JP2023103841A

JP2023103841A - Pulse laser irradiation device

Info

Publication number: JP2023103841A
Application number: JP2022004603A
Authority: JP
Inventors: 健太郎尾田; Kentaro Oda; 英一 ▲高▼島; Hidekazu Takashima; 篤司安田; Atsushi Yasuda; 智久太田; Tomohisa Ota; 裕北村; Yutaka Kitamura; 隆北村; Takashi Kitamura; 桂大脇; Katsura Owaki; 和紀三羽; Kazunori Miwa
Original assignee: Japan Pulse Laser Development Association; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Japan Pulse Laser Development Association; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-07-27

Abstract

To provide a basis material preparation method that can ensure safe working environment, high efficiency, and high quality basis material preparation surface.SOLUTION: A pulse laser irradiation device includes a pulse laser irradiation unit 11 for irradiating a to-be-removed object 25 adhering to a structure 2 with a pulse laser 11a, a scraper 13 inserted between the to-be-removed object 25 separated from the structure 2 by the irradiation of the pulse laser 11a and the structure 2 and a recovery unit 16 for recovering the to-be-removed object 25 that has been removed from the structure 2.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、パルスレーザー照射装置に関する。 The present invention relates to a pulsed laser irradiation device.

近年、長期間供用された道路橋等の橋梁において鋼桁の上部に配置されるコンクリート製の床版の取替工事（特定更新工事）が実施されている。また、国内の橋梁は、供用開始から５０年以上が経過している、または数年以内に経過するものが多いため、多くの橋梁で上記の様なコンクリート床版の取替工事の実施が求められている。 In recent years, in bridges such as road bridges that have been in service for a long period of time, replacement work (specific renewal work) has been carried out for concrete floor slabs placed on top of steel girders. In addition, many bridges in Japan have been in service for more than 50 years, or have been in service for less than a few years. It is

一般に、橋梁のコンクリート床版の取替工事において、既設床版の下部に配置される鋼製の橋桁は腐食等による強度や耐久性の問題がない場合、取り替えることなく転用される場合が多い。この際、既設床版を取り除いた後の既設床版が載置されていた橋桁の上フランジ面には、既設床版を取り除いた際に既設床版から欠損した残存コンクリート片等の付着物が残存している場合がある。また、上フランジ面には、既存塗膜が剥離し、橋桁表面が長期間露出することにより錆部が発生している場合がある。 In general, when replacing concrete decks of bridges, the steel bridge girders placed under the existing decks are often reused without replacement if there are no problems with strength or durability due to corrosion, etc. At this time, on the upper flange surface of the bridge girder on which the existing floor slab was placed after the removal of the existing floor slab, there were deposits such as residual concrete pieces that were lost from the existing floor slab when the existing floor slab was removed. may remain. In addition, the existing paint film peels off on the upper flange surface, and the surface of the bridge girder may be exposed for a long period of time, resulting in rusting.

そのため、コンクリート床版の取替工事は、既設床版を取り除いた後に上フランジ面の付着物や錆部、既存塗膜を除去し、上フランジ面を整地する素地調整を行い、素地調整を行った上フランジ面を新たに塗装した後に新しい床版を設置する工法が一般的である。上フランジ面の素地調整の工法および表面の仕上げ度合いを指定するケレンの種類は、新設床版と上フランジとの間に不純物を残存させず新設床版の定着性を確保した状態が求められることから、１種ケレンまたは２種ケレンが採用される。 Therefore, in the concrete floor slab replacement work, after removing the existing floor slab, remove the deposits, rust, and existing coating on the upper flange surface, and prepare the surface by leveling the upper flange surface. A common method is to install a new floor slab after painting the upper flange surface. The type of keren, which specifies the construction method for surface preparation of the upper flange surface and the degree of surface finish, is required to ensure the fixability of the new floor slab without leaving impurities between the new floor slab and the upper flange. 1 type keren or 2 type keren is adopted.

従来、上フランジ面の素地調整工法は、ディスクサンダーやグラインダ等の電動工具や手工具を用いた手作業により上フランジ面の残存コンクリート片や錆部、既存塗膜を除去する２種ケレンによる工法が主に適用されている（例えば、特許文献１参照）。また、素地調整により上フランジ面から除去され、素地調整箇所の周囲に飛散した残存コンクリート片や錆部、既存塗膜は、上記の除去作業と同様に箒等を使用した手作業により回収される。 Conventionally, the surface preparation method for the upper flange surface is a two-type scraping method that removes residual concrete pieces, rust, and existing paint film on the upper flange surface manually using electric tools such as disk sanders and grinders, and hand tools. is mainly applied (see, for example, Patent Document 1). In addition, the remaining concrete pieces, rusted parts, and existing paint film that have been removed from the upper flange surface during surface preparation and scattered around the surface preparation area are collected manually using a broom, etc., in the same manner as the above removal work. .

他の素地調整工法として、上フランジ面に砂等の細粒状の研掃材を噴射するブラスト作業により、上フランジ面の残存コンクリート片や錆部、既存塗膜を除去し、上フランジ面から除去されたものをバキューム装置で吸引、回収するバキュームブラスト装置を用いる方法がある。非特許文献１には、自動でスイングするブラスト噴射装置とブラスト噴射装置で噴射した研掃材や除去されたケレンくずを自動回収するバキューム装置を備え、橋桁上を人力により移動可能なバキュームブラスト装置が提案されている。上記のバキュームブラスト装置による素地調整工法は、１種ケレンに分類される。 As another surface preparation method, blasting is performed by spraying fine-grained abrasives such as sand on the upper flange surface to remove remaining concrete pieces, rust, and existing paint film on the upper flange surface, and then remove it from the upper flange surface. There is a method using a vacuum blast device that sucks and collects the blasted material with a vacuum device. Non-Patent Document 1 is equipped with an automatically swinging blast injection device and a vacuum device that automatically collects the abrasive material injected by the blast injection device and the removed shavings, and is a vacuum blast device that can be moved on the bridge girder by human power. is proposed. The surface preparation method using the above-mentioned vacuum blasting equipment is classified as type 1 keren.

特開２０２０－１７６４２０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-176420

株式会社大林組、フランジブラスターＴＭ、２０１９年９月２０日、［２０２１年９月３日検索］、インターネット＜URL https://www.obayashi.co.jp/solution_technology/detail/tech_d222.html＞Obayashi Corporation, Flange Blaster TM, September 20, 2019, [searched September 3, 2021], Internet <URL https://www.obayashi.co.jp/solution_technology/detail/tech_d222.html>

しかしながら、橋桁の既存塗膜には、鉛、クロム、ＰＣＢ等の有害物質が含まれている場合がある。この場合、上記の素地調整作業において電動工具や手工具の使用等による既存塗膜の曝露とそれに伴う作業者の健康への影響が懸念される。また、上記の懸念点に関連して、労働安全衛生法においても塗装業務において作業者の安全、健康対策を実施する旨が規定されている。また、素地調整作業において電動工具や手工具の使用や研掃材の噴射により、粉塵が発生し、周囲に拡散する可能性もある点からも作業員の健康や作業環境の安全性への影響が懸念される。そのため、素地調整作業時においては上記の既存塗膜に含まれる有害物質に対する作業者の健康と作業現場に発生する可能性がある粉塵に対する作業員の健康や安全な作業環境を確保した素地調整工法とすることが求められるという課題がある。 However, existing coatings on bridge girders may contain harmful substances such as lead, chromium, and PCBs. In this case, there is concern about the exposure of the existing paint film due to the use of power tools or hand tools in the surface preparation work, and the accompanying health effects of the workers. In addition, in relation to the above points of concern, the Industrial Safety and Health Law also stipulates that worker safety and health measures should be taken in painting operations. In addition, the use of electric tools and hand tools and the spraying of abrasives during surface preparation work generate dust, which may spread to the surroundings, which may affect the health of workers and the safety of the work environment. is concerned. Therefore, during the surface preparation work, the worker's health against the harmful substances contained in the above existing coating film and the worker's health against the dust that may be generated at the work site and the surface preparation method that secures a safe working environment. There is a problem that it is required to

従来の手作業による素地調整工法は、素地調整を完了した後に素地調整箇所の周囲に飛散した残存コンクリート片や錆部、既存塗膜等の除去対象物を手作業により回収する作業を要する。また、従来の手作業による素地調整工法は、電動工具により上フランジ面を削る際に大きな作業音が発生するため、近隣への騒音の観点から１日の作業時間が限られている。以上より、床版取替工事の工期が長くなるという課題がある。 The conventional manual surface preparation method requires manual work to collect objects to be removed such as residual concrete pieces, rusted parts, and existing paint films scattered around the surface preparation area after surface preparation is completed. In addition, the conventional manual surface preparation method generates a large amount of work noise when scraping the upper flange surface with an electric power tool. From the above, there is a problem that the construction period for the floor slab replacement work is lengthened.

また、従来の手作業による素地調整工法は、各作業員の手作業による工法であるため、各作業員の技術の差により素地調整面の品質のばらつきが生じる可能性もあるという課題がある。 In addition, since the conventional manual surface preparation method is a method manually performed by each worker, there is a problem that variations in the quality of the surface prepared surface may occur due to differences in the skill of each worker.

バキュームブラスト装置による素地調整工法は、上フランジ面に噴射され跳ね返った研掃材や上フランジ面から除去されたものが周囲に飛散する場合があり、これらの飛散物を回収するために作業時間や労力がさらに必要となる場合があるという課題がある。 In the surface preparation method using a vacuum blast device, the abrasive that is sprayed on the upper flange surface and bounces back and the material that is removed from the upper flange surface may scatter around. There is a problem that more labor may be required.

また、バキュームブラスト装置による素地調整工法において、上フランジの劣化状態によっては、上フランジ面の角部等に研掃材を噴射すると、噴射箇所が噴射の負荷により折損する虞があるため、噴射箇所によって噴射量を調整する等の作業負担が発生し、それにより作業時間も増加する可能性があるという課題もある。 In addition, in the surface preparation method using a vacuum blast device, depending on the deterioration state of the upper flange, if the abrasive is injected to the corners of the upper flange surface, etc., the injection point may be broken due to the injection load. There is also a problem that a work load such as adjusting the injection amount is generated due to this, and there is a possibility that the work time will be increased.

上記の各課題から、床版取替工事における素地調整作業の作業員の健康、安全や素地調整作業の作業効率の低下および素地調整面の品質の低下が発生する可能性があるという課題がある。 Due to the above issues, there is a possibility that the health and safety of the workers who perform the surface preparation work in the floor slab replacement work, the work efficiency of the surface preparation work, and the quality of the surface preparation surface will deteriorate. .

そこで、本発明は、安全な作業環境と高効率および高品質な素地調整面を確保できる素地調整工法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface preparation method capable of ensuring a safe working environment and highly efficient and high-quality surface preparation surfaces.

上記目的を達成するため、本発明に係るパルスレーザー照射装置は、構造物に付着する除去対象物にパルスレーザーを照射するパルスレーザー照射ユニットと、前記パルスレーザーの照射により前記構造物から剥離した前記除去対象物と前記構造物との間に挿入するスクレーパーと、前記構造物から除去された前記除去対象物を回収する回収ユニットと、を備える。 In order to achieve the above object, a pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention comprises a pulsed laser irradiation unit that irradiates a pulsed laser onto an object to be removed adhering to a structure; A scraper inserted between an object to be removed and the structure, and a recovery unit for recovering the object to be removed removed from the structure are provided.

上記の構成から、パルスレーザー照射ユニットによりパルスレーザーを照射し、レーザー光を吸収した除去対象物を微細なヒューム状に分解して構造物から除去できる。ヒューム状に分解されない構造物に付着する除去対象物に対してもパルスレーザーの照射により構造物から剥離させ、スクレーパーの振動で削ぎ落とすことで容易に構造物から除去できる。また、除去された除去対象物は、回収ユニットにより周囲に飛散させることなく回収でき、加えて、レーザーの照射により投射物等がない素地調整であることから、素地調整作業後の飛散物の清掃等を省略でき、素地調整作業を高効率化できる。また、除去対象物が周囲に飛散することなく回収されるため、除去対象物中に有害物質が含有する場合においても安全な作業環境を確保して所望の素地調整を実施できる。また、素地調整を除去対象物にパルスレーザーを照射し、剥離したものはスクレーパーの振動で削ぎ落とす簡易な作業により実施できるため、手作業による素地調整面の作業員間の品質差を解消でき均質かつ高品質な素地調整面とすることができる。 With the above configuration, the pulsed laser irradiation unit irradiates the pulsed laser, and the object to be removed that has absorbed the laser beam can be decomposed into fine fume-like particles and removed from the structure. Objects to be removed that adhere to structures that do not decompose into fumes can also be easily removed from structures by exfoliating them from the structure by irradiating them with a pulse laser and scraping them off with the vibration of a scraper. In addition, the removed object can be recovered by the recovery unit without scattering around.In addition, since the surface adjustment is performed without projectile objects by laser irradiation, cleaning of scattered objects after surface adjustment work is possible. etc. can be omitted, and the substrate preparation work can be made highly efficient. In addition, since the object to be removed is collected without being scattered around, even if the object to be removed contains a harmful substance, a safe working environment can be ensured and the desired surface preparation can be performed. In addition, the surface preparation can be performed by irradiating the object to be removed with a pulsed laser, and scraping off the delaminated material with the vibration of the scraper. In addition, it is possible to obtain a surface preparation surface of high quality.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記パルスレーザー照射ユニットは、剥離した前記除去対象物の下部にエアーを噴射し、前記除去対象物の下部に前記スクレーパーを挿入する間隙を形成するエアー噴射ユニットを備えてもよい。 Further, in the pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention, the pulsed laser irradiation unit injects air to the lower part of the removed object to be removed, and forms a gap for inserting the scraper to the lower part of the object to be removed. An injection unit may be provided.

上記の構成により、スクレーパーを剥離した除去対象物の下部に容易に挿入できる。そのため、除去対象物がヒューム状に分解された除去対象物上にコンクリート片等のヒューム状に分解されていない除去対象物が付着している構成であっても容易に構造物から除去できる。また、除去対象物を直接削ぎ落とすことで除去対象物の除去、回収漏れを抑制し、仕上がり面の品質を向上できる。 With the above configuration, the scraper can be easily inserted under the stripped object to be removed. Therefore, even in a configuration in which an object to be removed that has not been decomposed into fumes, such as concrete pieces, adheres to the object to be removed that has been decomposed into fumes, it can be easily removed from the structure. In addition, by directly scraping off the object to be removed, it is possible to suppress the omission of removal and recovery of the object to be removed and improve the quality of the finished surface.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記パルスレーザー照射ユニットは、前記スクレーパーを振動させる振動ユニットを備えてもよい。 Moreover, in the pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention, the pulsed laser irradiation unit may include a vibration unit that vibrates the scraper.

上記の構成により、スクレーパーにより構造物に付着する除去対象物を除去する際に容易に下部に挿入でき除去を促進できる。また、素地調整の対象面が凹凸状等の粗い面であってもパルスレーザー照射装置が対象面に引っ掛かることなくスクレーパーを除去対象物の下部に挿入でき、所望の素地調整を実施できる。そのため、素地調整の対象面の形状に関わらず高品質な仕上がり面とすることができる。 With the above configuration, the scraper can be easily inserted into the lower part when removing the object to be removed that adheres to the structure, thereby facilitating the removal. In addition, even if the target surface for surface preparation is a rough surface such as an uneven surface, the scraper can be inserted below the object to be removed without the pulse laser irradiation device getting caught on the target surface, and the desired surface adjustment can be performed. Therefore, a high-quality finished surface can be obtained regardless of the shape of the surface to be subjected to surface preparation.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記パルスレーザーの照射角度は、鉛直に対して５°以上１５°以下であってもよい。 Moreover, in the pulse laser irradiation apparatus according to the present invention, the irradiation angle of the pulse laser may be 5° or more and 15° or less with respect to the vertical.

上記の構成により、レーザー光の反射率が高い素地面を有する構造物に対してパルスレーザーを照射した際に反射したパルスレーザーの照射によるパルスレーザー照射装置の各機器の故障等を抑制できる。また、除去対象物に対するレーザー光の照射角度が直角に近い角度でパルスレーザーを照射するため、レーザー光を照射された焦点（除去対象物）に作用する照射によるエネルギーを大きくすることができる。そのため、所望の剥離効果を有効的に得ることができる。また、除去対象物の下部にパルスレーザーを照射させやすく、剥離による隙間を発生させやすくなるため、除去対象物の下部へスクレーパーを容易に挿入できる。 With the above configuration, when a structure having a base surface having a high reflectance of laser light is irradiated with a pulse laser, it is possible to suppress failure of each device of the pulse laser irradiation apparatus due to irradiation of the reflected pulse laser. In addition, since the irradiation angle of the laser beam to the object to be removed is almost a right angle, the pulsed laser is irradiated, so that the irradiation energy acting on the focal point (object to be removed) irradiated with the laser beam can be increased. Therefore, a desired peeling effect can be effectively obtained. In addition, since it is easy to irradiate the lower part of the object to be removed with the pulse laser and it is easy to create a gap due to peeling, the scraper can be easily inserted to the lower part of the object to be removed.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記回収ユニットは、回収された前記除去対象物を粒径に応じて分級する分級機構を備えてもよい。 Moreover, in the pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention, the collection unit may include a classification mechanism for classifying the collected removal target object according to particle size.

上記の構成により、回収ユニットで回収した除去対象物中にコンクリートがら等のヒューム状に分解されない粒径の大きな除去対象物が含まれる場合において、集塵するヒューム状の除去対象物とそれ以外の除去対象物を容易に分別することができる。そのため、除去対象物の廃棄作業が容易となり高効率化できる。 With the above configuration, when objects to be removed collected by the recovery unit include objects to be removed that have a large particle size that cannot be decomposed into fumes such as concrete debris, fume-like objects to be collected and other objects to be removed can be collected. Objects to be removed can be easily separated. Therefore, the work of discarding the object to be removed becomes easier, and efficiency can be improved.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記構造物は、橋梁の床版を取り除くことにより露出する表面が既存塗膜で塗装された橋桁の上フランジであってもよい。 Moreover, in the pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention, the structure may be an upper flange of a bridge girder whose exposed surface is coated with an existing paint film by removing the floor slab of the bridge.

上記により、交通規制期間短縮に伴う工期の短縮が求められる橋梁の床版取替工事において素地調整作業を高効率化し工期を短縮できる。 As a result of the above, it is possible to improve the efficiency of the base preparation work and shorten the construction period in bridge deck replacement work, which is required to shorten the construction period due to the shortening of the period of traffic regulation.

また、本発明に係るパルスレーザー照射装置において、前記除去対象物は、前記床版を取り除いたときに付着するコンクリート片と、前記上フランジに発生する錆部と、前記既存塗膜と、を含んでもよい。 Further, in the pulse laser irradiation apparatus according to the present invention, the object to be removed includes a piece of concrete attached when the floor slab is removed, a rust portion generated on the upper flange, and the existing coating film. It's okay.

上記により、既存塗膜を挟んで上フランジに付着するコンクリート片について、既存塗膜にパルスレーザーを照射することでコンクリート片を上フランジから剥離させることができ、剥離したコンクリート片をスクレーパーの振動で削ぎ落とすことで容易に上フランジから除去し素地調整を完了できる。 As described above, the concrete pieces adhering to the upper flange across the existing paint film can be peeled off from the upper flange by irradiating the existing paint film with a pulse laser, and the peeled concrete pieces can be removed by the vibration of the scraper. By scraping off, it can be easily removed from the upper flange and the surface preparation can be completed.

本発明によれば、安全な作業環境と高効率および高品質な素地調整面を確保できる素地調整工法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface preparation construction method which can ensure a safe working environment, high efficiency, and a high quality surface preparation surface can be provided.

本発明の実施形態によるパルスレーザー照射装置の全体の構成の一例を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the pulse laser irradiation apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるパルスレーザー照射装置の一例を示す部分斜視図である。1 is a partial perspective view showing an example of a pulsed laser irradiation device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図１のＡ－Ａ断面に沿う正面視の部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a front view along the AA cross section of FIG. 1;

以下、本発明の実施形態によるパルスレーザー照射装置１について、図１から図３に基づいて説明する。 A pulse laser irradiation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

図１から図３に示すように、パルスレーザー照射装置１は、パルスレーザー照射ユニット１１と、格納部１２と、スクレーパー１３と、エアー噴射ユニット１４と、振動ユニット１５と、回収ユニット１６と、電源部１７を有する。パルスレーザー照射装置１は、構造物２の表面２１上の既存塗膜２２や付着物２３、錆部２４等を含む除去対象物２５を表面２１から除去する。電源部１７は、施工現場に設置可能な公知の発電機である。表面２１はパルスレーザー１１ａの反射率が高く、除去対象物２５は照射されたパルスレーザー１１ａを吸収するものを含む。 As shown in FIGS. 1 to 3, the pulse laser irradiation device 1 includes a pulse laser irradiation unit 11, a storage unit 12, a scraper 13, an air injection unit 14, a vibration unit 15, a recovery unit 16, and a power supply. It has a part 17 . The pulsed laser irradiation device 1 removes from the surface 21 of the structure 2 an object to be removed 25 including the existing coating film 22 , deposits 23 , rusted portions 24 and the like on the surface 21 . The power supply unit 17 is a known generator that can be installed at the construction site. The surface 21 has a high reflectance of the pulsed laser 11a, and the object 25 to be removed includes an object that absorbs the irradiated pulsed laser 11a.

パルスレーザー照射ユニット１１は、スキャナーヘッド１１１と、伝送管１１２と、レーザー発振ユニット１１３を有する。レーザー発振ユニット１１３は電源部１７と電気的に接続されている。 The pulsed laser irradiation unit 11 has a scanner head 111 , a transmission tube 112 and a laser oscillation unit 113 . The laser oscillation unit 113 is electrically connected to the power supply section 17 .

スキャナーヘッド１１１は、上端が伝送管１１２の一端と接続され、下端が格納部１２の上端に接続される。スキャナーヘッド１１１は、レンズ１１１ａと防塵部１１１ｂを備える。レンズ１１１ａはスキャナーヘッド１１１の下端に設けられ、防塵部１１１ｂはレンズ１１１ａの上部に設けられる。レンズ１１１ａは固有の焦点距離を有する。レンズ１１１ａは、照射対象への距離や、照射対象の形状などに応じて選択される。レンズ１１１ａの焦点距離とレンズ１１１ａから照射対象への距離が一致する時に、レーザー光の照射による加熱の効果が最大となる。 The scanner head 111 has an upper end connected to one end of the transmission pipe 112 and a lower end connected to the upper end of the storage section 12 . The scanner head 111 includes a lens 111a and a dustproof section 111b. The lens 111a is provided at the lower end of the scanner head 111, and the dust-proof portion 111b is provided above the lens 111a. Lens 111a has a unique focal length. The lens 111a is selected according to the distance to the irradiation target, the shape of the irradiation target, and the like. When the focal length of the lens 111a and the distance from the lens 111a to the object to be irradiated are the same, the effect of heating by laser light irradiation is maximized.

伝送管１１２は、スキャナーヘッド１１１の上端とレーザー発振ユニット１１３に接続され、レーザー発振ユニット１１３から発信されたパルスレーザー１１ａを伝送する。伝送管１１２は、例えば公知のレーザー伝送用のファイバーケーブルである。 The transmission pipe 112 is connected to the upper end of the scanner head 111 and the laser oscillation unit 113 and transmits the pulse laser 11a emitted from the laser oscillation unit 113 . The transmission tube 112 is, for example, a known fiber cable for laser transmission.

レーザー発振ユニット１１３は、パルス方式にレーザー光１１ａを発振する。以下、パルスレーザー照射ユニット１１より発振されるレーザー光１１ａをパルスレーザー１１ａとする。レーザー発振ユニット１１３は、照射の開始・終了やパルスレーザー１１ａの照射強度を調整する制御部１１３ａを備え、パルスレーザー１１ａの照射の調整が容易に実施可能となる。 The laser oscillation unit 113 oscillates the laser light 11a in a pulsed manner. Hereinafter, the laser light 11a emitted from the pulsed laser irradiation unit 11 will be referred to as the pulsed laser 11a. The laser oscillation unit 113 includes a control section 113a for adjusting the start/end of irradiation and the irradiation intensity of the pulse laser 11a, so that the irradiation of the pulse laser 11a can be easily adjusted.

格納部１２は、円筒部１２１と、持手部１２２と、脚部１２３と、を備える。円筒部１２１は、上端でスキャナーヘッド１１１の下端と接続し、スキャナーヘッド１１１との接続箇所以外の上端部が閉止された平面視円形の筒状形状を有する。格納部１２は、パルスレーザー１１ａの反射率が高く、レーザーの照射による温度の上昇に対する耐性が高い材質とする。例えば、公知のレーザー反射率が高い鋼材が挙げられる。 The storage portion 12 includes a cylindrical portion 121 , a handle portion 122 and leg portions 123 . The cylindrical portion 121 has a cylindrical shape that is circular in plan view and whose upper end is connected to the lower end of the scanner head 111 and whose upper end portion other than the connecting portion with the scanner head 111 is closed. The storage unit 12 is made of a material that has a high reflectance for the pulse laser 11a and a high resistance to temperature rise due to laser irradiation. For example, a known steel material having a high laser reflectance can be used.

持手部１２２は、円筒部１２１の外周部１２４から外側に突出して設けられ、正面視略コの字形状を有する。脚部１２３は、外周部１２４の対向する位置に一対設けられている。それぞれの脚部１２３は、外周部１２４に接続され円筒部１２１の下端から下向きに数ｍｍから数ｃｍ程度突出する第一接続部１２３ａと、第一接続部１２３ａの下端から円筒部１２１の外側に延設する接地部１２３ｂと、を備える。第一接続部１２３ａと接地部１２３ｂは、一体として設けられる。接地部１２３ｂが表面２１に接地され、格納部１２が安定配置される。一対の脚部１２３、１２３は、外周部１２４の平面視で持手部１２２の設置位置から略９０°の位置の２箇所に接続される。円筒部１２１は、第一接続部１２３ａが円筒部１２１の下端から突出することで下部に狭小な開口部１２５が形成される。パルスレーザー照射装置１は、公知の鋼材を材質とする部位を含み、装置の重量が嵩むため、表面２１に接地させ表面２１に載置した状態で使用可能である。 The handle portion 122 is provided so as to protrude outward from the outer peripheral portion 124 of the cylindrical portion 121 and has a substantially U-shape when viewed from the front. A pair of leg portions 123 are provided at opposing positions on the outer peripheral portion 124 . Each of the leg portions 123 has a first connection portion 123a that is connected to the outer peripheral portion 124 and protrudes downward from the lower end of the cylindrical portion 121 by several mm to several cm. and an extended ground portion 123b. The first connecting portion 123a and the grounding portion 123b are integrally provided. The ground portion 123b is grounded to the surface 21, and the storage portion 12 is stably arranged. The pair of leg portions 123 , 123 are connected to two positions approximately 90° from the installation position of the handle portion 122 in plan view of the outer peripheral portion 124 . A narrow opening 125 is formed in the lower portion of the cylindrical portion 121 by the first connecting portion 123a protruding from the lower end of the cylindrical portion 121 . The pulse laser irradiation device 1 includes a part made of known steel material, and the weight of the device increases.

スクレーパー１３は、外周部１２４に接続される第二接続部１３１と、第二接続部１３１の下端から格納部１２の内部に向かって延設する削ぎ落とし部１３２と、を有する。第二接続部１３１と削ぎ落とし部１３２は一体として設けられる。削ぎ落とし部１３２の上面１３２ａは、先端１３２ｂに向かって下向きに傾斜する。先端１３２ｂは削ぎ落とし部１３２の側面視三角形形状の先端となる。第二接続部１３１は、外周部１２４の平面視で持手部１２２に対向する位置に設けられる。第二接続部１３１は、外周部１２４の持手部１２２に対向する位置に接続され円筒部１２１の下端から多少突出する。削ぎ落とし部１３２は、開口部１２５を介して格納部１２の内部に向かって延びる。 The scraper 13 has a second connection portion 131 connected to the outer peripheral portion 124 and a scraping portion 132 extending from the lower end of the second connection portion 131 toward the interior of the storage portion 12 . The second connecting portion 131 and the scraping off portion 132 are provided integrally. An upper surface 132a of the scraping portion 132 slopes downward toward a tip 132b. The tip 132b is the triangular tip of the scraped off portion 132 when viewed from the side. The second connection portion 131 is provided at a position facing the handle portion 122 in a plan view of the outer peripheral portion 124 . The second connecting portion 131 is connected to a position facing the handle portion 122 of the outer peripheral portion 124 and slightly protrudes from the lower end of the cylindrical portion 121 . The scraping portion 132 extends toward the interior of the storage portion 12 through the opening 125 .

エアー噴射ユニット１４は、一対の移動管１４１、１４１と、空気圧送部１４２と、を備える。移動管１４１は、外周部１２４と空気圧送部１４２に接続され、後述する回収ホース部１６１の吸引ヘッド１６５に係止されている。一対の移動管１４１、１４１は、第二接続部１３１の左右で円筒部１２１に接続され、先端が円筒部１２１の内部で削ぎ落とし部１３２に近接するように配置される。移動管１４１は、空気圧送部１４２から圧送された空気が移動する。空気圧送部１４２は、電源部１１４に接続され、移動管１４１に接続される。公知のエアーコンプレッサである。空気圧送部１４２は、例えば公知のエアーコンプレッサである。 The air injection unit 14 includes a pair of moving pipes 141 , 141 and an air feeding section 142 . The moving tube 141 is connected to the outer peripheral portion 124 and the air feeding portion 142, and is engaged with a suction head 165 of the recovery hose portion 161, which will be described later. A pair of moving tubes 141 , 141 are connected to the cylindrical portion 121 on the left and right sides of the second connecting portion 131 , and are arranged such that their distal ends are close to the scraping portion 132 inside the cylindrical portion 121 . The moving pipe 141 moves the air pressure-fed from the air feeding section 142 . The air supply unit 142 is connected to the power supply unit 114 and connected to the transfer tube 141 . It is a known air compressor. The air supply unit 142 is, for example, a known air compressor.

振動ユニット１５は、第二接続部１３１に接続されている。振動ユニット１５は、動力源１５１を備え、スクレーパー１３を振動させる。振動ユニット１５は、例えば公知のバイブレータであり、動力源１５１は、例えば公知のコンプレッサおよびバッテリーで構成されている。 The vibration unit 15 is connected to the second connection portion 131 . The vibrating unit 15 has a power source 151 and vibrates the scraper 13 . The vibration unit 15 is, for example, a known vibrator, and the power source 151 is configured by, for example, a known compressor and battery.

回収ユニット１６は、回収ホース部１６１と、分級機構１６２と、集塵機１６３と、を備える。回収ホース部１６１は、一端が外周部１２４に、他端が集塵機１６３に接続される。回収ユニット１６は、表面２１から除去された除去対象物２５を吸引し回収する。分級機構１６２は、回収された除去対象物２５を粒径に応じて分級し回収する。分級機構１６２は、回収ホース部１６１の中間部に設けられる。分級機構１６２は、砂利取りユニット１６２ａと、小片選別ユニット１６２ｂと、を備える。集塵機１６３は、分級機構１６２を通過した除去対象物２５の微細な粉塵等を回収する。集塵機１６３は電源部１７と電気的に接続されている。 The recovery unit 16 includes a recovery hose portion 161 , a classifying mechanism 162 and a dust collector 163 . The collection hose portion 161 has one end connected to the outer peripheral portion 124 and the other end connected to the dust collector 163 . The collection unit 16 sucks and collects the removal object 25 removed from the surface 21 . The classifying mechanism 162 classifies and collects the collected objects 25 to be removed according to the particle size. The classifying mechanism 162 is provided in the intermediate portion of the recovery hose portion 161 . The classifying mechanism 162 includes a gravel removing unit 162a and a small piece sorting unit 162b. The dust collector 163 collects fine dust and the like of the removal target object 25 that has passed through the classifying mechanism 162 . Dust collector 163 is electrically connected to power supply unit 17 .

回収ホース部１６１は、ホース１６４と、吸引ヘッド１６５と、を備える。ホース１６４は、一端が集塵機１６３に、他端が吸引ヘッド１６５に接続される。吸引ヘッド１６５は、一端が外周部１２４に、他端がホース１６４に接続される。 The collection hose section 161 includes a hose 164 and a suction head 165 . The hose 164 is connected to the dust collector 163 at one end and to the suction head 165 at the other end. The suction head 165 is connected to the outer peripheral portion 124 at one end and to the hose 164 at the other end.

吸引ヘッド１６５は、第三接続部１６５ａと、分岐部１６５ｂと、一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃと、を備える。第三接続部１６５ａは、一端がホース１６４に、他端が分岐部１６５ｂに接続される。分岐部１６５ｂは、一端が第三接続部１６５ａに接続され、他端が一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃとそれぞれ接続され回収ホース部１６１を分岐させる。一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃは、それぞれ一端で分岐部１６５ｂに接続され、他端で外周部１２４に接続される。一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃは、一対の脚部１２３、１２３と同様に外周部１２４の平面視で持手部１２２の設置位置から略９０°の位置の２箇所に接続される。一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃと外周部１２４との接続部は、平面視で削ぎ落とし部１３２の延設方向に直交する方向の両端に近接する。以上より、回収ユニット１６は、一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃにより、削ぎ落とし部１３２の一方向の両端から除去対象物２５を吸引、回収できる。そのため、素地調整作業時の除去対象物２５の回収漏れを防止できる。 The suction head 165 includes a third connection portion 165a, a branch portion 165b, and a pair of dust collection portions 165c, 165c. The third connection portion 165a has one end connected to the hose 164 and the other end connected to the branch portion 165b. One end of the branch portion 165b is connected to the third connection portion 165a, and the other end is connected to the pair of dust collecting portions 165c, 165c to branch the recovery hose portion 161. As shown in FIG. One end of the pair of dust collecting portions 165c, 165c is connected to the branch portion 165b, and the other end is connected to the outer peripheral portion 124. As shown in FIG. The pair of dust collectors 165c, 165c are connected to two locations at approximately 90° from the installation position of the handle 122 in a plan view of the outer peripheral portion 124, similarly to the pair of legs 123, 123. As shown in FIG. A connecting portion between the pair of dust collecting portions 165c, 165c and the outer peripheral portion 124 is close to both ends in a direction orthogonal to the extending direction of the scraping portion 132 in plan view. As described above, the collecting unit 16 can suck and collect the object 25 to be removed from both ends of the scraping portion 132 in one direction by the pair of dust collectors 165c, 165c. Therefore, it is possible to prevent omission of recovery of the object to be removed 25 during the surface adjustment work.

集塵部１６５ｃは、上部に移動管１４１を係止するブラケット部１６５ｄを備える。一対のブラケット部１６５ｄ、１６５ｄは、それぞれ平面視で円筒部１２１と分岐部１６５ｂと一対の集塵部１６５ｃ、１６５ｃとで包囲された包囲部１６５ｅに向かって突出し、包囲部１６５ｅ内で一対の移動管１４１、１４１を係止する。一対の移動管１４１、１４１は、包囲部１６５ｅ内で外周部１２４に接続される。一対の移動管１４１、１４１は、それぞれブラケット部１６５ｄ、１６５ｄに係止されることで円筒部１２１内での配置位置がずれないように配設される。 The dust collection part 165c has a bracket part 165d that locks the moving tube 141 on its upper part. The pair of bracket portions 165d, 165d protrude toward an enclosing portion 165e surrounded by the cylindrical portion 121, the branch portion 165b, and the pair of dust collecting portions 165c, 165c in plan view, and move the pair within the enclosing portion 165e. The tubes 141, 141 are locked. A pair of transfer tubes 141, 141 are connected to the outer peripheral portion 124 within the enclosing portion 165e. The pair of moving tubes 141, 141 are arranged so that their arrangement positions within the cylindrical portion 121 do not shift by being engaged with the bracket portions 165d, 165d, respectively.

砂利取りユニット１６２ａは、吸引ヘッド１６５と小片選別ユニット１６２ｂとの間に複数設けられる。複数の砂利取りユニット１６２ａは、吸引ヘッド１６５から吸引、回収された除去対象物２５のうち、粒径の大きいものを複数回分級し回収する。複数の砂利取りユニット１６２ａを通過した除去対象物２５は小片選別ユニット１６２ｂに送られる。砂利取りユニット１６２ａは、例えば回収ホース部１６１を通過する物体の重量により分別、分級するトラップである。 A plurality of gravel removing units 162a are provided between the suction head 165 and the small piece sorting unit 162b. The plurality of gravel removal units 162a classify and collect large particle sizes of the objects to be removed 25 sucked and collected from the suction head 165 a plurality of times. Objects 25 to be removed that have passed through a plurality of gravel removing units 162a are sent to a small piece sorting unit 162b. The gravel removal unit 162a is a trap that separates and classifies objects passing through the recovery hose portion 161, for example, by weight.

小片選別ユニット１６２ｂは、砂利取りユニット１６２ａを通過した除去対象物２５を、除去対象物２５中の粉塵と除去対象物２５中の砂利取りユニット１６２ａを通過した小片に分級し、小片を回収する。小片選別ユニット１６２ｂを通過した除去対象物２５は、集塵機１６３に送られ回収される。 The small piece sorting unit 162b classifies the objects to be removed 25 that have passed through the gravel removing unit 162a into dust in the objects to be removed 25 and small pieces in the objects to be removed 25 that have passed through the gravel removing unit 162a, and collects the small pieces. The object to be removed 25 that has passed through the small piece sorting unit 162b is sent to the dust collector 163 and collected.

本実施形態におけるパルスレーザー照射装置１による除去対象物２５の除去方法について説明する。以降では、パルスレーザー照射装置１が適用される構造物２が、床版取替工事を実施する道路橋における橋桁（Ｈ型鋼材）の上フランジの場合で説明する。橋桁は道路橋の進行方向に沿って延びる。この際、表面２１は上フランジの上面に相当し、付着物２３は既設床版を取り除いた後に残存する残存コンクリート片に相当する（以下、「表面２１」を「上面２１」、「付着物２３」を「残存コンクリート片２３）とする）。 A method for removing the object 25 to be removed by the pulsed laser irradiation apparatus 1 according to this embodiment will be described. Hereinafter, a case where the structure 2 to which the pulse laser irradiation device 1 is applied is the upper flange of a bridge girder (H-shaped steel material) in a road bridge where floor slab replacement work is to be performed will be described. The bridge girder extends along the traveling direction of the road bridge. At this time, the surface 21 corresponds to the upper surface of the upper flange, and the deposits 23 correspond to the residual concrete pieces remaining after the existing floor slabs are removed (hereinafter, "surface 21" is referred to as "upper surface 21" and "attachments 23 ” is referred to as “residual concrete piece 23)).

上面２１の端部に残存する除去対象物２５をパルスレーザー照射装置１による除去対象とする。上面２１の端部は、例えばブラスト装置による方法等の従来の素地調整方法を適用すると除去した除去対象物２５が周囲に飛散する虞がある箇所である。除去対象物２５は、既存塗膜２２と錆部２４の上部に残存コンクリート片２３が位置している。本実施形態のパルスレーザー照射装置１による素地調整は、１種ケレンとなる。 An object to be removed 25 remaining at the edge of the upper surface 21 is to be removed by the pulsed laser irradiation device 1 . The edge of the upper surface 21 is a location where the removed objects 25 to be removed may scatter around if a conventional surface preparation method such as a method using a blasting device is applied. As for the object 25 to be removed, the residual concrete piece 23 is positioned above the existing coating film 22 and the rusted portion 24 . The substrate preparation by the pulse laser irradiation apparatus 1 of this embodiment is a kind of keren.

スクレーパー１３、エアー噴射ユニット１４、振動ユニット１５、回収ユニット１６は、格納部１２の外周部１２４にそれぞれ接続され、スキャナーヘッド１１１が格納部１２の上端に接続されることでパルスレーザー照射装置１は一体化された装置として設けられる。 The scraper 13, the air injection unit 14, the vibration unit 15, and the recovery unit 16 are connected to the outer peripheral portion 124 of the housing portion 12, respectively, and the scanner head 111 is connected to the upper end of the housing portion 12, whereby the pulse laser irradiation device 1 can be Provided as an integrated device.

素地調整作業を行う際、格納部１２は上面２１に対して照射角度α傾斜させる。照射角度αは５°以上１５°以下の範囲である。本実施形態において、照射角度αは格納部１２を鉛直に対して５°傾斜させることによりα＝５°とする。パルスレーザー照射装置１は、レーザー発振ユニット１１３で生成し、伝送管１１２を通過してスキャナーヘッド１１１から照射されたパルスレーザー１１ａを照射角度α傾斜させて上面２１の除去対象物２５に直接照射する。さらに、上面２１は、素材面が鉄鋼面であることからレーザー光の反射率が高い。そのため、反射されたパルスレーザー１１ａの一部は加熱された除去対象物２５をさらに照射し、除去対象物２５が容易に加熱される。上記の機構により、除去対象物２５のうちレーザー光を吸収する箇所に対するパルスレーザー１１ａの吸収が促進される。パルスレーザー１１ａの照射位置は、上部に格納部１２が位置しているため、照射または反射されるパルスレーザー１１ａが外部に漏れることなく安全に作業を実施できる。除去対象物２５へのパルスレーザー１１ａの照射を連続することにより、照射対象の除去対象物２５は上面２１から剥離し始める。 When performing the substrate adjustment work, the storage unit 12 is inclined with respect to the upper surface 21 at an irradiation angle α. The irradiation angle α is in the range of 5° or more and 15° or less. In this embodiment, the irradiation angle α is set to α=5° by inclining the storage unit 12 by 5° with respect to the vertical. The pulsed laser irradiation device 1 directly irradiates the object 25 to be removed on the upper surface 21 with the pulsed laser 11a which is generated by the laser oscillation unit 113, passes through the transmission tube 112 and is irradiated from the scanner head 111, by tilting the irradiation angle α. . Furthermore, since the material surface of the upper surface 21 is a steel surface, the reflectance of the laser beam is high. Therefore, part of the reflected pulse laser 11a further irradiates the heated removal object 25, and the removal object 25 is easily heated. The mechanism described above promotes the absorption of the pulse laser 11a in the portion of the object 25 to be removed that absorbs the laser beam. As for the irradiation position of the pulse laser 11a, since the storage part 12 is located in the upper part, the pulse laser 11a irradiated or reflected can be safely performed without leaking to the outside. By continuously irradiating the object 25 to be removed with the pulse laser 11 a , the object 25 to be removed to be irradiated begins to peel off from the upper surface 21 .

以下、除去対象物２５のうち、残存コンクリート片２３が付着していない箇所の既存塗膜２２や錆部２４の上面２１からの除去機構について説明する。
上記のパルスレーザー１１ａの連続照射により剥離し始めた除去対象物２５が、さらにパルスレーザー１１ａの照射を連続することによって加熱され続ける。その後、除去対象物２５と上面２１との熱拡張の違いにより、両者の接着面が皺を形成して、除去対象物２５が上面２１から剥離する。さらに、上記で剥離された除去対象物２５は、上面２１からの反射光をさらに吸収する。これにより、レーザー光を吸収した除去対象物２５に熱エネルギーが連続的に加えられ、昇華するレーザーアブレーションにより、瞬時に蒸発するプラズマと粉塵よりも微細な単位の粒子（以下、「ヒューム２６」とする）が発生し、除去対象物２５が上面２１から剥離、除去される。 A mechanism for removing the existing paint film 22 and the rust portion 24 from the upper surface 21 of the object 25 to be removed where the remaining concrete pieces 23 are not adhered will be described below.
The object 25 to be removed, which has started to peel off due to the continuous irradiation of the pulse laser 11a, is further heated by continuous irradiation of the pulse laser 11a. After that, due to the difference in thermal expansion between the object 25 to be removed and the upper surface 21 , wrinkles are formed on the adhesive surfaces of the two, and the object 25 to be removed is separated from the upper surface 21 . Furthermore, the object to be removed 25 peeled as described above further absorbs the reflected light from the upper surface 21 . As a result, thermal energy is continuously applied to the object to be removed 25 that has absorbed the laser beam, and the sublimated laser ablation instantly evaporates the plasma and particles that are finer than dust (hereinafter referred to as "fume 26"). ) occurs, and the object 25 to be removed is peeled off and removed from the upper surface 21 .

以下、除去対象物２５のうち、残存コンクリート片２３が付着する箇所の既存塗膜２２や錆部２４による除去対象物２５の上面２１からの除去機構について説明する。
パルスレーザー照射装置１は、照射角度αにより除去対象物２５の残存コンクリート片２３の下部にパルスレーザー１１ａを照射して残存コンクリート片２３下の既存塗膜２２を除去して残存コンクリート片２３を一部剥離させる。一部剥離した状態の残存コンクリート片２３に対して、エアー噴射ユニット１４により残存コンクリート片２３の下部（上面２１と残存コンクリート片２３との間）に削ぎ落とし部１３２が挿入可能な隙間を形成する。その後、振動ユニット１５により削ぎ落とし部１３２を振動させながら格納部１２を水平移動させて削ぎ落とし部１３２を残存コンクリート片２３の下部に挿入する。挿入した削ぎ落とし部１３２を振動ユニット１５により振動させながらさらに水平移動させることで残存コンクリート片２３を破砕しつつ剥離させ上面２１から除去する。以上の機構より、パルスレーザー１１ａの照射に加え追加で加力することにより残存コンクリート片２３を上面２１から剥離させる。残存コンクリート片２３は、下部の既存塗膜２４２や錆部２４４がパルスレーザー１１ａの照射により除去された場合に、ヒューム状まで分解されずコンクリート殻の状態で除去、回収される。 A mechanism for removing the object to be removed 25 from the upper surface 21 by the existing coating film 22 and the rust portion 24 at the portion where the remaining concrete piece 23 adheres among the objects to be removed 25 will be described below.
The pulsed laser irradiation device 1 irradiates a pulsed laser 11a to the lower part of the remaining concrete piece 23 of the object 25 to be removed at an irradiation angle α to remove the existing coating film 22 under the remaining concrete piece 23, thereby removing the remaining concrete piece 23. part peel off. For the partially peeled residual concrete piece 23, an air injection unit 14 forms a gap into which a scraping part 132 can be inserted under the residual concrete piece 23 (between the upper surface 21 and the residual concrete piece 23). . After that, the storing portion 12 is horizontally moved while the vibration unit 15 vibrates the scraped off portion 132 to insert the scraped off portion 132 under the remaining concrete piece 23 . The inserted scraping-off portion 132 is vibrated by the vibrating unit 15 and further horizontally moved to crush and separate the remaining concrete piece 23 and remove it from the upper surface 21 . With the above mechanism, the residual concrete piece 23 is separated from the upper surface 21 by additionally applying force in addition to the irradiation of the pulse laser 11a. When the existing paint film 242 and the rusted portion 244 below are removed by irradiation with the pulse laser 11a, the remaining concrete pieces 23 are not decomposed into fumes and are removed and collected in the form of concrete shells.

上面１３２ａの面積は、円筒部１２１の平面視面積より小さく、残存コンクリート片２３の残存範囲等を考慮して形成される。先端１３２ｂは、格納部１２の水平移動により上面２１に傷損が生じない程度の形状で形成される。 The area of the upper surface 132a is smaller than the plan view area of the cylindrical portion 121, and is formed in consideration of the remaining range of the remaining concrete pieces 23 and the like. The tip 132b is formed in such a shape that the upper surface 21 is not damaged by the horizontal movement of the storage portion 12. As shown in FIG.

パルスレーザー１１ａの照射による加熱の効果は、レンズ１１１ａの焦点距離とレンズ１１１ａからレーザー光が照射される除去対象物２５までの距離が一致するときに最大となり、一致しないときは小さくなる。そのため、レーザー光の焦点が合わない距離では、例えば作業員の手などが照射された場合でも、安全に施工することができる。 The effect of heating due to the irradiation of the pulse laser 11a is maximized when the focal length of the lens 111a and the distance from the lens 111a to the object to be removed 25 irradiated with the laser light match, and is reduced when they do not match. Therefore, at a distance where the laser beam is out of focus, construction can be carried out safely even if, for example, a worker's hand is irradiated.

防塵部１１１ｂは、スキャナーヘッド１１１を格納部１２に対して閉止し、除去された除去対象物２５が伝送管１１２内に進入することを防止する。 The dust-proof part 111 b closes the scanner head 111 with respect to the storage part 12 and prevents the removed objects 25 to be removed from entering the transmission pipe 112 .

ヒューム２６と剥離された残存コンクリート片２３は、吸引ヘッド１６５から吸引され、回収ユニット１６に回収される。回収されたヒューム２６と残存コンクリート片２３は、回収ホース部１６１を通って分級機構１６２に到達する。砂利取りユニット１６２ａにおいて残存コンクリート片２３を粒径毎に捕捉し回収する。分級機構１６２を通過したヒューム２６は、集塵機１６３に到達し回収される。回収ユニット１６は、除去対象物２５の除去作業時は常に稼働し、除去対象物２５の上面２１からの除去と回収ユニット１６による吸引、回収は連続して行われる。 The fumes 26 and the peeled remaining concrete pieces 23 are sucked from the suction head 165 and recovered by the recovery unit 16 . Collected fumes 26 and residual concrete pieces 23 reach classifying mechanism 162 through collecting hose portion 161 . The gravel removal unit 162a captures and collects the remaining concrete pieces 23 by particle size. The fume 26 that has passed through the classification mechanism 162 reaches the dust collector 163 and is collected. The collection unit 16 always operates during the work of removing the object 25 to be removed, and the removal of the object 25 to be removed from the upper surface 21 and the suction and recovery by the recovery unit 16 are continuously performed.

吸引ヘッド１６５によるヒューム２６と剥離された残存コンクリート片２３の回収は、プル型による回収であり、除去対象物２５の除去時において格納部１２内は常に負圧状態に保持されている。このため、上面２１から除去されたヒューム２６と剥離された残存コンクリート片２３は、格納部１２外に放出されることなく回収される。 The collection of the fumes 26 and the peeled residual concrete pieces 23 by the suction head 165 is a pull-type collection, and the inside of the storage section 12 is always held in a negative pressure state when the object 25 to be removed is removed. Therefore, the fumes 26 removed from the upper surface 21 and the remaining concrete pieces 23 that have been peeled off are recovered without being discharged outside the storage section 12 .

パルスレーザー１１ａの照射により発生したヒューム２６は金属系やケミカル系等の種類によらず環境下に曝露させない必要がある。そのため、パルスレーザー照射装置１は、格納部１２によりパルスレーザー１１ａの照射箇所を包囲しレーザー光の拡散の抑制と同時に上記のヒューム２６の曝露を防止し、ヒューム２６を周囲に飛散させることなく吸引、回収することができる。 The fume 26 generated by the irradiation of the pulse laser 11a must not be exposed to the environment regardless of the type, such as metal or chemical. Therefore, the pulsed laser irradiation apparatus 1 surrounds the irradiated portion of the pulsed laser 11a by the storage unit 12, suppresses the diffusion of the laser light, prevents the exposure of the fume 26, and sucks the fume 26 without scattering it to the surroundings. , can be recovered.

パルスレーザー照射装置１による素地調整は、パルスレーザー１１ａを除去対象物２５に直接照射することで除去対象物２５を除去し、ヒューム２６と剥離した残存コンクリート片２３を吸引、回収する。そのため、ブラスト機構を用いる等の他の素地調整工法と比較して素地調整作業に伴い飛散する物体が少ない工法となる。 The substrate preparation by the pulse laser irradiation device 1 removes the object 25 to be removed by directly irradiating the object 25 to be removed with the pulse laser 11a, and sucks and collects the fumes 26 and the remaining concrete pieces 23 that have been separated. Therefore, compared with other surface conditioning methods such as those using a blasting mechanism, this method scatters less objects during the surface conditioning work.

パルスレーザー照射装置１は、持手部１２２が素地調整の進行方向に向く方向に配置され、道路橋の進行方向（上フランジが延びる方向）に沿って素地調整を実施する。また、素地調整作業を実施している際は、作業者３が円筒部１２１および持手部１２２を押さえながら格納部１２を道路橋の進行方向に水平移動させる。 The pulse laser irradiation device 1 is arranged in a direction in which the grip portion 122 faces the direction of movement of the surface preparation, and performs surface preparation along the direction of movement of the road bridge (the direction in which the upper flange extends). Further, when performing the base preparation work, the operator 3 horizontally moves the storage section 12 in the traveling direction of the road bridge while holding down the cylindrical section 121 and the handle section 122 .

次に、上述した本発明の実施形態によるパルスレーザー照射装置１の作用・効果について図面を用いて説明する。 Next, functions and effects of the pulsed laser irradiation apparatus 1 according to the embodiment of the present invention described above will be described with reference to the drawings.

本実施形態によるパルスレーザー照射装置１により、レーザー光を吸収する除去対象物２５をヒューム２６に分解し、レーザー光の反射率が高い残存コンクリート片２３を上面２１から一部剥離させて下部にスクレーパー１３を挿入する隙間を形成し、スクレーパー１３の振動で削ぎ落として除去した後に回収ユニット１６で除去と略同時に回収する。上記により、除去対象物２５や素地調整作業に伴う粉塵等の作業環境に影響する物質を飛散または発生させることなく所望の上面２１の表面処理とクリーニング処理を含む素地調整作業を実施できる。加えて、ブラスト材等の上面２１に投射する実体の物質を要しないため、素地調整作業後の飛散物の清掃等を省略でき、素地調整作業を高効率化できる。 The pulsed laser irradiation apparatus 1 according to the present embodiment decomposes the object 25 to be removed, which absorbs the laser beam, into fumes 26, and partially peels off the remaining concrete pieces 23, which have a high reflectance of the laser beam, from the upper surface 21 and places a scraper on the bottom. A gap for inserting the 13 is formed, scraped off by the vibration of the scraper 13 and removed, and then recovered by the recovery unit 16 substantially at the same time as the removal. As described above, the surface preparation work including the surface treatment and cleaning treatment of the desired upper surface 21 can be performed without scattering or generating the object 25 to be removed or substances affecting the work environment such as dust accompanying the surface preparation work. In addition, since there is no need for a substance such as a blasting material to be projected onto the upper surface 21, it is possible to omit cleaning of scattered matter after the surface preparation work, and to improve the efficiency of the surface preparation work.

パルスレーザー照射装置１による素地調整作業は飛散物が抑制できるため、既存塗膜２２に有害物質が含有する場合においても作業者３の安全を確保した作業環境を確保できる。 Since the substrate preparation work by the pulse laser irradiation device 1 can suppress scattering, even when the existing coating film 22 contains harmful substances, a safe working environment for the worker 3 can be ensured.

パルスレーザー照射装置１により、除去対象物２５にパルスレーザー１１ａを照射し、剥離したものについては格納部１２を水平移動してスクレーパー１３の振動で削ぎ落とすという簡易な作業により素地調整を実施できる。そのため、素地調整面の作業員間の品質差を解消でき、均質かつ高品質な素地調整面とすることができる。 The pulsed laser irradiation device 1 irradiates the object 25 to be removed with the pulsed laser 11a, and the removed object 25 is scraped off by the vibration of the scraper 13 by moving the storage unit 12 horizontally. Therefore, the difference in the quality of the surface preparation surface between workers can be eliminated, and the surface preparation surface can be uniform and of high quality.

また、エアー噴射ユニット１４から上面２１と残存コンクリート片２３との間にエアーを噴射することにより、残存コンクリート片２３の下部に削ぎ落とし部１３２が挿入可能な隙間を形成する。上記により、残存コンクリート片２３の下部にスクレーパー１３を容易に挿入できる。パルスレーザーの照射によりヒューム状に分解されない付着物である残存コンクリート片２３についても容易に構造物から除去できる。また、除去対象物を直接削ぎ落とすことで除去対象物の除去、回収漏れを抑制し、仕上がり面の品質を向上できる。 Further, by injecting air from the air injection unit 14 between the upper surface 21 and the remaining concrete piece 23 , a gap is formed in the lower portion of the remaining concrete piece 23 into which the cut-off portion 132 can be inserted. As described above, the scraper 13 can be easily inserted under the remaining concrete piece 23 . The residual concrete pieces 23, which are deposits that are not decomposed into fumes by irradiation with the pulse laser, can also be easily removed from the structure. In addition, by directly scraping off the object to be removed, it is possible to suppress the omission of removal and recovery of the object to be removed and improve the quality of the finished surface.

また、素地調整作業時にスクレーパー１３を振動ユニット１５により振動させながら水平移動させる。上記により、スクレーパー１３を残存コンクリート片２３の下部に容易に挿入でき、残存コンクリート片２３の剥離がより促進される。また、上面２１が凹凸状の粗い面であってもパルスレーザー照射装置１を水平移動させた際に上面２１にパルスレーザー照射装置１が上面２１に引っ掛かることなく円滑に素地調整作業を実施できる。そのため、上面２１の形状に関わらず仕上がり面の品質を向上させることができる。 In addition, the scraper 13 is moved horizontally while being vibrated by the vibrating unit 15 during the substrate adjustment work. As described above, the scraper 13 can be easily inserted under the remaining concrete piece 23, and the separation of the remaining concrete piece 23 is further facilitated. Further, even if the upper surface 21 is a rough uneven surface, the pulse laser irradiation device 1 is not caught on the upper surface 21 when the pulse laser irradiation device 1 is horizontally moved, and the substrate adjustment work can be performed smoothly. Therefore, the quality of the finished surface can be improved regardless of the shape of the upper surface 21 .

また、パルスレーザー照射装置１は上面２１から照射角度α傾斜させてパルスレーザー１１ａを照射する。上記により、レーザー反射率が高い鉄鋼面である上面２１からパルスレーザー１１ａが反射するしてスキャナーヘッド１１１等の機器が照射されることによる機器の故障等を抑制する。また、照射角度α傾斜した位置からパルスレーザー１１ａを照射する構成により、パルスレーザー１１ａが照射された除去対象物２５に作用する照射によるエネルギーを大きくすることができる。そのため、パルスレーザー照射装置１の各機器の故障等を抑制しつつ所望の剥離効果を有効的に得ることができる。また、照射角度αを有してパルスレーザー１１ａを照射する構成により、残存コンクリート片２３の下部の付着箇所に照射させやすくなり、レーザー光の反射率が高く、レーザー光を吸収しにくい残存コンクリート片２３を剥離させ下部に隙間を発生させやすくなる。そのため、スクレーパー１３を残存コンクリート片２３の下部に容易に挿入することができる。 Further, the pulsed laser irradiation device 1 irradiates the pulsed laser 11a from the upper surface 21 at an irradiation angle α. As described above, the device such as the scanner head 111 is prevented from malfunctioning due to the reflection of the pulse laser 11a from the steel surface 21 having a high laser reflectance. Further, by irradiating the pulsed laser 11a from a position inclined by the irradiation angle α, the irradiation energy acting on the object to be removed 25 irradiated with the pulsed laser 11a can be increased. Therefore, it is possible to effectively obtain a desired peeling effect while suppressing failure of each device of the pulse laser irradiation device 1 . Further, by irradiating the pulsed laser 11a with an irradiation angle α, it becomes easy to irradiate the adhered portion under the remaining concrete piece 23, and the remaining concrete piece has a high reflectance of the laser beam and hardly absorbs the laser beam. 23 is peeled off, making it easier to generate a gap in the lower part. Therefore, the scraper 13 can be easily inserted under the remaining concrete piece 23 .

また、回収ユニット１６に回収された残存コンクリート片２３は、分級機構１６２の砂利取りユニット１６２ａにおいて粒径の大きいものが複数回分級、回収される。砂利取りユニット１６２ａを通過した粒径の小さなものは小片選別ユニット１６２ｂにより回収される。小片選別ユニット１６２ｂに回収されない粉塵等の微細なものがヒューム２６とともに集塵機１６３に回収される。上記により、残存コンクリート片２３とヒューム２６の分別と処理が容易となる。また、既存塗膜に有害物質が含まれる場合等においても廃棄作業を高効率化できる。 Among the remaining concrete pieces 23 collected by the collecting unit 16, those having a large particle size are classified and collected multiple times in the gravel removing unit 162a of the classifying mechanism 162. FIG. Small grains that have passed through the gravel removal unit 162a are collected by the small piece sorting unit 162b. Fine particles such as dust that are not collected by the small piece sorting unit 162 b are collected by the dust collector 163 together with the fumes 26 . As described above, the separation and treatment of the remaining concrete pieces 23 and the fumes 26 are facilitated. In addition, even when the existing paint film contains harmful substances, the disposal work can be made highly efficient.

以上、本発明によるパルスレーザー照射装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、パルスレーザー照射装置１はエアー噴射ユニット１４を備えるが、スクレーパー１３を残存コンクリート片２３の下部に容易に挿入可能であればエアー噴射ユニット１４を備えない構成としてもよい。 Although the embodiments of the pulsed laser irradiation apparatus according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
For example, in the above embodiment, the pulse laser irradiation device 1 includes the air injection unit 14, but if the scraper 13 can be easily inserted under the remaining concrete piece 23, the air injection unit 14 may be omitted. .

上記の実施形態では、パルスレーザー照射装置１は振動ユニット１５を備えるが、スクレーパー１３を残存コンクリート片２３の下部に容易に挿入可能であり、残存コンクリート片２３が容易に除去可能であれば振動ユニット１５を備えない構成としてもよい。 In the above embodiment, the pulse laser irradiation device 1 includes the vibration unit 15. If the scraper 13 can be easily inserted under the remaining concrete piece 23 and the remaining concrete piece 23 can be easily removed, the vibration unit 15 can be used. 15 may be omitted.

上記の実施形態では、パルスレーザー照射装置１は、照射角度αに傾斜させパルスレーザー１１ａを照射するとしているが、反射したパルスレーザー１１ａがスキャナーヘッド１１１等の機器に照射されなければ照射角度に傾斜させない構成としてもよい。 In the above embodiment, the pulsed laser irradiation device 1 irradiates the pulsed laser 11a at an irradiation angle α. It may be configured not to allow

上記の実施形態では、パルスレーザー照射装置１は分級機構１６２を備えるが、分級の必要がない場合は分級機構１６２を備えない構成としてもよい。 In the above embodiment, the pulse laser irradiation device 1 includes the classifying mechanism 162, but the classifying mechanism 162 may not be provided when classification is unnecessary.

例えば、上記の実施形態では、パルスレーザー照射装置１は、素地調整作業時に格納部１２を水平移動させて作業を実施するが、円筒部１２１の下端部に照射箇所を包囲した状態で格納部１２を移動自在とする移動機構を備えてもよい。移動機構は例えば公知の移動用キャスターが挙げられる。 For example, in the above-described embodiment, the pulse laser irradiation apparatus 1 performs the work by horizontally moving the storage unit 12 during the substrate adjustment work. may be provided with a moving mechanism that allows the to move freely. Examples of the moving mechanism include known moving casters.

上記の実施形態では、床版取替工事における橋桁の上フランジの上面をパルスレーザーの照射対象としているが、その他の工事における素地調整作業にパルスレーザー照射装置１を適用してもよい。例えば、塗装面を有する木造構造物の既存塗膜を剥離する等のレーザー光を吸収する母材に対する素地調整が挙げられる。 In the above embodiment, the upper surface of the upper flange of the bridge girder is irradiated with the pulse laser in the floor slab replacement work, but the pulse laser irradiation device 1 may be applied to base preparation work in other construction. For example, substrate preparation for a base material that absorbs laser light, such as peeling off an existing paint film of a wooden structure having a painted surface, can be mentioned.

１パルスレーザー照射装置
２構造物（橋桁の上フランジ）
１１パルスレーザー照射ユニット
１１ａパルスレーザー（レーザー光）
１３スクレーパー
１４エアー噴射ユニット
１５振動ユニット
１６回収ユニット
２２既存塗膜
２３残存コンクリート片（コンクリート片）
２４錆部
２５除去対象物
１６２分級機構
α 照射角度 1 pulse laser irradiation device 2 structure (upper flange of bridge girder)
11 pulse laser irradiation unit 11a pulse laser (laser light)
13 scraper 14 air injection unit 15 vibration unit 16 collection unit 22 existing coating film 23 residual concrete piece (concrete piece)
24 Rust portion 25 Object to be removed 162 Classification mechanism α Irradiation angle

Claims

a pulsed laser irradiation unit that irradiates a pulsed laser onto an object to be removed adhering to the structure;
a scraper inserted between the object to be removed separated from the structure by irradiation with the pulse laser and the structure;
a collection unit that collects the object removed from the structure;
A pulsed laser irradiation device.

The pulse laser irradiation unit includes an air injection unit that injects air to the bottom of the stripped object to be removed and forms a gap for inserting the scraper under the object to be removed.
The pulse laser irradiation device according to claim 1.

The pulse laser irradiation unit includes a vibration unit that vibrates the scraper,
The pulsed laser irradiation device according to claim 1 or 2.

The irradiation angle of the pulse laser is 5° or more and 15° or less with respect to the vertical.
The pulsed laser irradiation device according to any one of claims 1 to 3.

The collection unit includes a classification mechanism for classifying the collected removal target object according to particle size.
The pulsed laser irradiation device according to any one of claims 1 to 4.

The structure is an upper flange of the bridge girder, the exposed surface of which is coated with the existing paint film by removing the bridge floor slab.
The pulsed laser irradiation device according to any one of claims 1 to 5.

The object to be removed includes a piece of concrete attached when the floor slab is removed, a rusted portion generated on the upper flange, and the existing coating film.
The pulsed laser irradiation device according to claim 6.