JP5016281B2 - グラウンドアンカーの緊張力検知装置、緊張力検知方法及びセンサープレート取付治具 - Google Patents

グラウンドアンカーの緊張力検知装置、緊張力検知方法及びセンサープレート取付治具 Download PDF

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Description

本発明は、プレストレストコンクリートにおける緊張力付与や傾斜地の土留め等に使用するグラウンドアンカーにおける緊張部材に働いている緊張力を検知するのに好適なグラウンドアンカーの緊張力検知装置、緊張力検知方法及びセンサープレート取付治具に関する。
地盤上に敷設されたプレストレストコンクリートにおける緊張力付与や、傾斜地の土留め等に、グラウンドアンカーが使用されている。
図28は、一般的なグラウンドアンカー100を示す。なお、図28中の符号101は、地表法面等に敷設されグラウンドアンカー100によって地盤側に押圧すべきコンクリート部材、102はコンクリート部材101の表面に設置されたアンカープレートである。
上記コンクリート部材101及びアンカープレート102には、略同軸上に挿通穴が貫通形成されている。これらの挿通穴には、樹脂製のシース104内に収容された緊張部材であるアンカーケーブル106が挿通されている。
このアンカーケーブル106の下端部は、コンクリート部材101の下方における地中の安定地盤に埋設されたアンカー体(図示せず)に固定されている。また、コンクリート部材101及びアンカープレート102の挿通穴から地上側に導出されたアンカーケーブル106の上端部には、アンカーヘッド108が固定されている。
このアンカーヘッド108は、アンカーケーブル106の上端部をジャッキ等によって牽引して、緊張状態にされたアンカーケーブル106に固定され、アンカーケーブル106を介して作用する緊張力によって、アンカープレート102側に押圧固定されている。
なお、図28中の符号109は、アンカーヘッド108が取り付けられたアンカーケーブル106の上端部に被嵌装着されるオイルキャップで、アンカーケーブル106の腐食等を防止する機能を有している。
このようなグラウンドアンカー100においては、アンカーケーブル106に付与された緊張力が経年変化によって緩み、それによって、アンカーケーブル106による当初の支持強度が低下する虞がある。そこで、定期的にアンカーケーブル106の緊張力を点検する必要がある。
従来、設置済みのグラウンドアンカー100におけるアンカーケーブル106の緊張力を検出するため、各種の方法が知られている。
例えば、点検時にオイルキャップ109を取り外し、露出したアンカーケーブル106の上端部に、グラウンドアンカー100の設置時に使用した緊張ジャッキを接続し、この緊張ジャッキによって残存している緊張力を測定する方法が知られている。
また、図29に示すように、グラウンドアンカー100におけるアンカープレート102とアンカーヘッド108との間に、油圧式或いは電気式のロードセル112を組み込ん
で、緊張力の測定時にはロードセル112に測定回路を接続して、規定圧でロードセル112を作動させた時のロードセル112の出力値によって、アンカーケーブル106の緊張力低下を検出する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
更に、図30に示すように、予めロードセル等の計測手段を設置していない既設のグラウンドアンカー100の緊張力を測定する方法として、リフトオフ試験が知られている。
このリフトオフ試験は、油圧ジャッキ121を用いてアンカーヘッド108を持ち上げ、そのときの油圧ジャッキ121の油圧と、ストローク量とを測定する。
なお、図30は、法面に敷設されたコンクリート部材101に、グラウンドアンカー100で押圧力を付与する場合を示している。また、図30中の符号122は油圧ポンプ、123は圧力計、124はレコーダ、125は変位計である。
図31は、油圧ジャッキ121の油圧から換算した荷重と、油圧ジャッキ121の変位(ストローク量)との関係を示す。油圧ジャッキ121のジャッキ荷重が、地盤に定着しているアンカーケーブル106の緊張力以上になると、アンカーケーブル106が伸び始めるため、ジャッキ荷重と変位との関係線図Kに、変曲点Fが発生する。この変曲点Fにおける荷重FAから、アンカーケーブル106の緊張力を求めることができる。
特開2002−257654号公報 特開2006−162511号公報
しかしながら、従来の緊張ジャッキを使用してグラウンドアンカーの緊張力を検知する方法では、緊張ジャッキが重機であるため、点検時に緊張ジャッキを現場へ搬入するのに多大な労力がかかるという問題があった。
また、従来の油圧式或いは電気式のロードセル112を使用してグラウンドアンカーの緊張力を検知する方法では、油圧式或いは電気式のロードセル112自体が高価な上、点検時にロードセル112からの出力信号を測定するために、高価な測定回路も必要となり、コストが高くなるという問題があった。
更に、油圧式或いは電気式のロードセル112を組み付けるには、アンカープレート102とアンカーヘッド108との間にロードセル112の高さ寸法hに相当する隙間を確保しなければならないが、この高さ寸法hが比較的大きいため、既存のグラウンドアンカー100に後からロードセル112を追加装備する隙間を形成することが困難になるという問題があった。
このため、予めロードセル112を組み込んで設置したグラウンドアンカー以外には利用できないという問題があった。
また、グラウンドアンカー100を新規に設置する際に、ロードセル112等の測定手段を設けておいたとしても、何らかの原因でロードセル112が故障した場合、ロードセル112を交換することが困難であり、それ以降、緊張力の管理ができなくなるという問題が発生する。
また、リフトオフ試験は、設備が大がかりであり、コスト高になるという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、コスト及び労力を低減ができ、更に既設のグラウンドアンカーに簡単に取り付け、或いは簡単に交換できるグラウンドアンカーの緊張力検知装置、緊張力検知方法及びセンサープレート取付治具の提供を課題とする。
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、
地盤上に敷設された敷設部材に前記地盤に対する押圧力を与えるべく、前記敷設部材を貫通して配置され、下端部が前記地盤内のアンカー体に固定されると共に、上端部が前記敷設部材より上側に突出した緊張部材と、前記敷設部材より上側に配置され前記緊張部材に固定されたアンカーヘッドと、前記緊張部材による押圧力を前記アンカーヘッドを介して前記敷設部材に伝達すべく、前記アンカーヘッドと前記敷設部材との間に設けられたアンカープレートと、を有するグラウンドアンカーにおける前記緊張部材の緊張力を検知するグラウンドアンカーの緊張力検知装置であって、
前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に配置されるセンサープレートと、
前記センサープレートに発生する圧縮歪みを検知する圧縮歪検知手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明では、緊張部材の緊張力によって、アンカーヘッドを介してセンサープレートに押圧力が作用し、この押圧力によってセンサープレートに圧縮歪が発生する。この圧縮歪みを圧縮歪検知手段によって検知し、この圧縮歪に基づいて、緊張部材の緊張力を算出できる。なお、緊張部材としては、緊張線材、緊張鋼棒、上側が緊張鋼棒で下側が緊張線材で形成される緊張部材などを例示できる。
上記圧縮歪検知手段は、安価な歪みセンサーを使用できるので、コストダウンが可能になる。また、センサープレートは、圧縮歪ゲージを貼る厚さ等で制限を受けるだけであるため、その厚さを薄くできる。これに対して、センサープレートの曲げ歪みを検出する場合は、センサープレートにある程度の強度が必要になるため、その厚さを比較的厚くする必要がある。
このように、センサープレートの厚さを薄くできるので、センサープレートを新たにアンカーヘッドとアンカープレートとの間に挟んだ際に、緊張部材における緊張力の荷重を設計値に対して余計に上げなくて済む。
ここで、前記センサープレートは、前記緊張部材の周囲に配置される複数の分割プレートを有し、前記複数の分割プレートの一部又は全部に前記圧縮歪検知手段が設けられている構成にできる。
この構成により、センサープレートの分割プレートを、アンカーヘッドの外周側からアンカーヘッドとアンカープレートとの間の隙間に挿入することができ、センサープレートを所定の取付位置に簡単に取り付けることができる。また、圧縮歪み検出手段が故障した場合などに、センサープレートを簡単に交換できる。センサープレートが一体のリングの場合、交換するのは困難である。
また、分割プレートを複数設けることにより、分割プレートをアンカーヘッドの全周に亘って配置できる。これにより、緊張部材の緊張力を全周に亘って測定できるので、測定のバランスが良く、正確な緊張力を測定できる。
また、前記複数の分割プレートが弾性部材によって接続され、前記分割プレートが前記
弾性部材によって前記緊張部材側に付勢される構成にできる。
この構成により、分割プレートを緊張部材に接近させて取り付けることができるので、分割プレートが所定の取付位置からずれるのを防止できる。
また、前記分割プレートに前記緊張部材の長手方向と平行な孔が設けられ、前記孔の内側面に前記歪み検知手段が設けられている構成にできる。
この場合は、歪み検知手段が外れるのを防止できると共に、圧縮歪みを確実に検知できる。
また、本発明は、
上記グラウンドアンカーの緊張力検知装置における前記センサープレートを、前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に取り付けるためのセンサープレート取付治具であって、
前記複数の分割プレートを個々に保持すると共に、前記アンカーヘッドの 側面に当接して位置決めされ、前記分割プレートを前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間の所定の位置に配置する複数の保持部と、
前記複数の保持部を接続する接続部と、
を備えることを特徴とする。
本発明では、センサープレートの分割プレートをアンカーヘッドとアンカープレートとの間に取り付ける際に、センサープレート取付治具の複数の保持部によって各分割プレートを個別に保持し、保持部をアンカーヘッドの外周側面に当接させて位置決めすることにより、分割プレートをアンカーヘッドとアンカープレートとの間における所定の取付位置に正確に配置できる。従って、センサープレートの取付が容易になる。
ここで、前記接続部は弾性材料で形成され、前記保持部が前記アンカーヘッドの側面に当接して位置決めされた際に、前記保持部が前記接続部によって前記緊張部材側に弾性的に付勢されるように構成できる。
この場合は、保持部をアンカーヘッドとアンカープレートとの間に挿入した際に、保持部が緊張部材側に弾性的に付勢されるので、保持部に保持されている分割プレートを所定の位置に正しく配置できる。
また、前記保持部には、前記分割プレートを吸着する第1の磁石と、前記アンカーヘッドを吸着する第2の磁石とが設けられている構成にできる。
この場合は、分割プレートが第1の磁石によって保持部に吸着され、所定の位置に配置される。また、保持部は第2の磁石によってアンカーヘッドに吸着され、所定の位置に配置される。
また、本発明は、
地盤上に敷設された敷設部材に前記地盤に対する押圧力を与えるべく、前記敷設部材を貫通して配置され、下端部が前記地盤内のアンカー体に固定されると共に、上端部が前記敷設部材より上側に突出した緊張部材と、前記敷設部材より上側に配置され前記緊張部材に固定されたアンカーヘッドと、前記緊張部材による押圧力を前記アンカーヘッドを介して前記敷設部材に伝達すべく、前記アンカーヘッドと前記敷設部材との間に設けられたアンカープレートと、を有するグラウンドアンカーにおける前記緊張部材の緊張力を検知するグラウンドアンカーの緊張力検知方法であって、
前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に、センサープレートを配置する工程と、
前記センサープレートに発生する圧縮歪みを歪み検知手段によって検知する工程と、
前記緊張力を検知する前に、前記センサープレートに作用する荷重と、前記荷重によって前記センサープレートに発生する圧縮歪み量との関係を取得する校正処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明では、例えばグラウンドアンカーの緊張力検知装置をグラウンドアンカーに取り付けたときに、校正処理を行うことができる。これにより、グラウンドアンカーの設置状態や各部の仕上げ程度などにばらつきがあっても、正確な圧縮歪みを得ることができる。
ここで、前記複数の分割プレートのうち、少なくとも2つの前記分割プレートに前記圧縮歪検知手段が設けられ、前記校正処理を行う工程では、少なくとも2つの前記圧縮歪検知手段によって検知された圧縮歪みのうち、最大値と最小値との間に所定値以上の差がある場合は、警告を発生することが好ましい。
この場合は、圧縮歪みの最大値と最小値の差が大きい場合は、警報が発生されるので、センサープレートなどのセッティングが間違っているか、或いはアンカーヘッドやアンカープレート等の平面度などが悪いなど、何らかの不具合があると判断できるので、再セッティングを行うなど適切な処置を行うことができる。
本発明によれば、アンカーヘッドとアンカープレートの間にセンサープレートを配置し、このセンサープレートの圧縮歪みを比較的安価な歪み検知手段で検知できるので、センサープレートの厚さを薄くできると共に、コストダウンが可能になる。
更に、センサープレートの厚さを薄くできるので、センサープレートを新たにアンカーヘッドとアンカープレートとの間に挟んだ際に、緊張部材における緊張力の荷重を設計値に対して余計に上げなくて済む。
以下、本発明の実施の形態を添付した図1から図27に基づいて詳細に説明する。
《第1の実施の形態》
図1は、本発明に係る第1実施形態のグラウンドアンカーの緊張力検知装置1をグラウンドアンカー10に取り付けた状態を示す断面図である。このグラウンドアンカーの緊張力検知装置1は、グラウンドアンカー10の緊張部材であるアンカーケーブル11の緊張力を検知する。
グラウンドアンカー10は、地盤15上に敷設された敷設部材であるコンクリート12に地盤15側への押圧力を与えるべく、コンクリート12を貫通して配置され、下端部が地盤15内のアンカー体30に固定されると共に、上端部がコンクリート12より上側に突出したアンカーケーブル11と、コンクリート12上より上側に配置されアンカーケーブル11の上端部11aに固定されたアンカーヘッド13と、アンカーケーブル11による押圧力をアンカーヘッド13を介してコンクリート12に伝達すべく、アンカーヘッド13とコンクリート12との間に設けられたアンカープレート14とを有している。なお、緊張部材としては、緊張線材であるアンカーケーブル11以外に、緊張鋼棒、上側が緊張鋼棒で下側が緊張線材で形成されるものなどを例示できる。
アンカーケーブル11の上端部11aには、オイルキャップ61(図9参照)が嵌着されている。アンカー体30は、セメント系グラウト材の注入によって所定の大きさ、形状に造成されている。また、アンカーケーブル11は、所定の弾性特性を有する樹脂製のシース31に挿通されている。
アンカーケーブル11とアンカーヘッド13との固定は、アンカーヘッド13に形成された線材挿通孔13aにアンカーケーブル11を挿通し、テーパ管状の楔33を線材挿通孔13aの内面とアンカーケーブル11との間に打ち込むことによって行われている。
グラウンドアンカーの緊張力検知装置1は、グラウンドアンカー10のアンカーヘッド13とアンカープレート14との間に配置されるセンサープレート20と、このセンサープレート20に発生する圧縮歪みを検知する歪み検知手段である歪みセンサー21とを備えている。
センサープレート20は、図2に示すように、複数の分割プレート20aを有している。本実施形態では、3個の分割プレート20aを有している。これらの分割プレート20aは、略長方形状に形成され、その外側の両角に比較的大きな面取りCが施されている。
このように、センサープレート20を複数の分割プレート20aで構成することにより、後述のように、既設のグラウンドアンカー10に後から取り付けることが容易になる。また、既に取り付けられている歪みセンサー21が故障した場合などに、センサープレート20を簡単に交換できる。センサープレートが一体のリングの場合、交換するのは困難である。
3個の分割プレート20aは、グラウンドアンカー10の複数のアンカーケーブル11を囲むように(図5参照)、略C字状に配置されている。また、中央の分割プレート20aにおける略中央部には、制御部50(図8参照)から延びる電線22が接続されている。
更に、中央の分割プレート20a及び他の分割プレート20aは、線状の接続部材23によって接続されている。そして、両側の分割プレート20a,20a間に隙間Dが形成されている。
すなわち、3個の分割プレート20aが直列に接続されて、略C字状を形成するように配置され、その両端部が開放されている。これらの分割プレート20aは、磁石に吸着される防錆処理鋼板によって形成されている。
接続部材23は、弾性を有する材料によって線状に形成されている。この接続部材23の弾性によって、各分割プレート20aがC字形の内側に向けて付勢されている。
また、接続部材23に沿って電線24が設けられている。この電線24の両端部は、隣接する分割プレート20a,20aの歪みセンサー21,21に接続されている。
各分割プレート20aの略中央には、図3に示すように、矩形の孔20bが設けられている。この孔20b内には、図4に示すように、歪センサー21が設けられている。
本実施形態では、歪みセンサー21が、孔20bの内面20cに貼り付けられている。この歪みセンサー21によって、分割プレート20aの厚さt方向の圧縮歪みが検知される。
なお本実施形態では、一個の分割プレート20aに一個の歪みセンサー21を設けたが、一個の分割プレート20aに複数個の歪みセンサー21を設けることもできる。この歪みセンサー21は、市販の歪みゲージを使用することができる。このように、1つのグランドアンカー10に対して複数の歪みセンサー21を設置することにより、1個の歪みセンサー21が壊れても、残りの歪みセンサー21で緊張力を測定できるので、信頼性が向上する。
なお、歪みセンサー21は、外気や湿気等による汚損を防止するために、高度な耐候性(防水性)を付与しておく必要がある。そこで、本実施形態では、孔20b内に歪みセンサー21を取り付けた後、孔20b内にコーティング剤(防水性樹脂)25をポッティングして埋めている。また、孔20bの開口を防水蓋で覆うなどの防水処置を施すこともできる。
センサープレート20の各分割プレート20aは、図5に示すように、アンカーヘッド13の外周縁13bと、全てのアンカーケーブル11の外端を通る円周11dとの間に収められて取り付けられる。
このグラウンドアンカーの緊張力検知装置1におけるセンサープレート20を、既設のグラウンドアンカー10に取り付ける場合は、図6に示すように、センサープレート取付治具40を使用することにより、簡単に取り付けることができる。
このセンサープレート取付治具40は、センサープレート20の複数の分割プレート20aを個々に保持すると共に、アンカーヘッド13の外周側面に当接して位置決めされ、分割プレート20aをアンカーヘッド13とアンカープレート14との間の所定の位置に配置する複数の保持部41と、これらの複数の保持部41を開閉自在に接続する接続部材42とを備えている。
保持部41は、分割プレート20aの個数と同数、本実施形態では3個設けられている。保持部41は比較的浅い容器状に形成され、内側に凹部41aを有している。これらの保持部41は、凹部41を内側にして、略六角形を形成するように配置されている。
保持部41の凹部41aは、センサープレート20の分割プレート20aを収容可能な大きさに形成されている。また、凹部41aの大きさは、アンカーヘッド13の外径に応じて設定されている。
保持部41の凹部41aにおける内面41bには、分割プレート20aを吸着する第1の磁石43が設けられている。本実施形態では、内面41bに2個の第1の磁石43,43が適宜な間隔をあけて設けられている。
分割プレート20aは、面取りCが設けられた面が第1の磁石43に吸着されて凹部41a内に収容され、この状態で位置規制される。これにより、分割プレート20aの位置ずれを防止できる。
また、保持部41の両脚部41d,41dの上部側には、図7に示すように、突出部41c,41cが設けられている。これらの突出部41cの内面には、アンカーヘッド13に吸着される第2の磁石44が設けられている。
接続部材42は、板バネなどの弾性材料によって形成されている。この接続部材42の両端部は、隣接する分割プレート20a,20aの互いに対向する端部側にビスなどで固定されている。
但し、隣接する保持部41,41の互いに対向する端部のうち、分割プレート20a,20aの隙間Dに対応する端部間dは、接続部材42で接続されず開放されている。
これにより、接続されてない保持部41,41の端部間dから、その両側に配置された保持部41,41を弾性的に開閉することができる。
このセンサープレート取付治具40は、後述のように、センサープレート20を取り付けた後に撤去されるので、繰り返し使用できる。また、保持部41の大きさを、グラウンドアンカー10におけるアンカーヘッド13のサイズに合わせて形成しておくことにより、各種のサイズのグラウンドアンカー10に対応できる。
図8は、このグラウンドアンカーの緊張力検知装置1における制御部50を示す。この制御部50は、基板ボックス51と、緊張力モニター装置52とを有している。基板ボックス51と緊張力モニター装置52は、互いに別体で形成されている。
基板ボックス51には、歪みセンサー21の出力信号を読み取る平行回路53、及び記憶媒体54を有している。平行回路53は、分割プレート20aの歪みセンサー21に接続されている。また、記憶媒体54としては、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などを例示できる。
緊張力モニター装置52は、平行回路53からの受信信号を増幅する増幅回路等を有する歪センサー作動回路55、この歪みセンサ作動回路55から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するA/D変換回路56、このA/D変換回路56の出力信号から分割プレート20aの圧縮歪量を算出し、CF(Compact Flash)などの記憶媒体
60へのデータ読み出し/書き込み処理等を行う演算処理回路(MPU:Micro Processing Unit)57、演算処理回路57で算出されたデータ等を画面表示する液晶ディスプレイ等を有する表示回路58、演算処理回路57による処理内容等を設定するキーボード等の入力操作回路59、入力操作回路59からの入力データや演算処理回路57による処理データを記憶する記憶媒体60を備えている。
なお、基板ボックス51は、図9に示すように、アンカーケーブル11の上端部を覆うべく、アンカープレート14に着脱自在に設けられたオイルキャップ61の内面にビスなどで取り付けることができる。
そして、グラウンドアンカー10の緊張力を測定する際には、防水コネクタ用キャップ(図示せず)をオイルキャップ(樹脂製又はアルミ製)61から外して、コネクター62に緊張力モニター装置52を接続するだけで緊張力を測定できる。
<センサープレートの取付方法>
グラウンドアンカーの緊張力検知装置1におけるセンサープレート20を、既設のグラウンドアンカー10に取り付ける場合は、予めセンサープレート取付治具40の保持部41に、センサープレート20の分割プレート20aを取り付けておく(図6参照)。
そして、図10に示すように、グラウンドアンカー10のオイルキャップ61を外し、油圧ジャッキ74を用いて、アンカーヘッド13を分割プレート20aの厚さtより少し多めに引き上げる。
本実施形態では、センターホールジャッキ70を用いてアンカーヘッド13を持ち上げる。このセンターホールジャッキ70は、アンカーケーブル11に固定されたアンカーヘ
ッド13を直接吊揚げることができる。
すなわち、このセンターホールジャッキ70は、アンカーヘッド13上に被せられ、且つコンクリート表面12a上に設置されるラムチェア71と、ラムチェア71の上面に設
けられた油圧ジャッキ74と、ラムチェア71内に配置されると共に、油圧ジャッキ74に取り付けられてアンカーヘッド13を把持するヨーク状のアタッチメント72と、油圧ジャッキ74に油圧を供給する油圧ポンプ75とを有している。
ラムチェア71は円筒状に形成され、その下端部が開口されている。また、ラムチェア71の下端部の側面には、適宜な大きさの開口部71bが設けられている。
また、ラムチェア71の下端部における側面には、開口部71bを除いた位置に、互いに適宜な間隔をあけて複数の位置調整ボルト76が螺入されている。これらの位置調整ボルト76は、ラムチェアの中心線に対して直交すると共に、アンカープレート14と略同じ高さに取り付けられている。
これらの位置調整ボルト76の螺入長さを調整することにより、アンカープレート14に対するラムチェア71の相対位置を調整できる。本実施形態では、位置調整ボルト76によって、アンカーヘッド13の中心とアンカープレート14の中心が一致するように調整する。
また、ラムチェア71には、油圧ジャッキ74の嵌合部74aを嵌め込む凹部71aが設けられている。この凹部71aに油圧ジャッキ74の嵌合部74aを嵌め込むことにより、ラムチェア71の中心と油圧ジャッキ74の中心を整合させることができる。
アンカーヘッド13とアンカープレート14との間にセンサープレート20を取り付ける際には、アタッチメント72によってアンカーヘッド13が把持され、アタッチメント72に油圧ジャッキ74の油圧が加えられて、所定の距離だけ引き上げられる。これにより、アンカーケーブル11が上方に伸ばされて、アンカープレート14とアンカーヘッド13との間に隙間が生じる。
アンカーヘッド13が引き上げられた後、ラムチェア71の下端に形成された開口部71bより、センサープレート取付治具40(図6参照)によって保持されているセンサープレート20の分割プレート20aを、センサープレート取付治具40と共に、アンカーヘッド13の外側から横方向(略水平)に移動させて、アンカーヘッド13とアンカープレート14の隙間に挿入する。
この際、センサープレート取付治具40は、図11に示すように、両側の保持部41,41を開いた状態で、全てのアンカーケーブル11を外側から囲むようにして、アンカーヘッド13とアンカープレート14の隙間に挿入する。
そして、図12に示すように、両側の保持部41,41の先端が、全てのアンカーケーブル11を超える位置まで挿入した後、図13に示すように、両側の保持部41,41を
閉じる。これにより、保持部41の第2の磁石43が、アンカーヘッド13に吸着されて、ある程度の力で固定される。
これにより、全ての分割プレート20aが所定の位置、すなわち、アンカーヘッド13の外周縁13aと、全てのアンカーケーブル11の外端を通る円周11dとの間に収まる位置に配置される。
分割プレート20aの歪みセンサー21も、アンカーヘッド13aとアンカープレート14との間に配置される。
この状態では、図14に示すように、アンカーヘッド13とアンカープレート14との間に、分割プレート20aの厚さtより大きな隙間があいている。
次に、図15に示すように、アンカーヘッド13を下限位置まで降下させた後、センターホールジャッキ70のアタッチメント72を、アンカーヘッド13から外す。
これにより、分割プレート20aがアンカーヘッド13とアンカープレート14とによって強固に挟まれる。そして、分割プレート20aに、アンカーヘッド13を介してアンカーケーブル11の緊張力に基づく圧縮力が作用する。
センターホールジャッキ70のアタッチメント72をアンカーヘッド13から外した後、図16に示すように、センサープレート取付治具40を挿入時と反対方向に引っ張る。
そうすると、センサープレート取付治具40の各保持部41に保持されていた分割プレート20aが、アンカーヘッド13とアンカープレート14間に強固に挟まれているので、その位置に残され、センサープレート取付治具40のみ取り出される。
このように、センサープレート取付治具40を用いて、分割プレート20aをアンカーヘッド13とアンカープレート14間に取り付けることにより、ラムチェア71(図10参照)内の空間のように、狭いスペースでも効率よく作業でき、分割プレート20aを容易に取り付け及び取り外しできる。
〈アンカーケーブルの緊張力検知方法〉
アンカーヘッド13とアンカープレート14間に挟まれた分割プレート20aには、上記のようにアンカーケーブル11の緊張力に基づく圧縮力が作用し、圧縮歪みが発生する。この圧縮歪みは、分割プレート20aの歪みセンサー21(図4参照)によって検知される。
この歪みセンサー21の検知結果は、緊張力モニター装置52(図8参照)に供給される。緊張力モニター装置52では、入力された歪みセンサー21の検知結果(歪み量)から、アンカーケーブル11の緊張力を算出する。
本実施形態では、グラウンドアンカーの緊張力検知装置1をグラウンドアンカー10に取り付けた後、まず、歪みセンサー21の校正(キャリブレーション)を行う。
アンカーケーブル11の緊張力に基づくセンサープレート20に作用する荷重と、センサープレート20に発生する圧縮歪みとの関係は、アンカーヘッド13及びアンカープレート14の、センサープレート20との接触部における凹凸や、コンクリート表面12aの傾斜や凹凸などにより、一個一個異なる。
すなわち、グラウンドアンカー10が変われば、アンカーケーブル11の緊張力が同一であっても、センサープレート20に作用する荷重及びセンサープレート20に発生する圧縮歪み量が変わる。
このため、本実施形態では、グラウンドアンカー10にグラウンドアンカーの緊張力検知装置1を取り付けた後、緊張力を測定する前にキャリブレーション(校正)を行う。
このキャリブレーションは、図17に示すように、センターホールジャッキ70を用いて行うことができる。なお、図17は、グラウンドアンカー10が法面に取り付けられている場合を示すが、グラウンドアンカー10が水平面に取り付けられている場合も同様である。
キャリブレーションに際しては、先ず、基板ボックス51に緊張力モニター装置52が接続される。
また、油圧ポンプ75と油圧ジャッキ74間の配管に、油圧を測定する圧力計77が取り付けられる。更に、油圧ジャッキ74のストローク部74aにおけるストローク量Xを測定する変位計78、変位計78の出力を増幅する歪みアンプ79が取り付けられる。
圧力計77及び変位計78の出力は、歪みアンプ79を介して、緊張力モニター装置52に入力される。
ここでは、まず、油圧ジャッキ74によってアンカーヘッド13を上下移動させることにより、油圧ジャッキ74の油圧(ジャッキ荷重FJ)と、油圧ジャッキ74におけるストローク部74aの変位Xとを測定する。
次に、図18に示すように、油圧ジャッキ74のジャッキ荷重FJと、ストローク部74aの変位Xとの関係を示すジャッキ荷重・変位線図80を作成する。
ジャッキ荷重FJのある範囲において、ジャッキ荷重・変位線図80に変曲点Pが発生する。この変曲点Pにおけるジャッキ荷重FJ(セット荷重FB)は、測定時におけるアンカーケーブル11の緊張力に相当する。
次に、油圧ジャッキ74をセット荷重FB以下の範囲で上下させて、アンカーヘッド13を上下移動させる。そして、分割プレート20aに発生する圧縮歪み量εを、歪みセンサー21によって測定する。
次に、図19に示すように、分割プレート20aにかかる荷重であるセンサープレート荷重FSと、分割プレート20aの圧縮歪みεとの関係を示すキャリブレーション線図81を作成する。このキャリブレーション線図81は、制御部50における基板ボックス51の記憶媒体54に記憶される。
なお、センサープレート荷重FSは、分割プレート20aに作用している荷重であり、セット荷重FBから油圧ジャッキ74の荷重を引いたものである。
また、複数の分割プレート20aにおける圧縮歪み量εが異なり、その最大値と最小値との差が所定値以上である場合には、緊張力モニター装置52から警告が発生される。
この場合は、分割プレート20aのセッティングが適正に行われていないなど、何らかの原因が考えられるので、再セッティングするなどの処置を行うことができる。
キャリブレーションが終了した後、緊張力モニター装置52を基板ボックス51から外し、基板ボックス51をオイルキャップ61の内側に取り付けて、オイルキャップ61をアンカーケーブル11の上端部に被せることにより、通常の状態に戻す(図9参照)。
そして、アンカーケーブル11の緊張力を測定する場合は、オイルキャップ61を外して、基板ボックス51に緊張力モニター装置52を接続する。
この状態で、センサープレート20の複数の分割プレート20aにおける歪みセンサー21から緊張力モニター装置52に、各分割プレート20aの圧縮歪み量εが供給される。
そして、供給された圧縮歪み量εが、記憶媒体54に記憶されているキャリブレーション線図81によって照合され、センサープレート荷重FSが求められる。このセンサープレート荷重FSから、アンカーケーブル11の緊張力が算出される。
図20に示すように、センサープレート20の分割プレート20aに作用するセンサープレート荷重FSと、分割プレート20aに発生する圧縮歪み量εとの関係は、ジャッキ荷重FJの上昇時と下降時とで略直線となりヒステリシスを生じない。
これは、アンカーヘッド13と分割プレート20aとの間に滑りが生じないからである。このように、ヒステリシスを生じないことにより、歪みセンサー21の検知精度が高くなる。
これに対して、例えばセンサープレートの曲げ歪みを検出することにより、アンカーケーブル11の緊張力を求める場合は、図21に示すように、センサープレート荷重FSの上昇時と下降時とで、センサープレート荷重FSと曲げ歪みとの関係にヒステリシスが発生する。
これは、アンカーヘッドとセンサープレートとの間に、滑りが生じるからである。このように、ヒステリシスが生じると、歪みセンサーの検知精度が低下する。
このように、本発明のグラウンドアンカーの緊張力検知装置1によれば、グラウンドアンカー10におけるアンカーヘッド13とアンカープレート14との間にセンサープレート20を配置し、この分割プレート20aに発生する圧縮歪みを、歪みセンサー21で検知できる。
センサープレート20は、歪センサー21を貼る厚さ等で制限を受けるだけであり、その厚さを薄くできる。これに対して、センサープレートの曲げ歪みを検出する場合は、センサープレートにある程度の強度が必要になるため、その厚さを比較的厚くする必要がある。
また、歪みセンサー21は、各々のグランドアンカー10で校正を取るので、歪みセンサー21の絶対的な精度が要求されなくなるので、コストダウンが可能である。
また、歪みセンサー21の出力信号は、微弱な電気信号で、その出力信号を処理する緊張力モニター装置52も、油圧式或いは電気式のロードセルを作動させる測定回路と比較して、例えば携帯型パソコン(ノートパソコン)等を利用した小型軽量で、且つ安価な設備で済む。従って、コスト及び労力を低減することができる。
また、上記のようにセンサープレート20の分割プレート20aを薄くできるので、センサープレート20を新たにアンカーヘッド13とアンカープレート14との間に挟んだ際に、アンカーケーブル11における緊張力の荷重を設計値に対して余計に上げなくて済む。
また、本発明のグラウンドアンカーの緊張力検知装置1は、既設のグラウンドアンカー10におけるアンカーケーブル11の緊張力を検知することが可能であり、汎用性が高い
また、上述のように、キャリブレーション線図81を記憶媒体54などに記憶しておき、歪みセンサー21で検知された圧縮歪み量εを、記憶媒体54に記憶されているキャリブレーション線図81に照合することにより、アンカーケーブル11における緊張力を、容易かつ短時間で求めることができる。
なお、センサープレート20は、グラウンドアンカー10のサイズが異なる場合には、図22(a),(b)に示すように、接続部材23の長さを調整することにより、同一の分割プレート20aを用いて対応できる。
図20(a)は、グラウンドアンカー10のサイズが相対的に小さい場合、図20(b)は、グラウンドアンカー10のサイズが相対的に大きい場合を示している。どちらの場合も、分割プレート20aの大きさは同一であり、接続部材23の長さのみ異なる。
また、上記の実施形態では、アンカーケーブル11が3本の場合について説明したが、図23(a),(b)に示すように、アンカーケーブル11が2本、又は4本以上の場合でも、本発明を適用できる。
図23(a)はアンカーケーブル11が4本の場合、図23(b)はアンカーケーブル11が12本の場合を示している。
アンカーケーブル11の数が増える程、グラウンドアンカー10のサイズ、すなわちアンカーヘッド13及びアンカープレート14の大きさが大きくなるが、上記のように接続部材23の長さを変えることによって簡単に対応できる。
また、図24(a),(b)に示すように、センサープレート20における分割プレート20aの数は、グラウンドアンカー10のサイズなどに応じて、適宜変更できる。
図24(a)は分割プレート20aが4個の場合、図20(b)は分割プレート20aが5個の場合を示す。
何れの場合も、分割プレート20a及び歪みセンサー21(図4参照)は、接続部材23及び電線24で直列に接続する。なお、分割プレート20aは、2個又は6個以上とすることもできる。
このように分割プレート20aの数を調整する場合、一個の分割プレート20aに、歪みセンサー21,接続部材23,電線24を取り付けて1セットとし、複数セットを用意しておき、必要なセット数を接続して用いるようにもできる。
上記のように、グラウンドアンカー10のサイズが異なる場合でも、同一の分割プレート20aを使用し、分割プレート20aの数を変えることにより対応できる。従って、分割プレート20aの共通化を図ることができるので、コストを抑えることができる。
また、各分割プレート20aに作用する圧縮力(面圧)が、分割プレート20a、アンカーヘッド13及びアンカープレート14の降伏荷重以下になるように、分割プレート20aの受圧面積を確保する必要がある。
例えば、グラウンドアンカー10のサイズが大きく、緊張力が大きい場合には、分割プレート20aの数を増やして、受圧面積を確保できる。この際、歪みセンサー21は、全
ての分割プレート20aに設けてもよく、また、一部の分割プレート20aに設けることもできる。
また、分割プレート20aの受ける圧縮力が比較的低い場合でも、分割プレート20a及び歪みセンサー21の数を増やして、圧縮歪みの検知数を増やすことにより、測定精度を上げることができる。
なお、上記の実施形態では、グラウンドアンカーの緊張力検知装置1を、既設のグラウンドアンカー10に取り付ける場合について説明したが、このグラウンドアンカーの緊張力検知装置1は、グラウンドアンカー10を新規に設置する場合に取り付けることもできる。
更に、上記の実施形態では、本発明を地盤15上に敷設されたコンクリート12に緊張力を付与するグラウンドアンカー10に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず地盤上に敷設されたプレストレストコンクリートに緊張力を付与するグラウンドアンカーや、傾斜地の土留め等に用いられるグラウンドアンカーに適用することができる。
《第2の実施の形態》
図25に示すように、グラウンドアンカー10におけるアンカーヘッド13とアンカープレート14との間に、アンカーケーブル11の周囲に充填された防錆剤を密封するため、蓋部材64が介在されている場合がある。
この場合には、蓋部材64とアンカープレート14との間に、センサープレート20を配置することができる。また、アンカーヘッド13と蓋部材64との間に、センサープレート20a配置することもできる。
《第3の実施の形態》
図26に示すように、グラウンドアンカーの緊張力検知装置1をグラウンドアンカー10に取り付けた後、図26中に一点鎖線で示すように、地盤15或いはコンクリート12が動いて、アンカープレート14とコンクリート表面12aの接触状態が変化することがある。
この場合には、アンカーヘッド13から各分割センサー20aに作用する荷重分布が変化し、各分割センサー20aの歪みセンサー21による検知結果が相違することがある。
このような場合には、分割プレート20a及び歪みセンサー21の数を増やして、全ての歪みセンサー21で検知された歪み量を平均化することにより、圧縮歪みの検知精度を高くすることができる。なお、分割プレート20a及び歪みセンサー21の数が多いほど、検知精度が高くなる。
また、図27(a),(b)に示すように、アンカープレート14又はアンカーヘッド13の表面に、比較的大きな凹部66や凸部67がある場合(アンカープレート14にある場合のみ図示)は、分割プレート20aの表面に作用する面圧が場所によって相違することがある。
このような現象は、アンカーヘッド13又はアンカープレート14の平面度や平行度などが低い場合や、分割プレート20aの厚さの公差範囲が大きい場合などにも、同様に発生する。
このように、分割プレート20aの表面に作用する面圧が場所によって大きく異なる場合は、一個の分割プレート20aに複数の歪みセンサー21を設けることにより、圧縮歪みを測定できない歪みセンサー21の割合を減らすことができるので、測定精度を高くできる。
本発明に係る第1実施形態のグラウンドアンカーの緊張力検知装置を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートを示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートの断面図であり、図2のA−A断面図である。 本発明に係る第1実施形態の歪みセンサーの取付状態を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートの配置を示す図であり、図1のB−B断面図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレート取付治具を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレート取付治具における第2の磁石を示す図であり、図6のC−C断面図である。 本発明に係る第1実施形態の制御部を示す図である。 本発明に係る第1実施形態の制御部における基板ボックスの取付状態を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態のグラウンドアンカーの緊張力検知方法を説明する図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートを取り付ける方法を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートを取り付ける方法を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートを取り付ける方法を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートをアンカーヘッドとアンカープレートの間に挿入した状態を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレートをアンカーヘッドとアンカープレートで挟んだ状態を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレート取付治具を外す方法を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のキャリブレーションを説明する図である。 本発明に係る第1実施形態の油圧ジャッキのジャッキ荷重と変位との関係を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレート荷重と歪みとの関係を示すキャリブレーション線図を示す図である。 本発明に係る第1実施形態のセンサープレート荷重と圧縮歪みとの関係を示す図である。 一般的なセンサープレート荷重と曲げ歪みとの関係を示す図である。 図22aは本発明に係る第1実施形態の相対的に小さなセンサープレートを示す図、図22bは相対的に大きなセンサープレートを示す図である。 図22aは本発明に係る第1実施形態のアンカーケーブルが4本の場合のセンサープレートの配置を示す図、図22bはアンカーケーブルが12本の場合のセンサープレートの配置を示す図である。 図22aは本発明に係る第1実施形態のセンサープレートの分割プレートが4個の場合を示す図、図22bは分割プレートが5個の場合を示す図である。 本発明に係る第2実施形態のセンサープレートの配置を示す断面図である。 本発明に係る第3実施形態のグラウンドアンカーを示す断面図である。 図27aは本発明に係る第3実施形態のアンカープレートにおける凹部を示す断面図、図27bは凸部を示す断面図である。 一般的なグラウンドアンカーを示す断面図である。 従来例に係るグラウンドアンカーの緊張力検出方法を示す断面図である。 別の従来例に係るグラウンドアンカーの緊張力検出方法を示す断面図である。 一般的なジャッキ荷重と変位及び変曲点を示す図である。
符号の説明
1 緊張力検知装置
10 グラウンドアンカー
11 アンカーケーブル(緊張部材)
11a アンカーケーブルの上端部
11d アンカーケーブルの外端を通る円周
12 コンクリート(敷設部材)
12a コンクリート表面
13 アンカーヘッド
13a 線材挿通孔
13b 外周縁
14 アンカープレート
15 地盤
20 センサープレート
20a 分割プレート
20b 孔
20c 内面
21 歪センサー
22 電線
23 接続部材
24 電線
30 アンカー体
31 シース
33 楔
40 センサープレート取付治具
41 保持部
41a 凹部
41b 内側面
41c 突出部
41d 脚部
42 接続部材
43 第1の磁石
44 第2の磁石
50 制御部
51 基板ボックス
52 緊張力モニター装置
53 平行回路
54 記憶媒体
55 センサ作動回路
55 歪センサー作動回路
56 変換回路
57 演算処理回路
58 表示回路
59 入力操作回路
60 記憶媒体
61 オイルキャップ
64 蓋部材
66 凹部
67 凸部
70 センターホールジャッキ
71 ラムチェア
71a ラムチェアの凹部
71b ラムチェアの開口部
72 アタッチメント
74 油圧ジャッキ
74a 油圧ジャッキの嵌合部
74b 油圧ジャッキのストローク部
75 油圧ポンプ
76 位置調整ボルト
77 圧力計
78 変位計
79 歪みアンプ
100 グラウンドアンカー
101 コンクリート部材
102 アンカープレート
104 シース
106 アンカーケーブル
108 アンカーヘッド
109 オイルキャップ
112 ロードセル
121 油圧ジャッキ

Claims (8)

  1. 地盤上に敷設された敷設部材に前記地盤に対する押圧力を与えるべく、前記敷設部材を貫通して配置され、下端部が前記地盤内のアンカー体に固定されると共に、上端部が前記敷設部材より上側に突出した緊張部材と、前記敷設部材より上側に配置され前記緊張部材に固定されたアンカーヘッドと、前記緊張部材による押圧力を前記アンカーヘッドを介して前記敷設部材に伝達すべく、前記アンカーヘッドと前記敷設部材との間に設けられたアンカープレートと、を有するグラウンドアンカーにおける前記緊張部材の緊張力を検知するグラウンドアンカーの緊張力検知装置であって、
    前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に配置されるセンサープレートと、
    前記センサープレートに発生する圧縮歪みを検知する歪検知手段と、
    を備え
    前記センサープレートは、前記緊張部材の周囲に分散して配置される複数の分割プレートを有し、前記複数の分割プレートの一部又は全部に前記歪検知手段が設けられていることを特徴とするグラウンドアンカーの緊張力検知装置。
  2. 前記複数の分割プレートが弾性部材によって接続され、前記分割プレートが前記弾性部材によって前記緊張部材側に付勢されることを特徴とする請求項に記載のグラウンドアンカーの緊張力検知装置。
  3. 前記分割プレートに前記緊張部材の長手方向と平行な孔が設けられ、前記孔の内側面に前記歪み検知手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のグラウンドアンカーの緊張力検知装置。
  4. 請求項1から3の何れか1項に記載のグラウンドアンカーの緊張力検知装置における前記センサープレートを、前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に取り付けるためのセンサープレート取付治具であって、
    前記複数の分割プレートを個々に保持すると共に、前記アンカーヘッドの側面に当接して位置決めされ、前記分割プレートを前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間の所定の位置に配置する複数の保持部と、
    前記複数の保持部を接続する接続部と、
    を備えることを特徴とするセンサープレート取付治具。
  5. 前記接続部は弾性材料で形成され、前記保持部が前記アンカーヘッドの側面に当接して位置決めされた際に、前記保持部が前記接続部によって前記緊張部材側に弾性的に付勢されることを特徴とする請求項に記載のセンサープレート取付治具。
  6. 前記保持部には、前記分割プレートを吸着する第1の磁石と、前記アンカーヘッドを吸着する第2の磁石とが設けられていることを特徴とする請求項またはに記載のセンサープレート取付治具。
  7. 地盤上に敷設された敷設部材に前記地盤に対する押圧力を与えるべく、前記敷設部材を貫通して配置され、下端部が前記地盤内のアンカー体に固定されると共に、上端部が前記敷設部材より上側に突出した緊張部材と、前記敷設部材より上側に配置され前記緊張部材に固定されたアンカーヘッドと、前記緊張部材による押圧力を前記アンカーヘッドを介して前記敷設部材に伝達すべく、前記アンカーヘッドと前記敷設部材との間に設けられたアンカープレートと、を有するグラウンドアンカーにおける前記緊張部材の緊張力を検知するグラウンドアンカーの緊張力検知方法であって、
    前記アンカーヘッドと前記アンカープレートとの間に、センサープレートを構成する複数の分割プレートを前記緊張部材の周囲に分散して配置する工程と、
    前記センサープレートに発生する圧縮歪みを前記複数の分割プレートの一部又は全部に設けられた歪み検知手段によって検知する工程と、
    を含むことを特徴とするグラウンドアンカーの緊張力検知方法。
  8. 前記緊張力を検知する前に、前記センサープレートに作用する荷重と、前記荷重によって前記センサープレートに発生する圧縮歪みとの関係を取得する校正処理を行う工程を更に含み、
    前記複数の分割プレートのうち、少なくとも2つの前記分割プレートに前記歪検知手段が設けられ、前記校正処理を行う工程では、少なくとも2つの前記圧縮歪検知手段によって検知された圧縮歪みのうち、最大値と最小値との間に所定値以上の差がある場合は、警告を発生することを特徴とする請求項に記載のグラウンドアンカーの緊張力検知方法。
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