JP6645646B2 - ダンパの状態検知システム - Google Patents

Description

この発明は、支承を介して上部構造を下部構造に載置した橋梁やビル等の構造物に取り付けた鋼製ダンパの状態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。

また、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においては、耐震性を向上させるために、ダンパを取り付けることが行われている（特許文献３等参照）。また、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においては、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。例えば、地震動にともなう下部構造の振動が支承を介して上部構造に伝達される。ダンパは、軸方向（伸縮方向）の一方の端部が上部構造側に取り付けられ、他方の端部が下部構造側に取り付けられ、下部構造または上部構造の一方から他方に伝達される振動を抑制する。

特開２００８− ２９８６号公報 特開２０１３− ４０７７４号公報 特開２００５−２９９０７８号公報

しかしながら、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に取り付けたダンパは、振動時における上部構造と下部構造との相対的な変位を抑制するものである。そして、耐震性を向上させるためにダンパを取り付けた構造物であっても、地震発生時における下部構造の振動は支承を介して上部構造に伝達される。したがって、ダンパが取り付けられた構造物であっても、地震動にともなう下部構造の振動がある程度の大きさを超えると、ダンパの状態が変化することがある。ダンパの状態変化によっては、振動時における上部構造と下部構造との相対的な変位を十分に抑制することができない場合もある。このため、状態が変化したダンパを確認し、必要に応じてダンパの状態を戻す必要がある。

この発明の目的は、支承を介して上部構造を下部構造に載置した橋梁やビル等の構造物に取り付けた鋼製ダンパの状態が変化したかどうかを簡単な構成で検知する技術を提供することにある。

この発明のダンパの状態検知システムは、上記目的を達するために以下のように構成している。

鋼製ダンパは、支承を介して上部構造を下部構造に載置した構造物において、一端を下部構造側に、他端を上部構造側に取り付けている。ここで言う、鋼製ダンパとは、摩擦ダンパや、座屈拘束された鋼材ダンパであって、オイルダンパ、粘性ダンパ、および粘弾性ダンパを含まない。

ひずみセンサは、鋼製ダンパの応力を受ける部分に取り付けている。例えば、鋼製ダンパが摩擦ダンパである場合、応力が作用したときに軸方向にスライドする部材にひずみセンサを取り付けている。また、鋼製ダンパが鋼材ダンパである場合、応力が作用したときに座屈する部分にひずみセンサを取り付けている。ひずみセンサは、例えば圧電素子で形成したセンサである。センサノードは、ひずみセンサの出力によって、鋼製ダンパの状態が変化したかどうかを検知する検知部を備えている。
報知装置は、センサノードに対して、鋼製ダンパの状態が変化したかどうかの検知結果の通知要求を送信し、当該センサノードから検知結果を受信する通信部、および通信部において受信した検知結果を出力する出力部を備えている。この報知装置は、構造物の周辺に設置されている。また、報知装置は、バッテリ接続端子に接続されたバッテリから報知装置本体の動作電源を得る電源部を備え、バッテリ接続端子にバッテリが接続されると、通信部が通知要求をセンサノードに送信する。

このように、簡単な構成で、支承を介して上部構造を下部構造に載置した橋梁やビル等の構造物に取り付けた鋼製ダンパの状態が変化したかどうかの検知が行える。また、構造物の周辺に設置される報知装置に対して、商用電源を供給するためのケーブルを敷設しなくてもよい。すなわち、報知装置の設置に際して、商用電源を供給するためのケーブルの敷設工事を行う必要がない。さらに、作業員は、バッテリを報知装置のバッテリ接続端子に接続するという簡単な作業で、鋼製ダンパの状態が変化したかどうかを確認できる。

また、報知装置は、通信部における、センサノードに対する通知要求の送信から、予め定めた時間経過するまでの間に、当該センサノードから検知結果を受信しなければ、鋼製ダンパの状態が変化したと判断する、構成にしてもよい。このように構成すれば、地震動等によってセンサノードが損傷した場合であっても、対応する鋼製ダンパの状態が変化したと判定できる。

この発明によれば、簡単な構成で、支承を介して上部構造を下部構造に載置した橋梁やビル等の構造物に取り付けた鋼製ダンパの状態が変化したかどうかの検知が行える。

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。 摩擦ダンパの取り付け状態を示す図である。 摩擦ダンパの構造を説明する図である。 センサノードの主要部の構成を示す図である。 図７（Ａ）、（Ｂ）は、ダンパにおけるセンサの取り付け例を示す平面図である。 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。 図１３（Ａ）は、摩擦ダンパの断面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。 図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、鋼材ダンパを示す図であり、図１４（Ｄ）は、ひずみセンサ１３ａの取り付け例を示す図である。 図１５（Ａ）は、鋼材ダンパの平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。 図１６（Ａ）は、鋼材ダンパの平面図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。

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）に取り付けた摩擦ダンパ５の状態が変化したかどうかを検知する。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、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、センサノード１と摩擦ダンパ５とを、１対１で対応付けている。センサノード１は、対応づけられている摩擦ダンパ５の状態が変化した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、および摩擦ダンパ５が、この発明にかかるダンパの状態検知装置に相当する。

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。図４は、図３において破線で囲んだ領域の拡大図である。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、支承が位置する。支承は、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。

支承は、公知のように、下部構造である橋脚側に位置する下沓と、上部構造である主桁側に位置する上沓とを備え、下沓と上沓とが相対的に変位する部材である。支承は、下沓を橋脚の上面（上部構造に対向する面）に取り付け、上沓を橋桁の底面（下部構造に対向する面）に取り付けている。すなわち、支承は、図２、および図３に示すように、上部構造と、下部構造との間に位置する。言い換えれば、上部構造は、支承を介して下部構造の上に載置されている。図３は、支承が橋軸直角方向に３つ並んでいる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の数は、３つでなくてもよい。

また、下部構造である橋脚の上面には、定着台が形成されている。この定着台は、橋脚に載置されている上部構造の橋桁のいずれかの側面に対向する面を有するブロックである。

摩擦ダンパ５は、上部構造の橋桁と、下部構造の定着台との間に取り付けている。図４に示すようには、摩擦ダンパ５は、伸縮する軸方向の一方の端部を橋桁に取り付け、軸方向の他方の端部を定着台に取り付けている。すなわち、摩擦ダンパ５は、軸方向の一方の端部を上部構造側に取り付け、軸方向の他方の端部を下部構造側に取り付けている。摩擦ダンパ５の軸方向は、この例では橋軸直角方向に合わせている。図３は、１つの橋脚に対して、２つの摩擦ダンパ５を取り付けた場合を例示している。

なお、１つの橋脚に取り付ける摩擦ダンパ５の数は、２つでなくてもよい。また、定着台は、橋脚に取り付ける摩擦ダンパ５の個数に応じて形成すればよい。

図５は、この例にかかる摩擦ダンパの断面図である。図５における左右方向が、摩擦ダンパ５の軸方向である。摩擦ダンパ５は、内筒６に取り付けたダイス８と、外筒７に取り付けたロッド９によって構成される。摩擦ダンパ５の軸方向は、外筒７に対する内筒６の挿入方向であり、図５における左右方向である。外筒７の内部には、軸方向に延びるロッド９が取り付けられている。また、内筒６の内部には、軸方向に貫通させた穴を有するダイス８が取り付けられている。ダイス８の穴の内径は、ロッド９の外形よりも少し小さい。摩擦ダンパ５は、内筒６を外筒７に挿入したとき、ロッド９がダイス８の穴に嵌挿される構成である。すなわち、摩擦ダンパ５は、ダイス８と、ロッド９との接触面において生じている摩擦力（静摩擦、または動摩擦）を超える応力が軸方向に作用しているときに伸縮する。また、摩擦ダンパ５は、軸方向に作用している応力がダイス８と、ロッド９との接触面において生じている摩擦力未満になると、そのときの状態を保持する。

摩擦ダンパ５には、上部構造と下部構造との間で伝達される振動の大きさに応じた応力が軸方向に作用する。摩擦ダンパ５の軸方向に作用する応力は、上部構造と下部構造との間で伝達された振動が大きくなるにつれて大きくなる。

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、各報知装置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摩擦ダンパ５に対応付けたものである。

図６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）が対応づけた摩擦ダンパ５を取り付けた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には、ひずみセンサ１３ａが接続されている。ひずみセンサ１３ａは、圧電素子(ピエゾ素子）で構成したものである。ひずみセンサ１３ａは、図７に示すように、摩擦ダンパ５の内筒６に取り付けている。図７（Ａ）は、橋軸方向に見た摩擦ダンパ５の平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すＡ方向から見た平面図である。摩擦ダンパ５は、ある程度の大きさの応力(第１の大きさの応力）が軸方向に作用すると、内筒６にひずみが生じる。ひずみセンサ１３ａは、この内筒６のひずみに応じた電圧を出力する圧電センサである。

なお、摩擦ダンパ５は、第１の大きさの応力よりも大きい第２の大きさの応力が軸方向に作用すると、内筒６が外筒７に対して軸方向にスライドする。

摩擦ダンパ５に割り当てたセンサノード１のセンサ部１３は、ひずみセンサ１３ａの出力によって、摩擦ダンパ５が軸方向に受けた応力の大きさが、予め定めた応力の大きさ(応力閾値）を超えたかどうかを検知することにより、摩擦ダンパ５の内筒６が外筒７に対して軸方向にスライドしたかどうか検知する。この応力閾値は、摩擦ダンパ５の内筒６が外筒７に対して軸方向にスライドする応力の大きさよりも少し小さい値に定めている。センサ部１３は、ひずみセンサ１３ａの出力電圧と、この応力閾値に応じた電圧とを比較することによって、摩擦ダンパ５の内筒６が外筒７に対して軸方向にスライドしたかどうか（摩擦ダンパ５の状態が変化したかどうか）を検知する。センサ部１３が、この発明で言う検知部に相当する。

制御部１１は、センサ部１３が摩擦ダンパ５の状態が変化したことを検知すると、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。

図８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、対応づけた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摩擦ダンパ５の状態が変化した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摩擦ダンパ５において、状態が変化したことが検知されてい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摩擦ダンパ５において、状態が変化した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である。表示部２４が、この発明で言う出力部に相当する。

近距離無線通信部２５は、対応づけたグループ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。近距離無線通信部２５が、この発明で言う通信部に相当する。

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９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１０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で検知対象の摩擦ダンパ５（ひずみセンサ１３ａを取り付けた摩擦ダンパ５）の状態が変化したことを検知すると、その旨（摩擦ダンパ５の状態変化有）を検知結果として制御部１１のメモリに記憶する（ｓ１、ｓ３）。

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摩擦ダンパ５の状態変化の有無を報知装置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。

図１１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）、対応づけたグループＰ１〜Ｐｎに属する全てのセンサノード１に対して検知結果の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が、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で検知結果の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、対応するグループ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。

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られているいずれかの摩擦ダンパ５について、状態が変化した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に対応づけられている摩擦ダンパ５の状態が変化した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摩擦ダンパ５の状態が変化したと判断する。

報知装置２は、ｓ１４にかかる判定処理が完了すると、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、対応する橋脚に取り付けられているいずれかの摩擦ダンパ５について状態が変化したと判断した場合、通知ランプ２４ａを点灯する。報知装置２は、対応する橋脚に取り付けられている全ての摩擦ダンパ５について状態が変化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。）。

このように、ひずみセンサ１３ａを利用した簡単な構成で、橋脚に取り付けた摩擦ダンパ５の状態が変化したかどうかの検知が行える。また、保守員は、確認ボタン２３ａを操作するという簡単な作業で、その報知装置２に対応づけられている橋脚に取り付けた摩擦ダンパ５の状態が変化した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を操作しなくても、対応する橋脚に取り付けられている摩擦ダンパ５の状態が変化した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。

図１２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、状態が変化した摩擦ダンパ５が取り付けられている橋脚と、状態が変化した摩擦ダンパ５が取り付けられていない橋脚と、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、状態が変化した摩擦ダンパ５が取り付けられている橋脚を一覧表で出力する。また、地図上に、状態が変化した摩擦ダンパ５が取り付けられている橋脚を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、状態が変化した摩擦ダンパ５が取り付けられている橋脚の確認が行える。

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。）。

また、センサノード１は、複数のひずみセンサ１３ａをセンサ部１３に接続した構成であってもよい。このようにすれば、１つのセンサノード１で、複数の摩擦ダンパ５について、その状態が変化したかどうかを検知することができる。例えば、１つの橋脚に対して、その橋脚に取り付けられている全ての摩擦ダンパ５について、その状態が変化したかどうかを１つのセンサノード１で検知する構成にしてもよい。

また、上記の例では、摩擦ダンパ５は、軸方向を橋軸直角方向に合わせているとしたが、軸方向を橋軸方向にしてもよいし、橋軸直角方向と平行の角度から橋軸方向の角度までの範囲に合わせてもよいし、構造物の鉛直方向に合わせてもよい。

また、摩擦ダンパ５は、図１３に示す構成の摩擦ダンパを用いてもよい。図１３（Ａ）は、摩擦ダンパの断面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。

図１３に示す摩擦ダンパ５０は、中板５１を２枚の外板５２、５３で挟んだ構成である。中板５１と、外板５２、５３との当接面には、摩擦係数が比較的大きいブレーキ材を設けている。摩擦ダンパ５０は、中板５１、外板５２、５３を、皿バネおよび座金を介してボルトで締め付けることにより、ブレーキ材により生じる摩擦力を生じさせている。中板５１には、長径が軸方向(図１３における左右方向）である長穴を形成している。

したがって、この摩擦ダンパ５０は、ある程度の大きさの応力(第１の大きさの応力）が軸方向に作用すると、中板５１にひずみが生じる。ひずみセンサ１３ａは、この中板５１に取り付けており、中板５１のひずみを検出する。

なお、摩擦ダンパ５０は、第１の大きさの応力よりも大きい第２の大きさの応力が軸方向に作用すると、中板５１が外板５２、５３に対して軸方向にスライドする。

また、摩擦ダンパ５に換えて、図１４〜図１６に示す鋼材ダンパを用いてもよい。図１４（Ｃ）に示す鋼材ダンパ６０は、軸降伏型の履歴ダンパである。この鋼材ダンパ６０は、図１４（Ａ）に示す中心鋼材を、図１４（Ｂ）に示す座屈拘束材に嵌挿した構成である。中心鋼材は、アンボンド材の両端に鋼板を設けた部材である。アンボンド材は、緩衝材である。座屈拘束材は、鋼管とコンクリートによって、嵌挿された中心鋼材を座屈拘束する。

鋼材ダンパ６０は、座屈拘束材に対する中心鋼材の嵌挿方向が軸方向である。

図１４（Ｄ）は、図１４（Ｃ）において破線で囲んだ領域の拡大図である。図１４（Ｄ）に示すように、ひずみセンサ１３ａは、中心鋼材の鋼板に取り付けている。

この鋼材ダンパ６０は、ある程度の大きさの応力(第１の大きさの応力）が軸方向に作用すると、中心鋼材が座屈し、ひずみが生じる。ひずみセンサ１３ａは、この中心鋼材のひずみを検出する。

また、図１５（Ａ）は、鋼材ダンパの平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。図１５に示す鋼材ダンパ６１は、壁型のものである。この鋼材ダンパ６１は、２枚の拘束材で波形芯材を挟んだ構成である。この鋼材ダンパ６１の軸方向は、図１５における左右方向である。

この鋼材ダンパ６１は、ある程度の大きさの応力(第１の大きさの応力）が軸方向に作用すると、波形心材が座屈し、拘束材にひずみが生じる。ひずみセンサ１３ａは、この拘束材のひずみを検出する。

また、図１６（Ａ）は、鋼材ダンパの平面図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）におけるＡ方向の平面図である。図１６に示す鋼材ダンパ６２は、パネル型のものである。この鋼材ダンパ６２は、低降伏点鋼等の制振パネルを補剛スチフナで座屈補剛した制振部材である。この鋼材ダンパ６２の軸方向は、制振パネルの対角線方向である。

この鋼材ダンパ６２は、ある程度の大きさの応力(第１の大きさの応力）が軸方向に作用すると、制振パネルが座屈し、制振パネルにひずみが生じる。ひずみセンサ１３ａは、この制振パネルのひずみを検出する。

また、この発明で言う鋼製ダンパは、図５、図１３〜図１６に示したもの以外であってもよい。但し、この発明で言う鋼製ダンパとは、摩擦ダンパ、座屈拘束された鋼材ダンパや座屈補剛された鋼材ダンパであって、オイルダンパ、粘性ダンパ、および粘弾性ダンパを含まない。

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
２…報知装置
３…上位装置
５…摩擦ダンパ
６…内筒
７…外筒
８…ダイス
９…ロッド
１１…制御部
１２…電源部
１３…センサ部
１３ａ…センサ
１４…近距離無線通信部
２１…制御部
２２…電源部
２２ａ…バッテリ接続端子
２３…操作部
２３ａ…確認ボタン
２４…表示部
２４ａ…通知ランプ
２５…近距離無線通信部
２６…無線通信部
３１…制御部
３２…操作部
３３…表示部
３４…記憶部
３５…無線通信部
３６…交通網データベース（交通網ＤＢ）
５０…摩擦ダンパ
５１…中板
５２…外板
６０、６１、６２…鋼材ダンパ

Claims (5)

1. 支承を介して上部構造を下部構造に載置した構造物において、一端を前記下部構造側に、他端を前記上部構造側に取り付けた鋼製ダンパと、
   前記鋼製ダンパの応力を受ける部分に取り付けたひずみセンサの出力によって、前記鋼製ダンパの状態が変化したかどうかを検知する検知部を備えたセンサノードと、
   前記センサノードに対して、前記鋼製ダンパの状態が変化したかどうかの検知結果の通知要求を送信し、当該センサノードから検知結果を受信する通信部、および前記通信部において受信した検知結果を出力する出力部を備えた報知装置と、を有し、
   前記報知装置は、前記構造物の周辺に設置され、
   バッテリ接続端子に接続されたバッテリから前記報知装置本体の動作電源を得る電源部を備え、
   前記通信部が、前記バッテリ接続端子に前記バッテリが接続されると、前記通知要求を前記センサノードに送信する、
   ダンパの状態検知システム。
2. 前記鋼製ダンパは、摩擦ダンパであり、
   前記ひずみセンサは、応力が作用したときに軸方向にスライドする部材に取り付けている、請求項１に記載のダンパの状態検知システム。
3. 前記鋼製ダンパは、座屈拘束された鋼材ダンパであり、
   前記ひずみセンサは、応力が作用したときに座屈する部分に取り付けている、請求項１に記載のダンパの状態検知システム。
4. 前記ひずみセンサは、圧電素子で形成したセンサである、請求項１〜３のいずれかに記載のダンパの状態検知システム。
5. 前記報知装置は、前記通信部における、前記センサノードに対する前記通知要求の送信から、予め定めた時間経過するまでの間に、当該センサノードから検知結果を受信しなければ、前記鋼製ダンパの状態が変化したと判断する、
   請求項１〜４のいずれかに記載のダンパの状態検知システム。

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