JP2002062119A - Sheet-shaped distortion sensor and method for verifying progress of damage in concrete structure - Google Patents
Sheet-shaped distortion sensor and method for verifying progress of damage in concrete structureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の損傷状況の進行、特にコンクリート構造物の補強後
における損傷状況の進行についても容易に確認すること
のできる面状歪センサー及び損傷の進行を確認する方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar strain sensor and a damage progression which can easily confirm the progress of the damage situation of a concrete structure, in particular, the progress of the damage situation after reinforcement of the concrete structure. How to confirm.
【０００２】[0002]
【従来の技術】橋梁床版等コンクリート構造物の補強の
ための代表的な工法として、構造物に鋼板を接着一体化
して補強する鋼板接着補強工法や構造物にカーボン繊維
布（以下ＣＦＲＰという）を積層して接着一体化するＣ
ＦＲＰ接着工法がある。2. Description of the Related Art As a typical method for reinforcing a concrete structure such as a bridge deck, a steel plate adhesive reinforcing method for bonding and reinforcing a steel plate to a structure or a carbon fiber cloth (hereinafter referred to as CFRP) for a structure. To laminate and bond and integrate
There is an FRP bonding method.
【０００３】一般に、コンクリート構造物の損傷度合の
調査は、コンクリート表面のクラック等を観察したり、
コンクリート表面の反発係数からコンクリートの強度を
推定したりして行っている。[0003] Generally, the degree of damage to a concrete structure is investigated by observing cracks or the like on the concrete surface,
The concrete strength is estimated from the coefficient of restitution of the concrete surface.
【０００４】しかし、鋼板接着工法やＣＦＲＰ接着工法
により補強されたコンクリート構造物は、表面が鋼板や
ＣＦＲＰで覆われているために、これらの調査方法は適
さない。[0004] However, these investigation methods are not suitable for concrete structures reinforced by the steel plate bonding method or the CFRP bonding method because the surface is covered with the steel plate or the CFRP.
【０００５】そこで一般的には、足場等を設置して、赤
外線調査、超音波調査、たたき調査等の非破壊検査によ
り調査している。しかしながら、これらの方法による調
査は、定期的に行ってはいるものの機動性に欠けるとこ
ろがある。[0005] Therefore, generally, scaffolds and the like are installed, and the inspection is performed by nondestructive inspection such as infrared inspection, ultrasonic inspection, and knocking inspection. However, although investigations using these methods are conducted regularly, they lack mobility.
【０００６】コンクリート構造物は、一度損傷が生じる
と急激に悪化する傾向があるといわれている。したがっ
て、損傷をできるだけ早期に発見し、早目に対策を講ず
ることが補強の効果、工費の低減等の面からも必要であ
る。It is said that concrete structures tend to deteriorate rapidly once damage occurs. Therefore, it is necessary to detect damage as early as possible and to take measures as soon as possible in view of the effect of reinforcement, reduction of construction cost, and the like.
【０００７】これらの現状を踏まえて、補強時にコンク
リート構造物にセンサー及び計測装置を設置しておき、
構造物の挙動を計測するシステムが提案されているが、
この提案は、数本から数百本の複数のケーブルを配線し
ての点計測であるため、計測の煩雑さがあり、長期的な
保守にはやや難がある。[0007] Based on these conditions, a sensor and a measuring device are installed on a concrete structure at the time of reinforcement,
Systems that measure the behavior of structures have been proposed,
Since this proposal is a point measurement in which several to several hundred cables are wired, the measurement is complicated and long-term maintenance is somewhat difficult.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的に
は、上記したような非破壊検査による調査方法において
の機動性の欠如、センサー及び計測装置を用いての計測
の煩雑性という課題を解決する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically has the problems of lack of mobility in the above-described inspection method by non-destructive inspection and complexity of measurement using sensors and measuring devices. Resolve.
【０００９】本発明者は、その解決策の基本原理を光フ
ァイバーケーブルの製造、敷設、保守の分野で開発され
たシステムに求めた。このシステムは光ファイバーケー
ブルに加えられた歪分布を光ファイバーケーブルの一端
からブリルアン散乱光を検出することによって測定する
手法である。この手法によると、歪の大きさとその歪の
位置を光ファイバーケーブルの一端からの距離で知るこ
とができるというものである。したがって、この原理を
応用するとこれまでの点の計測から線の計測が可能とな
る。The inventor has sought the basic principle of the solution in a system developed in the field of manufacturing, laying and maintaining optical fiber cables. This system measures the distribution of strain applied to an optical fiber cable by detecting Brillouin scattered light from one end of the optical fiber cable. According to this method, the magnitude of the distortion and the position of the distortion can be known from the distance from one end of the optical fiber cable. Therefore, if this principle is applied, it is possible to measure a line from the measurement of a point so far.
【００１０】そこで、まず、光ファイバーケーブルをは
じめからコンクリート構造物に一体に設置しておき、歪
を測定することにより、測点を測定することにより損傷
の進行を確認することを考えた。しかしながら、光ファ
イバーケーブルをそのままコンクリート構造物に一体に
設置するためには、コンクリート構造物の表面を削って
多数の光ファイバーを一本一本埋め込む必要があり、設
置に多額の費用が発生したり、美観上の課題が生じる。Therefore, first, it was considered that the progress of damage was confirmed by installing an optical fiber cable integrally with the concrete structure from the beginning and measuring the strain by measuring the strain. However, in order to install the optical fiber cable directly into the concrete structure as it is, it is necessary to cut the surface of the concrete structure and embed a large number of optical fibers one by one, resulting in a large cost for installation and an aesthetic appearance. The above issues arise.
【００１１】このような状況に鑑み、本発明者等として
は、先に特許第２９８１２０６号において、コンクリー
ト構造物と補強材間に連続する一本の光ファイバーケー
ブルを網状に形成した歪センサー又は連続する一本の光
ファイバーケーブルを折り返して固定用縦糸で編んで網
状に形成した歪センサーを介在させておき、引き出した
光ファイバーケーブルの一端を利用して歪を測定するこ
とにより損傷の進行を確認する方法を提案した。In view of such a situation, the present inventors have previously disclosed in Japanese Patent No. 2981206 a strain sensor in which one continuous optical fiber cable is formed in a mesh between a concrete structure and a reinforcing material, or a continuous strain sensor. A method of checking the progress of damage by folding a single optical fiber cable, knitting it with a warp for fixing, interposing a strain sensor formed in a net shape, and measuring strain using one end of the pulled out optical fiber cable. Proposed.
【００１２】この方法は、コンクリート構造物の補強時
に実施され、優れた効果を発揮しているが、幾つかの不
満がないわけではない。Although this method has been used to reinforce concrete structures and has shown excellent results, it is not without its complaints.
【００１３】一つは、コンクリート構造物と補強材間に
歪センサーを介在させるために、歪センサーをコンクリ
ート構造物の表面に接着するが、この接着作業は歪セン
サーが線材であるためその作業が必ずしも容易ではな
い。One is to bond the strain sensor to the surface of the concrete structure in order to interpose the strain sensor between the concrete structure and the reinforcing material. This bonding work is a wire since the strain sensor is a wire. Not always easy.
【００１４】また、もう一つは、先に述べたように、コ
ンクリート構造物に予め一体に設置しておくことは美観
を損なうおそれがある。On the other hand, as described above, the installation in advance in a concrete structure may impair the aesthetic appearance.
【００１５】本発明は、このような幾つかの課題を解決
しようとするものである。The present invention seeks to solve some of these problems.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】これらの課題を一挙に解
決したのがつぎの手段である。The following means have solved these problems at once.
【００１７】まず、基本的には、網状又は折り返し状に
した一本の光ファイバーケーブルを端部を引き出してシ
ート状物の上に配置して固定した面状の歪センサーを提
供する。First, there is provided a planar strain sensor in which one end of a net-like or folded optical fiber cable is pulled out, arranged on a sheet, and fixed.
【００１８】好ましくは、周囲を平面保持可能な着脱自
在な枠体で保持してなる面状歪センサーを提供する。Preferably, there is provided a planar strain sensor which is held by a detachable frame capable of holding the periphery in a plane.
【００１９】そして、これらの面状歪センサーをコンク
リート構造物の表面に接着し、引き出した光ファイバー
ケーブルの一端を利用して歪を測定することによりコン
クリート構造物の損傷の進行を確認する方法を提供す
る。Further, a method is provided in which these planar strain sensors are adhered to the surface of a concrete structure, and strain is measured using one end of an optical fiber cable drawn out to confirm the progress of damage to the concrete structure. I do.
【００２０】これらの手段は、いずれも歪センサーを連
続する一本の光ファイバーケーブルを必要な手段で網状
や折り返し状にして、これをシート状物の上に配置して
固定し、面状とすることで、コンクリート構造物への接
着の作業を容易にするとともに美観上もこれを損ねるこ
とが少ない。In any of these means, a continuous optical fiber cable is formed into a net-like or folded shape by a necessary means, and the strain sensor is placed on a sheet-like material and fixed to form a planar shape. This facilitates the work of bonding to the concrete structure and does not impair the appearance.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面に基き説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２２】図１乃至図２は、歪センサーの一例を示す
説明図である。FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams showing an example of a strain sensor.
【００２３】歪センサー１は、図１に示すように、幅
ａ、長さＬ、折り返し間隔ｄで折り返した一本の光ファ
イバーケーブル２を不織布からなるシート状物３上に配
置してろう付け６して固定してなる。なお、光ファイバ
ーケーブル２のシート状物３上への固定は接着剤による
接着等任意の方法で行ってよい。As shown in FIG. 1, the strain sensor 1 has one optical fiber cable 2 folded at a width a, a length L and a folding interval d arranged on a sheet 3 made of non-woven fabric and brazed. And fix it. The fixing of the optical fiber cable 2 on the sheet 3 may be performed by an arbitrary method such as bonding with an adhesive.
【００２４】このようにしてなる歪センサー１は、図２
に示すように必要な長さｂと測定器４に接続するに必要
な長さｃを残して切断して、光ファイバーケーブル２の
一端ｃを引き出し、測定器を接続するためのコネクター
４を取り付ける。The strain sensor 1 thus constructed is shown in FIG.
As shown in (2), the optical fiber cable 2 is cut while leaving the necessary length b and the length c required for connection to the measuring instrument 4, and one end c of the optical fiber cable 2 is pulled out, and a connector 4 for connecting the measuring instrument is attached.
【００２５】図３は、歪センサーの別の例を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of the strain sensor.
【００２６】この歪センサー１は、折り返し間隔ｄ、
ｅ、幅ａ、長さｂとし、交叉部を必要により別繊維等で
結束した一本の光ファイバーケーブル２を不織布からな
るシート状物３上に配置してろう付け６して固定してな
る。光ファイバーケーブル２の引き出された一端ｃの先
端には、測定器を接続するためのコネクター４が取り付
けられている。光ファイバーケーブル２のシート状物３
上への固定は接着剤による接着等任意の方法で行ってよ
い。This strain sensor 1 has a folding interval d,
e, a width a and a length b, and one optical fiber cable 2 having a crossing portion bound by another fiber or the like as necessary is arranged on a sheet material 3 made of a non-woven fabric and fixed by brazing 6. A connector 4 for connecting a measuring instrument is attached to the end of one end c of the drawn out optical fiber cable 2. Sheet 3 of optical fiber cable 2
The fixing on the top may be performed by any method such as bonding with an adhesive.
【００２７】図４は、図２に示した歪センサーの外周に
枠体を取り付けた実施の形態を示す。また、図５は、図
３に示した歪センサーの外周に枠体を取り付けた別の実
施の形態を示す。FIG. 4 shows an embodiment in which a frame is attached to the outer periphery of the strain sensor shown in FIG. FIG. 5 shows another embodiment in which a frame is attached to the outer periphery of the strain sensor shown in FIG.
【００２８】枠体５には、歪センサー１の外周部を挿入
することのできる溝５ａが形成されており、この溝５ａ
に歪センサー１の外周部を挿入し、ばね構造５ｂで保持
する。このことにより、歪センサー１の平面形状を保持
し、光ファイバーケーブルを傷付けることなく、持ち運
びを容易にし、後述する歪センサー１をコンクリート構
造物の表面に貼着する隙の平面状態を保持できる。The frame 5 has a groove 5a into which the outer periphery of the strain sensor 1 can be inserted.
, The outer peripheral portion of the strain sensor 1 is inserted and held by the spring structure 5b. This makes it possible to maintain the planar shape of the strain sensor 1, facilitate the carrying without damaging the optical fiber cable, and maintain the planar state of the gap where the strain sensor 1 described below is adhered to the surface of the concrete structure.
【００２９】つぎに、図６に基き、歪センサーの設置の
手順と歪測定方法を説明する。歪センサー１は、コンク
リート構造物の表面に予め設置しておいてもよく、ま
た、補強時に行ってもよい。なお、この実施の形態は、
補強前のコンクリート床版を例としているが、本発明の
適用はこれに限定されるものでないことはもちろんであ
る。Next, a procedure for installing a strain sensor and a strain measuring method will be described with reference to FIG. The strain sensor 1 may be installed on the surface of the concrete structure in advance, or may be used at the time of reinforcement. In this embodiment,
Although the concrete floor slab before reinforcement is taken as an example, it goes without saying that the application of the present invention is not limited to this.
【００３０】歪センサー１は、コンクリート床版１０の
下面に接着剤により接着されている。図４及び図５に示
した歪センサー１の場合は、貼着後枠体５を取り外す。
引き出されている光ファイバーケーブル２の一端には、
コネクター４が取り付けられ、コネクター４は通常はコ
ネクター収納ボックス１１に収納されている。損傷の進
行状況の測定は、コネクター４にリード線１２を介して
歪測定器１３を接続して、歪センサー１と歪測定器１３
とにより回路を形成することにより歪の分布を測定する
ことで行う。１４は床版１０が載置されている主桁であ
る。The strain sensor 1 is bonded to the lower surface of the concrete slab 10 with an adhesive. In the case of the strain sensor 1 shown in FIGS. 4 and 5, the frame 5 is removed after the attachment.
At one end of the optical fiber cable 2 being pulled out,
The connector 4 is attached, and the connector 4 is usually stored in the connector storage box 11. In order to measure the progress of the damage, a strain gauge 13 is connected to the connector 4 via the lead wire 12 and the strain sensor 1 and the strain gauge 13 are connected.
This is performed by measuring the distribution of distortion by forming a circuit with the above. Reference numeral 14 denotes a main girder on which the floor slab 10 is placed.
【００３１】なお、歪センサー１は、監視を必要とする
箇所の広狭により一又は二箇所以上を設置する。この実
施の形態において、歪センサー１はコンクリート床版１
０の下面に２面取り付けられているが、一方の歪センサ
ー１から引き出された光ファイバーケーブル２ａの先端
を他方の歪センサー１の光ファイバーケーブル２の他端
に結線してある。It should be noted that one or two or more strain sensors 1 are provided depending on the size of the area requiring monitoring. In this embodiment, the strain sensor 1 is a concrete slab 1
Although two surfaces are attached to the lower surface of the optical fiber cable 0, the tip of the optical fiber cable 2a drawn from one strain sensor 1 is connected to the other end of the optical fiber cable 2 of the other strain sensor 1.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明は、上述のようにしてなるので、
つぎの効果を有する。Since the present invention has been made as described above,
It has the following effects.
【００３３】請求項１乃至請求項３において、コンクリ
ート構造物の表面に、一本の光ファイバーケーブルを介
在させたことで、無限の測点を計測でき、コンクリート
構造物の広い範囲に亘って損傷の確認をすることがで
き、損傷確認の面で極めて有効である。According to the first to third aspects of the present invention, since one optical fiber cable is interposed on the surface of the concrete structure, an infinite number of measuring points can be measured, and damage to the concrete structure over a wide range can be obtained. Confirmation is possible, which is extremely effective in terms of damage confirmation.
【００３４】請求項１乃至請求項３において、歪センサ
ーを面状に形成したことで、コンクリート構造物への取
り付けが極めて容易となった。According to the first to third aspects of the present invention, the strain sensor is formed in a planar shape, so that the strain sensor can be attached to a concrete structure very easily.
【００３５】請求項１乃至請求項３において、歪センサ
ーを面状に形成したことで、コンクリート構造物の表面
を削って埋め込むようなことはせず、そのまま貼着でき
るので、美観を損なうことが少ない。According to the first to third aspects of the present invention, since the strain sensor is formed in a planar shape, the surface of the concrete structure is not shaved and embedded, but can be attached as it is. Few.
【００３６】請求項３において、周囲を平面保持可能な
着脱自在な枠で保持したので、持ち運びが容易で、光フ
ァイバーケーブルの損傷を防止することができる。ま
た、コンクリート構造物への貼着時の平面状態を保持す
ることができる。According to the third aspect, since the periphery is held by a detachable frame capable of holding the surface in a plane, it is easy to carry, and damage to the optical fiber cable can be prevented. Further, a flat state at the time of sticking to a concrete structure can be maintained.
【図１】歪センサーの形成過程の一例を示す概略平面図
である。FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a process of forming a strain sensor.
【図２】図１に続いて、歪センサーの形成過程の一例を
示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of a process of forming a strain sensor, following FIG. 1;
【図３】別の歪センサーの形成過程の一例を示す概略平
面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of a process of forming another strain sensor.
【図４】枠体で保持した歪センサーの形成過程の一例を
示す説明概略図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図で
ある。4A and 4B are schematic views illustrating an example of a process of forming a strain sensor held by a frame, wherein FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view.
【図５】枠体で保持した別の歪センサーの形成過程の一
例を示す説明概略図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図４
のＢ−Ｂ断面拡大図である。5A and 5B are schematic views illustrating an example of a process of forming another strain sensor held by a frame, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG.
It is a BB cross-sectional enlarged view of FIG.
【図６】歪センサーのコンクリート構造物への設置の実
施の形態を示す概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory view showing an embodiment of installation of a strain sensor on a concrete structure.
１ 歪センサー ２ 光ファイバーケーブル ３ シート状物 ４ コネクター ５ 枠体 ６ ろう付け １０ コンクリート構造物 １１ コネクター収納ボックス １２ リード線 １３ 歪測定器 １４ 主桁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Strain sensor 2 Optical fiber cable 3 Sheet material 4 Connector 5 Frame 6 Brazing 10 Concrete structure 11 Connector storage box 12 Lead wire 13 Strain measuring device 14 Main girder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 和雄 東京都千代田区神田錦町３−18 ショーボ ンド建設株式会社内 (72)発明者 吉永 達郎 東京都千代田区神田錦町３−18 ショーボ ンド建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA65 CC14 DD16 FF12 FF58 LL02 UU03 2G086 DD05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuo Eguchi 3-18 Kanda Nishikicho, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan (72) Inventor Tatsuro Yoshinaga 3-18 Kandanishiki-cho, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan F term (reference) 2F065 AA65 CC14 DD16 FF12 FF58 LL02 UU03 2G086 DD05
Claims (3)
イバーケーブルを端部を引き出してシート状物の上に配
置して固定したことを特徴とするコンクリート構造物の
損傷進行確認面状歪センサー。1. A planar strain sensor for confirming the damage progress of a concrete structure, wherein a single optical fiber cable having a net shape or a folded shape is pulled out, placed on a sheet, and fixed.
イバーケーブルを端部を引き出してシート状物の上に配
置して固定した面状歪センサーをコンクリート構造物表
面に接着し、引き出した光ファイバーケーブルの一端を
利用して歪を測定することを特徴とするコンクリート構
造物の損傷の進行を確認する方法。2. An optical fiber cable drawn out of a net-like or folded-back optical fiber cable, the end of which is pulled out, placed on a sheet, and fixed, and a planar strain sensor adhered to the surface of a concrete structure, and pulled out. A method for confirming the progress of damage to a concrete structure, wherein the strain is measured using one end of the concrete structure.
保持したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリー
ト構造物の損傷進行確認面状歪センサー。3. The planar distortion sensor for confirming damage progress of a concrete structure according to claim 1, wherein the periphery is held by a detachable frame body capable of holding a plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248081A JP2002062119A (en) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | Sheet-shaped distortion sensor and method for verifying progress of damage in concrete structure |
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| JP (1) | JP2002062119A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007303976A (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Optical fiber sensor, and impervious sheet with optical fiber sensor |
| AT516158B1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-03-15 | Tech Universität Graz | Tubbing element with strain measurement |
-
2000
- 2000-08-18 JP JP2000248081A patent/JP2002062119A/en active Pending
Cited By (3)
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| AT516158B1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-03-15 | Tech Universität Graz | Tubbing element with strain measurement |
| AT516158A4 (en) * | 2014-10-10 | 2016-03-15 | Tech Universität Graz | Tubbing element with strain measurement |
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