JP7466991B2 - Impact test compatible anchor and its test method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物に打設して用いられるアンカーに係り、特に打撃検査に適する打撃検査対応アンカー及びその検査方法に関する。 The present invention relates to anchors that are used by being driven into concrete structures, and in particular to impact-test-compatible anchors that are suitable for impact testing, and to a method for testing the same.
従来、コンクリート構造物に埋設されたアンカーの定着状態の健全性を検査する方法として、コンクリートから突出するアンカーボルトの突出部を加速度センサ付き打撃ハンマーで軸方向に直接打撃し、打撃による打撃力波形（時間－加速度波形）を測定し、この打撃力波形に基づいてボルトの健全性を検査する加速度計測方式の手法が知られている（特許文献１参照）。 Conventionally, a method for inspecting the soundness of the anchorage state of an anchor embedded in a concrete structure is known that uses an acceleration measurement method in which the protruding part of the anchor bolt protruding from the concrete is directly struck in the axial direction with an impact hammer equipped with an acceleration sensor, the impact force waveform (time-acceleration waveform) is measured, and the soundness of the bolt is inspected based on this impact force waveform (see Patent Document 1).
ところで、アンカーを打撃ハンマーで軸方向に打撃して時間－加速度波形を測定する検査方法を用いる際に、例えば図８（ａ）に示す天井面１０１に埋め込まれたアンカー１０２の下向きに突出する突出部を加速度センサ付き打撃ハンマー１０５で打撃する場合や、図８（ｂ）に示すトンネル壁面１０３に埋め込まれたアンカー１０４の斜め下方向に突出する突出部を加速度センサ付き打撃ハンマー１０５で打撃する場合のように、検査者がアンカーを軸方向に真っ直ぐに打撃することが難しいケースがある。特に対象アンカーがコンクリートに埋め込まれた定着されているメカニカルアンカーの場合、アンカーの大部分は埋設されていて目視できないため、露出している突出部を軸方向に真っ直ぐに打撃することは非常に難しい。
However, when using an inspection method in which an anchor is struck in the axial direction with an impact hammer to measure a time-acceleration waveform, there are cases in which it is difficult for the inspector to strike the anchor straight in the axial direction, such as when striking the downward protruding portion of
更に、単に全ねじボルトを樹脂やセメントモルタル等の定着剤で定着させただけのアンカーは、アンカーの露出する突出部を打撃した時の時間－加速度の応答波形がそのまま定着状態を反映したものになるが、メカニカルアンカーは、打撃や締付によって拡開部にテーパーボルト等の部材を入れ込んで拡開部をコンクリート孔壁に機械的に密着させているため、加速度センサ付き打撃ハンマーの打撃によってメカニカルアンカーの複数の部品が時間差で応答することも想定され、正確な定着状態の検査を行うには正確な打撃を行って正確に応答波形を読み取ることが非常に重要となる。 Furthermore, for anchors that are simply fully threaded bolts fixed with a fixing agent such as resin or cement mortar, the time-acceleration response waveform when the exposed protruding part of the anchor is struck directly reflects the fixed state. However, for mechanical anchors, a tapered bolt or other component is inserted into the expanded part by striking or tightening, mechanically adhering the expanded part to the concrete hole wall. Therefore, it is expected that the multiple parts of the mechanical anchor will respond with a time lag when struck by an impact hammer with an acceleration sensor. Therefore, in order to accurately inspect the fixed state, it is extremely important to strike accurately and read the response waveform accurately.
例えば、テーパーボルト２０２にスリーブ２０３が打ち込まれて拡開した拡開部２０４がコンクリート２０５の孔壁に密着されているメカニカルアンカー２０１において、拡開部２０４が十分に拡開して健全な定着状態のメカニカルアンカー２０１を、検査装置２０７を備える加速度センサ付き打撃ハンマー２０６で打撃した場合（図９（ｂ）、（ａ）参照）、図１０（ａ）のような打撃力波形の時間－加速度波形における入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が０となり、見かけ上は１つの極大値に対して加速度が左右均等に近い形になる波形が出力される。これに対して、スリーブ２０３の打込み不足で拡開部２０４が十分に拡開していない不健全な定着状態のメカニカルアンカー２０１を、検査装置２０７を備える加速度センサ付き打撃ハンマー２０６で打撃した場合（図９（ｃ）、（ａ）参照）、図１０（ｂ）のように、拡開部２０４の不十分な拡開でメカニカルアンカー２０１がコンクリート２０５と一体化していないことに起因して、入力波形の極大値と応答波形の極大値の遅れ時間が大きい不規則な時間－加速度の打撃力波形が出力される。しかしながら、メカニカルアンカー２０１のテーパーボルト２０２の突出部に軸方向に適正な打撃力が加えられないと、図１０（ｃ）のように、打撃力波形の時間－加速度波形において、入力波形の極大値と応答波形の極大値の遅れ時間が見かけ上０となり、見かけ上は１つの極大値に対して加速度があたかも健全な定着状態と間違えるような左右均等に近い形の波形になってしまう場合もある。
For example, in a
また、検査者自身がメカニカルアンカーのボルトの突出部を軸方向に適正に打撃できていないと認識した場合、検査者がボルトの突出部を何度も打撃する事態も想定されるが、このように何度も打撃するとボルトの突出部のねじ山が潰れてしまい、ボルトに螺合されたナットの脱着ができなくなってしまうという問題もある。 In addition, if the inspector realizes that he or she has not properly struck the protruding part of the bolt of the mechanical anchor in the axial direction, it is conceivable that the inspector may strike the protruding part of the bolt multiple times. However, if the inspector strikes the protruding part of the bolt multiple times, the threads of the protruding part of the bolt may be crushed, which may cause the nut screwed onto the bolt to become unable to be removed or attached.
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、加速度センサ付き打撃ハンマーで正確に打撃し易く、加速度計測方式による検査装置で適正な応答波形を確実に得ることができると共に、打撃による雄ねじ部の変形を防止して雄ねじ部に対するナットの着脱性を確保することができる打撃検査対応アンカー及びその検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in light of the above problems, and aims to provide an anchor that can be impact-tested and an inspection method thereof that can be easily and accurately struck with an impact hammer equipped with an acceleration sensor, can reliably obtain an appropriate response waveform with an inspection device that uses an acceleration measurement method, and can prevent deformation of the male threaded portion due to impact and ensure the ease of attaching and detaching the nut to the male threaded portion.
本発明の打撃検査対応アンカーは、拡開された拡開部がコンクリート孔壁に密着され、コンクリート表面から雄ねじ部の少なくとも一部が露出するようにコンクリート構造物に打設されるメカニカルアンカーで構成され、前記雄ねじ部の後端部から後方に突出して略円柱状の打撃部が設けられ、前記打撃部が前記雄ねじ部の外径より小径で形成されていると共に、前記打撃部の後端面が平坦面になっており、前記平坦面から周状でＲ面の面取り部を介して前記打撃部の周側面に至るように形成されており、前記メカニカルアンカーが、前記雄ねじ部の先端側がテーパー部になっているテーパーボルトと、前記テーパーボルトに外嵌され、前記テーパー部の入り込みによって前記拡開部が拡開するスリーブで構成され、前記テーパーボルトの前記雄ねじ部の後端部から後方に突出して前記打撃部が設けられていることを特徴とする。
これによれば、雄ねじ部の後端部から後方に打撃部を突出させ、且つその打撃される後端面を平坦面とすることにより、検査者が雄ねじ部の軸心を目視で非常に把握し易くなり、加速度センサ付き打撃ハンマーを平坦な後端面に当てて、雄ねじ部の軸方向に真っ直ぐ適正に打撃力を伝えられるように打撃することが容易となる。即ち、加速度センサ付き打撃ハンマーで正確に打撃し易くなる。また、打撃検査対応アンカーを適正、正確に打撃することが可能となることに加え、打撃部の平坦面から周状でＲ面の面取り部を介して打撃部の周側面に至るように形成することにより、打撃部の平坦面周囲の打撃による変形で打撃力が吸収されて応答波形が不正確になることを防止することができ、加速度計測方式による検査装置で打撃検査対応アンカーの適正な応答波形、時間－加速度波形を確実に得ることができる。尚、略円柱状の打撃部の後端面である平坦面と周側面との間を線状の周縁にした場合、打撃が打撃部の周縁に当たったときに周縁が変形しやすくなり、その変形によって打撃力が吸収され、応答波形が不正確なものとなりやすい。また、打撃される打撃部を雄ねじ部の後端部から後方に突出させ且つ雄ねじ部の外径より小径とすることにより、打撃による雄ねじ部の変形を防止して雄ねじ部に対するナットの着脱性を確保することができる。
The anchor compatible with impact testing of the present invention is comprised of a mechanical anchor that is driven into a concrete structure so that the expanded expansion portion is in close contact with the wall of a concrete hole and at least a portion of the male thread portion is exposed from the concrete surface, and a substantially cylindrical impact portion is provided protruding rearward from the rear end of the male thread portion, the impact portion is formed with a diameter smaller than the outer diameter of the male thread portion , the rear end surface of the impact portion is a flat surface, and is formed so as to extend from the flat surface to the peripheral side surface of the impact portion via a circumferential, R-surface chamfered portion, and the mechanical anchor is comprised of a tapered bolt having a tapered portion at the tip side of the male thread portion, and a sleeve that is fitted onto the tapered bolt and expands the expansion portion as the tapered portion enters, and the impact portion is provided protruding rearward from the rear end of the male thread portion of the tapered bolt .
According to this, by projecting the impact part backward from the rear end of the male screw part and making the rear end surface to be impacted a flat surface, it becomes very easy for the inspector to visually grasp the axis of the male screw part, and it becomes easy to strike the flat rear end surface with an impact hammer equipped with an acceleration sensor so that the impact force is transmitted straight and properly in the axial direction of the male screw part. That is, it becomes easy to strike accurately with the impact hammer equipped with an acceleration sensor. In addition, by forming the impact part so that the flat surface of the impact part is circumferentially formed and reaches the peripheral side surface of the impact part through the chamfered portion with a rounded surface, it is possible to prevent the response waveform from becoming inaccurate because the impact force is absorbed by the deformation caused by the impact around the flat surface of the impact part, and it is possible to reliably obtain the appropriate response waveform and time-acceleration waveform of the impact inspection compatible anchor with the inspection device using the acceleration measurement method. Incidentally, if the rear end surface of the approximately cylindrical impact part is made into a linear periphery between the flat surface and the peripheral side surface, the periphery is easily deformed when the impact hits the periphery of the impact part, and the impact force is absorbed due to the deformation, which tends to make the response waveform inaccurate. In addition, by making the striking portion that is struck protrude rearward from the rear end of the male threaded portion and making the diameter smaller than the outer diameter of the male threaded portion, deformation of the male threaded portion due to striking can be prevented, thereby ensuring the ease of attachment and detachment of the nut to the male threaded portion.
本発明の打撃検査対応アンカーは、前記メカニカルアンカーが、前記雄ねじ部の先端側がテーパー部になっているテーパーボルトと、前記テーパーボルトに外嵌され、前記テーパー部の入り込みによって前記拡開部が拡開するスリーブで構成され、前記テーパーボルトの前記雄ねじ部の後端部から後方に突出して前記打撃部が設けられ、前記打撃部の長さが前記雄ねじ部の外径よりも短く形成されていることを特徴とし、更には、打撃部の長さを雄ねじ部の外径の４０％以下とするとより好適である。
これによれば、テーパーボルトの雄ねじ部の後端部から後方に打撃部を突出させ、且つその打撃される後端面を平坦面とすることにより、検査者がテーパーボルトの雄ねじ部の軸心を目視で非常に把握し易くなり、加速度センサ付き打撃ハンマーを平坦な後端面に当てて、テーパーボルトの雄ねじ部の軸方向に真っ直ぐ適正に打撃力を伝えられるように打撃することが容易となる。また、打撃されるテーパーボルトの打撃部をテーパーボルトの雄ねじ部の後端部から後方に突出させ且つ雄ねじ部の外径より小径とすることにより、打撃によるテーパーボルトの雄ねじ部の変形を防止してテーパーボルトの雄ねじ部に対するナットの着脱性を確保することができる。また、打撃部の長さをテーパーボルトの雄ねじ部の外径よりも短く形成することにより、打撃検査対応アンカーのコンクリート構造物からの突出長が長くなり過ぎて部材の取り付け等で邪魔になることを防止することができる。
The anchor compatible with impact testing of the present invention is characterized in that the mechanical anchor is composed of a tapered bolt having a tapered portion at the tip side of the male threaded portion, and a sleeve that is fitted onto the tapered bolt and whose expansion portion expands as the tapered portion fits into it, the impact portion is provided protruding rearward from the rear end of the male threaded portion of the tapered bolt, and the length of the impact portion is formed to be shorter than the outer diameter of the male threaded portion, and it is more preferable that the length of the impact portion be 40% or less of the outer diameter of the male threaded portion.
According to this, by projecting the impact part backward from the rear end of the male thread of the tapered bolt and making the rear end surface to be impacted a flat surface, it becomes very easy for the inspector to visually grasp the axis of the male thread of the tapered bolt, and it becomes easy to strike the tapered bolt so that the impact force is transmitted straight and properly in the axial direction of the male thread of the tapered bolt by placing the impact hammer with the acceleration sensor on the flat rear end surface. In addition, by projecting the impact part of the tapered bolt to be impacted backward from the rear end of the male thread of the tapered bolt and making the diameter smaller than the outer diameter of the male thread, it is possible to prevent the male thread of the tapered bolt from being deformed by impact and ensure the attachment and detachment of the nut to the male thread of the tapered bolt. In addition, by forming the length of the impact part shorter than the outer diameter of the male thread of the tapered bolt, it is possible to prevent the impact inspection compatible anchor from protruding too long from the concrete structure and becoming an obstacle when attaching a member, etc.
本発明の打撃検査対応アンカーの検査方法は、前記拡開部を拡開してコンクリート構造物に打設された本発明の打撃検査対応アンカーの検査方法であって、加速度センサ付き打撃ハンマーと、前記加速度センサ付き打撃ハンマーと電気的に接続される検査装置を用い、前記打撃検査対応アンカーの前記打撃部を前記加速度センサ付き打撃ハンマーで軸方向に打撃して前記検査装置に打撃による時系列データを入力し、前記検査装置が、前記時系列データに応じて時間－加速度波形を生成し、前記時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が所定基準以下であることに基づき、前記打撃検査対応アンカーの定着状態が健全であると判定することを特徴とする。更に、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の比が所定基準以上である場合に、打撃検査対応アンカーの定着状態が健全であると判定する構成、又は、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が０で見かけ上１つの極大値に対し、この極大値の加速度を対象軸として前後の所定時間範囲の積分領域の類似度が所定基準以上である場合に、打撃検査対応アンカーの定着状態が健全であると判定する構成としても好適である。
これによれば、打撃検査対応アンカーの適正、正確な応答波形、時間－加速度波形に基づき、複雑な判断や処理を要せずに、打撃検査対応アンカーの定着状態の健全性を判定することができる。
The inspection method for the impact inspection-compatible anchor of the present invention is a method for inspecting the impact inspection-compatible anchor of the present invention after the expansion portion has been expanded and cast into a concrete structure, and is characterized in that an impact hammer with an acceleration sensor and an inspection device electrically connected to the impact hammer with an acceleration sensor are used, the impact portion of the impact inspection-compatible anchor is struck in the axial direction with the impact hammer with an acceleration sensor, time series data due to the impact is input to the inspection device, the inspection device generates a time-acceleration waveform in accordance with the time series data, and based on the delay time between the maximum acceleration value of the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum acceleration value of the response waveform being below a predetermined standard, it is determined that the fixed state of the impact inspection-compatible anchor is sound. Furthermore, it is also suitable for a configuration in which the fixing state of the impact inspection-compatible anchor is determined to be sound when the ratio of the maximum acceleration value of the input waveform of the time-acceleration waveform to the maximum acceleration value of the response waveform is equal to or greater than a predetermined standard, or for a seemingly single maximum value with the delay time between the maximum acceleration value of the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum acceleration value of the response waveform being zero, the similarity of the integral domains in a predetermined time range before and after the acceleration of this maximum value as the axis of interest is equal to or greater than a predetermined standard.
According to this, the soundness of the fixed state of the impact test-compatible anchor can be determined based on the suitability of the impact test-compatible anchor, accurate response waveform, and time-acceleration waveform, without requiring complex judgments or processing.
本発明の打撃検査対応アンカーは、加速度センサ付き打撃ハンマーで正確に打撃し易く、加速度計測方式による検査装置で適正な応答波形を確実に得ることができると共に、打撃による雄ねじ部の変形を防止して雄ねじ部に対するナットの着脱性を確保することができる。また、本発明の打撃検査対応アンカーを用いる検査方法によれば、打撃検査対応アンカーの適正、正確な応答波形、時間－加速度波形に基づき、複雑な判断や処理を要せずに、打撃検査対応アンカーの定着状態の健全性を判定することができる。 The impact inspection-compatible anchor of the present invention can be easily and accurately struck with an impact hammer equipped with an acceleration sensor, and an appropriate response waveform can be reliably obtained with an inspection device using an acceleration measurement method, while preventing deformation of the male threaded portion due to striking and ensuring the ease of attaching and detaching the nut to the male threaded portion. Furthermore, according to an inspection method using the impact inspection-compatible anchor of the present invention, the soundness of the fixed state of the impact inspection-compatible anchor can be determined based on the suitability, accurate response waveform, and time-acceleration waveform of the impact inspection-compatible anchor without the need for complex judgments or processing.
〔実施形態の打撃検査対応アンカー〕
本発明による実施形態の打撃検査対応アンカー１は、拡開された拡開部３３がコンクリート構造物６０のコンクリート孔壁６１に密着され、コンクリート表面６２から雄ねじ部２１の少なくとも一部が露出するようにコンクリート構造物６０に打設されるメカニカルアンカーであり、図１及び図２に示すように、テーパーボルト２と、テーパーボルト２に外嵌されるスリーブ３とから構成される。
[Embodiment of impact test compatible anchor]
The
テーパーボルト２は、軸方向の略中央から後端近くまで形成されている雄ねじ部２１を有し、雄ねじ部２１の先端側に、テーパー部２２がテーパーボルト２の先端近傍領域において先端に向かって漸次拡径するように形成されている。テーパーボルト２の雄ねじ部２１の後端部２１１には、後方に突出するようにして略円柱状の打撃部２３が設けられている。
The
打撃部２３は、雄ねじ部２１の外径よりも全長に亘って小径で形成されていると共に、打撃部２３の後端面は平坦面２３１になっており、平坦面２３１から周状でＲ面の面取り部２３２を介して打撃部２３の周側面２３３に至るように形成されている。また、打撃部２３の長さは雄ねじ部２１の外径よりも短く形成されており、好適には、打撃部２３の長さを雄ねじ部２１の外径の４０％以下とするとよい。
The
スリーブ３には、略円筒状の本体３１の先端側に先端から切り込まれたスリット３２で区分される片状の拡開部３３が設けられている。スリーブ３は、拡開部３３の非拡開状態ではテーパーボルト２のテーパー部２２よりも後側に配置されてテーパーボルト２に外挿されており、拡開時には拡開部３３へのテーパー部２２の相対的な入り込みによって拡開部３３が拡開するようになっている。
The
打撃検査対応アンカー１は、例えば図２に示すようにコンクリート構造物６０に打設され、スリーブ３の打込みによる拡開部３３へのテーパー部２２の相対的な入り込みによって拡開された拡開部３３がコンクリート孔壁６１に密着されると共に、雄ねじ部２１の一部と打撃部２３がコンクリート表面６２から突出して露出するように打設される。
The impact test
そして、図２の例では、コンクリート表面６２から突出する雄ねじ部２１には取付物５１、５２が外挿され、その外側から雄ねじ部２１に平ワッシャー４１、スプリングワッシャー４２が順に外挿され、更に、その外側から雄ねじ部２１にナット４３が螺合されてコンクリート構造物６０に取付物５１、５２が取り付けられている。
In the example shown in FIG. 2,
コンクリート構造物６０に打設された打撃検査対応アンカー１の定着状態を検査する際には、例えば図３に示す検査装置１０と加速度センサ付き打撃ハンマー１６から構成される検査システムが用いられる。検査装置１０は、加速度センサ付き打撃ハンマー１６と電気的に接続され、加速度センサ付き打撃ハンマー１６の打撃による時系列データが入力され、打撃力波形として時間－加速度波形を生成して出力可能になっている。
When inspecting the fixing state of the impact inspection
検査装置１０は、ＭＰＵ、ＣＰＵ等の演算制御部１１と、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される記憶部１２と、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力部１３と、ディスプレイ、プリンター等の出力部１４と、有線若しくは無線の通信回線又は通信ケーブルを介して加速度センサ付き打撃ハンマー１６と検査装置１０を接続する通信インターフェイス１５を備える。検査装置１０は、例えば専用機器、或いはパーソナルコンピュータ、スマートフォンのような携帯端末等の汎用コンピュータ装置で構成することが可能であり、又、入力部１３と出力部１４は、入出力可能なタッチパネルとして一体化することも可能である。
The
記憶部１２は、制御プログラム格納部１２１を有し、制御プログラム格納部１２１には所定の検査処理を演算制御部１１に実行させる検査プログラム格納部１２１１が設けられている。尚、検査プログラムは、通信回線等の伝送媒体を介して伝送されて検査装置１０等のコンピュータ装置のハードディスク等の記憶部に格納されることが可能であり、又、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ装置に読み取り可能な非一過性の記録媒体に格納されることが可能である。
The memory unit 12 has a control program storage unit 121, which is provided with an inspection program storage unit 1211 that causes the calculation control unit 11 to execute a specified inspection process. The inspection program can be transmitted via a transmission medium such as a communication line and stored in a memory unit such as a hard disk of a computer device such as the
演算制御部１１は、所定の制御プログラムに従って所定の処理を実行し、検査プログラムと協働して検査処理部１１１として所定の処理を実行する。また、記憶部１２は、検査プログラムに基づき実行させる所定の検査処理で用いられる検査基準データを格納する検査基準データ格納部１２２を有し、検査処理部１１１の検査処理に対応して必要な適宜の検査基準データが格納される。 The calculation control unit 11 executes a predetermined process according to a predetermined control program, and cooperates with the inspection program to execute the predetermined process as the inspection processing unit 111. The memory unit 12 also has an inspection reference data storage unit 122 that stores inspection reference data used in the predetermined inspection process executed based on the inspection program, and stores appropriate inspection reference data required in response to the inspection process of the inspection processing unit 111.
例えば検査処理部１１１が、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が所定基準以下であるか否かの差異で篩い分けする場合、所定基準の検査基準データとして遅れ時間の閾値が検査基準データ格納部１２２に格納される。また、例えば検査処理部１１１が、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の比が所定基準以上であるか否かの差異で篩い分けする場合、所定基準の検査基準データとして当該比の閾値が検査基準データ格納部１２２に格納される。また、例えば検査処理部１１１が、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が０で見かけ上１つの極大値に対し、この極大値の加速度を対象軸として前後の所定時間範囲の積分領域の類似度が所定基準以上であるか否かの差異で篩い分けする場合、所定時間の範囲を示す数秒等の「一定時間」、積分領域の形状や、積分領域の対象軸からの所定離間時点の加速度値等の特徴点等の類似度の閾値等が所定基準の検査基準データとして検査基準データ格納部１２２に格納される。 For example, when the inspection processing unit 111 screens based on whether the delay time between the maximum acceleration value of the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum acceleration value of the response waveform is below a predetermined standard, a threshold value of the delay time is stored in the inspection reference data storage unit 122 as inspection reference data of the predetermined standard. Also, when the inspection processing unit 111 screens based on whether the ratio between the maximum acceleration value of the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum acceleration value of the response waveform is above a predetermined standard, a threshold value of the ratio is stored in the inspection reference data storage unit 122 as inspection reference data of the predetermined standard. In addition, for example, when the inspection processing unit 111 screens for a single maximum value with zero delay between the maximum value of acceleration in the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum value of acceleration in the response waveform, using the acceleration of this maximum value as the target axis to determine whether the similarity of the integral domain in a specified time range before and after the maximum value is equal to or greater than a specified standard, a "fixed time" such as a few seconds indicating the specified time range, the shape of the integral domain, and threshold values of similarity of feature points such as the acceleration value at a specified distance from the target axis of the integral domain are stored in the inspection reference data storage unit 122 as inspection reference data of a specified standard.
そして、拡開部３３を拡開してコンクリート構造物６０に打設された本実施形態の打撃検査対応アンカー１を検査装置１０と加速度センサ付き打撃ハンマー１６を用いて打撃検査する際には、図４（ａ）に示すように、打撃検査対応アンカー１の平坦面２３１から周状でＲ面の面取り部２３２を介して周側面２３３に至る打撃部２３、より詳細には打撃部２３の平坦面２３１を、加速度センサ付き打撃ハンマー１６で打撃検査対応アンカー１或いはテーパーボルト２の軸方向に真っ直ぐに打撃する。
When performing an impact inspection on the impact inspection-
この打撃により、加速度センサ付き打撃ハンマー１６と電気的に接続された検査装置１０には打撃による時系列データが入力され、検査装置１０の検査処理部１１１は、入力された時系列データに応じて打撃による打撃力波形（時間－加速度波形）を生成し、生成した時間－加速度波形を出力部１４で出力する。また、検査装置１０の検査処理部１１１は、特許文献１と同様の処理で時間－加速度波形から入力波形と応答波形を抽出し、格納された検査基準データを用い、例えば時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が所定基準以下であるか否かを判断し、更に好適には、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の比が所定基準以上であるか否かを判断し、或いは、時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が０で見かけ上１つの極大値である場合に、この極大値の加速度を対象軸として前後の所定時間範囲の積分領域の類似度が所定基準以上であるか否かを判断し、検査基準データによる健全性を充足する場合に対象の打撃検査対応アンカー１の定着状態が健全であると判定し、定着状態が健全である旨の表示を出力部１４で出力する。また、検査処理部１１１は、検査基準データによる健全性を充足しない場合には、対象の打撃検査対応アンカー１の定着状態が不健全である、又は定着状態の判断保留と判定し、定着状態が不健全である旨、又は判断保留の表示を出力部１４で出力する。
As a result of this impact, time series data from the impact is input to the
この時間－加速度波形に基づく対象の打撃検査対応アンカー１の定着状態が健全、不健全、判断保留の判定は、所定の検査基準データを用いて人為的に行うことも可能であり、例えば検査装置１０の検査処理部１１１が生成して出力した時間－加速度波形を検査者が目視で認識し、検査者が、入力波形と応答波形を認識し、上記と同様の遅れ時間の閾値、更に好適には入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の比の閾値、或いは入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が０で見かけ上１つの極大値である場合に極大値の加速度を対象軸として前後の所定時間範囲の積分領域の類似度の基準値等の所定基準の検査基準データを用い、検査基準データによる健全性の充足、不充足に基づき、対象の打撃検査対応アンカー１の定着状態が健全、不健全、判断保留のように判定してもよい。
The determination of whether the anchorage state of the target impact test-
付言すると、図４（ｂ）のように、テーパーボルト２ｐの雄ねじ部２１ｐから後方に突出する球面状の打撃部２３ｐを形成したアンカー１ｐにした場合、加速度センサ付き打撃ハンマー１６で打撃部２３ｐを打撃すると、加速度センサ付き打撃ハンマー１６が滑って逃げてしまい、加速度センサ付き打撃ハンマー１６反力を真っ直ぐに受け取れず、適正な打撃とならない。また、図４（ｃ）のように、テーパーボルト２ｑの雄ねじ部２１ｑに後方に突出する打撃部がない一般的なアンカー１ｑにした場合、加速度センサ付き打撃ハンマー１６で雄ねじ部２１ｑの後端面を叩き損ねると、雄ねじ部２１ｑのねじ山がすぐに潰れてしまう。また、図４（ｄ）のように、テーパーボルト２ｒの雄ねじ部２１ｒから後方に突出するように単純な円柱形の打撃部２３ｒを形成したアンカー１ｒにした場合、加速度センサ付き打撃ハンマー１６の打撃が打撃部２３ｒの線状の周縁に当たった時に周縁が変形し易く、この変形によって打撃力が吸収され、時間－加速度波形の応答波形が不正確なものとなる。
In addition, in the case of an
本実施形態の打撃検査対応アンカー１によれば、テーパーボルト２の雄ねじ部２１の後端部２１１から後方に打撃部２３を突出させ、且つその打撃される後端面を平坦面２３１とすることにより、検査者がテーパーボルト２の雄ねじ部２１の軸心を非常に把握し易くなり、加速度センサ付き打撃ハンマー１６を平坦な後端面に当てて、テーパーボルト２の雄ねじ部２１の軸方向に真っ直ぐ適正に打撃力を伝えられるように打撃することが容易となる。即ち、加速度センサ付き打撃ハンマーで正確に打撃し易くなる。
According to the impact inspection
また、打撃検査対応アンカー１は、適正、正確に打撃することが可能となることに加え、打撃部２３の平坦面２３１から、線状の周縁ではなく、周状でＲ面の面取り部２３２を介して打撃部２３の周側面２３３に至るように形成されていることにより、打撃部２３の平坦面周囲の打撃による変形で打撃力が吸収されて応答波形が不正確になることを防止することができ、加速度計測方式による検査装置１０で打撃検査対応アンカー１の適正な応答波形、時間－加速度波形を確実に得ることができる。
In addition to being able to strike properly and accurately, the impact inspection
また、打撃されるテーパーボルト２の打撃部２３をテーパーボルト２の雄ねじ部２１の後端部２１１から後方に突出させ且つ雄ねじ部２１の外径より小径とすることにより、打撃によるテーパーボルト２の雄ねじ部２１の変形を防止してテーパーボルト２の雄ねじ部２１に対するナット４３の着脱性を確保することができる。また、打撃部２３の長さをテーパーボルト２の雄ねじ部２１の外径よりも短く形成することにより、打撃検査対応アンカー１のコンクリート構造物６０からの突出長が長くなり過ぎて部材の取り付け等で邪魔になることを防止することができる。
In addition, by making the
また、上記例の検査処理により、打撃検査対応アンカー１の適正、正確な応答波形、時間－加速度波形に基づき、複雑な判断や処理を要せずに、打撃検査対応アンカー１の定着状態の健全性を判定することができる。
In addition, the inspection process in the above example makes it possible to determine the soundness of the anchor's fixed state based on the suitability, accurate response waveform, and time-acceleration waveform of the impact inspection-
〔試験例〕
次に、上記実施形態と同一構成の打撃検査対応アンカー１と、従来品であるテーパーボルト２ｑの雄ねじ部２１ｑに後方に突出する打撃部がない一般的なアンカー１ｑとの試験例について説明する。打撃検査対応アンカー１、アンカー１ｑは、図５（ａ）、図６（ａ）のように、それぞれコンクリート７０に拡開部３３を拡開して孔壁に密着するようにして適正に打設した状態にした。そして、加速度センサ付き打撃ハンマー１６により、打撃検査対応アンカー１の打撃部２３の平坦面２３１と、アンカー１ｑの雄ねじ部２１ｑの後端面を、それぞれ軸方向に真っ直ぐに１０回ずつ打撃し、各打撃に対応して加速度センサ付き打撃ハンマー１６から時系列データを検査装置に取り込み、検査装置で打撃力波形である時間－加速度波形を生成して出力した（図５（ｂ）、図６（ｂ）参照）。
[Test Example]
Next, a test example will be described for an impact inspection
更に、各打撃について時間－加速度波形に基づき加速度を時間積分して打撃の機械インピーダンスＺを算出し、打撃検査対応アンカー１における機械インピーダンスＺの平均値、機械インピーダンスＺの標準偏差、標準偏差を平均値で割った変動係数〈2〉を算出すると共に、従来品のアンカー１ｑにおける機械インピーダンスＺの平均値、機械インピーダンスＺの標準偏差、標準偏差を平均値で割った変動係数〈1〉を算出した。そして、変動係数の比である従来品のアンカー１ｑの変動係数〈1〉／打撃検査対応アンカー１の変動係数〈2〉を算出した（図７参照）。
Furthermore, for each impact, the acceleration was integrated over time based on the time-acceleration waveform to calculate the mechanical impedance Z of the impact. The average value of the mechanical impedance Z, the standard deviation of the mechanical impedance Z, and the coefficient of variation <2> obtained by dividing the standard deviation by the average value were calculated for the impact test
打撃検査対応アンカー１と従来品のアンカー１ｑは、いずれも試験用に適正に打設し、適正に打撃して時間－加速度波形を得たものであるため、図５（ｂ）と図６（ｂ）の時間－加速度波形を目視判断する限りでは、入力波形の加速度と応答波形の加速度の遅れ時間が０に近い、ほぼ単一の極大値を有し、この極大値の加速度を対象軸としてほぼ左右対称に近い（左右の波形の積分領域の類似度が高い）こと、打設した打撃検査対応アンカー１と従来品のアンカー１ｑの定着状態が健全であることが分かる。
Both the impact test
但し、図７に示すように、従来品のアンカー１ｑの機械インピーダンスＺの標準偏差は、打撃検査対応アンカー１の標準偏差に比して大きく、換言すれば時間－加速度波形の応答特性が鈍く、加速度波形の山がなだらかになってしまっている。標準偏差が小さく、加速度波形の山がより尖っている方が応答特性に優れ、検出感度が高く、正確であるため、打撃検査対応アンカー１の方が従来品のアンカー１ｑに比べて時間－加速度波形の応答特性に優れ、検出感度が高く、正確なアンカーであることが分かる。
However, as shown in Figure 7, the standard deviation of the mechanical impedance Z of the
そして、打撃検査対応アンカー１における機械インピーダンスＺの標準偏差を平均値で割った変動係数〈2〉が０．０５０であるのに対し、従来品のアンカー１ｑにおける機械インピーダンスＺの標準偏差を平均値で割った変動係数〈1〉が０．０８２であり、変動係数の比である従来品のアンカー１ｑの変動係数〈1〉／打撃検査対応アンカー１の変動係数〈2〉は１．６３となった。即ち、変動係数の比は、統計学的な有意性の１．３～１．４倍を十分に超える値となり、打撃検査対応アンカー１は、正確な時間－加速度波形のデータを取得可能なものであると共に、その再現性も非常に高いものであることが分かる。特に、実際の施工現場で３～１０回程度の複数回打撃して時間－加速度波形を取得し、アンカー定着状態の健全性を判定する場合には、この正確さと再現性は極めて重要になる。
The coefficient of variation <2> obtained by dividing the standard deviation of the mechanical impedance Z of the impact test
〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や変形例も含まれる。
[Scope of the invention disclosed herein]
The inventions disclosed in this specification include, in addition to the inventions and embodiments listed as inventions, those specified by changing partial contents of these to other contents disclosed in this specification, those specified by adding other contents disclosed in this specification to these contents, or those specified by deleting partial contents of these to the extent that partial effects can be obtained, and forming a generic concept. The inventions disclosed in this specification also include the following contents and modifications.
本発明の打撃検査対応アンカーは、上記実施形態のスリーブ打込み式の打撃検査対応アンカー１に限定されず、拡開された拡開部がコンクリート孔壁に密着され、コンクリート表面から雄ねじ部の少なくとも一部が露出するようにコンクリート構造物に打設されるメカニカルアンカーで構成されるものであれば適宜である。例えば本体打込み式アンカーの筒状本体の雌ねじ部に後方に突出する打撃部が形成されたボルトが螺合されて構成されるメカニカルアンカー、或いは、内部コーン打込み式アンカーの筒状本体の雌ねじ部に後方に突出する打撃部が形成されたボルトが螺合されて構成されるメカニカルアンカー等で、本発明の打撃検査対応アンカーを構成することも可能である。
The impact test-compatible anchor of the present invention is not limited to the sleeve-driven impact test-
また、拡開部を拡開してコンクリート構造物に打設された本発明の打撃検査対応アンカーの検査方法は、上記例の検査方法に限定されず、適用可能な検査方法であれば適宜のものを用いることが可能であり、例えば特許文献１の検査方法と同様の判定処理或いはこれと異なる判定処理により、本発明の打撃検査対応アンカーの定着状態の健全性を判定するようにしてもよい。
The inspection method for the impact inspection-compatible anchor of the present invention, which has been cast into a concrete structure by expanding the expansion portion, is not limited to the inspection method in the above example, and any suitable inspection method can be used as long as it is applicable. For example, the soundness of the fixed state of the impact inspection-compatible anchor of the present invention may be determined by a judgment process similar to the inspection method of
本発明は、例えば加速度センサ付き打撃ハンマーを用いて打撃検査が行われるメカニカルアンカーとして利用することができる。 The present invention can be used, for example, as a mechanical anchor for which impact testing is performed using an impact hammer equipped with an acceleration sensor.
１…打撃検査対応アンカー ２…テーパーボルト ２１…雄ねじ部 ２１１…後端部 ２２…テーパー部 ２３…打撃部 ２３１…平坦面 ２３２…面取り部 ２３３…周側面 ３…スリーブ ３１…本体 ３２…スリット ３３…拡開部 ４１…平ワッシャー ４２…スプリングワッシャー ４３…ナット ５１、５２…取付物 ６０…コンクリート構造物 ６１…コンクリート孔壁 ６２…コンクリート表面 １０…検査装置 １１…演算制御部 １１１…検査処理部 １２…記憶部 １２１…制御プログラム格納部 １２１１…検査プログラム格納部 １２２…検査基準データ格納部 １３…入力部 １４…出力部 １５…通信インターフェイス １６…加速度センサ付き打撃ハンマー １ｐ、１ｑ、１ｒ…アンカー ２ｐ、２ｑ、２ｒ…テーパーボルト ２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ…雄ねじ部 ２３ｐ、２３ｒ…打撃部 １０１…天井面 １０２、１０４…アンカー １０３…トンネル壁面 １０５…加速度センサ付き打撃ハンマー ２０１…メカニカルアンカー ２０２…テーパーボルト ２０３…スリーブ ２０４…拡開部 ２０５…コンクリート ２０６…加速度センサ付き打撃ハンマー ２０７…検査装置
LIST OF
Claims (3)
前記雄ねじ部の後端部から後方に突出して略円柱状の打撃部が設けられ、
前記打撃部が前記雄ねじ部の外径より小径で形成されていると共に、
前記打撃部の後端面が平坦面になっており、前記平坦面から周状でＲ面の面取り部を介して前記打撃部の周側面に至るように形成されており、
前記メカニカルアンカーが、前記雄ねじ部の先端側がテーパー部になっているテーパーボルトと、前記テーパーボルトに外嵌され、前記テーパー部の入り込みによって前記拡開部が拡開するスリーブで構成され、
前記テーパーボルトの前記雄ねじ部の後端部から後方に突出して前記打撃部が設けられていることを特徴とする打撃検査対応アンカー。 The mechanical anchor is constructed so that the expanded portion is brought into close contact with the wall of the concrete hole and at least a part of the male thread portion is exposed from the concrete surface,
A substantially cylindrical impact portion is provided protruding rearward from a rear end portion of the male thread portion,
The impact portion is formed with a diameter smaller than an outer diameter of the male screw portion,
The rear end surface of the hitting portion is a flat surface, and is formed so as to extend from the flat surface to the peripheral side surface of the hitting portion via a circumferentially rounded chamfered portion,
the mechanical anchor is comprised of a tapered bolt having a tapered portion at a tip side of the male thread portion, and a sleeve fitted onto the tapered bolt and having the expansion portion expand as the tapered portion fits into the sleeve,
An anchor compatible with impact testing, characterized in that the impact portion is provided protruding rearward from the rear end portion of the male threaded portion of the tapered bolt .
加速度センサ付き打撃ハンマーと、前記加速度センサ付き打撃ハンマーと電気的に接続される検査装置を用い、
前記打撃検査対応アンカーの前記打撃部を前記加速度センサ付き打撃ハンマーで軸方向に打撃して前記検査装置に打撃による時系列データを入力し、
前記検査装置が、前記時系列データに応じて時間－加速度波形を生成し、
前記時間－加速度波形の入力波形の加速度の極大値と応答波形の加速度の極大値の遅れ時間が所定基準以下であることに基づき、前記打撃検査対応アンカーの定着状態が健全であると判定することを特徴とする打撃検査対応アンカーの検査方法。 3. A method for inspecting an anchor compatible with impact inspection according to claim 1 or 2, which is driven into a concrete structure by expanding the expansion portion,
Using an impact hammer with an acceleration sensor and an inspection device electrically connected to the impact hammer with an acceleration sensor,
The impact portion of the impact inspection compatible anchor is impacted in an axial direction by the impact hammer with the acceleration sensor, and time series data resulting from the impact is input to the inspection device.
the inspection device generates a time-acceleration waveform in response to the time-series data;
This inspection method for an anchor compatible with percussion inspection is characterized in that the fixed state of the anchor compatible with percussion inspection is judged to be sound based on the delay time between the maximum value of acceleration of the input waveform of the time-acceleration waveform and the maximum value of acceleration of the response waveform being equal to or less than a predetermined standard.
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