JP2017120225A - Ｐｃ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することが可能なＰＣ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】ＰＣ鋼撚線の定着部構造は、撚り目を有するＰＣ鋼撚線３と、撚り目に設置された光ファイバ部２０と、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を被定着部に定着させる。光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を定着孔に定着させる耐荷体５６と、耐荷体５６に設けられ、耐荷体５６によって定着される光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を耐荷体５６に固定する固定部６０と、を備える。固定部６０は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａにおいて光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が挿入されて前端部１ａに圧着される圧着部３０を有する。光ファイバ部は、撚り目に配置された光ファイバ素線と、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線３との間に配置され、光ファイバ素線を収容する保護管とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＰＣ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法に関する。

従来、各種構造物（橋梁、建物、法面等）の引張材や緊張材等に用いられるＰＣ鋼撚線に光ファイバを取り付けた光ファイバ付ＰＣ鋼撚線によって、当該ＰＣ鋼撚線の張力を計測することが行われている。このような光ファイバ付ＰＣ鋼撚線に関する技術として、例えば特許文献１に記載された緊張部材が知られている。この緊張部材は、中空体と、中空体の内部に収納された光ファイバと、中空体の外周を取り囲むように撚り合わされ緊張力を負担する複数の緊張素線と、を備える。

特許第５６０４７６０号公報

ＰＣ鋼撚線は、例えば当該ＰＣ鋼撚線の端部に圧着され装着された圧着部によって耐荷体等に固定される。この耐荷体等が被定着部に定着されることにより、ＰＣ鋼撚線は、圧着部を介して緊張力等を伝達する。そのため、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測できるように、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を定着することが望まれる。

ところで、複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成され螺旋状の撚り目を有するＰＣ鋼撚線に光ファイバ部を取り付ける場合、撚り目に光ファイバ部を設置することがある。この場合、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測するためには、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に光ファイバ部を通すこととなる。しかしながら、圧着部を用いるＰＣ鋼撚線の定着部構造では、通常、前端部において周囲を圧着部によって圧着されたＰＣ鋼撚線が径方向に強く圧迫されて、ＰＣ鋼撚線に圧着部が密着する。そのため、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に光ファイバ部を通すことが困難である。その結果、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することが困難である。

そこで、本発明は、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することが可能なＰＣ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。

本発明に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造は、複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成され螺旋状の撚り目を有するＰＣ鋼撚線と、撚り目に設置された光ファイバ部と、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を被定着部に定着させる光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の定着部構造であって、被定着部に削孔された定着孔の内部に設けられ、定着孔の内部に充填された充填材を介して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を定着孔に定着させる耐荷体と、耐荷体に設けられ、耐荷体によって定着される光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を耐荷体に固定する固定部と、を備え、固定部は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の周囲に圧着される圧着部を有し、光ファイバ部は、撚り目に配置された光ファイバ素線と、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に配置され、光ファイバ素線を収容する保護管と、を有する。

このＰＣ鋼撚線の定着部構造では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、その前端部において周囲を圧着部によって圧着されることで耐荷体に固定され、充填材を介して定着孔に定着される。この構造では、ＰＣ鋼撚線の前端部が圧着部と共に圧着されるため、圧着部の内壁面によって径方向に強く圧迫され、ＰＣ鋼撚線の前端部の外周面と圧着部とが密着する。ここで、光ファイバ素線が保護管に収容されることで、圧着部の内壁面によって径方向に強く圧迫されて圧着部の内壁面から加えられる圧迫力から光ファイバ素線を保護することができる。そのため、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の光ファイバ部を、光ファイバ素線が保護管に収容された状態でＰＣ鋼撚線の撚り目に設置して、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に配置することができる。従って、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に光ファイバ部を通すことが可能となり、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することが可能となる。

また、ＰＣ鋼撚線の定着部構造では、保護管は、圧着部の降伏強度よりも高い降伏強度を有することが好ましい。この場合、圧着部の内壁面からの圧迫力から光ファイバ素線をより確実に保護することができる。

また、ＰＣ鋼撚線の定着部構造では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、少なくとも一対の光ファイバ素線を有し、一対の光ファイバ素線は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において互いに接続されていてもよい。この場合、例えば測定装置を用いて１本の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪を測定する際、往復分の歪に関する情報を取得することができる。また、一対の光ファイバ素線を互いに接続する接続作業を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において容易に行うことができる。

また、本発明は、上記のＰＣ鋼撚線の定着部構造を有するグラウンドアンカーの発明としても捉えることができる。

このグラウンドアンカーでは、例えば測定装置を用いて１本の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線について光ファイバ素線の歪を測定する際、往復分の歪に関する情報を取得することができるため、定着孔に設けられたグラウンドアンカーにおける光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪を好適に測定することができる。

また、本発明は、測定装置の発明としても捉えることができ、測定装置は、上記のＰＣ鋼撚線の定着部構造における光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪を測定するための測定装置であって、前端部において互いに接続された光ファイバ素線の一方の後端部に光信号を発信する光信号発信部と、前端部において互いに接続された光ファイバ素線の他方の後端部からの光信号を受信する光信号受信部と、光信号受信部で受信された光信号を解析し光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪に関する情報を取得する解析部と、を備える。

この測定装置では、光信号発信部によって光ファイバ素線の一方の後端部に光信号を発信することで、光信号受信部によって光ファイバ素線の他方の後端部からの光信号を受信することができる。そのため、２本の光ファイバ素線に対して一組の光信号発信部及び光信号受信部で済むため、光ファイバ素線の数に対する光信号発信部及び光信号受信部の数を減らすことができる。

また、本発明は、測定方法の発明としても捉えることができ、測定方法は、上記のＰＣ鋼撚線の定着部構造を有するグラウンドアンカーを準備し、グラウンドアンカーを斜面に複数本設置する準備工程と、光信号を発信する光信号発信部を、前端部において互いに接続された光ファイバ素線の一方の後端部に接続すると共に、光信号を受信する光信号受信部を、前端部において互いに接続された光ファイバ素線の他方の後端部に接続する接続工程と、光信号受信部で受信された光信号を解析部によって解析して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪に関する情報を取得し、斜面における地中の歪を測定する測定工程と、を備える。

この測定方法では、設置工程において設置するグラウンドアンカーが往復分の歪に関する情報を取得することができるものであるため、光信号発信部を光ファイバ素線の一方の後端部に接続して光信号受信部を光ファイバ素線の他方の後端部に接続することで、斜面における地中の歪を容易に測定することができる。

本発明によれば、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することが可能なＰＣ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造が適用されたグラウンドアンカーの全体構成を示す図である。 図２（ａ）は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の斜視図である。図２（ｂ）は、保護管の一例を示す斜視図である。 図３は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線及び圧着部を示す一部断面図である。 図４は、図１におけるアンカー体長部を示す一部断面図である。 図５（ａ）は、圧着部の中心軸線に沿っての断面図である。図５（ｂ）は、挿入部の中心軸線に沿っての一部断面図及び挿入部の平面図である。 図６は、測定装置の例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造、グラウンドアンカー、測定装置及び測定方法の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いる場合があり、重複する説明は省略する。以下の説明において、「前方」、「後方」、「前端」、「後端」などの前後の概念を持つ語を用いる場合には、図１及び図４における紙面上方を後方、図１における紙面下方を前方とする。

図１は、本発明の実施形態に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造を有するグラウンドアンカーの全体構成を示す図である。図２（ａ）は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の斜視図である。図２（ｂ）は、保護管の一例を示す斜視図である。本実施形態に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造１００は、例えば、ダム及び斜面等において、岩盤（被定着部）Ｒ上に設けられた擁壁等の構造物１０１を岩盤Ｒ側に押し付けて力学的な安定性を確保するためのグラウンドアンカー５０に適用される。なお、グラウンドアンカー５０を構成する複数のＰＣ鋼撚線は、必ずしも全てが光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１である必要はなく、一部のＰＣ鋼撚線に光ファイバ部が配置されていなくてもよい。以下の説明では、「光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１」及び「光ファイバ部が配置されていない一部のＰＣ鋼撚線」をまとめて「ＰＣ鋼撚線１，３」と略記することがある。

図１に示されるように、グラウンドアンカー５０は、岩盤Ｒ及び構造物１０１に削孔された定着孔１０３の内部に設けられている。定着孔１０３は、岩盤Ｒ及び構造物１０１に例えば直径９０〜１６５ｍｍで削孔される。グラウンドアンカー５０では、ＰＣ鋼撚線１，３の前端側が例えば２０〜１００ｍ程度の長さで定着孔１０３に挿入されており、ＰＣ鋼撚線１，３の後端側が例えば１５０〜３５０ｍｍ程度の長さで表面１０１ａから後方に突出している。

グラウンドアンカー５０は、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００を含む頭部５１と、アンカー自由長部５２と、アンカー体長部５５と、複数のＰＣ鋼撚線１，３と、を備える。頭部５１は、構造物１０１の表面１０１ａにおける定着孔１０３の開口部に設けられている。頭部５１では、ＰＣ鋼撚線１，３に所定の緊張力が加えられた後、その緊張力を保持するようにＰＣ鋼撚線１，３の後端部が構造物１０１に定着される。

アンカー自由長部５２は、表面１０１ａから前方側のグラウンドアンカー５０においてＰＣ鋼撚線１，３が定着されていない部分である。アンカー自由長部５２では、頭部５１とアンカー体長部５５とを結ぶようにＰＣ鋼撚線１，３が延在する。アンカー自由長部５２は、構造物１０１の定着孔１０３内に設けられた押え板５３及び配列板５４を有する。押え板５３は、ＰＣ鋼撚線１，３が挿通され、表面１０１ａと配列板５４との間で定着孔１０３を密閉する。配列板５４には、ＰＣ鋼撚線１，３が挿通されている。配列板５４は、当該配列板５４よりも後方においてＰＣ鋼撚線１，３が互いに略平行となるようにＰＣ鋼撚線１，３を整列させる。

アンカー体長部５５は、グラウンドアンカー５０においてＰＣ鋼撚線１，３の前端部を定着する部分である。アンカー体長部５５は、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００によってＰＣ鋼撚線１，３の前端部を岩盤Ｒの定着孔１０３に定着させる。具体的には、アンカー体長部５５は、アンカー自由長部５２から連続して延在するＰＣ鋼撚線１，３の前端部を定着するための耐荷体５６を有する。耐荷体５６は、後述の充填材５を介してＰＣ鋼撚線１，３を定着孔１０３に定着させる。

アンカー体長部５５では、一例として、複数の耐荷体５６が定着孔１０３の内部に直列的に設けられている。耐荷体５６は、ＰＣ鋼撚線１，３に沿って所定のピッチ（例えば１．５ｍごと）で配置されている。耐荷体５６の個数は、例えばＰＣ鋼撚線１，３の設置本数を２で割った個数である。ＰＣ鋼撚線１，３の設置本数は、特に限定されないが、偶数の設置本数（ここでは４本）であってもよい。

耐荷体５６は、ＰＣ鋼撚線１，３の前端部が配置される耐荷体本体５７と、耐荷体本体５７の後方でＰＣ鋼撚線１，３を取り巻くように設けられる補強筋５８と、を有する。
耐荷体本体５７は、例えばアルミ合金等の鋳造により形成された柱状の部材である。耐荷体本体５７には、当該耐荷体本体５７によって定着されるＰＣ鋼撚線１，３を耐荷体本体５７に固定するための固定部６０と、当該耐荷体本体５７によって定着されないＰＣ鋼撚線１，３を挿通可能な貫通孔５７ａ（図１参照）と、が設けられている。耐荷体本体５７には、例えば２つの固定部６０が設けられ、ＰＣ鋼撚線１，３の設置本数よりも２だけ少ない数の貫通孔５７ａが設けられている。固定部６０の詳細については、後述する。

アンカー体長部５５の最前端以外の耐荷体本体５７では、当該耐荷体本体５７によって定着されるＰＣ鋼撚線１，３が固定部６０に固定されると共に、当該耐荷体本体５７の前方側に延長されるＰＣ鋼撚線１，３が貫通孔に挿通される。アンカー体長部５５の最前端の耐荷体本体５７では、当該耐荷体本体５７によって定着されるＰＣ鋼撚線１，３が固定部６０に固定される。

補強筋５８は、それぞれの耐荷体本体５７の後方に設けられた金属製のバネ状部材である。補強筋５８は、それぞれの耐荷体本体５７の後方の充填材５内において三次元的に延在し、その周囲の充填材５の強度を補強する。補強筋５８は、その前端部が耐荷体本体５７の段付部５７ｆ（図４参照）に配置される。

アンカー自由長部５２における定着孔１０３の内部には、押え板５３よりも前方側において充填材５が充填されている。アンカー体長部５５における定着孔１０３には、アンカー自由長部５２から連続して充填材５が充填されている。充填材５は、例えばセメントミルク及びモルタル等であり、ＰＣ鋼撚線１，３を定着孔１０３に定着させるために定着孔１０３に充填されて硬化される。

図２に示されるように、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、ＰＣ鋼撚線３と、ＰＣ鋼撚線３の表面に配置された光ファイバ部２０と、を有する。光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、少なくとも一対の光ファイバ部２０を有することが好ましい。ＰＣ鋼撚線３は、例えばストランド鋼材からなる同一径の複数本（本実施形態では１９本）のＰＣ鋼素線４ａ〜４ｃが撚られて形成された撚線である。ＰＣ鋼素線４ａは、ＰＣ鋼撚線３の最外周に配置された素線である。ＰＣ鋼素線４ｂは、ＰＣ鋼素線４ａの内側に配置された素線である。ＰＣ鋼素線４ｃは、ＰＣ鋼素線４ｂの内側に配置され、ＰＣ鋼撚線３の中心に配置された素線である。

ＰＣ鋼撚線３の表面には、互いに隣接する２本のＰＣ鋼素線４ａ，４ａ同士の間の谷間として、ＰＣ鋼撚線３の撚り目３ａが形成されている。この谷間は、ＰＣ鋼撚線３の表面においてＰＣ鋼撚線３の中心軸線Ａに平行に延びる母線に対して所定の角度で傾斜しており、中心軸線Ａを中心とした螺旋状に延在する。つまり、ＰＣ鋼撚線３は、螺旋状の撚り目３ａを有する。ＰＣ鋼撚線３の表面には、腐食防止等のための被覆としてシース２が設けられている。

光ファイバ部２０は、上記撚り目３ａのうちの２つにそれぞれ設置され螺旋状に延在している。この一対の光ファイバ部２０のそれぞれは、光ファイバ本体２１と、光ファイバ本体２１を収容する保護管２５と、を有する。光ファイバ本体２１は、光信号を伝送する光ファイバ素線２３と、光ファイバ素線２３を覆う被覆２４を有する。被覆２４は、例えばポリアミド系材料からなる。保護管２５は、光ファイバ本体２１を収容し、収容した光ファイバ本体２１を、圧着部３０の内壁面から加えられる圧迫力から保護する。

保護管２５は、上記撚り目３ａのうちの２つにそれぞれ設置され螺旋状に延在している。保護管２５は、上記の谷間に埋め込まれるように設置され、互いに隣接するＰＣ鋼素線４ａ，４ａ同士の間において当該隣接するＰＣ鋼素線４ａ，４ａに沿って螺旋状に延在するように設置されている。従って、保護管２５に収容された光ファイバ本体２１（光ファイバ素線２３）は、撚り目３ａに沿って螺旋状に延在する。

保護管２５は、ＰＣ鋼撚線１，３の中心軸線方向に直交する断面内において、隣接するＰＣ鋼素線４ａ，４ａのそれぞれの表面と、ＰＣ鋼撚線１，３を構成するＰＣ鋼素線４ａ〜４ｃの共通の外接円と、で囲まれた領域内に収容されている（図３参照）。すなわち、光ファイバ部２０は、光ファイバ素線２３が保護管２５に収容された状態でＰＣ鋼撚線３の撚り目３ａに設置されて、圧着部３０の内壁面（後述する挿入部３２の３２ｄ）とＰＣ鋼撚線３との間に配置される。保護管２５は、圧着される前の圧着部３０（後述の本体部３１及び挿入部３２）の降伏強度よりも高い降伏強度を有する。保護管２５の材質としては、例えば窒化チタン、高速度工具鋼鋼材、又は合金工具鋼鋼材等の材料が好ましい。

図４は、図１におけるアンカー体長部を示す一部断面図である。図５（ａ）は、圧着部の中心軸線に沿っての断面図である。図５（ｂ）は、挿入部の中心軸線に沿っての一部断面図及び挿入部の平面図である。

図４に示されるように、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００では、耐荷体本体５７に設けられた固定部６０によってＰＣ鋼撚線１，３が耐荷体本体５７に固定される。固定部６０は、耐荷体本体５７に設けられた２つの係止部５７ｂと、ＰＣ鋼撚線１，３と共に圧着された状態で係止部５７ｂに係止される圧着部３０と、を有する。係止部５７ｂは、圧着後の圧着部３０の外径よりも大きい内径を有する円筒状の孔である。係止部５７ｂの後側には、内径が光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の外径よりも大きく且つ係止部５７ｂの内径よりも小さい貫通孔５７ｇが係止部５７ｂと同軸に形成されている。当該貫通孔５７ｇに対してＰＣ鋼撚線１，３が後側から挿通されており、貫通孔５７ｇの前側においてＰＣ鋼撚線１，３の前端部の周囲を囲む圧着部３０が装着されていることで、ＰＣ鋼撚線１，３は貫通孔５７ｇから後側に抜けないようになっている。このような構造により、圧着部３０が係止部５７ｂに係止されるため、圧着部３０と共に圧着されたＰＣ鋼撚線１，３が耐荷体本体５７に固定され、ＰＣ鋼撚線１，３の緊張力が耐荷体本体５７によって支持される。

図５に示されるように、圧着部３０は、円筒状の本体部３１と、本体部３１の内壁面３１ｄに重ねられる円筒状の挿入部３２と、を有する。図５の例では、圧着される前の状態の圧着部３０が示されている。本体部３１は、例えば材質がＳＣＭ４３５である円筒状部材である。本体部３１が係止部５７ｂに係止されている状態において、本体部３１の外壁面３１ａは、係止部５７ｂの内壁面に対向し、本体部３１の後端部３１ｂは、係止部５７ｂの後方の面５７ｈと当接する。本体部３１の内壁面３１ｄには、その後端部３１ｂ側において周方向に延在する溝３１ｅが形成されている。

挿入部３２は、例えば材質がＳＣＭ４１５である円筒状部材である。挿入部３２は、本体部３１よりも中心軸線方向に短い全長を有する。本体部３１が係止部５７ｂに係止されている状態において、挿入部３２の外壁面３２ａは、本体部３１の内壁面３１ｄにおける前方に当接し、挿入部３２の後端部３２ｂは、本体部３１の後端部３１ｂよりも前方側に位置し、挿入部３２の前端部３２ｃは、本体部３１の前端部３１ｃと略面一に位置する。挿入部３２の内壁面３２ｄは、圧着によりＰＣ鋼撚線１，３の最外周のＰＣ鋼素線４ａに密着する。挿入部３２には、後端部３２ｂから前方に向かって中心軸線に沿って延びる一対の切欠部３２ｅが設けられている。なお、本体部３１の内壁面３１ｄの後方側には、挿入部３２が配置されない領域が存在する。この領域は、圧着によりＰＣ鋼撚線１，３のシース２の外周面に密着する（図４参照）。

このような固定部６０では、ＰＣ鋼撚線１，３の前端部１ａに挿入された圧着部３０と共に当該前端部１ａが圧着されることで、ＰＣ鋼撚線１，３が耐荷体本体５７に固定される。これにより、ＰＣ鋼撚線１，３が充填材５を介して定着孔１０３に定着される。この構造では、圧着部３０が圧着されると、圧着部３０の内壁面（本体部３１の内壁面３１ｄ及び挿入部３２の内壁面３２ｄ）によってＰＣ鋼撚線１，３が径方向に強く圧迫され、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線１，３の前端部１ａの外周面とが密着する。

ここで、ＰＣ鋼撚線３の撚り目３ａに保護管２５が設置されていることにより、圧着によって圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線１，３の前端部１ａの外周面とが密着したとしても、保護管２５によって保護管２５の内部空間が潰れることが回避される。このように、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線１，３との間に光ファイバ本体２１を通す経路が確保されると共に、圧着部３０の内壁面から加えられる圧迫力から光ファイバ本体２１が保護される。その結果、圧着部３０の位置まで光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の張力を計測することが可能となる。

なお、耐荷体本体５７には、前端部を封止するキャップ５７ｃが取り付けられる。キャップ５７ｃは、キャップ固定ボルト５７ｄが固定ボルト孔５７ｅに螺合することで耐荷体本体５７に取り付けられる。キャップ５７ｃには、一対のボルトＢが螺合される貫通孔が設けられており、当該貫通孔を介して係止部５７ｂの前方の空間５７ｖに防錆油等が注入される。空間５７ｖでは、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａにおいて一対の光ファイバ部２０の各光ファイバ素線２３が互いに接続されている。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造１００では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、その前端部１ａにおいて周囲を圧着部３０によって圧着されることで耐荷体本体５７に固定され、充填材５を介して定着孔１０３に定着される。この構造では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａが圧着部３０と共に圧着されるため、圧着部３０の内壁面によって径方向に強く圧迫され、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａの外周面と圧着部３０とが密着する。ここで、光ファイバ本体２１が保護管２５に収容されることで、圧着部３０の内壁面によって径方向に強く圧迫されて圧着部３０の内壁面から加えられる圧迫力から光ファイバ本体２１を保護することができる。そのため、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の光ファイバ部２０を、光ファイバ本体２１が保護管２５に収容された状態でＰＣ鋼撚線３の撚り目３ａに設置して、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線３との間に配置することができる。従って、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線３との間に光ファイバ部２０を通すことが可能となり、圧着部３０の位置まで光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の張力を計測することが可能となる。

また、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００では、保護管２５は、圧着される前の圧着部３０の降伏強度よりも高い降伏強度を有する。これにより、圧着部３０の内壁面からの圧迫力から光ファイバ本体２１をより確実に保護することができる。

また、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、少なくとも一対の光ファイバ素線２３を有し、一対の光ファイバ素線２３は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａにおいて互いに接続されている。これにより、例えば後述する測定装置７０を用いて１本の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の歪を測定する際、往復分の歪に関する情報を取得することができる。また、一対の光ファイバ素線２３を互いに接続する接続作業を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａにおいて容易に行うことができる。

本実施形態に係るグラウンドアンカー５０では、例えば後述する測定装置７０を用いて１本の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１について光ファイバ素線２３の歪を測定する際、往復分の歪に関する情報を取得することができるため、定着孔１０３に設けられたグラウンドアンカー５０における歪を好適に測定することができる。

なお、従来のＰＣ鋼撚線の定着部構造では、圧着部による光ファイバ部の圧迫を避けようとする場合、圧着部の内壁面とＰＣ鋼撚線との間に光ファイバ部を通さないように、圧着部よりも前方側で光ファイバ付ＰＣ鋼撚線から光ファイバ部を引き出して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を定着する必要がある。そうすると、圧着部の位置までＰＣ鋼撚線の張力を計測することができず、圧着部の直近の歪に関する情報を取得することができない。本来は、圧着部の直近が最もＰＣ鋼撚線の不具合等が出易いため、圧着部の直近部分こそ最もＰＣ鋼撚線の張力を計測（つまり光ファイバ素線の歪を計測）することが望まれる部分である。これに対しＰＣ鋼撚線の定着部構造１００では、圧着部３０の内壁面とＰＣ鋼撚線３との間に光ファイバ部２０を通して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の端面から光ファイバ部２０を引き出すことができるので、圧着部３０の直近部分まで光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の張力を計測することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。

例えば、本発明は、上記実施形態のような１９本のＰＣ鋼素線４ａ〜４ｃを有するＰＣ鋼撚線３に適用する場合に限定されず、例えば７本撚りのＰＣ鋼撚線、あるいは他のＰＣ鋼撚線にも同様に適用することができる。

上記実施形態に係るＰＣ鋼撚線の定着部構造１００においては、現場で、その前端部１ａにおいて周囲を圧着部３０で圧着した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を準備してもよいし、その前端部１ａにおいて周囲を圧着部３０で圧着した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を予め工場で製造してもよい。

上記実施形態では、耐荷体本体５７は、２つの固定部６０を有していたが、固定部６０の数はこれに限定されない。また、圧着部３０は、本体部３１及び挿入部３２を有していたが、圧着部３０の構造はこれに限定されない。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、光ファイバ部２０として保護管２５に収容された光ファイバ本体２１が２つ配置されていたが、光ファイバ部２０の数はこれに限定されない。

続いて、本発明の測定装置の実施形態として、上記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の歪を測定するための測定装置７０を説明する。

図６は、測定装置の例を示すブロック図である。図６に示されるように、測定装置７０は、光ファイバ素線２３の両端からレーザ光を入出力するタイプの測定装置である。測定装置７０は、前端部２３ａ，２３ｂにおいて互いに接続された一対の光ファイバ素線２３の一方の後端部２３ｃに光信号を発信する光信号発信部７３と、前端部２３ａ，２３ｂにおいて互いに接続された一対の光ファイバ素線２３の他方の後端部２３ｄからの光信号を受信する光信号受信部７４と、光信号受信部７４で受信された光信号を解析し光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の歪を取得する解析部７１と、解析部７１で取得された歪状態を表示する表示部７２と、を備える。

光信号発信部７３と光信号受信部７４とは例えば一体の測定器として構成されてもよい。解析部７１は例えばコンピュータ等の演算装置であり、表示部７２は例えば演算装置による演算結果を画面表示するディスプレイモニタである。解析部７１と表示部７２とを一体で備えるパーソナルコンピュータ等を採用してもよい。光信号発信部７３、光信号受信部７４、及び光ファイバ素線２３は、光分岐器７５、カプラ等を介しながら適宜接続される。図６の方式の測定装置の詳細は、例えば、特許第５１９２７４２号公報に示されている。具体的には、入出力される光信号に基づいて光ファイバ素線２３の長手方向の歪分布を測定することにより、ＰＣ鋼撚線３の長手方向の各位置に発生している歪を間接的に知ることができる。

この測定装置７０によれば、光信号発信部７３によって光ファイバ素線２３の一方の後端部２３ｃに光信号を発信することで、光信号受信部７４によって光ファイバ素線２３の他方の後端部２３ｄからの光信号を受信することができる。そのため、一対の２本の光ファイバ素線２３に対して一組の光信号発信部７３及び光信号受信部７４で済むため、光ファイバ素線２３の数に対する光信号発信部７３及び光信号受信部７４の数を減らすことができる。

続いて、本発明の測定方法の実施形態として、上記ＰＣ鋼撚線３の歪を測定するための測定方法の例を説明する。

（準備工程）
上述したグラウンドアンカー５０を準備し、当該グラウンドアンカー５０を斜面に複数本設置する。このとき、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００を有するグラウンドアンカー５０を準備する。具体的には、光ファイバ部２０を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１から引き剥がし、光ファイバ本体２１を保護管２５に収容する。このように光ファイバ本体２１を保護管２５に収容した光ファイバ部２０を少なくとも一対準備する。そして、グラウンドアンカー５０のアンカー体長部５５において、１本の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に少なくとも一対の光ファイバ部２０を、光ファイバ本体２１が保護管２５に収容された状態で、ＰＣ鋼撚線３の撚り目３ａに設置する。この一対の光ファイバ本体２１を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａ（図４参照）の端面から引き出すと共に、光ファイバ本体２１を当該前端部１ａで互いに繋いで２倍の長さの往復の光ファイバ部２０とする。

（接続工程）
次に、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａ（図４及び図６参照）において、一対の光ファイバ部２０のそれぞれの光ファイバ素線２３の前端部２３ａ，２３ｂを互いに接続する。また、ＰＣ鋼撚線３の後端部１ｂ（図６参照）において、光信号を発信する光信号発信部７３を、前端部２３ａ，２３ｂを互いに接続された一対の光ファイバ素線２３の一方の後端部２３ｃに接続する。ＰＣ鋼撚線３の後端部１ｂにおいて、光信号を受信する光信号受信部７４を、当該一対の光ファイバ素線２３の他方の後端部２３ｄに接続する。これにより、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のほぼ全長分を往復する１本の光ファイバ部２０，２０が形成される。

（測定工程）
その後、測定装置７０を用い、光信号受信部７４で受信された光信号を解析部７１によって解析して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の歪に関する情報（歪分布）を取得し、斜面における地中の歪を測定する。これにより、光ファイバ部２０，２０の全長分の各箇所の歪の分布が測定される。ここでは、光ファイバ部２０，２０の前半部分の歪分布と後半部分の歪分布は、互いにＰＣ鋼撚線３の中心軸線Ａを挟む対称位置の歪を示すことになる。従って、例えば、ＰＣ鋼撚線３が屈曲している箇所があった場合、当該箇所の屈曲内側の歪と屈曲外側の歪との両方の情報を得ることができる。よって、このような２つの歪分布の情報を用いることにより、ＰＣ鋼撚線３の歪状態をより正確に知ることができる。なお、上述したとおり、光ファイバ部２０を一対のみならず２対以上設置することにより、更にＰＣ鋼撚線３の歪状態を詳細に知ることもできる。

以上説明したように、この設置工程によれば、斜面に設置するグラウンドアンカー５０が往復分の歪分布を測定することができるものであるため、光信号発信部７３を光ファイバ素線２３の一方の後端部２３ｃに接続して光信号受信部７４を光ファイバ素線２３の他方の後端部２３ｄに接続することで、斜面における地中の歪を容易に測定することができる。このとき、上述のとおり２本の光ファイバ部２０を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の前端部１ａの端面から引き出すことができることから、上記前端部１ａ側において一対の光ファイバ素線２３を互いに繋ぐ作業を容易に行うことができる。

上記実施形態の測定方法では、光ファイバ素線２３の本数が一対２本の例を示したが、この例に限られず、光ファイバ素線２３の本数は所望の本数であればよい。

１…光ファイバ付ＰＣ鋼撚線、１ａ…前端部、１ｂ…後端部、３…ＰＣ鋼撚線、３ａ…撚り目、４ａ〜４ｃ…ＰＣ鋼素線、５…充填材、２０…光ファイバ部、２３…光ファイバ素線、２３ａ，２３ｂ…前端部、２３ｃ，２３ｄ…後端部、２５…保護管、３０…圧着部、３１ｄ，３２ｄ…内壁面、５０…グラウンドアンカー、５６…耐荷体、６０…固定部、７０…測定装置、７１…解析部、７３…光信号発信部、７４…光信号受信部、１００…ＰＣ鋼撚線の定着部構造、１０１…構造物、１０３…定着孔、Ｒ…岩盤（被定着部）。

Claims (6)

1. 複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成され螺旋状の撚り目を有するＰＣ鋼撚線と、前記撚り目に設置された光ファイバ部と、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を被定着部に定着させる光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の定着部構造であって、
   前記被定着部に削孔された定着孔の内部に設けられ、前記定着孔の内部に充填された充填材を介して前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を前記定着孔に定着させる耐荷体と、
   前記耐荷体に設けられ、前記耐荷体によって定着される前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を前記耐荷体に固定する固定部と、を備え、
   前記固定部は、
   前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の周囲に圧着される圧着部を有し、
   前記光ファイバ部は、
   前記撚り目に配置された光ファイバ素線と、前記圧着部の内壁面と前記ＰＣ鋼撚線との間に配置され、前記光ファイバ素線を収容する保護管と、を有する、ＰＣ鋼撚線の定着部構造。
2. 前記保護管は、前記圧着部の降伏強度よりも高い降伏強度を有する、請求項１に記載のＰＣ鋼撚線の定着部構造。
3. 前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、少なくとも一対の前記光ファイバ素線を有し、
   前記一対の光ファイバ素線は、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において互いに接続されている、請求項１又は２に記載のＰＣ鋼撚線の定着部構造。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のＰＣ鋼撚線の定着部構造を有する、グラウンドアンカー。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載のＰＣ鋼撚線の定着部構造における光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪を測定するための測定装置であって、
   前記前端部において互いに接続された前記光ファイバ素線の一方の後端部に光信号を発信する光信号発信部と、
   前記前端部において互いに接続された前記光ファイバ素線の他方の後端部からの光信号を受信する光信号受信部と、
   前記光信号受信部で受信された前記光信号を解析し前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪に関する情報を取得する解析部と、を備える、測定装置。
6. 請求項３に記載のＰＣ鋼撚線の定着部構造を有するグラウンドアンカーを準備し、前記グラウンドアンカーを斜面に複数本設置する準備工程と、
   光信号を発信する光信号発信部を、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の前端部において互いに接続された前記光ファイバ素線の一方の後端部に接続すると共に、光信号を受信する光信号受信部を、前記前端部において互いに接続された前記光ファイバ素線の他方の後端部に接続する接続工程と、
   前記光信号受信部で受信された前記光信号を解析部によって解析して前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の歪に関する情報を取得し、前記斜面における地中の歪を測定する測定工程と、を備える、測定方法。

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