JP2015052503A

JP2015052503A - Method for evaluating filling state of grout of prestressed concrete structure

Info

Publication number: JP2015052503A
Application number: JP2013184897A
Authority: JP
Inventors: 英吉大下; Eikichi Oshita; 嵩弓今井; Takayumi Imai; 行雄明石; Yukio Akashi; 橋本　和明; Kazuaki Hashimoto; 和明橋本; 詳悟林; Shogo Hayashi; 昭宏竹屋; Akihiro Takeya; 壮次郎木村; Sojiro Kimura; 養祐福岡; Yosuke Fukuoka
Original assignee: West Nippon Expressway Engineering Shikoku Co Ltd; Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: West Nippon Expressway Engineering Shikoku Co Ltd; Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: JP6234742B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute, determine in detail and evaluate a filling state of a grout of a prestressed concrete structure easily and surely.SOLUTION: A sheath tube is heated by electromagnetic induction heating, temperature of a concrete is measured. When the measured temperature of the concrete is higher than determined reference temperature, it is determined that there is a non-filling area of the grout in the area. The filling state of the grout of the prestressed concrete structure is evaluated via change of surface structure of the concrete.

Description

本発明は、内部に金属製のシース管が配されたコンクリートであって、シース管の内部に、プレストレス鋼材が配され、シース管とプレストレスコンクリート鋼材の間隙にグラウトが充填されたプレストレスコンクリート構造物の、グラウトの充填状態を評価する方法に関するものである。 The present invention relates to a concrete in which a metal sheath tube is arranged inside, a prestressed steel material is arranged inside the sheath tube, and a gap between the sheath tube and the prestressed concrete steel material is filled with grout. The present invention relates to a method for evaluating a grout filling state of a concrete structure.

プレストレスコンクリート（以下、単にＰＣという）構造物とは、コンクリートの内部に、金属製のシース管が貫通した状態で配置され、そのシース管の内部に、金属製のＰＣ鋼材が通され、シース管内部に、ＰＣ鋼材を通した状態でグラウトが充填された構造物のことである。
ＰＣ鋼材は、予め引張力を作用させることで、圧縮力には強く、引張力には弱いコンクリートの弱点を克服する役割を果たしている。 A prestressed concrete (hereinafter simply referred to as PC) structure is arranged in a state in which a metal sheath tube penetrates inside concrete, and a metal PC steel material is passed through the sheath tube, and the sheath It is a structure in which grout is filled inside the pipe while PC steel is passed through.
PC steel plays a role of overcoming the weak point of concrete which is strong against compressive force and weak against tensile force by applying a tensile force in advance.

グラウトは、金属製のシース管内を完全に充填し、PC鋼材防錆保護し、構造部材コンクリートとＰＣ鋼材を付着により一体とするセメントペースト（非磁性体）である。
このＰＣ構造物は、コンクリートの内部に設けられるシース管内に、ＰＣ鋼材を通し、ＰＣ鋼材に対し、引張力を作用させた状態とし、この状態で、シース管の内部にグラウトを充填することによって、構築される。 Grout is a cement paste (non-magnetic material) that completely fills the inside of a metal sheath tube, protects PC steel from rust, and integrates structural member concrete and PC steel by adhesion.
In this PC structure, a PC steel material is passed through a sheath tube provided inside the concrete, and a tensile force is applied to the PC steel material. In this state, the inside of the sheath tube is filled with grout. Built.

この構築のための施工が正常な場合、グラウトは、シース管内に未充填領域を残すことなく、密に充填される。
しかしながら、施工不良が発生した場合、シース管内に、グラウトの未充填領域、即ち、空隙が発生し、PC鋼材が、空隙内に露出することがある。
このような施工不良が発生すると、空隙に露出したＰＣ鋼材が腐食を開始し、これによって、ＰＣ鋼材の破断が発生する。 If construction for this construction is normal, the grout is densely filled without leaving an unfilled area in the sheath tube.
However, when a construction failure occurs, an unfilled region of grout, that is, a void is generated in the sheath tube, and the PC steel material may be exposed in the void.
When such a construction failure occurs, the PC steel material exposed in the air gap starts to corrode, thereby causing the PC steel material to break.

ＰＣ鋼材には、予め引張力が作用しているので、この破断により、コンクリート部材や構造物の性能低下、橋梁等の構造物の破壊、落橋等につながる場合がある。また、ＰＣ鋼材は、鋼より線や鋼棒が使われているが、鋼橋では、鋼材の破断による鋼棒の飛び出しで、第三者被害を招く問題も発生している。
このため、ＰＣ構造物におけるグラウトの充填の施工不良箇所を早期に調査し、未然に事故防止する必要があり、グラウトの充填状況を評価し、グラウトの未充填領域を効率よく検出する技術が求められている。 Since a tensile force is applied to the PC steel material in advance, this breakage may lead to deterioration in performance of concrete members and structures, destruction of structures such as bridges, and falling bridges. Moreover, although the steel steel wire and the steel bar are used for the PC steel material, in the steel bridge, there is a problem that the third party damage is caused by the steel bar popping out due to the fracture of the steel material.
For this reason, it is necessary to investigate grout filling failure places in PC structures at an early stage to prevent accidents in advance, and a technology to evaluate the grout filling status and efficiently detect unfilled areas of grout is required. It has been.

このようなグラウトの未充填領域を検出する従来技術として、特開２００６−９０７９９（特許文献１）がある。
この従来技術は、シース管の外壁に１対の電極を配し、これら１対の電極が、シース管およびグラウトを介してキャパシタを構成するようにし、一方の電極に高周波を印加して、他方の電極で受信した高周波を解析することにより、グラウトの未充填領域を検出しようとするものである。
しかしながら、この従来技術では、シース管の外面に、予め電極を配置しておく必要があって、作業の煩雑性が高く、また、シース管全体としての未充填領域の有無を確認することはできても、未充填領域の位置を正確に特定することは困難であり、また、受信する高周波も、電極とＰＣ鋼材の相対位置によって変化することもあり、受信結果の解析も容易ではない、という問題があった。 JP-A-2006-90799 (Patent Document 1) is known as a conventional technique for detecting such an unfilled region of grout.
In this prior art, a pair of electrodes are arranged on the outer wall of the sheath tube, the pair of electrodes constitute a capacitor via the sheath tube and the grout, a high frequency is applied to one electrode, By analyzing the high frequency received by the electrodes, an unfilled region of the grout is detected.
However, in this prior art, it is necessary to arrange electrodes on the outer surface of the sheath tube in advance, so that the work is complicated and it is possible to confirm the presence or absence of an unfilled region as the entire sheath tube. However, it is difficult to accurately specify the position of the unfilled region, and the received high frequency may change depending on the relative position of the electrode and the PC steel material, and the analysis of the reception result is not easy. There was a problem.

特開２００６−９０７９９号公報JP 2006-90799 A

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、グラウトの充填状態の評価をＰＣ構造物を破壊することも、ＰＣ構造物の作成時に特殊な評価機材を埋設することもなく、簡単かつ確実にできるようにし、グラウトの未充填領域の位置、さらには、グラウトの充填状況、具体的には、グラウトの充填率を特定し、グラウトの充填状態を評価できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The evaluation of the filling state of the grout can be performed by destroying the PC structure or by embedding special evaluation equipment when creating the PC structure. To identify the location of the unfilled area of the grout, as well as the grout filling status, specifically the filling rate of the grout, and to evaluate the grout filling state. With the goal.

上記目的を達成するため、本発明の第１発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、
コンクリートの内部に金属製のシース管を有し、シース管の内部に予め引張力を作用させたプレストレスコンクリート鋼材が配置され、プレストレスコンクリート鋼材が配置されたシース管の内部にグラウトを充填して製造されるプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法であって、
電磁誘導加熱により、シース管を加熱する加熱ステップと、
シース管の加熱によってコンクリートに拡散する熱量を、シース管の周囲のコンクリート表面の温度を計測することによって取得する計測ステップと、
コンクリート表面の計測温度が、グラウトが「健全」に充填されている状態のコンクリート表面の計測温度である基準温度より高い場合、その領域にはグラウトの未充填領域が存在することを判定する判定ステップと、
基準温度に対する、コンクリート表面の計測温度の差異からグラウトの充填率を特定する充填率特定ステップと、
未充填領域の有無、及び、グラウトの充填率の予測値の少なくとも一方を表示し、グラウトの充填状態を評価に供する評価ステップと
からなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to the first invention of the present invention,
There is a metal sheath pipe inside the concrete, pre-stressed concrete steel that has been pre-tensioned is placed inside the sheath pipe, and the inside of the sheath pipe where the pre-stressed concrete steel is placed is filled with grout. A method for evaluating the grout filling state of a pre-stressed concrete structure manufactured by:
A heating step of heating the sheath tube by electromagnetic induction heating;
A measurement step of acquiring the amount of heat that diffuses into the concrete by heating the sheath tube by measuring the temperature of the concrete surface around the sheath tube;
If the measured temperature of the concrete surface is higher than the reference temperature, which is the measured temperature of the concrete surface in a state where the grout is “sound” filled, a determination step for determining that there is an unfilled region of the grout in that region When,
A filling rate specifying step for specifying the filling rate of the grout from the difference in the measured temperature of the concrete surface with respect to the reference temperature;
It is characterized by comprising at least one of presence / absence of an unfilled region and a predicted value of the filling rate of the grout, and an evaluation step for evaluating the filling state of the grout.

また、第２発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、第１発明において、
計測ステップが、
コンクリート表面の温度を、赤外線サーモグラフィを介して計測する
ことを特徴とする。 Further, the method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to the second aspect of the present invention,
The measurement step is
It is characterized by measuring the temperature of the concrete surface via infrared thermography.

また、第３発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、第１または第２発明において、
充填率特定ステップにおいて、
グラウトの充填状態が「健全」の基準温度からの上昇率αが、下記式（１）によって得られ、
グラウト充填率βが、下記式（２）によって特定される請求項１または２に記載のプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法：

なお、前記式（１）において、Ｔ_ｍａｘは、ＰＣ構造物のコンクリート表面の最高温度、Ｔ_ｉｎｉは、ＰＣ構造物のコンクリート表面の初期温度、Ｔ_{ｍａｘ健全}は、「健全」のコンクリート表面の最高温度、Ｔ_{ｉｎｉ健全}は、「健全」の初期温度とする
ことを特徴とする。 In addition, the method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to the third invention is the first or second invention,
In the filling rate identification step,
The rate of increase α from the reference temperature when the grout filling state is “healthy” is obtained by the following equation (1):
The method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to

claim

1 or 2, wherein the grout filling rate β is specified by the following formula (2):

In the above formula (1), T _max is the maximum temperature of the concrete surface of the PC structure, T _ini is the initial temperature of the concrete surface of the PC structure, and T _{max sound} is the maximum of the concrete surface of “sound”. Temperature and _{Tini sound} are characterized by an initial temperature of “healthy”.

また、第４発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、第１から第３発明のいずれかにおいて、
加熱ステップにおいて、
電磁誘導の磁界が、シース管に到達し、かつ、シース管で遮断され、プレストレスコンクリート鋼材には到達しない
ことを特徴とする。 Moreover, the method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to the fourth invention is any one of the first to third inventions.
In the heating step,
The electromagnetic induction magnetic field reaches the sheath tube, is blocked by the sheath tube, and does not reach the prestressed concrete steel material.

また、第５発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、第１から第４発明のいずれかにおいて、
判定ステップが、
コンクリート表面の温度変化から、計測領域の温度上昇率を計算し、予め定められた基準上昇率より高い温度上昇率を有する計測領域には、グラウトの未充填領域が存在することを判定する
ことを特徴とする。 Moreover, the method for evaluating the filling state of the grout of the prestressed concrete structure according to the fifth invention is any one of the first to fourth inventions.
Judgment step
The temperature rise rate of the measurement area is calculated from the temperature change of the concrete surface, and it is determined that the grout unfilled area exists in the measurement area having a temperature rise rate higher than a predetermined reference rise rate. Features.

また、第６発明に係るプレストレスコンリート構造物のグラウトの充填状態を評価する方法は、第１から第５発明のいずれかにおいて、
判定ステップが、充填率特定ステップを含み、
計算された温度上昇率に応じ、対応する計測領域のグラウト充填率を予測する
ことを特徴とする。 Moreover, the method for evaluating the filling state of the grout of the prestressed concrete structure according to the sixth invention is any one of the first to fifth inventions,
The determination step includes a filling rate specifying step,
According to the calculated rate of temperature rise, the grout filling rate of the corresponding measurement region is predicted.

上記の第１発明では、コンクリート表面の温度から、グラウトの未充填領域を特定するので、何らの事前施工や、構造物の破壊をすることなく、簡単、確実、かつ、迅速に低コストでグラウトの未充填領域を特定できる。 In the above first invention, the unfilled region of the grout is specified from the temperature of the concrete surface, so that the grout can be easily, surely and quickly performed at low cost without any prior construction or destruction of the structure. The unfilled region can be specified.

上記の第２発明では、第１の作用効果に加え、汎用の赤外線サーモグラフィを利用するので、特殊な専用品を準備する必要がなく、その上、得られた計測結果の解析も、汎用のアプリケーションを使用することができ、低コストで簡単に導入できるようになる。 In the second invention, in addition to the first function and effect, a general-purpose infrared thermography is used, so there is no need to prepare a special dedicated product. In addition, the obtained measurement results can be analyzed using a general-purpose application. Can be used and can be easily introduced at low cost.

上記の第３発明では、第１及び第２発明の作用効果に加え、充填状態の評価を確実に実行できるようになる。 In the third aspect of the invention, in addition to the operational effects of the first and second aspects, the filling state can be reliably evaluated.

上記の第４発明では、第１から第３発明の作用効果に加え、ＰＣ鋼材が電磁誘導によって直接発熱する、または、加熱されることがないので、ＰＣ鋼材の加熱に起因するＰＣ構造物全体の強度の低下を防止することができる。 In the above fourth invention, in addition to the effects of the first to third inventions, the PC steel material is directly heated by electromagnetic induction, or is not heated, so the entire PC structure resulting from the heating of the PC steel material It is possible to prevent a decrease in strength.

上記の第５発明では、第１から第４発明の作用効果に加え、グラウトの未充填領域の位置の特定をさらに効率よく実行できる。 In the fifth invention, in addition to the effects of the first to fourth inventions, the position of the unfilled region of the grout can be more efficiently executed.

上記の第６発明では、第１から第５発明の作用効果に加え、グラウトの充填率を具体的に予測し、グラウトの充填状態を詳細に評価することが可能になるので、グラウトの充填状態に対応した最適な対応をとることができるようになり、製品コストを効果的に抑制することができる。 In the above sixth invention, in addition to the effects of the first to fifth inventions, it is possible to specifically predict the filling rate of the grout and to evaluate the filling state of the grout in detail, so that the filling state of the grout It is possible to take an optimum response corresponding to the above, and to effectively suppress the product cost.

図１は本発明にかかるＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価する方法の第１実施例の構成を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a first embodiment of a method for evaluating a grout filling state of a PC structure according to the present invention. 図２は図１に示したＰＣ構造体の内部に、グラウトの未充填領域が発生した状態を示す側断面概念図である。FIG. 2 is a conceptual side sectional view showing a state where an unfilled region of grout is generated inside the PC structure shown in FIG. 図３は図１の電磁誘導コイルにより発生する交番磁界を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing an alternating magnetic field generated by the electromagnetic induction coil of FIG. 図４は図１に示したＰＣ構造物のコンクリート表面の温度を計測する状態を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state in which the temperature of the concrete surface of the PC structure shown in FIG. 1 is measured. 図５は図４においてグラウトの充填率が５０％である場合の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram when the filling rate of grout in FIG. 4 is 50%. 図６は図４においてグラウトの充填率が０％である場合の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram when the grout filling rate is 0% in FIG. 図７は図４から図６における表面温度の変化の概念の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of the concept of changes in surface temperature in FIGS. 図８は図４から図６における表面温度の実測値の一実施例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of measured values of the surface temperature in FIGS. 図９は図８の０秒から３０００秒区間を拡大したグラフである。FIG. 9 is an enlarged graph of the 0 second to 3000 second section of FIG. 図１０はグラウトの充填状態が「健全」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing temperature changes of the sheath tube and the PC steel material when the grout filling state is “sound”. 図１１はグラウトの充填状態が「半充填」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing temperature changes of the sheath tube and the PC steel material when the grout filling state is “half filling”. 図１２はグラウトの充填状態が「充填なし」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing temperature changes of the sheath tube and the PC steel material when the grout filling state is “no filling”. 図１３は基準温度および実測温度の比と、グラウト充填率の関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the ratio of the reference temperature and the actually measured temperature and the grout filling rate. 図１４は本発明にかかるＰＣ構造グラウトの充填状態を評価する方法の第２実施例の評価対象となるＰＣ構造物の上面図である。FIG. 14 is a top view of the PC structure to be evaluated in the second embodiment of the method for evaluating the filling state of the PC structure grout according to the present invention. 図１５は図１４に示したＰＣ構造物の側面図である。FIG. 15 is a side view of the PC structure shown in FIG. 図１６は図１４に示したＰＣ構造物の端面図である。FIG. 16 is an end view of the PC structure shown in FIG. 図１７は図１４に示したＰＣ構造物の未充填領域におけるシース管内部の軸直角断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view perpendicular to the axis inside the sheath tube in the unfilled region of the PC structure shown in FIG. 図１８は図１４に示したＰＣ構造物の健全領域におけるシース管内部の軸直角断面図である。18 is a cross-sectional view perpendicular to the axis inside the sheath tube in the sound region of the PC structure shown in FIG. 図１９は実施例２におけるＰＣ構造体および試験体の実際の温度変化を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing actual temperature changes of the PC structure and the test body in Example 2. 図２０は図１９におけるＰＣ構造体の健全領域と未充填領域の温度履歴の概念を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing the concept of the temperature history of the healthy region and the unfilled region of the PC structure in FIG. 図２１は実施例２における加熱領域と見充填領域の関係を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing the relationship between the heating region and the view filling region in Example 2.

本発明は、ＰＣ構造物のシース管を加熱、具体的には、電磁誘導により加熱し、コンクリートの温度を計測し、その温度変化に応じて、シース管の内部に充填されたグラウトの充填状態を評価するものである。
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。 The present invention heats a sheath tube of a PC structure, specifically, heats by electromagnetic induction, measures the temperature of concrete, and fills the inside of the sheath tube according to the temperature change. Is to evaluate.
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail.

まず、図１から図７に基づき、本発明にかかるＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価する方法の実施例１を説明する。
図１は本発明にかかるＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価する方法の実施例１の構成を示す概念図、図２は図１に示したＰＣ構造体の内部に、グラウトの未充填領域が発生した状態を示す側断面概念図、図３は図１の電磁誘導コイルにより発生する交番磁界を示す説明図、図４は図１に示したＰＣ構造物のコンクリート表面の温度を計測する状態を示す概念図、図５は図４においてグラウトの充填率が５０％である場合の概念図、図４においてグラウトの充填率が０％である場合の概念図、図７は図４から図６における表面温度の変化の概念の一例を示すグラフである。 First, a first embodiment of a method for evaluating the grout filling state of a PC structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a first embodiment of the method for evaluating the grout filling state of a PC structure according to the present invention, and FIG. 2 is an unfilled region of grout inside the PC structure shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an alternating magnetic field generated by the electromagnetic induction coil of FIG. 1, and FIG. 4 is a state of measuring the temperature of the concrete surface of the PC structure shown in FIG. 5 is a conceptual diagram in the case where the grout filling rate is 50% in FIG. 4, a conceptual diagram in the case where the grout filling rate is 0% in FIG. 4, and FIG. It is a graph which shows an example of the concept of the change of the surface temperature in.

図中、１は検査装置、１０は検査装置１の加熱装置、１００は加熱装置１０の高周波インバータ、１０１は高周波インバータ１００から電流の供給を受ける電磁誘導用コイルユニット、加熱装置１０の電磁誘導用コイルユニット、１０２は保護ボード、１１は温度計測装置、１１０は温度計測装置１１の制御部、１１１は温度計測装置１１の温度計測部、２はＰＣ構造物、２０はＰＣ構造物２のコンクリート、２１はＰＣ構造物のシース管、２１ａはシース管２１内の未充填領域、２２はＰＣ構造物２のＰＣ鋼材、２３はＰＣ構造物のグラウトである。 In the figure, 1 is an inspection device, 10 is a heating device of the inspection device 1, 100 is a high-frequency inverter of the heating device 10, 101 is a coil unit for electromagnetic induction that receives supply of current from the high-frequency inverter 100, and for electromagnetic induction of the heating device 10. The coil unit, 102 is a protection board, 11 is a temperature measurement device, 110 is a control unit of the temperature measurement device 11, 111 is a temperature measurement unit of the temperature measurement device 11, 2 is a PC structure, 20 is concrete of the PC structure 2, 21 is a sheath tube of the PC structure, 21a is an unfilled region in the sheath tube 21, 22 is a PC steel material of the PC structure 2, and 23 is a grout of the PC structure.

検査装置１は、加熱装置１０と、温度計測装置１１を具備する。
加熱装置１０は、高周波インバータ１００と、高周波インバータ１００から電流を供給される電磁誘導用コイルユニット１０１と、電磁誘導用コイルユニット１０１と後述のＰＣ構造物との間に挟まれる保護ボード１０２とを具備する。 The inspection device 1 includes a heating device 10 and a temperature measurement device 11.
The heating device 10 includes a high-frequency inverter 100, an electromagnetic induction coil unit 101 to which current is supplied from the high-frequency inverter 100, and a protection board 102 sandwiched between the electromagnetic induction coil unit 101 and a PC structure to be described later. It has.

高周波インバータ１００は、電磁誘導用コイルユニット１０１が電磁誘導のための交番磁界を発生させるために必要な電流を、電磁誘導用コイルユニット１０１に対して供給する。
電磁誘導用コイルユニット１０１は、移動可能なユニットになっており、内部に、鉛直な中心軸を周回する図示しないコイル部を有し、高周波インバータ１００からの電流の供給を受け、交番磁界を発生する。
この電磁誘導用コイルユニット１０１は、使用時に、後述の保護ボード１０２を挟んで、ＰＣ構造物の上面に載置される。 The high frequency inverter 100 supplies the electromagnetic induction coil unit 101 with a current necessary for the electromagnetic induction coil unit 101 to generate an alternating magnetic field for electromagnetic induction.
The electromagnetic induction coil unit 101 is a movable unit, and has a coil portion (not shown) that circulates around a vertical central axis. The electromagnetic induction coil unit 101 receives an electric current from the high-frequency inverter 100 and generates an alternating magnetic field. To do.
The electromagnetic induction coil unit 101 is placed on the upper surface of the PC structure with a protective board 102, which will be described later, in between when used.

保護ボード１０２は、例えば、発泡スチレンボードのような断熱性と衝撃吸収性を備えたボードである。
この保護ボード１０２は、電磁誘導用コイルユニット１０１がＰＣ構造物２の上面に載置される際に、電磁誘導コイル部１０１が有する熱がＰＣ構造物２に影響しないようにすると共に、電磁誘導コイル部１０１及びＰＣ構造物の双方の接触による損傷を防止する。 The protective board 102 is a board having heat insulation and shock absorption, such as a foamed styrene board.
The protection board 102 prevents the heat of the electromagnetic induction coil unit 101 from affecting the PC structure 2 when the electromagnetic induction coil unit 101 is placed on the upper surface of the PC structure 2, and prevents electromagnetic induction. Damage due to contact between the coil unit 101 and the PC structure is prevented.

温度計測装置１１は、制御部１１０と、制御部によって動作が制御される温度計測部１１１を具備する。
制御部１１０は、温度計測装置１１の全体の動作を制御するものであって、具体的には、予め定められたプログラムに応じ、温度計測、計算、評価、出力などを実行する。
温度計測部１１１は、赤外線サーモグラフィカメラであり、制御部１１０からの制御信号に応じて動作し、撮影対象、具体的には、ＰＣ構造物２の表面、言い換えれば、コンクリート２０の表面の温度を計測する。 The temperature measurement device 11 includes a control unit 110 and a temperature measurement unit 111 whose operation is controlled by the control unit.
The control unit 110 controls the overall operation of the temperature measurement device 11, and specifically performs temperature measurement, calculation, evaluation, output, and the like according to a predetermined program.
The temperature measurement unit 111 is an infrared thermography camera and operates in accordance with a control signal from the control unit 110, and measures the temperature of the object to be imaged, specifically, the surface of the PC structure 2, in other words, the surface of the concrete 20. measure.

ＰＣ構造物２は、長尺の角柱状であり、主要構造体であるコンクリート２０と、コンクリート２０の内部を貫通するシース管２１と、シース管２１の内部に配置されるＰＣ鋼材と、ＰＣ鋼材２２が配置されたシース管２１の空隙に充填されるグラウト２３とからなる。
コンクリート２０は、例えば、コンクリート構築物に使用されるコンクリートである。 The PC structure 2 has a long prismatic shape, and is a concrete 20 that is a main structure, a sheath tube 21 that penetrates the inside of the concrete 20, a PC steel material that is disposed inside the sheath tube 21, and a PC steel material. And a grout 23 filled in the gap of the sheath tube 21 in which 22 is disposed.
The concrete 20 is, for example, concrete used for a concrete structure.

シース管２１は、ＰＣ構造物２の長尺方向に沿って、ＰＣ構造物２の中央に配置されるものであり、従来から汎用のＰＣ構造物と同様に製造される。
このシース管２１は、金属製であり、交番磁界による電磁誘導によって電流が発生する。
ＰＣ鋼材２２は、シース管２１の内部を、シース管の長さ方向に沿って、予め引張力を作用させた状態で配置されるものである。 The sheath tube 21 is disposed in the center of the PC structure 2 along the longitudinal direction of the PC structure 2, and is conventionally manufactured in the same manner as a general-purpose PC structure.
The sheath tube 21 is made of metal, and a current is generated by electromagnetic induction by an alternating magnetic field.
The PC steel material 22 is disposed inside the sheath tube 21 in a state in which a tensile force is applied in advance along the length direction of the sheath tube.

また、このＰＣ鋼材２２は、ＰＣ構造物２を横置きした状態で、シース管内部に置かれた状態で配置されるので、図１のシース管２１の下方向に位置する。
グラウト２３は、ＰＣ鋼材２２の防錆効果を有する配合がなされたセメントペースト（非磁性体）であり、ＰＣ鋼材２２が配置されたシース管２１の空隙に充填される。
このグラウト２３は、ＰＣ鋼材２２の防錆と共に、ＰＣ鋼材２２とシース管２１とコンクリート２０の一体性を実現し、ＰＣ構造物２の全体としての強度、耐用年数の向上に大きく寄与する。 Further, since the PC steel material 22 is disposed in a state where the PC structure 2 is placed horizontally and placed inside the sheath tube, the PC steel material 22 is positioned below the sheath tube 21 in FIG.
The grout 23 is a cement paste (non-magnetic material) blended with the anti-rust effect of the PC steel material 22 and is filled in the gap of the sheath tube 21 in which the PC steel material 22 is disposed.
The grout 23 realizes the integrity of the PC steel material 22, the sheath tube 21, and the concrete 20 together with the rust prevention of the PC steel material 22, and greatly contributes to the improvement of the strength and the service life of the PC structure 2 as a whole.

このグラウト２３は、充填時にはペースト状であるため、施工不良によって、例えば、図２に示したように、未充填領域２１ａが発生することがある。
本発明は、この未充填領域２１ａの存在を判定することにより、ＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価するものである。 Since the grout 23 is in a paste state when filled, an unfilled region 21a may occur due to poor construction, for example, as shown in FIG.
In the present invention, the grout filling state of the PC structure is evaluated by determining the presence of the unfilled region 21a.

次に、上記の実施例１を用い、グラウトの充填状態の評価の方法について説明する。
まず、本発明では、図２に示したように、ＰＣ構造物２を横置きする。
このとき、シース管２１内で、ＰＣ鋼材２１が沈殿した位置になるようにする。
次に、ＰＣ構造物２の上面の温度計測位置または温度計測領域に、保護ボード１０２を挟んで、加熱装置１０の電磁誘導用コイルユニット１０１を載置する。 Next, a method for evaluating the grout filling state will be described using the first embodiment.
First, in the present invention, as shown in FIG. 2, the PC structure 2 is placed horizontally.
At this time, the PC steel material 21 is set in a position where it is precipitated in the sheath tube 21.
Next, the electromagnetic induction coil unit 101 of the heating device 10 is placed on the temperature measurement position or temperature measurement region on the upper surface of the PC structure 2 with the protective board 102 interposed therebetween.

この載置位置は、シース管２１の直上である。
次に、高周波インバータ１００を作動させ、電磁誘導用コイルユニット１０１の図示しないコイル部で、図３に示したように、交番磁界１０１ａを発生させる。
この交番磁界１０１ａは、シース管２１に作用して電磁誘導を引き起こし、シース管に誘導電流が発生させる。 This placement position is directly above the sheath tube 21.
Next, the high frequency inverter 100 is operated to generate an alternating magnetic field 101a at a coil portion (not shown) of the electromagnetic induction coil unit 101 as shown in FIG.
The alternating magnetic field 101a acts on the sheath tube 21 to cause electromagnetic induction, and an induced current is generated in the sheath tube.

この電磁誘導によって、シース管２１が加熱される。
一方、発生する交番磁界１０１ａは、電磁誘導用コイルユニット１０１に対し、交番磁界１０１ａが強く作用するシース管２１の上側面より離れている上、シース管２１によって遮断されるため、シース管２１の内部のＰＣ鋼材２２には、作用しない、または、ほとんど作用しない。
このため、ＰＣ鋼材２２には、ＰＣ鋼材２２を加熱、または、加熱するような誘導電流は発生せず、電磁誘導による、品質を損なうような加熱はない。 The sheath tube 21 is heated by this electromagnetic induction.
On the other hand, the generated alternating magnetic field 101a is separated from the upper surface of the sheath tube 21 to which the alternating magnetic field 101a acts strongly with respect to the electromagnetic induction coil unit 101 and is blocked by the sheath tube 21, so that the sheath tube 21 It does not act or hardly acts on the internal PC steel material 22.
For this reason, the PC steel material 22 does not generate an induction current that heats or heats the PC steel material 22, and does not cause heating that impairs quality due to electromagnetic induction.

次に、電磁誘導による加熱を予め定められた出力で、所定時間継続した後、加熱装置１０の作動を停止し、加熱を停止させる。
この継続時間は、シース管２１の加熱によって、シース管２１の温度上昇が停止するかほぼ停止すると共に、周囲のコンクリート２０の上面の表面温度には、変化が認められないか、ほとんど認められない程度の出力と時間とすることが望ましい。 Next, after heating by electromagnetic induction is continued for a predetermined time with a predetermined output, the operation of the heating device 10 is stopped and the heating is stopped.
During this duration, the heating of the sheath tube 21 stops or almost stops the temperature rise of the sheath tube 21, and the surface temperature of the upper surface of the surrounding concrete 20 does not change or is hardly recognized. It is desirable to have a power and time of about.

具体的には、ＰＣ構造物２の大きさや構造、シース管２２の材質などに応じて変更できるが、予め、規定された電磁誘導出力と時間の範囲内で実施する。 Specifically, it can be changed according to the size and structure of the PC structure 2 and the material of the sheath tube 22, but it is carried out within the range of electromagnetic induction output and time specified in advance.

次に、ＰＣ構造物２の上面から、加熱装置１０の電磁誘導用コイルユニット１０１と保護ボード１０２を除去する。
次に、加熱した領域を上方から温度計測部１１１で撮影し、計測位置、具体的には、シース管２１の直上位置の計測領域の表面温度を、経時時間に対応して計測し、温度変化を記録する。 Next, the coil unit 101 for electromagnetic induction and the protection board 102 of the heating device 10 are removed from the upper surface of the PC structure 2.
Next, the heated region is photographed from above by the temperature measurement unit 111, and the measurement position, specifically, the surface temperature of the measurement region immediately above the sheath tube 21 is measured corresponding to the elapsed time, and the temperature change Record.

次に、得られた表面温度の最高温度を特定する。
次に、この最高温度が、予め定められた基準温度より高い場合、その計測領域の直下には、グラウト２３の未充填領域が存在する、と判定する。
この基準温度は、グラウト２３の充填の施工不良がなく、「健全」（充填１００％）である基準領域で得られる最高温度を示す。 Next, the maximum temperature of the obtained surface temperature is specified.
Next, when the maximum temperature is higher than a predetermined reference temperature, it is determined that there is an unfilled region of the grout 23 immediately below the measurement region.
This reference temperature indicates the highest temperature that can be obtained in a reference region that is “sound” (filling 100%) and that there is no defective construction for filling the grout 23.

この基準温度は、予め試験計測で取得してもよいが、施工不良の頻度がそれほど高くない比較的安定した品質が見込まれるＰＣ構造物２を評価対象とする場合には、同一または同一タイプのＰＣ構造物２から得られた複数の計測家結果の最高温度のうち、低い温度範囲に集中した最高温度を基準とすることが可能である。
また、この基準温度として、熱伝導解析により取得された値としてもよい。
上記実施例は、以上のように、グラウト２３の未充填領域の存在の有無を判定することによって、ＰＣ構造物２のグラウト２３の充填状態を評価する。 This reference temperature may be acquired in advance by test measurement. However, when the PC structure 2 that is expected to have a relatively stable quality in which the frequency of construction failures is not so high, the same or the same type is used. It is possible to use the highest temperature concentrated in a low temperature range among the highest temperatures of a plurality of measurement results obtained from the PC structure 2 as a reference.
Moreover, it is good also as a value acquired by heat conduction analysis as this reference temperature.
In the embodiment described above, the filled state of the grout 23 of the PC structure 2 is evaluated by determining whether or not the unfilled region of the grout 23 exists as described above.

ここで、グラウト２３の充填状況がＰＣ構造物の表面温度に与える影響について説明する。
図４に示したように、シース管２１内に未充填領域が生じないようグラウト２３を充填した場合を「健全（充填１００％）」、図５に示したように、シース管２１内に、シース管２１の断面積換算で約５０％の未充填領域が生じた場合を「半充填（充填５０％）」、図６に示したように、シース管２１内に、グラウトを全く充填しない場合を「充填なし（充填０％）」とする。 Here, the influence which the filling condition of the grout 23 has on the surface temperature of the PC structure will be described.
As shown in FIG. 4, when the grout 23 is filled so that an unfilled region does not occur in the sheath tube 21, “sound (filling 100%)”, as shown in FIG. The case where an unfilled region of about 50% in terms of the cross-sectional area of the sheath tube 21 is generated is “half-filled (filled 50%)”, and the sheath tube 21 is not filled with grout as shown in FIG. Is “no filling (filling 0%)”.

電磁誘導によって加熱されたシース管２１の熱は、コンクリート２０及びグラウト２３に拡散する。
「健全」の場合、シース管２１の内面全面にグラウト２３が接触しているため、シース管２１の熱は、シース管２１の内面全体からグラウト２３に効率よく拡散し、シース管２１の外面からコンクリート２０に拡散する熱量は、相対的に小さくなる。 The heat of the sheath tube 21 heated by electromagnetic induction diffuses into the concrete 20 and the grout 23.
In the case of “sound”, since the grout 23 is in contact with the entire inner surface of the sheath tube 21, the heat of the sheath tube 21 is efficiently diffused from the entire inner surface of the sheath tube 21 to the grout 23, and from the outer surface of the sheath tube 21. The amount of heat that diffuses into the concrete 20 is relatively small.

「半充填」の場合、シース管２１の内面の上側半分がグラウト２３とは接触せず、未充填領域、即ち、空気に面する。
空気の熱伝導率は約０．０３Ｗ／ｍ℃、コンクリート（グラウト）の熱伝導率は約２．０Ｗ／ｍ℃であって、空気は断熱性が高い。
このため、シース管２１の熱は、グラウト２３に対し、未充填領域に面した内面からはほぼ拡散せず、シース管２１の内面の半面（図５では下側半分）からしか拡散しない。 In the case of “half filling”, the upper half of the inner surface of the sheath tube 21 does not come into contact with the grout 23 and faces the unfilled region, that is, air.
The thermal conductivity of air is about 0.03 W / m ° C., the thermal conductivity of concrete (grouting) is about 2.0 W / m ° C., and air has high heat insulation.
For this reason, the heat of the sheath tube 21 does not substantially diffuse from the inner surface facing the unfilled region with respect to the grout 23, but diffuses only from the half surface (lower half in FIG. 5) of the inner surface of the sheath tube 21.

この結果、シース管２１の熱のグラウト２３に対する熱拡散の効率は低下し、これによって、シース管２１の外面からコンクリート２０に拡散する熱量は、相対的に大きくなる。
「充填なし」の場合、シース管２１にはグラウトは充填されていないので、グラウトに拡散する熱はない。 As a result, the efficiency of thermal diffusion of the heat of the sheath tube 21 to the grout 23 is reduced, and thereby the amount of heat diffused from the outer surface of the sheath tube 21 to the concrete 20 is relatively increased.
In the case of “not filled”, the sheath tube 21 is not filled with grout, so there is no heat that diffuses into the grout.

このため、「充填なし」では、シース管２１の熱は、シース管２１の外面からコンクリート２０のみに拡散し、これによって、シース管２１の外面からコンクリート２１に拡散する熱量は最大化する。 For this reason, in “no filling”, the heat of the sheath tube 21 diffuses only from the outer surface of the sheath tube 21 to the concrete 20, thereby maximizing the amount of heat diffused from the outer surface of the sheath tube 21 to the concrete 21.

上記の通り、グラウト２３の充填状態に応じ、コンクリート２０に拡散する熱量が変化するため、ＰＣ構造物２の表面の計測領域または計測位置（図４から図６では便宜上×印で示す。）の表面温度は、例えば、図７に示したグラフのように経時変化する。
このグラフは、温度変化の傾向を示すものであり、表面最高温度が、グラウトの充填状態に応じて変化、具体的には、充填状態が「健全」のときには表面最高温度が低く、充填状態が「半充填」から「充填なし」に変わるに従い、表面最高温度が高くなる。 As described above, since the amount of heat diffused into the concrete 20 changes according to the filling state of the grout 23, the measurement region or measurement position on the surface of the PC structure 2 (indicated by x in FIG. 4 to FIG. 6 for convenience). The surface temperature changes with time as shown in the graph of FIG.
This graph shows the tendency of temperature change. The maximum surface temperature changes according to the filling state of the grout. Specifically, when the filling state is “sound”, the maximum surface temperature is low and the filling state is low. As the temperature changes from “half filling” to “no filling”, the maximum surface temperature increases.

本実施例では、「健全」の表面最高温度が基準温度となり、表面最高温度が、基準温度の温度レベルより高い計測位置の直下には、シース管２１内に、グラウト２３の未充填領域２１ａが存在すると判定することができる。
このようなＰＣ構造物の表面最高温度と、グラウトの充填状態の相関関係に基づき、本発明では、グラウトの充填状態が評価される。 In the present embodiment, the “healthy” surface maximum temperature is the reference temperature, and an unfilled region 21 a of the grout 23 is provided in the sheath tube 21 immediately below the measurement position where the surface maximum temperature is higher than the temperature level of the reference temperature. It can be determined that it exists.
Based on the correlation between the maximum surface temperature of such a PC structure and the filling state of the grout, the filling state of the grout is evaluated in the present invention.

次に、図８及び図９に基づき、上記実施例１に示した方法で試験計測した表面温度の温度変化について説明する。
図８は図４から図６における表面温度の実測値の一実施例を示すグラフ、図９は図８の０秒から３０００秒区間を拡大したグラフである。
図８及び図９のグラフにおいて、温度上昇量のピークが認められる領域では、「健全」、「底面半充填」及び「充填なし」の値を示すマークの群によって、明らかに３本のラインが形成されている。
これらのラインのうち、一番上の群は、「充填なし」、真ん中のラインは、「底面半充填」、一番下のラインは、「健全」を示すものである。 Next, based on FIG.8 and FIG.9, the temperature change of the surface temperature test-measured by the method shown in the said Example 1 is demonstrated.
FIG. 8 is a graph showing an example of the actual measurement value of the surface temperature in FIGS. 4 to 6, and FIG. 9 is a graph in which the section from 0 second to 3000 seconds in FIG. 8 is enlarged.
In the graphs of FIG. 8 and FIG. 9, in the region where the peak of the temperature rise is recognized, there are clearly three lines depending on the group of marks indicating the values of “sound”, “bottom half filling” and “no filling”. Is formed.
Among these lines, the uppermost group indicates “no filling”, the middle line indicates “bottom half filling”, and the lowermost line indicates “sound”.

まず、この試験計測の概要について説明する。
この試験計測では、「健全」、「半充填」及び「充填なし」の３本のＰＣ構造物が使用された。
これらの外寸は、長さ５００ｍｍ、高さ１６５ｍｍ、奥行き１６５ｍｍの長尺の四角柱である。 First, an outline of this test measurement will be described.
In this test measurement, three PC structures of “healthy”, “half-filled” and “no-fill” were used.
These external dimensions are long rectangular columns having a length of 500 mm, a height of 165 mm, and a depth of 165 mm.

シース管の外径は、直径４５ｍｍであり、シース管は、ＰＣ構造物の長手方向に沿って、その中央を貫くものである。
従って、このＰＣ構造物におけるシース管からＰＣ構造物の外表面までの最短距離、すなわち「かぶり」は、６０ｍｍとなる。 The outer diameter of the sheath tube is 45 mm, and the sheath tube penetrates the center along the longitudinal direction of the PC structure.
Therefore, the shortest distance from the sheath tube to the outer surface of the PC structure, that is, the “cover” in this PC structure is 60 mm.

そして、３本のＰＣ構造物のうち、「健全」のシース管には、グラウトを緊密に充填し、「半充填」のシース管には、シース管内部空間の略上半分が空洞になるようグラウトを充填し、「充填なし」のシース管には、内部にＰＣ鋼材のみを載置する。
この３本のＰＣ構造物の上面中央を、電磁誘導用コイルユニットを介し、出力１．６Ｗで１８０秒間電磁誘導によって加熱する。 Of the three PC structures, the “sound” sheath tube is tightly filled with grout, and the “half-filled” sheath tube is hollow in the upper half of the space inside the sheath tube. Only the PC steel material is placed inside the sheath tube filled with grout and “unfilled”.
The center of the top surface of the three PC structures is heated by electromagnetic induction at an output of 1.6 W for 180 seconds via an electromagnetic induction coil unit.

この電磁誘導により、シース管が加熱されたところで、電磁誘導用コイルユニットなどをＰＣ構造物の上面から排除し、ＰＣ構造物の上面中央の表面温度を温度計測部で計測した。 When the sheath tube was heated by the electromagnetic induction, the coil unit for electromagnetic induction and the like were removed from the upper surface of the PC structure, and the surface temperature at the center of the upper surface of the PC structure was measured by the temperature measurement unit.

計測結果は、図８および図９に示したが、実際の試験においても、表面温度の上昇量は、「健全」＜「半充填」＜「充填なし」となり、最高表面温度は、「健全」が最低で、「充填なし」が最高となった。
この試験結果からも、本実施例では、ＰＣ構造物のグラウトの充填状態を適切に評価できることが確認できた。 The measurement results are shown in FIG. 8 and FIG. 9. In the actual test, the increase in the surface temperature is “sound” <“half-filled” <“no-fill”, and the maximum surface temperature is “sound”. Was the lowest, and “no filling” was the highest.
From this test result, it was confirmed that the grout filling state of the PC structure can be appropriately evaluated in this example.

次に、図１０から図１２に基づき、上記実施例１に示した方法で電磁誘導による加熱を実施した場合のＰＣ鋼材に対する加熱の影響の試験について説明する。
図１０はグラウトの充填状態が「健全」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフ、図１１はグラウトの充填状態が「半充填」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフ、図１２はグラウトの充填状態が「充填なし」の場合のシース管及びＰＣ鋼材の温度変化を示すグラフである。
なお、図１０から図１２のグラフにおいて、経過時間の開始から５００秒までの間は、明確にシース管とＰＣ鋼材の温度変化に明確な相違が認められる領域では、シース管及びＰＣ鋼材の値を示すマークの群によって、明らかに２本のラインが形成されている。
これらのラインのうち、上側のラインはシース管の温度、下側のラインはＰＣ鋼材の温度変化を示すものである。 Next, based on FIG. 10 to FIG. 12, a test of the influence of heating on the PC steel material when heating by electromagnetic induction is performed by the method shown in Example 1 will be described.
FIG. 10 is a graph showing the temperature change of the sheath tube and PC steel when the grout filling state is “sound”, and FIG. 11 is the temperature change of the sheath tube and PC steel material when the grout filling state is “half-filled”. FIG. 12 is a graph showing temperature changes of the sheath tube and the PC steel material when the grout filling state is “no filling”.
In the graphs of FIG. 10 to FIG. 12, the values of the sheath tube and the PC steel material are measured in a region where a clear difference in the temperature change between the sheath tube and the PC steel material is recognized from the start of the elapsed time to 500 seconds. Obviously, two lines are formed by a group of marks indicating.
Of these lines, the upper line shows the temperature of the sheath tube, and the lower line shows the temperature change of the PC steel material.

この試験には、以下の点以外は、上記の表面温度の計測試験と同様の３本のＰＣ構造物を用いた。
すなわち、この試験で用いられるＰＣ構造物のシース管と、ＰＣ鋼材には、それぞれ熱電対を取り付けておき、それぞれの温度を計測できるようにした。 In this test, three PC structures similar to the above-described surface temperature measurement test were used except for the following points.
That is, a thermocouple was attached to each of the sheath tube of the PC structure used in this test and the PC steel so that each temperature could be measured.

その上で、１８０秒間電磁誘導により加熱し、シース管及びＰＣ鋼材の温度変化を計測した。
この結果、充填状態に応じ、シース管の最高到達温度は、図８及び図９における試験と同様に、グラウトの充填が少ないほど高くなる一方、全ての充填状態において、ＰＣ鋼材の最高到達温度には大きな相違がなく、その温度も、ＰＣ鋼材の品質に影響するほど高くはなく、電磁誘導による加熱は、ＰＣ鋼材には直接影響しないことがわかった。 Then, it was heated by electromagnetic induction for 180 seconds, and the temperature change of the sheath tube and the PC steel material was measured.
As a result, according to the filling state, the maximum reached temperature of the sheath tube becomes higher as the filling of the grout is smaller, as in the tests in FIGS. 8 and 9, while the highest reached temperature of the PC steel material is reached in all filling states. There was no significant difference, and the temperature was not so high as to affect the quality of PC steel, and it was found that heating by electromagnetic induction did not directly affect PC steel.

次に、図１３に基づき、ＰＣ構造物の表面温度に対するグラウトの充填状態の関連性について説明する。
図１３は基準温度および実測温度の比と、グラウト充填率の関係を示すグラフである。 Next, the relationship between the grout filling state and the surface temperature of the PC structure will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the ratio of the reference temperature and the actually measured temperature and the grout filling rate.

上記図８及び図９における試験結果から、ＰＣ構造物の表面、即ち、コンクリート表面の初期温度から最高温度に至る上昇率を、「健全」の基準温度上昇率で無次元化した割合即ち、基準温度からの上昇率αを横軸とし、グラウトの充填率βを縦軸としてグラフにすると、両者には一定の規則性が認められることが判明した。
この基準温度からの上昇率αは、以下の式により求めた。 From the test results in FIG. 8 and FIG. 9, the rate of increase from the initial temperature to the maximum temperature of the surface of the PC structure, that is, the concrete surface, is made dimensionless by the “sound” reference temperature increase rate, that is, the reference When the rate of increase from temperature α is plotted on the horizontal axis and the grout filling rate β is plotted on the vertical axis, it has been found that both have a certain regularity.
The rate of increase α from the reference temperature was determined by the following equation.

上記式（１）中、Ｔ_ｍａｘは、ＰＣ構造物のコンクリート表面の実測の最高温度、Ｔ_ｉｎｉは、ＰＣ構造物のコンクリート表面の実測の初期温度、Ｔ_{ｍａｘ健全}は、「健全」のコンクリート表面の最高温度、Ｔ_{ｉｎｉ健全}は、「健全」の初期温度である。
また、無次元化した割合αは、ここでは、「健全（充填率１００％）」の基準温度からの温度上昇率を示すものである。 In the above formula (1), T _max is the maximum temperature actually measured on the concrete surface of the PC structure, T _ini is the initial temperature actually measured on the concrete surface of the PC structure, and T _{max sound} is the “sound” concrete surface. the maximum temperature, the T _{ini sound} of, is the initial temperature of the "healthy".
Further, the dimensionless ratio α indicates the rate of temperature increase from the reference temperature of “sound (filling rate 100%)”.

ここで、グラウト充填率βは、「健全（充填率１００％）」の基準温度からの温度上昇率αによって特定される。 Here, the grout filling rate β is specified by the temperature increase rate α from the “sound (filling rate 100%)” reference temperature.

なお、基準温度Ｔ_{ｍａｘ健全}は、初期温度Ｔ_{ｉｎｉ健全}、外気温Ｔ_ａ、シース管までの距離ｄ、シース管内径φ、シース管の肉厚ｔ、電磁誘導出力ｅ、電磁誘導時間ｔ_ａを変数とした下記式（３）で表される。 Incidentally, the reference temperature _{T max sound,} the initial temperature _{T ini healthy,} outside air temperature _{T a,} the distance d to the sheath tube, the sheath tube inner diameter phi, the thickness of the sheath tube t, electromagnetic induction output e, the electromagnetic induction time _{t a} It is represented by the following formula (3) as a variable.

上記の関係式を用いれば、ＰＣ構造物の表面温度から、グラウトの充填率を予測することができ、計測対象となったＰＣ構造物のグラウトの充填状態を具体的に評価できるようになって、ＰＣ構造物の充填状態に応じた効果的な対応が可能になる。
さらに、図１３のグラフを利用し、上昇率αの数値から、充填率を予測することも可能である。 By using the above relational expression, it is possible to predict the filling rate of the grout from the surface temperature of the PC structure, and to specifically evaluate the filling state of the grout of the PC structure that is the measurement target. In addition, it is possible to effectively cope with the filling state of the PC structure.
Furthermore, it is also possible to predict the filling rate from the numerical value of the increase rate α using the graph of FIG.

次に、図１４から図２１に基づき、本発明にかかるＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価する方法の実施例２について説明する。
なお、実施例２の主要構成は、実施例１と同様であるので、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この実施例２では、グラウトの部分的な充填状態の違いによる、表面温度の変化について検証する。 Next, a second embodiment of the method for evaluating the grout filling state of the PC structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, since the main structure of Example 2 is the same as that of Example 1, the overlapping description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on difference.
In Example 2, the change in the surface temperature due to the difference in the partially filled state of the grout will be verified.

図１４は本発明にかかるＰＣ構造グラウトの充填状態を評価する方法の第２実施例の評価対象となるＰＣ構造物の上面図、図１５は図１４に示したＰＣ構造物の側面図、図１６は図１４に示したＰＣ構造物の端面図、図１７は図１４に示したＰＣ構造物の未充填領域におけるシース管内部の軸直角断面図、図１８は図１４に示したＰＣ構造物の健全領域におけるシース管内部の軸直角断面図、図１９は実施例２におけるＰＣ構造体および試験体の実際の温度変化を示すグラフ、図２０は図１９におけるＰＣ構造体の健全領域と未充填領域の温度履歴の概念を示すグラフ、図２１は実施例２における加熱領域と見充填領域の関係を示す説明図である。 14 is a top view of a PC structure to be evaluated in the second embodiment of the method for evaluating the filling state of the PC structure grout according to the present invention, and FIG. 15 is a side view of the PC structure shown in FIG. 16 is an end view of the PC structure shown in FIG. 14, FIG. 17 is a cross-sectional view perpendicular to the axis inside the sheath tube in the unfilled region of the PC structure shown in FIG. 14, and FIG. 18 is the PC structure shown in FIG. FIG. 19 is a graph showing actual temperature changes of the PC structure and the test body in Example 2, and FIG. 20 is a healthy area of the PC structure in FIG. 19 and an unfilled state. FIG. 21 is an explanatory diagram showing the relationship between the heating region and the view filling region in Example 2. FIG.

図中、３はＰＣ構造物、３０はコンクリート、３１はシース管、３１ａは未充填領域、３１ｂは健全領域、３１ｃは健全領域、３２はＰＣ鋼材、３３はグラウト、４は電磁誘導用コイルユニットである。
なお、図１４から図１６において、ＰＣ鋼材３２は省略してある。 In the figure, 3 is a PC structure, 30 is concrete, 31 is a sheath tube, 31a is an unfilled area, 31b is a healthy area, 31c is a healthy area, 32 is PC steel, 33 is grout, 4 is a coil unit for electromagnetic induction It is.
14 to 16, the PC steel material 32 is omitted.

ＰＣ構造物３の外寸は、全長５００ｍｍ、高さ１６５ｍｍ、奥行き１６５ｍｍの長尺四角柱である。
この実施例におけるＰＣ構造物３の表面の計測位置は、一方の端部から２５０ｍｍ、一方の端部から１５０ｍｍの２点であり、図１４および図１５では便宜上×印で示した。 The external dimensions of the PC structure 3 are long rectangular columns having a total length of 500 mm, a height of 165 mm, and a depth of 165 mm.
The measurement positions on the surface of the PC structure 3 in this example are two points of 250 mm from one end and 150 mm from one end, and are indicated by x in FIG. 14 and FIG. 15 for convenience.

シース管３１の外径は、直径４５ｍｍであり、シース管３１はＰＣ構造物３の長手方向に沿って、その中央を貫くものである。
グラウト３３は、ＰＣ構造物３の両端から、それぞれ、２００ｍｍの領域まで充填されており、シース管３１の中央部分には、未充填領域３１ａが、シース管３１の両端領域には、健全領域３１ｂ、３１ｃが形成される。 The outer diameter of the sheath tube 31 is 45 mm, and the sheath tube 31 penetrates the center along the longitudinal direction of the PC structure 3.
The grout 33 is filled from the both ends of the PC structure 3 to an area of 200 mm, the unfilled region 31a is in the central portion of the sheath tube 31, and the healthy region 31b is in the both end regions of the sheath tube 31. , 31c are formed.

従って、シース管３１内のグラウト３３の充填状態は、端部から２５０ｍｍの位置では、図１７に示したように未充填であり、端部から１５０ｍｍの位置では、図１８に示したように、健全である。
なお、実施例２では、表面温度の変化を比較するため、ＰＣ構造物３と同様の寸法で、グラウトを全く充填しない「充填なし」の試験体を作成する。
この充填なしの試験体の表面温度の計測位置は、一方の端部から２５０ｍｍの位置とする。 Accordingly, the filling state of the grout 33 in the sheath tube 31 is not filled as shown in FIG. 17 at a position 250 mm from the end, and as shown in FIG. 18 at a position 150 mm from the end, Sound.
In Example 2, in order to compare changes in the surface temperature, a “no-fill” test body having the same dimensions as the PC structure 3 and not filled with grout is prepared.
The measurement position of the surface temperature of the unfilled specimen is 250 mm from one end.

ＰＣ構造物３および充填なしの試験体を、実施例１と同様に加熱し、両者に設定された計測位置の表面温度の変化を計測した。
この表面温度の変化は、図１９に示した通りである。
なお、図１９のグラフでは、一番下の群がＰＣ構造物３の健全領域、真ん中の群がＰＣ構造物３の未充填領域、一番上の群が充填なしの試験体の計測結果を示す。 The PC structure 3 and the unfilled specimen were heated in the same manner as in Example 1, and the change in the surface temperature at the measurement position set for both was measured.
This change in surface temperature is as shown in FIG.
In the graph of FIG. 19, the lowermost group shows the measurement result of the healthy area of the PC structure 3, the middle group shows the unfilled area of the PC structure 3, and the uppermost group shows the measurement result of the unfilled specimen. Show.

図１９のグラフに基づくと、ＰＣ構造体の健全領域と見充填領域の温度履歴の概念は図２０に示した通りである。
図２０のグラフによると、表面温度が最高温度に達する、加熱からｔ_ｍａｘ時間経過時の未充填領域の温度Ｔ_ｍａｘ ^２と、健全領域の温度Ｔ_ｍａｘ ^１は、Ｔ_ｍａｘ ^２＞Ｔ_ｍａｘ ^１となる。
また、ｔ_ｍａｘ時間から長時間ｔ′経過時の未充填領域の温度Ｔ′^２と、健全領域の温度Ｔ′^１は、Ｔ′^２＞Ｔ′^１となる。 Based on the graph of FIG. 19, the concept of the temperature history of the sound region and the filling region of the PC structure is as shown in FIG.
According to the graph of FIG. 20, the surface temperature reaches the maximum temperature, the temperature _{T max} ² unfilled area when _{t max} time has elapsed from the heating, the temperature _{T max} ¹ healthy _regions, the _{^T max 2>} ^T max ¹ Become.
_Further, the ² 'temperature T unfilled area when the ^elapsed' long t from _{t max} time, the temperature T of the healthy region ^{^'1,} T' becomes 2> T ^'1.

上記の結果から、以下の事実が判明する。
１）グラウト自体は、加熱され、温度が上昇すると、直ちに放熱する傾向が強いので、グラウトの健全領域では、グラウトへの蓄熱は少なく、また、ＰＣ構造体の上面からの加熱による熱は、上面側のコンクリートからグラウトに伝わり、その熱は側面および下面側のコンクリートに速やかに伝わり、グラウトから放熱される。このように、グラウトの熱は、ＰＣ構造体のコンクリート全体に分散するので、ＰＣ構造体の上面の温度だけが局所的に大きく上昇しない。 From the above results, the following facts become clear.
1) Since the grout itself is heated and tends to dissipate heat immediately when the temperature rises, there is little heat storage in the grout in the healthy region of the grout, and the heat from the upper surface of the PC structure The heat is transferred from the concrete on the side to the grout, and the heat is quickly transferred to the concrete on the side and bottom surfaces and is dissipated from the grout. Thus, since the heat of the grout is dispersed throughout the concrete of the PC structure, only the temperature of the upper surface of the PC structure does not increase greatly locally.

２）グラウトの未充填領域では、ＰＣ構造体の上面からの加熱による熱は、未充填領域の空気によって断熱され、コンクリート全体、特に、下面側には伝わり難く、ＰＣ構造体の上面の温度だけが局所的に大きく上昇する。 2) In the unfilled region of the grout, the heat from the upper surface of the PC structure is insulated by the air in the unfilled region, and is difficult to be transmitted to the entire concrete, especially the lower surface side, only the temperature of the upper surface of the PC structure. Increases significantly locally.

３）グラウトの未充填領域の空気は、ＰＣ構造体の上面からの加熱によって、徐々に蓄熱が進み、その空気の蓄熱の影響により、時間の経過に伴う表面温度の減少が緩和される。
４）表面温度の減少割合は、蓄熱した空気からの放熱の影響により、健全状態に比べ、未充填領域の方が小さい。 3) The air in the unfilled region of the grout gradually accumulates heat by heating from the upper surface of the PC structure, and the decrease in the surface temperature over time is mitigated by the influence of the heat accumulation of the air.
4) The decrease rate of the surface temperature is smaller in the unfilled region than in the healthy state due to the effect of heat radiation from the stored air.

５）未充填領域の体積が小さいほど、未充填領域に対する蓄熱は集中し、温度が高くなる。
６）シース管内に蓄熱される熱量は、広い実充填領域（充填なし）＞部分的な未充填領域＞健全領域となる。 5) The smaller the volume of the unfilled area, the more heat stored in the unfilled area and the higher the temperature.
6) The amount of heat stored in the sheath tube is as follows: wide actual filling area (no filling)> partial unfilling area> healthy area.

次に、実施例２において、部分的に未充填領域が存在するＰＣ構造物における温度−グラウト充填率の関係式について説明する。
図２１に示すように、電磁誘導用コイルユニット４によって均一に加熱が実行される領域の長さを示す均一加熱領域長をｌとし、未充填領域長をｌ_ａとすると、空洞領域長係数γは、以下の式によって表される。 Next, in Example 2, the relational expression of the temperature-grout filling rate in a PC structure in which an unfilled region partially exists will be described.
As shown in FIG. 21, a uniform heating area length indicating the length of a region uniformly heated by the electromagnetic induction coil unit 4 is performed as l, the unfilled region length is l _a, the cavity region length factor γ Is represented by the following equation.

そして、部分的に未充填領域が存在する際の温度−グラウト充填率関係式は以下の式によって表される。
なお、β′はグラウト充填率、ｆ（α）は式（２）で表される均一加熱領域長よりも十分に長い未充填領域を有する際のグラウト充填率、αは基準温度からの温度上昇率を示すものとする。 And the temperature-grouting filling rate relational expression when the unfilled region partially exists is expressed by the following equation.
Β ′ is the grout filling rate, f (α) is the grout filling rate when the unfilled region is sufficiently longer than the uniform heating region length represented by the formula (2), and α is the temperature rise from the reference temperature. The rate shall be shown.

上記の関係式により、表面温度とグラウトの充填率との関連性が明らかになる。
このため、上記の関係式を用いることによって、ＰＣ構造体のコンクリートの表面温度からグラウトの充填率を推測できるようになる。 The relationship between the surface temperature and the grout filling rate is clarified by the above relational expression.
For this reason, it becomes possible to estimate the filling rate of the grout from the surface temperature of the concrete of the PC structure by using the above relational expression.

なお、上記実施例において、ＰＣ構造物の形状や大きさは、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明は、様々なタイプのＰＣ構造物のグラウトの充填状態を評価することができる。 In addition, in the said Example, the shape and magnitude | size of PC structure are not limited to said Example, This invention can evaluate the filling condition of the grout of various types of PC structure. it can.

また、電磁誘導による出力と加熱時間は、シース管を加熱するに足る充分な出力と時間であれば、上記実施例に限定されるものではない。
また、上記の実施例では、ＰＣ構造物の表面温度を赤外線サーモグラフィで計測したが、他の温度計測手段を介して、温度を計測するようにしてもよい。 Moreover, the output and heating time by electromagnetic induction are not limited to the said Example if it is sufficient output and time sufficient to heat a sheath pipe | tube.
In the above embodiment, the surface temperature of the PC structure is measured by infrared thermography. However, the temperature may be measured via other temperature measuring means.

また、保護ボードは、電磁誘導用コイルユニットに一体化させたものであってもよく、また、作業条件によっては、使用しないことも可能である。
さらに、本発明は、本発明の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、上記実施例に限定されるものではない。 Further, the protection board may be integrated with the electromagnetic induction coil unit, or may not be used depending on the working conditions.
Furthermore, the present invention can be freely modified within the scope of the present invention, and is not limited to the above embodiments.

本発明では、ＰＣ構造物を破壊することなく、グラウトの充填状況を簡単かつ確実に詳細に確認でき、単に、グラウト充填の施工不良の有無があるか否かだけではなく、必要に応じて、施工不良による未充填領域の範囲の特定、未充填領域の規模を特定することができ、さらには、ＰＣ構造物の表面温度から、未充填領域の割合まで予想することが可能である。 In the present invention, without destroying the PC structure, it is possible to easily and reliably confirm the state of filling of the grout, not only whether or not there is a grout filling construction failure, as required, It is possible to specify the range of the unfilled region due to poor construction, the size of the unfilled region, and further predict from the surface temperature of the PC structure to the proportion of the unfilled region.

このため、本発明では、ＰＣ構造物の品質を一定以上に限定することが可能であり、施工不良のＰＣ構造物に対しては、除去や強化修理などの適切な対応をとることが可能になり、ＰＣ構造物を用いた建造物の信頼性や耐用年数を向上させることが可能になる点で、産業上の利用可能性が高い。 For this reason, in the present invention, it is possible to limit the quality of the PC structure to a certain level or more, and it is possible to take appropriate measures such as removal or reinforced repair for poorly constructed PC structures. Thus, the industrial applicability is high in that it is possible to improve the reliability and the service life of the building using the PC structure.

１検査装置
１０加熱装置
１００高周波インバータ
１０１電磁誘導用コイルユニット
１０２保護ボード
１１温度計測装置
１１０制御部
１１１温度計測部
２ＰＣ構造物
２０コンクリート
２１シース管
２１ａ未充填領域
２２ＰＣ鋼材
２３グラウト
３ＰＣ構造物
３０コンクリート
３１シース管
３１ａ未充填領域
３１ｂ健全領域
３１ｃ健全領域
３２ＰＣ鋼材
３３グラウト
４電磁誘導用コイルユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 10 Heating apparatus 100 High frequency inverter 101 Coil unit 102 for electromagnetic induction Protection board 11 Temperature measurement apparatus 110 Control part 111 Temperature measurement part 2 PC structure 20 Concrete 21 Sheath pipe 21a Unfilled area 22 PC steel material 23 Grout 3 PC structure Object 30 Concrete 31 Sheath tube 31a Unfilled region 31b Healthy region 31c Healthy region 32 PC steel 33 Grout 4 Coil unit for electromagnetic induction

Claims

There is a metal sheath pipe inside the concrete, pre-stressed concrete steel that has been pre-tensioned is placed inside the sheath pipe, and the inside of the sheath pipe where the pre-stressed concrete steel is placed is filled with grout. A method for evaluating the grout filling state of a pre-stressed concrete structure manufactured by:
A heating step of heating the sheath tube by electromagnetic induction heating;
A measurement step of acquiring the amount of heat that diffuses into the concrete by heating the sheath tube by measuring the temperature of the concrete surface around the sheath tube;
If the measured temperature of the concrete surface is higher than the reference temperature, which is the measured temperature of the concrete surface in a state where the grout is “sound” filled, a determination step for determining that there is an unfilled region of the grout in that region When,
A filling rate specifying step for specifying the filling rate of the grout from the difference in the measured temperature of the concrete surface with respect to the reference temperature;
Display the presence / absence of unfilled areas and the predicted value of the filling rate of the grout, and evaluate the grout filling state of the prestressed concrete structure comprising the evaluation step for evaluating the filling state of the grout Method.

The measurement step is
The method of evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to claim 1, wherein the temperature of the concrete surface is measured via infrared thermography.

In the filling rate identification step,
The rate of increase α from the reference temperature when the grout filling state is “healthy” is obtained by the following equation (1):
The method for evaluating the grout filling state of the prestressed concrete structure according to claim 1 or 2, wherein the grout filling rate β is specified by the following formula (2):

In the above formula (1), T _max is the maximum temperature of the concrete surface of the PC structure, T _ini is the initial temperature of the concrete surface of the PC structure, and T _{max sound} is the maximum of the concrete surface of “sound”. The temperature, _{Tini sound,} is the initial temperature of “healthy”.

In the heating step,
The grout filling state of the prestressed concrete structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic induction magnetic field reaches the sheath tube and is blocked by the sheath tube and does not reach the prestressed concrete steel material. How to evaluate.

Judgment step
The temperature increase rate of the measurement region is calculated from the temperature change of the concrete surface, and it is determined that a grout unfilled region exists in the measurement region having a temperature increase rate higher than a predetermined reference increase rate. 5. A method for evaluating a grout filling state of the prestressed concrete structure according to any one of 1 to 4.

The determination step includes a filling rate specifying step,
The method of evaluating the grout filling state of the pre-stressed concrete structure according to any one of claims 1 to 5, wherein a grout filling rate of a corresponding measurement region is predicted according to the calculated temperature rise rate.