JP7160695B2 - 検出システム、検出方法、および情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置に関する。

例えば橋梁のような構造物の溶接部には、構造物の長期共用に伴い、疲労亀裂が生じることが知られている。しかしながら、このような構造物の状態を検出する方法には種々の制約があり、構造物の状態を精度良く検出することが難しい場合があった。

特開２０１７－０９０３１１号公報

本発明が解決しようとする課題は、構造物の状態の検出精度の向上を図ることができる検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置を提供することである。

実施形態の検出システムは、車両が走行する走行面を下方から支持する第１部材と、前記第１部材に対して前記走行面とは反対側に設けられた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との境界に沿って設けられた溶接部とを含む構造物に存在する亀裂の位置を検出する検出システムである。前記検出システムは、複数のセンサと、標定部と、計数部と、判定部とを持つ。前記複数のセンサは、前記溶接部が延びた方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記第１部材または前記第２部材に取り付けられて、弾性波を検出する。前記標定部は、前記複数のセンサの出力に基づき、前記弾性波の発生源位置を標定する。前記計数部は、前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定時間に亘り蓄積することで、前記複数の弾性波の発生源位置の分布を算出する。前記判定部は、前記計数部により算出された前記分布に基づいて前記亀裂の位置を判定する。前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の交通量に基づき決定される時間である。

第１の実施形態の橋梁構造物を示す断面図。 第１の実施形態の支持構造体および鋼床版を示す断面斜視図。 第１の実施形態の鋼床版を斜め下方から見た断面斜視図。 第１の実施形態の鋼床版の溶接部とその周囲を示す断面斜視図。 第１の実施形態の検出システムのシステム構成を示すブロック図。 第１の実施形態の第１および第２のＡＥセンサ群の配置例を示す図。 第１の実施形態の検出システムの検出結果の一例を示す図。 第１の実施形態の亀裂位置の標定方法を概念的に示す側面図。 第１の実施形態の信号処理部のシステム構成を示すブロック図。 第１の実施形態の弾性波の特性に関するパラメータを示す図。 第１の実施形態の劣化検出部のシステム構成を示すブロック図。 第１の実施形態の弾性波発生分布の一例を示す図。 第１の実施形態における７２時間計測後の弾性波発生分布に対する弾性波発生分布の相関係数の変化を、累積の車両通過台数（全車種）に関して示す図。 第１の実施形態における７２時間計測後の弾性波発生分布に対する弾性波発生分布の相関係数の変化を、累積の車両通過台数（大型車両のみ）に関して示す図。 第１の実施形態の検出システムの処理の流れを示すフローチャート。 第２の実施形態の劣化検出部のシステム構成を示すブロック図。 第２の実施形態の弾性波の累積エネルギー分布および弾性波発生分布の一例を示す図。 第３の実施形態の鋼床版の一例を示す断面斜視図。 第３の実施形態のＡＥセンサの配置位置を示す平面図。 第３の実施形態のＡＥセンサの配置位置を示す側面図。 第３の実施形態のＡＥセンサを固定するためのホルダを示す断面図。 第４の実施形態のＡＥセンサの配置位置を示す平面図。 第４の実施形態の変形例のＡＥセンサの配置位置を示す平面図。 第５の実施形態のＡＥセンサの配置位置を示す平面図。 第６の実施形態のＡＥセンサの配置位置を示す図。

以下、実施形態の検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本願で言う「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。

本願で言う「構造物の状態」とは、劣化の状態や亀裂の状態などを含む広い意味で用いる。すなわち、本願で言う「構造物の状態を検出する」とは、劣化の有無、劣化の程度、亀裂の有無、亀裂の位置、亀裂の程度などの少なくともひとつを検出することを意味する。ここではまず、本実施形態の検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置が適用される構造物の一例について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、橋梁構造物１０の一例を示す断面図である。
橋梁構造物１０は、本実施形態の検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置が適用される「構造物」の一例である。なお本願で言う「橋梁」とは、河川や渓谷などの上に架設される構造物に限らず、地面よりも上方に設けられる種々の構造物（例えば高速道路の高架橋）などを広く含む。また、本実施形態の検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置が適用可能な構造物は、橋梁に限定されるものではなく、亀裂の発生または進展に伴い弾性波が発生する構造物であればよい。すなわち、本実施形態の検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置は、例えば道路とは関係のない構造物に適用されてもよい。

図１に示すように、橋梁構造物１０は、橋脚１１と、支持構造体１２と、鋼床版１３とを備えている。

橋脚１１は、地面の上に設けられ、略鉛直方向に起立している。
支持構造体１２は、橋脚１１の上に設けられ、橋脚１１と鋼床版１３との間に配置されている。支持構造体１２は、複数の主桁（縦桁）２１と複数の横桁２２とを含む。主桁２１は、略鉛直方向に起立するとともに、橋軸方向ＢＤ（図２参照）に沿って設けられている。横桁２２は、略鉛直方向に起立するとともに、橋軸方向ＢＤとは交差する（例えば略直交する）方向に沿って設けられている。横桁２２は、後述するデッキプレート３１および縦リブ３３と溶接され、縦リブ３３よりも板厚が大きい。支持構造体１２は、複数の主桁２１と複数の横桁２２とが互いに組み合わされることで形成されている。主桁２１および横桁２２は鋼床版１３に溶接されている。例えば、主桁２１や横桁２２の板厚は、縦リブ３３や横リブ３４の板厚よりも厚い。なお「橋軸方向」とは、橋梁構造物１０が延びた方向であり、例えば橋梁構造物１０を走る車両Ｖの走行方向に沿う方向である。

鋼床版１３は、支持構造体１２の上に設置されて、車両Ｖが走行する走行面ＴＳを形成している。鋼床版１３は、支持構造体１２によって下方から支持され、地面よりも高い位置に配置されている。

図２は、支持構造体１２および鋼床版１３を示す断面斜視図である。
図２に示すように、鋼床版１３は、例えば、デッキプレート３１、舗装部３２、縦リブ（トラフリブ）３３、および横リブ３４を含む。

デッキプレート３１は、車両Ｖが走行する走行面ＴＳの下方に広がり、走行面ＴＳを下方から支持する。デッキプレート３１は、「第１部材」の一例である。例えば、デッキプレート３１は、走行面ＴＳと略平行に広がる金属製の板部材である。

舗装部（舗装部材）３２は、デッキプレート３１の上面に設けられている。舗装部３２は、例えばアスファルトなどで形成されている。舗装部３２の上面は、車両Ｖが走行する走行面ＴＳを形成している。なお、本願で言う「（第１部材が）走行面を下方から支持する」とは、例えば、走行面ＴＳを形成した部材（例えば舗装部３２）を第１部材が下方から支持する意味を含む。

縦リブ３３は、デッキプレート３１の下面に取り付けられ、橋軸方向ＢＤに沿って延びている。一方で、横リブ３４は、橋軸方向ＢＤとは交差する（例えば略直交する）方向に沿う金属製の板部材であり、デッキプレート３１および複数の縦リブ３３に結合されている。縦リブ３３および横リブ３４は、デッキプレート３１を補剛する補剛部材である。

図３は、鋼床版１３を斜め下方から見た断面斜視図である。
図３に示すように、縦リブ３３は、デッキプレート３１の下方に設けられている。すなわち、縦リブ３３は、デッキプレート３１に対して、走行面ＴＳとは反対側に設けられている。縦リブ３３は、「第２部材」の一例である。例えば、縦リブ３３は、Ｕ字形の断面形状を有した金属製のリブ（Ｕリブ）である。

詳しく述べると、縦リブ３３は、起立部３６Ａ，３６Ｂと、水平部３７とを含む。
一対の起立部３６Ａ，３６Ｂは、それぞれ走行面ＴＳとは交差する方向に沿う板部であり、走行面ＴＳから離れる方向に延びている。例えば、一対の起立部３６Ａ，３６Ｂは、走行面ＴＳから離れるに従い、該起立部３６Ａ，３６Ｂの間の間隔が徐々に狭くなるように互いに傾いている。例えば、起立部３６Ａ，３６Ｂの各々の厚さ（板厚）は、デッキプレート３１の厚さ（板厚）よりも薄い。このため、起立部３６Ａ，３６Ｂは、デッキプレート３１と比べて、弾性波が伝搬しやすい。また、起立部３６Ａ，３６Ｂは、弾性波を吸収しやすい舗装部３２によって覆われていない。この観点でも、起立部３６Ａ，３６Ｂは、デッキプレート３１と比べて、弾性波が伝搬しやすい。起立部３６Ａ，３６Ｂの各々の厚さ（板厚）は、例えば橋軸方向ＢＤに略一定である。

水平部３７は、走行面ＴＳと略平行な板部である。水平部３７は、一対の起立部３６Ａ，３６Ｂの下端部の間に設けられ、起立部３６Ａ，３６Ｂの下端部同士を接続している。縦リブ３３は、起立部３６Ａ，３６Ｂと水平部３７とが接続されることで、Ｕ字状に形成されている。

横リブ３４は、縦リブ３３が通される切欠き３４ａを有する。例えば、横リブ３４は、デッキプレート３１の下面および縦リブ３３の起立部３６Ａ，３６Ｂの側面に溶接により固定されている。

次に、鋼床版１３に設けられる溶接部３８について説明する。
図３に示すように、鋼床版１３は、デッキプレート３１と縦リブ３３との間に溶接部３８を有する。溶接部３８は、デッキプレート３１と縦リブ３３との境界に沿って、橋軸方向ＢＤに連続して設けられている。詳しく述べると、縦リブ３３の起立部３６Ａ，３６Ｂの各々は、デッキプレート３１に面する端部（上端部）３６ｅを有する。溶接部３８は、縦リブ３３の起立部３６Ａ，３６Ｂの端部３６ｅに沿って設けられている。溶接部３８は、縦リブ３３が延びた方向に沿って橋軸方向ＢＤに延びている。溶接部３８は、デッキプレート３１の下面と縦リブ３３の起立部３６Ａ，３６Ｂの端部３６ｅとを固定（接合）している。

図４は、鋼床版１３の溶接部３８とその周囲を示す。なお説明の便宜上、図４では断面部分に施すハッチングを省略している。
図４に示すように、縦リブ３３の起立部３６Ａ，３６Ｂの端部３６ｅは、傾斜部（傾斜面、ルート面）３６ｉを含む。傾斜部３６ｉは、起立部３６Ａ，３６Ｂの端部３６ｅにおいて、一対の起立部３６Ａ，３６Ｂの外側部分に設けられている。傾斜部３６ｉは、一対の起立部３６Ａ，３６Ｂの外側に進むに従いデッキプレート３１の下面から離れる方向に傾いている。このため、デッキプレート３１の下面と、起立部３６Ａ，３６Ｂの傾斜部３６ｉとの間には、溶接部３８が入り込む隙間が形成される。溶接部３８の少なくとも一部は、デッキプレート３１の下面と、起立部３６Ａ，３６Ｂの傾斜部３６ｉとの間に設けられている。

ここで、溶接部３８には、橋梁構造物１０の長期共用に伴い、疲労亀裂Ｃ（以下、単に亀裂Ｃと言う）が生じる可能性がある。この亀裂Ｃには、大きく分けて２つのパターンがある。図４中の（ａ）に示すように、第１のパターンの亀裂Ｃは、溶接部３８のルート（根元部分）３８ａから溶接ビードに向けて進展する亀裂（ビード貫通亀裂）である。この場合、進展した亀裂Ｃは、溶接部３８そのものに存在する。一方で、図４中の（ｂ）に示すように、第２のパターンの亀裂Ｃは、溶接部３８のルート３８ａからデッキプレート３１に進展する亀裂（デッキプレート貫通亀裂）である。この場合、進展した亀裂Ｃは、溶接部３８に隣接して存在する（すなわち、溶接部３８に隣接した部材であるデッキプレート３１に存在する）。ここで、デッキプレート３１の上面は、舗装部３２によって覆われている。このため、デッキプレート３１に進展する亀裂Ｃは、目視での確認が特に困難である。本実施形態の検出システム１は、例えば、これら亀裂Ｃの発生または進展によって橋梁構造物１０に発生する弾性波を検出する。

次に、本実施形態の検出システム１について説明する。
図５は、本実施形態の検出システム１のシステム構成を示すブロック図である。
図５に示すように、検出システム１は、例えば、１つ以上（例えば複数）の検出装置１００、情報集約装置２００、交通量測定装置３００、情報処理装置４００、および端末装置５００を含む。

まず、検出装置１００について説明する。
検出装置１００は、橋梁構造物１０に設置され、橋梁構造物１０に生じる弾性波を検出するアコースティック・エミッション（ＡＥ：Acoustic Emission）方式の検出装置である。なお、ＡＥとは、材料の疲労亀裂の発生、または疲労亀裂の進展に伴い材料の内部に弾性波が発生する現象である。ＡＥ方式の検出装置は、例えば、構造物の疲労亀裂の発生、または疲労亀裂の進展に伴い発生する弾性波を高感度センサによって検出し、検出された弾性波に基づき構造物の状態を検出する。

詳しく述べると、本実施形態の検出装置１００は、例えば、第１のＡＥセンサ群１１０、第２のＡＥセンサ群１２０、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１３０、ＡＤＣ（アナログ－デジタル変換器）１４０、信号処理部１５０、および無線送信部１６０を有する。

図６は、第１および第２のＡＥセンサ群１１０，１２０の配置例を示す図である。なお、図６中の（ａ）は、鋼床版１３の平面図を示す。図６中の（ｂ）は、鋼床版１３の側面図を示す。図６中の（ｃ）は、鋼床版１３の断面図を示す。

まず、第１のＡＥセンサ群１１０について説明する。
図６に示すように、第１のＡＥセンサ群１１０は、複数のＡＥセンサ１１１（例えば２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂ）を含む。なお、第１のＡＥセンサ群１１０は、例えば橋軸方向ＢＤに所定の間隔で配置された３つ以上のＡＥセンサ１１１を含んでもよい。

ここで、本実施形態に係るＡＥセンサ１１１について説明する。
ＡＥセンサ１１１は、圧電素子を有し、亀裂Ｃの発生部から伝わる弾性波（ＡＥ波）を検出し、電圧信号（ＡＥ信号）に変換して出力する。ＡＥ信号は、材料の破断が生じる前の兆候として検出される。このため、ＡＥ信号の発生頻度および信号強度は、材料の健全性を表す指標として有用である。例えば、ＡＥセンサ１１１は、１０ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子を有する。なお、ＡＥセンサ１１１は、前記周波数範囲内に共振ピークを持つ共振型、および共振を抑えた広帯域型などのいずれでもよい。また、ＡＥセンサ１１１は、プリアンプを内蔵したプリアンプ型でもよく、またはこれら以外のものでもよい。ＡＥセンサ１１１の検出素子自体は、電圧出力型、抵抗変化型、および静電容量型のいずれでもよく、またはこれら以外のものでもよい。なお、ＡＥセンサ１１１に代えて加速度センサが用いられてもよい。

図６に示すように、第１のＡＥセンサ群１１０に含まれる複数のＡＥセンサ１１１は、それぞれトラフリブ２３に取り付けられる。詳しく述べると、各ＡＥセンサ１１１は、縦リブ３３の起立部３６Ａの側面に取り付けられ、起立部３６Ａに接する。これにより、各ＡＥセンサ１１１は、亀裂Ｃから縦リブ３３の起立部３６Ａに伝わる弾性波を検出する。

複数のＡＥセンサ１１１は、橋軸方向ＢＤに互いに離間して配置される。すなわち、複数のＡＥセンサ１１１は、溶接部３８の延びた方向に互いに離間して配置される。複数のＡＥセンサ１１１は、図６中の（ｂ）に示すように、例えば同じ高さに配置される。なお、複数のＡＥセンサ１１１は、互いに異なる高さに配置されてもよい。また、ＡＥセンサ１１１が取り付けられる場所は、縦リブ３３の起立部３６Ａに限られない。例えば、ＡＥセンサ１１１は、縦リブ３３の水平部３７に取り付けられてもよい。また、検出装置１００は、縦リブ３３の起立部３６Ａに取り付けられた１つ以上のＡＥセンサ１１１に加えて、縦リブ３３の起立部３６Ｂに取り付けられた１つ以上のＡＥセンサ１１１を有してもよい。

次に、第２のＡＥセンサ群１２０について説明する。
図６に示すように、第２のＡＥセンサ群１２０は、複数のＡＥセンサ１２１（例えば４つのＡＥセンサ１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄ）を含む。なお、第２のＡＥセンサ群１２０は、３つ以下のＡＥセンサ１２１を含んでもよく、５つ以上のＡＥセンサ１２１を含んでもよい。

図６に示すように、第２のＡＥセンサ群１２０に含まれる複数のＡＥセンサ１２１は、それぞれデッキプレート３１に取り付けられる。詳しく述べると、各ＡＥセンサ１２１は、デッキプレート３１の下面に取り付けられ、デッキプレート３１に接する。これにより、各ＡＥセンサ１２１は、亀裂Ｃからデッキプレート３１に伝わる弾性波を検出する。

複数のＡＥセンサ１２１は、橋軸方向ＢＤ、および橋軸方向ＢＤとは交差する（例えば略直交する）方向に互いに離間して配置される。すなわち、第２のＡＥセンサ群１２０に含まれるいくつかのＡＥセンサ１２１は、溶接部３８の延びた方向に互いに離間して配置される。また、第２のＡＥセンサ群１２０に含まれるいくつかのＡＥセンサ１２１は、橋軸方向ＢＤとは交差する（例えば略直交する）方向において、縦リブ３３の両側に分かれて配置される。なお以下では、橋軸方向ＢＤとは交差する（例えば略直交する）方向を、単に「幅方向」と称する。

ここで、説明の便宜上、図６中に示されたＡＥセンサ１１１，１２１において、第１のＡＥセンサ群１１０に含まれる２つのＡＥセンサ１１１を、第１ＡＥセンサ１１１Ａ、第２ＡＥセンサ１１１Ｂと称する。橋軸方向ＢＤにおいて第１ＡＥセンサ１１１Ａと第２ＡＥセンサ１１１Ｂとの間には、１つの検査対象部位ＤＰＡが設定される。検査対象部位ＤＰＡは、デッキプレート３１と縦リブ３３との境界部（例えば溶接部３８）に対して設定される。

また説明の便宜上、第２のＡＥセンサ群１２０に含まれる４つのＡＥセンサ１２１を、第３ＡＥセンサ１２１Ａ、第４ＡＥセンサ１２１Ｂ、第５ＡＥセンサ１２１Ｃ、第６ＡＥセンサ１２１Ｄと称する。橋軸方向ＢＤにおいて第３ＡＥセンサ１２１Ａと第４ＡＥセンサ１２１Ｂとの間には、１つの検査対象部位ＤＰＢが設定される。橋軸方向ＢＤにおいて第５ＡＥセンサ１２１Ｃと第６ＡＥセンサ１２１Ｄとの間には、１つの検査対象部位ＤＰＣが設定される。検査対象部位ＤＰＢ，ＤＰＣは、それぞれデッキプレート３１と縦リブ３３との境界部（例えば溶接部３８）に対して設定される。本実施形態では、検査対象部位ＤＰＡと検査対象部位ＤＰＢとは互いに重複するため、１つの検査対象部位ＤＰとして扱われてもよい。なお以下では、検査対象部位ＤＰＡ，ＤＰＢ，ＤＰＣを互いに区別しない場合は、単に「検査対象部位ＤＰ」と称する。

図７は、検出システム１の実際の検出結果の一例を示す。すなわち、図７は、図６の配置例において第１および第２のＡＥセンサ群１１０，１２０に含まれるＡＥセンサ１１１，１２１によって検出された信号を解析し、各位置におけるＡＥ発生頻度（弾性波発生分布）の検出結果を表示したものである。なお、図７中の（ａ）は、第２のＡＥセンサ群１２０（デッキプレート３１に取り付けられたＡＥセンサ１２１）によるＡＥ発生頻度の検出結果を示す。図７中の（ａ）では、図中の色が濃くなるほど、ＡＥ発生頻度が多いことを示す。一方で、図７中の（ｂ）は、第１のＡＥセンサ群１１０（縦リブ３３に取り付けられたＡＥセンサ１１１）によるＡＥ発生頻度の検出結果を示す。図７中の（ｂ）では、図中の棒グラフが高いほど、ＡＥ発生頻度が多いことを示す。

上述したように、溶接部３８に亀裂Ｃが発生すると、弾性波が発生する。この弾性波は、亀裂Ｃからデッキプレート３１および縦リブ３３にそれぞれ伝播する。ここで、橋梁構造物１０には、走行面ＴＳを走行する車両Ｖからノイズが加わる場合がある。また、亀裂Ｃの進展方向や溶接の溶け込み状態の違いなどによって、弾性波がより強く伝播する方向が異なる場合がある。

ここで、本発明者らの研究によって、デッキプレート３１に取り付けられたＡＥセンサ１２１では検出できない弾性波についても、縦リブ３３にＡＥセンサ１１１を設置することで検出することができることが見出された。すなわち、図７に示すように、デッキプレート３１に取り付けられたＡＥセンサ１２１では弾性波が検出されていない複数個所でも、縦リブ３３に取り付けられたＡＥセンサ１１１によって、亀裂Ｃに伴う弾性波を検出することができることが分かった。すなわち、縦リブ３３にＡＥセンサ１１１を設置すると、亀裂Ｃの検出精度を高めることができることが見出された。

次に、弾性波の発生源位置（亀裂Ｃの位置）を標定する方法について説明する。
本実施形態では、第１のＡＥセンサ群１１０に含まれる互いに隣り合う２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂの検出結果を用いて、弾性波の発生源位置が標定される。なお本願で言う「標定する」とは、例えばセンサの検出結果に基づいて、対象物の位置などを求める（算出する、特定する）ことを意味する。なお以下に説明する標定方法は、第２のＡＥセンサ群１２０に関しても同様である。

図８は、弾性波の発生源位置を標定する方法を概念的に示す側面図である。
図８に示すように、本実施形態では、弾性波の発生源位置は、２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂが弾性波を検出した時刻の時間差と、縦リブ３３における弾性波の伝播速度と、溶接部３８の位置とに基づき、標定される。なお図８では、２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂが異なる高さに配置された例を示す。

詳しく述べると、図８中に示す破線の曲線は、２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂを焦点とする双曲線５１である。すなわち、双曲線５１の線上に位置する各点では、双曲線５１に対する２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂからの距離の差が一定である。言い換えると、縦リブ３３における弾性波の伝播速度をｖとし、第１ＡＥセンサ１１１Ａが弾性波を検出した時刻（ｔ１）と第２ＡＥセンサ１１１Ｂが弾性波を検出した時刻（ｔ２）との間の時間差（ｔ１－ｔ２）をΔｔとすると、双曲線５１は、ｖ×Δｔが一定となる点を連ねた線である。なお本願で言う「センサが弾性波を検出した時刻」とは、「センサに弾性波が到達した時刻」と読み替えられてもよい。

ここで、亀裂Ｃは、溶接部３８に生じるものと見做すことができる。また、溶接部３８は、縦リブ３３の端部３６ｅに沿って、直線状に設けられている。このため、図８に示すように、双曲線５１と溶接部３８との交点（交差部）５２は、１点のみが定まる。この双曲線５１と溶接部３８とが交わる交点５２を、弾性波の発生源位置として標定することができる。これにより、溶接部３８から離れた場所にＡＥセンサ１１１が設置されても、亀裂Ｃの位置を正確に標定することができる。

ここで、材料中を伝わる弾性波の伝播速度ｖは、その材料（材質）の体積弾性率をκ（Ｐａ）、密度をρ０（ｋｇ／ｍ３）とすると、

と表すことができる。

また、３次元体の場合は、せん断弾性率をＧとすると、

と表すことができる。

これは、材料中を伝わる弾性波の伝播速度ｖは、その材料固有の物性値で決まることを意味する。このため、材料に対して弾性波の伝播速度ｖを予め計算しておき、ルックアップテーブルを用意しておくことができる。すなわち、亀裂Ｃの位置標定の計算において伝播速度ｖを選択する場合に、上記ルックアップテーブルを参照することで、材料に応じた伝播速度を適切に選択することができる。

次に、再び図５を参照し、検出装置１００のＢＰＦ１３０、ＡＤＣ１４０、信号処理部１５０、および無線送信部１６０について説明する。

ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１３０は、第１および第２のＡＥセンサ群１１０，１２０と、ＡＤＣ１４０との間に設けられる。第１および第２のＡＥセンサ群１１０，１２０のＡＥセンサ１１１，１２１から出力された電圧信号は、ＢＰＦ１３０に入力され、信号帯域以外のノイズ成分が除去される。

ＡＤＣ（アナログ－デジタル変換器）１４０は、ＢＰＦ１３０と信号処理部１５０との間に設けられる。ＢＰＦ１３０を通った信号は、ＡＤＣ１４０に入力される。ＡＤＣ１４０に入力された信号は、離散化された波形データとして信号処理部１５０に入力される。

信号処理部（信号処理回路）１５０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって形成されている。例えば不揮発性のＦＰＧＡによって信号処理部１５０が形成されると、待機時の消費電力を抑えることができる。なお、信号処理部１５０は、専用のＬＳＩによって形成されてもよい。

図９は、信号処理部１５０のシステム構成を示すブロック図である。
図９に示すように、信号処理部１５０は、例えば、時間情報生成部１５１、波形整形フィルタ１５２、ゲート生成回路１５３、特徴量抽出部１５４、到達時刻決定部１５５、送信データ生成部１５６、および内部メモリ１５７を備える。

時間情報生成部１５１は、水晶発振器などのクロック源からの信号に基づき、検出装置１００の電源投入時からの累積の時刻情報を生成する。例えば、時間情報生成部１５１は、クロックのエッジをカウントするカウンタを含み、カウンタのレジスタの値を時刻情報とする。

詳しく述べると、カウンタのレジスタは、所定のビット長ｂを有する。所定のビット長ｂは、時刻分解能をｄｔ、測定継続時間をｙとすると、

の関係を満たす整数である。
すなわち、ビット長ｂは、時刻分解能ｄｔと、測定継続時間ｙとから決定される。

また、時刻分解能ｄｔは、橋梁構造物１０の材質（例えば縦リブ３３の材質）に基づく弾性波の伝播速度をｖ、位置標定精度をｄｒとすると、

の関係から求められる。
すなわち、時刻分解能ｄｔは、弾性波の伝播速度ｖと、位置標定精度ｄｒとから決定される。言い換えると、位置標定精度ｄｒに基づいてビット長ｂを決定することで、位置標定精度ｄｒを任意の範囲で設定することができ、必要かつ十分な位置標定を実現することができる。

例えば、対象となる構造物が鉄製であるとすると、弾性波の伝播速度ｖ＝５９５０［ｍ／ｓ］となる。弾性波の発生源の位置標定精度を３ｍｍ、測定継続年数を１００年とすると、ｄｔ＝０．５０［μｓｅｃ］となる。
これにより、ｂ≧５３ビットとなる。

ここで、一般的な無線モジュールの送信パケットは、バイト（Ｂｙｔｅ）単位でデータ送信が行われる。このため、ビット長ｂは、上記式（４）を満たす８の倍数となる。すなわち、ビット長ｂ≧５６ビット＝７バイトとすることで、汎用の無線モジュールを使用することが可能となる。

波形整形フィルタ１５２は、ＡＤＣ１４０と、ゲート生成回路１５３との間に設けられる。ＡＤＣ１４０から信号処理部１５０に入力された信号（波形データ）は、波形整形フィルタ１５２に通される。波形整形フィルタ１５２を通された信号は、ゲート生成回路１５３および特徴量抽出部１５４に入力される。

ゲート生成回路１５３は、一連の持続波形を抽出する。ゲート生成回路１５３は、例えばエンベロープ検出器とコンパレータとを含む。例えば、ゲート生成回路１５３は、検出されたエンベロープが所定の閾値以上の場合に、Ｈ（Ｈｉｇｈ）となるゲート信号を出力する。一方で、ゲート生成回路１５３は、検出されたエンベロープが前記閾値を下回る場合に、Ｌ（Ｌｏｗ）となるゲート信号を出力する。

特徴量抽出部１５４は、ゲート生成回路１５３から出力されるゲート信号がＨの場合に、波形データを処理し、弾性波の波形形状の特徴量（波形形状を特徴付けるパラメータ）を抽出する。波形形状の特徴量は、「弾性波の特性に関する情報」の一例である。特徴量抽出部１５４は、各弾性波において、例えば、信号の振幅、エネルギー、立ち上がり時間、持続時間、周波数、ゼロクロスカウント数などのうち少なくとも１つの値を、波形形状の特徴量として抽出する。なお本願で言う「ある内容（例えば弾性波の特性）に関する情報」とは、前記内容を直接に含む情報でもよく、または予め設定される演算処理または判定処理などが行われることで前記内容が抽出可能な情報でもよい。

図１０は、弾性波の特性に関するパラメータの具体例を示す。
図１０に示すように、「信号の振幅」は、例えば、弾性波のなかで最大振幅Ａの値である。「エネルギー」は、例えば、各時点において振幅を二乗したものを時間積分した値である。なお、「エネルギー」の定義は、上記例に限定されず、例えば波形の包絡線を用いて近似されたものでもよい。「立ち上がり時間」は、例えば、弾性波がゼロ値から予め設定される所定値を超えて立ち上がるまでの時間Ｔ１である。「持続時間」は、例えば、弾性波の立ち上がり開始から振幅が予め設定される値よりも小さくなるまでの時間Ｔ２である。「周波数」は、弾性波の周波数である。「ゼロクロスカウント数」は、例えば、ゼロ値を通る基準線ＢＬを弾性波が横切る回数である。

特徴量抽出部１５４は、各ＡＥセンサ１１１，１２１の検出結果に基づき、各ＡＥセンサ１１１，１２１における弾性波の波形形状の特徴量を抽出する。特徴量抽出部１５４は、抽出された各ＡＥセンサ１１１，１２１における波形形状の特徴量に関する情報を、送信データ生成部１５６に送る。

一方で、図９に示すように、到達時刻決定部１５５は、上記時間情報生成部１５１から、時刻情報を受け取る。また、到達時刻決定部１５５は、ゲート生成回路１５３から、ＡＥ信号の有無を示すゲート信号を受け取る。そして、到達時刻決定部１５５は、時間情報生成部１５１から受け取る時刻情報と、ゲート生成回路１５３から受け取る上記ゲート信号とに基づき、弾性波の到達時刻情報を生成する。例えば、到達時刻決定部１５５は、ゲート信号の立ち上がりエッジが発生したときの時刻情報を弾性波の到達時刻とする。

到達時刻決定部１５５は、各ＡＥセンサ１１１，１２１の検出結果に基づき、各ＡＥセンサ１１１，１２１に対する弾性波の到達時刻を算出する。到達時刻決定部１５５は、算出された各ＡＥセンサ１１１，１２１に対する弾性波の到達時刻に関する情報を、送信データ生成部１５６に送る。

送信データ生成部１５６は、特徴量抽出部１５４から受け取る各ＡＥセンサ１１１，１２１における波形形状の特徴量に関する情報と、到達時刻決定部１５５から受け取る各ＡＥセンサ１１１，１２１に対する弾性波の到達時刻に関する情報とを関連付けて（対応付けして）、送信するための一群のＡＥデータを生成する。生成されたＡＥデータは、内部メモリ１５７に保存される。内部メモリ１５７は、例えばデュアルポートＲＡＭである。なお、生成されたＡＥデータは、内部メモリ１５７に保存されずに、直接に無線送信部１６０（図５参照）に送られてもよい。

次に、図５を参照し、無線送信部１６０について説明する。
無線送信部（無線送信回路）１６０は、例えば、アンテナと、高周波信号を生成する無線モジュールとを含む。無線送信部１６０は、予め設定された所定のタイミングで、ＡＥデータを無線送信する。無線送信部１６０は、「出力部」の一例であり、ＡＥセンサ１１１，１２１の出力から得られる情報を外部に出力する。なお、無線送信部１６０は、「送信部」と称されてもよい。また、「ＡＥセンサの出力から得られる情報」とは、ＡＥセンサから出力される電圧信号そのものでもよく、または前記電圧信号に対して予め設定されたノイズ処理、演算処理または判定処理などが施されたものでもよい。また、後述する劣化検出部４１０が情報処理装置４００に代えて検出装置１００内に設けられる場合、無線送信部１６０が出力する「ＡＥセンサの出力から得られる情報」とは、橋梁構造物１０の劣化の有無または劣化の程度に関する情報を含んでもよい。

本実施形態では、無線送信部１６０は、ＡＥセンサ１１１，１２１の出力から得られる情報として、各ＡＥセンサ１１１，１２１における弾性波の波形形状の特徴量に関する情報と、各ＡＥセンサ１１１，１２１に対する弾性波の到達時刻に関する情報とを関連付けて送信する。

次に、情報集約装置２００について説明する。
図５に示すように、情報集約装置２００は、無線受信部（無線受信回路）２１０を有する。無線受信部２１０は、例えば、アンテナと、高周波信号を処理する無線モジュールとを含む。情報集約装置２００は、１つの橋梁構造物１０に例えば１つ設けられる。また、無線受信部２１０は、図示しないストレージＤＢを有する。無線受信部２１０は、橋梁構造物１０に設置される１つ以上（例えば複数）の検出装置１００から上記ＡＥデータを受信し、受信したＡＥデータをストレージＤＢに保存する。ストレージＤＢに保存されたデータは、例えば所定の周期で情報処理装置４００に送信される。

次に、交通量測定装置３００について説明する。
交通量測定装置３００は、例えば橋梁構造物１０に設置され、橋梁構造物１０を通過する車両Ｖの交通量（例えば、車両Ｖの台数）を測定する。交通量測定装置３００は、例えば、走行面ＴＳを走行する車両Ｖを撮影するカメラ３１０を有する。なお、交通量測定装置３００は、カメラ３１０に代えて、走行面ＴＳを走行する車両Ｖを検出する超音波センサなどを備えてもよい。例えば、交通量測定装置３００は、走行する車両Ｖの種別（例えば、小型車、中型車、大型車）を区別して車両Ｖの交通量を測定する。また、交通量測定装置３００は、走行面ＴＳが複数の車線を有する場合、車線毎に車両Ｖの交通量を測定する。交通量測定装置３００により測定された交通量を示すデータは、例えば所定の周期で情報処理装置４００に送信される。

情報処理装置４００は、例えば、橋梁構造物１０を管理する団体の管理事務所に設置される、またはネットワーク上に設置される電子機器（例えばサーバ）である。情報処理装置４００は、橋梁構造物１０の状態の検出する劣化検出部４１０を有する。情報処理装置４００は、「コンピュータ」の一例である。なお、情報処理装置４００については詳しく後述する。

端末装置５００は、例えば、橋梁構造物１０を管理する団体の管理事務所に設置されるパーソナルコンピュータである。端末装置５００は、表示装置５１０を有する。表示装置５１０は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイであり、情報処理装置４００の劣化検出部４１０により検出されたデータを表示可能である。表示装置５１０は、「表示部」と称されてもよい。また、表示装置５１０は、端末装置５００に代えて、情報処理装置４００の一部として設けられてもよい。

次に、情報処理装置４００の劣化検出部４１０について詳しく説明する。
図１１は、劣化検出部４１０のシステム構成を示すブロック図である。劣化検出部４１０は、例えば、標定部４１１、閾値設定部４１２、発生回数計数部４１３、計数時間設定部４１４、判定部４１５、および出力部４１６を有する。これら機能部の全部または一部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェアプロセッサが記憶部に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。ただし、これらの機能部のうち一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。これらは、後述する第２から第６の実施形態の劣化検出部４１０の各機能部についても同様である。

まず、標定部４１１および閾値設定部４１２について説明する。
標定部４１１は、第１のＡＥセンサ群１１０により検出された弾性波の発生源位置を標定するとともに、第２のＡＥセンサ群１２０により検出された弾性波の発生源位置を標定する。詳しく述べると、標定部４１１は、各ＡＥセンサ１１１，１２１における弾性波の波形形状の特徴量に関する情報を比較することで、各ＡＥセンサ１１１，１２１が検出した弾性波が互いに同一であるか否かを判定する。すなわち、標定部４１１は、各ＡＥセンサ１１１，１１２（例えばＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂ）で検出された弾性波の信号の振幅、エネルギー、立ち上がり時間、持続時間、周波数、ゼロクロスカウント数などのうち少なくとも１つ（例えば２つ以上）を比較することで、各ＡＥセンサ１１１，１１２（例えばＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂ）が検出した弾性波が同一であるか否かを判定する。

標定部４１１は、複数のＡＥセンサ１１１（または複数のＡＥセンサ１２１）における弾性波の波形形状の特徴量の類似度（波形形状の類似度）が予め設定された所定の範囲内である場合に、複数のＡＥセンサ１１１（または複数のＡＥセンサ１２１）が検出した弾性波が同一の弾性波であると判定し、その弾性波の発生源位置を標定する。なお、弾性波の類似度の判定は、縦リブ３３に取り付けられたＡＥセンサ１１１と、デッキプレート３１に取り付けられたＡＥセンサ１２１とでは別々に行われる。これは、例えば、縦リブ３３の板厚とデッキプレート３１の板厚とが異なるため、ＡＥセンサ１１１に入力される弾性波の波形形状と、ＡＥセンサ１２１に入力される波形形状とが異なるため、またデッキプレート３１は舗装部３２で覆われているためである。

具体的には、標定部４１１は、図８を参照して上述したように、例えば２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂが弾性波を検出した時刻の時間差と、縦リブ３３における弾性波の伝播速度と、溶接部３８の位置とに基づき、弾性波の発生源位置を標定する。すなわち、標定部４１１は、図８における双曲線５１と溶接部３８との交点５２を、弾性波の発生源位置として標定する。

また、標定部４１１は、位置標定に伴うノイズ処理を行う。標定部４１１は、予め設定される所定のアルゴリズムに基づいてノイズを除去するノイズ除去部の一例である。例えば、標定部４１１は、ノイズ処理の判定基準となる閾値を、閾値設定部４１２から受け取る。閾値設定部４１２に格納される閾値は、ユーザーによって変更可能である。標定部４１１は、位置標定結果により、所定の閾値の範囲外から生じていると判定された弾性波をノイズと見做す。このようにノイズ除去においては、所定の閾値に基づき、ノイズであるか、意味のある信号であるかが判断される。このため、サーバ側でノイズ処理を行うことで、閾値条件を柔軟に変更することができる。すなわち、設置状況や測定対象物の条件、気候条件など、多くの条件を加味し、柔軟に閾値を設定することができる。これにより、ノイズをより効果的に除去することができる。

次に、発生回数計数部４１３および計数時間設定部４１４について説明する。
発生回数計数部４１３は、標定部４１１により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定の計数時間（計測時間）に亘り蓄積することで、複数の弾性波の発生源位置の分布（ヒット数分布）を算出する。なお、「弾性波の発生源位置の分布」とは、「弾性波の発生源位置の分布密度」と称されてもよい。発生回数計数部４１３は、「第１計数部」の一例である。所定の計数時間は、「所定時間」の一例である。以下では、説明の便宜上、「弾性波の発生源位置の分布」を「弾性波発生分布」と称する。

図１２は、発生回数計数部４１３により算出される弾性波発生分布の一例を示す図である。図１２に示すように、発生回数計数部４１３は、例えば、検査対象部位ＤＰの橋軸方向ＢＤの位置ごとに、その位置で発生した弾性波の発生回数（発生頻度）を上記所定の計数時間に亘り計数する。これにより、検査対象部位ＤＰにおける弾性波発生分布が算出される。発生回数計数部４１３は、上記所定の計数時間が経過すると、算出した弾性波発生分布を示す情報を判定部４１５に出力する。

計数時間設定部４１４は、走行面ＴＳを通過する車両Ｖの交通量に基づき、上記所定の計数時間を決定する。本実施形態では、計数時間設定部４１４は、交通量測定装置３００により測定された走行面ＴＳを通過する車両Ｖの交通量を示すデータに基づき、上記所定の計数時間を決定する。

計数時間設定部４１４は、例えば、走行面ＴＳを通過する車両Ｖの台数が第１車両通過台数を超える第１時間を上記所定の計数時間として設定する。ここで、第１車両通過台数の対象となる車両Ｖは、大型車や小型車を含む全車種の車両である。第１車両通過台数は、例えば１６，０００台である。

なお、計数時間設定部４１４は、上記第１時間に代えて、走行面ＴＳを通過する特定車種の車両Ｖの台数が第２車両通過台数を超える第２時間を上記所定の計数時間として設定してもよい。ここで、特定車種の車両Ｖとは、例えば大型車である。本願でいう「大型車」とは、例えば重量１．１トン以上の車種を指す。第２車両通過台数は、第１車両通過台数よりも少ない台数であり、例えば７，０００台である。

また、計数時間設定部４１４は、上記第１時間または上記第２時間に代えて、走行面ＴＳのなかで検査対象部位ＤＰとなる溶接部３８の直上に位置する車線を通過する車両Ｖの台数が第３車両通過台数を超える第３時間を上記所定の計数時間として設定してもよい。ここで、第３車両通過台数の対象となる車両Ｖは、大型車や小型車を含む全車種の車両である。第３車両通過台数は、第１車両通過台数よりも少ない台数であり、例えば５，３００台である。

ここで、計数時間設定部４１４は、上記第１時間と上記第２時間とのうち短い方の時間を上記所定の計数時間として設定してもよい。また、計数時間設定部４１４は、上記第１時間と上記第３時間とのうち短い方の時間を上記所定の計数時間として設定してもよい。また、計数時間設定部４１４は、上記第１時間と上記第２時間と上記第３時間とのうち最も短い時間を上記所定の計数時間として設定してもよい。

以下、上述した第１から第３の車両通過台数の根拠について説明する。なお前提として、本発明者らは、亀裂Ｃの位置が予め確認されている鋼床版１３に対して検出システム１を用いた予備実験を行い、検出装置１００により７２時間計測した場合、鋼床版１３に存在する亀裂Ｃ（既知の亀裂Ｃ）を漏らさずに検出できることを確認している。言い換えると、７２時間計測後の弾性波発生分布には、鋼床版１３に存在する亀裂Ｃ（既知の亀裂Ｃ）が漏れなく表れている。このため、７２時間計測後の弾性波発生分布は、弾性波発生分布の正解データとして用いることができる。

図１３は、本実施形態に関連して本発明者らが行った実験の実験結果であり、７２時間計測後の弾性波発生分布（正解データ）に対する、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布の相関係数の変化を、累積の車両通過台数（全車種）に対して表した図である。図１３に示すように、相関係数がおよそ０．８に達すると、その時点での弾性波発生分布は、７２時間計測後の弾性波発生分布の最終結果と非常に近くなることが確認された。このため、相関係数が０．８に達するのに必要な車両通過台数が、亀裂Ｃの検出に十分な車両通過台数（第１車両通過台数）と考えることができる。図１３に示すように、第１車両通過台数は、約１６，０００台である。

図１４は、図１３と同様の分析を、車種を大型車に限定して実施したものである。図１４に示すように、相関係数が０．８を越えた大型車の車両通過台数は、約７，０００台である。大型車以外の車種の通過では、橋梁構造物１０にかかる負荷が比較的小さいため、亀裂Ｃを要因とする弾性波があまり生じない可能性が考えられる。

また、亀裂Ｃから発生する弾性波を誘発するには、溶接部３８の直上を通る車線を車両Ｖが通過することが最も負荷が大きいと考えられる。したがって、上記所定の計数時間を決定するための交通量は、車線別の車両通過台数を使用することが考えられる。ここで、図１３の実験結果は、３車線道路の鋼床版１３について計測した車両通過台数である。このため、弾性波発生分布を計測した溶接部３８に最も近い車線を通過した車両通過台数は、全車両通過台数の３分の１だと考えられる。したがって、相関係数が０．８に達するのは、全車両通過台数である１６，０００台の３分の１である５，３００台が溶接部３８の直上の車線を通過した場合と考えられる。

以上のように、計数時間設定部４１４は、走行面ＴＳを通過する車両Ｖの交通量に基づき、上記所定の計数時間を決定し、決定した所定の計数時間を発生回数計数部４１３に出力する。例えば、計数時間設定部４１４は、交通量測定装置３００により測定された車両通過台数に基づき、走行面ＴＳを通過した車両Ｖ（全車種）の台数が第１車両通過台数を超えたか否か、走行面ＴＳを通過した特定車種の車両Ｖ（例えば大型車）の台数が第２車両台数を超えたか否か、および、走行面ＴＳのなかで検査対象部位ＤＰとなる溶接部３８の直上に位置する車線を通過する車両Ｖの台数が第３車両通過台数を超えたか否かを監視する。そして、計数時間設定部４１４は、例えば、走行面ＴＳを通過する車両Ｖ（全車種）が第１車両通過台数を超えた場合、走行面ＴＳを通過する特定車種の車両Ｖ（例えば大型車）の第２車両通過台数を超えた場合、または、走行面ＴＳのなかで検査対象部位ＤＰとなる溶接部３８の直上に位置する車線を通過する車両Ｖが第３車両通過台数を超えた場合、上記所定の計数時間が経過したことを示す信号を発生回数計数部４１３に出力する。発生回数計数部４１３は、上記信号を計数時間設定部４１４から受信した場合に、弾性波発生分布の算出を完了する。

次に、判定部４１５について説明する。
判定部４１５は、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布に基づいて亀裂Ｃの位置を判定する。例えば、判定部４１５は、各位置において弾性波の発生回数が予め設定された閾値以上となった位置に、その位置に亀裂Ｃが存在すると判定する。言い換えると、判定部４１５は、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布のなかで、弾性波の発生回数が局所的に大きくなっている位置に亀裂Ｃが存在すると判定する。また、判定部４１５は、弾性波発生分布における弾性波の発生回数に基づき、亀裂Ｃの大きさを判定してもよい。判定部４１５による判定結果は、出力部４１６に出力される。

次に、出力部４１６について説明する。
出力部４１６は、判定部４１５の判定結果を表示装置５１０に表示させるための情報を生成し、生成した情報を表示装置５１０に出力する。これにより、判定部４１５の判定結果が表示装置５１０に表示される。

次に、検出システム１の処理の流れについて説明する。
図１５は、本実施形態の検出方法の流れを示すフローチャートである。
図１５に示すように、まず、検出システム１は、橋梁構造物１０に設けられたＡＥセンサ１１１，１２１を用いて、亀裂Ｃの発生または亀裂Ｃの進展に伴う弾性波を検出する（ステップＳ１１）。

次に、検出システム１は、各ＡＥセンサ１１１，１２１の検出結果に基づき、各ＡＥセンサ１１１，１２１によって検出された弾性波の波形形状を特徴付ける特徴量（波形形状を特徴付けるパラメータ）を抽出する（ステップＳ１２）。また、検出システム２は、各ＡＥセンサ１１１，１２１の検出結果に基づき、各ＡＥセンサ１１１，１２１に対する弾性波の到達時刻を算出する（ステップＳ１３）。なお、上記ステップＳ１２と上記ステップＳ１３とは、行われる順序が逆でもよく、または同時に行われてもよい。

次に、検出システム１は、弾性波の発生源の位置標定が行われる（ステップＳ１４）。具体的には、検出システム１は、弾性波の波形形状の特徴量に関する情報に基づき、例えばＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂによって検出された弾性波の類似度を比較する。そして、ＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂによって検出された弾性波の類似度が所定の範囲内である場合に、それら弾性波が同一の弾性波であると判定され、弾性波の発生源の位置標定が行われる。例えば、弾性波の発生源の位置標定は、２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂが弾性波を検出した時刻の時間差と、縦リブ３３における弾性波の伝播速度と、溶接部３８の位置とに基づき行われる。

次に、検出システム１は、標定された弾性波の発生源位置を蓄積し、弾性波発生分布を算出する（ステップＳ１５）。

また、検出システム１は、交通量測定装置３００により測定された累積の車両通過台数に基づき、走行面ＴＳを通過した累積の車両通過台数が上述した所定条件を満たすか否かを監視する（ステップＳ１６）。累積の車両通過台数が所定条件を満たさない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１１からステップＳ１５の処理が繰り返される。

一方で、検出システム１は、累積の車両通過台数が所定条件を満たす場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、算出された弾性波発生分布に基づき、亀裂Ｃの位置などを判定する（Ｓ１７）。そして、検出システム１は、判定された亀裂Ｃの位置などを示す情報を表示装置５１０に表示させる（ステップＳ１８）。これにより、図１５に示すフローの処理が終了する。

以上のような構成によれば、橋梁構造物１０の状態の検出精度の向上を図ることができる。ここで、ＡＥセンサ１１１，１２１が捉える弾性波には、亀裂Ｃから発生するもののほか、無関係のノイズも大量に含まれる。亀裂Ｃからの弾性波は、走行面ＴＳを車両Ｖが通過する際に鋼床版１３に負荷がかかることで、亀裂Ｃが進展したり既にある亀裂Ｃがこすれあうことによって発生する。そのため、車両Ｖが検査対象部位ＤＰ上を十分な台数通過しないと、ノイズを十分に上回る弾性波発生数が観測されず、亀裂Ｃの位置を正確に検出することが難しい場合がある。

そこで本実施形態では、正確な亀裂Ｃの検出に必要な計数時間を、走行面ＴＳを十分な台数の車両Ｖが通過するのにかかる時間を当該地点の交通量に基づいて決定する。これにより、より正確な亀裂Ｃの位置の判定を行うことができる。

また、計数時間を決定するための交通量は、全ての車両Ｖの通過台数、大型車など特定の車種に限定した車両通過台数、特定の車線別の車両通過台数などが考えられるが、これらのうち最も短い時間を計測時間とすれば十分である。このため、これらのうち最も短い時間を計数時間とすることで、検査コストの低減を図ることができる。また、検査を実際に実施できる計数時間が十分でない場合にも、不足した計数時間で得られた亀裂位置検出結果の信頼度の評価に活用することも可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、弾性波発生分布に加えて、弾性波のエネルギーを示す情報にも基づいて亀裂Ｃの位置が判定される点で、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１６は、第２の実施形態の劣化検出部４１０のシステム構成を示すブロック図である。本実施形態の劣化検出部４１０は、第１の実施形態の構成に加えて、エネルギー算出部４１７と、エネルギー計数部４１８とをさらに有する。

エネルギー算出部４１７は、ＡＥセンサ１１１，１２１の出力に基づき、弾性波のエネルギーの大きさを算出する。例えば、エネルギー算出部４１７は、弾性波の振幅（例えば図１０中の振幅Ａ）と持続時間（例えば図１０中の持続時間Ｔ２）との少なくとも一方に基づいて弾性波のエネルギーの大きさを算出する。エネルギー算出部４１７により算出された弾性波のエネルギーの大きさは、エネルギー計数部４１８に出力される。

エネルギー計数部４１８は、エネルギー算出部４１７により算出された弾性波のエネルギーの情報と、標定部４１１により標定された弾性波の発生源位置の情報とを、例えば上記所定の計数時間にわたって蓄積することで、上記所定の計数時間内に発生した複数の弾性波の累積エネルギー分布を算出する。より具体的には、エネルギー計数部４１８は、弾性波が検出される度に、標定部４１１により標定された弾性波の発生源位置にその弾性波のエネルギーを積算することで、弾性波の発生源位置ごとの累積エネルギー分布を算出する。エネルギー計数部４１８は、「第２計数部」の一例である。

図１７は、エネルギー計数部４１８により算出された弾性波の累積エネルギー分布（図１７中の（ａ））と、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布（図１７中の（ｂ））との一例を示す図である。図１７に示す例では、弾性波の累積エネルギー分布と弾性波発生分布とでそれぞれ異なる位置に分布の集中が確認され、どちらか片方の分布ではとらえられない亀裂Ｃが存在することが分かる。

本実施形態では、判定部４１５は、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布と、エネルギー計数部４１８により算出された累積エネルギー分布とに基づき、亀裂Ｃの位置を判定する。すなわち、判定部４１５は、弾性波発生分布において、弾性波の発生回数が予め設定された閾値以上となった位置に、亀裂Ｃが存在すると判定する。これに加えて、判定部４１５は、弾性波の累積エネルギー分布において、弾性波の累積エネルギーが予め設定された閾値以上となった位置に、亀裂Ｃが存在すると判定する。

このような構成によれば、橋梁構造物１０の状態の検出精度のさらなる向上を図ることができる。すなわち、亀裂Ｃの性状によっては、非常にエネルギーの大きな弾性波がまれな頻度で発生するような亀裂Ｃも存在することが本発明者らの実験により確認された。このような亀裂Ｃは弾性波発生分布による判定だけでは検出されない場合がある。

しかしながら、本実施形態の判定部４１５は、発生回数計数部４１３により算出された弾性波発生分布に加え、弾性波の発生源位置ごとに弾性波のエネルギーを積算した累積エネルギー分布に基づく亀裂位置の判定を併用する。これにより、弾性波発生分布からでは捉えられない亀裂Ｃも捉えることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、縦リブ３３に設けられる添接部６０を跨がないように検査対象部位ＤＰが設定される点で、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１８は、第３の実施形態の鋼床版１３の一例を示す断面斜視図である。図１８に示すように、縦リブ３３は、橋軸方向ＢＤに分割して形成された複数の縦リブ部材３３ａと、複数の縦リブ部材３３ａを互いに結合する複数の添接板６１とを有する。すなわち、縦リブ３３は、鋼床版１３の橋軸方向の全長にわたって配設されるが、十数ｍ～数十ｍごとに分割されて形成されており、添接板６１によって互いに結合されている。例えば、複数の添接板６１は、複数の縦リブ部材３３ａの端部の内面と外面とにそれぞれあてがわれるとともに、ボルトのような締結部材６２によって縦リブ部材３３ａに固定されている。これにより、複数の縦リブ部材３３ａの端部同士が添接板６１により結合されている。

別の観点で見ると、縦リブ３３は、それぞれ橋軸方向ＢＤに延びた複数の延伸部分７０と、複数の延伸部分７０の間に設けられ、前記複数の延伸部分７０を結合させる添接部６０とを有する。添接部６０は、縦リブ３３の現場継手部であり、上述した添接板６１を含む。以上の構成を言い換えると、縦リブ３３は、１つ以上の添接部６０により橋軸方向ＢＤで複数の区間Ｒ（図１９参照）に分割されている。すなわち、縦リブ３３は、１つ以上の添接部６０の各々を境界として複数の区間Ｒに分割されている。

例えば、添接部６０の板厚は、延伸部分７０の板厚に比べて厚い。例えば、添接部６０の板厚は８ｍｍであり、延伸部分７０の板厚は６ｍｍである。また、添接部６０は、縦リブ３３の内部に設けられたダイヤフラム６３を含む。ダイヤフラム６３は、縦リブ３３の内部を密閉する部材である。添接部６０の下部には、縦リブ３３の内部に作業者が手を入れるためのハンドホール６４が設けられている。

図１９は、本実施形態のＡＥセンサ１１１の配置位置を示す平面図である。本実施形態では、検査対象部位ＤＰは、縦リブ３３に設けられた１つ以上の添接部６０に含まれる各添接部６０の橋軸方向ＢＤの両側に分かれないように（添接部６０を跨がないように）、区間Ｒごとに独立して設定される。すなわち、同じ検査対象部位ＤＰを対象とする複数のＡＥセンサ１１１（例えば、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペア）は、橋軸方向ＢＤで添接部６０の両側に分かれないように１つの区間Ｒ内で縦リブ３３に取り付けられ、その区間Ｒから生じる弾性波を検出する。

図２０は、本実施形態のＡＥセンサ１１１の配置位置を示す側面図である。
ＡＥセンサ１１１は、できる限り添接部６０に近い位置に配置される。例えば、ＡＥセンサ１１１は、このＡＥセンサ１１１に最も近い添接部６０に対して、添接部６０の特定部位からの距離が所定距離（例えば１５ｃｍ）以内となるように配置される。「特定部位」の一例は、橋軸方向ＢＤにおいて添接板６１のなかでＡＥセンサ１１１に近い側の末端６０ａ（第１特定部位）である。「特定部位」の別の例は、添接部６０に設けられる複数のダイヤフラム６３のなかで、ＡＥセンサ１１１に最も近いダイヤフラム６３（第２特定部位）でもよい。「特定部位」のさらに別の例は、縦リブ３３の板厚が増加する領域のＡＥセンサ１１１に近い側の末端６５（第３特定部位）でもよい。「特定部位」は、上述した第１特定部位、第２特定部位、および第３特定部位のなかで、橋軸方向ＢＤで最も添接部６０の外側にある位置でもよい。

ここで、ＡＥセンサ１１１の固定構造について説明する。
図２１は、ＡＥセンサ１１１を縦リブ３３に固定するためのホルダ１７０を示す断面図である。ホルダ１７０は、例えば、ホルダ本体１７１、複数のマグネット１７２、および複数のばね部材１７３を有する。

ホルダ本体１７１は、縦リブ３３とは反対側からＡＥセンサ１１１に当接している。ホルダ本体１７１は、橋軸方向ＢＤでＡＥセンサ１１１よりも大きな幅（長さ）Ｌ１を有する。例えば、ホルダ本体１７１は、橋軸方向ＢＤでＡＥセンサ１１１に対して第１側に位置した第１部分１７１ａと、第１側とは反対側に位置した第２部分１７１ｂとを含む。

複数のマグネット１７２は、第１マグネット１７２Ａと、第２マグネット１７２Ｂとを含む。第１マグネット１７２Ａは、ホルダ本体１７１の第１部分１７１ａに対応して設けられている。第２マグネット１７２Ｂは、ホルダ本体１７１の第２部分１７１ｂに対応して設けられている。第１および第２のマグネット１７２Ａ，１７２Ｂは、縦リブ３３に対して磁力により吸着し、縦リブ３３に着脱可能に固定される。

複数のばね部材１７３は、第１ばね部材１７３Ａと、第２ばね部材１７３Ｂとを含む。第１ばね部材１７３Ａは、ホルダ本体１７１の第１部分１７１ａと第１マグネット１７２Ａとにそれぞれ固定され、ホルダ本体１７１の第１部分１７１ａを第１マグネット１７２Ａに向けて付勢する。第２ばね部材１７３Ｂは、ホルダ本体１７１の第２部分１７１ｂと第２マグネット１７２Ｂとにそれぞれ固定され、ホルダ本体１７１の第２部分１７１ｂを第２マグネット１７２Ｂに向けて付勢する。

ここで、ホルダ１７０と添接部６０の特定部位（すなわち、第１特定部位、第２特定部位、または第３特定部位）との間の橋軸方向ＢＤの距離Ｌ２は、ホルダ１７０の橋軸方向ＢＤの全長Ｌ１よりも短い。例えば、上述した第１特定部位、第２特定部位、および第３特定部位のなかで、橋軸方向ＢＤで最も添接部６０の外側にある特定部位とホルダ１７０との間の橋軸方向ＢＤの距離は、ホルダ１７０の橋軸方向ＢＤの全長Ｌ１よりも短い。

このような構成によれば、橋梁構造物１０の状態の検出精度のさらなる向上を図ることができる。すなわち、弾性波は、添接部６０のように途切れていなければ、縦リブ３３内では橋軸方向ＢＤに非常に遠くまで（例えば１０ｍ以上にわたって）減衰せずに伝搬する。このため、縦リブ３３に取り付けるＡＥセンサ１１１の間隔は、約１０ｍにすることができる。これは、少ないＡＥセンサ１１１の数でより広い範囲の溶接部の亀裂を検査する目的から好ましい。

ここで、これまでは、縦リブ３３は、例えば添接部６０でも添接板６１を介して強固に結合されているので、弾性波があまり減衰せずに添接部６０を越えて伝わると考えられていた。添接部６０を通る伝搬が減衰してしまう場合でも、弾性波はデッキプレート３１を通って添接部６０を迂回して伝わるとも考えられていた。しかしながら、実際には縦リブ３３の添接部６０では弾性波の減衰が非常に大きく、弾性波はほぼ添接部６０を越えて伝わらないことが、本発明者らの実験により初めて確認された。このような弾性波に関する新たな知見を有しない通常の当業者であれば、検査作業上の便利さから、検査区間は橋脚ごとで区切るものと思われる。

添接部６０での減衰が大きい理由はいくつか挙げられる。（１）縦リブ３３の橋軸方向ＢＤの延長が添接部６０で断絶しているため。（２）添接部６０の板厚が増加する部分で弾性波が反射されるため。（３）添接板６１が締結部材６２により固定されている部分で、実効的な板厚が変化し、弾性波が反射されるため。（４）添接部６０のダイヤフラム６３によって橋軸方向ＢＤに伝搬する弾性波が直交方向に拡散してしまうため。（５）縦リブ３３の添接部６０を迂回してデッキプレート３１を伝搬する弾性波は、舗装部３２のアスファルトに吸収されて減衰が大きく伝わりにくいため、などである。

２つのＡＥセンサ１１１の間に添接部６０が存在すると、弾性波が片方のＡＥセンサに届かずに減衰してしまうため、弾性波の発生源位置を標定できない。そのため本実施形態では、検査対象部位ＤＰは添接部６０を跨がないような配置とする。

一方で、添接部６０とＡＥセンサ１１１との距離が不必要に離れていると、添接部６０周辺の亀裂Ｃを検出することが出来なくなる。本実施形態では、このような不感帯（亀裂Ｃが検出することができない領域）を減らすために、ＡＥセンサ１１１を添接部６０へなるべく近づける（例えば１５ｃｍ以内）ようにしている。

本実施形態では、検出装置１００は、添接部６０により分断された複数の区間Ｒの各々に対して１つずつ設置される。このような構成によれば、最も少ないセンサ数で効率よく橋梁のような橋梁構造物１０の全長にわたる検査を実施することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、添接部６０の近くにおいてデッキプレート３１にＡＥセンサ１２１が取り付けられた点で、第３の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第３の実施形態と同様である。

図２２は、本実施形態のＡＥセンサ１１１，１２１の配置位置を示す平面図である。本実施形態では、第３の実施形態と同様に、縦リブ３３に設けられた複数のＡＥセンサ１１１（例えば、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペア）により実現される第１検査対象部位ＤＰ１は、縦リブ３３に設けられた１つ以上の添接部６０に含まれる各添接部６０の橋軸方向ＢＤの両側に分かれないように（添接部６０を跨がないように）、区間Ｒごとに独立して設定される。

一方で、デッキプレート３１に設けられた複数のＡＥセンサ１２１（例えば、第３および第４のＡＥセンサ１２１Ａ，１２１Ｂのペア）により実現される第２検査対象部位ＤＰ２は、添接部６０の橋軸方向ＢＤの両側に亘るように設定される。すなわち、第２検査対象部位ＤＰ２を対象とする複数のＡＥセンサ１２１（例えば、第３および第４のＡＥセンサ１２１Ａ，１２１Ｂのペア）は、添接部６０の橋軸方向ＢＤの両側に分かれるようにデッキプレート３１に取り付けられ、添接部６０の近くから生じる弾性波を検出する。

ここで、デッキプレート３１内では、弾性波が舗装部３２のアスファルトに吸収されて減衰し遠くまで届かない場合がある。このため、デッキプレート３１に取り付けられる複数のＡＥセンサ１２１の間の距離は近くする（例えば１ｍ以下にする）必要がある。例えば、複数のＡＥセンサ１２１は、添接部６０の上述した特定部位（第１から第３の特定部位のいずれか）からそれぞれ外側へ１ｍ以内の位置に設置される。添接部６０の特定部位の定義は、第３の実施形態における定義と同じである。

標定部４１１は、第１ＡＥセンサ１１１Ａおよび第２ＡＥセンサ１１１Ｂの出力に基づき、第１検査対象部位ＤＰ１における弾性波の発生源位置を標定する。また、標定部４１１は、第３ＡＥセンサ１２１Ａおよび第４ＡＥセンサ１２１Ｂの出力に基づき、第２検査対象部位ＤＰ２における弾性波の発生源位置を標定する。

このような構成によれば、添接部６０に発生する亀裂Ｃや、添接部６０近くに発生する亀裂Ｃを検出することができる。

（第４の実施形態の変形例）
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。本変形例は、ＡＥセンサ１２１の取り付け位置が第４の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第４の実施形態と同様である。

図２３は、本変形例のＡＥセンサ１１１，１２１の配置位置を示す平面図である。本変形例では、デッキプレート３１に設けられた複数のＡＥセンサ１２１は、橋軸方向ＢＤにおいて、縦リブ３３に設けられたＡＥセンサ１１１よりも添接部６０から離れた位置に配置される。これにより、縦リブ３３に設けられたＡＥセンサ１１１（例えば、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペア）による第１検査対象部位ＤＰ１と、デッキプレート３１に設けられたＡＥセンサ１２１（例えば、第３および第４のＡＥセンサ１２１Ａ，１２１Ｂのペア）による第２検査対象部位ＤＰ２とが互いに一部重複する。

このような構成によれば、不感帯を無くすことができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、縦リブ３３が横桁２２によっても複数の区間Ｒに分割された点で、第３の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第３の実施形態と同様である。

図２４は、本実施形態のＡＥセンサ１１１の配置位置を示す平面図である。図２４に示すように、縦リブ３３は、１つ以上の添接部６０と１つ以上の横桁２２とにより橋軸方向ＢＤで複数の区間Ｒに分割されている。

本実施形態では、検査対象部位ＤＰは、横桁２２の橋軸方向ＢＤの両側に分かれないように（横桁２２を跨がないように）、各区間Ｒ内に設定される。すなわち、同じ検査対象部位ＤＰを対象とする複数のＡＥセンサ１１１（例えば、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペア）は、横桁２２の橋軸方向ＢＤの両側に分かれないように１つの区間Ｒ内で縦リブ３３に取り付けられ、その区間Ｒから生じる弾性波を検出する。２つのＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂは、それぞれできる限り横桁２２に近い位置に配置される。例えば、ＡＥセンサ１１１は、横桁２２からの距離が所定距離（例えば１５ｃｍ）以内となるように配置される。

このような構成によれば、橋梁構造物１０の状態の検出精度のさらなる向上を図ることができる。すなわち、板厚が縦リブ３３よりも大きく、縦リブ３３と交差する方向に溶接された横桁２２においても、橋軸方向ＢＤに伝搬する弾性波が拡散し減衰が大きい。そのため本実施形態では、検査対象部位ＤＰは、横桁２２を跨がないように配置される。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態は、検査対象部位ＤＰの端部から距離を空けてＡＥセンサ１１１が取り付けられた点、および複数の検査対象領域ＤＰ１，ＤＰ２が互いに一部重なるように設定されたで、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。以下では、検査対象部位ＤＰの端部から距離を空けて配置されるＡＥセンサの例として、縦リブ３３に設けられたＡＥセンサ１１１が該当する場合について説明する。なお、検査対象部位ＤＰの端部から距離を空けて配置されるＡＥセンサは、デッキプレート３１に設けられるＡＥセンサ１２１でもよい。

図２５は、本実施形態のＡＥセンサ１１１の配置位置を示す図である。本実施形態では、橋梁構造物１０には、第１検査対象部位ＤＰ１および第２検査対象部位ＤＰ２が設定されている。

第１検査対象部位ＤＰ１には、複数のＡＥセンサ１１１（例えば、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペア）が対応して設けられている。すなわち、標定部４１１は、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂの出力に基づき、第１検査対象部位ＤＰ１における弾性波の発生源位置を標定する第１標定部４１１ａを含む。本実施形態では、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂは、橋軸方向ＢＤで第１検査対象部位ＤＰ１の両端からそれぞれ外側に所定距離以上離れた位置に配置され、縦リブ３３に取り付けられている。「所定距離」は、例えば１５ｃｍ以上である。

第２検査対象部位ＤＰ２には、複数のＡＥセンサ１１１（例えば、第３ＡＥセンサ１１１Ｃおよび第４ＡＥセンサ１１１Ｄ）が対応して設けられている。すなわち、標定部４１１は、第３ＡＥセンサ１１１Ｃおよび第４ＡＥセンサ１１１Ｄの出力に基づき、第２検査対象部位ＤＰ２における弾性波の発生源位置を標定する第２標定部４１１ｂを含む。第３ＡＥセンサ１１１Ｃおよび第４ＡＥセンサ１１１Ｄは、橋軸方向ＢＤで第２検査対象部位ＤＰ２の両端からそれぞれ外側に所定距離以上離れた位置に配置され、縦リブ３３に取り付けられている。「所定距離」は、例えば１５ｃｍ以上である。

本実施形態では、第１検査対象部位ＤＰ１と第２検査対象部位ＤＰ２とは互いに一部が重複して設定されている。

このような構成によれば、橋梁構造物１０の状態の検出精度のさらなる向上を図ることができる。ここで、図１２を参照し、弾性波の発生源分布の計測結果の一例について説明する。図１２における左右両端は、それぞれＡＥセンサ１１１ＡとＡＥセンサ１１１Ｂの位置である。このとき、図１２中の例の左端のように、ＡＥセンサ１１１の位置近傍に高密度の弾性波発生分布が算出されることがある。この理由は、２つのＡＥセンサ１１１の外側から発生した弾性波が２つのＡＥセンサ１１１で検出された場合、本来は発生源位置が標定できないにもかかわらず、２つのＡＥセンサ１１１への到達時間差が全て一定となり、弾性波の発生源位置がＡＥセンサ１１１の近傍に標定されてしまうためである。そのため、ＡＥセンサ１１１の近傍に亀裂Ｃが存在しなくても、ノイズ弾性波によって弾性波発生分布がＡＥセンサ１１１の近傍に集中する傾向が生じる。弾性波発生分布が高密度の位置を亀裂Ｃの位置と判定する場合、ＡＥセンサ１１１の近傍に誤って亀裂Ｃの位置を検出してしまう可能性がある。

そこで本実施形態では、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂは、橋軸方向ＢＤで第１検査対象部位ＤＰ１の両端からそれぞれ外側に所定距離以上離れた位置に配置されている。本実施形態では、ＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂの近傍（例えば、１５ｃｍ以内）の弾性波分布は算出しない。これにより、弾性波の発生源位置の誤検出を抑制し、橋梁構造物１０の状態の検出精度のさらなる向上を図ることができる。

一方で、第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂを、橋軸方向ＢＤで第１検査対象部位ＤＰ１の両端からそれぞれ外側に所定距離以上離れた位置に配置すると、ＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂの間の区間の両端には亀裂Ｃの検出を行えない不感帯が生じてしまう。

そこで本実施形態では、２セットの検出装置１００（第１および第２のＡＥセンサ１１１Ａ，１１１Ｂのペアと、第３および第４のＡＥセンサ１１１Ｃ，１１１Ｄのペア）を設置し、互いのセンサペアを交互に配置することにより、互いの検査対象部位ＤＰ１，ＤＰ２の一部分が重複するようにする。これにより、２セットの検出装置１００の不感帯を互いに補い合って検査不能領域が生じないようにすることができる。

以上、いくつかの実施形態について説明したが、実施形態は上記例に限定されない。例えば、上述した実施形態および変形例は、互いに組み合わされて実現可能である。また、検出装置、検出システム、検出方法、および情報処理装置は、亀裂の位置を検出することに限定されず、構造物の状態（例えば、劣化の有無、劣化の程度、亀裂の有無、亀裂の位置、亀裂の程度などの少なくともひとつ）を検出するものであればよい。

検出装置１００は、第１のＡＥセンサ群１１０と第２のＡＥセンサ群１２０との両方を有する必要はなく、第１のＡＥセンサ群１１０と第２のＡＥセンサ群１２０とのうち一方のみを有してもよい。

１つの観点によれば、第３から第６の実施形態では、発生回数計数部４１３が弾性波発生分布を算出するために用いられる所定の計測時間は、走行面ＴＳを走行する車両Ｖの台数に基づかず、別の基準に基づいて決定されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、検出システムは、車両が走行する走行面を下方から支持する第１部材と、前記第１部材に対して前記走行面とは反対側に設けられた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との境界に沿って設けられ、前記第１部材と前記第２部材とを固定した溶接部とからなる構造物に存在する亀裂の位置を検出する検出システムである。前記検出システムは、複数のＡＥセンサと、標定部と、発生回数計数部と、判定部とを持つ。前記複数のＡＥセンサは、前記溶接部が延びた方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記第１部材または前記第２部材に取り付けられて、弾性波を検出する。前記標定部は、前記複数のＡＥセンサの出力に基づき、弾性波の発生源位置を標定する。前記発生回数計数部は、前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定時間に亘り蓄積することで、前記複数の弾性波の発生源位置の分布を算出する。前記判定部は、前記発生回数計数部により算出された前記分布に基づいて前記亀裂の位置を判定する。前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の交通量に基づき決定される時間である。このような構成によれば、構造物の状態の検出精度の向上を図ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…検出装置、１０…橋梁構造物（構造物）、１３…鋼床版、２１…主桁、２２…横桁、３１…デッキプレート、３３…縦リブ（トラフリブ）、６０…添接部、１００…検出装置、１１１，１２１…ＡＥセンサ、１６０…無線送信部（出力部）、３００…交通量測定装置、４００…情報処理装置、４１１…標定部、４１３…発生回数計数部（第１計数部）、４１５…判定部、４１７…エネルギー算出部、４１８…エネルギー計数部（第２計数部）。

Claims (14)

1. 車両が走行する走行面を下方から支持する第１部材と、前記第１部材に対して前記走行面とは反対側に設けられた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との境界に沿って設けられた溶接部とを含む構造物に存在する亀裂の位置を検出する検出システムであって、
   前記溶接部が延びた方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記第１部材または前記第２部材に取り付けられて、弾性波を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサの出力に基づき、前記弾性波の発生源位置を標定する標定部と、
   前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定時間に亘り蓄積することで、前記複数の弾性波の発生源位置の分布を算出する第１計数部と、
   前記第１計数部により算出された前記分布に基づいて前記亀裂の位置を判定する判定部と、
   を備え、
   前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の交通量に基づき決定される時間である、
   検出システム。
2. 前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の台数が第１車両通過台数を超える時間であり、前記第１車両通過台数は、基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、前記基準分布は、前記第１計数部が前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を少なくとも７２時間に亘り蓄積することで算出した前記複数の弾性波の発生源位置の分布である、
   請求項１に記載の検出システム。
3. 前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の台数が１６，０００台を超える時間である、
   請求項１に記載の検出システム。
4. 前記所定時間は、前記走行面を通過する大型車の台数が第２車両通過台数を超える時間であり、前記第２車両通過台数は、前記走行面を通過する大型車の台数であって、基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、前記基準分布は、前記第１計数部が前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を少なくとも７２時間に亘り蓄積することで算出した前記複数の弾性波の発生源位置の分布である、
   請求項１に記載の検出システム。
5. 前記所定時間は、前記走行面を通過する大型車の台数が７，０００台を超える時間である、
   請求項１に記載の検出システム。
6. 前記所定時間は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数が第１車両通過台数を超える第１時間と、前記走行面を通過する大型車の台数が前記第１車両通過台数よりも少ない第２車両通過台数を超える第２時間とのうち短い方の時間であり、
   前記第１車両通過台数は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数であって、基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、
   前記第２車両通過台数は、前記走行面を通過する大型車の台数であって、前記基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、
   前記基準分布は、前記第１計数部が前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を少なくとも７２時間に亘り蓄積することで算出した前記複数の弾性波の発生源位置の分布である、
   請求項１に記載の検出システム。
7. 前記所定時間は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数が１６，０００台を超える第１時間と、前記走行面を通過する大型車の台数が７，０００台を超える第２時間とのうち短い方の時間である、
   請求項１に記載の検出システム。
8. 前記所定時間は、前記走行面のなかで前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数が第３車両通過台数を超える時間であり、前記第３車両通過台数は、前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数であって、基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、前記基準分布は、前記第１計数部が前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を少なくとも７２時間に亘り蓄積することで算出した前記複数の弾性波の発生源位置の分布である、
   請求項１に記載の検出システム。
9. 前記所定時間は、前記走行面のなかで前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数が５，３００台を超える時間である、
   請求項１に記載の検出システム。
10. 前記所定時間は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数が第１車両通過台数を超える第１時間と、前記走行面を通過する大型車の台数が前記第１車両通過台数よりも少ない第２車両通過台数を超える第２時間と、前記走行面のなかで前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数が前記第１車両通過台数よりも少ない第３車両通過台数を超える第３時間とのうち最も短い時間であり、
    前記第１車両通過台数は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数であって、基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、
    前記第２車両通過台数は、前記走行面を通過する大型車の台数であって、前記基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、
    前記第３車両通過台数は、前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数であって、前記基準分布に対する前記第１計数部により算出された前記複数の弾性波の発生源位置の分布の相関係数が０．８に達する台数であり、
    前記基準分布は、前記第１計数部が前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を少なくとも７２時間に亘り蓄積することで算出した前記複数の弾性波の発生源位置の分布である、
    請求項１に記載の検出システム。
11. 前記所定時間は、前記走行面を通過する全車種である車両の台数が１６，０００台を超える第１時間と、前記走行面を通過する大型車の台数が７，０００台を超える第２時間と、前記走行面のなかで前記溶接部の直上に位置する車線を通過する車両の台数が５，３００台を超える第３時間とのうち最も短い時間である、
    請求項１に記載の検出システム。
12. 前記複数のセンサの出力に基づき、前記弾性波のエネルギーを算出するエネルギー算出部と、
    前記エネルギー算出部により算出された前記弾性波のエネルギーの情報と、前記標定部により標定された前記弾性波の発生源位置の情報とを蓄積することで、複数の弾性波の累積エネルギー分布を算出する第２計数部と、
    をさらに備え、
    前記判定部は、前記第１計数部により算出された前記分布と、前記第２計数部により算出された前記累積エネルギー分布とに基づいて前記亀裂の位置を判定する、
    請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の検出システム。
13. 車両が走行する走行面を下方から支持する第１部材と、前記第１部材に対して前記走行面とは反対側に設けられた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との境界に沿って設けられた溶接部とを含む構造物に存在する亀裂の位置を検出する検出方法であって、
    前記溶接部が延びた方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記第１部材または前記第２部材に取り付けられて弾性波を検出する複数のセンサの出力に基づき、前記弾性波の発生源位置を標定し、
    標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定時間に亘り蓄積することで、前記複数の弾性波の発生源位置の分布を算出し、
    算出された前記分布に基づいて前記亀裂の位置を判定する、
    ことを含み、
    前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の交通量に基づき決定される時間である、
    検出方法。
14. 車両が走行する走行面を下方から支持する第１部材と、前記第１部材に対して前記走行面とは反対側に設けられた第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との境界に沿って設けられた溶接部とを含む構造物に存在する亀裂の位置を検出する情報処理装置であって、
    前記溶接部が延びた方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記第１部材または前記第２部材に取り付けられて弾性波を検出する複数のセンサの出力に基づき、前記弾性波の発生源位置を標定する標定部と、
    前記標定部により標定された複数の弾性波の発生源位置の情報を所定時間に亘り蓄積することで、前記複数の弾性波の発生源位置の分布を算出する計数部と、
    前記計数部により算出された前記分布に基づいて前記亀裂の位置を判定する判定部と、
    を備え、
    前記所定時間は、前記走行面を通過する車両の交通量に基づき決定される時間である、
    情報処理装置。

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