JP7133160B2 - Concrete floating detection device and detection method - Google Patents

Concrete floating detection device and detection method Download PDF

Info

Publication number
JP7133160B2
JP7133160B2 JP2018059152A JP2018059152A JP7133160B2 JP 7133160 B2 JP7133160 B2 JP 7133160B2 JP 2018059152 A JP2018059152 A JP 2018059152A JP 2018059152 A JP2018059152 A JP 2018059152A JP 7133160 B2 JP7133160 B2 JP 7133160B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concrete
hammering sound
sound
hammering
inspection target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018059152A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019174131A (en
Inventor
徹 原
Original Assignee
金川 典代
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 金川 典代 filed Critical 金川 典代
Priority to JP2018059152A priority Critical patent/JP7133160B2/en
Publication of JP2019174131A publication Critical patent/JP2019174131A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7133160B2 publication Critical patent/JP7133160B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は例えばトンネル等のコンクリート構造物の改修工事に先立ってコンクリート構造物の浮きを検知するコンクリート浮き検知装置及びコンクリート浮き検知方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concrete floating detecting device and a concrete floating detecting method for detecting floating of a concrete structure prior to repair work of a concrete structure such as a tunnel.

トンネル等のコンクリート構造物の改修工事に先立ち、コンクリート構造物を検査して、その内部に亀裂や空洞等の浮きが発生していることを発見する方法としての「打音法」がある。この打音法は、具体的には、コンクリート構造物にハンマ等で打撃を加え、その際に発生する音や打撃の感覚の変化によって構造物内部に空隙が発生するコンクリートの浮き等の欠陥の有無を検査する方法である(例えば、特許文献1参照)。 Prior to the repair work of concrete structures such as tunnels, there is a "hammering method" as a method for inspecting concrete structures and discovering cracks, cavities, and other floats inside them. Specifically, this hammering method involves hitting a concrete structure with a hammer or the like, and the sound generated at that time and the change in the feel of the hitting cause voids in the structure, such as floating concrete. This is a method for inspecting the presence or absence (see, for example, Patent Document 1).

特許第3023508号公報Japanese Patent No. 3023508

しかしながら、この打音法は、検査の実行者が検査する検査箇所に近づく必要があるため、高所箇所等では足場や高所作業車等の措置が必要となっており、このため、検査自体が大掛かりで多大な費用を要するものであった。また、音や打撃の感覚の変化で判断するため、検査の実行者の熟練度等による検査結果のばらつきもあった。 However, in this hammering method, it is necessary for the inspector to approach the inspected place, so measures such as scaffolding and aerial work vehicles are required at high places. was large and costly. In addition, since the judgment is made based on changes in sound and sensation of hitting, the results of the inspection vary depending on the skill level of the person performing the inspection.

本発明は、高所の検査対象箇所でも、足場や高所作業車等を用いなくても、検査を行うことができ、検査結果のばらつきも少ないコンクリート浮き検知装置及びコンクリート浮き検知方法を得ることを目的とする。 To obtain a concrete floating detection device and a concrete floating detection method capable of performing an inspection even at a high place to be inspected without using a scaffolding or an aerial work vehicle, and having little variation in inspection results. With the goal.

請求項1に記載された発明に係るコンクリート浮き検知装置は、コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生手段と、発生した打音の採取をする打音採取手段と、採取した打音に基づいて前記コンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価手段とを備えたコンクリート浮き検知装置において、
前記打音発生手段が、離れた位置から前記コンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものであり、
前記打音発生手段が、
前記コンクリートの検査対象箇所の表面に衝突させる飛翔物と、
前記飛翔物を発射する発射手段とを含むものであり、
前記飛翔物が、衝突時に粉砕される石膏製又はセラミック製であることを特徴とするものである。
The concrete floating detection device according to the first aspect of the present invention includes a hammering sound generating means for generating a hammering sound by striking the surface of the concrete to be inspected, and a hammering sound collecting means for collecting the generated hammering sound. and an internal evaluation means for evaluating voids inside the inspection target portion of the concrete based on the sampled hammering sound,
The hammering sound generating means applies impact energy from a remote position to the surface of the concrete to be inspected ,
The hammering sound generating means
a flying object that collides with the surface of the inspection target portion of the concrete;
and launching means for launching the projectile,
The flying object is characterized in that it is made of gypsum or ceramic that is pulverized upon impact .

請求項2に記載された発明に係るコンクリート浮き検知装置は、請求項1に記載の打音採取手段が、前記打音として表面振動波と弾性波の合成波を採取するものであり、内部評価手段が、打音の発生から減衰に至る過渡的現象のうち、コンクリートの健全部と間隙との打音の強さが経時的に異なる応答の軌跡からコンクリート内部の間隙を検知するものであることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a concrete floating detecting device according to the first aspect of the present invention , wherein the hammering sound collecting means collects a composite wave of a surface vibration wave and an elastic wave as the hammering sound. The means is to detect gaps inside the concrete from the trajectory of the response, which varies over time in the strength of the hammering sound between the sound portion of the concrete and the gap, among the transitional phenomena from the generation of the hammering sound to its attenuation. It is characterized by

請求項3に記載された発明に係るコンクリート浮き検知方法は、コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生工程と、発生した打音の採取をする打音採取工程と、採取した打音に基づいて前記コンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価工程とを備えたコンクリート浮き検知方法において、
前記打音発生工程が、離れた位置から前記コンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものによって成され
前記打音発生工程が、前記コンクリートの検査対象箇所の表面に向けて飛翔物を発射させる工程を含み、
前記飛翔物が、衝突時に粉砕される石膏製又はセラミック製のものを用いることを特徴とするものである。
The concrete floating detection method according to the invention described in claim 3 includes a hammering sound generating step of hitting the surface of the concrete to be inspected to generate a hammering sound, and a hammering sound collecting step of collecting the generated hammering sound. and an internal evaluation step of evaluating voids inside the inspection target portion of the concrete based on the sampled hammering sound,
The step of generating a hammering sound is performed by applying impact energy from a remote position to the surface of the concrete to be inspected ,
The step of generating a hammering sound includes the step of projecting a flying object toward the surface of the inspection target portion of the concrete,
The flying object is characterized in that it is made of gypsum or ceramic and is pulverized at the time of collision .

請求項4に記載された発明に係るコンクリート浮き検知方法は、請求項3に記載の打音採取工程が、前記打音として表面振動波と弾性波の合成波を採取する工程であり、内部評価工程が、打音の発生から減衰に至る過渡的現象のうち、コンクリートの健全部と間隙との打音の強さが経時的に異なる応答の軌跡からコンクリート内部の間隙を検知する工程であることを特徴とするものである。 In the concrete floating detection method according to the invention recited in claim 4 , the hammering sound collecting step according to claim 3 is a step of collecting a composite wave of a surface vibration wave and an elastic wave as the hammering sound, and an internal evaluation is performed. Among the transitional phenomena from the generation of the hammering sound to its attenuation, the process is to detect the gap inside the concrete from the trajectory of the response of the strength of the hammering sound between the sound portion of the concrete and the gap, which varies over time. It is characterized by

本発明は、高所の検査対象箇所でも、足場や高所作業車等を用いなくても、検査を行うことができ、検査結果のばらつきも少ないコンクリート浮き検知装置及びコンクリート浮き検知方法を得ることができるという効果がある。 To obtain a concrete floating detection device and a concrete floating detection method capable of performing an inspection even at a high place to be inspected without using a scaffolding or an aerial work vehicle, and having little variation in inspection results. has the effect of being able to

本発明に係るコンクリート浮き検知方法に用いられる検知装置の一実施例の構成を説明する説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing explaining the structure of one Example of the detection apparatus used for the concrete floating detection method which concerns on this invention. 図1の検知装置を用いたトンネル内壁のコンクリート浮き検知の作業例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a work example of detection of concrete floating on the inner wall of a tunnel using the detection device of FIG. 1; コンクリート浮き検知方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a concrete floating detection method. 図3の打音採取工程で採取された採取波形であり、a図は正常なコンクリートでの採取波形を示し、b図は浮きのあるコンクリートでの採取波形を示す。Fig. 3 shows sampled waveforms sampled in the hammering sound sampling step, Fig. a shows a sampled waveform for normal concrete, and Fig. b shows a sampled waveform for concrete with floats.

本発明においては、コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生手段と、発生した打音の採取をする打音採取手段と、採取した打音に基づいてコンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価手段とを備えたコンクリート浮き検知装置である。このコンクリート浮き検知装置において、打音発生手段が離れた位置からコンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものである。 In the present invention, there are provided a hammering sound generating means for generating a hammering sound by striking the surface of a portion of the concrete to be inspected, a hammering sound sampling means for sampling the generated hammering sound, and a concrete structure based on the sampled hammering sound. and an internal evaluation means for evaluating voids inside a location to be inspected. In this concrete floating detector, impact energy is applied to the surface of the concrete to be inspected from a distant position by the hammering sound generating means.

また、方法に係る本発明では、コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生工程と、発生した打音の採取をする打音採取工程と、採取した打音に基づいて前記コンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価工程とを備える。このコンクリート浮き検知方法において、好ましくは、打音発生工程が離れた位置からコンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものによって成される。 Further, in the present invention related to the method, there is provided a hammering sound generation step of hitting the surface of the inspection target portion of concrete to generate a hammering sound, a hammering sound collecting step of collecting the generated hammering sound, and the collected hammering sound. and an internal evaluation step of evaluating voids inside the inspection target portion of the concrete based on the above. In this concrete floating detection method, preferably, the step of generating a hammering sound is performed by applying impact energy from a distant position to the surface of the concrete to be inspected.

例えば、平面状もしくは曲率の緩やかな曲面状の固体の表面に沿って伝搬する弾性波によって生じる固体表面の振動が励振源になって空中に放射される概平面波状の音波を、空中音波用マイクロフォンで収音することによって、固体の表面に沿って伝搬する該弾性波を検出する。これにより、高所の検査対象箇所でも、足場や高所作業車等を用いなくても、検査を行うことができ、検査結果のばらつきも少ない。 For example, an aerial acoustic microphone is used to generate approximately plane wave sound waves that are radiated into the air from vibrations of the solid surface caused by elastic waves propagating along the surface of a flat or curved solid with a gentle curvature. Detect the acoustic wave propagating along the surface of the solid by collecting the sound at . As a result, the inspection can be performed even at a high place to be inspected without using scaffolding, aerial work vehicle, or the like, and variations in inspection results are small.

本発明の打音発生手段としては、離れた位置からコンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものであればよい。好ましい打音発生手段としては、非破壊で打撃と同様のエネルギーを与えるものであればよく、音波による衝撃エネルギー、電磁波による衝撃エネルギー、レーザーによる衝撃エネルギー、機械的な衝撃エネルギー等が想定できる。最も簡易なものとしては、機械的な衝撃エネルギーであり、より具体的には、コンクリートの検査対象箇所の表面に衝突させる飛翔物と、この飛翔物を発射する発射手段とを含み、離れた位置から飛翔物をコンクリートの検査対象箇所の表面へ発射するものが挙げられる。 The hammering sound generating means of the present invention may be any device that applies impact energy to the surface of the concrete to be inspected from a remote position. Preferable hammering sound generating means should be non-destructive and gives the same energy as hitting, and impact energy by sound waves, impact energy by electromagnetic waves, impact energy by laser, mechanical impact energy, etc. can be assumed. The simplest is mechanical impact energy. For example, a projectile is launched from the surface of the concrete to be inspected.

また、本発明の打音発生工程としては、前述の打音発生手段によって行われればよい。即ち、音波による衝撃エネルギー、電磁波による衝撃エネルギー、レーザーによる衝撃エネルギー、機械的な衝撃エネルギー等で行われればよい。最も簡易なものとしては、前述の通り、機械的な衝撃エネルギーであり、より具体的には、離れた位置から飛翔物をコンクリートの検査対象箇所の表面に向けて発射させる工程を含むものであればよい。 Further, the hammering sound generating step of the present invention may be performed by the hammering sound generating means described above. That is, impact energy by sound waves, impact energy by electromagnetic waves, impact energy by laser, mechanical impact energy, or the like may be used. The simplest is, as mentioned above, mechanical impact energy, and more specifically, it may involve the process of projecting a projectile from a remote location toward the surface of the concrete to be inspected. Just do it.

本発明の飛翔物としては、予め定められた所定の発射速度で発射された後に、コンクリートの検査対象箇所の表面を大幅に破壊しないものが選択される。例えば、6mm~11mm径のプラスチック製、硬質ゴム製、金属製、セラミック製、石膏製等の飛翔物が選択される。 As the projectile of the present invention, one that does not significantly destroy the surface of the concrete to be inspected after being shot at a predetermined projectile speed is selected. For example, a projectile made of plastic, hard rubber, metal, ceramic, gypsum, etc. with a diameter of 6 mm to 11 mm is selected.

また、形状についても、球状、円筒形状、先端を尖らせた筒状等のものが使用される。特に、6mm~7mmのプラスチック製飛翔物としては、市販のBB弾を用いることができる。また11mmの金属製飛翔物としては、パチンコ玉様のものを用いることができる。また、石膏製の球体としては、コンクリートの検査対象箇所の表面で衝突時に粉砕されるものとすることもできる。 As for the shape, a spherical shape, a cylindrical shape, a cylindrical shape with a sharp tip, and the like are used. In particular, commercially available BB bullets can be used as plastic projectiles of 6 mm to 7 mm. As the 11 mm metal flying object, a pachinko ball-like object can be used. Alternatively, the gypsum sphere may be one that is crushed at the time of collision on the surface of the concrete portion to be inspected.

本発明の飛翔体の発射は、種々のもので発射することができる。例えば、空気やガスの圧力を利用して発射したり、バネやゴム等の弾性体の反発力又は復原力を利用して発射したりすることができる。 Projectile launches of the present invention can be launched in a variety of ways. For example, it can be fired using the pressure of air or gas, or it can be fired using the repulsive force or restoring force of an elastic body such as a spring or rubber.

本発明の打音採取手段としては、打音発生手段で発生した打音の採取をするものであればよく、市販されているマイクロフォン等によって打音を採取すればよい。特に、指向性のあるマイクロフォンを用いる方が雑音を不用意に取り込まずに好ましく、ガンマイクのような超指向性のマイクロフォン等でコンクリートの検査対象箇所の表面のみの打音を採取したり、メガホン型の集音カバー等でコンクリートの検査対象箇所の表面のみの打音を採取すればよい。 The hammering sound sampling means of the present invention may be any means for sampling the hammering sound generated by the hammering sound generating means, and the hammering sound may be sampled using a commercially available microphone or the like. In particular, it is preferable to use a directional microphone so as not to inadvertently introduce noise. It is only necessary to collect the hammering sound only on the surface of the inspection target portion of the concrete with a sound collecting cover or the like.

また、本発明の打音採取工程としては、前述の通り、打音発生手段で発生した打音の採取をすればよく、前述の通り、市販されているマイクロフォン等によって打音を採取すればよい。特に、指向性のあるマイクロフォン、例えば、ガンマイクのような超指向性のマイクロフォン、メガホン型の集音カバー等でコンクリートの検査対象箇所の表面のみの打音を採取すればよく、また、周囲の雑音を相殺して打音のみを選択するようにしてもよい。 Further, as the hammering sound acquisition step of the present invention, as described above, the hammering sound generated by the hammering sound generating means may be sampled. As described above, the hammering sound may be sampled using a commercially available microphone or the like. . In particular, a directional microphone, for example, a super-directional microphone such as a gun microphone, a megaphone-type sound collection cover, or the like may be used to collect the hammering sound only on the surface of the concrete inspection target location. may be canceled to select only the tapping sound.

具体的な打音採取工程としては、検査対象となるコンクリートに予め等間隔で目印を配置させておき、個々の目印に対して、打音採取手段であるマイクロフォンを対向させて配置させた上で、目印に対して打音発生手段で衝撃エネルギーを与える。より具体的には、飛翔物を目印に発射して衝突により発生した打音を採取すればよい。これを目印毎に1~3回ほど繰り返し、各目印毎の内部評価を行えばよい。 As a specific step of collecting hammering sounds, marks are placed in advance on the concrete to be inspected at equal intervals, and microphones, which are means for collecting hammering sounds, are placed facing each mark. , impact energy is applied to the mark by the hammering sound generating means. More specifically, it is possible to shoot a flying object as a mark and collect the hammering sound generated by the collision. This process may be repeated 1 to 3 times for each mark, and internal evaluation may be performed for each mark.

本発明の内部評価手段としては、採取した打音に基づいてコンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をするものであればよく、既に、提案された評価法によって、評価をしてもよい。例えば、特許文献1に示す通り、打音を波形信号に変換し、この波形信号のうち初期成分の振動特性を分析して応答音圧パルス勾配を得て、この応答音圧パルス勾配を判定指標とすることにより、打音発生手段で衝撃を与えた箇所のコンクリートを評価するものが挙げられる。また、本発明の内部評価工程としては、前述の内部評価手段で行われればよい。 As the internal evaluation means of the present invention, it is sufficient if it evaluates the voids inside the concrete inspection target location based on the sampled hammering sound, and the evaluation may be performed by the already proposed evaluation method. . For example, as shown in Patent Document 1, a hammering sound is converted into a waveform signal, the vibration characteristics of the initial component of the waveform signal are analyzed to obtain a response sound pressure pulse gradient, and the response sound pressure pulse gradient is used as a determination index. By doing so, the concrete at the location impacted by the hammering sound generating means can be evaluated. Further, the internal evaluation process of the present invention may be performed by the internal evaluation means described above.

図1は本発明に係るコンクリート浮き検知方法に用いられる検知装置の一実施例の構成を説明する説明図である。図2は図1の検知装置を用いたトンネル内壁のコンクリート浮き検知の作業例を示す説明図である。図3はコンクリート浮き検知方法の手順を示すフローチャートである。図4は図3の打音採取工程で採取された採取波形であり、a図は正常なコンクリートでの採取波形を示し、b図は浮きのあるコンクリートでの採取波形を示す。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the construction of an embodiment of a detection device used in a concrete floating detection method according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing a work example of detection of concrete floating on the inner wall of a tunnel using the detection device of FIG. FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of the concrete floating detection method. FIG. 4 shows waveforms sampled in the step of sampling the hammering sound in FIG.

図1及び図2に示す通り、本実施例のコンクリート浮き検知装置10としては、コンクリートの検査対象箇所の表面Wを打撃して打音を発生させる飛翔物12を発射する打音発生手段としての空気銃11と、この飛翔物12の打撃によって発生した打音を打音採取手段としてのマイクロフォン13によって採取される。測定された信号は入力アンプ14によって適切な振幅に増幅される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the concrete floating detection device 10 of the present embodiment includes a hammering sound generating means that shoots a flying object 12 that strikes a surface W of a concrete inspection target location to generate a hammering sound. The air gun 11 and the hitting sound generated by the hitting of the flying object 12 are picked up by a microphone 13 as a hitting sound collecting means. The measured signal is amplified to an appropriate amplitude by input amplifier 14 .

次いで増幅された信号は、AD変換器15によってディジタル信号に変換された後、内部評価手段としての信号処理装置16によって、取り込まれたデータの各種解析及び診断が行われ、パソコンPのハードディスクなどデータ記録装置17内に記録・保存されるとともに、解析結果の数値や図表がモニタ18に表示されるようになっている。尚、本実施例の個々のAD変換器15、信号処理装置16、データ記録装置17、モニタ18は、1つのパーソナルコンピュータPに備えられた機器及びソフトである。 Next, the amplified signal is converted into a digital signal by the AD converter 15, and various analyzes and diagnoses are performed on the captured data by the signal processing device 16 as internal evaluation means. The results are recorded and saved in the recording device 17, and numerical values and charts of the analysis results are displayed on the monitor 18. FIG. The individual AD converter 15, signal processing device 16, data recording device 17, and monitor 18 of this embodiment are devices and software provided in one personal computer P. FIG.

本実施例の打音発生手段としての空気銃11は、6mm~7mmのプラスチック製球体状の飛翔物12が発射される。これら飛翔物12及び空気銃11としては、市販のBB弾及びこのBB弾を発射する銃を用いた。本実施例の打音採取手段としてのマイクロフォン13としては、小型指向性マイクロフォンを用い、図2に示す通り、メガホン状の集音カバーを備えている。 An air gun 11 as a hammering sound generating means of the present embodiment shoots a 6 mm to 7 mm plastic spherical projectile 12 . As the flying object 12 and the air gun 11, commercially available BB bullets and guns for firing the BB bullets were used. A small directional microphone is used as the microphone 13 as the tapping sound pickup means in this embodiment, and as shown in FIG. 2, it has a megaphone-like sound collecting cover.

更に、本実施例では、マイクロフォン13とは別体として入力アンプ14及びノート型コンピュータPをそれぞれ独立に設けており、これらの間では有線のケーブルで打音データを伝送しているが、無線で打音データを伝送しても勿論差し支えない。ノート型コンピュータPは、採取した打音に基づいて該コンクリートの健全度の評価をする役割を果たす。 Furthermore, in this embodiment, the input amplifier 14 and the notebook computer P are provided independently of the microphone 13, and the hammering sound data is transmitted between them by a wired cable. Of course, there is no problem even if the hammering sound data is transmitted. The notebook computer P plays a role of evaluating the soundness of the concrete based on the tapping sound.

本実施例におけるノート型コンピュータPは、図示しないが、入力手段と、出力手段と、CPUと、RAMと、第一のファイルとを備えるものとして構成されている。このノート型コンピュータPの信号処理装置16は、打音の発生から減衰に至る過渡的現象のうち、初期の段階、即ち、コンクリートの健全部と間隙Gとの打音の強さが経時的に異なる応答の軌跡を描き、コンクリート内部の間隙Gを検知する。即ち、弾性波と表面振動波の合成波が、対象コンクリートの厚さによって変化する現象を利用している。 Although not shown, the notebook computer P in this embodiment comprises input means, output means, a CPU, a RAM, and a first file. In the signal processing device 16 of the notebook computer P, in the transitional phenomenon from generation to attenuation of the hammering sound, the initial stage, that is, the strength of the hammering sound between the sound portion of the concrete and the gap G changes with time. Different response trajectories are drawn to detect the gap G inside the concrete. That is, it utilizes the phenomenon that the composite wave of elastic waves and surface vibration waves varies depending on the thickness of the target concrete.

より具体的には、信号処理装置16は、マイクロフォン13で採取した打音について、信号の時系列データを計測する。例えば、飛翔物12が衝突箇所に衝突した際の打音と、その後の衝突箇所周囲の残差又はこの残差を周波数分析することにより求めた残差スペクトルを計測し、時刻iにおける前記残差を横軸とし、時刻i+1における前記残差を縦軸とした平面座標上に逐次プロットを行った回帰写像に基づいて内部間隙Gの有無を判別すればよい。 More specifically, the signal processing device 16 measures the time-series data of the signal of the hammering sound picked up by the microphone 13 . For example, by measuring the hammering sound when the flying object 12 collides with the collision point, the residual around the collision point after that, or the residual spectrum obtained by frequency analysis of this residual, and measuring the residual at time i is plotted on the horizontal axis and the residual at time i+1 is plotted on the plane coordinates.

以上の通り、図2に示すようにメガホン状の集音カバーを備えた指向性マイクロフォンで、トンネル施工コンクリート等のコンクリート内部の間隙を検知することができる。トンネル壁面20から0.5~1m程度話したところでマイクロフォン13を保持し、コンクリートの検査対象箇所の表面Wを飛翔物12で打撃し、コンクリート表面の打音、即ち、反射波の周波数分析から、間隙Gをその場で検知する。 As described above, as shown in FIG. 2, a directional microphone provided with a megaphone-shaped sound collecting cover can detect gaps inside concrete such as tunnel construction concrete. The microphone 13 is held at a distance of about 0.5 to 1 m from the tunnel wall surface 20, and the surface W of the concrete object to be inspected is hit by the flying object 12. From the frequency analysis of the hammering sound of the concrete surface, that is, the reflected wave, To detect the gap G on the spot.

より具体的には、図3に示す通り、本実施例のコンクリート浮き検知方法は、検査対象のトンネル壁面20に対して、略均等間隔で目印をマーキングする。本実施例では、先ず、マーキング工程として、図2に示すトンネルのコンクリート壁面に対して、縦横に50cmに均等に目印をマーキングし、個々の目印の番号を付し摘録させておく。 More specifically, as shown in FIG. 3, the concrete floating detection method of the present embodiment marks marks at approximately equal intervals on the tunnel wall surface 20 to be inspected. In this embodiment, first, as a marking process, marks are uniformly marked on the concrete wall surface of the tunnel shown in FIG.

次に、設置工程として、個々の目印に対して、マイクロフォン13を所望の距離を離して対向して配置する。離す距離は個々の目印で同じ距離とし、0.5~1m程度とする。次に、打撃工程として、目印に向けて同じく一定の距離離れた位置から飛翔物12を発射する。具体的には、飛翔物12は6mm~7mmのプラスチック弾として市販のBB弾を用い、この飛翔物12を発射させる打音発生手段としてBB弾を発射する空気銃11を用いた。 Next, as an installation step, the microphone 13 is arranged facing each mark with a desired distance therebetween. The separation distance should be the same for each mark, and should be about 0.5 to 1 m. Next, as a hitting step, the flying object 12 is shot from a position that is also a fixed distance away from the mark. Specifically, the flying object 12 used a commercially available BB bullet as a plastic bullet of 6 mm to 7 mm, and the air gun 11 for shooting the BB bullet was used as a hammering sound generating means for shooting the flying object 12 .

次に、打音採取工程として、飛翔物12で衝撃を与えて発生した打音をマイクロフォン13で採取する。採取された打音は入力アンプ14で増幅され、AD変換器15でデジタル信号に変換された後、信号処理装置16によって、取り込まれたデータの各種解析及び診断が行われ、パソコンPのハードディスクなどデータ記録装置17に目印の番号と共に記録・保存されるとともに、解析結果の数値や図表がモニタ18に表示される。 Next, as a tapping sound collecting step, the microphone 13 collects a tapping sound generated by the impact given by the flying object 12 . The sampled hammering sound is amplified by the input amplifier 14, converted into a digital signal by the AD converter 15, and variously analyzed and diagnosed by the signal processing device 16. The results are recorded and stored in the data recording device 17 together with the mark numbers, and the numerical values and charts of the analysis results are displayed on the monitor 18 .

図4のa図は正常なコンクリートでの採取波形であり、具体的には、空洞のないコンクリート供試体の採取波形である。a図に示している通り、空洞のないコンクリート供試体では周波数全体に分布が見られる。これに対して、b図は内部に空洞がある浮きのあるコンクリートでの採取波形である。b図に示している通り、空洞のある浮きのあるコンクリートでは、特定の周波数にピークがあることが判る。 FIG. 4a shows waveforms taken from normal concrete, more specifically, waveforms taken from a concrete specimen without cavities. As shown in Figure a, a distribution is seen over the entire frequency range for concrete specimens without cavities. On the other hand, Fig. b shows waveforms taken from concrete with floats and cavities inside. As shown in Fig. b, it can be seen that there is a peak at a specific frequency in hollow concrete with floats.

図4のa図及びb図の採取波形だけでも差異は明確となるが、図4のb図の採取波形に対して、内部評価手段を行い、ピーク周波数によって、空洞の深さを推定することも可能となる。即ち、打音を変換した採取波形信号を得た、この波形信号のうち初期成分の振動特性を分析して応答音圧パルス勾配を得て、この応答音圧パルス勾配を判定指標とすることにより、打音発生手段で衝撃を与えた箇所のコンクリートを評価することにより、空洞の大きさや深さ等を推定する。 Although the difference is clear even with only the sampled waveforms in FIG. 4A and FIG. 4B, internal evaluation means is performed on the sampled waveforms in FIG. is also possible. That is, by obtaining a response sound pressure pulse gradient by analyzing the vibration characteristics of the initial component of the waveform signal obtained by converting the tapping sound into a sampled waveform signal and using this response sound pressure pulse gradient as a judgment index. , the size and depth of the cavity are estimated by evaluating the concrete at the location impacted by the hammering sound generating means.

具体的な内部評価手段として、採取波形の信号を、フーリエ変換や高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)処理することにより、採取波形に対応する周波数成分を算出して、周波数パターンを解析すればよい。例えば、周波数を横軸にとり、縦軸に各周波数における音の強さのレベル値又は振動レベル値をプロットしたグラフ(周波数スペクトル)等に変換(フーリエ変換)したり、周波数スペクトルの時間的な変化をとらえ、離散化されたデジタル波形データを分析する高速フーリエ変換(FFT)を用いればよい。 As a specific internal evaluation means, the signal of the sampled waveform is subjected to Fourier transform or Fast Fourier Transform (FFT) processing, thereby calculating the frequency component corresponding to the sampled waveform, and analyzing the frequency pattern. good. For example, taking the frequency on the horizontal axis and converting it into a graph (frequency spectrum) in which the sound intensity level value or vibration level value at each frequency is plotted on the vertical axis (Fourier transform), or changing the frequency spectrum over time and use a Fast Fourier Transform (FFT) to analyze the discretized digital waveform data.

10…コンクリート浮き検知装置、
11…空気銃(打音発生手段)、
12…飛翔物、
13…マイクロフォン(打音採取手段)、
14…入力アンプ、
15…AD変換器、
16…信号処理装置(内部評価手段)、
17…データ記録装置、
18…モニタ、
P…ノート型コンピュータ、
W…コンクリートの検査対象箇所の表面、
G…間隙、
20…トンネル壁面、
10... Concrete floating detector,
11... Air gun (sound generating means),
12... Flying object,
13...Microphone (sound-sampling means),
14... input amplifier,
15... AD converter,
16 ... signal processing device (internal evaluation means),
17 ... data recording device,
18... monitor,
P... notebook computer,
W ... the surface of the inspection target part of concrete,
G...gap,
20... Tunnel wall surface,

Claims (4)

コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生手段と、
発生した打音の採取をする打音採取手段と、
採取した打音に基づいて前記コンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価手段とを備えたコンクリート浮き検知装置において、
前記打音発生手段が、離れた位置から前記コンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものであり、
前記打音発生手段が、
前記コンクリートの検査対象箇所の表面に衝突させる飛翔物と、
前記飛翔物を発射する発射手段とを含むものであり、
前記飛翔物が、衝突時に粉砕される石膏製又はセラミック製であることを特徴とするコンクリート浮き検知装置。
a hammering sound generating means for generating a hammering sound by striking the surface of the inspection target portion of the concrete;
a hammering sound sampling means for sampling the generated hammering sound;
A concrete floating detection device comprising internal evaluation means for evaluating voids inside the inspection target portion of the concrete based on the sampled hammering sound,
The hammering sound generating means applies impact energy from a remote position to the surface of the concrete to be inspected ,
The hammering sound generating means
a flying object that collides with the surface of the inspection target portion of the concrete;
and launching means for launching the projectile,
A concrete floating detection device , wherein the flying object is made of gypsum or ceramic that is crushed upon collision .
前記打音採取手段が、前記打音として表面振動波と弾性波の合成波を採取するものであり、
前記内部評価手段が、打音の発生から減衰に至る過渡的現象のうち、コンクリートの健全部と間隙との打音の強さが経時的に異なる応答の軌跡からコンクリート内部の間隙を検知するものであることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート浮き検知装置。
wherein the hammering sound collecting means collects a composite wave of a surface vibration wave and an elastic wave as the hammering sound;
The internal evaluation means detects the gap inside the concrete from the trajectory of the response in which the strength of the hammering sound between the sound portion of the concrete and the gap varies over time, among the transient phenomena from the generation of the hammering sound to its attenuation. The concrete floating detector according to claim 1, characterized in that :
コンクリートの検査対象箇所の表面を打撃して打音を発生させる打音発生工程と、
発生した打音の採取をする打音採取工程と、
採取した打音に基づいて前記コンクリートの検査対象箇所の内部の空隙の評価をする内部評価工程とを備えたコンクリート浮き検知方法において、
前記打音発生工程が、離れた位置から前記コンクリートの検査対象箇所の表面へ衝撃エネルギーを与えるものによって成され
前記打音発生工程が、前記コンクリートの検査対象箇所の表面に向けて飛翔物を発射させる工程を含み、
前記飛翔物が、衝突時に粉砕される石膏製又はセラミック製のものを用いることを特徴とするコンクリート浮き検知方法。
a hammering sound generation step of hitting the surface of the concrete inspection target portion to generate a hammering sound;
a hammering sound collecting step of collecting the generated hammering sound;
and an internal evaluation step of evaluating voids inside the inspection target portion of the concrete based on the sampled hammering sound,
The step of generating a hammering sound is performed by applying impact energy from a remote position to the surface of the concrete to be inspected ,
The step of generating a hammering sound includes the step of projecting a flying object toward the surface of the inspection target portion of the concrete,
A method for detecting floating concrete , wherein the flying object is made of gypsum or ceramic and is crushed upon collision .
前記打音採取工程が、前記打音として表面振動波と弾性波の合成波を採取する工程であり、
前記内部評価工程が、打音の発生から減衰に至る過渡的現象のうち、コンクリートの健全部と間隙との打音の強さが経時的に異なる応答の軌跡からコンクリート内部の間隙を検知する工程であることを特徴とする請求項に記載のコンクリート浮き検知方法。
The tapping sound collecting step is a step of collecting a composite wave of a surface vibration wave and an elastic wave as the tapping sound,
The internal evaluation step is a step of detecting the gap inside the concrete from the trajectory of the response in which the strength of the hammering sound between the sound portion of the concrete and the gap varies over time, among the transient phenomena from the generation of the hammering sound to its attenuation. The concrete floating detection method according to claim 3 , characterized in that :
JP2018059152A 2018-03-27 2018-03-27 Concrete floating detection device and detection method Active JP7133160B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018059152A JP7133160B2 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Concrete floating detection device and detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018059152A JP7133160B2 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Concrete floating detection device and detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019174131A JP2019174131A (en) 2019-10-10
JP7133160B2 true JP7133160B2 (en) 2022-09-08

Family

ID=68166721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018059152A Active JP7133160B2 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Concrete floating detection device and detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7133160B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021156696A (en) * 2020-03-26 2021-10-07 京セラ株式会社 Flying body, non-destructive inspection device, and method for manufacturing flying body
JP7399005B2 (en) * 2020-03-26 2023-12-15 京セラ株式会社 Flying object, non-destructive testing equipment, and method for manufacturing flying object
JP2022049170A (en) * 2020-09-16 2022-03-29 株式会社東芝 Measurement device and method for measurement

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083942A (en) 2001-06-27 2003-03-19 Taiheiyo Cement Corp Elastic wave-inputting apparatus, and method for prospecting defect in concrete structure using the same
JP2003240763A (en) 2002-02-19 2003-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nondestructive inspecting method and apparatus for artificial structure
US20140260527A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Brigham Young University Method and system for structural integrity assessment
JP2015203572A (en) 2014-04-10 2015-11-16 株式会社アミック Nondestructive inspection method of artificial structure
JP2017026183A (en) 2015-07-17 2017-02-02 株式会社東京マルイ Soft bullet for gravity bullet loading imitation gun
JP2017156348A (en) 2016-02-26 2017-09-07 国立大学法人室蘭工業大学 Inspection method and inspection system for structure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083942A (en) 2001-06-27 2003-03-19 Taiheiyo Cement Corp Elastic wave-inputting apparatus, and method for prospecting defect in concrete structure using the same
JP2003240763A (en) 2002-02-19 2003-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nondestructive inspecting method and apparatus for artificial structure
US20140260527A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Brigham Young University Method and system for structural integrity assessment
JP2015203572A (en) 2014-04-10 2015-11-16 株式会社アミック Nondestructive inspection method of artificial structure
JP2017026183A (en) 2015-07-17 2017-02-02 株式会社東京マルイ Soft bullet for gravity bullet loading imitation gun
JP2017156348A (en) 2016-02-26 2017-09-07 国立大学法人室蘭工業大学 Inspection method and inspection system for structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019174131A (en) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7133160B2 (en) Concrete floating detection device and detection method
CN108169714B (en) Positioning method and device based on vibration waves
JP7125712B2 (en) Non-destructive test equipment for structures and its non-destructive test method
JP5666334B2 (en) Quality diagnosis method for concrete structures
JP3770668B2 (en) Method for detecting internal defects in structures
JP6130778B2 (en) Method and apparatus for inspecting interface of composite structure
Dobrynin et al. Development of a method for determining the wear of artillery barrels by acoustic fields of shots
Tang et al. Experimental investigation on location of debris impact source based on acoustic emission
JP6811002B2 (en) Crack angle determination device and crack angle determination method
CN112881756B (en) Three-way impact acceleration sensor installation mode validity checking system and method
CN105092709A (en) Concrete structure nondestructive detection method
JP5114104B2 (en) Inspection method for inspecting the curing state of fiber reinforced plastic materials with buried pipes
JP7246593B2 (en) Launch device for measuring vibration characteristics, excitation force input tool, vibration characteristics measurement system, and vibration characteristics measurement method
EP3599479A1 (en) Projectile detection
CN102967653A (en) Nondestructive detection method and device for anchor rod
Muster et al. Ricochet quantification using a multiple sensor approach
JP5714930B2 (en) Quality diagnosis method for concrete structures
JP6340711B2 (en) Impact applying device and impact applying method
JP2015203572A (en) Nondestructive inspection method of artificial structure
JP2007051991A (en) Method and system for measuring wall thickness of metal pipe
Iliescu et al. Hypervelocity impact (HVI) signal analysis
Shehadeh et al. Investigations of AE Signals Emitted From Dropped Indenter on Steel Pipes’ Surface
Pfeiffer et al. Identification of impact damage in sandwich composites by acoustic camera detection of leaky Lamb wave mode conversions
Hajzargarbashi et al. Detecting the point of impact on an anisotropic cylindrical surface using only four acoustic sensors
WO2002023221A2 (en) Method and apparatus for identifying the source of an impulsive or explosive event

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220303

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220816

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7133160

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150