JP2016024069A - アンカーボルトの非破壊検査方法および非破壊検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの健全性を検査するアンカーボルトの非破壊検査方法であって、
前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させ、前記打音の信号波形を受信して周波数解析することにより前記信号波形の周波数情報を得て、前記信号波形の周波数情報に基づいて前記アンカーボルトの健全性を非破壊で定量的に検査することを特徴とするアンカーボルトの非破壊検査方法である。
前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させ、前記打音の信号波形を周波数解析する前に前記打音の信号波形を増幅し、増幅した打音の信号波形を高速フーリエ変換することにより周波数解析して、前記信号波形の周波数情報を得ることを特徴とする請求項1に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法である。
前記信号波形の周波数情報と、健全性が予め確認されているアンカーボルトにおける信号波形の周波数情報が備えられたデータベースとを照合することにより、前記アンカーボルトの健全性を定量的に検査することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法である。
前記データベースが、前記信号波形の周波数情報と前記アンカーボルトの引抜き強度との関係として構築されていることを特徴とする請求項3に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法である。
金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの健全性を検査するアンカーボルトの非破壊検査装置であって、
前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させる打音発生手段と、
発生した打音を受信するセンサと、
前記センサによって受信された打音から信号波形を取得し、前記信号波形を周波数解析することにより前記信号波形の周波数情報を得る信号処理装置と、
得られた前記信号波形の周波数情報に基づいて前記アンカーボルトの健全性を非破壊で定量的に検査する検査処理装置と
を備えていることを特徴とするアンカーボルトの非破壊検査装置である。
前記検査処理装置が、前記信号波形の周波数情報と前記アンカーボルトの引抜き強度との関係をデータベースとして予め備えており、前記データベースと前記信号処理装置で得られた前記信号波形の周波数情報とを照合することにより前記アンカーボルトの健全性を評価するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のアンカーボルトの非破壊検査装置である。
図1は、本実施の形態に係るアンカーボルトの非破壊検査装置を示す概略構成図であり、打撃用ハンマー2と、センサ3と、信号処理装置4とを備えている。なお、アンカーボルト5は、図1に示すように、コンクリート構造物の基礎10に設けられた穴11に挿入されて、その拡張部が拡張されることにより基礎10に固定されている。
打撃用ハンマー2は、基礎10の表面から露出したアンカーボルト5の頭部5aの例えばナット55を打撃することによって、アンカーボルト5の内部に打音を発生させる打音発生手段である。打撃用ハンマー2としては、特に限定されず、一般に市販されているものを使用することができる。
センサ3は、アンカーボルト5の頭部5aの上面に、アンカーボルト5と接して設置されており、打撃用ハンマー2の打撃によって発生した打音の信号波形を受信する。そして、センサ3に受信された打音は、その後、信号処理装置4に送信される。センサ3としては、主として超音波領域(数10kHz〜数MHz)の高い周波数成分を受信する圧電素子センサであるAEセンサが用いられるが、これに限定されず、一般の音波センサを用いてもよい。
信号処理装置4は、センサ3によって受信された打音の信号波形を取得し、信号波形を周波数解析して、信号波形の周波数情報を得るために設置されており、センサ3から送信された打音の信号波形を増幅する信号増幅器(アンプ)と、増幅された打音の信号波形の周波数解析を行う解析用パーソナルコンピュータとを備えている。
次に、上記の非破壊検査装置1を用いて、金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの健全性を非破壊で定量的に把握する非破壊検査方法を説明する。
本実施の形態によれば、打音の信号波形を周波数解析することにより取得した信号波形の周波数情報に基づいて、金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの直接に目視観測できない部分の健全性を非破壊で定量的に検査することができる。
1.実施例1のサンプル作製
最初に、ひび割れがないコンクリートに所定の大きさの穴を設けて、M16鉄製アンカーボルトを挿入して固定した正常サンプルと、ひび割れがある(ひび割れ幅:約3mm)コンクリートに所定の大きさの穴を設けて、M16鉄製のアンカーボルトを挿入して固定した不良サンプルとを作製した。
そして、正常サンプルおよび不良サンプル別に、アンカーボルトのナットの締付トルク量を、表1に示すように「0」N・mから「100」N・mまで5段階で調節し、前記非破壊検査方法を用いて、締付トルクに対応する周波数情報を取得した。結果を図4に示す。
図4より、コンクリートにひび割れがない正常サンプルでは、締付トルクが増加するに従って、周波数情報が高周波数側へシフトする傾向が認められる。
次に、施工不良や経年劣化によりアンカーボルトの引抜き強度が低下する点に着目し、周波数情報と引抜き強度との相関関係を求めて、この相関関係に基づくアンカーボルトの健全性の検査の可能性について実験を行った。
コンクリートに所定の大きさの穴を設けて、M16鉄製アンカーボルトを挿入して固定することにより、複数のサンプルを作製した。
それぞれのサンプルについて、引抜強度を測定すると共に、上記の非破壊検査方法を用いて、周波数情報を取得した。結果を図5に示す。
図5より、アンカーボルトの引抜き強度が増加するに従って、周波数情報がほぼ直線的に高周波数側へシフトする傾向が認められることが分かる。従って、この関係を予めデータベース化しておけば、信号処理装置で今回得られた信号波形の周波数情報を予め得られたデータベースと照合することにより、アンカーボルトの引抜き強度を容易に知って、健全性を評価できることが分かる。
2 打撃用ハンマー
3 センサ
4 信号処理装置
5 アンカーボルト
5a 頭部
10 基礎
11 穴
51 スタッド
52 スリーブ
53 雄ねじ部
54 ウェッジ
55 ナット
56 ワッシャ
Claims (6)
- 金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの健全性を検査するアンカーボルトの非破壊検査方法であって、
前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させ、前記打音の信号波形を受信して周波数解析することにより前記信号波形の周波数情報を得て、前記信号波形の周波数情報に基づいて前記アンカーボルトの健全性を非破壊で定量的に検査することを特徴とするアンカーボルトの非破壊検査方法。 - 前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させ、前記打音の信号波形を周波数解析する前に前記打音の信号波形を増幅し、増幅した打音の信号波形を高速フーリエ変換することにより周波数解析して、前記信号波形の周波数情報を得ることを特徴とする請求項1に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法。
- 前記信号波形の周波数情報と、健全性が予め確認されているアンカーボルトにおける信号波形の周波数情報が備えられたデータベースとを照合することにより、前記アンカーボルトの健全性を定量的に検査することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法。
- 前記データベースが、前記信号波形の周波数情報と前記アンカーボルトの引抜き強度との関係として構築されていることを特徴とする請求項3に記載のアンカーボルトの非破壊検査方法。
- 金属系アンカーによって基礎に固定されたアンカーボルトの健全性を検査するアンカーボルトの非破壊検査装置であって、
前記アンカーボルトの前記基礎の表面から露出した部分を打撃することにより打音を発生させる打音発生手段と、
発生した打音を受信するセンサと、
前記センサによって受信された打音から信号波形を取得し、前記信号波形を周波数解析することにより前記信号波形の周波数情報を得る信号処理装置と、
得られた前記信号波形の周波数情報に基づいて前記アンカーボルトの健全性を非破壊で定量的に検査する検査処理装置と
を備えていることを特徴とするアンカーボルトの非破壊検査装置。 - 前記検査処理装置が、前記信号波形の周波数情報と前記アンカーボルトの引抜き強度との関係をデータベースとして予め備えており、前記データベースと前記信号処理装置で得られた前記信号波形の周波数情報とを照合することにより前記アンカーボルトの健全性を評価するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のアンカーボルトの非破壊検査装置。
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