JP4222476B2 - 歪み測定用コンクリートポール、および歪み測定方法 - Google Patents
歪み測定用コンクリートポール、および歪み測定方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み測定用コンクリートポールと、この歪み測定用コンクリートポールを用いた歪み測定方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートポールは電気設備や電気通信設備の基盤設備であり、高圧電力線、低圧電力線、通信用電線、引留用支線などを支持する。このコンクリートポールは各種の電線を支持するので、コンクリートポールには不平衡荷重が負荷される。たとえば、図５に示すように、コンクリートポール１０１は高圧電力線２０１、低圧電力線２０２、通信用電線２０３を支持し、さらに、コンクリートポール１０１の端部が引留用支線２０４に接続されている。
【０００３】
このように、各種の電線等の接続により不平衡荷重がコンクリートポール１０１に付加される。つまり、コンクリートポール１０１の一方の端部が地中にあるので、コンクリートポール１０１の地面との境界が固定され、また、他方の端部が引留用支線２０４に接続されているので、この端部も固定されている。この結果、コンクリートポール１０１には、低圧電力線２０２による張力Ｆ１と、通信用電線２０３による張力Ｆ２とが加わり、コンクリートポール１０１は不平衡荷重が付加された状態となる。
【０００４】
各種電線により不平衡荷重が付加された場合、コンクリートポール１０１を梁と仮定すると、コンクリートポール１０１に次のような応力状態が発生している。たとえば、低圧電力線２０２を支持しているコンクリートポール１０１の部分（図５の破線円Ｍの部分）では、図６に示すように、圧縮応力Ｆ１１、Ｆ１２と引張応力Ｆ２１、Ｆ２２とにより、曲げ力Ｆ３１が発生する。コンクリートポール１０１には図７に示すように、中空円筒状のコンクリート部分１０１Ａに鉄筋１０１Ｂが埋め込まれているが、コンクリートポール１０１と仮定した梁１１０（図５）は湾曲する。これらの荷重が長期間付加され続けると、コンクリートポール１０１の折損や倒壊が発生する可能性がある。
【０００５】
そこで、コンクリートポールの劣化予測の技術として、プレストレストコンクリートの電柱の鉄筋のインピーダンス特性で推定する技術（特開２００２−３４５１３２号公報：以下、文献１という）や、電柱の湾曲度合を測定する技術として、電柱の画像処理で測定する技術（特開平６−９４４４２号公報：以下、文献２という）がある。コンクリートポールにおいて、不平衡荷重状態が発生している場合、これらの技術により、外観等から柱体の湾曲が確認される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した文献１、２の技術には次のような課題がある。文献１の技術では、電柱の鉄筋のインピーダンス特性で推定するので、電柱に加わる不平衡荷重状況を定量的に、つまり、負荷が加わっている部分やその部分で伸びや歪みの量を把握することができない。
【０００７】
また、文献２の技術では、外観等より柱体の湾曲が確認される場合もあるが、外観だけでは判断が困難な場合がほとんどである。このため、コンクリートポールの折損や倒壊を点検作業時等に予知することは基本的に不可能である。
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決し、外観等で判断不可能なコンクリ−トポールに加わる不平衡荷重状況を定量的に把握し、建替等の判断基準を設けることを可能にする、歪み測定用コンクリートポール、および歪み測定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、柱状の鉄筋部分１Ａと、前記鉄筋部分１Ａの長手方向に沿ってこの鉄筋部分１Ａの内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード１Ｂとを有し、前記光ファイバコード１Ｂの両端に接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを取り付けてなる歪み測定用鉄筋１を複数本配筋した配筋構造体と、前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分１１Ａとを備えていることを特徴とする。
請求項２の発明は、柱状の鉄筋部分１Ａと、前記鉄筋部分１Ａの長手方向に沿ってこの鉄筋部分１Ａの内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード１Ｂとを有し、前記光ファイバコード１Ｂの両端に接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを取り付けてなる歪み測定用鉄筋１を複数本配筋した配筋構造体と、前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分１１Ａとを備えてなる歪み測定用コンクリートポールの前記光ファイバコード１Ｂを前記接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを介し連結し、連結した光ファイバコード１Ｂの一端にパルス状のレーザ光を入射し、前記連結した光ファイバコード１Ｂ中で発生した散乱光を、この連結した光ファイバコード１Ｂの他端から受け、前記散乱光を受信するまでの時間と周波数分布とから、前記鉄筋に発生している歪みの位置と大きさとを調べることを特徴とする歪み測定用コンクリートポールの歪み測定方法である。
【００１０】
本発明によれば、コンクリートポールの配筋に用いられる鉄筋に光ファイバコードを埋め込み、この光ファイバコードの歪み量を測定することにより、鉄筋やコンクリートポールの湾曲状況を定量的に把握する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。本実施の形態による歪み測定用鉄筋（以下、鉄筋という）を図１に示す。図１の鉄筋１は、鉄筋部分１Ａと光ファイバコード１Ｂとコネクタ１Ｃ、１Ｄとで構成されている。
【００１２】
鉄筋部分１Ａは柱状の鉄製である。光ファイバコード１Ｂは、光を伝送するためのものである。光ファイバコード１Ｂは、鉄筋部分１Ａ内に、鉄筋部分１Ａの長手方向に沿って、かつ、鉄筋部分１Ａより長めに設けられている。光ファイバコード１Ｂは、鉄筋部分１Ａの伸びおよび圧縮歪みを、この光ファイバコード１Ｂの伸びおよび圧縮歪みとして伝達する。
【００１３】
コネクタ１Ｃ、１Ｄは、光ファイバコード１Ｂの両端に取り付けられている。コネクタ１Ｃは、コネクタ１Ｄと互いに接続が可能である。コネクタ１Ｃとコネクタ１Ｄとの接続によって、光をコネクタ１Ｃからコネクタ１Ｄに、またはその逆方向に伝送することができる。
【００１４】
前記の構成の鉄筋１は歪み測定用コンクリートポール（以下、コンクリートポールという）に用いられる。たとえば、図２に示すコンクリートポール１１は、コンクリート部分１１Ａと図１の鉄筋１とで構成されている。図３に示すように、コンクリートポール１１には、鉄筋１を環状に配列した配筋構造体が形成されている。コンクリート部分１１Ａは、コンクリートを中空円筒状に形成したものであり、先に述べた配筋構造体を内部に持つ。
【００１５】
本実施の形態による鉄筋１とコンクリートポール１１とは前記の構成である。つぎに、鉄筋１を内部に持つコンクリートポール１１の歪み測定方法について説明する。
【００１６】
図４に示すように、作業者は、コンクリートポール１１内の隣接する鉄筋１のコネクタ１Ｃとコネクタ１Ｄを接続して、光ファイバコード１Ｂを連結する。この後、作業者は、各光ファイバコード１Ｂの接続を行った鉄筋１を配筋したコンクリートポール１１を建設する。
【００１７】
コンクリートポール１１の建設後、定期的な点検を行う際に、作業者は歪み計測装置２１を用意する。歪み計測装置２１は、光ファイバに発生した歪みを計測するものである。このために、歪み計測装置２１は、パルス状のレーザ光を光ファイバに入射し、光ファイバの歪みの部分で発生した散乱光を受信する。そして、歪み計測装置２１は、散乱光を受信するまでの時間から計測位置を求め、散乱光の強さの周波数分布を解析することにより、計測位置での歪みの大きさを求める。
【００１８】
作業者は、歪み計測装置２１のコネクタ１Ｃ、１Ｄを、コンクリートポール１１の計測部、つまり、コンクリートポール１１内の連結された光ファイバコード１Ｂの一端のコネクタ１Ｃと他端のコネクタ１Ｄとに接続する。光ファイバコード１Ｂ入り鉄筋１をコネクタ接続することにより、一連となっている光ファイバコード１Ｂの一端に光パルスを入射し、光ファイバコード１Ｂ中で発生した散乱光を受信するまでの時間から計測位置を求め、また、その強さの周波数分布を解析することから、そこでの歪みの大きさを求める。
【００１９】
こうして、本実施の形態によれば、前述の図５で説明した不平衡荷重状態時における引張り側の伸び歪み量および計測位置を測定でき、コンクリートポール１１の湾曲状態を定量的に検知することが可能となる。そして、この歪み量等の記録を定期的な点検を通じて収集・保存し、この記録を分析することで、コンクリートポール１１の折損・倒壊を事前に検知し建替等の判断を行う。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成および方法は本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。たとえば、本実施の形態による歪み測定方法では、コンクリートポールについて述べたが、前述した鉄筋１を配列して他の構造物に用いた場合でも、同じようにして鉄筋１の歪み測定を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明では、鉄筋またはこの鉄筋による配筋構造を用いたコンクリートポールが、光ファイバコードを内部に備えるので、鉄筋またはコンクリートポールに負荷される荷重を、この光ファイバコードの歪みとして定量的に把握することを可能にする。この結果、設備の安定性、効率的な保守作業に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄筋の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の鉄筋を用いたコンクリートポールの断面を示す断面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図４】本実施の形態によるコンクリートポールを用いた歪み測定を説明するための説明図である。
【図５】コンクリートポールによる各種電線等の支持の様子を説明する説明図である。
【図６】図５の破線円部分のコンクリートポールの応力状態を説明する説明図である。
【図７】コンクリートポールの断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 鉄筋
１Ａ 鉄筋部分
１Ｂ 光ファイバコード
１Ｃ、１Ｄ コネクタ
１１ コンクリートポール
１１Ａ コンクリート部分
２１ 歪み計測装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み測定用コンクリートポールと、この歪み測定用コンクリートポールを用いた歪み測定方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートポールは電気設備や電気通信設備の基盤設備であり、高圧電力線、低圧電力線、通信用電線、引留用支線などを支持する。このコンクリートポールは各種の電線を支持するので、コンクリートポールには不平衡荷重が負荷される。たとえば、図５に示すように、コンクリートポール１０１は高圧電力線２０１、低圧電力線２０２、通信用電線２０３を支持し、さらに、コンクリートポール１０１の端部が引留用支線２０４に接続されている。
【０００３】
このように、各種の電線等の接続により不平衡荷重がコンクリートポール１０１に付加される。つまり、コンクリートポール１０１の一方の端部が地中にあるので、コンクリートポール１０１の地面との境界が固定され、また、他方の端部が引留用支線２０４に接続されているので、この端部も固定されている。この結果、コンクリートポール１０１には、低圧電力線２０２による張力Ｆ１と、通信用電線２０３による張力Ｆ２とが加わり、コンクリートポール１０１は不平衡荷重が付加された状態となる。
【０００４】
各種電線により不平衡荷重が付加された場合、コンクリートポール１０１を梁と仮定すると、コンクリートポール１０１に次のような応力状態が発生している。たとえば、低圧電力線２０２を支持しているコンクリートポール１０１の部分（図５の破線円Ｍの部分）では、図６に示すように、圧縮応力Ｆ１１、Ｆ１２と引張応力Ｆ２１、Ｆ２２とにより、曲げ力Ｆ３１が発生する。コンクリートポール１０１には図７に示すように、中空円筒状のコンクリート部分１０１Ａに鉄筋１０１Ｂが埋め込まれているが、コンクリートポール１０１と仮定した梁１１０（図５）は湾曲する。これらの荷重が長期間付加され続けると、コンクリートポール１０１の折損や倒壊が発生する可能性がある。
【０００５】
そこで、コンクリートポールの劣化予測の技術として、プレストレストコンクリートの電柱の鉄筋のインピーダンス特性で推定する技術（特開２００２−３４５１３２号公報：以下、文献１という）や、電柱の湾曲度合を測定する技術として、電柱の画像処理で測定する技術（特開平６−９４４４２号公報：以下、文献２という）がある。コンクリートポールにおいて、不平衡荷重状態が発生している場合、これらの技術により、外観等から柱体の湾曲が確認される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した文献１、２の技術には次のような課題がある。文献１の技術では、電柱の鉄筋のインピーダンス特性で推定するので、電柱に加わる不平衡荷重状況を定量的に、つまり、負荷が加わっている部分やその部分で伸びや歪みの量を把握することができない。
【０００７】
また、文献２の技術では、外観等より柱体の湾曲が確認される場合もあるが、外観だけでは判断が困難な場合がほとんどである。このため、コンクリートポールの折損や倒壊を点検作業時等に予知することは基本的に不可能である。
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決し、外観等で判断不可能なコンクリ−トポールに加わる不平衡荷重状況を定量的に把握し、建替等の判断基準を設けることを可能にする、歪み測定用コンクリートポール、および歪み測定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、柱状の鉄筋部分１Ａと、前記鉄筋部分１Ａの長手方向に沿ってこの鉄筋部分１Ａの内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード１Ｂとを有し、前記光ファイバコード１Ｂの両端に接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを取り付けてなる歪み測定用鉄筋１を複数本配筋した配筋構造体と、前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分１１Ａとを備えていることを特徴とする。
請求項２の発明は、柱状の鉄筋部分１Ａと、前記鉄筋部分１Ａの長手方向に沿ってこの鉄筋部分１Ａの内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード１Ｂとを有し、前記光ファイバコード１Ｂの両端に接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを取り付けてなる歪み測定用鉄筋１を複数本配筋した配筋構造体と、前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分１１Ａとを備えてなる歪み測定用コンクリートポールの前記光ファイバコード１Ｂを前記接続用コネクタ１Ｃ、１Ｄを介し連結し、連結した光ファイバコード１Ｂの一端にパルス状のレーザ光を入射し、前記連結した光ファイバコード１Ｂ中で発生した散乱光を、この連結した光ファイバコード１Ｂの他端から受け、前記散乱光を受信するまでの時間と周波数分布とから、前記鉄筋に発生している歪みの位置と大きさとを調べることを特徴とする歪み測定用コンクリートポールの歪み測定方法である。
【００１０】
本発明によれば、コンクリートポールの配筋に用いられる鉄筋に光ファイバコードを埋め込み、この光ファイバコードの歪み量を測定することにより、鉄筋やコンクリートポールの湾曲状況を定量的に把握する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。本実施の形態による歪み測定用鉄筋（以下、鉄筋という）を図１に示す。図１の鉄筋１は、鉄筋部分１Ａと光ファイバコード１Ｂとコネクタ１Ｃ、１Ｄとで構成されている。
【００１２】
鉄筋部分１Ａは柱状の鉄製である。光ファイバコード１Ｂは、光を伝送するためのものである。光ファイバコード１Ｂは、鉄筋部分１Ａ内に、鉄筋部分１Ａの長手方向に沿って、かつ、鉄筋部分１Ａより長めに設けられている。光ファイバコード１Ｂは、鉄筋部分１Ａの伸びおよび圧縮歪みを、この光ファイバコード１Ｂの伸びおよび圧縮歪みとして伝達する。
【００１３】
コネクタ１Ｃ、１Ｄは、光ファイバコード１Ｂの両端に取り付けられている。コネクタ１Ｃは、コネクタ１Ｄと互いに接続が可能である。コネクタ１Ｃとコネクタ１Ｄとの接続によって、光をコネクタ１Ｃからコネクタ１Ｄに、またはその逆方向に伝送することができる。
【００１４】
前記の構成の鉄筋１は歪み測定用コンクリートポール（以下、コンクリートポールという）に用いられる。たとえば、図２に示すコンクリートポール１１は、コンクリート部分１１Ａと図１の鉄筋１とで構成されている。図３に示すように、コンクリートポール１１には、鉄筋１を環状に配列した配筋構造体が形成されている。コンクリート部分１１Ａは、コンクリートを中空円筒状に形成したものであり、先に述べた配筋構造体を内部に持つ。
【００１５】
本実施の形態による鉄筋１とコンクリートポール１１とは前記の構成である。つぎに、鉄筋１を内部に持つコンクリートポール１１の歪み測定方法について説明する。
【００１６】
図４に示すように、作業者は、コンクリートポール１１内の隣接する鉄筋１のコネクタ１Ｃとコネクタ１Ｄを接続して、光ファイバコード１Ｂを連結する。この後、作業者は、各光ファイバコード１Ｂの接続を行った鉄筋１を配筋したコンクリートポール１１を建設する。
【００１７】
コンクリートポール１１の建設後、定期的な点検を行う際に、作業者は歪み計測装置２１を用意する。歪み計測装置２１は、光ファイバに発生した歪みを計測するものである。このために、歪み計測装置２１は、パルス状のレーザ光を光ファイバに入射し、光ファイバの歪みの部分で発生した散乱光を受信する。そして、歪み計測装置２１は、散乱光を受信するまでの時間から計測位置を求め、散乱光の強さの周波数分布を解析することにより、計測位置での歪みの大きさを求める。
【００１８】
作業者は、歪み計測装置２１のコネクタ１Ｃ、１Ｄを、コンクリートポール１１の計測部、つまり、コンクリートポール１１内の連結された光ファイバコード１Ｂの一端のコネクタ１Ｃと他端のコネクタ１Ｄとに接続する。光ファイバコード１Ｂ入り鉄筋１をコネクタ接続することにより、一連となっている光ファイバコード１Ｂの一端に光パルスを入射し、光ファイバコード１Ｂ中で発生した散乱光を受信するまでの時間から計測位置を求め、また、その強さの周波数分布を解析することから、そこでの歪みの大きさを求める。
【００１９】
こうして、本実施の形態によれば、前述の図５で説明した不平衡荷重状態時における引張り側の伸び歪み量および計測位置を測定でき、コンクリートポール１１の湾曲状態を定量的に検知することが可能となる。そして、この歪み量等の記録を定期的な点検を通じて収集・保存し、この記録を分析することで、コンクリートポール１１の折損・倒壊を事前に検知し建替等の判断を行う。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成および方法は本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。たとえば、本実施の形態による歪み測定方法では、コンクリートポールについて述べたが、前述した鉄筋１を配列して他の構造物に用いた場合でも、同じようにして鉄筋１の歪み測定を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明では、鉄筋またはこの鉄筋による配筋構造を用いたコンクリートポールが、光ファイバコードを内部に備えるので、鉄筋またはコンクリートポールに負荷される荷重を、この光ファイバコードの歪みとして定量的に把握することを可能にする。この結果、設備の安定性、効率的な保守作業に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄筋の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の鉄筋を用いたコンクリートポールの断面を示す断面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図４】本実施の形態によるコンクリートポールを用いた歪み測定を説明するための説明図である。
【図５】コンクリートポールによる各種電線等の支持の様子を説明する説明図である。
【図６】図５の破線円部分のコンクリートポールの応力状態を説明する説明図である。
【図７】コンクリートポールの断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 鉄筋
１Ａ 鉄筋部分
１Ｂ 光ファイバコード
１Ｃ、１Ｄ コネクタ
１１ コンクリートポール
１１Ａ コンクリート部分
２１ 歪み計測装置
Claims (2)
- 柱状の鉄筋部分（１Ａ）と、前記鉄筋部分（１Ａ）の長手方向に沿ってこの鉄筋部分（１Ａ）の内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード（１Ｂ）とを有し、
前記光ファイバコード（１Ｂ）の両端に接続用コネクタ（１Ｃ、１Ｄ）を取り付けてなる歪み測定用鉄筋（１）を複数本配筋した配筋構造体と、
前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分（１１Ａ）とを備えていることを特徴とする歪み測定用コンクリートポール。 - 柱状の鉄筋部分（１Ａ）と、前記鉄筋部分（１Ａ）の長手方向に沿ってこの鉄筋部分（１Ａ）の内部中央部に設けられ、かつ両端からそれぞれ突出した光ファイバコード（１Ｂ）とを有し、
前記光ファイバコード（１Ｂ）の両端に接続用コネクタ（１Ｃ、１Ｄ）を取り付けてなる歪み測定用鉄筋（１）を複数本配筋した配筋構造体と、
前記配筋構造体を内部に持つ柱状のコンクリート部分（１１Ａ）とを備えてなる歪み測定用コンクリートポールの前記光ファイバコード（１Ｂ）を前記接続用コネクタ（１Ｃ、１Ｄ）を介し連結し、
連結した光ファイバコード（１Ｂ）の一端にパルス状のレーザ光を入射し、
前記連結した光ファイバコード（１Ｂ）中で発生した散乱光を、この連結した光ファイバコード（１Ｂ）の他端から受け、
前記散乱光を受信するまでの時間と周波数分布とから、前記鉄筋に発生している歪みの位置と大きさとを調べることを特徴とする歪み測定用コンクリートポールの歪み測定方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003126863A JP4222476B2 (ja) | 2003-05-02 | 2003-05-02 | 歪み測定用コンクリートポール、および歪み測定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2003
- 2003-05-02 JP JP2003126863A patent/JP4222476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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