JP2955536B2 - 歪センサー及び歪測定方法 - Google Patents

歪センサー及び歪測定方法

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JP2955536B2 JP7088497A JP7088497A JP2955536B2 JP 2955536 B2 JP2955536 B2 JP 2955536B2 JP 7088497 A JP7088497 A JP 7088497A JP 7088497 A JP7088497 A JP 7088497A JP 2955536 B2 JP2955536 B2 JP 2955536B2
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孝志 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板接着工法、カ
ーボン繊維布接着工法等により補強されたコンクリート
構造物のコンクリート構造物と補強層又は補強層と補強
層間の歪を測定するためのセンサー及び測定方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート構造物たとえばコンクリー
ト床版の補強工法には、床版下面に補強層としての鋼板
を接着する鋼板接着工法、躯体に補強層としてのエポキ
シ樹脂を含浸又は塗布したカーボン繊維(CFRP)を
接着積層して一体化して補強するCFRP接着工法等が
ある。
【0003】これらは非常に有力な補強工法であるが、
補強されたコンクリート構造物も年月を経ることにより
損傷を生ずる。損傷が補強層により覆われているとき
は、外観上からは確認することはできない。
【0004】そこで、一般的には、足場等を設置して、
赤外線調査、超音波調査、たたき調査等の非破壊検査に
より調査している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】床版等のコンクリート
構造物は、ひとたび損傷等の欠陥が生じると、急激に悪
化する傾向があるといわれている。したがって、欠陥を
できるだけ早期に発見し、早めに対策を講ずることが補
強の効果、工費の低減等の面からも必要である。
【0006】しかしながら、上記の非破壊検査による方
法での調査は、定期的に行ってはいるものの機動性に欠
けるところがある。そこで、本発明では、以下述べると
ころにより時宜を得た、また継続的な調査ができるよう
な歪センサー及び測定方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】まず、絶縁被覆された長
尺の抵抗線に適宜の間隔で複数の絶縁被覆されたリード
線を接続してなる歪センサーを提供する。
【0008】つぎに、コンクリート構造物と補強層又は
補強層と補強層間に、絶縁被覆された長尺の抵抗線に適
宜の間隔で複数の絶縁被覆されたリード線を接続すると
ともに抵抗線は絶縁被覆されてなる歪センサーを配置し
ておき、任意の一対のリード線を計測装置に接続するこ
とにより電気回路を構成し、歪を測定できるようにした
ことを特徴とする歪測定方法を提供する。
【0009】ここで、抵抗線の絶縁被覆は、抵抗線に一
体被覆される絶縁被覆であってもよく、また、それ自体
が絶縁体でなくても、抵抗線がコンクリート構造物と補
強層又は補強層と補強層間に位置したとき、被覆内に樹
脂が浸入することにより形成されてなるものであっても
よい。
【0010】なお、歪を電気抵抗として捉える既存の歪
センサーを用いることも考えられるが、この歪センサー
は、局部的な大きさしかないため、局部的な歪を測定す
ることはできるが、歪を線状に長く測定することは困難
である。
【0011】
【実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図面に基
づき説明する。
【0012】まず、図1乃至図3に基づき、本発明に係
る歪センサーを説明する。図1は、歪センサーの説明
図、図2及び図3は、抵抗線の絶縁被覆の説明図であ
る。
【0013】歪センサー1は、図1に示すように細い長
尺の抵抗線2に適宜の間隔でリード線3が接続されると
ともに被覆4されてなっている。ここで、抵抗線2は、
後述するコンクリート構造物と補強層又は補強層と補強
層間に位置させることのできるように細いものが使用さ
れ、この実施の形態にあっては、約φ1.0mm位のも
のを使用した。抵抗線2へのリード線3の接続は、歪セ
ンサー1の外径が大きくならないようにハンダ付け又は
スポット溶接により行った。抵抗線の材質は、導電性で
かつ設置場所の挙動と一体に挙動することのできるもの
が選ばれる。たとえば、抵抗線として一般的に使用され
ているニッケル、コバルト、銅、マンガンの合金である
アドバンス線等でよい。
【0014】被覆4は、図2に示すように、抵抗線2に
エナメル、絶縁ワニス等の絶縁材料を塗布またはドブ漬
け等して、薄膜として形成される絶縁被膜とするか、図
3に示すように、抵抗線2にメッシュ状材料等を覆せ
て、歪センサー1が後述するコンクリート構造物と補強
層又は補強層と補強層間に位置したときにメッシュ状被
覆内に樹脂が浸入することにより形成される絶縁被覆と
する。後者の場合は、後述する鋼板接着工法において、
コンクリート構造物と鋼板との間にある程度の隙間があ
るときに特に有効で、樹脂層と抵抗線が一体として挙動
する。
【0015】このようにして、全体として細い長尺の歪
センサーが形成される。
【0016】つぎに、図4乃至図17に基づき、本発明
に係る歪センサーの設置の手順と歪測定方法を説明す
る。歪センサーの設置は、コンクリート構造物の補強時
に行われる。なお、以下の説明において、コンクリート
構造物については、コンクリート床版を例としている
が、本発明の適用は、これに限定されるものでないこと
はもちろんである。
【0017】図4乃至図11は、鋼板接着工法により補
強されるコンクリート床版への適用例である。
【0018】図6乃至図8において、歪センサー1は、
コンクリート床版10の下面に密接して設置されてい
る。まず図6に示すように歪センサー1をコンクリート
床版の下面に設置し、ついで、図7に示すように鋼板1
1を設置した後、図8に示すように樹脂12を注入す
る。
【0019】図9乃至図11において、歪センサー1は
コンクリート床版10下面と鋼板との間に設置されてい
る。まず、図9に示すように、コンクリート床版10の
下面に歪センサー1を保持具17で保持するなどして予
め直線状とし、コンクリート床版10の下面から浮かし
て設置し、ついで、図10に示すように鋼板11を設置
した後、図11に示すように樹脂12を注入する。
【0020】歪センサー1のリード線3は、図4に示す
ようにコンクリート床版10と鋼板11の間より引き出
されて、端部をターミナルボックス13に納められる。
この図では、引き出されたリード線3は、集束されてそ
の端部はターミナルボックス13に納められているが、
集束せずにばらばらであってもよく、また、ターミナル
ボックス13に納められなくてもよい。図5は図4に示
した引き出されたリード線の詳細を示す。
【0021】損傷等欠陥の測定は、任意の一対のリード
線3を選択して計測装置に接続して、歪センサー1と計
測装置14とにより電気回路を構成することにより、歪
の経時変化を電気的に確認して行う。なお、電源は計測
装置に内蔵されていても外部から取り入れてもどちらで
もよい。15はコンクリート床版10が載置されている
主桁である。
【0022】図12乃至図17は、カーボン繊維布によ
り補強されるコンクリート床版への適用例である。
【0023】図13乃至図14において、歪センサー1
は、コンクリート床版10の下面に密接して設置されて
いる。まず、図13に示すように歪センサー1をコンク
リート床版の下面に設置して、ついで、図14に示すよ
うにカーボン繊維布16を接着積層する。
【0024】図15乃至図17において、歪センサー1
は、接着して積層されるカーボン繊維布間に設置されて
いる。まず、図15に示すように最初のカーボン繊維布
をコンクリート床版10の下面に接着し、ついで図16
に示すように歪センサー1をその下面に設置した後、図
17に示すようにつぎのカーボン繊維布を接着積層す
る。
【0025】歪センサー1のリード線3は、いずれも図
12に示すようにコンクリート10の下面にそって引き
出されて端部をターミナルボックス13に納められる。
この図では、引き出されたリード線3は、集束されてそ
の端部はターミナルボックス13に納められているが、
集束せずにばらばらであってもよくターミナルボックス
に納められなくてもよい。引き出されたリード線の詳細
は図5に示す。
【0026】損傷等の欠陥の測定は、任意の一対のリー
ド線3を選択して計測装置に接続して、歪センサー1と
計測装置14とにより電気回路を構成させて電気的に歪
の経時変化を確認することにより行う。なお、電源は計
測装置に内蔵されていても外部から取り入れてもどちら
でもよい。15はコンクリート床版10が載置されてい
る主桁である。
【0027】歪の測定は、設置した歪センサーの全域又
は部分的に行うことができる。
【0028】図18は、測定点の組み合せ例を示す。こ
の歪みセンサー1は、1本の抵抗線2に対して6本のリ
ード線31、32、33、34、35、36とがあり、
計測装置と抵抗線とを接続して回路を構成するために選
択される対となるリード線の組み合せは、図に示すとお
り15通りあり、対となるリード線を選択することによ
り、その歪センサーが設置されている全域又は部分的に
経時的な歪の変化を知ることができる。ちなみに31と
36のリード線を選択して回路を構成したときは、全域
の歪を、31と33のリード線を選択して回路を構成し
たときは、その範囲の歪を知ることができる。
【0029】上記の適用例から明らかなように、歪セン
サーは、コンクリート構造物と補強層又は補強層と補強
層との間のいずれにも位置させることができる。そし
て、この歪センサーが位置する場所によって、たとえ
ば、つぎのような欠陥を監視することができる。
【0030】鋼板接着工法において、コンクリート床版
下面に密着して位置する歪センサーは、計測装置ととも
に回路を構成する。このとき測定される歪の経時変化を
知ることにより、コンクリート下面の歪、クラック等を
監視することができる。同じく鋼板接着工法において、
鋼板とコンクリート床版の間の樹脂層中間部に位置する
歪センサーは、計測装置とともに回路を構成する。この
とき測定される歪の経時変化を知ることにより、樹脂層
の歪を測定するとともに樹脂層と鋼板及びコンクリート
床版下面との剥離を監視することができる。
【0031】カーボン繊維布接着工法において、コンク
リート床版下面に密着して位置する歪センサーは、計測
装置とともに回路を構成する。このとき測定される歪の
経時変化を知ることにより、コンクリート下面の歪、ク
ラック等を監視することができる。同じくカーボン繊維
布接着工法において、カーボン繊維布の積層間に位置す
る歪センサーは計測装置とともに回路を構成する。この
とき測定される歪の経時変化を知ることにより、樹脂層
の歪を測定するとともにカーボン繊維布積層間の剥離を
監視することができる。
【0032】なお、歪の測定は適宜行ってもよいことは
もちろんであるが、常時自動的に歪を測定し、これを伝
達する自動観測システムを採用すると便利である。
【0033】
【発明の効果】本発明は、上述のようにしてなるので、
つぎの効果を有する。
【0034】請求項1、請求項2及び請求項3におい
て、歪センサーは、長尺に形成されているので、コンク
リート構造物の補強時にコンクリート構造物と補強層又
は補強層と補強層間に線状に長く設置することができ、
また、歪センサーに適宜の間隔でリード線を複数接続し
てあるので、一対のリード線を選択することにより歪計
測装置に電気的に接続して任意の箇所の電気回路を形成
することができる。また、歪センサーを構成する抵抗線
は、絶縁被覆してあるので、導電性の補強層に接続して
も補強層とは電気回路を構成しない。
【0035】請求項4及び請求項5において、コンクリ
ート構造物と補強層又は補強層と補強層間に上記の歪セ
ンサーを設置しておき、任意のリード線を計測装置に接
続することにより電気回路を構成し、歪を測定すること
としたので、歪センサーの設置された全域又は部分的な
歪の測定が極めて容易となり、補強後のコンクリート構
造物の損傷等の欠陥についての時宜を得た、また継続的
な調査を可能とする。
【図面に簡単な説明】
【図1】歪センサーの実施の形態の一例を示す説明図で
ある。
【図2】抵抗線の絶縁被覆の実施の形態の一例を示す説
明図である。
【図3】抵抗線の絶縁被覆の別の実施の形態を示す説明
図である。
【図4】鋼板接着工法における歪センサーの設置の実施
の形態を示す説明図である。
【図5】図4及び図12に示した引き出されたリード線
の詳細説明図である。
【図6】鋼板接着工法における歪センサーの設置の実施
の形態を示す説明図である。
【図7】鋼板接着工法における歪センサーの設置の実施
の形態を示す説明図である。
【図8】鋼板接着工法における歪センサーの設置の実施
の形態を示す説明図である。
【図9】鋼板接着工法における歪センサーの設置の手順
の別の実施の形態を示す説明図である。
【図10】鋼板接着工法における歪センサーの設置の手
順の別の実施の形態を示す説明図である。
【図11】鋼板接着工法における歪センサーの設置の手
順の別の実施の形態を示す説明図である。
【図12】カーボン繊維布接着工法における歪センサー
の設置の実施の形態を示す説明図である。
【図13】図12に示したカーボン繊維布接着工法にお
ける歪センサーの設置の手順の実施の形態を示す説明図
である。
【図14】図12に示したカーボン繊維布接着工法にお
ける歪センサーの設置の手順の実施の形態を示す説明図
である。
【図15】カーボン繊維布接着工法における歪センサー
の設置の手順の別の実施の形態を示す説明図である。
【図16】カーボン繊維布接着工法における歪センサー
の設置の手順の別の実施の形態を示す説明図である。
【図17】カーボン繊維布接着工法における歪センサー
の設置の手順の別の実施の形態を示す説明図である。
【図18】設置された歪センサーの測定点の組み合せを
示す説明図である。
【符号の説明】
1 歪センサー 2 抵抗線 3 リード線 4 被覆 10 コンクリート床版 11 鋼板 12 樹脂 13 ターミナルボックス 14 計測装置 15 主桁 16 カーボン繊維布 17 保持具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 7/00 - 7/34 G01L 1/00 - 1/26 G01L 5/00 - 5/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁被覆された長尺の抵抗線に適宜の間
    隔で複数の絶縁被覆されたリード線を接続してなること
    を特徴とする歪センサー。
  2. 【請求項2】 抵抗線の絶縁被覆は、抵抗線に絶縁被覆
    を一体被覆してなることを特徴とする請求項1に記載の
    歪センサー。
  3. 【請求項3】 抵抗線の絶縁被覆は、歪センサーが、コ
    ンクリート構造物と補強層又は補強層と補強層間に位置
    したとき、被覆内に樹脂が浸入することにより形成され
    ることを特徴とする請求項1に記載の歪センサー。
  4. 【請求項4】 コンクリート構造物と補強層又は補強層
    と補強層間に、絶縁被覆された長尺の抵抗線に適宜の間
    隔で複数の絶縁被覆されたリード線を接続するとともに
    抵抗線は絶縁被覆されてなる歪センサーを設置してお
    き、任意の一対のリード線を計測装置に接続することに
    より電気回路を構成し、歪を測定できるようにしたこと
    を特徴とする歪測定方法。
  5. 【請求項5】 抵抗線の絶縁被覆は、歪センサーが、コ
    ンクリート構造物と補強層又は補強層と補強層間に位置
    したとき、被覆内に樹脂が浸入することにより形成され
    てなることを特徴とする請求項4に記載の歪測定方法。
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