JP3700586B2 - プレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレスコンクリート(以下、PCと記載)構造物のPC鋼材の腐食箇所の位置を予測する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シースを用いたポストテンション方式の場合、コンクリート内に予め配置されたシース内にPC鋼材を挿入してプレストレスを導入し、シース内にセメントグラウトを注入してPC鋼材に防錆を施すと共にPC鋼材をコンクリートに付着させており、グラウトの未充填箇所等があるとPC鋼材が腐食して切れる恐れがあるため、グラウトの充填の有無を確認することが重要となる。
【0003】
このグラウト充填の有無を確認する方法は、これまで数種考案されており、このうちグラウトが不十分な、あるいは施工後にクラック等が発生したPC鋼材を特定する簡易な方法として、シース内にPC鋼材よりも適度に早く腐食する検出用導線をPC鋼材と共に配置し、グラウトの注入により検出用導線を絶縁し、外側に導出した検出用導線の両端部に通電して定期的に抵抗値や電流値等を測定し、この通電測定値に基づいてPC鋼材の腐食進行度及び断線等の健全度を検出する方法がある(例えば特開平8−94557号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような従来の方法では、検出用導線がPC鋼材より先に腐食し始めた時点で、検出用導線の電気抵抗等に変化が生じるため、グラウトの充填が不十分であることやクラック等が発生したことを早期に確認できるが、グラウトの未充填箇所等の位置を特定することができない。
【0005】
また、グラウトの未充填箇所等を特定する方法としては、X線透過法,赤外線法,超音波法などが考案されているが、設備が大規模となり、使用条件が限定される等のデメリットがあり、いずれも広く普及していない。また、打音振動法が一部一般に使用されているが(例えば特開2000−105227号公報)、グラウトの充填度を診断できるものの、グラウトの未充填箇所等を特定することができず、また装置が高価となる。
【0006】
本発明は、前述のような従来の課題を解決すべくなされたもので、その目的は、比較的簡易な装置で、グラウトの未充填箇所やクラック等を原因とするPC鋼材の腐食箇所の位置を容易に確実に特定することができるプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1は、プレストレスコンクリート内に配設される鋼材の腐食箇所(グラウトの未充填箇所あるいはクラック発生箇所など)を予測する方法であり、被覆導線(防錆被覆導線等)に形成した非被覆箇所の長手方向位置を長手方向に変化させた複数の被覆導線を鋼材に沿って配設し、これら各被覆導線に通電を行い、通電測定値(電気抵抗値または電流値等)が変化した被覆導線の非被覆箇所の長手方向位置から鋼材の腐食箇所を予測することを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法である。
【0008】
本発明の請求項2は、請求項1に記載の鋼材腐食箇所予測方法において、被覆導線の非被覆箇所は各被覆導線に1箇所設けられ、複数の被覆導線の非被覆箇所が長手方向の一方向に順次ずれるようにされていることを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法である。
【0009】
本発明の請求項3は、請求項1に記載の鋼材腐食箇所予測方法において、被覆導線は被覆箇所と非被覆箇所が長手方向に交互に設けられ、n本の被覆導線の非被覆箇所の長さがそれぞれ全体(導線検出部検出部(PC構造物)の長さ)の1/2,1/4,1/8,…,1/2n であることを特徴とするプレストレスコンクリート構造物のPC鋼材腐食箇所予測方法である。
【0010】
以上のような構成において、導線にはPC鋼材よりも腐食しやすい材質のものを使用し、PC鋼材の緊張およびグラウト注入の前後から、定期的に被覆導線一本毎に通電を行い、電気抵抗値等を測定する。被覆導線の非被覆箇所とグラウトの未充填箇所やクラック発生箇所等が一致した場合、その非被覆箇所から腐食が開始し、当該被覆導線の電気抵抗値等に変化が生じる。当該被覆導線の非被覆箇所の位置は既知であるため、グラウトの未充填箇所等の腐食箇所の位置を容易に確実に特定することができる。
【0011】
複数の被覆導線の非被覆箇所を導線長手方向の一方向に連続するように順次ずらして配設することにより、グラウトの未充填箇所等の腐食箇所が長手方向のどこの位置にあっても、確実に位置を特定することができる。
【0012】
複数の被覆導線の被覆箇所と非被覆箇所とを交互配置とすると共に、非被覆箇所の長さを順次縮小させることにより、グラウトの未充填箇所等の腐食箇所が長手方向のどこの位置にあっても、少ない数の被覆導線で、確実に位置を特定することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明のプレストレスコンクリート構造物のPC鋼材腐食箇所予測方法の概念を示したものである。図2は、本発明で用いる導線の被覆パターンと配設パターンの例を示したものである。図3は、図2の導線束の検出状態の1例を示したものである。
【0014】
図1において、プレキャストあるいは場所打ちのコンクリート1内にシース2が予め配置されており、このシース2内に挿入したPC鋼材(鋼棒,鋼線,より線等)3に引張力を与え、両端部を定着部4でコンクリート1に定着させることで、プレストレスを導入し、シース2内にグラウト(セメント等)5を注入することで、PC鋼材3に防錆を施すと共に、PC鋼材3をコンクリート1に付着させている。
【0015】
このようなPC構造物において、PC鋼材3の挿入と同時に、図1,図2に示すように、部分的に防錆被覆を施していない、あるいは防錆被覆を剥がした防錆被覆導線10を複数本用い、各導線10の被覆箇所aまたは非被覆箇所bの長手方向位置を長手方向に規則的に変化させた導線束11をPC鋼材3に沿って配設する。PC鋼材3の緊張後にグラウト5が注入され、非被覆箇所bがグラウト5に晒された状態で複数本の防錆被覆導線10がグラウト5内に埋設される。
【0016】
各防錆被覆導線10の両端部はPC鋼材3の定着部4からそれぞれ突出させ、通電テスター等により各防錆被覆導線10の電気抵抗値や電流値等を測定可能とする。各防錆被覆導線10は、非被覆箇所b同士が接触しないように平行に配設し、また、スペーサーなどで間隔を保持するようにしてもよい。この導線束11はPC鋼材3を挿入する前に挿入配設してもよいし、PC鋼材3に予め貼付するなどしておいてもよい。また、各防錆被覆導線10の一端には長いリード線を接続し、コンクリート1を迂回させ、あるいはシース2内を通すことにより、一端側で測定を行うようにすることもできる。
【0017】
防錆被覆導線10には、PC鋼材3よりも腐食しやすい材質の導線を使用し、PC鋼材3の緊張およびグラウト5の注入の前後から、定期的に各防錆被覆導線10に通電を行い、電気抵抗値や電流値等を測定する。グラウト5に未充填箇所あるいはクラック(ひび割れ)発生箇所等があり、この未充填箇所等と防錆被覆導線10の非被覆箇所bとが一致した場合、その防錆被覆導線10から腐食が開始し、当該防錆被覆導線10の電気抵抗値等に変化が生じる。当該防錆被覆導線10の非被覆箇所bの位置を確認することで、グラウト未充填箇所等の腐食箇所を特定することができる。
【0018】
図2(a) は、n本の防錆被覆導線10にそれぞれ同じ長さの非被覆箇所bを形成すると共に、各非被覆箇所bが長手方向の一側に向かって重複することなく連続して順次ずれるように配設した導線束11の例(パターンA)である。防錆被覆導線10の検出部の長さ(PC構造物の長さ)をLとした場合、非被覆箇所bの長さはL/nとなる。
【0019】
図3(a) に示すように、図の左寄りに未充填箇所6があった場合、2番目の防錆被覆導線10−2の非被覆箇所b2 のみが腐食を開始し、その導線の電気抵抗値等が変化する。この防錆被覆導線10−2の非被覆箇所b2 の位置は既知であるため、未充填箇所6は図のb2 の位置(左側からL/n〜2L/nの範囲)にあると特定することができる。このパターンAでは、防錆被覆導線10の数を増せば、位置の検出精度を上げることができる。
【0020】
図2(b) は、n本の防錆被覆導線10のそれぞれに同じ長さの被覆箇所aと非被覆箇所bを長手方向に交互に設けると共に、非被覆箇所bの長さがそれぞれL/2,L/4,L/8,…,L/2n になるようにした導線束11の例(パターンB)である。
【0021】
図3(b) に示すように、図の左寄りの未充填箇所6により1番目,3番目,4(n)番目の防錆被覆導線10−1,10−3,10−4の非被覆箇所b1 ,b33,b45が腐食を開始し、これら導線の電気抵抗値等が変化する。1番目の防錆被覆導線10−1の検知により未充填箇所6が図の左側半分b1 (左側から0〜L/2の範囲)にあることが特定される。さらに、2番目の防錆被覆導線10−2の非検知により、左側半分b1 における被覆箇所a22(左側からL/4〜L/2の範囲)にあることが特定される。さらに、3番目の防錆被覆導線10−3の検知により、被覆箇所a22における非被覆箇所b33(左からL/4〜3L/8の範囲)にあることが特定される。そして、4番目の防錆被覆導線10−4の検知により、非被覆箇所b33における非被覆箇所b45(左からL/4〜5L/16の範囲)にあると特定される。
【0022】
このパターンBでは、パターンAと比較すると、同じ本数とした場合、n番目の非被覆箇所bの長さを短くできるため、位置の検出精度が上がり、また、検出精度を同じとした場合には、導線10の本数を減らすことができる。
【0023】
なお、以上のようなパターンに限らず、コンクリート全長にわたってグラウトの未充填箇所等の腐食箇所を特定できるパターンであればよい。
また、未充填箇所6は、シース内の上側に形成されやすく、導線束11はPC鋼材の上側に配置すればよいが、導線束11をPC鋼材の円周方向に複数配設し、あるいは、PC鋼材の螺旋状に巻き付けるなどして、未充填箇所6の円周方向の位置も特定できるようにすることもできる。
【0024】
また、本発明は、コンクリート橋に用いられる内ケーブルやその他のPC構造物に適用することができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏する。
(1) 被覆導線に形成した非被覆箇所の位置を変化させた複数の被覆導線を鋼材に沿って配設し、これら各被覆導線に通電を行い、通電測定値が変化した被覆導線の非被覆箇所の位置からグラウトの未充填箇所やクラック発生箇所等の腐食箇所を特定するようにしたため、腐食箇所の位置を容易に確実に特定することができる。
【0026】
(2) 導線束と通電テスター等の簡易な装置で検出することができ、検出装置のコストを低減でき、また、使用条件が限定されることがない。
(3) 複数の被覆導線の非被覆箇所を導線長手方向の一方向に連続するように順次ずらして配設することにより、グラウトの未充填箇所等の腐食箇所が長手方向のどこの位置にあっても、確実に位置を特定することができる。
【0027】
(4) 複数の被覆導線の被覆箇所と非被覆箇所とを交互配置とすると共に、非被覆箇所の長さを順次縮小させることにより、グラウトの未充填箇所等の腐食箇所が長手方向のどこの位置にあっても、少ない数の被覆導線で、確実に位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法の概念を示す断面図である。
【図2】本発明で用いる導線の被覆パターンと配設パターンの例を示す図である。
【図3】図2の導線束の検出状態の1例を示す図である。
【符号の説明】
1…コンクリート
2…シース
3…PC鋼材
4…定着部
5…グラウト
6…未充填箇所(腐食箇所)
10…防錆被覆導線
11…導線束
a…防錆被覆箇所
b…非被覆箇所
Claims (3)
- プレストレスコンクリート内に配設される鋼材の腐食箇所を予測する方法であり、
被覆導線に形成した非被覆箇所の長手方向位置を長手方向に変化させた複数の被覆導線を鋼材に沿って配設し、これら各被覆導線に通電を行い、通電測定値が変化した被覆導線の非被覆箇所の長手方向位置から鋼材の腐食箇所を予測することを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法。 - 請求項1に記載の鋼材腐食箇所予測方法において、被覆導線の非被覆箇所は各被覆導線に1箇所設けられ、複数の被覆導線の非被覆箇所が長手方向の一方向に順次ずれるようにされていることを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法。
- 請求項1に記載の鋼材腐食箇所予測方法において、被覆導線は被覆箇所と非被覆箇所が長手方向に交互に設けられ、n本の被覆導線の非被覆箇所の長さがそれぞれ全体の1/2,1/4,1/8,…,1/2n であることを特徴とするプレストレスコンクリート構造物の鋼材腐食箇所予測方法。
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