(57)【要約】【課題】コンクリート構造物に用いられる鉄筋の現有応力を継続的にモニタリングして、健全度を容易に評価することができる応力測定用介挿部材を提供すること。【解決手段】鉄筋に作用する現有応力を磁歪法で測定する際、直線状に並べた２本の鉄筋間に介挿して使用される応力測定用介挿部材１０が、磁歪センサ６を近接させる応力測定用の平坦面１１を有する測定部１２と、該測定部１２の両端に設けられた雌ねじ部１４を有する鉄筋連結部１３とを具備した構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋等の棒状部材に作用する現有応力を磁歪法で測定する際、直線状に並べた２本の棒状部材間に介挿して使用される応力測定用介挿部材であって、
磁歪センサを近接させる応力測定用の平坦面を有する測定部と、該測定部の両端に設けられた鉄筋連結手段を有する鉄筋連結部と、を具備して構成したことを特徴とする応力測定用介挿部材。
【請求項２】
前記測定部が、２枚の平板を所定の間隔で対向配置した平行板ばね構造としたことを特徴とする請求項１に記載の応力測定用介挿部材。
【請求項３】
コンクリート構造物に埋設される鉄筋の現有応力を磁歪法で測定する鉄筋応力測定方法であって、
前記鉄筋の応力測定位置に、請求項１または２に記載の応力測定用介挿部材を施工時に予め介挿しておき、測定時に前記応力測定用介挿部材の平坦面を露出させて応力測定を行うことを特徴とする鉄筋応力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばコンクリート中に埋設されるコンクリート構造物の鉄筋に作用する現有応力の測定に用いられる応力測定用介挿部材及びこれを用いた鉄筋応力測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、既設のコンクリート構造物においては、維持・保全が重要な課題となっている。このため、コンクリート構造物を診断し、余寿命や余耐力を確実に予測するとともに必要な補修・補強を施して安全な維持管理行うためには、たとえば鉄筋の現有応力など構造物の現有性能を継続的にモニタリングすることが重要である。
しかし、コンクリート構造物の場合には内部状態を把握できないため、様々な非破壊検査法が存在するにもかかわらず、コンクリート構造物の健全度を容易かつ高精度、長期安定的及び定量的に評価し得る手法はないのが実情である。
【０００３】
現在検討されている測定法の多くは、施工前の鉄筋に貼った歪みゲージに頼る測定法であるが、この歪みゲージは、ゲージの設置位置の鉄筋を削って平滑面を形成する必要があるため、鉄筋の断面積減少により強度が低下するなどして長期の安定測定には不向きである。なお、歪みゲージにより測定される鉄筋の応力は、ゲージ設置後の増加分であり、現有応力（絶対値）を測定するものではない。
また、鉄筋計を用いる方法もあるが、この場合は鉄筋計の両端に鉄筋を溶接し、新設の鉄筋コンクリート構造物の施工時に埋め込んでおく必要がある。このため、鉄筋を切断して鉄筋計を設置する必要があり、既設構造物に採用することはできない。
【０００４】
そこで、既設・新設を問わず、しかも鉄筋に損傷を与えることなく、安価で容易に鉄筋の応力を測定することができるようにした、鉄筋コンクリート構造物における鉄筋の現有応力を測定するシステムが提案されている。この測定システムでは、鉄筋を挿嵌する中空部材と、その内側周囲に巻回した２次コイル及び外側周囲に巻回した１次コイルと、鉄筋の温度を検出する温度計と、を備えた応力センサ（ＥＭセンサ）を用いて鉄筋現有応力を測定する。このため、応力測定センサを設置する際には、鉄筋を部分的にヤスリ等で平滑に削ったり、鉄筋を切断する必要がなく、また、その設置も、鉄筋に挿嵌した中空部材の内側及び外側にコイルを巻回すだけであるから、鉄筋の強度を弱めてしまうようなことはないとされる。（たとえば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２７００５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１に記載の従来技術は、既設のコンクリート構造物において鉄筋の応力測定を行う際、コンクリート構造物のはつり出し作業を行って測定部の鉄筋を全周にわたって露出させる必要がある。このとき、露出した鉄筋の周囲に中空部材やコイルを巻回すスペースも確保しなければならず、周囲の鉄筋を傷つけないよう慎重なはつり作業が必要となる。なお、応力センサの設置が完了した後には、はつり出しを行った部分にコンクリートを打って復旧作業が行われる。
【０００６】
このような背景から、コンクリート構造物の余寿命や余耐力を確実に予測して安全な維持管理を可能にするため、コンクリート構造物の新設及び既設を問わずに適用でき、しかも、コンクリート構造物の現有性能（鉄筋応力の絶対値）を継続的にモニタリングして、特に、鉄筋の絶対応力を継続的にモニタリングできるようにして、コンクリート構造物の健全度を簡易かつ高精度、長期安定的及び定量的に評価することができる手法の開発が求められている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コンクリート構造物に用いられる鉄筋の現有応力を継続的にモニタリングして、健全度を容易に評価することができる応力測定用介挿部材及びこれを用いた鉄筋応力測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る応力測定用介挿部材は、鉄筋等の棒状部材に作用する現有応力を磁歪法で測定する際、直線状に並べた２本の棒状部材間に介挿して使用される応力測定用介挿部材であって、磁歪センサを近接させる応力測定用の平坦面を有する測定部と、該測定部の両端に設けられた鉄筋連結手段を有する鉄筋連結部と、を具備して構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
上述した本発明の応力測定用介挿部材は、磁歪センサを近接させる応力測定用の平坦面を有する測定部と、該測定部の両端に設けられた鉄筋連結手段を有する鉄筋連結部と、を具備した構成としたので、新設及び既設のコンクリート構造物に用いられている鉄筋等の棒状部材の応力測定位置に介挿しておけば、応力測定用の平坦面を露出させることで、磁歪センサを用いる磁歪法で容易に現有応力を測定することができる。
なお、コンクリート構造物等の鉄筋に応力測定用介挿部材を介挿する場合には、長期間にわたる安定した測定を可能にするため、介挿位置のコンクリートを部分的に着脱して容易に応力測定用の平坦面を露出させることができるモニタリングホールを設けておくことが好ましい。
【０００９】
上述した応力測定用介挿部材においては、前記測定部が、２枚の平板を所定の間隔で対向配置した平行板ばね構造としたものが好ましく、これにより、断面積を変えずに片持ち梁より断面係数を高くして曲げ剛性を向上させ、曲げの影響を低減することができる。
【００１０】
本発明に係る鉄筋応力測定方法は、コンクリート構造物に埋設される鉄筋の現有応力を磁歪法で測定する鉄筋応力測定方法であって、前記鉄筋の応力測定位置に、請求項１または２に記載の応力測定用介挿部材を施工時に予め介挿しておき、測定時に前記応力測定用介挿部材の平坦面を露出させて応力測定を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
上述した本発明の鉄筋応力測定方法は、鉄筋の応力測定位置に、請求項１または２に記載の応力測定用介挿部材を施工時に予め介挿しておき、測定時に前記応力測定用介挿部材の平坦面を露出させて応力測定を行うようにしたので、磁歪センサを用いる磁歪法で容易に現有応力を測定することができる。この場合、長期間にわたる安定した測定を可能にするため、介挿位置のコンクリートを部分的に着脱して容易に応力測定用の平坦面を露出させることができるモニタリングホールを設けておくことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述した本発明の応力測定用介挿部材及び鉄筋応力測定方法によれば、磁歪法により鉄筋等の棒状部材に作用している現有応力（絶対応力）を容易かつ高精度に、しかも、長期安定的に定量的な測定をすることができる。このため、コンクリート構造物の鉄筋に作用する現有応力を継続的に測定すれば、コンクリート構造物の現有性能を継続的にモニタリングすることができるので、コンクリート構造物の余寿命や余耐力を確実に予測して健全度を評価し、安全な維持管理の実施が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る応力測定用介挿部材及び鉄筋応力測定方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は応力測定用介挿部材の構成例を示す図である。この応力測定用介挿部材（以下、「介挿部材」と呼ぶ）１０は、たとえば図２に示すように、コンクリート構造物１のコンクリート２内に埋設して使用される鉄筋３のような金属製の棒状部材に作用する現有応力を磁歪法で測定するための試験片または治具である。この介挿部材１０は、２本の鉄筋３を直線状に並べた両端部間に介挿して使用される。換言すれば、介挿部材１０は、２本の鉄筋３を直線状に連結することができる連結部材でもある。なお、図中の符号４はコンクリート構造物１の応力測定位置に設けたモニタリングホール、５はモニタリングホール４に着脱自在としたコンクリート製の蓋部材５である。
【００１４】
介挿部材１０は、磁歪センサ６を近接させる応力測定用の平坦面１１を有する測定部１２と、測定部１２の両端に設けられた鉄筋連結部１３とを具備してなる金属製の棒状部材である。
測定部１２の断面積は、鉄筋３の許容応力度と、後述する介挿部材１０の素材により異なる耐力とに基づいて、鉄筋３と同等の許容応力を有するように定める。図示の測定部１２は、２枚の平板を所定の間隔Ｗで対向配置した平行板ばね構造としてある。このような平行板ばね構造は、断面積を変えずに片持ち梁より断面係数を高くすることができるという利点があるので、曲げ剛性を向上させて測定時における曲げの影響を低減することができる。この場合、平行板ばね構造を構成する平板の断面積は、２枚の合計が鉄筋３と同等の許容応力を有していればよい。なお、測定部１２については、平行板ばね構造に限定されるものではなく、たとえば円柱形状等の棒状部材に応力測定用の平坦面１１を形成したものでもよい。
【００１５】
左右一対の鉄筋連結部１３には、鉄筋３の端部に形成した雄ねじ部（図示省略）を連結するための鉄筋連結手段として、それぞれに雌ねじ部１４を設けてある。鉄筋連結部１３の外周面は、図示は省略したものの、たとえば六角形や平行面を設けるなどして、工具による締め込みが可能な形状とすればよい。なお、左右一対の雌ねじ部１４を逆ねじとし、両端の雄ねじ部を同時に螺合して鉄筋３を連結できるようにしてもよい。
【００１６】
上述した形状の介挿部材１０は、磁歪センサ６を用いた磁歪法で応力測定を行うため、磁歪応答性の良好な材料選定が必要となり、たとえばＳＣＭ４４０やＳ４５Ｃ等が好適である。このうち、ＳＣＭ４４０は特に良好な磁歪応答性を有しているという利点があり、また、Ｓ４５Ｃはコスト面で有利になる。なお、Ｓ４５Ｃについては、焼き入れ及び焼き戻しにより熱処理を施したものでもよいし、あるいは、熱処理を施さないものでもよい。
また、介挿部材１０の表面は、表面の残留応力を除去するため、ショットブラスト仕上げを施してある。
【００１７】
続いて、上述した介挿部材１０を用いた応力測定の一例として、コンクリート構造物１に埋設された鉄筋３の現有応力を磁歪法で測定する鉄筋応力測定方法を説明する。
介挿部材１０は、コンクリート構造物１内に多数埋設されている鉄筋３の適所に介挿される。コンクリート構造部１が新設である場合は、コンクリート２を流し込む前に鉄筋３の適所に介挿部材１０を介挿しておく。そして、介挿部材１０の周囲には、コンクリート２が充填されないモニタリングホール４となる空間部を形成しておく。このモニタリングホール４は、コンクリート構造物１が完成した後、別体の蓋部材５で塞がれる。
また、コンクリート構造物１が既設である場合には、測定位置周辺のコンクリート２をはつって除去し、鉄筋３を露出させてから介挿部材１０を介挿する。なお、この場合もモニタリングホール４となる空間部を形成しておき、着脱自在の蓋部材５により塞ぐようにすれば、以後の応力測定が容易になる。
【００１８】
介挿部材１０を介挿する位置は、コンクリート構造物１の形状等に応じて適当な位置を選択すればよい。たとえばコンクリート構造物１が柱である場合には、根本付近の鉄筋３に介挿部材１０を介挿して現有応力を監視すればよい。また、コンクリート構造物１が板状部材である場合には、中央部付近の鉄筋３に介挿部材１０を介挿して現有応力を監視すればよい。
鉄筋３の現有応力を測定する際には、蓋部材５を取り外して介挿部材１０の平坦面１１を露出させる。なお、介挿部材１０を介挿する際には、平坦面１１がコンクリート構造物１の表面側を向くようにすればよい。
【００１９】
平坦面１１が露出すると、平坦面１１に磁歪センサ６を押し当てるようにして近接させる。なお、磁歪センサ６の測定面は、適当な保護部材により平坦面１１との間に所定の隙間が形成されるようになっている。
この状態で磁歪センサ６に通電すれば、図示しない検出用コイルに誘起される出力電圧を検出して磁歪法により現有応力を高精度に検出することができる。この現有応力は、現在鉄筋３に作用している応力の絶対値である。
【００２０】
こうして現有応力の測定が終了した後には、磁歪センサ６を取り外して蓋部材５によりモニタリングホール４を塞ぐ。なお、蓋部材５は、図示しない適当な固定手段を備えており、これによりコンクリート構造物１に着脱自在に固定される。
このような現有応力の測定を定期的に実施すれば、鉄筋３に作用する現有応力の応力変化を定量的に、容易かつ長期的に監視することができる。
【００２１】
従って、コンクリート構造物１の鉄筋３に作用している現有応力を継続して監視することにより、磁歪センサ６の測定値からコンクリート構造物１の現有性能を継続的にモニタリングすることができるので、その余寿命や余耐力を確実に予測して健全度を評価することができる。すなわち、コンクリート構造物１の健全度を長期安定的に正確にな評価することにより、必要な補修・補強等の対処を適切な時期に実施できるようになるので、安全な維持管理が可能になる。
また、コンクリート構造物１の長期的な健全度を監視するだけでなく、たとえば新設のコンクリート構造物１が完成した時点で上述した応力測定を実施すれば、設計通りに施工されているか否かを確認することもできる。
【００２２】
ところで、上述した実施形態では、鉄筋３の適所に磁歪センサ６の測定面となる平坦面１１を備えた介挿部材１０を介挿するものとしたが、この介挿部材１０を使用する代わりに下記のような手法を採用してもよい。
すなわち、鉄筋３の測定位置をヤスリ等で削った平坦面を形成しておき、この平坦面に磁歪センサ６を近接させて現有応力を測定するようにしてもよい。この場合も、新設・既設を問わずに適用でき、平坦面を設けた測定位置には、上述した介挿部材１０を使用する場合と同様に蓋部材５を備えたモニタリングホール４を設けておく。
【００２３】
また、鉄筋３を削った平坦面は断面積の減少を招くので、鉄筋３の測定位置に鉄筋外周面から突出する平坦面を形成し、断面積の減少を防止してもよい。
また、本発明の介挿部材１０は、上述したコンクリート構造物１の鉄筋応力測定に限定されることはなく、埋設されるなどして測定面が露出しない棒状部材の現有応力を磁歪法により測定する場合にも適用することができる。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえば鉄筋連結部１３と鉄筋３との連結がねじに限定されないなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る応力測定用介挿部材の一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１に示した応力測定用介挿部材を用いたコンクリート構造物の鉄筋応力測定方法を示す図であり、（ａ）は要部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    コンクリート構造物
２    コンクリート
３    鉄筋（棒状部材）
４    モニタリングホール
５    蓋部材
６    磁歪センサ
１０    応力測定用介挿部材（介挿部材）
１１    平坦面
１２    測定部
１３    鉄筋連結部
１４    雌ねじ部
【図１】
2006145349.tif 000003
【図２】
2006145349.tif 000004