JP3080418B2 - 曲管部の応力または歪みの推定方法 - Google Patents
曲管部の応力または歪みの推定方法Info
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- JP3080418B2 JP3080418B2 JP03067006A JP6700691A JP3080418B2 JP 3080418 B2 JP3080418 B2 JP 3080418B2 JP 03067006 A JP03067006 A JP 03067006A JP 6700691 A JP6700691 A JP 6700691A JP 3080418 B2 JP3080418 B2 JP 3080418B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス導管、水道管、工
場内プラント配管などの中空円筒状の管の曲管部におけ
る応力または歪みを、非破壊で推定する新規な方法に関
する。
場内プラント配管などの中空円筒状の管の曲管部におけ
る応力または歪みを、非破壊で推定する新規な方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】橋台に直管部分が固定されている管が、
道路に埋設されている曲管部であるエルボに接続されて
いる状態において、道路の路面が沈下すると、そのエル
ボに応力が作用し、その結果、エルボに歪みが生じて、
ついにはクラックが生じるおそれがある。
道路に埋設されている曲管部であるエルボに接続されて
いる状態において、道路の路面が沈下すると、そのエル
ボに応力が作用し、その結果、エルボに歪みが生じて、
ついにはクラックが生じるおそれがある。
【０００３】先行技術では、このエルボにクラックが生
じているかどうかなどを検査するために、道路を掘削し
てエルボを露出する必要がある。
じているかどうかなどを検査するために、道路を掘削し
てエルボを露出する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、上述のように、土壌を掘削してエルボを露出しなけ
れば、そのエルボに亀裂が生じているかどうかなどを検
査することができず、作業性が悪い。
は、上述のように、土壌を掘削してエルボを露出しなけ
れば、そのエルボに亀裂が生じているかどうかなどを検
査することができず、作業性が悪い。
【０００５】本発明の目的は、土壌中に設けられている
曲管部に作用している応力またはその応力によって生じ
る歪みを、土壌に設けられている部分を掘削することな
しに、推定することができるようにした曲管部の応力ま
たは歪みの推定方法を提供することである。
曲管部に作用している応力またはその応力によって生じ
る歪みを、土壌に設けられている部分を掘削することな
しに、推定することができるようにした曲管部の応力ま
たは歪みの推定方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、土壌に埋設さ
れている曲管部に作用する応力またはその応力による歪
みを推定する方法において、曲管部に接続され露出して
いる直管部の予め定めた位置における周方向の応力また
はその応力による歪みを測定し、予め求めてある直管部
の予め定めた位置における歪みと曲管部の歪みとの関係
をもとに、曲管部に作用する応力またはその応力による
歪みを推定することを特徴とする曲管部の応力または歪
みの推定方法である。
れている曲管部に作用する応力またはその応力による歪
みを推定する方法において、曲管部に接続され露出して
いる直管部の予め定めた位置における周方向の応力また
はその応力による歪みを測定し、予め求めてある直管部
の予め定めた位置における歪みと曲管部の歪みとの関係
をもとに、曲管部に作用する応力またはその応力による
歪みを推定することを特徴とする曲管部の応力または歪
みの推定方法である。
【０００７】
【作用】本発明に従えば、曲管部に接続されている第１
直管部は、土壌から露出しており、この第１直管部の周
方向の応力またはその応力による歪みを測定することに
よって、曲管部の応力またはその応力による歪みを推定
することが可能となる。したがって曲管部を土壌から露
出して掘削などする必要がなく、作業性が良好であり、
曲管部に作用する応力または歪みを、たとえば上述のよ
うに常時、簡便に推定することができるようになる。
直管部は、土壌から露出しており、この第１直管部の周
方向の応力またはその応力による歪みを測定することに
よって、曲管部の応力またはその応力による歪みを推定
することが可能となる。したがって曲管部を土壌から露
出して掘削などする必要がなく、作業性が良好であり、
曲管部に作用する応力または歪みを、たとえば上述のよ
うに常時、簡便に推定することができるようになる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を説明するための
断面図である。橋梁１には道路２が連なり、橋梁１の橋
台３には、ガス導管などの鋼管である直管部４が支持さ
れており、エルボである曲管部５は、道路２の土壌中に
埋設され、この曲管部５にはまた、直管部６、曲管部７
および直管部８などが接続される。本発明に従えば、土
壌に埋設されている曲管部５に作用する応力またはその
応力による歪みを、露出している直管部４の周方向の応
力を測定することによって、またはその直管部４に作用
する応力によって生じた歪みを測定することによって、
推定することができる。これによって曲管部５にクラッ
クが生じる可能性があるかどうかを、検査することが可
能となり、メンテナンスが容易となる。
断面図である。橋梁１には道路２が連なり、橋梁１の橋
台３には、ガス導管などの鋼管である直管部４が支持さ
れており、エルボである曲管部５は、道路２の土壌中に
埋設され、この曲管部５にはまた、直管部６、曲管部７
および直管部８などが接続される。本発明に従えば、土
壌に埋設されている曲管部５に作用する応力またはその
応力による歪みを、露出している直管部４の周方向の応
力を測定することによって、またはその直管部４に作用
する応力によって生じた歪みを測定することによって、
推定することができる。これによって曲管部５にクラッ
クが生じる可能性があるかどうかを、検査することが可
能となり、メンテナンスが容易となる。
【０００９】図２は、図１に示される直管部４，６と曲
管部５とを簡略化して示す図である。直管部４と曲管部
５との接続個所９から直管部４の軸線方向に距離Ｌ１だ
け隔てた位置４ａにおける周方向の応力の最大値σ１ｍ
ａｘを測定し、この応力最大値σ１ｍａｘに対応して、
直管部４の位置４ａにおける歪みの最大値ε１ｍａｘ
を、図３から求めることができる。接続個所９から直管
部４の軸線方向にＬ２，Ｌ３を隔てた位置は参照符４
ｂ，４ｃで示されている。直管部４の位置４ａにおける
応力の最大値σ１ｍａｘに対応する歪み最大値ε１ｍａ
ｘと、曲管部５の希望する予め定めた位置５ａにおける
歪みの最大値ε２ｍａｘとの関係は、予め実験によって
求めておき、たとえば図４に示されるとおりである。図
４において直管部４の位置４ａ，４ｂ，４ｃに個別的に
対応して、ライン１１，１２，１３が得られる。このよ
うな図４に示される特性を得るために、図２に示される
ように、直管部４の端部１４を固定位置に固定し、その
直管部４と曲管部５とを土壌に埋設し、直管部６の途中
の部分１５に、矢符１６で示すように力を作用する。直
管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃおよび曲管部５の位置
５ａには、その周方向に間隔をあけて複数のストレンゲ
ージを貼付け、これによって各位置４ａ，４ｂ，４ｃ；
５ａの周方向の歪みを測定することができ、したがって
たとえば位置４ａにおける歪みの最大値ε１ｍａｘを求
めることができ、また同様にして位置５ａにおける歪み
の最大値ε２ｍａｘを求めることができ、このことはま
た位置４ｂ，４ｃにおいても同様である。このようにし
て、上述のライン１１，１２，１３が得られる。したが
って図１の道路２の土壌から露出している直管部４の予
め定める位置４ａの周方向の応力を測定し、その最大値
を、図３に示されるようにたとえばσ１として測定する
ことができたものとすると、その応力σ１に対応して、
位置４ａにおける歪みの最大値ε１１を、予め作成して
おいた図３のグラフから求めることができる。こうして
得られた位置４ａの歪みの最大値ε１１から、予め準備
してある図４に示されるライン１１に基づき、曲管部５
の位置５ａにおける歪みの最大値ε２１を推定して求め
ることができる。この歪みの最大値ε２１は、曲管部５
の位置５ａにおける応力の最大値に対応している。上述
の実施例では、応力および歪みの最大値に関連して説明
したけれども、直管部４および曲管部５の周方向の位置
が管軸に沿って同一位置における応力または歪みであっ
ても、上述と同様にして、土壌に埋設されている曲管部
５における応力または歪みの推定を行うことができる。
管部５とを簡略化して示す図である。直管部４と曲管部
５との接続個所９から直管部４の軸線方向に距離Ｌ１だ
け隔てた位置４ａにおける周方向の応力の最大値σ１ｍ
ａｘを測定し、この応力最大値σ１ｍａｘに対応して、
直管部４の位置４ａにおける歪みの最大値ε１ｍａｘ
を、図３から求めることができる。接続個所９から直管
部４の軸線方向にＬ２，Ｌ３を隔てた位置は参照符４
ｂ，４ｃで示されている。直管部４の位置４ａにおける
応力の最大値σ１ｍａｘに対応する歪み最大値ε１ｍａ
ｘと、曲管部５の希望する予め定めた位置５ａにおける
歪みの最大値ε２ｍａｘとの関係は、予め実験によって
求めておき、たとえば図４に示されるとおりである。図
４において直管部４の位置４ａ，４ｂ，４ｃに個別的に
対応して、ライン１１，１２，１３が得られる。このよ
うな図４に示される特性を得るために、図２に示される
ように、直管部４の端部１４を固定位置に固定し、その
直管部４と曲管部５とを土壌に埋設し、直管部６の途中
の部分１５に、矢符１６で示すように力を作用する。直
管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃおよび曲管部５の位置
５ａには、その周方向に間隔をあけて複数のストレンゲ
ージを貼付け、これによって各位置４ａ，４ｂ，４ｃ；
５ａの周方向の歪みを測定することができ、したがって
たとえば位置４ａにおける歪みの最大値ε１ｍａｘを求
めることができ、また同様にして位置５ａにおける歪み
の最大値ε２ｍａｘを求めることができ、このことはま
た位置４ｂ，４ｃにおいても同様である。このようにし
て、上述のライン１１，１２，１３が得られる。したが
って図１の道路２の土壌から露出している直管部４の予
め定める位置４ａの周方向の応力を測定し、その最大値
を、図３に示されるようにたとえばσ１として測定する
ことができたものとすると、その応力σ１に対応して、
位置４ａにおける歪みの最大値ε１１を、予め作成して
おいた図３のグラフから求めることができる。こうして
得られた位置４ａの歪みの最大値ε１１から、予め準備
してある図４に示されるライン１１に基づき、曲管部５
の位置５ａにおける歪みの最大値ε２１を推定して求め
ることができる。この歪みの最大値ε２１は、曲管部５
の位置５ａにおける応力の最大値に対応している。上述
の実施例では、応力および歪みの最大値に関連して説明
したけれども、直管部４および曲管部５の周方向の位置
が管軸に沿って同一位置における応力または歪みであっ
ても、上述と同様にして、土壌に埋設されている曲管部
５における応力または歪みの推定を行うことができる。
【００１０】図５は本発明の他の実施例の直管部４にお
ける接続個所９からの管軸方向の距離と、各位置におけ
る周方向の応力の最大値σ１ｍａｘとの関係を示すグラ
フである。前述の図２と同様な実験によって、直管部６
の途中の位置１５に矢符１６の向きに一定の力を作用し
たとき、直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃにおける周
方向の応力の最大値σ１ｍａｘをそれぞれ測定して、ラ
イン１７を得る。これによってライン１７の角度α１を
求める。また同様にして、矢符１６の力を大きく変化
し、ライン１８を得、このときの角度α２を求める。各
位置４ａ，４ｂ，４ｃにおける応力の最大値σ１ｍａｘ
は、各位置毎の歪み量ε１に対応している。傾きα１，
α２を総括的にαで示す。
ける接続個所９からの管軸方向の距離と、各位置におけ
る周方向の応力の最大値σ１ｍａｘとの関係を示すグラ
フである。前述の図２と同様な実験によって、直管部６
の途中の位置１５に矢符１６の向きに一定の力を作用し
たとき、直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃにおける周
方向の応力の最大値σ１ｍａｘをそれぞれ測定して、ラ
イン１７を得る。これによってライン１７の角度α１を
求める。また同様にして、矢符１６の力を大きく変化
し、ライン１８を得、このときの角度α２を求める。各
位置４ａ，４ｂ，４ｃにおける応力の最大値σ１ｍａｘ
は、各位置毎の歪み量ε１に対応している。傾きα１，
α２を総括的にαで示す。
【００１１】このような図５で得られた実験結果に基づ
き、さらに曲管部５の位置５ａにおける周方向の歪みの
最大値ε２ｍａｘを、図６のライン１９のように得るこ
とができる。この位置５ａにおける歪みの最大値ε２ｍ
ａｘは、その位置５ａにおける応力の最大値に対応す
る。したがって土壌２から露出している直管部４の管軸
方向に沿って少なくとも２つ以上の位置４ａ，４ｂ，４
ｃ毎に周方向の応力を測定して、その最大値σ１ｍａｘ
を求めて、傾き、たとえばα１を求め、次にその求めた
傾きα１に対応して図６のライン１９から、曲管部５の
位置５ａにおいて発生する歪みの最大値ε２ｍａｘを求
めて推定することができる。
き、さらに曲管部５の位置５ａにおける周方向の歪みの
最大値ε２ｍａｘを、図６のライン１９のように得るこ
とができる。この位置５ａにおける歪みの最大値ε２ｍ
ａｘは、その位置５ａにおける応力の最大値に対応す
る。したがって土壌２から露出している直管部４の管軸
方向に沿って少なくとも２つ以上の位置４ａ，４ｂ，４
ｃ毎に周方向の応力を測定して、その最大値σ１ｍａｘ
を求めて、傾き、たとえばα１を求め、次にその求めた
傾きα１に対応して図６のライン１９から、曲管部５の
位置５ａにおいて発生する歪みの最大値ε２ｍａｘを求
めて推定することができる。
【００１２】次に、直管部４の各位置４ａ，４ｂまたは
４ｃにおける周方向の応力、したがってその応力の最大
値σ１ｍａｘを測定するための１つの手法を説明する。
図７はその応力測定の基礎となる磁歪応力測定法を説明
する図であり、図７（ａ）は直管部４などであってもよ
い円柱材料２１に曲げ荷重を加えて、円柱材料２１の上
側に引張り応力＋σ、下側に圧縮応力−σが働いている
状態を示す。また図７（ｂ）は円柱材料２１の中心軸に
対して垂直に、かつその外周面と一定の距離ｈのリフト
・オフ（ギャップのこと）を保ちながら、磁歪センサ２
２を円柱材料２１の最上点すなわち０°の角度位置より
時計回り方向に円周方向に沿って１回転させて、磁歪セ
ンサ２２が０°〜３６０°間のそれぞれの角度位置にお
いて検出する磁歪信号を連続的に測定する方法を示して
いる。
４ｃにおける周方向の応力、したがってその応力の最大
値σ１ｍａｘを測定するための１つの手法を説明する。
図７はその応力測定の基礎となる磁歪応力測定法を説明
する図であり、図７（ａ）は直管部４などであってもよ
い円柱材料２１に曲げ荷重を加えて、円柱材料２１の上
側に引張り応力＋σ、下側に圧縮応力−σが働いている
状態を示す。また図７（ｂ）は円柱材料２１の中心軸に
対して垂直に、かつその外周面と一定の距離ｈのリフト
・オフ（ギャップのこと）を保ちながら、磁歪センサ２
２を円柱材料２１の最上点すなわち０°の角度位置より
時計回り方向に円周方向に沿って１回転させて、磁歪セ
ンサ２２が０°〜３６０°間のそれぞれの角度位置にお
いて検出する磁歪信号を連続的に測定する方法を示して
いる。
【００１３】図８は図７の磁歪応力測定法によるＳＩＮ
近似法を説明する図であり、図８（ａ）は磁歪センサ２
２が円柱材料２１の外周上の方位を示す角度とその応力
分布を示し、角度０°（すなわち円柱材料２１の真上）
において最大引張り応力が、角度１８０°（すなわち円
柱材料１の真下）において最大圧縮応力が発生すること
から、応力分布はＳＩＮθ曲線に近似して分布する。
近似法を説明する図であり、図８（ａ）は磁歪センサ２
２が円柱材料２１の外周上の方位を示す角度とその応力
分布を示し、角度０°（すなわち円柱材料２１の真上）
において最大引張り応力が、角度１８０°（すなわち円
柱材料１の真下）において最大圧縮応力が発生すること
から、応力分布はＳＩＮθ曲線に近似して分布する。
【００１４】図８（ｂ）は−２０ｋｇ／ｍｍ2の荷重を
円柱材料に加えたときの、ストレンゲージによる応力の
実測値とＳＩＮθ近似値とを示している。この図から実
際の応力分布とＳＩＮθ曲線とはかなり近似しているこ
とが判る。
円柱材料に加えたときの、ストレンゲージによる応力の
実測値とＳＩＮθ近似値とを示している。この図から実
際の応力分布とＳＩＮθ曲線とはかなり近似しているこ
とが判る。
【００１５】このような図７および図８に示される磁歪
応力測定方法では、曲管部近傍の直管部では曲管部の偏
平化に伴う影響があり、直管部といえども応力分布が管
周方向の角度θに対してきれいなＳＩＮ曲線とならな
い。
応力測定方法では、曲管部近傍の直管部では曲管部の偏
平化に伴う影響があり、直管部といえども応力分布が管
周方向の角度θに対してきれいなＳＩＮ曲線とならな
い。
【００１６】この問題を解決するための手法を以下にさ
らに説明する。
らに説明する。
【００１７】図９（ａ）は管が偏平したときの応力状態
を示す図であり、図９（ａ）においては、管周方向の角
度０°と１８０°の位置では圧縮応力−σが、９０°と
２７０°の位置では引張応力＋σが働いていることが示
されている。
を示す図であり、図９（ａ）においては、管周方向の角
度０°と１８０°の位置では圧縮応力−σが、９０°と
２７０°の位置では引張応力＋σが働いていることが示
されている。
【００１８】図９（ｂ）は図９（ａ）の管の偏平応力状
態における磁歪センサ出力を示す図であり、横軸は磁歪
センサを管材の中心軸に対して垂直な管外周面上を時計
回りに１回転させたときに、該センサの管周上の方位を
示す角度である。また縦軸は磁歪センサ出力（単位はボ
ルト）であり、該センサの計測値が図中の＋印で示され
る。この図９（ｂ）により管の曲管部近傍では、直管部
といえども前述のＳＩＮθ近似法が適用できない。
態における磁歪センサ出力を示す図であり、横軸は磁歪
センサを管材の中心軸に対して垂直な管外周面上を時計
回りに１回転させたときに、該センサの管周上の方位を
示す角度である。また縦軸は磁歪センサ出力（単位はボ
ルト）であり、該センサの計測値が図中の＋印で示され
る。この図９（ｂ）により管の曲管部近傍では、直管部
といえども前述のＳＩＮθ近似法が適用できない。
【００１９】図１０は、管の偏平応力推定方法を適用す
る管の応力測定装置のブロック図である。図において３
０は走行装置部であり、磁気異方性センサ３１および走
行台車３２を内蔵する。磁気異方性センサ３１は非接触
により管の円周方向の磁気異方性を検出するためのセン
サであり、たとえば直交する励磁コイルと検出コイルと
を備え、励磁コイルに一定の励振電流を流して、応力の
作用によって生じる磁気異方性を検出コイルから得られ
る電圧信号として検出するものである。走行台車３２は
たとえば管外周上に設けられたレールまたは／およびギ
ヤ上を走行し、磁気異方性センサ３１を管の円周方向に
移動させ計測を行わせるための走行機構である。３３は
磁歪測定部であり、磁気異方性センサ３１の励磁コイル
に定電流を供給し、同時に該センサ３１の検出コイルよ
り得られる検出信号を増幅し、磁気異方性に比例した電
圧信号として出力する磁歪測定部である。３４はモータ
・ドライバであり、走行台車３２に走行駆動信号を供給
して走行させ、その走行結果の位置情報としてエンコー
ダ信号が帰還される。３５はＡ／Ｄ変換器、３６はたと
えばＲＳ２３２Ｃ等のインターフェイス、３７はパーソ
ナル・コンピュータ（以下パソコンという）、３８はＣ
ＲＴまたは液晶等を用いたデータ表示部である。
る管の応力測定装置のブロック図である。図において３
０は走行装置部であり、磁気異方性センサ３１および走
行台車３２を内蔵する。磁気異方性センサ３１は非接触
により管の円周方向の磁気異方性を検出するためのセン
サであり、たとえば直交する励磁コイルと検出コイルと
を備え、励磁コイルに一定の励振電流を流して、応力の
作用によって生じる磁気異方性を検出コイルから得られ
る電圧信号として検出するものである。走行台車３２は
たとえば管外周上に設けられたレールまたは／およびギ
ヤ上を走行し、磁気異方性センサ３１を管の円周方向に
移動させ計測を行わせるための走行機構である。３３は
磁歪測定部であり、磁気異方性センサ３１の励磁コイル
に定電流を供給し、同時に該センサ３１の検出コイルよ
り得られる検出信号を増幅し、磁気異方性に比例した電
圧信号として出力する磁歪測定部である。３４はモータ
・ドライバであり、走行台車３２に走行駆動信号を供給
して走行させ、その走行結果の位置情報としてエンコー
ダ信号が帰還される。３５はＡ／Ｄ変換器、３６はたと
えばＲＳ２３２Ｃ等のインターフェイス、３７はパーソ
ナル・コンピュータ（以下パソコンという）、３８はＣ
ＲＴまたは液晶等を用いたデータ表示部である。
【００２０】図１０の動作を説明する。管の円周方向の
応力を測定するには、たとえば管の中心軸に対する垂直
面上の管外周面に、図示されないレールまたは／および
ギヤを取付、このレールまたは／およびギヤ上にホルダ
を介して走行装置部３０を走行可能に取付ける。次にパ
ソコン３７はインターフェイス３６を介してモータ・ド
ライバ３４に１回転の走行指令を与え、モータ・ドライ
バ３４は前記レールまたは／およびギヤ上の走行装置３
０を管周に沿って１回転走行させる。この走行中に、磁
気異方性センサ３１（磁歪センサ２２と同一のもの）が
図７（ｂ）に示される管外周面上の０°〜３６０°間の
各角度位置において、該センサ３１からそれぞれ検出さ
れた各検出信号は磁歪測定部３３により信号増幅後出力
され、さらに該出力はＡ／Ｄ変換器３５により量子化さ
れ、パソコン３７に供給される。パソコン３７は磁気異
方性センサ３１の管外周上の方位を示す各角度に対する
センサ出力値をデータ表示部３８に表示させ、必要の場
合図示されないプリンタによりハードコピーを出力す
る。本測定装置のデータ表示部３８に表示されたデータ
またはプリンタにより出力されたハードコピーデータに
基づき、本発明に係る管の偏平応力推定処理を行うこと
ができる。
応力を測定するには、たとえば管の中心軸に対する垂直
面上の管外周面に、図示されないレールまたは／および
ギヤを取付、このレールまたは／およびギヤ上にホルダ
を介して走行装置部３０を走行可能に取付ける。次にパ
ソコン３７はインターフェイス３６を介してモータ・ド
ライバ３４に１回転の走行指令を与え、モータ・ドライ
バ３４は前記レールまたは／およびギヤ上の走行装置３
０を管周に沿って１回転走行させる。この走行中に、磁
気異方性センサ３１（磁歪センサ２２と同一のもの）が
図７（ｂ）に示される管外周面上の０°〜３６０°間の
各角度位置において、該センサ３１からそれぞれ検出さ
れた各検出信号は磁歪測定部３３により信号増幅後出力
され、さらに該出力はＡ／Ｄ変換器３５により量子化さ
れ、パソコン３７に供給される。パソコン３７は磁気異
方性センサ３１の管外周上の方位を示す各角度に対する
センサ出力値をデータ表示部３８に表示させ、必要の場
合図示されないプリンタによりハードコピーを出力す
る。本測定装置のデータ表示部３８に表示されたデータ
またはプリンタにより出力されたハードコピーデータに
基づき、本発明に係る管の偏平応力推定処理を行うこと
ができる。
【００２１】図１１（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る管の
偏平応力をＳＩＮ２θ曲線により近似する方法を説明す
る図である。図１１（ａ）は管の偏平応力状態における
磁歪センサ出力を示す図であり、磁歪センサの管周上の
方位を示す角度に対する各磁歪センサ出力（単位はボル
トである）それぞれ＋印で示している。
偏平応力をＳＩＮ２θ曲線により近似する方法を説明す
る図である。図１１（ａ）は管の偏平応力状態における
磁歪センサ出力を示す図であり、磁歪センサの管周上の
方位を示す角度に対する各磁歪センサ出力（単位はボル
トである）それぞれ＋印で示している。
【００２２】図１１（ｂ）は図１１（ａ）の磁歪センサ
出力よりＳＩＮθ近似値を減算して得られた偏差値を示
す図であり、図１１（ａ）と同一角度に対する各偏差値
（単位はボルト）をそれぞれ＋印で示している。
出力よりＳＩＮθ近似値を減算して得られた偏差値を示
す図であり、図１１（ａ）と同一角度に対する各偏差値
（単位はボルト）をそれぞれ＋印で示している。
【００２３】図１１（ｃ）は図１１（ｂ）で示された偏
差値とこれに近似するＳＩＮ２θ近似曲線を示す図であ
り、図１１（ｂ）と同一角度に対して、＋印が各偏差値
（単位はボルト）を、実線がＳＩＮ２θ近似曲線を示し
ている。図１１（ｃ）により管の偏平状態の応力計測値
よりＳＩＮθ近似値を減算して得られた偏差値は、磁歪
センサが管周方向に沿って１回転するときに、磁歪セン
サの１／２回転毎に周期的に変化するＳＩＮ２θ曲線に
よりほぼ近似し得ることが判る。
差値とこれに近似するＳＩＮ２θ近似曲線を示す図であ
り、図１１（ｂ）と同一角度に対して、＋印が各偏差値
（単位はボルト）を、実線がＳＩＮ２θ近似曲線を示し
ている。図１１（ｃ）により管の偏平状態の応力計測値
よりＳＩＮθ近似値を減算して得られた偏差値は、磁歪
センサが管周方向に沿って１回転するときに、磁歪セン
サの１／２回転毎に周期的に変化するＳＩＮ２θ曲線に
よりほぼ近似し得ることが判る。
【００２４】図１２は、前述の図１１（ｃ）と同様にし
て求めた図２の直管部４における位置４ａ，４ｂ，４ｃ
の各位置毎の応力最大値σ１ｍａｘに対応する電圧Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃを示す図である。こうして振幅Ｖａ，Ｖ
ｂ，Ｖｃを求めることによって、それらに対応する各位
置４ａ，４ｂ，４ｃにおける周方向の応力の最大値σ１
ｍａｘを容易に求めることができる。
て求めた図２の直管部４における位置４ａ，４ｂ，４ｃ
の各位置毎の応力最大値σ１ｍａｘに対応する電圧Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃを示す図である。こうして振幅Ｖａ，Ｖ
ｂ，Ｖｃを求めることによって、それらに対応する各位
置４ａ，４ｂ，４ｃにおける周方向の応力の最大値σ１
ｍａｘを容易に求めることができる。
【００２５】前述の磁歪応力測定法に代えて、その他の
手法で、直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃの周方向の
応力を測定することもまた可能である。たとえば直管部
４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃにＸ線を照射して結晶格子
を測定し、これによって周方向の応力を知ることも可能
である。さらにまた直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃ
に音波を与え、音弾性と応力との対応関係から、各位置
４ａ，４ｂ，４ｃの周方向の応力を測定することもまた
可能である。本発明は、地中埋設鋼管などに関連して実
施される。
手法で、直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃの周方向の
応力を測定することもまた可能である。たとえば直管部
４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃにＸ線を照射して結晶格子
を測定し、これによって周方向の応力を知ることも可能
である。さらにまた直管部４の各位置４ａ，４ｂ，４ｃ
に音波を与え、音弾性と応力との対応関係から、各位置
４ａ，４ｂ，４ｃの周方向の応力を測定することもまた
可能である。本発明は、地中埋設鋼管などに関連して実
施される。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、土壌には
曲管部が設けられており、この曲管部に接続された直管
部は土壌から露出しており、この直管部の周方向の応力
またはその応力による歪みを測定することによって、曲
管部の応力または歪みを推定することができるので、簡
単な作業で、容易に、曲管部に作用する応力またはその
歪みを推定することが可能になる。
曲管部が設けられており、この曲管部に接続された直管
部は土壌から露出しており、この直管部の周方向の応力
またはその応力による歪みを測定することによって、曲
管部の応力または歪みを推定することができるので、簡
単な作業で、容易に、曲管部に作用する応力またはその
歪みを推定することが可能になる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図２】図１に示される構成の直管部４と曲管部５と直
管部６とを示す図である。
管部６とを示す図である。
【図３】直管部４の周方向の応力の最大値σ１ｍａｘと
その応力による歪みの最大値ε１ｍａｘとの関係を示す
グラフである。
その応力による歪みの最大値ε１ｍａｘとの関係を示す
グラフである。
【図４】直管部４の位置４ａにおける歪みの最大値ε１
ｍａｘと曲管部５の位置５ａにおける歪みの最大値ε２
ｍａｘとの関係を示すグラフである。
ｍａｘと曲管部５の位置５ａにおける歪みの最大値ε２
ｍａｘとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施例の直管部４の管軸方向に沿
う管軸方向の各位置毎の周方向の応力の最大値σ１ｍａ
ｘとの関係を示すグラフである。
う管軸方向の各位置毎の周方向の応力の最大値σ１ｍａ
ｘとの関係を示すグラフである。
【図６】図５に示される傾きα１，α２に対応する曲管
部５の位置５ａにおける周方向の歪みの最大値ε２ｍａ
ｘとの関係を示すグラフである。
部５の位置５ａにおける周方向の歪みの最大値ε２ｍａ
ｘとの関係を示すグラフである。
【図７（ａ）および（ｂ）】磁歪応力測定法を説明する
図である。
図である。
【図８（ａ）および（ｂ）】図７の磁歪応力測定法によ
るＳＩＮ近似法を説明する図である。
るＳＩＮ近似法を説明する図である。
【図９（ａ）】管が偏平したときの応力状態を示す図で
ある。
ある。
【図９（ｂ）】図９（ａ）の状態における磁歪センサ出
力を示す図である。
力を示す図である。
【図１０】本発明の管の偏平応力推定方法を適用する管
の応力測定装置のブロック図である。
の応力測定装置のブロック図である。
【図１１（ａ）〜（ｃ）】本発明に係る管の偏平応力を
ＳＩＮ２θ曲線により近似する方法を説明する図であ
る。
ＳＩＮ２θ曲線により近似する方法を説明する図であ
る。
【図１２】前述の図２における直管部４の位置４ａ，４
ｂ，４ｃにおける周方向の応力σ１ｍａｘにそれぞれ対
応する出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃをそれぞれ示す図であ
る。
ｂ，４ｃにおける周方向の応力σ１ｍａｘにそれぞれ対
応する出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃをそれぞれ示す図であ
る。
１ 橋梁 ２ 土壌 ３ 橋台 ４，６，８ 直管部 ５，７ 曲管部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神浦 秋帆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 信久 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 境 禎明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−198029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/00 G01L 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 土壌に埋設されている曲管部に作用する
応力またはその応力による歪みを推定する方法におい
て、 曲管部に接続され露出している直管部の予め定めた位置
における周方向の応力またはその応力による歪みを測定
し、 予め求めてある直管部の予め定めた位置における歪みと
曲管部の歪みとの関係をもとに、 曲管部に作用する応力またはその応力による歪みを推定
することを特徴とする曲管部の応力または歪みの推定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03067006A JP3080418B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 曲管部の応力または歪みの推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03067006A JP3080418B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 曲管部の応力または歪みの推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281062A JPH05281062A (ja) | 1993-10-29 |
| JP3080418B2 true JP3080418B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=13332412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03067006A Expired - Lifetime JP3080418B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 曲管部の応力または歪みの推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080418B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5578773B2 (ja) * | 2008-07-16 | 2014-08-27 | 東京瓦斯株式会社 | 曲管の応力評価方法 |
| JP6320892B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2018-05-09 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | バルブ応力検知方法、該方法を利用したバルブ寿命予測方法 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP03067006A patent/JP3080418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05281062A (ja) | 1993-10-29 |
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