JP4005708B2

JP4005708B2 - ひずみ検知付きｐｃ材

Info

Publication number: JP4005708B2
Application number: JP21403198A
Authority: JP
Inventors: 山下哲志; 玉井真一; 勝木太
Original assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: JP2000046527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＣ材のひずみの検知に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＣ鋼材などのＰＣ材ａのひずみを測定するためには、図８のように、ＰＣ材ａにひずみゲージｂを取り付ける方法がとられている。しかし、以下の問題点を有している。
＜イ＞ＰＣ材ａの長さ方向のひずみ分布を捉えるためには、無数のひずみゲージｂを取り付ける必要がある。
＜ロ＞ひずみゲージｂには、細いコードｃが付いているが、切れ易く、また、ひずみゲージｂの数に比例して、コードの本数が増えて、管理がしずらい。
＜ハ＞ＰＣ構造では、シースの中にＰＣ材ａを通すため、ひずみケージｂのコードｃは端部からしか取り出すことができない。
＜ニ＞ＰＣ構造をシースに挿入時にひずみケージｂを損傷する可能性が高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＰＣ材のひずみを容易に検知できるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数本のＰＣ材からなり、前記ＰＣ材の動きに連動するように配置された光ファイバを備え、光ファイバのひずみの測定から前記ＰＣ材のひずみを検知する、ひずみ検知付きＰＣ材において、前記光ファイバは、耐熱材で被覆されていることを特徴とする、ひずみ検知付きＰＣ材、また、前記ひずみ検知付きＰＣ材において、光ファイバがＰＣ材に編込まれていることを特徴とする、ひずみ検知付きＰＣ材、また、前記ひずみ検知付きＰＣ材において、光ファイバがＰＣ材の中心に配置されていることを特徴とする、ひずみ検知付きＰＣ材にある。
【０００５】
【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。
【０００６】
＜イ＞ひずみ検知付きＰＣ材
ひずみ検知付きＰＣ材１は、光ファイバ３をＰＣ材２の動きに連動するようにＰＣ材２に一体化して配置したものである。なお、ＰＣ材２は、炭素繊維やアラミド繊維などの繊維からなる繊維ケーブルや、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼より線などからなるＰＣ鋼材、また、これらの混合したものなどが使用される。
【０００７】
ひずみ検知付きＰＣ材１は、例えば、図１のように、光ファイバ３を繊維ケーブルなどのＰＣ材２に編み込み一体化したものを使用できる。また、例えば図２のように、ＰＣ鋼材などのＰＣ材の周囲に光ファイバ３を樹脂などの接着剤４で取り付けたものも使用できる。
【０００８】
光ファイバ３は、耐熱材で被覆すると良い。例えば図３のように光ファイバを耐熱材５で被覆し、ステンレスなどの補強材６で覆い、その外側にピアノ線（ＰＣ線）７などＰＣ材の材料で補強したものも使用できる。
【０００９】
なお、ひずみ検知付きＰＣ材１は、橋梁、ＰＣタンクなどのＰＣ材２を用いたすべての構造物に適用することができる。
【００１０】
＜ロ＞ひずみ検知システム
ひずみ検知システムは、コンクリート８中にひずみ検知付きＰＣ材１を配置し、ＰＣ材２の一端より延びた光ファイバ３にひずみ検知装置１０を取り付けたものである。ひずみ検知付きＰＣ材１は、例えば図４及び図５のように、コンクリート８中にシース９を介して挿入されて緊張ジャッキ１１などで緊張される。また、定着具１２などによりコンクリート２中に定着される。
【００１１】
ひずみ検知装置１０は、光ファイバ３のひずみを検出する装置であり、例えば、光ファイバ３に入射光を送出し、光ファイバ３から戻ってくる反射光を受信し、入射光と反射光から光ファイバ３のひずみ分布を求めるものである。ひずみ検知装置１０は、例えば、光ファイバ歪／損失アナライザ（ＡＱ８６０２安藤電気株式会社製）を使用することができる。
【００１２】
ひずみ検知装置の測定原理は、例えば図６のように、周波数（ν₀＋ν_S）の入射パルスを光ファイバ３に入射し、光ファイバ３から戻ってくる周波数（ν₀＋ν_S−ν_AB）や（ν₀＋ν_S−ν_BB）の反射パルスを受信する（周波数ν_AB、ν_BBは、ブリルアン散乱光の周波数である）。ひずみ箇所Ａで周波数（ν₀＋ν_S−ν_AB）のシフト量の光が反射し、ひずみ箇所Ｂで周波数（ν₀＋ν_S−ν_BB）のシフト量の光が反射する。
【００１３】
この際、反射光は、図７のように、光ファイバ３のひずみの状態に依存してブリルアン散乱光の周波数がシフトする。これら周波数のシフトから光ファイバ３のひずみ状態を測定することができる。また、入射光の送出から反射光の受信までの遅延時間から光ファイバ３のひずみ位置を測定することができる。このように、周波数のシフト量と遅延時間とを測定することにより、光ファイバ３の位置と、その位置でのひずみ状態を求めることができる。
【００１４】
＜ハ＞ひずみ検知方法
いずみ検知付きＰＣ材１が図４のように配置された状態を例に取ると、ＰＣ材２や光ファイバ３は緊張ジャッキ１１により緊張状態にあり、両者とも等しいひずみが発生する。
【００１５】
また、同様にひずみ検知付きＰＣ材１が図５のように配置された状態を例に取ると、ＰＣ材２や光ファイバ３は定着具１２により緊張状態で定着されているが、コンクリート８の乾燥収縮やクリープ、ＰＣ材１及びＰＣ材２のリラクゼーション等に代表される各々の経年変化により、ＰＣ材２とともに一体化された光ファイバ３のひずみも変化する。
【００１６】
ひずみ検知装置１０は、これらＰＣ材２および光ファイバ３に発生した、又は変化したひずみを捕らえるべく光ファイバ３に入射光のパルスを入射し、光ファイバか３ら戻ってくる反射光を受信し、周波数のシフト量と遅延時間とを測定し、光ファイバ３又はＰＣ材２のひずみ分布を測定する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ＰＣ材の任意の位置における、又は全長にわたるひずみを容易に測定することができる。
＜ロ＞ＰＣ材が構造物中にあっても、ひずみを容易に測定することができる。
＜ハ＞上記イ、ロの効果により、ＰＣ構造物における緊張工の施工精度を高めることができる。
＜ニ＞構造物築造後、将来にわたってＰＣ材のひずみをモニタリングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ひずみ検知付きＰＣ材の断面図
【図２】他のひずみ検知付きＰＣ材の断面図
【図３】他のひずみ検知付きＰＣ材の断面図
【図４】ＰＣ材緊張作業中におけるひずみ検知装置の配置図
【図５】ＰＣ材定着後におけるひずみ検知装置の配置図
【図６】光ファイバ中の入射光と反射光の説明図
【図７】ひずみとブリルアン散乱光のシフト量の関係図
【図８】従来のＰＣ材のひずみ測定の説明図
【符号の説明】
１・・・ひずみ検知付きＰＣ材
２・・・ＰＣ材
３・・・光ファイバ
４・・・接着剤
５・・・耐熱材（外側ＳＵＳ被覆）
６・・・補強材
７・・・ピアノ線
８・・・コンクリート
９・・・シース
１０・・ひずみ検知装置
１１・・緊張ジャッキ
１２・・定着具

Claims

複数本のＰＣ材からなり、前記ＰＣ材の動きに連動するように配置された光ファイバを備え、光ファイバのひずみの測定から前記ＰＣ材のひずみを検知する、ひずみ検知付きＰＣ材において、
前記光ファイバは、耐熱材で被覆されていることを特徴とする、
ひずみ検知付きＰＣ材。
請求項１に記載のひずみ検知付きＰＣ材において、光ファイバがＰＣ材に編込まれていることを特徴とする、ひずみ検知付きＰＣ材。
請求項１に記載のひずみ検知付きＰＣ材において、光ファイバがＰＣ材の中心に配置されていることを特徴とする、ひずみ検知付きＰＣ材。