JP2001318011A - 引張鋼材の歪みまたは張力測定方法 - Google Patents
引張鋼材の歪みまたは張力測定方法Info
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- JP2001318011A JP2001318011A JP2000133259A JP2000133259A JP2001318011A JP 2001318011 A JP2001318011 A JP 2001318011A JP 2000133259 A JP2000133259 A JP 2000133259A JP 2000133259 A JP2000133259 A JP 2000133259A JP 2001318011 A JP2001318011 A JP 2001318011A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張力を受けている引張鋼材の歪みまたは張
力測定方法を提供すること。 【解決手段】 歪センサー部１６ａを有する光ファイバ
ー１６を、この歪センサー部が引張鋼材１０の張力変動
による歪みと同等の歪みを受けるように引張鋼材に固着
し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪センサー
部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反射される
光を光ファイバー端部から受信し、当初設定した歪み前
の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差異から歪
量を検出し、この歪量から引張鋼材の受けている張力を
算出する。
力測定方法を提供すること。 【解決手段】 歪センサー部１６ａを有する光ファイバ
ー１６を、この歪センサー部が引張鋼材１０の張力変動
による歪みと同等の歪みを受けるように引張鋼材に固着
し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪センサー
部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反射される
光を光ファイバー端部から受信し、当初設定した歪み前
の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差異から歪
量を検出し、この歪量から引張鋼材の受けている張力を
算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アンカー鋼材、
タイロッド、ロックボルト、または橋梁桁用ＰＣ鋼材等
の引張鋼材、特に張力を受けた状態で設置されている引
張鋼材に生じる歪み、または同引張鋼材に掛かる張力を
監視するための方法に係る。
タイロッド、ロックボルト、または橋梁桁用ＰＣ鋼材等
の引張鋼材、特に張力を受けた状態で設置されている引
張鋼材に生じる歪み、または同引張鋼材に掛かる張力を
監視するための方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】アンカー鋼材を例に説明すると、例えば
道路や鉄道に沿った山の斜面、あるいは山の斜面の一部
を削って形成した法面や、擁壁などを安定化するため
に、受圧板を前記斜面や擁壁の所定位置に押し当てて固
定しておくためのアンカー鋼材は、一般に図７に示すよ
うに、地山１の一部を切り取って形成した設置面１ｂか
ら地中に向けて、ボーリングマシーン等の穿孔機によっ
てアンカー孔１ｃを削孔し、次いで一本または複数本の
アンカー鋼材３（図では一本のアンカー鋼材の場合が示
されている）をアンカー孔に挿入し、アンカー鋼材基部
３ｂを、アンカー孔１ｃに注入したグラウト等の固結材
３ｃによって固定することによって地山１に固定されて
いる。アンカー鋼材３周囲の隙間にグラウト等を注入
し、アンカー孔を完全に塞ぐ場合もある。
道路や鉄道に沿った山の斜面、あるいは山の斜面の一部
を削って形成した法面や、擁壁などを安定化するため
に、受圧板を前記斜面や擁壁の所定位置に押し当てて固
定しておくためのアンカー鋼材は、一般に図７に示すよ
うに、地山１の一部を切り取って形成した設置面１ｂか
ら地中に向けて、ボーリングマシーン等の穿孔機によっ
てアンカー孔１ｃを削孔し、次いで一本または複数本の
アンカー鋼材３（図では一本のアンカー鋼材の場合が示
されている）をアンカー孔に挿入し、アンカー鋼材基部
３ｂを、アンカー孔１ｃに注入したグラウト等の固結材
３ｃによって固定することによって地山１に固定されて
いる。アンカー鋼材３周囲の隙間にグラウト等を注入
し、アンカー孔を完全に塞ぐ場合もある。
【０００３】アンカー鋼材３の定着後、上記設置面１ｂ
にコンクリート製ブロック等から成る受圧板２を配置
し、アンカー鋼材３の頭部３ａと受圧板２とを結合し、
アンカー鋼材頭部３ａに設けた締め付け手段６により受
圧板２を設置面１ｃに対して押し付けて固定するもので
ある。
にコンクリート製ブロック等から成る受圧板２を配置
し、アンカー鋼材３の頭部３ａと受圧板２とを結合し、
アンカー鋼材頭部３ａに設けた締め付け手段６により受
圧板２を設置面１ｃに対して押し付けて固定するもので
ある。
【０００４】受圧板２の構成は様々であるが、図７に示
す受圧板の場合、その中央部に設けられるアンカー鋼材
との結合部に、アンカー鋼材基部３ｂに向けて先細りの
テーパ孔２ａが形成されており、このテーパ孔には、こ
の孔のものと実質的に同じテーパを有する外周面を持つ
載頭円錐台状のアンカー鋼材頭部支持部材４が嵌め込ま
れる。
す受圧板の場合、その中央部に設けられるアンカー鋼材
との結合部に、アンカー鋼材基部３ｂに向けて先細りの
テーパ孔２ａが形成されており、このテーパ孔には、こ
の孔のものと実質的に同じテーパを有する外周面を持つ
載頭円錐台状のアンカー鋼材頭部支持部材４が嵌め込ま
れる。
【０００５】アンカー鋼材３は、アンカー鋼材頭部支持
部材４に設けた孔を通り抜けて同支持部材の頂面から突
出しており、この突出部にはアンカー鋼材を掴む手段５
と、アンカー鋼材に対して支持部材４をアンカー鋼材基
部（定着部）３ｂ方向へ締め付ける締付け手段６が取り
付けられている。なお、図中７は、上記結合部が配置さ
れている凹陥部２ｂを覆い、内部にある部材を保護する
蓋である。
部材４に設けた孔を通り抜けて同支持部材の頂面から突
出しており、この突出部にはアンカー鋼材を掴む手段５
と、アンカー鋼材に対して支持部材４をアンカー鋼材基
部（定着部）３ｂ方向へ締め付ける締付け手段６が取り
付けられている。なお、図中７は、上記結合部が配置さ
れている凹陥部２ｂを覆い、内部にある部材を保護する
蓋である。
【０００６】ケーブル、ワイヤー、ロッド、アンカーテ
ンドン等から成る上記のアンカー鋼材３には、受圧板２
の設置時に、例えば８０ｔとか１００ｔの張力が掛けら
れる。この張力は、地山１の表層部の動きや締付け手段
６の緩みなどによって設定した値より高くなったり、低
くなるなど経年変化することがあり、高くなり過ぎると
アンカー鋼材の破断に至り、低くなり過ぎると効果がな
くなり、設置面１ｃに対して受圧板２にズレ生じる恐れ
があり、何れにしても危険であるために、定期的に監視
している必要がある。
ンドン等から成る上記のアンカー鋼材３には、受圧板２
の設置時に、例えば８０ｔとか１００ｔの張力が掛けら
れる。この張力は、地山１の表層部の動きや締付け手段
６の緩みなどによって設定した値より高くなったり、低
くなるなど経年変化することがあり、高くなり過ぎると
アンカー鋼材の破断に至り、低くなり過ぎると効果がな
くなり、設置面１ｃに対して受圧板２にズレ生じる恐れ
があり、何れにしても危険であるために、定期的に監視
している必要がある。
【０００７】従来、この張力を監視する方法として、上
記の支持部材４と締付け手段６との間にアンカー鋼材か
らの荷重を受けるようにロードセルを咬ませて配置し、
その電気的変化からアンカー鋼材の張力の変動を確認す
るものが提案されている。
記の支持部材４と締付け手段６との間にアンカー鋼材か
らの荷重を受けるようにロードセルを咬ませて配置し、
その電気的変化からアンカー鋼材の張力の変動を確認す
るものが提案されている。
【０００８】他の方法として、歪みゲージをアンカー鋼
材の要所に貼り付けておき、張力の変化によってアンカ
ー鋼材に生じた歪みに伴う歪みゲージの金属線の変形を
電気抵抗の変化に変え、この変化を導線を介して地上の
測定器で測定し、測定値に基づいて張力を計算する方法
がある。
材の要所に貼り付けておき、張力の変化によってアンカ
ー鋼材に生じた歪みに伴う歪みゲージの金属線の変形を
電気抵抗の変化に変え、この変化を導線を介して地上の
測定器で測定し、測定値に基づいて張力を計算する方法
がある。
【０００９】更に他の方法として、ブリルアン散乱光応
用光りセンサー（Ｂ−ＯＴＤＲ）（Brillouin Optical
Time Domain Reflectometer)を用いるものがあり、これ
は光ファイバーをアンカー鋼材の長手方向に沿って配置
し、アンカー鋼材と共に歪むようにアンカー材の表面に
貼り付け、光ファイバーに加わる歪みによりブリルアン
散乱光の波長シフト量が変わることを利用するものであ
る。この波長シフト量が当該光ファイバーによって地上
の光検出器へ送られ、測定値に基づいてアンカー材張力
が計算される。
用光りセンサー（Ｂ−ＯＴＤＲ）（Brillouin Optical
Time Domain Reflectometer)を用いるものがあり、これ
は光ファイバーをアンカー鋼材の長手方向に沿って配置
し、アンカー鋼材と共に歪むようにアンカー材の表面に
貼り付け、光ファイバーに加わる歪みによりブリルアン
散乱光の波長シフト量が変わることを利用するものであ
る。この波長シフト量が当該光ファイバーによって地上
の光検出器へ送られ、測定値に基づいてアンカー材張力
が計算される。
【００１０】上記のロードセルを用いる方法は、アンカ
ー鋼材全体の張力を一律に監視することは出来るが、自
由長部や定着部を一定長さ毎に区分した範囲で張力を個
別的に監視することは出来ないし、またロードセルは腐
食などにより経時的に劣化するために、例えばアンカー
材の耐用寿命である数十年間乃至それ以上の長期間の使
用に対しては、次第に正確な測定値が得られなくなると
いう欠点がある。
ー鋼材全体の張力を一律に監視することは出来るが、自
由長部や定着部を一定長さ毎に区分した範囲で張力を個
別的に監視することは出来ないし、またロードセルは腐
食などにより経時的に劣化するために、例えばアンカー
材の耐用寿命である数十年間乃至それ以上の長期間の使
用に対しては、次第に正確な測定値が得られなくなると
いう欠点がある。
【００１１】上記の歪みゲージを使用する方法は、アン
カー鋼材に貼り付けられる各歪みゲージに給電線、信号
線が接続されており、それらを地上の給電装置や検出装
置へ導くための配線の取扱いが厄介であるとうい難点が
あり、また雷などによる電磁場の影響を受けやすいため
に正確性に欠け、また上記ロードセルの場合と同様、経
時的に劣化するために長期間の使用に対しては問題があ
り、永久構造物に対しては向かないという欠点がある。
カー鋼材に貼り付けられる各歪みゲージに給電線、信号
線が接続されており、それらを地上の給電装置や検出装
置へ導くための配線の取扱いが厄介であるとうい難点が
あり、また雷などによる電磁場の影響を受けやすいため
に正確性に欠け、また上記ロードセルの場合と同様、経
時的に劣化するために長期間の使用に対しては問題があ
り、永久構造物に対しては向かないという欠点がある。
【００１２】一方上記のＢ−ＯＴＤＲを用いる方法で
は、光ファイバーの端部を地上に引き出すだけでよく、
したがって配線の取扱についての問題はないが、光ファ
イバー全体をアンカー材に貼り付けておく必要があり、
また測定に数分から２０分前後の時間を要し、精度も低
いという難点がある。
は、光ファイバーの端部を地上に引き出すだけでよく、
したがって配線の取扱についての問題はないが、光ファ
イバー全体をアンカー材に貼り付けておく必要があり、
また測定に数分から２０分前後の時間を要し、精度も低
いという難点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、配線
の取扱の問題がなく、電磁場などの影響を受けず、部分
的に測定でき、永久構造物に対してもその耐用期間に亙
って正確に歪みまたは張力変化を監視することができ、
且つ測定は極めて短時間で行うことができる方法を提供
することである。
の取扱の問題がなく、電磁場などの影響を受けず、部分
的に測定でき、永久構造物に対してもその耐用期間に亙
って正確に歪みまたは張力変化を監視することができ、
且つ測定は極めて短時間で行うことができる方法を提供
することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、引張力を受けている引張鋼
材の歪みまたは張力測定方法において、歪センサー部を
有する光ファイバーを、この歪センサー部が引張鋼材の
張力変動による歪みと同等の歪みを受けるように引張鋼
材に固着し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪
センサー部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反
射される光を光ファイバー端部から受信し、当初設定し
た歪み前の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差
異から歪量を検出することを特徴とする。
め、請求項１に係る発明は、引張力を受けている引張鋼
材の歪みまたは張力測定方法において、歪センサー部を
有する光ファイバーを、この歪センサー部が引張鋼材の
張力変動による歪みと同等の歪みを受けるように引張鋼
材に固着し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪
センサー部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反
射される光を光ファイバー端部から受信し、当初設定し
た歪み前の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差
異から歪量を検出することを特徴とする。
【００１５】光ファイバーの歪センサー部は、例えばフ
ァイバーグレーディング（Fiber Bragg Grating(FBG))
処理によってもたらされる。この歪センサー部（FBG セ
ンサー）は、光ファイバーのコア部の屈折率を一定の周
期で変化させたもので、特定の波長（Bragg 波長）の光
のみ選択的に反射するよう、屈折率が周期的に変化して
いる部分（回析格子）を光ファイバーの中途に設け、こ
のファイバーの光学的格子間隔が歪みによって変化する
ことを利用してセンサーとして使用できるようにしたも
のである。このようなセンサー部は一本の光ファイバー
に最大約３０個設けることができ、従って引張鋼材の長
手方向において約３０か所で歪みの測定が可能である。
ァイバーグレーディング（Fiber Bragg Grating(FBG))
処理によってもたらされる。この歪センサー部（FBG セ
ンサー）は、光ファイバーのコア部の屈折率を一定の周
期で変化させたもので、特定の波長（Bragg 波長）の光
のみ選択的に反射するよう、屈折率が周期的に変化して
いる部分（回析格子）を光ファイバーの中途に設け、こ
のファイバーの光学的格子間隔が歪みによって変化する
ことを利用してセンサーとして使用できるようにしたも
のである。このようなセンサー部は一本の光ファイバー
に最大約３０個設けることができ、従って引張鋼材の長
手方向において約３０か所で歪みの測定が可能である。
【００１６】請求項１による発明によれば、地中や半永
久構造物内に埋め込まれている引張鋼材に対しても光フ
ァイバーが変質しないために引張鋼材の耐用年数を通じ
て正確な歪み測定が可能であり、また引張鋼材の任意の
部分に歪センサー部を取り付けて局部的な歪み測定が可
能であり、更に歪み測定も０．０２秒程度で瞬時に行
え、張力計算のための時間を考慮しても、極めて短時間
の内に測定ができる。
久構造物内に埋め込まれている引張鋼材に対しても光フ
ァイバーが変質しないために引張鋼材の耐用年数を通じ
て正確な歪み測定が可能であり、また引張鋼材の任意の
部分に歪センサー部を取り付けて局部的な歪み測定が可
能であり、更に歪み測定も０．０２秒程度で瞬時に行
え、張力計算のための時間を考慮しても、極めて短時間
の内に測定ができる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、地中に向かって
地山に削孔されたアンカー孔に挿入され、地中側端部に
おいて地山に定着され、地表に突出している部分で地盤
安定化用受圧板に結合され、一定の張力を与えられて受
圧板を地山表面へ押し付けているアンカー鋼材の歪み測
定方法において、歪センサー部を有する光ファイバー
を、この歪センサー部がアンカー鋼材の張力変動による
歪みと同等の歪みを受けるようにアンカー鋼材に固着
し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪センサー
部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反射される
光を光ファイバー端部から受信し、当初設定した歪み前
の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差異から歪
量を検出することを特徴とする。
地山に削孔されたアンカー孔に挿入され、地中側端部に
おいて地山に定着され、地表に突出している部分で地盤
安定化用受圧板に結合され、一定の張力を与えられて受
圧板を地山表面へ押し付けているアンカー鋼材の歪み測
定方法において、歪センサー部を有する光ファイバー
を、この歪センサー部がアンカー鋼材の張力変動による
歪みと同等の歪みを受けるようにアンカー鋼材に固着
し、光ファイバー端部から光線を入射させ、歪センサー
部が受けた歪みに相当して歪センサー部から反射される
光を光ファイバー端部から受信し、当初設定した歪み前
の反射光の波長と比較し、それらの間の値の差異から歪
量を検出することを特徴とする。
【００１８】請求項２に記載の発明によれば、地中に埋
め込まれているアンカー鋼材について、アンカー鋼材の
耐用年数を通じて正確な歪み測定が可能であり、またア
ンカー鋼材の任意の部分に歪センサー部を取り付けて、
自由長部、定着長部等における局部的な歪み測定が可能
であり、更に歪み測定も０．０２秒程度で瞬時に行え、
張力計算のための時間を考慮しても、極めて短時間の内
に測定ができる。
め込まれているアンカー鋼材について、アンカー鋼材の
耐用年数を通じて正確な歪み測定が可能であり、またア
ンカー鋼材の任意の部分に歪センサー部を取り付けて、
自由長部、定着長部等における局部的な歪み測定が可能
であり、更に歪み測定も０．０２秒程度で瞬時に行え、
張力計算のための時間を考慮しても、極めて短時間の内
に測定ができる。
【００１９】請求項１および２に記載の何れの発明にお
いても、複数個の歪みセンサーを一本の光りファイバー
上に直列的に配置することができ、有利である。
いても、複数個の歪みセンサーを一本の光りファイバー
上に直列的に配置することができ、有利である。
【００２０】請求項３に記載の発明は、少なくとも歪セ
ンサー部が引張鋼材またはアンカー鋼材に固定されてい
ることを特徴とする。
ンサー部が引張鋼材またはアンカー鋼材に固定されてい
ることを特徴とする。
【００２１】請求項３による発明によれば、歪み測定箇
所への歪センサー部の取り付けが簡単になる。
所への歪センサー部の取り付けが簡単になる。
【００２２】請求項４に記載の発明は、少なくとも歪セ
ンサー部が遮断シートによって引張鋼材またはアンカー
鋼材の周囲にもたらされる材料と接触しないように保護
されていることを特徴とする。
ンサー部が遮断シートによって引張鋼材またはアンカー
鋼材の周囲にもたらされる材料と接触しないように保護
されていることを特徴とする。
【００２３】請求項４に記載の発明によれば、歪センサ
ー部が遮断シートによって、例えば削孔への注入時のグ
ラウト材あるいは注入固化後のグラウト材等周囲にもた
らされる材料から保護され、しかもこれら材料の動き
や、これら材料と引張鋼材またはアンカー鋼材との間の
相対的動きが、引張鋼材またはアンカー鋼材の歪み測定
に影響を及ぼさないように保護される。
ー部が遮断シートによって、例えば削孔への注入時のグ
ラウト材あるいは注入固化後のグラウト材等周囲にもた
らされる材料から保護され、しかもこれら材料の動き
や、これら材料と引張鋼材またはアンカー鋼材との間の
相対的動きが、引張鋼材またはアンカー鋼材の歪み測定
に影響を及ぼさないように保護される。
【００２４】請求項５に記載の発明は 請求項１〜４の
いずれか一項に記載の歪み測定方法によって測定された
歪量から引張鋼材の受けている張力を算出することを特
徴とするものである。
いずれか一項に記載の歪み測定方法によって測定された
歪量から引張鋼材の受けている張力を算出することを特
徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。この発明は前記のよう
に、引張力を受けた状態で設置されているアンカー鋼
材、タイロッド、ロックボルト、橋梁桁用ＰＣ鋼材等に
適用できるが、図示の実施形態は引張鋼材がアンカー鋼
材である場合を例に説明するものである。
の実施形態について説明する。この発明は前記のよう
に、引張力を受けた状態で設置されているアンカー鋼
材、タイロッド、ロックボルト、橋梁桁用ＰＣ鋼材等に
適用できるが、図示の実施形態は引張鋼材がアンカー鋼
材である場合を例に説明するものである。
【００２６】アンカー鋼材は、地中に向かって地山に削
孔されたアンカー孔に挿入され、地中側端部において地
山に定着され、地表に突出している部分で地盤安定化用
受圧板に結合され、一定の張力を与えられて受圧板を地
山表面へ押し付ける作用を行うものである。アンカー鋼
材はこのような用途以外にも、例えば擁壁の支持などに
用いられる。
孔されたアンカー孔に挿入され、地中側端部において地
山に定着され、地表に突出している部分で地盤安定化用
受圧板に結合され、一定の張力を与えられて受圧板を地
山表面へ押し付ける作用を行うものである。アンカー鋼
材はこのような用途以外にも、例えば擁壁の支持などに
用いられる。
【００２７】図１中、１０は地山１１に削孔されたアン
カー孔１２に挿入され、地中端部付近でセメント等の固
結材によって定着されたアンカー鋼材であって、このア
ンカー鋼材１０の地表方向端部は受圧板１３に結合さ
れ、しかも地表側先端はアンカープレート１４を介して
締付け部材１５と係合しており、この締付け部材１５を
締め込むことによってアンカー１０に一定の張力を与
え、それによって受圧板１３を地山表面１１ａへ押し付
けて固定している。アンカー孔１２の孔壁とアンカー鋼
材１０との間には、必要に応じてグラウト材Ｇが注入さ
れる。
カー孔１２に挿入され、地中端部付近でセメント等の固
結材によって定着されたアンカー鋼材であって、このア
ンカー鋼材１０の地表方向端部は受圧板１３に結合さ
れ、しかも地表側先端はアンカープレート１４を介して
締付け部材１５と係合しており、この締付け部材１５を
締め込むことによってアンカー１０に一定の張力を与
え、それによって受圧板１３を地山表面１１ａへ押し付
けて固定している。アンカー孔１２の孔壁とアンカー鋼
材１０との間には、必要に応じてグラウト材Ｇが注入さ
れる。
【００２８】各アンカー鋼材１０には一本の光ファイバ
ー１６が添わせてあり、この光ファイバーに直列的に設
けたＦＢＧセンサー１６ａ-1〜１６ａ-nがアンカー鋼材
１０の所要の箇所に、アンカー鋼材の張力変化による歪
みを受けるように取り付けられている。アンカー鋼材へ
のＦＢＧセンサーの取り付けは、アンカー鋼材がアンカ
ー孔１２へ挿入される前に行われる。
ー１６が添わせてあり、この光ファイバーに直列的に設
けたＦＢＧセンサー１６ａ-1〜１６ａ-nがアンカー鋼材
１０の所要の箇所に、アンカー鋼材の張力変化による歪
みを受けるように取り付けられている。アンカー鋼材へ
のＦＢＧセンサーの取り付けは、アンカー鋼材がアンカ
ー孔１２へ挿入される前に行われる。
【００２９】光ファイバー１６の地表側部分は、受圧板
１３およびアンカープレート１４に予め設けられている
貫通孔（図示せず）等を通して地上に導き出されてお
り、その先端はアンカー鋼材毎の切換を行うための切換
器１７に接続されることができ、この切換器は歪み測定
器１８へ接続され、この歪み測定器は測定された歪み値
をコンプータ１９に出力し、歪みおよびこの歪みに基づ
いて計算したアンカー鋼材が受けている張力をコンピュ
ータ１９上に表示する。
１３およびアンカープレート１４に予め設けられている
貫通孔（図示せず）等を通して地上に導き出されてお
り、その先端はアンカー鋼材毎の切換を行うための切換
器１７に接続されることができ、この切換器は歪み測定
器１８へ接続され、この歪み測定器は測定された歪み値
をコンプータ１９に出力し、歪みおよびこの歪みに基づ
いて計算したアンカー鋼材が受けている張力をコンピュ
ータ１９上に表示する。
【００３０】図２はアンカー鋼材１０が、このアンカー
鋼材に固定的に被覆された、アンカー鋼材と同様に歪む
被覆層１０ｂを有し、この被覆層の外側に、必要に応じ
て潤滑剤を介装して鞘管１０ｃが嵌装されている場合
の、ＦＢＧセンサー１６ａの取り付け態様を示してお
り、ＦＢＧセンサーは、鞘管１０ｃの一部を取り除い
て、あるいは一部が繋がった状態で切り開いて被覆層１
０ｂを露出させ、この被覆層に接着剤により貼着し固着
することによりアンカー鋼材１０に取り付けられてい
る。従って、ＦＢＧセンサーはアンカー鋼材の歪みを被
覆層１０ｂを通して感知する。貼着後は取り除いた鞘管
部分にシートを被せて補修するか、あるいは切り開いて
もたらされた舌片部分を元に戻して接着することにより
ＦＢＧセンサーを外部からの影響を受けないように保護
する。
鋼材に固定的に被覆された、アンカー鋼材と同様に歪む
被覆層１０ｂを有し、この被覆層の外側に、必要に応じ
て潤滑剤を介装して鞘管１０ｃが嵌装されている場合
の、ＦＢＧセンサー１６ａの取り付け態様を示してお
り、ＦＢＧセンサーは、鞘管１０ｃの一部を取り除い
て、あるいは一部が繋がった状態で切り開いて被覆層１
０ｂを露出させ、この被覆層に接着剤により貼着し固着
することによりアンカー鋼材１０に取り付けられてい
る。従って、ＦＢＧセンサーはアンカー鋼材の歪みを被
覆層１０ｂを通して感知する。貼着後は取り除いた鞘管
部分にシートを被せて補修するか、あるいは切り開いて
もたらされた舌片部分を元に戻して接着することにより
ＦＢＧセンサーを外部からの影響を受けないように保護
する。
【００３１】図３は、表面に凹凸のある撚り線などのア
ンカー鋼材１０ａにＦＢＧセンサー１６ａを直接取り付
ける態様を示しており、ＦＢＧセンサーを取り付けるべ
きアンカー鋼材の表面には硬質接着剤２０が凹部を埋め
る程度に厚く塗布され、その上にＦＢＧセンサーが貼り
付けられる。貼付されたＦＢＧセンサーを覆って保護お
よび遮断シート２１を被着することが好ましく、このシ
ートはアンカー鋼材をアンカー孔１２へ挿入する際や、
アンカー鋼材とアンカー孔壁１２ａとの間に固結材やグ
ラウトを注入する際にセンサーを保護し、さらに注入後
にアンカー鋼材が周囲のグラウトＧに対してズレた際に
センサーが損傷を受けるのを防止すると共に、そのズレ
による影響がセンサー及ばないように作用する。この作
用は図２に関して説明したシートまたは戻し舌片の作用
と同様である。
ンカー鋼材１０ａにＦＢＧセンサー１６ａを直接取り付
ける態様を示しており、ＦＢＧセンサーを取り付けるべ
きアンカー鋼材の表面には硬質接着剤２０が凹部を埋め
る程度に厚く塗布され、その上にＦＢＧセンサーが貼り
付けられる。貼付されたＦＢＧセンサーを覆って保護お
よび遮断シート２１を被着することが好ましく、このシ
ートはアンカー鋼材をアンカー孔１２へ挿入する際や、
アンカー鋼材とアンカー孔壁１２ａとの間に固結材やグ
ラウトを注入する際にセンサーを保護し、さらに注入後
にアンカー鋼材が周囲のグラウトＧに対してズレた際に
センサーが損傷を受けるのを防止すると共に、そのズレ
による影響がセンサー及ばないように作用する。この作
用は図２に関して説明したシートまたは戻し舌片の作用
と同様である。
【００３２】図４は、比較的滑らかな表面を有するアン
カー鋼材１０ａの表面に直接ＦＢＧセンサー１６ａを貼
付した場合を示しており、この場合にもＦＢＧセンサー
１６ａを覆って保護および遮断シート２１が被せられて
いる。
カー鋼材１０ａの表面に直接ＦＢＧセンサー１６ａを貼
付した場合を示しており、この場合にもＦＢＧセンサー
１６ａを覆って保護および遮断シート２１が被せられて
いる。
【００３３】図５は、貼付に依らないでＦＢＧセンサー
をアンカー鋼材またはケーブルのテンドン１０ａに取り
付ける方法を示しており、図示のように、ＦＢＧセンサ
ー１６ａの両側において光ファイバーを確固に掴む固定
具２２を使用し、この固定具をテンドンの被測定位置
に、ＦＢＧセンサー１６ａに一定の張力を与えた状態
で、確固に固定している。これによって、テンドンに張
力変化が生じ、被測定部に歪みが発生した際に、その歪
みが固定具を介してＦＢＧセンサーへ伝達される。この
方法の場合、テンドンに被覆が施されていても、この被
覆の上から固定具を装着することができる。その場合、
固定具は、テンドンと被覆との歪みが一体的に生じるよ
うに、確固に被覆上から締めつけ装着することが必要で
ある。
をアンカー鋼材またはケーブルのテンドン１０ａに取り
付ける方法を示しており、図示のように、ＦＢＧセンサ
ー１６ａの両側において光ファイバーを確固に掴む固定
具２２を使用し、この固定具をテンドンの被測定位置
に、ＦＢＧセンサー１６ａに一定の張力を与えた状態
で、確固に固定している。これによって、テンドンに張
力変化が生じ、被測定部に歪みが発生した際に、その歪
みが固定具を介してＦＢＧセンサーへ伝達される。この
方法の場合、テンドンに被覆が施されていても、この被
覆の上から固定具を装着することができる。その場合、
固定具は、テンドンと被覆との歪みが一体的に生じるよ
うに、確固に被覆上から締めつけ装着することが必要で
ある。
【００３４】図６は、引張鋼材、例えばアンカーテンド
ンヘのＦＢＧセンサーの取付け具体例を示しており、図
中１０はアンカーテンドン、１２は削孔、１３は受圧板
または支圧板、１４はアンカープレートであって、アン
カーテンドン１０の自由長部１０ｄには、図５に示した
態様で固定具２２を使用して取り付けた光ファイバー１
６のＦＢＧセンサー１６ａ-1（図６（Ｂ））と、直接貼
付式で取り付けたＦＢＧセンサー１６ａ-2とが設けてあ
り、定着長部１０ｅには直接貼付式で取り付けたＦＢＧ
センサー１６ａ-3〜１６ａ-6が設けてある。上記のＦＢ
Ｇセンサー１６ａ-1〜１６ａ-6は一本の光ファイバー上
に直列的に設けられている。削孔１２の孔壁とアンカー
テンドン１０との間には、必要に応じてグラウト材Ｇが
注入される。
ンヘのＦＢＧセンサーの取付け具体例を示しており、図
中１０はアンカーテンドン、１２は削孔、１３は受圧板
または支圧板、１４はアンカープレートであって、アン
カーテンドン１０の自由長部１０ｄには、図５に示した
態様で固定具２２を使用して取り付けた光ファイバー１
６のＦＢＧセンサー１６ａ-1（図６（Ｂ））と、直接貼
付式で取り付けたＦＢＧセンサー１６ａ-2とが設けてあ
り、定着長部１０ｅには直接貼付式で取り付けたＦＢＧ
センサー１６ａ-3〜１６ａ-6が設けてある。上記のＦＢ
Ｇセンサー１６ａ-1〜１６ａ-6は一本の光ファイバー上
に直列的に設けられている。削孔１２の孔壁とアンカー
テンドン１０との間には、必要に応じてグラウト材Ｇが
注入される。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る引張鋼材
の歪みまたは張力測定方法によれば、引張鋼材の現状の
張力または引張鋼材の張力変化を、短時間の内に簡単か
つ正確に測定することができ、殊に地中や変永久的構造
物の内部に埋設された状態の引張鋼材の歪みまたは張力
変化を張力鋼材の耐用年数が終わるまで変わらず行うこ
とができ、敷設物や構造物の保守、管理が短時間の内に
容易かつ正確にできるという効果が得られる。
の歪みまたは張力測定方法によれば、引張鋼材の現状の
張力または引張鋼材の張力変化を、短時間の内に簡単か
つ正確に測定することができ、殊に地中や変永久的構造
物の内部に埋設された状態の引張鋼材の歪みまたは張力
変化を張力鋼材の耐用年数が終わるまで変わらず行うこ
とができ、敷設物や構造物の保守、管理が短時間の内に
容易かつ正確にできるという効果が得られる。
【図１】この発明に係る方法をアンカー鋼材について実
施した場合を、アンカー鋼材に沿った断面にて示す概略
図である。
施した場合を、アンカー鋼材に沿った断面にて示す概略
図である。
【図２】被覆層および鞘管を有するアンカー鋼材に対す
るＦＢＳセンサーの取り付け状態を示す図であって、
（Ａ）は同アンカー鋼材の部分的斜視図、（Ｂ）は鞘管
を縦方向に断面にして示す斜視図である。
るＦＢＳセンサーの取り付け状態を示す図であって、
（Ａ）は同アンカー鋼材の部分的斜視図、（Ｂ）は鞘管
を縦方向に断面にして示す斜視図である。
【図３】表面に凹凸のあるアンカー鋼材に対するＦＢＳ
センサーの取り付け状態を示す図であって、（Ａ）はア
ンカー鋼材の一部を拡大して示す側面図、（Ｂ）はセン
サーを取り付けた鋼材の部分の斜視図である。
センサーの取り付け状態を示す図であって、（Ａ）はア
ンカー鋼材の一部を拡大して示す側面図、（Ｂ）はセン
サーを取り付けた鋼材の部分の斜視図である。
【図４】表面が滑らかなアンカー鋼材に対するＦＢＳセ
ンサーの取り付け状態を示す図であって、（Ａ）ある。
ンサーの取り付け状態を示す図であって、（Ａ）ある。
【図５】アンカー鋼材またはケーブルのテンドンに対す
るＦＢＳセンサーの他の取り付け状態を示す図である。
るＦＢＳセンサーの他の取り付け状態を示す図である。
【図６】アンカー鋼材に対するＦＢＳセンサーの更に他
の取り付け状態を示す図であって、（Ａ）は概略正面
図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線による断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線
に沿う断面図である。
の取り付け状態を示す図であって、（Ａ）は概略正面
図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線による断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線
に沿う断面図である。
【図７】地山に設置されたアンカーと、このアンカーに
よって保持されている受圧板との取り付け関係を示す断
面図である。
よって保持されている受圧板との取り付け関係を示す断
面図である。
１０ 引張鋼材 １０ａ アンカー鋼材 １０ｂ 被覆 １０ｃ 鞘管 １０ｄ 自由長部 １０ｅ 定着長部 １１ 地山 １２ 削孔 １３ 受圧板 １４ アンカープレート １５ 締付け部材 １６ 光ファイバー １６ａ 光センサー部分（ＦＢＧセンサー） １７ 切換器 １８ 測定器 １９ コンピュータ ２０ 接着剤 ２１ シート ２２ 固定具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張 満良 東京都江戸川区中葛西７−21−20−602 Ｆターム(参考） 2F051 AA06 AB03
Claims (5)
- 【請求項１】 引張力を受けている引張鋼材の歪み測定
方法において、歪センサー部を有する光ファイバーを、
この歪センサー部が引張鋼材の張力変動による歪みと同
等の歪みを受けるように引張鋼材に固着し、光ファイバ
ー端部から光線を入射させ、歪センサー部が受けた歪み
に相当して歪センサー部から反射される光を光ファイバ
ー端部から受信し、当初設定した歪み前の反射光の波長
と比較し、それらの間の値の差異から歪量を検出するこ
とを特徴とする、引張鋼材の歪み測定方法。 - 【請求項２】 地中に向かって地山に削孔されたアンカ
ー孔に挿入され、地中側端部において地山に定着され、
地表に突出している部分で地盤安定化用受圧板に結合さ
れ、一定の張力を与えられて受圧板を地山表面へ押し付
けているアンカー鋼材の歪み測定方法において、歪セン
サー部を有する光ファイバーを、この歪センサー部がア
ンカー鋼材の張力変動による歪みと同等の歪みを受ける
ようにアンカー鋼材に固着し、光ファイバー端部から光
線を入射させ、歪センサー部が受けた歪みに相当して歪
センサー部から反射される光を光ファイバー端部から受
信し、当初設定した歪み前の反射光の波長と比較し、そ
れらの間の値の差異から歪量を検出することを特徴とす
る、アンカー鋼材の歪み測定方法。 - 【請求項３】 少なくとも歪センサー部が引張鋼材また
はアンカー鋼材に固着されていることを特徴とする、請
求項１または２に記載の歪み測定方法。 - 【請求項４】 少なくとも歪センサー部が遮断シートに
よって引張鋼材またはアンカー鋼材の外側に存在する構
造体材料と接触しないように保護されていることを特徴
とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歪み測定
方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の歪
み測定方法によって測定された歪量から引張鋼材の受け
ている張力を算出することを特徴とする、引張鋼材また
はアンカー鋼材の張力測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133259A JP2001318011A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 引張鋼材の歪みまたは張力測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133259A JP2001318011A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 引張鋼材の歪みまたは張力測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001318011A true JP2001318011A (ja) | 2001-11-16 |
| JP2001318011A5 JP2001318011A5 (ja) | 2007-06-14 |
Family
ID=18641787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000133259A Pending JP2001318011A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 引張鋼材の歪みまたは張力測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001318011A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250647A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Jfe Koken Corp | ワイヤケーブル、並びに張力測定システム及び張力測定方法 |
| JP2007322401A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Aoki Asunaro Kensetsu Kk | アンカーの健全性評価方法 |
| CN101650242B (zh) * | 2009-07-16 | 2011-06-22 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 锚索锚下预应力无损检测方法 |
| JP2013104700A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Japan Atomic Energy Agency | 光ファイバセンサとこれを用いた測定方法 |
| JP2013164320A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Olympus Corp | 光学式センサ |
| WO2016076788A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Rock Safety Systems I Norr Ab | Arrangement for rock bolts and a method for the use of the arrangement, and a reinforcement system comprising such an arrangement |
| CN105806530A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-07-27 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 泥石流冲击力测量方法 |
| CN106441661A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-22 | 西南交通大学 | 一种光纤光栅测力垫圈及锚杆测力系统 |
| CN106906824A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 中国水利水电科学研究院 | 分布式光纤预应力智能监测锚索 |
| JP2017120225A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 鹿島建設株式会社 | Ｐｃ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法 |
| JP2020122286A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 鹿島建設株式会社 | 洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法 |
-
2000
- 2000-05-02 JP JP2000133259A patent/JP2001318011A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013164320A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Olympus Corp | 光学式センサ |
| US9435639B2 (en) | 2012-02-10 | 2016-09-06 | Olympus Corporation | Optical sensor |
| WO2016076788A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Rock Safety Systems I Norr Ab | Arrangement for rock bolts and a method for the use of the arrangement, and a reinforcement system comprising such an arrangement |
| US10370969B2 (en) * | 2014-11-13 | 2019-08-06 | Rock Safety Sweden Ab | Arrangement for rock bolts and a method for the use of the arrangement, and a reinforcement system comprising such an arrangement |
| CN106906824A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 中国水利水电科学研究院 | 分布式光纤预应力智能监测锚索 |
| CN106906824B (zh) * | 2015-12-22 | 2020-10-09 | 中国水利水电科学研究院 | 分布式光纤预应力智能监测锚索 |
| JP2017120225A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 鹿島建設株式会社 | Ｐｃ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法 |
| CN105806530A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-07-27 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 泥石流冲击力测量方法 |
| CN106441661A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-22 | 西南交通大学 | 一种光纤光栅测力垫圈及锚杆测力系统 |
| JP2020122286A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 鹿島建設株式会社 | 洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法 |
| JP7158299B2 (ja) | 2019-01-29 | 2022-10-21 | 鹿島建設株式会社 | 洋上風力発電用基礎構造および洋上風力発電用基礎構造の施工方法 |
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