(57)【要約】【課題】  検査対象の長尺状鋼材に交差して配置された、多数の非検査対象の長尺状鋼材からの磁気の影響を容易に低減でき、損傷部の有無を正確に検出することができる非破壊検査方法および非破壊検査方法を提供する。【解決手段】  長尺状の検査対象鋼材と、これに交差する複数本の長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定し、その磁束密度から、前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出し、得られた前記変化量または前記変化率を予め設けられた閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法であって、
前記磁石の磁化面を、該磁石の両磁極が前記検査対象鋼材の長手方向に沿うように前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、次いで該磁石を前記検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させることにより前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材に着磁した後、該磁石を撤去する着磁工程と、
前記磁気センサを前記コンクリート体の表面に近づけて配置した後、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁束密度測定工程と、
磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算工程と、
演算工程により得られた前記変化量または前記変化率を予め設けられた閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出工程とを備えたことを特徴とする非破壊検査方法。
【請求項２】
予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査方法。
【請求項３】
前記磁束密度測定工程により測定された磁束密度を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した場合に現われる局所的な凸形状部の頂点の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定して、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査方法。
【請求項４】
長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鉄筋の損傷部の有無を検出する非破壊検査装置であって、
両磁極が前記検査対象鉄筋の長手方向に沿うようにして、磁化面を前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、前記検査対象鉄筋の長手方向に沿って移動させることで、前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させる磁石と、
前記コンクリート体の表面に近づけて配置して、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記コンクリート体の表面上における前記検査対象鉄筋の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサにより測定された磁束密度から、予め設定された前記複数本の非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、各非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算手段と、
演算手段により得られた前記変化量または前記変化率を予め設定された閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出手段とを備えたことを特徴とする非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、橋、ビルまたはコンクリートポールなどの、鉄筋コンクリート構造物の体内に設けられている鉄筋等の長尺状鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法および非破壊検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンクリート体内に設けられた長尺状鋼材の破断部を検出する非破壊検査方法が知られている。
例えば、特許第３７３４８２２号公報（特許文献１）に記載された非破壊検査方法は、永久磁石を、コンクリートに埋設された検査対象の鉄筋等の長尺状鋼材の長手方向に沿って、コンクリートの表面上を移動させることにより長尺状鋼材を磁化させ、その後、コンクリートの表面から漏れる磁束密度を測定し、さらに得られた測定値の微分値を算出して長尺状鋼材の破断の有無を検出するものである。
【０００３】
しかしながら、一般的に、コンクリート体内には、位置や配置方向の異なる多数の長尺状鋼材が埋設されている。そのため、コンクリート体の外側において検査対象鋼材の磁気を磁気センサにより検出すると、検査対象鋼材以外の長尺状鋼材からの磁気も同時に検出される場合が多い。しかし、特許文献１に記載の非破壊検査方法にあっては、このような検査対象鋼材以外から発せられる磁気の影響を除去または低減する手段が設けられていないため、破断部の検出に正確性を欠くおそれがある。
【０００４】
また、特開２０１５−４２９７５号公報（特許文献２）には、磁石を長尺状の検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させて検査対象鋼材を磁化させる第１着磁工程と、その後コンクリート体表面上の磁束密度を測定する第１磁束密度測定工程と、第１着磁工程とは逆方向に磁石を移動させて前記検査対象鋼材を磁化させる第２着磁工程と、その後コンクリート体表面上の磁束密度を測定する第２磁束密度測定工程と、第１および第２磁束密度測定工程により測定された磁束密度の両方を足し合わせて両磁束密度の和を求め、非検査対象鋼材からの磁束密度を相殺除去する非検査物磁束除去工程と、非検査物磁束除去工程により得られた前記両磁束密度の和に基づいて検査対象鋼材の破断部の有無を検出する破断部検出工程を含む非破壊検査方法が記載されている。
【０００５】
そして、かかる非破壊検査方法によれば、検査対象の長尺状鋼に交差して配置された、多数の非検査対象の長尺状鋼材からの磁気の影響を低減でき、検査対象鋼材の破断部の有無を正確に検出することができるとされている。
しかしながら、かかる特許文献２に記載の非破壊検査方法は、２度の着磁工程と２度の磁束密度測定工程が必要であるため、検査対象鋼材の破断部の検出作業に手間と時間を要するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３４８２２号公報
【特許文献２】特開２０１５−４２９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、検査対象の長尺状鋼材に交差して配置された、多数の非検査対象の長尺状鋼材からの磁気の影響を容易に低減でき、検査対象鋼材が損傷部を有する場合に特徴的に現れる磁束密度の変化の性質を利用することで、損傷部の有無を極めて正確に検出することができる非破壊検査方法および非破壊検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は以下の手段により解決された。
【０００９】
〔１〕  長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査方法であって、前記磁石の磁化面を、該磁石の両磁極が前記検査対象鋼材の長手方向に沿うように前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、次いで該磁石を前記検査対象鋼材の長手方向に沿って移動させることにより前記検査対象鋼材および前記非検査対象鋼材に着磁した後、該磁石を撤去する着磁工程と、前記磁気センサを前記コンクリート体の表面に近づけて配置した後、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁束密度測定工程と、磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算工程と、演算工程により得られた前記変化量または前記変化率を予め設けられた閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出工程とを備えたことを特徴とする非破壊検査方法。
【００１０】
ここで、長尺状の鋼材とは、一般的な鉄筋コンクリート構造物に多用される鉄筋である断面形状が円形の丸鋼や表面に突起を設けた異形棒鋼に限らず、断面形状が矩形、その他の多角形の鋼材、Ｈ形鋼であってもよい。また、通水や通気等に使用する内部が空洞の鋼管であってもよく、さらに、プレストレスト・コンクリート工法に使用するＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線またはＰＣ鋼撚線といったＰＣ鋼材、あるいはこれらを内部に通して使用するシース管やシース管内のＰＣ鋼材であってもよい。
【００１１】
また、鋼材の損傷部とは、長尺状の鋼材が完全に破断している部位のほか、例えば、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼撚線のように多数の鋼線の束からなる鋼材の場合は、多数の鋼線の一部が破断している部位も含まれる。
【００１２】
前記〔１〕の発明の着磁工程において長尺状鋼材を磁化させる際に、磁石の磁化面をコンクリート体の表面に近づけて配置するには、磁石の磁化面をコンクリート体の表面付近の所定位置に一時的に近づければよく、必ずしも磁石の磁化面を直接コンクリート体の表面に当接させる必要はなく、静止させる必要もない。
【００１３】
ここで、磁石の磁化面とは、鉄筋に着磁する際にコンクリート体に最も近づける磁石の一面を指す。かかる磁化面は、磁石の両磁極を検査対象鋼材の長手方向に沿わせることができれば良く、その形状は単一の平面に限るものではない。
【００１４】
また、磁束密度測定工程において、磁気センサをコンクリート体の表面に近づけて配置するには、前記の磁石の場合と同様に、磁気センサをコンクリート体の表面付近の所定位置に一時的に近づければよく、直接コンクリート体の表面に当接させる必要はなく、静止させる必要もない。
【００１５】
但し、検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を求めるには、検査対象鋼材の損傷部の検査範囲と必要に応じてその周辺範囲まで磁束密度を測定する必要がある。
そのためには、１個または複数個の磁気センサを適宜に移動させつつ磁束密度を測定すればよく、例えば、磁気センサを、検査対象鋼材の長手方向に沿ってコンクリート体の表面付近を移動させながら磁束密度を測定することができる。あるいは、コンクリート体の表面に配置された磁気センサを、コンクリート体表面に近接させたまま、検査対象鋼材の長手方向と直交する方向に往復移動させつつ、少しずつ検査対象鋼材の長手方向にずらすことによって、検査対象鋼材の磁束密度を測定し、この測定結果から検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を算出することもできる。
【００１６】
また、例えば、多数個の磁気センサを直線状に連設した長尺状の磁気センサユニットを用いる場合には、この磁気センサユニットを、検査対象鋼材の長手方向に沿うようにコンクリート体の表面に近づけて配置するだけで、その後移動させることなく、検査対象鋼材の長手方向に沿った磁束密度を測定することができる。
【００１７】
〔２〕  予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査方法。
【００１８】
ここで、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報とは、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所の位置情報であって、予め、一般的なレーダー式または電磁誘導式などの鉄筋探査機で調査し、あるいは、検査している鉄筋コンクリート構造物の設計図面を調査して得られた位置情報である。
【００１９】
〔３〕  前記磁束密度測定工程により測定された磁束密度を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した場合に現われる局所的な凸形状部の頂点の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定して、前記演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うことを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査方法。
【００２０】
図３の曲線Ｓ１と図６の曲線Ｄ１は、前記磁束密度工程により測定された磁束密度の垂直方向成分を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した例であり、曲線Ｓ１と曲線Ｄ１のいずれにも、グラフの下方に向かって多数の局所的な凸形状部が現れている。かかる下向きの凸形状部の頂点（最下点）は、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所に現われることが解っている。そのため、かかる凸形状部の頂点（最下点）の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定することができる。
【００２１】
〔４〕  長尺状の検査対象鋼材と、該検査対象鋼材に交差する複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材とが埋設されたコンクリート体の外側から、磁石によって前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させ、その後磁気センサによって前記コンクリート体の外側の磁束密度を測定することで、前記検査対象鉄筋の損傷部の有無を検出する非破壊検査装置であって、両磁極が前記検査対象鉄筋の長手方向に沿うようにして、磁化面を前記コンクリート体の表面に近づけて配置し、前記検査対象鉄筋の長手方向に沿って移動させることで、前記検査対象鉄筋および前記非検査対象鋼材を磁化させる磁石と、前記コンクリート体の表面に近づけて配置して、適宜移動させることにより、または移動させることなく前記コンクリート体の表面上における前記検査対象鉄筋の長手方向に沿った磁束密度を測定する磁気センサと、前記磁気センサにより測定された磁束密度から、予め設定された前記複数本の非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、各非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、該抽出された磁束密度について前記検査対象鋼材の長手方向に沿った変化量または変化率を算出する演算手段と、
演算手段により得られた前記変化量または前記変化率を予め設定された閾値と比較することで前記検査対象鋼材の損傷部の有無を検出する損傷部検出手段とを備えたことを特徴とする非破壊検査装置。
【００２２】
ここで、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報とは、上述のとおり、コンクリート体の表面に対して垂直な方向から見て、複数本の略平行に配置された長尺状の非検査対象鋼材が、長尺状の検査対象鋼材と交差している各箇所の位置情報であって、予め、一般的な鉄筋探査機で調査したり、鉄筋コンクリート構造物の設計図面を調査したりして得られた位置情報である。
【発明の効果】
【００２３】
前記〔１〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、その演算工程において、磁束密度測定工程により測定された磁束密度から、複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出することにより、結果として、非検査対象鋼材が存在することで生ずる磁束密度の局所的な大きな変化部分を除くことができる。したがって、検査対象鋼材から生ずる磁束の磁束密度の変化状態を正確に判別することが可能になり、損傷部の有無の検出を高い精度で行うことができる。
【００２４】
また、前記〔２〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、予め調査して得られた非検査対象鋼材の位置情報に基づいて、演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うので、非検査対象鋼材が存在することで生ずる磁束密度の局所的な大きな変化部分を確実に除くことができる。
したがって、複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を、例えば、ＣＰＵによるデータ処理等によって自動的かつ確実に行うことができる。
【００２５】
また、前記〔３〕の発明にかかる非破壊検査方法によれば、磁束密度測定工程により測定された磁束密度を、横軸が検査対象鋼材の長手方向位置を示し縦軸が磁束密度を示すグラフに表した場合に現われる局所的な凸形状部の頂点の位置に非検査対象鋼材が存在すると推定して、演算工程における前記複数本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度の抽出を行うので、非検査対象鋼材の位置情報を別途に調査する必要がなく便宜である。
【００２６】
さらに、前記〔４〕の発明にかかる非破壊検査装置によれば、前記〔２〕の発明にかかる非破壊検査方法を、自動的かつ確実に実施することができ、極めて正確に損傷部の有無を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】破断部を含まない検査対象鉄筋と３本の交差鉄筋が埋設されたコンクリート体の表面上に磁石を配置した場合のＸ方向断面を示す説明図である。
【図２】破断部を含まない検査対象鉄筋と３本の交差鉄筋が埋設されたコンクリート体の表面上において、検査対象鉄筋の略真上位置に配置した磁石をＸ方向に移動させた場合のＸ方向断面を示す説明図である。
【図３】破断部を含まない検査対象鉄筋と７本の交差鉄筋が埋設されたコンクリート体の表面上における磁束密度の垂直成分の測定結果を示すグラフである。
【図４】破断部を含む検査対象鉄筋と３本の交差鉄筋が埋設されたコンクリート体の表面上において、主鉄筋の略真上位置に配置した磁石をＸ方向に移動させた場合のＸ方向断面を示す説明図である。
【図５】破断部を含む検査対象鉄筋が磁化された際の、磁力線およびコンクリート体表面上における磁束の状態を示す説明図である。
【図６】破断部を含む検査対象鉄筋と７本の交差鉄筋が埋設されたコンクリート体の表面上における磁束密度の垂直成分の測定結果を示すグラフである。
【図７】検査対象ＰＣ鋼材と非検査対象の多数の交差鉄筋が埋設されたコンクリート他の表面上における磁束密度の垂直成分の測定結果の一例を示すグラフである。
【図８】検査対象ＰＣ鋼材と非検査対象の多数の交差鉄筋が埋設されたコンクリート他の表面上における磁束密度の垂直成分の測定結果の他の例を示すグラフである。
【図９】図７における磁束密度の垂直成分の測定結果の近似値を示すグラフである。
【図１０】図８における磁束密度の垂直成分の測定結果の近似値を示すグラフである。
【図１１】図９における近似値の１区間（１９０mm）毎の変化量と閾値の例を示すグラフである。
【図１２】図１０における近似値の１区間（１９０mm）毎の変化量と閾値の例を示すグラフである。
【図１３】図９における近似値の２区間（３８０mm）毎の変化量と閾値の例を示すグラフである。
【図１４】図１０における近似値の２区間（３８０mm）毎の変化量と閾値の例を示すグラフである。
【図１５】図９における近似値の１区間（１９０mm）毎の変化率と閾値の例を示すグラフである。
【図１６】図１０における近似値の１区間（１９０mm）毎の変化率と閾値の例を示すグラフである。
【図１７】図１５における変化率の負値の積分値の例を示すグラフである。
【図１８】図１６における変化率の負値の積分値の例を示すグラフである。
【図１９】コ字形状の磁石の一例を示す斜視図である。
【図２０】非破壊検査装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本願発明にかかる非破壊検査方法および非破壊検査装置の実施形態を説明する。
【００２９】
Ａ：本発明の非破壊検査方法の原理
Ａ−ａ：検査対象鉄筋および交差鉄筋
図１および図２は、破断部がない検査対象鉄筋２が埋設されたコンクリート体１のＸ方向断面を示している。また、図３および図４は、破断部Ｈのある検査対象鉄筋２（２Ｎ、２Ｐ）が埋設されたコンクリート体１のＸ方向断面を示している。
これらの図において、コンクリート体１内には検査対象鉄筋２と、この検査対象鉄筋２に対して略直交するように交差して配置された非検査対象物である交差鉄筋３が埋設されている。
【００３０】
Ａ−ｂ：検査対象鉄筋に破断部がない場合
検査対象鉄筋２に破断部がない場合について説明する。
図１に示すように、磁石５を、その両磁極を検査対象鉄筋２の長手方向に沿わせ、Ｎ極が図左側にＳ極が図右側になるように、コンクリート体１の表面１Ａに磁石５の磁化面５Ａを近接させて配置すると、磁石５からの磁力線５１の影響で、検査対象鉄筋２はその図左側がＳ極に、図右側がＮ極に磁化されるため、検査対象鉄筋２の内部にはＸ方向を向いた磁束２Ａが生ずる。
また、図左側の交差鉄筋３Ｌの磁石５に近い部分は、磁力線５１の影響でＳ極に磁化されるため、コンクリート体表面１Ａ上にはＺ方向を向いた磁束３ＬＡが生じ、図右側の交差鉄筋３Ｒの磁石５に近い部分はＮ極に磁化されるため、コンクリート体１Ａ上には−Ｚ方向を向いた磁束３ＲＡが生ずる。
【００３１】
ここで、磁石５を配置する位置は、検査対象である検査対象鉄筋２を十分に磁化させるために、磁石５の磁化面５Ａと検査対象鉄筋２との離隔距離が最短となる位置が好ましく、図１のような例であれば、磁石５を、コンクリート体１の表面１Ａにおける検査対象鉄筋２の真上位置（すなわち、磁石５のＹ方向における位置と検査対象鉄筋２のＹ方向における位置とが同じ場合）に配置することが好ましい。
但し、磁石５と検査対象鉄筋２との距離が近過ぎると、検査の障害となる余分な磁気が生ずる場合があるため、そのような恐れがあれば、磁石５をコンクリート体表面１Ａから少し上方に離した位置に配置すればよい。
また、配置する磁石５の両磁極の向きは、本実施形態とは逆にＳ極を図左側としＮ極を図右側としてもよい。
【００３２】
本実施形態における磁石５は、Ｎｄ系のような希土類金属からなる直方体形状（長さ１００mm、幅１００mm、高さ６０mm）の永久磁石であるが、これに限られず、例えば永久磁石ではなく電磁石であってもよく、形状は直方体に限られず、コ字形またはＵ字形などであってもよい。また、磁石５は、そのまま剥き出しの状態でもよいが、コンクリート体の表面に近づけたまま移動させ易くするための機能を有するケース等に収容し、または複数の磁石を組み合わせるなど、ユニット化したものであってもよい。
【００３３】
次に、図２に示すように、コンクリート体表面１Ａ上における検査対象鉄筋２の略真上に配置した磁石５を、検査対象鉄筋２の長手方向に沿ったＸ方向側に移動させることにより着磁を行う。なお、図２は、コンクリート体１の、検査対象鉄筋２の長手方向であるＸ方向断面を示している。
このとき、検査対象鉄筋２は磁化されて、その内部にＸ方向の磁束２Ａが生ずる。また、交差鉄筋３のうち、磁石５が移動した軌道の真下に位置する部分は、その近傍を最後に通過した磁石５のＮ極の影響を受けてＳ極に磁化される。したがって、かかる交差鉄筋３のＳ極に磁化された部分（交差鉄筋３のうち検査対象鉄筋２の真上に位置する部分）の上方のコンクリート体表面１Ａ上には、磁束密度が比較的大きなＺ方向の磁束３Ａが生ずる。
【００３４】
なお、図２では本発明を理解し易くするために、磁束３Ａと交差鉄筋３とが重なり合うように表してあるが、正確には磁束３Ａは、例えば図１に示す磁束３ＬＡのように、コンクリート体表面１Ａ上に生ずるＺ方向の磁束である。
同様に、図４および図２０においても、交差鉄筋３と重なり合うように表された磁束３Ａは、正確には交差鉄筋３の上方のコンクリート体表面１Ａ上に生ずる磁束である。
なお、各磁束を表す矢印の向きは、各磁束の向きを示している。
【００３５】
ここで、磁石５を移動させる軌道は、必ずしも検査対象鉄筋２の直上である必要はない。また、「鉄筋の長手方向に沿う」との記載も同様に、必ずしも鉄筋の真上に沿うべきことを意味するものではない。しかし、検査対象物の検査対象鉄筋２を十分に磁化させるためには、磁石５と検査対象鉄筋２との離隔距離が最短となる移動軌道であることが望ましく、図２の例であれば、磁石５の磁化面５Ａをコンクリート体表面１Ａに近接させて、検査対象鉄筋２の真上をその長手方向に沿って移動させることが望ましい。
【００３６】
破断部がない検査対象鉄筋２と７本の交差鉄筋３が埋設されたコンクリート体１において、図２のように、検査対象鉄筋２の長手方向に沿ったコンクリート体表面１Ａ上において、Ｎ極を図左側にＳ極を図右側にした磁石５を、Ｘ方向に移動させて着磁を行って鉄筋２および交差鉄筋３を磁化させた場合に、磁気センサを用いてコンクリート体表面１Ａ上における検査対象鉄筋２の真上の長手方向に沿った磁束密度の垂直成分（Ｚ方向または−Ｚ方向の成分）を測定すると、図３の曲線Ｓ１が得られる。
かかる曲線Ｓ１は、着磁後における検査対象鉄筋２の真上の長手方向に沿ったコンクリート体表面１Ａ上における磁束密度の垂直成分のＸ方向位置に応じた変化を表している。
【００３７】
なお、図３のグラフの横軸は、コンクリート体表面１Ａ上におけるＸ方向の位置（単位：mm）を表しており、縦軸は、かかる位置における磁束密度の垂直成分（単位：μT）を表している。
【００３８】
図３のグラフ横軸の−７５０mm、−５００mm、−２５０mm、０mm、２５０mm、５００mm、７５０mmの各位置に、１本ずつ計７本の交差鉄筋３が埋設されているため、その各位置において、曲線Ｓ１には下向きの凸形状部の頂点（最下点）が現われている。
【００３９】
なお、この図３の例では、検査対象鉄筋２は直径１６mmの鉄筋（異形棒鋼）であり、コンクリートのかぶり厚は１００mmである。また、交差鉄筋３は、検査対象鉄筋２と略直交するように埋設された直径１３mmの鉄筋（異形棒鋼）であり、コンクリートのかぶり厚は６２mmである。また、コンクリートのかぶり厚とは、コンクリート体の表面から埋設された鉄筋の表面までの最短距離である。
【００４０】
次に、上記の方法によって測定された磁束密度から、前記７本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出する。つまり、−７５０mmと−５００mmの中間点である−６２５mm、−５００mmと−２５０mmの中間点である−３７５mm、−２５０と０mmの中間点である−１２５、０mmと２５０mmの中間点である１２５mm、２５０mmと５００mmの中間点である３７５mm、５００mmと７５０mmの中間点である６２５mmの各位置における磁束密度（垂直成分）を抽出する。
図３のグラフの曲線Ｓ２は、上記の各中間点における磁束密度（垂直成分）を直線で繋いだものである。かかる曲線Ｓ２は、曲線Ｓ１に比べて大きな凸形状部がなく、緩やかな右上がりの形状を示している。
【００４１】
Ａ−ｃ：主鉄筋に破断部がある場合
次に、検査対象鉄筋２に破断部がある場合について説明する。
図４は、検査対象鉄筋２に破断部Ｈがある場合のコンクリート体１のＸ方向断面を示している。
【００４２】
まず、図４のように、検査対象鉄筋２（２Ｎおよび２Ｐ）の長手方向に沿ったコンクリート体表面１Ａ上において、Ｎ極を図左側にＳ極を図右側にした磁石５を、検査対象鉄筋２Ｎの略真上位置に配置した後、Ｘ方向に移動させて着磁を行い、検査対象鉄筋２Ｎおよび２Ｐと、交差鉄筋３を磁化させる。すると、検査対象鉄筋２の破断部Ｈ以外の箇所は磁化されるが、破断部Ｈは磁化されず、破断部Ｈを原点位置として、Ｘ方向負側に位置する検査対象鉄筋２Ｎの内部には、Ｘ方向の磁束２ＡＮが発生し、Ｘ方向正側に位置する検査対象鉄筋２Ｐの内部には、同じくＸ方向の磁束２ＡＰが発生する。
また、交差鉄筋３のうち、磁石５が移動した軌道の真下に位置する部分は、その近傍を最後に通過した磁石５のＮ極の影響を受けてＳ極に磁化される。したがって、かかる交差鉄筋３のＳ極に磁化された部分（交差鉄筋３のうち検査対象鉄筋２の真上に位置する部分）の上方のコンクリート体表面１Ａ上には、Ｚ方向の磁束３Ａが生ずる。
【００４３】
なお、図４では本願発明を理解し易くするために、磁束３Ａと交差鉄筋３とが重なり合うように表してあるが、正確には磁束３Ａはコンクリート体表面１Ａ上に生ずるＺ方向の磁束である。
【００４４】
図５は、着磁後の検査対象鉄筋２Ｎ及び２Ｐから生じる磁力線の状態を示している。磁力線６１は検査対象鉄筋２Ｎから生じたものであり、磁力線６２は検査対象鉄筋２Ｐから生じたものである。
この場合、検査対象鉄筋２Ｎの左端上方のコンクリート体表面１Ａ上には、Ｚ方向の磁束６Ｎ１が生じる一方、検査対象鉄筋２Ｎの右端上方では、６Ｎ１とは逆向きの磁束６Ｎ２が生じる。また、検査対象鉄筋２Ｐの左端上方では、Ｚ方向の磁束６Ｐ１が生じる一方、検査対象鉄筋２Ｐの右端上方では、６Ｐ１とは逆向きの磁束６Ｐ２が生じる。
そのため、検査対象鉄筋２Ｎ上方におけるコンクリート体表面１Ａ上での磁束密度の垂直成分には、破断部Ｈから離れた、磁石５の移動範囲の端部付近では６Ｎ１のようなＺ方向の磁束の影響が強く現れ、破断部Ｈに近い位置では６Ｎ２のような−Ｚ方向の磁束の影響が強く現れる。同様に、検査対象鉄筋２Ｐ上方におけるコンクリート体表面１Ａ上での磁束密度の垂直成分は、破断部Ｈから離れた、磁石５の移動範囲の端部付近では６Ｐ２のような−Ｚ方向の磁束の影響が強く現れ、破断部Ｈに近い位置では６Ｐ１のようなＺ方向の磁束の影響が強く現れる。
【００４５】
したがって、検査対象鉄筋２Ｎおよび２Ｐを含む検査対象鉄筋２全体に沿ったコンクリート体表面１Ａ上での磁束密度の垂直成分を測定すると、図６のグラフに示すように、破断部Ｈの位置（グラフ横軸の０mm位置）の左右において、磁束密度の変化による上向きの凸形状部と下向きの凸形状部を有する曲線が得られる。また、これら２つの凸形状部を結ぶ線分の傾きは非常に急峻である。すなわち、破断部Ｈの位置付近では、上向きの凸形状部から下向きの凸形状部にかけて現れる略Ｓ字形の大きな磁束密度の変化が生じる。
このように、検査対象鉄筋２に破断部Ｈがあると、コンクリート体表面１Ａ上での磁束密度の垂直成分が急激に変化するため、この特徴的な急激変化を検出することにより、破断部Ｈの有無を判断することができる。
【００４６】
この図６の例は、グラフ横軸の０mm位置において検査対象鉄筋２に破断部Ｈがあること以外は図３の例と同条件である。すなわち、検査対象鉄筋２は直径１６mmの鉄筋（異形棒鋼）で、そのコンクリートのかぶり厚は１００mmであり、交差鉄筋３は直径１３mmの鉄筋（異形棒鋼）で、そのコンクリートのかぶり厚は６２mmである。また交差鉄筋３は、グラフ横軸の−７５０mm、−５００mm、−２５０mm、０mm、２５０mm、５００mm、７５０mmの各位置に、１本ずつ計７本が検査対象鉄筋２と略直交するように埋設されている。
【００４７】
図６の曲線Ｄ１は、図４のように、検査対象鉄筋２（２Ｎおよび２Ｐ）の略真上の長手方向に沿ったコンクリート体表面１Ａ上において、Ｎ極を図左側にＳ極を図右側にした磁石５を、Ｘ方向に移動させて検査対象鉄筋２および交差鉄筋３を磁化させた場合の、コンクリート体表面１Ａ上における検査対象鉄筋２の真上の長手方向に沿った磁束密度（垂直成分）を示している。
【００４８】
次に、検査対象鉄筋２の真上の長手方向に沿った磁束密度（垂直成分）から、前記７本の非検査対象鋼材のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出する。つまり、−７５０mmと−５００mmの中間点である−６２５mm、−５００mmと−２５０mmの中間点である−３７５mm、−２５０と０mmの中間点である−１２５、０mmと２５０mmの中間点である１２５mm、２５０mmと５００mmの中間点である３７５mm、５００mmと７５０mmの中間点である６２５mmの各位置における磁束密度（垂直成分）を抽出する。
【００４９】
図６のグラフの曲線Ｄ２は、上記の各中間点における磁束密度（垂直成分）を直線で繋いだものである。かかる曲線Ｄ２は、曲線Ｄ１に比べて局所的な凸形状部は少なくなり、グラフ横軸の０mm位置から少し負側に大きな上向きの凸形状部が１つ存在し、横軸の０mm位置から少し正側に大きな下向きの凸形状部が存在するだけである。
このことから、曲線Ｄ２の上向きの凸形状部と下向きの凸形状部およびこれらを結ぶ急峻な線分は、検査対象鉄筋２に破断部Ｈがあることが原因で現われたものであることが分かる。
【００５０】
Ｂ：本発明の非破壊検査方法の実施形態
本発明の非破壊検査方法によって、コンクリート体内の長尺状の非検査対象鋼材の奥側に配置された長尺状鋼材であるＰＣ鋼材を検査対象として、調査を行った結果を図７及び図８に示す。
着磁は、磁石ユニットのＳ極を図７及び図８のグラフの右側に向けて０〜４６００mmの範囲で、整磁を含めて実施した。磁束密度のコンクリート体表面に垂直な成分の測定結果が図７及び図８のグラフの曲線である。また、別途に調査した非検査対象鋼材の位置を、図７及び図８のグラフに多数の縦線として示す。非検査対象鋼材の位置の調査は、一般的な市販の鉄筋探査器（レーダー式や電磁誘導式など）で容易に行うことができる。非検査対象鋼材の位置の調査は、概ね正確な位置がわかれば、設計図面からの情報でもよい。
【００５１】
ここで、「ＰＣ鋼材」は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼撚線があり、単数や複数が束になって配置されているものがある。シース（鋼製やポリエチレン製）内に配置されているもの（ポストテンション）もある。また、検査対象鋼材の損傷は、完全な破断のみならず、素線切れや腐食等による著しい断面欠損も含むものとする。
【００５２】
図７及び図８において、磁束密度の測定結果には、検査対象鋼材による成分のほかに、表面側で対象鋼材を跨ぐ長尺状の非検査対象鋼材（以下、交差鉄筋という。）の影響成分も含まれている。前者は検査対象鋼材に損傷がなければ、グラフの曲線は、右上がりの滑らかな分布になり、損傷があればその損傷箇所付近で右下がりの分布を示す。後者は非検査対象鋼材と検査対象鋼材とが交差する位置で凸形状（上に凸、あるいは下に凸）の分布を示す。
本発明は、磁束密度の測定結果から、検査対象鋼材の損傷検査の支障となる交差鉄筋の影響成分を除いてデータ処理、判定する手法である。
【００５３】
（１）交差鉄筋の影響成分を除くデータ処理
交差鉄筋が存在する位置で、凸形状の分布を示すこと、さらに、磁束密度は距離に伴い減衰することから、測定の結果得られた磁束密度分布から、別途に調査した交差鉄筋の位置の中間点のみを抽出し、近似値とする（図９及び図１０のグラフの曲線上の黒丸とそれを結んだ線）。かかる中間点は、厳密な中間点でなくてもよく、機械的（自動的）に算出した位置でなくて、グラフの目測から求めた概ね中間的な位置であってもよい。また、磁束密度の測定結果から、明らかなノイズや局所的な変化（数十mmの範囲内の変化）を除いた後、中間点及びその値を抽出することが望ましい。機械的（自動的）に抽出する方法としては、例えば１０mmの範囲内に１０μＴの変化がある箇所を除き、最も中間点に近い測定結果とする。
【００５４】
（２）データ処理、判定手法１
磁束密度分布の近似値から、１４０〜４００mm程度の範囲に対する変化量を算出する。例えば、図９及び図１０の例では、交差鉄筋位置のピッチ（間隔）が平均１９０mmであったため、その１区間（１９０mm）毎および２区間（３８０mm）毎の変化量を算出する（図１１及び図１２、図１３及び図１４）。
【００５５】
ＰＣ鋼材の素線切れの実験結果では、切れた素線の破断の幅が１〜３００mmの場合に検査対象鋼材の損傷を示す右下がりの分布の範囲は、約１４０〜４００mmの範囲であった。ここで、変化量は右位置の値から左位置の値を引いたものであるから、検査対象鋼材の損傷を示す右下がりの分布であれば、変化量は負の値を示す。
図１１及び図１２、図１３及び図４に共通の閾値を設け、この閾値以下の場合に、素線切れを疑うものである。
損傷部検出の判断基準の例としては、検査対象のＰＣ鋼材のかぶりが１５０mmの場合に、−４０μＴ以下で「素線切れの疑いを否定できない」、−８０μＴ以下で「素線切れの可能性あり」、−１６０μＴ以下で「破断の可能性あり」とすることができる。
【００５６】
（３）データ処理、判定手法２、３
同様に、変化率を算出する方法（図１５及び図１６）、変化率の負値の積分値を算出する方法（図１７及び図１８）、又は、それらの閾値を設けて判定基準とする方法を採用することができる。なお、積分値は、簡易計算で算出できる近似積分値でもよい。
【００５７】
Ｃ：非破壊検査装置
図２０は、本願発明の非破壊検査装置の概略構成図である。
非破壊検査装置は、その本体２０とは別体の磁石であって、両磁極を検査対象鉄筋２の長手方向に沿わせて、磁化面５Ａをコンクリート体表面１Ａに近づけて配置し、検査対象鉄筋２の長手方向に沿って移動させることで検査対象鉄筋２などを磁化させる磁石５（図２および図４参照）を備える。
【００５８】
非破壊検査装置（本体）２０は、磁気検出部２１０を備え、この磁気検出部２１０には、コンクリート体表面１Ａ上の磁束密度の垂直成分を測定する磁気センサ２１１が設けられている。磁気センサ２１１は、高感度のＭＩセンサ、フラックスゲート型センサ、ホール素子または超伝導量子干渉素子等を好適に使用することができる。
また、磁気検出部２１０に距離センサ２１２を組み込むことで、磁気検出部２１０の移動距離を測定することができるため、磁気検出部２１０の位置と、その位置における磁束密度を算出することができる。
なお、本願発明に係る非破壊検査装置（本体）２０が、高精度の位置決め機構を有する場合には、距離センサ２１２を備えなくても、磁気検出部２１０の位置およびその位置における磁束密度を検出することができる。
【００５９】
また、非破壊検査装置（本体）２０は、磁気センサ２１１によって測定された磁束密度の垂直成分から、予め設定された複数本の交差鉄筋３（非検査対象鋼材）の位置情報に基づいて、各交差鉄筋３のそれぞれ隣り合うもの同士の略中間点における磁束密度を抽出し、抽出された磁束密度について検査対象鉄筋２の長手方向に沿った変化量又は変化率を算出する演算部２２０（前記発明〔４〕の演算手段に該当する。）を備える。
【００６０】
さらに、非破壊検査装置（本体）２０は、演算部２２０により得られた磁束密度の変化量又は変化率を予め設定された閾値と比較することで検査対象鉄筋２の損傷部の有無を検出する破断判定部２３０（前記発明〔４〕の損傷部検出手段に該当する。）を備える。
また、非破壊検査装置（本体）２０は、損傷部検出の際に用いられる各種データの保持および読み書きが行われるメモリ２５０を備えることが好ましい。
【００６１】
さらに、表示部２４０は、演算部２２０によって生成された各種のグラフやデータを表示するものである。
なお、上述の非破壊検査装置の実施形態は、磁束密度の垂直成分を算出するものであるが、磁束密度の他の方向成分、例えば水平成分を算出するものであってもよい。
また、本願発明は、上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本願発明の非破壊検査方法および非破壊検査装置は、橋、ビルまたはコンクリートポールなどの、コンクリート体内に設けられている長尺状鋼材の損傷部の有無を検出する非破壊検査に利用できるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１            コンクリート体
１Ａ          コンクリート体表面
２            主鉄筋
２Ａ          磁化された主鉄筋の内部に生じる磁束
３            交差鉄筋
３Ａ          磁化された交差鉄筋から生じる磁束
４Ａ          磁石の移動軌道
５            磁石
５Ａ          磁化面
２０          非破壊検査装置（本体）
２１０        磁気検出部
２１１        磁気センサ
２２０        演算部（演算手段）
２３０        破断判定部（破断判定手段）
２４０        表示部
２５０        メモリ
Ｃ            両磁極中心線
Ｈ            破断部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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