JP2002062118A

JP2002062118A - 複合構造物の剥離検知方法および検知装置

Info

Publication number: JP2002062118A
Application number: JP2000246423A
Authority: JP
Inventors: Chishin Go; 智深呉; Tatsuo Horiuchi; 辰夫堀内
Original assignee: NTT Infrastructure Network Corp
Current assignee: NTT Infrastructure Network Corp
Priority date: 2000-08-15
Filing date: 2000-08-15
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: JP4587535B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複合構造物における各構造部分相互の接着状
態を、効率よく高精度に、常時監視できるようにする。【解決手段】コンクリート１には、補強材であるＦＲ
Ｐ３が接着剤５により接着固定されている。コンクリー
ト１の接着剤５に対向する面および、ＦＲＰ３の接着剤
５と反対側の面には、１本の光ファイバ７が施設されて
いる。光ファイバ７に、歪み計測器９から出力されるパ
ルス光Ｐを入射させ、パルス光Ｐの反射光であるブリル
アン散乱光の周波数分布を解析することで、光ファイバ
７の長さ方向所定位置の歪みを計測する。この歪み計測
は、光ファイバ７の、コンクリート１およびＦＲＰ３へ
の各接着部の施設領域Ｈにおける同一位置でそれぞれ行
い、各計測値相互の差が所定値以上となった場合に、コ
ンクリート１とＦＲＰ３との接着状態が不良となったと
判断し、剥離検知を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、互いに接着・付
着されている複数の構造部分の接着・付着状態を検知す
る複合構造物の剥離検知方法および剥離検知装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複合構造物としては、例えば、橋梁やト
ンネルなどに使用されるコンクリートを補強するため
に、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）や鋼板などの補強
材を接着剤を用いて前記コンクリートに接着したもの、
あるいは鉄骨コンクリート構造のように接着剤を用いず
に硬化前のコンクリートの付着力により、コンクリート
と鋼材とを相互に付着させたもの、さらに相互間の打継
面を界面としてコンクリート同士を付着させたもの、な
どがある。

【０００３】これらの複合構造物は、いずれもコンクリ
ートや鋼材などの構造部分相互が接着または付着されて
構造部分相互間に界面が存在し、この界面における接着
・付着状態が経時変化などにより悪化し、複合構造物と
して全体の強度低下を引き起こす恐れがあるので、接着
・付着状態を検査する必要がある。

【０００４】従来の検査方法としては、例えば、超音波
や遠赤外線を利用した非破壊検査法、あるいは単に目視
や打音による診断を行う方法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来の方法では、目視や打音検査については、計測
精度に自ずと限界があり、超音波や遠赤外線による非破
壊検査法については、非実用性などの問題がある。ま
た、接着・付着状態を検査する時期が、例えば定期的に
行うなど、限られたものになるのが現実で、接着・付着
状態に対し、常時監視ができず、接着・付着状態の悪化
をリアルタイムに検知できないものとなっている。特
に、目視検査の場合には、作業者の熟練が必要になるこ
とから正確さを欠くこともあり、信頼性の点で不充分な
ものとなっている。また、定期的に振動付与作業や、目
視作業を行う必要があることから、極めて効率の悪い作
業であると言える。

【０００６】そこで、この発明は、複合構造物の各構造
部分相互の接着・付着状態を、効率よく高精度に、常時
監視できるようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複合構造物の互いに接着・付着
されている構造部分の接着・付着状態を検知するための
複合構造物の剥離検知方法において、前記複合構造物の
接着・付着界面付近の両側に光ファイバを施設し、この
光ファイバの各構造部分に対する施設部位の歪みをそれ
ぞれ計測することで、前記構造部分相互の剥離を検知す
る方法としてある。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明の剥離
検知方法において、接着・付着界面付近の両側に施設し
ている光ファイバの歪みをそれぞれ計測し、この各計測
値相互の差または計測値の分布状況に基づいて、構造部
分相互の剥離を検知する方法としてある。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の剥離検知方法において、光ファイバは、各構造部分
に対し、接着・付着部に沿って互いに並行して施設さ
れ、所定位置の接着・付着部近傍の前記各構造部分への
光ファイバの施設部位の歪みをそれぞれ計測する方法と
してある。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかの発明の剥離検知方法において、光ファイバ内に
所定長のパルス信号からなる測定光を入射させ、この入
射した測定光のパルス長に対応した前記光ファイバの被
測定長部分での反射光の周波数分布を解析することで、
前記被測定長部分の歪みを計測する方法としてある。

【００１１】請求項５の発明は、請求項４の発明の剥離
検知方法において、各構造部分に局所測定長領域をそれ
ぞれ設定し、この局所測定長領域に施設される光ファイ
バの被測定長部分の長さを、歪み計測器の最小距離分解
能より長く設定した方法としてある。

【００１２】請求項６の発明は、請求項４または５の発
明の剥離検知方法において、光ファイバにおける相互に
隣接する被測定長部分相互間に、各構造部分の歪みの影
響を受けないよう施設されるフリー部分を設ける方法と
してある。

【００１３】請求項７の発明は、請求項４ないし６のい
ずれかの発明の剥離検知方法において、光ファイバは、
被測定長部分の両端が、各構造部分に対して固定されて
いる方法としてある。

【００１４】請求項８の発明は、複合構造物の互いに接
着・付着されている構造部分の接着・付着状態を検知す
るための複合構造物の剥離検知装置において、前記複合
構造物の接着・付着界面付近の両側に施設した光ファイ
バと、この光ファイバの各構造部分に対する施設部位の
歪みをそれぞれ計測する歪み計測器と、この歪み計測器
により計測した各歪み計測値相互の比較または計測値の
分布状況から前記接着・付着状態の良否を判断する剥離
判断手段とを有する構成としてある。

【００１５】請求項９の発明は、請求項８の発明の構成
において、歪み計測器は、光ファイバ内に所定長のパル
ス信号からなる測定光を入射させ、この入射した測定光
のパルス長に対応した前記光ファイバの被測定長部分で
の反射光の周波数分布を解析することで、前記被測定長
部分の歪みを計測する構成としてある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１７】図１は、この発明の実施の一形態に係わる
複合構造物の剥離検知装置の簡略化した全体構成図で、
図２は、図１の拡大されたＡ−Ａ断面図である。複合構
造物を構成する一方の構造部分となるコンクリート１の
下面には、前記複合構造物を構成する他方の構造部分と
なるＦＲＰ３が、接着剤５によって接着されてコンクリ
ート１の補強がなされている。

【００１８】コンクリート１の接着剤５側の幅方向（図
２中で左右方向）ほぼ中央には、図１中で左右方向に延
長される溝１ａが形成され、この溝１ａ内に、光ファイ
バ７がコンクリート１に対して接着などにより固定され
た状態で収容され、その一端は、図１中で左方向に引き
出されて歪み計測器９に接続されている。光ファイバ７
の他端側は、コンクリート１から外部に引き出され、Ｆ
ＲＰ３の接着剤５と反対側の表面に、前記溝１ａに沿っ
た状態で接着などにより固定されている。

【００１９】光ファイバ７のコンクリート１に固定され
た部位をコンクリート側センサ部７ａとし、ＦＲＰ３に
固定された部位をＦＲＰ側センサ部７ｂとする。この各
センサ部７ａ，７ｂは、コンクリート１とＦＲＰ３との
接着部に沿って互いに並行に配置されたものとなってい
る。

【００２０】歪み計測器９には、剥離判断手段としての
剥離検知器１０が接続されている。剥離検知器１０は、
歪み計測器９が計測した歪み値に基づいて、コンクリー
ト１とＦＲＰ３との接着状態の良否を判断する。

【００２１】歪み計測器９は、光ファイバ７内に、所定
長のパルス信号からなる測定光であるパルス光Ｐを入射
させ、この入射したパルス光Ｐのパルス長に対応した光
ファイバ７の、所定の被測定長部分での反射光の周波数
分布を解析することにより、光ファイバ７における被測
定長部分の歪みを計測する。

【００２２】次に、上記した光ファイバ７における被測
定長部分に対する歪み計測方法の原理を説明する。

【００２３】図３は、光ファイバ内における入射光に対
する散乱光（反射光）の代表的なスペクトラムを示して
いる。このうちブリルアン散乱光は、単色性（コヒーレ
ンシー）が高い入射光が媒体中に生じる音波と相互作用
し、媒質固有の周波数だけずれるもので、この現象は、
ブリルアン周波数シフトと呼ばれている。

【００２４】上記したブリルアン周波数シフトは、温度
による変化量が、歪みによる変化量に対して極めて少な
い（０．００２％／℃）ため、歪みによるブリルアン周
波数シフトの変化量を計測するうえで、温度変化が小さ
い場合（５℃）には、温度の影響を無視することができ
る。このため、ブリルアン周波数シフトの変化量を求め
ることにより、光ファイバに発生した歪みを計測するこ
とが可能となる。仮に、温度変化が大きい場合であって
も、あらかじめ温度変化による歪みを計測しておくこと
で、温度の影響を補正することができるので、実用上は
問題ない。

【００２５】光ファイバ中のブリルアン散乱は、レーリ
ー散乱と比べて約２桁程度微弱なため、コヒーレント検
波技術、光周波数変換技術を採用した歪み計測器９が採
用されている。

【００２６】図４は、上記した歪み計測器９の基本構成
のブロック図である。光源１１から発光した光周波数ν
の連続光（信号光）は、光周波数変換器１３によりΔν
の周波数シフトを受け、光パルス変調器１５でパルス変
調され、光周波数ν＋Δνのパルス光Ｐとして光ファイ
バ７の片端から入射される。パルス光Ｐの入射により、
光ファイバ７の中で生じる後方散乱光の一つであるブリ
ルアン散乱光Ｂが発生し、このブリルアン散乱光Ｂと参
照光とが、高感度測定が可能なコヒーレント光受信器１
７に入力される。コヒーレント光受信器１７では、受信
信号であるブリルアン散乱光Ｂと参照光との周波数差を
小さく制御する必要がある。ブリルアン散乱光Ｂは、発
生過程で周波数がシフトするため、あらかじめ光周波数
変換器１３を用いて信号光の周波数をシフトしている。

【００２７】上記したブリルアン散乱光Ｂは、光波と光
ファイバ７中の音波との相互作用により誘起されて光周
波数が下方にシフトされ、このときのブリルアン散乱光
Ｂの周波数シフト分布から光ファイバ７の歪み分布を測
定する。

【００２８】図５は、ブリルアン散乱光の光周波数分布
を示している。実線ａが歪みなしの波形で破線ｂが歪み
ありの波形である。歪み量は、その周波数シフト量（ｆ
2−ｆ1）に比例することから、このシフト量を計測する
ことによって得ることができる。光ファイバ７内での計
測位置（前述した所定の被測定長部分に相当）は、パル
ス光Ｐを光ファイバ７に入射してからその散乱光が観測
されるまでの時間を計ることによって求めることができ
る。

【００２９】図６は、得られたブリルアン散乱光の波形
図である。光ファイバ７における位置Ｚ1からＺ2にわた
る歪み発生部分Ｚにおいて、ｆ1からｆ2に周波数シフト
しているのがわかる。このときの歪みεは周波数シフト
量に比例している。

【００３０】上記した歪み計測器９を用いて光ファイバ
７の歪みの計測をするが、このとき、コンクリート１と
ＦＲＰ３とが接着されている、図１中で左右方向の領域
Ｈにおいて、コンクリート側センサ部７ａおよびＦＲＰ
側センサ部７ｂの図１中で左右方向の同一部位について
歪みの計測をそれぞれ行う。そして、剥離検知器１０
が、各センサ部７ａ，７ｂの計測値相互の差を算出し、
その差が、あらかじめ設定した所定値以上となった場合
に、コンクリート１とＦＲＰ３との接着状態が不良であ
るとして、剥離が発生したと判断する。なお、上記した
計測値相互の差に代えて、計測値の分布状況によっても
剥離の判断が可能である。

【００３１】光ファイバ７に対する歪みの計測は、前述
したように、パルス光Ｐが光ファイバ７に入射してから
その散乱光が観測されるまでの時間を計ることによって
求めることができることから、光ファイバ７のコンクリ
ート１およびＦＲＰ３に対する施設領域Ｈの範囲におけ
る任意の位置で可能でありかつ、光ファイバ７の施設位
置に沿って連続して可能である。

【００３２】図７は、コンクリート１を左右の２カ所の
支持部１９，２１にて支持し、各支持部１９，２１相互
間の中央部にて荷重Ｔをコンクリート１に対して付加す
る実験装置である。図７（ａ）は剥離が発生していない
状態であり、図７（ｂ）は剥離が発生している状態であ
る。なお、図７では接着剤５を省略してある。

【００３３】ここで、計測した光ファイバ７の歪みε
は、被測定長部分の長さをＬ、この長さＬにおける伸び
もしくは縮みをΔＬとすると、ΔＬ／Ｌに等しいものと
する。つまりε＝ΔＬ／Ｌである。そして、コンクリー
ト側センサ部７ａの歪み計測値をε_Ｃ、ＦＲＰ側センサ
部７ｂによる歪み計測値をε_Ｆとすると、図７（ａ）で
は、剥離が発生していないことから、コンクリート１と
ＦＲＰ３の変形量がほぼ等しいので、ε_Ｃ＝εであり、
図７（ｂ）では、剥離の発生によりＦＲＰ３の変形がコ
ンクリート１の変形より大きくなっているので、ε_Ｃ＜
ε_Ｆである。また、ここでの図１における施設領域Ｈに
相当する光ファイバ７の歪み計測長さは、１８０ｃｍで
ある。

【００３４】図８は、図７にて荷重Ｔを付加した中央部
位の歪みε_Ｃおよびε_Ｆを計測し、この歪みの差Ｑ＝ε
_Ｆ−ε_Ｃと、荷重Ｔ（ＫＮ）と関係を示している。これ
によれば、荷重Ｔ＝８０ＫＮが付加されたＢ点からＣ点
との間で、歪みの差Ｑの変化が大きくなっている。上記
Ｂ点で、接着剤５にひび割れが発生し、これを起点とし
て剥離が発生した。

【００３５】荷重Ｔを１１０ＫＮまで上昇させたＤ点と
Ｅ点との間での歪みの差Ｑの変化はさらに大きくなって
おり、このＤ点で剥離の進展がみられた。荷重Ｔをさら
に上昇させ、荷重Ｔ＝１２８ＫＮが付加されているＧ点
とその前のＦ点との間での歪みの差Ｑの変化はさらに大
きくなっており、このＧ点で最終的な剥離破壊を生じ
た。破壊直前に計測した荷重Ｔ＝１２７．６ＫＮで、最
終剥離が発生したと思われる。

【００３６】図９は、光ファイバ７における上記１８０
ｃｍの歪み計測長さでの各部（０〜１８０ｃｍのうちの
適宜部位）の歪みの差Ｑを、各荷重について示してい
る。これによれば、荷重Ｔが付加される中央部Ｓ付近の
歪みの差Ｑが大きく、この部位で剥離が発生しているこ
とになる。また、図８における最終的な剥離が発生した
と思われる荷重Ｔ＝１２７．６ＫＮによるデータ線Ｒに
ついては、中央部Ｓより左側の８０ｃｍの部位が最大と
なっている。

【００３７】このような剥離検知装置を用いた剥離検知
方法によれば、歪み計測器９からパルス光Ｐを常時出力
するようにすれば、コンクリート１とＦＲＰ３との接着
状態を常時監視することができて接着状態の悪化をリア
ルタイムに検知でき、信頼性の向上が得られ、極めて実
用的であると言える。また、従来のように定期的に振動
付与作業や、目視作業を行う必要がないので、効率よく
かつ高精度に剥離検知を行うことができる。

【００３８】なお、光ファイバ７に対する歪みの計測
は、光ファイバ７のコンクリート１およびＦＲＰ３への
施設領域Ｈの全長にわたり行ってもよいが、剥離が発生
しやすい部位、換言すれば剥離が発生すると予想される
部位のみを局所的に計測するようにしてもよい。剥離が
発生しやすい部位としては、例えば、図１中で施設領域
Ｈにおける左右両端部であり、この左右両端部の歪み
を、特により狭い範囲、例えば約２０ｃｍの範囲を計測
することで、剥離検知をより直接的に検知することがで
きる。

【００３９】また、光ファイバ７は、コンクリート１お
よびＦＲＰ３に対し、その全長にわたり接着固定しても
よいが、図１０に示すように、所定間隔、例えば２０ｃ
ｍ程度の局所測定長領域となる間隔Ｍをおいて接着部２
３を設け、部分的に接着したほうが、計測安定性および
精度の面で有利となる。これは、複合構造物を構成する
構造部分、特に各種の結合材および骨材を含んでいるコ
ンクリート１などでは、内部の構造が不均一であり、こ
のため全長を接着すると、不均一構造の影響を受けて計
測精度が不安定となり、剥離検知を精度よく行えないか
らである。

【００４０】図１０のように光ファイバ７を部分的に接
着する場合には、図１０のＢ−Ｂ断面図である図１１に
示すように、コンクリート１側については、特に接着剤
５に接触しないように、溝１ａを図２に示したものより
大きくする必要がある。なお、図１１において光ファイ
バ７は、溝１ａの左右の側壁に対しては強く拘束されな
い程度であれば接触していても構わない。

【００４１】また、上記した光ファイバ７の部分的な接
着法を実現する手段として、図１２に示すように、光フ
ァイバ７を構成する素線２５と被覆２７と間に隙間を形
成し、前記所定の間隔Ｍをおいて接着部２９により素線
２５と被覆２７とを固定する方法がある。この場合の光
ファイバ７の外周は、コンクリート１側については、図
２の場合と同様に、全長にわたり接着剤などにより固定
する。

【００４２】なお、素線２５と被覆２７とが密着固定さ
れている通常の光ファイバ７を、例えばビニールチュー
ブなどに挿入し、このビニールチューブと光ファイバ７
とを所定の間隔Ｍをおいて接着部２９により部分的に接
着固定するようにしてもよい。

【００４３】図１３は、間隔Ｍに相当する局所測定長領
域の測定データが、隣接する局所測定長領域の測定デー
タの影響を受けないようにした例を示している。すなわ
ち、間隔Ｍにおいて、光ファイバ７を施設し、間隔Ｍ相
互間の光ファイバ７に、フリー部分７ｄを設けて、間隔
Ｍ相互間にある程度の距離（例えば、後述する最小距離
分解能が１ｍの場合は、１ｍ以上）を確保するとよい。
フリー部分７ｃは、コンクリート１およびＦＲＰ３に、
適宜収容凹部を設けるなどして固定せず、これによりフ
リー部分７ｃが検知する歪み値は零として扱え、このた
め隣接する局所測定長領域の歪み検知を明確に識別で
き、計測精度をより向上させることができる。

【００４４】上記図１３において、間隔Ｍにおける光フ
ァイバ７の施設方法は、その全長にわたり接着固定して
もよく、前記図１０に示したように両端を接着固定する
部分的な接着固定でもよい。部分接着の場合は、図１２
に示したような光ファイバ７を使用してもよい。

【００４５】ところで、前述したような歪み計測器９
は、歪み計測可能領域、すなわち最小距離分解能があ
り、これが例えば１ｍであるとすると、１ｍ未満の領域
での計測結果は精度および安定性が不充分となる。この
ような場合、図１０で説明したような２０ｃｍの間隔Ｍ
を局所測定長領域とした場合、それと同長の光ファイバ
によって計測するのでは充分な結果が得られない。

【００４６】そこで、図１４に示すように、コンクリー
ト１およびＦＲＰ３に対し、局所測定長領域（間隔Ｍ）
における光ファイバ７の被測定長部分の長さが１ｍとな
るようにループ部７ｄを設け、その全長をコンクリート
１およびＦＲＰ３に接着固定する。すなわち、局所測定
長領域に施設される光ファイバ７の被測定長部分の長さ
が、局所測定長領域より長く設定されることになる。こ
れにより、１ｍの最小距離分解能の範囲内での計測が可
能となり、極めて高精度に歪み計測を行うことができ
る。

【００４７】上記図１４においては、局所測定長領域に
施設される光ファイバ７の全長をコンクリート１および
ＦＲＰ３に接着固定したが、前記図１２に示したように
素線２５と被覆２７とを部分的に接着固定した光ファイ
バ７を使用し、これを間隔Ｍ（局所測定長領域）におい
てループ部７ｄを設けてコンクリート１およびＦＲＰ３
に接着固定してもよい。これにより、前記図１０に示し
た部分的な接着による利点が得られる。

【００４８】また、図１４の例においても、図１３の例
と同様に、相互に隣接する間隔Ｍ相互間の光ファイバ７
に、フリー部分７ｃを設け、隣接する間隔Ｍ相互間の測
定データが、互いに影響を及ぼさないようにしてもよ
い。

【００４９】なお、複合構造物としては、コンクリート
１にＦＲＰ３を接着剤５にて接着したもののほかに、Ｆ
ＲＰ３の代わりに鋼板を接着したものでもよく、また鉄
骨コンクリート構造のように接着剤を用いずに硬化前の
コンクリートの付着力によりＦＲＰや鋼板をコンクリー
トに付着させたもの、あるいは相互間の打継面を界面と
してコンクリート同士を付着させたものなどでもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、複合構造物の互いに接着・付着されている
複数の構造部分の接着・付着状態を、各構造部分に施設
した光ファイバの歪みをそれぞれ計測することで、検知
するようにしたので、光ファイバに入射した測定光の反
射光の周波数分析によって歪み計測を行うことができ、
構造部分相互の接着・付着状態を検知するにあたり、従
来のように構造部分に対して振動を付与したり、目視に
よるなどの煩雑な作業が不要となり、高精度に常時監視
を行うことができ、実用性を確保することができる。

【００５１】請求項２の発明によれば、光ファイバの各
構造部分に対する施設部位の歪みをそれぞれ計測し、こ
の各計測値相互の差または計測値の分布状況に基づい
て、構造部分相互の剥離を検知するようにしたので、剥
離検知を確実に行うことができる。

【００５２】請求項３の発明によれば、光ファイバは、
各構造部分に対し、接着・付着部に沿って互いに並行し
て施設され、所定位置の接着・付着部近傍の各構造部分
への光ファイバの施設部位の歪みをそれぞれ計測するよ
うにしたので、剥離発生による歪み計測値に、より顕著
な相異が生じ、剥離検知をより確実に行うことができ
る。

【００５３】請求項４の発明によれば、光ファイバ内に
所定長のパルス信号からなる測定光を入射させ、この入
射した測定光のパルス長に対応した光ファイバの被測定
長部分での反射光の周波数分布を解析することで、被測
定長部分の歪みを計測するようにしたので、剥離検知す
るにあたり、従来のように構造部分に対して振動を付与
したり、目視によるなどの煩雑な作業が不要となり、高
精度に常時監視を行うことができ、実用性を確保するこ
とができる。

【００５４】請求項５の発明によれば、各構造部分に局
所測定長領域をそれぞれ設定し、この局所測定長領域に
施設される光ファイバの被測定長部分の長さを、歪み計
測器として必要な最小距離分解能より長く設定すること
で、歪み計測をより高精度かつ安定的に行うことができ
る。

【００５５】請求項６の発明によれば、光ファイバにお
ける相互に隣接する被測定長部分相互間に、各構造部分
の歪みの影響を受けないよう施設されるフリー部分を設
けたので、隣接する被測定長部分の測定データが互いに
影響を受けず、歪み検知を明確に識別でき、計測精度を
より向上させることができる。

【００５６】請求項７の発明によれば、光ファイバは、
被測定長部分の両端が、各構造部分に対して固定されて
いるので、構造部分の内部が不均一となっているような
場合でも、この不均一構造の影響を受けることなく、歪
み計測を高精度に行うことができる。

【００５７】請求項８の発明によれば、複合構造物の互
いに接着・付着されている複数の構造部分の接着・付着
状態を検知する剥離検知装置において、複合構造物の接
着・付着界面付近の両側に施設した光ファイバと、この
光ファイバの各構造部分に対する施設部位の歪みをそれ
ぞれ計測する歪み計測器と、この歪み計測器により計測
した各歪み計測値相互の比較または計測値の分布状況か
ら前記接着・付着状態の良否を判断する剥離判断手段と
を有する構成としたので、光ファイバに入射した測定光
の反射光の周波数分析によって歪み計測を行うことがで
き、構造部分相互の接着・付着状態を検知するにあた
り、従来のように構造物に対して振動を付与したり、目
視によるなどの煩雑な作業が不要となり、高精度に常時
監視を行うことができ、実用性を確保することができ
る。

【００５８】請求項９の発明によれば、歪み計測器は、
光ファイバ内に所定長のパルス信号からなる測定光を入
射させ、この入射した測定光のパルス長に対応した前記
光ファイバの被測定長部分での反射光の周波数分布を解
析することで、前記被測定長部分の歪みを計測するよう
にしたので、剥離検知するにあたり、従来のように構造
部分に対して振動を付与したり、目視によるなどの煩雑
な作業が不要となり、高精度に常時監視を行うことがで
き、実用性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に係わる複合構造物の
剥離検知装置の簡略化した全体構成図である。

【図２】図１の拡大されたＡ−Ａ断面図である。

【図３】光ファイバ内における入射光に対する散乱光の
代表的なスペクトラム特性図である。

【図４】歪み計測器の基本構成を示すブロック図であ
る。

【図５】ブリルアン散乱光の光周波数分布特性図であ
る。

【図６】ブリルアン散乱光の波形図である。

【図７】コンクリートに対し、左右の２カ所の支持部相
互間の中央部にて荷重を付加した状態を示す説明図で、
（ａ）は剥離が発生していない状態、（ｂ）は剥離が発
生している状態である。

【図８】図７にて荷重を付加した中央部位における、コ
ンクリートおよびＦＲＰに接着した各光ファイバの歪み
計測値相互の差と荷重との相関図である。

【図９】図７にて荷重を付加した際の、光ファイバの長
さ方向各部における歪み計測値の差と各荷重との相関図
である。

【図１０】光ファイバを構造部分に対して所定間隔をお
いて部分的に接着した場合の説明図である。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。

【図１２】光ファイバを、その構造を変更して構造部分
に対し部分的に接着する例を示す光ファイバの断面図で
ある。

【図１３】隣接する局所測定長領域の測定データが互い
に影響を受けないようにした場合の光ファイバの構造部
分への施設状態を示す説明図である。

【図１４】局所測定長領域における光ファイバにループ
部を設けた場合の光ファイバの構造部分への施設状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１コンクリート（構造部分）３ＦＲＰ（構造部分）７光ファイバ７ｃフリー部分７ｄループ部９歪み計測器１０剥離検知器（剥離判断手段）Ｐパルス光（測定光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀内辰夫東京都中央区日本橋浜町２−31−１エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA65 FF41 LL02 NN08 QQ44 2G086 DD05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複合構造物の互いに接着・付着されてい
る構造部分の接着・付着状態を検知するための複合構造
物の剥離検知方法において、前記複合構造物の接着・付
着界面付近の両側に光ファイバを施設し、この光ファイ
バの各構造部分に対する施設部位の歪みをそれぞれ計測
することで、前記構造部分相互の剥離を検知することを
特徴とする複合構造物の剥離検知方法。
【請求項２】接着・付着界面付近の両側に施設してい
る光ファイバの歪みをそれぞれ計測し、この各計測値相
互の差または計測値の分布状況に基づいて、構造部分相
互の剥離を検知することを特徴とする請求項１記載の複
合構造物の剥離検知方法。
【請求項３】光ファイバは、各構造部分に対し、接着
・付着部に沿って互いに並行して施設され、所定位置の
接着・付着部近傍の前記各構造部分への光ファイバの施
設部位の歪みをそれぞれ計測することを特徴とする請求
項１または２記載の複合構造物の剥離検知方法。
【請求項４】光ファイバ内に所定長のパルス信号から
なる測定光を入射させ、この入射した測定光のパルス長
に対応した前記光ファイバの被測定長部分での反射光の
周波数分布を解析することで、前記被測定長部分の歪み
を計測することを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
かに記載の複合構造物の剥離検知方法。
【請求項５】各構造部分に局所測定長領域をそれぞれ
設定し、この局所測定長領域に施設される光ファイバの
被測定長部分の長さを、歪み計測器の最小距離分解能よ
り長く設定したことを特徴とする請求項４記載の複合構
造物の剥離検知方法。
【請求項６】光ファイバにおける相互に隣接する被測
定長部分相互間に、各構造部分の歪みの影響を受けない
よう施設されるフリー部分を設けたことを特徴とする請
求項４または５記載の複合構造物の剥離検知方法。
【請求項７】光ファイバは、被測定長部分の両端が、
各構造部分に対して固定されていることを特徴とする請
求項４ないし６のいずれかに記載の複合構造物の剥離検
知方法。
【請求項８】複合構造物の互いに接着・付着されてい
る構造部分の接着・付着状態を検知するための複合構造
物の剥離検知装置において、前記複合構造物の接着・付
着界面付近の両側に施設した光ファイバと、この光ファ
イバの各構造部分に対する施設部位の歪みをそれぞれ計
測する歪み計測器と、この歪み計測器により計測した各
歪み計測値相互の比較または計測値の分布状況から前記
接着・付着状態の良否を判断する剥離判断手段とを有す
ることを特徴とする複合構造物の剥離検知装置。
【請求項９】歪み計測器は、光ファイバ内に所定長の
パルス信号からなる測定光を入射させ、この入射した測
定光のパルス長に対応した前記光ファイバの被測定長部
分での反射光の周波数分布を解析することで、前記被測
定長部分の歪みを計測することを特徴とする請求項８記
載の複合構造物の剥離検知装置。