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JP7164953B2 - Non-destructive diagnosis method for protective fences - Google Patents
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JP7164953B2 - Non-destructive diagnosis method for protective fences - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 2017年8月1日に公益社団法人土木学会により発行された「平成29年度土木学会全国大会 第72回年次学術講演会 DVD-ROM版講演概要集」にて公開Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law published by

本発明は、道路に設置されている防護柵、特に、基礎となる支柱を非破壊診断して、その健全性を評価する防護柵の非破壊診断方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-destructive diagnosis method for a protective fence installed on a road, in particular, non-destructive diagnosis of a pillar as a foundation and evaluation of its soundness.

一般道路および高速道路などには防護柵として、進行方向を誤った車両が路外、対向車線または歩道等に逸脱するのを防ぐと共に、車両乗員の傷害および車両の破損を最小限に留めて、車両を正常な進行方向に復元させることを目的とした車両用防護柵や、歩行者および自転車の転落、もしくはみだりな横断を抑制することなどを目的とした歩行者自転車用柵が設けられている。 As a protective fence on general roads and highways, it prevents vehicles that go in the wrong direction from deviating from the road, oncoming lanes, or sidewalks, and also minimizes injuries to vehicle occupants and damage to vehicles. There are safety fences for vehicles intended to restore the vehicle to the normal direction of travel, and fences for pedestrians and bicycles intended to prevent pedestrians and bicycles from falling or crossing recklessly. there is

これらの防護柵は、基礎となる鋼管製の支柱を土やコンクリートに埋め込んで固定した後、支柱の地上に現れた部分にガードレールなどの防護材を取り付けることにより設置されている。 These protective fences are installed by embedding and fixing steel pipe posts as foundations in soil or concrete, and then attaching protective materials such as guardrails to the parts of the posts that appear above the ground.

このように、防護柵は屋外で支柱の先端が埋め込まれることにより設置される部材であるため、設置後はその環境に応じて支柱が経年劣化していく。例えば、支柱の地際部(地中と地上の境目)では、大気中に含まれる酸素の存在と雨水の滞留、融雪剤などの影響により腐食が進行して経年劣化していく。そして、この腐食の進行に合わせて支柱の強度が低下するため、適宜、防護柵における腐食の程度を検査して、防護柵としての健全性が十分に維持管理されていることを確認する必要があるが、一般的には、その設備の数量の多さから目視点検のみによって、防護材の表面や支柱表面の腐食状態を確認するに留まっているのが現状である。 As described above, since the protective fence is a member that is installed by embedding the ends of the posts outdoors, the posts deteriorate over time according to the environment after installation. For example, at the ground part of the support (the boundary between the ground and the ground), corrosion progresses and deteriorates over time due to the presence of oxygen in the atmosphere, the retention of rainwater, and the effects of snow-melting agents. As the corrosion progresses, the strength of the pillars decreases, so it is necessary to inspect the degree of corrosion in the protective fence as necessary to confirm that the soundness of the protective fence is being sufficiently maintained and managed. However, in general, due to the large number of facilities, the current situation is that only visual inspections are carried out to confirm the corrosion state of the surface of the protective material and the surface of the pillars.

しかし、目視点検では防護材の表面や支柱表面の腐食状態を確認することはできるものの、内部でどの程度まで腐食が進行しているのかを把握することはできない。 However, although it is possible to confirm the state of corrosion on the surface of the protective material and the surface of the pillar by visual inspection, it is not possible to grasp the extent to which corrosion has progressed inside.

また、施工不良等により、設計通りに支柱の埋め込みがなされず、根入れ長(地面から埋め込まれた先端までの距離)が不足している場合や土中に埋め込む際に地中内部で支柱が曲がってしまう場合があるが、このような地中内部の支柱状態も目視点検では把握することができない。 In addition, due to poor construction, etc., the posts were not embedded as designed, and the embedded length (distance from the ground to the embedded tip) was insufficient. In some cases, it may bend, but it is not possible to grasp the state of such a support post inside the ground by visual inspection.

そこで、従来より、超音波法を用いて防護柵の経年劣化(腐食)及び施工不良(根入れ長不足や曲りなどの地中内部の支柱状態)を把握することが行われているが、この方法の場合、高度な専門知識を有する技術者が調査する必要があること、超音波が入射しやすいように表面をやすり等で平滑化させる必要があることなど、様々な要件があり、コストや工期の面を考慮すると、大規模な本数を超音波法にて調査することは現実として困難であり、短時間で防護柵の経年劣化および施工不良をスクリーニングする検査技術が望まれている。 Therefore, conventionally, the ultrasonic method is used to grasp the aged deterioration (corrosion) and construction defects (the state of the posts inside the ground, such as insufficient penetration length and bending) of protective fences. In the case of the method, there are various requirements, such as the need for an engineer with advanced expertise to investigate, and the need to smoothen the surface with a file or the like so that the ultrasonic waves can easily enter. Considering the construction period, it is actually difficult to inspect a large number of fences using the ultrasonic method, and an inspection technology that can screen for aging deterioration and construction defects in a short period of time is desired.

このような状況下、本発明者は、AEセンサを用いた打音検査で得られた振動波形における固有振動に着目することにより、ガードレール支柱の経年劣化を短時間に把握する検査技術(非特許文献1、2)や、ガードレールを含む鋼棒や鋼管、コンクリートを打撃して得られた振動特性から各種劣化を瞬時に判断して診断する検査技術(特許文献1)を提案している。 Under such circumstances, the present inventor has developed an inspection technology (non-patent Documents 1 and 2), and an inspection technology (Patent Document 1) that instantly judges and diagnoses various types of deterioration from vibration characteristics obtained by hitting steel bars, steel pipes, and concrete including guardrails.

しかしながら、これらの検査技術は従来の超音波法に比べれば短時間での検査が可能であるものの、経年劣化(腐食)のみを評価するものであり、施工不良(根入れ長不足)については評価していないため、未だ、防護柵の健全性を評価する検査技術として十分とは言えない。 However, although these inspection technologies can perform inspections in a shorter period of time than the conventional ultrasonic method, they only evaluate deterioration over time (corrosion), and evaluate poor construction (insufficient penetration length). Therefore, it cannot be said that it is sufficient as an inspection technology for evaluating the soundness of protective fences.

松永嵩 他、“ガードレール支柱の経年劣化検査技術の開発”、土木学会第70回年次学術講演会、(平成27年9月)、pp331-332Takashi Matsunaga et al., "Development of aging deterioration inspection technology for guardrail supports", 70th Annual Conference of the Japan Society of Civil Engineers, (September 2015), pp331-332 松永嵩 他、“ガードレール支柱の経年劣化検査技術の開発2”、土木学会第71回年次学術講演会、(平成28年9月)、pp1421-1422Takashi Matsunaga et al., "Development of aging deterioration inspection technology for guardrail supports 2", 71st Annual Conference of the Japan Society of Civil Engineers, (September 2016), pp1421-1422

WO2016/092869A1号公報WO2016/092869A1

上記背景の下、本発明は、経年劣化や施工不良に伴う防護柵の状態、具体的には腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束を短時間でスクリーニング検査する防護柵の非破壊診断方法を提供することを課題とする。 Under the above background, the present invention provides a non-destroying protective fence that performs a screening inspection in a short time for the condition of the protective fence due to deterioration over time and poor construction, specifically corrosion, insufficient penetration length, bending, and restraint of the foundation. An object is to provide a diagnostic method.

請求項1に記載の発明は、
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、
前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ
長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する
と共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性
波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間
隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位
置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全
性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵における評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 1,
Based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the guard fence support,
A nondestructive diagnosis method for a protective fence for nondestructively diagnosing the soundness of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave ,
Evaluation based on the data of the natural vibration,
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected rated peak frequency with the rated peak frequency in a guard fence in good condition;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison .

請求項2に記載の発明は、
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、
前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ
長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する
と共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性
波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間
隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位
置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全
性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下がないことが予め判明している前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得、得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を判定の基準値として設定するステップと、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、前記判定の基準値とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 2,
Based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the guard fence support,
A nondestructive diagnosis method for a protective fence for nondestructively diagnosing the soundness of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave ,
Evaluation based on the data of the natural vibration,
The frequency distribution was obtained by analyzing the frequency of the vibration waveform generated by the excitation of the pillars of the protective fence, which was previously known to have no corrosion, insufficient penetration length, bending, or lowering of the binding force of the foundation. setting, as a reference value for determination, the minimum peak frequency among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
obtaining a frequency distribution by frequency-analyzing the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence to be diagnosed;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
a step of comparing the selected evaluation peak frequency with a reference value for the determination;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison .

請求項3に記載の発明は、
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、
前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ
長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する
と共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性
波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間
隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位
置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全
性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動データのデータに基づいた評価が、
前記支柱の上面にセンサを配置し、前記上面を打撃して加振することにより前記支柱の縦振動モードの振動波形を得るステップと、
得られた振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた周波数分布から、前記支柱の縦振動モードの固有振動数を求めるステップと、
求めた固有振動数に基づいて前記支柱の全長を求めるステップと、
求めた前記支柱の全長から地上に露出している部分の長さを差し引いて、前記支柱における根入れ長を求めるステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 3,
Based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the guard fence support,
A nondestructive diagnosis method for a protective fence for nondestructively diagnosing the soundness of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave ,
Evaluation based on the data of the natural vibration data,
a step of obtaining a vibration waveform in a longitudinal vibration mode of the support by arranging a sensor on the upper surface of the support and vibrating the upper surface by striking the support;
a step of frequency-analyzing the obtained vibration waveform to obtain a frequency distribution;
obtaining the natural frequency of the longitudinal vibration mode of the strut from the obtained frequency distribution;
determining the total length of the strut based on the determined natural frequency;
deducting the length of the portion exposed above the ground from the obtained total length of the support to determine the embedded length of the support .

請求項4に記載の発明は、
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、
前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ
長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する
と共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性
波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間
隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位
置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全
性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えており、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から得られた自己相関関数の第一ピークから前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 4,
Based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the guard fence support,
A nondestructive diagnosis method for a protective fence for nondestructively diagnosing the soundness of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison,
The step of acquiring the time interval between the start time of excitation of the pillar of the protective fence and the observation time of the reflected wave is the first step of the autocorrelation function obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. A non-destructive diagnosis method for guard fences , characterized in that the step of acquiring the time interval from one peak .

請求項5に記載の発明は、
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、
前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ
長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する
と共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性
波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間
隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位
置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全
性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えており、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から得られた自己相関関数の第一ピークから前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 5,
Based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the guard fence support,
A nondestructive diagnosis method for a protective fence for nondestructively diagnosing the soundness of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
determining the soundness of the protective fence based on the identified position of the reflective surface;
The step of acquiring the time interval between the start time of excitation of the pillar of the protective fence and the observation time of the reflected wave is the first step of the autocorrelation function obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. A non-destructive diagnosis method for guard fences , characterized in that the step of acquiring the time interval from one peak .

請求項6に記載の発明は、
前記防護柵の支柱部への加振により発生した1つの振動波形を用いて、
前記固有振動のデータに基づいた評価と、前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価とを行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 6,
Using one vibration waveform generated by excitation of the strut part of the protective fence,
6. The non-destructive diagnosis of the protective fence according to any one of claims 1 to 5, wherein the evaluation based on the data of the natural vibration and the evaluation based on the data of the impact elastic wave are performed. The method.

請求項7に記載の発明は、
前記防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形を用いて、前記固有振動のデータに基づいた評価を一次スクリーニングとして行い、
その後、前記一次スクリーニングにおいて支柱部における剛性の低下あるいは固定力の低下が判定された防護柵に対して、
前記防護柵の支柱部の他の箇所への加振により発生した振動波形を用いて、前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価を二次スクリーニングとして行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 7,
Using the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence, evaluation based on the data of the natural vibration is performed as a primary screening,
After that, for the protective fence that was determined to have a decrease in rigidity or a decrease in fixing force at the support in the primary screening,
Evaluation based on the data of the shock elastic wave is performed as a secondary screening by using the vibration waveform generated by the excitation of other parts of the support fence of the protective fence. 6. A non-destructive diagnosis method for a protective fence according to any one of 5.

請求項8に記載の発明は、
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークから、特定の振動モードにおけるピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵において同様に取得された評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 8,
Evaluation based on the data of the natural vibration,
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting a peak frequency in a specific vibration mode from the obtained natural vibration peaks of the frequency distribution as an evaluation peak frequency;
comparing the selected rated peak frequency with a similarly obtained rated peak frequency for a guard fence in good condition;
2. A non-destructive diagnosis method for a protective fence according to claim 1 , further comprising the step of judging the soundness of said protective fence based on the result of the comparison.

請求項9に記載の発明は、
前記固有振動のデータの取得に際して、前記支柱の地際部に近い側面にセンサを配置し、前記センサの近傍から打撃して加振することにより前記振動波形を得て、前記固有振動のデータを取得することを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 9,
When acquiring the data of the natural vibration, a sensor is arranged on the side surface of the column near the ground, and the vibration waveform is obtained by striking from the vicinity of the sensor to vibrate, and the data of the natural vibration is obtained. 9. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to any one of claims 1 to 8 , characterized in that the information is acquired.

請求項10に記載の発明は、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 10,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
10. The nondestructive diagnosis method for a protective fence according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a step of judging the soundness of the protective fence based on the result of the comparison. be.

請求項11に記載の発明は、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 11,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
and determining the soundness of the protective fence based on the specified position of the reflecting surface. It is a destructive diagnostic method.

請求項12に記載の発明は、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 12,
The step of acquiring the time interval between the excitation start time of the pillar of the protective fence and the reflected wave observation time is the step of acquiring the time interval from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to claim 10 or 11 , characterized in that:

請求項13に記載の発明は、
前記衝撃弾性波のデータの取得に際して、前記支柱の頭頂部近傍にセンサを配置し、前記センサの近傍から打撃して加振することにより前記振動波形を得て、前記衝撃弾性波のデータを取得することを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法である。
The invention according to claim 13,
When acquiring the data of the impact elastic wave, a sensor is placed near the top of the column, and the vibration waveform is obtained by striking and vibrating from the vicinity of the sensor, and the data of the impact elastic wave is acquired. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to any one of claims 1 to 12, characterized in that:

請求項14に記載の発明は、
請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法に使用される防護柵の非破壊診断システムであって、
前記防護柵の支柱部への加振を行う加振手段と、
前記加振により発生した振動波形から振動特性を取得する振動特性取得手段と、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する第1の評価手段と、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づいて、前記支柱部における根入れ長、曲り位置、腐食位置を評価する第2の評価手段と、
前記第1の評価手段および前記第2の評価手段に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する診断手段とを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 14,
A nondestructive diagnostic system for protective fences used in the nondestructive diagnostic method for protective fences according to any one of claims 1 to 13,
a vibrating means for vibrating the pillars of the protective fence;
vibration characteristic acquisition means for acquiring vibration characteristics from the vibration waveform generated by the excitation;
A first evaluation of deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to corrosion, insufficient embedment length, bending, and reduction in binding force of the base portion in the support portion based on the natural vibration data from among the vibration characteristics. a means of evaluation;
second evaluation means for evaluating the penetration length, bending position, and corrosion position in the support column based on the data of the impact elastic wave selected from the vibration characteristics;
A non-destructive diagnostic system for a protective fence, characterized by comprising diagnostic means for diagnosing soundness of the protective fence based on evaluation based on the first evaluation means and the second evaluation means.

請求項15に記載の発明は、
前記第1の評価手段が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵における評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 15,
The first evaluation means is
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected rated peak frequency with the rated peak frequency in a guard fence in good condition;
15. The non-destructive diagnostic system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison. .

請求項16に記載の発明は、
前記第1の評価手段が、
腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下がないことが予め判明している前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得、得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を判定の基準値として設定するステップと、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、前記基準値とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 16,
The first evaluation means is
The frequency distribution was obtained by analyzing the frequency of the vibration waveform generated by the excitation of the pillars of the protective fence, which was previously known to have no corrosion, insufficient penetration length, bending, or lowering of the binding force of the foundation. setting, as a reference value for determination, the minimum peak frequency among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
obtaining a frequency distribution by frequency-analyzing the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence to be diagnosed;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected evaluation peak frequency with the reference value;
15. The non-destructive diagnostic system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison. .

請求項17に記載の発明は、
前記第1の評価手段が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークから、特定の振動モードにおけるピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵において同様に取得された評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 17,
The first evaluation means is
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting a peak frequency in a specific vibration mode from the obtained natural vibration peaks of the frequency distribution as an evaluation peak frequency;
comparing the selected rated peak frequency with a similarly obtained rated peak frequency for a guard fence in good condition;
15. The non-destructive diagnostic system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison. .

請求項18に記載の発明は、
前記第1の評価手段が、
前記加振手段により前記支柱に縦振動モードの振動を発生させて、振動波形を取得するステップと、
取得した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を取得するステップと、
取得した周波数分布から、前記縦振動モードの固有振動数を取得するステップと、
取得した縦振動モードの固有振動数に基づいて前記支柱の全長を求めるステップと、
求めた前記支柱の全長から地上に露出している部分の長さを差し引いて前記支柱における根入れ長を算定するステップとを有していることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 18,
The first evaluation means is
obtaining a vibration waveform by causing the strut to vibrate in a longitudinal vibration mode with the vibrating means;
a step of frequency-analyzing the obtained vibration waveform to obtain a frequency distribution;
obtaining the natural frequency of the longitudinal vibration mode from the obtained frequency distribution;
obtaining the total length of the strut based on the obtained natural frequency of the longitudinal vibration mode;
15. The protective fence according to claim 14, further comprising a step of calculating the embedded length of the support by subtracting the length of the portion exposed above the ground from the obtained total length of the support. It is a non-destructive diagnostic system.

請求項19に記載の発明は、
前記第2の評価手段が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14ないし請求項18のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 19,
The second evaluation means is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
19. The method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the step of judging the soundness of the protective fence based on the result of the comparison is sequentially executed. It is a non-destructive diagnostic system for protective fences.

請求項20に記載の発明は、
前記第2の判定手段が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14ないし請求項18のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システムである。
The invention according to claim 20,
The second determination means is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
and determining the soundness of the protective fence based on the specified position of the reflecting surface. It is a non-destructive diagnosis system for the protective fence described in the item.

請求項21に記載の発明は、
請求項14ないし請求項20のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システムの実行に使用される非破壊診断装置であって、
前記防護柵の支柱を打撃して加振による振動を発生させるハンマと、
発生した前記振動を信号として検出するセンサと、
検出された前記信号を増幅するプリアンプと、
増幅された信号をデジタル変換して振動波形として表示するデジタルオシロスコープと、
前記振動波形に基づいて前記防護柵の健全性を診断するパーソナルコンピュータとを備えており、
前記パーソナルコンピュータには、前記振動波形を固有振動および衝撃弾性波のデータに変換し、防護柵の健全性を診断するプログラムが記憶されていることを特徴とする非破壊診断装置である。
The invention according to claim 21,
A non-destructive diagnostic device for use in implementing the non-destructive diagnostic system for protective fences according to any one of claims 14 to 20,
a hammer that strikes the posts of the protective fence to generate vibration due to excitation;
a sensor that detects the generated vibration as a signal;
a preamplifier that amplifies the detected signal;
a digital oscilloscope that converts the amplified signal to digital and displays it as a vibration waveform;
a personal computer that diagnoses the soundness of the protective fence based on the vibration waveform,
The personal computer stores a program for converting the vibration waveform into natural vibration and impact elastic wave data and diagnosing soundness of the protective fence.

請求項22に記載の発明は、
前記センサがAEセンサであることを特徴とする請求項21に記載の非破壊診断装置である。
The invention according to claim 22,
22. A non-destructive diagnostic apparatus according to claim 21, wherein said sensor is an AE sensor.

本発明によれば、経年劣化や施工不良に伴う防護柵の状態、具体的には腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束を短時間でスクリーニング検査する防護柵の非破壊診断方法を提供することができる。 According to the present invention, a non-destructive diagnosis method for protective fences that screens and inspects the state of protective fences due to aging deterioration and poor construction, specifically corrosion, insufficient penetration length, bending, and restraint of foundations in a short time. can provide.

本発明の一実施の形態におけるセンサの設置位置と打撃位置との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the installation position of a sensor and a hitting position in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態において得られた振動波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration waveform obtained in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において得られた周波数分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency distribution obtained in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態において、腐食、根入れ長不足と評価ピーク周波数との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between corrosion, insufficient penetration length, and evaluation peak frequency in one embodiment of the present invention. 予め健全性が確認された複数の支柱の各評価ピーク周波数を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing each evaluation peak frequency of a plurality of struts whose soundness has been confirmed in advance; 本発明の一実施の形態において、加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を振動波形から直接取得した一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example in which the time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time is directly acquired from the vibration waveform in one embodiment of the present invention; 本発明の一実施の形態において、加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を自己相関関数の第一ピークから取得した一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of obtaining the time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time from the first peak of the autocorrelation function in one embodiment of the present invention; 健全な支柱について得られた振動波形の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of vibration waveforms obtained from a sound column; 根入れ長不足の支柱について得られた振動波形の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a vibration waveform obtained for a post with insufficient penetration length; 支柱の縦振動モードの固有振動数と支柱全長との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the natural frequency of the longitudinal vibration mode of the strut and the total length of the strut; 3種類の支柱の縦振動モードの固有振動の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing measurement results of natural vibrations in longitudinal vibration modes of three types of struts; 縦振動モードの固有振動数の実験値を理論値と対比した図である。FIG. 4 is a diagram comparing experimental values of the natural frequency of a longitudinal vibration mode with theoretical values. 本発明の一実施の形態に係る非破壊診断装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a non-destructive diagnosis apparatus according to one embodiment of the present invention; FIG.

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on embodiments.

[1]本発明に至る経緯
最初に、本発明に至る経緯について説明する。
[1] Circumstances leading to the present invention First, the circumstances leading to the present invention will be described.

本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討する中で、支柱を打撃(加振)することにより得られた振動波形に基づいて得られる種々の振動特性の内から「固有振動」と「衝撃弾性波」に着目し、検討の結果、これらが経年劣化や施工不良に伴う防護柵の状態、具体的には腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力と密接に関係しており、この2つのパラメーターを適切に解析することにより、これらを短時間でスクリーニング検査して、防護柵の健全性を非破壊で診断できることを見出した。 In the course of earnestly studying how to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that among various vibration characteristics obtained based on vibration waveforms obtained by striking (exciting) the strut, "natural vibration" and "impact vibration" are selected. Focusing on "elastic waves", as a result of examination, these are closely related to the state of protective fences due to deterioration over time and poor construction, specifically corrosion, insufficient penetration length, bending, and binding force of the foundation. , by appropriately analyzing these two parameters, it was found that they can be screened in a short period of time and the soundness of the guard fence can be diagnosed non-destructively.

即ち、「固有振動」については、腐食が進行している場合、根入れ長不足がある場合、曲りがある場合、基礎部の拘束力の低下がある場合には、支柱の剛性の低下あるいは固定力の低下を招いて健全な支柱に比べて低い固有振動となるため、この固有振動の低周波数へのシフトを知ることにより、防護柵の腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下や固定力の低下を評価することができる。 In other words, with respect to "natural vibration", if corrosion progresses, if the penetration length is insufficient, if there is bending, if there is a decrease in the binding force of the foundation, the rigidity of the column may decrease or fixation may occur. Since the force is reduced and the natural vibration is lower than that of a healthy post, knowing the shift of this natural vibration to a low frequency can prevent corrosion of the protective fence, insufficient penetration length, bending, and binding force of the foundation. It is possible to evaluate the decrease in rigidity and the decrease in fixation force associated with the decrease in

そして、「衝撃弾性波」については、根入れ長不足、曲りや腐食がある場合、その箇所は加振箇所との距離が短いため、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔が、正常な支柱において測定される時間間隔に比べて短くなる。このため、この時間間隔を知ることにより、根入れ長不足、曲りや腐食についての位置情報を得ることができる。 As for the "shock elastic wave", if there is insufficient penetration, bending, or corrosion, the distance from the excitation point is short, so the time when the excitation started and the reflected wave, which is the impact elastic wave, is observed, the time interval is shorter than the time interval measured in a normal strut. Therefore, by knowing this time interval, it is possible to obtain positional information regarding insufficient penetration, bending, and corrosion.

このように、本発明によれば、固有振動のデータおよび衝撃弾性波のデータに基づいて評価することによって、経年劣化や施工不良に伴う防護柵の状態、具体的には腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下を短時間でスクリーニング検査して、防護柵の健全性を非破壊で診断することができる。 As described above, according to the present invention, the state of the protective fence due to deterioration over time and poor construction, specifically corrosion and insufficient penetration length, can be evaluated based on the data of the natural vibration and the data of the impact elastic wave. , bends, and deterioration of binding force of the foundation can be screened in a short time to diagnose the soundness of the protective fence in a non-destructive manner.

具体的には、例えば、腐食が根入れ長不足と同時に進行している場合、固有振動による評価では「不良」と判定され、その後の衝撃弾性波による評価で、腐食が著しい場合は腐食による反射波が観測される。この結果は、地際近傍位置に欠陥が発生していることを示しているため、支柱の取り換えが必要と判断することができる。 Specifically, for example, if corrosion is progressing at the same time as insufficient penetration length, it will be judged as "bad" in the evaluation by natural vibration, and in the subsequent evaluation by impact elastic waves, if the corrosion is significant, reflection due to corrosion will occur. waves are observed. Since this result indicates that a defect has occurred near the ground, it can be determined that the support column needs to be replaced.

一方、腐食が進行していない場合には、衝撃弾性波のデータで、支柱端部の反射波が観測され、規定長さ以上であれば、その他の影響(基礎部の拘束状態)が推測され、規定長さでなければ根入れ長不足であると判断することができる。 On the other hand, if the corrosion has not progressed, the impact elastic wave data will show the reflected wave at the end of the column. If the length is not the specified length, it can be determined that the penetration length is insufficient.

なお、支柱端部の反射波が観測されない場合があるが、これは支柱端部で反射波を形成することができないほど、著しく腐食が進行していることを示しているためであり、この場合には直ちに支柱の取り換えが必要と診断する。 In some cases, the reflected wave at the end of the column is not observed. It is diagnosed that the strut needs to be replaced immediately.

そして、このように、固有振動のデータおよび衝撃弾性波のデータに基づいて総合的に評価することによって、防護柵の健全性を診断することができるため、診断結果に合わせた対策を適切に策定することができる。 In this way, by comprehensively evaluating data based on natural vibration data and impact elastic wave data, it is possible to diagnose the soundness of protective fences, so appropriate countermeasures can be formulated according to the diagnosis results. can do.

具体的には、腐食が発生しているがその進行がまだ小さい場合には、塗装など、腐食の進行を遅らせるための対策を計画すればよい。 Specifically, if corrosion occurs but its progress is still small, measures such as painting may be planned to slow down the progress of corrosion.

一方、腐食の進行が大きい場合には、支柱を引抜いて撤去し、交換する必要があるが、腐食した支柱の引抜に際して、通常の引抜作業と同様に、ガードレール固定用のボルト孔に反力棒を差し込んで支柱を引抜くという引抜方法を選択してしまうと、支柱部の断面欠損により支柱が途中で破損してしまう恐れがある。しかし、本発明においては、腐食の進行が予め定量的に診断されているため、その進行に合わせた専用の引抜方法を採用して、支柱を破損させることなく引抜いて、交換することができる。 On the other hand, if the progress of corrosion is large, it is necessary to pull out the post, remove it, and replace it. If the pulling method of inserting the pillar and pulling out the pillar is selected, there is a risk that the pillar will be damaged on the way due to the cross-sectional defect of the pillar part. However, in the present invention, since the progress of corrosion is quantitatively diagnosed in advance, a dedicated extraction method adapted to the progress can be adopted to pull out and replace the strut without damaging it.

なお、前記した通り、従来においても「固有振動」によって支柱の健全性を評価することが行われていたが、「固有振動」のみに基づく判定では、腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下などを識別することが難しく、これらを識別するためには、さらに、目視確認や超音波法などを用いて追加調査を行う必要があり、効率的とは言えなかった。 In addition, as described above, the soundness of the pillar was evaluated by the "natural vibration" in the past, but the judgment based only on the "natural vibration" resulted in corrosion, insufficient penetration, bending, and foundation. It was difficult to identify the decrease in the binding force of the restraint, and in order to identify these, it was necessary to conduct additional investigations using visual confirmation and ultrasonic methods, which was not efficient.

[2]本発明の実施の形態
次に、本発明の実施の形態における防護柵の診断方法について、具体的な例を交えながら、詳細に説明する。
[2] Embodiment of the Present Invention Next, a method for diagnosing a protective fence according to an embodiment of the present invention will be described in detail with specific examples.

本実施の形態においては、前記したように、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、防護柵の健全性を非破壊で診断している。 In this embodiment, as described above, the soundness of the protective fence is diagnosed non-destructively based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence.

1.振動波形の取得
最初に、センサを診断対象の支柱に軽く抑える程度の力で接触させた状態で、ハンマなどを用いて支柱部の表面に打撃(加振)を加え、その加振により発生した振動波形をセンサにて取得する。
1. Acquisition of vibration waveform First, while the sensor is in contact with the support to be diagnosed with a force that holds it lightly, the surface of the support is hit (excited) with a hammer or the like, and the vibration generated A vibration waveform is acquired by a sensor.

このとき、センサの設置位置と打撃位置は、防護柵の種類に応じて、図1(a)~(d)から適切なパターンを選択する。図1において、1はセンサ、6はハンマ、11は防護柵(ガードレール)、12は支柱部である。 At this time, for the installation position of the sensor and the hitting position, an appropriate pattern is selected from FIGS. In FIG. 1, 1 is a sensor, 6 is a hammer, 11 is a protective fence (guard rail), and 12 is a support.

図1(a)は、支柱部の地際部に近い側面にセンサを設置し、その近傍で打撃を加えるパターンであり、地際部の腐食による「固有振動」の変化をより効果的に検知することができる。 Fig. 1(a) shows a pattern in which a sensor is installed on the side surface of the pillar near the ground, and a blow is applied in the vicinity of the sensor. can do.

図1(b)は、支柱頭頂部にセンサを設置し、頭頂部から打撃を加えるパターンであり、根入れ長さの変化に伴う「衝撃弾性波」の変化をより効果的に検知することができる。 Fig. 1(b) shows a pattern in which a sensor is installed at the top of the column and the impact is applied from the top of the head. can.

図1(c)は、支柱頭頂部に取り付けられているキャップを避けて頭頂部近傍の側面にセンサを設置し、頭頂部から打撃を加えるパターンであり、キャップの影響を低減させて、根入れ長さの変化に伴う「衝撃弾性波」の変化をより効果的に検知することができる。 Fig. 1(c) shows a pattern in which a sensor is installed on the side surface near the top of the head, avoiding the cap attached to the top of the post, and a blow is applied from the top of the head. It is possible to more effectively detect changes in the "shock elastic wave" that accompany changes in length.

図1(d)は、図1(c)の別パターンであり、支柱頭頂部に取り付けられているキャップを避けて頭頂部近傍の側面にセンサを設置し、頭頂部近傍の側面から打撃を加えるパターンである。これにより、図1(c)のパターンと同様に、キャップの影響を低減させて、根入れ長さの変化に伴う「衝撃弾性波」の変化をより効果的に検知することができる。 Fig. 1 (d) is another pattern of Fig. 1 (c), in which the sensor is installed on the side near the top of the head avoiding the cap attached to the top of the post, and the impact is applied from the side near the top of the head. It's a pattern. As a result, similar to the pattern of FIG. 1(c), the effect of the cap can be reduced, and changes in the "impact elastic wave" accompanying changes in the penetration length can be detected more effectively.

本実施の形態において、ハンマ6としては、打音点検用に一般的に用いられており、重さも軽く、持ち運びに便利なテストハンマが好ましく使用されるが、プラスチックハンマ、ゴムハンマ、木ハンマ、テストハンマ以外の鉄ハンマなど、対象に振動を与えることができて振動が取得可能なハンマであれば、テストハンマに替えて使用してもよい。 In this embodiment, as the hammer 6, a test hammer that is generally used for hammering inspection, is light in weight, and is convenient to carry is preferably used. Any hammer other than the hammer, such as an iron hammer, which can vibrate the target and obtain the vibration, may be used instead of the test hammer.

センサ1としては、打撃された支柱部の振動を高精度で取得するという観点から、AE(Acoustic Emission)センサを使用することが好ましいが、診断の精度によっては、振動を取得可能な加速度計などを用いてもよく、また、打撃音をマイクロフォンで取得してもよい。 As the sensor 1, it is preferable to use an AE (Acoustic Emission) sensor from the viewpoint of obtaining the vibration of the struck strut with high accuracy. may be used, and the impact sound may be acquired with a microphone.

得られた振動波形の一例を図2に示す。図2において、横軸は、加振の開始からの経過時間(Time(ms))であり、縦軸は振幅(Amplitude(mV))である。図2より、振幅は時間の経過と共に減衰していき、60ms程度で十分に減衰していることが分かる。 An example of the obtained vibration waveform is shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is the elapsed time (Time (ms)) from the start of excitation, and the vertical axis is the amplitude (Amplitude (mV)). From FIG. 2, it can be seen that the amplitude is attenuated with the lapse of time and sufficiently attenuated in about 60 ms.

2.固有振動の評価
次に、得られた振動波形を周波数解析して周波数分布を得、得られた周波数分布の固有振動ピークから、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小(最も低周波側)のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択する。なお、得られた周波数分布の固有振動ピークから、特定の振動モードにおけるピーク周波数を評価ピーク周波数として選択してもよい。
2. Evaluation of natural vibration Next, frequency analysis is performed on the obtained vibration waveform to obtain a frequency distribution. Among them, the minimum (lowest frequency side) peak frequency is selected as the evaluation peak frequency. A peak frequency in a specific vibration mode may be selected as the evaluation peak frequency from the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution.

図3に得られた周波数分布の一例を示す。図3において、横軸は周波数(Frequency(Hz))であり、縦軸は振動の強度(Magnitude)である。図3においては、しきい値(一般的には「0.5」に設定)を超える2つの固有振動ピークのうちから、最小のピーク周波数である2641Hzが評価ピーク周波数として採用される。 An example of the frequency distribution obtained is shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis is frequency (Frequency (Hz)), and the vertical axis is vibration intensity (Magnitude). In FIG. 3, of the two natural vibration peaks exceeding the threshold (generally set to "0.5"), the minimum peak frequency of 2641 Hz is adopted as the evaluation peak frequency.

この評価ピーク周波数は、腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下によって剛性の低下あるいは固定力の低下を招いて、健全な状態の評価ピーク周波数から低波長側にシフトすることが分かっているため、評価ピーク周波数の低周波数へのシフトを知ることにより、防護柵の腐食、根入れ長、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価することができる。 This evaluation peak frequency shifts from the sound evaluation peak frequency to the lower wavelength side due to deterioration of rigidity or fixing force due to corrosion, insufficient penetration length, bending, and reduction of binding force of the foundation. Therefore, by knowing the shift of the evaluation peak frequency to a lower frequency, it is possible to evaluate the deterioration of the rigidity or the fixing force due to the corrosion of the protective fence, the penetration length, bending, and the reduction of the binding force of the foundation. can do.

これらの関係の一例を図4に示す。図4において、横軸は周波数(Hz)であり、縦軸はMagnitudeであり、実線が健全な支柱、破線が根入れ長不足の支柱、一点鎖線が腐食した支柱から得られたデータである。図4に示すように、それぞれの支柱における評価ピーク周波数は異なっており、健全な支柱、根入れ長不足の支柱、腐食した支柱の順に、評価ピーク周波数が低くなっていることが分かる。 An example of these relationships is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is the frequency (Hz), the vertical axis is the magnitude, the solid line is the data obtained from the healthy support, the dashed line is the data obtained from the insufficient penetration length of the support, and the one-dot chain line is the data obtained from the corroded support. As shown in FIG. 4, the evaluated peak frequencies are different for each strut, and the evaluated peak frequency decreases in the order of sound struts, insufficiently embedded struts, and corroded struts.

このため、所定の周波数(図4では3300Hz)を基準値として予め定めておくことにより、この評価ピーク周波数によって支柱が健全であるか否かを判定することができることが分かる。 Therefore, by setting a predetermined frequency (3300 Hz in FIG. 4) as a reference value in advance, it is possible to determine whether or not the strut is sound based on this evaluation peak frequency.

なお、この基準値は、腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下がないことが予め判明している複数の防護柵について計測された固有振動のデータから得られる評価ピーク周波数に基づいて適宜設定されている。 This reference value is the evaluation peak frequency obtained from data on the natural vibration measured for multiple protective fences that are known in advance to have no corrosion, insufficient penetration, bending, or lowering of the binding force of the foundation. is appropriately set based on

そして、一般的には、図4に示すように、根入れ長不足の支柱に比べて腐食した支柱の方が低く現れる(曲りが発生している支柱も同様)ため、別途、第2の基準値を根入れ長不足や曲りが発生している支柱と腐食が発生している支柱の間に定めることにより、根入れ長不足や曲りが発生している支柱と腐食が発生している支柱とを区別することが可能となるが、根入れ長不足や曲りの程度や腐食の程度によって低下量が異なり、また、根入れ長不足や曲りと、腐食の双方が同時に発生している場合などがあるため、第2の基準値のみで根入れ長不足や曲りと腐食を識別することは容易ではない。 In general, as shown in FIG. 4, a corroded post appears lower than a post with insufficient penetration length (the same applies to a post with a bend). By setting the value between the pillar with insufficient penetration length or bending and the pillar with corrosion, the pillar with insufficient penetration length or bending and the pillar with corrosion. However, the amount of decrease varies depending on the degree of insufficient penetration, bending, and corrosion, and when both insufficient penetration, bending, and corrosion occur at the same time. Therefore, it is not easy to distinguish between insufficient penetration length, bending, and corrosion based only on the second reference value.

その具体例として、図5に予め健全性が診断された支柱43本(支柱番号1~3は腐食が発生している支柱、4~14は根入れ長不足や曲りが発生している支柱、15~43は健全支柱)について、図1(a)に示す条件により得られた各評価ピーク周波数を示す。なお、図5において、横軸は支柱番号、縦軸は評価ピーク周波数(Hz)である。 As a specific example, FIG. 5 shows 43 pillars whose soundness has been diagnosed in advance (pillar numbers 1 to 3 are corroded pillars, 4 to 14 are pillars with insufficient penetration length or bending, Reference numerals 15 to 43 indicate each evaluation peak frequency obtained under the conditions shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis is the column number, and the vertical axis is the evaluation peak frequency (Hz).

図5から、1~14の不健全な支柱と15~43の健全支柱とでは、基準値(3300Hz)を挟んで明確に識別可能であることが分かる。一方、1~3の腐食が発生している支柱と4~14の根入れ長不足や曲りが発生している支柱について見ると、1、2の腐食が発生している支柱では評価ピーク周波数が明らかに低いものの、3の腐食が発生している支柱では4~14の根入れ長不足や曲りが発生している支柱とかなり近接した評価ピーク周波数であり、3の支柱の健全性について、腐食ではなく、根入れ長不足や曲りが発生していると診断される恐れがあることが分かる。 From FIG. 5, it can be seen that the unhealthy struts 1 to 14 and the healthy struts 15 to 43 can be clearly distinguished across the reference value (3300 Hz). On the other hand, looking at the posts with corrosion 1 to 3 and the posts with insufficient penetration length or bending in 4 to 14, the evaluation peak frequency was high for the posts with corrosion 1 and 2. Although it is clearly low, the evaluation peak frequency of the 3 corroded pillars is quite close to the 4 to 14 pillars with insufficient penetration length and bending. It can be seen that there is a risk of being diagnosed as having insufficient penetration length or bending instead of being diagnosed.

3.衝撃弾性波の評価
そこで、上記した固有振動の評価においては、基準値に基づいて、健全か否かの評価だけを行い(一次スクリーニング)、次いで、衝撃弾性波の評価に進み、一次スクリーニングで健全でないと評価された支柱について、根入れ長、曲り位置、腐食位置を評価する(二次スクリーニング)ことが好ましい。
3. Evaluation of Shock Elastic Wave Therefore, in the evaluation of the natural vibration described above, only the evaluation of whether or not it is sound is performed based on the reference value (primary screening). It is preferable to evaluate the penetration length, bend position, and corrosion position (secondary screening) for the posts evaluated as not.

このように、一次スクリーニングにおいて大多数の健全な支柱を選別して、一次スクリーニングで健全でないと評価された支柱についてのみ二次スクリーニングを行うことにより、効率的に防護柵の診断を行うことができる。 In this way, by selecting the majority of sound pillars in the primary screening and performing secondary screening only on the pillars evaluated as unsound in the primary screening, it is possible to efficiently diagnose the protective fence. .

具体的には、まず、支柱を打撃して加振を加え、得られた振動波形から端部または腐食面からの衝撃弾性波である反射波を特定し、その後、加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得する。 Specifically, first, the column is hit to apply vibration, and from the obtained vibration waveform, the reflected wave, which is the impact elastic wave from the end or corroded surface, is identified, and then the excitation start time and the reflected wave Get the time interval from the observation time.

なお、上記において、腐食面とは腐食により断面欠損が生じている断面を指しており、断面欠損が著しい場合にはその面からの反射波が観測される。 In the above description, the term "corroded surface" refers to a cross section having a cross-sectional defect due to corrosion, and when the cross-sectional defect is significant, reflected waves from the surface are observed.

そして、腐食面からの反射波を特定しているのは、地際部の位置で反射波が観測された場合、地際部において断面欠損が進んで著しい腐食が生じていると評価できるからである。 The reason why the reflected wave from the corroded surface is specified is that if the reflected wave is observed at the ground level, it can be evaluated that cross-sectional loss has progressed and significant corrosion has occurred at the ground level. be.

時間間隔の具体的な求め方としては、振動波形から直接取得する方法と、自己相関関数の第一ピークを取得する方法があるが、加振によって生じた衝撃弾性波が支柱部の内部を複数回往復する場合には、自己相関関数を用いた方がより正確な時間間隔を取得することができ好ましい。 There are two ways to obtain the time interval, one is to obtain it directly from the vibration waveform and the other is to obtain the first peak of the autocorrelation function. In the case of two round trips, it is preferable to use the autocorrelation function because it is possible to obtain a more accurate time interval.

全長1mのガードレール支柱において、時間間隔を振動波形から直接取得した一例を図6に示し、自己相関関数の第一ピークから取得した一例を図7に示す。なお、図6、7において横軸は時間(Time(10-3s))であり、縦軸は図9ではAmplitude(a.u)、図7では自己相関関数強度(a.u)である。 FIG. 6 shows an example of the time interval obtained directly from the vibration waveform of a 1-m-long guardrail post, and FIG. 7 shows an example of the time interval obtained from the first peak of the autocorrelation function. 6 and 7, the horizontal axis is time (Time (10-3 s)), and the vertical axis is amplitude (au) in FIG. 9 and autocorrelation function strength (au) in FIG.

このとき、支柱に根入れ長不足、曲り、腐食が発生していると反射波観測時刻までの時間間隔が短くなるため、この時間間隔を評価することにより、根入れ長不足、曲り、腐食などの発生を適切に識別することができる。 At this time, if the post is insufficiently embedded, bent, or corroded, the time interval until the reflected wave observation time is shortened. occurrence can be adequately identified.

具体的には、まず、予め、健全な状態であることが確認されている健全支柱についてその振動波形を取得する。 Specifically, first, a vibration waveform is obtained for a sound column that has been confirmed to be in a sound state in advance.

図1(b)に示す条件により打撃された健全支柱について得られた振動波形の一例を図8に示す。なお、図8において、横軸は時間(Time(10-3s))、縦軸はAmplitude(a.u)である。そして、破線の長円で囲んだピークが反射波のピークであり、反射波のピークより前にあるピークは支柱の周方向を回って帰ってくる弾性波のピークであり、除外して評価する。 FIG. 8 shows an example of a vibration waveform obtained for a sound column struck under the conditions shown in FIG. 1(b). In FIG. 8, the horizontal axis is time (Time (10-3s)) and the vertical axis is Amplitude (au). The peak surrounded by the dashed ellipse is the peak of the reflected wave, and the peak before the peak of the reflected wave is the peak of the elastic wave returning in the circumferential direction of the column, and is excluded from evaluation. .

図8より、根入れ長が十分な健全支柱の場合には、打撃後0.88ms程度の箇所に反射波が観測されていることが分かる。 From FIG. 8, it can be seen that in the case of a healthy post with a sufficient penetration length, a reflected wave is observed at a point of about 0.88 ms after impact.

次に、予め、根入れ長不足であることが確認されている支柱についてその振動波形を取得する。 Next, the vibration waveform is acquired for the strut that has been confirmed in advance to have an insufficient penetration length.

図1(b)に示す条件により打撃された根入れ長不足の支柱について得られた振動波形の一例を図9に示す。なお、図8と同様に、図9において、横軸は時間(Time(10-3s))、縦軸はAmplitude(a.u)である。そして、破線の長円で囲んだピークが反射波のピークであり、反射波のピークより前にあるピークは支柱の周方向を回って帰ってくる弾性波のピークであり、除外して評価する。 FIG. 9 shows an example of a vibration waveform obtained from a post with an insufficient penetration length hit under the conditions shown in FIG. 1(b). 8, in FIG. 9, the horizontal axis is time (Time (10-3 s)) and the vertical axis is Amplitude (a.u.). The peak surrounded by the dashed ellipse is the peak of the reflected wave, and the peak before the peak of the reflected wave is the peak of the elastic wave returning in the circumferential direction of the column, and is excluded from evaluation. .

図9より、根入れ長不足の支柱の場合には、打撃後0.55ms程度の箇所に反射波が観測されていることが分かる。 From FIG. 9, it can be seen that in the case of the post with insufficient penetration length, the reflected wave was observed at a point of about 0.55 ms after impact.

図8と図9の結果より、根入れ長不足の支柱では、根入れ長が十分な健全支柱に比べて、短時間で反射波が観測されていることが分かる。このため、この反射波の観測時刻までの時間間隔を知ることにより、支柱の根入れ長不足を適切に知ることができる。 From the results of FIGS. 8 and 9, it can be seen that reflected waves are observed in a shorter period of time in the post with insufficient penetration length than in the sound post with sufficient penetration length. Therefore, by knowing the time interval up to the observation time of this reflected wave, it is possible to appropriately know the lack of penetration length of the strut.

なお、上記においては、「固有振動の評価」を「一次スクリーニング」、「衝撃弾性波の評価」を「二次スクリーニング」として、センサの設置位置と打撃位置を適宜選択して、段階的に評価を行っているが、センサの設置位置と打撃位置を特定して得られた1つの振動波形に基づいて、同時に評価を行ってもよい。 In the above description, "Evaluation of natural vibration" is defined as "primary screening" and "Evaluation of impact elastic wave" is defined as "secondary screening". However, the evaluation may be performed simultaneously based on one vibration waveform obtained by specifying the installation position of the sensor and the hitting position.

そして、防護柵によっては、支柱に腐食と根入れ長不足の双方が発生している場合もあるが、この場合には、前記のように固有振動評価と衝撃弾性波評価の双方を用いて総合的に判断する。 Depending on the protective fence, there are cases where both corrosion and insufficient embedment length have occurred in the pillars. judgment.

4.根入れ長の定量評価
本実施の形態において、根入れ長は、支柱の縦振動モードの固有振動数に基づいて定量的に評価することができる。
4. Quantitative Evaluation of Embedded Length In the present embodiment, the embedded length can be quantitatively evaluated based on the natural frequency of the longitudinal vibration mode of the strut.

即ち、縦振動モードは支柱が支柱軸方向に伸縮を繰り返す振動モードであり、縦振動モードの固有振動数fと支柱の全長との間には相関性があることが分かっているため、固有振動数fを計測することにより支柱の全長を知ることができる。そして、全長から地上部に露出している部分の長さを差し引くことで根入れ長を定量的に評価することができる。 That is, the longitudinal vibration mode is a vibration mode in which the strut repeats expansion and contraction in the axial direction of the strut. By measuring the number f, the total length of the strut can be known. By subtracting the length of the portion exposed above the ground from the total length, the embedded length can be quantitatively evaluated.

具体的に、縦振動モードの固有振動数f(Hz)は下記に示す式1によって得ることができる。但し、式1において、Lは支柱の長さ(m)、Eはヤング率(N/m2)、ρは密度(kg/m3)であり、λは境界条件と振動モードによって決まる無次元の定数(固有値)である。 Specifically, the natural frequency f (Hz) of the longitudinal vibration mode can be obtained by Equation 1 shown below. However, in Equation 1, L is the length of the strut (m), E is the Young's modulus (N/m2), ρ is the density (kg/m3), and λ is a dimensionless constant determined by the boundary conditions and the vibration mode. (eigenvalue).

Figure 0007164953000001
Figure 0007164953000001

上記式1に基づいて求められた支柱の長さLと縦振動モードの固有振動数fとの関係を図10に示す。なお、図10において、横軸は支柱全長(m)であり、縦軸は一次の縦振動モードにおける周波数(Hz)であり、理論値を実線で示している。 FIG. 10 shows the relationship between the length L of the strut and the natural frequency f of the longitudinal vibration mode obtained based on Equation 1 above. In FIG. 10, the horizontal axis is the total length of the strut (m), the vertical axis is the frequency (Hz) in the primary longitudinal vibration mode, and the theoretical values are indicated by solid lines.

次に、具体的な支柱として、土中用ガードレール(A種、外径約140mm)を用いて、地上部における長さが700mmで、表1に示す根入れ長さとなるようにした支柱1~3の供試体を作製して、図1(b)に示す条件で打撃、即ち、センサを支柱の上面に設置して支柱の上面を打撃することによって、3種類の振動波形を得た。なお、表1には、設計根入れ長さ(1650mm)に対する根入れ長さの割合を併せて記載している。 Next, as a concrete support, using an underground guardrail (Type A, outer diameter of about 140 mm), the length at the ground is 700 mm, and the support 1 to the embedded length shown in Table 1. 3 specimens were produced, and three kinds of vibration waveforms were obtained by striking under the conditions shown in FIG. Table 1 also shows the ratio of the embedded length to the designed embedded length (1650 mm).

Figure 0007164953000002
Figure 0007164953000002

得られた振動波形より取得された周波数分布を図11に示す。図11に示す各周波数分布において、最も低周波側に現われた周波数ピーク(破線の丸で囲まれた部分)が縦振動の一次モードの固有振動ピークであり、この周波数が一次モードの固有振動数fである。図11より、根入れ長さが短くなるにつれて、周波数ピーク(一次モードの固有振動数f)が高周波数側にシフトしていることが分かる。 FIG. 11 shows the frequency distribution acquired from the obtained vibration waveform. In each frequency distribution shown in FIG. 11, the frequency peak appearing on the lowest frequency side (the part surrounded by the dashed circle) is the natural vibration peak of the primary mode of longitudinal vibration, and this frequency is the natural frequency of the primary mode. is f. From FIG. 11, it can be seen that the frequency peak (natural frequency f of the primary mode) shifts to the high frequency side as the penetration length becomes shorter.

次に、各支柱における一次モードの固有振動数fと支柱全長とに基づいて、結果を図10に示した理論値の曲線上にプロットしたところ、図12に示すように、実験値が理論値とよく一致していることが分かり、根入れ長さを非破壊的に定量評価できることが確認できた。 Next, when the results were plotted on the curve of the theoretical values shown in FIG. 10 based on the natural frequency f of the primary mode of each strut and the total length of the strut, the experimental values were compared to the theoretical values as shown in FIG. It was confirmed that the penetration length could be quantitatively evaluated non-destructively.

即ち、図12より、支柱全長が短くなるにつれて、固有振動数fが高い周波数となることが分かるが、地上部の長さはほぼ一定であるため、得られた固有振動数から図12に基づいて支柱全長を求めた後、地上部長さを差し引くことにより、根入れ長さを非破壊的に定量評価することができる。 That is, it can be seen from FIG. 12 that the natural frequency f becomes higher as the total length of the strut becomes shorter. After obtaining the total length of the pillar, subtracting the above-ground length, the embedded length can be quantitatively evaluated non-destructively.

5.非破壊診断システム
上記した防護柵の非破壊診断は、防護柵の支柱部への加振を行う加振手段と、加振により発生した振動波形から振動特性を取得する振動特性取得手段と、振動特性の内から固有振動に基づいて支柱部における腐食の発生または根入れ長不足を判定する第1の判定手段と、振動特性の内から衝撃弾性波に基づいて支柱部における根入れ長不足を判定する第2の判定手段と、第1の判定手段および第2の判定手段の結果に基づいて、支柱部における腐食の発生および根入れ長不足を評価して、防護柵の健全性を診断する診断手段とを備えている防護柵の非破壊診断システムを構成することにより行うことができる。
5. Non-destructive diagnosis system The non-destructive diagnosis of the protective fence described above consists of a vibrating means for vibrating the struts of the protective fence, a vibration characteristic acquisition means for acquiring vibration characteristics from the vibration waveform generated by the vibration, and a vibration A first judgment means for judging occurrence of corrosion or insufficient penetration length in the strut part based on the natural vibration among the characteristics, and judging insufficient penetration length in the strut part based on the impact elastic wave among the vibration characteristics. and a diagnosis for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluating the occurrence of corrosion and insufficient penetration length in the pillars based on the results of the first and second determination means. This can be done by constructing a non-destructive diagnostic system for guardrails comprising means.

具体的には、支柱部における腐食の発生または根入れ長不足を判定する判定手段や、根入れ長不足を判定する判定手段において、上記した各ステップを順次実行していくように防護柵の非破壊診断システムを構成することにより行うことができる。 Specifically, in the judgment means for judging the occurrence of corrosion or insufficient penetration length in the pillars, and the judgment means for judging the insufficient penetration length, the above-described steps are sequentially executed. This can be done by configuring a destructive diagnosis system.

6.非破壊診断装置
そして、このような防護柵の非破壊診断システムが設けられた非破壊診断装置として、例えば、図13に示すような非破壊診断装置を挙げることができる。
6. Nondestructive Diagnosis Apparatus As a nondestructive diagnosis apparatus provided with such a nondestructive diagnosis system for protective fences, for example, a nondestructive diagnosis apparatus as shown in FIG. 13 can be cited.

図13において、1は振動を信号として検出するセンサ(AEセンサ)、2はセンサが検出した信号を増幅するプリアンプ、3は増幅された信号をデジタル変換して振動波形として表示するするデジタルオシロスコープ、4は振動波形から「固有振動」および「衝撃弾性波」のデータに変換し、防護柵の経年劣化や施工不良を総合的に評価するプログラムが記憶されたパーソナルコンピュータ(PC)である。 In FIG. 13, 1 is a sensor (AE sensor) that detects vibration as a signal, 2 is a preamplifier that amplifies the signal detected by the sensor, 3 is a digital oscilloscope that converts the amplified signal into a digital signal and displays it as a vibration waveform. 4 is a personal computer (PC) storing a program for converting vibration waveforms into "natural vibration" and "impact elastic wave" data and comprehensively evaluating aging deterioration and construction failures of protective fences.

このような構成の非破壊診断装置を用いて、上記の手法に沿って処理することにより、防護柵の診断を短時間で、精度高く行うことができる。 By using the non-destructive diagnosis device having such a configuration and performing processing according to the above method, the diagnosis of the protective fence can be performed in a short time with high accuracy.

7.本実施の形態による効果
以上述べてきたように、本実施の形態によれば、支柱の根入れ長の評価に際して超音波を使用するこれまでの一般的な方法のような、診断前の事前作業(診断対象の表面の平滑化などの事前処理)や診断に際しての多大な時間が不要となるため、診断時間の大幅な削減が可能となり、大量の防護柵に対して短時間で精度高くスクリーニングすることができる。また、従来の打音システムと異なり、根入れ長についても同時に評価することができる。
7. Effect of the present embodiment As described above, according to the present embodiment, pre-diagnosis work such as conventional methods using ultrasonic waves for evaluating the embedded length of the support can be performed. (pre-processing such as smoothing the surface of the diagnosis target) and a large amount of time for diagnosis are unnecessary, so it is possible to greatly reduce the diagnosis time and screen a large number of guard fences in a short time with high accuracy. be able to. In addition, unlike the conventional hammering system, it is possible to evaluate the penetration length at the same time.

この結果、本実施の形態によれば、コストや労力を大きく削減して、防護柵を効率的に維持管理することが可能となる。 As a result, according to the present embodiment, it is possible to significantly reduce the cost and labor and efficiently maintain and manage the protective fence.

なお、上記においては、防護柵の支柱について説明したが、同じ鋼管製の照明塔支柱や小型標識支柱などの診断においても、同様に適用することができる。 In the above description, the struts of the protective fence have been described, but the same can be applied to the diagnosis of lighting tower struts and small sign struts made of the same steel pipe.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above embodiment within the same and equivalent scope of the present invention.

1 センサ(AEセンサ)
2 プリアンプ
3 デジタルオシロスコープ
4 PC
6 ハンマ
11 防護柵
12 支柱部
1 sensor (AE sensor)
2 Preamplifier 3 Digital oscilloscope 4 PC
6 Hammer 11 Protective fence 12 Strut part

Claims (22)

防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価すると共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵における評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法。
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for non-destructively diagnosing the soundness of the protective fence based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
Evaluation based on the data of the natural vibration,
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected rated peak frequency with the rated peak frequency in a guard fence in good condition;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison.
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価すると共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下がないことが予め判明している前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得、得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を判定の基準値として設定するステップと、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、前記判定の基準値とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法。
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for non-destructively diagnosing the soundness of the protective fence based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
Evaluation based on the data of the natural vibration,
The frequency distribution was obtained by analyzing the frequency of the vibration waveform generated by the excitation of the pillars of the protective fence, which was previously known to have no corrosion, insufficient penetration length, bending, or lowering of the binding force of the foundation. setting, as a reference value for determination, the minimum peak frequency among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
obtaining a frequency distribution by frequency-analyzing the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence to be diagnosed;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
a step of comparing the selected evaluation peak frequency with a reference value for the determination;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison.
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価すると共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記固有振動データのデータに基づいた評価が、
前記支柱の上面にセンサを配置し、前記上面を打撃して加振することにより前記支柱の縦振動モードの振動波形を得るステップと、
得られた振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた周波数分布から、前記支柱の縦振動モードの固有振動数を求めるステップと、
求めた固有振動数に基づいて前記支柱の全長を求めるステップと、
求めた前記支柱の全長から地上に露出している部分の長さを差し引いて、前記支柱における根入れ長を求めるステップとを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法。
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for non-destructively diagnosing the soundness of the protective fence based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
Evaluation based on the data of the natural vibration data,
a step of obtaining a vibration waveform in a longitudinal vibration mode of the support by arranging a sensor on the upper surface of the support and vibrating the upper surface by striking the support;
a step of frequency-analyzing the obtained vibration waveform to obtain a frequency distribution;
obtaining the natural frequency of the longitudinal vibration mode of the strut from the obtained frequency distribution;
determining the total length of the strut based on the determined natural frequency;
and deducting the length of the portion exposed above the ground from the obtained total length of the support to determine the embedded length of the support.
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価すると共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えており、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から得られた自己相関関数の第一ピークから前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法。
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for non-destructively diagnosing the soundness of the protective fence based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
and determining the soundness of the protective fence based on the result of the comparison,
The step of acquiring the time interval between the start time of excitation of the pillar of the protective fence and the observation time of the reflected wave is the first step of the autocorrelation function obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. A non-destructive diagnosis method for a protective fence, characterized by the step of acquiring the time interval from one peak.
防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から取得された振動特性に基づいて、前記防護柵の健全性を非破壊で診断する防護柵の非破壊診断方法であって、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価すると共に、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づき、加振を開始した時刻と、衝撃弾性波である反射波が観測された時刻との時間間隔と、正常な支柱において測定された時間間隔とを比較することにより前記支柱部における根入れ長、曲り位置および/または腐食位置を評価し、
前記固有振動に基づく評価および衝撃弾性波に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する防護柵の非破壊診断方法であり、
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えており、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から得られた自己相関関数の第一ピークから前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする防護柵の非破壊診断方法。
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for non-destructively diagnosing the soundness of the protective fence based on the vibration characteristics obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence,
Based on the natural vibration data from the vibration characteristics, corrosion in the support, lack of embedment length, bending, deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to reduction in binding force of the base are evaluated,
Based on the shock elastic wave data from among the vibration characteristics, the time interval between the time when the excitation started and the time when the reflected wave, which is the shock elastic wave, was observed, and the time interval measured at the normal column Evaluate the penetration length, bend position and/or corrosion position in the strut by comparing
A non-destructive diagnosis method for a protective fence for diagnosing the soundness of the protective fence by evaluation based on the natural vibration and evaluation based on the impact elastic wave,
The evaluation based on the shock elastic wave data is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
determining the soundness of the protective fence based on the identified position of the reflective surface;
The step of acquiring the time interval between the start time of excitation of the pillar of the protective fence and the observation time of the reflected wave is the first step of the autocorrelation function obtained from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. A non-destructive diagnosis method for a protective fence, characterized by the step of acquiring the time interval from one peak.
前記防護柵の支柱部への加振により発生した1つの振動波形を用いて、
前記固有振動のデータに基づいた評価と、前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価とを行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。
Using one vibration waveform generated by excitation of the strut part of the protective fence,
6. The non-destructive diagnosis of the protective fence according to any one of claims 1 to 5, wherein the evaluation based on the data of the natural vibration and the evaluation based on the data of the impact elastic wave are performed. Method.
前記防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形を用いて、前記固有振動のデータに基づいた評価を一次スクリーニングとして行い、
その後、前記一次スクリーニングにおいて支柱部における剛性の低下あるいは固定力の低下が判定された防護柵に対して、
前記防護柵の支柱部の他の箇所への加振により発生した振動波形を用いて、前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価を二次スクリーニングとして行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。
Using the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence, evaluation based on the data of the natural vibration is performed as a primary screening,
After that, for the protective fence that was determined to have a decrease in rigidity or a decrease in fixing force at the support in the primary screening,
Evaluation based on the data of the shock elastic wave is performed as a secondary screening by using the vibration waveform generated by the excitation of other parts of the support fence of the protective fence. 6. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to any one of 5.
前記固有振動のデータに基づいた評価が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークから、特定の振動モードにおけるピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵において同様に取得された評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の防護柵の非破壊診断方法。
Evaluation based on the data of the natural vibration,
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting a peak frequency in a specific vibration mode from the obtained natural vibration peaks of the frequency distribution as an evaluation peak frequency;
comparing the selected rated peak frequency with a similarly obtained rated peak frequency for a guard fence in good condition;
2. A non-destructive diagnosis method for a protective fence according to claim 1, further comprising the step of judging the soundness of said protective fence based on the result of the comparison.
前記固有振動のデータの取得に際して、前記支柱の地際部に近い側面にセンサを配置し、前記センサの近傍から打撃して加振することにより前記振動波形を得て、前記固有振動のデータを取得することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。 When acquiring the data of the natural vibration, a sensor is arranged on the side surface of the column near the ground, and the vibration waveform is obtained by striking from the vicinity of the sensor to vibrate, and the data of the natural vibration is obtained. 9. A non-destructive diagnosis method for a protective fence according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the information is acquired. 前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。
The evaluation based on the shock elastic wave data is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
10. The non-destructive diagnosis method for a protective fence according to any one of claims 1 to 9, further comprising a step of judging the soundness of the protective fence based on the result of the comparison.
前記衝撃弾性波のデータに基づいた評価が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。
The evaluation based on the shock elastic wave data is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
and determining the soundness of the protective fence based on the specified position of the reflecting surface. Destructive diagnostic method.
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップが、防護柵の支柱部への加振により発生した振動波形から前記時間間隔を取得するステップであることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の防護柵の非破壊診断方法。 The step of acquiring the time interval between the excitation start time of the pillar of the protective fence and the reflected wave observation time is the step of acquiring the time interval from the vibration waveform generated by the excitation of the pillar of the protective fence. 12. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to claim 10 or 11, characterized in that: 前記衝撃弾性波のデータの取得に際して、前記支柱の頭頂部近傍にセンサを配置し、前記センサの近傍から打撃して加振することにより前記振動波形を得て、前記衝撃弾性波のデータを取得することを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法。 When acquiring the data of the impact elastic wave, a sensor is placed near the top of the column, and the vibration waveform is obtained by striking and vibrating from the vicinity of the sensor, and the data of the impact elastic wave is acquired. 13. The non-destructive diagnosis method for protective fences according to any one of claims 1 to 12, characterized in that: 請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断方法に使用される防護柵の非破壊診断システムであって、
前記防護柵の支柱部への加振を行う加振手段と、
前記加振により発生した振動波形から振動特性を取得する振動特性取得手段と、
前記振動特性の内から固有振動のデータに基づいて、前記支柱部における腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下に伴う剛性の低下あるいは固定力の低下を評価する第1の評価手段と、
前記振動特性の内から衝撃弾性波のデータに基づいて、前記支柱部における根入れ長、曲り位置、腐食位置を評価する第2の評価手段と、
前記第1の評価手段および前記第2の評価手段に基づく評価によって、前記防護柵の健全性を診断する診断手段とを備えていることを特徴とする防護柵の非破壊診断システム。
A nondestructive diagnostic system for protective fences used in the nondestructive diagnostic method for protective fences according to any one of claims 1 to 13,
a vibrating means for vibrating the pillars of the protective fence;
vibration characteristic acquisition means for acquiring vibration characteristics from the vibration waveform generated by the excitation;
A first evaluation of deterioration in rigidity or reduction in fixing force due to corrosion, insufficient embedment length, bending, and reduction in binding force of the base portion in the support portion based on the natural vibration data from among the vibration characteristics. a means of evaluation;
second evaluation means for evaluating the penetration length, bending position, and corrosion position in the support column based on the data of the impact elastic wave selected from the vibration characteristics;
A non-destructive diagnosis system for a protective fence, comprising diagnostic means for diagnosing soundness of the protective fence based on evaluation based on the first evaluation means and the second evaluation means.
前記第1の評価手段が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵における評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The first evaluation means is
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected rated peak frequency with the rated peak frequency in a guard fence in good condition;
15. The non-destructive diagnosis system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison.
前記第1の評価手段が、
腐食、根入れ長不足、曲り、基礎部の拘束力の低下がないことが予め判明している前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得、得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を判定の基準値として設定するステップと、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークの周波数から、予めしきい値として決められた強度を超える強度を有するピーク周波数の内、最小のピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、前記基準値とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The first evaluation means is
The frequency distribution was obtained by analyzing the frequency of the vibration waveform generated by the excitation of the pillars of the protective fence, which was previously known to have no corrosion, insufficient penetration length, bending, or lowering of the binding force of the foundation. setting, as a reference value for determination, the minimum peak frequency among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
obtaining a frequency distribution by frequency-analyzing the vibration waveform generated by the excitation of the struts of the protective fence to be diagnosed;
a step of selecting the minimum peak frequency as an evaluation peak frequency from among the peak frequencies having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the frequencies of the natural vibration peaks of the obtained frequency distribution;
comparing the selected evaluation peak frequency with the reference value;
15. The non-destructive diagnosis system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison.
前記第1の評価手段が、
前記振動波形を周波数解析して周波数分布を得るステップと、
得られた前記周波数分布の固有振動ピークから、特定の振動モードにおけるピーク周波数を評価ピーク周波数として選択するステップと、
選択された前記評価ピーク周波数と、健全な状態の防護柵において同様に取得された評価ピーク周波数とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The first evaluation means is
a step of frequency analysis of the vibration waveform to obtain a frequency distribution;
a step of selecting a peak frequency in a specific vibration mode from the obtained natural vibration peaks of the frequency distribution as an evaluation peak frequency;
comparing the selected rated peak frequency with a similarly obtained rated peak frequency for a guard fence in good condition;
15. The non-destructive diagnosis system for protective fences according to claim 14, wherein the step of judging the soundness of said protective fences is sequentially executed based on the result of the comparison.
前記第1の評価手段が、
前記加振手段により前記支柱に縦振動モードの振動を発生させて、振動波形を取得するステップと、
取得した前記振動波形を周波数解析して周波数分布を取得するステップと、
取得した周波数分布から、前記縦振動モードの固有振動数を取得するステップと、
取得した縦振動モードの固有振動数に基づいて前記支柱の全長を求めるステップと、
求めた前記支柱の全長から地上に露出している部分の長さを差し引いて前記支柱における根入れ長を算定するステップとを有していることを特徴とする請求項14に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The first evaluation means is
obtaining a vibration waveform by causing the strut to vibrate in a longitudinal vibration mode with the vibrating means;
a step of frequency-analyzing the obtained vibration waveform to obtain a frequency distribution;
obtaining the natural frequency of the longitudinal vibration mode from the obtained frequency distribution;
obtaining the total length of the strut based on the obtained natural frequency of the longitudinal vibration mode;
15. The protective fence according to claim 14, further comprising a step of calculating the embedded length of the support by subtracting the length of the portion exposed above the ground from the obtained total length of the support. Nondestructive diagnostic system.
前記第2の評価手段が、
前記振動波形から反射波を特定するステップと、
前記防護柵の支柱部への加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔と、健全な状態の防護柵における前記時間間隔とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14ないし請求項18のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The second evaluation means is
identifying a reflected wave from the vibration waveform;
a step of acquiring a time interval between a start time of excitation of the struts of the protective fence and a time of observation of reflected waves;
comparing the obtained time interval with the time interval in a healthy guard fence;
19. The method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the step of judging the soundness of the protective fence based on the result of the comparison is sequentially executed. Non-destructive diagnostic system for guardrails.
前記第2の判定手段が、
診断対象の前記防護柵の支柱部への加振により発生した前記振動波形から反射波を特定するステップと、
特定された反射波について加振開始時刻と反射波観測時刻との時間間隔を取得するステップと、
得られた前記時間間隔から前記反射波が発生した反射面の位置を特定するステップと、
特定された反射面の位置に基づいて、前記防護柵の健全性を判定するステップとを順次実行していくように構成されていることを特徴とする請求項14ないし請求項18のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システム。
The second determination means is
a step of identifying a reflected wave from the vibration waveform generated by the vibration applied to the strut part of the protective fence to be diagnosed;
acquiring a time interval between the excitation start time and the reflected wave observation time for the specified reflected wave;
identifying the position of the reflecting surface where the reflected wave was generated from the obtained time interval;
and determining the soundness of the protective fence based on the specified position of the reflecting surface. Non-destructive diagnostic system for guardrails as described in paragraph.
請求項14ないし請求項20のいずれか1項に記載の防護柵の非破壊診断システムの実行に使用される非破壊診断装置であって、
前記防護柵の支柱を打撃して加振による振動を発生させるハンマと、
発生した前記振動を信号として検出するセンサと、
検出された前記信号を増幅するプリアンプと、
増幅された信号をデジタル変換して振動波形として表示するデジタルオシロスコープと、
前記振動波形に基づいて前記防護柵の健全性を診断するパーソナルコンピュータとを備えており、
前記パーソナルコンピュータには、前記振動波形を固有振動および衝撃弾性波のデータに変換し、防護柵の健全性を診断するプログラムが記憶されていることを特徴とする非破壊診断装置。
A non-destructive diagnostic device for use in implementing the non-destructive diagnostic system for protective fences according to any one of claims 14 to 20,
a hammer that strikes the posts of the protective fence to generate vibration due to excitation;
a sensor that detects the generated vibration as a signal;
a preamplifier that amplifies the detected signal;
a digital oscilloscope that converts the amplified signal to digital and displays it as a vibration waveform;
a personal computer that diagnoses the soundness of the protective fence based on the vibration waveform,
A non-destructive diagnostic device, wherein the personal computer stores a program for converting the vibration waveform into data of natural vibration and impact elastic wave, and diagnosing soundness of the protective fence.
前記センサがAEセンサであることを特徴とする請求項21に記載の非破壊診断装置。 22. A non-destructive diagnostic apparatus according to claim 21, wherein said sensor is an AE sensor.
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