JP2018169239A - Method and system for inspecting cavity - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、プレストレストコンクリート構造物などの内部に空洞が生じるおそれがある剛部材における空洞の容積を検出する空洞検査方法及び空洞検査システムに関する。 The present invention relates to a cavity inspection method and a cavity inspection system for detecting a volume of a cavity in a rigid member in which a cavity may be generated inside, for example, a prestressed concrete structure.
昨今、既設構造物の維持管理について、例えば、プレストレストコンクリート構造物(以下において、PC構造物という)におけるシース内部のグラウト充填状態を確認することが重要視されている。しかしながら、シース内部のグラウト充填度は、外部から目視で確認することはできず、さまざまな検査方法が提案されている。 In recent years, regarding the maintenance of existing structures, for example, it is important to confirm the grout filling state inside the sheath of a prestressed concrete structure (hereinafter referred to as a PC structure). However, the degree of grout filling inside the sheath cannot be visually confirmed from the outside, and various inspection methods have been proposed.
特許文献1に記載の検査方法もそのような検査方法のひとつとして提案されている。特許文献1に記載の検査方法は、内部にシースが配置されたコンクリート部材の表面をインパクトハンマーで打撃して弾性波を入射し、表面に配置したAEセンサにて伝搬する弾性波を受信して、シース内のグラウトの充填状態を検査するものである。
しかしながら、特許文献1に記載の検査方法では、シースにおけるグラウトの充填状態はわかるものの、未充填であることが検出された場合であっても、その容量を計ることは困難であった。
The inspection method described in Patent Document 1 is also proposed as one of such inspection methods. In the inspection method described in Patent Document 1, an elastic wave is incident by hitting the surface of a concrete member having a sheath disposed therein with an impact hammer, and an elastic wave propagating by an AE sensor disposed on the surface is received. Inspecting the filling state of the grout in the sheath.
However, in the inspection method described in Patent Literature 1, although the grout filling state in the sheath is known, it is difficult to measure the capacity even when it is detected that the sheath is not filled.
そこで本発明は、内部に空洞のある剛部材の空洞容量を検出できる空洞検査方法及び空洞検査システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cavity inspection method and a cavity inspection system that can detect the cavity capacity of a rigid member having a cavity inside.
この発明は、内部に空洞のある剛部材を前記空洞に向かって穿孔し、穿孔した孔を介して前記空洞に流体を流動し、前記流体の流量、及び流体圧力を測定し、測定した前記流体圧力の変化及び前記流量に基づいて、前記空洞の容積である空洞容量を検出する空洞検査方法であることを特徴とする。 According to the present invention, a rigid member having a cavity inside is drilled toward the cavity, a fluid is flowed into the cavity through the drilled hole, a flow rate of the fluid and a fluid pressure are measured, and the measured fluid It is a cavity inspection method for detecting a cavity volume which is a volume of the cavity based on a change in pressure and the flow rate.
またこの発明は、内部に空洞のある剛部材において前記空洞に向かって穿孔した孔を介して前記空洞に流体を流動させる流動装置と、前記流体の流量を測定する流量測定装置と、前記流体の流動圧力を測定する圧力測定装置と、前記流量測定装置によって測定した流量及び前記圧力測定装置によって測定した前記流体圧力の変化に基づいて、前記空洞の容積である空洞容量を検出する容量検出部とが備えられた空洞検査システムであることを特徴とする。 The present invention also provides a flow device for causing a fluid to flow into the cavity via a hole drilled toward the cavity in a rigid member having a cavity therein, a flow rate measuring device for measuring the flow rate of the fluid, A pressure measuring device for measuring a flow pressure, and a capacity detecting unit for detecting a cavity capacity that is a volume of the cavity based on a flow rate measured by the flow rate measuring device and a change in the fluid pressure measured by the pressure measuring device; It is a cavity inspection system provided with.
この発明により、剛部材内部の空洞の空洞容量を検出することができる。
詳述すると、内部に空洞のある剛部材を前記空洞に向かって穿孔した孔を介して前記空洞に流体を流動し、前記流体の流量、及び流体圧力を測定し、測定した前記流体圧力の変化及び前記流量に基づいて、前記空洞の容積である空洞容量を検出するため、例えば、流体圧力に基づいて空洞容量を検出する場合に比べて空洞容量を正確に検出することができる。したがって、目視できない内部の空洞を充填するために要するグラウト量を算出でき、充填量によってグラウトの充填度を推測することができる。
According to the present invention, the cavity capacity of the cavity inside the rigid member can be detected.
More specifically, a fluid flows into the cavity through a hole in which a rigid member having a cavity inside is drilled toward the cavity, and the flow rate and fluid pressure of the fluid are measured, and the change in the measured fluid pressure is measured. Since the cavity volume that is the volume of the cavity is detected based on the flow rate, the cavity volume can be detected more accurately than when the cavity volume is detected based on the fluid pressure, for example. Therefore, it is possible to calculate the amount of grout required to fill an internal cavity that cannot be seen, and to estimate the degree of filling of the grout based on the amount of filling.
さらに、プレストレストコンクリートにおけるシース内部の空洞である場合、空洞容量が検出できれば、既知であるシースの断面積に基づいて空洞距離を算出することができる。したがって、例えば、空洞距離に基づいて次の穿孔位置を決定することができる。 Furthermore, in the case of a cavity inside the sheath in prestressed concrete, if the cavity capacity can be detected, the cavity distance can be calculated based on the known cross-sectional area of the sheath. Thus, for example, the next drilling position can be determined based on the cavity distance.
なお、前記流体の流動は、流体を流出させてもよいし、流体を流入させてもよい。
また、前記流体は、気体、液体あるいはゲル状体など、前記空洞に流出(流入)させることができる流体であればいずれの状体であってもよい。
In addition, the flow of the fluid may cause the fluid to flow out or the fluid to flow in.
The fluid may be any fluid as long as it can flow out (inflow) into the cavity, such as gas, liquid, or gel.
さらに、上述容量を検出とは、測定結果を検出結果としてもよいし、検出結果に基づいて算出した結果を検出結果としてもよい。
上記剛部材は、例えば、グラウトの未充填部があるシースを内部に有するプレストレスコンクリートや、外ケーブル構造におけるグラウトの未充填部があるシース自体、さらには、意図しない空隙を内部に有するコンクリート部材などとすることができる。
Furthermore, the detection of the above-described capacity may be a measurement result as a detection result or a result calculated based on the detection result as a detection result.
The rigid member is, for example, prestressed concrete having a sheath with an unfilled portion of grout inside, a sheath itself having an unfilled portion of grout in an outer cable structure, or a concrete member having an unintended void inside. And so on.
この発明の態様として、前記流体を気体とするとともに、前記気体を前記空洞から流出させてもよく、前記流動装置が前記空洞から前記気体を流出させる真空ポンプで構成されてもよい。
この発明により、より簡易な構造で空洞容量を検出することができる。
As an aspect of the present invention, the fluid may be a gas, the gas may be allowed to flow out of the cavity, and the flow device may be a vacuum pump that causes the gas to flow out of the cavity.
According to the present invention, the cavity capacity can be detected with a simpler structure.
例えば、液体を空洞に流入させて空洞容積を検出する場合、流入させる液体を準備する必要があるが、真空ポンプで空洞にある気体を流出させるため、簡素な構造で空洞容量を検出することができる。したがって、コンパクトな空洞検査システムを構成できるため、作業環境の良くない検査現場であっても、安全かつ容易に空洞容量を検出することができる。 For example, when detecting the cavity volume by flowing liquid into the cavity, it is necessary to prepare the liquid to flow in. However, since the gas in the cavity is discharged by the vacuum pump, the cavity volume can be detected with a simple structure. it can. Therefore, since a compact cavity inspection system can be configured, the cavity capacity can be detected safely and easily even at an inspection site where the working environment is not good.
また、例えば、流体を流入させて空洞容量を検出する場合において、流体の流入圧力によって、空洞に発生しているクラック等が拡大するおそれがあるが、気体を流出させて空洞容量を検出するため、空洞が拡大するおそれがなく、安全に空洞容量を検出することができる。 In addition, for example, when detecting the cavity capacity by flowing a fluid, there is a possibility that cracks and the like generated in the cavity may be expanded due to the inflow pressure of the fluid. The cavity capacity can be detected safely without fear of the cavity expanding.
また、この発明の態様として、前記空洞容量を、標準気圧に対する測定圧力の比率に基づいて補正してもよい。
この発明により、測定圧力や温度などによる気圧の変化などの影響を低減させて空洞容量を検出することができる。
As an aspect of the present invention, the cavity capacity may be corrected based on the ratio of the measured pressure to the standard pressure.
According to the present invention, it is possible to detect the cavity capacity while reducing the influence of a change in atmospheric pressure due to the measurement pressure or temperature.
詳述すると、例えば、気温が低い場合、流動させる流体は凝縮しており、気温が高い場合流体は膨張している。そのため、前記流体の流量、及び流体圧力の一方に基づいて空洞容量を検出する場合、測定圧力や気温によって、同じ空洞容量であっても測定された前記流体の流量や流体圧力は変化するおそれがある。これに対し、標準気圧に対する測定圧力の比率に基づいて測定結果に基づく空洞容量を補正することによって、検出された空洞容量の圧力の変化に伴う変動を補正することができる。 More specifically, for example, when the temperature is low, the fluid to be flowed is condensed, and when the temperature is high, the fluid is expanded. Therefore, when the cavity volume is detected based on one of the fluid flow rate and the fluid pressure, the measured fluid flow rate and fluid pressure may change depending on the measured pressure and temperature even if the cavity volume is the same. is there. On the other hand, by correcting the cavity volume based on the measurement result based on the ratio of the measured pressure to the standard atmospheric pressure, it is possible to correct the variation accompanying the change in the detected cavity volume pressure.
また、この発明の態様として、前記流体の流動時間、並びに、前記流動停止後の前記圧力が変動する圧力変動率を測定し、前記空洞容量を、前記流動時間及び前記圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正してもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the flow time of the fluid and the pressure fluctuation rate at which the pressure after the flow stops are measured, and the cavity capacity is determined by the flow time, the pressure fluctuation rate, and the measurement pressure. You may correct | amend based on the ratio with respect to standard atmospheric pressure.
この発明により、空洞内の流体の流動した後の漏れの影響を低減させて空洞容量を検出することができる。
詳述すると、空洞にクラックなどが生じている場合、圧力を変化させて空洞内の流体を流動させた後に、クラックを通じた流体の漏れによって、圧力が変化したり、流量が変化したりするが、前記流体の流動時間、並びに、前記流動停止後の前記圧力が変動する圧力変動率を測定し、前記空洞容量を、前記流動時間及び前記圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正することで流体を流動した後の空洞内の漏れの影響を低減させて空洞容量を検出することができる。
According to the present invention, the cavity capacity can be detected by reducing the influence of leakage after the fluid in the cavity flows.
In detail, if a crack or the like is generated in the cavity, the pressure changes or the flow rate changes due to the fluid leaking through the crack after the pressure is changed and the fluid in the cavity flows. Measuring the flow time of the fluid and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after stopping the flow, and determining the cavity capacity based on the flow time, the pressure fluctuation rate, and the ratio of the measured pressure to the standard pressure. By correcting, the influence of leakage in the cavity after flowing the fluid can be reduced, and the cavity volume can be detected.
また、検出システムの能力による影響を低減させて空洞容量を検出することができる。
詳述すると、検出システムの能力が高い場合や空洞容量が小さい場合、空洞容量の検出が短時間で行うことができる。これに対し、検出システムの能力が低い場合や空洞容量が大きい場合、空洞容量の検出に時間がかかる。これに対し、前記流体の流動時間、並びに、前記流動停止後の前記圧力が変動する圧力変動率を測定し、前記空洞容量を、前記流動時間及び前記圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正することにより、システムの能力による影響を排除した空洞容量の検出を行うことができる。
Also, the cavity capacity can be detected by reducing the influence of the detection system capability.
More specifically, when the capacity of the detection system is high or the cavity capacity is small, the cavity capacity can be detected in a short time. On the other hand, when the capacity of the detection system is low or the cavity capacity is large, it takes time to detect the cavity capacity. On the other hand, the flow time of the fluid and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after the stop of the flow are measured, and the cavity capacity is set to the ratio of the flow time and the pressure fluctuation rate and the measured pressure to the standard pressure By correcting based on the above, it is possible to detect the cavity capacity without the influence of the system capability.
また、この発明の態様として、前記流体を流動させる流動装置内部の容積に基づいて、前記空洞容量を補正してもよい。
この発明により、流動装置の容量を除した空洞容量を検出することができる。
Further, as an aspect of the present invention, the cavity capacity may be corrected based on the volume inside the flow device that allows the fluid to flow.
According to the present invention, it is possible to detect the cavity capacity excluding the capacity of the flow device.
詳述すると、測定状態において流動装置は空洞と導通するため、空洞容量に対して流動装置の容積が大きくなると、検出した空洞容量に流動装置の容量が付加されることとなる。殊に、空洞容量が小さい場合、その影響は大きくなるが、前記流体を流動させる流動装置内部の容積に基づいて、前記空洞容量を補正することで、流動装置の容量を除した空洞容量を検出することができる。 More specifically, since the flow device is electrically connected to the cavity in the measurement state, when the volume of the flow device is larger than the cavity volume, the capacity of the flow device is added to the detected cavity volume. In particular, when the cavity volume is small, the effect is large, but the cavity volume is detected by correcting the cavity volume based on the volume inside the fluidizer that flows the fluid. can do.
この発明により、内部に空洞のある剛部材の空洞容量を検出できる空洞検査方法及び空洞検査システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cavity inspection method and a cavity inspection system capable of detecting the cavity capacity of a rigid member having a cavity inside.
例えば、内部のシース110が配置されたPC部材100におけるシース110内部に空洞Sがある場合等において、空洞Sの容量を検出する空洞検査システム1及び空洞検査システム1を用いた空洞容量検査方法について以下で説明する。 For example, the cavity inspection system 1 that detects the capacity of the cavity S and the cavity capacity inspection method using the cavity inspection system 1 when the cavity S is inside the sheath 110 in the PC member 100 in which the inner sheath 110 is disposed. This will be described below.
まず、PC部材100について説明する。
PC部材100は、いわゆるプレストレストコンクリート部材であり、内部にシース110が配置され、シース110を挿通し、撚線などで構成された緊張部材120によって、コンクリート部材130にプレストレスを作用させている。
First, the PC member 100 will be described.
The PC member 100 is a so-called prestressed concrete member, in which a sheath 110 is disposed, the sheath 110 is inserted, and a prestress is applied to the concrete member 130 by a tension member 120 formed of a stranded wire or the like.
なお、緊張部材120が挿通したシース110の内部には、無収縮モルタルなどで構成されたグラウト材111が充填されているが、グラウト材111が充填されていない空洞Sが存在する場合がある。 The sheath 110 through which the tension member 120 is inserted is filled with a grout material 111 made of non-shrink mortar or the like, but there may be a cavity S that is not filled with the grout material 111.
このように、空洞Sがシース110内に存在すると、シース110内で緊張部材120が露出しており、緊張部材120が腐食して、所望のプレストレスを作用させることができなくなるおそれがある。そのため、空洞Sに対してグラウト材111を充填する必要があるが、空洞Sは、PC部材100内部のシース110の中にあるため、外部から目視することはできず、空洞Sにグラウト材111を充填することが困難である。そこで空洞検査システム1を用い、空洞Sの容量を検出することが重要となる。 As described above, when the cavity S exists in the sheath 110, the tension member 120 is exposed in the sheath 110, and the tension member 120 may be corroded, and a desired prestress may not be applied. Therefore, it is necessary to fill the cavity S with the grout material 111. However, since the cavity S is in the sheath 110 inside the PC member 100, the cavity S cannot be visually observed from the outside, and the cavity S is filled with the grout material 111. Is difficult to fill. Therefore, it is important to detect the capacity of the cavity S using the cavity inspection system 1.
このように、シース110内部に空洞Sがある場合に、空洞Sの容量を検出する空洞検査システム1は、制御装置10と、検出ユニット20とで構成している。
制御装置10は、いわゆるパーソナルコンピュータの制御部であり、CPUとROMとRAMで構成されており、制御装置10には、測定結果に基づいて空洞Sの容量を検出する容量検出部11と、測定結果を補正する補正制御部12という機能的構成を備えている。
As described above, the cavity inspection system 1 that detects the capacity of the cavity S when the cavity S is inside the sheath 110 includes the control device 10 and the detection unit 20.
The control device 10 is a control unit of a so-called personal computer and includes a CPU, a ROM, and a RAM. The control device 10 includes a capacitance detection unit 11 that detects the capacitance of the cavity S based on the measurement result, and a measurement. A functional configuration of a correction control unit 12 that corrects the result is provided.
検出ユニット20は、真空ポンプ21、流量センサ22、圧力センサ23、記録装置24、及び空気フィルタ25で構成され、真空ポンプ21からつながるエアーホース26に、流量センサ22、圧力センサ23及び空気フィルタ25が配置され、エアーホース26の先端に吸入口27が装着されている。 The detection unit 20 includes a vacuum pump 21, a flow rate sensor 22, a pressure sensor 23, a recording device 24, and an air filter 25. An air hose 26 connected to the vacuum pump 21 is connected to the flow rate sensor 22, the pressure sensor 23, and the air filter 25. Is arranged, and a suction port 27 is attached to the tip of the air hose 26.
真空ポンプ21は、後述する流量センサ22の検出範囲を満足する性能レベルのポンプであり、気体を吸引する構成であり、逆流防止機構付吸気口バルブ(図示省略)に、エアーホース26が接続されている。 The vacuum pump 21 is a pump having a performance level that satisfies a detection range of a flow rate sensor 22 to be described later. The vacuum pump 21 sucks gas, and an air hose 26 is connected to an intake valve with a backflow prevention mechanism (not shown). ing.
流量センサ22は、超小型センサヘッドを有し、質量流量を測定する流量センサであるが、体積流量タイプの流量センサを用いてもよい。また、流量センサ22は記録装置24に接続され、アンプユニット(図示省略)を介して、流速(min−1)を電圧に変換して記録するように構成されている。 The flow sensor 22 has a micro sensor head and is a flow sensor that measures mass flow, but a volume flow type flow sensor may be used. The flow rate sensor 22 is connected to a recording device 24, and is configured to convert the flow rate (min −1 ) into a voltage and record it via an amplifier unit (not shown).
圧力センサ23は、所定の圧力範囲の気体の圧力を測定可能であり、記録装置24に接続され、アンプユニット(図示省略)を介して、空気圧(MPa)を電圧に変換して記録するように構成されている。 The pressure sensor 23 can measure the pressure of a gas within a predetermined pressure range, is connected to the recording device 24, and converts the air pressure (MPa) into a voltage and records it through an amplifier unit (not shown). It is configured.
記録装置24は、流量センサ22及び圧力センサ23の測定結果を記録するとともに、測定結果を波形表示する波形表示部241を備えている。また、記録装置24は、制御装置10に接続され、制御装置10に測定結果を送信可能に構成している。
空気フィルタ25は、通過する気体から不純物を取り除くフィルタである。
The recording device 24 includes a waveform display unit 241 that records the measurement results of the flow sensor 22 and the pressure sensor 23 and displays the measurement results in a waveform. The recording device 24 is connected to the control device 10 and is configured to be able to transmit the measurement result to the control device 10.
The air filter 25 is a filter that removes impurities from the passing gas.
このように構成された空洞検査システム1を用いた空洞Sの容量検出処理では、真空ポンプ21を用いてシース110内の気体を排出した際における気体排出中のシース110内部の圧力と排出した気体量よりシース110内の空洞Sの容積(以下において空洞容量という)を算出するものであり、図2に示すように、シース110内の空洞Sの容積の大小により排出した気体量と内部圧力の変化が異なる点を利用した測定原理によるものである。 In the capacity detection processing of the cavity S using the cavity inspection system 1 configured in this way, the pressure inside the sheath 110 and the discharged gas when the gas inside the sheath 110 is discharged using the vacuum pump 21. The volume of the cavity S in the sheath 110 (hereinafter referred to as the cavity capacity) is calculated from the amount, and as shown in FIG. This is based on the measurement principle using the point where the change is different.
具体的に、空洞検査システム1を用いた空洞Sの空洞容量の検出は、図3に示すように、まず、PC部材100においてシース110に向かって検査孔101を穿孔し(ステップs1)、検査孔101を通じて、シース110内部の充填状況を確認する(ステップs2)。 Specifically, the detection of the cavity capacity of the cavity S using the cavity inspection system 1 is performed by first drilling the inspection hole 101 toward the sheath 110 in the PC member 100 (step s1), as shown in FIG. The state of filling inside the sheath 110 is confirmed through the hole 101 (step s2).
なお、検査孔101は、あらかじめ、弾性波やX線等を用いた別の方法で空洞Sの位置を検出してから穿孔してもよいし、所定の間隔を設けて複数箇所穿孔して検査孔101を設けてもよい。
また、検査孔101を通じたシース110内部の充填状況の確認は、検査孔101を通じて目視で行ってもよいし、ファイバースコープ等の撮影手段で撮影して確認してもよい。
The inspection hole 101 may be perforated after detecting the position of the cavity S by another method using elastic waves, X-rays or the like in advance, or a plurality of holes may be perforated at predetermined intervals. A hole 101 may be provided.
The filling state inside the sheath 110 through the inspection hole 101 may be confirmed visually through the inspection hole 101 or may be confirmed by photographing with an imaging means such as a fiberscope.
検査孔101を通じて、シース110内部を確認し、シース110内部にグラウト材111が充填され、空洞Sが形成されていない場合(ステップs3:Yes)、空洞Sの容量検出処理は終了する。 The inside of the sheath 110 is confirmed through the inspection hole 101, and when the grout material 111 is filled in the sheath 110 and the cavity S is not formed (step s3: Yes), the capacity detection processing of the cavity S ends.
逆に、検査孔101を通じて、シース110内部を確認した結果、シース110内部にグラウト材111が充填されていない空洞Sが存在する場合は、検出ユニット20をセッティングするとともに、検出ユニット20の吸入口27を検査孔101に装着する(ステップs4)。 On the contrary, when the inside of the sheath 110 is confirmed through the inspection hole 101 and the cavity S is not filled with the grout material 111, the detection unit 20 is set and the suction port of the detection unit 20 is set. 27 is attached to the inspection hole 101 (step s4).
吸入口27を検査孔101に確実に取り付けた後、記録装置24を記録可能状態にセッティングし、そのうえで真空ポンプ21を稼働させ(ステップs5)、流量センサ22及び圧力センサ23の測定結果を記録装置24に記録する(ステップs6)。
これを所定時間経過するまで継続し(ステップs7:No)、所定時間経過後(ステップs7:Yes)、真空ポンプ21を停止する(ステップs8)。
After the suction port 27 is securely attached to the inspection hole 101, the recording device 24 is set in a recordable state, and then the vacuum pump 21 is operated (step s5), and the measurement results of the flow sensor 22 and the pressure sensor 23 are recorded. 24 (step s6).
This is continued until a predetermined time has elapsed (step s7: No), and after the predetermined time has elapsed (step s7: Yes), the vacuum pump 21 is stopped (step s8).
なお、ステップs7における所定時間とは、真空ポンプ21の稼働によって、波形表示部241を確認するなどして、圧力センサ23の測定結果から、測定圧力が所定圧力まで低下している、あるいは真空ポンプ21の作動圧力が所定圧力まで上昇するまでの時間である。 The predetermined time in step s7 means that the measured pressure is reduced to the predetermined pressure from the measurement result of the pressure sensor 23 by checking the waveform display unit 241 by operating the vacuum pump 21, or the vacuum pump It is the time until the operating pressure of 21 rises to a predetermined pressure.
真空ポンプ21の停止後(ステップs8)、記録装置24による記録を所定時間経過するまで継続し(ステップs9:No)、所定時間経過後(ステップs9:Yes)、記録装置24の記録を停止する(ステップs10)。 After the vacuum pump 21 is stopped (step s8), recording by the recording device 24 is continued until a predetermined time has elapsed (step s9: No), and after the predetermined time has elapsed (step s9: Yes), recording of the recording device 24 is stopped. (Step s10).
なお、ステップs9における所定時間とは、真空ポンプ21の稼働停止後に、波形表示部241を確認するなどして、圧力センサ23の測定結果から、空気漏れによる測定圧力が所定圧力まで上昇するまでの時間である。 The predetermined time in step s9 refers to the period from the measurement result of the pressure sensor 23 until the measured pressure due to air leakage rises to the predetermined pressure by checking the waveform display unit 241 after the vacuum pump 21 is stopped. It's time.
ここまでの空洞容量検出は、検出ユニット20によって実行し、検出ユニット20による検出処理の終了後、記録装置24に記録した測定結果を制御装置10に取り込み、制御装置10によって、空洞Sの空洞容量を算出する(ステップs11)。 The cavity capacity detection so far is executed by the detection unit 20, and after the detection process by the detection unit 20 is completed, the measurement result recorded in the recording device 24 is taken into the control device 10, and the cavity capacity of the cavity S is acquired by the control device 10. Is calculated (step s11).
具体的には、ステップs11では、記録装置24に記録された測定結果に基づいて空洞Sの空洞容量を算出するに当たり、測定結果を補正する補正制御部12によって以下の補正処理のうちいずれか、あるいはすべての処理を実行する。 Specifically, in step s11, when calculating the cavity capacity of the cavity S based on the measurement result recorded in the recording device 24, one of the following correction processes is performed by the correction control unit 12 that corrects the measurement result: Alternatively, all processes are executed.
補正制御部12による補正処理のうち第1の補正処理は、真空ポンプ21の稼働によって空洞Sの内部圧力が完全に真空状態にならないことに対する補正である。詳しくは、空洞S内部が真空状態となるまで真空ポンプ21を稼働させるものの、空気漏れや真空ポンプ21の性能によって、所定圧力までしか減圧できないことが多く、ボイル・シャルルの法則に基づき、「数式1」によって真空状態まで減圧しきれなかった空気量を圧力比で補正する。なお、大気圧は標準気圧0.0101325MPaを用いる。
また、この第1補正処理により、圧力比により補正した結果の一例を「表1」に示す。
第2の補正処理では、図4に示すように、真空ポンプ21の停止後(ステップs8)に、検出ユニット20のいずれかや空洞Sからの空気漏れによって流量センサ22に測定結果が上昇することがあり、検出ユニット20や空洞Sからの空気漏れに対する補正を行うものである。 In the second correction process, as shown in FIG. 4, after the vacuum pump 21 is stopped (step s <b> 8), the measurement result rises to the flow sensor 22 due to air leakage from any of the detection units 20 or the cavity S. There is a correction for air leakage from the detection unit 20 and the cavity S.
具体的には、記録装置24に記録された流量センサ22による測定結果から、真空ポンプ21の停止後(ステップs8)の時間当たりの上昇量を算出して補正値として用い、「数式2」によって補正する。なお、「数式2」では第1の補正処理を実行し補正された値に対して空気漏れの補正を行っている。
この第2の補正処理によって補正した結果の一例を「表2」に示す。
第3の補正処理では、検出ユニット20を構成する、真空ポンプ21、流量センサ22、圧力センサ23、記録装置24、空気フィルタ25及びエアーホース26の容積(以下において、検出ユニット20の容積)が測定結果に含まれるため、補正制御部12によって検出ユニット20の容積を控除する補正を行う。なお、第3の補正処理を実行するに当たり予め、検出ユニット20の容積を求め、求めた検出ユニット20の容積値を用いて「数式3」によって補正する。 In the third correction process, the volume of the vacuum pump 21, the flow sensor 22, the pressure sensor 23, the recording device 24, the air filter 25, and the air hose 26 constituting the detection unit 20 (hereinafter, the volume of the detection unit 20). Since it is included in the measurement result, the correction control unit 12 performs correction for subtracting the volume of the detection unit 20. In executing the third correction process, the volume of the detection unit 20 is obtained in advance, and correction is performed by “Equation 3” using the obtained volume value of the detection unit 20.
なお、「数式3」では第1の補正処理及び第2の補正処理を実行し補正された値に対して検出ユニット20の容積を控除している。
この第3の補正処理によって補正した結果の一例を「表3」に示す。
なお、例えば、第1の補正処理及び第2の補正処理を実行せず、補正されていない記録装置24に記録された検出結果に対して補正制御部12によって第3の補正処理を実行してもよいし、第1の補正処理及び第2の補正処理のうち一方のみを実行して補正された値に対して第3の補正処理を実行してもよい。 In addition, for example, the first correction process and the second correction process are not executed, and the third correction process is executed by the correction control unit 12 on the detection result recorded in the uncorrected recording device 24. Alternatively, the third correction process may be performed on the value corrected by executing only one of the first correction process and the second correction process.
このように、ステップs11において、空洞Sの空洞容量を算出する際に、第1乃至第3の補正処理の少なくともいずれかを実行することによって、さまざまな要素による影響を排除した空洞Sの空洞容量を求めることができるが、第1乃至第3の補正処理を実行することなく、容量検出部11によって、記録装置24に記録された測定結果に基づいて空洞Sの空洞容量を求めてもよい。 As described above, when calculating the cavity capacity of the cavity S in step s11, by executing at least one of the first to third correction processes, the cavity capacity of the cavity S from which the influence of various elements is eliminated. However, the capacitance detection unit 11 may determine the cavity capacity of the cavity S based on the measurement result recorded in the recording device 24 without executing the first to third correction processes.
上述のような空洞検査システム1を用いた空洞Sの空洞容量を検出する検出方法について実施した実証実験について、以下で説明する。
実証実験では、空洞検査システム1を用いた空洞Sの空洞容量を検出する検出方法の精度確認を目的として、実構造物において完全充填されていないグラウト状況、つまりシース110内部に空洞Sが存在している状態を模擬した供試体による実験を実施した。
A demonstration experiment conducted on a detection method for detecting the cavity capacity of the cavity S using the cavity inspection system 1 as described above will be described below.
In the demonstration experiment, for the purpose of confirming the accuracy of the detection method for detecting the cavity capacity of the cavity S using the cavity inspection system 1, a grouting situation where the actual structure is not completely filled, that is, the cavity S exists inside the sheath 110. An experiment was conducted using a specimen that simulated the condition.
具体的には、透明塩ビ管をシース110に見立て、透明塩ビ管の内部にグラウト材111を充填するとともに、空洞Sを形成する。このとき、空洞Sの容量を複数設定する。さらに、実際のシース110と同じように、配置角度を25°と12°とした。また、漏気状態の有無を設定した。これらの設定によって図5に示す複数の供試体を準備する。 Specifically, the transparent PVC pipe is regarded as the sheath 110, the grout material 111 is filled inside the transparent PVC pipe, and the cavity S is formed. At this time, a plurality of capacities of the cavity S are set. Further, as in the actual sheath 110, the arrangement angles were set to 25 ° and 12 °. In addition, the presence or absence of a leak state was set. A plurality of specimens shown in FIG. 5 are prepared according to these settings.
そして、各供試体における空洞Sの容量はあらかじめ測定しておき、空洞検査システム1を用いた空洞Sの空洞容量の検出方法によって検出された結果と比較した。その比較結果を表4に示す。なお、空洞検査システム1を用いた空洞Sの空洞容量の検出方法によって検出された結果は、上記第1の補正処理乃至第3の補正処理のすべての補正処理を行った結果である。
このように、内部のシース110に空洞SのあるPC部材100において空洞Sに向かって穿孔した検査孔101を介して空洞Sに空気を流出させる真空ポンプ21と、空気の流量を測定する流量センサ22と、空気の流出圧力を測定する圧力センサ23と、流量センサ22によって測定した流量及び圧力センサ23の空気圧力の変化に基づいて、空洞Sの容積である空洞容量を検出する制御装置10とが備えられた空洞検査システム1を用い、穿孔した検査孔101を介して空洞Sから空気を流出させ、空気の流量、及び空気圧力を測定し、測定した流量及び空気圧力の変化に基づいて、空洞Sの容積である空洞容量を検出する空洞検査方法は、PC部材100内部に配置されたシース110内部に存在する空洞Sの空洞容量を検出することができる。 As described above, the vacuum pump 21 that causes the air to flow into the cavity S through the inspection hole 101 that is drilled toward the cavity S in the PC member 100 having the cavity S in the inner sheath 110, and the flow rate sensor that measures the flow rate of the air. 22, a pressure sensor 23 that measures the outflow pressure of the air, and a control device 10 that detects the cavity capacity that is the volume of the cavity S based on the flow rate measured by the flow sensor 22 and the change in the air pressure of the pressure sensor 23. Using the cavity inspection system 1 provided with the above, the air is caused to flow out from the cavity S through the drilled inspection hole 101, the flow rate of air and the air pressure are measured, and based on the changes in the measured flow rate and air pressure, The cavity inspection method for detecting the cavity capacity, which is the volume of the cavity S, detects the cavity capacity of the cavity S existing inside the sheath 110 disposed inside the PC member 100. Can.
詳述すると、内部のシース110に空洞SのあるPC部材100を空洞Sに向かって穿孔した検査孔101を介して空洞Sから空気を流出させ、空気の流量、及び空気圧力を測定し、測定した流量及び空気圧力の変化に基づいて、空洞容量を検出するため、空気の流量、及び空気圧力の一方に基づいて空洞容量を検出する場合に比べて空洞容量を正確に検出することができる。したがって、目視できないシース110内部の空洞Sを充填するためのグラウト材111の必要量を算出でき、充填作業時において、グラウト材111の充填量によって空洞Sに対するグラウト材111の充填度を推測することができる。 More specifically, air is caused to flow out of the cavity S through the inspection hole 101 in which the PC member 100 having the cavity S in the inner sheath 110 is drilled toward the cavity S, and the flow rate and pressure of the air are measured and measured. Since the cavity volume is detected based on the flow rate and the change in air pressure, the cavity volume can be detected more accurately than when the cavity volume is detected based on one of the air flow rate and the air pressure. Therefore, the necessary amount of the grout material 111 for filling the cavity S inside the sheath 110 that cannot be seen can be calculated, and the filling degree of the grout material 111 with respect to the cavity S is estimated by the filling amount of the grout material 111 at the time of filling operation. Can do.
検出ユニット20では、真空ポンプ21を用いて空気を空洞Sから流出させて空洞Sの空洞容量を求めるため、より簡易な構造で検出ユニット20を構成し、空洞容量を検出することができる。
例えば、液体を空洞Sに流入させて空洞容量を検出する場合、流入させる液体を準備する必要があるが、真空ポンプ21で空洞Sにある空気を流出させるため、簡素な構造で空洞容量を検出することができる。したがって、コンパクトな検出ユニット20を構成できるため、作業環境の良くない検査現場であっても、安全かつ容易に空洞Sの容量を検出することができる。
In the detection unit 20, air is discharged from the cavity S using the vacuum pump 21 to obtain the cavity capacity of the cavity S. Therefore, the detection unit 20 can be configured with a simpler structure and the cavity capacity can be detected.
For example, when detecting the cavity capacity by flowing liquid into the cavity S, it is necessary to prepare the liquid to be introduced. However, since the air in the cavity S is discharged by the vacuum pump 21, the cavity capacity is detected with a simple structure. can do. Therefore, since the compact detection unit 20 can be configured, the capacity of the cavity S can be detected safely and easily even at an inspection site where the working environment is not good.
また、例えば、空気を流入させて空洞容量を検出する場合において、空気の流入圧力によって、空洞Sに発生しているクラック等が拡大するおそれがあるが、空気を流出させて空洞容量を検出するため、空洞Sが拡大するおそれがなく、安全に空洞容量を検出することができる。 Further, for example, when detecting the cavity capacity by introducing air, cracks and the like generated in the cavity S may be expanded by the inflow pressure of the air, but the cavity capacity is detected by causing the air to flow out. Therefore, there is no possibility that the cavity S expands, and the cavity capacity can be detected safely.
また、空洞容量として、標準気圧に対する測定圧力の比率に基づいて補正する第1の補正処理を実行することにより、温度などによる気圧の変化の影響を低減させて空洞容量を検出することができる。 Further, by executing the first correction process for correcting the cavity capacity based on the ratio of the measured pressure to the standard atmospheric pressure, it is possible to detect the cavity capacity while reducing the influence of changes in atmospheric pressure due to temperature or the like.
詳述すると、例えば、気温が低い場合、流出させる空気は凝縮しており、気温が高い場合空気は膨張している。そのため、空気の流量、及び空気圧力に基づいて空洞容量を検出する場合、測定圧力や気温によって、同じ空洞容量であっても測定された空気の流量や空気圧力は変化するおそれがある。これに対し、第1の補正処理では、標準気圧に対する測定圧力の比率に基づいて測定結果に基づく空洞容量を補正することによって、検出された空洞容量の圧力の変化に伴う変動を補正することができる。 More specifically, for example, when the temperature is low, the air to be discharged is condensed, and when the temperature is high, the air is expanded. For this reason, when the cavity capacity is detected based on the air flow rate and the air pressure, the measured air flow rate and air pressure may change depending on the measurement pressure and the air temperature even if the cavity capacity is the same. On the other hand, in the first correction process, by correcting the cavity volume based on the measurement result based on the ratio of the measured pressure to the standard pressure, it is possible to correct the variation accompanying the change in the detected cavity volume pressure. it can.
また、空気の流出時間、並びに、真空ポンプ21停止後の圧力が変動する圧力変動率を測定し、空洞容量を、流出時間及び圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正する第2の補正処理を実行することにより、空気を流出した後の空洞S内の漏れの影響を低減させて空洞容量を検出することができる。 In addition, the air flow time and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after stopping the vacuum pump 21 are measured, and the cavity capacity is corrected based on the flow time and the pressure fluctuation rate and the ratio of the measured pressure to the standard pressure. By executing the correction process 2, it is possible to detect the cavity capacity by reducing the influence of leakage in the cavity S after the air has flowed out.
詳述すると、空洞Sにクラックなどが生じている場合、圧力を変化させて空洞S内の空気を流出させた後に、クラックを通じた空気の漏れによって、圧力が変化したり、流量が変化したりするが、空気の流出時間、並びに、流出停止後の圧力が変動する圧力変動率を測定し、空洞容量を、流出時間及び圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正することで空洞S内の空気を流出した後の漏れの影響を低減させて空洞容量を検出することができる。 More specifically, when a crack or the like is generated in the cavity S, the pressure changes or the flow rate changes due to the leakage of air through the crack after the pressure is changed and the air in the cavity S flows out. However, by measuring the outflow time of the air and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after the outflow stops, the cavity capacity is corrected based on the outflow time and the pressure fluctuation rate and the ratio of the measured pressure to the standard pressure. The cavity capacity can be detected by reducing the influence of leakage after the air in the cavity S flows out.
また、検出ユニット20の能力による影響を低減させて空洞容量を検出することができる。
詳述すると、検出ユニット20の能力が高い場合や空洞容量が小さい場合、空洞容量の検出が短時間で行うことができる。これに対し、検出ユニット20の能力が低いや空洞容量が大きい場合、空洞容量の検出に時間がかかる。これに対し、空気の流出時間、並びに、流出停止後の圧力が変動する圧力変動率を測定し、空洞容量を、流出時間及び圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正することにより、検出ユニット20の能力による影響を排除した空洞容量の検出を行うことができる。
Further, it is possible to detect the cavity capacity while reducing the influence of the capability of the detection unit 20.
More specifically, when the capacity of the detection unit 20 is high or the cavity capacity is small, the cavity capacity can be detected in a short time. On the other hand, when the capacity of the detection unit 20 is low or the cavity capacity is large, it takes time to detect the cavity capacity. On the other hand, measure the air outflow time and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after the outflow stops, and correct the cavity capacity based on the outflow time and pressure fluctuation rate and the ratio of the measured pressure to the standard pressure. Thus, it is possible to detect the cavity capacity without the influence of the capability of the detection unit 20.
また、空気を流出させる検出ユニット20内部の容積に基づいて、空洞容量を補正する第3の補正処理を実行することにより、検出ユニット20の容量を除した空洞容量を検出することができる。
詳述すると、測定状態において検出ユニット20は空洞Sと導通するため、空洞容量に対して検出ユニット20の容積が大きくなると、検出した空洞容量に検出ユニット20の容量が付加されることとなる。殊に、空洞容量が小さい場合、その影響は大きくなるが、空気を流出させる検出ユニット20内部の容積に基づいて空洞容量を補正する第3の補正処理を実行することで、検出ユニット20の容量を除した空洞容量を検出することができる。
Further, by executing the third correction process for correcting the cavity capacity based on the internal volume of the detection unit 20 through which air flows out, the cavity capacity excluding the capacity of the detection unit 20 can be detected.
More specifically, since the detection unit 20 is electrically connected to the cavity S in the measurement state, when the volume of the detection unit 20 is larger than the cavity capacity, the capacity of the detection unit 20 is added to the detected cavity capacity. In particular, when the cavity capacity is small, the effect becomes large. However, by executing the third correction process for correcting the cavity capacity based on the volume inside the detection unit 20 through which air flows out, the capacity of the detection unit 20 is increased. It is possible to detect the cavity capacity excluding.
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、この発明の空洞は空洞Sに対応し、以下同様に、
剛部材はPC部材100に対応し、
孔は検査孔101に対応し、
流体及び気体は空気に対応し、
流動装置及び真空ポンプは真空ポンプ21に対応し、
流量測定装置は流量センサ22に対応し、
圧力測定装置は圧力センサ23に対応し、
容量検出部は制御装置10に対応し、
空洞検査システムは空洞検査システム1に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In the correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment, the cavity of the present invention corresponds to the cavity S, and so on.
The rigid member corresponds to the PC member 100,
The hole corresponds to the inspection hole 101,
Fluid and gas correspond to air,
The flow device and the vacuum pump correspond to the vacuum pump 21,
The flow measuring device corresponds to the flow sensor 22,
The pressure measuring device corresponds to the pressure sensor 23,
The capacity detector corresponds to the control device 10,
The cavity inspection system corresponds to the cavity inspection system 1,
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
例えば、上述の説明では、真空ポンプ21を用いて空洞S内部の空気を流出させて空洞Sの空洞容量を検出したが、空洞S内部にある液体を流出させて空洞Sの空洞容量を求めてもよいし、空気以外の気体を空洞Sに流入出させて空洞Sの空洞面積を求めてもよい。 For example, in the above description, the air inside the cavity S is discharged using the vacuum pump 21 to detect the cavity capacity of the cavity S, but the liquid inside the cavity S is discharged to obtain the cavity capacity of the cavity S. Alternatively, the cavity area of the cavity S may be obtained by allowing a gas other than air to flow into and out of the cavity S.
また、上述の説明では、PC部材100の内部に配置されたシース110内部に存在する空洞Sの空洞容量を検出したが、空洞Sに通じる検査孔101が穿孔できれば、PC部材100でなくてもよく、例えば、外ケーブル構造におけるグラウトの未充填部があるシース110に対して空洞検査システム1を用いて内部の空洞Sの空洞容量を検出してもよく、意図しない空洞Sを内部に有するコンクリート部材などに対して、空洞検査システム1を用いて空洞Sの空洞容量を検出してもよい。 In the above description, the cavity capacity of the cavity S existing inside the sheath 110 arranged inside the PC member 100 is detected. However, if the inspection hole 101 leading to the cavity S can be drilled, the PC member 100 may not be used. For example, the cavity capacity of the internal cavity S may be detected using the cavity inspection system 1 with respect to the sheath 110 having the unfilled portion of the grout in the outer cable structure, and the concrete having the unintended cavity S therein. The cavity capacity of the cavity S may be detected for the member or the like by using the cavity inspection system 1.
1…空洞検査システム
10…制御装置
21…真空ポンプ
22…流量センサ
23…圧力センサ
100…PC部材
101…検査孔
S…空洞
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cavity inspection system 10 ... Control apparatus 21 ... Vacuum pump 22 ... Flow rate sensor 23 ... Pressure sensor 100 ... PC member 101 ... Inspection hole S ... Cavity
Claims (10)
穿孔した孔を介して前記空洞に流体を流動し、
前記流体の流量、及び流体圧力を測定し、
測定した前記流体圧力の変化及び前記流量に基づいて、前記空洞の容積である空洞容量を検出する
空洞検査方法。 Drilling a rigid member with a cavity inside towards the cavity,
Fluid flows into the cavity through the perforated hole,
Measuring the fluid flow rate and fluid pressure;
A cavity inspection method for detecting a cavity volume, which is a volume of the cavity, based on the measured change in fluid pressure and the flow rate.
前記気体を前記空洞から流出させる
請求項1に記載の空洞検査方法。 While the fluid is a gas,
The cavity inspection method according to claim 1, wherein the gas flows out of the cavity.
請求項1または2に記載の空洞検査方法。 The cavity inspection method according to claim 1 or 2, wherein the cavity capacity is corrected based on a ratio of a measured pressure to a standard pressure.
前記空洞容量を、
前記流動時間及び前記圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正する
請求項1乃至3のうちいずれかに記載の空洞検査方法。 Measure the flow time of the fluid, and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after stopping the flow,
The cavity volume,
The cavity inspection method according to any one of claims 1 to 3, wherein correction is performed based on the flow time, the pressure fluctuation rate, and a ratio of a measured pressure to a standard pressure.
請求項1乃至4のうちいずれかに記載の空洞検査方法。 The cavity inspection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cavity capacity is corrected based on a volume inside a flow device that causes the fluid to flow.
前記流体の流量を測定する流量測定装置と、
前記流体の流動圧力を測定する圧力測定装置と、
前記流量測定装置によって測定した流量及び前記圧力測定装置によって測定した前記流体圧力の変化に基づいて、前記空洞の容積である空洞容量を検出する容量検出部とが備えられた
空洞検査システム。 A flow device for flowing fluid into the cavity through a hole drilled toward the cavity in a rigid member having a cavity inside;
A flow rate measuring device for measuring the flow rate of the fluid;
A pressure measuring device for measuring a flow pressure of the fluid;
A cavity inspection system comprising: a capacity detection unit that detects a cavity capacity that is a volume of the cavity based on a flow rate measured by the flow rate measuring device and a change in the fluid pressure measured by the pressure measuring device.
前記流動装置が前記空洞から前記気体を流出させる真空ポンプで構成された
請求項6に記載の空洞検査システム。 While the fluid is a gas,
The cavity inspection system according to claim 6, wherein the flow device is configured by a vacuum pump that causes the gas to flow out of the cavity.
前記空洞容量を、標準気圧に対する測定圧力の比率に基づいて補正する構成である
請求項6または7に記載の空洞検査システム。 The capacity detector is
The cavity inspection system according to claim 6 or 7, wherein the cavity capacity is corrected based on a ratio of a measured pressure to a standard pressure.
前記容量検出部は、
前記空洞容量を、前記流動時間及び前記圧力変動率並びに測定圧力の標準気圧に対する比率に基づいて補正する構成である
請求項6乃至8のうちいずれかに記載の空洞検査システム。 Measure the flow time of the fluid, and the pressure fluctuation rate at which the pressure fluctuates after stopping the flow,
The capacity detector is
The cavity inspection system according to claim 6, wherein the cavity capacity is corrected based on the flow time, the pressure fluctuation rate, and a ratio of a measurement pressure to a standard pressure.
前記流体を流動させる流動装置内部の容積に基づいて、前記空洞容量を補正する構成である
請求項6乃至9のうちいずれかに記載の空洞検査システム。 The capacity detector is
The cavity inspection system according to any one of claims 6 to 9, wherein the cavity capacity is corrected based on a volume inside a flow device for flowing the fluid.
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