JPH02205701A - コンクリート構造物における鉄筋位置測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンクリート構造物に配筋された鉄筋の位
置を鉄筋計を用いて計測するコンクリート構造物におけ
る鉄筋位置測定方法に関する６〔従来の技術〕 塩害などの鉄筋腐食を原因とするコンクリート構造物の
損傷は、鉄筋に対するコンクリートのかぶり厚さ不足や
コンクリート不良の箇所で多く発生している。そして、
コンクリート不良の場合は。

表面からの調査により比較的容易に損傷箇所を把握でき
るが、内部の損傷は分からず、これまでは鉄筋計を用い
て、コンクリートのかぶり厚さを探査子の走査によって
メータ表示することによって検知するとともに、このメ
ータの針の振れの最大値から鉄筋の位置を判定していた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる従来の鉄筋位置測定方法では、メ
ータにおける針の振れの最大値を目視で読み取るので、
鉄筋の位置を正確に求めることが難しく、測定者ごとに
読み取り誤差が生じて、信頼性のある鉄筋位置データが
得られないなどの問題点があった。

この発明はかかる従来の問題点を解消するためになされ
たもので、鉄筋計の出力を演算処理した平均走査曲線を
スムージングを行った後微分処理することによって、誤
差を伴うことなく正確かつ迅速にコンクリート構造物に
おける鉄筋位置を計測できる鉄筋位置測定方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるコンクリート構造物における鉄筋位置
測定方法は鉄筋計における複数の電磁誘導検知器が面内
に移動する走査信号を発生し、この走査信号による走査
により得た鉄筋位置に関するデータから走査曲線を得て
、この走査曲線にもとづき所定の測定点における平均走
査曲線を平均走査処理手段により求め、この平均走査曲
線の上記測定点の値を零点補正手段により零点補正し。

統いてこの零点補正した平均走査曲線中のノイズをノイ
ズ除去手段により取り除き、このノイズ除去した平均走
査曲線を微分手段によって一次微分した微分値が零とな
る値をピーク値として、その平均走査曲線上での鉄筋位
置を求めるようにしたものである。

〔作用〕

この発明では、コンクリート構造物上に鉄筋計を載置す
ることにより、この鉄筋計内の複数の電磁誘導検知の１
つ１つが一定のタイミングで内部の鉄筋位置を順次誘導
検知するようにし、このとき得られる鉄筋に対する誘導
コイルの電磁誘導結合係数が、その鉄筋までの距離、鉄
筋の径あるいは鉄筋の状態（腐食など）に応じて変化す
る。そして、この変化を捉えた信号から走査曲線を得る
とともに、上記測定を複数回実施して走査曲線の平均値
つまり平均走査曲線を求め、さらに複数点の移動平均法
によって曲線のスムージングを行う。

この後、その平均走査曲線の一次微分値が零になる点か
ら、この曲線のピーク位置すなわち鉄筋位置を高精度に
検出することができる。また、必要に応じ、このピーク
位置からコンクリートのかぶり厚さを計算したり、複数
の平均走査曲線を面内に解析して鉄筋の方向を求められ
るようにする。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の測定方法の実施に用いる鉄筋計の概
略を示す機能ブロック接続図、第２図はコンクリート構
造物の一部の斜視図である。先ず第１図において、１は
この発明で使用する鉄筋計で、これには一定のタイミン
グで走査信号を受けて、鉄筋位置を順次誘導検出する複
数のｆｌ！ｌ誘磁検知器２が並設されている。また、３
は各電磁誘導検知器２の検知零点の零点調整器である。

４は電磁検出手段で、上記鉄筋の形状に対応した信号を
出力する。５はこの信号を受けて走査曲線を発生する走
査曲線発生器、６は同一測定点における信号を受けて平
均走査曲線を得る平均走査処理手段、７は最初に設定し
た零度を補正する零点補正手段、８はその平均走査曲線
上のノイズを除去してスムージング（平滑化）を行うノ
イズ除去手段、９はノイズ除去した平均走査曲線を一次
微分した微分値が零となる値をピーク値として求めるた
めの微分手段である。

また、第２図において、１１はコンクリート構造物、１
２．１３は鉄筋であり、ここでは説明の都合上コンクリ
ート構造物１１を直方体の形状としである。

次に、この発明による鉄筋位置測定の手順を、第３図の
フロー図に従って説明する。

まず、配筋図の有無にかかわらずコンクリート構造物１
１上に鉄筋計１を載せる（ステップ５Ｔ１）。続いて、
鉄筋計１の零点調整器３を操作してメータの零点調整を
行う（ステップ５Ｔ２）。

次に、鉄筋計１の各電磁誘導検出器２に一定のタイミン
グで走査信号を供給して、コンクリート構進物１１内の
鉄筋の状態を電磁誘導出力レベルの大きさから検出する
（ステップ５Ｔ３）。このため、電磁検出手段４を介し
て走査データが得られる。この走査データは走査データ
レコーダや（アナログ／ディジタル）変換器などを介し
て演算器（コンピュータ）に収集され、走査曲線発生器
５から走査曲線を発生する（ステップ８４〜Ｓ７）。

そしてかかるデータの収集を同一位置で鉄筋計１を停止
させたまま複数回行う（ステップＳ８）。

また、かかる複数回のデータの収集を、その位置に隣接
する他の位置へ鉄筋計１を移して順次実施する（ステッ
プＳ９）。こうして得た複数回ごとの複数組のデータを
演算器に入力する（ステップ５１０）。次に、得られた
複数の走査曲線について、同一測定点におけるデータを
平均走査処理手段６により平均して、平均走査曲線を求
める（ステップ５１３）、こうして得た平均走査曲線で
零点が測定前と測定後で変化したか否かを調べて（ステ
ップ５１４）、変化している場合には零点補正手段７に
よって零点補正を行う（ステップ５１５）。このときの
、零点補正後の平均化曲線の各点の値は、ΔＶ／Ｘと零
点補正前の平均化曲線の各点の値との積から求められる
。ここで、ΔＶは変化した電圧値、Ｘは走査距離とする
。また、平均化曲線には微小な誤差成分（ノイズ）が含
まれているので、これを除去するために、その曲線上で
連続した点（Ｎ）における電圧の和（Ｖ工＋Ｖ、・・・
＋Ｖｎ）をその加算回数で徐した値を、その点の中央の
値とする。すなわち、（Ｎ＋１）／２＝　（Ｖ、＋Ｖ２
＋Ｖ、−＋Ｖｎ）／Ｎに従って、移動平均法により走査
曲線のスムージングを行う（ステップＳ１６，５１７）
。次に、その走査曲線を一次微分しくステップ８１８）
、この走査曲線上で隣接する２点の電圧の差（ＶＩ　　
Ｖｌ−ｚ）をその２点の中央値とすることにより、その
微分値が正から零または正から負になる２点を結ぶ直線
が零となる値をピーク値として、走査曲線上での鉄筋位
置を求められる（ステップＳ１９，５２０）。

また、得られた鉄筋計のメータの振れと上記鉄筋位置に
おける電圧との関係式により、コンクリートのかぶり厚
さを求め（ステップ５２１）、その結果をデイスプレィ
表示や印字などの方法で出力しくステップ８２２）、鉄
筋位置およびコンクリートのかぶり厚さの測定を終了す
る。そして、かかる作業手順にしたがって、鉄筋計１を
他の位置（測定点）に移動させ、ここで上記測定を繰り
返し実施すると、第４図および第５図に示すように。

コンクリートのかぶり厚さを濃淡で示す測定結果表およ
び走査曲線の鳥観図として、表示図上で把握でき、鉄筋
位置やあきをも同時に把握できる。

また、測定精度を増すために、Ｘ−Ｙ自動走査検査シス
テムの利用も可能である。

次に、上記の鉄筋位置測定方法の具体例について説明す
る。

第６図はかぶり厚さ、あき、重ね継手部、横鉄筋１段が
鉄筋計の測定結果（かぶり厚さ、鉄筋位置）に及ぼす影
響を調査するために行った、要因分析実験の検討要因と
水準をまとめたものである。

また、第２図にも示すように、コンクリート構造物１１
には左右二面（Ａ側面・Ｂ側面）を設定しており、計測
Ａ−Ｂ側面それぞれについて行い、その結果は、各別の
測定値として扱った。

測定結果の読み取りは、鉄筋計付属のメーターにはよら
ず、メーター出力端子から取り出した電圧を、Ａ／Ｄ変
換器によりデジタル信号に変換して、パソコンを経由し
てデータディスク（フロッピーディスク）に収録する。

なお、測定の精度を増すため、同一位置でそれぞれ数回
の測定結果を得て、これを平均することが望ましく、一
方、この平均値のままでは、平均化した際のそれぞれの
ピークがそのまま微小なピークとして残るため。

測定結果のスムージング（曲線の平滑化）を行う。

このスムージングは前後各３点（計７点：６ｍ相当）に
おける測定結果を平均化することにより行う、また、測
定線数は横鉄筋の無いものは例えば３線、有るものは横
鉄筋を中心に例えば左右５４＠（計１１線）で行い、得
られたスムージング処理曲線からピークを拾って、その
ピーク位置から鉄筋位置を、ピークの電圧からかぶり厚
さの値をそれぞれ求める。

第４図は鉄筋位置、かぶり厚さの測定結果を真の位置と
ともに示した一例であり１図では表現上の理由からかぶ
り厚さを濃淡の４段階で表わしているが、試験上は例え
ば２°０，３０，３２，３４゜３６．３８，４０，４２
，４４，４６，４８゜５０．５４，５６及び５８の１６
段階を識別している。第７図は鉄筋位置の測定を要因別
にまとめたものである。これらの図から、コンクリート
構造物１１では鉄筋計の各電磁誘導検知器へ走査信号を
下から上へ順次供給したときを正の方向としたときに、
鉄筋位置の測定は平均値で２．　Ｏｎｅ、標準偏差で０
．８ｍｍであった。そして、全体的に見ると、かぶり厚
さが浅い３０ｎｕにおいては平均値で±３ＩＩｌ１以内
に、標準偏差で４ｕａ以内に入っている。

また、第８図はかぶり厚さの測定値を求めたものである
。この図により、３０ｍｍのかぶり厚さにおいて平均値
で±１．５＋＋ａ、標準偏差で２ｍｍ以内となっており
、かなり良い精度で測定されている。

また、かぶり厚さが５０ｍおいては８Ｉ１ｍｌも浅く測
定してしまっているものがあるが、標準偏差は２ｍ以内
で測定精度は良い結果となっている。

第９図は同じ原理の従来の鉄筋計による測定結果との比
較を示す。

次に、種々の径の異形鉄筋の種々のかぶり厚さについて
のピーク電圧と半値幅の関係を求めて。

その関係から未知の鉄筋径とかぶり厚さを推進すると１
次のようになる。すなわち、上記実施例と同様の方法で
測定値にもとづき、第１０図に示すように、ピーク電圧
の半分の値から半値幅を求め。

下記の■、■の実験条件を設定する。

■ピーク電圧と半値幅の関係図を求めるための実験条件 鉄筋径　　：ＪＩＳ呼び径ＤＩＯ，Ｄ１３．Ｄ１６、Ｄ
１９．Ｄ２２．Ｄ２５゜ かぶり厚さ：　１０，１５，２０，２５，３０゜３５．
４０，４５，５０，６０゜ （ｍ） ■鉄筋径とかぶり厚さの推定実験条件 鉄筋径　　：ＪＩＳ呼び径Ｄ１３ かぶり厚さ：　２９．　Ｏ（ｌｌｌ１１１）これにより
、ピーク電圧と半値幅の関係を求めるための実験におけ
る測定結果が、第１１図および第１２図のようにして得
られ、これらの曲線のピーク電圧と半値幅より第１３図
のような関係図が得られた。

一方、第１４図は上記実施例における走査曲線である。

この図のあきの水準は５５ｍｍであって。

第１０図のようにピークの両側で半値幅を求めることは
できないが、この場合には、図のように半値幅の半分の
値を求めてそれを２倍して半値幅とすればよい、以下に
、その計算結果を示す。

ピーク電圧　　　　＝３０．０（ｍＶ）・・　（１）ピ
ーク電圧の半値：１５．０　（ｍｖ）半値幅　　　　　
：　２５．９Ｘ２＝５１．８（ｍｕ）　　・・・・・・
・　（２） とすると、式（１）、（２）の値を第１３図にあてはめ
た結果は以下のようになる。

測定値　　算値 鉄筋径（Ｊ　Ｉ　Ｓ呼び径）：Ｄ１３　　　Ｄ１３かぶ
り厚さ（ａｍ）　　　　　：２９．４　２９．　○とこ
ろで鉄筋径の推定に関しては、従来鉄筋径が未知のとき
に鉄筋径の推定を行うにはある点における電圧と同じ場
所で探査子と構造物の間に一定厚さのスペーサーを入れ
、このときの電圧の減少の量の関係から求めていたが、
この方法では。

零点調節を注意深く行い、さらにスペーサーを入れる前
後の測定をすばやく行う必要があるなど。

測定操作に制約が有り、熟練を要した。このため、この
発明においては、零点調整をしてから鉄筋計の位置を固
定したままで繰り返し操作を実施でき、その各繰り返し
ごとの電圧の差から走査曲線のベースライン補正を行う
ことにより、測定中の零点の変化を無にするとともに、
複数回の測定で得られた走査曲線から前述の手法で解析
してピーク電圧を求めるという過程を踏まえて、そのピ
ーク電圧とピークについての半値幅から、鉄筋径・かぶ
り厚さとピーク電圧と半値幅の関係図から推定する。

なお、上記実施例では鉄筋計１によって鉄筋位置を、電
気信号のロジック処理により検出および測定する方法に
ついて説明したが、第１５図に示すように、その鉄筋計
１による測定点がコンクリート構造物上のどの位置であ
るかを測定位置検出手段２１を設けることにより、上記
コンクリート構造物上の所定測定位置における所要の鉄
筋位置データを得ることができる。この場合には、測定
位置検出手段２１を上記鉄筋計１に一体に設け、これが
コンクリート構造物上に、直接設けられたり、シート上
に印刷されたりしたバーコードや凸凹部分を、バーコー
ドリーダ２２などにより光学的に読み取ったデータを取
り込んで、そのコンクリート構造物上の鉄筋計の位置を
演算処理して決定する。この場合において、例えば、上
記バーコード２３は第１６図に示すように、一定間隔で
規則正しく並んだものとすることが望ましい、なお、実
験によれば、バーコードを５ミリ間隔とした場合に鉄筋
位置の誤差は平均値で０．８２ミリ、標準偏差で０．６
８ミリとなり、従来の平均値８．３ミリ、標準偏差７．
０ミリに比べて、極めて高精度な測定位置データが得ら
れることが確かめられた。

また、通常、鉄筋計１を上記バーコード２３上を走査さ
せる際、その走査スピードに応じて、鉄筋計により電磁
誘導して検出した出力レベルのピークが安定しないが、
これは上記測定位置検出手段の位置データに従って、正
しい位置にセットし直して、表示することができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば鉄筋計から
の鉄筋に対する走査信号により得られた電磁誘導信号を
演算処理して、走査信号を得て、このようにして得たコ
ンクリート構造物の走査曲線にもとすいて、所定の測定
点における平均走査曲線を求め、この平均走査曲線の上
記測定点の値を零点補正し、この零点補正した平均走査
曲線中のノイズを除去し、この平均走査曲線を微分手段
によって一次微分した微分値が零となる値をピーク値と
して、その平均走査曲線上で鉄筋位置を求めるようにし
たので、コンクリート構造物における鉄筋位置を従来に
比べて高精度に検出でき、この検出結果にもどづいてコ
ンクリートのかぶりや鉄筋径の推定を可能にし、これに
よって、鉄筋の塩害による腐食の調査を十分な精度にて
実施可能にする等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるコンクリート構造物における
鉄筋位置測定方法を実施する装置の信号系を示すブロッ
ク接続図、第２図はこの発明の鉄筋位置測定方法の実施
に用いたコンクリート構造物の斜視図、第３図はこの発
明の鉄筋位置ａｌｌＩｌｌ法定手順を示すフロー図、第
４図はこの発明による鉄筋位置測定結果を示す説明図、
第５図は同じくかぶり厚さの鳥観図、第６図は要因分析
実験の検討要因と水準をまとめた表図、第７図は鉄筋位
置測定結果を示す表図、第８図はかぶり厚さ測定結果を
示す表図、第９図は本発明と従来例の各測定結果を示す
表図、第１０図は半値幅の設定方法を示すピーク電圧特
性図、第１１図および第１２図は異なる鉄筋径について
測定したがぶり厚さを示すかぶり厚さ特性図、第１３図
は半値幅とピーク電圧との関係を示す関係図、第１４図
は走査曲線図、第１５図はバーコードリーダーで測定位
置検出手段をから鉄筋計を表示するようにしたブロック
図、第１６図は一定間隔で並んだバー、コードを印刷し
た状態説明図である。 １・・鉄筋計、２・・電磁誘導検知器、５・・走査曲線
発生器、６・・平均走査処理手段、７・・零点補正手段
、８・・ノイズ除去手段、９・・微分手段、２１・・測
定位置検出手段、２２・・バーコードリーダー　２３・
・バーコード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄筋計をコンクリート構造物上に載置し、この載置時に
   鉄筋より電磁誘導された信号を演算処理して走査曲線を
   得て、この走査曲線より上記コンクリート構造物中の鉄
   筋位置を測定するコンクリート構造物における鉄筋位置
   測定方法において、上記鉄筋計は一定のタイミングで走
   査信号が供給される複数の電磁誘導検知器を有して、上
   記鉄筋からの電磁誘導信号を同時または順次に得るとと
   もに、この電磁誘導信号を演算処理して得た上記走査曲
   線にもとづき、所定の測定点における平均走査曲線を平
   均走査処理手段によって求めるとともに、この平均走査
   曲線の上記測定点の値を零点補正手段により零点補正し
   、続いて、この零点補正した平均走査曲線中のノイズを
   、ノイズ除去手段により取り除き、このノイズを除去し
   た平均走査曲線を微分手段によって一次微分し、この微
   分値が零となる値をピーク値として、その平均走査曲線
   上での鉄筋位置を求めることを特徴とするコンクリート
   構造物における鉄筋位置測定方法。