JP6968760B2 - 電柱劣化度推定方法、電柱劣化度推定装置、電柱、電柱荷重推定方法、及び、電柱荷重推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電柱劣化度推定方法、電柱劣化度推定装置、電柱、電柱荷重推定方法、及び、電柱荷重推定装置に関する。

鉛直方向にて延在するように設置されるとともに、架線（例えば、電線、電話線、又は、通信ケーブル等）を空中にて支持する電柱として、鉄筋が埋設されたコンクリートにより構成されたコンクリート柱が知られている。電柱が支持する架線は、風を受ける。これにより、架線が、電柱の鉛直上方向における端部を水平方向にて引っ張るので、電柱には、一時的に大きな曲げ荷重が加えられることがある。

このような場合において、電柱が折損することを防止するため、電柱は、曲げ強度試験における破壊荷重が基準値以上であるように管理されることが多い。例えば、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ） Ａ５３７３において、破壊荷重が、ひび割れ試験荷重の２倍以上であることが定められている。なお、ひび割れ試験荷重は、設計荷重と呼ばれることがある。

ところで、鉄筋及びコンクリートは、時間の経過に伴って、強度が低下（換言すると、劣化）する。そこで、既設の電柱の劣化度（例えば、曲げ強度試験における破壊荷重）を非破壊で検出することが好適である。このため、例えば、特許文献１に記載の電柱劣化度推定方法においては、鉄筋のインピーダンスを検出し、検出されたインピーダンスに基づいて電柱の劣化度を推定する。

特開２００２−３４５１３２号公報

しかしながら、例えば、鉄筋の劣化度とコンクリートの劣化度とが異なる場合等のように、鉄筋のインピーダンスが電柱の劣化度を高い精度にて反映しないこともある。このため、上記電柱劣化度推定方法においては、電柱の劣化度を高い精度にて推定できないことがあった。

本発明の目的の一つは、電柱の劣化度を高い精度にて推定することである。

一つの側面では、電柱劣化度推定方法は、
鉛直方向にて延在するように設置された電柱が撓むことに伴う塑性変形により生じた、上記電柱の水平方向における変位の量である残存撓み量を検出し、
上記電柱のうちの、上記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、
上記検出された残存撓み量と、上記検出されたクラックと、に基づいて、上記電柱の劣化度を推定する、ことを含む。

他の一つの側面では、電柱劣化度推定装置は、
鉛直方向にて延在するように設置された電柱が撓むことに伴う塑性変形により生じた、上記電柱の水平方向における変位の量であり且つ検出された残存撓み量と、上記電柱のうちの、上記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにて検出されたクラックと、に基づいて、上記電柱の劣化度を推定する推定部を備える。

他の一つの側面では、電柱は、鉛直方向にて延在するように設置される。
更に、この電柱は、
シート状であるとともに上記電柱の外周面に貼付され、且つ、上記外周面のうちの、貼付された領域にて生じたクラックに対応する部分にて変色するクラックセンサを複数備え、
上記複数のクラックセンサは、上記鉛直方向において互いに異なる複数の位置を有する。

他の一つの側面では、電柱荷重推定方法は、
鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、上記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、
上記検出されたクラックに基づいて、上記電柱に加えられた曲げ荷重を推定する、ことを含む。

他の一つの側面では、電柱荷重推定装置は、
鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、上記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにて検出されたクラックに基づいて、上記電柱に加えられた曲げ荷重を推定する推定部を備える。

電柱の劣化度を高い精度にて推定できる。

第１実施形態の電柱劣化度推定方法において劣化度が推定される対象である電柱の構成を表す図である。 第１実施形態の電柱劣化度推定装置の構成を表すブロック図である。 第１実施形態の電柱劣化度推定装置の機能を表すブロック図である。 第１実施形態の電柱劣化度推定方法における電柱の曲げ強度試験の説明図である。 曲げ荷重に対する、検出された最先位置の変化を表すグラフの一例である。 曲げ荷重に対する、検出された残存撓み量の変化を表すグラフの一例である。 電柱に加えられる曲げ荷重に対する残存撓み量の変化と、電柱の曲げ強度試験における破壊荷重と、の第２関係を表すグラフの一例である。 第１実施形態の電柱劣化度推定装置が第１特定情報を取得するための動作を表すフローチャートである。 第１実施形態の電柱劣化度推定装置が第２特定情報を取得するための動作を表すフローチャートである。 第１実施形態の電柱劣化度推定装置が劣化度を推定するための動作を表すフローチャートである。 第１実施形態の電柱劣化度推定方法において推定された推定値と、電柱の曲げ強度試験において測定された測定値と、の関係を表すグラフの一例である。 曲げ荷重に対する、検出されたクラック数の変化を表すグラフの一例である。 第３実施形態の電柱荷重推定装置の機能を表すブロック図である。

以下、本発明の、電柱劣化度推定方法、電柱劣化度推定装置、電柱、電柱荷重推定方法、及び、電柱荷重推定装置に関する各実施形態について図１乃至図１３を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の電柱劣化度推定方法は、鉛直方向にて延在するように設置された電柱が撓むことに伴う塑性変形により生じた、電柱の水平方向における変位の量である残存撓み量を検出し、電柱のうちの、鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、検出された残存撓み量と、検出されたクラックと、に基づいて、電柱の劣化度を推定する、ことを含む。

電柱のうちの、鉛直方向における複数の位置のそれぞれにおけるクラックの有無は、電柱に加えられた曲げ荷重と強い相関を有する。また、電柱に加えられた曲げ荷重に対する残存撓み量の変化は、電柱の劣化度と強い相関を有する。従って、電柱のうちの、鉛直方向における複数の位置のそれぞれにおけるクラックの有無と、残存撓み量と、電柱の劣化度と、は強い相関を有する。このため、上記電柱劣化度推定方法によれば、電柱の劣化度を高い精度にて推定できる。
次に、第１実施形態の電柱劣化度推定方法について、より詳細に説明する。

（構成）
図１に表されるように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、第１実施形態の電柱劣化度推定方法において劣化度が推定される対象である電柱１を説明する。本例では、ｚ軸方向は、鉛直方向に一致する。

本例では、電柱１は、中心軸が鉛直方向にて延在する円錐台状である。電柱１の直径は、鉛直上方向へ向かうにつれて小さくなる。なお、電柱１は、円柱状であってもよい。例えば、電柱１は、遠心力鉄筋コンクリート管である。遠心力鉄筋コンクリート管は、コンクリートを遠心力によって締め固めることにより成形される。遠心力鉄筋コンクリート管は、ヒューム管と表されてもよい。

電柱１は、鉛直下方向における端部が地中に埋設されることにより、鉛直方向にて延在するように設置される。換言すると、電柱１は、地面ＧＳよりも鉛直下方向に位置する部分（換言すると、地中に埋設される部分）である地中部１１と、地面ＧＳよりも鉛直上方向に位置する部分である地上部１２と、を備える。電柱１のうちの、鉛直下方向における端ＲＥは、元口ＲＥ、又は、基端ＲＥと表されてもよい。また、電柱１のうちの、鉛直上方向における端ＬＥは、末口ＬＥ、又は、先端ＬＥと表されてもよい。

電柱１は、複数のクラックセンサ２１を備える。各クラックセンサ２１は、シート状である。各クラックセンサ２１は、地上部１２の外周面に貼付される。
各クラックセンサ２１は、当該クラックセンサ２１の表面に沿った方向にて所定の閾値力よりも大きい力が加えられた場合に不可逆的に変色する。本例では、各クラックセンサ２１は、倉敷紡績株式会社製のＫＫクラックセンサ（登録商標）である。なお、各クラックセンサ２１は、倉敷紡績株式会社製のＫＫクラックセンサ（登録商標）以外のクラックセンサであってもよい。

このような構成により、各クラックセンサ２１は、地上部１２の外周面のうちの、当該クラックセンサ２１が貼付された領域にて、当該クラックセンサ２１の貼付後にクラックが生じた場合には、当該生じたクラックに対応する部分にて変色する。

複数のクラックセンサ２１は、鉛直方向において互いに異なる複数の位置を有する。本例では、複数のクラックセンサ２１は、地上部１２の外周面において、ｚ軸方向に沿って延在する検出直線上に位置する。本例では、検出直線は、地上部１２の外周面のうちの、ｙ軸の負方向における端を構成する。

本例では、複数のクラックセンサ２１は、検出直線に沿った方向にて互いに隣接する。なお、複数のクラックセンサ２１は、一体であってもよい。また、複数のクラックセンサ２１は、検出直線に沿った方向にて互いに隔てられていてもよい。

また、複数のクラックセンサ２１は、互いに異なる複数の検出直線上に位置していてもよい。例えば、複数のクラックセンサ２１は、地上部１２の外周面のうちの、ｙ軸の正方向における端を構成する第１検出直線と、地上部１２の外周面のうちの、ｙ軸の負方向における端を構成する第２検出直線と、からなる２つの検出直線上に位置していてもよい。また、複数のクラックセンサ２１が位置する検出直線の数は、３以上であってもよい。
また、複数のクラックセンサ２１は、地上部１２の外周面において、螺旋状に位置していてもよい。

本例では、電柱１と、電柱１以外の図示されない電柱と、の間には、ｘ軸方向にて延在する架線３１が架設されている。例えば、架線３１は、電線、電話線、又は、通信ケーブル等である。電柱１は、電柱１のうちの、鉛直上方向における端部にて架線３１を支持する。

図２に表されるように、電柱劣化度推定装置５は、バスＢＵを介して互いに接続された、処理装置５１、記憶装置５２、入力装置５３、及び、出力装置５４を備える。

処理装置５１は、記憶装置５２に記憶されているプログラムを実行することにより、記憶装置５２、入力装置５３、及び、出力装置５４を制御する。これにより、処理装置５１は、後述する機能を実現する。

本例では、処理装置５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。なお、処理装置５１は、ＣＰＵに代えて、又は、ＣＰＵに加えて、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含んでもよい。

本例では、記憶装置５２は、揮発性メモリと不揮発性メモリとを含む。例えば、記憶装置５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ、有機メモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、及び、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）の少なくとも１つを含む。

入力装置５３は、電柱劣化度推定装置５の外部から情報を入力する。本例では、入力装置５３は、キーボード及びマウスを備える。なお、入力装置５３は、マイクロフォンを備えてもよい。
出力装置５４は、電柱劣化度推定装置５の外部に情報を出力する。本例では、出力装置５４は、ディスプレイを備える。なお、出力装置５４は、スピーカを備えてもよい。

（機能）
図３に表されるように、電柱劣化度推定装置５の機能は、特定情報取得部５０１と、特定情報記憶部５０２と、残存撓み量取得部５０３と、クラック情報取得部５０４と、劣化度推定部５０５と、を含む。

特定情報取得部５０１は、第１特定情報と、第２特定情報と、を取得する。
第１特定情報は、電柱１に加えられる曲げ荷重と、電柱１に生じるクラックと、の第１関係を特定する情報である。第２特定情報は、電柱１に加えられる曲げ荷重に対する残存撓み量の変化と、電柱１の曲げ強度試験における破壊荷重と、の第２関係を特定する情報である。

本例では、電柱１の曲げ強度試験が行われることにより、第１特定情報、及び、第２特定情報が取得される基となる情報が取得される。本例では、電柱１の曲げ強度試験は、ＪＩＳ Ａ５３７３に従って、下記のように行われる。

図４に表されるように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、電柱１の曲げ強度試験を説明する。本例では、ｚ軸方向は、鉛直方向に一致する。

本例では、電柱１は、ｘ軸方向にて延在するように支持される。電柱１のうちの、元口ＲＥ側の端部（本例では、電柱１のうちの、電柱１が設置された場合における地中部１１に対応する部分）は、地面に対して固定された固定台ＢＦにより固定される。

複数のクラックセンサ２１は、電柱１のうちの、固定台ＢＦにより固定される部分以外の部分（本例では、電柱１のうちの、電柱１が設置された場合における地上部１２に対応する部分）の外周面において、ｘ軸方向に沿って延在する検出直線上に位置する。検出直線は、電柱１のうちの、固定台ＢＦにより固定される部分以外の部分の外周面のうちの、ｙ軸の負方向における端を構成する。複数のクラックセンサ２１は、検出直線に沿った方向にて互いに隣接する。

電柱１は、電柱１のうちの、末口ＬＥ側の端部における荷重点ＰＦにて、水平方向のうちの、電柱１が延在する方向に直交する方向（本例では、ｙ軸の正方向）へ、曲げ荷重ＦＣにて引っ張られる。

これにより、電柱１の外周面には、クラックが生じる。本例では、複数のクラックセンサ２１を用いて、電柱１の外周面に生じたクラックが検出される。更に、検出されたクラックの位置に基づいて最先位置が検出される。最先位置は、クラックが検出された位置のうちの、末口ＬＥに最も近い位置である。

また、電柱１は、撓むことに伴って塑性変形する。この塑性変形により生じた残存撓み量が検出される。本例では、残存撓み量は、電柱１が撓むことに伴う塑性変形により生じた、電柱１の末口ＬＥの水平方向（本例では、ｙ軸の正方向）における変位の量である。
このようにして、電柱１の曲げ強度試験が行われる。

本例では、互いに異なる複数の曲げ荷重のそれぞれに対して、電柱１の曲げ強度試験が行われる。
図５は、曲げ荷重に対する、検出された最先位置の変化を表すグラフの一例である。図５において、黒丸は、電柱１の曲げ強度試験において検出された値（換言すると、検出値）を表す。

特定情報取得部５０１は、電柱１の曲げ強度試験における検出値に基づいて、第１特定情報を取得する。
本例では、第１関係は、曲げ荷重Ｆと、最先位置Ｐと、の関係を定める数式１により表される。

数式１において、ｆ_０は、曲げ荷重Ｆを表す、最先位置Ｐの関数を表す。数式１において、α、β、及び、γのそれぞれは、第１関係を特定するパラメータである。換言すると、α、β、及び、γは、第１特定情報を構成する。本例では、特定情報取得部５０１は、最小二乗法を用いて第１特定情報を取得する。なお、特定情報取得部５０１は、最小二乗法以外の方法（例えば、最尤推定法等）を用いて第１特定情報を取得してもよい。

なお、第１関係は、数式１以外の数式により表されてもよい。
また、第１特定情報は、曲げ荷重Ｆと、最先位置Ｐと、からなるデータを複数含むデータ群であってもよい。この場合、データ群に含まれる複数のデータに基づいて補間（例えば、線形補間）されることにより第１関係が特定されてもよい。

更に、本例では、互いに異なる複数の破壊荷重をそれぞれ有する複数（本例では、２本）の電柱１から選択される電柱１と、互いに異なる複数の曲げ荷重から選択される曲げ荷重と、の互いに異なる複数の組み合わせのそれぞれに対して、電柱１の曲げ強度試験が行われる。例えば、電柱１の一部を欠損させることにより、当該電柱１の破壊荷重を変化させてよい。

図６は、曲げ荷重に対する、検出された残存撓み量の変化を表すグラフの一例である。図６において、黒丸は、第１破壊荷重を有する電柱１の曲げ強度試験における検出値を表す。図６において、黒四角は、第１破壊荷重よりも大きい第２破壊荷重を有する電柱１の曲げ強度試験における検出値を表す。

特定情報取得部５０１は、電柱１の曲げ強度試験における検出値に基づいて、第２特定情報を取得する。
本例では、第２関係は、第１破壊荷重を有する電柱１に対する、曲げ荷重Ｆと、残存撓み量Ｄと、の関係を定める数式２と、第２破壊荷重を有する電柱１に対する、曲げ荷重Ｆと、残存撓み量Ｄと、の関係を定める数式３と、により表される。

数式２において、ｇ_１は、第１破壊荷重を有する電柱１に対する、曲げ荷重Ｆを表す、残存撓み量Ｄの関数を表す。数式３において、ｇ_２は、第２破壊荷重を有する電柱１に対する、曲げ荷重Ｆを表す、残存撓み量Ｄの関数を表す。

数式２及び数式３において、κ_１、λ_１、κ_２、及び、λ_２のそれぞれは、第２関係を特定するパラメータである。換言すると、κ_１、λ_１、κ_２、及び、λ_２は、第２特定情報を構成する。本例では、特定情報取得部５０１は、最小二乗法を用いて第２特定情報を取得する。なお、特定情報取得部５０１は、最小二乗法以外の方法（例えば、最尤推定法等）を用いて第２特定情報を取得してもよい。

本例では、図７に表されるように、第２関係は、第１破壊荷重と第２破壊荷重との間の破壊荷重に対する、曲げ荷重Ｆと、残存撓み量Ｄと、の関係が、数式２により定められる関係と、数式３により定められる関係と、に基づいて補間（本例では、線形補間）される。

なお、第２関係は、３つ以上の破壊荷重のそれぞれに対する、曲げ荷重Ｆと、残存撓み量Ｄと、の関係を定める数式により表されてもよい。
また、第２関係は、数式２及び数式３以外の数式により表されてもよい。
また、第２特定情報は、破壊荷重と、曲げ荷重Ｆと、残存撓み量Ｄと、からなるデータを複数含むデータ群であってもよい。この場合、データ群に含まれる複数のデータに基づいて補間（例えば、線形補間）されることにより第２関係が特定されてもよい。

特定情報記憶部５０２は、特定情報取得部５０１により取得された、第１特定情報及び第２特定情報を記憶装置５２に記憶させる。
なお、特定情報記憶部５０２は、第１特定情報及び第２特定情報を予め記憶装置５２に記憶させていてもよい。この場合、電柱劣化度推定装置５の機能は、特定情報取得部５０１を含まなくてもよい。
また、特定情報記憶部５０２は、入力装置５３を介して入力された、第１特定情報及び第２特定情報を記憶装置５２に記憶させてもよい。この場合、電柱劣化度推定装置５の機能は、特定情報取得部５０１を含まなくてもよい。

残存撓み量取得部５０３は、残存撓み量を取得する。残存撓み量は、鉛直方向にて延在するように設置された電柱１が撓むことに伴う塑性変形により生じた、電柱１の末口ＬＥの水平方向における変位の量である。本例では、残存撓み量取得部５０３は、入力装置５３を介して残存撓み量を表す情報が入力されることにより、残存撓み量を取得する。なお、残存撓み量取得部５０３は、電柱１が撮影された画像が入力されるとともに、入力された画像に基づいて残存撓み量を取得してもよい。

クラック情報取得部５０４は、クラック情報を取得する。本例では、クラック情報は、最先位置を表す。本例では、クラック情報取得部５０４は、入力装置５３を介して最先位置を表す情報が入力されることにより、クラック情報を取得する。なお、クラック情報取得部５０４は、電柱１に貼付された複数のクラックセンサ２１が撮影された画像が入力されるとともに、入力された画像に基づいてクラック情報を取得してもよい。

劣化度推定部５０５は、特定情報記憶部５０２に記憶されている、第１特定情報及び第２特定情報と、残存撓み量取得部５０３により取得された残存撓み量と、クラック情報取得部５０４により取得されたクラック情報と、に基づいて、電柱１の劣化度を推定する。本例では、劣化度は、電柱１の曲げ強度試験における破壊荷重を表す。

本例では、劣化度推定部５０５は、数式４に基づいて、電柱１の劣化度を推定する。

数式４において、ΔＣは、破壊荷重変化量を表す。破壊荷重変化量は、電柱１の破壊荷重から第２破壊荷重を減じた値（換言すると、第２破壊荷重に対する、電柱１の破壊荷重の変化量）である。Ｃ_１、及び、Ｃ_２は、第１破壊荷重、及び、第２破壊荷重をそれぞれ表す。Ａは、残存撓み量取得部５０３により取得された残存撓み量を表す。Ｂは、クラック情報取得部５０４により取得されたクラック情報により表される最先位置を表す。

劣化度推定部５０５は、推定された電柱１の劣化度を、出力装置５４を介して出力する。本例では、劣化度推定部５０５は、破壊荷重変化量ΔＣに、第２破壊荷重Ｃ_２を加えた値を、電柱１の劣化度として出力する。なお、本例では、劣化度推定部５０５は、破壊荷重変化量ΔＣを、電柱１の劣化度として出力してもよい。

（動作）
次に、電柱劣化度推定装置５の動作について、図８乃至図１０を参照しながら説明する。
先ず、互いに異なる複数の曲げ荷重のそれぞれに対して、電柱１の曲げ強度試験が行われることにより、電柱１に生じるクラックの最先位置が検出される（図８のステップＳ１０１）。次いで、電柱劣化度推定装置５は、検出された最先位置に基づいて、第１特定情報を取得する（図８のステップＳ１０２）。次いで、電柱劣化度推定装置５は、取得された第１特定情報を記憶する（図８のステップＳ１０３）。

また、互いに異なる複数の破壊荷重をそれぞれ有する複数の電柱１から選択される電柱１と、互いに異なる複数の曲げ荷重から選択される曲げ荷重と、の互いに異なる複数の組み合わせのそれぞれに対して、電柱１の曲げ強度試験が行われることにより、残存撓み量が検出される（図９のステップＳ２０１）。次いで、電柱劣化度推定装置５は、検出された残存撓み量に基づいて、第２特定情報を取得する（図９のステップＳ２０２）。次いで、電柱劣化度推定装置５は、取得された第２特定情報を記憶する（図９のステップＳ２０３）。

その後、鉛直方向にて延在するように設置された電柱１の残存撓み量が検出される。電柱劣化度推定装置５のユーザは、検出された残存撓み量を表す情報を、入力装置５３を介して入力する。これにより、電柱劣化度推定装置５は、残存撓み量を取得する（図１０のステップＳ３０１）。

また、鉛直方向にて延在するように設置された電柱１の最先位置が検出される。電柱劣化度推定装置５のユーザは、検出された最先位置を表す情報を、入力装置５３を介して入力する。これにより、電柱劣化度推定装置５は、クラック情報を取得する（図１０のステップＳ３０２）。

次いで、電柱劣化度推定装置５は、記憶されている、第１特定情報及び第２特定情報と、取得された残存撓み量と、取得されたクラック情報と、に基づいて、電柱１の劣化度を推定する（図１０のステップＳ３０３）。

なお、第１特定情報の取得と、第２特定情報の取得と、は、上述した順序と逆の順序にて行われてもよい。
また、図１０に表される処理において、残存撓み量の取得と、クラック情報の取得と、は、上述した順序と逆の順序にて行われてもよい。

以上、説明したように、第１実施形態の電柱劣化度推定方法は、鉛直方向にて延在するように設置された電柱１が撓むことに伴う塑性変形により生じた、電柱１の水平方向における変位の量である残存撓み量を検出し、電柱１のうちの、鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、検出された残存撓み量と、検出されたクラックと、に基づいて、電柱１の劣化度を推定する、ことを含む。

電柱１のうちの、鉛直方向における複数の位置のそれぞれにおけるクラックの有無は、電柱１に加えられた曲げ荷重と強い相関を有する。また、電柱１に加えられた曲げ荷重に対する残存撓み量の変化は、電柱１の劣化度と強い相関を有する。従って、電柱１のうちの、鉛直方向における複数の位置のそれぞれにおけるクラックの有無と、残存撓み量と、電柱１の劣化度と、は強い相関を有する。このため、第１実施形態の電柱劣化度推定方法によれば、電柱１の劣化度を高い精度にて推定できる。

更に、第１実施形態の電柱劣化度推定方法において、劣化度は、電柱１の曲げ強度試験における破壊荷重を表す。加えて、電柱劣化度推定方法は、電柱１に加えられる曲げ荷重と当該電柱１に生じるクラックとの第１関係を特定する第１特定情報と、電柱１に加えられる曲げ荷重に対する上記残存撓み量の変化と当該電柱１の曲げ強度試験における破壊荷重との第２関係を特定する第２特定情報と、検出された残存撓み量と、検出されたクラックと、に基づいて上記推定を行う。

これによれば、電柱１の曲げ強度試験における破壊強度を高い精度にて推定できる。

更に、第１実施形態の電柱劣化度推定方法は、上記クラックが検出された位置のうちの、電柱１の先端ＬＥ（換言すると、末口ＬＥ）に最も近い位置である最先位置に基づいて上記推定を行う。

最先位置と、電柱１に加えられた曲げ荷重と、は強い相関を有する。従って、第１実施形態の電柱劣化度推定方法によれば、電柱１の劣化度を高い精度にて推定できる。

更に、第１実施形態の電柱劣化度推定方法において、上記クラックの検出は、シート状であるとともに電柱１の外周面に貼付され、且つ、当該外周面のうちの、貼付された領域にて生じたクラックに対応する部分にて変色するクラックセンサ２１を用いて行われる。

これによれば、クラックの有無を容易に認識できる。従って、第１実施形態の電柱劣化度推定方法によれば、電柱１の劣化度を容易に推定できる。

図１１は、破壊荷重変化量の、電柱劣化度推定装置５により推定された推定値と、電柱１の曲げ強度試験において測定された測定値（換言すると、検出値）と、の関係を表すグラフの一例である。図１１に表されるように、第１実施形態の電柱劣化度推定装置５によれば、電柱１の劣化度を高い精度にて推定できる。

なお、第１特定情報及び第２特定情報を取得するために行われる、電柱１の曲げ強度試験において用いられる電柱１と、劣化度が推定され対象である電柱１と、は、同一の製造方法により製造される、互いに異なる電柱１であってよい。
また、第１特定情報及び第２特定情報を取得するために行われる、電柱１の曲げ強度試験において用いられる電柱１と、劣化度が推定され対象である電柱１と、は、同一の形状を有する、互いに異なる電柱１であってよい。

また、第１実施形態の電柱劣化度推定方法において、クラックの検出は、クラックセンサ２１を用いずに行われてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の電柱劣化度推定方法について説明する。第２実施形態の電柱劣化度推定方法は、第１実施形態の電柱劣化度推定方法に対して、最先位置に代えて、クラック数に基づいて劣化度を推定する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。

本例では、電柱１の曲げ強度試験において、電柱１の外周面に生じたクラックが検出され、検出されたクラックの位置に基づいてクラック数が検出される。クラック数は、クラックが検出された位置の総数である。

図１２は、曲げ荷重に対する、検出されたクラック数の変化を表すグラフの一例である。図１２において、黒丸は、電柱１の曲げ強度試験において検出された値（換言すると、検出値）を表す。

特定情報取得部５０１は、電柱１の曲げ強度試験における検出値に基づいて、第１特定情報を取得する。
本例では、第１関係は、曲げ荷重Ｆと、クラック数Ｎと、の関係を定める数式５により表される。

数式５において、ｈ_０は、曲げ荷重Ｆを表す、クラック数Ｎの関数を表す。数式５において、η、μ、及び、ξのそれぞれは、第１関係を特定するパラメータである。換言すると、η、μ、及び、ξは、第１特定情報を構成する。本例では、特定情報取得部５０１は、最小二乗法を用いて第１特定情報を取得する。なお、特定情報取得部５０１は、最小二乗法以外の方法（例えば、最尤推定法等）を用いて第１特定情報を取得してもよい。

なお、第１関係は、数式５以外の数式により表されてもよい。
また、第１特定情報は、曲げ荷重Ｆと、クラック数Ｎと、からなるデータを複数含むデータ群であってもよい。この場合、データ群に含まれる複数のデータに基づいて補間（例えば、線形補間）されることにより第１関係が特定されてもよい。

本例では、クラック情報取得部５０４は、最先位置に代えて、クラック数を表すクラック情報を取得する。
本例では、劣化度推定部５０５は、数式４に代えて、数式６に基づいて、電柱１の劣化度を推定する。

数式６において、Ｍは、クラック情報取得部５０４により取得されたクラック情報により表されるクラック数を表す。

以上、説明したように、第２実施形態の電柱劣化度推定方法によっても、第１実施形態の電柱劣化度推定方法と同様の作用及び効果が奏される。
また、第２実施形態の電柱劣化度推定方法は、クラックが検出された位置の総数であるクラック数に基づいて劣化度の推定を行う。

クラック数と、電柱１に加えられた曲げ荷重と、は強い相関を有する。従って、第２実施形態の電柱劣化度推定方法によれば、電柱１の劣化度を高い精度にて推定できる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の電柱荷重推定方法について説明する。第３実施形態の電柱荷重推定方法は、第１実施形態の電柱劣化度推定方法に対して、劣化度に代えて、電柱に加えられた曲げ荷重を推定する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第３実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。

上述のように、第１実施形態及び第２実施形態の電柱劣化度推定方法は、電柱１の劣化度を推定する。例えば、電柱１の劣化度は、電柱１の建替えの要否を判断するために用いられる。
ところで、既設の電柱１には、電柱１が支持する架線の重さ、及び、当該架線が風を受けることにより、曲げ荷重が加えられる。この曲げ荷重は、電柱１が設置される位置に応じて、比較的大きく異なりやすい。このため、電柱１に実際に加えられる曲げ荷重に応じて、電柱１の形状及び構造が決定されることが好適である。
そこで、第３実施形態の電柱荷重推定方法は、電柱１に加えられた曲げ荷重を推定する。これにより、例えば、推定された曲げ荷重に基づいて、電柱１が設置された位置に適切な電柱１の形状及び構造を決定できる。

第３実施形態の電柱荷重推定装置は、第１実施形態の電柱劣化度推定装置５と同様の構成を有する。
図１３に表されるように、電柱荷重推定装置６の機能は、特定情報取得部６０１と、特定情報記憶部６０２と、クラック情報取得部６０３と、荷重推定部６０４と、を含む。

特定情報取得部６０１は、第２取得情報を取得しない点を除いて、第１実施形態の特定情報取得部５０１と同様の機能を有する。
特定情報記憶部６０２は、第２取得情報を記憶しない点を除いて、第１実施形態の特定情報記憶部５０２と同様の機能を有する。

クラック情報取得部６０３は、第１実施形態のクラック情報取得部５０４と同様の機能を有する。本例では、クラック情報取得部６０３は、最先位置を表すクラック情報を取得する。

荷重推定部６０４は、特定情報記憶部６０２に記憶されている第１特定情報と、クラック情報取得部６０３により取得されたクラック情報と、に基づいて、電柱１に加えられた曲げ荷重を推定する。本例では、荷重推定部６０４は、数式１に基づいて、電柱１に加えられた曲げ荷重を推定する。

以上、説明したように、第３実施形態の電柱荷重推定方法は、鉛直方向にて延在するように設置された電柱１のうちの、鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、検出されたクラックに基づいて、電柱１に加えられた曲げ荷重を推定する、ことを含む。

電柱１のうちの、鉛直方向における複数の位置のそれぞれにおけるクラックの有無は、電柱１に加えられた曲げ荷重と強い相関を有する。このため、第３実施形態の電柱荷重推定方法によれば、電柱１に加えられた曲げ荷重を高い精度にて推定できる。

なお、第２実施形態の電柱荷重推定方法において、最先位置に代えて、クラック数に基づいて、電柱１に加えられた曲げ荷重が推定されてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。

１ 電柱
１１ 地中部
１２ 地上部
２１ クラックセンサ
３１ 架線
５ 電柱劣化度推定装置
５１ 処理装置
５２ 記憶装置
５３ 入力装置
５４ 出力装置
５０１ 特定情報取得部
５０２ 特定情報記憶部
５０３ 残存撓み量取得部
５０４ クラック情報取得部
５０５ 劣化度推定部
６ 電柱荷重推定装置
６０１ 特定情報取得部
６０２ 特定情報記憶部
６０３ クラック情報取得部
６０４ 荷重推定部
ＢＦ 固定台
ＢＵ バス
ＧＳ 地面
ＬＥ 末口
ＲＥ 元口

Claims (10)

1. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱が撓むことに伴う塑性変形により生じた、前記電柱の水平方向における変位の量である残存撓み量を検出し、
   前記電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、
   前記検出された残存撓み量と、前記検出されたクラックと、に基づいて、前記電柱の劣化度を推定する、
   ことを含む、電柱劣化度推定方法。
2. 請求項１に記載の電柱劣化度推定方法であって、
   前記劣化度は、前記電柱の曲げ強度試験における破壊荷重を表し、
   電柱に加えられる曲げ荷重と当該電柱に生じるクラックとの第１関係を特定する第１特定情報と、電柱に加えられる曲げ荷重に対する前記残存撓み量の変化と当該電柱の曲げ強度試験における破壊荷重との第２関係を特定する第２特定情報と、前記検出された残存撓み量と、前記検出されたクラックと、に基づいて前記推定を行う、電柱劣化度推定方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電柱劣化度推定方法であって、
   前記クラックが検出された位置のうちの、前記電柱の先端に最も近い位置である最先位置に基づいて前記推定を行う、電柱劣化度推定方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電柱劣化度推定方法であって、
   前記クラックが検出された位置の総数であるクラック数に基づいて前記推定を行う、電柱劣化度推定方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電柱劣化度推定方法であって、
   前記クラックの検出は、シート状であるとともに前記電柱の外周面に貼付され、且つ、前記外周面のうちの、貼付された領域にて生じたクラックに対応する部分にて変色するクラックセンサを用いて行われる、電柱劣化度推定方法。
6. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱が撓むことに伴う塑性変形により生じた、前記電柱の水平方向における変位の量であり且つ検出された残存撓み量と、前記電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにて検出されたクラックと、に基づいて、前記電柱の劣化度を推定する推定部を備える、電柱劣化度推定装置。
7. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、
   前記クラックが検出された位置のうちの、前記電柱の先端に最も近い位置である最先位置に基づいて、前記電柱に加えられた曲げ荷重の値を推定する、
   ことを含む、電柱荷重推定方法。
8. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにて検出されたクラックの位置の中で前記電柱の先端に最も近い位置である最先位置に基づいて、前記電柱に加えられた曲げ荷重の値を推定する推定部を備える、電柱荷重推定装置。
9. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにてクラックを検出し、
   前記クラックが検出された位置の総数であるクラック数に基づいて、前記電柱に加えられた曲げ荷重の値を推定する、
   ことを含む、電柱荷重推定方法。
10. 鉛直方向にて延在するように設置された電柱のうちの、前記鉛直方向において互いに異なる複数の位置のそれぞれにて検出されたクラックの位置の総数であるクラック数に基づいて、前記電柱に加えられた曲げ荷重の値を推定する推定部を備える、電柱荷重推定装置。

Images