JP2003014509A - Optical fiber sensor and setting-up method thereof - Google Patents

Optical fiber sensor and setting-up method thereof

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JP2003014509A
JP2003014509A JP2001194805A JP2001194805A JP2003014509A JP 2003014509 A JP2003014509 A JP 2003014509A JP 2001194805 A JP2001194805 A JP 2001194805A JP 2001194805 A JP2001194805 A JP 2001194805A JP 2003014509 A JP2003014509 A JP 2003014509A
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fiber sensor
support
sensor
attached
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JP2001194805A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Watanabe
浩平 渡辺
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make an optical fiber sensor mountable on its supports or half steel timbering members on the site to eliminate the complexity of handling the long supports with the optical fiber sensor previously pasted thereto, and mount the sensor also on a portion of the timbering corresponding to the ceiling top after assembling half steel timbering members, thereby allowing the portion corresponding to the ceiling top to be measured. SOLUTION: Magnets 3 are mounted with spacings in the longitudinal direction on an optical fiber 2 to form an optical fiber sensor 1. This sensor is installed in an AGF steel pipe such that the mounting of the sensor 1 on split blocks 5 of a specified length, insertion of the blocks 5 in the AGF steel pipe and joining of the block 5 with a new one are repeated, and a U-shaped timbering is assembled using half steel timbering members. Then the sensor 1 is mounted in the lengthwise direction thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバセンサと
この光ファイバセンサの被測定物に対する設置方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber sensor and a method for installing the optical fiber sensor on an object to be measured.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】近年、光ファイバで発
生する後方散乱光により外力で光ファイバに生じた歪み
の長手方向に亘る分布を検出できる特性を利用し、光フ
ァイバを被測定物の長さ方向に亘る歪み、変位などを計
測するためのセンサとして利用することが行われてい
る。この光ファイバセンサを用いた例として、例えば、
トンネル掘削の切羽前方地山を先受けし、改良補強する
AGF工法において、AGF鋼管と注入材とが用いられ
ているが、切羽前方の地山に打設したAGF鋼管の変位
から地山の状態を把握できるようにするために、AGF
鋼管測定用の光ファイバセンサを用いてAGF鋼管の変
位を測定している。
In recent years, the characteristic of being able to detect the distribution in the longitudinal direction of the strain generated in the optical fiber by an external force due to the backscattered light generated in the optical fiber is used to measure the length of the object to be measured. It is used as a sensor for measuring strain, displacement and the like in the vertical direction. As an example using this optical fiber sensor, for example,
In the AGF method that receives and improves and strengthens the ground in front of the face of tunnel excavation, AGF steel pipe and injected material are used, but the state of the ground is due to the displacement of the AGF steel pipe placed in the ground in front of the face. In order to understand
The displacement of the AGF steel pipe is measured using an optical fiber sensor for measuring the steel pipe.

【0003】この光ファイバセンサを用いてAGF鋼管
(標準:長さ12.5m、外径114.3mm、厚さ6
mm)の変位を測定する場合、アルミパイプ(長さ1
2.5m、外径50mm、厚さ2mm)を支持体として
これに光ファイバセンサを貼り付け(光ファイバセンサ
が支持体に一体的な状態となるようにするために貼り付
けている)、光ファイバセンサが取り付けられた支持体
をAGF鋼管の内部に挿入配置し、AGF鋼管の内部に
グラウトを充填することで、光ファイバセンサをAGF
鋼管に取り付けるようにしていた。なお、支持体自体は
長手方向に所要の間隔をおいて中心部から四方に張り出
たスペーサーを備え、そのスペーサーをAGF鋼管の内
周面に当接させることで支持体がほぼ中心位置になるよ
うにしている。
Using this optical fiber sensor, an AGF steel pipe (standard: length 12.5 m, outer diameter 114.3 mm, thickness 6)
When measuring displacement in mm, aluminum pipe (length 1
2.5 m, outer diameter 50 mm, thickness 2 mm) is used as a support, and an optical fiber sensor is attached to this (adhesion is performed so that the optical fiber sensor is integrated with the support). The optical fiber sensor is attached to the AGF steel pipe by inserting and arranging the support to which the fiber sensor is attached into the AGF steel pipe, and filling the inside of the AGF steel pipe with grout.
It was attached to a steel pipe. The support itself is provided with spacers protruding in all directions from the center at a required interval in the longitudinal direction, and the spacer is brought into contact with the inner peripheral surface of the AGF steel pipe to bring the support to a substantially central position. I am trying.

【0004】また、光ファイバセンサの利用用途とし
て、これをトンネル掘削工事で掘削した地山を受ける弧
状の鋼製支保工に取り付け、その鋼製支保工を測定する
ことで地山の状況を把握することにも利用されている。
前記鋼製支保工を被測定物として測定する場合も、その
鋼製支保工のフランジ部に光ファイバセンサを貼り付け
ることで、被測定物(鋼製支保工)に対する光ファイバ
センサの取り付けが行われていた。
Further, as an application of the optical fiber sensor, the optical fiber sensor is attached to an arc-shaped steel support bar which receives the ground excavated in tunnel excavation work, and the steel support bar is measured to grasp the condition of the natural rock. It is also used to do.
Even when measuring the steel support as the object to be measured, the optical fiber sensor is attached to the flange part of the steel support to attach the optical fiber sensor to the object to be measured (steel support). It was being appreciated.

【0005】ところで、AGF鋼管に対して光ファイバ
センサを取り付ける場合に、上記支持体に光ファイバセ
ンサを接着剤などを用いて貼り付けるようにしている
が、その貼り付けに時間を要することから、実際の工事
での使用に際しては事前に光ファイバセンサを支持体に
貼り付けておく必要があった。そのため、光ファイバセ
ンサが貼り付けられた長さ12.5mもの支持体を工事
現場に搬入して取り扱わなければならず、工事現場での
取り扱い作業が煩雑になるという問題がある。
By the way, when the optical fiber sensor is attached to the AGF steel pipe, the optical fiber sensor is attached to the support by using an adhesive agent or the like. However, it takes time to attach the optical fiber sensor. Before using it in actual construction, it was necessary to attach the optical fiber sensor to the support in advance. Therefore, a support body having a length of 12.5 m, to which the optical fiber sensor is attached, has to be carried into the construction site and handled, which causes a problem that the handling work on the construction site becomes complicated.

【0006】一方、上記鋼製支保工を光ファイバセンサ
で測定する場合にも、以下の問題があった。光ファイバ
センサの鋼製支保工に対する取り付けも上記AGF鋼管
の支持体と同じように接着剤などを用いて貼り付けるよ
うにしているが、やはり、この貼り付けも時間を要する
ものとなっていることから、光ファイバセンサを事前に
鋼製支保工に貼り付けておき、この状態のものを工事現
場に搬入している。また、鋼製支保工自体は半割の状態
で工事現場に持ち込まれ、現場においてトンネル切羽の
天端(天井)で半割の鋼製支保工の端部プレートの部分
をボルト接合して逆U字状の支保工を組み上げている。
そして、光ファイバセンサは半割である鋼製支保工に貼
り付けられたものであるため、トンネル切羽の天端に対
応した部分では前記光ファイバセンサが天端に近づく手
前で折り返された状態となっており、天端に対応する部
分の測定が行なえないという問題があった。
On the other hand, even when the above-mentioned steel support structure is measured by an optical fiber sensor, there are the following problems. The optical fiber sensor is attached to the steel support by using an adhesive or the like as in the case of the AGF steel pipe support, but this attachment also requires time. Therefore, the optical fiber sensor is attached to the steel support in advance, and this state is brought to the construction site. In addition, the steel shoring itself is brought into the construction site in a half state, and at the site, the end plate part of the steel shoring of the half section is bolted at the top end (ceiling) of the tunnel face to reverse U We are constructing a letter-shaped support work.
Since the optical fiber sensor is attached to the steel support which is half, it is said that the optical fiber sensor is folded back before approaching the top end at the portion corresponding to the top end of the tunnel face. Therefore, there is a problem that the part corresponding to the top cannot be measured.

【0007】このように光ファイバセンサを、AGF鋼
管などの被測定物に対して間接的に取り付けるために用
いる支持体、また、上記鋼製支保工などの被測定物に取
り付けることに時間を要するため、事前に光ファイバセ
ンサを貼り付け、その後、支持体を、また、半割の鋼製
支保工を現場に搬入しているのが現状である。そして、
このことから上述した各種の問題が生じている。そこ
で、本発明は上記事情に鑑み、現場において上記支持体
や半割の鋼製支保工に光ファイバセンサを取り付けるこ
とができるようにすることを課題とし、光ファイバセン
サが予め貼り付けられた長尺な支持体を取り扱う煩雑さ
を無くし、半割の鋼製支保工相互を組み上げた後に光フ
ァイバセンサを取り付けるようにして、鋼製支保工の天
端に対応する部分にも光ファイバセンサを配置して、天
端に対応する部分の測定も行なえるようにすることを目
的とする。
As described above, it takes time to attach the optical fiber sensor to a support used to indirectly attach to an object to be measured, such as an AGF steel pipe, or to the object to be measured, such as the steel supporting member. Therefore, it is the current situation that the optical fiber sensor is attached in advance and then the support body and the half steel support work are brought to the site. And
This causes the above-mentioned various problems. Therefore, in view of the above circumstances, the present invention has an object to make it possible to attach the optical fiber sensor to the support body or the half steel supporter in the field, and the optical fiber sensor is attached in advance. Eliminates the complexity of handling a long support, installs the optical fiber sensor after assembling the steel halves of each half, and also arranges the optical fiber sensor in the part corresponding to the top end of the steel stanchion. Then, the purpose is to be able to measure the part corresponding to the top.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を考慮
してなされたもので、光ファイバに、該光ファイバの長
手方向に間隔をおいて磁石を取り付けたことを特徴とす
る光ファイバセンサを提供して、上記課題を解消するも
のである。もう一つの発明は、磁性のある長尺な被測定
物に上記光ファイバセンサにおける磁石を磁着して、光
ファイバセンサを前記被測定物の長さ方向に亘って取り
付けることを特徴とする光ファイバセンサの設置方法で
あり、この光ファイバセンサの設置方法を提供して上記
課題を解消するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems and is characterized in that magnets are attached to an optical fiber at intervals in the longitudinal direction of the optical fiber. To solve the above problems. Another invention is characterized in that a magnet in the above-mentioned optical fiber sensor is magnetically attached to a long magnetic object to be measured, and the optical fiber sensor is attached along the length direction of the object to be measured. A method for installing a fiber sensor, and a method for installing the optical fiber sensor is provided to solve the above problems.

【0009】また、もう一つの発明は、管状の長尺な被
測定物の内側に挿入配置され被磁着部を備えた長尺な支
持体に上記光ファイバセンサにおける磁石を磁着させ
て、光ファイバセンサを支持体の長さ方向に亘って取り
付け、該支持体を前記被測定物に挿入配置することを特
徴とする光ファイバセンサの設置方法であり、この光フ
ァイバセンサの設置方法を提供して、上記課題を解消す
るものである。そして、この発明において、上記支持体
は複数の分割体を繋ぎ合せたものであり、分割体の繋ぎ
合せと繋ぎ合せた分割体に対する光ファイバセンサの取
り付けとを繰り返しながら、光ファイバセンサが取り付
けられた分割体を順次被測定物の内部に挿入するものと
することが良好である。
Another aspect of the present invention is to magnetize a magnet in the above optical fiber sensor to a long support which is inserted and arranged inside a long tubular object to be measured and has a magnetized portion, A method for installing an optical fiber sensor, characterized in that an optical fiber sensor is attached along a length direction of a support, and the support is inserted and arranged in the object to be measured. The method for installing the optical fiber sensor is provided. Then, the above problems are solved. In the present invention, the support is a plurality of divided bodies joined together, and the optical fiber sensor is attached while repeating the joining of the divided bodies and the attachment of the optical fiber sensor to the joined divided bodies. It is preferable that the divided bodies are sequentially inserted into the object to be measured.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】つぎに本発明を図1から図7に示
す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明
の光ファイバセンサ1を示している。この光ファイバセ
ンサ1は図示されているように、光ファイバ2の長手方
向に亘って同一形状とした複数の磁石3を取り付けてな
るものであり、等間隔(例えば、10cm)にしてその
磁石3が並んでいる。前記磁石3は光ファイバ2に対し
て移動することなく完全に固定されているものであり、
光ファイバ2に局部的な歪みを生じさせないようにして
取り付けられている。この磁石3を有する光ファイバセ
ンサ1は十分な柔軟性を備えているものであって、通常
は巻き取ってロール体として取り扱えるように設けられ
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 shows an optical fiber sensor 1 of the present invention. As shown in the figure, the optical fiber sensor 1 is formed by attaching a plurality of magnets 3 having the same shape over the longitudinal direction of the optical fiber 2, and the magnets 3 are arranged at equal intervals (for example, 10 cm). Are lined up. The magnet 3 is fixed completely without moving with respect to the optical fiber 2,
The optical fiber 2 is attached so as not to cause local distortion. The optical fiber sensor 1 having the magnet 3 has sufficient flexibility and is usually provided so that it can be wound up and handled as a roll body.

【0011】つぎに上記構造の光ファイバセンサ1の設
置について説明する。まず、AGF鋼管がこの光ファイ
バセンサ1を用いて測定する被測定物である場合、図2
に示す支持体4が用いられる。従来のAGF鋼管の光フ
ァイバセンサを用いた測定に際しても支持体が用いられ
ているが、図2から4に示す支持体4にあっては複数の
分割体5を繋ぎ合わせてなるものである。分割体5は長
さ1〜2mの角柱状のロッド(アルミ製、鉄製などの角
パイプが使用できる)6と、該ロッド6の両端において
四方それぞれの方向に向けて二本を対にした状態で一定
長さにして張り出た鉄筋7と、前記ロッド6の長手方向
に平行にしてロッド6の一方の端部の鉄筋7と他方の端
部の鉄筋7とに掛け渡すようにして取り付けられた長板
状の被磁着部8とからなるものであり、前記被磁着部8
はロッド6の四方において平行に配置され、それぞれの
被磁着部8は前記鉄筋7の突出端7aから一定距離にし
てロッド6側に寄った位置に設けられている。上記分割
体5において、中心のロッド6の四方それぞれに配され
た被磁着部8は磁性のある鉄製のプレートからなるもの
であり、上記光ファイバセンサ1を位置させる部分であ
る。また、分割体5における上記鉄筋7は、分割体5を
複数繋ぎ合せた状態でAGF鋼管の内部に設置したとき
に、図4に示すように上記ロッド6がAGF鋼管Aの中
心位置となるようにセンタライザの役目を果たすもので
あって、このセンタライザの役目を果たす鉄筋7の突出
端7aからロッド6側に一定距離寄った状態にして被磁
着部8が位置することから、鉄筋7は、結果として光フ
ァイバセンサ1のAGF鋼管Aに対する位置決めを行な
うものとなる。なお、被磁着部8の上記突出端7aの距
離は、磁石3で被磁着部8に光ファイバセンサ1を取り
付けたときに、AGF鋼管Aの内面に光ファイバセンサ
1が接触しない状態で、かつAGF鋼管Aの内面に接近
する位置となるように設定されている。
Next, the installation of the optical fiber sensor 1 having the above structure will be described. First, when the AGF steel pipe is an object to be measured using this optical fiber sensor 1, FIG.
The support 4 shown in is used. A support is also used for the measurement using the conventional optical fiber sensor of the AGF steel pipe, but in the support 4 shown in FIGS. 2 to 4, a plurality of divided bodies 5 are connected together. The split body 5 is a state in which a prismatic rod (a square pipe made of aluminum, iron or the like can be used) 6 having a length of 1 to 2 m, and two rods at both ends of the rod 6 in each of four directions. Is attached so as to extend over a rebar 7 protruding to a constant length, and to be parallel to the longitudinal direction of the rod 6 and to be hung over the rebar 7 at one end and the rebar 7 at the other end of the rod 6. And a magnetized portion 8 having a long plate shape.
Are arranged parallel to each other on all sides of the rod 6, and the respective magnetized portions 8 are provided at positions closer to the rod 6 side with a certain distance from the projecting end 7a of the reinforcing bar 7. In the divided body 5, the magnetized portions 8 arranged on each of the four sides of the central rod 6 are made of magnetic iron plates and are the portions where the optical fiber sensor 1 is positioned. Further, when the reinforcing bars 7 in the divided body 5 are installed inside the AGF steel pipe in a state where the divided bodies 5 are connected to each other, the rod 6 is located at the center position of the AGF steel pipe A as shown in FIG. In addition, since the magnetized portion 8 is positioned with a certain distance from the projecting end 7a of the reinforcing bar 7 serving as the centerizer to the rod 6 side, the reinforcing bar 7 is As a result, the optical fiber sensor 1 is positioned with respect to the AGF steel pipe A. The distance of the projecting end 7a of the magnetized portion 8 is set such that the optical fiber sensor 1 does not contact the inner surface of the AGF steel pipe A when the magnet 3 attaches the optical fiber sensor 1 to the magnetized portion 8. , And is set so as to approach the inner surface of the AGF steel pipe A.

【0012】所要長さのロッド6に四つの被磁着部8を
備えたこの分割体5を複数繋ぎ合わせて一体の支持体4
を形成した際、各被磁着部8は分割体5の繋ぎ合せの方
向に連続した状態となるように設けられている(図3参
照)。また、分割体5の繋ぎ合わせにおいて、ロッド6
の一端を凸部9とし、この凸部9を嵌め入れることので
きる凹部10をロッド6の他端としていて、凸部9と凹
部10との凹凸嵌合によってロッド6を順に繋ぎ合わせ
ることができる(図2参照)。さらに、ロッド6の連結
状態をより確実に維持するために、ロッド6の凸部9に
ボルト取付孔11が設けられているとともに、凹部10
に前記ボルト取付孔11に対応したボルト挿通孔12が
設けられていて、ボルト取付孔11とボルト挿通孔12
とを対応させて凸部9と凹部10とをボルト止めなどす
ることで分割体5の連結が確実なものとなる。
A plurality of divided bodies 5 each having four magnetized portions 8 are connected to a rod 6 having a required length, and a plurality of divided bodies 5 are joined together to form an integral support body 4.
When the magnets are formed, the magnetized portions 8 are provided so as to be in a continuous state in the joining direction of the divided bodies 5 (see FIG. 3). Further, in joining the divided bodies 5, the rod 6
One end of the rod 6 is the convex portion 9, and the concave portion 10 into which the convex portion 9 can be fitted is the other end of the rod 6, and the rod 6 can be sequentially joined by the concave and convex fitting of the convex portion 9 and the concave portion 10. (See Figure 2). Further, in order to more reliably maintain the connected state of the rod 6, the convex portion 9 of the rod 6 is provided with the bolt mounting hole 11 and the concave portion 10 is provided.
Is provided with a bolt insertion hole 12 corresponding to the bolt attachment hole 11, and the bolt attachment hole 11 and the bolt insertion hole 12 are provided.
By connecting the convex portion 9 and the concave portion 10 with bolts and the like in correspondence with each other, the connection of the divided bodies 5 becomes reliable.

【0013】AGF鋼管へ二本の光ファイバセンサ1を
設置する例を説明する。まず、AGF鋼管への挿入始端
となる一つの分割体5の端部側で二本の光ファイバセン
サ1を交差配置し、一方の光ファイバセンサ1をロッド
6を間にして対称位置となる被磁着部8に磁石3を介し
て取り付け、同様にして他方の光ファイバセンサ1もロ
ッド6を間にして対称位置となるもう一組の被磁着部8
に磁石3を介して取り付けるようにする。そして、この
分割体5をAGF鋼管の端部内に挿入させる。つぎにこ
のAGF鋼管の端部内に挿入された分割体5に別の分割
体5を繋ぎ合わせて上記凸部9と凹部10との連接部分
で固定を行なうとともに、新たに繋ぎ合わせた分割体5
に対して、先の分割体5の場合と同様にして被磁着部8
に磁石3を介して光ファイバセンサ1を取り付け、再び
AGF鋼管内に挿入させる。この手順を順に繰り返して
所定長さまで分割体5を挿入させてAGF鋼管内に一体
の支持体4を形成すれば、光ファイバセンサ1がAGF
鋼管の内部に挿入配置される。この後AGF鋼管の内部
にグラウトを充填して一体化させる。
An example of installing two optical fiber sensors 1 on an AGF steel pipe will be described. First, two optical fiber sensors 1 are cross-arranged on the end side of one divided body 5 which is the insertion start end into the AGF steel pipe, and one optical fiber sensor 1 is placed symmetrically with the rod 6 in between. Another set of magnetized parts 8 is attached to the magnetized part 8 via the magnet 3, and the other optical fiber sensor 1 is also symmetrically positioned with the rod 6 in between.
To be attached via the magnet 3. Then, the divided body 5 is inserted into the end portion of the AGF steel pipe. Next, another division body 5 is connected to the division body 5 inserted into the end portion of the AGF steel pipe to fix the connection portion between the convex portion 9 and the concave portion 10 and a new connection body 5 is formed.
On the other hand, in the same manner as in the case of the divided body 5, the magnetized portion 8
The optical fiber sensor 1 is attached to the magnet via the magnet 3 and is again inserted into the AGF steel pipe. By repeating this procedure in order and inserting the divided body 5 to a predetermined length to form the integral support body 4 in the AGF steel pipe, the optical fiber sensor 1 becomes the AGF.
It is inserted and arranged inside the steel pipe. After that, the inside of the AGF steel pipe is filled with grout to be integrated.

【0014】地山に打ち込まれたAGF鋼管に光ファイ
バセンサを設置した場合、光ファイバセンサ1で測定し
た歪み(歪み分布)に直径比1.429(=114.3
mm/80mm)を掛けることにより、AGF鋼管の歪
み(歪み分布)を求めることができる。また、AGF鋼
管の前記歪みにその鋼管のヤング率を掛けてAGF鋼管
の応力(長手方向の連続的な応力の分布)を求めること
ができるとともに、前記歪みを積分することでAGF鋼
管の変形(即ち、AGF鋼管が打ち込まれている部分の
地盤の変位)を求めることができる。このように、地山
に打ち込まれたAGF鋼管の歪み、応力、変形などを連
続的に測定することができる。また、光ファイバセンサ
は磁石を備えているため、工事現場において上記被磁着
部を備える分割体に取り付けることが簡単に行なえ、こ
の分割体を繋ぎ合わせて光ファイバセンサを取り付けな
がらAGF鋼管に挿入することから、従来のように長尺
な支持体を取り扱う必要がなく、光ファイバセンサの設
置が簡単なものとなる。
When an optical fiber sensor is installed on an AGF steel pipe driven into the ground, the diameter ratio of the strain (strain distribution) measured by the optical fiber sensor 1 is 1.429 (= 114.3).
mm / 80 mm), the strain (strain distribution) of the AGF steel pipe can be obtained. Further, the strain of the AGF steel pipe can be multiplied by the Young's modulus of the steel pipe to obtain the stress of the AGF steel pipe (continuous stress distribution in the longitudinal direction), and the deformation of the AGF steel pipe by integrating the strain ( That is, the displacement of the ground at the portion where the AGF steel pipe is driven can be obtained. Thus, the strain, stress, deformation, etc. of the AGF steel pipe driven into the ground can be continuously measured. Further, since the optical fiber sensor is equipped with a magnet, it can be easily attached to the divided body having the magnetized portion at the construction site, and the divided body is connected and inserted into the AGF steel pipe while attaching the optical fiber sensor. Therefore, it is not necessary to handle a long support as in the conventional case, and the installation of the optical fiber sensor becomes simple.

【0015】上記の例では二本の光ファイバセンサ1を
支持体4に取り付けたものとしており、図5(イ)に示
すように、AGF鋼管Aの内部において一方の光ファイ
バセンサ1が上aと下bとに配置され、他方の光ファイ
バセンサ1が左cと右dとに配置されている。また、A
GF鋼管Aの長手方向に沿って断面方向での上下、左右
に配置する必要はなく、(ロ)に示されているように一
本の光ファイバセンサ1を、例えば上aと下bとに配置
するようにしてもよい。さらに、(ハ)に示されている
ように、一本の光ファイバセンサ1で一筆状に、例え
ば、上a、下b、左c、右dの順に配置するようにする
ことも可能である。なお、光ファイバセンサ1における
上記磁石3は、AGF鋼管内に配置する長さが予め設定
されている場合は、そのAGF鋼管Aから出る部分につ
いては磁石3が取り付けられていない。また、支持体4
の先端に対応する部分においても磁石3を取り付けてお
く必要は必ずしもない。
In the above example, the two optical fiber sensors 1 are attached to the support 4, and as shown in FIG. 5 (a), one optical fiber sensor 1 is located inside the AGF steel pipe A. And the lower optical fiber sensor 1 is disposed on the left c and the right d. Also, A
It is not necessary to arrange the optical fiber sensor 1 vertically or horizontally in the cross-sectional direction along the longitudinal direction of the GF steel pipe A, and as shown in (b), one optical fiber sensor 1 may be provided, for example, on the upper a and lower b. It may be arranged. Further, as shown in (c), one optical fiber sensor 1 may be arranged in a single stroke, for example, top a, bottom b, left c, right d in this order. . When the length of the magnet 3 in the optical fiber sensor 1 to be arranged in the AGF steel pipe is set in advance, the magnet 3 is not attached to the portion protruding from the AGF steel pipe A. Also, the support 4
It is not always necessary to attach the magnet 3 to the portion corresponding to the tip of the.

【0016】つぎに半割の鋼製支保工13を被測定物と
して上記光ファイバセンサ1を設置する場合について説
明する。半割の鋼製支保工13は全体が磁性を有するも
のであって、磁石3を磁着させることで光ファイバセン
サ1を直接取り付けることができるが、支保工を組む作
業部所には、光ファイバセンサ1を取り付けていない半
割の鋼製支保工13を持ち込み、その半割の鋼製支保工
13を一対用いて逆U字状の支保工を先に組み上げる。
そして、作業部所に光ファイバセンサ1を持ち込み、上
下フランジ14のウェブを間にした内側それぞれに磁石
3を磁着させて(図7参照)、光ファイバセンサ1を逆
U字状に組み上げられた鋼製支保工の長さ方向に亘って
取り付ける。なお、フランジ14の光ファイバセンサ1
が取付けられる面は、さびが顕著な場合は軽く研磨して
おき、磁石3を介しても光ファイバ2が鋼製支保工13
と一体となって挙動するようにしておく。半割の鋼製支
保工13それぞれにおけるトンネル切羽の天端に対応す
る端部には接合用のプレート15が設けられるが、鋼製
支保工13の光ファイバセンサ1の取付位置が連続する
ように前記フランジ14の内側に対応する切り欠き16
を備えていて、この切り欠き16を通して前記光ファイ
バセンサ1を、組み上げ済みの鋼製支保工に取り付けれ
ばよい。光ファイバセンサ1において鋼製支保工に対す
る取付部分以外の箇所は光ファイバ2が単独の状態とな
っており、トンネルの側壁部分などに沿って取り付けた
後、予め取り付けておいた地上の計測装置までの配線用
の光ファイバと融着し、融着部分を端子ボックスに納め
る。
Next, a case where the above-mentioned optical fiber sensor 1 is installed by using the half steel support 13 as an object to be measured will be described. The half steel support bar 13 has magnetism as a whole, and the optical fiber sensor 1 can be directly attached by magnetically adhering the magnet 3. A half steel support bar 13 to which the fiber sensor 1 is not attached is brought in, and a pair of the half steel support bar 13 is used to assemble the inverted U-shaped support bar first.
Then, the optical fiber sensor 1 is brought into the working place, and the magnets 3 are magnetically attached to the insides of the upper and lower flanges 14 with the webs in between (see FIG. 7), and the optical fiber sensor 1 is assembled into an inverted U shape. Installed along the length of the steel support. The optical fiber sensor 1 of the flange 14
The surface to which is attached is lightly polished if rust is noticeable, and the optical fiber 2 is supported by the steel support 13 even if the magnet 3 is interposed.
Behave as a unit with. A plate 15 for joining is provided at an end portion corresponding to the top end of the tunnel face in each of the half steel supporters 13, but the mounting positions of the optical fiber sensors 1 of the steel supporters 13 are continuous. Notch 16 corresponding to the inside of the flange 14
The optical fiber sensor 1 may be attached to the assembled steel support through the notch 16. In the optical fiber sensor 1, the optical fiber 2 is in a single state except for the mounting portion for the steel support, and after the optical fiber 2 is mounted along the side wall of the tunnel or the like, up to the previously installed ground measuring device. It is fused with the optical fiber for wiring, and the fused portion is placed in the terminal box.

【0017】鋼製支保工を被測定物として光ファイバセ
ンサ1を直接設置した場合、光ファイバセンサ1で測定
した歪み(歪みの分布)にその鋼製支保工のヤング率を
掛けることで、組み上げられた鋼製支保工の縁応力(鋼
製支保工の形状に沿う連続的な応力の分布)を求めるこ
とができるとともに、曲げ歪みから曲げ応力、曲げモー
メントを求めることができ、鋼製支保工が支える地盤の
挙動などを把握できる。このように、半割の鋼製支保工
を組み上げて地盤を支える状態とした鋼製支保工の歪
み、応力、曲げモーメントなどを、天端部分に対応する
箇所も含めて周方向に(鋼製支保工の形状に沿った方
向)連続的に測定することができる。また、光ファイバ
センサは予め磁石を備えているため、工事現場において
先に組み上げて構築済みとなった鋼製支保工に取り付け
ることが簡単に行なえる。
When the optical fiber sensor 1 is directly installed with the steel support bar as the object to be measured, the strain (distribution of strain) measured by the optical fiber sensor 1 is multiplied by the Young's modulus of the steel support bar to be assembled. It is possible to obtain the edge stress (continuous stress distribution along the shape of the steel support) of the specified steel support, as well as the bending stress and the bending moment from the bending strain. You can understand the behavior of the ground supported by. In this way, the distortion, stress, bending moment, etc., of the steel support structure that has been constructed to support the ground by assembling the half steel support structure in the circumferential direction (steel support) It is possible to continuously measure the direction along the shape of the support work. Further, since the optical fiber sensor is provided with the magnet in advance, it can be easily attached to the steel supporting work which has been assembled and constructed in advance at the construction site.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、光ファイ
バセンサが予め光ファイバに磁石を取り付けてなるもの
であることから、工事現場外で予めこの光ファイバセン
サをAGF鋼管内に入れる支持体や測定対象の鋼製支保
工に取り付けておく必要がなくなり、光ファイバセンサ
を工事現場に持ち込んで設置箇所に取り付けることがで
きるようになる。そして、AGF鋼管などの測定対象の
内部に光ファイバセンサを設置するに際して、光ファイ
バセンサを支える支持体を分割体の繋ぎ合わせからなる
ものとし、その分割体に対する光ファイバセンサの取付
と分割体の繋ぎ合わせとその支持体の鋼管内への挿入配
置とを順に繰り返すようにすることで、現場において光
ファイバセンサが先付けされた長尺物を取り扱う必要が
なくなる。また、半割の鋼製支保工を組み上げることに
より形成される鋼製支保工にこの光ファイバセンサを設
置するに際しても、半割の鋼製支保工の接合部分を通る
ようにして光ファイバセンサを取り付けることで、組み
上げた鋼製支保工の全体の歪みを測定できるようにな
り、測定不能箇所を無くすことができるなど、実用性に
優れた効果を奏するものである。
According to the present invention described above, since the optical fiber sensor is one in which a magnet is attached to the optical fiber in advance, a support for putting the optical fiber sensor into the AGF steel pipe in advance outside the construction site. It is no longer necessary to attach it to the steel support of the object to be measured, and the optical fiber sensor can be brought to the construction site and attached to the installation location. Then, when the optical fiber sensor is installed inside an object to be measured such as an AGF steel pipe, the supporting body for supporting the optical fiber sensor is formed by connecting the divided bodies, and the optical fiber sensor is attached to the divided body and the divided body is attached. By repeating the splicing and the insertion and placement of the support body into the steel pipe in order, it is not necessary to handle the long object to which the optical fiber sensor is attached in advance in the field. Also, when installing this optical fiber sensor on a steel support that is formed by assembling a half steel support, install the optical fiber sensor so that it passes through the joint part of the half steel support. By attaching it, it becomes possible to measure the strain of the entire assembled steel supporting structure, and it is possible to eliminate unmeasurable points, which is a very practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光ファイバセンサの一例を示すも
ので、(イ)は長手方向に沿った断面を示す説明図、
(ロ)は一例を上方から見た状態を示す説明図である。
FIG. 1 shows an example of an optical fiber sensor according to the present invention, in which (a) is an explanatory view showing a cross section along a longitudinal direction,
(B) is an explanatory view showing a state in which an example is viewed from above.

【図2】支持体を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a support.

【図3】支持体を長手方向に沿う断面で示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory view showing a support in a cross section along a longitudinal direction.

【図4】支持体を長手方向に直交する方向の断面で示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a support in a cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction.

【図5】光ファイバセンサの配置例を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement example of optical fiber sensors.

【図6】半割の鋼製支保工を組み上げた鋼製支保工に光
ファイバセンサを取り付けた状態を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which an optical fiber sensor is attached to a steel support bar which is made up of a half steel support bar.

【図7】光ファイバセンサの鋼製支保工に対する取付状
態を断面で示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a cross section of a mounting state of the optical fiber sensor with respect to a steel supporting member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ファイバセンサ 2…光ファイバ 3…磁石 4…支持体 5…分割体 8…被磁着部 13…鋼製支保工 1. Optical fiber sensor 2 ... Optical fiber 3 ... Magnet 4 ... Support 5 ... divided body 8 ... Magnetic field 13 ... Steel support

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光ファイバに、該光ファイバの長手方向に
間隔をおいて磁石を取り付けたことを特徴とする光ファ
イバセンサ。
1. An optical fiber sensor in which magnets are attached to an optical fiber at intervals in the longitudinal direction of the optical fiber.
【請求項2】磁性のある長尺な被測定物に上記請求項1
の光ファイバセンサにおける磁石を磁着して、光ファイ
バセンサを前記被測定物の長さ方向に亘って取り付ける
ことを特徴とする光ファイバセンサの設置方法。
2. The method according to claim 1 for a long magnetic object to be measured.
A method for installing an optical fiber sensor, wherein a magnet in the optical fiber sensor is magnetically attached, and the optical fiber sensor is attached over the length direction of the object to be measured.
【請求項3】管状の長尺な被測定物の内側に挿入配置さ
れ被磁着部を備えた長尺な支持体に上記請求項1の光フ
ァイバセンサにおける磁石を磁着させて、光ファイバセ
ンサを支持体の長さ方向に亘って取り付け、該支持体を
前記被測定物に挿入配置することを特徴とする光ファイ
バセンサの設置方法。
3. A magnet in the optical fiber sensor according to claim 1 is magnetically attached to a long support body which is inserted and arranged inside a long tubular object to be measured and which has a magnetized portion, to thereby obtain an optical fiber. A method of installing an optical fiber sensor, characterized in that a sensor is attached along a length direction of a support, and the support is inserted and arranged in the object to be measured.
【請求項4】上記支持体は複数の分割体を繋ぎ合せたも
のであり、分割体の繋ぎ合せと繋ぎ合せた分割体に対す
る光ファイバセンサの取り付けとを繰り返しながら、光
ファイバセンサが取り付けられた分割体を順次被測定物
の内部に挿入する請求項3に記載の光ファイバセンサの
設置方法。
4. The optical fiber sensor is attached by repeating the step of joining the divided bodies and the attachment of the optical fiber sensor to the joined divisions. The method for installing an optical fiber sensor according to claim 3, wherein the divided bodies are sequentially inserted into the object to be measured.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008175562A (en) * 2007-01-16 2008-07-31 Central Nippon Expressway Co Ltd Strain measuring system
JP2009109394A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Shimizu Corp Method of installing monitoring instrument into rock bed
JP2011145102A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Railway Technical Research Institute Apparatus of installing optical fiber sensor

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