プレキャスト工法における大型円柱部材の垂直度の微調整は、構造物の設置品質、施工効率、および作業の安全性に直結する。手作業による吊り上げとトータルステーションによる測量方式には効率の低さ、作業者の経験への依存度の高さ、調整の一貫性の不足などの問題があることから、プレキャスト円柱部材の設置を対象とした統合型垂直度知能制御システムを提案する。まず、高精度レーザー測距計と傾斜センサーを用いて移動式垂直度測定ユニットを構築し、現場部材の姿勢測定を実現する。次に、異なる仰角での距離データをもとに垂直度偏差を算出し、カルマンフィルタアルゴリズムを導入して現場の擾乱や計測ノイズを含む姿勢データを動的に最適推定し、滑らかで正確な部材の傾斜状態を取得する。最後に、小角度準静止仮定に基づき、自抗擾制御の原理に基づく垂直度知能調整制御戦略を構築し、張力しきい値保護および通信異常判別機構を補助することで、プレキャスト部材の姿勢を全自動の閉ループで調整する。現場実験により、設計した垂直度調整システムは作業効率と一貫性を向上させ、部材の垂直度偏差を10mm未満に調整でき、プレキャスト地下鉄駅の高効率・高精度な建設の実際の要件を満たすことが示された。

プレキャスト円柱部材;垂直度測定;自抗擾制御;拡張状態観測