JP6934413B2 - Stress monitoring sensor and stress monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物内部の応力モニタリングセンサおよび応力モニタリング方法、および損傷状況をモニタリングする方法に関する。 The present invention relates to a stress monitoring sensor and a stress monitoring method inside a concrete structure, and a method for monitoring a damage condition.
ＲＣ（Reinforced-Concrete）造やＳＲＣ（Steel Reinforce Concrete）造などのコンクリート構造物において、ひび割れが発生した場合、コンクリート構造物の構造性能を大きく低下させると共に、かぶりコンクリートの剥落につながる。その結果、第三者被害を発生させる場合がある。従って、ひび割れの発生を含むコンクリートの損傷を検知することは、コンクリート構造物の維持管理に極めて重要である。コンクリートのひび割れの原因には、鉄筋腐食、乾燥収縮、温度応力や外力によるものが存在する。さらに外力にもさまざまなものがあるが、コンクリート構造物に対し、地震や地盤沈下などの外力が加わった場合、コンクリート構造物の各部位にひずみが生じる。このような状況下において、コンクリート構造物の各部位に生じたひずみをモニタリングすることは非常に重要である。 When cracks occur in concrete structures such as RC (Reinforced-Concrete) and SRC (Steel Reinforce Concrete), the structural performance of the concrete structure is greatly reduced and the cover concrete is peeled off. As a result, damage to a third party may occur. Therefore, detecting concrete damage including the occurrence of cracks is extremely important for the maintenance of concrete structures. The causes of concrete cracks include rebar corrosion, drying shrinkage, thermal stress and external force. Furthermore, there are various external forces, but when an external force such as an earthquake or land subsidence is applied to a concrete structure, strain occurs in each part of the concrete structure. Under such circumstances, it is very important to monitor the strain generated in each part of the concrete structure.
コンクリートは、一般的に弾性域を有しており、収縮または膨張する。しかし、コンクリート構造物に対し、地震や地盤沈下などの弾性限界を超える大きな外力が加わった場合、コンクリート構造物の各部位に生じたひずみは、元に戻らず、大きな残存ひずみが生じる。このように、コンクリート構造物に大きな残存ひずみが生じた場合、コンクリート構造物には損傷が生じていることになる。 Concrete generally has an elastic region and shrinks or expands. However, when a large external force exceeding the elastic limit such as an earthquake or land subsidence is applied to the concrete structure, the strain generated in each part of the concrete structure cannot be restored and a large residual strain is generated. As described above, when a large residual strain is generated in the concrete structure, the concrete structure is damaged.
コンクリート構造物において、損傷が生じた場合には、表面にひび割れが生じる場合が多いが、例えば、建築物などのように仕上げ材がある場合などは、コンクリート構造物内部にひずみが生じた場合に損傷を見つけることは困難である。また、コンクリート構造物には目視で確認できない部位も多い。 When a concrete structure is damaged, the surface is often cracked. For example, when there is a finishing material such as a building, when the inside of the concrete structure is distorted. Damage is difficult to find. In addition, there are many parts of the concrete structure that cannot be visually confirmed.
従来から、コンクリート構造物内部のひずみを計測する方法として、埋め込み型ひずみ計や内部鉄筋にひずみゲージを貼付する方法がある。特許文献１では、鉄筋に光ファイバセンサを設置し、鉄筋の軸方向のひずみの分布を計測する技術が開示されている。また、特許文献２では、計測対象となる構造物に、らせん状に整形した光ファイバセンサを取り付け、この光ファイバセンサの光伝搬特性の変化を電気光学的測定装置により測定する技術を開示しており、このような構成を採ることによって、構造物に大きな変位を生じても破断せずに変位を測定することを可能としている。
Conventionally, as a method of measuring the strain inside a concrete structure, there is a method of attaching a strain gauge to an embedded strain gauge or an internal reinforcing bar.
しかしながら、埋め込み型ひずみ計や内部鉄筋にひずみゲージを貼付する方法は、ケーブルを介して各ゲージを計測器に接続する必要がある。コンクリート構造物において、このような方法を用いた場合、複数の箇所でのモニタリングが必須であるため、配線の数が多くなる。また、電気センサの場合、ケーブル長が長くなると抵抗器が大きくなるため、離れた場所での計測が困難となり、さらにセンサ数が多い場合には、計測間隔を短くすることができず、地震時の振動モニタリングができない。 However, in the method of attaching a strain gauge to an embedded strain gauge or an internal reinforcing bar, it is necessary to connect each gauge to the measuring instrument via a cable. When such a method is used in a concrete structure, monitoring at a plurality of places is indispensable, so that the number of wirings increases. Also, in the case of an electric sensor, the longer the cable length, the larger the resistor, making it difficult to measure at a remote location. If the number of sensors is large, the measurement interval cannot be shortened, and in the event of an earthquake. Vibration cannot be monitored.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバセンサを用いて、コンクリート構造物内部の応力モニタリングセンサおよび応力モニタリング方法、および損傷状況をモニタリングする方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a stress monitoring sensor and a stress monitoring method inside a concrete structure, and a method for monitoring a damage situation by using an optical fiber sensor. And.
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下の手段を講じた。すなわち、本発明の応力モニタリングセンサは、コンクリート構造物内部の応力をモニタリングする応力モニタリングセンサであって、１つ以上の光ファイバセンサと、前記各光ファイバセンサを保持する棒鋼と、前記各光ファイバセンサおよび前記棒鋼を被覆する被覆部と、を備え、前記被覆部を構成する材料は、前記コンクリート構造物に用いられるコンクリートと同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂であることを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, the stress monitoring sensor of the present invention is a stress monitoring sensor that monitors the stress inside a concrete structure, and includes one or more optical fiber sensors, steel bars that hold the respective optical fiber sensors, and the respective optical fibers. A sensor and a coating portion for covering the steel bar are provided, and the material constituting the coating portion is a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of concrete used for the concrete structure. do.
このように、１つ以上の光ファイバセンサと、各光ファイバセンサを保持する棒鋼と、各光ファイバセンサと棒鋼を被覆する被覆部と、を備えるので、長距離伝送が可能な光信号を用いることができ、多点計測を行なうことが可能となる。また、被覆部を構成する材料は、計測対象とするコンクリート構造物と同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂であるため、コンクリート構造物に大きな外力が加わった場合であっても、コンクリート構造物が受けた外力によって応力モニタリングセンサが破損することを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物内の応力やひずみを計測し続けることが可能となる。加えて、応力モニタリングセンサ内への水分や塩分などの劣化因子の侵入を防ぐことができる。さらに、コンクリートの強度や耐久性における弱点となることもない。 As described above, since one or more optical fiber sensors, a steel bar holding each optical fiber sensor, and a coating portion covering each optical fiber sensor and the steel bar are provided, an optical signal capable of long-distance transmission is used. This makes it possible to perform multipoint measurement. Further, since the material constituting the covering portion is a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of the concrete structure to be measured, concrete is applied even when a large external force is applied to the concrete structure. It is possible to prevent the stress monitoring sensor from being damaged by the external force received by the structure, and as a result, it becomes possible to continuously measure the stress and strain in the concrete structure. In addition, it is possible to prevent deterioration factors such as water and salt from entering the stress monitoring sensor. Furthermore, it does not become a weak point in the strength and durability of concrete.
（２）また、本発明の応力モニタリングセンサにおいて、前記セメント系材料は、セメント系低収縮材またはセメント系無収縮材であることを特徴とする。 (2) Further, in the stress monitoring sensor of the present invention, the cement-based material is a cement-based low-shrinkage material or a cement-based non-shrinkage material.
このように、セメント系材料は、セメント系低収縮材またはセメント系無収縮材であるので、ひび割れが生じることなく応力モニタリングセンサ内への水分や塩分などの劣化因子の侵入を防ぐことができる。また、棒鋼の周囲がアルカリ性であるため、その結果、棒鋼の腐食によるひずみの発生を防ぐことができる。 As described above, since the cement-based material is a cement-based low-shrinkage material or a cement-based non-shrinkage material, it is possible to prevent deterioration factors such as water and salt from entering the stress monitoring sensor without causing cracks. Further, since the periphery of the steel bar is alkaline, as a result, it is possible to prevent the occurrence of strain due to the corrosion of the steel bar.
（３）また、本発明の応力モニタリングセンサにおいて、前記セメント系材料は、ポリマーセメントであることを特徴とする。 (3) Further, in the stress monitoring sensor of the present invention, the cement-based material is a polymer cement.
このように、セメント系材料は、ポリマーセメントとするので、低収縮でひび割れが生じることがない上に、さらに透水性や透気性が小さいので、劣化因子の侵入を防ぐことができる。 As described above, since the cement-based material is a polymer cement, cracks do not occur due to low shrinkage, and the water permeability and air permeability are low, so that the invasion of deterioration factors can be prevented.
（４）本発明の応力モニタリング方法は、コンクリート構造物内部の応力をモニタリングする応力モニタリング方法であって、棒鋼に光ファイバセンサを固定させる工程と、前記光ファイバセンサが固定された棒鋼を、前記コンクリート構造物に用いられるコンクリートと同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂で被覆する工程と、前記光ファイバセンサが固定された棒鋼を、前記コンクリート構造物内に埋設する工程と、前記光ファイバセンサのひずみを計測する工程と、前記計測したひずみの経時的変化の特性に基づいて、前記コンクリート構造物内に生じた応力を推定する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。 (4) The stress monitoring method of the present invention is a stress monitoring method for monitoring the stress inside a concrete structure, wherein the step of fixing the optical fiber sensor to the steel bar and the steel bar to which the optical fiber sensor is fixed are described. A step of coating with a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of concrete used for a concrete structure, a step of burying a steel bar to which the optical fiber sensor is fixed in the concrete structure, and the light It is characterized by including at least a step of measuring the strain of the fiber sensor and a step of estimating the stress generated in the concrete structure based on the characteristics of the time-dependent change of the measured strain.
このように、棒鋼に光ファイバセンサを固定させ、光ファイバセンサが固定された棒鋼を、コンクリート構造物に用いたコンクリートと同程度以上の強度を有するセメント系材料で被覆し、光ファイバセンサが固定された棒鋼を、コンクリート構造物内に埋設し、光ファイバセンサのひずみを計測し、計測したひずみの経時的変化の特性に基づいて、コンクリート構造物内に生じた応力を推定するので、長距離伝送が可能な光信号を用いることができ、多点計測を行なうことが可能となる。また、コンクリート構造物に用いられているコンクリートと同程度以上のセメント系材料または樹脂で被覆するため、コンクリート構造物が受けた外力によって応力モニタリングセンサが破損することを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物内のひずみを計測し続けることが可能となる。さらに、応力モニタリングセンサ内への水分や塩分などの劣化因子の侵入を防ぐことができ、腐食によるひずみの発生を防ぐことが可能となる。 In this way, the optical fiber sensor is fixed to the steel bar, and the steel bar to which the optical fiber sensor is fixed is covered with a cement-based material having a strength equal to or higher than that of the concrete used for the concrete structure, and the optical fiber sensor is fixed. The steel bar is buried in the concrete structure, the strain of the optical fiber sensor is measured, and the stress generated in the concrete structure is estimated based on the characteristics of the measured strain over time. An optical signal that can be transmitted can be used, and multipoint measurement can be performed. In addition, since it is coated with a cement-based material or resin that is equal to or higher than the concrete used for the concrete structure, it is possible to prevent the stress monitoring sensor from being damaged by the external force received by the concrete structure, and as a result, the stress monitoring sensor can be prevented from being damaged. It becomes possible to continue measuring the strain in the concrete structure. Further, it is possible to prevent the invasion of deterioration factors such as water and salt into the stress monitoring sensor, and it is possible to prevent the occurrence of strain due to corrosion.
このように、本発明によれば、長距離伝送が可能な光信号を用いることができ、多点計測を行なうことができる。また、コンクリート構造物に大きな外力が加わった場合に、コンクリート構造物が受けた外力によって応力モニタリングセンサが破損することを防ぐことができる。その結果、コンクリート構造物内のひずみを計測し続けることができ、コンクリート構造物内部のひび割れなどの損傷状況を把握することが可能となる。 As described above, according to the present invention, an optical signal capable of long-distance transmission can be used, and multipoint measurement can be performed. Further, when a large external force is applied to the concrete structure, it is possible to prevent the stress monitoring sensor from being damaged by the external force received by the concrete structure. As a result, the strain in the concrete structure can be continuously measured, and the damage state such as cracks in the concrete structure can be grasped.
図１は、本実施形態に係る応力モニタリングセンサの概略構成を示す図である。応力モニタリングセンサ１は、鉄製の棒材としての棒鋼１５と、棒鋼１５の表面に巻回され、ひずみを検出する検知部を有する光ファイバセンサ１１と、を備えている。このように、応力モニタリングセンサ１は、光ファイバセンサを用いるので、長距離伝送が可能な光信号を用いることが可能となる。また、１本の細いケーブルに複数のセンサを設置することができるため、多点計測を行なうことが可能となる。大規模なコンクリート構造物においても配線がシンプルで、かつ光信号を用いていることから、長距離の場合も損失がほとんどなく、短い間隔でモニタリングが可能となる。さらに、応力モニタリングセンサ１は、棒鋼１５と光ファイバセンサ１１を被覆する被覆部１７を備えている。被覆部１７は、セメント系材料で構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a stress monitoring sensor according to the present embodiment. The
図２は、本実施形態に係る応力モニタリングセンサをコンクリート構造物内に設置した様子を模式的に示す図である。図２に示すように、コンクリート構造物２１は、横方向や縦方向に鉄筋２３を備えている。コンクリート構造物２１中に、各応力モニタリングセンサ１が設けられている。各応力モニタリングセンサ１を設置する位置は、柱、梁など構造物の主要構造部が好ましい。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the stress monitoring sensor according to the present embodiment is installed in a concrete structure. As shown in FIG. 2, the
コンクリート構造物２１に地震や地盤沈下などの大きな外力が加わると、コンクリート構造物２１の各部位にひずみが生じる。大きな残存ひずみが生じた場合、コンクリート構造物２１に損傷が生じる。コンクリート構造物２１の内部や目視で確認できない箇所に損傷が生じた場合、弾性域とは異なるひずみ挙動が生じることから、図２に示すように、応力モニタリングセンサをコンクリート構造物２１の内部や目視で確認できない箇所に埋設し、ひずみを計測することにより、コンクリート構造物２１の内部や目視で確認できない箇所の損傷の進展状況を把握することが可能となる。
When a large external force such as an earthquake or land subsidence is applied to the
光ファイバセンサ１１を棒鋼１５に巻き付ける際には、光ファイバセンサ１１が棒鋼１５に密着するように、好ましくは光ファイバセンサ１１に引張力が加わるように巻き付ける。また、棒鋼１５に光ファイバセンサ１１を巻き付ける際には、光ファイバセンサ１１を直線上に貼付したり、波状に曲折して貼付したりしても良いが、好ましくは周回するように、またはらせん状に巻き付ける。光ファイバセンサ１１の棒鋼１５への周回数は、１巻きとし、両端部を固定する。本実施形態に係る応力モニタリングセンサは、棒鋼１５に光ファイバセンサ１１を多く接触させる必要がないため、少なくとも１巻きしていれば良い。
When the optical fiber sensor 11 is wound around the
棒鋼１５は、コンクリート構造物２１が腐食環境にある場合はステンレス棒鋼とし、コンクリート構造物２１が腐食環境にない場合はみがき棒鋼としても良い。棒鋼１５の材料を鉄とすることで、棒鋼１５がコンクリートとほぼ同等の線膨張係数を有しているため、温度変化によるひずみ差が生じにくい。棒鋼１５の形状は、円柱状であり、直径は１０〜４０ｍｍ程度、高さは２０〜６０ｍｍ程度が好ましく、コンクリート構造物２１の一部の応力のモニタリングができるサイズであれば良い。また、光ファイバセンサ１１の検知部は、ＦＢＧセンサ等を用いることができる。
The
被覆部１７を構成するセメント系材料または樹脂は、実際に設置するコンクリート構造物２１に用いるコンクリート以上の強度を有する材料であれば良く、同程度の強度を有する材料であるとより好ましい。少なくとも「建築工事標準仕様書・同解説 ＪＡＳＳ５ 鉄筋コンクリート工事 ２０１５」において、計画供用期間が標準である場合の耐久性設計基準強度とされる２４Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する材料であることが好ましい。また、被覆部１７は、アルカリ性により棒鋼１５の腐食が防止されるため、セメント系材料を用いることが好ましい。さらに、被覆部１７にセメント系材料を用いる場合、被覆部１７がひび割れて水分や塩分などの劣化因子が侵入し、棒鋼１５が腐食膨張することがないよう、被覆部１７は、収縮の小さい無収縮モルタルとすることがより好ましい。さらに、被覆部１７に、透気性や透水性が低いポリマーセメントモルタルを用いると劣化因子が侵入しにくくなる。被覆部１７の厚さは、５〜２０ｍｍ程度の厚さが好ましい。このように構成することで、コンクリート構造物２１が大きな外力を受けた際に、コンクリート構造物２１が受けた外力によって、応力モニタリングセンサ１が破損することを防ぐことが可能となる。さらに、コンクリートの強度や耐久性における弱点となることもない。
The cement-based material or resin constituting the covering
コンクリート構造物２１の内部は、比較的温度変化が少ないが、温度変化によるひずみの影響が測定結果に含まれているため、これを除去する必要がある。そのため、応力モニタリングセンサ１をコンクリート構造物内２１に埋設して、光ファイバセンサのセンサ部分を拘束しないように中空の管または容器に入れておき、センサ付近の内部温度の計測を行なう。センサ付近の内部温度を計測することによって、温度変化により生じたひずみを除去することが可能となる。
The inside of the
計測器２５は、光ファイバセンサ１１に接続されており、光ファイバセンサ１１によるひずみを計測する。計測器２５は、光ファイバセンサ１１によるひずみを計測できれば良く、地震時の振動モニタリングを行なう場合には、測定周波数が１ｋＨｚ以上のものが好ましい。
The measuring
光ファイバセンサ１１によるひずみと棒鋼のヤング係数から応力を算出することができる。また、事前にセンサの載荷試験を実施し、応力と光ファイバセンサのひずみの関係を求めておくことにより、その部位の応力を把握することもできる。また、損傷の有無を確認する場合には、ひずみをモニタリングし、残存ひずみで損傷が生じているかを把握できる。 The stress can be calculated from the strain obtained by the optical fiber sensor 11 and the Young's modulus of the steel bar. Further, by conducting a load test of the sensor in advance and obtaining the relationship between the stress and the strain of the optical fiber sensor, it is possible to grasp the stress at the site. In addition, when confirming the presence or absence of damage, it is possible to monitor the strain and grasp whether or not the residual strain causes damage.
図３は、本実施形態に係る応力モニタリングセンサの製造方法を示すフローチャートである。まず、鉄製の棒材としての棒鋼１５の表面に、ひずみを検出する検知部を有する光ファイバセンサを巻回する（ステップＳ１）。本実施形態では、巻回数は、１巻きであるが、それ以上でも良い。
FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing a stress monitoring sensor according to the present embodiment. First, an optical fiber sensor having a detection unit for detecting strain is wound around the surface of a
次に、光ファイバセンサを巻回した棒鋼に、構造物と同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂を被覆し、被覆部を形成する（ステップＳ２）。このような構成を採ることにより、長距離伝送が可能な光信号を用いることができ、多点計測を行なうことが可能となる。また、被覆部を構成する材料は、計測対象とするコンクリート構造物と同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂であるため、コンクリート構造物に大きな外力が加わった場合であっても、コンクリート構造物が受けた外力によって応力モニタリングセンサが破損することを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物内の応力やひずみを計測し続けることが可能となる。加えて、応力モニタリングセンサ内への水分や塩分などの劣化因子の侵入を防ぐことができる。さらに、コンクリートの強度や耐久性における弱点となることもない。 Next, the steel bar around which the optical fiber sensor is wound is coated with a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of the structure to form a covering portion (step S2). By adopting such a configuration, it is possible to use an optical signal capable of long-distance transmission, and it is possible to perform multipoint measurement. Further, since the material constituting the covering portion is a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of the concrete structure to be measured, concrete is applied even when a large external force is applied to the concrete structure. It is possible to prevent the stress monitoring sensor from being damaged by the external force received by the structure, and as a result, it becomes possible to continuously measure the stress and strain in the concrete structure. In addition, it is possible to prevent deterioration factors such as water and salt from entering the stress monitoring sensor. Furthermore, it does not become a weak point in the strength and durability of concrete.
［実施例］
次に、本実施形態に係る応力モニタリングセンサの実施例について説明する。図４は、本実施例で用いた応力モニタリングセンサ（被覆モルタル打設前）の概要を示す図である。図５は、本実施例で用いた応力モニタリングセンサ（被覆モルタル打設後）の概要を示す図である。図５では、棒鋼を点線で示している。
[Example]
Next, an example of the stress monitoring sensor according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing an outline of the stress monitoring sensor (before placing the coated mortar) used in this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an outline of the stress monitoring sensor (after placing the coated mortar) used in this embodiment. In FIG. 5, the steel bar is shown by a dotted line.
図４に示すように、応力モニタリングセンサは、みがき棒鋼１１５に光ファイバセンサ１１１を、引張力を与えながら、らせん状に１巻きし、２ヶ所の固定部１３１で接着固定した。みがき棒鋼１１５は、ＪＩＳ Ｇ ３１０８、φ２０×ｈ５０ｍｍのものを使用した。
As shown in FIG. 4, in the stress monitoring sensor, the
次に、被覆部１１７について説明する。被覆部１１７に用いたモルタル（以下、被覆モルタルとも称する）の使用材料は、表１に示す通りである。
Next, the covering
また、被覆モルタルの配合は、表２に示す通りである。 The composition of the coated mortar is as shown in Table 2.
表１に示す材料を表２に示す配合で練り混ぜ、光ファイバセンサ１１１を設置した棒鋼１１５周囲に被覆部１１７を形成する被覆モルタルを打設した。その後、１４日間封緘養生し、耐圧試験機でセンサの載荷を実施した。別途、供試体により測定した被覆モルタルの１４日圧縮強度は、５４．３Ｎ／ｍｍ２であった。
The materials shown in Table 1 were kneaded with the formulations shown in Table 2, and a coated mortar forming a covering
図６は、耐圧試験機でセンサの載荷試験を実施した結果を示すグラフである。上記作製した応力モニタリングセンサに対し、載荷試験を実施した。図６に示すように、光ファイバセンサで計測したひずみと載荷応力は線形であり、ひずみから応力を推定することが可能である。コンクリートが大きな外力を受けた際に、コンクリートの弾性範囲であれば、コンクリートは元に戻り、センサも元に戻るのでひずみは０に戻る。一方、コンクリートの弾性限界を超えた場合は、ひずみが０に戻らないため、コンクリートに損傷が発生していると推定することができる。 FIG. 6 is a graph showing the results of carrying out a load test of the sensor with a pressure resistance tester. A loading test was carried out on the stress monitoring sensor produced above. As shown in FIG. 6, the strain and the loading stress measured by the optical fiber sensor are linear, and the stress can be estimated from the strain. When the concrete receives a large external force, if it is within the elastic range of the concrete, the concrete returns to its original state, and the sensor also returns to its original state, so that the strain returns to zero. On the other hand, when the elastic limit of concrete is exceeded, the strain does not return to 0, so it can be estimated that the concrete is damaged.
以上説明したように、本実施形態によれば、長距離伝送が可能な光信号を用いることができ、多点計測を行なうことができる。また、コンクリート構造物に大きな外力が加わった場合に、コンクリート構造物が受けた外力によって応力モニタリングセンサが破損することを防ぐことができる。その結果、コンクリート構造物内のひずみを計測し続けることができ、コンクリート構造物の内部のひび割れなどの損傷状況を把握することが可能となる。このような応力モニタリングセンサおよび応力モニタリング方法は、構造物の維持管理に有用である。 As described above, according to the present embodiment, an optical signal capable of long-distance transmission can be used, and multipoint measurement can be performed. Further, when a large external force is applied to the concrete structure, it is possible to prevent the stress monitoring sensor from being damaged by the external force received by the concrete structure. As a result, the strain in the concrete structure can be continuously measured, and the damage state such as cracks inside the concrete structure can be grasped. Such stress monitoring sensors and stress monitoring methods are useful for maintenance of structures.
１ 応力モニタリングセンサ
１１ 光ファイバセンサ
１５ 棒鋼
１７ 被覆部
２１ コンクリート構造物
２３ 鉄筋
２５ 計測器
１１１ 光ファイバセンサ
１１５ 棒鋼
１１７ 被覆部
１３１ 固定部
1 Stress monitoring sensor 11
Claims (4)
１つ以上の光ファイバセンサと、
前記各光ファイバセンサを保持する棒鋼と、
前記各光ファイバセンサおよび前記棒鋼を被覆する被覆部と、を備え、
前記被覆部を構成する材料は、前記コンクリート構造物に用いられるコンクリートと同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂であることを特徴とする応力モニタリングセンサ。 A stress monitoring sensor that monitors the stress inside a concrete structure.
With one or more fiber optic sensors
The steel bar holding each optical fiber sensor and
Each optical fiber sensor and a covering portion for coating the steel bar are provided.
A stress monitoring sensor characterized in that the material constituting the covering portion is a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of concrete used for the concrete structure.
棒鋼に光ファイバセンサを固定させる工程と、
前記光ファイバセンサが固定された棒鋼を、前記コンクリート構造物に用いられるコンクリートと同程度以上の強度を有するセメント系材料または樹脂で被覆する工程と、
前記光ファイバセンサが固定された棒鋼を、前記コンクリート構造物内に埋設する工程と、
前記光ファイバセンサのひずみを計測する工程と、
前記計測したひずみの経時的変化の特性に基づいて、前記コンクリート構造物内に生じた応力を推定する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする応力モニタリング方法。
A stress monitoring method that monitors the stress inside a concrete structure.
The process of fixing the optical fiber sensor to the steel bar and
A step of coating a steel bar to which the optical fiber sensor is fixed with a cement-based material or resin having a strength equal to or higher than that of concrete used for the concrete structure.
The process of burying the steel bar to which the optical fiber sensor is fixed in the concrete structure, and
The process of measuring the strain of the optical fiber sensor and
A stress monitoring method comprising at least a step of estimating the stress generated in the concrete structure based on the characteristics of the measured strain with time.
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