JP6489527B2 - Method and apparatus for measuring current strain of concrete structures - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物の力学性能を評価する際に使用される現有歪み測定方法及び測定装置に関し、特に、応力解放法を用いた現有歪み測定方法及び測定装置に関する。 The present invention relates to an existing strain measuring method and measuring apparatus used when evaluating the mechanical performance of a concrete structure, and more particularly to an existing strain measuring method and measuring apparatus using a stress release method.
コンクリート構造物の現有歪みを測定する手法の1つとして、応力解放法がある。応力解放法は、微破壊で高精度に現有歪み(又は現有応力)を測定できるという特徴があり、従来から、応力解放法を応用した測定方法又は測定装置が複数提案されている。 One of the methods for measuring the existing strain of a concrete structure is a stress release method. The stress release method is characterized in that the existing strain (or the existing stress) can be measured with high accuracy by microfracture, and conventionally, a plurality of measurement methods or measurement apparatuses applying the stress release method have been proposed.
特許文献1に開示されている測定方法は、構造物部材内部の現有応力を、構造物部材の表面に貼り付けた歪みゲージを使用して測定するという特徴がある。まず、構造物部材の表面に歪みゲージを貼り付けて、初期値(応力未解放状態の値)を測定する。その後、歪みゲージの外周部を表面から中心に向けて円状溝を穿設し、円状溝の内側の円柱状体中央表面が最初に無応力状態になった時に最終値(応力解放状態の値)を測定し、最終値と初期値との差を算出することにより現有応力を推定する。
The measuring method disclosed in
特許文献2に開示されている測定方法は、特許文献1の測定方法と同様に、コンクリート構造物内部の現有応力を、コンクリート構造物の表面に貼り付けた歪みゲージを使用して測定する。ただ、この測定方法の場合、コンクリート構造物の表面に複数の歪みゲージを円環状に配置し、環状の内側を中心に向けて円状溝を削孔する。削孔前に測定した初期値と削孔後に測定した最終値との差を解析することによって現有応力を推定する、という考え方については同様である。
In the measurement method disclosed in
非特許文献1に開示されている測定方法は、本願発明者らによる測定方法であり、コンクリート構造物の現有歪みを、コンクリート構造物の内部に埋め込んだ歪み計を使用して測定するという特徴がある。以下、非特許文献1の測定方法について、図3〜5に基づいて詳しく説明する。ここでは、測定対象のコンクリート構造物10は、図5に示すように、角柱状のコンクリート材12の内部に複数の鉄筋14が埋設されたRC構造物とする。
The measurement method disclosed in
歪み計16は、図3(a)に示すように、センサ本体18とケーブル20とで構成されている。センサ本体18は、非特許文献1の図10に記載されている埋込みセンサと同じものであり、小型円柱状の歪みセンサ2つが、略直方体のモルタルを介して一体に固定されている。ケーブル20は、歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するための信号線で、センサ本体18側のケーブル20a及び出力端側のケーブル20bが、コネクタ22を介して連結されている。
As shown in FIG. 3A, the
測定の前準備として、コンクリート構造物12の表面12a(1)から内向きに深く掘り込んで竪穴状の埋め込み空間12bを形成する。その後、埋め込み空間12b内にセンサ本体18を配置し、埋め込み空間12bを通じてケーブル20b及びコネクタ22を表面12a(1)の外に引き出し、この状態で埋め込み空間12b内にモルタル等の充填材24を充填し、センサ本体18をコンクリート構造物10内の測定点に固定する。そして、ケーブル20の出力端に、データロガやパソコン等で構成された歪み信号解析用の解析装置26を接続する。これで、図3(b)に示すように、測定を開始できる状態になる。
As preparation for measurement, a deep hole-like embedded
測定は、まず、図3(b)の状態で解析装置26を使用して歪み信号を取得し、その後、コネクタ22を外して歪み計16と解析装置26とを切り離す。次に、図3(c)に示すように、表面12a(1)の、埋め込み空間12bの開口端の外周部から内向きに、主コアドリル28を使用して円溝状のアウターコア30を削孔する。そして、アウターコア30の深さがセンサ本体18の位置を超えた辺りで削孔を止め、主コアドリル28をコンクリート構造物10の外部に退避させる。これで、センサ本体18が固定されている測定点が応力解放状態になる。その後、図3(d)に示すように、コネクタ22を連結して解析装置26を歪み計16に接続し、歪み信号を取得する。そして、解析装置26で、アウターコア30の削孔前に取得した歪み信号と削孔後に取得した歪み信号とを分析し、現有歪みを算出する。
In the measurement, first, a strain signal is acquired using the
応力解放法を用いた測定方法の場合、測定精度をさらに向上させるためには、測定点における応力解放前の歪みと応力解放後の歪みを正確に検出することが重要であり、特に、応力解放後の歪みをいかに正確に検出するかが課題となる。そのため、非特許文献1の測定方法では、測定点の内部応力が十分に解放された状態になったか否かを適切に判断するため、アウターコア30を削孔する過程で変化する歪み信号の挙動を分析し、削孔深さが十分な深さに達したか否かの判定を行っている(非特許文献1の図11を参照)。
In the case of the measurement method using the stress release method, in order to further improve the measurement accuracy, it is important to accurately detect the strain before the stress release at the measurement point and the strain after the stress release. The problem is how to accurately detect the later distortion. Therefore, in the measurement method of
しかしながら、非特許文献1の測定装置を使用すると、歪み計16、解析装置26及び主ドリルコア28の構造上の制約により、アウターコア30の削孔及び歪み信号の取得を並行して連続的に行うことができない。つまり、アウターコア30を削孔する過程で変化する歪み信号の挙動を観測するには、アウターコア30が少し深くなる毎に削孔を中断し、主コアドリル28を一旦退避させ、ケーブル20a,20bを連結し(歪み計16に解析装置26を接続し)、歪み信号を取得した後、ケーブル20a,20bを切り離し、次の削孔を再開する、という作業を繰り返さなければならない。したがって、非常に作業効率が悪く、しかも削孔作業が不連続になるので歪み信号の値に誤差が発生しやすい。また、削孔中、主コアドリル28の刃先に切削水を供給する場合、切削水がコネクタ22及びケーブル20aにかかるので、例えば、削孔中はコネクタ22等を防水カバー等で覆い、解析装置26を接続する時に、都度、防止カバーを取り外すという防水対策が必要になるので、作業が非常に煩雑になる。これは、特許文献1の測定方法においても同様に発生する問題である。
However, when the measuring device of Non-Patent
なお、上述した問題は、例えば図4(a)、(b)、(c)に示すように、特殊な主コアドリル32を使用すれば解決できる。主コアドリル32は、回転軸の位置に貫通孔32aが設けられているので、歪み計16のケーブル20(コネクタ22は未使用)を、貫通孔32aの中に通して解析装置26に接続でき、削孔作業を中断しなくても歪み信号を連続的に取得することができ、上記のような防水対策も不要になる。しかしながら、主コアドリル32のような特殊なコアドリルは入手するのが簡単ではなく、新規に製作するとしても費用の負担が大きくなるという問題がある。
The above-described problem can be solved by using a special
一方、特許文献2の測定方法は、削孔を継続しながら歪み信号を取得できるので、上述した問題は発生しない。しかし、歪みゲージは、円状溝が削孔された状態で、円状溝の外側に配置されるので、削孔後でも応力が完全に解放されない位置の歪みを検出することになる。したがって、削孔後に測定される最終値は、応力解放状態の値を間接的に測定したものにすぎない。したがって、間接的な要素を補正するために複雑な計算を行ったとしても、現有歪みを精度よく推定することは難しい。
On the other hand, since the measurement method of
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、アウターコアを削孔する過程で歪み信号を効率よく取得でき、現有歪みをより高い精度で測定できるコンクリート構造物の現有歪み測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned background art, and is capable of efficiently acquiring a strain signal in the process of drilling an outer core, and can measure the existing strain with higher accuracy. And it aims at providing a measuring device.
本発明は、コンクリート構造物の第一の表面から内向きに、竪穴状の埋め込み空間を形成する埋め込み空間形成工程と、前記第一の表面から離れた位置にある第二の表面から前記埋め込み空間の内部に通じる案内孔を形成する案内孔形成工程と、歪みセンサを有するセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するためのケーブルで構成された歪み計を用意し、前記センサ本体を前記埋め込み空間内に配置するとともに、前記ケーブルを、前記案内孔を通じて前記第二の表面の外に引き出し、この状態で前記埋め込み空間内に充填材を充填して前記センサ本体を前記コンクリート構造物に固定する歪み計設置工程と、前記第一の表面の、前記埋め込み空間の開口端の外周部から内向きに、主コアドリルを使用して円溝状のアウターコアを削孔するアウターコア削孔工程と、歪み信号解析用の解析装置を用意し、前記解析装置を前記ケーブルの出力端に接続することによって前記歪み信号を受信可能な状態にし、前記解析装置を使用して、前記アウターコア削孔工程を行う過程で変化する前記歪み信号の挙動を分析し、前記コンクリート構造物の現有歪みを算出する現有歪み算出工程とを備えるコンクリート構造物の現有歪み測定方法である。 The present invention provides an embedding space forming step for forming a pothole-shaped embedding space inward from a first surface of a concrete structure, and the embedding space from a second surface at a position away from the first surface. A strain gauge comprising a guide hole forming step for forming a guide hole communicating with the inside of the sensor, a sensor body having a strain sensor, and a cable for externally outputting a strain signal detected by the strain sensor, A main body is disposed in the embedded space, and the cable is pulled out of the second surface through the guide hole, and in this state, the embedded material is filled with a filler to form the sensor main body in the concrete structure. A strain gauge installation step for fixing to an object, and a circular groove shape using a main core drill inward from the outer peripheral portion of the opening end of the embedded space on the first surface. An outer core drilling step for drilling the outer core and an analysis device for strain signal analysis are prepared, and the analysis device is connected to the output end of the cable so that the strain signal can be received. And measuring the existing strain of the concrete structure by analyzing the behavior of the strain signal that changes during the outer core drilling step and calculating the existing strain of the concrete structure. Is the method.
あるいは他の方法として、コンクリート構造物の第一の表面から内向きに、竪穴状の埋め込み空間を形成する埋め込み空間形成工程と、歪みセンサを有するセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するための無線機で構成された歪み計を用意し、前記センサ本体を前記埋め込み空間内に配置し、この状態で前記埋め込み空間内に充填材を充填して前記歪み計を前記コンクリート構造物に固定する歪み計設置工程と、前記第一の表面の、前記埋め込み空間の開口端の外周部から内向きに、主コアドリルを使用して円溝状のアウターコアを削孔するアウターコア削孔工程と、歪み信号解析用の装置であって、前記無線機が出力した歪み信号を受信可能な通信機能を備えた解析装置を用意し、前記解析装置を使用して、前記アウターコア削孔工程を行う過程で変化する前記歪み信号の挙動を分析し、前記コンクリート構造物の現有歪みを算出することもできる。 Alternatively, as another method , an embedding space forming step for forming a pothole-shaped embedding space inward from the first surface of the concrete structure, a sensor body having a strain sensor, and a strain signal detected by the strain sensor A strain gauge composed of a radio device for external output is prepared, the sensor main body is arranged in the embedded space, and in this state, the embedded space is filled with a filler, and the strain gauge is used as the concrete structure. A strain gauge installation step for fixing to an object, and an outer core cutting for drilling a circular outer core using a main core drill inward from the outer peripheral portion of the opening end of the embedded space on the first surface. A hole process and a device for analyzing a distortion signal, and preparing an analysis device having a communication function capable of receiving a distortion signal output from the wireless device, using the analysis device, Analyzing the behavior of the distortion signal which changes in the course of the Utakoa drilling process, it is also possible to calculate the existing strain of the concrete structure.
前記埋め込み空間形成工程において、前記第一の表面から内向きに、補助コアドリルを使用して円溝状のインナーコアを削孔し、前記インナーコアの内側のコンクリート材を取り除いて前記埋め込み空間を形成する、という構成にすることが好ましい。 In the embedded space forming step, inward from the first surface, a circular inner core is drilled using an auxiliary core drill, and the concrete material inside the inner core is removed to form the embedded space It is preferable to adopt a configuration of.
また、本発明は、コンクリート構造物の第一の表面を内向きに掘り込んで竪穴状の埋め込み空間を形成するための補助削孔具と、前記第一の表面から離れた位置にある第二の表面から前記埋め込み空間の内部に通じる案内孔を形成するための穴開けドリルと、前記第一の表面の、前記埋め込み空間の開口端の外周部から内向きに、円溝状のアウターコアを削孔するための主コアドリルと、歪みセンサを有し、前記歪みセンサとともに前記埋め込み空間内に固定されるセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するためのケーブルで構成された歪み計と、歪み信号解析用の解析装置とを備え、前記ケーブルは、前記案内孔を通じて前記第二の表面の外に引き出され、前記解析装置は、前記ケーブルを通じて前記歪み信号を受信し、前記アウターコアを削孔する過程で変化する前記歪み信号の挙動を分析することにより、前記コンクリート構造物の現有歪みを算出するコンクリート構造物の現有歪み測定装置である。 The present invention also provides an auxiliary drilling tool for digging inwardly the first surface of a concrete structure to form a pothole-shaped embedded space, and a second at a position away from the first surface. A drill hole for forming a guide hole leading from the surface of the embedded space to the inside of the embedded space, and a circular groove-shaped outer core inward from the outer peripheral portion of the opening end of the embedded space of the first surface. It has a main core drill for drilling, a strain sensor, a sensor body fixed in the embedded space together with the strain sensor, and a cable for outputting strain signals detected by the strain sensor to the outside. A strain gauge and an analysis device for analyzing the strain signal, wherein the cable is drawn out of the second surface through the guide hole, and the analysis device outputs the strain signal through the cable. And Shin, by analyzing the behavior of the distortion signal which changes in the course of drilling the outer core, which is existing distortion measuring apparatus of the concrete structure to calculate the existing strain of the concrete structure.
あるいは他の装置として、歪みセンサを有し、前記歪みセンサとともに前記埋め込み空間内に固定されるセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するための無線機で構成された歪み計を用いることもできる、。 Alternatively, as another device , a strain meter including a strain sensor, a sensor main body fixed together with the strain sensor in the embedded space, and a wireless device for externally outputting a strain signal detected by the strain sensor Can also be used .
前記補助削孔具は、コンクリート構造物の第一の表面から内向きに、円溝状のインナーコアを削孔するための補助コアドリルであり、前記埋め込み空間は、前記インナーコア内のコンクリート材が除去されたあとの空間である、という構成にすることが好ましい。 The auxiliary drilling tool is an auxiliary core drill for drilling a circular groove-shaped inner core inward from the first surface of the concrete structure, and the embedded space is formed by a concrete material in the inner core. It is preferable that the space is a space after removal.
本発明のコンクリート構造物の現有歪み測定方法は、アウターコアの削孔及び歪み信号の取得を並行して連続的に行うことができるので、非常に作業効率がよい。また、アウターコアを削孔する過程で変化する歪み信号の挙動をより高い精度で観測することができるので、測定点の内部応力が十分に解放されたか否かを適切に判断することが可能になり、測定点における応力解放後の歪みを正確に検出することができる。そして、検出された応力解放前後の歪み信号を用いて所定の演算処理を行うことで、現有歪みを高い精度で算出することができる。 Since the present strain measurement method for a concrete structure according to the present invention can continuously perform drilling of the outer core and acquisition of a strain signal in parallel, the working efficiency is very good. In addition, since the behavior of the strain signal that changes in the process of drilling the outer core can be observed with higher accuracy, it is possible to properly determine whether the internal stress at the measurement point has been sufficiently released. Thus, it is possible to accurately detect the strain after releasing the stress at the measurement point. Then, by performing a predetermined calculation process using the detected strain signals before and after stress release, the existing strain can be calculated with high accuracy.
また、本発明のコンクリート構造物の現有歪み測定装置は、上記の測定方法を実施するのに好適な装置であり、入手しやすい工具や部材等で構成され、この測定装置を使用することによって、上記の測定方法を容易に実施することができる。 In addition, the present strain measurement apparatus for concrete structures of the present invention is a suitable apparatus for carrying out the above-described measurement method, and is composed of easily available tools, members, etc., and by using this measurement apparatus, The above measuring method can be easily implemented.
以下、本発明のコンクリート構造物の現有歪み測定方法及び測定装置の一実施形態について、図1に基づいて説明する。ここで、上記の従来例と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of an existing strain measuring method and measuring apparatus for a concrete structure according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same components as those in the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この実施形態の現有歪み測定装置は、小径の穴開けドリル34、補助削孔具である補助コアドリル36、主コアドリル28、歪み計16(図4(a)のタイプ)、及び解析装置26で構成されている。
The present strain measuring apparatus according to this embodiment includes a small-
また、この実施形態の現有歪み測定方法は、測定の前準備である3つの工程(案内孔形成工程、埋め込み空間形成工程、歪み計設置工程)と、実際に測定を行う2つの工程(アウターコア削孔工程、現有歪み算出工程)とで構成され、各工程の中で、上記の現有歪み測定装置が使用される。 In addition, the present strain measurement method of this embodiment has three steps (guide hole forming step, embedded space forming step, strain gauge installation step) that are preparations for measurement, and two steps (outer core) that actually perform the measurement. Drilling step, existing strain calculation step), and the above-described existing strain measuring device is used in each step.
測定の前準備として、まず、コンクリート構造物10の第一の表面12a(1)から内向きに、竪穴状の埋め込み空間12bを形成する埋め込み空間形成工程と、第一の表面12a(1)と反対側の第二の表面12a(2)から埋め込み空間12bの内部まで通じる案内孔38を形成する案内孔形成工程とを行う。例えば、図1(a)に示すように、穴開けドリル34を使用して、第一の表面12a(1)から第二の表面12a(2)に達する貫通孔40を削孔する。その後、図1(b)に示すように、補助コアドリル36を使用して、第一の表面12a(1)の、貫通孔40の開口端の外周部から内向きに、円溝状のインナーコア42を約3/5の深さまで削孔する。そして、補助コアドリル36を退避させた後、インナーコア42の内側のコンクリート材12を取り除く。これで、竪穴状の埋め込み空間12bが形成され、第二の表面12a(2)から埋め込み空間12bの最深部に通じる案内孔38が形成される。
As preparations for measurement, first, an embedded space forming step for forming a potted embedded
埋め込み空間12b及び案内孔38が形成されると、歪み計16を用意し、コンクリート構造物10に設置する歪み計設置工程を行う。まず、センサ本体18を埋め込み空間12b内に配置し、ケーブル20を、案内孔38を通じて第二の表面12a(2)の外に引き出す。そして、図1(c)に示すように、埋め込み空間12b内にモルタル等の充填材24を充填し、これを硬化させることによってセンサ本体18をコンクリート構造物10内の測定点に固定する。これで測定の前準備が終了する。
When the embedded
測定は、アウターコア削孔工程と現有歪み算出工程とを並行実施して行う。まず、歪み信号解析用の解析装置26を用意し、ケーブル20の出力端に接続して歪み信号を受信可能な状態にセットし、応力未解放状態の歪み信号を取得する。その後、図1(d)に示すように、主コアドリル28を使用して、埋め込み空間12bの開口端の外周部から内向きに、円溝状のアウターコア30を削孔する(アウターコア削孔工程)。現有歪み算出工程では、解析装置を使用して、アウターコア削孔工程を行う過程で変化する歪み信号を継続的に取得する。このとき、アウターコア30の深さが測定点を超える辺りまで、歪み信号の値が徐々に変化するので、この歪み信号の挙動を分析することによって、測定点の内部応力が十分に解放されたか否かの判断を行う。そして、測定点の内部応力が十分に解放されたと判断すると、アウターコア削孔工程を終了し、これまで取得した歪み信号の中から応力解放後の歪み信号を特定し、応力解放前と後の歪み信号を用いて所定の演算を行い、現有歪みを算出する。
The measurement is performed by performing the outer core drilling step and the existing strain calculation step in parallel. First, an
以上説明したように、この実施形態のコンクリート構造物の現有歪み測定方法によれば、は、アウターコア30の削孔及び歪み信号の取得を並行して連続的に行うことができるので、非常に作業効率がよい。また、アウターコア30を削孔する過程で変化する歪み信号の挙動をより高い精度で観測することができるので、測定点の内部応力が十分に解放されたか否かを適切に判断することが可能になり、測定点における応力解放後の歪みを正確に検出することができる。そして、検出された応力解放前後の歪み信号を用いて所定の演算処理を行うことで、現有歪みを高い精度で算出することができる。
As described above, according to the existing strain measurement method for a concrete structure of this embodiment, since the drilling of the
また、この実施形態のコンクリート構造物の現有歪み測定装置は、上記の測定方法を実施するのに好適な装置であり、入手しやすい工具や部材等で構成され、この測定装置を使用することによって、上記の測定方法を容易に実施することができる。 In addition, the present strain measurement device for concrete structures of this embodiment is a device suitable for carrying out the above-described measurement method, and is composed of easily available tools, members, etc., and by using this measurement device, The above measurement method can be easily implemented.
なお、上記の説明では、アウターコア30を削孔する作業は、測定点の内部応力が十分に解放された時点で終了しているが、終了せずにそのまま継続してもよい。例えば、アウターコア30を第一の表面12a(1)から第二の表面12a(2)まで貫通させれば、その内側の部分がコンクリート材12から切り離されるので、簡単にコンクリートコア材を採取できる。上記の現有歪み算出工程で行う現有歪みの計算は、パラメータの中にコンクリート材12の弾性係数等の力学物性値が含まれているので、現物の弾性係数等が正確に分かれば、計算精度をさらに向上させることができる。したがって、採取したコンクリートコア材の弾性係数等を専用の試験機で直接測定することによって、現物の力学物性値を正確に知ることができるので、上記の現有歪み算出工程で算出した現有歪みの値を補正することによって、より正確な現有歪みの値を得ることができる。
In the above description, the operation of drilling the
次に、コンクリート構造物の現有歪み測定方法及び測定装置の他の実施形態について、図2に基づいて説明する。ここで、第一の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the existing strain measuring method and measuring apparatus for a concrete structure will be described with reference to FIG. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この実施形態の現有歪み測定装置は、穴開けドリル34、補助コアドリル36、主コアドリル28、歪み計44及び解析装置46で構成されている。第一の実施形態と異なるのは、歪み計16及び解析装置26に代えて、歪み計44及び解析装置46が設けられている点である。歪み計44は、図2(a)に示すように、上記と同様のセンサ本体18と、歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するための小型の無線機48とで構成され、無線機48は、短いケーブル48aを介してセンサ本体18に接続されている。無線機48の外形は、主コアドリル28の刃先部の内側に収まる大きさである。解析装置46は、上記の解析装置26と同様の機能を有し、さらに、無線機48が出力した歪み信号を受信可能な通信機能が付加されている。
The present strain measuring device of this embodiment is composed of a
この実施形態の現有歪み測定方法は、測定の前準備である2つの工程(埋め込み空間形成工程、歪み計設置工程)と、実際に測定を行う2つの工程(アウターコア削孔工程、現有歪み算出工程)とで構成され、各工程の中で、上記の現有歪み測定装置が使用される。 The present strain measurement method of this embodiment has two steps (embedding space forming step, strain gauge installation step) that are preparations for measurement, and two steps that actually perform measurement (outer core drilling step, current strain calculation). The above-described existing strain measuring device is used in each process.
測定の前準備は、まず、埋め込み空間形成工程を行う。例えば、図2(b)に示すように、補助コアドリル36を使用して、第一の表面12a(1)から内向きに、円溝状のインナーコア42を約3/5の深さまで削孔する。そして、補助コアドリル36を退避させ、インナーコア40の内側のコンクリート材12を取り除く。これで、竪穴状の埋め込み空間12bが形成される。
In preparation for measurement, first, an embedded space forming step is performed. For example, as shown in FIG. 2B, the
埋め込み空間12bが形成されると、歪み計44を用意し、コンクリート構造物10に設置する歪み計設置工程を行う。まず、センサ本体18を埋め込み空間12b内に配置し、ケーブル48aを埋め込み空間12bを通じて第一の表面12a(1)の外に引き出す。そして、図2(c)に示すように、埋め込み空間12b内にモルタル等の充填材24を充填し、これを硬化させることによってセンサ本体18をコンクリート構造物10内の測定点に固定する。また、無線機48は、第一の表面12a(1)の、埋め込み空間12bの開口端又はその近傍に配して固定する。無線機48の外形が小さい場合は、埋め込み空間12b内に配置してもよい。これで測定の前準備が終了する。
When the embedded
測定は、アウターコア削孔工程と現有歪み算出工程とを並行実施して行う。まず、歪み信号解析用の解析装置46を用意し、無線機48が送信する歪み信号を受信可能な状態にセットし、応力未解放状態の歪み信号を取得する。その後、図2(d)に示すように、主コアドリル28を使用して、埋め込み空間12bの開口端の外周部から内向きに、円溝状のアウターコア30を削孔する(アウターコア削孔工程)。現有歪み算出工程では、上記と同様に、解析装置46を使用して、アウターコア削孔工程を行う過程で変化する歪み信号を継続的に取得する。このとき、アウターコア30の深さが測定点を超える辺りまで、歪み信号の値が徐々に変化するので、この歪み信号の挙動を分析することによって、測定点の内部応力が十分に解放されたか否かの判断を行う。そして、測定点の内部応力が十分に解放されたと判断すると、アウターコア削孔工程を終了し、これまで取得した歪み信号の中から応力解放後の歪み信号を特定し、応力解放前と後の歪み信号を用いて所定の演算を行い、現有歪みを算出する。
The measurement is performed by performing the outer core drilling step and the existing strain calculation step in parallel. First, an
以上説明したように、この実施形態のコンクリート構造物の現有歪み測定方法によれば、上述した第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第一の実施形態のように解析装置46と歪み計44をケーブルで直結しないので、ケーブルを通すための案内孔38を形成する必要がない。したがって、案内孔形成工程を省略し、作業効率をさらに向上させることができる。なお、アウターコア削孔工程において、主コアドリル28の刃先に切削水を供給する場合、無線機48に切削水がかるので、防水型の無線機48を選択することが好ましい。
As explained above, according to the present strain measurement method for a concrete structure of this embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. Further, unlike the first embodiment, the
なお、本発明のコンクリート構造物の現有歪み測定方法及び測定装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、歪み計を収容する埋め込み空間を形成するために使用される補助削孔具は、上記の補助コアドリル36以外の工具を使用してもよく、例えば、大径の穴開けドリル等を使用してもよい。
In addition, the existing strain measuring method and measuring apparatus of the concrete structure of the present invention are not limited to the above embodiment. For example, a tool other than the above-described
歪み計のケーブルを引き出すための案内孔を設ける場合、案内孔の開口端となる第二の表面の位置は、コンクリート構造物の第一の表面から離れた位置、すなわちアウターコアが削孔される位置から離れた位置であればよい。したがって、上記実施形態のように、第一の表面に対向する表面を第二の表面としてもよいし、例えば、第一の表面と交差する表面を第二の表面として、L字状に削孔しても良く、第一の表面と面一な表面であって、アウターコアの外側の位置を第二の表面として、U字状又はV字状に削孔してもよい。 When providing a guide hole for pulling out the cable of the strain gauge, the position of the second surface serving as the opening end of the guide hole is a position away from the first surface of the concrete structure, that is, the outer core is drilled. Any position that is away from the position may be used. Therefore, as in the above-described embodiment, the surface facing the first surface may be the second surface. For example, the surface intersecting the first surface is the second surface and drilled in an L shape. Alternatively, the first surface may be flush with the first surface, and the outer surface of the outer core may be used as a second surface to form a U-shape or a V-shape.
歪み計のセンサ本体は、歪みセンサを用いてコンクリート構造物内の測定点の歪みを適切に検出できるものであればよく、非特許文献1の図10に記載されている埋込みセンサの構造以外の構造に変更してもよい。また、歪みセンサは、歪みを検出するタイプのセンサでもよいし、応力を検出するタイプのセンサでもよい。また、解析装置は、データロガやパソコン等を組み合わせた構成が好適であるが、上述した発明の動作が実現できるものであれば、他の機器を用いて構成してもよい。 The sensor body of the strain gauge is not limited as long as it can appropriately detect the strain at the measurement point in the concrete structure using the strain sensor, and other than the structure of the embedded sensor described in FIG. The structure may be changed. The strain sensor may be a sensor that detects strain or a sensor that detects stress. The analysis apparatus preferably has a configuration in which a data logger, a personal computer, and the like are combined. However, the analysis apparatus may be configured using other devices as long as the operation of the above-described invention can be realized.
また、本発明の測定方法及び測定装置は、上記のコンクリート構造物10以外にも、コンクリート材の外形や組成が異なるもの、内部の鉄筋の数や配置が異なるものに対しても、同様に使用することができることは言うまでもない。
In addition to the
10 コンクリート構造物
12a(1) コンクリート材の第一の表面
12a(2) コンクリート材の第二の表面
16,44 歪み計
18 センサ本体
20,20a,20b ケーブル
24 充填材
26,46 解析装置
28,32 主コアドリル
30 アウターコア
34 穴開けドリル
36 補助コアドリル(補助削孔具)
38 案内孔
42 インナーコア
48 無線機
DESCRIPTION OF
38
Claims (4)
前記第一の表面から離れた位置にある第二の表面から前記埋め込み空間の内部に通じる案内孔を形成する案内孔形成工程と、
歪みセンサを有するセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するためのケーブルで構成された歪み計を用意し、前記センサ本体を前記埋め込み空間内に配置するとともに、前記ケーブルを、前記案内孔を通じて前記第二の表面の外に引き出し、この状態で前記埋め込み空間内に充填材を充填して前記センサ本体を前記コンクリート構造物に固定する歪み計設置工程と、
前記第一の表面の、前記埋め込み空間の開口端の外周部から内向きに、主コアドリルを使用して円溝状のアウターコアを削孔するアウターコア削孔工程と、
歪み信号解析用の解析装置を用意し、前記解析装置を前記ケーブルの出力端に接続することによって前記歪み信号を受信可能な状態にし、前記解析装置を使用して、前記アウターコア削孔工程を行う過程で変化する前記歪み信号の挙動を分析し、前記コンクリート構造物の現有歪みを算出する現有歪み算出工程とを備えることを特徴とするコンクリート構造物の現有歪み測定方法。 An embedding space forming step for forming a pothole-shaped embedding space inward from the first surface of the concrete structure;
A guide hole forming step of forming a guide hole leading from the second surface at a position away from the first surface to the inside of the embedded space;
A strain gauge comprising a sensor body having a strain sensor and a cable for externally outputting a strain signal detected by the strain sensor is prepared, and the sensor body is disposed in the embedded space, and the cable is A strain gauge installation step of pulling out the second surface through the guide hole, filling the embedded space in this state with the filler, and fixing the sensor body to the concrete structure;
Outer core drilling step of drilling a circular outer core using a main core drill, inward from the outer peripheral portion of the opening end of the embedded space on the first surface;
Prepare an analysis device for strain signal analysis, connect the analysis device to the output end of the cable to make the strain signal receivable, and use the analysis device to perform the outer core drilling step. A method for measuring the existing strain of a concrete structure, comprising: analyzing a behavior of the strain signal that changes in the course of performing and calculating an existing strain of the concrete structure.
前記第一の表面から内向きに、補助コアドリルを使用して円溝状のインナーコアを削孔し、前記インナーコアの内側のコンクリート材を取り除いて前記埋め込み空間を形成する請求項1記載のコンクリート構造物の現有歪み測定方法。 In the embedded space forming step,
2. The concrete according to claim 1, wherein a circular groove-shaped inner core is drilled inwardly from the first surface using an auxiliary core drill, and the concrete material inside the inner core is removed to form the embedded space. Current strain measurement method for structures.
前記第一の表面から離れた位置にある第二の表面から前記埋め込み空間の内部に通じる案内孔を形成するための穴開けドリルと、
前記第一の表面の、前記埋め込み空間の開口端の外周部から内向きに、円溝状のアウターコアを削孔するための主コアドリルと、
歪みセンサを有し、前記歪みセンサとともに前記埋め込み空間内に固定されるセンサ本体、及び前記歪みセンサが検出した歪み信号を外部出力するためのケーブルで構成された歪み計と、
歪み信号解析用の解析装置とを備え、
前記ケーブルは、前記案内孔を通じて前記第二の表面の外に引き出され、
前記解析装置は、前記ケーブルを通じて前記歪み信号を受信し、前記アウターコアを削孔する過程で変化する前記歪み信号の挙動を分析することにより、前記コンクリート構造物の現有歪みを算出することを特徴とするコンクリート構造物の現有歪み測定装置。 An auxiliary drilling tool for digging inwardly the first surface of the concrete structure to form a pothole-shaped embedded space;
A drill for forming a guide hole leading from the second surface away from the first surface to the interior of the embedded space;
A main core drill for drilling a circular groove-shaped outer core inward from the outer peripheral portion of the opening end of the embedded space on the first surface;
A strain meter including a strain sensor and a sensor main body fixed in the embedded space together with the strain sensor, and a cable for externally outputting a strain signal detected by the strain sensor;
With an analysis device for distortion signal analysis,
The cable is drawn out of the second surface through the guide hole;
The analysis device receives the strain signal through the cable and calculates the existing strain of the concrete structure by analyzing the behavior of the strain signal that changes in the process of drilling the outer core. An existing strain measurement device for concrete structures.
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