JP6640676B2 - 管理方法及び管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を管理する管理方法及び管理装置に関する。

従来、予め緊張力が導入された状態でＰＣ鋼撚線が定着された構造物（以下、「ＰＣ構造物」ともいう）において、ロードセルや磁ひずみ式のセンサを用いてＰＣ鋼撚線のひずみを計測し、計測したひずみに基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知するＰＣ鋼撚線の管理方法が知られている。このような管理方法では、センサを設置した箇所におけるひずみを計測することはできるが、ＰＣ鋼撚線に沿ってのひずみを把握することは困難である。

この技術分野においては、近年、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を用いることにより、光ファイバのひずみを計測することでＰＣ鋼撚線に沿ってのひずみを把握できるようになってきている。例えば、特許文献１には、光ファイバに入射した入射光のブリルアン散乱光の周波数シフトに基づいて光ファイバのひずみを計測するひずみ検知システムが記載されている。

特開２０００−４６５２７号公報

上記特許文献１に記載のひずみ検知システムでは、ブリルアン散乱光により光ファイバのひずみ等を計測するための計測器として、例えばＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）が必要である。しかしながら、ＢＯＴＤＲは、機材が高価である等の事情により、供用中のＰＣ構造物における定期的なＰＣ鋼撚線の管理に適しているとは言い難い。そこで、より簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知することが望まれている。

そこで、本発明は、簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知可能な管理方法及び管理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る管理方法は、複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成されたＰＣ鋼撚線と、ＰＣ鋼撚線の撚り目に沿って設置された光ファイバと、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を管理する管理方法であって、光ファイバに入射させた光の散乱光の伝送ロスを計測するロス計測ステップと、ロス計測ステップで計測した伝送ロスに基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知する異常検知ステップと、を備える。

この管理方法では、ロス計測ステップにより伝送ロスを計測することで、計測した伝送ロスに基づいて異常検知ステップでＰＣ鋼撚線の異常を検知できる。よって、伝送ロスを計測する簡易的な計測器がＰＣ鋼撚線の管理に利用できるため、簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知することが可能となる。

本発明に係る管理方法では、異常検知ステップでは、伝送ロスとＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係に更に基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知してもよい。この場合、計測した伝送ロスに加えて相関関係に基づいてＰＣ鋼撚線のひずみを推定でき、推定したＰＣ鋼撚線のひずみに基づいて異常検知ステップでＰＣ鋼撚線の異常を検知できる。

本発明に係る管理方法では、相関関係を取得する関係取得ステップを更に備え、異常検知ステップでは、関係取得ステップで取得した相関関係に基づいて伝送ロスからひずみを取得し、取得したひずみに基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知してもよい。この場合、関係取得ステップにより伝送ロスとひずみとの相関関係を予め取得することで、取得した相関関係を異常検知ステップにおいて用いることができる。

本発明に係る管理方法では、関係取得ステップでは、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の施工中においてＰＣ鋼撚線へ導入される緊張力に応じた伝送ロスを計測することで伝送ロスとＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係を取得し、ロス計測ステップでは、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の供用前における伝送ロスである基準伝送ロスと、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の供用中における伝送ロスである監視伝送ロスと、を計測し、異常検知ステップでは、関係取得ステップで取得した相関関係と、基準伝送ロスと、監視伝送ロスと、に基づいてひずみの変化を取得し、取得したひずみの変化に基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知してもよい。この場合、関係取得ステップでは、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の施工中においてＰＣ鋼撚線へ導入される緊張力に応じた伝送ロスを計測するため、当該ＰＣ構造物固有の相関関係を取得できる。また、異常検知ステップでは、関係取得ステップで取得した当該ＰＣ構造物固有の相関関係と、ロス計測ステップで計測した基準伝送ロス及び監視伝送ロスと、に基づいて、供用前の基準伝送ロスに応じたひずみ及び供用中の監視伝送ロスに応じたひずみを算出でき、供用前を基準としたひずみの変化を取得できる。よって、供用前を基準としたＰＣ鋼撚線の異常を精度良く検知できる。

本発明に係る管理方法では、異常検知ステップにより検知したＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を報知する報知ステップを更に備えてもよい。この場合、報知部により、検知したＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を容易に認識することができる。

また、本発明は、管理装置の発明としても捉えることができ、この管理装置は、複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成されたＰＣ鋼撚線と、ＰＣ鋼撚線の撚り目に沿って設置された光ファイバと、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を管理する管理装置であって、光ファイバに入射させた光の散乱光の伝送ロスを計測する計測部と、計測部で計測した伝送ロスに基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知する異常検知部と、を備える。

この管理装置では、計測部により伝送ロスを計測することで、計測した伝送ロスに基づいて異常検知部でＰＣ鋼撚線の異常を検知できる。よって、伝送ロスを計測する簡易的な計測器がＰＣ鋼撚線の管理に利用できるため、簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知することが可能となる。

本発明に係る管理装置では、異常検知部は、伝送ロスとＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係に更に基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知してもよい。この場合、計測した伝送ロス及び相関関係に基づいてＰＣ鋼撚線のひずみを推定でき、推定したＰＣ鋼撚線のひずみに基づいて異常検知部でＰＣ鋼撚線の異常を検知できる。

本発明に係る管理装置では、異常検知部により検知したＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を報知する報知部を更に備えてもよい。この場合、報知部により、検知したＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を容易に認識することができる。

本発明に係る管理装置では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、被定着部に当接すると共に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるベース部と、ベース部の後方に設置されると共に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるソケット部と、ソケット部の内壁面と光ファイバ付ＰＣ鋼撚線との間に後方から挿入されるウェッジ部と、を備える定着部構造により、被定着部に定着されていてもよい。この場合、挿入されたウェッジ部により光ファイバ付ＰＣ鋼撚線が圧迫されて生じる伝送ロスを利用して、簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知することが可能となる。

本発明によれば、簡易的にＰＣ構造物のＰＣ鋼撚線の異常を検知可能な管理方法及び管理装置を提供することができる。

図１の（ａ）は、一実施形態に係る管理方法及び管理装置が適用される光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の一例の斜視図である。図１の（ｂ）は、光ファイバの一例の斜視図である。 図２は、光ファイバ素線のひずみを計測するときの管理装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、光ファイバ素線の伝送ロスを計測するときの管理装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、ブリルアン散乱光に基づくひずみを例示するグラフである。 図５は、レーリー散乱光の強度を例示するグラフである。 図６は、図４のひずみと図５の強度との相対関係を例示するグラフである。 図７は、第１実施形態に係る管理方法の施工中における処理を例示するフローチャートである。 図８は、第１実施形態に係る管理方法の供用直前及び供用中における処理を例示するフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係る管理方法の供用直前及び供用中における処理を例示するフローチャートである。 図１０は、ブリルアン散乱光に基づくひずみを例示する他のグラフである。 図１１は、レーリー散乱光の強度を例示する他のグラフである。 図１２は、図１０のひずみと図１１の強度との相対関係を例示するグラフである。 図１３は、図１０のひずみと、図１１の２点間での強度の差と、の関係を例示するグラフである。 図１４は、図１の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を定着する定着部構造の一例の一部断面図である。 図１５は、図１４の定着部構造のソケット部及びウェッジ部の分解斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る管理方法及び管理装置の一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１４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。

本実施形態に係る管理方法及び管理装置は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を用いてＰＣ構造物の管理をするためのものである。ＰＣ構造物の管理は、ＰＣ構造物の耐久性の要となるＰＣ鋼撚線に異常が生じているか否かを検知することを意味する。ＰＣ鋼撚線の異常としては、例えば、予め緊張力が導入された状態でＰＣ構造物に定着されたＰＣ鋼撚線の緊張力の変動（例えば低下）が挙げられる。本実施形態に係る管理方法及び管理装置によるＰＣ構造物の管理においては、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を用いて、光ファイバ素線における光の伝送ロス（伝送損失）に基づいてＰＣ鋼撚線の緊張力の変動を間接的に取得する。伝送ロスとは、光ファイバ内を伝送する光の伝送強度の減衰度合いを意味する。

まず、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１について説明する。図１の（ａ）は、一実施形態に係る管理方法及び管理装置が適用される光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の斜視図である。図１の（ｂ）は、光ファイバの一例の斜視図である。図２は、光ファイバ素線のひずみを計測するときの管理装置の構成例を示すブロック図である。図３は、光ファイバ素線の伝送ロスを計測するときの管理装置の構成例を示すブロック図である。

図１の（ａ）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の表面に取り付けられた光ファイバ部材（光ファイバ）２０と、を有する。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のＰＣ鋼素線４が撚られて形成された撚線である。ＰＣ鋼撚線３は、一例として、７本のＰＣ鋼素線４が撚られて形成されている。ＰＣ鋼撚線３の表面には、互いに隣接する２本のＰＣ鋼素線４，４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、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（シース）が設けられる。

図１の（ｂ）に示されるように、光ファイバ部材２０は、例えば、上記撚り目３ａのうちの二つに沿ってそれぞれ設置されている。各光ファイバ部材２０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４，４同士の間において当該隣接するＰＣ鋼素線４，４に沿って螺旋状に延在するように設置されている。光ファイバ部材２０は、延在方向に直交する面の中央に埋め込まれた光ファイバ本体２１と、光ファイバ本体２１を包囲する樹脂製のフィラー２２と、を有する。光ファイバ本体２１は、光ファイバ素線２３と、当該光ファイバ素線２３を覆う被覆２４とを有する。被覆２４は、例えばポリアミド系材料からなる。フィラー２２は、光ファイバ部材２０が設置された撚り目３ａにおけるＰＣ鋼素線４，４と、光ファイバ本体２１と、の間の隙間を埋める部材であり、例えばポリエチレン樹脂等からなる。

以上のような光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、ＰＣ構造物の補強のため、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が導入されつつＰＣ構造物へ定着される。このとき、光ファイバ部材２０が撚り目３ａに配置されているため、ＰＣ鋼撚線３にひずみが生じると光ファイバ部材２０の光ファイバ素線２３にもひずみが生じる。また、光ファイバ素線２３においては、光ファイバ素線２３内を伝送される光の強度の低下（以下、単に「伝送ロス」とも称する）が生じ得る。光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスは、管理装置７０を用いて以下のようにして計測される。

図２に示されるように、光ファイバ素線２３のひずみを計測するためには、管理装置７０は、計測器８０Ａを介して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に接続される。計測器８０Ａとしては、例えばＢＯＴＤＲを用いることができる。ＢＯＴＤＲは、ブリルアン散乱光により光ファイバ素線２３のひずみ及び温度を計測するための計測器である。ブリルアン散乱光は、光ファイバ素線２３に入射されたパルス光が光ファイバ素線２３中を進む際に生じさせる各種散乱光のうちの一つである。ブリルアン散乱光は、各種散乱光のうち、ひずみ及び温度の変化に依存する散乱光である。

計測器８０Ａは、光信号発信部８１Ａと、分光部８２Ａと、検波部８３Ａと、光信号受信部８４Ａと、を有する。光信号発信部８１Ａは、光源及びパルス発生器を含む。光信号発信部８１Ａは、パルス光を発生させ、発生させたパルス光を光ファイバ素線２３に入射させる。分光部８２Ａは、光ファイバ素線２３において戻ってきたブリルアン散乱光を分光する。検波部８３Ａは、例えば光ヘテロダイン法により、分光部８２Ａで分光されたブリルアン散乱光を検波する。光信号受信部８４Ａは、検波されたブリルアン散乱光において生じた周波数シフトを計測する。計測器８０Ａは、例えば、横河電機製 ＡＱ８６０３等を用いることができる。

光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、緊張力センサ７６が接続されている。緊張力センサ７６は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力を計測する。緊張力センサ７６は、計測した緊張力に関する情報を管理装置７０に入力する。

図３に示されるように、光ファイバ素線２３の伝送ロスを計測するためには、管理装置７０は、計測器８０Ｂを介して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に接続される。計測器８０Ｂとしては、例えばＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を用いることができる。ＯＴＤＲは、レーリー散乱光の強度に基づいて光ファイバ素線２３の伝送ロスを計測するための計測器である。レーリー散乱光は、光ファイバ素線２３に入射されたパルス光が光ファイバ素線２３中を進む際に生じさせる各種散乱光のうちの一つである。レーリー散乱光は、各種散乱光のうち、入射光と同じ周波数を持ち、その光強度が光ファイバ素線２３の各部分の損失に依存する散乱光である。

計測器８０Ｂは、光信号発信部８１Ｂと、分光部８２Ｂと、光信号受信部８３Ｂと、を有する。光信号発信部８１Ｂは、光源及びパルス発生器を含む。光信号発信部８１Ｂは、パルス光を発生させ、発生させたパルス光を光ファイバ素線２３に入射させる。分光部８２Ｂは、光ファイバ素線２３において戻ってきたレーリー散乱光を分光する。光信号受信部８３Ｂは、分光されたレーリー散乱光の強度を計測する。計測器８０Ｂでは、光源及びパルス発生器を含む光信号発信部８１Ｂで発生させたパルス光を、光ファイバ素線２３に入射させる。戻ってきたレーリー散乱光は分光部８２Ｂで分光されて光信号受信部８３Ｂで受光される。計測器８０Ｂは、光信号受信部８３Ｂで受光されたレーリー散乱光の強度を計測する。

光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、緊張力センサ７６が接続されている。緊張力センサ７６は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力を検出する。緊張力センサ７６は、検出した緊張力に関する情報を管理装置７０に入力する。なお、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中においては、緊張力センサ７６が省略されてもよい。

管理装置７０は、少なくとも光ファイバ素線２３の伝送ロスに基づいてＰＣ鋼撚線３の異常を検知する。管理装置７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory、及びＲＡＭ（Random Access Memory）によって構成されたコンピュータである。ＲＯＭには、管理装置７０を制御するための制御プログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて、管理装置７０を制御する。ＲＡＭは、ＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。

管理装置７０は、機能的構成として、計測部７１と、関係取得部７２と、記憶部７３と、異常検知部７４と、表示部（報知部）７５と、を有する。

計測部７１は、計測器８０Ａの光信号受信部８４Ａで受光されたブリルアン散乱光の周波数シフトに基づいて光ファイバ素線２３のひずみを計測する。計測部７１は、計測器８０Ｂの光信号受信部８３Ｂで受光されたレーリー散乱光の強度に基づいて光ファイバ素線２３の伝送ロスを計測する。伝送ロスは、例えば、光ファイバ素線２３の所定位置におけるレーリー散乱光の強度と、光ファイバ素線２３の所定位置とは異なる位置におけるレーリー散乱光の強度と、の差により求めることができる。計測部７１は、緊張力センサ７６により入力された緊張力に関する情報に基づいて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力を計測する。

計測部７１は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工中においては、計測器８０Ａ及び計測器８０Ｂにより、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に段階的に導入される緊張力に応じた光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスを計測する。また、計測部７１は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前においては、計測器８０Ｂにより、当該供用前における伝送ロスである基準伝送ロスを計測する。計測部７１は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前において計測した基準伝送ロスを記憶部７３に記憶させる。計測部７１は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中（例えば定期点検時）においては、計測器８０Ｂにより、当該供用中における伝送ロスである監視伝送ロスを計測する。

計測部７１は、光ファイバ素線２３を伝搬する光の速さが一定であることを利用して、光ファイバ素線２３に入射されたパルス光による散乱光が、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向におけるどの位置で発生したかを特定する。計測部７１は、光ファイバ素線２３にパルス光が入射されてから散乱光が戻ってくるまでの経過時間を計測することで、当該散乱光に対応する光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスが、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向におけるどの位置で生じているかを特定する。

関係取得部７２は、光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスの相関関係を取得する。関係取得部７２は、例えば、計測器８０Ａを用いて計測部７１で計測された光ファイバ素線２３のひずみと、計測器８０Ｂを用いて計測部７１で計測された光ファイバ素線２３の伝送ロスと、に基づいて、ひずみに対する伝送ロスの関係を取得する。関係取得部７２は、例えば、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工中において段階的に導入される緊張力ごとにひずみに対する伝送ロスの関係を取得することで、光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスの相関関係を取得する。関係取得部７２は、取得したひずみ及び伝送ロスの相関関係を、記憶部７３に記憶させる。

記憶部７３は、光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスの相関関係を記憶する。また、記憶部７３は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前において計測された基準伝送ロスを記憶する。記憶部７３は、不揮発性の記憶領域を有する。記憶部７３は、一例として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。

異常検知部７４は、ひずみと伝送ロスとの相関関係に基づいて光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。異常検知部７４では、関係取得部７２で取得した相関関係と、基準伝送ロスと、監視伝送ロスと、に基づいて光ファイバ素線２３のひずみの変化を取得し、取得したひずみの変化に基づいてＰＣ鋼撚線の異常を検知する。具体的には、異常検知部７４は、記憶部７３に記憶された相関関係を用いて、基準伝送ロスに対応する光ファイバ素線２３のひずみである基準ひずみを取得する。異常検知部７４は、記憶部７３に記憶された相関関係を用いて、監視伝送ロスに対応する光ファイバ素線２３のひずみである監視ひずみを取得する。異常検知部７４は、例えば、監視ひずみの基準ひずみに対する変化が所定の基準値以上であるか否かを判定する。所定の基準値としては、固定の値であってもよいし、基準ひずみに対する所定の割合（例えば数％）の値であってもよい。

異常検知部７４は、監視ひずみの基準ひずみに対する変化が所定の基準値以上であると判定した場合、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。異常検知部７４は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知した場合、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を表示部７５に表示させる。

表示部７５は、異常検知部７４により検知した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を視覚的に報知する。表示部７５は、例えば管理装置７０に設けられたディスプレイ装置である。表示部７５は、主に管理装置７０を操作している管理者等に対して、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を文字及び画像等として表示する。光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報には、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報と、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がない旨の情報とが含まれる。

以上のように構成された管理装置７０では、一例として、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対するひずみの関係が、図４に示されるように計測部７１により取得され、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対する伝送ロスの関係が、図５に示されるように計測部７１により取得される。また、計測部７１で計測された緊張力ごとに対応付けられたひずみ及び伝送ロスの相関関係が、図６に示されるように関係取得部７２により取得される。

図４は、ブリルアン散乱光に基づくひずみを例示するグラフである。図５は、レーリー散乱光の強度を例示するグラフである。図６は、図４のひずみと図５の強度との相対関係を例示するグラフである。なお、図４〜図６では、Ｔ_０〜Ｔ_７の各状態における光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の緊張力は、各図間で互いに略等しくされている。より詳細には、図４〜図６において、Ｔ_６は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に最大の緊張力が導入されている状態を示し、Ｔ_１は、当該緊張力の約半分の緊張力が光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入されている状態を示す。Ｔ_２〜Ｔ_６は、Ｔ_１及びＴ_６の緊張力を略等分した緊張力が段階的に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入されている状態を示す。Ｔ_７は、Ｔ_６の状態から光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を定着させた後の状態を示す。また、図４〜図６において、Ｔ_０は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が導入されていない状態を示す。

図４〜図６の例では、実験用のＰＣ構造物が用いられている。このＰＣ構造物は、少なくとも位置Ｐ_０から位置Ｐ_１まで直線状に延びている。このＰＣ構造物では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が、ＰＣ構造物の延在方向に沿って延在し、緊張力を導入された状態で位置Ｐ_０及び位置Ｐ_１において定着されている。位置Ｐ_０から位置Ｐ_１までの距離は、約５ｍである。

図４の横軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置を示し、縦軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の各位置におけるひずみの量を示す。このひずみは、計測器８０Ａを用いて計測部７１により計測されたものである。図４の例では、位置Ｐ_０及び位置Ｐ_１において光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を定着させる施工の際、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、例えば、ジャッキ（不図示）を用いて緊張力が段階的に導入される。そのため、導入された緊張力に応じたひずみが位置Ｐ_０から位置Ｐ_１までの区間において生じている（Ｔ_１〜Ｔ_６）。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、最大の緊張力が導入されるＴ_６の状態から緊張力が緩和されたＴ_７の状態で定着されるため、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、Ｔ_６における緊張力よりも小さいひずみが生じている（Ｔ_７）。

図５の横軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置を示し、縦軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の各位置におけるレーリー散乱光の強度を示す。この強度は、計測器８０Ｂを用いて計測部７１により計測されたものである。図５の例では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力に応じてレーリー散乱光の強度が低下（減衰）していることから、位置Ｐ_０から位置Ｐ_１までの区間において伝送ロスが生じている（Ｔ_０〜Ｔ_６）。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、最大の緊張力が導入されるＴ_６の状態から緊張力が緩和されたＴ_７の状態で定着されるため、Ｔ_７の状態における光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には、Ｔ_６における緊張力よりも小さい伝送ロスが生じている。

これら図４及び図５に基づいて、位置Ｐ_０と位置Ｐ_１との中間点Ｐ_ｍにおける光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみの量と、当該中間点Ｐ_ｍにおけるレーリー散乱光の強度と、を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力ごとにプロットすることにより、図６のグラフが得られる。図６の横軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみの量を示し、縦軸は、レーリー散乱光の強度を示す。

図６に示されるように、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が段階的に導入されるに従って（Ｔ_１のプロットからＴ_６のプロットに向かって）、光ファイバ素線２３のひずみの量は増加する一方でレーリー散乱光の強度が低下（減衰）する傾向があるという現象が生じる。レーリー散乱光の強度の減衰度合いが光ファイバ素線２３の伝送ロスを意味することから、光ファイバ素線２３のひずみと、光ファイバ素線２３の伝送ロスとの間には、相関関係が存在することが見出される。

図６の例では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１がＰＣ構造物に定着されるとき（例えば供用直前）の緊張力はＴ_７であり、このときのレーリー散乱光の強度は、約４２．２［ｄＢ］である。そして、図６の相関関係を用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中にレーリー散乱光の強度を計測することで、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の緊張力の低下を把握することができる。例えば、供用中に時間経過に伴い、計測されたレーリー散乱光の強度が増加した場合（すなわち、光ファイバ素線２３の伝送ロスが減少した場合）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみの量が減少したことが推定されることから、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の緊張力が低下していることを把握することができる。

以上のように構成された管理装置７０を用いて実行される管理方法の第１実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第１実施形態に係る管理方法の施工中における処理を例示するフローチャートである。図８は、第１実施形態に係る管理方法の供用直前及び供用中における処理を例示するフローチャートである。なお、上述のようにレーリー散乱光の強度の減衰度合いが伝送ロスを意味するため、以下では説明の容易化のために、「レーリー散乱光の強度」及び「レーリー散乱光の強度の計測」等を、単に「伝送ロス」及び「伝送ロスの計測」等という場合がある。

本実施形態に係る管理方法では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工時において光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみと伝送ロスとの相関関係を取得する。その後、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中において、取得した相関関係を利用して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。

具体的には、図７に示されるように、関係取得ステップ（ステップＳ１０〜ステップＳ１３）を実施する。始めに、ＰＣ構造物に設置された光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が導入される前（緊張前）において、光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスを計測する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、計測器８０Ａを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対するひずみの関係を計測部７１により計測する。ステップＳ１０では、計測器８０Ｂを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対する伝送ロスの関係を計測部７１により計測する。

続いて、ＰＣ構造物に設置された光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力を導入する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、例えばジャッキ（不図示）を用いて、緊張力を光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に段階的に導入する。このとき、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力ごとに、光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスを計測する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、計測器８０Ａを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対するひずみの関係を計測部７１により計測する。ステップＳ１２では、計測器８０Ｂを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対する伝送ロスの関係を計測部７１により計測する。

続いて、関係取得部７２により、光ファイバ素線２３のひずみと伝送ロスとの相関関係を取得する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、緊張力ごとに対応付けられたひずみ及び伝送ロスの相関関係を、関係取得部７２により取得する。最後に、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の定着を行う。これにより、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工が完了され、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用が可能な状態となる。

次に、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用直前（供用前）及び供用中において、図８に示されるように、ロス計測ステップ（ステップＳ２０〜ステップＳ２２）と、異常検知ステップ（ステップＳ２３〜ステップＳ２６）と、報知ステップ（ステップＳ２７）と、を実施する。より詳しくは、供用直前（供用前）においては、ロス計測ステップ（ステップＳ２０、Ｓ２１）を実施する。供用中においては、ロス計測ステップ、異常検知ステップ及び報知ステップ（ステップＳ２２〜ステップＳ２７）を定期的に実施する。

まず、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前における基準伝送ロスを計測する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０では、計測器８０Ｂを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対する基準伝送ロスの関係を計測部７１により計測する。その後、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用を開始する（ステップＳ２１）。

続いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中における監視伝送ロスを計測する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、計測器８０Ｂを用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における位置に対する監視伝送ロスの関係を計測部７１により計測する。

続いて、上記ステップＳ１３で取得した相関関係を用いて、異常検知部７４により、基準伝送ロスから基準ひずみを取得し、監視伝送ロスから監視ひずみを取得する（ステップＳ２３）。その後、基準ひずみに対する監視ひずみの変化量を取得する（ステップＳ２４）。

続いて、異常検知部７４により、ひずみの変化量が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。ひずみの変化量が所定の基準値以上であると異常検知部７４により判定された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常があるとして、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を報知する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を表示部７５に表示させる。なお、図示しないランプを点灯させることで、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の管理者等に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を報知してもよい。また、図示しない通信機器等により管理者等の居所である管理室へ連絡することで、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を管理者等に報知してもよい。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を含む電子メールを管理者等に配信することで、当該情報をＰＣ鋼撚線３の管理者等に報知してもよい。その後、一連の処理が終了される。

一方、ひずみの変化量が所定の基準値以上ではないと異常検知部７４により判定された場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常はないとして、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を報知することなく、一連の処理が終了される。なお、この場合、表示部７５により、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がない旨の情報を報知してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る管理方法及び管理装置７０では、ロス計測ステップにおいて、計測部７１により伝送ロスを計測する。異常検知ステップにおいて、当該伝送ロス、及び、ひずみと伝送ロスとの相関関係に基づいて、異常検知部７４で光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。これにより、計測部７１により計測した伝送ロスに加えて、相関関係に基づいて光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみを推定できる。この推定した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のひずみに基づいて、異常検知ステップにおいて、異常検知部７４により光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知できる。

この管理方法及び管理装置７０では、関係取得ステップにおいて、関係取得部７２によりひずみと伝送ロスとの相関関係を取得する。そして、異常検知ステップにおいて、異常検知部７４により、相関関係に基づいて伝送ロスからひずみを取得し、取得したひずみに基づいて光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。このように、関係取得ステップにおいてひずみと伝送ロスとの相関関係を予め取得することで、取得した相関関係を異常検知ステップにおいて用いることができる。

この管理方法及び管理装置７０では、関係取得ステップにおいて、関係取得部７２により、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１へ導入される緊張力に応じた伝送ロスを、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工中において計測することで、伝送ロスとＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係を取得する。これにより、当該ＰＣ構造物固有の相関関係を取得できる。また、ロス計測ステップにおいて、計測部７１により、基準伝送ロスと監視伝送ロスとを計測する。異常検知ステップにおいて、異常検知部７４により、相関関係と基準伝送ロスと監視伝送ロスとに基づいてひずみの変化を取得し、取得したひずみの変化に基づいて光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。これにより、供用前を基準とした光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を精度良く検知できる。

この管理方法及び管理装置７０では、異常検知ステップにおいて、異常検知部７４により検知した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を、報知ステップにおいて表示部７５により報知する。これにより、検知した光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を容易に認識することができる。

次に、管理方法の第２実施形態について、図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係る管理方法の供用直前及び供用中における処理を例示するフローチャートである。本実施形態に係る管理方法は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用直前（供用前）にその処理が開始される。本実施形態に係る管理方法は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工時において相関関係を取得することなく、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中において、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の伝送ロスのみを利用して光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する点で、第１実施形態に係る管理方法と異なる。

図９に示されるように、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用直前（供用前）及び供用中において、ロス計測ステップ（ステップＳ３０〜ステップＳ３２）と、異常検知ステップ（ステップＳ３３〜ステップＳ３５）と、報知ステップ（ステップＳ３６）と、を実施する。より詳しくは、供用直前（供用前）においては、ロス計測ステップ（ステップＳ３０，Ｓ３１）を実施する。供用中においては、ロス計測ステップ、異常検知ステップ及び報知ステップ（ステップＳ３２〜ステップＳ３６）を定期的に実施する。

まず、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前における基準伝送ロスを計測する（ステップＳ３０）。その後、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用を開始し（ステップＳ３１）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用中における監視伝送ロスを計測する（ステップＳ３２）。これらロス計測ステップ（ステップＳ３０〜ステップＳ３２）は、第１実施形態に係る管理方法におけるロス計測ステップ（ステップＳ２０，ステップＳ２２）と同様である。

続いて、異常検知部７４により、基準伝送ロスに対する監視伝送ロスの変化量を取得する（ステップＳ３３）。続いて、異常検知部７４により、伝送ロスの変化量が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。伝送ロスの変化量が所定の基準値以上であると異常検知部７４により判定された場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常があるとして、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がある旨の情報を報知する（ステップＳ３５）。このステップＳ３５は、第１実施形態に係る管理方法における報知ステップ（ステップＳ３５）と同様である。その後、一連の処理が終了される。

一方、伝送ロスの変化量が所定の基準値以上ではないと異常検知部７４により判定された場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常はないとして、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を報知することなく、一連の処理が終了される。なお、この場合、表示部７５により、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に異常がない旨の情報を報知してもよい。

ここで、光ファイバ素線２３のひずみの量は増加する一方でレーリー散乱光の強度が低下（減衰）するという現象が生じる原理について、図１０〜図１３を参照しつつ説明する。図１０は、ブリルアン散乱光に基づくひずみを例示する他のグラフである。図１１は、レーリー散乱光の強度を例示する他のグラフである。図１２は、図１０のひずみと図１１の強度との相対関係を例示するグラフである。図１３は、図１０のひずみと、図１１の２点間での強度の差と、の関係を例示するグラフである。

図１０〜図１３の例では、約１９０ｍの光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を３本直列に接続したものがＰＣ構造物に設置されている。このＰＣ構造物は、少なくとも図１０，１１の横軸における位置０［ｍ］から位置６００［ｍ］まで直線状に延びている。このＰＣ構造物では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が、ＰＣ構造物の延在方向に沿って延在し、緊張力を導入された状態で定着されている。１本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、位置３０［ｍ］及び位置２００［ｍ］の一対の定着位置に設けられた定着部において定着されている。２本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、位置２３０［ｍ］及び位置４００［ｍ］の一対の定着位置に設けられた定着部において定着されている。３本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１は、位置４３０［ｍ］及び位置６００［ｍ］の一対の定着位置に設けられた定着部において定着されている。以下の説明では、１本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１における光ファイバ素線２３のひずみを、単に「１本目の光ファイバ素線２３のひずみ」ともいう。２本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１、及び、３本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１についても同様とする。

図１０〜図１３の例では、図４〜６の例と同様に、このＰＣ構造物に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を設置する際、緊張力が段階的に導入されると共に、各緊張力における光ファイバ素線２３のひずみ及び伝送ロスが計測されている。図中のＴ_１０〜Ｔ_１８の各状態における光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の緊張力は、各図間で互いに略等しくされている。具体的には、Ｔ_１０は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が導入されていない状態を示す。Ｔ_１１は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約５ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１２は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約１５ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１３は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約２０ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１４は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約２５ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１５は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約３０ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１６は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に約３５ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１７は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に最大の緊張力である約４０．７ＭＰａの緊張力が導入された状態を示す。Ｔ_１８は、Ｔ_１７の状態から光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を定着させた後の状態を示す。

図１０の縦軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の各位置におけるひずみの量を示す。このひずみは、計測器８０Ａを用いて計測部７１により計測されたものである。図１０の例では、図４の例と同様、段階的に導入される緊張力に応じて、位置３０［ｍ］から位置６００［ｍ］までの区間において光ファイバ素線２３のひずみが生じている。

図１１の縦軸は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の各位置におけるレーリー散乱光の強度を示す。この強度は、計測器８０Ｂを用いて計測部７１により計測されたものである。図１１の例では、図５の例と同様、段階的に導入される緊張力に応じてレーリー散乱光の強度が低下（減衰）していることから、位置３０［ｍ］から位置６００［ｍ］までの区間において伝送ロスが生じている。

これら図１０及び図１１に基づいて、位置３０［ｍ］における１本目の光ファイバ素線２３のひずみの量に対するレーリー散乱光の強度と、位置２３０［ｍ］における２本目の光ファイバ素線２３のひずみの量に対するレーリー散乱光の強度と、位置４３０［ｍ］における３本目の光ファイバ素線２３のひずみの量に対するレーリー散乱光の強度とを、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力ごとにプロットすることにより、図１２のグラフが得られる。図１２の横軸は、光ファイバ素線２３のひずみの量を示し、縦軸は、レーリー散乱光の強度を示す。

図１２に示されるように、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が段階的に導入されるに従って（Ｔ_１０のプロットからＴ_１８のプロットに向かって）、光ファイバ素線２３のひずみの量は増加する一方でレーリー散乱光の強度が低下（減衰）する傾向があるという現象が、それぞれの光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１において生じている。図４の例と同様、光ファイバ素線２３のひずみと、光ファイバ素線２３の伝送ロスとの間には、相関関係が存在することが見出される。

一方、上記図１０及び図１１に基づいて、一対の定着部の間（約１７０ｍ）でのレーリー散乱光の強度の差（以下、単に「強度差」ともいう）を、１本目〜３本目の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１のそれぞれについて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入された緊張力ごとにプロットすることにより、図１３のグラフが得られる。図１３の横軸は、光ファイバ素線２３のひずみの量を示し、縦軸は、一対の定着部の間での強度差を示す。

上記図１２の例では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の所定の位置に着目した場合の、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入される緊張力に対するレーリー散乱光の強度の変化を示したのに対し、図１３の例では、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向において一方の定着位置から他方の定着位置までの範囲に着目した場合の、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入される緊張力に対する強度差の変化を示している。

ここで、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向において一方の定着位置から他方の定着位置までの範囲に着目した場合、以下のような仮説が考えられる。すなわち、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に導入される緊張力に応じて、光ファイバ素線２３に影響を及ぼすような光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における変化（例えば光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の撚り目３ａの間隔の変化）が生じ、この変化により光ファイバ素線２３内の光の伝送が影響されるのではないか、という仮説である。このような仮説の下では、導入される緊張力に応じて一方の定着位置から他方の定着位置までの範囲において一定の規則性を有する強度差の変化が存在すると考えられ、図１３において、光ファイバ素線２３のひずみと強度差の間に相関関係が存在することとなると考えられる。

しかしながら、図１３においては、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に緊張力が段階的に導入されたとしても（Ｔ_１０のプロットからＴ_１８のプロットに向かっても）、強度差における増加傾向又は減少傾向は特に存在せず、光ファイバ素線２３のひずみと強度差の間に有意な相関関係は認められない。したがって、光ファイバ素線２３のひずみと伝送ロスとの間の上記相関関係は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の延在方向における変化というよりも、主として定着位置において生じる光ファイバ素線２３のひずみに起因するものであると考えられる。

以上説明したように、本実施形態に係る管理方法及び管理装置７０では、ロス計測ステップにおいて、計測部７１により伝送ロスを計測する。異常検知ステップにおいて、当該伝送ロスに基づいて、異常検知部７４で光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知する。ここで、伝送ロスを計測するための計測器８０Ｂは、ひずみを計測するための計測器８０Ａよりも簡易的なものである。よって、伝送ロスを計測する簡易的な計測器８０Ｂが光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の管理に利用できるため、簡易的にＰＣ構造物の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知することが可能となる。

ところで、上述のように、光ファイバ素線２３のひずみと伝送ロスとの間の相関関係が、定着位置において生じる光ファイバ素線２３のひずみに起因するものであると考えられることから、例えば、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が被定着部に楔により定着される定着部構造においては、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が当該楔により圧迫されるという原理で、上述のような、光ファイバ素線２３のひずみの量が増加する一方でレーリー散乱光の強度が低下（減衰）するという現象が発生し易いと予想される。

そこで、上述した管理方法及び管理装置７０は、以下のようなＰＣ鋼撚線の定着部構造１００により被定着部に定着されている光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を管理するために好適である。

この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Ｒ上に設けられた擁壁等の構造物である被定着部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が取り付けら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「光ファイバが取り付けられていない一部の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１４は、図１の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を定着する定着部構造の一例の一部断面図である。図１４に示されるように、グラウンドアンカー５０は、岩盤Ｒ及び被定着部１０１に削孔された孔１０３の内部に設けられている。グラウンドアンカー５０では、ＰＣ鋼撚線１，３の前端側が孔１０３に挿入されており、ＰＣ鋼撚線１，３の後端側が被定着面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鋼撚線と、を備える。頭部５１は、被定着部１０１の被定着面１０１ａにおける孔１０３の開口部に設けられている。頭部５１は、ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００によってＰＣ鋼撚線１，３の後端部を被定着部１０１に定着させる。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の後端部が被定着部１０１に定着される。

アンカー自由長部５２は、被定着面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、被定着部１０１の孔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、被定着面１０１ａと配列板５４との間で孔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。

アンカー自由長部５２における孔１０３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を孔１０３に定着させるために孔１０３に充填されて硬化される。

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、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、ＰＣ鋼撚線１，３の前端部が配置され、例えばアルミ合金等の鋳造により形成される。

ＰＣ鋼撚線の定着部構造１００は、被定着部１０１の被定着面１０１ａに当接すると共にＰＣ鋼撚線１，３を挿通させるベース部１１と、ベース部１１の後方に設置されると共にＰＣ鋼撚線１，３を挿通させるソケット部１３と、ソケット部１３のテーパ孔１３ａの内壁面１３ｓとＰＣ鋼撚線１，３との間に配置されるウェッジ部１６と、を備える。

ベース部１１は、ＰＣ鋼撚線１，３の緊張力を支持する支圧板である。ベース部１１は、複数のＰＣ鋼撚線１，３を挿通させる円形開口部１１ａを有する。ベース部１１には、後述のキャップ部材１４を取り付けるための複数のネジ穴が形成されている。ベース部１１とソケット部１３との間には、ＰＣ鋼撚線１，３を挿通させる貫通孔を有する円柱状のスペーサ部材１２が介挿されている。スペーサ部材１２の前面の直径は、円形開口部１１ａの直径よりも大径である。ソケット部１３は、スペーサ部材１２の後面に配置された円柱状の部材である。一例として、ソケット部１３の前面の直径は、スペーサ部材１２の後面の直径よりも小径である。

スペーサ部材１２及びソケット部１３は、キャップ部材１４によって覆われている。キャップ部材１４は、ハット形状を有し、ベース部１１のネジ穴にボルトＢが螺合して固定される。キャップ部材１４とベース部１１との間には、Ｏリング１４ｃが配置され、キャップ部材１４とベース部１１とによって密閉空間が画成される。この密閉空間は、孔１０３における押え板５３よりも後方側の空間を含む。この密閉空間には、防錆油１５が充填される。防錆油１５は、注入口１４ａを介して注入される。キャップ部材１４の頂部には、密閉空間内の空気を排出する排気口１４ｂが設けられている。

図１５は、図１４の定着部構造のソケット部及びウェッジ部の分解斜視図である。図１５に示されるように、ソケット部１３には、複数（ここでは４本）のＰＣ鋼撚線１，３を挿通させるテーパ孔１３ａが形成されている。テーパ孔１３ａでは、その内壁面１３ｓが前方に行くほど直径が小さくなるように形成された円錐面を成している。

ウェッジ部１６は、テーパ孔１３ａの内壁面１３ｓとＰＣ鋼撚線１，３との間に後方から挿入された状態（以下、単に「挿入状態」ともいう）において楔として機能する。ウェッジ部１６は、中心に貫通孔を有する円錐台（テーパ形状）のウェッジ体１７を有する。ウェッジ体１７の外壁面は、テーパ孔１３ａの内壁面１３ｓに対応する円錐面である。ウェッジ体１７の内壁面１７ｄは、ＰＣ鋼撚線１，３の外周面に対応する円柱面であり、ＰＣ鋼撚線１，３の外周面に密着する。ウェッジ体１７は、一例として、周方向に３分割して形成される３つのウェッジ片１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有する。

ウェッジ片１７ａ〜１７ｃは、挿入状態において、ＰＣ鋼撚線１，３を周方向に囲むように等間隔に配置される。ウェッジ片１７ａ〜１７ｃの前端面１７ｔは、ソケット部１３の前面に略面一となる。ウェッジ片１７ａ〜１７ｃの後端は、ソケット部１３の後面から後方に突出する。ＰＣ鋼撚線１，３の後端部は、ウェッジ片１７ａ〜１７ｃの後端面１７ｕから更に後方に突出する。

このウェッジ体１７は、ソケット部１３のテーパ孔１３ａの内壁面１３ｓとソケット部１３に挿通されたＰＣ鋼撚線１，３との間に、後方から挿入される。ウェッジ体１７は、ソケット部１３とＰＣ鋼撚線１，３との間で楔として機能する。具体的には、挿入状態においては、ソケット部１３のテーパ孔１３ａの内壁面１３ｓとソケット部１３に挿通されたＰＣ鋼撚線１，３とを、ウェッジ体１７がそれぞれ押圧する。ＰＣ鋼撚線１，３に所定の緊張力が加えられると、ウェッジ体１７がＰＣ鋼撚線１，３を更に強く押圧するため、ＰＣ鋼撚線１，３が強固に把持される。これにより、ＰＣ鋼撚線１，３が緊張力を支持可能に被定着部１０１に定着される。このとき、このウェッジ体１７は、ウェッジ体１７の内壁面１７ｄによってＰＣ鋼撚線１，３を径方向に強く圧迫する。

以上説明したように、管理装置７０は、被定着部１０１に当接すると共に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を挿通させるベース部１１と、ベース部１１の後方に設置されると共に光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１を挿通させるソケット部１３と、ソケット部１３の内壁面１３ｓと光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１との間に後方から挿入されるウェッジ部１６と、を備えるＰＣ鋼撚線の定着部構造１００により、被定着部１０１に定着されている光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１に好適に適用することができる。これにより、挿入されたウェッジ部１６により光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１が圧迫されて生じる伝送ロスを利用して、簡易的にＰＣ構造物の光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知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７本のＰＣ鋼素線４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１９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。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１には２本の光ファイバ部材２０が取り付けられていたが、光ファイバ部材２０の数はこれに限定されない。

上記実施形態では、ＰＣ構造物としてグラウンドアンカー５０を例示したが、ＰＣ構造物は、プレストレストコンクリート等を用いた構造物であってもよい。また、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の緊張力は、ポストテンション方式で導入されてもよいし、プレテンション方式で導入されてもよい。

上記実施形態では、異常検知部７４は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知するために、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の供用前の伝送ロスを基準として用いたが、これに限定されるものではない。具体的には、ロス計測ステップは、図８のステップＳ２０及び図９のステップＳ３０を含んでいたが、これらのステップを含んでいなくてもよい。この場合、図８においては、予め設計上あるいはシミュレーション等により求められたひずみ値（例えば固定値）を基準ひずみとして用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知してもよい。また、図９においては、予め設計上あるいはシミュレーション等により求められた伝送ロス値（例えば固定値）を基準伝送ロスとして用いて、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常を検知してもよい。

上記実施形態では、相関関係は、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工中において関係取得部７２により予め取得されたものであったが、これに限定されるものではない。相関関係は、当該光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の施工とは別に、例えばシミュレーション等で取得されたものであってもよい。

上記実施形態では、報知部として、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を視覚的に報知する表示部７５を用いたが、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を聴覚的に報知するブザー又はスピーカ等を用いてもよいし、光ファイバ付ＰＣ鋼撚線１の異常に関する情報を聴覚的に報知するブザー又はスピーカ等を用いてもよい。

上記実施形態では、ソケット部１３には、４つのテーパ孔１３ａが形成されていたが、テーパ孔１３ａの数はこれに限定されない。また、ウェッジ体１７は、周方向に３分割して３つのウェッジ片に形成されていたが、ウェッジ体の分割数（１つのウェッジ体を構成するウェッジ片の個数）はこれに限定されない。

１…光ファイバ付ＰＣ鋼撚線、３…ＰＣ鋼撚線、３ａ…撚り目、１１…ベース部、１３…ソケット部、１６…ウェッジ部、２０…光ファイバ部材（光ファイバ）、２３…光ファイバ素線（光ファイバ）、７０…管理装置、７１…計測部、７４…異常検知部、７５…表示部（報知部）、１００…定着部構造、１０１…被定着部。

Claims (8)

1. 複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成されたＰＣ鋼撚線と、光ファイバ素線を含み前記ＰＣ鋼撚線の撚り目に沿って設置された光ファイバと、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を管理する管理方法であって、
   前記光ファイバに入射させた光の散乱光の伝送ロスを計測するロス計測ステップと、
   前記ロス計測ステップで計測した伝送ロスに基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知する異常検知ステップと、を備え、
   前記異常検知ステップでは、前記伝送ロスと前記ＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係に更に基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知し、
   前記相関関係は、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線が被定着部に定着される定着部構造において、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の定着位置で生じる前記光ファイバ素線のひずみに起因する関係である、管理方法。
2. 前記相関関係を取得する関係取得ステップを更に備え、
   前記異常検知ステップでは、前記関係取得ステップで取得した前記相関関係に基づいて前記伝送ロスから前記ＰＣ鋼撚線のひずみを取得し、取得した前記ＰＣ鋼撚線のひずみに基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知する、請求項１記載の管理方法。
3. 前記関係取得ステップでは、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の施工中において前記ＰＣ鋼撚線へ導入される緊張力に応じた伝送ロスを計測することで前記伝送ロスと前記ＰＣ鋼撚線のひずみとの前記相関関係を取得し、
   前記ロス計測ステップでは、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の供用前における伝送ロスである基準伝送ロスと、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の供用中における伝送ロスである監視伝送ロスと、を計測し、
   前記異常検知ステップでは、前記関係取得ステップで取得した前記相関関係と、前記基準伝送ロスと、前記監視伝送ロスと、に基づいて前記ＰＣ鋼撚線のひずみの変化を取得し、取得した前記ＰＣ鋼撚線のひずみの変化に基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知する、請求項２記載の管理方法。
4. 前記異常検知ステップにより検知した前記ＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を報知する報知ステップを更に備える、請求項１〜３の何れか一項記載の管理方法。
5. 前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、前記被定着部に当接すると共に前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるベース部と、前記ベース部から見て前記被定着部とは反対側の位置に設置されると共に前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるソケット部と、前記ソケット部の内壁面と前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線との間に前記ベース部とは反対側から挿入されるウェッジ部と、を備える前記定着部構造により、前記被定着部に定着されている、請求項１〜４の何れか一項記載の管理方法。
6. 複数のＰＣ鋼素線が撚られて形成されたＰＣ鋼撚線と、光ファイバ素線を含み前記ＰＣ鋼撚線の撚り目に沿って設置された光ファイバと、を有する光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を管理する管理装置であって、
   前記光ファイバに入射させた光の散乱光の伝送ロスを計測する計測部と、
   前記計測部で計測した伝送ロスに基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知する異常検知部と、を備え、
   前記異常検知部は、前記伝送ロスと前記ＰＣ鋼撚線のひずみとの相関関係に更に基づいて前記ＰＣ鋼撚線の異常を検知し、
   前記相関関係は、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線が被定着部に定着される定着部構造において、前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線の定着位置で生じる前記光ファイバ素線のひずみに起因する関係である、管理装置。
7. 前記異常検知部により検知した前記ＰＣ鋼撚線の異常に関する情報を報知する報知部を更に備える、請求項６記載の管理装置。
8. 前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線は、前記被定着部に当接すると共に前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるベース部と、前記ベース部から見て前記被定着部とは反対側の位置に設置されると共に前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線を挿通させるソケット部と、前記ソケット部の内壁面と前記光ファイバ付ＰＣ鋼撚線との間に前記ベース部とは反対側から挿入されるウェッジ部と、を備える前記定着部構造により、前記被定着部に定着されている、請求項６又は７記載の管理装置。

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