JP2016217978A - 構造物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホール等の構造物を検査するコストを改善する。【解決手段】空洞である内部のＴ字の交点に両側からばね１２で支持された振り分け弁１１が設けられたＴ字型ガイド１と、Ｔ字型ガイド１に挿入され、Ｔ字型ガイド１の内部の形状に沿って可動し、振り分け弁１１により第１の出力ポートＯＵＴ（１）又は第２の出力ポートＯＵＴ（２）に振り分けられるケーブルベア２と、ケーブルベア２の先端に備えられ、マンホール１００の内部を検査するための検査用センサ３と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、構造物を検査するための技術に関する。

戦後の高度成長期に建設された高速道路等、老朽化したコンクリート構造物に対する不安が社会問題化している。コンクリート構造物の耐久性を検査する際の最重要項目の一つとして、コンクリート表面のひび割れ検査が挙げられる。ひび割れは、地震等によって構造物に応力が加わるとコンクリートが破断して生じる。コンクリートの表面でひび割れが発生すると、そこから雨水等が入り込み、内部の鉄筋に到達すると腐食が始まり、鉄筋の強度が落ちて構造物の耐久性低下を引き起こす。このような構造物の耐久性低下を未然に防ぐには、表面のひび割れの早期発見と補修の実施が重要となる。

補修が必要となるひび割れの程度を示すには、コンクリート表面に現れたひび割れの「幅」を指標として用いる場合が多い。鉄筋への到達と直接的に関わる「深さ」も重要な指標であるが、ひび割れ幅から深さをある程度予測できるため、表面のひび割れ幅を用いて補修実施の要否を判断するのが一般的となっている。

さて、構造物の耐久性に関する許容ひび割れ幅に関しては、各国の提案基準によって若干のばらつきがある。おおよそ、乾燥空気中であれば幅０．３〜０．４ｍｍ、湿空中であればそれ以下の値を許容ひび割れ幅と規定しているものが多い。幅が０．２ｍｍ以上に達したひび割れについては、充填材や被覆による補修、又は鋼製アンカー等による補強を実施する対象としている。また、ひび割れが進行すると、表面のコンクリートがはがれて鉄筋が露出するいわゆる露筋状態に至ることがある。この露筋状態での露出幅が設計値を超えると補修が必要となる。

このように、設置から数十年が経過したインフラ構造物の設備の状況を監視する必要性が年々増加する傾向にある。代表的な設備としてマンホールを取り上げる。一般に老朽化したマンホールを新たなものへ代えることは、大掛かりな工事を伴い困難であるため、今後も安全に使い続けるための監視や、マンホールに設置される設備や種類の増加に対応する点検などが必要である。

現在、マンホール点検においては、現地に作業員が行き、マンホールに溜まった雨水をポンプでくみ出した後、作業員がマンホール内に入坑して目視でチェックすることが多い。対象となる設備が道路の下の地中にあるため、金属製マンホール蓋の開閉等の点検付帯作業を伴い、交通整理員が必須となることや、道路許可申請が事前に必要となる等、非常に手間がかかるものとなっている。なかでも、人がマンホール内に入坑して点検作業をするため、酸欠防止のための安全確保を行い、水抜きをする時間と費用がかなりの部分を占めている。よって、頻繁に点検することはコスト高となり困難なものとなっている。

特開２０１１−２４２３６５号公報

このように、現在行われているひび割れの診断方法は人による目視が主流である。そのため、高スキルを有する点検作業者の確保が必要なことや、マンホール点検の準備作業に手間がかかる等、非常にコスト高となるという課題があった。また、熟練した作業員であっても長時間の作業においてサブミリメートル幅のひび割れを見落とさない集中力を維持することは困難である。ゆえに、機械によるひび割れ検査の自動化が望まれている。

ここで、コンクリート柱の点検に関しては、機材の入手し易さや現場作業の簡易さという観点から、デジタルカメラによって構造物の壁面を遠隔撮影し、その画像から画像処理ソフトウエアによってひび割れの自動検知を試みるというアプローチが有力視されている（特許文献１）。この方法により、コンクリート壁面にあるひび割れを自動検知することは可能である。しかし、ある設定した幅のひびを抽出可能なようにプログラミングされているため、設定基準値以上のひびを抽出するが、寸法の絶対値や測定対象間との距離情報は保持していないことから、何らかの基準スケールを測定対象に埋め込む処理等を行わない限り、ひび長さ等の寸法の絶対値の算出は不可能である。そのため、そのまま流用したとしても、マンホール壁面のひび長さや露筋長さの算出には適用できない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、マンホール等の構造物を検査するコストを改善することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の構造物検査装置は、開口部が小さく内部空間が広い構造物を検査する構造物検査装置において、空洞である内部のＴ字の交点に両側から弾性体で支持された振り分け弁が設けられたＴ字型ガイドと、前記Ｔ字型ガイドに挿入され、前記Ｔ字型ガイドの内部の形状に沿って可動し、前記振り分け弁によりいずれかの出力ポートに振り分けられる可動構造体と、前記可動構造体の一端に備えられ、前記構造物の内部を検査するためのセンサと、を備えることを要旨とする。

本発明によれば、空洞である内部のＴ字の交点に両側から弾性体で支持された振り分け弁が設けられたＴ字型ガイドと、前記Ｔ字型ガイドに挿入され、前記Ｔ字型ガイドの内部の形状に沿って可動し、前記振り分け弁によりいずれかの出力ポートに振り分けられる可動構造体と、前記可動構造体の一端に備えられ、前記構造物の内部を検査するためのセンサと、を備えるため、開口部が小さく内部空間が広い構造物を検査するコストを低減できる。

請求項２に記載の構造物検査装置は、請求項１に記載の構造物検査装置において、前記振り分け弁は、先端が二等辺三角形であり、前記先端の頂点は前記可動構造体が挿入される入力ポートの幅の中心となるように支持されていることを要旨とする。

請求項３に記載の構造物検査装置は、請求項１又は２に記載の構造物検査装置において、前記可動構造体は、前記Ｔ字型ガイドに挿入される先端が三角形であり、前記先端の頂点は自身の幅の中心よりも自身が曲がる側にずれていることを要旨とする。

請求項４に記載の構造物検査装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構造物検査装置において、前記可動構造体は、一列に接続された複数の部品で構成され、部品間の接続部分では一方の側に曲がり、反対側には曲がらない構造を備えることを要旨とする。

本発明によれば、マンホール等の構造物を検査するコストを低減できる。

マンホール検査機構の構成を示す側面図である。 Ｔ字型ガイドの構成を示す側面図である。 ケーブルベアの構成を示す側面図である。 Ｔ字型ガイドに挿入されたケーブルベアの動きを示す図である。 Ｔ字型ガイドに挿入されたケーブルベアの動きを示す図である。

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、マンホール検査機構の構成を示す側面図である。マンホール１００の壁は断面で表している。

このマンホール検査機構は、マンホール１００の内部を検査するための検査装置であり、Ｔ字型ガイド１と、ケーブルベア２と、検査用センサ３と、固定台座４と、を備えて構成される。

Ｔ字型ガイド１は、内部が空洞であり、内部に挿入されるケーブルベア２を保持し、そのケーブルベア２の形状、進行方向、可動動作を内部の形状に沿ってガイドする。図２に示すように、ケーブルベア２が挿入される入力ポートＩＮと、ケーブルベア２が出力する第１の出力ポートＯＵＴ（１）及び第２の出力ポートＯＵＴ（２）と、を備えている。また、内部のＴ字の交点には先端が二等辺三角形である振り分け弁１１が設置されており、その頂点は入力ポートＩＮの幅（図２の横幅）の中心に位置するように両側からばね１２で支持されている。

ケーブルベア２は、Ｔ字型ガイド１の内部に挿入され、その内部の形状に沿って可動する可動構造体である。ここで可動とは、マンホール１００の奥行方向及びそれに垂直な鉛直方向に伸縮すること、全長を保持したままスライドすること等をいう。図３に示すように、一列に接続された複数の部品２１で構成され、隣り合う２つの部品２１同士は一方の側において連結部品２２でそれぞれ接続されている。それゆえ、部品２１間の接続部分では一方の側に曲がり、反対側には曲がらない構造を備えている。また、ケーブルベア２の先端２１’は三角形の形状を備え、その先端２１’の頂点は自身の幅（図３の横幅）の中心よりも自身が曲がる側にずれるように構成又は形成されている。

検査用センサ３は、マンホール１００の内部（例えば、壁面の状態、温度・湿度、気体の種別）を検査するためのセンサであり、ケーブルベア２の先端に取り付けられる。例えば、画像撮影用カメラ、打音検査器、ガス検知器等を用いる。検査用センサ３で取得したデータは、無線又は有線で図示しない情報処理装置に送信される。

固定台座４は、Ｔ字型ガイド１が取り付けられ、マンホール１００の開口部２００に設置された図示しないマンホール受枠に嵌められ、マンホール１００にマンホール検査機構を固定する。

次に、ケーブルベア２をＴ字型ガイド１に挿入した場合の動作について説明する。図４に示すように、ケーブルベア２がＴ字型ガイド１の入力ポートＩＮから挿入されると、Ｔ字型ガイド１のＴ字の交点に設けられた振り分け弁１１に接触する。このとき、振り分け弁１１の先端は二等辺三角形であり、ケーブルベア２の先端２１’は三角形であってその頂点は自身が曲がる側に寄っているため、振り分け弁１１はケーブルベア２の先端２１’の頂点の位置と反対側に倒れ、ケーブルベア２は第１の出力ポートＯＵＴ（１）側に振り分けられて進むことになる。

一方、図５に示すように、ケーブルベア２を反転（１８０°回転）して挿入すると、ケーブルベア２の先端２１’の位置が反対となるため、図４とは反対の方向に振り分け弁１１が倒れ、その結果、ケーブルベア２は第２の出力ポートＯＵＴ（２）側に振り分けられる。

このように、ケーブルベア２をＴ字型ガイド１の入力ポートＩＮに挿入する向きによって、Ｔ字型ガイド１からの出力方向、つまり、マンホール内での進行方向を容易に制御することができる。

以上より、本実施の形態によれば、空洞である内部のＴ字の交点に両側からばね１２で支持された振り分け弁１１が設けられたＴ字型ガイド１と、Ｔ字型ガイド１に挿入され、Ｔ字型ガイド１の内部の形状に沿って可動し、振り分け弁１１により第１の出力ポートＯＵＴ（１）又は第２の出力ポートＯＵＴ（２）に振り分けられるケーブルベア２と、ケーブルベア２の先端に備えられ、マンホール１００の内部を検査するための検査用センサ３と、を備えるので、ケーブルベア２をＴ字型ガイド１へ挿入する向きによってケーブルベア２の出力方向・進行方向を容易に制御可能となることから、マンホール内のセンシングを簡便に実施でき、人手による作業が必要とされている保守点検や検査作業等について低コスト化や作業時間の短縮が可能になる。

また、本実施の形態によれば、振り分け弁１１は、その先端が二等辺三角形であり、その先端の頂点はケーブルベア２が挿入される入力ポートＩＮの幅の中心に位置するように両側からばね１２で支持されており、ケーブルベア２は、その先端２１’が三角形であり、その先端２１’の頂点は自身が曲がる側にずれているので、ケーブルベア２をＴ字型ガイド１へ挿入する向きによってケーブルベア２の出力方向・進行方向を容易に制御できる。

また、本実施の形態によれば、ケーブルベア２は、一列に接続された複数の部品で構成され、部品間の接続部分では一方の側に曲がり、反対側には曲がらない構造を備えるので、マンホール１００の奥行方向にそのまま伸び続けることが可能であり、マンホール１００の奥まで検査できる。

最後に、本実施の形態ではマンホールを例に説明したが、開口部が小さく内部空間が広い任意の構造物（設備を含む）を検査対象にできる。例えば、地中内の道路やトンネル等、地中内の鉄筋コンクリート壁面を備えた任意のインフラ設備が考えられる。

１…Ｔ字型ガイド
１１…振り分け弁
１２…ばね
２…ケーブルベア
２１…部品
２２…連結部品
３…検査用センサ
４…固定台座
１００…マンホール
２００…開口部

Claims (4)

1. 開口部が小さく内部空間が広い構造物を検査する構造物検査装置において、
   空洞である内部のＴ字の交点に両側から弾性体で支持された振り分け弁が設けられたＴ字型ガイドと、
   前記Ｔ字型ガイドに挿入され、前記Ｔ字型ガイドの内部の形状に沿って可動し、前記振り分け弁によりいずれかの出力ポートに振り分けられる可動構造体と、
   前記可動構造体の一端に備えられ、前記構造物の内部を検査するためのセンサと、
   を備えることを特徴とする構造物検査装置。
2. 前記振り分け弁は、
   先端が二等辺三角形であり、前記先端の頂点は前記可動構造体が挿入される入力ポートの幅の中心となるように支持されていることを特徴とする請求項１に記載の構造物検査装置。
3. 前記可動構造体は、
   前記Ｔ字型ガイドに挿入される先端が三角形であり、前記先端の頂点は自身の幅の中心よりも自身が曲がる側にずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物検査装置。
4. 前記可動構造体は、
   一列に接続された複数の部品で構成され、部品間の接続部分では一方の側に曲がり、反対側には曲がらない構造を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の構造物検査装置。

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