JP6551933B2 - 損傷検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、橋梁やビル等の構造物において、上部構造と下部構造との間に配置される支承のサイドブロックが損傷しているかどうかを検知する技術に関する。

従来、橋梁やビル等の様々な種類の構造物について、状態を検知するシステムがある（特許文献１、２等参照）。この種のシステムでは、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、変位センサ、赤外線イメージセンサ等、様々な種類のセンサを用いて、構造物にかかる計測対象物理量をセンシングすることによって、構造物の状態をモニタリングしている。

上部構造が下部構造の上に支承を介して載置された構造物は、上部構造と下部構造との間における振動の伝達が支承を介して行われる。構造物の耐震性を向上させるため、サイドブロックを設けた支承がある（例えば、特許文献３参照）。サイドブロックは、支承の上沓とベースプレート（または下沓）との相対的な変位量が所定量を超えると、上沓やソールプレート等が衝突するように構成した部材である。サイドブロックは、上沓やソールプレート等が衝突することで、支承の上沓とベースプレート（または下沓）との相対的な変位量を制限し、支承に作用する水平力を支持する。

特開２００８− ２９８６号公報 特開２０１３− ４０７７４号公報 特開２００７−３３２５６４号公報

しかしながら、サイドブロックは、地震動等にともなう下部構造の振動が大きくなるにつれて、上沓やソールプレート等の衝突時の衝撃が大きくなる。サイドブロックは、上沓やソールプレート等の衝突時の衝撃がある程度の大きさを超えると損傷する。したがって、ある程度の震度を超える地震等が発生すると、支承のサイドブロックが損傷しているかどうかの確認を行う必要がある。

支承は、狭隘で閉鎖的な空間に配置されている。すなわち、支承は、サイドブロックが損傷しているかどうかの目視確認が容易に行えない場所に配置されている。このため、サイドブロックが損傷しているかどうかの確認にかかる時間が長くなる。特に、多くの支承が使用されている橋梁等では、支承のサイドブロックが損傷しているかどうかの確認作業が長期間におよぶことがある。

この発明の目的は、支承のサイドブロックが損傷しているかどうかの確認が簡単に行える技術を提供することにある。

この発明の損傷検知装置は、上記目的を達するために以下のように構成している。

この発明にかかる損傷検知装置は、上部構造を下部構造の上に載置した構造物において、上部構造と下部構造との間に配置される支承に作用する水平力を支持するサイドブロックの損傷を検知する。

センサは、サイドブロックに取り付けている。検知部は、センサの出力によって、サイドブロックが損傷しているかどうかを検知する。また、センサは、傾斜センサであり、サイドブロックにおける、支承の上沓が対向する対向面の両側に形成されている側面の一方に取り付けている。

サイドブロックは、上沓やソールプレート等の衝突時の衝撃により、支承の上沓が対向する対向面の反対側に折れ曲がり損傷する。これにより、サイドブロックの側面に取り付けた傾斜センサにより検知される傾斜角が変化する。検知部は、傾斜センサにより検知された傾斜角が予め定めた範囲内であるかどうかによって、サイドブロックが損傷しているかどうかを検知する。具体的には、検知部は、傾斜センサにより検知された傾斜角が予め定めた範囲内であれば、サイドブロックが損傷していないと検知し、反対に傾斜センサにより検知された傾斜角が予め定めた範囲外であれば、サイドブロックが損傷していると検知する。

したがって、検知部の検知結果によって、サイドブロックが損傷しているかどうかの確認が簡単に行える。

また、サイドブロックには、センサを取り付ける側面に、センサ取付用の凸部が形成されており、センサは、センサ取付用の凸部が嵌合する凹部を形成し、凸部を凹部に嵌合させてサイドブロックの側面に取り付けるセンサボックスに内蔵している、構成にしてもよい。これにより、サイドブロックの側面に対する傾斜センサの取り付けが簡単に行える。

さらに、センサ取付用の凸部の外形形状は、サイドブロックの側面に取り付けたセンサボックスが、凸部を軸にして回転するのを抑制する形状にするのが好ましい。

このように構成すれば、サイドブロックの側面におけるセンサの取付状態の変化が抑えられるので、検知部におけるサイドブロックが損傷しているかどうかの検知精度の低下を抑えることがきる。

また、センサを上述した傾斜センサではなく、ひずみセンサとし、サイドブロックにおける、支承の上沓が対向する対向面の反対側に形成されている背面側に配置した板金に取り付けた構成にしてもよい。

この構成では、サイドブロックが上沓やソールプレート等の衝突時の衝撃により、支承の上沓が対向する対向面の反対側に折れ曲がり損傷すると、ひずみセンサを取り付けた板金が、損傷したサイドブロックに押圧されて変形し歪む。検知部は、ひずみセンサにより検知された板金のひずみが予め定めた範囲内であるかどうかによって、サイドブロックが損傷しているかどうかを検知する。具体的には、検知部は、ひずみセンサにより検知された板金のひずみが予め定めた範囲内であれば、サイドブロックが損傷していないと検知し、反対にひずみセンサにより検知された板金のひずみが予め定めた範囲外であれば、サイドブロックが損傷していると検知する。

板金は、サイドブロックの背面から離間させて取り付けるのがよい。このように構成すれば、サイドブロックが損傷していないにも関わらず、サイドブロックの振動により生じた板金のひずみによって、検知部がサイドブロックが損傷していると誤検知するのを防止できる。

また、板金は、支承のベースに固定するのがよい。

さらに、この発明にかかる損傷検知装置は、検知部における検知結果を外部機器に出力する出力部を備えるのが好ましい。このように構成すれば、外部機器において、サイドブロックが損傷しているかどうかの確認が行える。

この発明によれば、支承のサイドブロックが損傷しているかどうかの確認が簡単に行える。

モニタリングシステムの構成を示す図である。 高架道路橋の橋軸方向の概略断面図である。 高架道路橋の橋軸直角方向の概略断面図である。 図４（Ａ）は支承の概略の平面図であり、図４（Ｂ）は、支承の概略の分解図である。 センサノードの主要部の構成を示す図である。 図６（Ａ）、（Ｂ）は、支承のサイドブロックに対する傾斜センサの取付例を示す図である。 図７（Ａ）、（Ｂ）は、センサボックスの概略図である。 図８（Ａ）は、サイドブロックのセンサボックス取付面に対して直交する方向から見た平面図であり、図８（Ｂ）は、サイドブロックのセンサボックス取付面に対して平行する方向から見た平面図である。 報知装置の主要部の構成を示すブロック図である。 上位装置の主要部の構成を示すブロック図である。 センサノードの動作を示すフローチャートである。 報知装置の動作を示すフローチャートである。 上位装置の動作を示すフローチャートである。 別の例にかかるセンサノードの主要部の構成を示す図である。 図１５（Ａ）、（Ｂ）は、支承に対するひずみセンサの取付例を示す図である。 図１６（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図１６（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。 支承の概略の分解図である。 図１８（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図１８（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。 支承の概略の分解図である。 図２０（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図２０（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。 支承の概略の分解図である。 図２２（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図２２（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。 支承の概略の分解図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。

図１は、モニタリングシステムの構成を示す図である。この例にかかるモニタリングシステムは、自動車が走行する高架道路橋（橋梁）の支承のサイドブロックが損傷しているかどうかを検知し、検知結果を出力する。高架道路橋は、支承を介して上部構造(橋桁等）を下部構造(橋脚等）に載置している。高架道路橋が、この発明で言う構造物に相当する。この例にかかるモニタリングシステムは、支承のサイドブロックが損傷しているかどうかを検知する。サイドブロックは、支承に作用する水平力を支持する。この例にかかるモニタリングシステムは、複数のセンサノード１と、複数の報知装置２と、上位装置３と、を備える。

複数のセンサノード１は、グループＰ１〜Ｐｎに分けている。各グループＰ１〜Ｐｎに属するセンサノード１は、１つであってもよいし、複数であってもよい。また、各グループＰ１〜Ｐｎに属するセンサノード１の数は、均一である必要はない。この例では、各支承に、センサノード１を１つずつ割り当てている(対応付けている）。１つの支承には、２つのサイドブロックが設けられている。センサノード１は、割り当てられた支承のサイドブロックが損傷しているかどうかを検知する。センサノード１のグループ分けの詳細については、後述する。この例では、センサノード１が、この発明で言う損傷検知装置に相当する。また、報知装置２が、この発明で言う外部機器に相当する。

報知装置２は、センサノード１のグループＰ１〜Ｐｎ毎に設けている。報知装置２は、対応するグループＰ１〜Ｐｎに属するセンサノード１との間で入出力にかかる通信を行う。

上位装置３は、高架道路橋を含む交通網を管理する道路管制センタに設置している。上位装置３は、各報知装置２との間で入出力にかかる通信を行う。

構造物である高架道路橋について説明する。図２は、高架道路橋の橋軸方向（この例では、車両の走行方向）の概略断面図である。図３は、高架道路橋の橋軸直角方向（この例では、車両の幅方向）の概略断面図である。高架道路橋の橋脚は、橋軸方向に適当な間隔で並んでいる。高架道路橋は、下部構造である橋脚と、上部構造である主桁との間に、支承１００を配置している。支承１００は、主桁を含む上部構造と、橋脚を含む下部構造との間に作用する荷重（振動）を伝達する部材である。自動車が走行する路面は、主桁の上面（橋脚側の反対面）側に設けた床版の上に形成されている。

この例では、高架道路橋の下部構造である橋脚と、報知装置２とを１対１で対応付けている。報知装置２は、図２に示すように、上部構造の側壁に取り付けている。報知装置２は、橋軸方向において、対応する橋脚と略同じ位置に取り付けている。

図４（Ａ）は、支承の概略の平面図であり、図４（Ｂ）は、支承の概略の分解図である。図４に示す支承１００は、一般にゴム支承と呼ばれるものである。支承１００は、上沓１０１と、ゴム沓１０２と、ベースプレート１０３と、アンカボルト１０４と、サイドブロック１０５とにより構成される。ベースプレート１０３は、複数本（図４（Ｂ）では、２本示している。）のアンカボルト１０４によって、橋脚に固定される。ゴム沓１０２は、ベースプレート１０３の上面（橋脚との当接面に対向する面）と、上沓１０１の下面（ベースプレート１０３の上面に対向する面）との間に位置する。すなわち、支承１００は、主桁側から順番に（上から順番に）、上沓１０１、ゴム沓１０２、ベースプレート１０３を重ねている。２つのサイドブロック１０５は、ベースプレート１０３に取り付けられる。２つのサイドブロック１０５は、ベースプレート１０３の幅方向（橋軸直角方向）の両側に対向させて取り付け、ベースプレート１０３に対する上沓１０１の相対的な位置の変化を制限する。

なお、図４では、支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかを検知するためのセンサ等にかかる構成については、図示を省略している。これらの構成の詳細については、後述する。

公知のように、支承１００は、下部構造である橋脚側に位置するベースプレート１０３と、上部構造である主桁側に位置する上沓１０１とを備え、上沓とベースプレート１０３（またはゴム沓１０２）とが相対的に変位する部材である。支承１００は、ベースプレート１０３を橋脚の上面（上部構造に対向する面）に取り付け、上沓１０１を橋桁の底面に位置するソールプレートの下部構造に対向する面に取り付けている。すなわち、支承１００は、図２、および図３に示すように、上部構造と、下部構造との間に配置される。言い換えれば、上部構造は、支承１００を介して下部構造の上に載置されている。図３では、支承１００を橋軸直角方向に３つ並べた場合を例示している。

なお、橋軸直角方向に並んでいる支承１００の数は、３つでなくてもよい。

報知装置２と、センサノード１のグループＰ１〜Ｐｎとは１対１で対応付けている。また、上述したように、報知装置２と、橋脚とは１対１で対応付けている。そして、センサノード１のグループＰ１〜Ｐｎと、橋脚とは１対１で対応付けている。すなわち、報知装置２に対応づけたグループＰ１〜Ｐｎに属するセンサノード１は、その報知装置２を対応付けた橋脚に取り付けられている支承１００に対応付けたものである。

図５は、センサノードの主要部の構成を示すブロック図である。センサノード１は、制御部１１と、電源部１２と、センサ部１３と、近距離無線通信部１４とを備えている。

制御部１１は、センサノード１本体の動作を制御する。また、センサノード１は、自機を識別するノードコードを制御部１１に設けたメモリ（不図示）に記憶している。このノードコードは、例えばｎ桁のコードであり、先頭のｍ桁（ｎ＞ｍ）が対応する橋脚を示すコードである。

電源部１２は、センサノード１本体各部に動作電源を供給する。電源部１２は、センサノード１本体に内蔵している電池を電力源とし、センサノード１本体各部に動作電源を供給する。

なお、電源部１２は、外部接続しているバッテリや、内蔵、または外部接続している発電ユニット(太陽電池等）を電力源とし、センサノード１本体各部に動作電源を供給する構成であってもよい。

センサ部１３は、２つの傾斜センサ５を有する。また、センサ部１３は、傾斜センサ５毎に、傾斜センサ５の駆動を制御し、その出力（センサ出力）を処理するセンサ回路を有している。２つの傾斜センサ５は、支承１００の２つのサイドブロック１０５に、１つずつ取り付けられる。センサ部１３が、この発明で言う検知部に相当する。

図６は、支承のサイドブロックに対する傾斜センサの取付例を示す図である。傾斜センサ５は、センサボックス５０に内蔵されている。図７（Ａ）は、センサボックスの外観を示す図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＡ−Ａ方向の断面図である。

センサボックス５０は、図７に示すように、傾斜センサ５を内蔵している。センサボックス５０は、内蔵している傾斜センサ５がセンサボックス５０内でほとんど動かない構成である。具体的には、センサボックス５０は、傾斜センサ５の外形形状と略同形状のセンサ収納空間を形成している。傾斜センサ５は、センサボックス５０のセンサ収納空間に嵌め込まれている。

また、センサボックス５０は、支承１００のサイドブロック１０５に対する取付面側に凹部５１を形成している。また、センサボックス５０は、支承１００のサイドブロック１０５に対する取付面の反対面側に、凹部５１に連通するネジ穴５２を形成している。

センサボックス５０は、図６に示すように、サイドブロック１０５における支承１００の上沓１０１に対向する対向面の両側に形成されている側面の一方（以下、センサボックス取付面と言う場合もある。）に取り付けられる。図８（Ａ）は、サイドブロックのセンサボックス取付面に対して直交する方向から見た平面図であり、図８（Ｂ）は、サイドブロックのセンサボックス取付面に対して平行する方向（図８（Ａ）に示すＡ方向）から見た平面図である。サイドブロック１０５のセンサボックス取付面には、凸部５６が形成されている。凸部５６は、センサボックス５０の凹部５１に嵌合する外形形状である。また、凸部５６には、ネジ留め用のタップ５７を形成している。

センサボックス５０は、サイドブロック１０５のセンサボックス取付面に形成されている凸部５６を凹部５１に嵌合させ、ネジ穴５２に通したネジ（不図示）をタップ５７にネジ締めすることにより、サイドブロック１０５に固定（ネジ止め）する。また、凹部５１、および凸部５６は、サイドブロック１０５にネジ止めしたセンサボックス５０が、凸部５６を軸にして回転するのを抑制する外形形状である。この例では、凹部５１、および凸部５６は、その平面形状を矩形形状にしたものであるが、この形状に限らず三角形形状や、五角形形状等の他の多角形形状であってもよいし、楕円形状や、星型形状等であってもよい。

センサボックス５０に内蔵されている傾斜センサ５は、サイドブロック１０５の変形に応じて傾き、その傾きに応じた検出信号を出力する。具体的には、サイドブロック１０５は、上沓１０１やソールプレート等の衝突時の衝撃がある程度の大きさを超えると、背面側（上沓１０１に対向している対向面と反対側）に折れ曲がる（損傷する。）。傾斜センサ５は、サイドブロック１０５が背面側に折れ曲がったことにより、傾斜角が変化する。センサ部１３は、傾斜センサ５の検出信号を処理し、センサボックス５０に内蔵されている傾斜センサ５の傾斜角が予め定めた範囲外であるかどうかによって、サイドブロック１０５が損傷しているかどうかを検知する。具体的には、センサ部１３は、傾斜センサ５により検知された傾斜角が予め定めた範囲内であれば、サイドブロック１０５が損傷していないと検知し、反対に傾斜センサ５により検知された傾斜角が予め定めた範囲外であれば、サイドブロック１０５が損傷していると検知する。

制御部１１は、センサ部１３が支承１００のサイドブロック１０５が損傷していることを検知すると、その旨をメモリに記憶する。

近距離無線通信部１４は、報知装置２との間における近距離無線通信を制御する。

センサノード１は、近距離無線通信部１４における近距離無線通信で、センサ部１３において検知された、サイドブロック１０５が損傷しているかどうかの検知結果を報知装置２に送信（出力）する。近距離無線通信部１４が、この発明で言う出力部に相当する。

図９は、報知装置の主要部の構成を示すブロック図である。報知装置２は、制御部２１と、電源部２２と、操作部２３と、表示部２４と、近距離無線通信部２５と、無線通信部２６とを備えている。

制御部２１は、報知装置２本体の動作を制御する。また、報知装置２は、自機を識別する装置コードを制御部２１に設けた不揮発性のメモリ（不図示）に記憶している。この装置コードは、例えばｍ桁のコードであり、対応する橋脚を示すコードである。

電源部２２は、報知装置２本体各部に動作電源を供給する。電源部２２は、バッテリが接続されるバッテリ接続端子２２ａを備えている。電源部２２は、バッテリ接続端子２２ａにバッテリが接続されている場合、バッテリ接続端子２２ａに接続されているバッテリを電力源とし、報知装置２本体各部に動作電源を供給する。言い換えれば、報知装置２は、バッテリ接続端子２２ａにバッテリが接続されていない場合、報知装置２本体各部に動作電源が供給されない。

なお、この例では、報知装置２は、商用電源を電力源とし、報知装置２本体各部に動作電源を供給する構成でないので、報知装置２の設置時に、商用電源を供給するためのケーブルの敷設工事をともなわない。

操作部２３は、報知装置２本体に対応づけた橋脚に取り付けたいずれかの支承１００のサイドブロック１０５について損傷していることが検知されたかどうかを出力させるときに操作する確認ボタン２３ａを有している。この確認ボタン２３ａは、報知装置２本体の表面に露出しており、簡単に操作できる。

表示部２４は、報知装置２本体に対応づけた橋脚に取り付けたいずれかのいずれかの支承１００のサイドブロック１０５について損傷していることが検知された場合に点灯させる通知ランプ２４ａを有している。表示部２４は、報知装置２本体に対応づけた橋脚に取り付けられている全ての支承１００のサイドブロック１０５について、損傷していることが検知されていない場合、通知ランプ２４ａを点灯させない。通知ランプ２４ａの発光色は、例えば赤色である。

近距離無線通信部２５は、対応するグループＰ１〜Ｐｎに属するセンサノード１との間における近距離無線通信を制御する。

無線通信部２６は、上位装置３との間における入出力にかかる無線通信を制御する。

図１０は、上位装置の主要部の構成を示すブロック図である。上位装置３は、制御部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４と、無線通信部３５と、交通網データベース３６（以下、交通網ＤＢ３６と言う。）と、を備えている。

制御部３１は、上位装置３本体の動作を制御する。

操作部３２には、キーボードやマウス等の入力デバイスが接続されている。操作部３２は、オペレータによる入力デバイスの操作に応じて、上位装置３本体に対する入力を受け付ける。

表示部３３には、液晶ディスプレイ等の表示デバイスが接続されている。表示部３３は、接続されている表示デバイスにおける画面表示を制御する。

記憶部３４は、動作時に発生したデータ等を一時的に記憶するワーキングエリアとして使用するメモリを有する。

無線通信部３５は、報知装置２との間における入出力にかかる無線通信を制御する。また、上位装置３と、報知装置２との間における通信は、公衆回線を利用してもよいし、インタネット等のネットワークを利用してもよい。

交通網ＤＢ３６は、この例にかかるモニタリングシステムにおいて、状態をモニタリングする高架道路橋を含む交通網の地図データを記憶している。また、この例にかかるモニタリングシステムにおいて、状態をモニタリングする高架道路橋にかかる橋脚毎に、その橋脚の地図上の位置を示すデータを記憶している。具体的には、橋脚の識別コード（この例では、報知装置２の装置コードでもある。）と、橋脚の位置を示す緯度データ、および経度データと、を対応付けて記憶している。交通網ＤＢ３６が記憶しているデータを総称して交通網データと言う。

以下、この例にかかるモニタリングシステムの動作について説明する。

図１１は、センサノードの動作を示すフローチャートである。センサノード１は、センサ部１３で検知対象の支承１００のサイドブロック１０５が損傷していることを検知すると、その旨を検知結果として制御部１１のメモリに記憶する（ｓ１、ｓ３）。センサ部１３は、傾斜センサ５の検出信号を処理し、センサボックス５０に内蔵されている傾斜センサ５の傾斜角が予め定めた範囲外であるかどうかによって、サイドブロック１０５が損傷しているかどうかを検知する。

センサノード１は、支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかを常時監視する構成であってもよいし、予め定めた検知タイミングになると、支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかを検知する構成であってもよい。検知タイミングは、毎日午前０時や、毎週日曜の午前０時等のように定期的に定めたタイミングであってもよいし、図示していないセンサ等によって橋脚の振動が予め定めた大きさを超えたタイミングにしてもよいし、また報知装置２から検知の要求があったタイミングにしてもよい。

また、センサノード１は、近距離無線通信部１４において、報知装置２からの検知結果の通知要求を受信すると、制御部１１のメモリに記憶している支承１００のサイドブロック１０５の損傷の有無を報知装置２に通知する（ｓ２、ｓ４）。

センサノード１は、ｓ１〜ｓ４の処理を繰り返す。センサノード１は、ｓ４で検知結果を送信するとき、この検知結果に自機のノードコードを対応付けている。

図１２は、報知装置の動作を示すフローチャートである。報知装置２は、保守員等によって確認ボタン２３ａが操作されると（ｓ１１）、対応づけられているグループＰ１〜Ｐｎに属する全てのセンサノード１に対して検知結果通知要求を送信する（ｓ１２）。

なお、確認ボタン２３ａを操作する保守員等は、バッテリを報知装置２のバッテリ接続端子２２ａに接続している。

報知装置２は、ｓ１２で検知結果通知要求を送信すると、予め定めた一定時間経過するのを待つ（ｓ１３）。この一定時間は、センサノード１が上述したｓ２、ｓ４にかかる処理を行うのに必要な時間よりも、少し長い。すなわち、報知装置２は、ｓ１３において、対応づけられているグループＰ１〜Ｐｎに属する各センサノード１から検知結果が送信されてくるのを待っている。報知装置２は、近距離無線通信部２５で受信した検知結果に対応づけられているノードコードによって、受信した検知結果が対応づけられているグループＰ１〜Ｐｎに属するいずれかのセンサノード１から送信されてきたものであるかどうかを判定することができる。また、検知結果を受信したセンサノード１が、どの支承１００のサイドブロック１０５に割り当てたものであるかも判定することができる。

報知装置２は、ｓ１３で予め定めた一定時間経過したと判定すると、対応づけられている橋脚に取り付けたいずれかの支承１００のサイドブロック１０５について損傷していることが検知されているかどうかを判定する判定処理を行う（ｓ１４）。報知装置２は、検知結果を受信したセンサノード１については、その検知結果によって、このセンサノード１に対応する支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかを判断する。また、報知装置２は、ｓ１３で一定時間経過するのを待っている間に、検知結果が送信されてこなかったセンサノード１については、このセンサノード１が損傷している可能性が高いことから、このセンサノード１に対応づけられている支承１００のサイドブロック１０５が損傷していると判断する。

報知装置２は、ｓ１４にかかる今回の判定結果を表示部２４において表示する（ｓ１５）。具体的には、報知装置２は、対応づけた橋脚に取り付けられているいずれかの支承１００のサイドブロック１０５について損傷していると判断した場合、通知ランプ２４ａを点灯する。報知装置２は、対応づけた橋脚に取り付けられている全ての支承１００のサイドブロック１０５について損傷していないと判断した場合、通知ランプ２４ａを点灯させない(消灯状態を保持する。）。

したがって、保守員は、確認ボタン２３ａを操作した報知装置２に対応づけられている橋脚に取り付けられている支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかの確認が簡単に行える。

また、報知装置２は、ｓ１５にかかる判定処理の判定結果を上位装置３に送信し（ｓ１６）、ｓ１１に戻る。

また、報知装置２は、バッテリ接続端子２２ａにバッテリが接続されたときに、ｓ１２以降の処理を実行する構成にしてもよい。このようにすれば、保守員は、確認ボタン２３ａを操作することなく、報知装置２に対応づけられている橋脚に取り付けられている支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかの確認が行える。

また、上記の例では、報知装置２は、ｓ１４にかかる判定処理の判定結果を視覚により確認できる形態（通知ランプ２４ａの点灯状態）で出力する構成であるとしたが、判定結果を音声メッセージ（聴覚により確認できる形態）で出力する構成にしてもよいし、判定結果をメッセージで表示する構成にしてもよい。判定結果を出力する形態は、保守員が視覚、または聴覚で確認できる形態であれば、どのような形態であってもよい。

また、上記の例では、センサノード１は、報知装置２からの検知結果の通知要求を受信したときに、制御部１１のメモリに記憶している支承１００のサイドブロック１０５の損傷の有無を報知装置２に通知するとしたが、支承１００のサイドブロック１０５が損傷していることを検知したときに、その検知結果を報知装置２に通知する構成にしてもよいし、予め定めた通知タイミングになる毎に、制御部１１のメモリに記憶している支承１００のサイドブロック１０５の損傷の有無を報知装置２に通知する構成にしてもよい。但し、この場合には、報知装置２は、常時、または上述の通知タイミングにおいて、報知装置２本体各部に動作電源の供給が行えるように構成される。例えば、報知装置２は、バッテリをバッテリ接続端子２２ａに常時接続して運用してもよいし、商用電源を接続する構成にしてもよい。

図１３は、上位装置の動作を示すフローチャートである。上位装置３は、無線通信部３５において、いずれかの報知装置２から送信されてきた判定結果を受信すると（ｓ２１）、受信した判定結果を記憶部３４に記憶し（ｓ２２）、ｓ２１に戻る。ｓ２２では、受信した判定結果を、この判定結果を送信してきた報知装置２の装置コードに対応づけて記憶する。

また、上位装置３は、判定結果の集計開始要求があると（ｓ２３）、記憶部３４に記憶している各報知装置２から通知された判定結果を集計する集計処理を行う（ｓ２４）。オペレータは、操作部３２で所定の入力操作を行うことにより、上位装置３に対してｓ２３にかかる集計開始要求の入力が行える。

ｓ２４では、記憶部３４に記憶している最新の判定結果に基づき、橋脚を、
（１）支承１００のサイドブロック１０５の損傷が検知されていない橋脚
（２）支承１００のサイドブロック１０５の損傷が検知された橋脚
に分類する。

上位装置３は、ｓ２４にかかる集計処理の集計結果を出力し（ｓ２５）、ｓ２１に戻る。ｓ２５では、例えば、橋脚の分類を一覧表で出力する。また、橋脚の分類を地図上に示して出力する構成であってもよい。この集計結果は、表示部３３に接続されている液晶ディスプレイ等の表示デバイスに表示してもよいし、プリンタに対して印字データとして出力してもよい。

これにより、オペレータは、支承１００のサイドブロック１０５が損傷している橋脚の確認が簡単に行える。

また、上記の例では、報知装置２に対応付ける橋脚を１つとしたが、隣接する複数の橋脚を対応付けてもよい。このようにすれば、必要な報知装置２の台数が抑えられる。また、上記の例では、報知装置２は、側壁に取り付けるとしたが、対応する橋脚の周辺であれば、側壁に限らず、他の場所に取り付けてもよい。さらに、報知装置２は、保守員が携帯する携帯型の端末で構成してもよい（報知装置２を、対応する橋脚周辺に設置しない構成としてもよい。）。この場合、報知装置２は、特定のセンサノード１のグループＰ１〜Ｐｎに対応づけない。

また、センサノード１は、図１４に示すように、傾斜センサ５をひずみセンサ６にかえて、支承１００のサイドブロック１０５が損傷しているかどうかを検知する構成にしてもよい。図１４に示すセンサ部１３は、ひずみセンサ６毎に、ひずみセンサの出力（センサ出力）を処理するセンサ回路を有している。２つのひずみセンサ６は、支承１００の２つのサイドブロック１０５に、１つずつ取り付けられる。

図１５は、支承のサイドブロックに対する、ひずみセンサの取付例を説明する図である。ひずみセンサ６は、センサ取付金具６０に貼付されている。センサ取付金具６０は、その厚さが１ｍｍ程度（０．５〜１．５ｍｍ程度）の板状の板金である。センサ取付金具６０は、図１５に示すように、サイドブロック１０５における支承１００の上沓１０１に対向する対向面の反対面（以下、サイドブロック１０５の背面と言う場合もある。）側に配置している。センサ取付金具６０は、一端（以下、下端と言う。）を支承１００のベースプレート１０３に取り付け、固定している。また、センサ取付金具６０は、支承１００のベースプレート１０３に取り付けている下端の反対側端部（以下、上端と言う。）が、支承１００の上沓１０１に達する高さである。

また、センサ取付金具６０は、高さ方向（下端から上端への方向）の中間で屈曲させることにより、支承１００のサイドブロック１０５の背面から数ｍｍ離間させている。これにより、支承１００のサイドブロック１０５が、比較的小さく振動したときに、サイドブロック１０５がセンサ取付金具６０に衝突することがない。したがって、サイドブロック１０５における比較的小さな振動によって、サイドブロック１０５が損傷していると誤検知するのを防止できる。

また、上記の例では、センサ取付金具６０は、その下端を支承１００のベースプレート１０３に取り付けるとしたが、橋脚に取り付けて固定してもよいし、支承１００のサイドブロックに取り付けて固定してもよい。

この例にかかるセンサノード１は、支承１００の上沓１０１や、ソールプレート（不図示）等がサイドブロック１０５に衝突し、サイドブロック１０５が背面側（上沓１０１に対向している対向面と反対側）に折れ曲がると、センサ取付金具６０がサイドブロック１０５に押圧されて変形する。ひずみセンサ６は、センサ取付金具６０のひずみを検知する。センサ部１３は、ひずみセンサ６により検知されたセンサ取付金具６０のひずみが予め定めた範囲内であれば、サイドブロック１０５が損傷していないと検知し、反対にひずみセンサ６により検知されたセンサ取付金具６０のひずみが予め定めた範囲外であれば、サイドブロック１０５が損傷していると検知する。

この例にかかるセンサノード１も、図１１に示した処理を実行する。

また、支承１００も上述したものに限らず、図１６〜図２３に示す支承を用いてもよい。図１６〜図２３に示す支承は公知であるので、ここで簡単に説明する。

図１６、および図１７に示す支承１１０は、一般に線支承と呼ばれるものである。図１６（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図１６（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。また、図１７は、支承の概略の分解図である。図１６、および図１７に示す支承１１０は、上沓１１１を下沓１１２と、ピンチプレート１１３とで挟んで保持する構造である。アンカボルト１１４は、支承１１０を高架道路橋の下部構造に固定するボルトである。アンカボルト１１４は、ピンチプレート１１３、上沓１１１、下沓１１２を通して、高架道路橋の下部構造に打ち込む等して固定する。

この支承１１０は、下沓１１２に一体的に形成した突起部１１２ａによって、上沓１１１が下沓１１２に対して相対的に移動するのを制限する。すなわち、突起部１１２ａがサイドブロックとして機能する。図１６（Ａ）に示すように、傾斜センサ５を内蔵するセンサボックス５０は、突起部１１２ａの側面に取り付けられる。また、図１６（Ｂ）に示すように、ひずみセンサ６は、突起部１１２ａの背面側に設けたセンサ取付金具６０に取り付けられる。

また、図１８、および図１９に示す支承１２０は、一般に密閉ゴム支承板支承（ＢＰ−Ｂ支承）と呼ばれるものである。図１８（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図１８（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。また、図１９は、支承の概略の分解図である。図１８、および図１９に示す支承１２０は、上沓１２１と下沓１２２との間に、テフロン板１２４、中間プレート１２５、圧縮リング１２６、ゴムプレート１２７、シールリング１２８を配置した構造であり、上沓１２１が下沓１２２に対して相対的に移動する。アンカボルト１２９は、支承１２０を高架道路橋の下部構造に固定するボルトである。アンカボルト１２９は、下沓１２２を通して、高架道路橋の下部構造に打ち込む等して固定する。

また、この支承１２０には、下沓１２２にサイドブロック１２３が取り付けられる。このサイドブロック１２３が、上沓１２１が下沓１２２に対して相対的に移動するのを制限する。図１８（Ａ）に示すように、傾斜センサ５を内蔵するセンサボックス５０は、サイドブロック１２３の側面に取り付けられる。また、図１８（Ｂ）に示すように、ひずみセンサ６は、サイドブロック１２３の背面側に設けたセンサ取付金具６０に取り付けられる。

また、図２０、および図２１に示す支承１３０は、一般にゴム支承（せん断型可動・固定タイプ）と呼ばれるものである。図２０（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図２０（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。また、図２１は、支承の概略の分解図である。図２０、および図２１に示す支承１３０は、上沓１３１と下沓１３３との間に、上沓１３１側から第１のせん断キー１３７、ゴム沓１３２、第２のせん断キー１３８を配置した構造である。また、下沓１３３は、アンカボルト１３６を取り付けたベースプレート１３５に取り付けられる。アンカボルト１３６は、高架道路橋の下部構造に打ち込む等して固定する。ゴム沓１３２は、上沓１３１に対向する面側において、上沓１３１を通したボルトによって取り付けられ、下沓１３３に対向する面側において、下沓１３３を通したボルトによって取り付けられている。

また、この支承１３０には、下沓１３３にサイドブロック１３４が取り付けられる。このサイドブロック１３４が、上沓１３１が下沓１３３に対して相対的に移動するのを制限する。図２０（Ａ）に示すように、傾斜センサ５を内蔵するセンサボックス５０は、サイドブロック１３４の側面に取り付けられる。また、図２０（Ｂ）に示すように、ひずみセンサ６は、サイドブロック１３４の背面側に設けたセンサ取付金具６０に取り付けられる。

また、図２２、および図２３に示す支承１４０は、一般に水平反力分散・免震支承と呼ばれるものである。図２２（Ａ）は、傾斜センサを取り付けた例を示す図であり、図２２（Ｂ）は、ひずみセンサを取り付けた例を示す図である。また、図２３は、支承の概略の分解図である。図２２、および図２３に示す支承１４０は、上沓１４１と下沓１４３との間に、上沓１４１側から第１のせん断キー１４６、ゴム沓１４２、第２のせん断キー１４７を配置した構造である。また、下沓１４３は、アンカボルト１４８を取り付けたベースプレート１４５に取り付けられる。アンカボルト１４８は、高架道路橋の下部構造に打ち込む等して固定する。ゴム沓１４２は、第１のせん断キー１４６によって上沓１４１に取り付けられ、第２のせん断キー１４７によって下沓１４３に取り付けられている。

また、この支承１４０には、ベースプレート１４５にサイドブロック１４４が取り付けられる。このサイドブロック１４４が、上沓１４１が下沓１４３に対して相対的に移動するのを制限する。図２２（Ａ）に示すように、傾斜センサ５を内蔵するセンサボックス５０は、サイドブロック１４４の側面に取り付けられる。また、図２２（Ｂ）に示すように、ひずみセンサ６は、サイドブロック１４４の背面側に設けたセンサ取付金具６０に取り付けられる。

また、上記の例では、構造物として高架道路橋（橋梁）を例にして説明したが、ビル等の橋梁以外の構造物であっても、本願発明は適用できる。

１…センサノード
５…傾斜センサ
６…ひずみセンサ
１１…制御部
１２…電源部
１３…センサ部
１４…近距離無線通信部
５０…センサボックス
５１…凹部
５２…ネジ穴
６０…センサ取付金具
６１…凸部
６２…タップ
１００、１１０、１２０、１３０、１４０…支承
１０１、１１１、１２１、１３１、１４１…上沓
１０５、１２３、１３４、１４４…サイドブロック
１１２ａ…突起部

Claims (7)

1. 上部構造を下部構造の上に載置した構造物において、前記上部構造と前記下部構造との間に配置される支承に作用する水平力を支持するサイドブロックの損傷を検知する損傷検知装置であって、
   前記サイドブロックに取り付けたセンサと、
   前記センサの出力によって、前記サイドブロックが損傷しているかどうかを検知する検知部と、を備え、
   前記センサは、傾斜センサであり、前記サイドブロックにおける、前記支承の上沓が対向する対向面の両側に形成されている側面の一方に取り付けている、損傷検知装置。
2. 前記サイドブロックには、前記センサを取り付ける側面に、センサ取付用の凸部が形成されており、
   前記センサは、前記センサ取付用の凸部が嵌合する凹部を形成し、前記凸部を前記凹部に嵌合させて前記サイドブロックの側面に取り付けるセンサボックスに内蔵している、請求項１に記載の損傷検知装置。
3. 前記センサ取付用の凸部の外形形状は、前記サイドブロックの側面に取り付けたセンサボックスが、前記凸部を軸にして回転するのを抑制する形状である、請求項２に記載の損傷検知装置。
4. 上部構造を下部構造の上に載置した構造物において、前記上部構造と前記下部構造との間に配置される支承に作用する水平力を支持するサイドブロックの損傷を検知する損傷検知装置であって、
   前記サイドブロックの損傷を検知するセンサと、
   前記センサの出力によって、前記サイドブロックが損傷しているかどうかを検知する検知部と、を備え、
   前記センサは、ひずみセンサであり、前記サイドブロックにおける、前記支承の上沓が対向する対向面の反対側に形成されている背面側に配置した板金に取り付けている、損傷検知装置。
5. 前記板金は、前記サイドブロックの背面から離間させて取り付けている、請求項４に記載の損傷検知装置。
6. 前記板金は、前記支承のベースに固定している、請求項４、または５に記載の損傷検知装置。
7. 前記検知部における検知結果を外部機器に出力する出力部を備えた請求項１〜６のいずれかに記載の損傷検知装置。

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