JP2981206B1 - コンクリート構造物の補強後における損傷の進行を確認する方法 - Google Patents

コンクリート構造物の補強後における損傷の進行を確認する方法

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Abstract

【要約】 【課題】 鋼板接着工法やCFRP接着工法により補強
されたコンクリート構造物は、表面が鋼板やCFRPで
覆われているため、覆われた部分の損傷の進行の確認は
困難である。 【解決手段】 コンクリート構造物と補強材間に連続す
る一本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪セン
サーを介在させておき、引き出した光ファイバーケーブ
ルの一端を利用して歪を測定することにより損傷の進行
を確認することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の補強後における損傷状態の進行を容易に確認するこ
とのできる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】橋梁床版等コンクリート構造物の補強の
ための代表的な工法として、構造物に鋼板を接着一体化
して補強する鋼板接着補強工法や構造物にカーボン繊維
布(以下CFRPという)を積層して接着一体化するC
FRP接着工法がある。
【0003】一般に、コンクリート構造物の損傷度合の
調査は、コンリート表面のクラック等を観察したり、コ
ンクリート表面の反発係数からコンクリートの強度を推
定したりして行っている。
【0004】しかし、鋼板接着工法やCFRP接着工法
により補強されたコンクリート構造物は、表面が鋼板や
CFRPで覆われているために、これらの調査方法は適
さない。
【0005】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。しかしながら、これらの方法による調
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。
【0006】コンクリート構造物は、一度損傷が生じる
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、損傷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。
【0007】これらの現状を踏まえて、補強時にコンク
リート構造物にセンサー及び計測装置を設置しておき、
構造物の挙動を計測するシステムが提案されているが、
この提案は、数本から数百本の複数のケーブルを配線し
ての点計測であるため、計測の煩雑さがあり、長期的な
保守にはやや難がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな非破壊検査による調査方法においての機動性の欠
如、センター及び計測装置を用いての計測の煩雑性とい
う課題を解決することを目的とする。
【0009】本発明者は、その解決策の基本原理を光フ
ァイバーケーブルの製造、敷設、保守の分野で開発され
たイステムに求めた。このシステムは光ファイバーケー
ブルに加えられた歪分布を光ファイバーケーブルの一端
からブリルアン散乱光を検出することによって測定する
手法である。この手法によると、歪の大きさとその歪の
位置を光ファイバーケーブルの一端からの距離で知るこ
とができるというものである。したがって、この原理を
応用するとこれまでの点の計測から線の計測が可能とな
る。
【0010】そこで、まず、光ファイバーケーブルをは
じめからコンクリート構造物に一体に設置しておき、歪
を測定することにより、測点を測定することにより損傷
の進行を確認することを考えた。しかしながら、光ファ
イバーケーブルをそのままコンクリート構造物に一体に
設置するためには、コンクリート構造物の表面を削って
多数の光ファイバーを一本一本埋め込む必要があり、設
置に多額の費用が発生したり、美観上の課題が生じる。
【0011】
【課題を解決するための手段】これらの課題を一挙に解
決したのがつぎの手段である。
【0012】まず、基本的には、コンクリート構造物と
補強材間に、連続する一本の光ファイバーケーブルを網
状に形成した歪センサー又は連続する一本の光ファイバ
ーケーブルを折り返して固定用縦糸で編んで網状に形成
した歪センサーを介在させておき、引き出した光ファイ
バーケーブルの一端を利用して歪を測定することにより
損傷の進行を確認することを特徴とするコンクリート構
造物の補強後における損傷の進行を確認する方法を提供
する。
【0013】鋼板接着工法においては、連続する一本の
光ファイバーケーブルを網状に形成した歪センサー又は
連続する一本の光ファイバーケーブルを折り返して固定
用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーをコンクリー
ト構造物表面に接着した後、コンクリート構造物に一定
の空間を設けて鋼板を取り付け、該空間に接着剤を注入
し、コンクリート構造物と歪センサーと鋼板を一体とな
るように接着しておき、引き出した光ファイバーケーブ
ルの一端を利用して歪を測定することにより損傷の進行
を確認することを特徴とするコンクリート構造物の補強
後における損傷の進行を確認する方法を提供する。
【0014】CFRP接着工法においては、連続する一
本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪センサー
又は連続する一本の光ファイバーケーブルを折り返して
固定用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーをコンク
リート構造物表面に接着した後、CFRP層を接着積層
しておき、引き出した光ファイバーケーブルの一端を利
用して歪を測定することにより損傷の進行を確認するこ
とを特徴とするコンクリート構造物の補強後における損
傷の進行を確認する方法を提供する。
【0015】さらに、CFRP接着工法において、連続
する一本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪セ
ンサー又は連続する一本の光ファイバーケーブルを折り
返して固定用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーを
コンクリート構造物に接着積層したCFRP層間に設置
しておき、引き出した光ファイバーケーブルの一端を利
用して歪を測定することにより損傷の進行を確認するこ
とを特徴とするコンクリート構造物の補強後における損
傷の進行を確認する方法を提供する。
【0016】これらの手段は、いずれも歪センサーを連
続する一本の光ファイバーケーブルを必要な手段により
網状に形成することにより、コンクリート構造物の補強
時に補強材とともに一体に組み込むことができ、しか
も、面の計測を可能とした。
【0017】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面に基き説明する。
【0018】図1及び図2は歪センサーの一例を示す説
明図である。
【0019】歪センサー1は、図1に示すように、一本
の光ファイバーケーブル2を幅a、折り返し間隔dで折
り返し、光ファイバー固定用縦糸3で編みながら長さL
の網状に形成されている。歪の感知方向は幅a方向の1
方向で、コンクリート構造物と補強材間に介在させると
きは、必要な長さに切断して用いる。
【0020】具体的には、図2に示すように、測定に必
要な長さbとコンクリート構造物と補強材間から引き出
して測定器に接続するのに必要な長さcを残して切断し
て、cの先端に測定器を接続するためのコネクタ4を取
り付ける。
【0021】図3は歪センサーの別の例を示す説明図で
ある。
【0022】この歪センサー1は、一本の光ファイバー
ケーブル2を折り返し間隔d、e、幅a、長さbとし、
交点を別の繊維等で結束して形成されている。cは歪セ
ンサー1をコンクリート構造物と補強材間に介在された
とき、引き出して測定器に接続するために延長したもの
で、先端に測定器に接続するためのコネクタ4が取り付
けられている。歪の感知方向は幅a、長さbの2方向と
なっている。
【0023】つぎに、図4乃至図7に基き、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
下の例において、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。
【0024】図4乃至図7は、鋼板接着工法により補強
されるコンクリート床版の適用例である。
【0025】図5乃至図7において、歪センサー1はコ
ンクリート床版10の下面に接着剤により接着されてい
る。まず、図5に示すように歪センサー1をコンクリー
ト床版10の下面に設置し、ついで図6に示すようにコ
ンクリート床版10に一定の空間を設けて鋼板11を取
り付け、該空間に接着剤12を注入してコンクリート床
版10と歪センサー1と鋼板11を一体となるようにし
て接着する。
【0026】図4において、コンクリート床版10と鋼
板11の間から引き出された光ファイバーケーブルの一
端に取り付けられたコネクタ4は、通常はコネクタ収納
ボックス13に収納されている。損傷の進行状況の測定
は、コネクタ4にリード線14を介して歪測定器15を
接続して、歪センサー1と歪測定器とにより回路を形成
することにより、歪の分布を測定することで行う。17
は床版が載置されている主桁である。
【0027】なお、歪センサーは監視を必要とする箇所
の広狭により一又は二以上を設置する。
【0028】図8乃至図13は、CFRPにより補強さ
れるコンクリート床版への適用例である。
【0029】図9乃至図10において、歪センサーはコ
ンクリート床版10の下面に接着剤により接着されてい
る。まず、図9に示すように歪センサー1はコンクリー
ト床版10の下面に設置し、ついで、図10に示すよう
にCFRP16を接着積層する。
【0030】図11乃至図13において、歪センサー1
は、接着して積層されるCFRP間に設置されている。
まず、図11に示すように最初のCFRP16をコンク
リート床版10の下面に接着し、ついで、図12に示す
ように歪センサー1をその下面に設置した後、図13に
示すようにつぎのCFRP16を接着積層する。
【0031】図8において、コンクリート床版10と鋼
板11の間から引き出された光ファイバーケーブルの一
端に取り付けられたコネクタ4は、通常は、コネクタ収
納ボックス13に収納されている。損傷の進行状態の測
定は、コネクタ4にリード線14を介して歪測定器15
を接続して、歪センサーと歪測定器とにより回路を構成
することにより、歪の分布を測定することで行う。17
は床版が載置されている主桁である。
【0032】なお、歪センサーは監視を必要とする箇所
の広狭により一又は二以上を設置する。
【0033】本発明は、上述の実施の形態から明らかな
ように、歪センサーは、コンクリート床版と補強材間で
あれば、コンクリート床版と補強材、補強材と補強材の
いずれにも設置することができる。そして、この歪セン
サーが設置された場所によって、たとえば、つぎのよう
な損傷の監視をすることができる。
【0034】鋼板接着工法において、コンクリート床版
下面に密着して設置された歪センサーは、コンクリート
床版下面の歪、クラック等の監視をする。同じく鋼板接
着工法において、鋼板とコンクリート床版間の樹脂層中
間部に設置された歪センサーは、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の剥離
を監視することができる。
【0035】CFRP接着工法において、コンクリート
床版下面に密着して設置された歪センサーは、コンクリ
ート床版下面の歪、クラック等の監視をする。同じくC
FRP接着工法において、CFRPの積層間に設置され
た歪センサーは、樹脂層の歪を測定するとともにCFR
P層間の剥離を監視する。
【0036】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。
【0037】
【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。
【0038】請求項1乃至請求項4において、コンクリ
ート構造物と補強材間に連続する一本の光ファイバーケ
ーブルを介在されることで無限の測点を計測でき、コン
クリート構造物の広い範囲に亘って損傷の進行を確認す
ることができるので、損傷進行の監視の面できわめて有
効である。
【0039】同じく請求項1乃至請求項4において、光
ファイバーケーブルを必要な手段により網状に形成する
ことで歪センサーの取り付けを補強工法の施工の工程の
中に容易に組み込むことができ、設置に関する費用等が
ほとんど発生しない利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】歪センサーとしての網状の形成過程の一例を示
す説明図である。
【図2】歪センサーとしての網状の形成過程の一例を示
す説明図である。
【図3】歪センサーとしての網状の形成過程の一例を示
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】鋼板接着工法における歪センサーの設置の手順
を示す説明図である。
【図6】鋼板接着工法における歪センサーの設置の手順
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手順
を示す説明図である。
【図8】CFRP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】CFRP接着工法における歪センサーの設置の
手順を示す説明図である。
【図10】CFRP接着工法における歪センサーの設置
の手順を示す説明図である。
【図11】CFRP接着工法における歪センサーの設置
の別の手順を示す説明図である。
【図12】CFRP接着工法における歪センサーの設置
の別の手順を示す説明図である。
【図13】CFRP接着工法における歪センサーの設置
の別の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
1 歪センサー 2 光ファイバーケーブル 3 光ファイバー固定用縦糸 4 コネクタ 10 コンクリート床版 11 鋼板 12 接着剤 13 コネクタ収納ボックス 14 リード線 15 歪測定器 16 CFRP 17 主桁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01L 1/00 G01L 1/00 D (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01M 19/00 E01D 19/12 E04B 5/43 G01B 11/16 G01L 1/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート構造物と補強材間に、連続
    する一本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪セ
    ンサー又は連続する一本の光ファイバーケーブルを折り
    返して固定用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーを
    介在させておき、引き出した光ファイバーケーブルの一
    端を利用して歪を測定することにより損傷の進行を確認
    することを特徴とするコンクリート構造物の補強後にお
    ける損傷の進行を確認する方法。
  2. 【請求項2】 鋼板接着工法において、連続する一本の
    光ファイバーケーブルを網状に形成した歪センサー又は
    連続する一本の光ファイバーケーブルを折り返して固定
    用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーをコンクリー
    ト構造物表面に接着した後、コンクリート構造物に一定
    の空間を設けて鋼板を取り付け、該空間に接着剤を注入
    し、コンクリート構造物と歪センサーと鋼板を一体とな
    るように接着しておき、引き出した光ファイバーケーブ
    ルの一端を利用して歪を測定することにより損傷の進行
    を確認することを特徴とするコンクリート構造物の補強
    後における損傷の進行を確認する方法。
  3. 【請求項3】 カーボン繊維布接着工法において、連続
    する一本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪セ
    ンサー又は連続する一本の光ファイバーケーブルを折り
    返して固定用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーを
    コンクリート構造物表面に接着した後、カーボン繊維布
    を接着積層しておき、引き出した光ファイバーケーブル
    の一端を利用して歪を測定することにより損傷の進行を
    確認することを特徴とするコンクリート構造物の補強後
    における損傷の進行を確認する方法。
  4. 【請求項4】 カーボン繊維布接着工法において、連続
    する一本の光ファイバーケーブルを網状に形成した歪セ
    ンサー又は連続する一本の光ファイバーケーブルを折り
    返して固定用縦糸で編んで網状に形成した歪センサーを
    コンクリート構造物に接着積層したカーボン繊維布間に
    配置しておき、引き出した光ファイバーケーブルの一端
    を利用して歪を測定することにより損傷の進行を確認す
    ることを特徴とするコンクリート構造物の補強後におけ
    る損傷の進行を確認する方法。
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