JP2002090233A - 橋梁の歪み分布計測方法 - Google Patents
橋梁の歪み分布計測方法Info
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- JP2002090233A JP2002090233A JP2000278019A JP2000278019A JP2002090233A JP 2002090233 A JP2002090233 A JP 2002090233A JP 2000278019 A JP2000278019 A JP 2000278019A JP 2000278019 A JP2000278019 A JP 2000278019A JP 2002090233 A JP2002090233 A JP 2002090233A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点計測から連続計測へ、さらに長期モニタリ
ングを可能に橋梁の歪み分布を計測できるようにした橋
梁の歪み分布計測方法を提供することにある。 【解決手段】 一端から他端までの全長の桁７、９、１
１の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部を有した橋梁１の歪
み分布を計測する際、前記各継ぎ部に光ファイバ１５を
敷設しないで無張力の状態にたるませておき、前記各継
ぎ部以外の一端から他端までの全長の桁７、９、１１に
一定の張力を与えながら光ファイバ１５を敷設した状態
で、前記光ファイバの一端に歪・損失統合型光パルス試
験器を接続し、光ファイバ１５中おけるブリルアン散乱
光を基にして光ファイバ１５に生ずる長さ方向の歪みを
前記歪・損失統合型光パルス試験器１７で計測すること
により、橋梁１の歪み分布を計測すること特徴とする。
ングを可能に橋梁の歪み分布を計測できるようにした橋
梁の歪み分布計測方法を提供することにある。 【解決手段】 一端から他端までの全長の桁７、９、１
１の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部を有した橋梁１の歪
み分布を計測する際、前記各継ぎ部に光ファイバ１５を
敷設しないで無張力の状態にたるませておき、前記各継
ぎ部以外の一端から他端までの全長の桁７、９、１１に
一定の張力を与えながら光ファイバ１５を敷設した状態
で、前記光ファイバの一端に歪・損失統合型光パルス試
験器を接続し、光ファイバ１５中おけるブリルアン散乱
光を基にして光ファイバ１５に生ずる長さ方向の歪みを
前記歪・損失統合型光パルス試験器１７で計測すること
により、橋梁１の歪み分布を計測すること特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて橋梁の歪み分布を計測する橋梁の歪み分布計測方法
に関する。
いて橋梁の歪み分布を計測する橋梁の歪み分布計測方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】静的載荷試験とは、構造物、部材、地盤
や杭に荷重を加えて、荷重（応力度）と変形（歪み）と
の関係を求める試験である。試験方法は、静止した載荷
荷重を載せて荷重（応力度）と変形（歪み）との関係を
調べる静的載荷試験と、変動する荷重や載荷位置に対し
て構造物の振動特性を調べる動的載荷試験とがある。
や杭に荷重を加えて、荷重（応力度）と変形（歪み）と
の関係を求める試験である。試験方法は、静止した載荷
荷重を載せて荷重（応力度）と変形（歪み）との関係を
調べる静的載荷試験と、変動する荷重や載荷位置に対し
て構造物の振動特性を調べる動的載荷試験とがある。
【０００３】そして、橋梁の載荷試検は、建設当初の荷
重規模より大きな車両を載せる場合の検証や、経年の劣
化が激しくて、橋梁の耐荷力が建設当時の条件を満足し
ているかなどを判断するために実施する静的載荷試験が
多い。
重規模より大きな車両を載せる場合の検証や、経年の劣
化が激しくて、橋梁の耐荷力が建設当時の条件を満足し
ているかなどを判断するために実施する静的載荷試験が
多い。
【０００４】従来の橋梁の静的載荷試験は、主要部材で
ある桁に変位計を取付け、この変位計によりたわみを計
測したり、桁の歪みを電気抵抗の変化を利用したストレ
ーンゲージを使い計測することが多い。荷重としては、
設計荷重を再現するような大きな車両を使うケースは少
なく、採石や鉄板を載せた車両を使う。載荷位置や載荷
荷重を変えて数ケースを得られる変位、歪みを計算値と
比較し耐荷力を評価するものである。
ある桁に変位計を取付け、この変位計によりたわみを計
測したり、桁の歪みを電気抵抗の変化を利用したストレ
ーンゲージを使い計測することが多い。荷重としては、
設計荷重を再現するような大きな車両を使うケースは少
なく、採石や鉄板を載せた車両を使う。載荷位置や載荷
荷重を変えて数ケースを得られる変位、歪みを計算値と
比較し耐荷力を評価するものである。
【０００５】橋梁の桁の設計は、桁の自重の他に床版、
高欄、塗装などの死荷重がかかることによる曲げモーメ
ントによる応力度と、車両や人間による活荷重による曲
げモーメントによる応力度の合計が、桁の許容値に下回
るように計画されている。設計は応力度と歪みに比例関
係が成立する弾性領域で計画されているため、桁の歪み
が計測できると、比例定数（ヤング率）を掛けると、応
力度が推定できる。
高欄、塗装などの死荷重がかかることによる曲げモーメ
ントによる応力度と、車両や人間による活荷重による曲
げモーメントによる応力度の合計が、桁の許容値に下回
るように計画されている。設計は応力度と歪みに比例関
係が成立する弾性領域で計画されているため、桁の歪み
が計測できると、比例定数（ヤング率）を掛けると、応
力度が推定できる。
【０００６】σ＝Ｍ／Ｚ＝Ｅ＊ε （但し、σ：応力度、Ｍ：曲げモーメント、Ｚ：桁の断
面係数、Ｅ：ヤング率、ε：歪み）
面係数、Ｅ：ヤング率、ε：歪み）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスト
レーンゲージにより歪みを計測する方法では、点的計測
により橋梁全体の歪みの代表的な値を計測している例が
多く、連続的計測では多くのセンサを必要とし、さらに
継続的計測ではセンサの耐久性に問題が多く、計測維持
管理に課題が多かった。
レーンゲージにより歪みを計測する方法では、点的計測
により橋梁全体の歪みの代表的な値を計測している例が
多く、連続的計測では多くのセンサを必要とし、さらに
継続的計測ではセンサの耐久性に問題が多く、計測維持
管理に課題が多かった。
【０００８】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、点計測から連続計測へ、さ
らに長期モニタリングを可能に橋梁の歪み分布を計測で
きるようにした橋梁の歪み分布計測方法を提供すること
にある。
されたもので、その目的は、点計測から連続計測へ、さ
らに長期モニタリングを可能に橋梁の歪み分布を計測で
きるようにした橋梁の歪み分布計測方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の橋梁の歪み分布計測方法
は、一端から他端までの全長の桁の間に適宜な間隔で複
数の継ぎ部を有した橋梁の歪み分布を計測する際、前記
各継ぎ部に光ファイバを敷設しないで無張力の状態にた
るませておき、前記各継ぎ部以外の一端から他端までの
全長の桁に一定の張力を与えながら光ファイバを敷設し
た状態で、前記光ファイバの一端に歪・損失統合型光パ
ルス試験器を接続し、光ファイバ中おけるブリルアン散
乱光を基にして光ファイバに生ずる長さ方向の歪みを前
記歪・損失統合型光パルス試験器で計測することによ
り、橋梁の歪み分布を計測すること特徴とするものであ
る。
に請求項１によるこの発明の橋梁の歪み分布計測方法
は、一端から他端までの全長の桁の間に適宜な間隔で複
数の継ぎ部を有した橋梁の歪み分布を計測する際、前記
各継ぎ部に光ファイバを敷設しないで無張力の状態にた
るませておき、前記各継ぎ部以外の一端から他端までの
全長の桁に一定の張力を与えながら光ファイバを敷設し
た状態で、前記光ファイバの一端に歪・損失統合型光パ
ルス試験器を接続し、光ファイバ中おけるブリルアン散
乱光を基にして光ファイバに生ずる長さ方向の歪みを前
記歪・損失統合型光パルス試験器で計測することによ
り、橋梁の歪み分布を計測すること特徴とするものであ
る。
【００１０】したがって、一端から他端までの全長の桁
の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部を有した橋梁の歪み分
布を計測する際には、前記各継ぎ部に光ファイバを敷設
しないで無張力の状態にたるませておき、前記各継ぎ部
以外の一端から他端までの全長の桁に一定の張力を与え
ながら光ファイバを敷設した状態とする。次いで、前記
光ファイバの一端に歪・損失統合型光パルス試験器を接
続し、光ファイバ中おけるブリルアン散乱光を基にして
光ファイバに生ずる長さ方向の歪みが前記歪・損失統合
型光パルス試験器で計測されて、橋梁の歪み分布が正確
に計測され、しかも連続的に長期モニタリングされる。
の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部を有した橋梁の歪み分
布を計測する際には、前記各継ぎ部に光ファイバを敷設
しないで無張力の状態にたるませておき、前記各継ぎ部
以外の一端から他端までの全長の桁に一定の張力を与え
ながら光ファイバを敷設した状態とする。次いで、前記
光ファイバの一端に歪・損失統合型光パルス試験器を接
続し、光ファイバ中おけるブリルアン散乱光を基にして
光ファイバに生ずる長さ方向の歪みが前記歪・損失統合
型光パルス試験器で計測されて、橋梁の歪み分布が正確
に計測され、しかも連続的に長期モニタリングされる。
【００１１】請求項２によるこの発明の橋梁の歪み分布
計測方法は、請求項１記載の橋梁の歪み分布計測方法に
おいて、前記歪・損失統合型光パルス試験器で橋梁の無
荷重状態の初期歪みを計測した後、橋梁に設定荷重を載
荷した状態の歪みを計測し、設定荷重時の歪みと初期歪
みとの差から載荷による歪みを求めることを特徴とする
ものである。
計測方法は、請求項１記載の橋梁の歪み分布計測方法に
おいて、前記歪・損失統合型光パルス試験器で橋梁の無
荷重状態の初期歪みを計測した後、橋梁に設定荷重を載
荷した状態の歪みを計測し、設定荷重時の歪みと初期歪
みとの差から載荷による歪みを求めることを特徴とする
ものである。
【００１２】したがって、歪・損失統合型光パルス試験
器で橋梁の無荷重状態の初期歪みが計測された後、橋梁
に設定荷重を載荷した状態の歪みが計測される。この計
測された設定荷重時の歪みと初期歪みとの差から載荷に
よる歪みが正確に計測され、しかも連続的に長期モニタ
リングされる。
器で橋梁の無荷重状態の初期歪みが計測された後、橋梁
に設定荷重を載荷した状態の歪みが計測される。この計
測された設定荷重時の歪みと初期歪みとの差から載荷に
よる歪みが正確に計測され、しかも連続的に長期モニタ
リングされる。
【００１３】請求項３によるこの発明の橋梁の歪み分布
計測方法は、請求項１または２記載の橋梁の歪み分布計
測方法において、前記光ファイバの敷設は、前記各継ぎ
部間の光ファイバの両端を桁に両面テープにより仮止め
した後、各両面テープ間の光ファイバを前記桁に接着剤
で全面に接着せしめ、次いで、前記光ファイバを粘着テ
ープで貼ることを特徴とするものである。
計測方法は、請求項１または２記載の橋梁の歪み分布計
測方法において、前記光ファイバの敷設は、前記各継ぎ
部間の光ファイバの両端を桁に両面テープにより仮止め
した後、各両面テープ間の光ファイバを前記桁に接着剤
で全面に接着せしめ、次いで、前記光ファイバを粘着テ
ープで貼ることを特徴とするものである。
【００１４】したがって、各継ぎ部間の光ファイバの両
端が桁に両面テープにより仮止めされた後、各両面テー
プ間の光ファイバが前記桁に接着剤で全面に接着され
る。次いで、前記光ファイバが粘着テープで貼られるこ
とにより、光ファイバの敷設が簡単かつ容易に行われ
る。
端が桁に両面テープにより仮止めされた後、各両面テー
プ間の光ファイバが前記桁に接着剤で全面に接着され
る。次いで、前記光ファイバが粘着テープで貼られるこ
とにより、光ファイバの敷設が簡単かつ容易に行われ
る。
【００１５】請求項４によるこの発明の橋梁の歪み分布
計測方法は、請求項１、２または３記載の橋梁の歪み分
布計測方法において、前記光ファイバの敷設位置は、前
記桁の下フランジの上面または下面であることを特徴と
するものである。
計測方法は、請求項１、２または３記載の橋梁の歪み分
布計測方法において、前記光ファイバの敷設位置は、前
記桁の下フランジの上面または下面であることを特徴と
するものである。
【００１６】したがって、光ファイバが桁の下フランジ
の上面または下面の位置に簡単かつ容易に貼られて、載
荷による歪みが正確に計測され、しかも連続的に長期モ
ニタリングされる。
の上面または下面の位置に簡単かつ容易に貼られて、載
荷による歪みが正確に計測され、しかも連続的に長期モ
ニタリングされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００１８】図１を参照するに、例えば川Ｒ上に橋梁１
が立設されている。すなわち、川Ｒ上の例えば支柱３、
５が適宜な間隔で立設されており、この支柱３と支柱５
との間における上部には例えば桁７、９、１１が繋ぎ合
わせて設けられている。この桁７における例えば手前側
の一端（図１において右端）の図２に示されているよう
に、下フランジ１３の上面から桁７、９、１１の下フラ
ンジ１３の上面までに光ファイバ１５の一端が敷設され
ると共に光ファイバ１５の他端は歪・損失統合型光パル
ス試験器１７に接続されている。この歪・損失統合型光
パルス試験器１７にはコード１９の一端が接続されてい
ると共にコード１９の他端はプラグ２１に接続されてい
る。このプラグ２１にはコード２３の一端が接続されて
いると共にコード２３の他端は電源２５に接続されてい
る。この電源２５の一例として、光ファイバ１５が電磁
誘導やノイズに影響されないことから簡易型発電機（ガ
ソリンエンジン付き）を使用することも可能である。ま
た、前記歪・損失統合型光パルス試験器１７にはコード
２７の一端が接続されていると共にコード２７の他端は
出力手段としてのモニタ２９に接続されている。さら
に、モニタ２９にはコード３１の一端が接続されている
と共にコード３１の他端は前記プラグ２１に接続されて
いる。このプラグ２１には前記コード２３を介して前記
電源２５に接続されている。
が立設されている。すなわち、川Ｒ上の例えば支柱３、
５が適宜な間隔で立設されており、この支柱３と支柱５
との間における上部には例えば桁７、９、１１が繋ぎ合
わせて設けられている。この桁７における例えば手前側
の一端（図１において右端）の図２に示されているよう
に、下フランジ１３の上面から桁７、９、１１の下フラ
ンジ１３の上面までに光ファイバ１５の一端が敷設され
ると共に光ファイバ１５の他端は歪・損失統合型光パル
ス試験器１７に接続されている。この歪・損失統合型光
パルス試験器１７にはコード１９の一端が接続されてい
ると共にコード１９の他端はプラグ２１に接続されてい
る。このプラグ２１にはコード２３の一端が接続されて
いると共にコード２３の他端は電源２５に接続されてい
る。この電源２５の一例として、光ファイバ１５が電磁
誘導やノイズに影響されないことから簡易型発電機（ガ
ソリンエンジン付き）を使用することも可能である。ま
た、前記歪・損失統合型光パルス試験器１７にはコード
２７の一端が接続されていると共にコード２７の他端は
出力手段としてのモニタ２９に接続されている。さら
に、モニタ２９にはコード３１の一端が接続されている
と共にコード３１の他端は前記プラグ２１に接続されて
いる。このプラグ２１には前記コード２３を介して前記
電源２５に接続されている。
【００１９】前記桁７と桁９との繋ぎ部３３Ａ、桁９と
桁１１の繋ぎ部３３Ｂにおける光ファイバ１５は、例え
ば図１に示されているように、数ループのごとく無張力
の状態にたるませておくようにする。しかも、光ファイ
バ１５を例えば桁９における下フランジ１３の上面に敷
設する具体的例としては、図３に示されているように、
前記繋ぎ部３３Ａ、繋ぎ部３３Ｂのスプライスプレート
部３５上には光ファイバ１５を敷設せずに無張力の状態
にたるませておくようにし、そして、桁９における下フ
ランジ１３の上面すなわち、図３において左右端上には
両面テープ３７を張り付け、この両面テープ３７上に光
ファイバ１５を一定の張力を与えながら仮止めすべく張
り付ける。そして、この仮止めされた光ファイバ１５を
接着剤３９によって全面接着せしめ、次いで、粘着テー
プ４１を光ファイバ１５上に貼ることで、光ファイバ１
５が下フランジ１３の上面に簡単かつ容易に敷設せしめ
ることができる。しかも、光ファイバ１５の接着部分の
数カ所に熱電対温度センサを設置しておくことにより、
詳細を後述する歪み測定時の温度を測定し、データ解析
時に温度の影響を除くようにすることができる。
桁１１の繋ぎ部３３Ｂにおける光ファイバ１５は、例え
ば図１に示されているように、数ループのごとく無張力
の状態にたるませておくようにする。しかも、光ファイ
バ１５を例えば桁９における下フランジ１３の上面に敷
設する具体的例としては、図３に示されているように、
前記繋ぎ部３３Ａ、繋ぎ部３３Ｂのスプライスプレート
部３５上には光ファイバ１５を敷設せずに無張力の状態
にたるませておくようにし、そして、桁９における下フ
ランジ１３の上面すなわち、図３において左右端上には
両面テープ３７を張り付け、この両面テープ３７上に光
ファイバ１５を一定の張力を与えながら仮止めすべく張
り付ける。そして、この仮止めされた光ファイバ１５を
接着剤３９によって全面接着せしめ、次いで、粘着テー
プ４１を光ファイバ１５上に貼ることで、光ファイバ１
５が下フランジ１３の上面に簡単かつ容易に敷設せしめ
ることができる。しかも、光ファイバ１５の接着部分の
数カ所に熱電対温度センサを設置しておくことにより、
詳細を後述する歪み測定時の温度を測定し、データ解析
時に温度の影響を除くようにすることができる。
【００２０】前記歪・損失統合型光パルス試験器１７
は、ＯＴＤＲ（ＢｒｉｌｌoｕｉｎＯｐｔｉｃａｌ Ｔ
ｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）
とも呼ばれ、その原理について説明すると、光ファイバ
１５の長さ方向の歪み分布と光損失分布の両方を測定す
ることができるものであるが、本実施の形態では前者の
光ファイバ１５の長さ方向の歪み分布が関係するので、
その歪み分布の測定について説明する。
は、ＯＴＤＲ（ＢｒｉｌｌoｕｉｎＯｐｔｉｃａｌ Ｔ
ｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）
とも呼ばれ、その原理について説明すると、光ファイバ
１５の長さ方向の歪み分布と光損失分布の両方を測定す
ることができるものであるが、本実施の形態では前者の
光ファイバ１５の長さ方向の歪み分布が関係するので、
その歪み分布の測定について説明する。
【００２１】すなわち、光ファイバ１５中のブリルアン
散乱光は非常に微弱であることから、歪み分布を測定す
るために、ブリルアン散乱光を高感度に検出することが
できるコヒーレント検波（信号光と参照光とを干渉さ
せ、中間周波数帯の電気信号に変換する検波方法）が必
要となる。前記ブリルアン散乱光は、光ファイバ１５中
に入射された光が光ファイバ１５中を伝播する際に引き
起こす、周期的な光ファイバガラスの密度のゆらぎによ
る散乱光であるが、この密度のゆらぎも光ファイバ１５
中を伝播するため、光通信に使用される光ファイバ１５
では、ブリルアン散乱光の周波数は、ドップラー効果に
より、光源の波長が１．５５μｍの場合、低周波数側に
約１０ＧＨＺシフトするものである。
散乱光は非常に微弱であることから、歪み分布を測定す
るために、ブリルアン散乱光を高感度に検出することが
できるコヒーレント検波（信号光と参照光とを干渉さ
せ、中間周波数帯の電気信号に変換する検波方法）が必
要となる。前記ブリルアン散乱光は、光ファイバ１５中
に入射された光が光ファイバ１５中を伝播する際に引き
起こす、周期的な光ファイバガラスの密度のゆらぎによ
る散乱光であるが、この密度のゆらぎも光ファイバ１５
中を伝播するため、光通信に使用される光ファイバ１５
では、ブリルアン散乱光の周波数は、ドップラー効果に
より、光源の波長が１．５５μｍの場合、低周波数側に
約１０ＧＨＺシフトするものである。
【００２２】図４において、歪・損失統合型光パルス試
験器１７の検出部４３は、光源部４５、光合分波器４７
およびコヒーレント光受信器４９を備えており、光源部
４５におけるレーザ発振器５１からの出力光を光合分波
器５３によって、２つに分波し、その一方を光周波数変
換器５５、光パルス変調器５７を介してパルス光を作る
ための光源とし、他方をコヒーレント検波に使用する参
照光とする。
験器１７の検出部４３は、光源部４５、光合分波器４７
およびコヒーレント光受信器４９を備えており、光源部
４５におけるレーザ発振器５１からの出力光を光合分波
器５３によって、２つに分波し、その一方を光周波数変
換器５５、光パルス変調器５７を介してパルス光を作る
ための光源とし、他方をコヒーレント検波に使用する参
照光とする。
【００２３】パルス光は、光合分波器４７を介して光フ
ァイバ１５に入射され、光ファイバ１５中で発生する後
方ブリルアン散乱光は、光合分波器４７を介してコヒー
レント光受信器４９で受信される。ブリルアン散乱光の
周波数が、上述のように、入射パルス光の周波数よりも
約１０ＧＨＺ低いため、ブリルアン散乱光の周波数と入
射パルス光との差がほぼ等しくなるように、前記光周波
数変換器５５によって予め高周波数側に約１０ＧＨＺシ
フトさせたパルス光を光ファイバ１５に入射させる。こ
れにより、ブリルアン散乱光と参照光の周波数がほぼ等
しくなり、コヒーレント検波によりブリルアン散乱光を
高感度に検出することが可能となる。光周波数変換器５
５を用いて入射パルス光の周波数を変化させる毎にブリ
ルアン散乱光を測定し、光ファイバ１５の長さ方向の各
計測箇所においてブリルアン散乱光の強度が最大になる
周波数を測定し、光ファイバ１５の長さ方向の歪みを測
定することができるのである。
ァイバ１５に入射され、光ファイバ１５中で発生する後
方ブリルアン散乱光は、光合分波器４７を介してコヒー
レント光受信器４９で受信される。ブリルアン散乱光の
周波数が、上述のように、入射パルス光の周波数よりも
約１０ＧＨＺ低いため、ブリルアン散乱光の周波数と入
射パルス光との差がほぼ等しくなるように、前記光周波
数変換器５５によって予め高周波数側に約１０ＧＨＺシ
フトさせたパルス光を光ファイバ１５に入射させる。こ
れにより、ブリルアン散乱光と参照光の周波数がほぼ等
しくなり、コヒーレント検波によりブリルアン散乱光を
高感度に検出することが可能となる。光周波数変換器５
５を用いて入射パルス光の周波数を変化させる毎にブリ
ルアン散乱光を測定し、光ファイバ１５の長さ方向の各
計測箇所においてブリルアン散乱光の強度が最大になる
周波数を測定し、光ファイバ１５の長さ方向の歪みを測
定することができるのである。
【００２４】前記歪・損失統合型光パルス試験器１７の
制御部５９は、図５に示されているように、ＣＰＵ６１
を備えており、このＣＰＵ６１には種々のデータを入力
せしめるための例えばキーボードのごとき入力手段６３
が接続されていると共に種々のデータ、グラフなどを表
示せしめる例えばＣＲＴのごとき前記モニタ２９が接続
されている。また、前記ＣＰＵ６１には前記検出部４３
のコヒーレント光受信器４９が接続されている。
制御部５９は、図５に示されているように、ＣＰＵ６１
を備えており、このＣＰＵ６１には種々のデータを入力
せしめるための例えばキーボードのごとき入力手段６３
が接続されていると共に種々のデータ、グラフなどを表
示せしめる例えばＣＲＴのごとき前記モニタ２９が接続
されている。また、前記ＣＰＵ６１には前記検出部４３
のコヒーレント光受信器４９が接続されている。
【００２５】さらに、前記ＣＰＵ６１には図６に示され
ているように、予めブリルアン散乱光の周波数と歪みと
が比例関係にあるデータが求められてファイルされた周
波数と歪みとの関係ファイル６５が接続されている。前
記ＣＰＵ６１には光ファイバ１５の長さ方向における歪
みが求められてファイルされる歪みデータファイル６７
が接続されていると共にこの歪みデータファイル６７に
ファイルされた無荷重時の初期歪みデータと設定荷重時
の歪みデータとを基にして載荷による歪みを演算せしめ
る演算手段６９が接続されている。
ているように、予めブリルアン散乱光の周波数と歪みと
が比例関係にあるデータが求められてファイルされた周
波数と歪みとの関係ファイル６５が接続されている。前
記ＣＰＵ６１には光ファイバ１５の長さ方向における歪
みが求められてファイルされる歪みデータファイル６７
が接続されていると共にこの歪みデータファイル６７に
ファイルされた無荷重時の初期歪みデータと設定荷重時
の歪みデータとを基にして載荷による歪みを演算せしめ
る演算手段６９が接続されている。
【００２６】上記構成により、歪・損失統合型光パルス
試験器１７で橋梁１上に例えば車両を載荷していない無
荷重状態におけるブリルアン散乱光の周波数を検出部４
３のコヒーレント光受信器４９で計測せしめ、この計測
されたブリルアン散乱光の周波数を制御部５９の周波数
と歪みとの関係ファイル６５に取り込ませることによ
り、予め求められているブリルアン散乱光の周波数と歪
みとの比例関係で光ファイバ１５の長さ方向の歪みが求
められる。この求められた無荷重状態における光ファイ
バ１５の長さ方向の歪みが歪みデータファイル６７にフ
ァイルされると共に例えばモニタ２９に表示せしめる
と、図７に示されているように、曲線Ａが画かれる。同
様にして、歪・損失統合型光パルス試験器１５で橋梁上
に予め設定された例えば２０ｔ車＋２０ｔ車からなる設
定荷重の車両を載荷した設定荷重状態におけるブリルア
ン散乱光の周波数を検出部４３のコヒーレント光受信器
４９で計測せしめ、この計測されたブリルアン散乱光の
周波数を制御部５９の周波数と歪みとの関係ファイル６
５に取り込ませることにより、予め求められているブリ
ルアン散乱光の周波数と歪みとの比例関係で光ファイバ
１５の長さ方向の歪みが求められる。この求められた設
定荷重状態における光ファイバ１５の長さ方向の歪みが
歪みデータファイル６７にファイルされると共に例えば
モニタ２９に表示せしめると、図７に示されているよう
に、曲線Ｂが画かれる。
試験器１７で橋梁１上に例えば車両を載荷していない無
荷重状態におけるブリルアン散乱光の周波数を検出部４
３のコヒーレント光受信器４９で計測せしめ、この計測
されたブリルアン散乱光の周波数を制御部５９の周波数
と歪みとの関係ファイル６５に取り込ませることによ
り、予め求められているブリルアン散乱光の周波数と歪
みとの比例関係で光ファイバ１５の長さ方向の歪みが求
められる。この求められた無荷重状態における光ファイ
バ１５の長さ方向の歪みが歪みデータファイル６７にフ
ァイルされると共に例えばモニタ２９に表示せしめる
と、図７に示されているように、曲線Ａが画かれる。同
様にして、歪・損失統合型光パルス試験器１５で橋梁上
に予め設定された例えば２０ｔ車＋２０ｔ車からなる設
定荷重の車両を載荷した設定荷重状態におけるブリルア
ン散乱光の周波数を検出部４３のコヒーレント光受信器
４９で計測せしめ、この計測されたブリルアン散乱光の
周波数を制御部５９の周波数と歪みとの関係ファイル６
５に取り込ませることにより、予め求められているブリ
ルアン散乱光の周波数と歪みとの比例関係で光ファイバ
１５の長さ方向の歪みが求められる。この求められた設
定荷重状態における光ファイバ１５の長さ方向の歪みが
歪みデータファイル６７にファイルされると共に例えば
モニタ２９に表示せしめると、図７に示されているよう
に、曲線Ｂが画かれる。
【００２７】この画かれた曲線Ｂの値と曲線Ａの値との
差を演算手段６９で演算処理することにより、図８に示
されているように、測定個所、、における載荷に
よる歪み、すなわち静的載荷の歪みを連続的に正確かつ
容易に計測せしめることができる。なお、参考までに図
８において、●印が下フランジ１３の裏面に張り付けた
電気抵抗歪みゲージによる測定値、▲印が理論値をそれ
ぞれ示すものである。
差を演算手段６９で演算処理することにより、図８に示
されているように、測定個所、、における載荷に
よる歪み、すなわち静的載荷の歪みを連続的に正確かつ
容易に計測せしめることができる。なお、参考までに図
８において、●印が下フランジ１３の裏面に張り付けた
電気抵抗歪みゲージによる測定値、▲印が理論値をそれ
ぞれ示すものである。
【００２８】また、図７に示されているように、曲線
Ａ、曲線Ｂとも繋ぎ部３３Ａ、繋ぎ部３３Ｂは光ファイ
バ１５が無張力のたるませた状態にあるため、測定個所
、、の境目での歪みは測定個所、、の歪み
とはっきり差が生じており、影響を受けることなく、誤
差を生じぜずに正確に計測することができる。
Ａ、曲線Ｂとも繋ぎ部３３Ａ、繋ぎ部３３Ｂは光ファイ
バ１５が無張力のたるませた状態にあるため、測定個所
、、の境目での歪みは測定個所、、の歪み
とはっきり差が生じており、影響を受けることなく、誤
差を生じぜずに正確に計測することができる。
【００２９】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。
【００３０】
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、一端か
ら他端までの全長の桁の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部
を有した橋梁の歪み分布を計測する際には、前記各継ぎ
部に光ファイバを敷設しないで無張力の状態にたるませ
ておき、前記各継ぎ部以外の一端から他端までの全長の
桁に一定の張力を与えながら光ファイバを敷設した状態
とする。次いで、前記光ファイバの一端に歪・損失統合
型光パルス試験器を接続し、光ファイバ中おけるブリル
アン散乱光を基にして光ファイバに生ずる長さ方向の歪
みが前記歪・損失統合型光パルス試験器で計測されて、
橋梁の歪み分布を正確に計測せしめることができ、しか
も連続的に長期モニタリングせしめることができる。
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、一端か
ら他端までの全長の桁の間に適宜な間隔で複数の継ぎ部
を有した橋梁の歪み分布を計測する際には、前記各継ぎ
部に光ファイバを敷設しないで無張力の状態にたるませ
ておき、前記各継ぎ部以外の一端から他端までの全長の
桁に一定の張力を与えながら光ファイバを敷設した状態
とする。次いで、前記光ファイバの一端に歪・損失統合
型光パルス試験器を接続し、光ファイバ中おけるブリル
アン散乱光を基にして光ファイバに生ずる長さ方向の歪
みが前記歪・損失統合型光パルス試験器で計測されて、
橋梁の歪み分布を正確に計測せしめることができ、しか
も連続的に長期モニタリングせしめることができる。
【００３１】請求項２の発明によれば、歪・損失統合型
光パルス試験器で橋梁の無荷重状態の初期歪みが計測さ
れた後、橋梁に設定荷重を載荷した状態の歪みが計測さ
れる。この計測された設定荷重時の歪みと初期歪みとの
差から載荷による歪みが正確に計測せしめることがで
き、しかも連続的に長期モニタリングせしめることがで
きる。
光パルス試験器で橋梁の無荷重状態の初期歪みが計測さ
れた後、橋梁に設定荷重を載荷した状態の歪みが計測さ
れる。この計測された設定荷重時の歪みと初期歪みとの
差から載荷による歪みが正確に計測せしめることがで
き、しかも連続的に長期モニタリングせしめることがで
きる。
【００３２】請求項３の発明によれば、各継ぎ部間の光
ファイバの両端が桁に両面テープにより仮止めされた
後、各両面テープ間の光ファイバが前記桁に接着剤で全
面に接着される。次いで、前記光ファイバが粘着テープ
で貼られることにより、光ファイバの敷設を簡単かつ容
易に行うことができる。
ファイバの両端が桁に両面テープにより仮止めされた
後、各両面テープ間の光ファイバが前記桁に接着剤で全
面に接着される。次いで、前記光ファイバが粘着テープ
で貼られることにより、光ファイバの敷設を簡単かつ容
易に行うことができる。
【００３３】請求項４の発明によれば、光ファイバが桁
の下フランジの上面または下面の位置に簡単かつ容易に
貼られて、載荷による歪みを正確に計測せしめることが
でき、しかも連続的に長期モニタリングせしめることが
できる。
の下フランジの上面または下面の位置に簡単かつ容易に
貼られて、載荷による歪みを正確に計測せしめることが
でき、しかも連続的に長期モニタリングせしめることが
できる。
【図１】この発明の橋梁の歪み分布を計測する説明図で
ある。
ある。
【図２】桁における下フランジの上面に光フアイバを敷
設した断面図である。
設した断面図である。
【図３】桁の一部に光フアイバを敷設した一例の部分斜
視図である。
視図である。
【図４】歪・損失統合型光パルス試験器の検出部の回路
説明図である。
説明図である。
【図５】歪・損失統合型光パルス試験器の制御部の構成
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】ブリルアン散乱光の周波数と歪みとの関係を表
した図である。
した図である。
【図７】光フアイバの長さ方向における歪みを表した図
である。
である。
【図８】光フアイバの長さ方向における載荷による歪み
を表した図である。
を表した図である。
１ 橋梁 ３、５ 支柱 ７、９、１１ 桁 １５ 光フアイバ １７ 歪・損失統合型光パルス試験器 ２５ 電源 ２９ モニタ（出力手段） ３３Ａ、３３Ｂ 繋ぎ部 ３７ 両面テープ ３９ 接着剤 ４１ 粘着テープ ４３ 検出部 ４５ 制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 一端から他端までの全長の桁の間に適宜
な間隔で複数の継ぎ部を有した橋梁の歪み分布を計測す
る際、前記各継ぎ部に光ファイバを敷設しないで無張力
の状態にたるませておき、前記各継ぎ部以外の一端から
他端までの全長の桁に一定の張力を与えながら光ファイ
バを敷設した状態で、前記光ファイバの一端に歪・損失
統合型光パルス試験器を接続し、光ファイバ中おけるブ
リルアン散乱光を基にして光ファイバに生ずる長さ方向
の歪みを前記歪・損失統合型光パルス試験器で計測する
ことにより、橋梁の歪み分布を計測すること特徴とする
橋梁の歪み分布計測方法。 - 【請求項２】 前記歪・損失統合型光パルス試験器で橋
梁の無荷重状態の初期歪みを計測した後、橋梁に設定荷
重を載荷した状態の歪みを計測し、設定荷重時の歪みと
初期歪みとの差から載荷による歪みを求めることを特徴
とする請求項１記載の橋梁の歪み分布計測方法。 - 【請求項３】 前記光ファイバの敷設は、前記各継ぎ部
間の光ファイバの両端を桁に両面テープにより仮止めし
た後、各両面テープ間の光ファイバを前記桁に接着剤で
全面に接着せしめ、次いで、前記光ファイバを粘着テー
プで貼ることを特徴とする請求項１または２記載の橋梁
の歪み分布計測方法。 - 【請求項４】 前記光ファイバの敷設位置は、前記桁の
下フランジの上面または下面であることを特徴とする請
求項１、２または３記載の橋梁の歪み分布計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000278019A JP2002090233A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 橋梁の歪み分布計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000278019A JP2002090233A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 橋梁の歪み分布計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090233A true JP2002090233A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18763247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000278019A Pending JP2002090233A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 橋梁の歪み分布計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002090233A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012026517A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ | 通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラム |
| JP2016084579A (ja) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 構造物のたわみ量分布監視方法及び監視装置 |
| CN106644216A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-10 | 河南省特种设备安全检测研究院 | 起重机梁反力装置 |
| CN110514134A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-29 | 西南石油大学 | 基于分布式光纤的桥梁动挠度监测方法 |
| WO2021054350A1 (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 日東電工株式会社 | センサパッケージおよびセンサパッケージの取付方法 |
| JPWO2020179188A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2021-12-16 | 日本電気株式会社 | 構造物の変位量計測装置 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278019A patent/JP2002090233A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012026517A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ | 通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラム |
| JP2012048365A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Ntt Data Corp | 通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラム |
| JP2016084579A (ja) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 構造物のたわみ量分布監視方法及び監視装置 |
| CN106644216A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-10 | 河南省特种设备安全检测研究院 | 起重机梁反力装置 |
| CN106644216B (zh) * | 2016-11-18 | 2024-02-20 | 河南省特种设备检验技术研究院 | 起重机梁反力装置 |
| JPWO2020179188A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2021-12-16 | 日本電気株式会社 | 構造物の変位量計測装置 |
| US11867592B2 (en) | 2019-03-01 | 2024-01-09 | Nec Corporation | Structure displacement amount measurement apparatus |
| WO2021054350A1 (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 日東電工株式会社 | センサパッケージおよびセンサパッケージの取付方法 |
| CN110514134A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-29 | 西南石油大学 | 基于分布式光纤的桥梁动挠度监测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |