JP2005345179A

JP2005345179A - 光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム

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Publication number: JP2005345179A
Application number: JP2004163025A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Chikahisa; 博志近久; Kaoru Kobayashi; 薫小林; Kazunobu Matsumoto; 和伸松元; Masayuki Tsutsui; 雅行筒井; Koju Kumagai; 幸樹熊谷; Tomomoto Shiotani; 智基塩谷; Toshiro Abo; 寿郎阿保; Hiroo Matsuda; 浩朗松田
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP4105123B2

Abstract

【課題】本発明は、通線状護岸構造物に一般に出回っている信用の光ファイバセンサを汎用して、護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を検知し、その相対変位を測定しうると共に、その変位量をも精度よく検知することが出来、また、測定装置が安価に提供でき、かつその取り付けも簡単に行える光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知システムを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システムであり、検知対象物に敷設された光ファイバケーブルと変位・変状センシング装置と変位・変状管理装置とを備え、変位・変状センシング装置は、少なくとも２以上の係止部とループ部を形成したセンシング部とケーブル案内部と検出信号とを有し、変位・変状管理装置は、光強度測定装置又はＯＴＤＲ測定装置を有する、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光強度測定装置４０又はOTDRすなわちOptical
Time Domain Reflectometer方法に基づいて光ファイバケーブルの損失を検出するＯＴＤＲ装置を使用し、建築土木工事等に関連して光ファイバセンサを敷設した例えば線状構造物の不等沈下及び施工継ぎ目などにおける変位・変状を測定検知する光ファイバセンサを使用した構造物変位・変状検知システムに関するものである。

ここで、前記センシング箇所が１箇所の場合は光強度測定装置が、センシング箇所が複数箇所の場合はＯＴＤＲ装置が使用できる。

従来、例えば線状構造物の不等沈下測定や変位・変状検知手段としては、目視による構造物の変位・変状観察、水準器による水準測量、また電気式変位計などによる相対変位計測等の方法が知られている。

しかしながら、前記従来の検知、計測方法ではそのほとんどが直接現地に赴く必要があり、しかも波浪・塩水等悪環境下において、安定した検知、計測を長期的に行うことはきわめて困難なことであった。

また、測定装置、すなわちいわゆるＢＯＴＤＲやＦＢＧ方式の様に光ファイバセンサを用いた測定装置もすでに提案されているが、これらの装置では、センシングに温度依存性があり、温度変化による変動を補正しなければ正確な測定結果が得られないとの課題があった。

さらに、前記の測定装置あるいはセンサはそれら自体も非常に高価なものであり、かつ装置自体の構造も複雑になっており、それによりセンサの取り付けも面倒であるとの課題があった。

一方で、海洋軟弱地盤上の埋め立て護岸工事などでは、護岸建設中及び埋め立て途中段階の荷重増加に伴う基礎地盤の不等沈下やすべり面の発生が原因となり、護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の目開きなど護岸機能を損なう変位・変状が発生する場合がある。

従って海洋護岸構造物などの線状構造物を軟弱地盤上に構築し埋め立てや盛土を行う場合には、構築が完成した護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の変動変状をリアルタイムに検知、計測し、その原因に対し迅速かつ効果的な対策を講じる必要がある。

また、従来では光ファイバケーブルをドラムなどに巻き付け、該ドラムを上方から押圧して、ドラムの変形に伴って変形する光ファイバケーブルの損失を検出し、変位量を測定する装置も提案されているが、ドラムの変形が必ず一定の変形になるとは限らず、もって精度よく測定することが困難との課題があった。
特開平１１−３７７１７号公報

本発明は、前記従来の課題に鑑みて創案されたものであり、例えば線状護岸構造物に一般に出回っている通信用の光ファイバセンサを汎用してあらかじめ敷設しておき、埋め立て途中及び埋め立て完了後における護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を、長距離にわたって連続的に検知し、その相対変位を測定しうると共に、その変位量をも精度よく検知することが出来る光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知システムを提供することを目的とするものである。

また、測定装置が安価に提供でき、かつその取り付けも簡単に行える光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知システムを提供することを目的とするものである。

本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知システムは、
検知対象物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象物につき予想される変位・変状箇所を境にして、該検知対象物の両面側に設けられた少なくとも２以上の係止部と、
前記係止部間に設置され、２４ｍｍ以下で円状のループ部形成を保持できる剛性の光ファイバケーブルを使用し、２４ｍｍ以下の径としたループ部を形成したセンシング部と、
前記ループ部を形成する光ファイバケーブル交差部に設けられ、該光ファイバケーブルの軸方向進退摺動を可能として円状ループ部径の大きさを変更自在としうるよう設けられたケーブル案内部と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と、
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定する光強度測定装置又はＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
前記ケーブル案内部は、係止部間に架設された光ファイバーケーブル保持部材と、該光ファイバケーブル保持部材に光ファイバケーブルを保持させるループ状保持具と、前記ループ部を形成する光ファイバケーブル交差部に設けられ、該光ファイバケーブルの軸方向進退摺動を可能として円状ループ部径の大きさを変更自在としうるよう設けられたループ案内具と、を備えたことを特徴とし、
または、
前記光ファイバケーブルはコア、コアを被覆するクラッド及びクラッドを被覆するプラスチック材からなる保護層とを有する光ファイバ心線と該光ファイバ心線を被覆する高抗張力プラスチック繊維からなるテンションメンバとテンションメンバを被覆するポリ塩化ビニルからなるシースとを備え、断面円状に形成されてなることを特徴とし、
または、
検知対象物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象物につき予想される変位・変状箇所を境にして、該検知対象物の一面側に設けられた固定突起部と、
検知対象物の他面側に設けられ、径が２４ｍｍ以下の円柱状巻き付け部を外側面に有する回転型突起部と、
固定突起部には光ファイバケーブルの一端が係止固定され、他端側は予想される変位・変状箇所を跨いで前記円柱状巻き付け部に複数回以上巻き付けて形成されたセンシング部と、
前記回転型突起部に常時回転力を付加し、突起部間に架設された光ファイバケーブルに引張力を与える回転力付加部と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と、
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定する光強度測定装置又はＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
前記検出信号は、検知対象物の変位・変状箇所を検知する信号である、ことを特徴とし、
または、
前記検出信号は、検知対象物の変位・変状箇所における変位量を検知する信号である、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、例えば線状護岸構造物に一般に出回っている通信用の光ファイバセンサを汎用してあらかじめ敷設しておき、埋め立て途中及び埋め立て完了後における護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を、長距離にわたって連続的に検知し、その相対変位を測定しうると共に、その変位量をも精度よく検知出来、測定装置も安価に提供でき、かつその取り付けも簡単に行えるとの優れた効果を奏する。

以下、本発明を図に示す実施の形態に基づいて説明する。

まず、光ファイバケーブルの曲率と曲率に伴う曲げ損失の関係について説明する。

光ファイバケーブルの曲率と光損失の関係につき、以下のような関係が認識された。

すなわち、光ファイバケーブルで形成したループ部が、内径Ｄ（Ｄ＝２×ｒ、ｒ：半径）の円形の輪を形成していると仮定すると、該内径Ｄと光損失の間には式（1.1）、(1.2)の関係が認められる。

Ｄ≧Ｄ₀ の場合、ここで、Ｄ₀ を２４ｍｍ以下とする。

Ｌb＝0.0 式(1.1)
Ｄ＜Ｄ0 の場合、
Ｌb＝f(Ｄ₀−Ｄ)＝f(ΔＤ) 式(1.2)
ここで、Ｄ：光ファイバループの内径
Ｄ₀：曲げによる光損失が発生しはじめる内径
Ｌb：曲げによる光損失
ｆ（ΔＤ）：実験データから得られるループ内径と光損失の関係を表す関数。
上記の式から理解されるように、Ｄが２４ｍｍを超えるものであると、曲げによる光損失は生じない。しかし、Ｄが２４ｍｍ以下であると、曲げによる光損失が生じ、上記の式(1.2)が得られた。

尚、式（1.2)は実験結果から得られる実験式であり、理論式ではない。

一方、光ファイバケーブルで形成されるループ部が円形の輪状をなすと仮定したので、継ぎ目（変位・変状箇所）で発生する変位Yと内径Dには以下の関係が成り立つ。

ΔＤ＝Ｄ₀−Ｄ式(2.1)
Ｙ=πＤ₀−πＤ＝π（Ｄ₀−Ｄ）
式(2.2)
＝ π・ΔＤ式(2.3)
ここで、Ｄ：継ぎ目に変位が発生した時点でのループ内径
ΔＤ：初期状態Ｄ₀からのループ内径の変化量
ところで、図６はＳＭ型石英ファイバケーブル（日立電線製、高抗張力プラスチック繊維補強、仕上がり外径：2.8mm）での光損失Ｌbと継ぎ目変位量Ｙとの関係について実験したデータを示したものであり、このデータから以下の関係式（3.1）が求められる。

Ｌb=0.0645Ｙ² +1.7754Ｙ式(3.1)

さらに、継ぎ目変位量Ｙとループ内径Ｄの変化量ΔＤには、式(2.3)の関係があるため、式(3.1)に代入して次式が得られるものとなる。

Ｌb=0.0645(πΔＤ)² +1.7754πΔＤ＝ｆ(ΔＤ) 式(3.2)
ただし、Ｄ＜Ｄ₀ の場合ここで、Ｄ₀は２４ｍｍ以下とする。

このように、ループ部の内径が２４ｍｍ以下であると、曲げによる光損失はほぼ継ぎ目の変位量の二次関数で近似できることが確認されたのである。

しかして、本発明はこの光ファイバケーブルを円形の輪状にループ部を形成したとき、その径が２４ｍｍ以下のときに生ずる変位量と光損失の関係に着目したものである。

ところで、図５には、埋め立て土１を囲むようにして護岸構造物２が立設され、該護岸構造物２に光ファイバケーブル３が閉路状態に設置されている状態が示されている。

そして、本発明による変位・変状センシング装置４が所定間隔をおいて数十カ所に設置されている。

すなわち、図５はいわゆる擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物２における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生概念図を示したものである。

この状態から光ファイバケーブル３に光パルス発信装置５より発信された光パルスが光ファイバケーブル３に入射され、その反射光（レーリー散乱光）の状態を検知して護岸構造物２の継ぎ目の状態などがセンシングされ、モニタリングされる。

ここで、図５に示すように、所定の箇所Ｚで光ファイバケーブル３が切断したときにおいても敷設してある光ファイバケーブル３の全長にわたってセンシング及びモニタリングすることが出来る。

すなわち２カ所の光チャンネルセレクタ６に接続されている双方の光ファイバケーブル３から光パルスを入射してその反射光（レーリー散乱光）を検出すれば前記切断箇所までの状態が双方の反射光によって検知することが出来ることとなる。

尚、図５において符号７は制御用及び監視用パソコンを示し、前述した光チャンネルセレクタ６、光パルス発信装置５及びＯＴＤＲ測定装置８と共に変位・変状管理装置９が形成されている。

前記変位・変状センシング装置４で検知された検出信号は例えば遠隔の管理事務所内に存する変位・変状管理装置９に送出され、該変位・変状管理装置９内のＯＴＤＲ測定装置８により前記検出信号が解析されて護岸構造物躯体の変位・変状の発生有無とその発生位置が検出される。

ＯＴＤＲ測定装置８による検知につき簡単に説明すると、ＯＴＤＲ測定装置８とは、光ファイバケーブル３の片端から光パルスを入射して、光ファイバケーブル３の長さ方向の各位置で発生した散乱光のうちで入射端側に戻ってくる反射光（レーリー散乱光）の特性を解析するための測定装置である。

ＯＴＤＲ測定装置８は、敷設された光ファイバケーブル３にかかる張力とその張力の発生している位置を、光ファイバケーブル３の一方の端から計測し、断線や過度の屈曲による事故を防止するために使用されてきた経緯があるが、本発明では該ＯＴＤＲ測定装置８を使用し、敷設した光ファイバケーブル３の過度屈曲、断線を検知し、その検知位置から建造物等の歪み等変位・変状箇所の検出を行うのである。

実施手順は、まず検知対象物である護岸構造物躯体に光ファイバケーブル３を閉路状態にして敷設する。

次に、一定の間隔あるいは任意の間隔で護岸構造物躯体の施工継ぎ目１１等に変位・変状センシング装置４を設置し、その変位・変状センシング装置４内に光ファイバケーブル３をいわゆる一筆書き状に配置する。

尚、護岸構造物躯体等検知対象物１０が複数ある場合には、変位・変状センシング装置４をその個数に応じて敷設すればよい。

光ファイバケーブル３及び変位センシング装置４の設置完了後、遠隔地に設けられた場所での変位・変状管理装置９により光ファイバケーブル３からの検出信号の検知を行う。

しかして、前記管理事務所内の変位・変状管理装置９では、対象領域内の構造物の不等沈下やはらみ出しなどの変状発生位置とその変位の増減を一元的にモニタリングすることも出来るものとなる。

ここで、本発明の第１実施例では、検知対象物１０である護岸構造物の躯体に敷設された光ファイバケーブル３と、前記敷設された光ファイバケーブル３の間で、護岸構造物の躯体間の検知すべき箇所である継ぎ目１１に対応して設けられた変位・変状センシング装置４と、前記変位・変状センシング装置４からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置９とを備えて構成されている。

次に本発明による変位・変状センシング装置４の構成を図１を参照して説明する。

図１から理解されるように、検知対象物１０の継ぎ目１１すなわち、予想される変位・変状箇所を境にして、当該検知対象物１０の両面側に係止部１２、１３が形成されている。この係止部１２、１３の構成については何ら限定されず、検知対象物１０にねじ等で固定するタイプのものであってもいいし、接着剤により接着させたものであっても構わない。

また、両係止部１２、１３共に、円柱状に形成されたもので、その径が３０ｍｍ以上のものが好ましいものである。係止部１２、１３に係止される光ファイバケーブル３の光損失がこの箇所で生じさせたくないためである。

しかして、両係止部１２、１３間には２４ｍｍ以下の正円リング状にしたループ部１４が１本の光ファイバケーブル３によって形成されている。

すなわち、一方側の係止部１２から延出された光ファイバケーブル３は継ぎ目１１を通過し、他方側の係止部１３が取り付けられている他面側の検知対象物１０まで延び、その箇所で折り返して２４ｍｍ以下の正円リング状にしたループ部１４を形成すると共に、該ループ部１４の基部１５、すなわち検知対象物１０の表面側で１本の光ファイバケーブル３を交差させ、他方側の係止部１３に係止されている。

そして、１本の光ファイバケーブル３が交差する交差部には光ファイバケーブル３の軸方向進退摺動を可能としてループ部径自体の大きさを２４ｍｍ前後で変更自在としうるケーブル案内部１６が設けられている。

従って、継ぎ目１１が大きくなれば係止部１２、１３間の幅が広がるために、光ファイバケーブル３が各々両係止部１２、１３側に引っ張られ、その結果これによりループ部の径が２４ｍｍよりさらに小径となる。

すると、前記の式や実験データに示したように、光損失の値が大きくなる。

ここで、光ファイバケーブル３は、図６から理解されるように、その断面をみると内部の構造は多種多様となっている。しかして本発明で使用される光ファイバケーブル３は２４ｍｍ以下のループ部形成を保持できる剛性を有することが必要とされている。

そのため、図６に示してあるもののうち、断面形状が円形のものを使用するのが好ましいものとされる。

ここで、前記光ファイバケーブル３はコア３０、コア３０を被覆するクラッド３１及びクラッド３１を被覆するプラスチック材からなる保護層３３とを有する光ファイバ心線３４と該光ファイバ心線３４を被覆する高抗張力プラスチック繊維からなるテンションメンバ３５とテンションメンバ３５を被覆するポリ塩化ビニルからなるシース３６とを備え、断面円状に形成されている。
このような光ファイバケーブル３であれば、２４ｍｍ以下の正円リング状にしたループ部１４を形成すると共に、長時間保持できる剛性を有する。

図２及び図３に実施例２を示す。

この実施例においても、検知対象物１０の継ぎ目１１すなわち、予想される変位・変状箇所を境にして、当該検知対象物１０の両面側に係止部１２、１３を形成する。

そして、この係止部１２、１３の構成についても何ら限定されず、検知対象物１０にねじ等で固定するタイプのものであってもいいし、接着剤により接着させたものであっても構わない。

そして、この光ファイバケーブル３は係止部１２、１３間に架設された光ファイバケーブル保持部材３７によって下側に垂れないよう保持される。

すなわち、例えば高延性を有するピアノ線等の線材で形成された光ファイバケーブル保持部材３７にループ状の保持具３８・・・を用いて光ファイバケーブル３を直線状に沿わせているのである。

さらに、１本の光ファイバケーブル３が交差する交差部（基部１５）に光ファイバケーブル３の軸方向進退摺動を可能としてループ部径自体の大きさを２４ｍｍ前後で変更自在とすると共に、光ファイバケーブル保持部３７に光ファイバケーブル３を保持させるループ案内具３９が設けられている。

これにより、光ファイバケーブル３の軸方向進退摺動をスムーズに行え、しかもループ部の円を正円状にしうる。

このループ部が正円に近ければ近いほど正確な光損失データが得られる。

そして、継ぎ目１１が大きくなれば係止部１２、１３間の幅が広がるために、光ファイバケーブル３が各々両係止部１２、１３側に引っ張られ、その結果これによりループ部の径が２４ｍｍよりさらに小径となる。

図４に本発明による第３実施例を示す。当該第３実施例では径が２４ｍｍ以下をなす円柱状巻き付け部１７に光ファイバケーブル３を少なくとも２巻き以上巻き付けて光損失の測定精度を向上させ、ひいては継ぎ目１１などの変位量の測定精度をも向上させたものである。

検知対象物１０の継ぎ目１１すなわち、予想される変位・変状箇所を境にして、当該検知対象物１０の両面側に固定突起部１８及び回転型突起部１９が形成されている。

しかして、この固定突起部１８及び回転型突起部１９の構成について本発明では何ら限定されておらず、検知対象物１０にねじなどで固定するタイプのものであってもいいし、接着剤により接着させたものであっても構わない。

しかして、光ファイバケーブル３の一端をこの固定突起部１８に係止
させ、この固定突起部１８から延出された光ファイバケーブル３は継ぎ目１１を通過し、回転型突起部１９が取り付けられている他面側の検知対象物１０まで延び、２４ｍｍ以下の径からなる回転型突起部１９の円柱状巻き付け部１７に３回巻き付けられている。

そしてその巻き付け後の光ファイバケーブル延長部分は回転型突起部１９の先端側に設けられた約３０ｍｍ程度の径をなし、光り損失が起こらない箇所で固定される。

尚、この回転型突起部１９は検知対象物１０から突出させて形成された回転軸部２０に回転型突起部本体２１基部に設けた凹部が被嵌し、回転型突起部本体２１が自在に回転できるように構成されている。

さらに、固定突起部１８と回転型突起部２０間の光ファイバケーブル３が弛まないように回転型突起部本体２１には図２に示す矢印Ａの方向へ付勢力が回転力付加部２２によって付加されている。

この回転力付加部２２の具体的な構成については何ら限定されるものではないが、図２に示すように、バネ材を利用したものでも、内部にゼンマイ式バネを取り付けたものでも、電気的なモータを使用したものでも構わない。

しかして、本件発明者らは２４ｍｍ以下の直径を有する巻き付け棒状体に光ファイバケーブル３を１巻き、２巻き・・・７巻きまで巻きつけ、それぞれの光損失を測定した。そして、巻き付け棒状体の直径は、19.3mmと15mmの２ケースとした。その実験装置を図９に示す。

この実験結果を図８に示す。この図８の実験結果から理解されるように、巻きつけ回数が増加すれば増加するほど、光損失は大きくなることがわかる。

従って、２回巻きから４回巻き等複数巻き光ファイバケーブル３を巻き付ければ光損失精度を向上させた測定値を得ることが出来る。

そして、図６に示してあるものも含めていかなる断面形の光ファイバケーブル３が使用できるという利点もある。

尚、実施例１及び実施例２で説明した変位・変状センシング装置４を用いて図１０及び図１１に示すように本発明の構造物変位・変状検知システムが適用される。

図１０は光ファイバケーブル３の曲げ損失を利用した本発明での構造物変位・変状検知システムによる構造物や地盤などの変状モニタリングの適用例を示したものである。

図１０から理解されるように、コンクリートや石積擁壁２３に発生しているひび割れ２４などの変状をモニタリングする場合の適用例である。

発生しているひび割れ２４に沿って、そのひび割れ２４を跨ぐよう本発明による変位・変状センシング装置４を配置し、ひび割れ２４の進展をモニタリングできる。図１０ではひび割れ２４の長手方向に所定の間隔を開けて３箇所に本発明による変位・変状センシング装置４を配置した。

次に、図１１では切土法面や自然斜面２５で発生している地すべりの変状に対し、段差やすべり面２６を跨ぐようにして杭２７などを立設する。

そして、この杭２７、２７間に本発明による変位・変状センシング装置４を配置するのである。

これによって、段差やすべり面２６の地形に発生する変状を定量的に検知するこができるものとなる。

本発明による第１実施例の概略構成を説明する概略説明図である。

本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その１）である。

本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その２）である。

本発明による第３実施例の概略構成を説明する概略説明図である。

本発明による装置を擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生検知のために設置した状態を説明する説明図である。

光ファイバケーブルの種類を説明する説明図である。

第１実施例の変位・変状センシング装置での光損失Ｌbと継ぎ目変位量Ｙとの関係について実験し得られたデータを説明する説明図である。

第３実施例の変位・変状センシング装置での光損失Ｌbと巻きつけ回数との関係について実験し得られたデータを説明する説明図である。

第３実施例の変位・変状センシング装置の実験装置の構成を説明する説明図である。

本構造物変位・変状検知システムによる線状擁壁等構造物の変状モニタリングの適用例を説明した説明図である。

本構造物変位・変状検知システムによる切土法面や自然斜面で発生している地すべりの変状モニタリングの適用例を説明した説明図である。

符号の説明

１埋め立て地
２護岸構造物
３光ファイバケーブル
４変位・変状センシング装置
５光パルス発信装置
６チャンネルコレクター
７パソコン
８ＯＴＤＲ測定装置
９変位・変状管理装置
１０検知対象物
１１継ぎ目
１２係止部
１３係止部
１４ループ部
１５基部
１６ケーブル案内部
１７円柱状巻き付け部
１８固定突起部
１９回転型突起部
２０回転軸部
２１回転型突起部本体
２２回転力付加部
２３コンクリートや石積擁壁
２４ひび割れ
２５切り土法面や自然斜面
２６段差や地すべり面
３０コア
３１クラッド
３２プラスチック材
３３保護層
３４光ファイバ心線
３５テンションメンバ
３６シース
３７光ファイバケーブル保持部材
３８ループ状の保持具
３９ループ案内具
４０光強度測定装置

Claims

検知対象物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象物につき予想される変位・変状箇所を境にして、該検知対象物の両面側に設けられた少なくとも２以上の係止部と、
前記係止部間に設置され、２４ｍｍ以下で円状のループ部形成を保持できる剛性の光ファイバケーブルを使用し、２４ｍｍ以下の径としたループ部を形成したセンシング部と、
前記ループ部を形成する光ファイバケーブル交差部に設けられ、該光ファイバケーブルの軸方向進退摺動を可能として円状ループ部径の大きさを変更自在としうるよう設けられたケーブル案内部と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と、
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定する光強度測定装置又はＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。
前記ケーブル案内部は、係止部間に架設された光ファイバーケーブル保持部材と、該光ファイバケーブル保持部材に光ファイバケーブルを保持させるループ状保持具と、前記ループ部を形成する光ファイバケーブル交差部に設けられ、該光ファイバケーブルの軸方向進退摺動を可能として円状ループ部径の大きさを変更自在としうるよう設けられたループ案内具と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。
前記光ファイバケーブルはコア、コアを被覆するクラッド及びクラッドを被覆するプラスチック材からなる保護層とを有する光ファイバ心線と該光ファイバ心線を被覆する高抗張力プラスチック繊維からなるテンションメンバとテンションメンバを被覆するポリ塩化ビニルからなるシースとを備え、断面円状に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。
検知対象物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象物につき予想される変位・変状箇所を境にして、該検知対象物の一面側に設けられた固定突起部と、
検知対象物の他面側に設けられ、径が２４ｍｍ以下の円柱状巻き付け部を外側面に有する回転型突起部と、
固定突起部には光ファイバケーブルの一端が係止固定され、他端側は予想される変位・変状箇所を跨いで前記円柱状巻き付け部に複数回以上巻き付けて形成されたセンシング部と、
前記回転型突起部に常時回転力を付加し、突起部間に架設された光ファイバケーブルに引張力を与える回転力付加部と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と、
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定する光強度測定装置又はＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。
前記検出信号は、検知対象物の変位・変状箇所を検知する信号である、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。
前記検出信号は、検知対象物の変位・変状箇所における変位量を検知する信号である、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム。