WO2024013878A1 - き裂検査装置、き裂監視システムおよびき裂検査方法 - Google Patents

き裂検査装置、き裂監視システムおよびき裂検査方法 Download PDF

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WO2024013878A1
WO2024013878A1 PCT/JP2022/027559 JP2022027559W WO2024013878A1 WO 2024013878 A1 WO2024013878 A1 WO 2024013878A1 JP 2022027559 W JP2022027559 W JP 2022027559W WO 2024013878 A1 WO2024013878 A1 WO 2024013878A1
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WO
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crack
load
opening amount
unit
inspection device
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PCT/JP2022/027559
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English (en)
French (fr)
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信彦 梶並
紀彦 葉名
龍太郎 川口
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces

Definitions

  • the present disclosure relates to a crack inspection device, a crack monitoring system, and a crack inspection method that evaluate the state of cracks occurring in a structure.
  • Patent Document 1 discloses an example of a method for evaluating the effect of suppressing crack growth due to the wedge effect.
  • the thermoelastic temperature fluctuation at the crack tip is measured before and after repair, and the ratio of the amplitude of the thermoelastic temperature fluctuation before and after repair is used as an evaluation value to evaluate the effect of suppressing crack growth. is being evaluated.
  • thermoelastic temperature fluctuations are measured before and after crack propagation is suppressed. Therefore, if the crack propagation is suppressed by natural phenomena, for example, when substances such as corrosion products and fretting oxides are generated within the crack, the thermoelastic temperature fluctuation before the propagation is suppressed There was a problem in that it was difficult to evaluate the effect of suppressing crack growth because it could not be measured.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and is a crack test that can easily evaluate the effect of suppressing crack growth even when crack growth is suppressed by natural phenomena.
  • the purpose is to obtain equipment.
  • the crack inspection device of the present disclosure includes a structure data acquisition unit that acquires structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected, and A crack information acquisition unit that acquires crack information indicating the shape of the crack, and crack information under load that acquires crack information under load that indicates the opening amount of the crack when a load is applied to the crack. Based on the acquisition unit, structure data, crack information, and loading crack information, the effect of suppressing crack growth is quantitatively shown from the relationship between the load applied to the crack and the opening amount.
  • the method is characterized by comprising an estimator that estimates fracture mechanics parameters.
  • FIG. 1 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Embodiment 1 Flowchart for explaining the inspection process of the crack inspection device shown in FIG. 1 Diagram showing structure data acquired by the input section shown in FIG. 1 A diagram schematically showing the relationship between the growth rate of cracks that occur in steel structures and the stress intensity factor range. Flowchart for explaining the operation of the shape measurement section shown in FIG. 1 A diagram showing a first example of a method for measuring the opening amount of a crack. Diagram showing a second example of the method for measuring the opening amount of a crack A diagram showing an example of a method for applying a load to the load-bearing section shown in Figure 1. Flowchart for explaining the operation of the opening amount measuring section shown in FIG.
  • FIG. 1 Flowchart for explaining the operation of the estimator shown in FIG. 1 Diagram schematically showing the relationship between crack opening amount and load Diagram to explain the relationship between opening amount and load when the load is smaller than the crack opening load Diagram to explain the relationship between opening amount and load when the load is greater than the crack opening load
  • a diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Modification 1 of Embodiment 1 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG. 14
  • FIG. 2 of Embodiment 1 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG. 16
  • FIG. 16 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to a second embodiment Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG.
  • FIG. 18 An explanatory diagram of the progress suppression process performed by the repair section shown in FIG. 18 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Modification 1 of Embodiment 2 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG. 21 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Embodiment 3 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG. 23 A diagram showing the relationship between the number of repetitions of load application and the effect of suppressing crack growth in the cyclic load bearing section in Figure 23 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Modification 1 of Embodiment 3 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG.
  • FIG. 26 A diagram showing the functional configuration of a crack inspection device according to Modification 2 of Embodiment 3 Flowchart for explaining the operation of the crack inspection device shown in FIG. 28 Flowchart for explaining the operation of the load determination section shown in FIG. 28 A diagram showing the configuration of a fatigue crack monitoring system according to Embodiment 4 A diagram showing an example of data stored in the storage unit shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing the functional configuration of a crack inspection device 1 according to the first embodiment.
  • the crack inspection device 1 includes an input section 2 , a shape measurement section 3 , a load application section 4 , an opening amount measurement section 5 , and an estimation section 6 .
  • the crack inspection device 1 has a function of inspecting the state of a crack that has occurred in a structure to be inspected.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the inspection process of the crack inspection apparatus 1 shown in FIG.
  • the crack inspection apparatus 1 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected at the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1 applies a predetermined load to the crack using the load applying section 4 (step S3).
  • the crack inspection device 1 measures the opening amount of the crack when the load is applied using the opening amount measuring section 5 while applying a load to the crack (step S4).
  • the estimating unit 6 of the crack inspection apparatus 1 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • FIG. 3 is a diagram showing structure data acquired by the input unit 2 shown in FIG. 1.
  • the input unit 2 acquires input data indicating the characteristics of the structure to be inspected.
  • the input data includes data (a) and (b) shown below.
  • the input unit 2 may include an operation device such as a mouse or a keyboard that inputs a signal to the computer according to an operator's operation, or may include a peripheral device that inputs saved data prepared in advance to the computer. You can leave it there.
  • the input data acquired by the input unit 2 is data indicating the characteristics of the structure to be inspected, and is also called structure data.
  • the input unit 2 is an example of a structure data acquisition unit that acquires structure data. Next, after explaining the relationship between the stress intensity factor range and the crack propagation rate, details of the structure data acquired by the input unit 2 will be explained.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the growth rate of cracks occurring in a steel structure and the stress intensity factor range.
  • the relationship between the growth rate of cracks generated in steel structures and the stress intensity factor range is expressed by the curve shown in FIG. 4.
  • the horizontal axis of FIG. 4 is the logarithm of the stress intensity factor range " ⁇ K”
  • the vertical axis of FIG. 4 is the logarithm of the crack growth rate "da/dN”.
  • the stress intensity factor range ⁇ K becomes smaller, the crack propagation speed “da/dN” decreases, and when the value of the stress intensity factor range “ ⁇ K” becomes less than the lower limit stress intensity factor range “ ⁇ K th ”, the crack propagates. known to disappear.
  • the unit of the stress intensity factor range and the lower limit stress intensity factor range is "MPa ⁇ m”
  • the unit of the crack growth rate is "m/cycle”.
  • Equation (1) is applied to the range ⁇ K> ⁇ K th .
  • Equation (2) is applied to the range of ⁇ K ⁇ K th and indicates that the crack will no longer grow when the stress intensity factor range is below the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th .
  • equation (3) the equation for estimating the crack growth rate "da/dN" can also be expressed by the following equation (3).
  • da/dN C(( ⁇ K) n -( ⁇ K th ) n ) ...(3)
  • the "physical property parameters related to the crack growth rate” shown in FIG. 3 correspond to the material parameters C and n in the above equations (1) and (3), and the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th . Note that, for these physical property parameters, for example, "Fatigue Design Guidelines for Steel Structures” disclosed by the Japan Society of Steel Construction, etc. may be used. Further, “material data related to calculation of crack fracture mechanics parameters” shown in FIG. 3 are stiffness parameters used for structural analysis, such as Young's modulus and Poisson's ratio of the structure.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the shape measuring section 3 shown in FIG. 1.
  • the shape measurement unit 3 acquires crack information indicating the shape and opening amount of a crack that has occurred in the structure to be inspected.
  • the shape measurement section 3 is an example of a crack information acquisition section that acquires crack information.
  • the shape measuring unit 3 installs a measuring device for a crack that has occurred in the structure to be inspected (step S11). Next, the shape measuring unit 3 measures the shape of the crack using a measuring device (step S12). The shape measurement unit 3 measures the shape of the crack using a non-destructive testing method in order not to deteriorate the condition of the structure. Examples of nondestructive testing methods include an X-ray measurement method, an ultrasonic flaw detection method, an electric current flaw detection method, and the like. Further, the shape measuring unit 3 measures the opening amount of the crack using a measuring device (step S13). Although step S13 is executed after step S12 here, the process of step S12 and the process of step S13 may be performed simultaneously. Subsequently, the shape measurement section 3 stores the measurement results in the storage section (step S14).
  • FIG. 6 is a diagram showing a first example of a method for measuring the amount of crack opening.
  • the opening amount of the crack 30 is measured by attaching the sensor 31 that measures the opening amount directly to the opening of the crack 30 .
  • An example of the sensor 31 that measures the opening amount is an optical fiber type sensor that measures the amount of deformation of an object from light propagating through a fiber.
  • Optical fiber sensors are also called optical strain sensors, optical fiber sensors, FBG (Fiber Bragg Grading) sensors, and the like.
  • FBG Fiber Bragg Grading
  • FIG. 7 is a diagram showing a second example of a method for measuring the amount of crack opening.
  • the opening amount of the crack is measured using an image taken of a crack 30 that has occurred in the structure to be inspected.
  • an imaging device 32 for taking images on a drone by installing an imaging device 32 for taking images on a drone, cracks that occur in places that cannot be easily accessed by humans, for example, at high places, can be detected. It becomes possible to easily obtain the opening amount even if the Furthermore, since it becomes possible to measure the opening amount of multiple cracks at once using one imaging device 32, it is possible to improve the workability of shape measurement and reduce the cost of the device for shape measurement. It becomes possible to do so. Note that although FIG. 7 shows an example in which the imaging device 32 is mounted on a drone, the imaging device 32 may be fixed to a measurement jig installed on the ground.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of applying a load to the load applying section 4 shown in FIG. 1.
  • the structure to be inspected is a bridge 41, and a predetermined load is applied to a crack 30 that has occurred in the bridge 41 so that the crack 30 opens.
  • the sensor 31 shown in FIG. 6 is installed in the crack 30.
  • the load applying unit 4 can apply a load to the crack 30 by driving an inspection vehicle 43 whose weight is known on the bridge 41. Note that for the processing in the estimating section 6, the data on the load applied by the load applying section 4 and the data on the opening amount measured by the opening amount measuring section 5 need to be synchronized in time series.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the opening amount measuring section 5 shown in FIG. 1.
  • the opening amount measuring section 5 measures the opening amount when a load is applied in the same manner as the shape measuring section 3 measures the opening amount.
  • the opening amount measuring section 5 may measure the opening amount using the sensor 31 shown in FIG. 6, or may measure the opening amount using the imaging device 32 shown in FIG.
  • the opening amount measuring section 5 measures the opening amount when the load is applied in a state where the load applying section 4 applies a load to the crack (step S21). Thereafter, the opening amount measurement unit 5 outputs the opening amount, which is the measurement result, to the estimating unit 6 as data in which the time series is synchronized with the data of the applied load (step S22).
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the estimation unit 6 shown in FIG.
  • the estimation unit 6 obtains the relationship between the opening amount and the load when no object exists in the crack (step S31).
  • “inside the crack” refers to the space created by the crack, and refers to the space between the surfaces newly created in the structure by the crack.
  • the estimation unit 6 obtains the relationship between the opening amount and the load when an object is present in the crack (step S32).
  • the relationship between the opening amount and the load acquired by the estimation unit 6 in step S32 is obtained from the data of the load loaded with the opening amount measured by the opening amount measurement unit 5 and the data synchronized in time series.
  • the estimating unit 6 calculates a crack opening load P op , which is a load at which a crack completely opens, and an effective stress intensity factor range from the relationship between the acquired opening amount and load (step S33).
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the relationship between crack opening amount and load.
  • the straight line L1 represented by the broken line in Fig. 11 shows the relationship between the load and the amount of crack opening in the load range P op to P min in which the crack closes when an object is present in the crack. is a straight line extrapolated from .
  • P min is the minimum applied load to the crack.
  • the straight line L2 represented by the dashed line in FIG. 11 is a straight line obtained by extrapolating the relationship between the crack opening amount and the load in a state where no object exists within the crack.
  • the estimation unit 6 obtains "the relationship between the opening amount and the load when no object exists in the crack" as represented by the straight line L2.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the opening amount and the load when the load P th is smaller than the crack opening load P op .
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the opening amount and the load when the load P th is larger than the crack opening load P op .
  • the estimation unit 6 calculates the straight line L1 by extrapolating the obtained relationship, and calculates the crack opening load P op by calculating the intersection of the straight line L1 and the straight line L2.
  • the straight line L2 is created by creating a structural analysis model from the crack shape data acquired by the shape measurement unit 3 in advance and the material data of the structure included in the structure data acquired by the input unit 2, It can be obtained by performing numerical analysis.
  • the estimation unit 6 can calculate the load at the point of change that appears in the obtained relationship as the crack opening load P op .
  • the stress intensity factor range ⁇ K is calculated using the following formula (4) for each crack shape.
  • K max is the maximum value of the stress intensity factor on which the maximum load P max is applied, and is expressed by the following equation (5).
  • f(a) is a function of the depth of the crack determined by the shape of the crack, and is acquired by the shape measuring section 3 during shape measurement.
  • a is the crack length (m).
  • K min is the minimum value of the stress intensity factor on which the minimum applied load P min is applied, and is expressed by the following equation (6).
  • the estimation unit 6 calculates the stress expansion using formulas (4) to (6) from the crack depth function f(a) obtained by the shape measurement unit 3 and the load acting on the crack.
  • the coefficient range ⁇ K can be calculated. Further, when the crack closure phenomenon due to the above-mentioned wedge effect occurs and a crack opening load P op exists, the estimation unit 6 calculates the effective stress intensity factor range ⁇ K eff that contributes to crack propagation using the following formula ( 7).
  • K op is a stress intensity factor on which the crack opening load P op is acting, and is expressed by the following equation (8).
  • the wedge effect can be calculated. It is possible to calculate the growth rate "da/dN" of a crack that has occurred and its growth has been suppressed. As explained above, if the crack opening load P op can be estimated, the effective stress intensity factor range ⁇ K eff can be calculated, and the crack growth rate "da/dN" can also be derived. It becomes possible.
  • the estimation unit 6 may output estimation results such as the effective stress intensity factor range ⁇ K eff and the crack growth rate "da/dN" using a display screen or the like.
  • the crack inspection device 1 includes the input unit 2, which is a structure data acquisition unit that acquires structure data indicating the characteristics of the material of the structure to be inspected, and the shape of the crack that has occurred in the structure. and a shape measurement unit 3 which is a crack information acquisition unit that acquires crack information indicating the opening amount, and acquires crack information under load that indicates the opening amount of the crack when a load is applied to the crack.
  • the relationship between the load applied to the crack and the opening amount is calculated based on the opening amount measurement unit 5, which is a loading crack information acquisition unit, the structure data, the crack information, and the loading crack information.
  • an estimating unit 6 for estimating an effective stress intensity factor range, which is a fracture mechanics parameter indicating the state of a crack, from the above.
  • the crack opening load P op can be calculated from the relationship between the opening amount and the applied load, and the effective stress intensity factor range ⁇ K eff can be derived. . Therefore, an inspection can be performed to evaluate the state of the crack without causing the crack to grow. Furthermore, by using the effective stress intensity factor range ⁇ K eff and formulas (1) and (3), the crack growth rate "da/dN" can be determined, so the crack state can be quantitatively determined. It is possible to evaluate.
  • the crack opening load P op can be calculated from the relationship between the opening amount and the applied load, and the effective stress intensity factor range ⁇ K eff can be derived.
  • the effect of suppressing crack growth can also be evaluated for cracks whose growth is suppressed due to the presence of .
  • FIG. 14 is a diagram showing a functional configuration of a crack inspection apparatus 1-1 according to a first modification of the first embodiment.
  • the crack inspection device 1-1 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a load application section 4, an opening amount measurement section 5, an estimation section 6, and a determination section 7.
  • the crack inspection device 1-1 has a determination section 7 in addition to the structure of the crack inspection device 1.
  • explanations of the same components as those of the crack inspection apparatus 1 will be omitted, and parts different from the crack inspection apparatus 1 will be mainly explained.
  • the determination unit 7 determines whether or not a crack has propagated based on the effective stress intensity factor range, which is a fracture mechanics parameter, and the structure data. Specifically, the determining unit 7 compares the effective stress intensity factor range ⁇ K eff calculated by the estimating unit 6 with the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th included in the structure data to determine whether a crack will occur. The presence or absence of progress can be determined.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-1 shown in FIG. 14.
  • the crack inspection apparatus 1-1 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1-1 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of a crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-1 uses the load applying section 4 to apply a predetermined load to the crack (step S3).
  • the crack inspection apparatus 1-1 measures the opening amount of the crack when the load is applied, using the opening amount measuring section 5, while applying a load to the crack (step S4).
  • the estimation unit 6 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the crack inspection device 1-1 uses the determination unit 7 to determine whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimation unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6). ).
  • the determination unit 7 compares the effective stress intensity factor range ⁇ K eff estimated by the estimation unit 6 with the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th included in the structure data received by the input unit 2. , if the effective stress intensity factor range ⁇ K eff is less than or equal to the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th , it is determined that the crack has not grown, that is, it is stagnant, and the effective stress intensity factor range ⁇ K eff is the lower limit. If it is larger than the stress intensity factor range ⁇ K th , it can be determined that the crack is growing.
  • the crack inspection device 1-1 can, in addition to the effects of the crack inspection device 1, confirm whether or not a crack to be inspected has grown. If the crack inspection device 1 outputs the judgment result of the judgment unit 7 by display or other means, it is possible to confirm whether or not the crack to be inspected has grown during the inspection, so that the need for re-inspection can be determined on the spot. This has the effect of reducing the workload.
  • FIG. 16 is a diagram showing a functional configuration of a crack inspection device 1-2 according to a second modification of the first embodiment.
  • the crack inspection device 1-2 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a load determination section 8, a load application section 4, an opening amount measurement section 5, and an estimation section 6.
  • the crack inspection device 1-2 has a load determining section 8 in addition to the structure of the crack inspection device 1.
  • explanations of the same components as those of the crack inspection apparatus 1 will be omitted, and parts different from the crack inspection apparatus 1 will be mainly explained.
  • the load determining unit 8 determines the load that the load applying unit 4 applies to the crack to a value that does not cause the crack to grow. If the crack propagates when a load is applied to the crack during an inspection, the degree of damage to the structure may increase, and the accuracy of evaluating the state of the crack in the estimating section 6 may decrease. For this reason, a load that does not cause crack growth is determined as the load to be applied during the inspection. Specifically, the stress intensity factor range when a certain load is applied can be calculated using equations (4) to (8).
  • the load determining unit 8 calculates a load such that the stress intensity factor range ⁇ K becomes the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th , and sets the load that the load applying unit 4 applies to the crack to be less than or equal to the calculated load. Decide on the value of . Note that "lower limit stress intensity factor range ⁇ K th or less" is an example of a growth stagnation range indicating a range of fracture mechanics parameters in which cracks no longer grow.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-2 shown in FIG. 16.
  • the crack inspection apparatus 1-2 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1-2 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the load determination unit 8 determines the load to be applied to the crack based on the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th so that the crack does not propagate (Ste S7).
  • the load determining section 8 notifies the load applying section 4 of the determined load.
  • the crack inspection device 1-2 uses the load applying section 4 to apply the load determined by the load determining section 8 to the crack (step S3).
  • the crack inspection device 1-2 uses the opening amount measurement unit 5 to measure the opening amount of the crack when the load is applied, while applying a load to the crack (step S4).
  • the estimating unit 6 of the crack inspection apparatus 1 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the crack inspection device 1-2 in addition to the effects of the crack inspection device 1, can apply a load within a range that does not propagate the crack to be inspected. Therefore, it is possible to prevent the condition of the crack from deteriorating due to the inspection, and it is possible to improve the accuracy of evaluating the effect of suppressing crack growth.
  • the crack inspection apparatus 1-1 having the determination section 7 has been described as a modification example 1
  • the crack inspection apparatus 1-2 having a load determination section 8 has been described as a modification example 2.
  • the crack inspection device 1 may include both the determination section 7 and the load determination section 8.
  • FIG. 18 is a diagram showing the functional configuration of the crack inspection device 1-3 according to the second embodiment.
  • the crack inspection device 1-3 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a repair section 9, a load application section 4, an opening amount measurement section 5, an estimation section 6, and a determination section 7.
  • the crack inspection device 1-3 has a determination section 7 and a repair section 9 in addition to the structure of the crack inspection device 1.
  • detailed explanations of the same components as those of the crack inspection apparatus 1 of Embodiment 1 will be omitted, and parts different from the crack inspection apparatus 1 will be mainly explained.
  • the determination unit 7 is similar to the determination unit 7 of the crack inspection apparatus 1-1 according to the first modification of the first embodiment.
  • the repair unit 9 performs a growth suppression process to suppress the growth of cracks that have occurred in the structure to be inspected.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-3 shown in FIG. 18.
  • the crack inspection apparatus 1-3 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1-3 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-3 uses the repair unit 9 to perform crack growth suppression processing (step S8).
  • the crack inspection device 1-3 uses the load applying section 4 to apply a predetermined load to the crack after the growth suppression process (step S3).
  • the crack inspection device 1-3 uses the opening amount measuring section 5 to measure the opening amount of the crack when the load is applied, while applying a load to the crack (step S4).
  • the estimation unit 6 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the determining unit 7 determines whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimating unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6 ).
  • FIG. 20 is an explanatory diagram of the progress suppression process performed by the repair section 9 shown in FIG. 18.
  • the repair unit 9 applies a paste-like repair material 81 to the surface of the structure to be inspected where the crack 30 has occurred.
  • Paste-like repair material 81 includes fine particles and fluid.
  • the fine particles contained in the repair material 81 are preferably highly hard substances such as alumina, iron, silica, zirconia, silicon carbide, boron carbide, and diamond.
  • the fluid contained in the repair material 81 is preferably a liquid with fluidity, such as a low-volatility oil or a flame-retardant oil.
  • the presence of highly hard particles within the crack 30 prevents the crack 30 from opening and closing, thereby suppressing the growth of the crack 30. Further, even when the crack grows, the fluid mixed with the particles transports the particles to the tip of the crack 30, and the crack closure phenomenon due to the wedge effect is maintained. Note that in order to prevent the repair material 81 from flowing out from within the crack due to its own weight, it is effective to seal the repair material 81 using masking tape or the like.
  • the repair portion 9 can be formed using any repair method as long as it produces a wedge effect that prevents the opening and closing of the crack 30. You can.
  • the repair unit 9 may inject a resin into the crack 30 instead of applying the paste repair material 81.
  • the repair method using resin can also suppress the growth of the crack 30 by reducing the load range that contributes to the growth of the crack 30 due to the crack closure phenomenon due to the wedge effect.
  • the crack inspection apparatus 1-3 uses the repair unit 9 that performs the growth suppression process and the relationship between the opening amount and the load measured when a load is applied to the crack after the growth suppression process.
  • It has an estimating section 6 that estimates fracture mechanics parameters, and a determining section 7 that determines whether or not a crack has propagated based on the estimation result of the estimating section 6. For this reason, it is possible to check whether cracks have propagated after carrying out growth suppression treatment, which makes it possible to check whether additional repairs are necessary, and to reduce the workload of repairs. can.
  • FIG. 21 is a diagram showing the functional configuration of a crack inspection device 1-4 according to the first modification of the second embodiment.
  • the crack inspection device 1-4 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a load application section 10 before growth suppression, an opening amount measurement section 11 before growth suppression, a repair section 9, a load application section 4, It has an opening amount measuring section 5, an estimating section 6, and a determining section 7.
  • the crack inspection device 1-4 includes a load application section 10 before growth suppression and an opening amount measurement section 11 before growth suppression.
  • the pre-propagation-suppression load-bearing section 10 applies a load to the crack in the same manner as the load-bearing section 4.
  • the pre-propagation-suppression opening amount measuring section 11 measures the opening amount of a crack using the same method as the opening amount measuring section 5.
  • the pre-propagation suppression opening amount measurement unit 11 is a propagation suppression pre-load opening amount measurement unit 11 that acquires pre-propagation suppression crack information indicating the crack opening amount in a state where a load is applied to the crack before the propagation suppression processing is performed. This is an example of a preload crack information acquisition unit.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-4 shown in FIG. 21.
  • the crack inspection apparatus 1-4 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1-4 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-4 applies a predetermined load to the crack using the pre-propagation suppression load applying unit 10 (step S91).
  • the crack inspection device 1-4 measures the opening amount of the crack when the load is applied, using the opening amount measurement unit 11 before propagation suppression, while applying a load to the crack (step S92). ).
  • the processes in step S91 and step S92 are also called measurement processes before progress suppression, and are executed before the repair unit 9 performs the progress suppression process.
  • the crack inspection device 1-4 uses the repair unit 9 to perform crack growth suppression process (step S8).
  • the crack inspection device 1-4 uses the load applying section 4 to apply a predetermined load to the crack after the growth suppression process (step S3).
  • the crack inspection device 1-4 uses the opening amount measurement unit 5 to measure the opening amount of the crack when the load is applied, while applying a load to the crack (step S4).
  • the estimating unit 6 of the crack inspection device 1-4 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the crack inspection device 1-4 uses the determination unit 7 to determine whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimation unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6). ).
  • the crack inspection device 1-4 includes a pre-propagation suppression load loading unit 10 and a pre-propagation suppression opening amount measuring unit 11, so that the crack opening amount and the load applied to the crack can be measured before performing the propagation suppression process. It is possible to actually measure the relationship between This relationship becomes the relationship shown by the straight line L2 shown in FIGS. 11 to 13 if no object exists within the crack before the propagation suppression process is performed. Therefore, in the crack inspection apparatus 1-4, the estimating unit 6 uses data synchronized in time series with the load applied with the opening amount measured in step S92 in step S5 of FIG. 22 to estimate the crack opening. It becomes possible to calculate the load P op .
  • the crack inspection device 1-4 applies a load to the crack before the repair section 9 performs the crack growth suppression process. Measure the opening amount. Therefore, it is possible to actually measure the relationship between the opening amount of the crack and the load applied to the crack when no object is present in the crack. Therefore, in the crack inspection apparatus 1, 1-1, 1-2 according to the first embodiment and the crack inspection apparatus 1-3 according to the second embodiment, the predetermined load P th is the crack opening load. If it was smaller than P op , it was necessary to create an analytical model and calculate the relationship between the opening amount and load indicated by the straight line L2 from the structural analysis results. The workload for creating analytical models and structural analysis can be reduced. Furthermore, since the straight lines L1 and L2 can be actually measured, it is possible to improve the accuracy of estimating the crack opening load P op , and it is possible to improve the accuracy of evaluating the effect of suppressing crack growth. .
  • FIG. 23 is a diagram showing the functional configuration of the crack inspection device 1-5 according to the third embodiment.
  • the crack inspection device 1-5 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a repair section 9, a cyclic load application section 4-1, an opening amount measurement section 5, an estimation section 6, and a determination section 7. has.
  • the crack inspection device 1-5 has a cyclic load loading section 4-1 instead of the load loading section 4 of the crack inspection device 1-3 according to the second embodiment.
  • the cyclic load applying section 4-1 repeatedly applies a predetermined load to the crack.
  • Repeatedly applying a load refers to alternating between a state in which a load is applied to a crack and a state in which the applied load is removed. When is a bridge, this can be achieved by repeatedly driving the inspection vehicle on the bridge.
  • the cyclic load application section 4-1 repeatedly applies a load to the crack after the repair section 9 performs crack growth suppression processing.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-5 shown in FIG. 23.
  • the crack inspection apparatus 1-5 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection apparatus 1-5 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-5 uses the repair unit 9 to perform crack growth suppression processing (step S8).
  • the crack inspection device 1-5 uses the cyclic load applying unit 4-1 to repeatedly apply a predetermined load to the crack after the growth suppression process (step S101).
  • the crack inspection device 1-5 uses the opening amount measuring section 5 to measure the opening amount of the crack when the load is applied while a load is applied to the crack (step S4).
  • the estimating unit 6 of the crack inspection device 1-5 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the determining unit 7 determines whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimating unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6 ).
  • step S101 of repeatedly applying a load to the crack is included instead of step S3 of FIG. 19.
  • the cyclic load loading section 4-1 applies a cyclic load to the crack after applying the repair material 81 containing a mixture of fine particles and fluid, the crack opens and closes repeatedly. Fine particles are transported to the tip of the crack, improving the effect of suppressing crack growth.
  • FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the number of repetitions of load application on the cyclic load application section 4-1 of FIG. 23 and the effect of suppressing crack growth.
  • the horizontal axis in FIG. 25 is the opening amount, and the vertical axis is the load.
  • the point of change at which the relationship between the opening amount and the load changes corresponds to the crack opening load P op .
  • FIG. 25 shows the relationship between the opening amount and the load when the number of repetitions is K, M, and N, respectively.
  • K ⁇ M ⁇ N holds true. It can be seen that as the number of repetitions increases, the crack opening load P op increases.
  • FIG. 26 is a diagram showing the functional configuration of a crack inspection device 1-6 according to the first modification of the third embodiment.
  • the crack inspection device 1-6 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a repair section 9, a load determination section 8, a repeated load application section 4-1, an opening amount measurement section 5, and an estimation section 6. and a determination section 7.
  • the function of the load determining section 8 is similar to that of the load determining section 8 included in the crack inspection apparatus 1-2 according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 27 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-6 shown in FIG. 26.
  • the crack inspection apparatus 1-6 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection device 1-6 uses the shape measuring section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-6 uses the repair section 9 to perform crack growth suppression processing (step S8).
  • the crack inspection device 1-6 uses the load determining unit 8 to determine the load to be applied to the crack, based on the lower limit stress intensity factor range ⁇ K th , so as to prevent the crack from propagating (step S7 ).
  • the load determination section 8 notifies the determined load to the repetitive load application section 4-1.
  • the crack inspection device 1-6 repeatedly applies the load determined by the load determining unit 8 to the crack using the repetitive load applying unit 4-1 (step S101).
  • the crack inspection device 1-6 uses the opening amount measuring section 5 to measure the opening amount of the crack when the load is applied while a load is applied to the crack (step S4).
  • the estimating unit 6 of the crack inspection device 1-6 estimates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the determining unit 7 determines whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimating unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6 ).
  • step S7 in FIG. 27 is the same as step S7 in FIG. 17.
  • FIG. 28 is a diagram showing the functional configuration of the crack inspection device 1-7 according to the second modification of the third embodiment.
  • the crack inspection device 1-7 includes an input section 2, a shape measurement section 3, a repair section 9, a cyclic load application section 4-1, a cyclic opening amount measurement section 5-1, and a load determination section 151. , an estimation section 6, and a determination section 7.
  • the crack inspection device 1-7 has a repeating opening amount measuring section 5-1 instead of the opening amount measuring section 5 of the crack inspection device 1-5 shown in FIG. 23, and further includes a load determination section 151. .
  • the differences from the crack inspection device 1-5 will be mainly explained, and the explanation of the same parts as the crack inspection device 1-5 will be omitted.
  • the repeated opening amount measuring section 5-1 measures the opening amount of a crack in the same manner as the opening amount measuring section 5. At this time, the repetitive opening amount measuring section 5-1 measures the opening amount every time the repetitive load applying section 4-1 applies a load.
  • the repetitive opening amount measurement section 5-1 can output data obtained by synchronizing the measured opening amount with the data of the applied load in time series to the load load determination section 151.
  • the load determination section 151 determines whether or not to continue applying the load, based on the relationship between the measured opening amount and the load, each time the repetitive opening amount measuring section 5-1 outputs a measurement result.
  • the repetitive opening amount measuring section 5-1 can output the determination result to the repetitive load application section 4-1 and the repetitive opening amount measuring section 5-1.
  • the repetitive load application unit 4-1 operates according to the determination result of the load application determination unit 151, and if the determination result indicates “continue repetition”, it continues to apply the load repeatedly, and if the determination result indicates “continue repetition”. If it indicates "No", the repetition of the load application is terminated.
  • the repetitive opening amount measurement section 5-1 operates according to the determination result of the load load determination section 151, and when the determination result indicates "continue repetition", repeats the measurement of the opening amount, and the determination result is " If it indicates that the repetition is not to be continued, the measurement of the opening amount is ended.
  • FIG. 29 is a flowchart for explaining the operation of the crack inspection device 1-7 shown in FIG. 28.
  • the crack inspection device 1-7 receives input of structure data indicating the characteristics of the structure to be inspected through the input unit 2 (step S1).
  • the structure data includes, for example, material data indicating the material of the structure to be inspected.
  • the crack inspection device 1-7 uses the shape measurement section 3 to measure the shape and opening amount of the crack that has occurred in the structure to be inspected (step S2).
  • the crack inspection device 1-7 uses the repair section 9 to perform crack growth suppression processing (step S8).
  • the crack inspection device 1-7 applies a predetermined load to the crack after the growth suppression process using the cyclic load applying section 4-1 (step S3).
  • the crack inspection device 1-7 measures the opening amount of the crack when the load is applied using the repetitive opening amount measurement unit 5-1 while applying a load to the crack (step S4).
  • the load determination unit 151 determines whether to continue repeating the load application (step S151). If it is determined that the repetition is to be continued (step S151: Yes), the crack inspection device 1-7 repeats the processes of step S3 and step S4 once again.
  • step S151 If it is determined that the repetition is not to be continued (step S151: No), the crack inspection device 1-7 ends the repetition of the load application, and the estimation unit 6 calculates the latest measurement in the repeated opening amount measurement unit 5-1. Based on the results, an effective stress intensity factor range is estimated as a fracture mechanics parameter indicating the state of the crack (step S5).
  • the determining unit 7 determines whether or not a crack has propagated based on the fracture mechanics parameters estimated by the estimating unit 6 and the structure data received by the input unit 2 (step S6 ).
  • FIG. 30 is a flowchart for explaining the operation of the load determination section 151 shown in FIG. 28.
  • the load determination unit 151 first assigns 1 to the number of repetitions n (step S41). Subsequently, the load determination unit 151 determines whether n is greater than 1 (step S42). If n is not larger than 1 (step S42: No), the load determination unit 151 increments n (step S43), and repeats the process of step S42.
  • step S42 If n is larger than 1 (step S42: Yes), the load determination unit 151 calculates the difference C in the relationship between the load and the opening amount between the n-th and (n ⁇ 1)-th measurement results ( Step S44). The load determination unit 151 determines whether the calculated difference C is less than or equal to a predetermined threshold (step S45). If the difference C is not less than the threshold (step S45: No), the load determination unit 151 increments n (step S46) and returns to the process of step S44.
  • step S45 If the difference C is less than or equal to the threshold (step S45: Yes), the load determination unit 151 outputs a determination result indicating that the load is discontinued, that is, the repetition of the load is not continued (step S47).
  • the load application determination section 151 outputs the "discontinuation determination” and does not output the determination result when repeating the load application, so the repeated load application section 4-1 outputs the "discontinuation determination". It is assumed that the repetition of the load application is continued until the load is input, and the repeated opening amount measurement section 5-1 measures the opening amount of the crack every time a load is applied. Note that the operation shown in FIG. 30 is an example, and the load determination unit 151 determines that the paste-like repair material 81 is transported to a region near the tip of the crack, and the crack opening load P op does not change any further. As long as it can be determined that the condition has occurred, the method does not matter.
  • the load determination unit 151 improves the effect of suppressing crack growth by determining whether or not to continue applying the load repeatedly. At the same time, the number of repetitions of load application can be kept to the minimum necessary, so it is possible to shorten the working time while improving the effect of suppressing growth.
  • FIG. 31 is a diagram showing the configuration of a fatigue crack monitoring system 201 according to the fourth embodiment.
  • the fatigue crack monitoring system 201 includes an on-site measuring device 212 that is used at a site where a structure to be monitored exists, and an arithmetic processing device 213 and a display device 214 installed in a data center 211.
  • the on-site measurement device 212 has an input section 2 and a measurement section 300.
  • the input unit 2 is the same as the input unit 2 shown in FIG. 1 and the like.
  • the field measurement device 212 uses the input unit 2 to acquire material data of the structure to be monitored.
  • the on-site measurement device 212 uses the measurement unit 300 to acquire the shape of the crack, the opening amount of the crack, and the applied load generated on the crack.
  • the method by which the measurement unit 300 measures the shape and opening amount of the crack is the same as the method described in Embodiment 1 and the like.
  • the data acquired by the on-site measuring device 212 is transmitted to the arithmetic processing device 213 of the data center 211.
  • the arithmetic processing unit 213 includes a storage section 301, an estimation section 6, and a priority order determination section 302.
  • the storage unit 301 stores data received from the on-site measuring device 212 and the like.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of data stored in the storage unit 301 shown in FIG. 31.
  • the storage unit 301 stores the “material data of the structure” received by the input unit 2 by the field measurement device 212, the “crack shape” measured by the measurement unit 300 by the field measurement device 212, and the data measured by the field measurement device 212.
  • the “crack opening amount” measured by the measurement unit 300 and the “load applied to the crack” measured by the measurement unit 300 by the on-site measurement device 212 can be stored.
  • the estimating unit 6 calculates the effective stress intensity factor range as a fracture mechanics parameter from the relationship between the opening amount and the load using the same method as the estimating unit 6 shown in FIG. Furthermore, the estimating unit 6 uses the obtained effective stress intensity factor range to calculate the crack growth rate using at least one of the above-mentioned formulas (1) to (3).
  • the estimating unit 6 can output an estimation result including at least the progress speed to the display device 214 and the priority determining unit 302.
  • the priority determining unit 302 determines the priority when repairing cracks.
  • the priority determining unit 302 can determine the priority for each repair location during repair based on the crack growth speed.
  • the priority determining unit 302 can, for example, increase the priority for repair in descending order of progress speed.
  • the priorities obtained by the priority determining unit 302 are output on the display device 214.
  • Display device 214 is an example of an output device. Here, information is output using the display device 214, but the output device may be a printer or the like.
  • the display device 214 is installed in the data center 211, the priority order of repairs etc. is confirmed in the data center 211 which is remote from the site where the structure to be monitored is located. In addition to monitoring the state of cracks, if there are cracks that require repair, it is possible to instruct on-site workers to repair the cracks based on the output priority order.
  • FIG. 33 is a sequence diagram for explaining the operation of the fatigue crack monitoring system 201 shown in FIG. 31.
  • the on-site measurement device 212 performs measurement processing (step S300).
  • the input unit 2 receives input information such as material data of the structure, and the measurement unit 300 determines the shape of the crack, the opening amount of the crack, and the applied load generated in the crack. and a process of measuring and obtaining measurement results.
  • the on-site measuring device 212 transmits the measurement results and input information to the arithmetic processing device 213 of the data center 211 (step S301).
  • the processing unit 213 stores the received information in the storage unit 301 (step S302).
  • the arithmetic processing unit 213 uses the information stored in the storage unit 301 to estimate the crack growth rate in the estimation unit 6 (step S303). Subsequently, the arithmetic processing unit 213 causes the priority order determination unit 302 to determine the priority order for each repair location based on the growth rate of the crack (step S304).
  • the arithmetic processing unit 213 transmits the crack propagation speed and priority to the display device 214 (step S305).
  • the display device 214 displays the crack growth rate and the priority order for repair (step S306).
  • the crack propagation rate is calculated from the effective stress intensity factor range estimated by the same method as in Embodiments 1 to 3, and the crack propagation rate is calculated based on the propagation rate. , the priority order for crack repair is determined. This makes it possible to efficiently perform repair work on cracks that have a high crack propagation rate and require a high degree of urgency to repair.
  • FIG. 34 is a diagram showing the configuration of a fatigue crack monitoring system 201-1 according to the first modification of the fourth embodiment. Similar to the fatigue crack monitoring system 201, the fatigue crack monitoring system 201-1 includes an on-site measurement device 212, an arithmetic processing device 213, and a display device 214. In the fatigue crack monitoring system 201, the display device 214 was installed in the data center 211, whereas in the fatigue crack monitoring system 201-1, the display device 214 was installed near the field measurement device 212. The difference is that they are located at the site where the structure to be monitored is located.
  • FIG. 35 is a diagram showing the configuration of a fatigue crack monitoring system 201-2 according to the fifth embodiment.
  • the fatigue crack monitoring system 201-2 includes an on-site measurement device 212-1, an arithmetic processing device 213-1, and a display device 214.
  • the on-site measuring device 212-1 is located at the site where the structure to be monitored exists, and the arithmetic processing device 213-1 and the display device 214 are located at the data center 211.
  • the on-site measuring device 212-1 has a function for the measuring section 300-1 to acquire positional information where a crack has occurred.
  • the measurement unit 300-1 can, for example, divide the structure to be monitored into a plurality of sections in advance, and indicate the position information where a crack has occurred in each section.
  • the information that the on-site measuring device 212-1 sends to the arithmetic processing device 213-1 of the data center 211 is the same as the information that the on-site measuring device 212 sends to the arithmetic processing device 213, except that the measurement result includes position information where a crack has occurred. is the same as
  • the arithmetic processing device 213-1 includes a storage section 301, an estimation section 6, a priority determination section 303, and a priority order determination section 302-1.
  • the priority determination unit 303 determines the priority of the crack based on the position information where the crack has occurred and the determination classification information stored in the storage unit 301 in advance.
  • the determination classification information is information that divides the structure to be monitored into a plurality of classifications and indicates a predetermined priority for each classification.
  • the determination classification information may be, for example, information indicating that the priority level is to be increased for some of the plurality of classifications, or information indicating that all the classifications are classified into one of the plurality of priorities. You can.
  • the priority determination unit 303 determines the priority of each crack based on the position information of the crack.
  • the priority determination unit 303 can output the determination result to the priority determination unit 302-1.
  • the priority determination unit 302-1 determines the priority of cracks during repair for each repair location based on the crack growth rate estimated by the estimation unit 6 and the determination result of the priority determination unit 303. do.
  • FIG. 36 is a sequence diagram for explaining the operation of the fatigue crack monitoring system 201-2 shown in FIG. 35.
  • the on-site measurement device 212-1 performs measurement processing (step S400).
  • the measurement process in step S400 includes a process of measuring the position information of the crack in addition to the content of the measurement process in step S300 of FIG.
  • the on-site measuring device 212-1 transmits the measurement results including the location information where the crack has occurred and the input information to the arithmetic processing device 213-1 (step S401).
  • the processing unit 213-1 stores the received information in the storage unit 301 (step S402).
  • the arithmetic processing unit 213-1 uses the information stored in the storage unit 301 in the estimating unit 6 to estimate the crack growth rate (step S403).
  • the process in step S403 is similar to the process in step S303 in FIG. 33.
  • the arithmetic processing unit 213-1 uses the priority determining unit 303 to determine the priority of crack repair from the crack position information (step S404). Specifically, the priority determination unit 303 assigns a predetermined priority to the classification to which the crack position information belongs based on a predetermined priority for each division in the structure to be monitored. , that crack repair can be made a priority.
  • the arithmetic processing unit 213-1 causes the priority determining unit 302-1 to determine the priority for each repair location based on the crack growth speed and priority (step S405).
  • the processing unit 213-1 transmits the crack growth rate and priority to the display device 214 (step S406).
  • the display device 214 displays the crack growth rate and the priority order for repair (step S407).
  • FIG. 37 is a diagram showing the configuration of a fatigue crack monitoring system 201-3 according to the first modification of the fifth embodiment.
  • the fatigue crack monitoring system 201-3 includes an on-site measuring device 212-1, an arithmetic processing device 213-1, and a display device 214.
  • the display device 214 was installed in the data center 211, whereas in the fatigue crack monitoring system 201-3, the display device 214 was installed in the on-site measurement device 212-1. The difference is that it is located near the site where the structure to be monitored is located.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining a first example of the hardware configuration of each of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3. It is.
  • the respective functions of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are realized using a processing circuit 601 as shown in FIG. I can do it.
  • Processing circuit 601 is connected to bus 602 .
  • the processing circuit 601 is an example of dedicated hardware, such as a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these. Applicable.
  • the functions of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are realized by different processing circuits 601 for each functional block shown. Alternatively, the functions indicated by a plurality of functional blocks may be collectively realized by one processing circuit 601.
  • FIG. 39 is a diagram for explaining a second example of the hardware configuration of each of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3. It is.
  • the functions of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are performed using a processor 603 and a storage device 604 as shown in FIG. It can also be achieved.
  • Processor 603 and storage device 604 are connected via bus 602.
  • the processor 603 is a CPU (Central Processing Unit, also referred to as a central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, or DSP), and reads and executes a program stored in the storage device 604. I can do it.
  • CPU Central Processing Unit
  • the respective functions of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are written as programs such as software or firmware, It is stored in the storage device 604. That is, when the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 and the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are executed by the processing circuit, each step is executed as a result.
  • a storage device 604 is provided for storing various programs. Moreover, these programs can be said to cause a computer to execute a procedure or method to be executed.
  • the storage device 604 is RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), Flash Memory, EPROM (Erasable Programmable Read -ONLY MEMORY), Eprom (registered trademark). Lectrically Erasable Programmable Read -Ovenly Memory) This applies to nonvolatile or volatile semiconductor memories such as, magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, DVDs, etc.
  • crack inspection equipment 1, 1-1 to 1-7 and fatigue crack monitoring systems 201, 201-1 to 201-3 are realized by dedicated hardware, and other functions are realized by dedicated hardware.
  • a portion may be implemented in software or firmware.
  • the processing circuit can implement each of the above functions using hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 include a shape measuring section 3 that measures the shape of a crack, a load loading section that applies a load to the crack, and a shape measuring section 3 that measures the shape of a crack.
  • Part 4 includes an opening amount measuring section 5 that measures the opening amount of a crack under load, but some or all of these functions are omitted, and the crack inspection apparatus 1, 1-1 to 1-7 may have a function of acquiring measurement results.
  • the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7 include a crack information acquisition section that acquires crack information indicating the shape of a crack that has occurred in the structure, and a crack information acquisition section that acquires crack information that indicates the shape of a crack that has occurred in the structure.
  • the under-load crack information acquisition unit that acquires under-load crack information indicating the amount of crack opening in a state of This can be achieved using an operating device such as a mouse or keyboard that inputs signals to the computer according to the operation.
  • each of the fatigue crack monitoring systems 201, 201-1, 201-2, 201-3 may have a plurality of on-site measurement devices 212, 212-1.
  • the data center 211 may be able to monitor the state of cracks in a plurality of structures to be monitored.
  • the display device 214 is located near either the data center 211 or the on-site measurement devices 212, 212-1; The display device 214 may be used both in the -1 neighborhood and in the -1 neighborhood.
  • the priority determining units 302, 302-1 and the priority determining unit 303 of the arithmetic processing units 213, 213-1 described in the fourth and fifth embodiments may be replaced with the crack inspection apparatuses 1, 1-1 to 1-1. You may prepare for 7. Furthermore, the arithmetic processing units 213, 213-1 and the on-site measurement devices 212, 212-1 may have some of the functions of the crack inspection devices 1, 1-1 to 1-7.
  • the estimation unit 6 used the stress intensity factor range as the fracture mechanics parameter, but the fracture mechanics parameter that quantitatively indicates the effect of suppressing crack growth is the stress intensity factor range. Not limited to. For example, fracture mechanics parameters such as J value and energy release rate may be used.

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Abstract

き裂検査装置（１）は、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データを取得する構造物データ取得部である入力部（２）と、構造物に生じたき裂の形状を示すき裂情報を取得するき裂情報取得部である形状計測部（３）と、き裂に対して荷重が負荷された状態におけるき裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得する負荷時き裂情報取得部である開口量計測部（５）と、構造物データと、き裂情報と、負荷時き裂情報とに基づいて、き裂に負荷される荷重と開口量との関係から、き裂の進展抑制効果を定量的に示す破壊力学パラメータを推定する推定部（６）と、を備えることを特徴とする。

Description

き裂検査装置、き裂監視システムおよびき裂検査方法
　本開示は、構造物に生じるき裂の状態を評価するき裂検査装置、き裂監視システムおよびき裂検査方法に関する。
　構造物に発生したき裂内に酸化物などの物体が存在することで、き裂の開閉口変化量が低下し、き裂の進展速度が低下することが知られている。このような現象は、き裂の楔力作用によるき裂閉口現象、または、くさび効果などと呼ばれている。くさび効果を利用して、高硬度の微細粒子と油とが混在したペーストをき裂に塗布し、微細粒子をき裂内に侵入させて、疲労き裂の進展を抑制する技術が開発されている。
　特許文献１には、くさび効果によるき裂進展抑制効果を評価する方法の一例が開示されている。特許文献１に開示された評価方法では、補修の前後において、き裂先端の熱弾性温度変動を計測し、熱弾性温度変動の振幅の補修前後の比率を評価値として、き裂の進展抑制効果を評価している。
特開２０１５－３１５６５号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、き裂の進展を抑制する前後で、熱弾性温度変動を計測することを前提としている。このため、例えば、腐食生成物、フレッティング酸化物などの物体がき裂内に発生した場合など、自然現象によってき裂の進展が抑制されている場合、進展が抑制される前の熱弾性温度変動を計測することができないため、き裂の進展抑制効果を評価することが困難であるという問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、自然現象によってき裂の進展が抑制されている場合であっても、き裂の進展抑制効果を容易に評価することが可能なき裂検査装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のき裂検査装置は、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データを取得する構造物データ取得部と、構造物に生じたき裂の形状を示すき裂情報を取得するき裂情報取得部と、き裂に対して荷重が負荷された状態におけるき裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得する負荷時き裂情報取得部と、構造物データと、き裂情報と、負荷時き裂情報とに基づいて、き裂に負荷される荷重と開口量との関係から、き裂の進展抑制効果を定量的に示す破壊力学パラメータを推定する推定部と、を備えることを特徴とする。
　本開示によれば、自然現象によってき裂の進展が抑制されている場合であっても、き裂の進展抑制効果を容易に評価することが可能なき裂検査装置を得ることができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図１に示すき裂検査装置の検査処理について説明するためのフローチャート 図１に示す入力部が取得する構造物データを示す図 鉄鋼製の構造物に生じるき裂の進展速度と応力拡大係数範囲との関係を模式的に示す図 図１に示す形状計測部の動作を説明するためのフローチャート き裂の開口量を計測する方法の第１の例を示す図 き裂の開口量を計測する方法の第２の例を示す図 図１に示す荷重負荷部の荷重負荷方法の一例を示す図 図１に示す開口量計測部の動作を説明するためのフローチャート 図１に示す推定部の動作を説明するためのフローチャート き裂の開口量と荷重との関係を模式的に表した図 荷重がき裂開口荷重よりも小さい場合の開口量と荷重との関係について説明するための図 荷重がき裂開口荷重よりも大きい場合の開口量と荷重との関係について説明するための図 実施の形態１の変形例１にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図１４に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態１の変形例２にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図１６に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態２にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図１８に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 図１８に示す補修部が行う進展抑制処理の説明図 実施の形態２の変形例１にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図２１に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態３にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図２３に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 図２３の繰返し荷重負荷部の荷重負荷の繰返し回数とき裂の進展抑制効果との関係を示す図 実施の形態３の変形例１にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図２６に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態３の変形例２にかかるき裂検査装置の機能構成を示す図 図２８に示すき裂検査装置の動作を説明するためのフローチャート 図２８に示す荷重負荷判定部の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態４にかかる疲労き裂の監視システムの構成を示す図 図３１に示す記憶部に記憶されるデータの一例を示す図 図３１に示す疲労き裂の監視システムの動作を説明するためのシーケンス図 実施の形態４の変形例１にかかる疲労き裂の監視システムの構成を示す図 実施の形態５にかかる疲労き裂の監視システムの構成を示す図 図３５に示す疲労き裂の監視システムの動作を説明するためのシーケンス図 実施の形態５の変形例１にかかる疲労き裂の監視システムの構成を示す図 き裂検査装置および疲労き裂の監視システムのそれぞれのハードウェア構成の第１の例を説明するための図 き裂検査装置および疲労き裂の監視システムのそれぞれのハードウェア構成の第２の例を説明するための図
　以下に、本開示の実施の形態にかかるき裂検査装置、き裂監視システムおよびき裂検査方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかるき裂検査装置１の機能構成を示す図である。き裂検査装置１は、入力部２と、形状計測部３と、荷重負荷部４と、開口量計測部５と、推定部６とを有する。き裂検査装置１は、検査対象の構造物に生じたき裂の状態を検査する機能を有する。
　まず、き裂検査装置１の行う検査処理の概要について説明する。図２は、図１に示すき裂検査装置１の検査処理について説明するためのフローチャートである。
　き裂検査装置１は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　また、き裂検査装置１は、荷重負荷部４を用いて、き裂に対して、予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　以下では、き裂検査装置１の各部の構成および動作の詳細について説明する。
　図３は、図１に示す入力部２が取得する構造物データを示す図である。入力部２は、検査対象の構造物の特徴を示す入力データを取得する。入力データは、以下に示す（ａ），（ｂ）のデータを含む。
（ａ）き裂進展速度に係る物性パラメータ
（ｂ）き裂の破壊力学パラメータ算出に係る材料データ
　入力部２は、操作者の操作に応じてコンピュータに信号を入力するマウス、キーボードなどの操作デバイスを備えていてもよいし、予め準備された保存データをコンピュータに入力するための周辺機器を備えていてもよい。入力部２が取得する入力データは、検査対象の構造物の特徴を示すデータであり、構造物データとも呼ばれる。入力部２は、構造物データを取得する構造物データ取得部の一例である。続いて、応力拡大係数範囲とき裂進展速度との関係を説明した後、入力部２が取得する構造物データの詳細について説明する。
　図４は、鉄鋼製の構造物に生じるき裂の進展速度と応力拡大係数範囲との関係を模式的に示す図である。鉄鋼製の構造物に発生したき裂の進展速度と応力拡大係数範囲との関係は、図４に示す曲線で表される。図４の横軸は、応力拡大係数範囲「ΔＫ」の対数であり、図４の縦軸は、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」の対数である。応力拡大係数範囲ΔＫが小さくなるほどき裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」は低下し、応力拡大係数範囲「ΔＫ」の値が下限界応力拡大係数範囲「ΔＫth」以下となるとき裂が進展しなくなることが知られている。ここで、応力拡大係数範囲および下限界応力拡大係数範囲の単位は「ＭＰａ√ｍ」であり、き裂の進展速度の単位は「ｍ／ｃｙｃｌｅ」である。
　したがって、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」の推定式は、以下の数式（１），（２）で表される。
　ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（ΔＫ）n　　　ΔＫ＞ΔＫth　　・・・（１）
　ｄａ／ｄＮ＝０　　　　　　　ΔＫ≦ΔＫth　　・・・（２）
　ここで、Ｃおよびｎは構造物によって決定される材料パラメータである。数式（１）は、ΔＫ＞ΔＫthの範囲に適用される。数式（２）はΔＫ≦ΔＫthの範囲に適用され、下限界応力拡大係数範囲ΔＫth以下になるとき裂が進展しなくなることを表している。或いは、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」の推定式は、以下の数式（３）で表すこともできる。
　ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（（ΔＫ）n－（ΔＫth）n）　　・・・（３）
　図３に示す「き裂進展速度に係る物性パラメータ」は、上記の数式（１），（３）における材料パラメータであるＣおよびｎと、下限界応力拡大係数範囲ΔＫthが該当する。なお、これらの物性パラメータは、例えば、社団法人日本鋼構造協会が開示している「鋼構造物の疲労設計指針」等を活用してもよい。また、図３に示す「き裂の破壊力学パラメータ算出に係る材料データ」は、構造解析に用いる剛性パラメータであり、構造物のヤング率、ポアソン比などが挙げられる。
　図５は、図１に示す形状計測部３の動作を説明するためのフローチャートである。形状計測部３は、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を示すき裂情報を取得する。形状計測部３は、き裂情報を取得するき裂情報取得部の一例である。
　形状計測部３は、検査対象の構造物に生じたき裂に対して、計測装置を設置する（ステップＳ１１）。次に、形状計測部３は、計測装置によって、き裂の形状を計測する（ステップＳ１２）。形状計測部３は、構造物の状態を悪化させないために、非破壊検査方法を用いてき裂の形状を計測する。非破壊検査方法の一例としては、Ｘ線計測方法、超音波探傷法、電流探傷法などが挙げられる。また、形状計測部３は、計測装置によって、き裂の開口量を計測する（ステップＳ１３）。なお、ここではステップＳ１２の後にステップＳ１３が実行されることとしたが、ステップＳ１２の処理とステップＳ１３の処理とは同時並行で行われてもよい。続いて形状計測部３は、計測結果を記憶部に記憶する（ステップＳ１４）。
　図６は、き裂の開口量を計測する方法の第１の例を示す図である。第１の例では、き裂３０の開口部に対して開口量を計測するセンサ３１を直接貼り付けることで、き裂の開口量を計測する。開口量を計測するセンサ３１としては、ファイバーを介して伝搬する光から物体の変形量を計測する光ファイバ式のセンサが挙げられる。光ファイバ式のセンサは、光学式ひずみセンサ、光ファイバセンサ、ＦＢＧ（Fiber　Bragg　Grading）センサなどとも呼ばれる。光ファイバ式のセンサを用いる場合、高湿、高温などの環境負荷に対して耐性が高く、様々な環境下で利用可能となり、センサを貼り付けたままにすることで、長期間にわたる状態監視が可能になる。
　図７は、き裂の開口量を計測する方法の第２の例を示す図である。第２の例では、検査対象の構造物に生じたき裂３０を撮影した画像を用いて、き裂の開口量を計測する。図７に示す第２の例では、画像を撮影するための撮像装置３２をドローンに搭載することで、人が簡単にアクセスすることができないような場所、例えば高所に発生したき裂に対しても開口量を容易に取得することが可能になる。さらに、１つの撮像装置３２で複数のき裂の開口量を一度に計測することが可能になるため、形状計測の作業性を向上することが可能であり、形状計測のための装置コストを低減することが可能になる。なお、図７ではドローンに撮像装置３２を搭載した例を示しているが、撮像装置３２は、地面に対して設置された計測用の治具に対して固定されていてもよい。
　図８は、図１に示す荷重負荷部４の荷重負荷方法の一例を示す図である。ここでは、検査対象の構造物が橋梁４１であり、橋梁４１に生じたき裂３０に対して、き裂３０が開口するように予め定められた荷重を負荷する場合を例示している。き裂３０には、図６で示したセンサ３１を設置した状態である。荷重負荷部４は、重量が既知の検査車両４３を橋梁４１の上で走行させることで、荷重をき裂３０に対して負荷することができる。なお、推定部６での処理のために、荷重負荷部４が負荷する荷重のデータと、開口量計測部５が計測する開口量のデータとは、時系列を同期させる必要がある。
　図９は、図１に示す開口量計測部５の動作を説明するためのフローチャートである。開口量計測部５は、形状計測部３が開口量を計測する際と同様の方法で、荷重負荷時の開口量を計測する。具体的には、開口量計測部５は、図６に示すセンサ３１を用いて開口量を計測してもよいし、図７に示す撮像装置３２を用いて開口量を計測してもよい。
　開口量計測部５は、荷重負荷部４がき裂に対して荷重を負荷した状態において、荷重負荷時の開口量を計測する（ステップＳ２１）。その後、開口量計測部５は、計測結果である開口量を、負荷した荷重のデータと時系列を同期させたデータを推定部６へ出力する（ステップＳ２２）。
　図１０は、図１に示す推定部６の動作を説明するためのフローチャートである。推定部６は、き裂内に物体が存在していない場合の開口量と荷重との関係を取得する（ステップＳ３１）。ここで、「き裂内」とは、き裂が生じることによって発生した空間内を指し、き裂が生じることによって構造物に新たに生じた面と面との間の空間内を指す。続いて、推定部６は、き裂内に物体が存在している場合の開口量と荷重との関係を取得する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２で推定部６が取得する開口量と荷重との関係は、開口量計測部５が計測した開口量を負荷した荷重のデータと時系列を同期させたデータとから取得される。さらに、推定部６は、取得した開口量と荷重との関係から、き裂が完全に開口する荷重であるき裂開口荷重Ｐopと、有効応力拡大係数範囲とを算出する（ステップＳ３３）。
　図１１は、き裂の開口量と荷重との関係を模式的に表した図である。図１１の破線で表した直線Ｌ１は、き裂内に物体が存在している状態で、き裂が閉口している荷重範囲であるＰop～Ｐminにおける荷重とき裂の開口量との関係を外挿した直線である。Ｐminは、き裂に対する最小の負荷荷重である。図１１の一点鎖線で表した直線Ｌ２は、き裂内に物体が存在していない状態で、き裂の開口量と荷重との関係を外挿した直線である。図１０のステップＳ３１において、推定部６は、直線Ｌ２で表されるような、「き裂内に物体が存在していない場合の開口量と荷重との関係」を取得する。
　き裂内に物体が存在する場合、き裂が一定荷重以下では閉じなくなるため、物体がき裂の形状と一致する理想的な形状である場合には、図１１の実線で表されるように、ある荷重で屈曲する変化点が現れる。この現象は、き裂閉口現象の１つである、くさび効果の作用によるものである。くさび効果は、ブリッジング効果、楔力作用機構のき裂閉口現象とも呼ばれる。傾きの変化点となる荷重が、き裂閉口現象におけるき裂開口荷重Ｐopであり、き裂が完全に開口する荷重である。き裂開口荷重Ｐop以下の荷重範囲ではき裂が閉じているためき裂の進展に寄与しない。したがってき裂内に物体が存在する場合、き裂の進展に寄与する荷重範囲は、図１１のＰmax～Ｐminから、Ｐmax～Ｐopへと減少する。Ｐmaxは、最大の負荷荷重である。このように、き裂の進展に寄与する荷重範囲が減少することで、き裂先端の応力集中範囲が緩和されることからき裂の進展が抑制される。
　ここで、予め定められた荷重Ｐthをき裂に対して負荷した場合の荷重と開口量との関係について説明する。図１２は、荷重Ｐthがき裂開口荷重Ｐopよりも小さい場合の開口量と荷重との関係について説明するための図である。図１３は、荷重Ｐthがき裂開口荷重Ｐopよりも大きい場合の開口量と荷重との関係について説明するための図である。
　まず、荷重Ｐthがき裂開口荷重Ｐopよりも小さい場合、この荷重Ｐthをき裂に対して負荷しながら得られる開口量と荷重との関係は、図１２の実線で表される。この場合、上記の変化点が取得された関係に現れない。このため、推定部６は、取得された関係を外挿することによって直線Ｌ１を算出し、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点を算出することによって、き裂開口荷重Ｐopを算出する。ここで、直線Ｌ２は、予め形状計測部３で取得されるき裂の形状データと、入力部２が取得する構造物データに含まれる構造物の材料データとから、構造解析モデルを作成し、数値解析を実行することによって得ることができる。
　荷重Ｐthがき裂開口荷重Ｐopよりも大きい場合、この荷重Ｐthをき裂に対して負荷しながら得られる開口量と荷重との関係は、図１３の実線で表される。この場合、上記の変化点が取得された関係に現れる。このため、推定部６は、取得した関係に現れる変化点の荷重をき裂開口荷重Ｐopとして算出することができる。
　続いて、推定部６が応力拡大係数範囲を算出する方法について説明する。応力拡大係数範囲ΔＫは、き裂の形状毎に、以下の数式（４）を用いて算出される。
　ΔＫ＝Ｋmax－Ｋmin　　　・・・（４）
　ここで、Ｋmaxは、最大の負荷荷重Ｐmaxが作用している応力拡大係数の最大値であり、以下の数式（５）で表される。
　Ｋmax＝Ｐmax×ｆ（ａ）　・・・（５）
　ここで、ｆ（ａ）は、き裂の形状によって決定する、き裂の深さの関数であり、形状計測部３において形状計測時に取得される。ａは、き裂の長さ（ｍ）である。また、Ｋminは、最小の負荷荷重Ｐminが作用している応力拡大係数の最小値であり、以下の数式（６）で表される。
　Ｋmin＝Ｐmin×ｆ（ａ）　・・・（６）
　推定部６は、形状計測部３で得られたき裂の深さの関数ｆ（ａ）と、き裂に作用している荷重とから、数式（４）～（６）を用いて、応力拡大係数範囲ΔＫを算出することができる。また、上記のくさび効果によるき裂閉口現象が生じて、き裂開口荷重Ｐopが存在する場合、推定部６は、き裂進展に寄与する有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを、以下の数式（７）を用いて算出することができる。
　ΔＫeff＝Ｋmax－Ｋop　・・・（７）
　ここで、Ｋopは、き裂開口荷重Ｐopが作用している応力拡大係数であり、以下の数式（８）で表される。
　Ｋop＝Ｐop×ｆ（ａ）　・・・（８）
　数式（７）を用いて有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを算出して、算出した有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを、数式（１），（３）の「ΔＫ」に代入することで、くさび効果が発生して進展が抑制されたき裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」を算出することができる。以上説明したように、き裂開口荷重Ｐopを推定することができれば、有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを算出することができ、さらに、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」を導出することが可能になる。推定部６は、有効応力拡大係数範囲ΔＫeff、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」などの推定結果を、表示画面などを用いて出力してもよい。
　以上説明したように、き裂検査装置１は、検査対象の構造物の材料の特徴を示す構造物データを取得する構造物データ取得部である入力部２と、構造物に生じたき裂の形状および開口量を示すき裂情報を取得するき裂情報取得部である形状計測部３と、き裂に対して荷重が負荷された状態におけるき裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得する負荷時き裂情報取得部である開口量計測部５と、構造物データと、き裂情報と、負荷時き裂情報とに基づいて、き裂に負荷される荷重と開口量との関係から、き裂の状態を示す破壊力学パラメータである有効応力拡大係数範囲を推定する推定部６と、を有する。このため、実働荷重の最大荷重Ｐmaxが作用しなくても、開口量と負荷する荷重との関係から、き裂開口荷重Ｐopを算出して有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを導くことができる。このため、き裂を進展させることなく、き裂の状態を評価する検査を行うことができる。さらに、有効応力拡大係数範囲ΔＫeffと、数式（１），（３）とを用いることで、き裂の進展速度「ｄａ／ｄＮ」を求めることができるため、き裂の状態を定量的に評価することが可能である。
　また、上記の方法では、開口量と負荷する荷重との関係から、き裂開口荷重Ｐopを算出して有効応力拡大係数範囲ΔＫeffを導くことができるため、自然現象によってき裂内に物体が存在する状態となり進展が抑制されたき裂に対しても、き裂の進展の抑制効果を評価することができる。
（変形例１）
　図１４は、実施の形態１の変形例１にかかるき裂検査装置１－１の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－１は、入力部２と、形状計測部３と、荷重負荷部４と、開口量計測部５と、推定部６と、判定部７とを有する。き裂検査装置１－１は、き裂検査装置１の構成に加えて、判定部７を有する。以下、き裂検査装置１と同様の構成要素については説明を省略し、き裂検査装置１と異なる部分について主に説明する。
　判定部７は、破壊力学パラメータである有効応力拡大係数範囲と、構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する。具体的には、判定部７は、推定部６で算出される有効応力拡大係数範囲ΔＫeffと、構造物データに含まれる下限界応力拡大係数範囲ΔＫthとを比較することで、き裂の進展の有無を判定することができる。
　図１５は、図１４に示すき裂検査装置１－１の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－１は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－１は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　また、き裂検査装置１－１は、荷重負荷部４を用いて、き裂に対して、予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１－１は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１－１は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。き裂検査装置１－１は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。具体的には、判定部７は、推定部６が推定した有効応力拡大係数範囲ΔＫeffと、入力部２が受け付けた構造物データに含まれる下限界応力拡大係数範囲ΔＫthとを比較して、有効応力拡大係数範囲ΔＫeffが下限界応力拡大係数範囲ΔＫth以下である場合、き裂が進展していない、つまり、停滞していると判定し、有効応力拡大係数範囲ΔＫeffが下限界応力拡大係数範囲ΔＫthよりも大きい場合、き裂が進展していると判定することができる。
　判定部７を有することで、き裂検査装置１－１は、き裂検査装置１の効果に加えて、検査対象とするき裂の進展の有無を確認することができる。き裂検査装置１が判定部７の判定結果を表示などの手段で出力すれば、検査対象とするき裂の進展の有無を点検時に確認することができるため、再点検の必要性をその場で判定することができ、作業負荷が低減するという効果がある。
（変形例２）
　図１６は、実施の形態１の変形例２にかかるき裂検査装置１－２の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－２は、入力部２と、形状計測部３と、荷重決定部８と、荷重負荷部４と、開口量計測部５と、推定部６とを有する。き裂検査装置１－２は、き裂検査装置１の構成に加えて、荷重決定部８を有する。以下、き裂検査装置１と同様の構成要素については説明を省略し、き裂検査装置１と異なる部分について主に説明する。
　荷重決定部８は、荷重負荷部４がき裂に対して負荷する荷重を、き裂が進展しない値に決定する。検査時にき裂に対して荷重を負荷する際に、き裂が進展すると、構造物の損傷度が増加する上、推定部６におけるき裂の状態の評価精度が低下する可能性がある。このため、検査時に負荷する荷重として、き裂が進展しない荷重を決定する。具体的には、ある荷重が負荷されているときの応力拡大係数範囲は、数式（４）～（８）を用いて算出することができる。このため、荷重決定部８は、応力拡大係数範囲ΔＫが下限界応力拡大係数範囲ΔＫthとなるような荷重を計算し、荷重負荷部４がき裂に対して負荷する荷重を、計算した荷重以下の値に決定する。なお、「下限界応力拡大係数範囲ΔＫth以下」は、き裂が進展しなくなる破壊力学パラメータの範囲を示す進展停滞範囲の一例である。
　図１７は、図１６に示すき裂検査装置１－２の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－２は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－２は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　ここで、き裂検査装置１－２は、荷重決定部８において、下限界応力拡大係数範囲ΔＫthに基づいて、き裂が進展しないように、き裂に対して負荷する荷重を決定する（ステップＳ７）。荷重決定部８は、決定した荷重を、荷重負荷部４に通知する。続いて、き裂検査装置１－２は、荷重負荷部４を用いて、き裂に対して、荷重決定部８が決定した荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１－２は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　荷重決定部８を有することで、き裂検査装置１－２は、き裂検査装置１の効果に加えて、検査対象とするき裂を進展させない範囲で荷重を負荷することが可能になる。このため、検査のためにき裂の状態が悪化することを防ぐことが可能になり、き裂の進展抑制効果の評価精度を向上させることができる。
　なお、上記では、変形例１として、判定部７を有するき裂検査装置１－１について説明し、変形例２として、荷重決定部８を有するき裂検査装置１－２について説明したが、き裂検査装置１は、判定部７および荷重決定部８の両方を備えてもよい。
実施の形態２．
　図１８は、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－３は、入力部２と、形状計測部３と、補修部９と、荷重負荷部４と、開口量計測部５と、推定部６と、判定部７とを有する。き裂検査装置１－３は、き裂検査装置１の構成に加えて、判定部７と、補修部９とを有する。以下、実施の形態１のき裂検査装置１と同様の構成要素については詳細な説明を省略し、き裂検査装置１と異なる部分について主に説明する。
　判定部７は、実施の形態１の変形例１にかかるき裂検査装置１－１の判定部７と同様である。補修部９は、検査対象の構造物に生じたき裂の進展を抑制する進展抑制処理を行う。
　図１９は、図１８に示すき裂検査装置１－３の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－３は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－３は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　き裂検査装置１－３は、補修部９を用いて、き裂の進展抑制処理を行う（ステップＳ８）。続いて、き裂検査装置１－３は、荷重負荷部４を用いて、進展抑制処理後のき裂に対して、予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１－３は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１－３は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　き裂検査装置１－３は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。
　ここで、補修部９が行う進展抑制処理について説明する。図２０は、図１８に示す補修部９が行う進展抑制処理の説明図である。補修部９は、検査対象の構造物のき裂３０が生じた面に、ペースト状の補修材８１を塗布する。ペースト状の補修材８１は、微細粒子と流体とを含む。補修材８１に含まれる微細粒子は、例えば、アルミナ、鉄、シリカ、ジルコニア、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ダイヤモンドなどの高硬度の物質が望ましい。補修材８１に含まれる流体は、例えば、低揮発性の油、難燃性の油などの流動性を有する液体が望ましい。き裂３０内に高硬度の粒子が介在することによって、き裂３０の開閉口が妨げられて、き裂３０の進展が抑制される。さらに、き裂が進展した場合でも、微粒子と混在している流体によって微粒子がき裂３０の先端まで輸送され、くさび効果によるき裂閉口現象が維持される。なお、補修材８１が自重の影響でき裂内から流れ出すことを防ぐために、マスキングテープなどを用いて補修材８１を封止することは効果的である。
　また、図２０では、ペースト状の補修材８１の例を説明したが、補修部９は、き裂３０の開閉口を妨げるくさび効果を発現させる補修方法であれば、どのような補修方法を用いてもよい。例えば、補修部９は、ペースト状の補修材８１を塗布する代わりに、き裂３０内に樹脂を注入してもよい。樹脂を用いた補修方法も、くさび効果によるき裂閉口現象によってき裂３０の進展に寄与する荷重範囲を低減させて、き裂３０の進展を抑制することが可能である。
　以上説明したように、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３によれば、検査対象のき裂に対して、進展抑制処理を行った後に、き裂に対して荷重を負荷した状態で計測された開口量と荷重との関係に基づいて、破壊力学パラメータが推定される。このため、実施の形態１にかかるき裂検査装置１の効果に加えて、進展抑制処理の抑制効果をその場で確認することができるという効果を奏する。また、き裂検査装置１－３は、進展抑制処理を行う補修部９と、進展抑制処理後のき裂に対して荷重を負荷した状態で計測された開口量と荷重との関係に基づいて破壊力学パラメータを推定する推定部６と、推定部６の推定結果に基づいてき裂の進展の有無を判定する判定部７とを有する。このため、進展抑制処理を行った上で、き裂の進展の有無を確認することができるため、追加の補修の必要性の有無を確認することができ、補修の作業負荷を低減することができる。
（変形例１）
　図２１は、実施の形態２の変形例１にかかるき裂検査装置１－４の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－４は、入力部２と、形状計測部３と、進展抑制前荷重負荷部１０と、進展抑制前開口量計測部１１と、補修部９と、荷重負荷部４と、開口量計測部５と、推定部６と、判定部７とを有する。き裂検査装置１－４は、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３の構成に加えて、進展抑制前荷重負荷部１０と、進展抑制前開口量計測部１１とを有する。以下、き裂検査装置１－３と異なる部分について主に説明する。進展抑制前荷重負荷部１０は、荷重負荷部４と同様の方法で、き裂に対して荷重を負荷する。進展抑制前開口量計測部１１は、開口量計測部５と同様の方法で、き裂の開口量を計測する。進展抑制前開口量計測部１１は、進展抑制処理が行われる前のき裂に対して荷重が負荷された状態におけるき裂の開口量を示す進展抑制前負荷時き裂情報を取得する進展抑制前負荷時き裂情報取得部の一例である。
　図２２は、図２１に示すき裂検査装置１－４の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－４は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－４は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　ここでき裂検査装置１－４は、進展抑制前荷重負荷部１０を用いて、き裂に対して予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ９１）。また、き裂検査装置１－４は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、進展抑制前開口量計測部１１を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ９２）。ステップＳ９１およびステップＳ９２の処理は、進展抑制前の計測処理とも呼ばれ、補修部９が進展抑制処理を行う前に実行される。
　進展抑制前の計測処理の後、き裂検査装置１－４は、補修部９を用いて、き裂の進展抑制処理を行う（ステップＳ８）。続いて、き裂検査装置１－４は、荷重負荷部４を用いて、進展抑制処理後のき裂に対して、予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１－４は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１－４は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　き裂検査装置１－４は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。
　き裂検査装置１－４は、進展抑制前荷重負荷部１０および進展抑制前開口量計測部１１を有することで、進展抑制処理を行う前に、き裂の開口量とき裂に負荷される荷重との関係を実測することができる。この関係は、進展抑制処理を行う前に、き裂内に物体が存在しない場合には、図１１～図１３に示す直線Ｌ２が示す関係となる。したがって、き裂検査装置１－４では、推定部６は、図２２のステップＳ５において、ステップＳ９２で計測された開口量を負荷した荷重と時系列を同期させたデータを用いて、き裂開口荷重Ｐopを算出することが可能になる。
　以上説明したように、実施の形態２の変形例１にかかるき裂検査装置１－４は、補修部９がき裂の進展抑制処理を行う前に、き裂に対して荷重を負荷した状態で開口量を計測する。このため、き裂内に物体が存在しないときのき裂の開口量とき裂に負荷した荷重との関係を実測することができる。このため、実施の形態１にかかるき裂検査装置１，１－１，１－２と、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３とにおいては、所定の荷重Ｐthがき裂開口荷重Ｐopよりも小さい場合には、直線Ｌ２が示す開口量と荷重との関係を、解析モデルを作成して構造解析結果から算出する必要があったが、き裂検査装置１－４ではこのような解析モデル作成および構造解析の作業負荷を低減することができる。さらに、直線Ｌ１，Ｌ２を実測することができるため、き裂開口荷重Ｐopの推定精度を向上させることが可能であり、き裂の進展の抑制効果の評価精度を向上させることが可能である。
実施の形態３．
　図２３は、実施の形態３にかかるき裂検査装置１－５の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－５は、入力部２と、形状計測部３と、補修部９と、繰返し荷重負荷部４－１と、開口量計測部５と、推定部６と、判定部７とを有する。き裂検査装置１－５は、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３の荷重負荷部４の代わりに繰返し荷重負荷部４－１を有する。以下、実施の形態２にかかるき裂検査装置１－３と異なる部分について主に説明する。繰返し荷重負荷部４－１は、き裂に対して、予め定められた荷重を繰返し負荷する。荷重を繰返し負荷するとは、き裂に対して、荷重が負荷された状態と、負荷された荷重が取り除かれた状態とが交互に繰り返されるようにすることを指し、例えば、検査対象の構造物が橋梁である場合、橋梁上で検査車両を繰返し走行させることによって、実現することができる。繰返し荷重負荷部４－１は、補修部９がき裂の進展抑制処理を行った後、き裂に対して荷重を繰返し負荷する。
　図２４は、図２３に示すき裂検査装置１－５の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－５は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－５は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　き裂検査装置１－５は、補修部９を用いて、き裂の進展抑制処理を行う（ステップＳ８）。続いて、き裂検査装置１－５は、繰返し荷重負荷部４－１を用いて、進展抑制処理後のき裂に対して、予め定められた荷重を繰返し負荷する（ステップＳ１０１）。き裂検査装置１－５は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１－５は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　き裂検査装置１－５は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。
　図２４は、図１９のステップＳ３の代わりに、き裂に対して荷重を繰返し負荷するステップＳ１０１を有する以外は、図１９と同様である。
　微粒子と流体とが混在した補修材８１を塗布する進展抑制処理を行った後に、繰返し荷重負荷部４－１がき裂に対して繰返し荷重を負荷した場合、き裂が繰返し開閉口することによって、微粒子がき裂の先端まで輸送され、き裂の進展抑制効果が向上する。ここで、荷重負荷の繰返し回数とき裂の進展抑制効果との関係について考える。
　図２５は、図２３の繰返し荷重負荷部４－１の荷重負荷の繰返し回数とき裂の進展抑制効果との関係を示す図である。図２５の横軸は開口量であり、縦軸は荷重である。開口量と荷重との関係が変化する変化点はき裂開口荷重Ｐopに相当する。図２５では、繰返し回数がＫ回、Ｍ回、Ｎ回のそれぞれの場合について、開口量と荷重との関係を示している。Ｋ＜Ｍ＜Ｎの関係が成り立つ。繰返し回数が増えるにつれて、き裂開口荷重Ｐopが増大していることが分かる。き裂開口荷重Ｐopが増大するにつれて、有効応力拡大係数範囲ΔＫeffが減少して、き裂進展速度「ｄａ／ｄＮ」が低下する。このため、荷重負荷の繰返し回数が増えるにつれて、き裂の進展抑制効果が向上していることが分かる。なお、一度き裂の先端まで微粒子が輸送されると、開口量と荷重との関係は平衡状態となるため、き裂開口荷重は一定値に収束する。つまり、繰返し回数がある程度の回数以上となると、それ以上、き裂の進展抑制効果は向上しなくなる。
（変形例１）
　図２６は、実施の形態３の変形例１にかかるき裂検査装置１－６の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－６は、入力部２と、形状計測部３と、補修部９と、荷重決定部８と、繰返し荷重負荷部４－１と、開口量計測部５と、推定部６と、判定部７とを有する。ここで、荷重決定部８の機能は、実施の形態１の変形例２にかかるき裂検査装置１－２の有する荷重決定部８と同様である。
　図２７は、図２６に示すき裂検査装置１－６の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－６は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－６は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　き裂検査装置１－６は、補修部９を用いて、き裂の進展抑制処理を行う（ステップＳ８）。ここでき裂検査装置１－６は、荷重決定部８において、下限界応力拡大係数範囲ΔＫthに基づいて、き裂が進展しないように、き裂に対して負荷する荷重を決定する（ステップＳ７）。荷重決定部８は、決定した荷重を、繰返し荷重負荷部４－１に通知する。続いて、き裂検査装置１－６は、繰返し荷重負荷部４－１を用いて、き裂に対して、荷重決定部８が決定した荷重を繰返し負荷する（ステップＳ１０１）。き裂検査装置１－６は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、開口量計測部５を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。き裂検査装置１－６は、推定部６において、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　き裂検査装置１－６は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。
　なお、図２７のステップＳ７は、図１７のステップＳ７と同じである。このように検査時にき裂に負荷する荷重をき裂が進展しない値とすることで、繰返し荷重負荷部４－１が荷重を繰返し負荷する場合であっても、検査中のき裂の進展を抑制することができるため、補修による進展の抑制効果をより確実に得ることができる。さらに繰返しの荷重負荷によって、き裂の進展の抑制効果を向上させることができる。
（変形例２）
　図２８は、実施の形態３の変形例２にかかるき裂検査装置１－７の機能構成を示す図である。き裂検査装置１－７は、入力部２と、形状計測部３と、補修部９と、繰返し荷重負荷部４－１と、繰返し開口量計測部５－１と、荷重負荷判定部１５１と、推定部６と、判定部７とを有する。き裂検査装置１－７は、図２３に示すき裂検査装置１－５の開口量計測部５の代わりに繰返し開口量計測部５－１を有し、さらに、荷重負荷判定部１５１を有する。以下、き裂検査装置１－５と異なる点について主に説明し、き裂検査装置１－５と同様の部分については説明を省略する。
　繰返し開口量計測部５－１は、開口量計測部５と同様の方法で、き裂の開口量を計測する。このとき、繰返し開口量計測部５－１は、繰返し荷重負荷部４－１が荷重を負荷する毎に、開口量を計測する。繰返し開口量計測部５－１は、計測した開口量を、負荷された荷重のデータと時系列を同期させたデータを荷重負荷判定部１５１に出力することができる。荷重負荷判定部１５１は、繰返し開口量計測部５－１が計測結果を出力する毎に、計測された開口量と荷重との関係から、荷重負荷の繰返しを継続するか否かを判定する。繰返し開口量計測部５－１は、判定結果を繰返し荷重負荷部４－１および繰返し開口量計測部５－１に出力することができる。繰返し荷重負荷部４－１は、荷重負荷判定部１５１の判定結果に従って動作し、判定結果が「繰返しを継続する」ことを示す場合、荷重負荷の繰返しを継続し、判定結果が「繰返しを継続しない」ことを示す場合、荷重負荷の繰返しを終了する。同様に、繰返し開口量計測部５－１は、荷重負荷判定部１５１の判定結果に従って動作し、判定結果が「繰返しを継続する」ことを示す場合、開口量の計測を繰返し、判定結果が「繰返しを継続しない」ことを示す場合、開口量の計測を終了する。
　図２９は、図２８に示すき裂検査装置１－７の動作を説明するためのフローチャートである。き裂検査装置１－７は、入力部２において、検査対象の構造物の特徴を示す構造物データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。構造物データは、例えば、検査対象の構造物の材料を示す材料データを含む。続いてき裂検査装置１－７は、形状計測部３を用いて、検査対象の構造物に生じたき裂の形状および開口量を計測する（ステップＳ２）。
　き裂検査装置１－７は、補修部９を用いて、き裂の進展抑制処理を行う（ステップＳ８）。続いて、き裂検査装置１－７は、繰返し荷重負荷部４－１を用いて、進展抑制処理後のき裂に対して、予め定められた荷重を負荷する（ステップＳ３）。き裂検査装置１－７は、き裂に対して荷重を負荷した状態で、繰返し開口量計測部５－１を用いて、荷重負荷時のき裂の開口量を計測する（ステップＳ４）。ここで、荷重負荷判定部１５１は、荷重負荷の繰返しを継続するか否かを判定する（ステップＳ１５１）。繰返しを継続すると判定された場合（ステップＳ１５１：Ｙｅｓ）、き裂検査装置１－７は、ステップＳ３およびステップＳ４の処理をもう一度繰り返す。繰返しを継続しないと判定された場合（ステップＳ１５１：Ｎｏ）、き裂検査装置１－７は、荷重負荷の繰返しを終了し、推定部６において、繰返し開口量計測部５－１における最新の計測結果に基づいて、き裂の状態を示す破壊力学パラメータとして有効応力拡大係数範囲を推定する（ステップＳ５）。
　き裂検査装置１－５は、判定部７において、推定部６が推定した破壊力学パラメータと入力部２が受け付けた構造物データとに基づいて、き裂の進展の有無を判定する（ステップＳ６）。
　図３０は、図２８に示す荷重負荷判定部１５１の動作を説明するためのフローチャートである。荷重負荷判定部１５１は、まず、繰返し回数ｎに１を代入する（ステップＳ４１）。続いて、荷重負荷判定部１５１は、ｎが１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４２）。ｎが１よりも大きくない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、荷重負荷判定部１５１は、ｎをインクリメントして（ステップＳ４３）、ステップＳ４２の処理を繰返す。
　ｎが１よりも大きい場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、荷重負荷判定部１５１は、ｎ回目とｎ－１回目との計測結果の間で、荷重と開口量との関係の差異Ｃを算出する（ステップＳ４４）。荷重負荷判定部１５１は、算出した差異Ｃが予め定められた閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。差異Ｃが閾値以下でない場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、荷重負荷判定部１５１は、ｎをインクリメントして（ステップＳ４６）、ステップＳ４４の処理に戻る。
　差異Ｃが閾値以下である場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、荷重負荷判定部１５１は、打ち切り判定、つまり、荷重負荷の繰返しを継続しないことを示す判定結果を出力する（ステップＳ４７）。
　なお、ここでは、荷重負荷判定部１５１は、「打ち切り判定」を出力し、荷重負荷の繰返しを継続する場合には判定結果を出力しないため、繰返し荷重負荷部４－１は、「打ち切り判定」が入力されるまでは荷重負荷の繰返しを継続し、繰返し開口量計測部５－１は、荷重が負荷される毎にき裂の開口量を計測するものとする。なお、図３０に示した動作は一例であり、荷重負荷判定部１５１は、ペースト状の補修材８１がき裂の先端付近の領域まで輸送され、これ以上は、き裂開口荷重Ｐopが変化しない状態となったことを判定できれば、その方法は問わない。
　以上説明したように、き裂検査装置１－７によれば、荷重負荷判定部１５１が、荷重負荷の繰返しを継続するか否かを判定することによって、き裂の進展抑制効果を向上させることができると共に、荷重負荷の繰返し回数を必要最低限とすることができため、進展抑制効果を向上させつつ作業時間を短縮することが可能になる。
実施の形態４．
　図３１は、実施の形態４にかかる疲労き裂の監視システム２０１の構成を示す図である。疲労き裂の監視システム２０１は、監視対象の構造物が存在する現地で使用される現地計測装置２１２と、データセンタ２１１に設置された演算処理装置２１３および表示装置２１４とを有する。
　現地計測装置２１２は、入力部２と、計測部３００とを有する。入力部２は、図１などで示した入力部２と同じである。現地計測装置２１２は、入力部２において、監視対象の構造物の材料データを取得する。現地計測装置２１２は、計測部３００において、き裂の形状と、き裂の開口量と、き裂に発生した負荷荷重とを取得する。計測部３００がき裂の形状および開口量を計測する方法は、実施の形態１などで説明した方法と同様とする。現地計測装置２１２が取得したデータは、データセンタ２１１の演算処理装置２１３に送信される。
　演算処理装置２１３は、記憶部３０１と、推定部６と、優先順位決定部３０２とを有する。記憶部３０１は、現地計測装置２１２から受信したデータなどを記憶する。図３２は、図３１に示す記憶部３０１に記憶されるデータの一例を示す図である。記憶部３０１は、現地計測装置２１２が入力部２で受け付けた「構造物の材料データ」と、現地計測装置２１２が計測部３００で計測した「き裂の形状」と、現地計測装置２１２が計測部３００で計測した「き裂の開口量」と、現地計測装置２１２が計測部３００で計測した「き裂に発生した負荷荷重」とを記憶することができる。
　推定部６は、図１に示す推定部６と同様の方法で、開口量と荷重との関係から、有効応力拡大係数範囲を破壊力学パラメータとして算出する。さらに、推定部６は、得られた有効応力拡大係数範囲を用いて、上記の数式（１）～（３）の少なくともいずれかを使用して、き裂の進展速度を算出する。推定部６は、進展速度を少なくとも含む推定結果を表示装置２１４と、優先順位決定部３０２とに出力することができる。
　優先順位決定部３０２は、き裂の補修時の優先順位を決定する。優先順位決定部３０２は、補修時の補修箇所毎に、優先順位を、き裂の進展速度に基づいて、決定することができる。優先順位決定部３０２は、例えば、進展速度が大きいものから順に補修時の優先順位を高くすることができる。
　優先順位決定部３０２で得られた優先順位は、表示装置２１４で出力される。表示装置２１４は、出力装置の一例である。ここでは、表示装置２１４を用いて情報を出力することとしたが、出力装置は、プリンタなどであってもよい。図３１に示すように、表示装置２１４がデータセンタ２１１に設置されている場合には、監視対象の構造物が存在する現地とは離れたデータセンタ２１１において、補修の優先順位などを確認し、き裂の状態を監視すると共に、補修が必要になったき裂がある場合には、出力された優先順位に基づいて、現地の作業者に対して、き裂の補修を指示することができる。
　図３３は、図３１に示す疲労き裂の監視システム２０１の動作を説明するためのシーケンス図である。まず、現地計測装置２１２は、計測処理を行う（ステップＳ３００）。この計測処理は、入力部２によって、構造物の材料データなどの入力情報を受け付ける処理と、計測部３００によって、き裂の形状と、き裂の開口量と、き裂に発生した負荷荷重とを計測して計測結果を得る処理とを含む。現地計測装置２１２は、計測結果および入力情報をデータセンタ２１１の演算処理装置２１３に送信する（ステップＳ３０１）。
　演算処理装置２１３は、受信した情報を記憶部３０１に記憶する（ステップＳ３０２）。演算処理装置２１３は、推定部６において、記憶部３０１に記憶された情報を用いて、き裂の進展速度を推定する（ステップＳ３０３）。続いて演算処理装置２１３は、優先順位決定部３０２において、き裂の進展速度に基づいて、補修箇所毎の優先順位を決定する（ステップＳ３０４）。演算処理装置２１３は、き裂の進展速度および優先順位を表示装置２１４に送信する（ステップＳ３０５）。
　表示装置２１４は、き裂の進展速度および補修時の優先順位を表示する（ステップＳ３０６）。
　以上説明したように、疲労き裂の監視システム２０１では、実施の形態１～３と同様の方法によって推定される有効応力拡大係数範囲から、き裂の進展速度が算出され、進展速度に基づいて、き裂の補修時の優先順位が決定される。これにより、き裂の進展速度が高く、補修の緊急性の高いき裂から効率よく補修作業を行うことができるようになる。
（変形例１）
　図３４は、実施の形態４の変形例１にかかる疲労き裂の監視システム２０１－１の構成を示す図である。疲労き裂の監視システム２０１－１は、疲労き裂の監視システム２０１と同様に、現地計測装置２１２と、演算処理装置２１３と、表示装置２１４とを有する。疲労き裂の監視システム２０１では、表示装置２１４がデータセンタ２１１に設置されていたのに対して、疲労き裂の監視システム２０１－１では、表示装置２１４は、現地計測装置２１２の近傍であって、監視対象の構造物が存在する現地に位置している点が異なる。
　このように、表示装置２１４を現地に設けることによって、現地作業員に対して直接、演算処理装置２１３による処理結果を出力することができるため、点検時に、現地作業員が処理結果を確認して、即座に補修の必要性が高いき裂に対して補修を行うことが可能になる。
実施の形態５．
　図３５は、実施の形態５にかかる疲労き裂の監視システム２０１－２の構成を示す図である。疲労き裂の監視システム２０１－２は、現地計測装置２１２－１と、演算処理装置２１３－１と、表示装置２１４とを有する。現地計測装置２１２－１は、監視対象の構造物が存在する現地に位置しており、演算処理装置２１３－１および表示装置２１４は、データセンタ２１１に位置している。
　現地計測装置２１２－１は、現地計測装置２１２の機能に加えて、計測部３００－１がき裂の発生している位置情報を取得する機能を有する。計測部３００－１は、例えば、予め、監視対象の構造物を複数の区分に分けておき、き裂が発生した位置情報を、区分で示すことができる。現地計測装置２１２－１がデータセンタ２１１の演算処理装置２１３－１に送信する情報は、計測結果がき裂の発生した位置情報を含む点以外は現地計測装置２１２が演算処理装置２１３に送信する情報と同一である。
　演算処理装置２１３－１は、記憶部３０１と、推定部６と、優先度判定部３０３と、優先順位決定部３０２－１とを有する。優先度判定部３０３は、き裂の発生した位置情報と、予め記憶部３０１に記憶された判定区分情報とに基づいて、き裂の優先度を判定する。ここで、判定区分情報とは、監視対象の構造物を複数の区分に分けておき、区分ごとに、予め定められた優先度を示す情報である。判定区分情報は、例えば、複数の区分のうちの一部について、優先度を上げることを示す情報であってもよいし、全ての区分が複数の優先度のいずれかに分類された情報であってもよい。優先度判定部３０３は、き裂毎に、当該き裂の位置情報に基づいて、優先度を判定する。優先度判定部３０３は、判定結果を優先順位決定部３０２－１に出力することができる。
　優先順位決定部３０２－１は、推定部６が推定したき裂の進展速度と、優先度判定部３０３の判定結果とに基づいて、補修時のき裂の優先順位を、補修箇所毎に決定する。
　図３６は、図３５に示す疲労き裂の監視システム２０１－２の動作を説明するためのシーケンス図である。現地計測装置２１２－１は、計測処理を行う（ステップＳ４００）。ここでステップＳ４００の計測処理は、図３３のステップＳ３００の計測処理の内容に加えて、き裂の位置情報を計測する処理を含む。現地計測装置２１２－１は、き裂の発生した位置情報を含む計測結果および入力情報を演算処理装置２１３－１に送信する（ステップＳ４０１）。
　演算処理装置２１３－１は、受信した情報を記憶部３０１に記憶する（ステップＳ４０２）。演算処理装置２１３－１は、推定部６において、記憶部３０１に記憶された情報を用いて、き裂の進展速度を推定する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３の処理は、図３３のステップＳ３０３の処理と同様である。続いて演算処理装置２１３－１は、優先度判定部３０３において、き裂の位置情報からき裂の補修の優先度を判定する（ステップＳ４０４）。具体的には、優先度判定部３０３は、監視対象の構造物中の区分ごとに予め定められた優先度に基づいて、き裂の位置情報が属する区分に対して予め定められた優先度を、そのき裂の補修の優先度とすることができる。さらに、演算処理装置２１３－１は、優先順位決定部３０２－１において、き裂の進展速度および優先度に基づいて、補修箇所毎の優先順位を決定する（ステップＳ４０５）。演算処理装置２１３－１は、き裂の進展速度および優先順位を表示装置２１４に送信する（ステップＳ４０６）。
　表示装置２１４は、き裂の進展速度および補修時の優先順位を表示する（ステップＳ４０７）。
（変形例１）
　図３７は、実施の形態５の変形例１にかかる疲労き裂の監視システム２０１－３の構成を示す図である。疲労き裂の監視システム２０１－３は、現地計測装置２１２－１と、演算処理装置２１３－１と、表示装置２１４とを有する。疲労き裂の監視システム２０１－２では、表示装置２１４がデータセンタ２１１に設置されていたのに対して、疲労き裂の監視システム２０１－３では、表示装置２１４は、現地計測装置２１２－１の近傍であって、監視対象の構造物が存在する現地に位置している点が異なる。
　ここで、実施の形態１～５で説明したき裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能を実現するためのハードウェア構成の一例について説明する。
　図３８は、き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれのハードウェア構成の第１の例を説明するための図である。き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能は、図３８に示すような処理回路６０１を用いて実現することができる。処理回路６０１は、バス６０２に接続されている。処理回路６０１は、専用のハードウェアの一例であり、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）又はこれらを組み合わせたものが該当する。き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能は、図示した機能ブロック毎に、それぞれ異なる処理回路６０１で実現されてもよいし、複数の機能ブロックで示した機能がまとめて１つの処理回路６０１で実現されてもよい。
　図３９は、き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれのハードウェア構成の第２の例を説明するための図である。き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能は、図３９に示すようなプロセッサ６０３および記憶装置６０４を用いて実現することもできる。プロセッサ６０３および記憶装置６０４は、バス６０２を介して接続されている。プロセッサ６０３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であり、記憶装置６０４に記憶されたプログラムを読みだして実行することができる。この場合、き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能は、ソフトウェアまたはフォームウェアのようなプログラムとして記述され、記憶装置６０４に記憶される。すなわち、き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３は、処理回路により実行されるときに、各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するための記憶装置６０４を備えている。また、これらのプログラムは、実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるといえる。ここで、記憶装置６０４とは、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read－Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　Erasable　Programmable　Read－Only　Memory）等の、不揮発性若しくは揮発性の半導体メモリ又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。
　なお、き裂検査装置１，１－１～１－７および疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１～２０１－３のそれぞれの機能は、一部が専用のハードウェアで実現され、他の一部がソフトウェア又はファームウェアで実現されてもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上記の各機能を実現することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　例えば、上記の実施の形態１～３では、き裂検査装置１，１－１～１－７は、き裂の形状を計測する形状計測部３、き裂に対して荷重を負荷する荷重負荷部４、荷重が負荷されたき裂の開口量を計測する開口量計測部５を有することとしたが、これらの機能の一部または全部を省略して、き裂検査装置１，１－１～１－７は、計測結果を取得する機能を有していてもよい。この場合、き裂検査装置１，１－１～１－７において、構造物に生じたき裂の形状を示すき裂情報を取得するき裂情報取得部と、き裂に対して荷重が負荷された状態におけるき裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得する負荷時き裂情報取得部とは、計測結果をコンピュータに入力するためのデバイス、例えば、通信インタフェース、周辺機器、操作者の操作に応じてコンピュータに信号を入力するマウス、キーボードなどの操作デバイスなどを用いて実現することができる。
　例えば、実施の形態４，５では、現地計測装置２１２，２１２－１は１台のみ示していたが、疲労き裂の監視システム２０１，２０１－１，２０１－２，２０１－３のそれぞれは、複数の現地計測装置２１２，２１２－１を有していてもよい。データセンタ２１１では、複数の監視対象の構造物のき裂の状態を監視することができてもよい。また、実施の形態４，５では、表示装置２１４がデータセンタ２１１または現地計測装置２１２，２１２－１の近傍のいずれか一方に位置することとしたが、データセンタ２１１と現地計測装置２１２，２１２－１の近傍との両方で表示装置２１４が用いられてもよい。
　また、例えば、実施の形態４，５で説明した演算処理装置２１３，２１３－１の優先順位決定部３０２，３０２－１および優先度判定部３０３をき裂検査装置１，１－１～１－７に備えてもよい。さらに、演算処理装置２１３，２１３－１や現地計測装置２１２，２１２－１が、き裂検査装置１，１－１～１－７の備える機能の一部を備えていてもよい。
　なお、上記の実施の形態１～５では、推定部６は、破壊力学パラメータとして応力拡大係数範囲を用いたが、き裂の進展抑制効果を定量的に示す破壊力学パラメータは、応力拡大係数範囲に限らない。例えば、Ｊ値、エネルギー解放率のような破壊力学パラメータが用いられてもよい。
　１，１－１～１－７　き裂検査装置、２　入力部、３　形状計測部、４　荷重負荷部、４－１　繰返し荷重負荷部、５　開口量計測部、５－１　繰返し開口量計測部、６　推定部、７　判定部、８　荷重決定部、９　補修部、１０　進展抑制前荷重負荷部、１１　進展抑制前開口量計測部、３０　き裂、３１　センサ、３２　撮像装置、４１　橋梁、４３　検査車両、８１　補修材、１５１　荷重負荷判定部、２０１，２０１－１～２０１－３　疲労き裂の監視システム、２１１　データセンタ、２１２，２１２－１　現地計測装置、２１３，２１３－１　演算処理装置、２１４　表示装置、３００，３００－１　計測部、３０１　記憶部、３０２，３０２－１　優先順位決定部、３０３　優先度判定部、６０１　処理回路、６０２　バス、６０３　プロセッサ、６０４　記憶装置。

Claims (18)

  1. 　検査対象の構造物の特徴を示す構造物データを取得する構造物データ取得部と、
    　前記構造物に生じたき裂の形状を示すき裂情報を取得するき裂情報取得部と、
    　前記き裂に対して荷重が負荷された状態における前記き裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得する負荷時き裂情報取得部と、
    　前記構造物データと、前記き裂情報と、前記負荷時き裂情報とに基づいて、前記き裂に負荷される前記荷重と前記開口量との関係から、前記き裂の進展抑制効果を定量的に示す破壊力学パラメータを推定する推定部と、
    　を備えることを特徴とするき裂検査装置。
  2. 　前記破壊力学パラメータと、前記構造物データとに基づいて、前記き裂の停滞の有無を判定する判定部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  3. 　前記構造物データ取得部は、前記構造物において前記き裂が進展しなくなる前記破壊力学パラメータの範囲を示す進展停滞範囲を含む前記構造物データを取得し、
    　前記き裂の前記破壊力学パラメータが前記進展停滞範囲内となるように、前記き裂に負荷する前記荷重の値を決定する荷重決定部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  4. 　検査対象の前記き裂は、進展抑制される前のき裂であり、
    　前記き裂情報取得部は、進展抑制処理が行われる前の前記き裂の形状および開口量を示す前記き裂情報を取得し、
    　前記負荷時き裂情報取得部は、進展抑制処理が行われた後の前記き裂に対して荷重が負荷された状態における前記き裂の開口量を示す前記負荷時き裂情報を取得することを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  5. 　前記進展抑制処理が行われる前の前記き裂に対して荷重が負荷された状態における前記き裂の開口量を示す進展抑制前負荷時き裂情報を取得する進展抑制前負荷時き裂情報取得部、
    　をさらに備え、
    　前記推定部は、前記進展抑制前負荷時き裂情報にさらに基づいて、前記破壊力学パラメータを推定することを特徴とする請求項４に記載のき裂検査装置。
  6. 　前記き裂に対して進展抑制処理を行う補修部と、
    　前記破壊力学パラメータと、前記構造物データとに基づいて、前記進展抑制処理が行われた後の前記き裂の停滞の有無を判定する判定部と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載のき裂検査装置。
  7. 　前記負荷時き裂情報取得部は、進展抑制処理が行われた後の前記き裂に対して荷重が繰り返し負荷された後、荷重が負荷された状態において計測された前記き裂の開口量を示す前記負荷時き裂情報を取得することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載のき裂検査装置。
  8. 　進展抑制処理が行われた後の前記き裂に対して繰返し荷重を負荷する繰返し荷重負荷部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のき裂検査装置。
  9. 　前記構造物データ取得部は、前記構造物において前記き裂が進展しなくなる前記破壊力学パラメータの範囲を示す進展停滞範囲を前記構造物データとして取得し、
    　前記き裂の前記破壊力学パラメータが前記進展停滞範囲内となるように、前記き裂に負荷する前記荷重の値を決定する荷重決定部、
    　をさらに備え、
    　前記繰返し荷重負荷部は、前記荷重決定部が決定した値の前記荷重を繰返し負荷することを特徴とする請求項８に記載のき裂検査装置。
  10. 　前記負荷時き裂情報取得部は、進展抑制処理が行われた後の前記き裂に対して繰返し荷重が負荷される毎に、荷重が負荷された状態において計測された前記き裂の開口量を示す前記負荷時き裂情報を繰り返し取得し、
    　繰返し荷重が負荷される毎に、計測された前記開口量と荷重との関係から荷重負荷の繰返しを継続するか否かを判定する繰り返し判定部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のき裂検査装置。
  11. 　前記推定部は、前記構造物データおよび前記き裂情報に基づいてき裂の構造解析モデルを生成し、前記構造解析モデルに基づいて前記き裂に負荷される荷重および前記き裂の開口量の関係を計算し、計算した前記荷重および前記開口量の関係と、前記負荷時き裂情報が取得する前記荷重および前記開口量の関係とから前記破壊力学パラメータを推定することを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  12. 　前記負荷時き裂情報取得部は、光ファイバ式の変位センサで前記開口量を計測する開口量計測部を有することを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  13. 　前記負荷時き裂情報取得部は、前記き裂を撮影した画像から前記開口量を計測する開口量計測部を有することを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  14. 　前記き裂の補修箇所毎に、前記破壊力学パラメータに基づいて、前記補修箇所の補修の優先順位を決定する優先順位決定部、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  15. 　前記検査対象の構造物は、橋梁であることを特徴とする請求項１に記載のき裂検査装置。
  16. 　検査対象の構造物の材料を示す構造物データの入力を受け付ける入力部と、
    　前記構造物に生じたき裂の形状と、前記き裂の開口量と、前記構造物に負荷された荷重とを計測する計測部と、
    　を有する計測装置と、
    　前記計測装置が取得した前記構造物データと、前記き裂の形状と、前記き裂の開口量と、前記構造物に負荷された荷重とを記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶された前記構造物データと、前記き裂の形状と、前記き裂の開口量と、前記荷重とに基づいて、前記き裂の進展速度を推定する推定部と、
    　前記進展速度に基づいて、前記き裂の補修時の優先順位を決定する優先順位決定部と、
    　を有する演算処理装置と、
    　を備えることを特徴とするき裂監視システム。
  17. 　前記計測部は、前記構造物の中の前記き裂が生じた位置をさらに計測し、
    　前記構造物の中の位置毎に補修時の優先度を示す優先度情報に基づいて、前記き裂の補修時の優先度を判定する優先度判定部、
    　をさらに備え、
    　前記優先順位決定部は、前記優先度と、前記き裂の進展速度とに基づいて、前記優先順位を決定することを特徴とする請求項１６に記載のき裂監視システム。
  18. 　検査対象の構造物の材料を示す構造物データを取得するステップと、
    　前記構造物に生じたき裂の形状および開口量を示すき裂情報を取得するステップと、
    　前記き裂に対して荷重が負荷された状態における前記き裂の開口量を示す負荷時き裂情報を取得するステップと、
    　前記構造物データと、前記き裂情報と、前記負荷時き裂情報とに基づいて、前記き裂に負荷される前記荷重と前記開口量との関係から、前記き裂の進展抑制効果を定量的に示す破壊力学パラメータを推定するステップと、
    　を含むことを特徴とするき裂検査方法。
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