JP2020112440A

JP2020112440A - コンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法及び衝撃弾性波装置

Info

Publication number: JP2020112440A
Application number: JP2019003462A
Authority: JP
Inventors: 祐貴村上; Yuki Murakami; 富士雄池田; Fujio Ikeda; 八朗水端; Hachiro Misuhata; 知也 ▲高▼橋; Tomoya Takahashi; 爲御志田; Narumi Shida
Original assignee: NEXCO MAINTENANCE NIIGATA CO Ltd; Institute of National Colleges of Technologies Japan; Nexco Maintenance Niigata Co Ltd
Current assignee: NEXCO MAINTENANCE NIIGATA CO Ltd; Institute of National Colleges of Technologies Japan; Nexco Maintenance Niigata Co Ltd
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: JP7020653B2

Abstract

【課題】本発明は、従来にない実用的なコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法及び衝撃弾性波装置を提供することを目的とする。【解決手段】コンクリート構造物50の狭小部51における非破壊検査方法であって、前記狭小部51において、衝撃弾性波装置Ｎを移動させ、この衝撃弾性波装置Ｎの移動時に前記打撃部１による打撃と、この打撃により発生する弾性波の前記弾性波受信部２による受信を行い、この受信した前記弾性波に基づき前記被検査対象部52の欠陥発生状態を確認するコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法である。【選択図】図５

Description

本発明は、コンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法及び衝撃弾性波装置に関するものである。

本出願人は、例えば橋梁などのコンクリート構造物の狭小部におけるコンクリートを検査する装置として、特許第６３２５３１７号に開示される検査装置（以下、従来例）を提案している。

この従来例は、狭小部を移動する装置本体に、被検査対象部のコンクリート表面に沿って当接移動して転打音を発する縦断面多角形状の転打子と、その転打音を収集する集音マイクとを備えた構造であり、この転打音からコンクリート内部の欠陥発生状態（例えば空洞化した部位の有無や、その位置や大きさなど）が解析される。

従って、従来例は、検査員が入れないような狭小部でもコンクリートの検査を行うことができ、しかも、コンクリート表面への打撃と打音の収集とが装置本体を移動させながら行える為、例えば、コンクリート表面への打撃と打音の収集を行う度に停止した状態で行なう構造に比し、迅速にコンクリートの検査をすることができる。

特許第６３２５３１７号公報

本発明者は、前述したコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法について更なる研究開発を進め、その結果、迅速且つ精度の高い検査を実現するなど、従来にない実用的なコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法及び衝撃弾性波装置を発明した。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

コンクリート構造物50の狭小部51における非破壊検査方法であって、前記狭小部51において、下記構造の衝撃弾性波装置Ｎを移動させ、この衝撃弾性波装置Ｎの移動時に前記打撃部１による打撃と、この打撃により発生する弾性波の前記弾性波受信部２による受信を行い、この受信した前記弾性波に基づき前記被検査対象部52の欠陥発生状態を確認することを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。
記
コンクリート構造物50の狭小部51における被検査対象部52のコンクリート表面52ａを打撃する打撃部１と、この打撃部１で前記コンクリート表面52ａを打撃することで発生する弾性波を前記コンクリート表面52ａに当接状態で受信する弾性波受信部２を備えた衝撃弾性波装置Ｎ。

また、請求項１記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記弾性波受信部２は、前記衝撃弾性波装置Ｎの移動時に前記被検査対象部52のコンクリート表面52ａを転動する転動構造体で構成されていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。

また、請求項２記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記転動構造体は、装置本体10に設けられる非回転軸部４とこの非回転軸部４に回転自在に被嵌される回転環状部５とから成り、前記非回転軸部４に弾性波を受信する受信子６が設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記打撃部１は、前記装置本体10に擺動自在に設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記衝撃弾性波装置Ｎは、前記コンクリート構造物50に設置される移動手段20を介して前記狭小部51を移動するものであることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記衝撃弾性波装置Ｎには、前記狭小部51の対向するコンクリート表面52ａ夫々に当接する支持輪11が設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法に係るものである。

また、被検査対象部52のコンクリート表面52ａを打撃する打撃部１と、この打撃部１で前記コンクリート表面52ａを打撃することで発生する弾性波を前記コンクリート表面52ａに当接状態で受信する弾性波受信部２を有し、この弾性波受信部２は、移動時に前記コンクリート表面52ａを転動する転動構造体で構成されていることを特徴とする衝撃弾性波装置に係るものである。

また、請求項７記載の衝撃弾性波装置において、前記転動構造体は、装置本体10に設けられる非回転軸部４とこの非回転軸部４に回転自在に被嵌される回転環状部５とから成り、前記非回転軸部４に弾性波を受信する受信子６が設けられていることを特徴とする衝撃弾性波装置に係るものである。

また、請求項７，８いずれか１項に記載の衝撃弾性波装置において、前記コンクリート表面52ａは、コンクリート構造物50の狭小部51における被検査対象部52の表面であることを特徴とする衝撃弾性波装置に係るものである。

また、請求項９記載の衝撃弾性波装置において、前記狭小部51の対向するコンクリート表面52ａ夫々に当接する支持輪11が設けられていることを特徴とする衝撃弾性波装置に係るものである。

本発明は上述のようにしたから、迅速且つ精度の高い検査を実現できるなど、従来にない実用的なコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法及び衝撃弾性波装置となる。

実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの斜視図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの底面図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの側断面図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの側断面図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの動作説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの要部の動作説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎの要部の動作説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎを用いたコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法の説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎを用いたコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法の説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎを用いたコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法の説明図である。実施例１に係る衝撃弾性波装置Ｎを用いたコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法の説明図である。実施例２に係る衝撃弾性波装置Ｎの斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

コンクリート構造物50の狭小部51に衝撃弾性波装置Ｎを移動させ、この衝撃弾性波装置Ｎの移動時に打撃部１による打撃と、この打撃により発生する弾性波の前記弾性波受信部２による受信を行い、この受信した弾性波に基づき被検査対象部52の欠陥発生状態（例えば空洞化した部位の有無や、その位置や大きさなど）を確認する。

打撃部１による打撃と弾性波受信部２による弾性波の受信が移動しながら行える為、迅速にコンクリートの検査が行えることになる。

また、本発明の弾性波受信部２は、前記弾性波をコンクリート表面52ａに当接状態で受信する構成の為、高精度な検査が行える。

即ち、従来例のようにコンクリート表面52ａから空間に放射される音を基に検査する場合、周囲の騒音（車両走行音や打撃の反響音）の影響を受け易いという問題点がある。

この点、本発明は、前述した構成から、周囲の騒音の影響を受けることなく高精度な検査が行えることになる。

本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。

本実施例は、コンクリート構造物50の狭小部51における非破壊検査方法であって、下記の衝撃弾性波装置Ｎを用いて実施される。尚、この衝撃弾性波装置Ｎには、弾性波データを基に被検査対象部52の欠損発生状態を確認する図示省略のデータ処理装置（コンピュータ）が接続される。

この衝撃弾性波装置Ｎは、装置本体10に、被検査対象部52のコンクリート表面52ａを打撃する打撃部１と、この打撃部１で打撃することで発生する弾性波（例えば衝撃弾性波の反射波）をコンクリート表面52ａに当接状態で受信する弾性波受信部２を備えたものである。

装置本体10は、図１〜４に図示したように適宜な金属製の部材で形成されたものであり、左右に配される一対のフレーム板10ａを複数の棒状連結部材10ｂを介して連結して成るフレーム構造体である。尚、装置本体10をはじめ、本実施例を構成している部品の多くは金属製としているが、合成樹脂で構成し得るものは適宜合成樹脂製としても良く、合成樹脂製の製品を金属製としても良い。

また、装置本体10の前端下方中央位置には転動構造体２が設けられている。

この転動構造体２は、図１〜４に図示したようにフレーム板10ａの間に架設される前後一対の棒状連結部材10ｂに回転不能に設けられる非回転軸部４と、この非回転軸部４に対して回転自在に被嵌する回転環状部５とで構成されており、この非回転軸部４と回転環状部５との接触部位には図示省略のベアリング構造が設けられている。尚、この転動構造体２も後述する支持輪としての機能を発揮する。

また、転動構造体２は、非回転軸部４に後述する打撃部１により発生する弾性波を受信する受信子６が設けられ弾性波受信部２として構成されている。

この受信子６は、図２〜４に図示したように加速度センサーであり、転動構造体２の全体にて弾性波を感知するものである。つまり、コンクリート表面52ａから回転環状部５及び被回転軸部４を伝達した弾性波を感知するものである。

また、この構造から、受信子６と被検査対象部52のコンクリート表面52ａとの距離が一定に保たれ（打撃部１との距離もほぼ一定に保たれる）、高精度な検査を達成し得ることになる。

また、装置本体10の後端下方左右位置には支持輪11（固定支持輪）が設けられている。

この支持輪11（固定支持輪）は、図１〜４に図示したようにフレーム板10ａの間に架設される棒状連結部材10ｂの両端部に適宜な合成樹脂製の回転体11ａを回転自在に設けて構成されている。

前述した転動構造体２及び支持輪11（固定支持輪）は、コンクリート構造物50の狭小部51に配されて移動する際、装置本体１の一側に位置する被検査対象部52のコンクリート壁面52ａ（垂直壁面）を転動するように構成されている。

また、装置本体10の前端上方中央位置及び後端上方中央位置には、支持輪11（可動支持輪）が設けられている。

この各支持輪11（可動支持輪）は、図１〜４に図示したように適宜な金属製の支持部材12を棒状連結部材10ｂを介して装置本体10に擺動自在に枢着し、この支持部材12の先端部に適宜な合成樹脂製の回転体11ａを回転自在に設けて構成されており、支持部材12は発条13により装置本体10の上方へ向けて付勢され傾斜保持されている。

この各支持輪11（可動支持輪）は、コンクリート構造物50の狭小部51に配されて移動する際、装置本体１の他側に位置するコンクリート壁面52ａ（垂直壁面）を転動するように構成されている。

従って、狭小部51の対向面（垂直壁面）のうち一側の面に転動構造体２及び支持輪11（固定支持輪）が当接し、他側の面に支持輪11（可動支持輪）が圧接状態に当接することで、衝撃弾性波装置Ｎは例えばコンクリート表面52ａが垂直面となる狭小部51に突っ張った状態（落下防止状態）で壁面方向に移動自在に配設される。

また、装置本体10には、可動フレーム14が設けられている。

この可動フレーム14は、図１〜４に図示したように適宜な金属製の部材で形成したものであり、この可動フレーム14の後端部は枢着軸部材18を介して枢着されており、装置本体10の上下方向へ擺動自在となる。

また、可動フレーム14の前端下方左右位置には適宜な合成樹脂製の車輪部15が設けられ、更に、可動フレーム14の前端部は発条16を介して装置本体10に連結されており、この発条16により可動フレーム14の前端部は下方に付勢されている。

即ち、可動フレーム14は、車輪部15の下端が転動構造体２及び支持輪11（固定支持輪）の下端同士を結ぶ直線よりも下側に位置するまでの範囲で擺動するように設けられ、この下端位置まで発条16により付勢されている（図３参照）。

この構成から、常時、車輪部15が被検査対象部52のコンクリート面52ａに当接（圧接）することになり、例えばコンクリート面52ａに凹部があった時でも可動フレーム14を下方へ可動させることで、後述する打撃部１がコンクリート表面52ａに確実に届く距離に保たれることになる。尚、この車輪部15も前述した支持輪としての機能を発揮する。

また、可動フレーム14には打撃部１が上下方向に擺動自在に設けられている。

この打撃部１は、図１〜４に図示したように適宜な金属製の部材で形成したものであり、可動フレーム14の先端部に枢着する擺動部材１ｂに円柱形状の殴打部材１ａを垂設して構成されている。

また、打撃部１は可動フレーム14に設けられる作動構造部７の作動により擺動自在に設けられている。

この作動構造部７は、可動フレーム14に設けられる駆動源７ａ（ソレノイド）と、この駆動源７ａの作動杆７ａ’に基端部が連設され打撃部１（擺動部材１ｂ）の基端部に先端部が連設されるリンク部材７ｂとで構成されている。尚、駆動源７ａはソレノイドに限るものではない。

従って、打撃部１は、作動構造部７の作動（伸縮動）により装置本体10の前後方向と交差する方向（上下方向）に擺動自在（往復動自在）となる。符号17は作動杆７ａ’を伸び方向に付勢して打撃部１を定位置（非打撃位置）に戻す為の発条である。

以上の構成から成る衝撃弾性波装置Ｎを用いたコンクリート構造物50の狭小部51における非破壊検査方法について説明する。尚、本実施例では、検査対象となるコンクリート構造物50として、図８に図示したように橋台50ａと橋桁50ｂとから成る橋梁50を採用し、この橋梁50の橋台50ａと橋桁50ｂとの間に形成される約２〜５ｃｍの狭小部51（狭小遊間）を例に説明するが、本実施例の特性を発揮する箇所であれば適宜採用し得るものである。

また、狭小部51における衝撃弾性波装置Ｎの移動は、特許第６３２５３１７号に開示される移動手段20を介して行われ、この移動手段20は、左右のワイヤー搬送部20ａにワイヤー20ｂが巻回された構成の水平移動機構20’と、この水平移動機構20’を昇降するもので、左右の支柱20ｃに左右のワイヤー搬送部20ａが上下にスライド自在に設けられた構成の昇降機構20”とで構成されている。

まず、コンクリート構造物50に設置された移動手段20に衝撃弾性波装置Ｎを取付ける。

続いて、移動手段20を作動させてコンクリート構造物50の狭小部51に衝撃弾性波装置Ｎを移動させ、この際、衝撃弾性波装置Ｎを移動させながら打撃部１による打撃と、この打撃により発生する弾性波の弾性波受信部２による受信を行う。

この受信した弾性波に基づき被検査対象部52の欠陥発生状態（例えば空洞化した部位の有無や、その位置や大きさなど）を確認する。例えば図10のような健全な領域を移動している状態と、図11のような被検査対象部52に空洞Ｓがある領域を移動している状態のように、打撃部１で打撃してから弾性波受信部２で弾性波を受信するまでの時間の違いによって、被検査対象部52の空洞Ｓの有無や深さを特定することができる。

よって、本実施例によれば、打撃部１による打撃と弾性波受信部２による弾性波の受信が移動しながら行える為、迅速にコンクリートの検査が行えることになる。

また、本実施例の弾性波受信部２は、打撃部１で打撃することで発生する弾性波をコンクリート表面52ａに当接状態で受信する構成の為、高精度な検査が行える。

この点、本実施例は、前述した構成から、周囲の騒音の影響を受けることなく高精度な検査が行えることになる。

また、本実施例は、弾性波受信部２は、衝撃弾性波装置Ｎの移動時に被検査対象部52のコンクリート表面52ａを転動する転動構造体で構成されているから、効率の良い構造となる。

また、本実施例は、転動構造体は、装置本体10に設けられる非回転軸部４とこの非回転軸部４に回転自在に被嵌される回転環状部５とから成り、非回転軸部４に弾性波を受信する受信子６が設けられているから、コンクリート表面52ａに対する受信子６の距離を一定に保つことができ、精度の高い検査が行えることになる。

また、本実施例は、打撃部１は、装置本体10に擺動自在に設けられているから、コンパクトな構造でありながら確実にその機能（打撃機能）を発揮することができる。

また、本実施例は、衝撃弾性波装置Ｎは、コンクリート構造物50に設置される移動手段20を介して狭小部51を移動するものであるから、確実に狭小部51を移動させて検査することができる。

また、本実施例は、衝撃弾性波装置Ｎには、前記狭小部51の対向する壁面52ａ夫々に当接する支持輪11が設けられているから、確実に移動させることができる。

本発明の具体的な実施例２について図面に基づいて説明する。

本実施例は、装置本体10の前端上方位置に設けられる支持輪11（可動支持輪）を左右一対設けた場合である。

この左右の各支持輪11（可動支持輪）は、図12に図示したように適宜な金属製の支持部材12を棒状連結部材10ｂを介して装置本体10に擺動自在に枢着し、この支持部材12の先端部に適宜な合成樹脂製の回転体11ａを回転自在に設けて構成されており、支持部材12は発条13により装置本体10の上方へ向けて付勢され傾斜保持されている。

この各支持輪11（可動支持輪）は、コンクリート構造物50の狭小部51に配されて移動する際、装置本体１の他側に位置するコンクリート壁面52ａ（垂直壁面）を転動するように構成されており、この構成から、より安定的な移動が可能となる。

また、本実施例では、打撃部１を上方へ付勢する位置決め用の発条17を設けていない。

その余は実施例１と同様である。

尚、本発明は、実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

Ｎ衝撃弾性波装置
１打撃部
２弾性波受信部
４非回転軸部
５回転環状部
６受信子
10 装置本体
11 支持輪
20 移動手段
50 コンクリート構造物
51 狭小部
52 被検査対象部
52ａコンクリート表面

Claims

コンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法であって、前記狭小部において、下記構造の衝撃弾性波装置を移動させ、この衝撃弾性波装置の移動時に前記打撃部による打撃と、この打撃により発生する弾性波の前記弾性波受信部による受信を行い、この受信した前記弾性波に基づき前記被検査対象部の欠陥発生状態を確認することを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
記
コンクリート構造物の狭小部における被検査対象部のコンクリート表面を打撃する打撃部と、この打撃部で前記コンクリート表面を打撃することで発生する弾性波を前記コンクリート表面に当接状態で受信する弾性波受信部を備えた衝撃弾性波装置。
請求項１記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記弾性波受信部は、前記衝撃弾性波装置の移動時に前記被検査対象部のコンクリート表面を転動する転動構造体で構成されていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
請求項２記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記転動構造体は、装置本体に設けられる非回転軸部とこの非回転軸部に回転自在に被嵌される回転環状部とから成り、前記非回転軸部に弾性波を受信する受信子が設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
請求項１〜３いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記打撃部は、前記装置本体に擺動自在に設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
請求項１〜４いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記衝撃弾性波装置は、前記コンクリート構造物に設置される移動手段を介して前記狭小部を移動するものであることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
請求項１〜５いずれか１項に記載のコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法において、前記衝撃弾性波装置には、前記狭小部の対向するコンクリート表面夫々に当接する支持輪が設けられていることを特徴とするコンクリート構造物の狭小部における非破壊検査方法。
被検査対象部のコンクリート表面を打撃する打撃部と、この打撃部で前記コンクリート表面を打撃することで発生する弾性波を前記コンクリート表面に当接状態で受信する弾性波受信部を有し、この弾性波受信部は、移動時に前記コンクリート表面を転動する転動構造体で構成されていることを特徴とする衝撃弾性波装置。
請求項７記載の衝撃弾性波装置において、前記転動構造体は、装置本体に設けられる非回転軸部とこの非回転軸部に回転自在に被嵌される回転環状部とから成り、前記非回転軸部に弾性波を受信する受信子が設けられていることを特徴とする衝撃弾性波装置。
請求項７，８いずれか１項に記載の衝撃弾性波装置において、前記コンクリート表面は、コンクリート構造物の狭小部における被検査対象部の表面であることを特徴とする衝撃弾性波装置。
請求項９記載の衝撃弾性波装置において、前記狭小部の対向するコンクリート表面夫々に当接する支持輪が設けられていることを特徴とする衝撃弾性波装置。