JP4075501B2

JP4075501B2 - Maintenance support device and program for reinforced concrete structure

Info

Publication number: JP4075501B2
Application number: JP2002215116A
Authority: JP
Inventors: 雄一瀬下; 俊一鬼束; 貴之中川; 知明堤; 登安田
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Tokyo Electric Power Services Co Ltd
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Tokyo Electric Power Services Co Ltd
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP2004053562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、劣化環境下にある鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物の維持管理に用いて好適な鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置およびプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高度経済成長期以降、我が国では、道路、鉄道、港湾等膨大な量のＲＣ構造物が建設されている。現在これらの構造物は重要な社会資本として日々維持管理が行われているが、種々の環境条件、荷重条件下で用いられているため、経年的な変状が生じ、今後ますます補修・補強等の維持管理を必要とするものが増えていくものと予想される。
【０００３】
こうした中、近年では、ＲＣ構造物の維持管理を支援するためのシステムが数多く開発されている。この種のシステムとしては、例えば、特開２００２−１３１２１６号公報に開示されるコンクリート構造物の劣化評価システムが知られている。このシステムにおいては、気象環境データ、コンクリート配合の地域特性データ、地形データおよびコンクリート構造物の設計データ等を利用して、各劣化要因に対応する劣化指標を導き出し、この劣化指標に基づいて、コンクリート構造物の劣化状態をランク分けして評価するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、構造物の補修時期はその設置環境や用途等に応じてそれぞれ異なり、例えば、鉄筋腐食の開始前に補修が必要になるものや、被りコンクリートの剥落発生前に補修が必要になるものなど、様々な要求性能をもつ構造物が存在する。
しかしながら、上記従来の劣化評価システムでは、構造物の要求性能に関わりなく、構造物の劣化状態を単に指標化して評価するのみであったため、各構造物が個々の要求性能を満足する状態にあるか否かを判断したり、あるいは個々の要求性能に基づいて各構造物の補修時期を設定したりする場合に、多大な手間と時間を要するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、構造物が個々の要求性能を満足する状態にあるか否かを容易に判断することができ、しかも構造物の補修時期を適切に設定することができる鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置は、基礎データとして、鉄筋腐食量に関する計測データまたは設計データを入力する入力手段と、上記基礎データを利用して構造物の劣化性状に関わる特性値を導き出す特性値導出手段と、上記特性値に基づいて、構造物の現時点における劣化性状を推定し、この劣化性状において、当該構造物が予め設定された要求性能を満足する状態にあるか否かを判定する判定手段とを備える鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置であって、上記基礎データには、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データが含まれ、これら基礎データの中の少なくとも何れか一つが上記入力手段により選択的に入力可能となっており、上記特性値導出手段は、上記基礎データとして、上記鉄筋腐食量の計測データが入力されている場合に、その計測データを鉄筋腐食量として記憶し、上記基礎データとして、上記ひび割れの計測データが入力されている場合には、予め設定されたひび割れと鉄筋腐食量との関係式に基づいて、上記ひび割れの計測データから鉄筋腐食量を導き出し、上記基礎データとして、上記塩化物イオン濃度の計測データまたは上記中性化深さの計測データと、上記コンクリートの配合データとが入力されている場合には、それらデータから鉄筋腐食開始時期およびひび割れ発生時期を推定して鉄筋腐食量を導き出す処理を行い、上記判定手段は、導き出した鉄筋腐食量を考慮して構造物の発生応力度および残存耐力を求め、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しているか否かの判定を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項４に記載の本発明に係る鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援プログラムは、基礎データとして、鉄筋腐食量に関する計測データまたは設計データを入力する基礎データ入力ステップと、上記基礎データを利用して構造物の劣化性状に関わる特性値を導き出す特性値導出ステップと、上記特性値に基づいて、構造物の現時点における劣化性状を推定し、この劣化性状において、当該構造物が予め設定された要求性能を満足する状態にあるか否かを判定する劣化判定ステップとをコンピュータに実行させる鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援プログラムであって、上記基礎データには、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データが含まれ、上記基礎データ入力ステップでは、それら基礎データの中の少なくとも何れか一つが上記入力手段により選択的に入力可能となっており、上記特性値導出ステップでは、上記基礎データとして、上記鉄筋腐食量の計測データが入力されている場合に、その計測データを鉄筋腐食量として記憶し、上記基礎データとして、上記ひび割れの計測データが入力されている場合には、予め設定されたひび割れと鉄筋腐食量との関係式に基づいて、上記ひび割れの計測データから鉄筋腐食量を導き出し、上記基礎データとして、上記塩化物イオン濃度の計測データまたは上記中性化深さの計測データと、上記コンクリートの配合データが入力されている場合には、それらデータから鉄筋腐食開始時期およびひび割れ発生時期を推定して鉄筋腐食量を導き出す処理を行い、上記劣化判定ステップでは、導き出した鉄筋腐食量を考慮して構造物の発生応力度および残存耐力を求め、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しているか否かの判定を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、鉄筋腐食量に関する計測データとしては、例えば、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データなどが挙げられ、鉄筋腐食量に関する設計データとしては、例えば、コンクリートの配合データなどが挙げられる。
構造物の劣化性状に関わる特性値としては、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃ、中性化深さｙ、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ開始時期Ｔ２、鉄筋腐食量ωなどが挙げられる。
【０００９】
具体的に、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃを導き出す方法としては、例えば、塩化物イオン濃度の計測データやコンクリートの配合データから塩化物イオンの拡散係数および表面塩化物イオン濃度を求めて、塩化物イオンの拡散方程式の解Ｃ（ｘ：鉄筋位置，ｔ：時間）から鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃを推定する方法がある。また、鉄筋腐食開始時期Ｔ１を導き出す方法としては、例えば、上記塩化物イオンの拡散方程式の解Ｃ（ｘ，ｔ）から鉄筋腐食開始時期Ｔ１を推定する方法や、中性化深さｙの計測データやコンクリートの配合データから中性化速度係数を求めて、この中性化速度係数に基づいて鉄筋腐食開始時期Ｔ１を推定する方法などがある。また、ひび割れ開始時期Ｔ２を導き出す方法としては、例えば、鉄筋腐食に伴う膨張によりコンクリートに発生する引張応力σを時間ｔの関数として、この引張応力σ（ｔ）とコンクリートの引張強度との比較により、ひび割れ発生時期Ｔ２を推定する方法がある。そして、鉄筋腐食量ωを導き出す方法としては、例えば、▲１▼鉄筋腐食量を実測する方法、▲２▼ひび割れと鉄筋腐食量との相関関係に基づいて、ひび割れの計測データから鉄筋腐食量を導き出す方法、▲３▼鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ開始時期Ｔ２、各劣化段階における鉄筋の腐食速度に基づいて、鉄筋腐食量を導き出す方法などが挙げられる。
【００１０】
また、判定手段による判定内容には、例えば、鉄筋が腐食しているか否かの判定、構造物に発生し得るひび割れの態様がひび割れ型か剥落型かの判定、現時点における構造物の耐荷性能が要求性能を満足しているか否かの判定などが含まれる。鉄筋が腐食しているか否かの判定は、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃと限界塩化物イオン濃度との比較、あるいは中性化深さｙと鉄筋被りとの比較等により行われる。また、ひび割れの態様に関する判定は、鉄筋被りと鉄筋径の設計データを参照して行われる。また、耐荷性能に関する判定は、鉄筋腐食量ωを考慮して構造物の発生応力度および残存耐力を求め、それぞれを許容応力度および作用断面力と比較することにより行われる。
【００１１】
この請求項１または４に記載の発明によれば、基礎データを利用して構造物の劣化性状に関わる特性値を導き出し、この特性値に基づいて、当該構造物が要求性能を満足する状態にあるか否かを判定するようにしたので、利用者は、基礎データを入力することにより、構造物が個々の要求性能を満足する状態にあるか否かを容易に判断することができ、管理対象となる構造物が多数存在する場合においても、現時点で補修が必要な構造物を容易かつ速やかに把握することができる。
また、構造物の劣化度合いに応じて、鉄筋腐食量に関する計測データと設計データの中から利用する基礎データを適宜選択することができるので、構造物が如何なる劣化状態にあっても、それに応じた劣化診断を適切に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置において、上記特性値の経時変化を予測する予測手段と、上記特性値の経時変化に基づいて、構造物の上記要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を演算する演算手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援プログラムにおいて、上記特性値の経時変化を予測する劣化予測ステップと、上記特性値の経時変化に基づいて、構造物の上記要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を演算し、当該演算結果を出力する維持管理支援ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【００１４】
なお、構造物の補修時期は構造物の要求性能によって異なり、例えば、鉄筋の腐食開始時点で補修が必要になる場合には、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃが限界塩化物イオン濃度を超える時期や、中性化深さｙが鉄筋被りを超える時期を演算することによって、鉄筋の腐食開始時期Ｔ１を導き出すようにする。また、被りコンクリートのひび割れまたは剥落発生時点で補修が必要になる場合には、鉄筋腐食に伴う膨張によりコンクリートに発生する引張応力がコンクリートの引張強度を超える時期を演算することによって、被りコンクリートのひび割れまたは剥落発生時期を導き出すようにする。また、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しなくなる時点で補修が必要になる場合には、構造物の残存耐力が作用断面力を下回る時期や、構造物の発生応力度が許容応力度を上回る時期を演算することによって、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しなくなるまでの残存時間を導き出すようにする。
【００１５】
この請求項２または５に記載の発明によれば、特性値の経時変化に基づいて、構造物の要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を演算するようにしたので、この演算結果に基づいて、構造物の補修計画を容易に策定することができる。また、劣化の進んだ構造物を適切な時期に補修することができ、これによって、補修費用の低減を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置において、上記補修までの残存期間として、鉄筋腐食開始までの残存期間、ひび割れ発生までの残存期間、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しなくなるまでの残存期間の何れかを、構造物の上記要求性能に応じて導き出すとともに、その残存時間が短いものから構造物単位あるいは構造物の部位単位で順に並べた状態で表示装置に一覧表示するようになっていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。
この維持管理支援装置１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、記憶装置１３、入力装置（入力手段）１４、表示装置１５、印刷装置１６等により構成され、各部はバス１７により接続されている。
ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１１は、記憶装置１３の記憶領域に格納されている各種処理プログラム、入力装置１４から入力される各種指示、あるいは指示に対応する各種データ等をＲＡＭ１２に格納し、それら入力指示および各種データに応じてＲＡＭ１２に格納した各種処理プログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１２に一時的に記憶するとともに、表示装置１５等に出力する。
【００１９】
このＣＰＵ１１は、本発明に係る特性値導出手段および判定手段を構成しており、入力装置１４より入力された基礎データ（例えば、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データなど）を利用して、構造物の劣化性状に関わる特性値（例えば、鉄筋腐食量ω、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃ、中性化深さｙ、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ開始時期Ｔ２など）を導き出すとともに、これら特性値に基づいて、構造物の現時点における劣化性状を推定し、この劣化性状において、当該構造物が予め設定された要求性能を満足する状態にあるか否かを判定する処理を実行する。
また、ＣＰＵ１１は、本発明に係る予測手段および演算手段を構成しており、上記特性値の経時変化を予測し、この予測結果に基づいて、構造物の要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を演算し、当該演算結果を出力する処理を実行する。
【００２０】
ＲＡＭ（Random Access Memory）１２は、ＣＰＵ１１により実行される各種処理プログラムや、その処理に係るデータを一時的に記憶する記憶領域などを備えている。
記憶装置１３は、プログラムやデータ等が記憶される記憶媒体１３ａを有し、この記憶媒体１３ａは磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体１３ａは記憶装置１３に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものであり、ＣＰＵ１１により実行される各種処理プログラム（本発明に係る鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援プログラムを含む。）や制御データ等を記憶する記憶領域、管理対象となる構造物に関する各種データ（画像データ、設計データ、計測データ）をデータベースとして格納する記憶領域などを備えている。この記憶媒体１３ａに格納された維持管理支援プログラムをＣＰＵ１１が実行することにより、後述の維持管理支援処理（図２）が行われるようになっている。
【００２１】
入力装置１４は、キーボードやポインティングデバイス等により構成され、入力指示信号をＣＰＵ１１に対して出力する。表示装置１５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ＣＰＵ１１から入力される表示データに基づいて各種画面を表示する。印刷装置は、プリンタ等により構成され、ＣＰＵ１１から入力される印刷データに従って、各種文書を印刷して出力する。
【００２２】
次に、上記構成からなる維持管理支援装置１０によって実行される維持管理支援処理について説明する。
この維持管理支援処理は、図２に示すように、基礎データ入力ステップ、特性値導出ステップ、劣化判定ステップ、劣化予測ステップおよび維持管理支援ステップからなり、これら一連の処理ステップは、記憶装置１３の記憶媒体１３ａに格納された維持管理支援プログラムに従って順次行われるようになっている。
【００２３】
詳細には、図３に示すように、先ずステップＳ１において、入力装置１４から基礎データ（鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データ等）を入力する処理が行われる。
【００２４】
この処理の際には、例えば、図６〜図８に示すような表示画面が表示装置１５に表示され、これら表示画面に従って、基礎データを含む各種データの入力が行われる。
例えば、図６に示す表示画面では、管理対象となる地域・構造物・断面の画像データと、この画像データに関連する各種情報（例えば、施設・構造物・断面の名称、供用開始年、調査・補修履歴情報など）の設定入力が行われる。なお、本実施形態では、管理対象を地域、構造物、断面の３階層に区分して、それらを相互に関連付けた状態で、各々の入力データを記憶装置１３内のデータベースに格納するようになっている。したがって、管理対象となる地域や構造物が多数存在する場合においても、各々に対応するデータを明確に区別することができ、それらデータを一括して管理することができる。
【００２５】
また、図７に示す表示画面では、断面性能に関する設計データ（部材厚、かぶり、鉄筋径、ピッチ、腐食速度など）や材料性能に関する設計データ（コンクリートの配合データ、作用断面力、許容応力度など）の設定入力が各断面単位で行われるようになっている。
また、図８に示す表示画面では、鉄筋腐食量に関する計測データ（鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データなど）の入力が各断面単位で行われるようになっている。また、これら図６〜図８の表示画面においては、特定の入力項目を選択した場合に、その入力項目に対する解説や入力候補（既往データなど）の一覧がヘルプ画面として表示されるようになっている。各データの入力が完了したら、図３に示すように、ステップＳ２の特性値導出ステップに移行する。
【００２６】
ステップＳ２では、ステップＳ１で入力された基礎データを利用して構造物の劣化性状に関わる特性値（鉄筋腐食量ω、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃ、中性化深さｙ、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ開始時期Ｔ２）を導き出す処理が行われる。
【００２７】
例えば、基礎データとして、鉄筋腐食量の計測データが入力されている場合には、その計測データを鉄筋腐食量ωとして記憶する処理が行われる。
また、基礎データとして、ひび割れの計測データが入力されている場合には、予め設定されたひび割れと鉄筋腐食量との関係式に基づいて、ひび割れの計測データから鉄筋腐食量ωを導き出す処理が行われる。
【００２８】
また、基礎データとして、塩化物イオン濃度の計測データやコンクリートの配合データが入力されている場合には、先ず、それらデータに基づいて、Ｆｉｃｋの拡散方程式の解Ｃ（ｘ：鉄筋位置，ｔ：時間）における塩化物イオンの拡散係数Ｄｃおよび表面塩化物イオン濃度Ｃｏを求めて、上記拡散方程式の解Ｃ（ｘ，ｔ）から鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃおよび鉄筋腐食開始時期Ｔ１を推定する。次いで、鉄筋腐食に伴う膨張によりコンクリートに発生する引張応力σを時間ｔの関数として、この引張応力σ（ｔ）とコンクリートの引張強度との比較により、ひび割れ発生時期Ｔ２を推定する。次いで、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ発生時期Ｔ２、ステップＳ１で入力された鉄筋の腐食速度に基づいて、鉄筋腐食量ωを導き出す。すなわち、塩害や中性化によるＲＣ構造物の劣化過程を、例えば図５に示すように、鉄筋腐食が開始するまでの潜在期、鉄筋腐食が開始してからひび割れが発生するまでの進展期、ひび割れが発生した後の加速期に区分すると、各期における鉄筋の腐食速度をほぼ一定とみなすことができるので、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ発生時期Ｔ２、各期における鉄筋の腐食速度さえわかれば、時間ｔ＝Ｔ（計測時点）における鉄筋腐食量ωを簡単に導き出すことができる。
【００２９】
また、基礎データとして、中性化深さの計測データやコンクリートの配合データが入力されている場合には、先ず、それらデータから中性化速度係数を求めて、この中性化速度係数に基づいて鉄筋腐食開始時期Ｔ１を推定する。次いで、上記と同様に、ひび割れ発生時期Ｔ２を推定し、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ発生時期Ｔ２、ステップＳ１で入力された鉄筋の腐食速度に基づいて、鉄筋腐食量ωを導き出す。
なお、このステップＳ２における各処理は、図８や図９の表示画面に従って入力装置１４を操作することにより行われる。各処理が終了したらステップＳ３〜ステップＳ６の劣化判定ステップに移行する。
【００３０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で導き出した鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃと予め設定された限界塩化物イオン濃度との比較、あるいはステップＳ２で導き出した中性化深さｙとステップＳ１で入力された鉄筋被りとの比較により、鉄筋が腐食しているか否かの判定を行う。
次いで、ステップＳ４では、ステップＳ１で入力した鉄筋被りと鉄筋径に基づいて、今後発生し得るひび割れの態様がひび割れ型か剥落型かの判定を行う。
【００３１】
次いで、ステップＳ５では、ステップＳ１で入力された設計データ（部材厚、鉄筋被り、コンクリートの圧縮強度、鉄筋量、鉄筋降伏強度、作用断面力など）とステップＳ２で導き出した鉄筋腐食量ωとから、現時点における発生応力度σおよび残存耐力Ｍｕ’を求める。そして、発生応力度σとステップＳ１で入力された許容応力度との比較を行うとともに、残存耐力Ｍｕ’と作用断面力との比較を行い、これら比較結果に基づいて、現時点における構造物の耐荷性能が要求性能を満足しているか否かの判定を行う。
次いで、ステップＳ６では、例えば図１０に示すように、ステップＳ３〜Ｓ５における各判定結果を表示装置１５に表示あるいは印刷装置１６から出力する処理を実行する。この処理が終了したら、図４に示すように、ステップＳ７の劣化予測ステップに移行する。
【００３２】
ステップＳ７では、ステップＳ２で導き出した各特性値（鉄筋腐食量ω、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃ、中性化深さｙ）や、ステップＳ５で求めた耐荷力（発生応力度σ、残存耐力Ｍｕ’）の経時変化を予測し、その予測結果を表示画面に出力する処理を実行する。
例えば、鉄筋腐食量ωの経時変化は、ステップＳ２で導き出した鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ発生時期Ｔ２、ステップＳ１で入力された鉄筋の腐食速度に基づき予測され、その予測結果は、例えば図１１に示すようなグラフで表示される。
【００３３】
また、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃの経時変化は、ステップＳ２で求めた塩化物イオンの拡散係数Ｄｃおよび表面塩化物イオン濃度Ｃｏに基づき予測され、中性化深さｙの経時変化は、ステップＳ２で求めた中性化速度係数に基づき予測される。
また、発生応力度σおよび残存耐力Ｍｕ’の経時変化は、鉄筋腐食量ωの経時変化とステップＳ１で入力された断面性能に関する設計データ等に基づき予測され、その予測結果は、例えば図１２に示すようなグラフで表示される。この処理が終了したら、図４に示すように、ステップＳ８〜Ｓ１１の維持管理支援ステップに移行する。
【００３４】
ステップＳ８では、ステップＳ７で導き出した鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃや中性化深さｙの経時変化に基づいて、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃが限界塩化物イオン濃度を上回る時期、あるいは中性化深さｙが鉄筋被りを上回る時期を演算することによって、鉄筋腐食開始までの残存時間を導き出す処理を実行する。
次いで、ステップＳ９では、鉄筋腐食に伴う膨張によりコンクリートに発生する引張応力σがコンクリートの引張強度を超える時期を演算することによって、ひび割れ発生までの残存時間を導き出す処理を実行する。
【００３５】
次いで、ステップＳ１０では、ステップＳ７で導き出した発生応力度σや残存耐力Ｍｕ’の経時変化に基づいて、ステップＳ１で入力された作用断面力を残存耐力Ｍｕ’が下回る時期と、ステップＳ１で入力された許容応力度を発生応力度σが上回る時期をそれぞれ演算することによって、構造物の耐荷性能が要求性能を満足しなくなるまでの残存時間を導き出す処理を実行する。
【００３６】
ステップＳ１１では、ステップＳ８〜Ｓ１０において導き出した各残存時間を記憶装置１３内のデータベースに格納して、表示装置１５に表示する処理を実行する。具体的には、図１３および図１４に示すように、データベースに格納されているすべての構造物に関するデータを対象として、各項目に対応する残存時間を構造物単位あるいは構造物の部位単位で一覧表示する。ここでは、残存時間が短く、補修の優先度が高いものから順に並べ替えた状態で、一覧表示するようにしている。また、このステップＳ１１では、図１５に示すように、各構造物あるいは構造物の各部位の鉄筋腐食量と経過時間（供用期間）との関係を表示装置１５に表示する処理を実行する。これら表示を参照することにより、構造物間もしくは検討対象の部材断面間で残存期間を比較したり、相対的に腐食の著しい箇所を調べたりすることができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、基礎データ（例えば、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データなど）を利用して構造物の劣化性状に関わる特性値（例えば、鉄筋腐食量ω、鉄筋位置の塩化物イオン濃度Ｃ、中性化深さｙ、鉄筋腐食開始時期Ｔ１、ひび割れ開始時期Ｔ２など）を導き出し、この特性値に基づいて、当該構造物が要求性能を満足する状態にあるか否かを判定するようにしたので、利用者は、基礎データを入力することにより、構造物が個々の要求性能を満足する状態にあるか否かを容易に判断することができ、管理対象となる構造物が多数存在する場合においても、現時点で補修が必要な構造物を容易かつ速やかに把握することができる。
また、特性値の経時変化に基づいて、構造物の要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を演算するようにしたので、この演算結果に基づいて、構造物の補修計画を容易に策定することができる。また、劣化の進んだ構造物を適切な時期に補修することができ、これによって、補修費用の低減を図ることができる。
【００３８】
また、構造物の劣化度合いに応じて、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データの中から利用する基礎データを適宜選択することができるので、構造物が如何なる劣化状態にあっても、それに応じた劣化診断を適切に行うことができる。
また、本実施形態では、管理対象となる地域や構造物に関するデータをデータベースに順次蓄積するようにしたので、過去の計測データを現状把握や将来予測（例えば、鉄筋の腐食速度の推定等）に役立てることができ、当該維持管理支援装置１０によって行われる各判定に対する信頼性を徐々に高めていくようにすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基礎データとして、鉄筋腐食量に関する計測データと設計データの少なくとも何れか一方を入力することにより、構造物が個々の要求性能を満足する状態にあるか否かを容易に判断することができ、管理対象となる構造物が多数存在する場合においても、現時点で補修が必要な構造物を容易かつ速やかに検出することができる。
【００４０】
また、基礎データを入力することにより、構造物の要求性能に応じた補修時期または補修までの残存期間を導き出すことができるので、構造物の補修計画を容易に策定することができる。また、劣化の進んだ構造物を適切な時期に補修することができ、これによって、補修費用の低減を図ることができる。
【００４１】
さらに、本発明によれば、構造物の劣化度合いに応じて、鉄筋腐食量の計測データ、ひび割れの計測データ、塩化物イオン濃度の計測データ、中性化深さの計測データ、コンクリートの配合データの中から利用する基礎データを適宜選択することができる。したがって、構造物が如何なる劣化状態にあっても、それに応じた劣化診断を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄筋コンクリート構造物の維持管理支援装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の維持管理支援装置によって実行される維持管理支援処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】図２の維持管理支援処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図３の処理の続きを示すフローチャートである。
【図５】鉄筋コンクリート構造物の劣化過程と鉄筋腐食量との関係を説明するグラフである。
【図６】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、構造物に関する画像データを入力するときの状態を示している。
【図７】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、構造物に関する設計データを入力するときの状態を示している。
【図８】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、鉄筋腐食量に関する計測データを入力するときの状態を示している。
【図９】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、特性値を導き出すときの状態を示している。
【図１０】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、劣化に関する判定結果を表示している状態を示している。
【図１１】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、鉄筋腐食量の経時変化を表示している状態を示している。
【図１２】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、耐荷性能の経時変化を表示している状態を示している。
【図１３】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、ひび割れ発生までの残存期間を比較表示している状態を示している。
【図１４】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、耐荷性能喪失までの残存期間を比較表示している状態を示している。
【図１５】図１の表示装置に表示される表示画面の一例を示す図で、経過年数と鉄筋腐食量との関係を表示している状態を示している。
【符号の説明】
１０維持管理支援装置
１１ＣＰＵ（特性値導出手段、判定手段、予測手段、演算手段）
１４入力装置（入力手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a maintenance support device and program for a reinforced concrete structure suitable for use in maintenance management of a reinforced concrete (RC) structure in a deteriorated environment.
[0002]
[Prior art]
Since the period of high economic growth, a huge amount of RC structures such as roads, railways, and harbors have been built in Japan. At present, these structures are maintained and managed daily as important social capital, but they are used under various environmental and load conditions, so that they deteriorate over time and will be repaired and strengthened in the future. It is expected that there will be an increase in the number of items requiring maintenance.
[0003]
Under these circumstances, in recent years, many systems for supporting maintenance of RC structures have been developed. As this type of system, for example, a deterioration evaluation system for a concrete structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-131216 is known. In this system, the deterioration index corresponding to each deterioration factor is derived by using the weather environment data, the regional characteristic data of the concrete composition, the terrain data, the design data of the concrete structure, etc., and based on this deterioration index, the concrete The deterioration state of the structure is ranked and evaluated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the repair time of structures varies depending on the installation environment and application, for example, things that need repair before the start of rebar corrosion, and things that need repair before the covering concrete peels off, etc. There are structures with various required performances.
However, in the above-described conventional degradation evaluation system, since the degradation state of the structure is merely indexed and evaluated regardless of the required performance of the structure, each structure is in a state that satisfies each required performance. There is a problem that it takes a lot of labor and time when determining whether or not to set the repair time of each structure based on individual required performance.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can easily determine whether or not the structure satisfies the individual required performance, and appropriately sets the repair time of the structure. An object of the present invention is to provide a maintenance support device and program for a reinforced concrete structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The maintenance support device for a reinforced concrete structure according to the first aspect of the present invention includes, as basic data, input means for inputting measurement data or design data relating to the amount of corrosion of reinforcing steel, and the structure using the basic data. Based on the characteristic value deriving means for deriving the characteristic value related to the deterioration property and the above characteristic value, the deterioration property at the present time of the structure is estimated, and the structure satisfies the preset required performance in this deterioration property. Determination means for determining whether or not it is in a state Iron Maintenance support equipment for reinforced concrete structures The above basic data includes the measurement data of rebar corrosion, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, and concrete blending data. At least one of the above can be selectively input by the input means, and the characteristic value deriving means, when the measurement data of the rebar corrosion amount is input as the basic data, If the measurement data is stored as the amount of corrosion of the reinforcing bar and the measurement data of the crack is input as the basic data, the measurement of the crack is performed based on a preset relational expression between the crack and the amount of corrosion of the reinforcing bar. The amount of corrosion of reinforcing bars is derived from the data, and as the basic data, the measurement data of the chloride ion concentration or the measurement data of the neutralization depth, and the When the recipe data for REIT is entered, a process to derive the amount of reinforcing bar corrosion is performed by estimating the reinforcing bar corrosion start time and crack initiation time from these data, and the above judgment means considers the derived reinforcing bar corrosion amount. Determine the stress level and residual strength of the structure, and determine whether the load resistance performance of the structure satisfies the required performance. It is characterized by this.
[0007]
The maintenance support program for a reinforced concrete structure according to the present invention described in claim 4 uses a basic data input step for inputting measurement data or design data relating to the amount of corrosion of the reinforcing bar as basic data, and uses the basic data. The characteristic value deriving step for deriving the characteristic value related to the deterioration property of the structure, and the current deterioration property of the structure is estimated based on the characteristic value, and in this deterioration property, the structure is requested in advance. Causing the computer to execute a deterioration determination step for determining whether or not the performance is satisfied. Iron Maintenance support program for reinforced concrete structures The basic data includes the measurement data of rebar corrosion, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, and concrete blending data. In the input step, at least one of the basic data can be selectively input by the input means. In the characteristic value deriving step, the measurement data of the reinforcing bar corrosion amount is input as the basic data. If the measurement data of the crack is input as the basic data, the relational expression between the crack and the reinforcement corrosion amount is set in advance. Based on the crack measurement data, the amount of corrosion of the reinforcing bars is derived, and as the basic data, the chloride ion concentration measurement data or If the measurement data of the neutralization depth and the blending data of the above concrete are entered, the process of deriving the amount of rebar corrosion by estimating the rebar corrosion start time and crack occurrence time from these data, In the degradation determination step, the generated stress level and residual strength of the structure are calculated in consideration of the derived corrosion amount of the reinforcing bar, and it is determined whether the load resistance performance of the structure satisfies the required performance. It is characterized by this.
[0008]
Here, the measurement data related to the amount of corrosion of the reinforcing bar includes, for example, the measurement data of the amount of corrosion of the reinforcing bar, the measurement data of the crack, the measurement data of the chloride ion concentration, the measurement data of the neutralization depth, etc. Examples of design data related to this include concrete blending data.
The characteristic values related to the deterioration properties of the structure include chloride ion concentration C at the reinforcing bar position, neutralization depth y, reinforcing bar corrosion start time T1, crack start time T2, reinforcing bar corrosion amount ω, and the like.
[0009]
Specifically, as a method of deriving the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position, for example, the chloride ion diffusion coefficient and the surface chloride ion concentration are obtained from the measurement data of the chloride ion concentration or the blending data of the concrete, and the chloride ion concentration is determined. There is a method for estimating the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position from the solution C (x: reinforcing bar position, t: time) of the diffusion equation of the object ion. As a method for deriving the reinforcing bar corrosion start time T1, for example, a method for estimating the reinforcing bar corrosion start time T1 from the solution C (x, t) of the chloride ion diffusion equation, or a measurement of the neutralization depth y. There is a method of obtaining a neutralization rate coefficient from the data and the blending data of concrete and estimating the reinforcing bar corrosion start time T1 based on the neutralization rate coefficient. Further, as a method for deriving the crack start time T2, for example, the tensile stress σ generated in the concrete due to the expansion due to the reinforcement corrosion is used as a function of the time t, and the tensile stress σ (t) is compared with the tensile strength of the concrete. There is a method for estimating the crack occurrence time T2. As a method for deriving the reinforcing bar corrosion amount ω, for example, (1) a method of actually measuring the reinforcing bar corrosion amount, and (2) a reinforcing bar corrosion amount from crack measurement data based on the correlation between the crack and the reinforcing bar corrosion amount. (3) Reinforcement corrosion start time T1, crack start time T2, and a method of deriving the amount of rebar corrosion based on the corrosion rate of rebar at each deterioration stage.
[0010]
In addition, the determination contents by the determination means include, for example, whether or not the reinforcing bar is corroded, whether the crack that can occur in the structure is cracked or peeled, and the load resistance performance of the structure at the present time. This includes determining whether or not the required performance is satisfied. Whether or not the reinforcing bar is corroded is determined by comparing the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position with the critical chloride ion concentration or comparing the neutralization depth y with the reinforcing bar cover. Moreover, the determination regarding the mode of a crack is performed with reference to the design data of a reinforcing bar covering and a reinforcing bar diameter. In addition, the determination regarding the load bearing performance is performed by obtaining the degree of generated stress and the residual proof stress of the structure in consideration of the reinforcing bar corrosion amount ω, and comparing them with the allowable stress level and the acting sectional force.
[0011]
According to the invention described in claim 1 or 4, the characteristic value related to the deterioration property of the structure is derived using the basic data, and the structure satisfies the required performance based on the characteristic value. Since it is determined whether or not there is, the user can easily determine whether or not the structure satisfies each required performance by inputting the basic data. Even when there are many target structures, it is possible to easily and quickly grasp the structures that need repair at the present time.
In addition, the basic data to be used can be selected as appropriate from the measurement data and design data related to the amount of corrosion of reinforcing bars, depending on the degree of deterioration of the structure. Deterioration diagnosis can be performed appropriately.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the maintenance management support device for a reinforced concrete structure according to the first aspect, wherein the prediction means for predicting the temporal change of the characteristic value and the structural value based on the temporal change of the characteristic value And a calculating means for calculating a repair time or a remaining period until the repair according to the above required performance.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the maintenance management support program for a reinforced concrete structure according to the fourth aspect of the invention, a deterioration prediction step for predicting a temporal change of the characteristic value and a temporal change of the characteristic value. Further, the present invention is characterized in that a computer executes a maintenance support step of calculating a repair time or a remaining period until repair according to the required performance of the structure and outputting the calculation result.
[0014]
The repair time of the structure varies depending on the required performance of the structure. For example, when repair is required at the start of corrosion of the reinforcing bar, the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position exceeds the critical chloride ion concentration. Alternatively, the corrosion start time T1 of the reinforcing bar is derived by calculating the time when the neutralization depth y exceeds the reinforcing bar covering. In addition, if repair is required at the time of cracking or peeling off of the covered concrete, it is calculated by calculating the time when the tensile stress generated in the concrete due to expansion due to reinforcement corrosion exceeds the tensile strength of the concrete. Or try to derive the time of occurrence of peeling. In addition, if repair is necessary when the load resistance of the structure does not satisfy the required performance, the time when the residual strength of the structure falls below the acting cross-sectional force, or the generated stress level of the structure is the allowable stress level. By calculating the time exceeding, the remaining time until the load resistance performance of the structure does not satisfy the required performance is derived.
[0015]
According to the invention described in claim 2 or 5, since the repair time or the remaining period until repair is calculated according to the required performance of the structure based on the change over time of the characteristic value, the calculation result Based on the above, it is possible to easily formulate a repair plan for a structure. In addition, the deteriorated structure can be repaired at an appropriate time, thereby reducing the repair cost.
[0016]
The invention according to claim 3 Claim 2 In the maintenance support device for reinforced concrete structures described in As the remaining period until the repair, the remaining period until the start of corrosion of the reinforcing bar, the remaining period until cracking occurs, or the remaining period until the load resistance performance of the structure does not satisfy the required performance. In addition, the list is displayed on the display device in a state in which the remaining time is arranged in order from the unit having the short remaining time or the unit of the part of the structure. It is characterized by this.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a maintenance support device for a reinforced concrete structure according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the maintenance management support apparatus 10 includes a CPU 11, a RAM 12, a storage device 13, an input device (input means) 14, a display device 15, a printing device 16, and the like. ing.
A CPU (Central Processing Unit) 11 stores various processing programs stored in a storage area of the storage device 13, various instructions input from the input device 14, various data corresponding to the instructions, and the like in the RAM 12, and inputs them Various processes are executed in accordance with various processing programs stored in the RAM 12 in accordance with the instructions and various data, and the processing results are temporarily stored in the RAM 12 and output to the display device 15 and the like.
[0019]
The CPU 11 constitutes a characteristic value deriving unit and a determining unit according to the present invention, and includes basic data (for example, measurement data of rebar corrosion amount, measurement data of cracks, chloride ion concentration) input from the input device 14. Using measurement data, measurement data of neutralization depth, concrete blending data, etc., characteristic values related to the deterioration properties of structures (for example, corrosion amount ω of reinforcing bars, chloride ion concentration C at the position of reinforcing bars, medium And the like, and the deterioration property at the present time of the structure is estimated based on these characteristic values. In this deterioration property, the structure is preliminarily determined in advance. A process of determining whether or not the set required performance is satisfied is executed.
Further, the CPU 11 constitutes a prediction unit and a calculation unit according to the present invention, predicts a change with time of the characteristic value, and based on the prediction result, until a repair time or a repair according to the required performance of the structure. The remaining period is calculated, and processing for outputting the calculation result is executed.
[0020]
A RAM (Random Access Memory) 12 includes various processing programs executed by the CPU 11 and a storage area for temporarily storing data relating to the processing.
The storage device 13 includes a storage medium 13a in which programs, data, and the like are stored. The storage medium 13a is configured by a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory. This storage medium 13a is fixedly attached to the storage device 13 or is detachably mounted, and includes various processing programs executed by the CPU 11 (including a maintenance management support program for reinforced concrete structures according to the present invention). ) And control data and the like, and a storage area for storing various data (image data, design data, measurement data) regarding the structure to be managed as a database. When the CPU 11 executes the maintenance management support program stored in the storage medium 13a, a maintenance management support process (FIG. 2) described later is performed.
[0021]
The input device 14 is configured by a keyboard, a pointing device, and the like, and outputs an input instruction signal to the CPU 11. The display device 15 is configured by a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), or the like, and displays various screens based on display data input from the CPU 11. The printing apparatus is constituted by a printer or the like, and prints and outputs various documents according to print data input from the CPU 11.
[0022]
Next, the maintenance management support process executed by the maintenance management support apparatus 10 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 2, the maintenance management support process includes a basic data input step, a characteristic value derivation step, a deterioration determination step, a deterioration prediction step, and a maintenance management support step. The operations are sequentially performed according to the maintenance management support program stored in the storage medium 13a.
[0023]
In detail, as shown in FIG. 3, first, in step S1, basic data (rebar corrosion amount measurement data, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement) is input from the input device 14. Data, concrete blending data, etc.) are input.
[0024]
In this process, for example, display screens such as those shown in FIGS. 6 to 8 are displayed on the display device 15, and various data including basic data are input in accordance with these display screens.
For example, in the display screen shown in FIG. 6, the image data of the region / structure / cross section to be managed, and various information related to the image data (for example, the name of the facility / structure / cross section, the start date of operation, the survey)・ Repair history information etc.) is entered. In the present embodiment, the management target is divided into three layers of region, structure, and cross section, and each input data is stored in a database in the storage device 13 in a state in which they are associated with each other. ing. Therefore, even when there are many areas and structures to be managed, the data corresponding to each can be clearly distinguished, and the data can be managed collectively.
[0025]
In addition, on the display screen shown in FIG. 7, design data related to cross-sectional performance (member thickness, cover, reinforcing bar diameter, pitch, corrosion rate, etc.) and design data related to material performance (concrete blending data, action cross-sectional force, allowable stress level, etc.) ) Is input for each cross section.
In addition, on the display screen shown in FIG. 8, measurement data relating to the amount of corrosion of reinforcing bars (rebar corrosion amount measurement data, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, etc.) is input. It is performed for each cross section. 6 to 8, when a specific input item is selected, a description of the input item and a list of input candidates (historical data, etc.) are displayed as a help screen. Yes. If the input of each data is completed, as shown in FIG. 3, it will transfer to the characteristic value derivation | leading-out step of step S2.
[0026]
In step S2, using the basic data input in step S1, characteristic values related to the deterioration properties of the structure (rebar corrosion amount ω, chloride ion concentration C at the reinforcing bar position, neutralization depth y, rebar corrosion start) Processing for deriving time T1, crack start time T2) is performed.
[0027]
For example, when the measurement data of the reinforcing bar corrosion amount is input as the basic data, a process of storing the measured data as the reinforcing bar corrosion amount ω is performed.
In addition, when crack measurement data is input as basic data, a process for deriving the rebar corrosion amount ω from the crack measurement data is performed based on a preset relationship between the crack and the rebar corrosion amount. Is called.
[0028]
Further, when measurement data of chloride ion concentration or concrete blending data is input as basic data, first, based on these data, the solution C of the Fick's diffusion equation (x: rebar position, t: Chloride ion diffusion coefficient Dc and surface chloride ion concentration Co in time) are obtained, and chloride ion concentration C and reinforcing bar corrosion start time T1 at the reinforcing bar position are estimated from the solution C (x, t) of the above diffusion equation. . Next, the crack generation time T2 is estimated by comparing the tensile stress σ (t) with the tensile strength of the concrete as a function of the time t with the tensile stress σ generated in the concrete due to the expansion due to the reinforcement corrosion. Next, the reinforcing bar corrosion amount ω is derived based on the reinforcing bar corrosion start timing T1, the crack occurrence timing T2, and the corrosion rate of the reinforcing bars input in step S1. That is, the deterioration process of the RC structure due to salt damage or neutralization, for example, as shown in FIG. 5, the latent period until the start of rebar corrosion, the progress period from the start of rebar corrosion to the occurrence of cracks, If it is divided into acceleration periods after the occurrence of cracks, the corrosion rate of reinforcing bars in each period can be regarded as almost constant. Therefore, as long as the corrosion start time T1, crack generation time T2, and the corrosion rate of reinforcing bars in each period are known. The amount of corrosion of reinforcing bars ω at time t = T (measurement time) can be easily derived.
[0029]
In addition, when the measurement data of the neutralization depth and the concrete blending data are input as the basic data, first, the neutralization rate coefficient is obtained from these data, and based on this neutralization rate factor. The rebar corrosion start time T1 is estimated. Next, in the same manner as described above, the crack occurrence time T2 is estimated, and the rebar corrosion amount ω is derived based on the rebar corrosion start time T1, the crack occurrence time T2, and the corrosion rate of the rebar input in step S1.
Each process in step S2 is performed by operating the input device 14 according to the display screens of FIGS. When each process is completed, the process proceeds to a deterioration determination step in steps S3 to S6.
[0030]
In step S3, the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position derived in step S2 is compared with a preset limit chloride ion concentration, or the neutralization depth y derived in step S2 is input in step S1. It is determined whether or not the reinforcing bar is corroded by comparison with the reinforcing bar cover.
Next, in step S4, based on the reinforcing bar cover and the reinforcing bar diameter input in step S1, it is determined whether the form of cracks that can occur in the future is cracked or peeled.
[0031]
Next, in step S5, from the design data (member thickness, reinforcing bar covering, concrete compressive strength, reinforcing bar amount, reinforcing bar yield strength, action sectional force, etc.) input in step S1 and the reinforcing bar corrosion amount ω derived in step S2. Then, the generated stress degree σ and the remaining proof stress Mu ′ at the present time are obtained. Then, the generated stress level σ is compared with the allowable stress level input in step S1, and the residual proof stress Mu ′ is compared with the acting sectional force. Based on the comparison results, the load resistance of the structure at the present time is compared. It is determined whether or not the performance satisfies the required performance.
Next, in step S6, for example, as shown in FIG. 10, a process of displaying each determination result in steps S3 to S5 on the display device 15 or outputting from the printing device 16 is executed. When this process is completed, as shown in FIG. 4, the process proceeds to a deterioration prediction step in step S7.
[0032]
In step S7, the characteristic values derived in step S2 (rebar corrosion amount ω, chloride ion concentration C at the rebar position, neutralization depth y), and the load bearing capacity (generated stress σ, remaining amount obtained in step S5). A process of predicting a change in the proof stress Mu ′) with time and outputting the prediction result to the display screen is executed.
For example, the time-dependent change of the reinforcing bar corrosion amount ω is predicted based on the reinforcing bar corrosion start time T1, the crack generation time T2 derived in step S2, and the corrosion rate of the reinforcing bar input in step S1, and the prediction result is, for example, FIG. Is displayed as a graph.
[0033]
Further, the time-dependent change of the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position is predicted based on the chloride ion diffusion coefficient Dc and the surface chloride ion concentration Co obtained in step S2, and the time-dependent change of the neutralization depth y is: Predicted based on the neutralization rate coefficient obtained in step S2.
Further, the change over time of the generated stress degree σ and the residual proof stress Mu ′ is predicted based on the change over time in the rebar corrosion amount ω and the design data related to the cross-sectional performance input in step S1, and the prediction results are shown in FIG. It is displayed in a graph as shown. When this process is completed, as shown in FIG. 4, the process proceeds to the maintenance management support step of steps S8 to S11.
[0034]
In step S8, the time at which the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position exceeds the limit chloride ion concentration based on the temporal change in the chloride ion concentration C at the reinforcing bar position and the neutralization depth y derived at step S7, or By calculating the time when the neutralization depth y exceeds the reinforcing bar covering, a process for deriving the remaining time until the start of reinforcing bar corrosion is executed.
Next, in step S9, a process of deriving the remaining time until the occurrence of cracking is performed by calculating the time when the tensile stress σ generated in the concrete due to the expansion accompanying the reinforcement corrosion exceeds the tensile strength of the concrete.
[0035]
Next, in step S10, based on the temporal change of the generated stress degree σ and the remaining yield strength Mu ′ derived in step S7, the time when the remaining yield strength Mu ′ falls below the action sectional force input in step S1, and the input in step S1. By calculating the time when the generated stress degree σ exceeds the allowable stress degree, the process for deriving the remaining time until the load resistance performance of the structure does not satisfy the required performance is executed.
[0036]
In step S11, the remaining time derived in steps S8 to S10 is stored in the database in the storage device 13 and displayed on the display device 15. Specifically, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, the remaining time corresponding to each item is listed in units of structures or parts of structures for data on all structures stored in the database. indicate. Here, the list is displayed in a state in which the remaining time is short and the repair priority is sorted in descending order. Moreover, in this step S11, as shown in FIG. 15, the process which displays the relationship between the reinforcement corrosion amount of each structure or each site | part of a structure and elapsed time (service period) on the display apparatus 15 is performed. By referring to these displays, it is possible to compare the remaining periods between structures or between cross-sections of the object to be examined, or to examine a portion where corrosion is relatively significant.
[0037]
As described above, according to the present embodiment, basic data (for example, measurement data of reinforcing steel corrosion amount, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, concrete blending data) And the like, for example, characteristic values relating to deterioration properties of the structure (for example, reinforcing bar corrosion amount ω, chloride ion concentration C at the reinforcing bar position, neutralization depth y, reinforcing bar corrosion start time T1, crack start time T2, etc. ), And based on this characteristic value, it is determined whether the structure is in a state satisfying the required performance. It is possible to easily determine whether or not the required performance is satisfied, and even when there are many structures to be managed, it is possible to easily and quickly grasp the structures that need repair at present. Door can be.
In addition, since the repair time or remaining period until repair is calculated based on the required performance of the structure based on the change of the characteristic value over time, the repair plan of the structure can be easily based on the calculation result. Can be formulated. In addition, the deteriorated structure can be repaired at an appropriate time, thereby reducing the repair cost.
[0038]
In addition, depending on the degree of deterioration of the structure, the measurement data for the amount of corrosion of reinforcing bars, the measurement data for cracks, the measurement data for chloride ion concentration, the measurement data for the neutralization depth, and the basic data to be used from the mix of concrete Since the data can be appropriately selected, the deterioration diagnosis corresponding to the deterioration can be appropriately performed regardless of the deterioration state of the structure.
In the present embodiment, since data related to areas and structures to be managed are sequentially stored in the database, past measurement data is used for grasping the current state and predicting the future (for example, estimating the corrosion rate of reinforcing bars). This can be useful, and the reliability of each determination performed by the maintenance management support device 10 can be gradually increased.
[0039]
【The invention's effect】
As explained above, The present invention According to the above, by inputting at least one of measurement data and design data related to the amount of corrosion of reinforcing bars as basic data, it is possible to easily determine whether or not the structure satisfies each required performance. Even when there are many structures to be managed, it is possible to easily and quickly detect structures that need repair at the present time.
[0040]
Also, By inputting the basic data, it is possible to derive the repair time or the remaining period until the repair according to the required performance of the structure, so that a repair plan for the structure can be easily formulated. In addition, the deteriorated structure can be repaired at an appropriate time, thereby reducing the repair cost.
[0041]
Furthermore, the present invention According to, depending on the degree of deterioration of the structure, it can be used from the measurement data of rebar corrosion amount, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, concrete blending data Basic data to be selected can be selected as appropriate. Therefore, regardless of the deterioration state of the structure, the deterioration diagnosis corresponding to the deterioration state can be appropriately performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a maintenance support device for a reinforced concrete structure according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of maintenance management support processing executed by the maintenance management support apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing details of the maintenance management support process of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a continuation of the process of FIG. 3;
FIG. 5 is a graph for explaining the relationship between the deterioration process of a reinforced concrete structure and the amount of corrosion of the reinforcing bar.
6 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state when image data related to a structure is input.
7 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state when design data related to a structure is input.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, and shows a state when measurement data relating to a reinforcing bar corrosion amount is input.
9 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, and shows a state when a characteristic value is derived.
10 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state in which a determination result regarding deterioration is displayed.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state in which a change with time in the amount of corrosion of reinforcing bars is displayed.
12 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state in which a change in load bearing performance with time is displayed.
13 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, and shows a state in which remaining periods until the occurrence of a crack are compared and displayed.
14 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state in which remaining periods until loss of load bearing performance are compared and displayed.
15 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display device of FIG. 1, showing a state in which the relationship between the elapsed years and the reinforcing bar corrosion amount is displayed.
[Explanation of symbols]
10 Maintenance support device
11 CPU (characteristic value deriving means, determination means, prediction means, calculation means)
14 Input device (input means)

Claims

As basic data, input means for inputting measurement data or design data relating to the amount of corrosion of reinforcing bars, characteristic value deriving means for deriving characteristic values related to deterioration properties of structures using the basic data, and based on the characteristic values to estimate the degradation properties in the current structure, in this degradation properties, the structure is preset in a state satisfying the required performance whether the determining means and the rebars concrete structures Ru provided with Maintenance management support device ,
The above basic data includes rebar corrosion amount measurement data, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, and concrete blending data. Any one can be selectively input by the input means,
The characteristic value deriving means is
When the measurement data of the reinforcing bar corrosion amount is input as the basic data, the measurement data is stored as the reinforcing bar corrosion amount,
When the crack measurement data is input as the basic data, the corrosion amount of the reinforcing bar is derived from the crack measurement data based on the relational expression between the crack and the reinforcement corrosion amount set in advance.
As the basic data, if the chloride ion concentration measurement data or the neutralization depth measurement data and the concrete blending data are entered, the corrosion start time and crack occurrence from these data Perform a process to estimate the amount of corrosion of the reinforcing bars by estimating the time
The determination means obtains the degree of generated stress and the residual proof stress in consideration of the derived reinforcement corrosion amount, and determines whether or not the load resistance performance of the structure satisfies the required performance. Maintenance support equipment for reinforced concrete structures.

Predicting means for predicting change with time of the characteristic value, and calculating means for calculating a repair timing or a remaining period until repair according to the required performance of the structure based on the change with time of the characteristic value. The maintenance management support apparatus for a reinforced concrete structure according to claim 1, wherein

As the remaining period until the repair, the remaining period until the start of corrosion of the reinforcing bar, the remaining period until the occurrence of cracking, or the remaining period until the load resistance performance of the structure does not satisfy the required performance is set as the required performance of the structure. 3. The reinforced concrete according to claim 2, wherein the reinforced concrete is derived in accordance with a list and displayed in a list on the display device in a state in which the remaining time is arranged in order from the unit of the structure or the unit of the part of the structure. Structure maintenance support equipment.

As basic data, basic data input step to input measurement data or design data related to the amount of corrosion of reinforcing bars,
A characteristic value deriving step for deriving a characteristic value related to the deterioration property of the structure using the basic data;
Based on the characteristic value, the deterioration property at the present time of the structure is estimated, and in this deterioration property, a deterioration determination step for determining whether or not the structure satisfies a preset required performance. a maintenance support program of iron muscle concrete structures Ru cause the computer to execute,
The basic data includes rebar corrosion measurement data, crack measurement data, chloride ion concentration measurement data, neutralization depth measurement data, concrete blending data,
In the basic data input step, at least one of the basic data can be selectively input by the input means,
In the characteristic value derivation step,
When the measurement data of the reinforcing bar corrosion amount is input as the basic data, the measurement data is stored as the reinforcing bar corrosion amount,
When the crack measurement data is input as the basic data, the corrosion amount of the reinforcing bar is derived from the crack measurement data based on the relational expression between the crack and the reinforcement corrosion amount set in advance.
As the basic data, if the measurement data of the chloride ion concentration or the measurement data of the neutralization depth and the blending data of the concrete are input, the rebar corrosion start time and crack generation time are calculated from these data. To estimate the amount of corrosion of the reinforcing bars,
In the deterioration judging step, the degree of stress generated and the residual proof stress of the structure are calculated in consideration of the derived corrosion amount of the reinforcing bar, and it is determined whether or not the load resistance performance of the structure satisfies the required performance. Maintenance support program for reinforced concrete structures.

Based on the deterioration prediction step for predicting the change over time of the characteristic value and the change over time of the characteristic value, the repair time or remaining period until the repair is calculated according to the required performance of the structure, and the calculation result is output. 5. The maintenance management support program for a reinforced concrete structure according to claim 4, wherein the maintenance management support step is executed by a computer.