JPH1031002A - 構造物及び構造物のひび割れ検出法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物のひび割れを簡単に正確に検出し、ま
たひび割れ箇所をほぼ特定する。 【解決手段】 コンクリート製トンネル本体１Ａの内壁
面２Ａの天井に導電性塗布層３Ａを付着させ、その導電
性塗布層３Ａの導電性の有無によりひび割れを検出する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物及び構造物
のひび割れ検出法、例えばコンクリート製トンネル，道
路の橋脚，橋，ビルディング，金属製埋設管等の構造物
及び構造物のひび割れ検出法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル，道路の橋脚等の構造物の崩壊
は、ある日突然に起こるものである。構造物の崩壊前に
は、その兆候として構造物の応力が加わる部分にひび割
れが生ずることが多い。従って、これら構造物の崩壊を
予測する上で、構造物のひび割れを検査することは、重
要な手掛かりが得られることになり、常時監視し検査す
ることで事故を未然に防止することができる。

【０００３】コンクリート製トンネル，道路の橋脚，
橋，ビルディング，金属製埋設管等の構造物のひび割れ
を検出する方法としては、従来構造物の表面を木ハンマ
等で叩いて診断する打音診断，人が直接目で診る目視観
察，ひびの部分に浸透剤を注入させ目視又は光学的スキ
ャニング法で診断する方法等が一般的である。

【０００４】しかし、上記による検査方法は、いずれも
作業員が現場に出向き、或いはその物に直接触れて検査
する方法である。

【０００５】従って、検査するための足場等を設置する
必要が生じ、また検査自体が手作業による所が多いこと
から、検査に相当時間がかかり、また目視に頼る所が多
いことから、検査の精度があまり期待できない欠点があ
る。

【０００６】従来、かかる欠点を解消するコンクリート
製構造体のひび割れ検出方法としては、コンクリート構
造体の表面に光ファイバを接合して張り巡らせ、この光
ファイバの伝送特性の変化を監視し、コンクリート構造
体のひび割れに伴う光ファイバの歪みによる伝送特性の
変化を検出する方法が提案されている（特開昭６１−１
６９７０４号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、この方法
は、光ファイバの歪みによる伝送特性の変化を検出する
ため、精密な測定器が必要となり、歪みの程度がどの程
度あれば危険なのかが正確な所は判らない。また、コン
クリート構造体のどの辺の箇所にひび割れが生じている
かが明確に判断できない。

【０００８】本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので
あって、それ程精密な測定器を使わずに簡単に構造物の
ひび割れを検出し、また正確にひび割れを検出し、然も
ひび割れ箇所をほぼ特定できる構造物及び構造物のひび
割れ検出法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、構造物本体の露出面に付着させた該構造
物本体のひび割れを検出する導電性部材と、該導電性部
材の電気的変化を検出する検出手段とを備えたことを特
徴とする構造物を提供する。

【００１０】また、前記目的を達成するため、本発明
は、構造物本体の露出面に該構造物本体のひび割れを検
出する導電性部材を付着し、該導電性部材の電気的変化
を検出手段で検出し、該電気的変化よりひび割れを検出
することを特徴とする構造物のひび割れ検出法を提供す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態は、前記構造
物本体は、コンクリート製構造物本体からなることを特
徴とする。

【００１２】更に、好ましい実施の形態は、前記構造物
本体は金属製構造物本体からなり、該金属製構造物本体
の露出面に前記導電性部材が絶縁層を介して付着されて
いることを特徴とする。

【００１３】更に、好ましい実施の形態は、前記導電性
部材は、構造物本体の露出面に直線状に塗布された導電
性塗布層，溶射により塗布された導電性溶射層又は貼り
付けられた導電性帯状テープからなることを特徴とす
る。

【００１４】更に、好ましい実施の形態は、前記導電性
部材は、構造物本体の露出面に蛇行状に塗布された導電
性塗布層，溶射により塗布された導電性溶射層又は貼り
付けられた導電性帯状テープからなることを特徴とす
る。

【００１５】更に、好ましい実施の形態は、前記導電性
部材の所定箇所に設けられた導電性検出用パターンと、
該各導電性検出用パターン間に接続された導電性の有無
を検出する導電性検出手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１６】更に、好ましい実施の形態は、前記検出手
段を構造物から離れた所の集中監視室に備えたことを特
徴とする。

【００１７】更に、好ましい実施の形態は、前記構造物
本体又は構造物本体の近傍に設けられた各導電性検出用
パターンを適宜にまとめた各中継地と、該中継地から無
線で送られる検出データを受信する構造物から離れた所
に設けられた集中監視室とを備えたことを特徴とする。

【００１８】更に、好ましい実施の形態は、構造物本体
の露出面に導電性部材を直線状又は蛇行状に付着し、該
導電性部材の所定箇所に導電性検出用パターンを設け、
該各導電性検出用パターン間に接続された導電性検出手
段を構造物から離れた集中監視室に備えて導電性の有無
を検出し、該導電性の有無によりひび割れを検出するこ
とを特徴とする。

【００１９】更に、好ましい実施の形態は、構造物本体
の露出面に導電性部材を直線状又は蛇行状に付着し、該
導電性部材の所定箇所に導電性検出用パターンを設け、
該各導電性検出用パターン間に接続された導電性検出手
段を適宜にまとめる各中継地を構造物又は該構造物の近
傍に設け、該中継地から無線で送られる導電性の有無の
検出データを構造物から離れた所に設けられた集中監視
室で受信し、該導電性の有無によりひび割れを検出する
ことを特徴とする。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明に係る構造物及び構造物のひ
び割れ検出法の一実施例で、コンクリート製トンネルの
例の構成図である。

【００２１】トンネル本体（構造物本体）１Ａは、鉄筋
が埋設された断面形状がほぼ半円状のコンクリート製の
トンネルからなる。トンネル本体１Ａの内壁面（露出
面）２Ａの天井の最上部には、トンネルの長手方向に沿
ってトンネル本体１Ａのひび割れを検出する導電性部
材、例えば直線状帯状に塗布された多少弾性のある導電
性塗布層３Ａが付着されている。

【００２２】導電性塗布層３Ａをトンネルの天井に設け
るのは、トンネルの破壊確率が最も高く、最もひびが生
じ易い部分であるからである。導電性塗布層３Ａは、ト
ンネル本体１Ａの一方の端Ｓから他方の端Ｇまで全体に
渡って形成されている。この導電性塗布層３Ａは、導電
性塗料を例えば厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍ，幅を１０ｃｍ程
度に塗布し形成する。

【００２３】前記導電性塗布層３Ａは、トンネル本体１
Ａのひび割れを発見するために、導電性塗布層３Ａの端
Ｓから端Ｇ迄、常時例えば数ｍＡ〜数十ｍＡ程度の微量
の電流を流している。その微量の電流の電源は、例えば
トンネル内の照明用に配線されたＡＣ電源を変圧器等で
電圧降下させて用い、また非常の場合でも使用できるよ
うに、トンネル内に備えられた非常用の電源を合わせて
用いる。

【００２４】トンネル本体１Ａに外力が加わって導電性
塗布層３Ａが付着している天井にひびが生ずると、それ
に伴って導電性塗布層３Ａが力を受けて同時又はその後
所定の力によって切断する。この導電性塗布層３Ａに
は、常時微量の電流が流れており、その切断によって導
電性が失われる。これを、検出手段によって検出するこ
とによってトンネル本体１のひび割れを電気的に検知す
ることができる。

【００２５】導電性部材は、この場合に導電性塗料を塗
布して導電性塗布層３Ａで形成しているが、溶融した金
属を溶射により塗布した導電性溶射層、或いは粉末金属
等をシート状にした導電性帯状テープを貼り付けること
により設けることができる。なお、導電性溶射層の場合
は多少凹凸があっても、被着力のよい導電性溶射層が形
成できる利点があり、導電性帯状テープの場合は、単に
貼り付けることにより簡単に設けられる利点がある。

【００２６】前記導電性塗布層３Ａには、一定間隔毎の
導電性（導通）の有無が確認できるようにするために、
所定間隔をおいて導電性検出用パターンａ〜ｚが設けら
れている。また、上記トンネル本体１Ａから離れた所に
は、集中監視室（所）４が設けられ、その集中監視室４
内には前記各導電性検出用パターンａ，ｂ間、ｂ，ｃ
間、・・・ｙ，ｚ間の導電性の有無を検査する導電性検
出手段、例えば導電性モニタ（センサ等）が備えられて
いる。

【００２７】トンネル本体１Ａから離れた所に、集中監
視室４を設けるのは、万一トンネル本体１Ａが崩壊した
時でも、監視している集中監視室４側には影響が及ばな
いようにするためである。また、集中監視室４には、構
造物本体１Ａのひび割れに伴って導電性塗布層３Ａが切
断し導電性塗布層３Ａの導電性が失われた時、警報を発
して周囲に知らせる警報器５が備えられている。

【００２８】前記各導電性検出用パターンａ〜ｚと集中
監視室４は、電線又は別の導電性塗布層で接続され、各
導電性検出用パターンａ，ｂ、ｂ，ｃ等の間の導電性の
有無が集中監視室４内で監視することができる。

【００２９】本発明のコンクリート製トンネルは、この
ような構成になっているため、トンネル本体１Ａを崩落
させるような外力が加わらなければ、ひび割れは生ずる
ことはなく、天井に付着している導電性塗布層３Ａの導
電性は失われない。しかし、トンネルの崩落が僅かでも
始まっていると、トンネル本体１Ａの内壁面２Ａの天井
にひび割れが生じ、それに伴って天井に付着している導
電性塗布層３Ａに外力が加わり、導電性塗布層３Ａが同
時に又はその後所定の力を受けて切断する。

【００３０】導電性塗布層３Ａが切断すると、導電性が
失われる。それを集中監視室４の導電性モニタにより検
知することで、トンネル本体１Ａにひび割れが生じたこ
とが判る。

【００３１】また、導電性塗布層３Ａの導電性の有無に
よりトンネル本体１Ａのひび割れを検出するため、従来
の光ファイバの伝送特性の変化を検出するような精密な
測定器を使わずして簡単な測定器により簡単にひび割れ
を検出することができる。

【００３２】更に、トンネル本体１Ａのひび割れに伴っ
て生ずる導電性塗布層３Ａの切断により導電性が失われ
るため、トンネル本体１Ａのひび割れが正確かつ確実に
検出できる。

【００３３】また、導電性塗布層３ａには、所定間隔に
導電性検出用パターンａ，ｂ等が設けられいるため、何
処の箇所で導電性が取れないかが検知でき、従ってひび
割れ箇所を特定し知ることができる。集中監視所４に
は、前述する如く警報器５が備えられているため、トン
ネル本体１Ａにひび割れが生じた異常を即刻警報でき、
これによって適切に非難誘導が行われて充分な安全性が
確保される。

【００３４】前記導電性塗布層３ａは、トンネル本体１
Ａにひび割れが生ずることによって切断し導電性が失わ
れるようにしているが、トンネル本体１Ａのひび割れに
よって導電性塗布層が伸びて、電気抵抗が増すことによ
る電流の流れの変化を検出手段により計測し、トンネル
本体１Ａのひび割れを検知するようにしてもよい。

【００３５】図２は、本発明に係る構造物及び構造物の
ひび割れ検出方法の他の実施例で、コンクリート製トン
ネルの他の例を示した構成図を示したものである。

【００３６】このコンクリート製トンネルの実施例は、
トンネル本体１Ａの内壁面２Ａの天井に付着させた導電
性塗布層３Ａに所定間隔に導電性検査用パターンａ，
ｂ，ｃ・・・ｚを設け、各導電性検査用パターンａ，
ｂ、ｃ，ｄ，ｅ等、適宜にまとめた中継地６を複数箇所
設け、トンネル本体１Ａから離れた所に設けた集中監視
所５へ各中継地６から各導電性検査用パターンａ，ｂ等
の導電性の検出データを無線で送る方式にしたものであ
る。

【００３７】この実施例の場合は、トンネル本体１Ａか
ら遠く離れた監視し易いより安全な場所に集中監視室４
を設置することができる。また、検出データを無線で送
るため、集中監視室４まで配線する電線等が不要にな
り、また異常の際には、前述と同様に集中監視室４から
有線又は無線で信号を送り警報器５で警報を発すること
ができる。

【００３８】図３，４は、トンネル本体１Ａの内壁面２
Ａの天井に付着させる導電性塗布層３Ａの他の配置例を
示したものである。

【００３９】図３は、トンネル本体１Ａの内壁面２Ａの
天井にその長手方向に沿って導電性塗料を一定の振幅を
有して蛇行状に塗布し付着した導電性塗布層３Ａであ
る。

【００４０】図４は、トンネル本体１Ａの内壁面２Ａの
天井に縦方向に所定の数蛇行させて塗布し付着させ、そ
れを複数個トンネル本体１Ａの長手方向に沿って連続さ
せた導電性塗布層３Ａである。

【００４１】このような蛇行状の導電性塗布層３Ａにす
れば、広い範囲に導電性塗布層３Ａを形成することがで
き、トンネル本体１Ａの広範囲に渡たるひび割れに対し
対処することが可能となり、より安全性が確保される。

【００４２】この場合にも、導電性塗布層３Ａの所定間
隔毎に導電性検査用パターンａ，ｂ・・・ｚを設けるこ
とによって、ひび割れが生じた箇所が特定でき、適切に
対処することが可能である。

【００４３】図５は、本発明を道路の橋脚に採用した実
施例、即ち構造物本体である道路の橋脚１Ｂの外表面２
Ｂに導電性部材（例えば、導電性溶射層３Ｂ）を付着さ
せた例である。

【００４４】この実施例は、橋脚１Ｂの外表面２Ｂに導
電性溶射層３Ｂを、複数本軸に沿って形成した例であ
り、こうすることで、橋脚１Ｂの広い外表面２Ｂに発生
するひび割れを有効に検出することが可能となる。

【００４５】この場合にも、導電性溶射層３Ｂの導電性
の有無又は電気抵抗の変化により橋脚１Ｂのひび割れを
検出するため、簡単な測定器により簡単にひび割れを検
出することができ、また橋脚１Ｂのひび割れに伴って生
ずる導電性溶射層３Ｂのひび割れによって導電性溶射層
３Ｂの導電性が失われ、又は電流の流れが変化するた
め、橋脚１Ｂのひび割れが正確かつ確実に検出できる。

【００４６】前記同様に各導電性溶射層３Ｂの所定間隔
毎に導電性検査用パターンａ，ｂ・・・ｚを設けること
によって、ひび割れが生じた箇所が特定でき、適切に対
処することが可能となる。

【００４７】また橋脚１本単位にひび割れの有無を検出
したい場合には、パターン間をジグザグ状に結びパター
ンア、イ・・・を追加し、全体を１つのパターンにして
導電性を検出することも可能である。

【００４８】図６は、本発明を建物の内壁面に採用した
例、即ち構造物本体であるコンクリート製建物１Ｃの内
壁面２Ｃに導電性部材（例えば、導電性帯状テープ３
Ｃ）を付着した例である。

【００４９】この実施例は、建物１Ｃの内壁面２Ｃに導
電性帯状テープ３Ｃを、蛇行状に形成した例であり、こ
うすることで、建物１Ｃの広い内壁面２Ｃに発生するひ
び割れを有効に検出することが可能となる。

【００５０】この場合にも、簡単な測定器により簡単に
ひび割れを検出することができ、ひび割れが正確かつ迅
速に検出できる。前記同様に導電性帯状テープ３Ｃの所
定間隔毎に導電性検査用パターンａ，ｂ・・・ｚを設け
ることによって、ひび割れが生じた箇所が特定でき、適
切に対処することが可能となる。

【００５１】図７，図８は、本発明を金属製埋設管の外
壁面に採用した例、即ち構造物本体である金属製の埋設
管１Ｄの外壁面２Ｄに導電性部材（例えば、導電性塗布
層３Ｄ）を付着した例である。

【００５２】この実施例は、金属製埋設管１Ｄの外壁面
２Ｄに図８に示すようにある幅のひび割れを検出するた
めに弾性層を兼ねた絶縁層７を介して導電性塗布層３Ｄ
を、コイル状に形成した例であり、こうすることで、金
属製埋設管１Ｄにも、適用可能となると共に、金属製埋
設管１Ｄの広い外壁面２Ｄに発生するひび割れを有効に
検出することが可能となる。

【００５３】この場合にも、簡単な測定器により簡単に
ひび割れを検出することができ、ひび割れが正確かつ確
実に検出できる。前記同様に導電性塗布層３の所定間隔
毎に導電性検査用パターンａ，ｂ・・・ｚを設けること
によって、ひび割れが生じた箇所が特定でき、適切に対
処することが可能となる。

【００５４】上記実施例は、本発明をコンクリート製ト
ンネル，道路の橋脚，建物，金属製埋設管に採用した例
を示したが、コンクリート製橋，ダム等のその他の構造
物に採用できることは、勿論である。また、コンクリー
ト製，金属製構造物に限らず、石材，セラミック等を使
用した構造物に採用することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
電性部材の電気的な変化により構造物のひび割れを検出
するため、従来の光ファイバの伝送特性の変化を検出す
るような精密な測定器を使わずして簡単な測定器により
簡単にひび割れを検出することができ、また構造物のひ
び割れに伴って生ずる導電性部材の切断により導電性が
失われ、或いは導電性部材の伸びによって電流が変化す
るため、構造物のひび割れが正確かつ確実に検出でき
る。

【００５６】更に導電性部材には、所定間隔に導電性検
出用パターンが設けられいるため、何処の箇所で導電性
が取れないかが検知でき、従ってひび割れ箇所を特定で
き、適切に対処できる。

【００５７】また、検査する足場等を設置する必要がな
く、また作業員が現場に出向くことも、手作業をするこ
ともなく安全な集中監視室に即時に検査することが可能
となる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る構造物及び構造物のひび割れ検
出法の一実施例の構成図である。

【図２】 本発明に係る構造物及び構造物のひび割れ検
出法の他の実施例の構成図である。

【図３】 導電性塗布層の他の例を示す平面図である。

【図４】 導電性塗布層の他の例を示す平面図である。

【図５】 本発明に係る構造物及び構造物のひび割れ検
出法の他の実施例の構成図である。

【図６】 本発明に係る構造物及び構造物のひび割れ検
出法の他の実施例の構成図である。

【図７】 本発明に係る構造物及び構造物のひび割れ検
出法の他の実施例の構成図である。

【図８】 図７の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 構造物本体（コンクリート製
トンネル本体，橋脚，建物，金属製埋設管） ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 露出面（内壁面，外周面，内
壁面，外周面） ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 導電性部材（導電性塗布層，
導電性溶射層，導電性帯状テープ，導電性塗布層） ４ 集中監視所 ５ 警報器 ６ 中継地 ７ 絶縁層

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物本体の露出面に付着させた該構造
   物本体のひび割れを検出する導電性部材と、 該導電性部材の電気的変化を検出する検出手段とを備え
   たことを特徴とする構造物。
2. 【請求項２】 前記構造物本体は、コンクリート製構造
   物本体からなることを特徴とする請求項１記載の構造
   物。
3. 【請求項３】 前記構造物本体は金属製構造物本体から
   なり、 該金属製構造物本体の露出面に前記導電性部材が絶縁層
   を介して付着されていることを特徴とする請求項１記載
   の構造物。
4. 【請求項４】 前記導電性部材は、構造物本体の露出面
   に直線状に塗布された導電性塗布層，溶射により塗布さ
   れた導電性溶射層又は貼り付けられた導電性帯状テープ
   からなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の構
   造物。
5. 【請求項５】 前記導電性部材は、構造物本体の露出面
   に蛇行状に塗布された導電性塗布層，溶射により塗布さ
   れた導電性溶射層又は貼り付けられた導電性帯状テープ
   からなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の構
   造物。
6. 【請求項６】 前記導電性部材の所定箇所に設けられた
   導電性検出用パターンと、 該各導電性検出用パターン間に接続された導電性の有無
   を検出する導電性検出手段とを備えたことを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれかの項記載の構造物。
7. 【請求項７】 前記検出手段を構造物から離れた所の集
   中監視室に備えたことを特徴とする請求項１又は６記載
   の構造物。
8. 【請求項８】 前記構造物本体又は構造物本体の近傍に
   設けられた各導電性検出用パターンを適宜にまとめた各
   中継地と、 該中継地から無線で送られる検出データを受信する構造
   物から離れた所に設けられた集中監視室とを備えたこと
   を特徴とする請求項６記載の構造物。
9. 【請求項９】 構造物本体の露出面に該構造物本体のひ
   び割れを検出する導電性部材を付着し、 該導電性部材の電気的変化を検出手段で検出し、該電気
   的変化によりひび割れを検出することを特徴とする構造
   物のひび割れ検出法。
10. 【請求項１０】 構造物本体の露出面に導電性部材を直
    線状又は蛇行状に付着し、 該導電性部材の所定箇所に導電性検出用パターンを設
    け、 該各導電性検出用パターン間に接続された導電性検出手
    段を構造物から離れた集中監視室に備えて導電性の有無
    を検出し、該導電性の有無によりひび割れを検出するこ
    とを特徴とする請求項９記載の構造物のひび割れ検出
    法。
11. 【請求項１１】 構造物本体の露出面に導電性部材を直
    線状又は蛇行状に付着し、 該導電性部材の所定箇所に導電性検出用パターンを設
    け、 該各導電性検出用パターン間に接続された導電性検出手
    段を適宜にまとめる各中継地を構造物又は該構造物の近
    傍に設け、 該中継地から無線で送られる導電性の有無の検出データ
    を構造物から離れた所に設けられた集中監視室で受信
    し、該導電性の有無によりひび割れを検出することを特
    徴とする請求項９記載の構造物のひび割れ検出法。