JP2002228642A - Method for inspection, evaluation and repair of concrete structure - Google Patents
Method for inspection, evaluation and repair of concrete structureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルや橋脚、
床版などのコンクリート構造物の検査をを速やかに信頼
性高く行うための検査方法及び検査装置、さらにこれら
の検査結果に基づいて行う補修方法に関するものであ
る。[0001] The present invention relates to a tunnel, a pier,
The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus for quickly and reliably inspecting a concrete structure such as a floor slab and a repair method performed based on the inspection results.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コンクリート構造物の健全性を評価する
技術として、レーザー法、赤外線法、レーダー法、打音
法、超音波法などが知られている。レーザー法はレーザ
ー光を検査部位に照射し、その反射光量から表面の割れ
を検査する方法である。赤外線法はコンクリートの表面
を赤外線カメラなどで観察して表面の温度を測定し、内
部に割れや剥離のある部位で温度が変化することを利用
する方法であり、例えば特開平９−３１１０２９号公報
等に開示されている。この方法では、比較的高速(２〜
４km/h)で広い範囲を検査できるという特徴がある。2. Description of the Related Art As a technique for evaluating the soundness of a concrete structure, a laser method, an infrared method, a radar method, a hitting method, an ultrasonic method and the like are known. The laser method is a method of irradiating a laser beam to an inspection part and inspecting the surface for cracks based on the amount of reflected light. The infrared method is a method of observing the surface of concrete with an infrared camera or the like to measure the temperature of the surface, and utilizing the fact that the temperature changes at a portion having cracks or peeling inside, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-311029. Etc. In this method, relatively high speed (2-
The characteristic is that a wide range can be inspected at 4 km / h).
【０００３】レーダー法は電磁波をコンクリートに照射
し、その反射波から内部の割れや剥離を検査する方法で
あり、例えば特開平９−２９２３５０号等に開示されて
いる。これによると、コンクリート中の空隙や鉄筋の位
置や大きさを容易に検出できる。打音法はコンクリート
の表面をハンマーで打撃し、その際に発生する音の音色
を基に内部の割れや剥離を検査する方法であり、最も確
実な方法と言われている。また、異常が見つかった場
合、その場で剥離を叩き落としたり、マーキングして後
の補修が容易になるといったメリットもある。しかしな
がら、判定が人の感覚に頼っているため定量的な方法で
はなく、また点測定であるため位置の把握も粗いものと
なる。The radar method is a method of radiating electromagnetic waves to concrete and inspecting the inside for cracks or peeling from reflected waves, and is disclosed, for example, in JP-A-9-292350. According to this, it is possible to easily detect the position and size of the voids and reinforcing bars in the concrete. The hammering method is a method of hitting the surface of concrete with a hammer and inspecting internal cracks and peeling based on the tone of the sound generated at that time, and is said to be the most reliable method. In addition, when an abnormality is found, there is an advantage that the peeling can be knocked down on the spot, or marking can be easily performed later. However, the determination is not a quantitative method because it depends on the human senses, and the position is rough because it is a point measurement.
【０００４】このため、特開平１０−１０４２１０号公
報に記載されるように打撃を機械化したり、特開平１０
−９０２３４号公報のように集音・判定を自動化するこ
とが試みられている。For this reason, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
As described in JP-A-90234, attempts have been made to automate sound collection and determination.
【０００５】超音波法はコンクリートに超音波探触子を
押し当てて超音波を入射し、その反射波から内部の割れ
や剥離を検査する方法であり、この方法も内部の検査精
度が良いと言われている。しかし、打音法と同様に点測
定であり、かつ時間がかかるという問題がある。これに
対し、特開２０００−２０６０９８号公報には、超音波
探触子を上下左右に走査できるスライド式アームを備え
ることにより、欠陥の分布状況をマッピングし、建築物
の保全度が検査者に容易に分かるようにする技術が開示
されている。[0005] The ultrasonic method is a method in which an ultrasonic probe is pressed against concrete and ultrasonic waves are incident thereon, and the internal waves are inspected for cracks or peeling off from the reflected waves. It is said. However, there is a problem that the point measurement is similar to the hitting method, and it takes time. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-206098 discloses a method of mapping the distribution of defects by providing a sliding arm capable of scanning an ultrasonic probe up, down, left, and right, so that the degree of maintenance of a building can be inspected by an inspector. Techniques have been disclosed for making it easier to understand.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなコンクリート検査技術には、それぞれ以下のよう
な問題点がある。すなわち、レーザー法は、コンクリー
トの表面しか観察できないという問題点がある。赤外線
法には、あまり深い部位の欠陥は温度差が付きにくいた
め、検査部位が表層に限られるという問題がある。However, each of the above concrete inspection techniques has the following problems. That is, the laser method has a problem that only the surface of concrete can be observed. The infrared method has a problem that a defect at an excessively deep portion is unlikely to have a temperature difference, so that an inspection portion is limited to a surface layer.
【０００７】レーダー法では、アンテナでコンクリート
の表面をなめるように計測しなければならないためトン
ネルのように電線などの障害物がある場合は検査できる
部位が限定されるという問題がある。[0007] The radar method has a problem in that when an obstacle such as an electric wire such as a tunnel is present, the portion that can be inspected is limited because measurement must be performed so that the surface of the concrete is licked by an antenna.
【０００８】打音法では、たとえ機械化を行ったとして
も、検査を一ヶ所ずつ順番に行なわなければならなず、
しかもハンマーによる打撃に時間を要するため、トータ
ルの検査時間が非常にかかるという問題が残されてい
る。In the hammering method, even if mechanization is performed, inspection must be performed one by one in order.
In addition, since it takes time to hit with a hammer, there remains a problem that the total inspection time is extremely long.
【０００９】超音波法でも、同様、たとえ機械化を行っ
たとしても、探触子を押し当てるための時間が検査時間
の大半を占めるため、トータルの検査時間が非常にかか
る問題は残る。また、探触子の走査機構が大きなものと
なるため、トンネルのように電線などの障害物がある場
所については検査部位が限定される。[0009] In the ultrasonic method, similarly, even if mechanization is performed, the time required for pressing the probe occupies most of the inspection time, so that the problem that the total inspection time is extremely long remains. In addition, since the scanning mechanism of the probe becomes large, the inspection site is limited in a place such as a tunnel where there is an obstacle such as an electric wire.
【００１０】この他、レーダー法・機械化された打音法
・超音波法の共通の問題点として、アンテナや打撃装置
・超音波探触子がコンクリート壁面にぶつかったり擦れ
ることによる耐久性の低下の問題点がある。[0010] In addition, a common problem of the radar method, the mechanized tapping method, and the ultrasonic method is that the durability of the antenna, the hitting device, and the ultrasonic probe is reduced due to the collision or rubbing with the concrete wall. There is a problem.
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、コンクリートの深い部位まで検査が可能とな
り、かつ電線などの障害物によって検査部位が限定され
ることもないコンクリート構造物の検査方法、評価装置
及び補修方法を提供すること、高速に測定位置を変えな
がら、かつ測定位置を把握しながら信頼性高い検査がで
き、検査から補修までの時間を大幅に短縮し、工期およ
びコストを削減することができるコンクリート構造物の
検査方法、評価装置及び補修方法を提供することを課題
とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and enables an inspection method for a concrete structure that enables inspection to a deep portion of concrete and that is not limited by an obstacle such as an electric wire. Providing an evaluation device and a repair method, high-reliability inspection can be performed while changing the measurement position at high speed and grasping the measurement position, greatly shortening the time from inspection to repair, and reducing the construction period and cost. An object of the present invention is to provide a concrete structure inspection method, evaluation device, and repair method that can be performed.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、パルスレーザーをコンクリートに照射
してコンクリートに弾性波を発生させ、パルスレーザー
照射位置近傍での前記コンクリートの振動を光学的非接
触振動計で検出し、検出された振動を評価することによ
り、コンクリート構造物の検査を行うことを特徴とする
コンクリート構造物の検査方法（請求項１）である。A first means for solving the above-mentioned problem is to irradiate concrete with a pulse laser to generate elastic waves in the concrete and to reduce the vibration of the concrete near the pulse laser irradiation position. An inspection method for a concrete structure, characterized in that a concrete structure is inspected by detecting the vibration with an optical non-contact vibrometer and evaluating the detected vibration.
【００１３】パルスレーザーによって鋼材などの弾性体
に弾性波（超音波）を発生できることや、物体の振動を
レーザードップラー速度計やレーザー干渉計などの光学
的非接触振動計を用いて検出できることは良く知られて
いる。本発明では、この二つを組み合わせてパルスレー
ザーを用いてコンクリートに弾性波を発生させその反射
波を光学的非接触振動計によって検出するようにしてい
る。このようにすると、コンクリート内部には短いパル
ス幅の弾性波が送信され、ひびやコールドジョイントな
どの欠陥があるとそこで弾性波が反射され、そのエコー
がコンクリート表面に到達することで表面が振動するの
で、光学的非接触振動計の出力にエコー信号が得られ
る。It is often desirable that an elastic wave (ultrasonic wave) can be generated on an elastic body such as a steel material by a pulse laser, and that the vibration of an object can be detected using an optical non-contact vibrometer such as a laser Doppler velocimeter or a laser interferometer. Are known. In the present invention, the two are combined to generate an elastic wave in concrete using a pulse laser, and the reflected wave is detected by an optical non-contact vibrometer. In this way, an elastic wave with a short pulse width is transmitted inside the concrete, and if there is a defect such as a crack or a cold joint, the elastic wave is reflected there, and the echo reaches the concrete surface and the surface vibrates Therefore, an echo signal is obtained at the output of the optical non-contact vibrometer.
【００１４】このエコー信号の強さによって欠陥の大き
さが、またパルスレーザーの発光タイミングからエコー
信号が現れるまでの時間から欠陥の深さが評価される。
このようにして、コンクリートの深い位置の欠陥が検出
できる。さらに、検査部位にアンテナや超音波探触子を
近接させる必要がないため、障害物のある検査部位につ
いても遠隔から障害物に影響されずに検査することがで
き、耐久性についても飛躍的に向上する。The magnitude of the defect is evaluated by the intensity of the echo signal, and the depth of the defect is evaluated from the time from the emission timing of the pulse laser to the appearance of the echo signal.
In this way, a defect at a deep position in the concrete can be detected. Furthermore, since there is no need to bring an antenna or ultrasonic probe close to the inspection site, inspection sites with obstacles can be inspected remotely without being affected by obstacles, and durability is dramatically improved. improves.
【００１５】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記パルスレーザーと前記光
学的非接触振動計の両者を同一の移動手段に搭載し、移
動手段により走査しながら、コンクリート構造物の検査
を行うことを特徴とするもの（請求項２）である。[0015] A second means for solving the above-mentioned problems is as follows.
The first means, wherein both the pulse laser and the optical non-contact vibrometer are mounted on the same moving means, and the concrete structure is inspected while scanning by the moving means. (Claim 2).
【００１６】本手段においては、パルスレーザーと前記
光学的非接触振動計の両者を搭載して移動する移動手段
を備えるようにしたので、レーザーの照射位置を移動し
ながら検査することができるようになり、大掛かりな走
査機構が不要なコンパクトな検査装置とすることができ
る。In the present means, since the moving means which carries both the pulse laser and the optical non-contact vibrometer is provided, the inspection can be performed while moving the irradiation position of the laser. Thus, a compact inspection apparatus that does not require a large-scale scanning mechanism can be provided.
【００１７】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、前記パルスレ
ーザーの照射位置と前記光学的非接触振動計の測定位置
を、可動式ミラーを使用して変えることを特徴とするも
の（請求項３）である。A third means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The first means or the second means, wherein an irradiation position of the pulse laser and a measurement position of the optical non-contact vibrometer are changed using a movable mirror. 3).
【００１８】本手段においては、ミラーによる走査によ
り、測定位置を迅速に変えることができるので、測定時
間を短縮することができる。ただしミラーによる走査範
囲には限界があるので、前記第２の手段と組み合わせる
ことにより、広い範囲を高速で検査することが可能にな
る。In this means, the measurement position can be quickly changed by scanning with the mirror, so that the measurement time can be shortened. However, since there is a limit to the scanning range of the mirror, a wide range can be inspected at high speed by combining with the second means.
【００１９】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前
記移動手段位置、前記可動式ミラーの位置の少なくとも
一方を検出して検査位置を特定し、この結果から前記コ
ンクリートの検査位置と検査結果をマッピングするよう
にしたことを特徴とするもの（請求項４）である。A fourth means for solving the above problem is as follows.
Any one of the first means to the third means, wherein at least one of the moving means position and the position of the movable mirror is detected to specify an inspection position, and the inspection position of the concrete is determined from the result. An inspection result is mapped (claim 4).
【００２０】本手段においては、前記移動手段位置、前
記可動式ミラーの位置の少なくとも一方を検出して検査
位置を特定し、その検査位置における評価情報をマッピ
ングするようにしているので、評価情報を１次元方向の
情報や２次元平面情報の形で見ることができ、正確に欠
陥の大きさ、程度等の判定ができるようになる。マッピ
ングする情報は欠陥の深さと大きさの二つが有用であ
る。In this means, at least one of the position of the moving means and the position of the movable mirror is detected to specify the inspection position, and the evaluation information at the inspection position is mapped. The defect can be viewed in the form of one-dimensional information or two-dimensional plane information, and the size and degree of a defect can be accurately determined. The information to be mapped is useful for the depth and size of the defect.
【００２１】また、このようにしてマッピングすること
により、検査体の図面と対応することができるようにな
るので、補修すべき部位の選定が容易に速やかにできる
ようになる。また、欠陥の深さや大きさの情報から、補
修を単に鉄板を貼るだけとするかあるいはコンクリート
を剥がして打ち直すかなど、補修方法の立案が決定でき
る。Further, by mapping in this manner, it becomes possible to correspond to the drawing of the inspection object, so that the portion to be repaired can be easily and promptly selected. Further, from the information on the depth and the size of the defect, it is possible to determine the repair method such as whether to simply repair the steel plate or to peel off the concrete and start over.
【００２２】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、異
常が検出されたとき、検査位置の近傍にマーキングを施
すようにしたことを特徴とするもの（請求項５）であ
る。A fifth means for solving the above problem is as follows.
In any one of the first to fourth means, when an abnormality is detected, marking is performed in the vicinity of the inspection position (claim 5).
【００２３】本手段においては、異常が検出された検査
位置の近傍にマーキングが施されるので、補修作業を行
う際に、補修個所を特定するのが容易となる。マーキン
グとしては、欠陥の種類、程度によってマーキングの種
類を変えるようにしてもよい。In the present means, the marking is made in the vicinity of the inspection position where the abnormality is detected, so that it is easy to specify the repaired part when performing the repair work. As the marking, the type of marking may be changed depending on the type and degree of the defect.
【００２４】前記課題を解決するための第６の手段は、
コンクリートに弾性波を発生させるパルスレーザーと、
前記コンクリートの振動を検出する光学的非接触振動計
と、検出された振動を評価する評価手段を有してなるこ
とを特徴とするコンクリート構造物の検査装置（請求項
６）である。A sixth means for solving the above-mentioned problem is as follows.
A pulse laser that generates elastic waves in concrete,
An inspection apparatus for a concrete structure, comprising: an optical non-contact vibrometer for detecting the vibration of the concrete; and evaluation means for evaluating the detected vibration.
【００２５】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第６の手段であって、前記パルスレーザーと前記光
学的非接触振動計の両者が同一の移動手段に搭載されて
いることを特徴とするもの（請求項７）である。A seventh means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The sixth means, wherein both the pulse laser and the optical non-contact vibrometer are mounted on the same moving means (Claim 7).
【００２６】前記課題を解決するための第８の手段は、
前記第６の手段又は第７の手段であって、前記パルスレ
ーザーの照射位置と前記光学的非接触振動計の測定位置
を変える可動式ミラーを有してなることを特徴とするも
の（請求項８）である。An eighth means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The sixth means or the seventh means, comprising a movable mirror for changing an irradiation position of the pulse laser and a measurement position of the optical non-contact vibrometer (claim). 8).
【００２７】前記課題を解決するための第９の手段は、
前記第６の手段から第８の手段であって、前記移動手段
位置あるいは前記可動式ミラーの位置の少なくとも一方
を検出して検査位置を特定し、この結果から前記コンク
リートの検査位置と検査結果をマッピングするマッピン
グ手段を有してなることを特徴とするもの（請求項９）
である。A ninth means for solving the above-mentioned problem is:
The sixth means to the eighth means, wherein at least one of the moving means position and the position of the movable mirror is detected to specify an inspection position, and from this result, the concrete inspection position and the inspection result are determined. Characterized by comprising mapping means for performing mapping (claim 9)
It is.
【００２８】前記課題を解決するための第１０の手段
は、前記第６の手段から第９の手段のいずれかであっ
て、異常が検出されたとき、検査位置の近傍にマーキン
グを施すマーキング装置を有してなることを特徴とする
もの（請求項１０）である。A tenth means for solving the above-mentioned problem is any one of the sixth to ninth means, wherein a marking device is provided for marking near an inspection position when an abnormality is detected. (Claim 10).
【００２９】これら第６の手段から第１０の手段によれ
ば、それぞれ、前記第１の手段から第５の手段を実施す
ることができ、前記第１の手段から第５の手段の説明に
記載した作用効果が得られる。According to the sixth means to the tenth means, the first means to the fifth means can be carried out, respectively, which will be described in the description of the first means to the fifth means. The effect obtained is as follows.
【００３０】前記課題を解決するための第１１の手段
は、前記第４の手段を使用して求められたマッピングの
結果に基づいて、補修方法を決定するようにしたことを
特徴とするコンクリート構造物の補修方法（請求項１
１）である。An eleventh means for solving the above-mentioned problem is characterized in that a repair method is determined based on a mapping result obtained using the fourth means. How to repair a product (Claim 1
1).
【００３１】本手段においては、評価情報を１次元方向
の情報や２次元平面情報の形で見ることができ、正確に
欠陥の大きさ、程度等の判定ができるようになる。In the present means, the evaluation information can be viewed in the form of one-dimensional information or two-dimensional plane information, and the size and degree of the defect can be accurately determined.
【００３２】前記課題を解決するための第１２の手段
は、前記第５の手段を使用して施されたマーキングの結
果に基づいて、補修方法を決定するようにしたことを特
徴とするもの（請求項１２）である。A twelfth means for solving the above-mentioned problem is characterized in that a repair method is determined on the basis of the result of marking performed using the fifth means. Claim 12).
【００３３】本手段においては、マーキングされた位置
で補修の必要な位置が特定され、かつ、マーキングの種
類を判別することにより補修方法を決定しているので、
補修を確実かつ迅速に行うことができる。In this means, the repairing method is determined by identifying the position requiring repair at the marked position and determining the type of marking.
Repair can be performed reliably and quickly.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態の例を示す構成図である。この実施の形態は鉄道
トンネルへの適用例を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the first embodiment of the present invention. This embodiment shows an example of application to a railway tunnel.
【００３５】１はパルスレーザーであり、Q-switch Nd-
YAGレーザーであって、パルス幅10ns、パルスエネルギ
ー200mJ、パルス繰り返し周波数50Hzのものを用いてい
る。２はレーザードップラー振動計であり、波長632.8n
mのHe-Neレーザーで2mW、周波数帯域100KHzのものを用
いている。また、光学的非接触振動計としてはマイケル
ソン干渉計やファブリペロー干渉計といった干渉計方式
のレーザー振動計を用いることもできる。３は移動手段
でありこの中にパルスレーザー１、レーザードップラー
振動形２を始め測定機構が格納され、車輪４が取り付け
られている。５は移動手段の位置検出センサであり、こ
こではパルスジェネレータを用い、車輪４の回転に伴
い、1cmに一個のパルスを出力するようにしている。６
は異常検出部であり、コンクリートに異常部があった
時、レーザー振動計の出力が変化することを検出するも
のである。Reference numeral 1 denotes a pulse laser, which is a Q-switch Nd-
A YAG laser having a pulse width of 10 ns, a pulse energy of 200 mJ, and a pulse repetition frequency of 50 Hz is used. 2 is a laser Doppler vibrometer with a wavelength of 632.8n
He-Ne laser of 2mW and frequency band of 100KHz is used. Further, as the optical non-contact vibrometer, an interferometer type laser vibrometer such as a Michelson interferometer or a Fabry-Perot interferometer can be used. Reference numeral 3 denotes a moving means, in which a pulse laser 1, a laser Doppler vibrator 2, and a measuring mechanism are stored, and wheels 4 are mounted. Reference numeral 5 denotes a position detecting sensor of the moving means, which uses a pulse generator here, and outputs one pulse per 1 cm as the wheel 4 rotates. 6
Is an abnormality detecting unit for detecting that the output of the laser vibrometer changes when there is an abnormal part in the concrete.
【００３６】パルスレーザー１からパルス状のレーザー
光を、ミラー７で反射させてコンクリート８の表面に照
射すると、その衝撃によりコンクリート８の表面に弾性
波が発生する。この弾性波はコンクリート８の深さ方向
に伝達され、定常部においてはコンクリート８の裏面で
反射されて裏面エコーとして表面に戻ってくる。When a pulsed laser beam from the pulse laser 1 is reflected by the mirror 7 and irradiated on the surface of the concrete 8, an elastic wave is generated on the surface of the concrete 8 by the impact. This elastic wave is transmitted in the depth direction of the concrete 8, and is reflected on the back surface of the concrete 8 in the stationary portion and returns to the front surface as a back surface echo.
【００３７】コンクリート８中に割れや空隙があると、
その部分で振動が反射され裏面エコーよりも手前の位置
に欠陥エコーが生ずる。これらの裏面エコー、欠陥エコ
ーはコンクリート８の表面を振動させるので、その振動
を、ミラー９を介してレーザードップラー振動計２で検
出する。このとき、通常の超音波探傷法で用いられるよ
うに、パルスレーザー光により直接コンクリート８表面
に現れる振動と裏面エコーとを検出信号から除外するゲ
ートをかけておくことにより、欠陥エコーのみを信号と
して得ることができる。If there are cracks or voids in the concrete 8,
The vibration is reflected at that portion, and a defect echo is generated at a position before the back surface echo. These back echoes and defect echoes cause the surface of the concrete 8 to vibrate, and the vibration is detected by the laser Doppler vibrometer 2 via the mirror 9. At this time, as is used in a normal ultrasonic flaw detection method, by applying a gate for excluding a vibration and a backside echo directly appearing on the surface of concrete 8 by a pulsed laser beam from a detection signal, only a defect echo is used as a signal. Obtainable.
【００３８】欠陥エコーの強度は欠陥の大きさ（広がり
具合）と相関があるため強度から欠陥の大きさが、また
パルスレーザーを発光させて欠陥エコーが現れるまでの
時間から欠陥の深さを知ることができる。また、受信信
号を周波数解析して得られたピークから、コンクリート
における弾性波の共振周波数を測定するようにしてお
き、共振周波数が変化することを検知するようにしても
よい。Since the intensity of the defect echo has a correlation with the size (degree of spread) of the defect, the intensity of the defect is known from the intensity and the depth of the defect from the time until the defect echo appears by emitting a pulse laser. be able to. Further, the resonance frequency of the elastic wave in the concrete may be measured from the peak obtained by frequency analysis of the received signal, and the change of the resonance frequency may be detected.
【００３９】これは共振周波数がコンクリートの厚みと
音速によって決まることを利用したものであり、例えば
表面に平行なクラックがあると弾性波としては厚みが薄
くなったことに相当するので共振周波数が高くなる。ま
た斜めのクラックがあると共振しなくなるため、共振ピ
ークが現れなくなる。このような変化を検出することで
異常を検出する。This utilizes the fact that the resonance frequency is determined by the thickness and sound speed of the concrete. For example, if there is a crack parallel to the surface, it means that the elastic wave has a reduced thickness, so that the resonance frequency is high. Become. If there is an oblique crack, resonance does not occur, and a resonance peak does not appear. An abnormality is detected by detecting such a change.
【００４０】ミラー７、ミラー９の位置を固定しておけ
ば、車輪４により移動される移動手段３移動方向に対応
する１次元方向の情報が移動手段３の移動と共に得られ
る。また、ミラー７、ミラー９を同期させて振動させ、
移動手段３の移動方向と直角な方向にレーザー光の照射
点を走査するようにすれば、２次元の情報が得られる。If the positions of the mirror 7 and the mirror 9 are fixed, one-dimensional information corresponding to the moving direction of the moving means 3 moved by the wheels 4 can be obtained together with the movement of the moving means 3. Further, the mirror 7 and the mirror 9 are vibrated in synchronization with each other,
If the irradiation point of the laser beam is scanned in a direction perpendicular to the moving direction of the moving means 3, two-dimensional information can be obtained.
【００４１】１０はマッピング部であり、パルスジェネ
レータ５からのパルスのカウンタと、異常検出部６から
の出力を、ミラー７、ミラー９による走査を行う場合
は、さらにこれらの情報を記憶するメモリーと表示器に
よりなり、これらの情報から、１次元又は２次元位置
と、各位置における欠陥情報とを関連付け、欠陥情報の
マッピングを行う。Reference numeral 10 denotes a mapping unit, and a counter for the pulse from the pulse generator 5 and a memory for storing the output from the abnormality detection unit 6 when the mirror 7 and the mirror 9 scan the information. The display unit is configured to associate the one-dimensional or two-dimensional position with the defect information at each position and map the defect information based on the information.
【００４２】以上のような構成によれば、パルスレーザ
ーにより弾性波をコンクリートに発生させているので、
深い位置の割れや剥離の検知が可能であり、反射波の受
信もレーザーで行っているため、離れたところから検査
が可能である。よって、電線などの障害物がある場所で
も検査できるようになり、耐久性が低下する問題もな
い。また、打音装置や超音波探触子を表面に押し付けた
りする時間もなくなるので、トータルの検査時間が非常
に短縮される。According to the above configuration, since an elastic wave is generated in concrete by a pulse laser,
It is possible to detect cracks and peeling at deep positions, and the reflected waves are also received by laser, so inspection can be performed from a distance. Therefore, inspection can be performed even in a place where there is an obstacle such as an electric wire, and there is no problem that durability is reduced. In addition, since there is no time to press the sounding device or the ultrasonic probe against the surface, the total inspection time is greatly reduced.
【００４３】具体的には、例えばパルス繰り返し周波数
を50Hz、検査ピッチを50cmに設定することにすると、50
cmラ50Hz＝2.5m/s、すなわち９km/hの高速度で連続的に
１次元方向の走査をしながら検査することができる。Specifically, for example, if the pulse repetition frequency is set to 50 Hz and the inspection pitch is set to 50 cm,
Inspection can be performed while continuously scanning in a one-dimensional direction at a high speed of 50 cm = 2.5 m / s, that is, 9 km / h.
【００４４】鉄道トンネルの検査を行う場合は、コンク
リート打ち継ぎ部１１の検査が特に重要である。すなわ
ち、この部位はコールドジョイントとなっている可能性
があることから、最も重要な検査部位である。よって、
ミラー７、ミラー９は、弾性波が打ち継ぎ部１１を横切
るような位置となるようにセットしておく。車輪５を鉄
道レール１２の上に載せ、鉄道レールに沿って走行さ
せ、打ち継ぎ部１１の検査を行う。In the case of inspecting a railway tunnel, it is particularly important to inspect the concrete joint 11. That is, this site is the most important inspection site because it may be a cold joint. Therefore,
The mirror 7 and the mirror 9 are set so as to be at a position where the elastic wave crosses the joint portion 11. The wheels 5 are placed on the rail 12 and run along the rail, and the joint 11 is inspected.
【００４５】図２は本発明の実施例によるトンネルコン
クリート異常部位のマッピング結果例を示したもので、
１次元方向の位置と異常エコーのレベルとが記してあ
る。これによって、異常部の位置や長さが容易に分かる
ので、この結果に基づいて補修方法が定められる。例え
ば、図中ａのように一ヶ所だけに異常部があれば、その
位置のコンクリートが落下しないようにアングル材をボ
ルトで固定する。また、ｂのような連続した異常部は鋼
板をトンネル全体に巻くなどが考えられる。FIG. 2 shows an example of a mapping result of an abnormal portion of the tunnel concrete according to the embodiment of the present invention.
The position in the one-dimensional direction and the level of the abnormal echo are shown. Thus, the position and length of the abnormal part can be easily known, and the repair method is determined based on the result. For example, if there is an abnormal portion in only one place as shown in a in the figure, the angle material is fixed with bolts so that the concrete at that position does not fall. In addition, it is conceivable that a continuous abnormal portion such as b is formed by winding a steel plate around the entire tunnel.
【００４６】図２のマッピングは一次元走査における検
査位置とエコー強度の関係を示すものであるが、検査位
置と欠陥深さの関係のマッピングを製作することもでき
る。また二次元走査し、エコー強度や欠陥深さの程度を
色表示して、二次元にマッピングしてもよい。Although the mapping in FIG. 2 shows the relationship between the inspection position and the echo intensity in one-dimensional scanning, it is also possible to produce a mapping between the inspection position and the defect depth. Alternatively, two-dimensional scanning may be performed, and the degree of the echo intensity and the depth of the defect may be displayed in color to perform two-dimensional mapping.
【００４７】図３は、本発明の第２の実施の形態の例を
示す構成図であり、橋脚への適用例を示している。図３
において、図１に示された構成要素と同じ構成要素に
は、同じ符号を付している。図３において、パルスレー
ザー１とレーザー振動計２、異常検出部６の基本的な構
成は図１に示したものと同じであり、橋脚を構成するコ
ンクリート８の欠陥を検出する方法も図１に示したもの
と同じであるので、その説明を省略する。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the second embodiment of the present invention, and shows an example of application to a pier. FIG.
, The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3, the basic configurations of the pulse laser 1, the laser vibrometer 2, and the abnormality detector 6 are the same as those shown in FIG. 1, and the method for detecting a defect in the concrete 8 constituting the pier is also shown in FIG. Since they are the same as those shown, their description is omitted.
【００４８】図中、移動手段３はワイヤーロープ１３に
よってクレーン（図示せず）に吊り下げられており、こ
のワイヤーロープ１３を巻くことによって上下できるよ
うになっている。１４はマーキング部であり、異常検出
部６にてコンクリートの異常が判断され出力が出ると、
その出力に基づいてのノズル１５からマーキングをコン
クリート８表面に吹き付けるように指示を出すものであ
る。ここでマーキングの種類は一つでもよく、エコー強
度や欠陥深さに応じて色などを変えるようにしてもよ
い。In the figure, the moving means 3 is suspended from a crane (not shown) by a wire rope 13, and can be moved up and down by winding the wire rope 13. Reference numeral 14 denotes a marking section, and when an abnormality is determined by the abnormality detecting section 6 and an output is output,
An instruction is issued to spray a marking from the nozzle 15 on the surface of the concrete 8 based on the output. Here, the type of marking may be one, and the color or the like may be changed according to the echo intensity or the defect depth.
【００４９】以上説明したように、従来の打音法や超音
波法の場合、人手による作業または探触子の走査装置が
必要であるため、足場を組むかあるいは大掛かりな走査
機構が必要であり、そのための準備に大幅な時間がかか
る。また、検査終了後、補修計画を立てるためにはまた
足場や走査機構を解体しなければならない。As described above, in the case of the conventional tapping method or ultrasonic method, since a manual operation or a scanning device for the probe is required, a scaffold or a large-scale scanning mechanism is required. It takes a lot of time to prepare for it. After the inspection is completed, the scaffold and the scanning mechanism must be disassembled again to make a repair plan.
【００５０】これに対し、本発明によれば移動手段３を
鉄道レールに沿って走行させたり、クレーンで吊って上
下に動かすだけで済むようになるため、準備時間が大幅
に短縮される。検査時間も第１の実施形態で述べたよう
に高速に行なえる。さらに、第２の実施の形態で述べた
ように、異常部をその場でマーキングすれば、検査終了
後、すぐに補修すべき部位が把握できる。補修すべき部
位の面積や、欠陥の大きさ・深さ情報が得られるので、
簡単な補修で良いのか大規模な補修が必要なのかなど、
その場で補修方法の判断ができるようになる。On the other hand, according to the present invention, it is only necessary to move the moving means 3 along the railroad rail, or to suspend and move the moving means 3 up and down, so that the preparation time is greatly reduced. The inspection time can be performed at high speed as described in the first embodiment. Furthermore, as described in the second embodiment, if an abnormal part is marked on the spot, a part to be repaired can be grasped immediately after the inspection. Since the area of the part to be repaired and the size and depth information of the defect can be obtained,
Whether simple repairs or large-scale repairs are needed,
The repair method can be determined on the spot.
【００５１】[0051]
【図１】本発明の第１の実施の形態の例を示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例によるトンネルコンクリート異
常部位のマッピング結果例を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a mapping result of an abnormal portion of a tunnel concrete according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施の形態の例を示す構成図で
ある。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example of a second embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １…パルスレーザー ２…レーザードップラー振動計 ３…移動手段 ４…車輪 ５…位置検出センサ ６…異常検出部 ７…ミラー ８…コンクリート ９…ミラー １０…マッピング部 １１…コンクリート打ち継ぎ部 １２…鉄道レール １３…ワイヤーロープ １４…マーキング部 １５…ノズル[Description of Signs] 1 ... Pulse laser 2 ... Laser Doppler vibrometer 3 ... Moving means 4 ... Wheel 5 ... Position detection sensor 6 ... Abnormality detection unit 7 ... Mirror 8 ... Concrete 9 ... Mirror 10 ... Mapping unit 11 ... Concrete joint Part 12 ... Rail rail 13 ... Wire rope 14 ... Marking part 15 ... Nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA10 AD11 BA04 BC04 BC10 CA04 GD00 GD01 2G064 AA05 AB09 AB11 AB23 BA02 BC05 BC14 CC41 CC47 DD23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G047 AA10 AD11 BA04 BC04 BC10 CA04 GD00 GD01 2G064 AA05 AB09 AB11 AB23 BA02 BC05 BC14 CC41 CC47 DD23
Claims (12)
てコンクリートに弾性波を発生させ、パルスレーザー照
射位置近傍での前記コンクリートの振動を光学的非接触
振動計で検出し、検出された振動を評価することによ
り、コンクリート構造物の検査を行うことを特徴とする
コンクリート構造物の検査方法。1. A concrete laser is irradiated with a pulse laser to generate an elastic wave in the concrete, and the vibration of the concrete near the pulse laser irradiation position is detected by an optical non-contact vibrometer, and the detected vibration is evaluated. A method for inspecting a concrete structure, comprising: inspecting a concrete structure.
検査方法であって、前記パルスレーザーと前記光学的非
接触振動計の両者を同一の移動手段に搭載し、移動手段
により走査しながら、コンクリート構造物の検査を行う
ことを特徴とするコンクリート構造物の検査方法。2. The method for inspecting a concrete structure according to claim 1, wherein both the pulse laser and the optical non-contact vibrometer are mounted on the same moving means, and scanning is performed by the moving means. A method for inspecting a concrete structure, comprising inspecting the concrete structure.
ート構造物の検査方法であって、前記パルスレーザーの
照射位置と前記光学的非接触振動計の測定位置を、可動
式ミラーを使用して変えることを特徴とするコンクリー
ト構造物の検査方法。3. The method for inspecting a concrete structure according to claim 1, wherein an irradiation position of the pulse laser and a measurement position of the optical non-contact vibrometer are determined by using a movable mirror. Inspection method of concrete structure characterized by changing.
項に記載のコンクリート構造物の検査方法であって、前
記移動手段位置、前記可動式ミラーの位置の少なくとも
一方を検出して検査位置を特定し、この結果から前記コ
ンクリートの検査位置と検査結果をマッピングするよう
にしたことを特徴とするコンクリート構造物の検査方
法。4. One of claims 1 to 3
The concrete structure inspection method according to claim, wherein at least one of the moving means position and the position of the movable mirror is detected to specify the inspection position, and from this result, the concrete inspection position and the inspection result are obtained. An inspection method for a concrete structure, characterized in that mapping is performed.
項に記載のコンクリート構造物の検査方法であって、異
常が検出されたとき、検査位置の近傍にマーキングを施
すようにしたことを特徴とするコンクリート構造物の検
査方法。5. The method according to claim 1, wherein
Item 8. The method for inspecting a concrete structure according to the above item, wherein when an abnormality is detected, marking is performed in the vicinity of the inspection position.
スレーザーと、前記コンクリートの振動を検出する光学
的非接触振動計と、検出された振動を評価する評価手段
を有してなることを特徴とするコンクリート構造物の検
査装置。6. A pulse laser for generating elastic waves in concrete, an optical non-contact vibrometer for detecting vibration of the concrete, and an evaluation means for evaluating the detected vibration. Inspection equipment for concrete structures.
検査装置であって、前記パルスレーザーと前記光学的非
接触振動計の両者が同一の移動手段に搭載されているこ
とを特徴とするコンクリート構造物の検査装置。7. The concrete structure inspection apparatus according to claim 6, wherein both the pulse laser and the optical non-contact vibrometer are mounted on the same moving means. Inspection equipment for structures.
ート構造物の検査装置であって、前記パルスレーザーの
照射位置と前記光学的非接触振動計の測定位置を変える
可動式ミラーを有してなることを特徴とするコンクリー
ト構造物の検査装置。8. The concrete structure inspection apparatus according to claim 6, further comprising a movable mirror for changing an irradiation position of the pulse laser and a measurement position of the optical non-contact vibrometer. An inspection device for a concrete structure, comprising:
項に記載のコンクリート構造物の検査装置であって、前
記移動手段位置あるいは前記可動式ミラーの位置の少な
くとも一方を検出して検査位置を特定し、この結果から
前記コンクリートの検査位置と検査結果をマッピングす
るマッピング手段を有してなることを特徴とするコンク
リート構造物の検査装置。9. The method according to claim 6, wherein the first and second parts are different from each other.
The concrete structure inspection device according to the item, wherein at least one of the position of the moving means or the position of the movable mirror is detected to specify the inspection position, the inspection position and the inspection result of the concrete from this result. An inspection apparatus for a concrete structure, comprising a mapping means for performing mapping.
１項に記載のコンクリート構造物の検査装置であって、
異常が検出されたとき、検査位置の近傍にマーキングを
施すマーキング装置を有してなることを特徴とするコン
クリート構造物の検査装置。10. The concrete structure inspection apparatus according to claim 6, wherein the inspection apparatus is an apparatus for inspecting a concrete structure.
An inspection device for a concrete structure, comprising: a marking device for performing marking near an inspection position when an abnormality is detected.
方法を使用して求められたマッピングの結果に基づい
て、補修方法を決定するようにしたことを特徴とするコ
ンクリート構造物の補修方法。11. A method for repairing a concrete structure, wherein the method for repairing a concrete structure is determined based on a mapping result obtained by using the method for inspecting a concrete structure according to claim 4.
の検査方法を使用して、施されたマーキングの結果に基
づいて、補修方法を決定するようにしたことを特徴とす
るコンクリート構造物の補修方法。12. A concrete structure repair method using the concrete structure inspection method according to claim 5, wherein a repair method is determined based on a result of the marking performed. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000379037A JP2002228642A (en) | 2000-11-29 | 2000-12-13 | Method for inspection, evaluation and repair of concrete structure |
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| JP2000363159 | 2000-11-29 | ||
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Publications (1)
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