孔して貫通孔１４を形成することも可能である。

【0054】

また図７に示すように、付加部材（図の例では付加部材１０ｂ）の設置に当たって、移動可能なアーム６１の先端で付加部材を保持する台車６を用いてもよい。アーム６１にはグラウト２０を充填するためのグラウト注入装置（不図示）なども設けられ、施工が難しい位置であっても、台車６を用いることで付加部材の設置が容易になる。その他、台車６のアーム６１先端あるいはその他の移動装置に計測装置２を取り付けて補修箇所１０１の表面の形状を計測することなども可能である。

【0055】

また、コンクリート構造物１００の劣化部位を除去した補修箇所１０１では、図８（ａ）に示すように鉄筋１１１などの補強材が露出することもある。この場合も前記と同様に補修箇所１０１の表面の３次元形状を計測し、図８（ｂ）に示すように付加部材１０ｅの製作、設置を行えばよい。図８（ｃ）は図８（ｂ）の線Ａ－Ａによる水平断面を示したものである。

【0056】

この例では、鉄筋１１１の前面が補修箇所１０１の表面の３次元形状として計測され、鉄筋１１１の背後にある補修箇所１０１の表面は計測されないので、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、鉄筋１１１に対応する位置では、付加部材１０ｅが鉄筋１１１の前面近傍まで達するように製作、設置される。

【0057】

なお、補修箇所１０１に露出した鉄筋１１１の一部を切断して除去した後、鉄筋１１１の除去部分に新たな補強筋を配置することも可能であり、この場合は補強筋の配置後に補修箇所１０１の表面の３次元形状を計測装置２で計測すればよい。

【0058】

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、３Ｄプリンタ４により付加部材を製作する代わりに、付加部材を製作するための型枠を３Ｄプリンタ４により製作する例である。

【0059】

すなわち、本実施形態でも図９（ａ）の点線部分に示すコンクリート構造物１００の劣化部位を図９（ｂ）に示すように除去し、その補修箇所１０１に図９（ｃ）に示すようにボルト１０２を埋め込み、図９（ｄ）に示すように補修箇所１０１の表面の形状を計測する。

【0060】

図１０（ａ）は、補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００の例である。本実施形態では、情報処理装置３により、図９（ｂ）に示すように、３次元形状データ２００を固化材の充填面とする型枠の３次元形状データ４００を作成する。

【0061】

３次元形状データ４００は、補修箇所１０１の表面の３次元形状データ２００に、型枠本体部分ｃの３次元形状データを付与することにより作成できる。なお本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、３次元形状データ２００のボルト１０２の部分に拡径部ｂが形成され、ボルト１０２の部分が付加部材を背面から前面まで貫通する貫通孔１１（図１０（ｅ）参照）となり、拡径部ｂが付加部材の前面の凹部１２（図１０（ｅ）参照）となる。

【0062】

情報処理装置３は、作成された３次元形状データ４００を上下複数層にスライスし、各層のスライスデータを作成する。スライスデータは３Ｄプリンタ４に入力され、３Ｄプリンタ４は、図１０（ｃ）に示すように、３次元形状データ４００に対応する型枠４０をスライスデータに従って製作する。

【0063】

補修箇所１０１に設置する付加部材は、図１０（ｄ）に示すように型枠４０にセメント系材料等の固化材を打設し充填することで製作され、製作された付加部材１０ｆを、第１の実施形態と同様に補修箇所１０１に設置する。

【0064】

図１０（ｅ）は付加部材１０ｆをコンクリート構造物１００の補修箇所１０１に設置した状態を示したものであり、本実施形態でも付加部材１０ｆを用いることでコンクリート構造物１００の補修を簡単に行うことができる。付加部材１０ｆの前面は平坦となっており、付加部材１０ｆの製作の容易さ等の観点から、本実施形態の手法はこのような場合に特に適している。

【0065】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0066】

１：製作システム
２：計測装置
３：情報処理装置
４：３Ｄプリンタ
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ：付加部材
１１、１４：貫通孔
１２：凹部
１３：スペーサ
２０：グラウト
３０：充填材
４０：型枠
１００：コンクリート構造物
１０１：補修箇所
１０２：ボルト
１０３：ナット
１１１：鉄筋
２００、３００、４００：３次元形状データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】