JP2004077234A - アンカーボルト腐食診断方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直探触子を用いた超音波探傷の手法により、短時間に容易かつ安全に、腐食初期の診断が行えるようにする。
【解決手段】基礎に植設されたアンカーボルト３の頂部上面３″に超音波垂直探触子をセットし、探触子１１からボルト３に、ボルト３のねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、ボルト３の軸心に対して斜めに超音波を入射し、探触子１１が受波した反射波のねじ山毎に出現するピークの欠損から、ボルトの基礎表面部付近の腐食状態を診断する。
【選択図】 図１
【解決手段】基礎に植設されたアンカーボルト３の頂部上面３″に超音波垂直探触子をセットし、探触子１１からボルト３に、ボルト３のねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、ボルト３の軸心に対して斜めに超音波を入射し、探触子１１が受波した反射波のねじ山毎に出現するピークの欠損から、ボルトの基礎表面部付近の腐食状態を診断する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等の基礎に植設されたアンカーボルトの腐食診断方法及びその診断方法に好適な腐食診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路照明柱，道路標識柱等の支柱や高架橋，立体道路等の主脚（橋脚）等は、コンクリート等の基礎上にアンカーボルトを用いて固定される。
【０００３】
この場合、前記の道路照明柱等の支柱であれば、例えば図１３に示すように沿道の所定個所にほぼ地面１の高さにコンクリートを打込んで基礎２が形成され、この基礎２に、例えば鋼又は鋼合金の複数本のアンカーボルト３が途中まで埋込まれて植設される。
【０００４】
さらに、基礎２上に、例えば鉄製，平面矩形のベースプレート４が位置し、このプレート４の隅部の各ボルト孔４’を各ボルト３が貫通する。
【０００５】
そして、各ボルト３は、各ボルト孔４’から上方に突出したそれぞれの頂部に２個のナット５，５’が装着され、各ナット５，５’の締付けにより、ベースプレート４が基礎２上に固定される。
【０００６】
さらに、ベースプレート４の中央部上に、上方に開口した短筒状の受け体６がベースプレート４に一体に形成され、この受け体６に、道路照明柱等の支柱７の下端部が嵌入され、支柱７が基礎２上に立設されて固定される。
なお、受け体６は周面の複数個所にフィン状の支持体８が一体に形成されている。
【０００７】
また、図１３ではベースプレート４等が支柱７と別体の場合を示したが、支柱によっては、その下端部にベースプレート４に相当する金属プレートが一体に形成されているものもあり、この場合は、ベースプレート４，受け体６は省かれ、支柱が直接基礎２上に立設されてアンカーボルトで固定される。
【０００８】
つぎに、道路照明柱等の固定に用いられる、ボルト３等のこの種のアンカーボルトは、通常、直径が１９ｍｍ（φ１９）〜２７ｍｍ（φ２７）であり、図１４に示す長さ（全長）Ｌ０ は３００ｍｍ〜１０００ｍｍであり、その頂部（上端部）から下端部の少し上までの部分にねじ溝９が形成されている。
【０００９】
また、図１３に示すボルト３の頂部上面３’からベースプレート４表面までの長さＬ１ は約６０ｍｍであり、ベースプレート４の厚みＤは２５ｍｍ〜３０ｍｍであり、ボルト３の頂部上面３’から基礎２の表面までの長さＬ２ は９０ｍｍ前後である。
【００１０】
そして、本願発明の基礎表面部付近は、例えばボルト３の場合、その頂部上面３’から約５０ｍｍ〜１００ｍｍの長さＬ３ の部分であり、換言すれば、ボルト３のベースプレート４より若干上の外部に露出した位置から基礎２の表面より若干下の埋設された位置までの部分である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記ボルト３等のこの種のアンカーボルトは、とくに屋外設置の場合、雨水等によって腐食する。
【００１２】
この腐食は、種々の検査結果から、ボルト３のベースプレート４内の部分及びベースプレート４と基礎２との境界部分、すなわち前述の基礎表面部分で発生することが判明した。
【００１３】
そして、腐食初期は、図１５の（ａ）の腐食部イに示すように、ボルト３の基礎表面部付近のねじ山が欠損（消失）する程度の浅い腐食が生じる。
【００１４】
さらに、この断面欠損の腐食が進むと、図１５の（ｂ）の腐食部ロに示すように、ボルト３が減肉して深い腐食状態になる。
【００１５】
また、前記の浅い腐食に支柱７の揺れ（振動）等によって応力がくり返し加わると、図１５の（ｃ）の腐食部ハに示すように疲労割れの腐食が生じる。
【００１６】
そして、これらの腐食を放置すると、ボルト３が破断等して重大事故を招来するため、この種アンカーボルトにあっては、腐食の状態を診断して早期に取替え等の必要な措置をとる必要がある。
【００１７】
そのため、従来は重機により支柱７を持上げ、各ボルト３の前記基礎表面部分を直接目視観察するか、ファイバースコープを用いて観察するかして、各ボルト３の前記基礎表面部付近の腐食状態を診断している。
【００１８】
この場合、重機を用いた大がかりで危険を伴う作業を要し、しかも、目視やファイバースコープを用いた観察によって腐食状態を診断するため、診断に熟練を要する。
【００１９】
そのため、従来は、この種のアンカーボルトの腐食診断を、短時間に容易かつ安全に行うことができない問題点がある。
【００２０】
そして、道路照明柱のような支柱７を固定するアンカーボルト３だけでなく、高架橋や立体道路等の主脚を固定するアンカーボルトについても、前記と同様の問題点がある。
【００２１】
本発明は、超音波垂直探触子を用いた超音波探傷の手法で短時間に容易かつ安全に腐食初期の診断が行えるようにすることを課題とし、そのための診断装置を提供することも課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１の本発明のアンカーボルト腐食診断方法においては、基礎に植設したアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
この探触子から前記ボルトに、前記ボルトのねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに超音波を入射し、
前記探触子が受波した反射波のねじ山毎に出現するピークの欠損から、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食状態を診断する。
【００２３】
したがって、アンカーボルトの頂部上面の垂直探触子からボルトに入射された超音波は、ボルトの軸心に対して斜めに進み、ボルトの基礎表面部付近で反射する。
【００２４】
このとき、探触子が受波する反射波（エコー波）は、腐食のない健全な状態であれば、基礎表面部付近のねじ山毎にピークが生じるが、腐食初期には、ねじ山が腐食して欠損し、その反射波のピークが欠損する。
【００２５】
そして、探触子から前記のねじ山の欠損程度の浅い腐食が生じたアンカーボルトに、その軸心方向（垂直方向）に超音波を入射して腐食状態を診断しようとしても、探触子が受波する反射波は、ほぼボルト端面からの反射波のみになり、ねじ山の欠損の有無によってはほとんど変化がなく、その反射波からは腐食状態を診断することは極めて困難であるが、超音波をボルトの軸心に対して斜めに入射することにより、ボルトの各ねじ溝間のねじ山の傾斜で反射した超音波が探触子に受波され、腐食によってねじ山が欠損すると、反射波のそのねじ山のピークが欠損し、探触子が受波する反射波がボルトの腐食の有無によって大きく変化し、反射波のピーク欠損からアンカーボルトの腐食状態を検出できる。
【００２６】
そのため、重機で支柱を持上げたり、腐食の目視観察やファイバースコープを用いた観察等を行うことなく、垂直探触子を用いた超音波探傷の波形観察により、探触子が受波した基礎表面部分の反射波のピーク欠損から、短時間に容易かつ安全にこの種のアンカーボルトの腐食初期の診断が行える。
【００２７】
つぎに、請求項２の本発明のアンカーボルト腐食診断方法においては、支柱に植設されたアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
この探触子から前記ボルトに、前記ボルトのねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに斜め入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記斜め入射波の反射波を斜め反射波として受波し、
前記斜め反射波の前記ボルトの腐食によるピーク欠損を検出し、
かつ、前記探触子から前記ボルトに、前記ボルトの軸心方向の垂直入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記垂直入射波の反射波を垂直反射波として受波し、
前記垂直反射波の前記ボルトの腐食による反射を検出し、
前記斜め反射波の前記ピーク欠損の検出と、前記垂直反射波の前記腐食による反射の検出とから、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食の浅，深を判別して腐食状態を診断する。
【００２８】
したがって、この場合は、斜め入射波の反射波（斜め反射波）のピークの欠損から、請求項１と同様の浅い腐食の診断が行える。
【００２９】
また、腐食が進んだり疲労割れが生じたりすると、アンカーボルトがその個所で極端に細くなり、垂直入射波がその個所で反射し、探触子が受波する垂直反射波に腐食による反射が含まれるようになり、垂直反射波から、深い腐食の診断が行える。
【００３０】
そのため、斜め反射波のピーク欠損と、垂直反射波の腐食による反射とから、腐食の浅，深を判別して請求項１の場合より精度よく腐食診断を行うことができる。
【００３１】
そして、請求項１，２において、アンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットする際に、
前記ボルトの頂部上面を前記ボルトの軸心に垂直な平面に加工し、
前記平面に、上面が傾斜した治具を介して前記探触子を接触させることが診断精度等の面から好ましい。
【００３２】
つぎに、道路照明柱や道路標識柱等の支柱のアンカーボルトは、支柱基部のベースプレートを貫通している。
【００３３】
さらに、道路照明柱や道路標識柱等の支柱を固定するアンカーボルトの腐食診断に適用する場合、アンカーボルトの直径が１９ｍｍ〜２７ｍｍであって、基礎表面部付近が前記ボルトの頂部上面から約５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが一般的で実用的である。
【００３４】
また、垂直探触子からアンカーボルトに入射する超音波は、１０ＭＨｚのパルス波であることが実用的で好ましい。
【００３５】
つぎに、請求項７の本発明のアンカーボルト腐食診断装置は、基礎に植設され、診断時に頂部上面が軸心に垂直な平面に加工されるアンカーボルトと、
前記平面に治具を介して接触した超音波垂直探触子と、
前記探触子に電気的に接続され、前記探触子から超音波を出射させ、前記探触子が受波した反射波を波形表示する超音波探傷器とを備え、
前記治具が、前記ボルトの頂部上面又は前記探触子の測定面に着脱自在のキャップ状でキャップ上面に傾斜面が形成された樹脂部材からなる。
【００３６】
したがって、請求項１〜６の診断方法に好適な具体的構成の腐食診断装置を提供することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図１〜図１２を参照して説明する。
（１形態）
まず、１形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１は図１３，図１４のアンカーボルト３の診断時の状態を示し、図１において、図１３，図１４と同一符合は同一もしくは相当するものを示す。
なお、図１では、図１３，図１４のナット５，５’を省いているが、実際には図１のボルト３もナット５，５’が装着されている。
【００３８】
そして、ボルト３は直径２４ｍｍ（φ２４）であり、その基礎表面部付近は図中の長さＬ３（＝約５０ｍｍ〜１００ｍｍ）の範囲である。
【００３９】
そして、診断時は作業者が図１３の支柱７の設置現場に出向き、支柱７を固定している、各アンカーボルト３の全部又は一部を順次に診断対象とする。
【００４０】
そして、図１の診断対象のアンカーボルト３につき、まず、その頂部上面３’がボルト３の軸心に垂直（直角）な平面になるように、必要に応じて頂部に切削加工，研磨加工等を施す。
【００４１】
つぎに、ボルト３にその軸心に対して斜めに超音波（斜め入射波）を入射して超音波探傷を行うため、ボルト３の頂部上面３’に樹脂部材であるアクリル樹脂のキャップ状，無空の治具１０をかぶせて装着する。
【００４２】
このとき、治具１０は、頂部上面３’に接したキャップ凹部底面の下面１０’が、ボルト３の軸心に垂直な平面（通常は水平面）であり、上面１０”が傾斜している。
【００４３】
そして、その傾斜角θは、ボルト３のねじピッチや前記長さＬ３ 等に応じて設定された約５°〜１０°の範囲の適度な角度であり、直径２４ｍｍのボルト３に適用したこの形態にあっては、θ＝７．５°である。
【００４４】
つぎに、超音波垂直探触子１１を治具１０の上面１０”に載せ、この上面１０”に接触媒質１２を介して探触子１１の超音波が入出する底面（測定面）を接触し、探触子１１をボルト３の頂部上にセットする。
【００４５】
さらに、探触子１１を接続ケーブル１３を介して超音波探傷器１４に接続し、超音波計測可能な状態にする。
【００４６】
そして、探傷器１４を操作し、探触子１１からボルト３に、例えば１０ＭＨｚの超音波をパルス入射し、超音波探傷診断の計測を行う。
【００４７】
このとき、探触子１１は、測定面（底面）がボルト３の軸心（中心軸）に対して角度θ傾いた状態にあり、ボルト３の軸心に対して斜めに超音波を入射し、この超音波が斜め入射波の超音波である。
【００４８】
そして、この斜め入射波は、図１の矢印線ａに示すようにボルト３の長さＬ３ （＝５０ｍｍ〜１００ｍｍ）の基礎表面部付近に到達して反射される。
【００４９】
この反射により、図１の矢印線ｂの反射波が斜め反射波として探触子１１に受波されると、その受波信号が接続ケーブル１３を介して探傷器１４に着信する。
【００５０】
この探傷器１４は一般的な超音波垂直探傷の計測処理と同様の計測処理により、頂部上面３’をｌｓ（＝０ｍｍ）の入射位置として、反射波の位置を送受波時間の差から演算して求め、その波形をモニタ画面１４’に表示する。
【００５１】
そして、ボルト３のねじピッチ，超音波の周波数等に基づき、ボルト３が腐食のない健全ボルトであれば、基礎表面部付近の各ねじ溝９間のねじ山の斜面で反射した超音波が、斜め反射波として探触子１１に受波される。
【００５２】
このとき、探触子１１が受波する反射波は、探触子１１の位置や向きを適当にセットすることにより、例えば図２の（ａ）の実測波形に示すように、長さＬ３ の基礎表面部付近において、同図の（ｂ）に示すボルト３のねじ山毎にピークが生じた波形になる。
【００５３】
なお、図２の（ａ）は、同図の（ｂ）の直径２４ｍｍの健全ボルトの斜め反射波の波形図である。
【００５４】
そして、図２においては、（ａ）の波形と（ｂ）のボルト３の位置との関係を示すために、ボルト３を横向きにして、その頂部上面３’を０ｍｍの位置としている。
【００５５】
一方、ボルト３が腐食初期の浅い断面腐食状態であれば、ボルト３は図１５の（ａ）に示したような局所的な腐食部イが生じて基礎表面部付近のねじ山が欠損する。
【００５６】
そして、腐食部イのようなねじ山が欠損する程度の腐食，すなわち、ねじ底から２ｍｍ以下程度までの腐食が生じたときは、反射方向が腐食のない場合と異なり、探触子１１に反射波が受波されなくなる。
【００５７】
そのため、ボルト３の腐食初期に探触子１１が受波する反射波は、例えば図３の（ａ）の実測波形に示すように、同図の（ｂ）のボルト３の腐食部イのピークが欠損する。
【００５８】
また、ボルト３の浅い腐食の腐食範囲が図４の（ｂ）に示すように拡大すると、探触子１１が受波する反射波は、同図の（ａ）の実測波形に示すように、その腐食部イ’のピークが欠損する。
【００５９】
さらに、ボルト３の腐食が進むと、ねじ底から２ｍｍ程度以上減肉した図１５の（ｂ）の深い断面欠損の腐食や図１５の（ｃ）の疲労割れの腐食が生じ、このとき、探触子１１が反射波を受波するか否かはそれらの腐食部ロ，ハの形状等によって決まる。
【００６０】
そして、探触子１１に受波された反射波が、図２の（ａ）のねじ山毎にピークが生じる健全波形から、図３の（ａ）又は図４の（ａ）の腐食部イ，イ’でピーク欠損が生じた波形に変化することにより、ねじ底より２ｍｍ程度以下の浅い腐食の発生を検出することができる。
【００６１】
この場合、重機による支柱７の持上げや目視やファイバースコープを用いた観察からの熟練を要する診断は不要であり、モニタ画面１４’のピーク欠損の波形観察から、短時間に容易かつ安全にボルト３の的確な腐食診断が行える。
【００６２】
したがって、ボルト３等のこの種アンカーボルトの腐食状態を、超音波垂直探傷法の波形観察により、短時間に容易かつ安全な作業で的確に診断し、腐食初期の状態を早期に発見することができ、作業性等が著しく改善されるとともに、この発見に基づき適切な対策を施すことができる。
【００６３】
なお、実際には、治具１０上で探触子１１を移動したり、治具１０を回転したりして探触子１１のボルト３の頂部上面３’に対する位置を種々に変えながら計測をくり返し、ボルト３の全周につき、その基礎表面部分付近の反射波形を観察して前記の腐食診断がくり返し行われる。
【００６４】
ところで、治具１０を外して探触子１１をボルト３の頂部上面３’に直接セットし、探触子１１からボルト３の軸心方向の超音波（垂直入射波）をパルス入射し、その反射波（垂直反射波）を探触子１１により受波した場合、ボルト３が腐食のない健全ボルトであれば、探触子１１が受波する反射波は、例えば図５の（ａ）の実測波形に示すようになる。
なお、図５の（ｂ）の矢印線ａ’は垂直入射波の超音波を示す。
【００６５】
また、ボルト３が図３の（ｂ）の腐食初期ボルトであれば、図６の（ｂ）の矢印線ａ’の垂直入射波に基づき、探触子１１が受波する反射波は、例えば図６の（ａ）の実測波形に示すようになる。
【００６６】
さらに、ボルト３が図４の（ｂ）の断面欠損ボルトであれば、図７の（ｂ）の矢印線ａ’の垂直入射波に基づき、探触子１１が受波する反射波は、例えば図７の（ａ）の実測波形に示すようになる。
【００６７】
そして、図５の（ａ）の健全ボルトの波形と、図６の（ａ）の腐食部イが生じた腐食初期ボルトの波形，図７の（ａ）の断面欠損ボルトの波形とはほぼ同じであり、これらの波形比較からも明らかなように、ボルト３の軸心方向の垂直入射波の反射波の波形からは、ねじ底から２ｍｍ程度以下の浅い腐食を検出して超音波診断することはできない。
【００６８】
（他の形態）
つぎに、他の形態について、図８を参照して説明する。
この形態においては、図１５の（ｂ）の断面欠損や同図の（ｃ）の疲労割れ等により、ボルト３に生じたねじ底より２ｍｍ程度以上の深い腐食も検出し、腐食の浅，深を判別して総合的な腐食診断を行う。
【００６９】
そのため、前記１形態の治具１０を用いた腐食診断の前又は後に、探触子１１をボルト３の頂部上面３’に直接セットし、探触子１１からボルト３にその軸心方向の１０ＭＨｚの超音波（垂直入射超音波）をパルス入射する。
【００７０】
このとき、ボルト３に図１５の（ｂ），（ｃ）の腐食部ロ，ハのような深い腐食があれば、図８の（ａ）に示すように探触子１１からボルト３に入射された矢印線ａ’の垂直入射超音波は、ボルト３の下端面３”で反射するとともに、その腐食部ニでも反射し、矢印線ｂ’のそれらの反射波が探触子１１に受波される。
【００７１】
そして、探傷器１４のモニタ画面１４’に、図８の（ｂ）の模式図に示すように、距離ｌｓ（＝０ｍｍ）の入射波の送信パルス波Ｐｓ及び距離ｌｅの下端面３”の端部反射波Ｐｅとともに、距離ｌｘの腐食部ニの反射波Ｐｘが表示され、この反射波Ｐｘからボルト３に腐食部ニが発生していることが判明し、図１４の（ｂ），（ｃ）のような深い腐食を検出できる。
【００７２】
つぎに、この垂直入射波による腐食の反射波の検出と、治具１０を用いた前記１形態のピーク欠損の検出とに基づき、ピーク欠損が発生する浅い腐食と、垂直入射波で腐食反射が発生する深い腐食とを区別して検出し、ボルト３の基礎表面部付近の腐食の浅，深を判別して総合的な腐食診断を行う。
【００７３】
したがって、この形態の場合は、前記１形態の場合より一層良好にボルト３の腐食診断をすることができ、診断の一層の向上が得られる。
【００７４】
ところで、前記両形態では、ボルト３に、上面１０”に傾斜面が形成された治具１０を装着し、探触子１１を、治具１０の上面１０”に接触するようにしたが、治具１０に代えて、図９ないし図１２の各図に示す形状のものを用いてもよい。
【００７５】
図９に示す治具１５は、上面１５”が傾斜した扁平な円柱状であり、下面１５’がボルト３の頂部上面３’に載置され、傾斜した上面１０”に沿って探触子１１が移動する。
【００７６】
図１０に示す治具１６は、図９に示す治具１５と同様、上面１６”が傾斜しており、上面１６”の両側にガイド１６’’’ が形成されて溝状になり、両ガイド１６’’’ の間を探触子１１が上面１６”に沿って移動する。
【００７７】
図１１に示す治具１７は、図１に示す治具１０と同様、キャップ凹部底面の下面１７’がボルト３の頂部上面３’に着脱自在に嵌入され、図１０に示す治具１６と同様、傾斜した上面１７”の両側にガイド１７’’’ が形成されて溝状になり、両ガイド１７’’’ の間を探触子１１が上面１７”に沿って移動する。
【００７８】
図１２に示す治具１８は、図１に示す治具１０と上下がほぼ逆で上部がキャップ状であり、上面に対して下面１８’が傾斜しており、上部のキャップ凹部に探触子１１が着脱自在に嵌入され、探触子１１と治具１８が一体となってボルト３の頂部上面３’に沿って移動する。
なお、各治具１５〜１８はアクリル等の樹脂部材で形成される。
【００７９】
つぎに、前記両形態において、探触子１１には、点集束型の垂直探触子を用いることが好ましい。
また、基礎表面部付近の長さＬ３は、アンカーボルトの植設条件（長さＬ２）や、フェースプレート４の厚みＤ等を考慮して適当に設定すればよい。
さらに、傾斜角θは基礎表面部付近でねじ山毎にピークの生じるように設定すればよい。
【００８０】
また、超音波の周波数もアンカーボルトの材質等によって選定すればよく、１０ＭＨｚに限られるものではないが、実験によると、ボルト３等の道路照明柱等のアンカーボルトの場合は、１０ＭＨｚにすることが好ましいことが確かめられた。
そして、本発明が種々のアンカーボルトの腐食診断に適用できるのは勿論である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項１の場合は、アンカーボルト３の頂部上面３’の垂直探触子１１からボルト３に、その軸心に対して斜めに超音波を入射したため、ボルト３の基礎表面部付近での反射波を得ることができる。
【００８２】
このとき、探触子１１が受波する反射波は、腐食のない健全なボルトであれば、基礎表面部付近のねじ山毎にピークが生じるが、腐食初期には、ねじ山が腐食してピークが欠損する。
【００８３】
したがって、探触子１１が受波した基礎表面部分の反射波のピーク欠損から、重機で支柱で持上げて腐食の目視観察やファイバースコープを用いた観察等を行うことなく、垂直探触子を用いた超音波探傷の波形観察により、短時間に容易かつ安全にこの種のアンカーボルトの腐食初期の診断を行うことができる。
【００８４】
また、請求項２の場合は、斜め入射波の反射波（斜め反射波）のピークの欠損から請求項１と同様の浅い腐食の診断を行うことができるとともに、腐食が進んだり疲労割れが生じたりすると、垂直入射波がその個所で反射し、探触子が受波する垂直反射波に、腐食による反射が含まれるようになるため、垂直反射波から、深い腐食の診断を行うことができる。
【００８５】
したがって、斜め反射波のピーク欠損と、垂直反射波の腐食による反射とから、腐食の浅，深を判別して請求項１の場合より一層良好な腐食診断を行うことができる。
【００８６】
つぎに、請求項３の場合は、診断対象のアンカーボルト３の頂部上面３’を平面に加工して超音波を入射するようにしたため、請求項１，２の診断を、頂部上面３’の診断前の形状等によらず、安定して精度よく行うことができる。
【００８７】
つぎに、道路照明柱等のアンカーボルトの場合、請求項４のようにベースプレート４を貫通していることが多く、請求項５の寸法条件とすることが実用的である。
さらに、超音波の周波数は、請求項６の１０ＭＨｚにすることが実用的で好ましい。
【００８８】
つぎに、請求項７の場合は、請求項１〜６の腐食診断に好適なアンカーボルト腐食診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態の診断時の説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトが健全ボルトの場合の１例の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトが腐食初期ボルトの場合の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトの腐食が進んだ場合の１例の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は健全ボルトの１例の垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は腐食初期ボルトの垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は腐食が進んだボルトの垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の他の形態のボルトの一部の正面図，垂直入射波に基づく反射波の波形説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は治具の他の例の正面図，平面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は治具のさらに他の例の正面図，平面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は治具の他の例の正面図，平面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は治具のさらに他の例の正面図，平面図である。
【図１３】アンカーボルトで固定された支柱の正面図である。
【図１４】図１３のアンカーボルトの拡大図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１３のアンカーボルトの腐食状態の説明図である。
【符号の説明】
２ 基礎
３ アンカーボルト
３’ 頂部上面
９ ねじ溝
１０，１５，１６，１７，１８ 治具
１１ 垂直探触子
１４ 超音波探傷器
Ｌ３ 基礎表面部付近
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等の基礎に植設されたアンカーボルトの腐食診断方法及びその診断方法に好適な腐食診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路照明柱，道路標識柱等の支柱や高架橋，立体道路等の主脚（橋脚）等は、コンクリート等の基礎上にアンカーボルトを用いて固定される。
【０００３】
この場合、前記の道路照明柱等の支柱であれば、例えば図１３に示すように沿道の所定個所にほぼ地面１の高さにコンクリートを打込んで基礎２が形成され、この基礎２に、例えば鋼又は鋼合金の複数本のアンカーボルト３が途中まで埋込まれて植設される。
【０００４】
さらに、基礎２上に、例えば鉄製，平面矩形のベースプレート４が位置し、このプレート４の隅部の各ボルト孔４’を各ボルト３が貫通する。
【０００５】
そして、各ボルト３は、各ボルト孔４’から上方に突出したそれぞれの頂部に２個のナット５，５’が装着され、各ナット５，５’の締付けにより、ベースプレート４が基礎２上に固定される。
【０００６】
さらに、ベースプレート４の中央部上に、上方に開口した短筒状の受け体６がベースプレート４に一体に形成され、この受け体６に、道路照明柱等の支柱７の下端部が嵌入され、支柱７が基礎２上に立設されて固定される。
なお、受け体６は周面の複数個所にフィン状の支持体８が一体に形成されている。
【０００７】
また、図１３ではベースプレート４等が支柱７と別体の場合を示したが、支柱によっては、その下端部にベースプレート４に相当する金属プレートが一体に形成されているものもあり、この場合は、ベースプレート４，受け体６は省かれ、支柱が直接基礎２上に立設されてアンカーボルトで固定される。
【０００８】
つぎに、道路照明柱等の固定に用いられる、ボルト３等のこの種のアンカーボルトは、通常、直径が１９ｍｍ（φ１９）〜２７ｍｍ（φ２７）であり、図１４に示す長さ（全長）Ｌ０ は３００ｍｍ〜１０００ｍｍであり、その頂部（上端部）から下端部の少し上までの部分にねじ溝９が形成されている。
【０００９】
また、図１３に示すボルト３の頂部上面３’からベースプレート４表面までの長さＬ１ は約６０ｍｍであり、ベースプレート４の厚みＤは２５ｍｍ〜３０ｍｍであり、ボルト３の頂部上面３’から基礎２の表面までの長さＬ２ は９０ｍｍ前後である。
【００１０】
そして、本願発明の基礎表面部付近は、例えばボルト３の場合、その頂部上面３’から約５０ｍｍ〜１００ｍｍの長さＬ３ の部分であり、換言すれば、ボルト３のベースプレート４より若干上の外部に露出した位置から基礎２の表面より若干下の埋設された位置までの部分である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記ボルト３等のこの種のアンカーボルトは、とくに屋外設置の場合、雨水等によって腐食する。
【００１２】
この腐食は、種々の検査結果から、ボルト３のベースプレート４内の部分及びベースプレート４と基礎２との境界部分、すなわち前述の基礎表面部分で発生することが判明した。
【００１３】
そして、腐食初期は、図１５の（ａ）の腐食部イに示すように、ボルト３の基礎表面部付近のねじ山が欠損（消失）する程度の浅い腐食が生じる。
【００１４】
さらに、この断面欠損の腐食が進むと、図１５の（ｂ）の腐食部ロに示すように、ボルト３が減肉して深い腐食状態になる。
【００１５】
また、前記の浅い腐食に支柱７の揺れ（振動）等によって応力がくり返し加わると、図１５の（ｃ）の腐食部ハに示すように疲労割れの腐食が生じる。
【００１６】
そして、これらの腐食を放置すると、ボルト３が破断等して重大事故を招来するため、この種アンカーボルトにあっては、腐食の状態を診断して早期に取替え等の必要な措置をとる必要がある。
【００１７】
そのため、従来は重機により支柱７を持上げ、各ボルト３の前記基礎表面部分を直接目視観察するか、ファイバースコープを用いて観察するかして、各ボルト３の前記基礎表面部付近の腐食状態を診断している。
【００１８】
この場合、重機を用いた大がかりで危険を伴う作業を要し、しかも、目視やファイバースコープを用いた観察によって腐食状態を診断するため、診断に熟練を要する。
【００１９】
そのため、従来は、この種のアンカーボルトの腐食診断を、短時間に容易かつ安全に行うことができない問題点がある。
【００２０】
そして、道路照明柱のような支柱７を固定するアンカーボルト３だけでなく、高架橋や立体道路等の主脚を固定するアンカーボルトについても、前記と同様の問題点がある。
【００２１】
本発明は、超音波垂直探触子を用いた超音波探傷の手法で短時間に容易かつ安全に腐食初期の診断が行えるようにすることを課題とし、そのための診断装置を提供することも課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１の本発明のアンカーボルト腐食診断方法においては、基礎に植設したアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
この探触子から前記ボルトに、前記ボルトのねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに超音波を入射し、
前記探触子が受波した反射波のねじ山毎に出現するピークの欠損から、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食状態を診断する。
【００２３】
したがって、アンカーボルトの頂部上面の垂直探触子からボルトに入射された超音波は、ボルトの軸心に対して斜めに進み、ボルトの基礎表面部付近で反射する。
【００２４】
このとき、探触子が受波する反射波（エコー波）は、腐食のない健全な状態であれば、基礎表面部付近のねじ山毎にピークが生じるが、腐食初期には、ねじ山が腐食して欠損し、その反射波のピークが欠損する。
【００２５】
そして、探触子から前記のねじ山の欠損程度の浅い腐食が生じたアンカーボルトに、その軸心方向（垂直方向）に超音波を入射して腐食状態を診断しようとしても、探触子が受波する反射波は、ほぼボルト端面からの反射波のみになり、ねじ山の欠損の有無によってはほとんど変化がなく、その反射波からは腐食状態を診断することは極めて困難であるが、超音波をボルトの軸心に対して斜めに入射することにより、ボルトの各ねじ溝間のねじ山の傾斜で反射した超音波が探触子に受波され、腐食によってねじ山が欠損すると、反射波のそのねじ山のピークが欠損し、探触子が受波する反射波がボルトの腐食の有無によって大きく変化し、反射波のピーク欠損からアンカーボルトの腐食状態を検出できる。
【００２６】
そのため、重機で支柱を持上げたり、腐食の目視観察やファイバースコープを用いた観察等を行うことなく、垂直探触子を用いた超音波探傷の波形観察により、探触子が受波した基礎表面部分の反射波のピーク欠損から、短時間に容易かつ安全にこの種のアンカーボルトの腐食初期の診断が行える。
【００２７】
つぎに、請求項２の本発明のアンカーボルト腐食診断方法においては、支柱に植設されたアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
この探触子から前記ボルトに、前記ボルトのねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに斜め入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記斜め入射波の反射波を斜め反射波として受波し、
前記斜め反射波の前記ボルトの腐食によるピーク欠損を検出し、
かつ、前記探触子から前記ボルトに、前記ボルトの軸心方向の垂直入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記垂直入射波の反射波を垂直反射波として受波し、
前記垂直反射波の前記ボルトの腐食による反射を検出し、
前記斜め反射波の前記ピーク欠損の検出と、前記垂直反射波の前記腐食による反射の検出とから、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食の浅，深を判別して腐食状態を診断する。
【００２８】
したがって、この場合は、斜め入射波の反射波（斜め反射波）のピークの欠損から、請求項１と同様の浅い腐食の診断が行える。
【００２９】
また、腐食が進んだり疲労割れが生じたりすると、アンカーボルトがその個所で極端に細くなり、垂直入射波がその個所で反射し、探触子が受波する垂直反射波に腐食による反射が含まれるようになり、垂直反射波から、深い腐食の診断が行える。
【００３０】
そのため、斜め反射波のピーク欠損と、垂直反射波の腐食による反射とから、腐食の浅，深を判別して請求項１の場合より精度よく腐食診断を行うことができる。
【００３１】
そして、請求項１，２において、アンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットする際に、
前記ボルトの頂部上面を前記ボルトの軸心に垂直な平面に加工し、
前記平面に、上面が傾斜した治具を介して前記探触子を接触させることが診断精度等の面から好ましい。
【００３２】
つぎに、道路照明柱や道路標識柱等の支柱のアンカーボルトは、支柱基部のベースプレートを貫通している。
【００３３】
さらに、道路照明柱や道路標識柱等の支柱を固定するアンカーボルトの腐食診断に適用する場合、アンカーボルトの直径が１９ｍｍ〜２７ｍｍであって、基礎表面部付近が前記ボルトの頂部上面から約５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが一般的で実用的である。
【００３４】
また、垂直探触子からアンカーボルトに入射する超音波は、１０ＭＨｚのパルス波であることが実用的で好ましい。
【００３５】
つぎに、請求項７の本発明のアンカーボルト腐食診断装置は、基礎に植設され、診断時に頂部上面が軸心に垂直な平面に加工されるアンカーボルトと、
前記平面に治具を介して接触した超音波垂直探触子と、
前記探触子に電気的に接続され、前記探触子から超音波を出射させ、前記探触子が受波した反射波を波形表示する超音波探傷器とを備え、
前記治具が、前記ボルトの頂部上面又は前記探触子の測定面に着脱自在のキャップ状でキャップ上面に傾斜面が形成された樹脂部材からなる。
【００３６】
したがって、請求項１〜６の診断方法に好適な具体的構成の腐食診断装置を提供することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図１〜図１２を参照して説明する。
（１形態）
まず、１形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１は図１３，図１４のアンカーボルト３の診断時の状態を示し、図１において、図１３，図１４と同一符合は同一もしくは相当するものを示す。
なお、図１では、図１３，図１４のナット５，５’を省いているが、実際には図１のボルト３もナット５，５’が装着されている。
【００３８】
そして、ボルト３は直径２４ｍｍ（φ２４）であり、その基礎表面部付近は図中の長さＬ３（＝約５０ｍｍ〜１００ｍｍ）の範囲である。
【００３９】
そして、診断時は作業者が図１３の支柱７の設置現場に出向き、支柱７を固定している、各アンカーボルト３の全部又は一部を順次に診断対象とする。
【００４０】
そして、図１の診断対象のアンカーボルト３につき、まず、その頂部上面３’がボルト３の軸心に垂直（直角）な平面になるように、必要に応じて頂部に切削加工，研磨加工等を施す。
【００４１】
つぎに、ボルト３にその軸心に対して斜めに超音波（斜め入射波）を入射して超音波探傷を行うため、ボルト３の頂部上面３’に樹脂部材であるアクリル樹脂のキャップ状，無空の治具１０をかぶせて装着する。
【００４２】
このとき、治具１０は、頂部上面３’に接したキャップ凹部底面の下面１０’が、ボルト３の軸心に垂直な平面（通常は水平面）であり、上面１０”が傾斜している。
【００４３】
そして、その傾斜角θは、ボルト３のねじピッチや前記長さＬ３ 等に応じて設定された約５°〜１０°の範囲の適度な角度であり、直径２４ｍｍのボルト３に適用したこの形態にあっては、θ＝７．５°である。
【００４４】
つぎに、超音波垂直探触子１１を治具１０の上面１０”に載せ、この上面１０”に接触媒質１２を介して探触子１１の超音波が入出する底面（測定面）を接触し、探触子１１をボルト３の頂部上にセットする。
【００４５】
さらに、探触子１１を接続ケーブル１３を介して超音波探傷器１４に接続し、超音波計測可能な状態にする。
【００４６】
そして、探傷器１４を操作し、探触子１１からボルト３に、例えば１０ＭＨｚの超音波をパルス入射し、超音波探傷診断の計測を行う。
【００４７】
このとき、探触子１１は、測定面（底面）がボルト３の軸心（中心軸）に対して角度θ傾いた状態にあり、ボルト３の軸心に対して斜めに超音波を入射し、この超音波が斜め入射波の超音波である。
【００４８】
そして、この斜め入射波は、図１の矢印線ａに示すようにボルト３の長さＬ３ （＝５０ｍｍ〜１００ｍｍ）の基礎表面部付近に到達して反射される。
【００４９】
この反射により、図１の矢印線ｂの反射波が斜め反射波として探触子１１に受波されると、その受波信号が接続ケーブル１３を介して探傷器１４に着信する。
【００５０】
この探傷器１４は一般的な超音波垂直探傷の計測処理と同様の計測処理により、頂部上面３’をｌｓ（＝０ｍｍ）の入射位置として、反射波の位置を送受波時間の差から演算して求め、その波形をモニタ画面１４’に表示する。
【００５１】
そして、ボルト３のねじピッチ，超音波の周波数等に基づき、ボルト３が腐食のない健全ボルトであれば、基礎表面部付近の各ねじ溝９間のねじ山の斜面で反射した超音波が、斜め反射波として探触子１１に受波される。
【００５２】
このとき、探触子１１が受波する反射波は、探触子１１の位置や向きを適当にセットすることにより、例えば図２の（ａ）の実測波形に示すように、長さＬ３ の基礎表面部付近において、同図の（ｂ）に示すボルト３のねじ山毎にピークが生じた波形になる。
【００５３】
なお、図２の（ａ）は、同図の（ｂ）の直径２４ｍｍの健全ボルトの斜め反射波の波形図である。
【００５４】
そして、図２においては、（ａ）の波形と（ｂ）のボルト３の位置との関係を示すために、ボルト３を横向きにして、その頂部上面３’を０ｍｍの位置としている。
【００５５】
一方、ボルト３が腐食初期の浅い断面腐食状態であれば、ボルト３は図１５の（ａ）に示したような局所的な腐食部イが生じて基礎表面部付近のねじ山が欠損する。
【００５６】
そして、腐食部イのようなねじ山が欠損する程度の腐食，すなわち、ねじ底から２ｍｍ以下程度までの腐食が生じたときは、反射方向が腐食のない場合と異なり、探触子１１に反射波が受波されなくなる。
【００５７】
そのため、ボルト３の腐食初期に探触子１１が受波する反射波は、例えば図３の（ａ）の実測波形に示すように、同図の（ｂ）のボルト３の腐食部イのピークが欠損する。
【００５８】
また、ボルト３の浅い腐食の腐食範囲が図４の（ｂ）に示すように拡大すると、探触子１１が受波する反射波は、同図の（ａ）の実測波形に示すように、その腐食部イ’のピークが欠損する。
【００５９】
さらに、ボルト３の腐食が進むと、ねじ底から２ｍｍ程度以上減肉した図１５の（ｂ）の深い断面欠損の腐食や図１５の（ｃ）の疲労割れの腐食が生じ、このとき、探触子１１が反射波を受波するか否かはそれらの腐食部ロ，ハの形状等によって決まる。
【００６０】
そして、探触子１１に受波された反射波が、図２の（ａ）のねじ山毎にピークが生じる健全波形から、図３の（ａ）又は図４の（ａ）の腐食部イ，イ’でピーク欠損が生じた波形に変化することにより、ねじ底より２ｍｍ程度以下の浅い腐食の発生を検出することができる。
【００６１】
この場合、重機による支柱７の持上げや目視やファイバースコープを用いた観察からの熟練を要する診断は不要であり、モニタ画面１４’のピーク欠損の波形観察から、短時間に容易かつ安全にボルト３の的確な腐食診断が行える。
【００６２】
したがって、ボルト３等のこの種アンカーボルトの腐食状態を、超音波垂直探傷法の波形観察により、短時間に容易かつ安全な作業で的確に診断し、腐食初期の状態を早期に発見することができ、作業性等が著しく改善されるとともに、この発見に基づき適切な対策を施すことができる。
【００６３】
なお、実際には、治具１０上で探触子１１を移動したり、治具１０を回転したりして探触子１１のボルト３の頂部上面３’に対する位置を種々に変えながら計測をくり返し、ボルト３の全周につき、その基礎表面部分付近の反射波形を観察して前記の腐食診断がくり返し行われる。
【００６４】
ところで、治具１０を外して探触子１１をボルト３の頂部上面３’に直接セットし、探触子１１からボルト３の軸心方向の超音波（垂直入射波）をパルス入射し、その反射波（垂直反射波）を探触子１１により受波した場合、ボルト３が腐食のない健全ボルトであれば、探触子１１が受波する反射波は、例えば図５の（ａ）の実測波形に示すようになる。
なお、図５の（ｂ）の矢印線ａ’は垂直入射波の超音波を示す。
【００６５】
また、ボルト３が図３の（ｂ）の腐食初期ボルトであれば、図６の（ｂ）の矢印線ａ’の垂直入射波に基づき、探触子１１が受波する反射波は、例えば図６の（ａ）の実測波形に示すようになる。
【００６６】
さらに、ボルト３が図４の（ｂ）の断面欠損ボルトであれば、図７の（ｂ）の矢印線ａ’の垂直入射波に基づき、探触子１１が受波する反射波は、例えば図７の（ａ）の実測波形に示すようになる。
【００６７】
そして、図５の（ａ）の健全ボルトの波形と、図６の（ａ）の腐食部イが生じた腐食初期ボルトの波形，図７の（ａ）の断面欠損ボルトの波形とはほぼ同じであり、これらの波形比較からも明らかなように、ボルト３の軸心方向の垂直入射波の反射波の波形からは、ねじ底から２ｍｍ程度以下の浅い腐食を検出して超音波診断することはできない。
【００６８】
（他の形態）
つぎに、他の形態について、図８を参照して説明する。
この形態においては、図１５の（ｂ）の断面欠損や同図の（ｃ）の疲労割れ等により、ボルト３に生じたねじ底より２ｍｍ程度以上の深い腐食も検出し、腐食の浅，深を判別して総合的な腐食診断を行う。
【００６９】
そのため、前記１形態の治具１０を用いた腐食診断の前又は後に、探触子１１をボルト３の頂部上面３’に直接セットし、探触子１１からボルト３にその軸心方向の１０ＭＨｚの超音波（垂直入射超音波）をパルス入射する。
【００７０】
このとき、ボルト３に図１５の（ｂ），（ｃ）の腐食部ロ，ハのような深い腐食があれば、図８の（ａ）に示すように探触子１１からボルト３に入射された矢印線ａ’の垂直入射超音波は、ボルト３の下端面３”で反射するとともに、その腐食部ニでも反射し、矢印線ｂ’のそれらの反射波が探触子１１に受波される。
【００７１】
そして、探傷器１４のモニタ画面１４’に、図８の（ｂ）の模式図に示すように、距離ｌｓ（＝０ｍｍ）の入射波の送信パルス波Ｐｓ及び距離ｌｅの下端面３”の端部反射波Ｐｅとともに、距離ｌｘの腐食部ニの反射波Ｐｘが表示され、この反射波Ｐｘからボルト３に腐食部ニが発生していることが判明し、図１４の（ｂ），（ｃ）のような深い腐食を検出できる。
【００７２】
つぎに、この垂直入射波による腐食の反射波の検出と、治具１０を用いた前記１形態のピーク欠損の検出とに基づき、ピーク欠損が発生する浅い腐食と、垂直入射波で腐食反射が発生する深い腐食とを区別して検出し、ボルト３の基礎表面部付近の腐食の浅，深を判別して総合的な腐食診断を行う。
【００７３】
したがって、この形態の場合は、前記１形態の場合より一層良好にボルト３の腐食診断をすることができ、診断の一層の向上が得られる。
【００７４】
ところで、前記両形態では、ボルト３に、上面１０”に傾斜面が形成された治具１０を装着し、探触子１１を、治具１０の上面１０”に接触するようにしたが、治具１０に代えて、図９ないし図１２の各図に示す形状のものを用いてもよい。
【００７５】
図９に示す治具１５は、上面１５”が傾斜した扁平な円柱状であり、下面１５’がボルト３の頂部上面３’に載置され、傾斜した上面１０”に沿って探触子１１が移動する。
【００７６】
図１０に示す治具１６は、図９に示す治具１５と同様、上面１６”が傾斜しており、上面１６”の両側にガイド１６’’’ が形成されて溝状になり、両ガイド１６’’’ の間を探触子１１が上面１６”に沿って移動する。
【００７７】
図１１に示す治具１７は、図１に示す治具１０と同様、キャップ凹部底面の下面１７’がボルト３の頂部上面３’に着脱自在に嵌入され、図１０に示す治具１６と同様、傾斜した上面１７”の両側にガイド１７’’’ が形成されて溝状になり、両ガイド１７’’’ の間を探触子１１が上面１７”に沿って移動する。
【００７８】
図１２に示す治具１８は、図１に示す治具１０と上下がほぼ逆で上部がキャップ状であり、上面に対して下面１８’が傾斜しており、上部のキャップ凹部に探触子１１が着脱自在に嵌入され、探触子１１と治具１８が一体となってボルト３の頂部上面３’に沿って移動する。
なお、各治具１５〜１８はアクリル等の樹脂部材で形成される。
【００７９】
つぎに、前記両形態において、探触子１１には、点集束型の垂直探触子を用いることが好ましい。
また、基礎表面部付近の長さＬ３は、アンカーボルトの植設条件（長さＬ２）や、フェースプレート４の厚みＤ等を考慮して適当に設定すればよい。
さらに、傾斜角θは基礎表面部付近でねじ山毎にピークの生じるように設定すればよい。
【００８０】
また、超音波の周波数もアンカーボルトの材質等によって選定すればよく、１０ＭＨｚに限られるものではないが、実験によると、ボルト３等の道路照明柱等のアンカーボルトの場合は、１０ＭＨｚにすることが好ましいことが確かめられた。
そして、本発明が種々のアンカーボルトの腐食診断に適用できるのは勿論である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項１の場合は、アンカーボルト３の頂部上面３’の垂直探触子１１からボルト３に、その軸心に対して斜めに超音波を入射したため、ボルト３の基礎表面部付近での反射波を得ることができる。
【００８２】
このとき、探触子１１が受波する反射波は、腐食のない健全なボルトであれば、基礎表面部付近のねじ山毎にピークが生じるが、腐食初期には、ねじ山が腐食してピークが欠損する。
【００８３】
したがって、探触子１１が受波した基礎表面部分の反射波のピーク欠損から、重機で支柱で持上げて腐食の目視観察やファイバースコープを用いた観察等を行うことなく、垂直探触子を用いた超音波探傷の波形観察により、短時間に容易かつ安全にこの種のアンカーボルトの腐食初期の診断を行うことができる。
【００８４】
また、請求項２の場合は、斜め入射波の反射波（斜め反射波）のピークの欠損から請求項１と同様の浅い腐食の診断を行うことができるとともに、腐食が進んだり疲労割れが生じたりすると、垂直入射波がその個所で反射し、探触子が受波する垂直反射波に、腐食による反射が含まれるようになるため、垂直反射波から、深い腐食の診断を行うことができる。
【００８５】
したがって、斜め反射波のピーク欠損と、垂直反射波の腐食による反射とから、腐食の浅，深を判別して請求項１の場合より一層良好な腐食診断を行うことができる。
【００８６】
つぎに、請求項３の場合は、診断対象のアンカーボルト３の頂部上面３’を平面に加工して超音波を入射するようにしたため、請求項１，２の診断を、頂部上面３’の診断前の形状等によらず、安定して精度よく行うことができる。
【００８７】
つぎに、道路照明柱等のアンカーボルトの場合、請求項４のようにベースプレート４を貫通していることが多く、請求項５の寸法条件とすることが実用的である。
さらに、超音波の周波数は、請求項６の１０ＭＨｚにすることが実用的で好ましい。
【００８８】
つぎに、請求項７の場合は、請求項１〜６の腐食診断に好適なアンカーボルト腐食診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態の診断時の説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトが健全ボルトの場合の１例の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトが腐食初期ボルトの場合の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は図１のアンカーボルトの腐食が進んだ場合の１例の反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は健全ボルトの１例の垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は腐食初期ボルトの垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は腐食が進んだボルトの垂直入射波に基づく反射波の実測波形図，ボルトの一部の正面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の他の形態のボルトの一部の正面図，垂直入射波に基づく反射波の波形説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は治具の他の例の正面図，平面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は治具のさらに他の例の正面図，平面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は治具の他の例の正面図，平面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は治具のさらに他の例の正面図，平面図である。
【図１３】アンカーボルトで固定された支柱の正面図である。
【図１４】図１３のアンカーボルトの拡大図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１３のアンカーボルトの腐食状態の説明図である。
【符号の説明】
２ 基礎
３ アンカーボルト
３’ 頂部上面
９ ねじ溝
１０，１５，１６，１７，１８ 治具
１１ 垂直探触子
１４ 超音波探傷器
Ｌ３ 基礎表面部付近
Claims (7)
- 基礎に植設されたアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
前記探触子から前記ボルトに、前記ボルトのねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに超音波を入射し、
前記探触子が受波した反射波のねじ山毎に出現するピークの欠損から、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食状態を診断する
ことを特徴とするアンカーボルト腐食診断方法。 - 基礎に植設されたアンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットし、
前記探触子から前記ボルトに、前記ボルトねじ溝が形成された基礎表面部付近で反射するように、前記ボルトの軸心に対して斜めに斜め入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記斜め入射波の反射波を斜め反射波として受波し、
前記斜め反射波の前記ボルトの腐食によるピーク欠損を検出し、
かつ、前記探触子から前記ボルトに、前記ボルトの軸心方向の垂直入射波の超音波を入射し、
前記探触子により、前記垂直入射波の反射波を垂直反射波として受波し、
前記垂直反射波の前記ボルトの腐食による反射を検出し、
前記斜め反射波の前記ピーク欠損の検出と、前記垂直反射波の前記腐食による反射の検出とから、前記ボルトの前記基礎表面部付近の腐食の浅，深を判別して腐食状態を診断する
ことを特徴とするアンカーボルト腐食診断方法。 - アンカーボルトの頂部上面に超音波垂直探触子をセットする際に、
前記ボルトの頂部上面を前記ボルトの軸心に垂直な平面に加工し、
前記平面に、上面が傾斜した治具を介して前記探触子を接触させることを特徴とする請求項１又は２記載のアンカーボルトの腐食診断方法。 - アンカーボルトが、道路照明柱，識別ポール等の支柱基部のベースプレートを貫通していることを特徴とする請求項１，２又は３記載のアンカーボルト腐食診断方法。
- アンカーボルトの直径が１９ｍｍ〜２７ｍｍであって、基礎表面部付近が前記ボルトの頂部上面から約５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のアンカーボルト腐食診断方法。
- 垂直探触子から出射する超音波が１０ＭＨｚのパルス波であることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載のアンカーボルト腐食診断方法。
- 基礎に植設され、診断時に頂部上面が軸心に直角な平面に加工されるアンカーボルトと、
前記平面に治具を介して接触した超音波垂直探触子と、
前記探触子に電気的に接続され、前記探触子から前記ボルトに超音波を入射し、前記探触子が受波した反射波を波形表示する超音波探傷器とを備え、
前記治具が、前記ボルトの頂部上面又は前記探触子の測定面に着脱自在のキャップ状でキャップ上面に傾斜面が形成された樹脂部材からなることを特徴とするアンカーボルト腐食診断装置。
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