(57)【要約】【課題】橋梁等に設置されている積層ゴム支承の破損状態を、原位置の検査に基づいて判定することができる積層ゴム支承の検査方法を提供する。【解決手段】橋梁に設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承は、複数の板状ゴム５７と鋼板５８が交互に積層されて形成された積層体を有する。積層ゴム支承に、現地でＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得する。取得されたＸ線撮影画像の歪みを、Ｘ線の照射経路と積層ゴム支承の構成部品との幾何学的関係や、構成部品の本来の形状に基づいて修正する。歪みが修正されたＸ線撮影画像中に空隙６０，６１が存在する場合、積層ゴム支承の損傷度を大と判定する。【選択図】図７Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状ゴムと鋼板が交互に積層されてなる積層体と、この積層体の一方の面と他方の面に配置されて構造物に接続される接続体とを備える積層ゴム支承の検査方法であって、
上記積層ゴム支承が設置された原位置で、上記積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得し、このＸ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙に基づいて、この積層ゴム支承の損傷度を判定することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙は、上記板状ゴムと鋼板との間に存在する空隙を映したものであることを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙は、上記板状ゴムに存在する空隙を映したものであることを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項４】
請求項１に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に空隙が存在しない場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を零と判定し、上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に空隙が存在する場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を大と判定することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項５】
複数の板状ゴムと鋼板が交互に積層されてなる積層体と、この積層体の一方の面と他方の面に配置されて構造物に接続される接続体と、上記積層体及び接続体を貫通して上記板状ゴム及び鋼板の積層方向に延在してダンパー機能を有する金属プラグとを備える積層ゴム支承の検査方法であって、
上記積層ゴム支承が設置された原位置で、上記積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得し、このＸ線撮影画像中の上記金属プラグに関する変形部分の変形量と、この金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離とに基づいて、この支承の損傷度を判定することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項６】
請求項５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像中の上記金属プラグの当初の直径をＤｐとして、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．２５Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．２５Ｄｐ未満である場合と、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．５０Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．２５Ｄｐ以上０．５０Ｄｐ未満である場合と、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．７５Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．５０Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満である場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を大と判定することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項７】
請求項５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記金属プラグに関する変形部分は、金属プラグの変形部分と、この金属プラグの変形部分に連なる積層体の変形部分とを含むことを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項８】
請求項１又は５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像を、上記積層体に対するＸ線の入射位置及び／又は入射角度に応じて補正することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項９】
請求項１又は５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記積層体に予め設置されたマークの位置と、上記Ｘ線撮影画像中の上記マークの像の位置とに基づいて、上記積層ゴム支承における上記Ｘ線撮影画像の撮影位置を特定することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項１０】
請求項１又は５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像を、上記積層体に対して異なるＸ線の入射位置及び／又は入射角度を設定して複数個作成し、これらの複数個のＸ線撮影画像を合成して検査用のＸ線撮影画像を作成することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【請求項１１】
請求項１又は５に記載の積層ゴム支承の検査方法において、
上記Ｘ線撮影画像を２値化処理することを特徴とする積層ゴム支承の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁やビル等に用いられた積層ゴム支承を原位置で検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁やビルの下部構造と上部構造の間に設置され、上部構造を支持する支承としては、板状のゴムと鋼板を交互に複数層積み重ねた積層体を有する積層ゴム支承や、積層体の内部に柱状の鉛プラグを貫通して配置された鉛プラグ入り積層ゴム支承が知られている。
【０００３】
積層ゴム支承は、積層体によって橋梁やビルの上部構造を支持すると共に、地震時に水平方向に変形して上部構造を移動させると共に、移動した上部構造を移動前の位置に復元し、更に、固有周期を長くして上部構造に作用する地震力を低減させる機能を有する。また、鉛プラグ入り積層ゴム支承は、上記積層ゴム支承の機能に加えて、鉛プラグにより、振動エネルギーを吸収して上部構造の揺れを減衰するダンパー機能を有する。
【０００４】
上記積層ゴム支承や鉛プラグ入り積層ゴム支承は、橋梁やビルに設置された後、経年に伴って種々の劣化や損傷が生じる。積層ゴム支承の経年劣化としては、積層体のゴムと鋼板の剥離や、積層体の側面を被覆する被覆ゴムの剥がれ又はオゾン劣化等がある。このような経年劣化は、地震時の復元力の減少や、地震力の低減効果の減少を招く。また、鉛プラグ入り積層ゴム支承の経年劣化としては、上記積層ゴム支承で生じる劣化に加えて、鉛プラグの損傷がある。この鉛プラグの損傷は、ダンパー機能の低下を招くので、鉛プラグ入り積層ゴム支承の性能に大きく影響する。
【０００５】
経年により鉛プラグに生じる損傷の形態には、損傷の程度が小さいものから順に、ひび割れ、破断及び流動突出が知られている。流動突出は、鉛プラグを形成する鉛が、積層体のゴムと鋼板の間を流れて側面から押し出されて生じる現象であり、鉛プラグ入り積層ゴム支承に作用する荷重や、積層体の変形等に起因すると考えられている。鉛プラグにひび割れや破断や流動突出が生じた鉛プラグ入り積層ゴム支承は、鉛プラグのダンパー機能が大幅に低下しているため、速やかに交換する必要がある。
【０００６】
鉛プラグ入り積層ゴム支承に流動突出が生じるまでの間に、積層体の内部では、鉛の流動やひび割れや破断等の鉛プラグの変状が生じており、鉛プラグのダンパー機能の低下が既に進行し、鉛プラグ入り積層ゴム支承の性能の低下が生じている。しかしながら、積層体の内部で生じる鉛プラグの変状は、外観から察知できないので、流動突出が生じるまでは鉛プラグ入り積層ゴム支承の性能の低下を検知することができない。そこで、鉛プラグ入り積層ゴム支承の性能の低下を早期に検知するために、積層体内の鉛プラグの変状を非破壊で検査する方法が求められる。
【０００７】
従来、積層体の内部に設置された鉛プラグを非破壊で検査する方法として、Ｘ線ＣＴ装置を用いて鉛プラグの健全性を確認する検査方法が提案されている（特許文献１参照）。この検査方法は、鉛プラグ入り積層ゴム支承の製造過程において、積層体に鉛直方向の荷重をかけながら水平方向に変位させた状態で、Ｘ線ＣＴ装置を用いて非破壊状態で断層撮影を行う。これにより得られた積層体の断層画像により、鉛プラグと積層ゴムとの界面の状態を確認し、鉛プラグの健全性を確認している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−０３３４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の鉛プラグの検査方法は、鉛プラグ入り積層ゴム支承の製造過程で行われるものであり、装置構成の大規模なＸ線ＣＴ装置を用いるので、橋梁やビルに設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承に適用することができない。また、上記従来の鉛プラグの検査方法は、積層体を水平方向に変位させた状態で撮影を行う必要があるが、橋梁やビルに設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承を水平方向に変位させることは困難であるため、上記従来の方法を適用することは困難である。
【００１０】
また、上記従来の鉛プラグの検査方法は、鉛プラグと積層ゴムとの界面の状態を確認するものであり、ゴムと鋼板の積層体内に鉛プラグを有しない積層ゴム支承については適用できない。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、橋梁やビル等に設置されている積層ゴム支承を、金属プラグの有無にかかわらず、原位置で検査することができる積層ゴム支承の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の積層ゴム支承の検査方法は、複数の板状ゴムと鋼板が交互に積層されてなる積層体と、この積層体の一方の面と他方の面に配置されて構造物に接続される接続体とを備える積層ゴム支承の検査方法であって、
上記積層ゴム支承が設置された原位置で、上記積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得し、このＸ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙に基づいて、この積層ゴム支承の損傷度を判定することを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、積層ゴム支承が、例えば橋梁の下部構造と上部構造の間に設置された場合、積層体の一方の面の接続体と他方の面の接続体が、下部構造と上部構造に夫々接続される。したがって、積層体の内部は、この積層ゴム支承が設置された原位置では、外観により検査を行うことができない。ここで、本発明の積層ゴム支承の検査方法は、積層ゴム支承が設置された原位置で、積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得するので、従来のＸ線ＣＴ装置を用いた検査方法のように、積層ゴム支承を取り外してＸ線ＣＴ装置まで運搬する必要が無い。また、従来のＸ線ＣＴ装置を用いた検査方法のように、積層ゴム支承を変形させる必要が無く、積層ゴム支承の積層体にＸ線を照射すればよいので、原位置の積層ゴム支承について適用できる。こうして原位置で取得したＸ線撮影画像を用いることにより、積層体の外観によっては不可能であった積層体の内部の検査を行うことができる。
【００１４】
また、上記構成によれば、Ｘ線撮影画像中の積層体に現れた空隙に基づいて、上記支承の損傷度を判定する。積層ゴム支承の積層体に現れる空隙は、積層体に生じた変位により生じた板状ゴムと鋼板との間の接着の破壊や、板状ゴムの破壊等に起因して生じる。また、積層体内に金属プラグが設けられている場合、板状ゴムと鋼板との間の接着の破壊や板状ゴムの破壊のほか、金属プラグの変形に起因して積層体に空隙が生じる。そこで、Ｘ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙に基づくことにより、積層ゴム支承の損傷度を容易かつ効果的に判定することができる。ここで、本発明は、上記積層体の内部に金属プラグが設けられた積層ゴム支承についても、適用することができる。
【００１５】
また、上記積層ゴム支承としては、橋梁等の土木構造物に設置されたものや、ビル等の建築物に設置されたものや、各種の工場のプラント設備に設置されたものが該当する。
【００１６】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙は、上記板状ゴムと鋼板との間に存在する空隙を映したものである。
【００１７】
上記実施形態によれば、積層ゴム支承の変形に起因して、積層体の板状ゴムと鋼板との間の接着が破壊され、この板状ゴムと鋼板との間に空隙が形成される場合がある。そこで、Ｘ線撮影画像中の積層体の空隙を探索することにより、積層体の板状ゴムと鋼板との接着の破壊を発見し、積層ゴム支承の損傷度を容易に判定することができる。
【００１８】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に現れた空隙は、上記板状ゴムに存在する空隙を映したものである。
【００１９】
上記実施形態によれば、積層ゴム支承の変形に起因して、積層体の板状ゴムが破損し、この板状ゴム内に空隙が形成される場合がある。そこで、Ｘ線撮影画像中の積層体の空隙を探索することにより、積層体の板状ゴムの破損を発見し、積層ゴム支承の損傷度を容易に判定することができる。
【００２０】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に空隙が存在しない場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を零と判定し、上記Ｘ線撮影画像中の上記積層体に空隙が存在する場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を大と判定する。
【００２１】
上記実施形態によれば、積層体に現れる空隙は、板状ゴムと鋼板との間の接着の破壊や、板状ゴムの破壊等に起因して生じ、これらの破壊に至った事象は積層体の性能に大きな悪影響を与える。したがって、Ｘ線撮影画像中の積層体に空隙が存在しない場合に積層ゴム支承の損傷度を零と判定し、Ｘ線撮影画像中の積層体に空隙が存在する場合に積層ゴム支承の損傷度を大と判定することにより、積層ゴム支承の健全性を適切に評価することができる。
【００２２】
本発明の他の側面による積層ゴム支承の検査方法は、複数の板状ゴムと鋼板が交互に積層されてなる積層体と、この積層体の一方の面と他方の面に配置されて構造物に接続される接続体と、上記積層体及び接続体を貫通して上記板状ゴム及び鋼板の積層方向に延在してダンパー機能を有する金属プラグとを備える積層ゴム支承の検査方法であって、
上記積層ゴム支承が設置された原位置で、上記積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得し、このＸ線撮影画像中の上記金属プラグに関する変形部分の変形量と、この金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離とに基づいて、この支承の損傷度を判定することを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、積層ゴム支承が、例えば橋梁の下部構造と上部構造の間に設置された場合、積層体の一方の面の接続体と他方の面の接続体が、下部構造と上部構造に夫々接続される。したがって、積層体の内部は、この積層ゴム支承が設置された原位置では、外観により検査を行うことができない。ここで、本発明の積層ゴム支承の検査方法は、積層ゴム支承が設置された原位置で、積層体にＸ線を照射してＸ線撮影画像を取得するので、従来のＸ線ＣＴ装置を用いた検査方法のように、積層ゴム支承を取り外してＸ線ＣＴ装置まで運搬する必要が無い。また、従来のＸ線ＣＴ装置を用いた検査方法のように、積層ゴム支承を変形させる必要が無く、積層ゴム支承の積層体にＸ線を照射すればよいので、原位置の積層ゴム支承について適用できる。こうして原位置で取得したＸ線撮影画像を用いることにより、積層体の外観によっては不可能であった積層体の内部の検査を行うことができる。
【００２４】
また、積層ゴム支承において、内部に金属プラグが設けられた積層体は、積層体の変形に伴って金属プラグが変形する。したがって、積層体の損傷は、多くの場合、金属プラグから発生して進行するので、金属プラグに関する変形部分の先端と、積層体との側面との間の距離は、積層体の破損度に関連性がある。そこで、Ｘ線撮影画像中の金属プラグに関連する変形部分の変形量と、この金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離とに基づくことにより、積層ゴム支承の損傷度を、容易かつ適切に判定することができる。ここで、金属プラグに関する変形部分とは、金属プラグのみが変形する場合は、金属プラグの変形部分をいう。一方、金属プラグと共に、この金属プラグに接する積層体の部分が変形する場合は、金属プラグの変形部分と、この金属プラグに接する積層体の部分の変形部分とを合わせた部分をいう。
【００２５】
ここで、ダンパー機能を有する金属プラグとしては、例えば、鉛やすず等で形成したものを挙げることができるが、ダンパー機能を奏するのであれば、他の金属で形成されたものでもよい。
【００２６】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像中の上記金属プラグの当初の直径をＤｐとして、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．２５Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．２５Ｄｐ未満である場合と、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．５０Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．２５Ｄｐ以上０．５０Ｄｐ未満である場合と、上記金属プラグに関する変形部分の変形量が０．７５Ｄｐ以上であり、かつ、上記金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離が０．５０Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満である場合に、上記積層ゴム支承の損傷度を大と判定する。
【００２７】
積層体中に金属プラグが設けられた積層ゴム支承では、積層体の損傷が進行すると、金属プラグが側方に向かって変形し、この金属プラグの変形に伴って積層体の板状ゴムを破壊する。積層体の損傷がさらに進行すると、板状ゴムを破壊して側方に変位した金属プラグの部分が、積層体の側面から突出し、これにより金属プラグ本体の体積が減少してダンパー機能が低下して、積層体の性能が大幅に損なわれる。そこで、上記実施形態によれば、金属プラグに関する変形部分の変形量と、金属プラグに関する変形部分の先端と積層体の側面との間の距離との関係を、金属プラグの当初の直径Ｄｐを用いて表し、これらが所定の関係を満たす場合に積層ゴム支承の損傷度を大と判定することにより、積層ゴム支承の損傷度を簡易かつ適切に評価することができる。
【００２８】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記金属プラグに関する変形部分は、金属プラグの変形部分と、この金属プラグの変形部分に連なる積層体の変形部分とを含む。
【００２９】
上記実施形態によれば、積層体の損傷が進むに伴い、金属プラグが変形すると共に、この金属プラグの変形部分に連なる積層体が変形する。したがって、金属プラグの変形部分と、この金属プラグの変形部分に連なる積層体の変形部分とを含めて金属プラグに関する変形部分とすることにより、積層ゴム支承の損傷度を正確に評価することができる。
【００３０】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像を、上記積層体に対するＸ線の入射位置及び／又は入射角度に応じて補正するものである。
【００３１】
上記実施形態によれば、Ｘ線撮影画像を、積層体に対するＸ線の入射位置及び／又は入射角度に応じて補正するので、原位置に存在する他の構造物や部材が障害となって、Ｘ線を積層体の正面から照射できない場合でも、積層体の内部を正確に把握して、積層体の検査を正確に行うことができる。また、積層ゴム支承が、積層体内に金属プラグを有する場合に、積層体内の金属プラグの様子を正確に把握することができる。ここで、積層体内に複数の金属プラグが存在する場合、Ｘ線の入射位置及び／又は入射角度を調整することにより、各金属プラグの像を重複することなく撮影することができる。この場合、Ｘ線の入射位置及び／又は入射角度に応じてＸ線撮影画像を補正することにより、各金属プラグの検査を正確に行うことができる。
【００３２】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記積層体に予め設置されたマークの位置と、上記Ｘ線撮影画像中の上記マークの像の位置とに基づいて、上記積層ゴム支承における上記Ｘ線撮影画像の撮影位置を特定するものである。
【００３３】
上記実施形態によれば、積層体に予め設置されたマークの実際の位置と、Ｘ線撮影画像中の上記マークの像の位置とに基づいて、このＸ線撮影画像の積層ゴム支承における撮影位置を特定することができる。したがって、積層体の検査を正確に行うことができる。ここで、上記マークは、上記積層体よりもＸ線の透過率が低い物質で形成されるのが好ましい。また、複数のＸ線撮影画像に同一のマークの像が含まれる場合、このマークの像に基づいて、上記複数のＸ線撮影画像の位置合わせを行って、上記複数のＸ線撮影画像の合成を行うことができる。
【００３４】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像を、上記積層体に対して異なるＸ線の入射位置及び／又は入射角度を設定して複数個作成し、これらの複数個のＸ線撮影画像を合成して検査用のＸ線撮影画像を作成するものである。
【００３５】
上記実施形態によれば、Ｘ線撮影画像を、積層体に対して異なるＸ線の入射位置及び／又は入射角度を設定して複数個作成する。Ｘ線の入射位置や入射角度は、各Ｘ線撮影画像において、積層体の内部を鮮明に撮影できる位置や角度が設定される。これらの複数個のＸ線撮影画像を合成して検査用のＸ線撮影画像を作成することにより、積層体の内部の様子を正確に撮像することができ、積層ゴム支承の正確な検査を行うことができる。
【００３６】
一実施形態の積層ゴム支承の検査方法は、上記Ｘ線撮影画像を２値化処理する。
【００３７】
上記実施形態によれば、Ｘ線撮影画像を２値化処理することにより、Ｘ線撮影画像中の積層体の像を鮮明にすることができる。したがって、積層体中の空隙や、積層体中の金属プラグについて、様子を正確に把握することができる。ここで、積層ゴム支承を構成する部材に対するＸ線透過量は、例えば積層体の板状ゴムが比較的多い一方、鋼板と金属プラグが比較的少ない。したがって、Ｘ線撮影画像の２値化処理により、例えば板状ゴムと鋼板及び金属プラグとを、画像の色の違いによって鮮明に区別することが可能となるように、各構成部材の形状を鮮明に表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の検査方法が適用される鉛プラグ入り積層ゴム支承を示す平面図である。
【図２】鉛プラグ入り積層ゴム支承の断面図である。
【図３】鉛プラグ入り積層ゴム支承にＸ線を照射する様子を示す図である。
【図４】Ｘ線撮影画像中の鉛プラグの像と、鉛プラグ入り積層ゴム支承の鉛プラグとの関係を示す模式図である。
【図５Ａ】補正前のＸ線撮影画像を示す図である。
【図５Ｂ】補正後のＸ線撮影画像を示す図である。
【図６Ａ】鉛プラグ入り積層ゴム支承の上部にＸ線の中心軸が位置するＸ線撮影画像である。
【図６Ｂ】図６Ａの下方を中心軸が位置するＸ線によるＸ線撮影画像である。
【図６Ｃ】図６Ｂの下方を中心軸が位置するＸ線によるＸ線撮影画像である。
【図６Ｄ】図６Ｃの下方を中心軸が位置するＸ線によるＸ線撮影画像である。
【図６Ｅ】図６Ｄの下方を中心軸が位置するＸ線によるＸ線撮影画像である。
【図６Ｆ】図６Ａ乃至６ＥのＸ線撮影画像の各々の部分を合成して得たＸ線撮影画像である。
【図６Ｇ】図６Ａ乃至６ＥのＸ線撮影画像が得られた鉛プラグ入り積層ゴム支承の断面図である。
【図７Ａ】積層ゴム支承の積層体を撮影したＸ線撮影画像である。
【図７Ｂ】図７ＡのＸ線撮影画像に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【図８Ａ】積層ゴム支承の積層体を撮影したＸ線撮影画像である。
【図８Ｂ】図８ＡのＸ線撮影画像に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【図９Ａ】他の積層ゴム支承の積層体を撮影したＸ線撮影画像である。
【図９Ｂ】図９ＡのＸ線撮影画像に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【図１０】積層ゴム支承の平面方向の断面を模式的に示した図である。
【図１１】積層ゴム支承の損傷度の判定に用いるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図１は、実施形態の検査方法を適用する積層ゴム支承としての鉛プラグ入り積層ゴム支承を示す平面図であり、図２は、鉛プラグ入り積層ゴム支承の断面図である。この鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、構造物としての道路橋に設置されているものである。
【００４１】
この鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、複数の板状ゴム７と鋼板８が交互に積層されて形成された積層体２を備える。この積層体２は、平面が正方形の直方体形状を有する。積層体２の板状ゴム７は天然ゴムで形成されており、接着剤や加硫接着により鋼板８に接着されている。なお、板状ゴム７は、天然ゴム及び／又は合成ゴムに各種の樹脂や充填材が添加された高減衰ゴムで構成されてもよい。
【００４２】
積層体２の一方の面であって、図２において上側に位置する面には、積層体２の鋼板８よりも厚みの大きい鋼板で形成され、構造物の上部構造に接続される上側の接続体３が配置されている。また、積層体２の他方の面であって、図２において下側に位置する面には、構造物の下部構造に接続される下側の接続体３が配置されている。上側と下側の接続体３の縁部には、構造物に接続されるためのボルトやダウエルピン等が螺合する複数の固定孔１０が設けられている。
【００４３】
上記積層体２の側面と、上側及び下側の接続体３の側面は、内部の劣化を防止するための被覆ゴム５が被覆されている。被覆ゴム５の上端は、上側の接続体３の縁を取り囲むように、接続体３の平面側に屈曲している。被覆ゴム５は、高減衰ゴムや、天然ゴムで形成することができる。高減衰ゴムとしては、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブタジエンゴム若しくはシリコーンゴム又はこれらの混合物及びこれらと天然ゴムからなる混合物を用いることができる。
【００４４】
上記鉛プラグ入り積層ゴム支承１には、上側及び下側の接続体３と積層体２を厚み方向に貫通する４つの貫通孔が形成されており、これらの貫通孔内に、金属プラグのとしての鉛プラグ４が夫々収容されている。鉛プラグ４は、純度が９９．９％以上の鉛で形成されており、積層体２の板状ゴム７と鋼板８の積層方向に中心軸が延在する円筒形状を有する。鉛プラグ４は、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の平面視において、対角線上で正方形の頂点を形成する位置に配置されている。この鉛プラグ４は、積層体２に上側及び下側の接続体３が固定された後、これらの積層体２及び接続体３の積層方向に形成された４つの貫通孔に、圧入されて収容されている。
【００４５】
この鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、道路橋に設置されており、下部構造である橋脚と、上部構造である橋桁との間に配置されている。鉛プラグ入り積層ゴム支承１の下側の接続体３は、鋼製又はコンクリート製の橋脚の上端面に設置されたアンカーボルトに連結されている。また、上側の接続体３は、鋼製又はコンクリート製の橋桁の下フランジに螺着されたボルトに連結されている。
【００４６】
このように橋脚上に設置されて橋桁を支持する鉛プラグ入り積層ゴム支承１には、上部構造の死荷重や、車両の通過等によって変動する活荷重や、風荷重や、地震荷重等が作用する。また、車両の通過や風や地震による振動が、鉛プラグ入り積層ゴム支承１に伝達する。さらに、温度変化に伴う橋梁の部材の膨張又は収縮に起因して、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の上側の接続体３と下側の接続体３との間に変位が生じる。これらの荷重や振動や変位により、鉛プラグ入り積層ゴム支承１内の鉛プラグ４に変状が生じる場合がある。鉛プラグ４の変状としては、軸方向のいずれかの位置で横断方向に切断面が形成される破断や、鉛プラグ４の側面から積層体２の板状ゴム７と鋼板８の間に鉛が流出する流動がある。これらの鉛プラグ４の変状は、積層体２の外観からは察知できないが、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の性能の劣化を招く。そこで、本実施形態の金属プラグ入り積層ゴム支承の検査方法により、鉛プラグ入り積層ゴム支承１を破壊することなく非破壊で検査し、鉛プラグ４の変状を検出する。
【００４７】
図３は、本実施形態の金属プラグ入り積層ゴム支承の検査方法により、鉛プラグ入り積層ゴム支承１を検査する様子を示す模式図である。本実施形態の検査方法は、Ｘ線を生成して放射するＸ線源１２と、このＸ線源１２から放射されて検査対象を透過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのイメージングプレート１３を用いる。
【００４８】
Ｘ線源１２は、電子源と、この電子源から生成された電子ビームが照射されるＸ線ターゲットとを有し、Ｘ線を発生させるＸ線管を有する。イメージングプレート１３は、放射線エネルギーを蓄積し、後に熱や光等により励起されて蛍光を発する現象である輝尽性蛍光発光現象を利用したものであり、輝尽性蛍光体(ＢａＦＢｒ：ＥＵ２＋)の微結晶を塗布したフィルムを有する。検査対象を透過したＸ線を検出したイメージングプレート１３を、図示しないリーダーで読み取ることにより、検査対象のＸ線撮影画像を得ることができる。リーダーは、イメージングプレート１３のフィルムの表面にレーザー光を照射することにより、Ｘ線の露光量に応じてフィルムから生じる発光量を光学スキャナで読み取ることにより、検査対象のＸ線撮影画像を生成する。上記Ｘ線源１２とイメージングプレート１３は、鉛プラグ入り積層ゴム支承１に対して停止した状態で作動する。リーダーで生成されたＸ線撮影画像はコンピュータに入力され、このコンピュータで画像処理ソフトウェアが実行されて得られる機能により、次のように、補正としての歪修正処理と、合成処理が行われる。なお、歪修正処理で修正される歪みとは、Ｘ線撮影画像に、部材が本来有する形状とは異なるように表れた形状をいう。
【００４９】
検査対象に対して停止したＸ線源から照射されたＸ線による検査は、従来は、板状体や管体等のような厚みの小さいものが対象であり、鉛プラグ入り積層ゴム支承のように透過方向の寸法の大きなものは、従来、対象とされていなかった。その理由としては、透過方向の寸法が大きいと、Ｘ線の減衰が大きいので鮮明な透過画像を得にくいことや、Ｘ線の拡散が大きいので、Ｘ線の中心軸から離れるにつれて像の歪みが大きくなることにある。
【００５０】
また、図１に示す鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、鉛プラグ４が、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の平面視において、対角線上で正方形の頂点を形成する位置に配置されている。したがって、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面に対して直角方向にＸ線を照射すると、２つの鉛プラグ４を透過したＸ線が検出されるので、いずれの鉛プラグ４に損傷が生じているのかを特定できない問題がある。また、鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、橋脚の上端面と橋桁の下フランジとの間に配置されているので、検査のための作業領域が狭く、また、他の構造物が接近して配置されていることが多い。したがって、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の周囲には、Ｘ線源１２やイメージングプレート１３を配置するスペースが少なく、Ｘ線源１２やイメージングプレート１３の配置形態の自由度が低い。
【００５１】
そこで、本実施形態の金属プラグ入り積層ゴム支承の検査方法では、図３に示すように、Ｘ線源１２から照射されるＸ線を、Ｘ線の中心軸Ｘａが鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面に対して傾斜した方向に照射し、Ｘ線が入射した側面に対して直角に隣接する側面に配置されたイメージングプレート１３で検出する。すなわち、Ｘ線源１２から照射されるＸ線の中心軸Ｘａに対して傾斜して配置されたイメージングプレート１３により、Ｘ線を検出する。こうして得られたＸ線撮影画像は、上記Ｘ線の特性に起因する歪みが含まれるので、コンピュータの画像処理により、歪修正処理を行って補正する。
【００５２】
図４は、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面の法線に対して、中心軸Ｘａが角度（π／２−θ４）だけ傾斜したＸ線により検出された鉛プラグ４のＸ線撮影画像と、実際の鉛プラグ４に生じている損傷との関係を示す図である。図４において、１８はイメージングプレート１３で取得されたＸ線撮影画像を、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の平面図におけるイメージングプレート１３の幅方向の設置位置と一致させて示したものである。鉛プラグ入り積層ゴム支承１の平面図には、イメージングプレート１３で取得されたＸ線撮影画像１８に対応し、この鉛プラグ４に生じた損傷を示している。Ｘ線撮影画像１８中、４４は鉛プラグ４の像であり、４５は鉛プラグ４の一方の側に生じた流動損傷１５の像であり、４６は鉛プラグ４の他方の側に生じた流動損傷１６の像である。以下、鉛プラグ４の流動損傷１５，１６の像４５，４６を、単に変形部分という。鉛プラグ４に生じた流動損傷１５，１６は、積層体２の側面から鉛が突出する流動突出までには至らないが、鉛プラグ４に変形が生じているので、鉛プラグ４の性能が低下している。この鉛プラグ４の変状の形態を正確に特定するために、次のようにして、Ｘ線撮影画像１８の歪修正処理を行う。
【００５３】
まず、図４の平面図に示した各点の符号間の距離を、次のように設定する。
【数１】
2020085699.tif 000003
【数２】
2020085699.tif 000004
【数３】
2020085699.tif 000005
【数４】
2020085699.tif 000006
【数５】
2020085699.tif 000007
【数６】
2020085699.tif 000008
ここで、Ａは、Ｘ線源１２の焦点である。Ｂは、Ｘ線源１２の焦点から、鉛プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線が入射する側面と平行に延ばした線と、検査対象の鉛プラグ４の中心Ｏから上記Ｘ線が入射する側面の法線方向に延ばした線との交点である。また、Ｃは、Ｘ線源１２の焦点から、鉛プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線が入射する側面と平行に延ばした線と、イメージングプレート１３が設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面であってＸ線が出射する側面を平行に延ばした線との交点である。また、Ｄは、Ｘ線源１２の焦点Ａから、鉛プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線が入射する側面へ法線方向に延ばした線の交点である。また、Ｅは、鉛プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線が入射する側面と、イメージングプレート１３が設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面との交点である。また、Ｆは、イメージングプレート１３が設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承１の側面において、イメージングプレート１３の一端に相当する点である。また、Ｇは、イメージングプレート１３の検出面の幅方向において、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の一方の流動損傷１５の端を示す点である。また、Ｈは、イメージングプレート１３の検出面の幅方向において、鉛プラグ４の一方の側の境界を示す点である。また、Ｉは、イメージングプレート１３の検出面の幅方向において、鉛プラグ４の他方の側の境界を示す点である。また、Ｊは、イメージングプレート１３の検出面の幅方向において、イメージングプレート１３に照射される鉛プラグ４の他方の流動損傷１６の端を示す点である。また、Ｋは、鉛プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線が入射する側面が平面視において現れる線と、検査対象の鉛プラグ４の中心Ｏから上記Ｘ線が入射する側面の法線方向に延ばした線との交点である。また、Ｒは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の一方の流動損傷１５の端を通るＸ線と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｓは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の一方の側の境界を通るＸ線と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｔは、一方の流動損傷１５が生じた鉛プラグ４の側面と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｕは、他方の流動損傷１６が生じた鉛プラグ４の側面と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｖは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の他方の側の境界を通るＸ線と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｗは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の他方の流動損傷１６の端を通るＸ線と、鉛プラグ４の中心Ｏを通ってイメージングプレート１３の検出面と平行な線との交点である。また、Ｏは、鉛プラグ４の中心である。また、Ｐは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の他方の側の境界を通るＸ線と、鉛プラグ４の側面との接点である。また、Ｑは、イメージングプレート１３に投射される鉛プラグ４の一方の側の境界を通るＸ線と、鉛プラグ４の側面との接点である。また、ｒは鉛プラグ４の半径である。
【００５４】
上記イメージングプレート１３で検出されるＸ線撮影画像１８における一方の流動損傷１５に対応する変形部分４５の長さＬ１１と、他方の流動損傷１６に対応する変形部分４６の長さＬ１２は、図４に示された幾何学的関係に基づいて、次のように表される。
【数７】
2020085699.tif 000009
【数８】
2020085699.tif 000010
ここで、
【数９】
2020085699.tif 000011
【数１０】
2020085699.tif 000012
【数１１】
2020085699.tif 000013
である。また、
【数１２】
2020085699.tif 000014
【数１３】
2020085699.tif 000015
【数１４】
2020085699.tif 000016
である。また、
【数１５】
2020085699.tif 000017
である。また、
【数１６】
2020085699.tif 000018
【数１７】
2020085699.tif 000019
【数１８】
2020085699.tif 000020
である。
【００５５】
これらから、一方の流動損傷１５が鉛プラグ４の側面から流動した流動長について、Ｘ線撮影画像１８に投影された流動長から算出した第１流動長Ｌ１３を、次の式により算出する。
【数１９】
2020085699.tif 000021
また、他方の流動損傷１６が鉛プラグ４の側面から流動した流動長について、Ｘ線撮影画像１８に投影された流動長から算出した第２流動長Ｌ１４を、次の式により算出する。
【数２０】
2020085699.tif 000022
さらに、これらの第１流動長Ｌ１３及び第２流動長Ｌ１４は、傾斜方向からの投影により、流動長が過少に評価される傾向にある。そこで、下記のように、流動損傷１５，１６を含めた全幅から鉛プラグ４の幅を差し引くことにより、上記第１及び第２流動長Ｌ１３，Ｌ１４よりも高い精度の合計流動長Ｌ１５を求めることができる。
【数２１】
2020085699.tif 000023
【００５６】
このような歪修正処理により、鉛プラグ入り積層ゴム支承１に対する傾斜角度θ４や、Ｘ線源１２及びイメージングプレート１３の互いの間の距離や、鉛プラグ入り積層ゴム支承１とＸ線源１２との間の距離等に基づいて、Ｘ線撮影画像における鉛プラグ４の寸法の歪みを修正し、実質的に実寸の鉛プラグ４の流動長である合計流動長Ｌ１５を求めることができる。なお、第１及び第２流動長Ｌ１３，Ｌ１４を流動長として採用してもよい。
【００５７】
上記歪修正処理を、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の高さ方向の複数の断面に関して実行することにより、イメージングプレート１３で取得されたＸ線撮影画像１８の補正を行うことができる。
【００５８】
また、歪修正処理では、上述のように、Ｘ線源１２のＸ線の照射角度と、Ｘ線の照射経路と鉛プラグ入り積層ゴム支承１の構成部分との幾何学的関係に基づいて補正を行うほか、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の構成部分が本来有する形状に基づいて、Ｘ線撮影画像の補正を行う。図５Ａは、補正としての歪修正処理を行う前の鉛プラグ４の側部を示すＸ線撮影画像であり、図５Ｂは、補正としての歪修正処理を行った後の鉛プラグ４の側部を示すＸ線撮影画像である。図５Ａに示すように、修正前のＸ線撮影画像では、Ｘ線源からの距離に伴って拡散することにより、積層体２の鋼板４１の像の端部が、先端程狭まるテーパー状に映る。積層体２の鋼板４１は、本来、厚みが均一に形成されているので、この鋼板４１の本来の形状となるように、Ｘ線撮影画像の歪みを修正する。具体的には、図５Ａの鋼板４１の像のテーパー状の部分が、平行となるように、このテーパー状の部分を含む所定領域を変形させる。このように、Ｘ線撮影画像を、Ｘ線撮影画像中の部材の像の形状が、本来の形状となるように修正することにより、Ｘ線撮影画像の歪みを効果的に修正することができる。こうして歪修正を行って補正したＸ線撮影画像により、鉛プラグ４の検査が可能となる。例えば、図５Ｂによれば、鉛プラグ４４の側面に凹凸部１９が形成されており、鉛の流動による損傷が生じていることが分かる。
【００５９】
上記Ｘ線撮影画像は、歪修正処理を行った後、合成処理を行うのが好ましい。鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、積層体２内に複数の鋼板８が互いに平行に平面方向に延在しているので、積層体２の側面へＸ線が入射すると、Ｘ線の中心軸Ｘａに対して積層体２の高さ方向へ離れた位置の鋼板８は、イメージングプレート１３で取得されたＸ線撮影画像において、高さ方向に傾斜して投影された像が映る。そこで、本実施形態の金属プラグ入り積層ゴム支承の検査方法では、Ｘ線源１２によるＸ線の照射位置を、高さ方向に互いに異なる５つの位置に設定してＸ線撮影画像を取得する。取得した５つのＸ線撮影画像の夫々から、Ｘ線の中心軸Ｘａに対応する高さの近傍の部分を取り出して、取り出した部分を組み合わせて１つのＸ線撮影画像を作成する。
【００６０】
図６Ａ乃至６Ｅは、合成処理を行うために使用するＸ線撮影画像である。図６Ａは、Ｘ線の中心軸Ｘａが積層体２の上部に位置するＸ線撮影画像であり、図６Ｂは、Ｘ線の中心軸Ｘａが積層体２の図６Ａよりも下方に位置するＸ線撮影画像であり、図６Ｃは、Ｘ線の中心軸Ｘａが積層体２の図６Ｂよりも下方に位置するＸ線撮影画像であり、図６Ｄは、Ｘ線の中心軸Ｘａが積層体２の図６Ｃよりも下方に位置するＸ線撮影画像であり、図６Ｅは、Ｘ線の中心軸Ｘａが積層体２の図６Ｄよりも下方に位置するＸ線撮影画像である。これらのＸ線撮影画像の各々から、Ｘ線の中心軸Ｘａに対応する高さの部分を、所定の高さに亘って抽出し、抽出した部分を順次高さ方向に配列すると、図６ＦのようなＸ線撮影画像が得られる。すなわち、図６Ａ乃至６ＥのＸ線撮影画像から、高さ方向において歪みの少ない部分を抽出し、高さ方向に合成して、図６ＦのＸ線撮影画像を作成する。図６Ｇは、Ｘ線を照射してＸ線撮影画像を取得した鉛プラグ入り積層ゴム支承１を切断した様子を示す断面図である。図６Ｆと図６Ｇを比較すれば明らかなように、合成処理を行うことにより、鉛プラグ入り積層ゴム支承１の積層体２の内部を示す正確なＸ線撮影画像が得られる。例えば、図６Ｇ中の鉛プラグ４の流動部２０は、図６Ｆ中の鉛プラグ４４の流動部４６として鮮明に現れている。このように、合成処理は、異なる高さからＸ線を照射して取得したＸ線撮影画像を合成することにより、歪みの少ない鮮明な積層体２のＸ線撮影画像を得ることができる。したがって、鉛プラグ４の形状を正確に把握して、正確な検査を行うことができる。なお、合成するＸ線撮影画像は、高さ方向に異なる位置から積層体２にＸ線を照射して得たもののほか、入射角度の異なるＸ線を照射して得たものでもよい。
【００６１】
次に、以上のような歪修正処理や合成処理を行って得たＸ線撮影画像に基づいて、積層ゴム支承の損傷度の判定を行う。図７Ａは、判定対象の積層ゴム支承の積層体を撮影して得られたＸ線撮影画像の一部であり、図７Ｂは、図７ＡのＸ線撮影画像中に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【００６２】
図７ＡのＸ線撮影画像の積層体は、一方の接続体５３と、図示しない他方の接続体との間に、板状ゴム５７と鋼板５８を交互に積層して形成されたものであり、金属プラグが設けられていない積層ゴム支承に用いられている。図７Ｂに示すように、この積層体のＸ線撮影画像には、板状ゴム５７と鋼板５８との間の空隙６０と、板状ゴム５７の空隙６１が現れている。板状ゴム５７と鋼板５８との間の空隙６０は、積層体が受けたせん断力により、板状ゴム５７と鋼板５８の間の接着が破壊され、剥離して発生したものと想定される。また、板状ゴム５７の空隙６１は、積層体が受けたせん断力が、板状ゴム５７に、この板状ゴム５７の一方の面に接着された鋼板５８と、上記板状ゴム５７の他方の面に接着された接続体５３から作用することにより、この板状ゴム５７が破壊され、空隙が形成されて発生したものと想定される。このように、板状ゴム５７と鋼板５８又は接続体５３の間の接着が破壊され、また、板状ゴム５７が破壊されると、積層体のせん断方向の変形のし易さが増大するため、積層ゴム支承のせん断変形に関する性能が低下する。したがって、図７ＡのようにＸ線撮影画像の積層体に空隙６０，６１が存在する場合、積層ゴム支承の損傷度を大と判定する。損傷度が大と判定された積層ゴム支承については、例えば積層ゴム支承に作用する水平力を分担する部材を追加する等の力学的対策の実行や、積層ゴム支承の交換等の措置を行う。一方、Ｘ線撮影画像の積層体に空隙が存在しない場合は、積層体のせん断方向の変形のし易さに変化が無いとして、損傷度を零と判定する。
【００６３】
このように、積層ゴム支承を撮影したＸ線撮影画像を用いて、この積層ゴム支承の積層体に空隙６０，６１が現れたときに積層ゴム支承の損傷度が大であると判定することにより、外観では健全性が不明の積層ゴム支承についても、損傷度を適切に判定することができる。したがって、積層ゴム支承が地震時に減衰機能を発揮しない等の不都合を、未然に防止することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、積層ゴム支承のＸ線撮影画像中の積層体に、空隙６０，６１が現れたときに積層ゴム支承の損傷度が大であると判定したが、空隙６０，６１の位置と大きさに基づいて、損傷度を判定してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、板状ゴム５７と鋼板５８を交互に積層して形成された積層体内に金属プラグの無い積層ゴム支承の積層体について損傷度を判定したが、金属プラグを有する積層ゴム支承の積層体についても、空隙に基づいて損傷度を判定することができる。
【００６６】
次に、積層体中に金属プラグを有する積層ゴム支承について、Ｘ線撮影画像に基づいて損傷度の判定を行う場合について説明する。図８Ａは、判定対象の積層ゴム支承の積層体を撮影して得られたＸ線撮影画像の一部であり、図８Ｂは、図８ＡのＸ線撮影画像中に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【００６７】
判定対象の積層ゴム支承は、積層体内に金属プラグとしての鉛プラグが配置されている。図８Ａは、この積層ゴム支承を撮影したＸ線撮影画像のうち、鉛プラグの損傷部分とその周辺部分を取り出したものである。図８Ｂに示すように、Ｘ線撮影画像には、積層体の主鋼板７８と、主鋼板７８の間に配置された副鋼板７９と、鉛プラグ７４と、板状ゴム７７が現れている。主鋼板７８は、積層体の横断面の略全部を占めるように配置されている一方、副鋼板７９は、積層体の横断面の一部であって鉛プラグ７４を取り囲む領域に配置されている。鉛プラグ７４は、製造時には、主鋼板７８と副鋼板７９と板状ゴム７７を貫通する貫通孔に挿入された柱状の形状を有していた。この積層体は、図８Ａに示すように、鉛プラグ７４が、副鋼板７９の下側面に沿って側方に変形し、この鉛プラグ７４の変形部分８０の先端の板状ゴム７７中に、空隙８１が現れている。この積層ゴム支承の積層体は、次のような過程を経て損傷に至ったと想定される。すなわち、地震や温度に起因して積層ゴム支承の積層体がせん断変形し、これにより鉛プラグ７４と板状ゴム７７の間に空隙が発生する。この鉛プラグ７４と板状ゴム７７の間の空隙に、鉛プラグ７４の鉛が流動して入り込み、もとの柱状の形状から突出したような変形部分８０が形成される。
【００６８】
図９Ａは、判定対象としての他の積層ゴム支承の積層体を撮影して得られたＸ線撮影画像の一部であり、図９Ｂは、図９ＡのＸ線撮影画像中に含まれる積層ゴム支承の構成部分の輪郭を重ねて示した画像である。
【００６９】
この積層ゴム支承は、積層体内に金属プラグとしての鉛プラグが配置されており、図９Ａは、この積層ゴム支承を撮影したＸ線撮影画像のうち、鉛プラグの損傷部分とその周辺部分を取り出したものである。図９Ｂに示すように、Ｘ線撮影画像には、積層体の主鋼板８８と、主鋼板８８の間に配置された副鋼板８９と、鉛プラグ８４と、板状ゴム８７が現れている。鉛プラグ８４は、製造時には、主鋼板８８と副鋼板８９と板状ゴム８７を貫通する貫通孔に挿入された柱状の形状を有していた。この積層体は、図９Ａに示すように、製造時には主鋼板８８と平行であった副鋼板８９が傾斜し、この副鋼板８９の下側面に沿って鉛プラグ８４が側方に変形している。この鉛プラグ８４の変形部分９０の下側から先端にわたって、板状ゴム８７中に空隙９１が現れている。この積層ゴム支承の積層体は、次のような過程を経て損傷に至ったと想定される。すなわち、地震や温度に起因して積層ゴム支承の積層体がせん断変形し、これにより鉛プラグ８４と板状ゴム８７の間と、副鋼板８９と板状ゴム８７の間に空隙が発生する。これらの空隙に、鉛プラグ８４の鉛が流動して入り込み、もとの柱状の形状から突出したような変形部分９０が形成される。
【００７０】
このような鉛プラグ７４，８４の変形と板状ゴム７７，８７の空隙８１，９１が現れたＸ線撮影画像に基づいて、次のようにして積層ゴム支承の損傷度を判定する。
【００７１】
図１０は、積層ゴム支承の平面方向の断面を模式的に示した図であり、積層ゴム支承の損傷度の判定のために用いるパラメータに相当する箇所を、模式的に示した図である。図１０に示すように、積層ゴム支承の損傷度を判定するために、鉛プラグ１０２の製造時の直径Ｄｐと、鉛プラグ１０２に関する変形部分１０３の長さＢｐを特定する。また、鉛プラグ１０２に関する変形部分１０３の先端と、この変形部分１０３の先端側の積層体１００の側面との間の距離Ｃｒを特定する。上記鉛プラグ１０２に関する変形部分１０３とは、鉛プラグ１０２の変形部分と、ゴム１０１の変形部分とを合わせた部分である。また、上記鉛プラグ１０２に関する変形部分１０３の先端とは、変形部分１０３の、積層体１００の側面に最も近い部分をいう。また、ゴム１０１は、積層体の厚み方向に積層された板状ゴムと、積層体の側面に設けられた被覆ゴムとを含む。
【００７２】
図１０のように特定されたパラメータの値を、次の表１に示す損傷度判定表に照らして、積層ゴム支承の損傷度を判定する。表１中、鉛プラグの損傷寸法Ｂｐは、上記鉛プラグ１０２に関する変形部分の長さＢｐである。また、鉛プラグのかぶりＣｒは、鉛プラグ１０２に関する変形部分の先端と、この変形部分の先端側の積層体１００の側面との間の距離Ｃｒである。これらの鉛プラグの損傷寸法Ｂｐと、鉛プラグのかぶりＣｒは、鉛プラグ１０２の製造時の直径Ｄｐで規定した値を用いる。
【表１】
2020085699.tif 000024
【００７３】
図１１は、表１の損傷度判定表を、鉛プラグの損傷寸法Ｂｐを横軸に、鉛プラグのかぶりＣｒを縦軸として示したグラフである。表１の損傷度判定表及び図１１の損傷度判定グラフに示すように、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．２５Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ以上である場合、積層ゴム支承の損傷は無いと判定する。一方、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．２５Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．２５Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．２５Ｄｐ以上０．５０Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ以上である場合、積層ゴム支承の損傷は小と判定する。一方、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．２５Ｄｐ以上０．５０Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．２５Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．５０Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．５０Ｄｐ以上である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．７５Ｄｐ以上１．００Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ以上である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが１．００Ｄｐ以上であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ以上である場合に、積層ゴム支承の損傷は中と判定する。一方、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．２５Ｄｐ以上０．５０Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．２５Ｄｐ未満である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．５０Ｄｐ以上０．７５Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．５０Ｄｐ未満である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが０．７５Ｄｐ以上１．００Ｄｐ未満であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ未満である場合と、鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐが１．００Ｄｐ以上であり、かつ、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．７５Ｄｐ未満である場合に、積層ゴム支承の損傷は大と判定する。
【００７４】
上記鉛プラグの損傷度判定表及び損傷度判定グラフは、鉛プラグ入り積層ゴム支承が次のような過程を経て損傷することに基づいている。すなわち、地震や温度に起因して積層ゴム支承の積層体１００が変形すると、板状ゴムと鉛プラグ１０２との間の接着や、板状ゴムと鋼板との間の接着が破壊される。これにより、板状ゴムと鉛プラグ１０２との間や、板状ゴムと鋼板との間や、板状ゴムの内部に空隙が生じる。積層体１００の変形が進むと、上記空隙に鉛プラグ１０２の鉛が流動して入り込み、鉛プラグ１０２のもとの柱状の表面から突出した変形部分が形成される。積層体１００の変形が更に進むと、板状ゴムの損傷が更に進み、これにより鉛プラグ１０２の鉛の流動が更に増加する。鉛の流動が増加すると、積層体１００の側面の被覆ゴムを破壊し、積層体１００の側面から外部へ鉛が流出する。これにより、鉛プラグ１０２本体の鉛の量が減少し、積層ゴム支承の減衰性能が著しく減少する。このような積層体１００からの鉛の流出の過程に至ると、積層ゴム支承が破壊状態に達する。このような積層ゴム支承の破壊の過程において、鉛プラグ１０２の突出が０．２５Ｄｐ未満であれば、鉛プラグ入り積層ゴム支承の減衰機能に大きな低下が生じない。一方、鉛プラグ１０２のかぶりＣｒが０．５０Ｄｐ未満であると、鉛プラグ１０２の変形による鉛の流出の可能性が高まり、鉛プラグ入り積層ゴム支承の減衰機能が減少する危険性が高まる。このような鉛プラグ１０２の損傷寸法Ｂｐと鉛プラグ１０２のかぶりＣｒについて、表１の損傷度判定表を作成することができる。
【００７５】
図８Ｂ及び図９ＢのＸ線撮影画像に基づき、鉛プラグ７４，８４の損傷寸法と、鉛プラグ７４，８４のかぶりを特定し、これらを表１の損傷度判定表に照らすことにより、鉛プラグ入り積層ゴム支承の損傷度を判定する。鉛プラグ７４，８４の損傷寸法とかぶりは、鉛プラグ入り積層ゴム支承の製造時の図面や、Ｘ線撮影画像を撮影した際の光源の位置や、イメージングプレート１３の位置や、Ｘ線の入射角度に基づいて特定する。また、図９Ｂに示すように、Ｘ線撮影画像中に現れたマーカーの像９３の画像中の位置と、鉛プラグ入り積層ゴム支承におけるマーカーの配置位置とに基づいて、Ｘ線撮影画像中の各部の寸法を算出し、鉛プラグ７４，８４の損傷寸法とかぶりを特定する。ここで、図８Ｂの画像においては、鉛プラグ７４の損傷寸法は、変形前の鉛プラグ７４の表面と、変形部分８０及び空隙８１のうちの最も先端の位置との間の距離である。また、図９Ｂの画像においては、鉛プラグ８４の損傷寸法は、変形前の鉛プラグ８４の表面と、変形部分９０及び空隙９１のうちの最も先端の位置との間の距離である。このようにして特定した鉛プラグ７４，８４の損傷寸法と、鉛プラグ７４，８４のかぶりを、表１の損傷度判定表に照らすことにより、鉛プラグ入り積層ゴム支承の損傷度を判定することができる。
【００７６】
鉛プラグ入り積層ゴム支承の損傷度が無いと判定された場合は、措置は不要である。一方、損傷度が小と判定された場合は、鉛プラグ１０２の鉛の積層体１００からの流出が懸念されるため、経過観察を行う。一方、損傷度が中と判定された場合は、鉛プラグ１０２の鉛の積層体１００からの流出が強く懸念されるため、対策を検討する。一方、損傷度が大と判定された場合は、鉛プラグ１０２の鉛が積層体１００から流出する恐れがあるため、鉛プラグ入り積層ゴム支承に作用するせん断力を低減するための力学的対策を実行することや、鉛プラグ入り積層ゴム支承を交換すること等の措置を行う。
【００７７】
このように、本実施形態の積層ゴム支承の検査方法によれば、鉛プラグ入り積層ゴム支承のＸ線撮影画像に基づいて、鉛プラグ７４，８４の損傷寸法とかぶりを特定し、損傷度判定表に照らすことにより、外観からは不明の鉛プラグ入り積層ゴム支承についても、損傷度を適切に判定することができる。したがって、鉛プラグ入り積層ゴム支承が地震時に減衰機能を発揮しない等の不都合を、未然に防止することができる。
【００７８】
以上のように、上記各実施形態の積層ゴム支承の検査方法によれば、積層ゴム支承１が設置された原位置において、積層ゴム支承１を破壊することなく非破壊で検査し、積層体２，１００や鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２の変形を検出することができる。また、橋脚と橋桁の間に設置された積層ゴム支承１は、検査のためのスペースが少ないこと等に起因して、イメージングプレート１３に対してＸ線源１２のＸ線の照射方向が傾斜しても、Ｘ線撮影画像に歪修正処理や合成処理を行うことにより、積層体２，１００や鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２の正確な検査を行うことができる。また、Ｘ線撮影画像に現れた積層体２，１００中の空隙６０，６１に基づくことにより、積層体２，１００の外観からは不明の損傷度を非破壊で判定することができる。また、Ｘ線撮影画像に現れた積層体２，１００中の鉛プラグ７４，８４の損傷寸法Ｂｐと、鉛プラグ７４，８４のかぶりＣｒに基づくことにより、積層体２，１００の外観からは不明の損傷度を非破壊で判定することができる。その結果、積層ゴム支承１に対して適切な措置を行うことができる。
【００７９】
上記実施形態において、複数のＸ線撮影画像を合成することにより、歪みの少ないＸ線撮影画像を形成したが、これらのＸ線撮影画像を撮影する場合、鉛プラグ入り積層ゴム支承１に、Ｘ線撮影画像中に現れるマークを付しておくのが好ましい。こうして撮影された複数のＸ線撮影画像を、Ｘ線撮影画像中のマークの像を基準とすることにより、容易に合成することができる。
【００８０】
また、上記実施形態において、歪修正処理や合成処理に先立って、Ｘ線撮影画像の２値化を行ってもよい。積層ゴム支承は、Ｘ線が透過する距離が長いため、減衰が生じやすい。特に、鉛プラグ入り積層ゴム支承１は、積層体２，１００を構成する板状ゴム７，５７，７７，８７と鋼板８，４１，５８，７８，７９，８８，８９を透過する距離が、鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２を透過する距離よりも長いため、板状ゴム７，５７，７７，８７又は鋼板８，４１，５８，７８，７９，８８，８９に隣接する鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２の像が不鮮明になりやすい。ここで、Ｘ線撮影画像の２値化を行うことにより、鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２の像を鮮明にすることができ、その結果、鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２の正確な検査を行うことができる。また、金属プラグ入り積層ゴム支承１を構成する部材に対するＸ線透過量は、積層体２，１００の板状ゴム７，５７，７７，８７が比較的多い一方、鋼板８，４１，５８，７８，７９，８８，８９及び鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２が比較的少ない。したがって、Ｘ線撮影画像の２値化処理を行うことにより、積層体２，１００の板状ゴム７，５７，７７，８７と、鋼板８，４１，５８，７８，７９，８８，８９及び鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２とを、鮮明に区別することができる。このように、金属プラグ入り積層ゴム支承１のＸ線撮影画像の鮮明化を行うためには、構成部材のＸ線透過性の違いにより、２値化処理が有効である。
【００８１】
また、上記実施形態では、金属プラグ入り積層ゴム支承として、鉛プラグ４，４４，７４，８４，１０２を有する鉛プラグ入り積層ゴム支承１を検査する例を記載したが、例えばすず等の他の材料で形成された金属プラグを有する金属プラグ入り積層ゴム支承であってもよい。本発明の検査方法は、ダンパー機能を有する種々の金属プラグを有する金属プラグ入り積層ゴム支承について、適用可能である。
【００８２】
上記実施形態では、本発明を、道路橋に設置された鉛プラグ入り積層ゴム支承１に適用する場合について説明したが、道路橋に限らず、鉄道橋、人道橋又はパイプライン橋等の種々の橋梁の支承について本発明を適用することができる。また、本発明は、橋梁の支承に限らず、ビル等の建築物の基礎に設置される免振装置としての支承にも適用できる。また、プラントの構造物に設置される免振装置としての支承にも適用できる。
【００８３】
以上、実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００８４】
１  鉛プラグ入り積層ゴム支承
２，１００  積層体
３  接続体
４，４４，７４，８４，１０２  鉛プラグ
５  被覆ゴム
７，５７，７７，８７  板状ゴム
８，４１，５８，７８，７９，８８，８９  鋼板
１２  Ｘ線源
１３  イメージングプレート
１５，１６  流動損傷
１８  Ｘ線撮影画像
１９，４５，４６，８０，９０  鉛プラグの変形部分
６０，６１，８１，９１  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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