JP5191873B2 - Crack detection method for bridge deck - Google Patents
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Description
本発明は、例えば鋼製床版等の橋梁床版に生じる亀裂の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting a crack generated in a bridge slab such as a steel slab.
高速道路の高架橋等のような道路用の橋梁では、図１に示すような鋼製床版が多く用いられている。図１に示すように、鋼製床版１は、鋼板で形成されたデッキプレート２と、デッキプレート２の上面に敷設されたアスファルトで形成された舗装３を備える。デッキプレート２の下面には、橋軸方向に延びるＵ字状断面のトラフ４と、トラフ４と平行の縦リブ５と、橋軸直角方向に延びる横リブ６が設けられている。鋼製床版１は、ＲＣ（鉄筋コンクリート）床版等と比較して軽量であり、かつ、施工が容易であることから、橋梁の床版として広く普及している。 Steel bridge slabs as shown in FIG. 1 are often used in road bridges such as highway viaducts. As shown in FIG. 1, the steel floor slab 1 includes a deck plate 2 formed of a steel plate and a pavement 3 formed of asphalt laid on the upper surface of the deck plate 2. On the lower surface of the deck plate 2, a trough 4 having a U-shaped cross section extending in the bridge axis direction, a vertical rib 5 parallel to the trough 4, and a lateral rib 6 extending in a direction perpendicular to the bridge axis are provided. The steel floor slab 1 is lighter than an RC (steel reinforced concrete) floor slab and is easy to construct, and is therefore widely used as a bridge slab.
最近、特に都市高速道路の高架橋のような交通量の比較的大きい橋梁において、鋼製床版１の損傷が問題となっている。すなわち、この種の橋梁においては、舗装上を走行する車両の荷重を頻繁に受けることから、図２Ａ及び２Ｂに示すように、デッキプレート２とトラフ４との溶接部を起点として、デッキプレート２の亀裂７やビード２１の亀裂８が生じる。デッキプレート２の亀裂７としては、図２Ａのようにビード２１のトラフ４内側の端縁から進展する亀裂７Ａと、図２Ｂのようにビード２１のトラフ４外側の端縁から進展する亀裂７Ｂとがある。なお、図２Ａ及び２Ｂは、デッキプレート２の亀裂７Ａ，７Ｂとビード２１の亀裂８の発生位置を説明する趣旨であり、一般的には、同じ断面でデッキプレート２の亀裂７Ａ，７Ｂとビード２１の亀裂８との両方が生じることは殆ど無い。特に、デッキプレート２を貫通する亀裂７が生じた場合、デッキプレート２の貫通亀裂７の周辺部分が車両の通行に伴って変位し、舗装３の貫通亀裂７の周辺部分が破損して、舗装３にポットホールや貫通穴が生じる恐れがある。このような舗装３の損傷は、車両の安全な走行を害する恐れがあるので、早期の発見と補修が望まれる。 Recently, damage to the steel slab 1 has become a problem particularly in bridges with relatively large traffic volumes such as viaducts on urban expressways. That is, in this type of bridge, since the load of the vehicle traveling on the pavement is frequently received, as shown in FIGS. 2A and 2B, the deck plate 2 starts from the welded portion of the deck plate 2 and the trough 4. The crack 7 and the crack 8 of the bead 21 are generated. As the crack 7 of the deck plate 2, a crack 7 </ b> A that extends from the inner edge of the trough 4 of the bead 21 as shown in FIG. 2A, and a crack 7 </ b> B that extends from the outer edge of the bead 21 of the trough 4 as shown in FIG. There is. 2A and 2B are intended to explain the occurrence positions of the cracks 7A and 7B of the deck plate 2 and the cracks 8 of the beads 21, and generally, the cracks 7A and 7B and the beads of the deck plate 2 have the same cross section. Both 21 cracks 8 hardly occur. In particular, when a crack 7 penetrating the deck plate 2 occurs, the peripheral portion of the through crack 7 of the deck plate 2 is displaced with the passage of the vehicle, and the peripheral portion of the through crack 7 of the pavement 3 is damaged. There is a possibility that a pot hole or a through hole may be formed in 3. Such damage to the pavement 3 may impair safe driving of the vehicle, so early detection and repair are desired.
そこで、舗装３の損傷を予防するため、デッキプレート２及びトラフ４等の鋼製部材の早期補修を目的として、鋼製部材の亀裂を検出する方法が提案されている。従来、鋼製床版の鋼製部材の亀裂検出方法としては、浸透探傷試験や磁粉探傷試験がある。しかしながら、浸透探傷試験や磁粉探傷試験は、検出対象が鋼製部材の表面に達した亀裂であるため、デッキプレート２の亀裂を検出するには、舗装３を除去してデッキプレート２の上面を露出させる必要がある。したがって、検出作業に手間がかかるという問題がある。また、舗装３を除去するために、検出位置の車両の通行規制を行う必要があるので、車両交通への影響が大きいという問題がある。 Therefore, in order to prevent damage to the pavement 3, a method of detecting cracks in the steel member has been proposed for the purpose of early repair of the steel member such as the deck plate 2 and the trough 4. Conventionally, as a method for detecting cracks in a steel member of a steel floor slab, there are an infiltration flaw detection test and a magnetic particle flaw detection test. However, since the penetration test and the magnetic particle test are cracks that have reached the surface of the steel member, the pavement 3 is removed and the top surface of the deck plate 2 is removed to detect cracks in the deck plate 2. Need to be exposed. Therefore, there is a problem that it takes time for the detection work. Moreover, in order to remove the pavement 3, since it is necessary to regulate the passage of the vehicle at the detection position, there is a problem that the influence on the vehicle traffic is large.
車両の通行規制を行わずに鋼製床版の鋼製部材の損傷を検出する方法としては、デッキプレート２の下面側から目視観察を行うことが考えられる。しかしながら、デッキプレート２の下面側からの目視観察では、ビード２１の亀裂８は検出できるが、デッキプレート２のビード２１のトラフ４内側の端縁から進展する亀裂７Ａは、ビード２１やトラフ４に隠れる側に存在するので検出できないという問題がある。 As a method of detecting damage to the steel member of the steel floor slab without restricting vehicle traffic, it is conceivable to perform visual observation from the lower surface side of the deck plate 2. However, although the crack 8 of the bead 21 can be detected by visual observation from the lower surface side of the deck plate 2, the crack 7 </ b> A that develops from the inner edge of the trough 4 of the bead 21 of the deck plate 2 is formed in the bead 21 and the trough 4. There is a problem that it cannot be detected because it exists on the hidden side.
そこで、デッキプレート２の亀裂７Ａを下面側から検出する方法として、超音波探傷を行うことが考えられる。超音波探傷による鋼製床版の亀裂検出方法としては、従来、超音波振動子を内蔵する探触子を、デッキプレートとトラフに接触させた状態でトラフの延在方向と平行に移動させるに伴い、この探触子からデッキプレートに対して超音波を発振及び受信して、デッキプレートに進展する亀裂を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この亀裂検出方法によれば、探触子を、デッキプレートの下面とトラフの側面とに接触させると、デッキプレートに対する超音波の出射角が適切になるように形成されており、デッキプレートの亀裂検出作業の容易化と検出精度の向上を行うようにしている。
しかしながら、超音波探傷による鋼製床版の亀裂検出方法は、デッキプレート２の下面側で、デッキプレート２やトラフ４やリブ５，６に接近して作業を行うので、作業足場が必要となる。鋼製床版１の鋼製部材の損傷を早期に検出するためには、橋梁の全ての鋼製床版１に対して定期的に亀裂検出を行う必要があるが、超音波探傷のみによって全ての鋼製床版１の亀裂検出を行うとすると、作業足場の設置にかかる手間とコストが嵩むという問題がある。この問題は、路線の大部分が橋梁で構成される都市高速道路において顕著である。 However, the method of detecting cracks in a steel floor slab by ultrasonic flaw detection is performed on the lower surface side of the deck plate 2 close to the deck plate 2, the trough 4, and the ribs 5 and 6, and therefore requires a work scaffold. . In order to detect the damage of the steel members of the steel floor slab 1 at an early stage, it is necessary to periodically detect cracks in all the steel floor slabs 1 of the bridge. If the steel floor slab 1 is detected as a crack, there is a problem that labor and cost for installing the work scaffold increase. This problem is prominent in urban expressways where most of the routes are bridges.
また、超音波探傷は、単位時間あたりに検査可能な距離は数ｍのオーダーであり、検査速度が比較的遅い。したがって、鋼製床版１の全部に検査を行うと、時間とコストが嵩む問題がある。この問題は、路線の大部分が橋梁で構成される都市高速道路において顕著であり、橋梁に使用される全ての鋼製床版１に超音波探傷を行うのは現実的でない。 In ultrasonic flaw detection, the distance that can be inspected per unit time is on the order of several meters, and the inspection speed is relatively slow. Therefore, when the entire steel floor slab 1 is inspected, there is a problem that time and cost increase. This problem is conspicuous in an urban highway where most of the route is composed of bridges, and it is not realistic to perform ultrasonic flaw detection on all steel floor slabs 1 used for bridges.
そこで、本発明の課題は、交通への影響が少なく、しかも、少ない手間とコストにより、橋梁床版の金属部材の亀裂を検出できる橋梁床版の亀裂検出方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for detecting cracks in a bridge floor slab that can detect a crack in a metal member of a bridge floor slab with little effort and cost, with little influence on traffic.
上記課題を解決するため、本発明の橋梁床版の亀裂検出方法は、デッキプレートと、このデッキプレートの下面に設けられた補強部材とを含む金属部材と、この金属部材のデッキプレート上に設けられた舗装とを有する橋梁床版の上記金属部材に生じた亀裂を検出する方法であって、
橋梁床版の上面側又は下面側から撮影された赤外線熱画像を用いて、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定する候補位置特定工程と、
上記候補位置特定工程で特定された候補位置で、舗装の上面側から電磁誘導探傷を行って金属部材の損傷位置を検出する損傷検出工程と、
上記損傷検出工程で検出された損傷位置で、金属部材のデッキプレートの上面側又は下面側から超音波探傷を行って金属部材の亀裂を検出する亀裂検出工程と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a crack detection method for a bridge floor slab according to the present invention is provided on a metal plate including a deck plate, a reinforcing member provided on a lower surface of the deck plate, and the deck plate of the metal member. A method for detecting a crack generated in the metal member of a bridge floor slab having a pavement,
A candidate position specifying step for specifying a candidate position where flaw detection of a metal member is to be performed using an infrared thermal image taken from the upper surface side or the lower surface side of the bridge floor slab,
In the candidate position specified in the candidate position specifying step, a damage detection step of detecting the damage position of the metal member by performing electromagnetic induction flaw detection from the upper surface side of the pavement,
A crack detection step of detecting a crack in the metal member by performing ultrasonic flaw detection from the upper surface side or the lower surface side of the deck plate of the metal member at the damage position detected in the damage detection step.
上記構成によれば、候補位置特定工程で、橋梁床版の上面側又は下面側から撮影された赤外線熱画像を用いて、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定する。橋梁床版の赤外線熱画像を用いることにより、金属部材の損傷に関連して舗装に表れる損傷や、舗装又は金属部材に表れる異常を検出することができる。これらの損傷や異常が生じた位置を、金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定することにより、手間のかかる金属部材の探傷を行う位置を容易かつ効果的に絞り込むことができる。 According to the above configuration, in the candidate position specifying step, the candidate position where the metal member should be flawed is specified using the infrared thermal image photographed from the upper surface side or the lower surface side of the bridge deck. By using the infrared thermal image of the bridge floor slab, damage appearing on the pavement in relation to damage to the metal member, and abnormality appearing on the pavement or metal member can be detected. By specifying the position where the damage or abnormality has occurred as a candidate position where the metal member should be flawed, it is possible to easily and effectively narrow down the position at which the flaw detection of the metal member is troublesome.
また、損傷検出工程では、上記候補位置特定工程で特定された候補位置で、舗装の上面側から電磁誘導探傷を行って金属部材の損傷位置を検出する。電磁誘導探傷として、例えば渦流探傷を行うことにより、舗装の上面側から金属部材の損傷を検出することができる。したがって、金属部材の損傷を検出するために舗装を除去する必要が無いので、少ない手間で、金属の損傷位置を特定することができる。 In the damage detection step, the damage position of the metal member is detected by performing electromagnetic induction flaw detection from the upper surface side of the pavement at the candidate position specified in the candidate position specification step. As electromagnetic induction flaw detection, for example, by performing eddy current flaw detection, damage to the metal member can be detected from the upper surface side of the pavement. Accordingly, since it is not necessary to remove the pavement in order to detect damage to the metal member, the metal damage position can be specified with little effort.
また、亀裂検出工程では、上記損傷検出工程で検出された損傷位置で、金属部材のデッキプレートの上面側又は下面側から超音波探傷を行って金属部材の亀裂を検出する。超音波探傷を行うことにより、少ない手間で迅速に金属部材の亀裂を検出することができる。この亀裂検出工程で検出される金属部材の亀裂としては、デッキプレートに進展する亀裂や、デッキプレートと補強部材との溶接ビードに進展する亀裂や、補強部材に進展する亀裂がある。特に、デッキプレートと補強部材との溶接部からデッキプレートの上面側に進展する亀裂は、目視によっては検出が困難であるにもかかわらず、超音波探傷によって効果的に検出することができる。この亀裂検出工程は、候補位置特定工程と損傷検出工程とを経て絞り込まれた位置について行うので、デッキプレートの上面側から行う場合は車両の通行規制を最小限にすることができ、また、デッキプレートの下面側から行う場合は作業足場の設置を最小限にすることができる。 Further, in the crack detection step, ultrasonic flaw detection is performed from the upper surface side or the lower surface side of the deck plate of the metal member at the damage position detected in the damage detection step to detect a crack in the metal member. By performing ultrasonic flaw detection, it is possible to quickly detect a crack in a metal member with little effort. The cracks of the metal member detected in this crack detection step include a crack that propagates to the deck plate, a crack that propagates to the weld bead between the deck plate and the reinforcing member, and a crack that propagates to the reinforcing member. In particular, cracks that propagate from the welded portion of the deck plate and the reinforcing member to the upper surface side of the deck plate can be effectively detected by ultrasonic flaw detection even though it is difficult to detect by visual inspection. Since this crack detection process is performed for the position narrowed down through the candidate position specifying process and the damage detection process, when it is performed from the upper surface side of the deck plate, the traffic regulation of the vehicle can be minimized. When performing from the lower surface side of the plate, installation of the work scaffold can be minimized.
このように、候補位置特定工程と、損傷検出工程と、亀裂検出工程とを行うことにより、検出位置を順次狭めて、最も手間と時間のかかる亀裂検出工程を最小限の検出位置に限定することができるので、金属部材の亀裂を検出するために必要な手間と時間を、全体として大幅に削減することができる。したがって、多くの橋梁床版を対象として、少ない手間で迅速に金属部材の亀裂検出を行うことができる。その結果、橋梁床版の金属部材の亀裂を早期に発見し、早期補修が可能となり、ひいては、舗装の損傷を防止して良好な路面を安定して提供することができる。 In this way, by performing the candidate position specifying step, the damage detection step, and the crack detection step, the detection positions are sequentially narrowed, and the crack detection step that takes the most labor and time is limited to the minimum detection position. Therefore, the labor and time required to detect a crack in the metal member can be greatly reduced as a whole. Therefore, it is possible to detect a crack in a metal member quickly with less effort for many bridge decks. As a result, cracks in the metal members of the bridge floor slab can be detected at an early stage, and early repair can be performed. As a result, damage to the pavement can be prevented and a good road surface can be stably provided.
なお、橋梁床版の金属部材は、デッキプレートと補強部材を含むが、補強部材とは、例えば、トラフやリブや垂直補剛材等が該当する。さらに、金属部材には、デッキプレートと補強部材とを溶接する溶接部と、補強部材の相互を溶接する溶接部とが含まれる。また、金属部材は、鋼材で形成されるもののほか、ステンレス材やアルミニウム材等の金属材料で形成されるものが広く該当する。 The metal member of the bridge floor slab includes a deck plate and a reinforcing member. Examples of the reinforcing member include troughs, ribs, and vertical stiffeners. Further, the metal member includes a welded portion for welding the deck plate and the reinforcing member, and a welded portion for welding the reinforcing members to each other. In addition to the metal member formed of a steel material, a metal member formed of a metal material such as a stainless material or an aluminum material is widely applicable.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記候補位置特定工程は、金属部材の探傷を行うべき候補位置として、デッキプレートと舗装との間に形成された隙間、舗装の中に形成された空隙又はひび割れ、舗装の上面部に形成されたポットホール、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留のうちの少なくとも１つが生じた位置を特定する。 In the crack detection method for a bridge floor slab according to an embodiment, the candidate position specifying step is formed in a pavement, a gap formed between the deck plate and the pavement, as a candidate position where the metal member should be flawed. A position where at least one of a gap or a crack, a pothole formed in the upper surface portion of the pavement, a retention of water on the deck plate, and a storage of water in the trough as a reinforcing member is identified.
上記実施形態によれば、デッキプレートと舗装との間に形成された隙間、舗装の中に形成された空隙又はひび割れ、舗装の上面部に形成されたポットホール、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留は、金属部材の亀裂等の損傷に起因して生じる。なお、デッキプレート上に滞留した水やトラフに貯留した水は、舗装の損傷部分を浸透した雨水や、舗装と金属部材との間の隙間を通った雨水である。これらは、舗装に表れる損傷や異常として、舗装表面の温度分布の偏りとなって表れ、あるいは、舗装又は金属部材に表れる異常として、金属部材の表面の温度分布の偏りとなって表れる。したがって、舗装を上面側から撮影した赤外線熱画像や金属部材を下面側から撮影した赤外線熱画像を用いて、これらの橋梁床版に表れる損傷や異常を特定することにより、金属部材の損傷が生じている可能性の高い位置を、金属部材の探傷を行うべき候補位置として、効率的に特定することができる。すなわち、これらの橋梁床版に表れる損傷や異常は、赤外線熱画像を用いることによって容易に検出できるので、この検出位置を金属部材の探傷を行うべき候補位置とすることにより、手間のかかる金属部材の探傷を行う位置を容易かつ効果的に絞り込むことができる。 According to the above embodiment, the gap formed between the deck plate and the pavement, the gap or crack formed in the pavement, the pothole formed in the upper surface portion of the pavement, the retention of water on the deck plate, And storage of the water to the trough as a reinforcement member arises from damages, such as a crack of a metal member. The water accumulated on the deck plate or the water stored in the trough is rainwater that has penetrated the damaged portion of the pavement or rainwater that has passed through the gap between the pavement and the metal member. These appear as unevenness of temperature distribution on the pavement surface as damage or abnormality appearing on the pavement, or appear as unevenness of temperature distribution on the surface of the metal member as abnormality appearing on the pavement or metal member. Therefore, by using the infrared thermal image obtained by photographing the pavement from the upper surface side and the infrared thermal image obtained by photographing the metal member from the lower surface side, damage and abnormalities appearing on these bridge floor slabs are identified to cause damage to the metal member. It is possible to efficiently identify a position that is likely to be a candidate position where a metal member should be flawed. That is, damages and abnormalities appearing on these bridge slabs can be easily detected by using infrared thermal images. Therefore, by setting this detection position as a candidate position where the metal member should be flawed, it is a troublesome metal member. It is possible to easily and effectively narrow down the position where the flaw detection is performed.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、舗装の上を走行する車両から撮影された舗装の赤外線熱画像である。 In the crack detection method for a bridge floor slab according to an embodiment, the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a pavement taken from a vehicle traveling on the pavement.
上記実施形態によれば、候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像として、舗装の赤外線熱画像を採用することにより、デッキプレートと舗装との間に形成された隙間、舗装の中に形成された空隙又はひび割れ、舗装の上面部に形成されたポットホール、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留を検出し、これらの位置を金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定することができる。また、舗装の赤外線熱画像を、舗装の上を走行する車両から撮影することにより、車両の通行規制を行うことなく容易かつ迅速に取得することができる。したがって、車両交通に殆ど影響を与えることなく、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定することができる。 According to the above embodiment, by adopting the infrared thermal image of the pavement as the infrared thermal image used in the candidate position specifying step, the gap formed between the deck plate and the pavement, the gap formed in the pavement. Candidates to detect cracks, potholes formed on the upper surface of the pavement, accumulation of water on the deck plate, and accumulation of water in the trough as a reinforcing member, and flaw detection of metal members at these positions It can be specified as a position. In addition, by capturing an infrared thermal image of a pavement from a vehicle traveling on the pavement, it can be easily and quickly acquired without restricting vehicle traffic. Therefore, the candidate position where the metal member should be flawed can be specified with little influence on the vehicle traffic.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、舗装の上方の静止位置から撮影された舗装の赤外線熱画像である。 In the crack detection method for a bridge floor slab according to an embodiment, the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a pavement taken from a stationary position above the pavement.
上記実施形態によれば、候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像として、舗装の赤外線熱画像を採用することにより、デッキプレートと舗装との間に形成された隙間、舗装の中に形成された空隙又はひび割れ、舗装の上面部に形成されたポットホール、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留を検出し、これらの位置を金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定することができる。また、舗装の赤外線熱画像を、舗装の上方に例えば支柱等で支持された撮像装置で撮影することにより、舗装の上面側の定点位置から容易に取得することができる。なお、舗装の赤外線熱画像は、舗装の直上に限られず、例えば舗装の近傍の上方に支柱等で支持された撮像装置により、舗装の近傍の上方の静止位置から撮影されてもよい。また、舗装上に位置する作業者により、舗装の上面側から撮影されてもよく、この場合、任意の舗装表面を適宜撮影して、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定することができる。 According to the above embodiment, by adopting the infrared thermal image of the pavement as the infrared thermal image used in the candidate position specifying step, the gap formed between the deck plate and the pavement, the gap formed in the pavement. Candidates to detect cracks, potholes formed on the upper surface of the pavement, accumulation of water on the deck plate, and accumulation of water in the trough as a reinforcing member, and flaw detection of metal members at these positions It can be specified as a position. Moreover, the infrared thermal image of the pavement can be easily acquired from the fixed point position on the upper surface side of the pavement by taking an image with an imaging device supported by a support column or the like above the pavement. The infrared thermal image of the pavement is not limited to just above the pavement, but may be taken from a still position above the pavement, for example, by an imaging device supported by a support or the like above the pavement. Further, the operator may be photographed from the upper surface side of the pavement by an operator located on the pavement, and in this case, an arbitrary pavement surface can be appropriately photographed to identify a candidate position where the metal member should be flawed. .
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、橋梁床版の下面側から撮影された金属部材の赤外線熱画像である。 In the crack detection method for a bridge floor slab according to an embodiment, the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a metal member taken from the lower surface side of the bridge floor slab.
上記実施形態によれば、候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像として、金属部材の赤外線熱画像を採用することにより、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留を検出し、これらの位置を金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定することができる。また、金属部材の赤外線熱画像を、橋梁床版の下面側から撮影することにより、車両交通に影響を与えることなく、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定することができる。 According to the above embodiment, by adopting an infrared thermal image of a metal member as an infrared thermal image used in the candidate position specifying step, water stays on the deck plate and water is stored in the trough as a reinforcing member. These positions can be identified as candidate positions where the metal member should be flawed. Further, by taking an infrared thermal image of the metal member from the lower surface side of the bridge floor slab, it is possible to specify a candidate position where the metal member should be flawed without affecting the vehicle traffic.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記損傷検出工程の電磁誘導探傷は、デッキプレートに渦電流を発生させて生成した磁界を検出する渦流探傷装置を用いる。 In the method for detecting cracks in a bridge deck according to an embodiment, the electromagnetic induction flaw detection in the damage detection step uses an eddy current flaw detection device that detects a magnetic field generated by generating an eddy current in the deck plate.
上記実施形態によれば、渦流探傷装置を用いて、デッキプレートに渦電流を発生させて生成した磁界を検出することにより、この検出磁界の変化に基づいて、デッキプレートを含む金属部材の損傷位置を検出することができる。ここで、渦流探傷装置を用いることにより、デッキプレートの上面を露出することなく、舗装が存在する状態で舗装の表面からプローブを離した状態で、金属部材の損傷位置を検出できる。したがって、舗装を除去する必要が無いので、容易かつ迅速に金属部材の損傷位置を検出できる。また、損傷位置の検出作業において、プローブを舗装の表面から離した状態でスライドさせることができるので、迅速に金属部材の損傷位置を検出できる。 According to the above embodiment, the eddy current flaw detector is used to detect a magnetic field generated by generating an eddy current in the deck plate. Based on the change in the detected magnetic field, the damage position of the metal member including the deck plate is detected. Can be detected. Here, by using the eddy current flaw detector, the damage position of the metal member can be detected in a state where the probe is separated from the surface of the pavement in a state where the pavement exists without exposing the upper surface of the deck plate. Therefore, since it is not necessary to remove the pavement, the damaged position of the metal member can be detected easily and quickly. Moreover, since the probe can be slid in a state where it is separated from the surface of the pavement in the detection operation of the damage position, the damage position of the metal member can be detected quickly.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記亀裂検出工程の超音波探傷は、デッキプレートに複数の超音波を集束させて走査するフェイズドアレイ探傷装置を用いる。 In the crack detection method for a bridge floor slab according to an embodiment, the ultrasonic detection in the crack detection step uses a phased array flaw detector that focuses and scans a plurality of ultrasonic waves on a deck plate.
上記実施形態によれば、フェイズドアレイ探傷装置を用いて、デッキプレートに複数の超音波を集束させて走査することにより、これらの超音波の反射波の変化に基づいて、デッキプレートの走査範囲の亀裂を検出することができる。ここで、フェイズドアレイ探傷装置を用いることにより、アレイ探触子の設置位置の変更が少ない状態で、デッキプレートと補強部材と溶接部にわたる広範囲の領域を高精度に探傷することができる。したがって、金属部材の亀裂の位置及び大きさを、少ない手間で高精度に検出することができる。 According to the above-described embodiment, by using a phased array flaw detector to focus and scan a plurality of ultrasonic waves on the deck plate, based on changes in the reflected waves of these ultrasonic waves, Cracks can be detected. Here, by using the phased array flaw detection apparatus, it is possible to detect a wide range of areas covering the deck plate, the reinforcing member, and the welded portion with high accuracy with little change in the installation position of the array probe. Therefore, the position and size of the crack in the metal member can be detected with high accuracy with little effort.
一実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法は、上記橋梁床版の金属部材は、デッキプレートと、このデッキプレートの下面に橋軸方向に設けられたトラフとを含み、
上記損傷検出工程は、デッキプレートのトラフとの溶接部から進展するデッキプレートの亀裂を検出する。
In one embodiment of the method for detecting cracks in a bridge floor slab, the metal member of the bridge floor slab includes a deck plate and a trough provided in the bridge axis direction on the lower surface of the deck plate,
The damage detection step detects a crack in the deck plate that develops from a welded portion with the trough of the deck plate.
上記実施形態によれば、デッキプレートとトラフとの溶接部から進展する亀裂は、デッキプレートの下面側から目視観察によっては検出できないが、上記候補位置特定工程と損傷検出工程と亀裂検出工程とを行うことにより、少ない手間と時間で検出することができる。したがって、検査対象の路線に設けられた多くの橋梁床版について、舗装の損傷の原因となるデッキプレートの亀裂を早期に検出し、早期に補修を行うことができる。その結果、舗装の損傷を効果的に防止して、良好な路面を安定して提供することができる。 According to the above embodiment, cracks that develop from the welded portion of the deck plate and trough cannot be detected by visual observation from the lower surface side of the deck plate, but the candidate position specifying step, the damage detecting step, and the crack detecting step are performed. By doing so, it can be detected with less effort and time. Therefore, for many bridge decks provided on the route to be inspected, cracks in the deck plate that cause pavement damage can be detected at an early stage, and repairs can be performed at an early stage. As a result, it is possible to effectively prevent damage to the pavement and provide a good road surface stably.
本発明によれば、橋梁床版の赤外線熱画像を用いた候補位置特定工程と、舗装の上面側からの電磁誘導探傷による損傷検出工程と、金属部材のデッキプレートの上面側又は下面側からの超音波探傷による亀裂検出工程を行うので、検査対象の路線に設けられた多くの橋梁床版について、車両交通に殆ど影響を与えずに、しかも、少ない手間により迅速に金属部材の亀裂を検出することができる。したがって、早期に金属部材の亀裂を補修することができて、舗装に貫通穴等の重大な損傷が生じる不都合を効果的に防止できる。その結果、路線の大部分が橋梁であり、しかも、交通量の大きい都市高速道路において、良好な路面を安定して提供することができる。 According to the present invention, the candidate position specifying step using the infrared thermal image of the bridge floor slab, the damage detection step by electromagnetic induction flaw detection from the upper surface side of the pavement, and the upper surface side or the lower surface side of the deck plate of the metal member Since the crack detection process is performed by ultrasonic flaw detection, cracks in metal parts can be detected quickly and with little effort, with little impact on vehicle traffic on many bridge slabs provided on the route to be inspected. be able to. Therefore, it is possible to repair the crack of the metal member at an early stage, and to effectively prevent inconvenience that serious damage such as a through hole occurs in the pavement. As a result, most of the routes are bridges, and a good road surface can be stably provided on an urban highway with a large amount of traffic.
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法を適用する橋梁床版としての鋼製床版を、下側から観察した様子を示す図である。この鋼製床版１は、デッキプレート２と、デッキプレート２の上面に敷設された舗装３を有する。デッキプレート２の下面には、補強部材として、Ｕ字状断面を有して橋軸方向に延在するトラフ４と、トラフ４と平行に延在してＩ型断面を有する縦リブ５と、橋軸直角方向に延在してＩ型断面を有する横リブ６が設けられている。デッキプレート２、トラフ４、縦リブ５及び横リブ６は、いずれも鋼材で形成され、本発明の金属部材を構成している。トラフ４、縦リブ５及び横リブ６は、デッキプレート２に溶接により固定され、また、補強部材の相互の接続部が溶接により固定されている。これらの溶接部分には、図２Ａのトラフ４とデッキプレート２との溶接部の断面図に示すように、ビード２１が形成されている。各部材の相互の溶接部に形成されるビードもまた、本発明の金属部材に該当する。 FIG. 1 is a diagram showing a state in which a steel floor slab as a bridge floor slab to which the crack detection method of the bridge floor slab of this embodiment is applied is observed from below. The steel floor slab 1 has a deck plate 2 and a pavement 3 laid on the upper surface of the deck plate 2. On the lower surface of the deck plate 2, as a reinforcing member, a trough 4 having a U-shaped cross section and extending in the bridge axis direction, a vertical rib 5 extending in parallel with the trough 4 and having an I-shaped cross section, A lateral rib 6 extending in a direction perpendicular to the bridge axis and having an I-shaped cross section is provided. The deck plate 2, the trough 4, the vertical rib 5 and the horizontal rib 6 are all made of steel and constitute the metal member of the present invention. The trough 4, the vertical rib 5 and the horizontal rib 6 are fixed to the deck plate 2 by welding, and the connecting portions of the reinforcing members are fixed by welding. As shown in the cross-sectional view of the welded portion between the trough 4 and the deck plate 2 in FIG. The bead formed in the mutual welding part of each member also corresponds to the metal member of the present invention.
舗装３はアスファルトで形成されている。なお、舗装３は、アスファルトのみで形成される以外に、少なくとも一部がコンクリートや樹脂で形成されていてもよい。 The pavement 3 is made of asphalt. The pavement 3 may be formed of at least a part of concrete or resin, in addition to being formed only of asphalt.
この鋼製床版１は、都市高速道路の高架橋に用いられており、図示しない橋脚によって支持されている。 This steel floor slab 1 is used for a viaduct on an urban highway, and is supported by a bridge pier (not shown).
本実施形態では、都市高速道路の所定の路線を構成する全ての鋼製床版１について、金属部材としてのデッキプレート２と、デッキプレート２とトラフ４のビード２１の亀裂７Ａ，７Ｂ，８を検出する。 In this embodiment, for all the steel floor slabs 1 constituting a predetermined route of the city expressway, the deck plate 2 as a metal member, and the cracks 7A, 7B, 8 of the beads 21 of the deck plate 2 and the trough 4 are provided. To detect.
図３は、本実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法の工程を示したフローチャートである。図３のフローチャートに示すように、まず、鋼製床版１の舗装３の表面の赤外線熱画像を撮影し（ステップＳ１）、この赤外線熱画像を用いて、デッキプレート２の探傷候補位置を特定する（ステップＳ２）。続いて、特定された探傷候補位置で、渦流探傷装置を用いて舗装３の上面側からデッキプレート２の損傷位置を特定する（ステップＳ３）。この後、特定された損傷位置で、フェイズドアレイ探傷装置を用いて舗装３の下面側からデッキプレート２の亀裂の位置及び大きさを検出する（ステップＳ４）。以下、各ステップの詳細を説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing the steps of the method for detecting cracks in the bridge floor slab of the present embodiment. As shown in the flowchart of FIG. 3, first, an infrared thermal image of the surface of the pavement 3 of the steel floor slab 1 is taken (step S1), and the flaw detection candidate position of the deck plate 2 is specified using this infrared thermal image. (Step S2). Subsequently, the damage position of the deck plate 2 is specified from the upper surface side of the pavement 3 using the eddy current flaw detection device at the specified flaw detection candidate position (step S3). Thereafter, the position and size of the crack in the deck plate 2 are detected from the lower surface side of the pavement 3 using the phased array flaw detector at the specified damage position (step S4). Details of each step will be described below.
図４Ａは、ステップＳ１で撮影された舗装３の赤外線熱画像の例を示す図である。この赤外線熱画像は、舗装３の上面側から夜間に撮影されたものであり、舗装３の表面の温度分布を、濃紺から紫に至る色彩グラデーションにより示した色彩分布図として表されている。図４Ａの端には、色彩と温度の対応を示したグラデーションスケールが示されている。図４Ｂは、図４Ａに示す舗装３の赤外線熱画像の一部を拡大して示したものである。なお、図４Ａ及び４Ｂは、色彩グラデーションから色彩が削除され、明度のみによって示されている。 FIG. 4A is a diagram showing an example of an infrared thermal image of the pavement 3 taken in step S1. This infrared thermal image was taken at night from the upper surface side of the pavement 3 and is represented as a color distribution diagram showing the temperature distribution on the surface of the pavement 3 by a color gradation from dark blue to purple. At the end of FIG. 4A, a gradation scale showing the correspondence between color and temperature is shown. FIG. 4B is an enlarged view of a part of the infrared thermal image of the pavement 3 shown in FIG. 4A. In FIGS. 4A and 4B, the color is deleted from the color gradation and is shown only by the brightness.
赤外線熱画像には、舗装３の表面から数ｃｍから十数ｃｍの深さにおける温度が反映される。この赤外線熱画像に基づいて、舗装３に生じている損傷や異常を検出することができる。舗装３にひび割れ等の損傷が生じると、損傷部分が他の部分に対して温度が変化し、夜間に低下傾向、昼間に上昇傾向を示すので、損傷部分が赤外線熱画像に色彩の異なる部分となって表れる。図４Ｂでは、矢印Ａで示す位置に、概ね線状の変温（低温）部分が表れている。この変温（低温）部分の位置を、舗装の損傷位置として特定するとともに、金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定する（ステップＳ２）。舗装３に生じる損傷は、その下方のデッキプレート２等の金属部材の損傷に相関性を有すると考えられるため、舗装３の損傷位置を金属部材の探傷候補位置とすることにより、金属部材の損傷を検出することが可能となる。 The infrared thermal image reflects the temperature at a depth of several centimeters to several tens of centimeters from the surface of the pavement 3. Based on this infrared thermal image, damages and abnormalities occurring on the pavement 3 can be detected. When damage such as cracks occurs on the pavement 3, the temperature of the damaged part changes with respect to the other parts, and it tends to decrease at night and rise during the day. It appears. In FIG. 4B, a substantially linear temperature change (low temperature) portion appears at the position indicated by the arrow A. The position of this temperature change (low temperature) portion is specified as a pavement damage position and a candidate position where the metal member should be flawed (step S2). The damage that occurs in the pavement 3 is considered to have a correlation with the damage of the metal member such as the deck plate 2 below the pavement 3. Can be detected.
なお、赤外線熱画像に基づいて検出する舗装３の損傷は、ひび割れ以外に、舗装３中の空隙や、舗装３の上面部のポットホールがある。さらに、デッキプレート２の下面に溶接されたトラフ４の水の貯留を、この水の存在によって舗装３表面が低温となることにより、舗装３に表れる異常として赤外線熱画像から検出することができる。トラフ４の水の貯留は、デッキプレート２の貫通亀裂によって生じるので、トラフ４の水の貯留を金属部材の探傷候補位置とすることにより、効果的にデッキプレート２の貫通亀裂の検出が可能となる。さらに、デッキプレート２上であって舗装３との間に形成された隙間や舗装３中に滞留した水を、この水の存在によって舗装３表面が低温となることにより、舗装３に表れる異常として赤外線熱画像から検出することができる。デッキプレート２上の水の滞留は、デッキプレート２の貫通亀裂に伴う舗装３の損傷によって生じるので、デッキプレート２上の水の滞留を金属部材の探傷候補位置とすることにより、効果的にデッキプレート２の貫通亀裂の検出が可能となる。 In addition to the crack, the damage of the pavement 3 detected based on the infrared thermal image includes a void in the pavement 3 and a pot hole on the upper surface of the pavement 3. Furthermore, the storage of water in the trough 4 welded to the lower surface of the deck plate 2 can be detected from the infrared thermal image as an abnormality appearing on the pavement 3 due to the surface of the pavement 3 becoming low temperature due to the presence of this water. Since storage of water in the trough 4 is caused by penetration cracks in the deck plate 2, it is possible to effectively detect penetration cracks in the deck plate 2 by setting the storage of water in the trough 4 as a flaw detection candidate position of the metal member. Become. Further, the gap formed on the deck plate 2 and between the pavement 3 and the water staying in the pavement 3 is regarded as an abnormality appearing on the pavement 3 due to the low temperature of the pavement 3 surface due to the presence of this water. It can be detected from an infrared thermal image. The retention of water on the deck plate 2 is caused by the damage of the pavement 3 due to the penetration crack of the deck plate 2. Therefore, by making the retention of water on the deck plate 2 the flaw detection position of the metal member, the deck can be effectively used. It is possible to detect through cracks in the plate 2.
本実施形態において、鋼製床版１の舗装３の赤外線熱画像は、亀裂の検出対象の鋼製床版１上を走行する撮影車両に搭載した赤外線撮像装置によって撮影する。赤外線撮像装置としては、インジウム・アンチモン型赤外線サーモグラフィカメラ又は高速撮影が可能なマイクロボロメータ型赤外線サーモグラフィカメラを用いることができる。この赤外線撮像装置は、撮影車両の上部前側に、進行方向の前方の舗装面を撮影可能に搭載される。図４Ａは、撮影車両に搭載された赤外線撮像装置によって撮影されたものである。撮影車両には、走行距離を計測する距離計とＧＰＳ（全地球測位システム）が搭載される。赤外線撮像装置と、距離計と、ＧＰＳは、パーソナルコンピュータで構成された情報処理装置に接続されており、赤外線撮像装置が撮影した画像を、距離計が計測した距離情報とＧＰＳが受信した位置情報に紐付けて記憶装置に保存するように構成する。なお、赤外線撮像装置が撮影する画像は、動画であっても連続静止画であってもよい。 In this embodiment, the infrared thermal image of the pavement 3 of the steel floor slab 1 is taken by an infrared imaging device mounted on a photography vehicle that runs on the steel floor slab 1 to be detected for cracking. As the infrared imaging device, an indium / antimony infrared thermography camera or a microbolometer infrared thermography camera capable of high-speed imaging can be used. This infrared imaging device is mounted on the upper front side of the photographing vehicle so as to be able to photograph the front pavement surface in the traveling direction. FIG. 4A is a picture taken by an infrared imaging device mounted on a photography vehicle. The photographing vehicle is equipped with a distance meter for measuring a travel distance and a GPS (Global Positioning System). The infrared imaging device, the distance meter, and the GPS are connected to an information processing device configured by a personal computer, and the distance information measured by the distance meter and the position information received by the GPS are captured by the infrared imaging device. And is configured to be stored in a storage device. The image captured by the infrared imaging device may be a moving image or a continuous still image.
ステップＳ１において、上記撮影車両により、亀裂検出対象の路線を走行しながら、赤外線撮像装置で舗装３の表面の赤外線熱画像を撮影し、撮影画像を、赤外線熱画像に距離情報及び位置情報を紐付けて記憶装置に記憶する。全区間の赤外線熱画像の撮影が完了すると、記憶装置から赤外線熱画像を読み出し、図４Ｂに示すような舗装３の連続画像を生成し、ステップＳ２において、温度分布から金属部材の探傷候補位置を特定する。 In step S1, the infrared imaging device captures an infrared thermal image of the surface of the pavement 3 while traveling on the crack detection target line by the imaging vehicle, and the distance information and position information are linked to the infrared thermal image. And store it in the storage device. When imaging of the infrared thermal image of all sections is completed, the infrared thermal image is read from the storage device, and a continuous image of the pavement 3 as shown in FIG. 4B is generated. In step S2, the flaw detection candidate position of the metal member is determined from the temperature distribution. Identify.
本実施形態によれば、赤外線熱画像を撮影車両で走行しながら撮影するので、検出対象の路線の通行規制を行う必要が無い。したがって、車両交通へ影響を与えることなく、亀裂検出作業を行うことができる。また、撮影車両が検出対象の路線を走行しながら撮影することにより、全区間の鋼製床版１について、少ない手間により迅速に候補位置特定工程を行うことができる。 According to the present embodiment, since the infrared thermal image is taken while traveling with the photographing vehicle, there is no need to restrict the passage of the route to be detected. Therefore, the crack detection work can be performed without affecting the vehicle traffic. In addition, by photographing while the photographing vehicle travels on the route to be detected, the candidate position specifying step can be quickly performed with less effort for the steel floor slab 1 in all sections.
候補位置特定工程で金属部材の探傷候補位置が特定されると、ステップＳ３の損傷検出工程を行う。 When the flaw detection candidate position of the metal member is specified in the candidate position specifying process, the damage detection process in step S3 is performed.
損傷検出工程では、渦流探傷装置を用いて、舗装３の上面側からデッキプレート２の損傷を検出する。 In the damage detection step, damage to the deck plate 2 is detected from the upper surface side of the pavement 3 using an eddy current flaw detector.
図５は、渦流探傷装置を示すブロック図である。渦流探傷装置１０は、デッキプレート２に磁場を印加させ、この磁場によりデッキプレート２の表層部に渦電流を誘起させ、傷による渦電流の変化をインピーダンスの変化として検出することによって、デッキプレート２の傷を検出するものである。この渦流探傷装置１０は、励磁コイル１２と２つの検出コイル１３が内蔵されたプローブ１１と、プローブ１１に交番磁束を与えるための交流電流を作る発振器１４と、パワーアンプ１５と、固有抵抗などで形成されたバランス回路１６と、このバランス回路１６で検出した検知信号を増幅するための増幅器１７と、この増幅器１７で増幅した検知信号の差動信号を得る差動アンプ１８と、差動信号から発振器１４の基準信号に基づいてノイズ信号を分離して傷信号を抽出する周期検波器１９と、傷信号から所定レベル以下の雑音を除去して傷信号のＳ／Ｎ比を改善するフィルタ２０を有して構成されている。 FIG. 5 is a block diagram showing an eddy current flaw detector. The eddy current flaw detector 10 applies a magnetic field to the deck plate 2, induces an eddy current in the surface layer portion of the deck plate 2 by this magnetic field, and detects a change in the eddy current due to the scratch as a change in impedance. It is intended to detect flaws. The eddy current flaw detector 10 includes a probe 11 having an excitation coil 12 and two detection coils 13, an oscillator 14 that generates an alternating current for applying an alternating magnetic flux to the probe 11, a power amplifier 15, and a specific resistance. From the formed balance circuit 16, an amplifier 17 for amplifying the detection signal detected by the balance circuit 16, a differential amplifier 18 for obtaining a differential signal of the detection signal amplified by the amplifier 17, and the differential signal A periodic detector 19 for extracting a flaw signal by separating a noise signal based on a reference signal of the oscillator 14, and a filter 20 for improving the S / N ratio of the flaw signal by removing noise below a predetermined level from the flaw signal. It is configured.
この渦流探傷装置１０は、差動アンプ１８により、検出対象であるデッキプレート２からのリフトオフに起因するノイズを低減する。これにより、デッキプレート２上に舗装３が存在する状態で、舗装３の上面側からデッキプレート２の傷を検出することができる。 In this eddy current flaw detector 10, the differential amplifier 18 reduces noise caused by lift-off from the deck plate 2 to be detected. Thereby, it is possible to detect a scratch on the deck plate 2 from the upper surface side of the pavement 3 in a state where the pavement 3 exists on the deck plate 2.
本実施形態では、候補位置特定工程で特定された探傷候補位置で、デッキプレート２の探傷を行う。すなわち、探傷候補位置の周辺に対して車両の通行規制を行って作業領域を確保する。この作業領域で、図６に示すように、探傷候補位置に渦流探傷装置１０のプローブ１１を舗装３の上面側に設置し、フィルタ２０から出力される傷信号の値に基づいて、デッキプレート２の損傷（本実施形態では亀裂７Ａ）を検出する（ステップＳ３）。渦流探傷装置１０による探傷作業は、プローブ１１を舗装３の表面から離した状態でスライドさせることができるので、迅速にデッキプレート２の損傷位置を検出できる。 In the present embodiment, the deck plate 2 is flaw detected at the flaw detection candidate position specified in the candidate position specifying step. That is, the vehicle is restricted around the flaw detection candidate position to secure a work area. In this work area, as shown in FIG. 6, the probe 11 of the eddy current flaw detector 10 is installed on the upper surface side of the pavement 3 at the flaw detection candidate position, and the deck plate 2 is based on the value of the flaw signal output from the filter 20. (In this embodiment, crack 7A) is detected (step S3). In the flaw detection work by the eddy current flaw detector 10, the probe 11 can be slid in a state of being separated from the surface of the pavement 3, so that the damage position of the deck plate 2 can be detected quickly.
本実施形態によれば、渦流探傷装置１０を用いるので、舗装３を除去することなく、舗装３の上面側から探傷を行うことができる。したがって、少ない手間により、迅速に、デッキプレート２の損傷位置を特定することができる。 According to this embodiment, since the eddy current flaw detector 10 is used, flaw detection can be performed from the upper surface side of the pavement 3 without removing the pavement 3. Therefore, the damaged position of the deck plate 2 can be quickly identified with less effort.
損傷検出工程でデッキプレート２の損傷位置が特定されると、ステップＳ４の亀裂検出工程を行う。 When the damage position of the deck plate 2 is specified in the damage detection process, the crack detection process in step S4 is performed.
亀裂検出工程では、フェイズドアレイ探傷装置を用いた超音波探傷により、舗装の下面側からデッキプレート２の亀裂の位置及び大きさを検出する。 In the crack detection step, the position and size of the crack in the deck plate 2 are detected from the lower surface side of the pavement by ultrasonic flaw detection using a phased array flaw detector.
フェイズドアレイ探傷装置は、探触子にアレイ状の複数の振動子を有し、この複数の振動子の発振タイミングを独立して制御することにより、超音波ビームの出射角や集束位置を高い自由度で変更するものである。これにより、探触子の位置を変更することなく、検出対象の内部を３次元的に広範囲にわたって走査し、傷の検出を行うことができる。 A phased array flaw detector has a plurality of array-shaped transducers on the probe, and the oscillation timing of the plurality of transducers is independently controlled, so that the emission angle and focusing position of the ultrasonic beam are highly flexible. Change in degrees. Thereby, the inside of the detection target can be scanned three-dimensionally over a wide range without changing the position of the probe, and a flaw can be detected.
図７Ａは、フェイズドアレイ探傷装置を示すブロック図である。フェイズドアレイ探傷装置は、被検体３０に超音波の送信及びエコーの受信を行う探触子２２と、超音波送信部２５と、ピーク検出器２６と、マイクロプロセッサ２７と、モニタ２８を有する。電子走査式超音波送受信部２５は、所定のタイミング制御の下、探触子２２の振動子に印加するパルスを生成すると共に、振動子によって電圧に変換された超音波信号（探傷信号）を受信し、ノイズを除去するフィルタ処理、振幅を調整するゲイン処理、および検波処理等を行う。電子走査式超音波送受信部２５によって処理が行われた超音波信号は、ピーク検出器２６により超音波信号のピーク振幅やピーク時間等が検出される。ピーク検出器２６の検出結果に基づいて、マイクロプロセッサ２７によって表示データが生成され、モニタ２８に超音波探傷波形やピーク振幅値等が表示されるようになっている。 FIG. 7A is a block diagram showing a phased array flaw detector. The phased array flaw detector includes a probe 22 that transmits ultrasonic waves and receives echoes to a subject 30, an ultrasonic transmitter 25, a peak detector 26, a microprocessor 27, and a monitor 28. The electronic scanning ultrasonic transmission / reception unit 25 generates a pulse to be applied to the transducer of the probe 22 under predetermined timing control, and receives an ultrasonic signal (flaw detection signal) converted into a voltage by the transducer. Then, filter processing for removing noise, gain processing for adjusting amplitude, detection processing, and the like are performed. From the ultrasonic signal processed by the electronic scanning ultrasonic transmission / reception unit 25, the peak detector 26 detects the peak amplitude, peak time, and the like of the ultrasonic signal. Display data is generated by the microprocessor 27 based on the detection result of the peak detector 26, and an ultrasonic flaw detection waveform, a peak amplitude value, and the like are displayed on the monitor 28.
図７Ｂは、探触子２２による超音波の送受信の様子を示す模式図である。探触子２２は、複数の振動子２２ａ，２２ａ，・・・と、これらの振動子２２ａを駆動するアレイ駆動部２２ｂを有し、超音波送受信部２５から駆動信号を受けて超音波を被検体３０に出射すると共に被検体３０からのエコー（反射波）を受けて検出信号を超音波送受信部２５に出力する。超音波送受信部２５が、各振動子２２ａ，２２ａ，・・・に所定の時間遅れを伴うパルス状の駆動信号を印加することにより、図７Ｃに示すように、超音波の波面を被検体３０内の所定の深さ及び位置の集束点Ｓに集束させる。超音波送受信部２５が、印加する駆動信号の時間遅れや、駆動信号を印加する振動子を変更することにより、被検体３０内を電子的に走査して亀裂を検出するように構成されている。 FIG. 7B is a schematic diagram illustrating how ultrasound is transmitted and received by the probe 22. The probe 22 includes a plurality of transducers 22a, 22a,... And an array drive unit 22b that drives the transducers 22a. The probe 22 receives a drive signal from the ultrasonic transmission / reception unit 25 and receives ultrasonic waves. The detection signal is output to the ultrasonic transmission / reception unit 25 upon being emitted to the specimen 30 and receiving an echo (reflected wave) from the subject 30. The ultrasonic wave transmitting / receiving unit 25 applies a pulse-shaped drive signal with a predetermined time delay to each transducer 22a, 22a,..., Thereby changing the wavefront of the ultrasonic wave to the subject 30 as shown in FIG. The beam is focused on a focusing point S at a predetermined depth and position. The ultrasonic transmission / reception unit 25 is configured to detect a crack by electronically scanning the inside of the subject 30 by changing the time delay of the drive signal to be applied or the vibrator to which the drive signal is applied. .
図８Ａは、フェイズドアレイ探傷装置により、デッキプレート２に溶接部から進展する亀裂７Ａを検出する様子を示す横断面図である。探触子２２は、長手方向をデッキプレート２とトラフ４との溶接部のビード２１に並行に設置している。図８Ａに示すように、探触子２２からの超音波ビーム２３の出射角を偏向させてセクタースキャンを行うことにより、デッキプレート２の内部の溶接部のビード２１の上方及びトラフ４の内側を探傷することができる。また、図８Ｂに示すように、探触子２２の振動子の発振タイミングを複数の振動子の配列方向に順次ずらして超音波ビーム２３を配列方向に順次出射することによりリニアスキャンを行う。これにより、デッキプレート２内部をビード２１の延在方向に連続的に探傷することができる。このように、セクタースキャンとリニアスキャンを行うことにより、探触子の設置位置を変更することなく、デッキプレート２の内部を広い範囲にわたって探傷することができる。また、デッキプレート２の亀裂の位置が、ビード２１よりもトラフ４の内側に位置していて、ビード２１の存在によって探触子を亀裂の近接位置に設置できなくても、セクタースキャンを行うことにより亀裂を検出することができる。 FIG. 8A is a cross-sectional view showing a state in which a crack 7A that develops from the welded portion to the deck plate 2 is detected by the phased array flaw detector. The probe 22 is installed in parallel with the bead 21 of the welded portion between the deck plate 2 and the trough 4 in the longitudinal direction. As shown in FIG. 8A, by performing a sector scan by deflecting the emission angle of the ultrasonic beam 23 from the probe 22, the upper part of the weld 21 inside the deck plate 2 and the inside of the trough 4 are observed. Can be flawed. Further, as shown in FIG. 8B, linear scanning is performed by sequentially shifting the oscillation timing of the transducers of the probe 22 in the arrangement direction of the plurality of transducers and sequentially emitting the ultrasonic beam 23 in the arrangement direction. Thereby, the inside of the deck plate 2 can be continuously detected in the extending direction of the beads 21. As described above, by performing sector scanning and linear scanning, the inside of the deck plate 2 can be detected over a wide range without changing the installation position of the probe. Further, even if the position of the crack in the deck plate 2 is located inside the trough 4 with respect to the bead 21 and the probe cannot be installed in the vicinity of the crack due to the presence of the bead 21, the sector scan is performed. Can detect cracks.
本実施形態では、損傷検出工程で特定された損傷位置で、デッキプレート２の亀裂の位置及び大きさの検出を行う。すなわち、鋼製床版１の下方の損傷位置に対応する位置に作業足場を設置し、デッキプレート２の下面側から、損傷位置に対応するデッキプレート２の検出位置に接近して超音波探傷を行う。なお、作業足場に替えて、高所作業車でデッキプレート２の検出位置に接近してもよい。超音波探傷は、フェイズドアレイ探傷装置の探触子をデッキプレート２の検出位置に設置し、セクタースキャン及びリニアスキャンを行って探触子を移動させることなく亀裂を検出する（ステップＳ４）。なお、探触子の設置位置をトラフ４の延在方向に変更して、広範囲にわたって亀裂検出を行ってもよい。 In the present embodiment, the position and size of the crack in the deck plate 2 are detected at the damage position specified in the damage detection step. That is, a work scaffold is installed at a position corresponding to the damage position below the steel floor slab 1, and ultrasonic flaw detection is performed from the lower surface side of the deck plate 2 to the detection position of the deck plate 2 corresponding to the damage position. Do. In addition, it may replace with a work scaffold and may approach the detection position of the deck plate 2 with an aerial work vehicle. In ultrasonic flaw detection, a probe of a phased array flaw detector is placed at the detection position of the deck plate 2, and a sector scan and linear scan are performed to detect a crack without moving the probe (step S4). Note that crack detection may be performed over a wide range by changing the installation position of the probe in the direction in which the trough 4 extends.
本実施形態によれば、フェイズドアレイ探傷装置を用いるので、ビード２１の存在によって亀裂の近接位置に探触子を設置できなくても、探触子を移動させることなく、目視観察ができない亀裂の位置及び大きさを高精度に特定することができる。したがって、亀裂の検出作業を少ない手間により、迅速に行うことができる。また、超音波探傷を、損傷検出工程で特定された損傷位置のみに行うので、作業足場の設置を最小限にすることができ、亀裂検出の手間とコストを効果的に削減できる。 According to the present embodiment, since the phased array flaw detection apparatus is used, even if the probe cannot be installed in the vicinity of the crack due to the presence of the bead 21, the crack cannot be visually observed without moving the probe. The position and size can be specified with high accuracy. Therefore, the crack detection operation can be quickly performed with little effort. In addition, since ultrasonic flaw detection is performed only at the damage position specified in the damage detection process, installation of the work scaffold can be minimized, and the labor and cost of crack detection can be effectively reduced.
以上のように、本実施形態の橋梁床版の亀裂検出方法によれば、候補位置特定工程と、損傷検出工程と、亀裂検出工程とを行うことにより、各工程によって検出位置を順次狭めることができる。ここで、候補位置特定工程と、損傷検出工程と、亀裂検出工程は、この順に、単位距離あたりの検出作業の手間と時間が増大するが、工程が進むに伴って検出位置を限定することができるので、デッキプレート２の亀裂を検出するために必要な手間と時間を、全体として大幅に削減することができる。したがって、超音波探傷のみでは実質的に不可能であった全ての路線区間の橋梁床版１について、デッキプレート２の亀裂検出を行うことができる。その結果、デッキプレート２の亀裂を早期に発見し、早期補修が可能となり、ひいては、舗装３の損傷を防止して良好な路面を安定して提供することができる。 As described above, according to the crack detection method of the bridge floor slab of the present embodiment, the detection position can be narrowed sequentially by each step by performing the candidate position specifying step, the damage detection step, and the crack detection step. it can. Here, although the candidate position specifying step, the damage detection step, and the crack detection step increase the time and effort of the detection work per unit distance in this order, the detection position may be limited as the process proceeds. Therefore, the labor and time required to detect a crack in the deck plate 2 can be greatly reduced as a whole. Therefore, the crack detection of the deck plate 2 can be performed on the bridge floor slabs 1 in all the route sections that are substantially impossible only by the ultrasonic flaw detection. As a result, cracks in the deck plate 2 can be detected at an early stage, and early repair can be performed. As a result, damage to the pavement 3 can be prevented and a good road surface can be stably provided.
上記実施形態において、舗装３の赤外線熱画像の撮影は、舗装３上を走行する撮影車両に搭載された撮像装置を用いて行ったが、舗装３の上方に支柱等で支持された撮像装置で舗装３の赤外線熱画像を撮影してもよい。また、橋脚や鋼製床版１の高欄に固定された支柱に支持されて、舗装３の近傍の上方に設置された撮像装置で舗装３の赤外線熱画像を撮影してもよい。また、舗装３上に位置する作業者により、舗装３の赤外線熱画像を撮影してもよい。 In the above embodiment, the infrared thermal image of the pavement 3 is taken using an imaging device mounted on a photography vehicle that runs on the pavement 3. However, the imaging device is supported above the pavement 3 by a post or the like. An infrared thermal image of the pavement 3 may be taken. Further, an infrared thermal image of the pavement 3 may be taken by an imaging device that is supported by a column fixed to a bridge pier or a rail of the steel floor slab 1 and installed above the vicinity of the pavement 3. An infrared thermal image of the pavement 3 may be taken by an operator located on the pavement 3.
また、上記実施形態において、候補位置特定工程で舗装３の赤外線熱画像を用いて金属部材の探傷候補位置を特定したが、赤外線熱画像として、金属部材の赤外線熱画像を用いてもよい。金属部材の赤外線熱画像は、鋼製床版１の下面側から金属部材としてのデッキプレート２及びトラフ４を赤外線撮像装置で撮影したものを採用してもよい。デッキプレート２及びトラフ４を下面側から撮影した赤外線熱画像により、デッキプレート２上の水の滞留やトラフ４への水の貯留を、これらの水による温度低下部分を抽出することによって検出することができる。トラフ４中及びデッキプレート２上の水の滞留は、デッキプレート２の貫通亀裂や、これに伴う舗装３の損傷によって生じるので、トラフ４中やデッキプレート２上の水の滞留を金属部材の探傷候補位置とすることにより、効果的にデッキプレート２の貫通亀裂の検出が可能となる。しかも、デッキプレート２及びトラフ４の赤外線熱画像は、鋼製床版１の下面側から撮影できるので、車両交通に影響を与えることなく、金属部材の探傷を行うべき候補位置を特定することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the flaw detection candidate position of the metal member was specified using the infrared thermal image of the pavement 3 in the candidate position specifying step, an infrared thermal image of the metal member may be used as the infrared thermal image. The infrared thermal image of the metal member may be an image obtained by photographing the deck plate 2 and the trough 4 as metal members from the lower surface side of the steel floor slab 1 with an infrared imaging device. Detecting stagnation of water on the deck plate 2 and storage of water in the trough 4 by extracting temperature-decreasing portions due to the infrared thermal images taken from the bottom side of the deck plate 2 and trough 4 Can do. The retention of water in the trough 4 and on the deck plate 2 is caused by penetration cracks in the deck plate 2 and the resulting damage to the pavement 3. By setting it as a candidate position, it is possible to effectively detect a through crack in the deck plate 2. Moreover, since the infrared thermal images of the deck plate 2 and the trough 4 can be taken from the lower surface side of the steel floor slab 1, it is possible to identify candidate positions where the metal member should be flawed without affecting the vehicle traffic. it can.
また、上記実施形態において、渦流探傷装置１０を用いたデッキプレート２の損傷位置の検出は、探傷候補位置の周辺に対して車両の通行規制を行って作業領域を確保して行ったが、検出車両に渦流探傷装置１０を搭載し、舗装３の表面近傍にプローブ１１を配置した状態で検出車両を低速走行させてデッキプレート２を走査してもよい。これにより、通行規制が不要になるので、車両交通に与える影響が少ない状態で、デッキプレート２の損傷位置を検出できる。 Further, in the above embodiment, the detection of the damage position of the deck plate 2 using the eddy current flaw detection apparatus 10 is performed by restricting the vehicle traffic to the vicinity of the flaw detection candidate position and securing the work area. The deck plate 2 may be scanned by mounting the eddy current flaw detector 10 on the vehicle and running the detection vehicle at a low speed in a state where the probe 11 is disposed near the surface of the pavement 3. This eliminates the need for traffic restrictions, so that the damage position of the deck plate 2 can be detected with little influence on the vehicle traffic.
また、上記実施形態において、超音波探傷は、フェイズドアレイ探傷装置を用いて行ったが、ノーマル探傷装置等の他の超音波探傷装置を用いてもよい。 In the above embodiment, the ultrasonic flaw detection is performed using the phased array flaw detection apparatus, but other ultrasonic flaw detection apparatuses such as a normal flaw detection apparatus may be used.
また、上記実施形態ではデッキプレート２の下面側から超音波探傷を行ったが、舗装３を除去してデッキプレート２の上面を露出させ、デッキプレート２の上面側から超音波探傷を行ってもよい。デッキプレート２の上面側から超音波探傷を行う場合であっても、候補位置特定工程と損傷検出工程とを経て絞り込まれた位置について超音波探傷を行うので、車両の通行規制を最小限にすることができる。 In the above embodiment, the ultrasonic flaw detection is performed from the lower surface side of the deck plate 2. However, even if the pavement 3 is removed to expose the upper surface of the deck plate 2 and the ultrasonic flaw detection is performed from the upper surface side of the deck plate 2. Good. Even when ultrasonic flaw detection is performed from the upper surface side of the deck plate 2, ultrasonic flaw detection is performed on the positions narrowed down through the candidate position specifying step and the damage detection step, so that vehicle traffic restrictions are minimized. be able to.
また、上記実施形態では、デッキプレート２の亀裂を検出したが、検出対象の亀裂はデッキプレート２に生じたものに限られず、トラフ４、縦リブ５及び横リブ６並びに垂直補剛材や、ビード２１等の他の金属部材に生じたものであってもよい。本発明によれば、トラフ４等の目視観察が可能な部材に生じた亀裂であっても、候補位置特定工程と、損傷検出工程と、亀裂検出工程とを行うことにより、路線の全区間の鋼製床版１を対象として、少ない手間で迅速に亀裂を検出することができる。 In the above embodiment, cracks in the deck plate 2 are detected. However, the cracks to be detected are not limited to those generated in the deck plate 2, and the trough 4, the longitudinal ribs 5 and the lateral ribs 6, and the vertical stiffeners, It may be generated in another metal member such as the bead 21. According to the present invention, even if it is a crack generated in a member such as the trough 4 that can be visually observed, by performing the candidate position specifying step, the damage detecting step, and the crack detecting step, With the steel floor slab 1 as a target, it is possible to quickly detect cracks with little effort.
また、上記実施形態では、デッキプレート２を貫通する貫通亀裂７Ａ，７Ｂを検出したが、本発明によれば、非貫通亀裂を検出することも可能である。また、デッキプレート２に限られず、他の金属部材に生じた非貫通亀裂を検出してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the penetration cracks 7A and 7B which penetrate the deck plate 2 were detected, according to this invention, it is also possible to detect a non-penetration crack. Moreover, you may detect the non-penetration crack which arose in the other metal member without being restricted to the deck plate 2.
また、橋梁床版は、金属部材が鋼材で形成された鋼製床版１であったが、一部又は全部がステンレス材やアルミニウム材等の他の金属材料で形成されていてもよい。 Moreover, although the bridge floor slab is the steel floor slab 1 in which the metal member is formed of a steel material, a part or all of the bridge floor slab may be formed of another metal material such as a stainless steel material or an aluminum material.
１ 鋼製床版
２ デッキプレート
３ 舗装
４ トラフ
７Ａ，７Ｂ デッキプレートの亀裂
1 Steel floor slab 2 Deck plate 3 Pavement 4 Trough 7A, 7B Deck plate crack
Claims (7)
橋梁床版の上面側又は下面側から撮影された赤外線熱画像を用いて、舗装表面の温度分布の偏り、又は、金属部材の表面の温度分布の偏りとして表れる位置であって、デッキプレートと舗装との間に形成された隙間、舗装の中に形成された空隙又はひび割れ、舗装の上面部に形成されたポットホール、デッキプレート上の水の滞留、及び、補強部材としてのトラフへの水の貯留のうちの少なくとも１つが生じた位置を特定することにより、金属部材の損傷が生じている可能性の高い位置を、金属部材の探傷を行うべき候補位置として特定する候補位置特定工程と、
上記候補位置特定工程で特定された候補位置で、舗装の上面側から電磁誘導探傷を行って金属部材の損傷位置を検出する損傷検出工程と、
上記損傷検出工程で検出された損傷位置で、金属部材のデッキプレートの上面側又は下面側から超音波探傷を行って金属部材の亀裂を検出する亀裂検出工程と
を備えることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 Detects cracks generated in the metal member of the bridge deck having a deck plate, a metal member including a reinforcing member provided on the lower surface of the deck plate, and a pavement provided on the deck plate of the metal member. A way to
Using infrared thermal images taken from the upper or lower side of the bridge deck, it is a position that appears as an uneven temperature distribution on the pavement surface, or an uneven temperature distribution on the surface of the metal member. , Gaps or cracks formed in the pavement, potholes formed in the upper surface of the pavement, water retention on the deck plate, and water to the trough as a reinforcing member A candidate position specifying step for specifying a position where the metal member is highly likely to be damaged as a candidate position for performing a flaw detection on the metal member by specifying a position where at least one of the storage has occurred ;
In the candidate position specified in the candidate position specifying step, a damage detection step of detecting the damage position of the metal member by performing electromagnetic induction flaw detection from the upper surface side of the pavement,
A bridge floor comprising: a crack detection step of detecting a crack in the metal member by performing ultrasonic flaw detection from the upper surface side or the lower surface side of the deck plate of the metal member at the damage position detected in the damage detection step. Plate crack detection method.
上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、舗装の上を走行する車両から撮影された舗装の赤外線熱画像であることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The method for detecting cracks in a bridge floor slab, wherein the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a pavement taken from a vehicle traveling on the pavement.
上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、舗装の上方の静止位置から撮影された舗装の赤外線熱画像であることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The method for detecting cracks in a bridge floor slab, wherein the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a pavement taken from a stationary position above the pavement.
上記候補位置特定工程で用いる赤外線熱画像は、橋梁床版の下面側から撮影された金属部材の赤外線熱画像であることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The method for detecting cracks in a bridge floor slab, wherein the infrared thermal image used in the candidate position specifying step is an infrared thermal image of a metal member taken from the lower surface side of the bridge floor slab.
上記損傷検出工程の電磁誘導探傷は、デッキプレートに渦電流を発生させて生成した磁界を検出する渦流探傷装置を用いることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The method for detecting cracks in a bridge floor slab, wherein the electromagnetic induction flaw detection in the damage detection step uses an eddy current flaw detection device that detects a magnetic field generated by generating an eddy current in a deck plate.
上記亀裂検出工程の超音波探傷は、デッキプレートに複数の超音波を集束させて走査するフェイズドアレイ探傷装置を用いることを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The crack detection method of the bridge floor slab characterized by using a phased array flaw detection apparatus that focuses and scans a plurality of ultrasonic waves on a deck plate for the ultrasonic flaw detection in the crack detection step.
上記橋梁床版の金属部材は、デッキプレートと、このデッキプレートの下面に橋軸方向に設けられたトラフとを含み、
上記損傷検出工程は、デッキプレートのトラフとの溶接部から進展するデッキプレートの亀裂を検出することを特徴とする橋梁床版の亀裂検出方法。 In the crack detection method of the bridge floor slab according to claim 1,
The metal member of the bridge floor slab includes a deck plate and a trough provided in the bridge axis direction on the lower surface of the deck plate,
A method for detecting cracks in a bridge deck, wherein the damage detection step detects cracks in the deck plate that develop from a welded portion with a trough of the deck plate.
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