JP2014006055A - コンクリートサンプリング装置、およびこの装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から採取することのできるコンクリートサンプリング装置等を提供する。
【解決手段】下部に隙間を有するコンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するフレームと、フレーム内に設けられフレーム上方に突出してコンクリート構造物の下面を切削する切削工具と、切削工具を駆動する駆動手段と、切削工具を昇降する昇降手段と、切削工具で切削したコンクリート粉を回収する受皿と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート粉を採取するコンクリートサンプリング装置、およびこの装置の使用方法に関する。

例えば、住宅密集地の家屋間や家屋と外壁との間、機械等設備と壁との間、橋梁上部工の桁端などといった、複数の構造物が近接している狭隘部には、水分や塩分や土砂や塵などといった劣化因子が浸入して構造物表面や構造物内部に蓄積されやすい。コンクリート構造物表面やコンクリート構造物内部に劣化因子が蓄積されると、例えば鉄筋の腐食やコンクリートの剥離等の劣化・損傷が進行することが懸念されるという問題がある。

例えば、橋台あるいは橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工の桁端と橋台パラペットとの間に形成された狭隘部や対向する桁端間に形成された狭隘部（以下、これらの狭隘部を桁端狭隘部と称する。）では、桁端狭隘部の上部に設置されて桁端狭隘部を塞ぐ伸縮装置や地覆の止水不良から凍結防止剤を含む漏水の作用を受け、塩害や凍害等による複合劣化の事例が多数確認されている。

また、プレストレストコンクリート橋梁上部工では、桁端狭隘部に緊張材の定着体が配置されており、定着体は鋼製であるため、定着体の塩害による腐食が生じ、定着体の劣化による緊張材のプレストレス減少や定着体の腐食による構造物の劣化進行のおそれがある。緊張材の定着性能は構造物に導入されているプレストレスの維持に重要であり、プレストレスの維持は構造物全体の機能を保持する上で重要であるため、桁端狭隘部は構造物の機能保全上重要な部位であるといえる。

ここで、従来より、コンクリート中に浸透して蓄積された塩分の含有量は、コンクリート構造物の劣化の度合いの進行度を測る目安の１つとして利用されている。そのため、塩害を受けたコンクリート構造物の補修計画を立案するためには、コンクリート中の塩分含有量を事前に把握することが必要不可欠である。特に、コンクリート表面からコンクリート内部最外縁の鉄筋までの部分である、いわゆる「かぶり」における塩分含有量の分布状況の把握が重要である。この「かぶり」は、一般的なプレストレストコンクリート橋梁の場合、３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度が多い。

コンクリート中の塩分含有量の測定方法として、ハンマドリルによりコンクリート構造物を穿孔してそのコンクリート粉末を採取し、採取したコンクリート粉末を測定試料とする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、吸引装置と吸引された削孔粉が収納される気密な集塵容器とを備えたハンマドリルにより、コンクリート中の塩分含有量測定のための試料とする削孔粉を気密状態で採取して調査する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。コンクリートは強度が高いので、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、削孔する場合には衝撃を与えながら削孔を行うハンマドリルを用いるのが一般的である。

また、コンクリート中の塩分含有量測定のための試料とするコンクリート粉を採取する方法として、コアドリルでコンクリートコアを採取し、採取したコンクリートコアをスライスし、スライス毎に砕粉化する方法も知られている。

特開昭６２−１００６５９号公報 特開２００５−０３７１４６号公報

コンクリート中の塩分含有量測定のための試料採取で、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを使用するにあたっては、試料採取位置正面にハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間が必要である。ところが、上述したような狭隘部における試料採取では、人が直接立ち入ることができない場合があり、また、試料採取位置正面にそのような作業空間を確保することが難しい。そのため、狭隘部では、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを使用して試料を採取することが困難である。

例えば、塩害を受けたコンクリート橋梁上部工では、コンクリート中に浸透した塩分が桁端狭隘部近傍に蓄積されやすく、特に桁端の下部により多くの塩分が蓄積されることとなる。そのため、このようなコンクリート橋梁上部工では、コンクリート中の塩分含有量測定のための試料を桁端の下部から採取することが好ましい。ところが、桁端下面は、橋台や橋脚といったコンクリート橋梁下部工に面しているため、作業空間が狭く、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを使用して試料を採取するだけの作業空間を確保することが難しい。従って、桁端の下部では、試料を採取できる部位がコンクリート橋梁下部工に面していない側面部分に限定され、コンクリート橋梁下部工に面した下面部分といったその他の必要な部位からの試料採取が極めて困難である。

本発明は、上記事情に鑑み、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から採取することのできるコンクリートサンプリング装置、およびコンクリートサンプリング装置の使用方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明のコンクリートサンプリング装置は、
下部に隙間を有するコンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するフレームと、
上記フレーム内に設けられこのフレーム上方に突出して上記コンクリート構造物の下面を切削する切削工具と、
上記切削工具を駆動する駆動手段と、
上記切削工具を昇降する昇降手段と、
上記切削工具で切削したコンクリート粉を回収する受皿と、
を備えたことを特徴とする。

本発明のコンクリートサンプリング装置は、内部から上方に突出する切削工具が設けられたフレームが、コンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するものであるため、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、フレームをコンクリート構造物の下部隙間に挿入して切削工具を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取することができる。

ここで、本発明のコンクリートサンプリング装置は、上記切削工具が、棒状のドリルビットと、このドリルビットを同心円筒状に取り巻くコアビットとからなるものであることが好ましい。

上述したように、コンクリートは強度が高いので、削孔する場合には衝撃を与えながら削孔を行うハンマドリルを用いるのが一般的であるが、このような好ましい形態によれば、削孔時に衝撃を与えることなくコンクリート粉を採取し、回収することができる。

また、本発明のコンクリートサンプリング装置のうちの上記ドリルビットと上記コアビットとからなる切削工具を備えたコンクリートサンプリング装置は、そのコアビットが、半径方向に互いに隙間を持って複数配列されたものであることがさらに好ましい。

このような好ましい形態によれば、より多くのコンクリート粉を採取することができる。

また、本発明のコンクリートサンプリング装置は、
「上記フレームを挿入方向に案内するレールを備え、
上記フレームは、上記レールに沿って移動する案内部を備えた」
ことも好ましい形態である。

このような好ましい形態によれば、フレームをコンクリート構造物の下部隙間にスムーズに挿入することができる。また、同一の試料採取位置で複数回に分けてコンクリート粉を採取する場合の位置合わせが容易かつ正確である。

さらに、本発明のコンクリートサンプリング装置は、
「上記コンクリート構造物が、橋台あるいは橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工であって、
上記フレームが、上記橋台あるいは上記橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するものである」
ことが好ましい。

上述したように、桁端狭隘部では、凍結防止剤を含む漏水の作用を受け、塩害や凍害等による複合劣化の事例が多数確認されており、コンクリート中に浸透した塩分が桁端狭隘部近傍に蓄積されやすく、特に桁端の下部により多くの塩分が蓄積されることとなるものの、桁端下面は作業空間が狭く、試料を採取できる部位が側面部分に限定され、その他の必要な部位からの試料採取が極めて困難であった。これに対して、このような好ましい形態によれば、フレームをコンクリート橋梁上部工の下部隙間に挿入して切削工具を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取することができる。

また、上記目的を達成する本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法は、上記本発明のコンクリートサンプリング装置を用いて、コンクリート構造物の下面を切削し、切削したコンクリート粉を上記受皿で回収し、回収粉の化学分析によりコンクリートの劣化を調査することを特徴とする。

本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法は、内部から上方に突出する切削工具が設けられたフレームが、コンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するコンクリートサンプリング装置を用いる方法であるため、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、フレームをコンクリート構造物の下部隙間に挿入して切削工具を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取し、コンクリートの劣化を調査することができる。

ここで、本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法は、上記コンクリート構造物が、橋台あるいは橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工であり、その桁端面近傍の下面部分のコンクリートを採取することに適用すると好適である。

上述したように、桁端狭隘部では、凍結防止剤を含む漏水の作用を受け、塩害や凍害等による複合劣化の事例が多数確認されており、コンクリート中に浸透した塩分が桁端狭隘部近傍に蓄積されやすく、特に桁端の下部により多くの塩分が蓄積されることとなるものの、桁端下面は作業空間が狭く、試料を採取できる部位が側面部分に限定され、その他の必要な部位からの試料採取が極めて困難であった。これに対して、このような好ましい形態によれば、フレームをコンクリート橋梁上部工の下部隙間に挿入して切削工具を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取し、コンクリートの劣化を調査することができる。

本発明によれば、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から採取することのできるコンクリートサンプリング装置、およびコンクリートサンプリング装置の使用方法が提供される。

本発明のコンクリートサンプリング装置についての一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すコンクリートサンプリング装置の概略構成図である。 図２（ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿った縦断面図である。 図２（ａ）に示す線Ｃ−Ｃに沿った縦断面図である。 図２（ａ）に示す線Ｄ−Ｄに沿った縦断面図である。 図２に示す第２回転軸を示す図である。 図２に示すスプライン軸受を示す図である。 図２（ａ）に示す線Ｅ−Ｅに沿った縦断面図である。 図２（ａ）に示す線Ａ−Ａに沿った縦断面図である。 図１に示すＦ部の拡大平面図である。 コンクリート橋梁上部工を側方から見た側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のコンクリートサンプリング装置についての一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すコンクリートサンプリング装置の概略構成図である。図２（ａ）は、上方から内部を透視した透視平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す線Ａ−Ａに沿った縦断面図である。

ここで、図１，図２における左右方向をＸ方向とする。また、図１，図２（ａ）における上下方向であって図２（ｂ）における紙面に垂直な方向をＹ方向とする。また、図１，図２（ｂ）における上下方向であって図２（ａ）における紙面に垂直な方向をＺ方向とする。

図１，図２に示すように、コンクリートサンプリング装置１００には、レール１１０と、フレーム１２０と、切削工具１３０と、駆動手段１４０と、昇降手段１５０と、受皿１６０とが備えられている。

レール１１０は、フレーム１２０をＸ方向に案内する部材である。このＸ方向が本発明にいう挿入方向である。具体的には、レール１１０は、Ｘ方向に長尺な薄鋼板からなる底部１１１と、底部１１１の外縁に沿って上方に延出する縁部１１２とを有し、皿状に形成されている。レール１１０によって、フレーム１２０をコンクリート構造物の下部隙間にスムーズに挿入することができる。また、同一の試料採取位置で複数回に分けてコンクリート粉を採取する場合の位置合わせが容易かつ正確である。レール１１０が、本発明にいうレールの一例に相当する。

フレーム１２０は、レール１１０に案内されてＸ方向に移動する、レール１１０の底部１１１上に載置された直方体の箱状部材である。フレーム１２０は、Ｙ方向に関し、レール１１０の対向する縁部１１２間の寸法よりも僅かに小さな幅寸法を有する。そのため、フレーム１２０がＸ方向に移動する際、その対向する縁部１１２それぞれの内壁１１２１にフレーム１２０の外側面１２１が接触することとなる。そのため、この外側面１２１が、レール１１０に沿って移動する案内部である。また、フレーム１２０は、Ｚ方向に関し、下部に隙間を有するコンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有する。この高さ寸法は例えば９０ｍｍである。また、フレーム１２０の上面には、切削工具１３０が出入りする貫通孔１２２が形成されている。フレーム１２０が、本発明にいうフレームの一例に相当する。

切削工具１３０は、フレーム１２０内に設けられ、後述する昇降手段１５０のハンドル１５１１が操作されることによってフレーム１２０上面の貫通孔１２２から上方に突出し、コンクリート構造物の下面を切削する、上向きの切削工具である。具体的には、本実施形態の切削工具１３０は、ドリルビット１３１とコアビット１３２とからなるものである。ドリルビット１３１は、駆動力を受けてＺ軸周りに回転する棒状の工具である。このドリルビット１３１の径は、例えば１１ｍｍである。また、コアビット１３２は、駆動力を受けてドリルビット１３１と同心で回転する、ドリルビット１３１との間に隙間を持ってドリルビット１３１を同心円筒状に取り巻く工具である。また、コアビット１３２は、回転軸方向に見たときに半径方向に互いに隙間を持って２重に配列されている。これらのコアビット１３２の径は、例えば２２ｍｍと２９ｍｍである。コンクリートは強度が高いので、削孔する場合には衝撃を与えながら削孔を行うハンマドリルを用いるのが一般的であるが、本実施形態の切削工具１３０によれば、削孔時に衝撃を与えることなくコンクリート粉を採取することができる。また、ドリルビット１３１と組み合わせて設けられたコアビット１３２が半径方向に互いに隙間を持って２重に配列されているため、コアビットのみの場合やドリルビット１３１と１つのコアビットとが組み合わされた場合と比較して、より多くのコンクリート粉を採取することができ、コンクリートサンプリングに必要十分な量のコンクリート粉が確保される。ここで、フレーム１２０内にはＺ方向に昇降自在なエレベータプレート１５５が設けられており、切削工具１３０は、そのエレベータプレート１５５の上面に固定されている。そのため、切削工具１３０は、エレベータプレート１５５が下降した状態ではフレーム１２０内に格納されており、エレベータプレート１５５の上昇の伴ってフレーム１２０上方に突出する。切削工具１３０が、本発明にいう切削工具の一例に相当する。

駆動手段１４０は、切削工具１３０を駆動するものである。具体的には、本実施形態の駆動手段１４０は、駆動源であるモータ１４１と、モータ１４１による駆動力を切削工具１３０に伝達する駆動力伝達手段１４２とを備えている。駆動力伝達手段１４２は、傘歯車１４３１を有するロッド１４３と、同心で回転する傘歯車１４４１およびチェーンスプロケット１４４２を有する第１回転軸１４４と、無端状のチェーン１４５と、同心で回転するチェーンスプロケット１４６１および平歯車１４６２を有する第２回転軸１４６と、切削工具１３０の外周に固定されて切削工具１３０と同心で回転する平歯車１４７とにより構成されている。ロッド１４３は、Ｘ軸に沿って延びる、モータ１４１の駆動力を受けてＸ軸周りに回転する部材であって、一端がモータ１４１に着脱自在に接続され、他端に傘歯車１４３１が設けられている。そして、ロッド１４３の傘歯車１４３１と第１回転軸１４４の傘歯車１４４１とが噛み合っている。ロッド１４３が回転すると、傘歯車１４４１と噛み合っている傘歯車１４３１が回転し、これに伴いＸ軸周りの回転運動がＺ軸周りの回転運動に変換され、第１回転軸１４４はＺ軸周りに回転する。また、第１回転軸１４４のチェーンスプロケット１４４２と第２回転軸１４６のチェーンスプロケット１４６１とにチェーン１４５が巻き掛けられており、第１回転軸１４４の回転を受けてチェーン１４５が周回移動する。これにより、第１回転軸１４４から第２回転軸１４６に回転運動が伝達され、第２回転軸１４６もＺ軸周りに回転する。また、第２回転軸１４６の平歯車１４６２と切削工具１３０の外周に設けられた平歯車１４７とが噛み合っている。第２回転軸１４６が回転すると、平歯車１４７と噛み合っている平歯車１４６２が回転し、これに伴い第２回転軸１４６から切削工具１３０に回転運動が伝達され、切削工具１３０もＺ軸周りに回転する。尚、第２回転軸１４６の平歯車１４６２は、回転数を変換する役割も担っている。駆動手段１４０が、本発明にいう駆動手段の一例に相当する。尚、切削工具１３０が昇降してもモータ１４１による駆動力が切削工具１３０に伝達され続けられる機構についての説明は後述する。

図３は、図２（ａ）に示す線Ｂ−Ｂに沿った縦断面図である。また、図４は、図２（ａ）に示す線Ｃ−Ｃに沿った縦断面図である。また、図５は、図２（ａ）に示す線Ｄ−Ｄに沿った縦断面図である。

昇降手段１５０は、切削工具１３０を昇降するものである。具体的には、本実施形態の昇降手段１５０は、図１〜図５に示すように、昇降用第１回転軸１５１と、昇降用第２回転軸１５２と、無端状のタイミングベルト１５３と、昇降用第３回転軸１５４と、エレベータプレート１５５とにより構成されている。昇降用第１回転軸１５１は、一端にハンドル１５１１を有し他端に同心で回転する平歯車１５１２とプーリ１５１３とを有し、Ｘ軸に沿って延びる、ユーザによりハンドル１５１１が操作されることによってＸ軸周りに回転する部材である。また、昇降用第２回転軸１５２は、一端に平歯車１５２１を有し他端に平歯車１５２１と同心で回転するピニオンギア１５２２を有する部材である。そして、昇降用第１回転軸１５１の平歯車１５１２と昇降用第２回転軸１５２の平歯車１５２１とが噛み合っている。ハンドル１５１１操作に応じて昇降用第１回転軸１５１が回転すると、平歯車１５２１と噛み合っている平歯車１５１２が回転し、これに伴い昇降用第１回転軸１５１から昇降用第２回転軸１５２に回転運動が伝達されるとともに回転方向が逆転され、昇降用第２回転軸１５２がＸ軸周りに逆回転する。昇降用第３回転軸１５４は、一端にプーリ１５４１を有し他端にプーリ１５４１と同心で回転するピニオンギア１５４２を有する部材である。そして、昇降用第１回転軸１５１のプーリ１５１３と昇降用第３回転軸１５４のプーリ１５４１とにタイミングベルト１５３が巻き掛けられており、昇降用第１回転軸１５１の回転を受けてタイミングベルト１５３が周回移動する。これにより、昇降用第１回転軸１５１から昇降用第３回転軸１５４に回転方向を変えることなく回転運動が伝達され、昇降用第３回転軸１５４もＸ軸周りに回転する。エレベータプレート１５５は、Ｙ方向に関する両側面それぞれにＺ軸に沿って延びるラック１５５１，１５５２を有する、Ｚ方向に昇降自在な部材である。そして、昇降用第２回転軸１５２のピニオンギア１５２２とエレベータプレート１５５のラック１５５１とが噛み合っている。また、昇降用第３回転軸１５４のピニオンギア１５４２とエレベータプレート１５５のラック１５５２とが噛み合っている。昇降用第２回転軸１５２および昇降用第３回転軸１５４が回転すると、ラック１５５１，１５５２と噛み合っているピニオンギア１５２２，１５４２が回転し、これに伴いＸ軸周りの回転運動がＺ軸に沿う直線運動に変換され、いわゆるラックアンドピニオン機構によりエレベータプレート１５５がＺ方向に昇降する。上述したように、エレベータプレート１５５の上面に切削工具１３０が固定されているため、エレベータプレート１５５の昇降に伴って切削工具１３０も昇降する。昇降手段１５０が、本発明にいう昇降手段の一例に相当する。

ここで、切削工具１３０が昇降してもモータ１４１による駆動力が切削工具１３０に伝達され続けられる機構について説明する。

図６は、図２に示す第２回転軸を示す図であって、図６（ａ）はその平面図であり、図６（ｂ）はその側面図である。また、図７は、図２に示すスプライン軸受を示す図であって、図７（ａ）はその平面図であり、図７（ｂ）はその側面図である。また、図８は、図２（ａ）に示す線Ｅ−Ｅに沿った縦断面図である。また、図９は、図２（ａ）に示す線Ａ−Ａに沿った縦断面図である。尚、図９には、エレベータプレートが上昇途中の状態が示されている。

上述した駆動力伝達手段１４２における第２回転軸１４６は、図２，図６に示すように、フレーム１２０に対して回転自在に支持された、軸の全周にわたり等間隔にキー状の凹凸（スプライン歯）１４６ａが形成されたスプライン軸である。そして、第２回転軸１４６の平歯車１４６２は、図２，図７に示す、スプライン軸のスプライン歯１４６ａに外嵌する凹凸１４６３ａが中心部に形成された、スプライン軸に沿って昇降自在なスプライン軸受１４６３に固定されるととも、エレベータプレート１５５に対して回転自在に支持されている。また、切削工具１３０の外周に設けられた平歯車１４７も、エレベータプレート１５５に対して回転自在に支持されている。より詳細には、図２，図８に示すように、第２回転軸１４６の平歯車１４６２、および切削工具１３０の外周に設けられた平歯車１４７には、各歯先に円周方向に沿う凹状の切り欠き１４６２ａ，１４７ａが形成されており、その切り欠き１４６２ａ，１４７ａに、エレベータプレート１５５上面に固定された歯車押さえ１５５３が係合している。そのため、昇降手段１５０によるエレベータプレート１５５の昇降に伴って切削工具１３０が昇降すると、図９に示すように、第２回転軸１４６の平歯車１４６２も、切削工具１３０の外周に設けられた平歯車１４７と噛み合った状態でスプライン軸に沿って昇降することとなる。従って、第２回転軸１４６の回転に伴ってスプライン軸受１４６３に回転力が付与されると、スプライン軸受１４６３に固定された、平歯車１４７と噛み合った状態の平歯車１４６２も回転し、これに伴い第２回転軸１４６から切削工具１３０に回転運動が伝達され、切削工具１３０が昇降しても、切削工具１３０が回転する。

図１０は、図１に示すＦ部の拡大平面図である。

図１，図２（ｂ），図１０に示すように、受皿１６０は、フレーム１２０上面の貫通孔１２２の周りに平面状に広がった部材である。受皿１６０は、ボルトによって着脱自在にフレーム１２０上面に固定されている。受皿１６０は、切削工具１３０による切削によって落下してくるコンクリート粉を受け止めて回収する。受皿１６０が、本発明にいう受皿の一例に相当する。

本実施形態のコンクリートサンプリング装置１００は、内部から上方に突出する切削工具１３０が設けられたフレーム１２０が、コンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するものであるため、従来から知られているハンマドリルやコアドリルを配置させる作業空間を試料採取位置正面に確保することが困難な状況であっても、フレーム１２０をコンクリート構造物の下部隙間に挿入して切削工具１３０を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取することができる。

尚、上述した実施形態では、本発明にいう切削工具が、ドリルビットとコアビットとの組み合わせからなるものである例を挙げて説明したが、本発明にいう切削工具は、これに限られるものではなく、例えばコアビットであってもよい。また、上述した実施形態では、本発明にいうコアビットが、半径方向に互いに隙間を持って２重に配列されたものである例を挙げて説明したが、本発明にいうコアビットは、これに限られるものではなく、１つのコアビットであってもよく、あるいは、半径方向に互いに隙間を持って複数配列されたものであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう駆動手段が、モータ１４１と駆動力伝達手段１４２とを備えたものである例を挙げて説明したが、本発明にいう駆動手段は、これに限られるものではなく、切削工具１３０を駆動するものであればどのような機構の駆動手段であってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう昇降手段が、昇降用第１回転軸１５１と、昇降用第２回転軸１５２と、無端状のタイミングベルト１５３と、昇降用第３回転軸１５４と、エレベータプレート１５５とにより構成されたものである例を挙げて説明したが、本発明にいう昇降手段は、これに限られるものではなく、切削工具１３０を昇降するものであればどのような機構の昇降手段であってもよい。

以上で、本発明のコンクリートサンプリング装置についての一実施形態の説明を終了する。

次に、本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法についての一実施形態を説明する。ここでは、支承を介して橋台上に載置されたコンクリート橋梁上部工におけるコンクリートの劣化を調査するための、桁端面近傍の下面部分のコンクリート採取に、本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法の一実施形態を適用する例を挙げて説明する。尚、本実施形態では、その桁端面近傍の下面部分における「かぶり」が４０ｍｍである。また、本実施形態では、コンクリート橋梁上部工の下部隙間の高さ寸法が１００ｍｍである。

図１１は、コンクリート橋梁上部工を側方から見た側面図である。

以下、図１〜図１０を参照して説明したコンクリートサンプリング装置１００の使用方法を、図１〜図１１を参照して説明する。

まず、レール１１０を、支承５００を介して橋台２００上に載置されたコンクリート橋梁上部工３００の下部隙間４００に挿入する。そして、挿入したレール１１０を橋台天端２１０上に固定する。

次に、レール１１０上にフレーム１２０を載置し、レール１１０に沿ってフレーム１２０を移動する。尚、このとき、切削工具１３０はフレーム１２０内に格納されている。上述したように、下部隙間４００の高さ寸法が１００ｍｍであり、フレーム１２０の高さ寸法が９０ｍｍであるため、その移動により、フレーム１２０が下部隙間４００に挿入される。このとき、フレーム１２０上面の貫通孔１２２が、試料採取位置である桁端面３１０近傍の下面部分３２０に対向するように位置合わせする。ここで、コンクリートの劣化を調査するためには、「かぶり」における塩分含有量の分布状況の把握が重要である。そのため、本実施形態では、位置合わせした同一の試料採取位置において切削深さの異なる試料を２回に分けて採取する。例えば、１回目の試料採取では下面３２０から１５ｍｍの深さまでのコンクリート粉を採取し、２回目の試料採取では１５ｍｍの深さから３５ｍｍの深さまでのコンクリート粉を採取する。そのため、位置合わせ後、２回目の試料採取に備えて、レール１１０に対するフレーム１２０の位置をマーキングしておく。

次に、モータ１４１を駆動させて駆動手段１４０により切削工具１３０を駆動する。その後、切削工具１３０を駆動させながらユーザがハンドル１５１１を操作して昇降手段１５０により切削工具１３０を下面３２０から１５ｍｍの深さまで上昇させる。これにより、フレーム１２０内に格納されている切削工具１３０がフレーム１２０上面の貫通孔１２２から上方に突出し、コンクリート橋梁上部工３００における桁端面３１０近傍の下面３２０を切削する。そして、切削工具１３０で切削した、下面３２０から１５ｍｍの深さまでのコンクリート粉を受皿１６０で採取する。コンクリート粉の採取後、ユーザがハンドル１５１１を操作して昇降手段１５０により切削工具１３０を下降させてフレーム１２０内に格納し、モータ１４１の駆動を停止する。

その後、レール１１０に沿ってフレーム１２０を手前に移動させてフレーム１２０を下部隙間４００から引き出し、受皿１６０で回収したコンクリート粉を回収する。

次に、２回目の試料採取を行う。より詳細には、レール１１０上にフレーム１２０を再度載置し、レール１１０に沿ってフレーム１２０を移動させることでフレーム１２０を下部隙間４００に再度挿入する。このとき、前回の位置合わせ時のマーキングを目印にして、フレーム１２０上面の貫通孔１２２が前回の試料採取位置に対向するように位置合わせする。以下、切削工具１３０を駆動させながら昇降手段１５０により切削工具１３０を上昇させるといった、上述した１回目の試料採取と同様の工程により、、１回目の試料採取と同一の試料採取位置における１５ｍｍの深さから３５ｍｍの深さまでのコンクリート粉を回収する。

その後、回収したコンクリート粉の化学分析によりコンクリートの劣化を調査する。尚、コンクリート粉の化学分析については、公知の技術を適用する。そのため、コンクリート粉の化学分析に関するここでの詳細な説明は省略する。

上述したように、桁端狭隘部では、凍結防止剤を含む漏水の作用を受け、塩害や凍害等による複合劣化の事例が多数確認されており、コンクリート中に浸透した塩分が桁端狭隘部近傍に蓄積されやすく、特に桁端の下部により多くの塩分が蓄積されることとなるものの、桁端下面は作業空間が狭く、試料を採取できる部位が側面部分に限定され、その他の必要な部位からの試料採取が極めて困難であった。これに対して、本実施形態のコンクリートサンプリング装置の使用方法によれば、フレーム１２０をコンクリート橋梁上部工３００の下部隙間４００に挿入して切削工具１３０を上方に突出させることで、試料とするコンクリート粉を、調査に必要な部位から確実に採取し、コンクリートの劣化を調査することができる。

尚、上述した実施形態では、橋台上に載置されたコンクリート橋梁上部工における桁端面近傍の下面部分のコンクリートを採取することに、コンクリートサンプリング装置の使用方法を適用する例を挙げて説明したが、本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法は、これに限られるものではなく、様々なコンクリート構造物の下面部分のコンクリートを採取することに適用することができる。

また、上述した実施形態では、同一の試料採取位置において切削深さの異なる試料を２回に分けて採取する例を挙げて説明したが、本発明のコンクリートサンプリング装置の使用方法は、これに限られるものではなく、試料採取位置において１回の試料採取であってもよい。

１００ コンクリートサンプリング装置
１１０ レール
１１１ 底部
１１２ 縁部
１１２１ 内壁
１２０ フレーム
１２１ 外側面
１２２ 貫通孔
１３０ 切削工具
１３１ ドリルビット
１３２ コアビット
１４０ 駆動手段
１４１ モータ
１４２ 駆動力伝達手段
１４３ ロッド
１４３１ 傘歯車
１４４ 第１回転軸
１４４１ 傘歯車
１４４２ チェーンスプロケット
１４５ チェーン
１４６ 第２回転軸
１４６ａ 凹凸（スプライン歯）
１４６１ チェーンスプロケット
１４６２ 平歯車
１４６２ａ 切り欠き
１４６３ スプライン軸受
１４６３ａ 凹凸
１４７ 平歯車
１４７ａ 切り欠き
１５０ 昇降手段
１５１ 昇降用第１回転軸
１５１１ ハンドル
１５１２ 平歯車
１５１３ プーリ
１５２ 昇降用第２回転軸
１５２１ 平歯車
１５２２ ピニオンギア
１５３ タイミングベルト
１５４ 昇降用第３回転軸
１５４１ プーリ
１５４２ ピニオンギア
１５５ エレベータプレート
１５５１，１５５２ ラック
１５５３ 歯車押さえ
１６０ 受皿
２００ 橋台
２１０ 橋台天端
３００ コンクリート橋梁上部工
３１０ 桁端面
３２０ 下面部分
４００ 下部隙間
５００ 支承

Claims (7)

1. 下部に隙間を有するコンクリート構造物の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するフレームと、
   前記フレーム内に設けられ該フレーム上方に突出して前記コンクリート構造物の下面を切削する切削工具と、
   前記切削工具を駆動する駆動手段と、
   前記切削工具を昇降する昇降手段と、
   前記切削工具で切削したコンクリート粉を回収する受皿と、
   を備えたことを特徴とするコンクリートサンプリング装置。
2. 前記切削工具が、棒状のドリルビットと、該ドリルビットを同心円筒状に取り巻くコアビットとからなるものであることを特徴とする請求項１記載のコンクリートサンプリング装置。
3. 前記コアビットが、半径方向に互いに隙間を持って複数配列されたものであることを特徴とする請求項２記載のコンクリートサンプリング装置。
4. 前記フレームを挿入方向に案内するレールを備え、
   前記フレームは、前記レールに沿って移動する案内部を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載のコンクリートサンプリング装置。
5. 前記コンクリート構造物が、橋台あるいは橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工であって、
   前記フレームが、前記橋台あるいは前記橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工の下部隙間に挿入可能な高さ寸法を有するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載のコンクリートサンプリング装置。
6. 請求項１記載のコンクリートサンプリング装置を用いて、コンクリート構造物の下面を切削し、切削したコンクリート粉を前記受皿で回収し、回収粉の化学分析によりコンクリートの劣化を調査することを特徴とするコンクリートサンプリング装置の使用方法。
7. 前記コンクリート構造物が、橋台あるいは橋脚上に載置されたコンクリート橋梁上部工であり、その桁端面近傍の下面部分のコンクリートを採取することを特徴とする請求項６記載のコンクリートサンプリング装置の使用方法。
   

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