JP3836311B2

JP3836311B2 - Anchor axial force meter that can replace only the sensor during operation, and how to replace the sensor

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Publication number: JP3836311B2
Application number: JP2000293456A
Authority: JP
Inventors: 守人草深; 圭一藤田
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002098603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計およびそのセンサーの交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
グラウンドアンカー（以下、アンカーと略称する）とは、作用する引張り力を適当な地盤（岩盤を含む）に伝達するためのシステムで、グラウトの注入によって造成されるアンカー体、引張り部、アンカー頭部によって構成される。
【０００３】
図７は従来のアンカーの基本要素の模式図である。
【０００４】
図７において、１０１は地盤、１０２はグラウトに造成されるアンカー体、１０３は引張り部、１０４は構造物、１０５はアンカー頭部である。
【０００５】
図８は従来の永久アンカーの基本的な構造の一例の構成図である。
【０００６】
この図において、１０２はアンカー体、１０３は引張り部、１１４は構造物、１２１は台座、１２２は軸力計受板、１２３は軸力計、１２４は支圧体、１２５は定着具、１２６は充填材、１２７は頭部キャップである。
【０００７】
また、４（図１参照）はテンドンで、アンカー体１０２からアンカー頭部の定着具を貫通した引張り構造物であり、引張り部１０３を構成している。
【０００８】
このアンカーに作用する引張り力（アンカー力、プレストレス力、緊張力、軸力などと呼ばれることもある）を利用して、様々な形式の構造物と組み合わせてその安定を図ること、不安定な斜面に設置して斜面の崩壊や地滑りの発生を防止することなど、アンカーは様々な用途に用いられる。
【０００９】
アンカーの代表的な利用例を図９〜図１０に示す。
【００１０】
図９（ａ）は斜面安定に利用したアンカーの例であり、想定すべり面２０１に法枠工２０２を施し、その法枠工２０２にアンカー２０３を施工する。なお、２０４は在来地山線である。
【００１１】
図９（ｂ）は擁壁に利用したアンカーの例であり、擁壁３０１は想定すべり面３０２に対応して施工され、その擁壁３０１にはアンカー３０３が施工される。
【００１２】
図９（ｃ）はダムの転倒防止に利用したアンカーの例であり、貯水４０２に対応してダム４０１が設けられ、そのダム４０１にアンカー４０３が施工される。
【００１３】
また、図１０（ａ）は浮上がり防止に利用したアンカーの例であり、水５０２中に設けられた構造体５０１にアンカー５０３が施工される。
図１０（ｂ）は鉄塔又はピアー基礎に利用したアンカーの例であり、鉄塔６０１にアンカー６０２が施工される。
【００１４】
図１０（ｃ）は地下発電所補強に利用したアンカーの例であり、地下発電所７０１にロックアンカー７０２が施工される。
【００１５】
前述したアンカーの利用例の多くは、永久構造物に使用されるもので１００年以上の寿命が期待されているが、構造物や斜面に作用する引張り力が何らかの理由により増加するとテンドンが切断したり、逆にアンカー体と地盤の間に発生するクリープによってアンカーのテンドンに作用している引張り力が低下すると、構造物や斜面の安定が損なわれたりして危険になる恐れがある。そのため、引張り力の大きさと、その変化を検出する軸力計がアンカー頭部付近に設置されることが望まれている。
【００１６】
そこで、軸力の大きさを求める従来技術について説明する。
【００１７】
アンカーのテンドンに生じている引張り力、すなわち軸力の大きさを求める従来技術は大別して（Ａ）と（Ｂ）の２つの方法があるが、その方法と問題点は以下の通りである。
【００１８】
（Ａ）軸力計を使用しない方法
図１１はジャッキの圧力計または油圧ポンプの圧力計でアンカーの引張り力を求める方法の説明図であり、図１１（ａ）はアンカーの構成図、図１１（ｂ）は油圧ポンプの斜視図である。
【００１９】
この図において、５１はテンドン、５２は定着具、５３は支圧体、５４は油圧ジャッキ、５５は高圧ホース、５６は圧力計、５７は油圧ポンプである。
【００２０】
この図に示すように、アンカーの頭部キャップを取り外して、定着具５２（またはアンカー頭部）から突出しているテンドン５１の余長の部分に油圧ジャッキ５４を取り付けてテンドン５１に引張り力を加え、定着具５２と支圧体５３の間あるいは支圧体５３の背面に僅かな隙間が生じた時（リフトアップ時）に示される油圧ジャッキ５４のゲージの読みから軸力の大きさを求める。
【００２１】
（Ｂ）軸力計を使用する方法
図１２は一般的な軸力計の構造を示す図、図１３は軸力計の設置図である。
【００２２】
図１２において、６０は軸力計、６１は載荷板、６２は起歪体、６３はセンサー、６４は防湿コーティング、６５はケースである。また、図１３において、７１は台座、７２は軸力計受板、７３は支圧体、７４は定着具、７５はテンドン、７６は充填材、７７は頭部キャップ、７８は充填材（防錆材）交換口、７９は貫通金具（ケーブル取出口）である。
【００２３】
これらの図において、アンカー頭部の支圧体７３と台座７１の間に軸力計６０を設置して、軸力計６０に取り付けられたセンサー６３の読みを電気的に変換し、これをケーブルあるいはその他の方法で計測器に送り、引張り力の大きさを求める方法がある。この方法は、継続的あるいは随時にテンドン７５の引張り力の大きさが分かるので、アンカーを設置した構造物や地盤の安定を常時監視できるという特徴がある。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（Ａ）軸力計を使用しない場合には、前記の作業によって始めてテンドンの引張り力が測定できるのだが、高所における作業は煩雑で、多くの時間と費用を必要とするため頻繁にこれを実施することは難しい。特に、地震直後に緊急に安全対策が必要かどうか判断するのに時間がかかるのが大きな欠点である。
【００２５】
さらにこの方法では、現在テンドンにどのような大きさの引張り力が加わっているのかどうか不明のまま、さらに引張り力を加える。従って、当初よりも引張り力が大きくなっている場合には、テンドンが切断する危険があるので、引張り力の大きさを求める方法としては好ましいものではない。
【００２６】
また、（Ｂ）軸力計を使用する場合には、次の点が問題である。すなわち、
従来の軸力計に取り付けられたセンサーから信頼性のあるデータを取得できる期間（寿命）は、現在のセンサーの技術では１０年前後である。ここに、軸力計のセンサーとして、通常、ひずみゲージ（一般に、ワイヤストレンゲージ、箔ゲージ、半導体ゲージ、及びひずみゲージの出力や特性を改善したひずみ変換器などが使用される）が軸力計本体の起歪体の鋼材の表面に接着、あるいはボルト止めなどの方法で取り付けられている。
【００２７】
このセンサーは、軸力計本体の起歪体が引張り力や圧縮力を受けた時に伸縮する大きさを検出するために使用されるのであるが、その材料特性から、時間とともに劣化して次第に正しい値を与えないようになるという欠点がある。
【００２８】
従って、適当な時期に更新する必要がある。この場合、従来技術ではセンサーのみを交換することが困難なため、軸力計全体を取り換えることが行われている。このため、上記（Ａ）の方法とほぼ同様な要領で隙間を生じさせた後、定着具の取り外しを行い、軸力計を取り除いた後、新しい軸力計と交換していた。
【００２９】
ここで問題になるのは、このときテンドンに生じている引張り力、すなわち軸力の大きさがゼロになるため、アンカーを設置してその引張り力によって安定を図っている構造物あるいは地盤が一時的に危険にさらされ、最悪の場合には破壊、あるいは崩壊することである。同時に、テンドンに生じている引張り力がゼロになったとき、テンドンの長さが短くなるのもまた問題である。その大きさはテンドンの長さ、テンドンに生じている引張り力の大きさ、ＰＣ鋼材の種類などによって異なるが、次式によって計算することができる。
【００３０】
ΔＬ＝σ・Ｌ／Ｅ …（１）
ここで、
ΔＬ：テンドンが短縮する長さ（ｍｍ）
σ：テンドンに加わっている引張り応力度（ＫＮ／ｍｍ²）
Ｅ：テンドンの弾性係数（ＫＮ／ｍｍ²）
Ｌ：テンドンの長さ（ｍｍ）
標準的な場合には、
σ≒１（ＫＮ／ｍｍ²）
Ｅ≒２００（ＫＮ／ｍｍ²）
であるから、式（１）を次のように書き換えることができる。
【００３１】
ΔＬ＝Ｌ／２００ …（２）
一般に、テンドンの長さは２０〜６０ｍ（＝２×１０⁴〜６×１０⁴ｍｍ）であるから、
ΔＬ＝１００〜３００ｍｍ
となり、テンドンの長さは１００〜３００ｍｍ程度短くなる。
【００３２】
アンカー頭部の上方に出ているテンドンの余長は、ジャッキを装着するために必要なテンドン長さであるが、テンドンの軸力をゼロにする場合には、さらに１００〜３００ｍｍ長くする必要がある。このため構造物や斜面から突出部分が大きくなって、邪魔になったり、外部からの力に対して弱くなる。
【００３３】
図１４は従来のアンカー軸力計の交換手順の一例（その１）を示す図、図１５は従来のアンカー軸力計の交換手順の一例（その２）を示す図である。
【００３４】
これらの図を用いて、アンカー軸力計からアンカーに作用する引張り力の大きさを求める手順を示す。なお、従来技術である上記（Ａ）の方法は、上記（Ｂ）の方法の一部は同一である。図１４〜図１５には定着具がナット型のものを示しているが、クサビ型などの場合も同じ手順で実施することができる。
【００３５】
（１）図１４（ａ）に示すように、頭部キャップ７７の充填材（防錆材）７６を抜き取る。
【００３６】
（２）図１４（ｂ）に示すように、頭部キャップ７７を取り外す。
【００３７】
（３）図１４（ｃ）に示すように、アンカー頭部の上方のテンドン余長に油圧ジャッキ５４を取り付け、テンドン７５に引張り力を与えて、定着具７４と支圧体７３との間、または支圧体７３の後方に僅かに隙間をつくる。この時の油圧ジャッキ５４の圧力計５６の目盛からテンドン７５の引張り力の大きさを求める。
【００３８】
（４）図１４（ｄ）に示すように、同時にアンカー軸力計６０に取り付けたセンサー（ひずみ計）６３からテンドン７５の引張り力の大きさを求める。
【００３９】
（５）図１４（ｅ）に示すように、定着具７４を緩める。緩める作業のとき、テンドン７５の引張り力ができるだけ増加しないように作業を行い、その後にジャッキ５４の圧力を徐々に下げて油圧ジャッキ５４の圧力がゼロになったことを確認した後、油圧ジャッキ５４を取り外す。
【００４０】
（６）図１４（ｆ）に示すように、定着具７４、支圧体７３、軸力計６０を取り外す。
【００４１】
（７）図１５（ａ）に示すように、新しい軸力計６０′と取り換えた後、支圧体７３、定着具７４を組み立てる。
【００４２】
（８）図１５（ｂ）に示すように、テンドン７５の余長部分に油圧ジャッキ５４を取り付けて、テンドン７５に引張り力を加える。
【００４３】
（９）図１５（ｃ）に示すように、所定のテンドン７５の引張り力が得られるようにテンドン７５に初期の緊張力を導入してアンカー頭部の定着作業を行う。
【００４４】
（１０）図１５（ｄ）に示すように、この間、ジャッキ５４の圧力計５６の示度と、アンカー軸力計６０′のセンサー６３のひずみを読み取る。
【００４５】
（１１）図１５（ｅ）に示すように、ジャッキ５４を取り外し、軸力計６０′の延長ケーブルが頭部キャップ７７′を貫通したことを確認した後、頭部キャップ７７′を所定位置に取り付け、充填材（防錆材）７６をその中に充填する。
【００４６】
上記したように、（１）軸力計には軸力を測るためのセンサーが必要である。（２）軸力計のセンサー以外の部分は、寿命が長いが、センサーに関しては寿命が短いので、センサーを交換する必要がある。（３）従来の軸力計の場合には、一時的に軸力計全体を取外さないとセンサーの交換が不可能である。しかも、取外して交換する場合に時間がかかるので、結局取外した軸力計の代わりに別の軸力計と交換した方が便利である。（４）また、軸力計を一時的に取外せば、その間にアンカーの機能が中断されるので、構造物が危険な状態になる。さらに、軸力計を取外すためにはかなりの時間を要するほか、取外し作業そのものも危険作業であり、その上に軸力計を装着して、元に戻す作業は長時間を必要とする。
【００４７】
本発明は、上記状況に鑑みて、アンカーの引張り力を解除することなく、かつ軸力計の本体（起歪体などと呼ぶ）を取り換えることなくセンサーのみを容易に交換することが可能な供用中にセンサーのみの交換が可能な、アンカー軸力計およびそのセンサーの交換方法を提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計であって、アンカーのアンカー頭部において、定着具（５）と台座（１６）の間に、支圧体（６）、外側に開口を有する上部フランジ（７Ａ）と下部フランジ（７Ｂ）とを有する円筒状の起歪体（７）、軸力計受板（９）を配置し、それらのほぼ中心線上にテンドン（４）を配置し、前記起歪体（７）の上部フランジ（７Ａ）と下部フランジ（７Ｂ）との間にセンサー（８）を着脱可能な方法で機械的に固定し、前記起歪体（７）の機械的伸び縮みと前記センサー（８）の機械的伸び縮みを比例させる構造を有する。
【００４９】
〔２〕上記〔１〕記載の供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計において、前記センサー（８）の固定時に、そのセンサー（８）にあらかじめ所望の歪み量を与えることを可能にする構造を有する。
【００５０】
〔３〕上記〔２〕記載の供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計において、前記センサー（８）を前記起歪体（７）に固定する場合、前記センサー（８）の一方の端部を、前記起歪体（７）の一方のフランジ部（７Ａ又は７Ｂ）にセンサー本体固定ボルト（２１）で固定すると共に、前記センサー（８）の他方の端部を前記起歪体（７）の他方のフランジ部（７Ａ又は７Ｂ）に調整用ロッドを介して固定する構造を有する。
【００５１】
〔４〕上記〔２〕又は〔３〕記載の供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計において、前記所望の歪み量の設定にあたり、起歪体（７）の一方のフランジ部（７Ｂ）でセンサー（８）を支え、起歪体（７）のもう一方のフランジ部（７Ａ）に形成される固定ねじ（２０）に、センサー（８）に固定される歪み伝達ロッド（１９）に固定される回転ねじ（１８）を用いて、歪み伝達ロッド（１９）の先端をねじ込み、歪み伝達ロッド（１９）に働く歪みを調整する構造を有する。
【００５２】
〔５〕上記〔２〕、〔３〕又は〔４〕記載の供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計において、前記所望の歪み量を予め与えた後、設定値が変動しないように固定する構造を有する。
【００５３】
〔６〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕、「４〕又は〔５〕記載の供用中にセンサーのみの交換が可能なアンカー軸力計において、前記アンカー頭部を保護する頭部キャップを上段頭部キャップ（１）と下段頭部キャップ（２）とに分離可能にし、前記下段頭部キャップ（２）には貫通金物付のケーブル取り出し口（１３）を設け、延長ケーブル（１２）を通して前記貫通金物（１３）を締め付けて止水処理を行い、前記センサー（８）には予め防水コネクター（１１）が接続されており、前記延長ケーブル（１２）の防水コネクター（１１）に接続する構成を有する。
【００５４】
〔７〕アンカー軸力計のセンサーの交換方法において、（ａ）起歪体（７）とこの起歪体（７）のフランジ（７Ａ，７Ｂ）に取り付けたセンサー（８）を有するアンカー軸力計を覆うように配置される、上段の頭部キャップ（１）とセンサー（８）に接続される延長ケーブル（１２）を導入する下段の頭部キャップ（２）からなる頭部キャップ（１，２）内の充填材を抜き取る工程と、（ｂ）前記頭部キャップ（１，２）のうち、上段の頭部キャップ（１）のみを取り外す工程と、（ｃ）アンカー軸力計で引張り力の大きさを読み取った後、センサー（８）を取り外す工程と、（ｄ）前記取り外したセンサー（８）の後に新しいセンサー（８′）を取り付ける工程と、（ｅ）必要に応じて前記新しいセンサー（８′）の読みを調節して、上記（ｃ）工程で読み取った軸力の大きさと同じになるように調整する工程と、（ｆ）前記上段の頭部キャップ（１）を取り付けて、前記充填材を充填する工程とを施す。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００５６】
〔実施例１〕
図１は本発明の第１実施例を示すアンカー軸力計をアンカーに設置した模式図であり、短期間施工されるようなアンカー頭部にキャップを設けない場合を示している。
【００５７】
この図において、４はテンドン、５は定着具、６は支圧体、７は円筒状の起歪体、７Ａ，７Ｂは起歪体のフランジ（上部及び下部フランジ）、８はセンサー、８Ａはセンサー固定部、９は軸力計受板、１６は台座である。
【００５８】
この図に示すように、定着具５と台座１６の間に支圧体６と軸力計受板９を介して、軸力計を構成する起歪体７が配置される。アンカーの上部にあり、アンカーの引張り部に引張り力を伝えるテンドン４は上記定着具５、支圧体６、起歪体７、軸力計受板９および台座１６の中心線上にあり、定着具５によって固定される。センサー８は起歪体７の２つのフランジの間に機械的に着脱可能に固定されており、起歪体７の歪みを計測表示する。センサー８は交換することができる。
【００５９】
テンドン４に掛かる引張り力は台座１６とアンカー体（図示なし）との間に掛かり、台座１６を介して、図示していない構造物を固定する。当該軸力計には、台座１６からの反力と、テンドン４の引張り力とによって圧縮力が掛かり、起歪体７が縮み、その結果センサー８が縮み、そのセンサー８の縮み具合から、起歪体７に掛かる応力を表示し、テンドン４ならびにアンカーに掛かる引張り力が判明する。
【００６０】
予防保全のためのセンサー８の定期交換時期になった場合には、
（１）図５（ｃ）に示すように、軸力計７に掛かっている引張り力の大きさをセンサー８で読み取った後、センサー８を取り外す。
【００６１】
（２）次いで、図６（ａ）に示すように、取り外したセンサー８の後に新しいセンサー８′を取り付ける。
【００６２】
（３）次に、図６（ｂ）に示すように、必要に応じて新しいセンサー８′の読みを調節して、取り外したセンサー８が示した軸力にあわせる。
【００６３】
このようにして、アンカーに掛かっている引張り力をほとんど変更することなく、センサー８の定期交換ができる。
【００６４】
また、センサー８が劣化し緊急に交換する必要が生じたときには、
（１）図１３に示すように、軸力計６０の起歪体７に掛かっている引張り力の大きさをセンサー８で読み取る。
【００６５】
（２）次に、図１４（ｃ）に示すように、アンカー頭部の上方のテンドン余長に油圧ジャッキ５４を取り付け、テンドン７５（４）に引張り力を与え、定着具７４（５）と支圧体７３（６）との間、または支圧体７３（６）の後方にわずかに隙間を作る。この時の油圧ジャッキ５４の圧力計５６の目盛りからテンドン７５（４）の引張り力の大きさを求める。
【００６６】
（３）次に、図１４（ｄ）に示すように、同時にアンカー軸力計６０に取り付けたセンサー６３（８）の指示値を読み取る。上記（１）で読み取った値との差を求める。上記（２）で読み取った引張り力と比較し、一致していれば、センサー８の「零点」シフトであり、一致していないときはセンサー８の「感度」異常である。これにより、センサー８の劣化の原因を推定し、今後の計測の信頼性の向上に寄与できる。
【００６７】
（４）次に、油圧ジャッキ５４の圧力を下げ、油圧ジャッキ５４の圧力が零になったことを確認して油圧ジャッキ５４を外した後、センサー８を取り外す。
【００６８】
（５）次いで、図６（ａ）に示すように、取り外したセンサー８の後に新しいセンサー８′を取り付ける。
【００６９】
（６）次に、図６（ｂ）に示すように、必要に応じて新しいセンサー８′の読みを調整して、取り外したセンサー８が示した軸力に合わせる。
【００７０】
このようにして、アンカーに掛かっている引張り力を殆ど変更することなく、センサー８の緊急交換ができ、かつ、センサー異常の原因究明のための情報を得ることができる。
【００７１】
図２は本発明でアンカー軸力計のセンサーを交換する際に交換を容易にするための周辺部を含めたセンサー組立体の構造を示す図である。供用中に交換する際、センサーのみの交換でもよいが、取り付け部とか歪み調整用の伝達ロッドなどを一体化したセンサー組立体を利用することもある。
【００７２】
この図において、８はセンサー、８−１は歪みゲージ接着部、８−２は第１のフランジへの取付部、８−３は歪み伝達ロッド取付部、８−４は歪み伝達ロッド、８−５は第２のフランジへの取付部である。
【００７３】
（１）本発明では、センサー８を起歪体７の側面から交換できることが必要である。このため、センサー組立体は、起歪体７のフランジ７Ａと７Ｂの間隔より短くなるようにした。具体的には、歪み伝達ロッド８−４と第２のフランジへの取付部８−５とが互いに入れ子となるようにし、センサー組立体が、起歪体７に挿入する時とか引き抜く時に短くなり、装着時には長くなる構造にした。
【００７４】
（２）起歪体７の歪み量を計測する歪みゲージはセンサー８の歪みゲージ接着部８−１に接着される。アンカーに引張り力が掛かり、起歪体７が機械的に伸び縮みが発生し、センサー８も機械的に伸び縮み、歪みが起こりそれによって起歪体７（すなわち軸力計６０）にかかる応力が測定される。したがって、起歪体７の機械的伸び縮みに合わせ、センサーが機械的に伸び縮みし、歪みゲージ接着部８−１を機械的に伸び縮みさせ、歪みゲージに変化が伝わることが必要である。起歪体７の伸び縮みと歪みゲージ接着部８−１の伸び縮みとが一致することが理想的ではあるが、少なくとも、比例関係にあれば、ひずみゲージは接触部での変化から、起歪体の変化を求めることが可能になる。もし、センサーの剛性が高く反力が大きいと起歪体の機械的伸び縮みに対して障害を与えることになる。そこで、出来るだけ反力を少なくするように、歪みゲージ接着部８−１は特に剛性を低くするように、肉厚を薄くしたパイプ、板材、Ｌ字鋼、チャネル鋼などを利用し、センサー組立体にかかる歪みの殆どをひずみゲージ接着部に起こし、かつ反力をできるだけ小さくしている。
【００７５】
（３）起歪体７の両端にあるフランジ７Ａと７Ｂの間隔を測定することが、歪み測定に当たる。
【００７６】
（４）したがって、起歪体７のフランジ７Ａ，７Ｂにセンサー組立体は固定される必要がある。
【００７７】
（５）センサー８に歪みを伝える歪み伝達ロッド８−４、またはフランジ取付け部８−５の長さを調整してセンサー８に「オフセット歪み」を予め与えることができること、また、歪みゲージの出力を表示するときに、「零点」表示にオフセットを与え、かつ歪みゲージの歪み量と、アンカーにかかる「引張り力の表示」の比例係数を表示し、交換前の「アンカーの引っ張り力」の表示に合わせることができることが必要になる。
【００７８】
（６）理由は、軸力計がすでにアンカーに取り付けられている場合は、起歪体７がすでに応力を受けて、歪みを持っている。センサー交換時にその応力に合わせて軸力計の表示目盛りを一致させることができるようにするためである。
【００７９】
（７）フランジ取付部８−２はフランジ７Ｂに固定される必要がある。また、軸力計を供用しているときに固定ねじが緩まないようにすることも大切である。そのための機械的固定手法が採用されなければならない。
【００８０】
（８）フランジ取付部８−５はフランジ７Ａに固定される必要がある。また、軸力計を供用しているときに固定ねじが緩まないようにすることも大切である。そのための機械的固定手法が採用されなければならない。特に、歪み伝達ロッド８−４を介してセンサー８に「オフセット歪み」を与えているが、この歪み量が変動しないよう歪み伝達ロッド８−４とともに、機械的固定を行うことが重要である。
【００８１】
次に、本発明のアンカー軸力計のセンサーの各種の固定方法について、図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて説明する。
【００８２】
（１）図３（ａ）に示すように、起歪体７のフランジ７Ｂに凹部を形成して、センサー８の下部を装着し、センサー本体固定ボルト２１で固定する。起歪体７のフランジ７Ａに固定ねじ２０を設け、固定ナット１７にて固定するとともに、センサー８に固定される歪み伝達ロッド１９には回転ねじ１８が固定される。
【００８３】
このセンサー８のより詳細な取り付けは、（ａ）センサー８が収納できる起歪体のフランジ７Ｂの穴にセンサー８本体を収納する。（ｂ）センサー本体固定ボルト２１でセンサー８を固定する。（ｃ）回転ねじ１８で歪み伝達ロッド１９を回転させる。（ｄ）起歪体のフランジ７Ａの固定ねじ２０に歪み伝達ロッド１９をねじ込み、歪み伝達ロッド１９に働く歪みを調整する。（ｅ）歪み値の調整が終了したら、固定ナット１７を締め付けて固定する。
【００８４】
そこで、センサー８の交換は、固定ナット１７を緩めた後、回転ねじ１８を回転させ、固定ねじ２０から歪み伝達ロッド１９を取り外し、その後、センサー本体固定ボルト２１を緩め、センサー８を取り外す。
【００８５】
（２）上記（１）の固定方式を簡素化して、図３（ｂ）に示すように、起歪体７のフランジ７Ａと７Ｂには受け部を形成しておき、フランジ７Ｂではセンサー８の下部に固定されるロッド１９Ａを受け、フランジ７Ａでは歪み伝達ロッド１９の上端を受け、その歪み伝達ロッド１９には回転ねじ１８を固定している。
【００８６】
このセンサー８のより詳細な取り付けは、（ａ）センサー８のロッド１９Ａをロッド先端が収納できる起歪体のフランジ７Ｂの穴に差し込む。（ｂ）回転ねじ１８で歪み伝達ロッド１９を回転させる（回転ねじと歪み伝達ロッドは固定されている）。（ｃ）起歪体のフランジ７Ｂの穴に歪み伝達ロッド１９を合わせる。（ｄ）回転ねじ１８を回転されることにより歪み伝達ロッド１９に働く歪みを調整する。（ｅ）歪み値の調整が終了したら、回転ねじ１８の回転を止める。
【００８７】
そこで、センサー８の交換は、回転ねじ１８を回転させ、歪み伝達ロッド１９の上端およびロッド１９Ａをそれぞれフランジ７Ａ，７Ｂから取り外す。
【００８８】
（３）図３（ｃ）に示すように、センサー８の下部に固定されるロッド１９Ｂとその先端に固定される固定板１９Ｃを設け、その固定板１９Ｃを蝶ねじ１９Ｄにより、起歪体７のフランジ７Ｂに固定する。一方、センサー８の上部に固定される歪み伝達ロッド１９の先端には固定板１９Ｅを固定し、その固定板１９Ｅを蝶ねじ１９Ｆにより、起歪体７のフランジ７Ａに固定する。
【００８９】
このセンサー８のより詳細な取り付けは、起歪体７のフランジ７Ａ，７Ｂのねじ穴に、センサー８に歪みが伝達されるロッド１９，１９Ｂの固定板１９Ｃ，１９Ｅを蝶ねじ１９Ｄ，１９Ｆで固定する。
【００９０】
そこで、センサー８の交換は、蝶ねじ１９Ｆを固定板１９Ｅから取り外し、歪み伝達ロッド１９を取り外し、その後、蝶ねじ１９Ｄを固定板１９Ｃから取り外し、センサー８を取り外す。
【００９１】
〔実施例２〕
次に、本発明の第２実施例について説明する。
【００９２】
図４は本発明の第２実施例を示すアンカー軸力計をアンカーに設置した模式図である。
【００９３】
この実施例は、長期間施工されるようなアンカー頭部にキャップを有する場合を示しており、キャップを有する点を除くと、上記した第１実施例と同様であるので、重複する点については、説明を省略する。
【００９４】
テンドン４に所定の引張り力が導入されたことを確認したら、下段頭部キャップ２をコンクリートアンカー１５を用いて固定する。下段頭部キャップ２には貫通金物（ケーブル取り出し口）１３があり、延長ケーブル１２を通して金物を締め付けて止水処理を行う。センサー８には予め防水コネクター１１が接続されており、延長ケーブル１２の防水コネクター１１に接続する。
【００９５】
上段頭部キャップ１はボルト・ナット１４を使用して下段頭部キャップ２に取り付ける。充填材（防錆材）１０は充填材（防錆材）交換口３（下段頭部キャップ２にも取り付けてある）を使用して充填される。
【００９６】
点検時には、上段頭部キャップ１に設けてある充填材（防錆材）交換口３（下段頭部キャップ２にも取り付けてある）を用いて、上段頭部キャップ１および下段頭部キャップ２内の充填材（防錆材）１０を取り除いた後、ボルト・ナット１４を緩めて、上段頭部キャップ１のみを取り外して実施する。
【００９７】
センサー８の交換は、図２及び図３で説明した通りである。
【００９８】
次に、本発明の第２実施例によるアンカー軸力計のセンサーのみを交換する手順を、図５および図６を参照しながら説明する。
【００９９】
（１）図５（ａ）に示すように、頭部キャップ１，２内の充填材（防錆材）を抜き取る。
【０１００】
（２）図５（ｂ）に示すように、頭部キャップ１，２の内、上段のキャップ１のみを取り外す。
【０１０１】
（３）図５（ｃ）に示すように、アンカー軸力計７で引張り力の大きさを読み取った後、センサー８を取り外す。
【０１０２】
（４）図６（ａ）に示すように、取り外したセンサー８の後に新しいセンサー８′を取り付ける。
【０１０３】
（５）図６（ｂ）に示すように、必要に応じて新しいセンサー８′の読みを調節して、上記（３）で読み取った軸力の大きさと同じになるように調整する。
【０１０４】
（６）図６（ｃ）に示すように、上段の頭部キャップ１を取り付けて、充填材（防錆材）１０′を充填する。
【０１０５】
なお、上記実施例では、アンカー軸力計について述べたが、車両や構造物の荷重を受ける受圧型の軸力計にも、適宜本発明を適用することは可能である。
【０１０６】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１０７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のアンカー軸力計およびその交換方法によると、次のような効果を奏することができる。
【０１０８】
（Ａ）従来技術のようにアンカー軸力計全体を取り外すのに代えて、本発明では、耐久性があって寿命の長い軸力計の起歪体をそのまま残して、寿命が短いセンサー部のみを交換することができる。
【０１０９】
（Ｂ）本発明によるセンサー部は、従来技術のような接着型、ボルト止め型、ねじ止め型などではなく、予め起歪体を含む軸力計の一部を加工し、その部分に適合するような取付部を有し、狭い空間でも簡単に（場合によっては手探りでも）加工部を着脱でき、且つ、確実にセンサーを保持して正しい測定が可能なような取付部構造をもっている。また、必要に応じてセンサーの示度（読み）の調整治具も組み込むことができる。
【０１１０】
（Ｃ）調整治具付のセンサーを使用した場合には、センサー部の交換時に新しいセンサーの示度（読み）を古いセンサーのものと同一に調整することもできる。これによって、軸力計で測定したその後の引張り力の大きさの取り扱いにおいて、混乱や間違いを避けることができる。
【０１１１】
（Ｄ）従来技術では、テンドンに生じている引張り力を一時的に増加させるため、テンドンが切断される危険があるが、本発明では、引張り力を変化させる必要がないのでこれを避けることができる。
【０１１２】
（Ｅ）従来技術では、テンドンの引張り力をゼロにする必要があり、このため、アンカーで安定を図っている構造物や斜面が崩壊する恐れがあるのに対して、本発明では引張り力をそのままにして、センサーが交換できるので崩壊する危険性は全くない。
【０１１３】
（Ｆ）頭部キャップを上下２段にすることで、センサーの延長ケーブルが貫通する下段の頭部キャップは取り外さなくても良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すアンカー軸力計をアンカーに設置した模式図である。
【図２】本発明のアンカー軸力計のセンサー組立体の構造を示す図である。
【図３】本発明のアンカー軸力計のセンサーの各種の固定方法の説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示すアンカー軸力計をアンカーに設置した模式図である。
【図５】本発明によるアンカー軸力計のセンサーのみを交換手順（その１）を示す図である。
【図６】本発明によるアンカー軸力計のセンサーのみを交換手順（その２）を示す図である。
【図７】従来のアンカーの基本要素の模式図である。
【図８】従来の永久アンカーの基本的な構造の一例の構成図である。
【図９】アンカーの施工例（その１）を示す図である。
【図１０】アンカーの施工例（その２）を示す図である。
【図１１】ジャッキの圧力計または油圧ポンプの圧力計でアンカーの引張り力を求める方法の説明図である。
【図１２】従来の一般的な軸力計の構造を示す図である。
【図１３】従来の軸力計の設置図である。
【図１４】従来のアンカー軸力計の交換手順の一例（その１）を示す図である。
【図１５】従来のアンカー軸力計の交換手順の一例（その２）を示す図である。
【符号の説明】
１上段頭部キャップ
２下段頭部キャップ
３充填材（防錆材）交換口
４テンドン
５定着具
６支圧体
７起歪体
７Ａ，７Ｂ起歪体のフランジ
８センサー
８′ 新しいセンサー
８Ａセンサー固定部
８−１歪みゲージ接着部
８−２第１（下部）のフランジへの取付部
８−３歪み伝達ロッド取付部
８−４歪み伝達ロッド
８−５第２（上部）のフランジへの取付部
９軸力計受板
１０，１０′ 充填材（防錆材）
１１防水コネクター
１２延長ケーブル
１３貫通金物（ケーブル取り出し口）
１４ボルト・ナット
１５コンクリートアンカー
１６台座
１７固定ナット
１８回転ねじ
１９ひずみ伝達ロッド
２０固定ねじ
２１センサー本体固定ボルト
１９Ａ，１９Ｂロッド
１９Ｃ，１９Ｅ固定板
１９Ｄ，１９Ｆ蝶ねじ [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an anchor axial force meter capable of exchanging only a sensor during service and a method for exchanging the sensor.
[0002]
[Prior art]
  A ground anchor (hereinafter abbreviated as “anchor”) is a system for transmitting an acting tensile force to an appropriate ground (including a rock), and an anchor body, a tension part, and an anchor head formed by injecting grout. Consists of.
[0003]
  FIG. 7 is a schematic diagram of basic elements of a conventional anchor.
[0004]
  In FIG. 7, 101 is the ground, 102 is an anchor body formed in the grout, 103 is a tension part, 104 is a structure, and 105 is an anchor head.
[0005]
  FIG. 8 is a configuration diagram of an example of a basic structure of a conventional permanent anchor.
[0006]
  In this figure, 102 is an anchor body, 103 is a tension part, 114 is a structure, 121 is a base, 122 is an axial force meter receiving plate, 123 is an axial force meter, 124 is a bearing body, 125 is a fixing tool, 126 is Filler 127 is a head cap.
[0007]
  Reference numeral 4 (see FIG. 1) denotes a tendon, which is a tensile structure that penetrates from the anchor body 102 to the anchoring tool on the anchor head, and constitutes a tension portion 103.
[0008]
  Using this tensile force (sometimes called anchor force, prestress force, tension force, axial force, etc.) acting on the anchor, it can be combined with various types of structures to stabilize it. Anchors are used for various purposes such as installing on slopes to prevent slope collapse and landslides.
[0009]
  A typical usage example of the anchor is shown in FIGS.
[0010]
  FIG. 9A shows an example of an anchor that is used for stable slopes. A method frame 202 is applied to the assumed slip surface 201, and an anchor 203 is applied to the method frame 202. Reference numeral 204 denotes a conventional local mountain line.
[0011]
  FIG. 9B shows an example of an anchor used for a retaining wall. The retaining wall 301 is constructed corresponding to an assumed sliding surface 302, and an anchor 303 is constructed on the retaining wall 301.
[0012]
  FIG. 9C shows an example of an anchor used for preventing the dam from falling. A dam 401 is provided corresponding to the water storage 402, and the anchor 403 is constructed on the dam 401.
[0013]
  FIG. 10A shows an example of an anchor used for preventing lifting, and an anchor 503 is applied to a structure 501 provided in water 502.
  FIG. 10B is an example of an anchor used for a steel tower or a pier foundation, and the anchor 602 is constructed on the steel tower 601.
[0014]
  FIG. 10C is an example of an anchor used for reinforcing an underground power plant, and a lock anchor 702 is installed in the underground power plant 701.
[0015]
  Many of the examples of anchor use described above are used for permanent structures and are expected to have a lifetime of more than 100 years. However, if the tensile force acting on the structure or the slope increases for some reason, the tendon will break. On the other hand, if the tensile force acting on the anchor tendon is reduced by the creep generated between the anchor body and the ground, the stability of the structure and the slope may be impaired, which may be dangerous. Therefore, it is desired that an axial force meter that detects the magnitude of the tensile force and the change thereof be installed near the anchor head.
[0016]
  Therefore, a conventional technique for determining the magnitude of the axial force will be described.
[0017]
  The conventional techniques for obtaining the tensile force generated in the tendon of the anchor, that is, the magnitude of the axial force, are roughly classified into two methods (A) and (B). The methods and problems are as follows.
[0018]
  (A) Method without using an axial force meter
  FIG. 11 is an explanatory view of a method for obtaining the tensile force of the anchor with a jack pressure gauge or a hydraulic pump pressure gauge, FIG. 11 (a) is a structural view of the anchor, and FIG. 11 (b) is a perspective view of the hydraulic pump. is there.
[0019]
  In this figure, 51 is a tendon, 52 is a fixing tool, 53 is a pressure bearing body, 54 is a hydraulic jack, 55 is a high-pressure hose, 56 is a pressure gauge, and 57 is a hydraulic pump.
[0020]
  As shown in this figure, the head cap of the anchor is removed, and a hydraulic jack 54 is attached to the surplus portion of the tendon 51 protruding from the fixing device 52 (or the anchor head) to apply a tensile force to the tendon 51. The magnitude of the axial force is obtained from the gauge reading of the hydraulic jack 54 shown when a slight gap occurs between the fixing tool 52 and the pressure bearing body 53 or on the back surface of the pressure bearing body 53 (at the time of lift-up).
[0021]
  (B) Method of using an axial force meter
  FIG. 12 is a diagram showing a structure of a general axial force meter, and FIG. 13 is an installation diagram of the axial force meter.
[0022]
  In FIG. 12, 60 is an axial force meter, 61 is a loading plate, 62 is a strain generating body, 63 is a sensor, 64 is a moisture-proof coating, and 65 is a case. In FIG. 13, 71 is a pedestal, 72 is an axial force meter receiving plate, 73 is a bearing member, 74 is a fixing tool, 75 is a tendon, 76 is a filler, 77 is a head cap, and 78 is a filler (anti-proof). Rust material exchange port 79 is a through metal fitting (cable outlet).
[0023]
  In these drawings, an axial force meter 60 is installed between the bearing head supporting body 73 and the pedestal 71, and the reading of the sensor 63 attached to the axial force meter 60 is electrically converted. Or there is a method of obtaining the magnitude of the tensile force by sending it to the measuring instrument by other methods. This method is characterized in that the magnitude of the tensile force of the tendon 75 can be known continuously or at any time, so that the stability of the structure and the ground on which the anchor is installed can be constantly monitored.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
  However, (A) When the axial force meter is not used, the tensile force of tendon can be measured only by the above-mentioned work. However, the work at a high place is complicated and frequently requires a lot of time and cost. It is difficult to do this. In particular, it takes a long time to determine whether safety measures are urgently needed immediately after an earthquake.
[0025]
  Further, in this method, the tensile force is further applied without knowing what kind of tensile force is currently applied to the tendon. Therefore, when the tensile force is larger than the initial value, there is a risk of tendon cutting, which is not preferable as a method for obtaining the magnitude of the tensile force.
[0026]
  Further, when the (B) axial force meter is used, the following points are problems. That is,
  The period (life) in which reliable data can be acquired from a sensor attached to a conventional axial force meter is around 10 years in the current sensor technology. Here, strain gauges (generally wire strain gauges, foil gauges, semiconductor gauges, and strain transducers with improved strain gauge output and characteristics) are usually used as axial force gauge sensors. It is attached to the surface of the steel material of the strain body of the main body by bonding or bolting.
[0027]
  This sensor is used to detect the amount of expansion and contraction when the strain body of the main body of the axial force meter receives a tensile force or a compressive force. There is a drawback of not giving a value.
[0028]
  Therefore, it is necessary to update at an appropriate time. In this case, since it is difficult to replace only the sensor in the prior art, the entire axial force meter is replaced. For this reason, after creating a gap in the same manner as in the above method (A), the fixing tool is removed, the axial force meter is removed, and a new axial force meter is replaced.
[0029]
  The problem here is that the tensile force generated at the tendon at this time, that is, the magnitude of the axial force, becomes zero, so the structure or the ground that has been anchored and stabilized by the tensile force is temporarily Endangered, and in the worst case, destruction or destruction. At the same time, it is also a problem that the length of the tendon becomes shorter when the tensile force generated in the tendon becomes zero. The size varies depending on the length of the tendon, the magnitude of the tensile force generated in the tendon, the type of PC steel, and the like, but can be calculated by the following formula.
[0030]
  ΔL = σ · L / E (1)
here,
  ΔL: Length shortened by tendon (mm)
  σ: Tensile stress applied to tendon (KN / mm²)
  E: Elastic modulus of tendon (KN / mm²)
  L: Length of tendon (mm)
  In the standard case,
  σ≈1 (KN / mm²)
  E ≒ 200 (KN / mm²)
Therefore, Equation (1) can be rewritten as follows.
[0031]
  ΔL = L / 200 (2)
  Generally, tendon length is 20-60m (= 2x10).^Four~ 6 × 10^Fourmm),
  ΔL = 100-300mm
Thus, the tendon length is shortened by about 100 to 300 mm.
[0032]
  The surplus length of the tendon protruding above the anchor head is the tendon length necessary for mounting the jack. However, if the tendon axial force is zero, it is necessary to further increase the length by 100 to 300 mm. is there. For this reason, a protruding part becomes large from a structure or a slope, and it becomes obstructive or weak against external force.
[0033]
  FIG. 14 is a diagram showing an example (part 1) of a conventional anchor shaft force meter replacement procedure, and FIG. 15 is a diagram showing an example (part 2) of a conventional anchor shaft force meter replacement procedure.
[0034]
  A procedure for obtaining the magnitude of the tensile force acting on the anchor from the anchor axial force meter will be described with reference to these drawings. The method (A), which is the prior art, is partly the same as the method (B). 14 to 15 show a nut-type fixing tool, but a wedge type or the like can be carried out in the same procedure.
[0035]
  (1) As shown in FIG. 14A, the filler (rust preventive material) 76 of the head cap 77 is extracted.
[0036]
  (2) As shown in FIG. 14B, the head cap 77 is removed.
[0037]
  (3) As shown in FIG. 14 (c), the hydraulic jack 54 is attached to the tendon surplus length above the anchor head, and a tensile force is applied to the tendon 75 so that the fixing tool 74 and the support pressure body 73 are Alternatively, a slight gap is created behind the pressure bearing body 73. The magnitude of the tensile force of the tendon 75 is obtained from the scale of the pressure gauge 56 of the hydraulic jack 54 at this time.
[0038]
  (4) As shown in FIG. 14D, the magnitude of the tensile force of the tendon 75 is obtained from the sensor (strain meter) 63 attached to the anchor axial force meter 60 at the same time.
[0039]
  (5) As shown in FIG. 14E, the fixing tool 74 is loosened. At the time of the loosening operation, the operation is performed so that the tensile force of the tendon 75 is not increased as much as possible. Thereafter, the pressure of the jack 54 is gradually decreased to confirm that the pressure of the hydraulic jack 54 becomes zero, and then the hydraulic jack 54 Remove.
[0040]
  (6) As shown in FIG. 14F, the fixing tool 74, the pressure bearing body 73, and the axial force meter 60 are removed.
[0041]
  (7) As shown in FIG. 15 (a), after replacing with a new axial force meter 60 ', the bearing member 73 and the fixing tool 74 are assembled.
[0042]
  (8) As shown in FIG. 15B, the hydraulic jack 54 is attached to the surplus portion of the tendon 75 and a tensile force is applied to the tendon 75.
[0043]
  (9) As shown in FIG. 15C, the anchor head is fixed by introducing an initial tension force to the tendon 75 so that a predetermined tensile force of the tendon 75 is obtained.
[0044]
  (10) As shown in FIG. 15D, during this time, the reading of the pressure gauge 56 of the jack 54 and the strain of the sensor 63 of the anchor axial force meter 60 'are read.
[0045]
  (11) As shown in FIG. 15 (e), after removing the jack 54 and confirming that the extension cable of the axial force meter 60 'has penetrated the head cap 77', the head cap 77 'is moved to a predetermined position. Mounting, filling material (rust prevention material) 76 is filled therein.
[0046]
  As described above, (1) the axial force meter requires a sensor for measuring the axial force. (2) The parts other than the sensor of the axial force meter have a long life, but the life of the sensor is short, so the sensor needs to be replaced. (3) In the case of a conventional axial force meter, the sensor cannot be replaced unless the entire axial force meter is temporarily removed. Moreover, since it takes time to remove and replace, it is more convenient to replace it with another axial force meter instead of the removed axial force meter. (4) If the axial force meter is temporarily removed, the function of the anchor is interrupted during that time, and the structure becomes dangerous. Furthermore, it takes a considerable amount of time to remove the axial force meter, and the removal operation itself is a dangerous operation, and it takes a long time to mount the axial force meter on top of it and return it to its original state.
[0047]
  In view of the above situation, the present invention is capable of easily replacing only the sensor without releasing the tensile force of the anchor and without replacing the main body (referred to as a strain body) of the axial force meter. It is an object of the present invention to provide an anchor axial force meter in which only a sensor can be exchanged and a method for exchanging the sensor.
[0048]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention provides
  [1] An anchor axial force meter in which only a sensor can be exchanged during operation, and at the anchor head of the anchor, between the fixing tool (5) and the pedestal (16), the bearing body (6), outside A cylindrical strain generating body (7) having an upper flange (7A) having an opening and a lower flange (7B) and an axial force gauge receiving plate (9) are arranged, and tendon (4) is almost on the center line thereof. The sensor (8) is mechanically fixed in a removable manner between the upper flange (7A) and the lower flange (7B) of the strain body (7), and the strain body (7) The mechanical expansion / contraction of the sensor is proportional to the mechanical expansion / contraction of the sensor (8).
[0049]
  [2] In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during operation as described in [1] above, when the sensor (8) is fixed, it is possible to give a desired amount of strain to the sensor (8) in advance. It has a structure to make.
[0050]
  [3] In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during operation as described in [2] above, when the sensor (8) is fixed to the strain body (7), one of the sensors (8) Is fixed to one flange portion (7A or 7B) of the strain body (7) with a sensor body fixing bolt (21), and the other end portion of the sensor (8) is secured to the strain body. It has a structure that is fixed to the other flange part (7A or 7B) of (7) via an adjustment rod.
[0051]
  [4] In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during operation as described in [2] or [3] above, in setting the desired strain amount,The sensor (8) is supported by one flange portion (7B) of the strain body (7), and the sensor () is attached to the fixing screw (20) formed on the other flange portion (7A) of the strain body (7). 8) fixedStrain transmission rodFixed to (19)rotationscrewUsing (18)Screw the tip of the strain transmission rod (19) to reduce the strain acting on the strain transmission rod (19).It has a structure to adjust.
[0052]
  [5] In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during operation as described in [2], [3] or [4] above, the set value does not change after the desired strain amount is given in advance. It has a structure fixed to.
[0053]
  [6] In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during use as described in [1], [2], [3], “4” or [5] above, the head protecting the anchor head CatTheThe upper head cap (1) and the lower head cap (2) can be separated from each other. The lower head cap (2) is provided with a cable outlet (13) with a penetrating hardware, and is passed through an extension cable (12). A structure in which a waterproof connector (11) is connected in advance to the sensor (8) and is connected to the waterproof connector (11) of the extension cable (12) by tightening the penetrating metal piece (13) to perform a water stop treatment. Have
[0054]
  [7] In the method of replacing the sensor of the anchor axial force meter, (a)Strain body (7) and this strain Extension connected to the upper head cap (1) and the sensor (8), arranged to cover the anchor axial force meter with the sensor (8) attached to the flange (7A, 7B) of the body (7) Consists of a lower head cap (2) for introducing the cable (12)Removing the filler in the head caps (1, 2); (b) removing only the upper head cap (1) from the head caps (1, 2); and (c) anchors. A step of removing the sensor (8) after reading the magnitude of the tensile force with an axial force meter; and (d) the removed sensor.(8)New sensor after(8 ')And (e) the new sensor as required.(8 ')Adjusting the reading so as to be equal to the magnitude of the axial force read in the step (c), (f) attaching the upper head cap (1), and And a filling step.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0056]
  [Example 1]
  FIG. 1 is a schematic diagram in which an anchor axial force meter according to a first embodiment of the present invention is installed on an anchor, and shows a case where a cap is not provided on an anchor head that is constructed for a short period of time.
[0057]
  In this figure, 4 is a tendon, 5 is a fixing tool, 6 is a bearing member, 7 is a cylindrical strain generating body, 7A and 7B are flanges (upper and lower flanges) of the strain generating body, 8 is a sensor, and 8A is A sensor fixing portion, 9 is an axial force meter receiving plate, and 16 is a pedestal.
[0058]
  As shown in this figure, a strain generating body 7 constituting an axial force meter is arranged between a fixing tool 5 and a pedestal 16 via a pressure bearing body 6 and an axial force meter receiving plate 9. The tendon 4 which is at the upper part of the anchor and transmits the tensile force to the tensile part of the anchor is on the center line of the fixing tool 5, the supporting body 6, the strain generating body 7, the axial force gauge receiving plate 9 and the pedestal 16. 5 is fixed. The sensor 8 is mechanically detachably fixed between the two flanges of the strain body 7 and measures and displays the strain of the strain body 7. The sensor 8 can be replaced.
[0059]
  The tensile force applied to the tendon 4 is applied between the pedestal 16 and the anchor body (not shown), and a structure (not shown) is fixed via the pedestal 16. The axial force meter is subjected to a compressive force due to the reaction force from the pedestal 16 and the tensile force of the tendon 4, and the strain body 7 is contracted. As a result, the sensor 8 is contracted. The stress applied to the strained body 7 is displayed, and the tensile force applied to the tendon 4 and the anchor is found.
[0060]
  When it is time to replace sensor 8 for preventive maintenance,
  (1) As shown in FIG. 5C, after the magnitude of the tensile force applied to the axial force meter 7 is read by the sensor 8, the sensor 8 is removed.
[0061]
  (2) Next, as shown in FIG. 6A, a new sensor 8 'is attached after the removed sensor 8.
[0062]
  (3) Next, as shown in FIG. 6 (b), the reading of the new sensor 8 'is adjusted as necessary to match the axial force indicated by the removed sensor 8.
[0063]
  In this way, the sensor 8 can be periodically replaced with almost no change in the tensile force applied to the anchor.
[0064]
  Also, when the sensor 8 deteriorates and needs to be replaced urgently,
  (1) As shown in FIG. 13, the sensor 8 reads the magnitude of the tensile force applied to the strain body 7 of the axial force meter 60.
[0065]
  (2) Next, as shown in FIG. 14 (c), a hydraulic jack 54 is attached to the tendon surplus length above the anchor head, and a tensile force is applied to the tendon 75 (4) to fix the fixing tool 74 (5) and A slight gap is created between the support body 73 (6) or behind the support body 73 (6). The magnitude of the tensile force of the tendon 75 (4) is obtained from the scale of the pressure gauge 56 of the hydraulic jack 54 at this time.
[0066]
  (3) Next, as shown in FIG. 14D, the indicated value of the sensor 63 (8) attached to the anchor axial force meter 60 is read at the same time. The difference from the value read in (1) above is obtained. Compared with the tensile force read in the above (2), if they match, it is a “zero point” shift of the sensor 8, and if they do not match, it means that the sensor 8 is “sensitivity” abnormality. Thereby, the cause of deterioration of the sensor 8 can be estimated, and it can contribute to the improvement of the reliability of future measurement.
[0067]
  (4) Next, the pressure of the hydraulic jack 54 is lowered, it is confirmed that the pressure of the hydraulic jack 54 has become zero, the hydraulic jack 54 is removed, and then the sensor 8 is removed.
[0068]
  (5) Next, as shown in FIG. 6A, a new sensor 8 'is attached after the removed sensor 8.
[0069]
  (6) Next, as shown in FIG. 6B, the reading of the new sensor 8 'is adjusted as necessary to match the axial force indicated by the removed sensor 8.
[0070]
  In this manner, the sensor 8 can be replaced urgently and information for investigating the cause of the sensor abnormality can be obtained with almost no change in the tensile force applied to the anchor.
[0071]
  FIG. 2 is a view showing a structure of a sensor assembly including a peripheral portion for facilitating replacement when replacing the sensor of the anchor axial force meter according to the present invention. When replacing during service, only the sensor may be replaced. However, a sensor assembly in which an attachment portion or a transmission rod for strain adjustment is integrated may be used.
[0072]
  In this figure, 8 is a sensor, 8-1 is a strain gauge bonding portion, 8-2 is a mounting portion to the first flange, 8-3 is a strain transmission rod mounting portion, 8-4 is a strain transmission rod, 8- Reference numeral 5 denotes an attachment portion to the second flange.
[0073]
  (1) In the present invention, it is necessary that the sensor 8 can be replaced from the side surface of the strain body 7. For this reason, the sensor assembly was made shorter than the interval between the flanges 7A and 7B of the strain body 7. Specifically, the strain transmission rod 8-4 and the attachment portion 8-5 to the second flange are nested with each other, and the sensor assembly is shortened when the sensor assembly is inserted into the strain body 7 or pulled out. The structure is long when worn.
[0074]
  (2) The strain gauge for measuring the strain amount of the strain generating body 7 is bonded to the strain gauge bonding portion 8-1 of the sensor 8. A tensile force is applied to the anchor, the strain generating body 7 is mechanically expanded and contracted, the sensor 8 is also mechanically expanded and contracted, and a strain is generated, whereby a stress applied to the strain generating body 7 (that is, the axial force meter 60). Measured. Therefore, it is necessary that the sensor is mechanically expanded and contracted in accordance with the mechanical expansion and contraction of the strain generating body 7, the strain gauge adhesive portion 8-1 is mechanically expanded and contracted, and the change is transmitted to the strain gauge. Although it is ideal that the expansion and contraction of the strain generating body 7 and the expansion and contraction of the strain gauge bonding portion 8-1 coincide with each other, at least if there is a proportional relationship, the strain gauge is distorted from the change at the contact portion. It is possible to seek changes in the body. If the sensor has a high rigidity and a large reaction force, it will impede the mechanical expansion and contraction of the strain generating body. Therefore, in order to reduce the reaction force as much as possible, the strain gauge bonding part 8-1 is made of a pipe, plate, L-shaped steel, channel steel, etc. with a reduced thickness so that the rigidity is particularly lowered. Most of the strain applied to the three-dimensional object is caused at the strain gauge adhesion part, and the reaction force is made as small as possible.
[0075]
  (3) Measuring the distance between the flanges 7A and 7B at both ends of the strain generating body 7 corresponds to the strain measurement.
[0076]
  (4) Therefore, the sensor assembly needs to be fixed to the flanges 7A and 7B of the strain body 7.
[0077]
  (5) The length of the strain transmission rod 8-4 for transmitting strain to the sensor 8 or the length of the flange mounting portion 8-5 can be adjusted to give “offset strain” to the sensor 8 in advance, and the output of the strain gauge Is displayed, offset is given to the “zero point” display, the strain amount of the strain gauge and the proportional coefficient of “display of tensile force” applied to the anchor are displayed, and “anchor pulling force” before replacement is displayed It is necessary to be able to adapt to.
[0078]
  (6) The reason is that when the axial force meter is already attached to the anchor, the strain generating body 7 has already received stress and has strain. This is because the display scale of the axial force meter can be made to coincide with the stress when the sensor is replaced.
[0079]
  (7) The flange mounting portion 8-2 needs to be fixed to the flange 7B. It is also important to prevent the fixing screw from loosening when the axial force meter is in use. For this purpose, a mechanical fixing method must be employed.
[0080]
  (8) The flange mounting portion 8-5 needs to be fixed to the flange 7A. It is also important to prevent the fixing screw from loosening when the axial force meter is in use. For this purpose, a mechanical fixing method must be employed. In particular, although “offset distortion” is given to the sensor 8 via the strain transmission rod 8-4, it is important to perform mechanical fixation together with the strain transmission rod 8-4 so that the amount of distortion does not fluctuate.
[0081]
  Next, various fixing methods of the sensor of the anchor axial force meter of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c).
[0082]
  (1) As shown in FIG. 3A, a recess is formed in the flange 7B of the strain body 7, the lower part of the sensor 8 is mounted, and the sensor body fixing bolt 21 is used to fix it. A fixing screw 20 is provided on the flange 7A of the strain generating body 7 and is fixed by a fixing nut 17, and the strain transmitting rod 19 fixed to the sensor 8 is rotated.screw18 isFixedIs done.
[0083]
  More detailed attachment of the sensor 8 is as follows: (a) The sensor 8 main body is accommodated in the hole of the flange 7B of the strain generating body that can accommodate the sensor 8. (B) The sensor 8 is fixed with the sensor body fixing bolt 21. (C) The strain transmitting rod 19 is rotated by the rotating screw 18. (D) The strain transmitting rod 19 is screwed into the fixing screw 20 of the flange 7A of the strain generating body, and the strain acting on the strain transmitting rod 19 is adjusted. (E) When the adjustment of the strain value is completed, the fixing nut 17 is tightened and fixed.
[0084]
  Therefore, the sensor 8 can be replaced after loosening the fixing nut 17 and rotating it.screwRotate 18 and fixscrewThe strain transmission rod 19 is removed from 20, and then the sensor body fixing bolt 21 is loosened and the sensor 8 is removed.
[0085]
  (2) Simplifying the fixing method of (1) above, as shown in FIG. 3B, receiving portions are formed on the flanges 7A and 7B of the strain generating body 7, and the flanges7BReceives the rod 19A fixed to the lower part of the sensor 8, and the flange 7A receives the upper end of the strain transmission rod 19, and the strain transmission rod 19 rotates.screw18Fixeding.
[0086]
  For more detailed attachment of the sensor 8, (a) the rod 19A of the sensor 8 is inserted into the hole of the flange 7B of the strain generating body that can accommodate the rod tip. (B) The strain transmitting rod 19 is rotated by the rotating screw 18 (the rotating screw and the strain transmitting rod are fixed). (C) The strain transmission rod 19 is aligned with the hole of the flange 7B of the strain generating body. (D) The strain acting on the strain transmission rod 19 is adjusted by rotating the rotary screw 18. (E) When the adjustment of the distortion value is completed, the rotation of the rotary screw 18 is stopped.
[0087]
  Therefore, replacement of the sensor 8 is rotationscrew18, the upper end of the strain transmission rod 19 and the rod 19A are removed from the flanges 7A and 7B, respectively.
[0088]
  (3) As shown in FIG.3 (c), the rod 19B fixed to the lower part of the sensor 8 and the fixing plate 19C fixed to the front-end | tip are provided, and the fixing plate 19C is attached to butterfly.screwIt fixes to the flange 7B of the strain body 7 by 19D. On the other hand, it is fixed to the top of the sensor 8StrainA fixed plate 19E is fixed to the tip of the transmission rod 19, and the fixed plate 19E is attached to the butterflyscrewIt fixes to the flange 7A of the strain body 7 by 19F.
[0089]
  The sensor 8 is attached in more detail by fixing the fixing plates 19C and 19E of the rods 19 and 19B to which the strain is transmitted to the sensor 8 in the screw holes of the flanges 7A and 7B of the strain body 7 with the thumb screws 19D and 19F. To do.
[0090]
  Therefore, the replacement of the sensor 8screw19F is removed from the fixing plate 19E, the strain transmission rod 19 is removed, and then the butterflyscrew19D is removed from the fixing plate 19C, and the sensor 8 is removed.
[0091]
  [Example 2]
  Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0092]
  FIG. 4 is a schematic diagram in which an anchor axial force meter showing a second embodiment of the present invention is installed on an anchor.
[0093]
  This example shows a case where the anchor head has a cap that is constructed for a long period of time. Except for the point having the cap, this embodiment is the same as the first embodiment described above. The description is omitted.
[0094]
  After confirming that a predetermined tensile force has been introduced into the tendon 4, the lower head cap 2 is fixed using the concrete anchor 15. The lower head cap 2 has a penetrating hardware (cable outlet) 13, and a water stop treatment is performed by tightening the hardware through the extension cable 12. A waterproof connector 11 is connected to the sensor 8 in advance, and is connected to the waterproof connector 11 of the extension cable 12.
[0095]
  The upper head cap 1 is attached to the lower head cap 2 using bolts and nuts 14. The filler (rust preventive material) 10 is filled using a filler (rust preventive material) exchange port 3 (also attached to the lower head cap 2).
[0096]
  At the time of inspection, the inside of the upper head cap 1 and the lower head cap 2 using the filler (rust preventive) replacement port 3 (also attached to the lower head cap 2) provided in the upper head cap 1 After removing the filler (rust preventive material) 10, the bolts and nuts 14 are loosened, and only the upper head cap 1 is removed.
[0097]
  The replacement of the sensor 8 is as described with reference to FIGS.
[0098]
  Next, the procedure for exchanging only the sensor of the anchor axial force meter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0099]
  (1) As shown in FIG. 5A, the filler (rust preventive material) in the head caps 1 and 2 is extracted.
[0100]
  (2) As shown in FIG. 5B, only the upper cap 1 of the head caps 1 and 2 is removed.
[0101]
  (3) As shown in FIG. 5C, after the magnitude of the tensile force is read by the anchor axial force meter 7, the sensor 8 is removed.
[0102]
  (4) As shown in FIG. 6A, a new sensor 8 'is attached after the removed sensor 8.
[0103]
  (5) As shown in FIG. 6 (b), the reading of the new sensor 8 'is adjusted as necessary to adjust it to be the same as the magnitude of the axial force read in (3) above.
[0104]
  (6) As shown in FIG.6 (c), the upper head cap 1 is attached and it fills with filler (rust prevention material) 10 '.
[0105]
  In the above embodiment, the anchor axial force meter has been described. However, the present invention can be appropriately applied to a pressure-receiving type axial force meter that receives a load of a vehicle or a structure.
[0106]
  The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
[0107]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the anchor axial force meter and the replacement method thereof of the present invention, the following effects can be obtained.
[0108]
  (A) Instead of removing the entire anchor axial force meter as in the prior art, in the present invention, only the sensor part with a short life is left with the strain body of the axial force meter having durability and a long life as it is. Can be exchanged.
[0109]
  (B) The sensor unit according to the present invention is an adhesive type, bolted type as in the prior art,screwA part of the axial force meter that includes the strain-generating body is processed in advance, not a fixed die, etc., and has a mounting part that fits that part. It has a mounting structure that can be attached and detached, and that can hold the sensor securely and perform correct measurement. In addition, an adjustment jig for reading (reading) of the sensor can be incorporated as required.
[0110]
  (C) When a sensor with an adjustment jig is used, the reading (reading) of the new sensor can be adjusted to be the same as that of the old sensor when replacing the sensor unit. This avoids confusion and mistakes in handling subsequent magnitudes of tensile force measured with an axial force meter.
[0111]
  (D) In the prior art, since the tensile force generated in the tendon is temporarily increased, the tendon may be cut. However, in the present invention, it is not necessary to change the tensile force. it can.
[0112]
  (E) In the prior art, it is necessary to make the tensile force of tendon zero. For this reason, there is a possibility that the structure and the slope that are stabilized by the anchor may collapse. There is no danger of collapsing because the sensor can be replaced as it is.
[0113]
  (F) By making the head cap in two stages, it is not necessary to remove the lower head cap through which the extension cable of the sensor passes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view in which an anchor axial force meter according to a first embodiment of the present invention is installed on an anchor.
FIG. 2 is a view showing a structure of a sensor assembly of an anchor axial force meter according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of various fixing methods of the sensor of the anchor axial force meter of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view in which an anchor axial force meter showing a second embodiment of the present invention is installed on an anchor.
FIG. 5 is a diagram showing a procedure (part 1) for exchanging only the sensor of the anchor axial force meter according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a procedure (part 2) for exchanging only the sensor of the anchor axial force meter according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of basic elements of a conventional anchor.
FIG. 8 is a configuration diagram of an example of a basic structure of a conventional permanent anchor.
FIG. 9 is a view showing an anchor construction example (1);
FIG. 10 is a view showing an anchor construction example (No. 2).
FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for obtaining the tensile force of an anchor using a jack pressure gauge or a hydraulic pump pressure gauge.
FIG. 12 is a diagram showing a structure of a conventional general axial force meter.
FIG. 13 is an installation diagram of a conventional axial force meter.
FIG. 14 is a diagram showing an example (part 1) of a procedure for replacing a conventional anchor shaft force meter.
FIG. 15 is a diagram showing an example (part 2) of a procedure for replacing a conventional anchor shaft force meter.
[Explanation of symbols]
  1 Upper head cap
  2 Lower head cap
  3 Filling material (rust prevention material) exchange port
  4 Tendon
  5 Fixing tool
  6 bearing body
  7 strain body
  7A, 7B Flange of strain body
  8 sensors
  8 'new sensor
  8A Sensor fixing part
  8-1 Strain gauge adhesion part
  8-2 Mounting part to the first (lower) flange
  8-3 Strain transmission rod mounting part
  8-4 Strain transmission rod
  8-5 Mounting part to second (upper) flange
  9 Axial force gauge support plate
  10, 10 'filler (rust preventive)
  11 Waterproof connector
  12 Extension cable
  13 Through hardware (cable outlet)
  14 Bolts and nuts
  15 Concrete anchor
  16 pedestal
  17 Fixing nut
  18 rotationsscrew
  19 Strain transfer rod
  20 fixedscrew
  21 Sensor body fixing bolt
  19A, 19B Rod
  19C, 19E Fixed plate
  19D, 19F Butterflyscrew

Claims

In the anchor head of the anchor, a cylindrical member having a support body (6), an upper flange (7A) having an opening on the outside and a lower flange (7B) between the fixing tool (5) and the base (16). The strain body (7) and the axial force gauge support plate (9) are disposed, and the tendon (4) is disposed substantially on the center line thereof, and the upper flange (7A) and the lower flange ( 7B), the sensor (8) is mechanically fixed by a detachable method so that the mechanical expansion / contraction of the strain generating body (7) and the mechanical expansion / contraction of the sensor (8) are proportional to each other. Anchor axial force meter that can replace only the sensor during operation.

An anchor axial force meter capable of exchanging only a sensor during service according to claim 1, wherein a structure capable of giving a desired amount of distortion to the sensor (8) in advance when the sensor (8) is fixed. Anchor axial force meter that can replace only the sensor during operation.

In the anchor axial force meter in which only a sensor can be replaced during service according to claim 2, when the sensor (8) is fixed to the strain body (7), one end of the sensor (8) is The sensor body fixing bolt (21) is fixed to one flange portion (7A or 7B) of the strain body (7), and the other end of the sensor (8) is fixed to the strain body (7). An anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during service, having a structure that is fixed to the other flange portion (7B or 7A) via an adjustment rod.

In the anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during service according to claim 2 or 3, in setting the desired strain amount , a sensor (8) is provided at one flange portion (7B) of the strain generating body (7). ) And a fixing screw (20) formed on the other flange portion (7A) of the strain generating body (7) and a rotation screw fixed to the strain transmission rod (19) fixed to the sensor (8) An anchor axial force meter in which only the sensor can be replaced during service, having a structure for adjusting the strain acting on the strain transmission rod (19) by screwing the tip of the strain transmission rod (19) using (18).

The anchor axial force meter capable of exchanging only a sensor during service according to claim 2, 3 or 4, wherein the desired strain amount is given in advance and then fixed so as not to fluctuate. Anchor axial force meter that can replace only the sensor.

According to claim 1, 2, 3, 4 or 5 anchor axial force meter replaceable sensors only the in service description, the head cap for protecting the anchor head and the upper head cap (1) lower The head cap (2) is separable, the lower head cap (2) is provided with a cable outlet (13) with a penetrating metal, and the penetrating metal (13) is tightened through an extension cable (12). A waterproof connector (11) is connected to the sensor (8) in advance, and the sensor (8) is connected to the waterproof connector (11) of the extension cable (12). Anchor axial force meter that can replace only the sensor.

In the method of replacing the sensor of the anchor axial force meter,
(A) Upper head cap disposed so as to cover the anchor axial force meter having the strain body (7) and the sensor (8) attached to the flange (7A, 7B) of the strain body (7) (1) and a step of extracting the filler in the head cap (1, 2) including the lower head cap (2) for introducing the extension cable (12) connected to the sensor (8) ;
(B) removing only the upper head cap (1) from the head caps (1, 2);
(C) removing the sensor (8) after reading the magnitude of the tensile force with the anchor axial force meter;
(D) attaching a new sensor (8 ') after the removed sensor (8) ;
(E) adjusting the reading of the new sensor (8 ′) as necessary to adjust it to be the same as the magnitude of the axial force read in step (c);
(F) A method of replacing the sensor of the axial force meter, comprising: attaching the upper head cap (1) and filling the filler.