(57)【要約】【課題】  簡易に健全度の判定を行える健全度の判定方法を提供する。【解決手段】  作業者２３は、高所作業車１１を用いて、拘束部７で電柱２の上端を拘束し、両端固定の状態でハンマ２３を用いて打撃を行う。  測定用コンピュータ１９は、速度計１５が測定した振動波形からフーリエスペクトルおよび位相差スペクトルを求め、フーリエスペクトルの固有振動数を測定し、固有振動数を標準固有振動数で割った値である健全度指標を求める。  測定用コンピュータ１９は、健全度指標が一定値以下の場合は電柱２は不健全な状態にあると判断し、一定値を超えている場合は、健全な状態にあると判断する。【選択図】  図１
2006250682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電柱もしくは電話柱の上端近辺を拘束する工程（ａ）と、
前記電柱もしくは前記電話柱を打撃し、振動させる工程（ｂ）と、
前記電柱もしくは前記電話柱を振動させた際の固有振動数を測定する工程（ｃ）と、
前記固有振動数に基づき、前記電柱もしくは前記電話柱の健全度を判定する工程（ｄ）と、
を有することを特徴とする電柱もしくは電話柱の健全度判定方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）は、
前記電柱もしくは前記電話柱の上端を地上から部材で挟み込むことにより、前記電柱もしくは前記電話柱の上端を拘束することを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）は、
重量物を前記電柱もしくは前記電話柱の上端に載置し、前記重量物の重量により、前記電柱もしくは前記電話柱の上端を拘束することを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、前記電柱もしくは前記電話柱をハンマで打撃することを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、前記電柱もしくは前記電話柱を重錘で打撃することを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【請求項６】
前記工程（ｃ）は、
前記電柱もしくは前記電話柱を振動させた際の変位、速度、もしくは加速度の応答波形を測定する工程と、
前記応答波形のフーリエスペクトルおよび位相差スペクトルを求める工程と、
前記フーリエスペクトルおよび位相差スペクトルから、固有振動数を測定する工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）は、
前記固有振動数と、標準固有振動数とを比較して、健全度の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の健全度判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電柱もしくは電話柱の健全度判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電柱もしくは電話柱の劣化は、鉄筋の腐食、アルカリ骨材反応、凍害等により、内部組織が軟化したり破断したりすることにより生じるが、劣化が目視できる段階まで進行する前に、劣化の度合、即ち健全度を判定できるのが望ましい。
【０００３】
健全度の判定方法には、対象物に細孔を開け、内部を直接観察したり、対象物の一部を採取して分析したりする、いわゆる破壊検査による測定もあるが、対象物を傷つけずに検査が可能である非破壊検査による判定を行うことが望ましい。
【０００４】
非破壊検査は、対象物に超音波を入射して、反射波を測定する超音波探傷試験などが知られているが、対象物を打撃するなどして振動させ、得られる固有振動数を比較して健全度を判定する、いわゆる衝撃振動試験が近年、よく用いられており、以下のようなものが知られている。
（非特許文献１）。
【非特許文献１】西村、棚村「概設橋梁橋脚の健全度判定法に関する研究」、鉄道総研報告、鉄道技術総合研究所、１９８９年８月、第３巻、第８号、ｐ４１−４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電柱および電話柱は、上端に電線や電話線が張られており、これらによって上端に生ずる拘束力は、個々の電柱および電話柱によって千差万別である。
そのため、単純に固有振動数を比較することはできず、個々の拘束力の違いを加味した振動モデルを逐一作成しなければならなかったため、判定に時間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は簡易に健全度の判定を行える健全度の判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】
前述した目的を達成するために、本発明は、電柱もしくは電話柱の上端近辺を拘束する工程（ａ）と、前記電柱もしくは前記電話柱を打撃し、振動させる工程（ｂ）と、前記電柱もしくは前記電話柱を振動させた際の固有振動数を測定する工程（ｃ）と、前記固有振動数に基づき、前記電柱もしくは前記電話柱の健全度を判定する工程（ｄ）と、を有することを特徴とする電柱もしくは電話柱の健全度判定方法である。
前記工程（ａ）は、前記電柱もしくは前記電話柱の上端を地上から部材で挟み込むことにより、前記電柱もしくは前記電話柱の上端を拘束してもよく、あるいは、重量物を前記電柱もしくは前記電話柱の上端に載置し、前記重量物の重量により、前記電柱もしくは前記電話柱の上端を拘束してもよい。
前記工程（ｂ）は、前記電柱もしくは前記電話柱をハンマで打撃してもよく、あるいは前記電柱もしくは前記電話柱を重錘で打撃してもよい。
前記工程（ｃ）は、前記電柱もしくは前記電話柱を振動させた際の変位、速度もしくは加速度の応答波形を測定する工程と、前記応答波形のフーリエスペクトルおよび位相差スペクトルを求める工程と、前記フーリエスペクトルおよび位相差スペクトルから、固有振動数を測定する工程と、を有する。
前記工程（ｄ）は、前記固有振動数と、標準固有振動数とを比較して、健全度の判定を行う。
【０００８】
本発明では、電柱もしくは電話柱の上端近辺を拘束する工程を備えており、拘束条件下で振動試験を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電柱もしくは電話柱の上端近辺を拘束する工程を備えているため、簡易に健全度の判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係る測定システム１の構成を示す図である。
また、図２は、図１の拘束部７付近の斜視図、図３は図２のＡ方向矢視図である。
【００１１】
電柱２は地面３に対して鉛直もしくは斜めに設けられており、電柱２の上端には、電線５ａ、５ｂが設けられている。
高所作業車１１は腕部９を有し、腕部９の端部には拘束部７が設けられている。
電柱２の上端付近で、かつ電線５ａ、５ｂの下部は、拘束部７によって拘束されている。
また、高所作業車１１には、車両を地面に固定するためのアウトリガ１３が設けられている。
【００１２】
一方、電柱２には、速度計１５が設けられ、速度計１５はケーブル１７を介して測定用コンピュータ１９に接続されている。
【００１３】
電柱２を打撃する際に用いられるのはハンマ２１であり、作業者２３が直接電柱２を打撃する。
ただし、別途ロボット等を用いて打撃を行ってもよい。
【００１４】
ここで、拘束部７について詳細に説明する。
図２および図３に示すように、拘束部７は、半円筒状の湾曲板２５ａ、２５ｂおよび湾曲板２５ａ、２５ｂの一端に接続されたヒンジ２４からなり、湾曲板２５ａは、図示しないアクチュエータ等を駆動させることによって、図３のＢ方向及びＣ方向に回転可能である。
また湾曲板２５ｂは、図示しないアクチュエータ等を駆動させることによって、図３のＤ方向及びＥ方向に回転可能である。
【００１５】
即ち、図３において、湾曲板２５ａをＢ方向に回転させ、湾曲板２５ｂをＤ方向に回転させることによって、湾曲板２５ａと、湾曲板２５ｂで電柱２を拘束することができる。
なお、湾曲板２５ａと湾曲板２５ｂの表面には、電柱２を傷つけないようにするため、ゴムやエアクッション等を設けてもよい。
【００１６】
次に、測定の手順について説明する。
図４は第１の実施形態における健全度の判定方法の手順を示すフローチャートであり、図５は、電柱２への打撃を示す模式図である。
また、図６は電柱２の振動モデルであり、図７はフーリエスペクトルの１例であり、図８は、位相差スペクトルの１例である。
【００１７】
まず、作業者２３は電柱２に速度計１５を取り付ける（ステップ１０１）。なお、前述したように、速度計ではなく、変位計、加速度計等を取り付けてもよい。
【００１８】
次に、作業者２３は、高所作業車１１を用いて、拘束部７によって電柱の上端を拘束する（ステップ１０２）。
なお、この際、高所作業車１１自体も移動しないようにするため、アウトリガ１３を用いて、高所作業車１１を地面３に固定する。
【００１９】
拘束部７の拘束位置は、厳密には電柱２の上端で、かつ電線５ａ、５ｂが張られている場所より下を拘束する。
これは、拘束部７が拘束した場所より上の部分は健全度の評価ができない一方、電線５ａ、５ｂより上部を拘束すると、電線５ａ、５ｂの張力の影響を除去できない可能性があるからである。
【００２０】
以下、作業者２３および測定用コンピュータ１９は、測定用ステップ１０４からステップ１０６を規定回数繰り返す（ステップ１０３、ステップ１０７）。規定回数とは、例えば１０回である。
【００２１】
作業者２３は、電柱２の中央部近傍をハンマ２１で打撃する（ステップ１０４）。
具体的には、図５に示すように作業者２３が電柱２をハンマ２１で打撃する。
なお、打撃する場所は一定で、かつ電柱２の中央部近傍であることが望ましい。
これは、打撃する場所が異なると、振動モードが変わるおそれがあるからである。
【００２２】
速度計１５は電柱２の振動速度を測定し、測定用コンピュータ１９は、速度計１５が測定した振動速度に基づいて、速度の応答波形（振動速度の経時変化）を測定する（ステップ１０５）。
測定用コンピュータ１９は、測定した応答波形を記録する（ステップ１０６）。
【００２３】
測定用コンピュータ１９は、測定した応答波形を重ね合わせて１つの波形にする（ステップ１０８）。これは、個々の応答波形のみでは波形の振幅が小さく、ノイズの影響が大きく現れるおそれがあるからである。
【００２４】
測定用コンピュータ１９は重ね合わせた波形のフーリエスペクトルを求める（ステップ１０９）。
具体的には図７に示すような、振動数と振幅の関係を示すフーリエスペクトルを求める。
【００２５】
測定用コンピュータ１９は、重ね合わせた波形の位相差スペクトルを求める（ステップ１１０）。具体的には、図８に示すような、振動数と位相差の関係を示す位相差スペクトルを求める。
【００２６】
測定用コンピュータ１９は、フーリエスペクトルおよび位相差スペクトルから、固有振動数を測定する（ステップ１１１）。
具体的には、図７および図８に示すように、フーリエスペクトルでピーク３０を示し、かつ位相差スペクトル上で規定位相差３８を示す振動数を固有振動数３２として抽出する。
なお、規定位相差３８は、速度の位相差スペクトルの場合は０°、１８０°、３６０°であり、変位および加速度の位相差スペクトルの場合は、９０°、２７０°である。
【００２７】
測定用コンピュータ１９は、固有振動数３２と標準固有振動数から健全度指標を算出する（ステップ１１２）。
健全度指標とは、電柱２の健全度を示す指標であり、以下の式で算出される。
健全度指標＝固有振動数／標準固有振動数
【００２８】
また、標準固有振動数とは、健全な電柱の固有振動数の目安であり、新品等の健全な電柱の固有振動数のデータがある場合は、それをそのまま用いてもよいが、そのようなデータがない場合は、過去に測定した固有振動数のデータから統計的に計算した値を用いる。
即ち、過去に測定した固有振動数のデータと、その電柱の高さ、重量等のデータを基にして、高さ、重量と固有振動数の関係式を統計的に求め、電柱の高さ、重量等がわかれば、標準固有振動数が求められる。
【００２９】
測定用コンピュータ１９は、健全度指標が一定値以下かどうかを判断し（ステップ１１３）、一定値以下の場合は電柱２を不健全な状態と判断し（ステップ１１４）、一定値以下ではない場合、電柱２を健全な状態と判断する（ステップ１１５）。
これは、一般に、不健全な電柱は固有振動数が低い（健全度指標が小さい）場合が多いからである。
【００３０】
なお、第１の実施形態では電柱２の上端を固定して試験を行っているため、電柱２を打撃した際の振動モデルは、図６に示すような、両端固定でＧ方向およびＦ方向に振動する単純な１次振動となる。そのため、電線５ａ、５ｂの影響を加味した振動モデルを逐一作成する必要はない
【００３１】
このように、第１の実施の形態によれば、電柱２の上端近辺を拘束部７を用いて拘束し、両端固定の状態で打撃振動試験を行う。
従って、電柱２ごとに振動モデルを作成する必要がなく、簡易に健全度の判定を行うことができる。
【００３２】
次に、第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態に係る測定システム２８の構成を示す図である。
なお、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
【００３３】
図９に示すように、第２の実施形態では、重り２９を電柱２に載置し、重り２９の自重によって電柱２の上端を拘束する。
【００３４】
なお、拘束後の測定の手順は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
このように、第２の実施形態によれば、電柱２の上端を重り２９の自重によって拘束し、両端固定の状態で打撃振動試験を行う。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３５】
次に、第３の実施形態について説明する。図１０は、第３の実施形態に係る測定システム３４の構成を示す図である。
【００３６】
第３の実施形態では、電柱２の打撃を重錘３３を用いて行う。
【００３７】
図１０に示すように、測定システム３４では、図１に示す測定システム１に比して高所作業車１１ａが更に用いられている。
高所作業車１１ａには腕部９ｂが設けられ、腕部９ｂの一端にはワイヤ３１が設けられている。また高所作業車１１ａには、車両を地面に固定するためのアウトリガ１３ｂが設けられている。
ワイヤ３１の一端には重錘３３が設けられている。
【００３８】
電柱２を打撃する際には、重錘３３をＨ方向に回転させ、電柱２に衝突させることによって打撃を行う。
【００３９】
なお、測定の手順は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
このように、第３の実施形態によれば、電柱２の上端近辺を拘束部７を用いて拘束し、両端固定の状態で重錘３３を電柱２に衝突させることによって打撃振動試験を行う。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
次に、第４の実施形態について説明する。図１１は、第４の実施形態に係る測定システム３６の構成を示す図である。
【００４２】
第４の実施形態では、第３の実施形態同様、電柱２の打撃を重錘３３ａを用いて行うが、拘束と打撃を１台の高所作業車１１で行う。
【００４３】
図１１に示すように、測定システム３６では、高所作業車１１が用いられており、高所作業車１１は腕部９を有している。
高所作業車１１の腕部９にはワイヤ３１ａが設けられており、ワイヤ３１ａの先端には重錘３３ａが設けられている。
【００４４】
電柱２を打撃する際には、重錘３３ａをＩ方向に回転させ、電柱２に衝突させることによって打撃を行う。
【００４５】
なお、測定の手順は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
このように、第４の実施形態によれば、電柱２の上端近辺を拘束部７を用いて拘束し、両端固定の状態で重錘３３ａを電柱２に衝突させることによって打撃振動試験を行う。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４８】
例えば、各実施形態では固有振動数の抽出、健全度の判断等を測定用コンピュータ１９が行っているが、作業者２３が行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】測定システム１の構成を示す図
【図２】図１の拘束部７付近の斜視図
【図３】図２のＡ方向矢視図
【図４】健全度の判定方法の手順を示すフローチャート
【図５】電柱２への打撃を示す模式図
【図６】電柱２の振動モデル
【図７】フーリエスペクトルの１例
【図８】位相差スペクトルの１例
【図９】測定システム２８の構成を示す図
【図１０】測定システム３４の構成を示す図
【図１１】測定システム３６の構成を示す図
【符号の説明】
【００５０】
１…………測定システム
２…………電柱
３…………地面
５ａ………電線
７…………拘束部
９…………腕部
１１………高所作業車
１３………アウトリガ
１５………速度計
１７………ケーブル
１９………測定用コンピュータ
２１………ハンマ
２３………作業者
２４………ヒンジ
２５ａ……湾曲板
２８………測定システム
２９………重り
３１………ワイヤ
３３………重錘
３３ａ……重錘
３４………測定システム
３６………測定システム
【図１】
2006250682.tif 000003
【図２】
2006250682.tif 000004
【図３】
2006250682.tif 000005
【図４】
2006250682.tif 000006
【図５】
2006250682.tif 000007
【図６】
2006250682.tif 000008
【図７】
2006250682.tif 000009
【図８】
2006250682.tif 000010
【図９】
2006250682.tif 000011
【図１０】
2006250682.tif 000012
【図１１】
2006250682.tif 000013