JP3854038B2

JP3854038B2 - コンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法

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Publication number: JP3854038B2
Application number: JP2000169209A
Authority: JP
Inventors: 裕二永島; 克哉米田; 孝二荒川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP2001349956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物内において第１の鉄筋に対して交差して埋設されている第２の鉄筋の破断を検知するコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法に関し、更に詳しくは、例えば渦流探傷法を用いてビル、橋梁などに使用されるコンクリート構造物である例えばコンクリートポール内の鉄筋の破断を検知するコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１７に示されているように、地震、事故などによりビル、橋梁などのコンクリート構造物にひび２２が発生する場合があり、補修を行う必要があるが、内部の鉄筋の状態により、補修工法が異なる。特に図１７に示されているように、例えば縦鉄筋５１に破断３０が存在する場合、コンクリート構造物の強度が低下するので、鉄筋破断を検知することは非常に重要である。また、コンクリート構造物であるコンクリートポールでも同様である。以下にコンクリートポールに関して詳細に述べる。
【０００３】
図１３に示されているように、電話ケーブル、電力ケーブルを各家庭に敷設するために、道路際にコンクリートポール（以下ＣＰと称する）２０を建設し、ＣＰ２０にケーブル２１を敷設している。これらＣＰ２０には敷設されているケーブル２１による引っ張り力２４が常時かけられている。両側からの引っ張り力２４は同一になるように設計されている。両側からの引っ張り力がお互いに打ち消し合う状況を平衡状態と称する。
【０００４】
一方、図１４に示されているように、例えば交差点においてケーブルの敷設方向が直角に曲がる場合がある。この場合、ＣＰ２０には平衡な引っ張り力ではなく、一方方向への引っ張り力２４ａがかかる。この力を不平衡力と称する。一般的には不平衡力を打ち消すため、図１５に示されているように、不平衡力の方向と逆方向に支線２３等を構築する。しかし、民家がある場合など、支線２３を構築できない場合がある。すると、ＣＰ２０は常に不平衡力がかかっている状態となる。
【０００５】
コンクリートは空気中の炭酸ガス、塩分などにより、アルカリ性から中性へと変化してゆく。コンクリートが中性になると、コンクリート内の鉄筋が腐食しやすくなる。一般的には鉄筋の腐食が進行すると鉄筋径が小さくなり、鉄筋破断に至る。しかし、ＣＰ２０に不平衡荷重がかかっていると、鉄筋の減肉が進行する前に、破断が発生する。この現象を応力腐食割れと称する。応力腐食割れは遅れ破壊の一種である。
【０００６】
図１６にＣＰ２０内での鉄筋破断の模様を示す。ＣＰ２０にはＣＰ２０の長手方向に平行に複数の主鉄筋８０が配置されており、主鉄筋８０を取り巻くように、螺旋鉄筋４０が配置されている。応力腐食割れにより主鉄筋８０が破断することによりＣＰ２０が折損する事故が発生している。そこで、ＣＰ２０に含まれている主鉄筋８０の破断３０を非破壊で探査する技術が望まれている。
【０００７】
鉄筋の腐食を探査する方法としては、自然電位法がある。しかし、自然電位法では一個所だけコンクリートを削り、鉄筋を露出させる必要がある。そのため、作業性が悪く、また、測定終了後、削ったコンクリートを補修するが、その位置から空気中の塩分などが侵入しやすくなるため実際的な測定方法ではない。そこで以下の方法が提案されている。
【０００８】
（１）ＣＰ内の鉄筋量を測定するために、円形の金属コイルでＣＰを挟み、インピーダンスを測定する。ＣＰの鉄筋量が減少している場合、インピーダンスが変化するので、この変化量で、ＣＰの鉄筋量を測定し、鉄筋が腐食しているか否かを判定する（特開平９−２１７８６号公報参照）。
【０００９】
（２）物体の傷を検知する手法として、渦流探傷法が研究されている。この渦流探傷法は、センサから磁界を送信し、金属表面に渦電流を発生させ、更にこの発生した渦電流により磁界が発生する。金属表面に傷がある場合には発生する渦電流の流れに変化が生じ、この渦電流の変化により発生する磁界も変化する。この変化量を測定することにより、金属表面の傷を探知することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した（１）の手法では、健全なＣＰのインピーダンスを基準値として、現在測定しているＣＰで得られるインピーダンスと比較する。しかし、ＣＰの製造メーカは複数あり、それぞれ構造が異なる。また、同一メーカ品でも、製造年度、ロッドなどにより構造が異なる。従って、基準インピーダンスをすべてのＣＰで事前に調査する必要がある。しかし実際に測定する場合、測定対象のＣＰのメーカ、製造年度などが測定現場でわからない場合が多い。また、円形コイルを使用するが、ＣＰには足場ボルト、宣伝板（金属板）等があり、迅速な測定は困難であった。また、基本的に本方法は鉄量を測定することを目的としている。しかし、応力腐食割れ等の現象により鉄筋が破断する場合には鉄筋量の減少は無く、当方法では鉄筋破断の探査は事実上不可能である。更に図１７に示したようなコンクリート構造物の鉄筋破断の検知への応用ができないなどの問題がある。
【００１１】
また、上記した（２）の手法である通常の渦流探傷法では、被検査物表面の傷を探知することを目的としているため、センサと被検査物表面の間隔をできるだけ小さくして測定する。この距離をリフトオフと称する。コンクリートは透磁率が空気と等しいので（つまり、透磁率１と考えられる）、渦流探傷法を適用した場合、リフトオフが２ｃｍ以上になる。また、図１７のコンクリート構造物の場合には、鉄筋深さは１０ｃｍにも及ぶ。そのため、現在市販されている装置では渦流探傷センサから送信される磁界が鉄筋まで届かないため、鉄筋の探知そのものが困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コンクリート構造物内に埋設された鉄筋を効率的かつ適確に検出し、コンクリート構造物内の鉄筋破断位置を検知する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法は、コンクリート構造物内において第１の鉄筋に対して交差して埋設されている第２の鉄筋の破断を検知するコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法であって、コンクリート構造物内に埋設されている第１の鉄筋の長手方向に交差する方向に例えば第１のセンサを移動させながら磁界を発生し、該磁界に対する第１の鉄筋からの影響の有無に基づき第１の鉄筋が埋設されていない場所を検知し、この検知した第１の鉄筋が埋設されていない場所において第２の鉄筋の長手方向に交差する方向に第１のセンサを移動させながら磁界を発生し、該磁界に対する第２の鉄筋からの影響の有無に基づき第２の鉄筋を検知し、この検知した第２の鉄筋の長手方向に沿って例えば第２のセンサを移動させながら磁界を発生し、第２のセンサの２つの受信コイルで磁界を検知し、この２つの受信コイルで検知した２つの磁界が平衡している、つまり同一の場合には第２の鉄筋に破断がないと判断し、前記２つの磁界に対し、検知信号を同期検波器によりＸ，Ｙベクトル成分を有するリサージュ波形に変換し、このリサージュ波形において第１の鉄筋によるリサージュ波形をＸ軸に対して平行にして、第１の鉄筋による信号成分がＹ軸に出ないようにリサージュ波形の位相角度を調整し、この調整されたリサージュ波形のＹ軸成分の大きさに基づいて第２の鉄筋の破断を検知することを要旨とする。
【００１４】
本発明にあっては、第１の鉄筋に交差する方向に第１のセンサを移動させながら磁界を発生させ、発生させた磁界に対する第１の鉄筋からの影響に基づき第１の鉄筋が埋設されていない場所を検知し、第１の鉄筋が埋設されていない場所において第２の鉄筋に交差する方向に第１のセンサを移動させながら磁界を発生させ、発生した磁界に対する第２の鉄筋からの影響に基づき第２の鉄筋を検知し、第２の鉄筋の真上に第２のセンサを設置し、第２のセンサを長手方向に移動させながら磁界を発生し、第２のセンサの２つの受信コイルで、それぞれ磁界を検知し、この２つの磁界が等しい場合には第２の鉄筋に破断がないと判断し、例えば第２のセンサの２つの受信コイルで受信した２つの磁界の検知信号を同期検波器によりＸ，Ｙベクトル成分を有するリサージュ波形に変換し、このリサージュ波形において第１の鉄筋によるリサージュ波形をＸ軸に平行にして、第１の鉄筋による信号成分がＹ軸に出ないようにリサージュ波形の位相角度を調整し、この調整されたリサージュ波形のＹ軸成分の大きさに基づいて第２の鉄筋の破断を検知するため、コンクリート構造物内の鉄筋の破断を、別の鉄筋が真下にある場合でもまたコンクリートの剥離やその前兆がない場合でも、非破壊で適確に検知することができる。尚、上記では判り易くするために第１のセンサと第２のセンサとして記載したが１つのセンサを切り換えて使用するものであっても良く、さらには２つ以上であっても良い。
【００１７】
更に、上記コンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法において、前記コンクリート構造物が、コンクリートポールであり、前記第１の鉄筋が、コンクリートポール内をその円周方向に巻回している螺旋鉄筋であり、前記第２の鉄筋が、コンクリートポール内をその長手方向に延出している主鉄筋であることを要旨とする。
【００１８】
上記コンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法において、前記コンクリート構造物が、内部の鉄筋がメッシュ状に配置されているコンクリート構造物であり、前記第１の鉄筋が、コンクリート構造物内を横方向に延出している横鉄筋であり、前記第２の鉄筋が、コンクリート構造物内を縦方向に延出している縦鉄筋であることを要旨とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法でコンクリート構造物であるＣＰ内に埋設されている第１の鉄筋である螺旋鉄筋を検知する方法を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態では、コンクリート構造物としてＣＰ２０を対象とした場合を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、任意のコンクリート構造物に適用し得るものである。
【００２０】
ＣＰ２０は、図１６にも図示したように、その長手方向に第２の鉄筋である複数の主鉄筋８０が円周方向に等間隔でコンクリート内に埋設されるとともに、この複数の主鉄筋８０を囲むように第１の鉄筋である螺旋鉄筋４０がＣＰ２０の円周方向に螺旋状に巻回され、螺旋鉄筋４０は主鉄筋８０に対して交差するように配置されている。本実施形態のコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法は、このように主鉄筋８０と螺旋鉄筋４０で補強されたＣＰ２０において例えば図１６で示したような主鉄筋８０の破断３０を検知しようとするものであるが、図１ではまず、螺旋鉄筋４０の位置、詳しくは、隣り合う螺旋鉄筋４０の間の位置を検出する動作を説明する。
【００２１】
なお、以下に説明する本実施形態の手順は、図１２のフローチャートに示す手順で行われるので、以下では図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
すなわち、図１では、まず図１２のステップＳ１に示すように、隣り合う螺旋鉄筋４０間の位置を検出する動作を行う。この動作では、図２に示すような第１のセンサ１を使用する。この第１のセンサ１は、フェライトコア１３の上に巻回された送信コイル１５および受信コイル１６を有する。送信コイル１５によって発生する磁界１４により鉄筋に渦電流が発生する。そして、この渦電流により磁界が発生し、その磁界を受信コイル１６で検知することにより螺旋鉄筋４０の有無を検知しようとするものである。
【００２３】
すなわち、第１のセンサ１による螺旋鉄筋４０の検知、具体的には隣り合う螺旋鉄筋４０間の位置の検知は、図１に示すように、第１のセンサ１をＣＰ２０に近接させてから、第１のセンサ１をＣＰ２０の長手方向に矢印１７１で示すように例えば数十ｃｍ移動させる。なお、このとき、第１のセンサ１はＣＰ２０の表面に対して垂直に保持することが必要であるとともに、また第１のセンサ１とＣＰ２０の表面との距離であるリフトオフを極力一定に保ち、ガタ雑音が発生しないように注意することが必要である。
【００２４】
図１において矢印１７１で示すように、第１のセンサ１をＣＰ２０の長手方向に移動させると、第１のセンサ１が螺旋鉄筋４０に近接した場合に、第１のセンサ１の送信コイル１５から発生する磁界によって螺旋鉄筋４０に渦電流が誘起され、この誘起された渦電流により磁界が再び発生し、この再び発生した磁界が受信コイル１６で受信されるため、この受信コイル１６で受信した電気信号の観測波形、すなわち螺旋鉄筋４０による観測波形は図１において符号１０１で示すように螺旋鉄筋４０が埋設されている位置において波形振幅値が増大する。なお、この螺旋鉄筋観測波形１０１を示すグラフは図１において縦軸がＣＰ２０に長手方向における対応した第１のセンサ１の移動距離であり、横軸が螺旋鉄筋観測波形１０１の波形振幅値である。
【００２５】
このグラフに示す螺旋鉄筋観測波形１０１からわかるように、第１のセンサ１が螺旋鉄筋４０の真上に位置したときに螺旋鉄筋観測波形は最も大きな振幅値になることがわかる。従って、この螺旋鉄筋観測波形１０１の振幅値が最も小さい位置が隣り合う螺旋鉄筋４０間の中間位置となる。
【００２６】
次のステップＳ２では、図３に示すように、隣り合う螺旋鉄筋４０間の中間位置に第１のセンサ１をＣＰ２０に近接させて、第１のセンサ１をＣＰ２０の円周方向に移動させる。そして、この移動において観測された波形の振幅値が最大となる位置を主鉄筋８０が存在する位置として検知しようとするものである。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、ステップＳ１で検出した隣り合う螺旋鉄筋４０の中間位置に第１のセンサ１を垂直に近接させながら、第１のセンサ１をＣＰ２０の円周方向に矢印１７２で示すように移動させると、図３において横軸にＣＰ２０の円周方向に対する第１のセンサ１の位置に対応して示すセンサ移動距離を取り、縦軸に波形振幅値を取ったグラフで示すように、第１のセンサ１の受信コイル１６からの電気信号の波形振幅値は、主鉄筋８０が埋設されている位置において主鉄筋観測波形１０３で示すように最大となるので、この主鉄筋観測波形１０３が最大となる位置に主鉄筋８０が埋設されていることがわかる。
【００２８】
なお、上述した波形の振幅値の観測は、第１のセンサ１を移動させる作業者と波形を観測する作業者の２名を必要とするが、図４に示すように、観測される波形の振幅値に応じて周波数の異なる音声を発生させるように構成し、この音声を聞きながら１人の作業者で周波数が最も高い位置を主鉄筋８０が埋設されている位置として検知するように構成することにより、上述した作業を１人の作業者で行うことができるようになる。なお、これは主鉄筋８０の埋設位置の検知のみならず、ステップＳ１で説明した隣り合う螺旋鉄筋４０間の中間位置を検知する場合にも適用し得ることは勿論のことである。
【００２９】
次に、ステップＳ３では、図５に示すような第２のセンサ２を使用し、この第２のセンサ２をステップＳ２で検知した主鉄筋８０が埋設されているＣＰ２０の上に近接させ、図６において矢印１７３で示すように、ＣＰ２０の長手方向に沿って、すなわち主鉄筋８０の長手方向に沿って第２のセンサ２を例えば数十ｃｍ程度移動させて、リサージュ波形を観測する。
【００３０】
更に詳しくは、図５に示す第２のセンサ２は、Ｅ形のフェライトコア１３の真中のコアに送信コイル１２を巻回し、その両側の２つのコアに第１および第２の受信コイル１０，１１を巻回して構成されるものであり、送信コイル１２から発生する磁界１４を第１および第２の受信コイル１０，１１で検知するものであるが、この第２のセンサ２を図６に示すように主鉄筋８０の長手方向に沿って矢印１７３で示すように移動させた時、主鉄筋８０に破断がない場合には、第１および第２の受信コイル１０，１１で検知される両磁界の強さは同じであって、両磁界は平衡状態にあり、これにより主鉄筋８０に破断はないと判断することができるのに対して、主鉄筋８０に例えば図８に示すような破断３０がある場合には、第１および第２の受信コイル１０，１１で検知される両磁界の強さが破断３０の影響で不平衡となるため、これにより主鉄筋８０に破断があると判断することができるものである。
【００３１】
なお、第２のセンサ２から測定対象物である主鉄筋８０までの距離が例えば２０ｍｍ離れていても磁界を到達させるために、第２のセンサ２の送信コイル１２と第１および第２の受信コイル１０，１１との間隔は、主鉄筋８０と第２のセンサ２との間の距離と同じかまたはそれ以上の長さが必要である。また、試験周波数は低い方が望ましく、例えば数十ｋＨｚから数百Ｈｚを使用する。
【００３２】
上述したように構成される第２のセンサ２に関連する回路構成について図７を参照して説明する。図７に示すように、第２のセンサ２の第１および第２の受信コイル１０，１１で検知される両磁界の強さは電気信号としてブリッジ回路４に供給されて合成される。このブリッジ回路４には発信器３および自動平衡器５から信号が供給されているが、第２のセンサ２の第１および第２の受信コイル１０，１１の出力信号はブリッジ回路４を通じて自動平衡器５により傷や破断がない個所ではブリッジ回路４からの合成波形出力信号が０になるようにバランスがとられ、傷や破断がある場合にはブリッジ回路４のバランスが崩れるようになっている。このようなブリッジ回路４からの合成信号は増幅器６で増幅された後、同期検波器７に入力され、ここで位相角度がそれぞれ９０度異なるＸ，Ｙベクトル成分を有するリサージュ波形に変換され、更に移相器８で位相シフトされてＣＲＴ９に観測波形のベクトル表示が行われるようになっている。なお、このベクトル表示波形をリサージュ波形と称する。
【００３３】
また、主鉄筋８０における破断の検知は渦流探傷法で行われるが、この渦流探傷法において探査目的である例えば傷とノイズの識別を行う場合には、傷とノイズのリサージュ波形での位相角度の違いを利用する。一般的にはノイズのリサージュ波形をＸ軸に平行に設定する。すなわち、ノイズのリサージュ波形の位相角度を０度に設定する。そして、この状態でリサージュ波形をＹ軸に投影して波形を観測する。ノイズ成分のリサージュ波形は、Ｘ軸と平行であるため、Ｙ軸へリサージュ波形を投影した場合、波形振幅値は非常に小さくなるため、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００３４】
本実施形態では、上述した傷は主鉄筋８０の破断位置で得られる波形であり、ノイズは螺旋鉄筋４０の位置で得られる波形である。また、図１７に示したようなコンクリート構造物では、縦鉄筋５１と横鉄筋５２の交点で観測される波形がノイズ成分となる。なお、本ステップで行うキャリブレーションとは、螺旋鉄筋４０の位置で得られるリサージュ波形の位相角度を０度に設定することを意味する。
【００３５】
図６および図８を参照して、更に詳しく説明する。第２のセンサ２は、図６に示すように主鉄筋８０の真上に近接して設置し、主鉄筋８０の長手方向に沿って矢印１７３で示すように第２のセンサ２を移動させる。図６の場合、第２のセンサ２を主鉄筋８０に沿って矢印１７３で示すように移動させた場合において、主鉄筋８０の近辺に何もない部分、すなわち主鉄筋８０の近辺に図８に示すような破断３０もなく、また主鉄筋８０を横切った螺旋鉄筋４０もない部分を第２のセンサ２が移動する場合には、第２のセンサ２の第１および第２の受信コイル１０，１１の出力は平衡しているため、ブリッジ回路４からの合成出力信号は０となっているが、第２のセンサ２が螺旋鉄筋４０と交差すると、すなわち図６では第２のセンサ２は螺旋鉄筋４０と３個所で交差するが、このように第２のセンサ２が螺旋鉄筋４０と交差すると、第２のセンサ２の第１および第２の受信コイル１０，１１の出力信号のバランスが崩れるため、ブリッジ回路４からの合成出力信号もバランスが崩れ、その螺旋鉄筋４０の位置で観測されるリサージュ波形は、図６において符号４１１ａ，４１１ｂ，４１１ｃのようになる。
【００３６】
また、第２のセンサ２を主鉄筋８０に沿って上述したように移動させた場合において、主鉄筋８０の途中に破断がある場合、例えば図８に示すように主鉄筋８０の途中に鉄筋破断３０があると、第２のセンサ２の第１および第２の受信コイル１０，１１の出力信号のバランスが大きく崩れるため、ブリッジ回路４からの合成出力信号もバランスが崩れ、その鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形は、図８において符号３１１のようになる。
【００３７】
上述した螺旋鉄筋位置でのリサージュ波形４１１および鉄筋破断位置でのリサージュ波形３１１は、上述したようにブリッジ回路４からの合成信号を同期検波器７でＸ，Ｙベクトル成分に変換したものであり、それぞれ図６の４２１および図８の３２１で示すようにＸ軸に対してそれぞれ位相角度４２１および３２１を有している。
【００３８】
次に、ステップＳ４では、リサージュ波形の位相角度が一致しているか否かを判定する。ここでは、図６で示したように、螺旋鉄筋４０の位置で得られるリサージュ波形の位相角度を０度に設定するキャリブレーションを行うために、リサージュ波形の位相角度を見て、主鉄筋８０に図８に示すような鉄筋破断３０がない部分を選択する。すなわち、図６においてリサージュ波形４１１ａ，４１１ｂ，４１１ｃで示すようにリサージュ波形の位相角度がすべて同じで一致している場合には、主鉄筋８０に鉄筋破断がなく、これらのリサージュ波形４１１は螺旋鉄筋４０の位置で観測されたリサージュ波形であると判断され、次のステップＳ６に進むが、例えば図８に示すように主鉄筋８０に鉄筋破断３０がある場合には、その位置で観測されるリサージュ波形３１１は位相角度が３２１で示すように他のリサージュ波形の位相角度と異なるため、第２のセンサ２で測定しようとする主鉄筋８０を他の主鉄筋８０に変え（ステップＳ５）、それからステップＳ３に戻って同じ動作を繰り返し行う。
【００３９】
すなわち、第２のセンサ２で測定しようとする主鉄筋８０に螺旋鉄筋４０以外の例えば鉄筋破断３０のようなセンサのバランスを崩す要因がある場合には、上述したキャリブレーション、すなわち螺旋鉄筋４０の位置で得られるリサージュ波形の位相角度を０度に設定するキャリブレーションを行うことが困難であるので、主鉄筋８０を変えようとするものである。
【００４０】
次のステップＳ６では、図６で示したようにリサージュ波形の位相角度が一致している主鉄筋８０に対して、第２のセンサ２を近接させ、主鉄筋８０の長手方向に第２のセンサ２を矢印１７３で示すように数十ｃｍ程度移動させて、リサージュ波形を観測し、このリサージュ波形がＸ軸に平行になるように位相角度を調整する。すなわち、図６において螺旋鉄筋４０の位置に対応する所で現れるリサージュ波形４１１の位相角度４２１を図７に示す移相器８で０度になるように、すなわちリサージュ波形４１１がＸ軸に平行になるように位相角度を設定する。具体的には、図９（ａ）において実線で示すリサージュ波形４１１の位相角度を移相器８で０度になるように制御し、これによりリサージュ波形４１１を図９（ｂ）に示すようにＸ軸に平行になるように設定する。この結果、雑音成分である螺旋鉄筋位置で観測されるリサージュ波形４１１の振幅値を図１０において符号４０１で示す波形４０１のように最小にするものである。
【００４１】
次にステップＳ７では、上述したようにステップＳ６で確定した位相角度を用いて、図１０に示すように、主鉄筋８０に第２のセンサ２を近接させ、主鉄筋８０の長手方向に沿って第２のセンサ２を移動させて主鉄筋８０における鉄筋破断位置を探査する。なお、このように第１のセンサ１を主鉄筋８０に沿って移動させる場合、ＣＰ２０の表面の凹凸で第２のセンサ２がガタついて不要に動き、ガタ雑音が発生することを防止するためにＣＰ２０の表面に例えば透明なアクリル板などを貼りつけることが効果的である。
【００４２】
図１０に示すように、第２のセンサ２を主鉄筋８０に沿って移動させると、第２のセンサ２が３個所の螺旋鉄筋４０および螺旋鉄筋４０の間にある鉄筋破断３０を通過する時に、螺旋鉄筋４０の通過位置でリサージュ波形４１１が観測され、このリサージュ波形４１１のＹ軸投影波形が４０１で示すように小さく現れるが、鉄筋破断３０の通過位置では３１１で示すようなリサージュ波形が観測され、このリサージュ波形３１１のＹ軸投影波形は３０１で示すように大きく現れる。すなわち、螺旋鉄筋４０の位置で観測されるリサージュ波形４１１はＸ軸に平行であるため、そのリサージュ波形４１１のＸ軸投影波形４０１の振幅値は小さいが、鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形３１１のＹ軸投影波形３０１の振幅値は大きく現れている。
【００４３】
なお、図９（ａ）に示した螺旋鉄筋４０の位置でのリサージュ波形４１１の位相角度を移相器８で０度になるように制御し、これによりリサージュ波形４１１を図９（ｂ）に示すようにＸ軸に平行になるように設定するというキャリブレーションを行うと、鉄筋破断３０の位置での図９（ａ）に示すリサージュ波形３１１は、図９（ｂ）に示すようにＹ軸に平行になるので、図１０に示す鉄筋破断３０の位置でのリサージュ波形３１１はＹ軸に平行になっている。このため、鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形のＹ軸投影波形３０１の振幅値は螺旋鉄筋４０の位置で観測されるリサージュ波形のＹ軸投影波形４０１に比較してかなり大きくなっている。この結果、螺旋鉄筋４０が存在していても、位相角度を適切に設定することにより鉄筋破断３０を適確に検知することができるのである。
【００４４】
以上のようにして得られるＹ軸投影波形の振幅値を測定し、この振幅値が所定の閾値を越えた場合、鉄筋破断３０であると判断することができる。従って、このようにＹ軸投影波形の振幅値が所定の閾値を越えた時に例えばブザーなどで警報を発することにより、操作者に鉄筋破断を知らせることができる。以上の操作をすべての主鉄筋８０の位置で行うことによりＣＰ２０における鉄筋破断を適確に検知することができる。
【００４５】
図１１は、鉄筋破断３０の位置が螺旋鉄筋４０の位置と重なっている場合の例を説明するための図である。この場合の鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形には、螺旋鉄筋４０の位置でのリサージュ波形４１１と鉄筋破断３０の位置でのリサージュ波形３１１が同時に現れる。すなわち、Ｘ軸に平行なリサージュ波形が螺旋鉄筋４０の位置で観測されるリサージュ波形であり、Ｙ軸に平行なリサージュ波形が鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形であり、リサージュ波形４１１と３１１は位相角度が異なるが、螺旋鉄筋４０の位置で観測されるリサージュ波形４１１はＸ軸に平行になっているため、そのＹ軸投影波形成分はほとんど０となり、リサージュ波形４１１と３１１の両者のＹ軸投影波形はほとんどが鉄筋破断３０の位置で観測されるリサージュ波形３１１のＹ軸投影波形となっている。従って、このように鉄筋破断３０の位置が螺旋鉄筋４０の位置の真下で重なっていても鉄筋破断３０の位置を適確に検知することができる。
【００４６】
上記実施形態においては、一例としてＣＰ２０の場合について説明したが、本発明は例えば図１７に示すようなコンクリート構造物にも同様に適用し得るものである。図１７に示すようなコンクリート構造物に対しては、ＣＰ２０の螺旋鉄筋４０は図１７の横鉄筋５２に相当し、ＣＰ２０の主鉄筋８０は縦鉄筋５１に相当する。また、ＣＰ２０の主鉄筋８０の破断３０は図１７に示すコンクリート構造物の縦鉄筋５１の破断に相当する。なお、コンクリート構造物内の鉄筋はメッシュ状に配置されているので、縦鉄筋５１および横鉄筋５２のいずれの破断に対しても本発明を同様に適用し得るものである。これは、上記実施形態で説明したＣＰ２０の場合にも適用し得るものであり、上記実施形態では、主鉄筋８０の破断の検知について説明したが、逆に螺旋鉄筋４０の破断にも同様に適用し得るものであり、この場合には螺旋鉄筋４０と主鉄筋８０を逆にして適用すればよいものである。
【００４７】
また、センサは１つのセンサを切り換えて使用しても良く、あるいは２つ以上であっても良いのは言うまでもないことである。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の鉄筋に交差する方向に移動しながら磁界を発生して第１の鉄筋が埋設されていない場所を検知し、第２の鉄筋に交差する方向に移動しながら磁界を発生して第２の鉄筋を検知し、この検知した第２の鉄筋の長手方向に移動しながら磁界を発生し、この発生磁界の前後における２つの磁界を検知し、この２つの磁界が平衡している場合には第２の鉄筋に破断がないと判断し、第１の鉄筋による影響を考慮した２つの磁界の変化に基づいて第２の鉄筋の破断を検知するので、コンクリート構造物内の鉄筋の破断を、別の鉄筋が真下にある場合でもまたコンクリートの剥離やその前兆がない場合でも、非破壊で適確に検知することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、２つの磁界の検知信号を同期検波器によりＸ，Ｙベクトル成分を有するリサージュ波形に変換し、このリサージュ波形において第１の鉄筋によるリサージュ波形をＸ軸に平行にして、第１の鉄筋による信号成分がＹ軸に出ないようにリサージュ波形の位相角度を調整し、この調整されたリサージュ波形のＹ軸成分の大きさに基づいて第２の鉄筋の破断を検知するので、螺旋鉄筋のような別の鉄筋が真下にある場合でもコンクリート構造物内の鉄筋の破断を適確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法でコンクリート構造物であるＣＰ内に埋設されている第１の鉄筋である螺旋鉄筋を検知する方法を説明するための図である。
【図２】図１の実施形態に使用される第１のセンサの構成を示す斜視図である。
【図３】コンクリート構造物であるＣＰ内に埋設されている第２の鉄筋である主鉄筋を検知する方法を説明するための図である。
【図４】図３に示す主鉄筋検知方法で観測される波形の振幅値に対して音声周波数を徐々に増大する波形振幅値に対する音声周波数を示すグラフである。
【図５】主鉄筋における破断を検出するために使用される第２のセンサの構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示す第２のセンサを用いて、主鉄筋における破断を検知する方法を説明するための図である。
【図７】図５に示した第２のセンサに関連する回路構成を示すブロック図である。
【図８】第２のセンサを用いて、主鉄筋における破断を検知する方法をリサージュ波形とともに示す説明図である。
【図９】螺旋鉄筋の位置で観測されるリサージュ波形をＸ軸に平行になるように設定するキャリブレーション処理を説明するための図である。
【図１０】主鉄筋の破断が螺旋鉄筋の真下にない場合の主鉄筋における破断を検知する方法をリサージュ波形のＹ軸投影波形およびリサージュ波形とともに示す説明図である。
【図１１】主鉄筋の破断が螺旋鉄筋の真下にある場合の主鉄筋における破断を検知する方法をリサージュ波形のＹ軸投影波形およびリサージュ波形とともに示す説明図である。
【図１２】図１〜図１１に示す本実施形態の作用を示すフローチャートである。
【図１３】コンクリートポールに敷設されたケーブルを介してコンクリートポールにかかる引っ張り力を示す説明図である。
【図１４】コンクリートポールに敷設されたケーブルが直角に曲がっている場合にコンクリートポールにかかる一方向への引っ張り力を示す説明図である。
【図１５】支線で支持されているコンクリートポールを示す図である。
【図１６】コンクリートポール内の鉄筋破断の模様を示す図である。
【図１７】コンクリート構造物内の鉄筋の状態を示す図である。
【符号の説明】
１第１のセンサ
２第２のセンサ
１０，１１，１６受信コイル
１２，１５送信コイル
２０コンクリートポール（ＣＰ）
３０鉄筋破断
４０螺旋鉄筋
８０主鉄筋

Claims

コンクリート構造物内において第１の鉄筋に対して交差して埋設されている第２の鉄筋の破断を検知するコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法であって、
コンクリート構造物内に埋設されている第１の鉄筋の長手方向に交差する方向に移動しながら磁界を発生し、該磁界に対する第１の鉄筋からの影響の有無に基づき第１の鉄筋が埋設されていない場所を検知し、
この検知した第１の鉄筋が埋設されていない場所において第２の鉄筋の長手方向に交差する方向に移動しながら磁界を発生し、該磁界に対する第２の鉄筋からの影響の有無に基づき第２の鉄筋を検知し、
この検知した第２の鉄筋の長手方向に沿って移動しながら磁界を発生し、第２の鉄筋の長手方向で前記発生磁界の前後における少なくとも２つの磁界を検知し、
この検知した２つの磁界が平衡している場合には第２の鉄筋に破断がないと判断し、
前記２つの磁界に対し、検知信号を同期検波器によりＸ，Ｙベクトル成分を有するリサージュ波形に変換し、このリサージュ波形において第１の鉄筋によるリサージュ波形をＸ軸に対して平行にして、第１の鉄筋による信号成分がＹ軸に出ないようにリサージュ波形の位相角度を調整し、
この調整されたリサージュ波形のＹ軸成分の大きさに基づいて第２の鉄筋の破断を検知すること
を特徴とするコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法。
前記コンクリート構造物は、コンクリートポールであり、前記第１の鉄筋は、コンクリートポール内をその円周方向に巻回している螺旋鉄筋であり、前記第２の鉄筋は、コンクリートポール内をその長手方向に延出している主鉄筋であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法。
前記コンクリート構造物は、内部の鉄筋がメッシュ状に配置されているコンクリート構造物であり、前記第１の鉄筋は、コンクリート構造物内を横方向に延出している横鉄筋であり、前記第２の鉄筋は、コンクリート構造物内を縦方向に延出している縦鉄筋であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物内の鉄筋破断位置検知方法。