(57)【要約】【課題】伸縮装置の検査を比較的短い時間で実行できる伸縮装置の検査方法を提供する。【解決手段】  検査対象の橋梁が備える複数の伸縮装置を、第１検査員で構成された第１検査チームが行う１次検査工程５０と、第２検査員で構成された第２検査チームが行う２次検査工程６０によって測定する。１次検査工程５０では、フィンガープレートの基部と櫛歯部の境界を含む所定範囲を検査領域に定め、この検査領域の腐食部を第１の超音波探傷により検出する腐食計測５１と、検出された腐食部におけるき裂の有無を第２の超音波探傷により特定するき裂概略計測５２とを行う。１次検査工程５０でき裂が発見された伸縮装置についてのみ２次検査工程６０を行う。２次検査工程６０では、第３の超音波探傷によるき裂詳細計測により、き裂の位置と大きさを検出する。【選択図】図６
2019035676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の遊間に配置され、橋軸直角方向に延在する基部と、この基部に連なって橋軸方向に延在する櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを備えた伸縮装置の検査方法であって、
上記フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定する検査領域設定ステップと、
上記検査領域に、上記フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷により、上記フィンガープレートの腐食を検出する腐食検出ステップと
を備えることを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第１の超音波探傷は、上記検査領域の橋軸方向に対応する長さに超音波の送受信素子が配列されたリニアアレイ探触子を設置し、このリニアアレイ探触子を橋軸直角方向に連続的に移動させて行うことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の伸縮装置の検査方法において、
第１検査員により、上記検査領域設定ステップと、上記腐食検出ステップと、この腐食検出ステップで腐食が検出された箇所について第２の超音波探傷を行ってき裂を検出するき裂検出ステップとを、複数の伸縮装置について順次行う１次検査工程と、
上記１次検査工程で上記フィンガープレートのき裂が検出された伸縮装置について、第２検査員により、上記き裂の詳細を第３の超音波探傷により計測する２次検査工程と
を備えることを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項４】
請求項３に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第２の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づくことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項５】
請求項３に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第３の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づくことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項６】
請求項１に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第３の超音波探傷は、フェイズドアレイ型探触子を用いて行うことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項７】
請求項１に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記伸縮装置は、上記フィンガープレートの下側に配置され、上記遊間に位置する樋本体と、この樋本体の両端から外側へ延在して床版とフィンガープレートとの間に挟持される板状の取付部とを有する樋を備え、
上記検査領域設定ステップで設定される検査領域は、上記フィンガープレートと、上記樋の取付部との接触部分に設定されていることを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の遊間に設置された伸縮装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、橋梁の床版と床版との間や、床版と橋台との間に形成される遊間には、橋梁の温度伸縮等の変位を吸収することを目的として伸縮装置が設置されている。このような伸縮装置としては、遊間に対向する床版又は橋台の端部に夫々固定され、表面が舗装の表面と連続して配置された鋼製のフェイスプレートを備えたものがある。このフェイスプレートには、床版又は橋台に固定される板状の基部と、基部から遊間上に延在する複数の櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを用いて構成されるフィンガープレート方式が多く採用されている。遊間の両側に配置された上記フィンガープレートは、互いの櫛歯部が交互に噛み合って、舗装の表面に連なる路面を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の伸縮装置では、最近、重交通の繰り返し載荷や、経年劣化に伴うフィンガープレートの櫛歯部の破断が報告されている。破断により櫛歯部が基部から離脱すると、路面を走行する車両によって櫛歯部が跳ね上げられて車両を破損する事故や、二輪車の転倒事故等を発生させる恐れがある。このような事故を防止するため、フィンガープレートの破断の兆候である櫛歯部のき裂を発見することを目的として、伸縮装置の検査が行われている。また、伸縮装置の多くは、冬季の路面凍結防止剤の散布や、水が隙間に滞水するような厳しい腐食環境にあるため、腐食状態の調査を目的とした検査も同時に行われている。
【０００４】
従来の伸縮装置の検査方法としては、現地でフィンガープレートの表面から非破壊で検査を行うために、超音波探傷を採用したものがある。図８は、従来の伸縮装置の検査方法を示すフロー図である。従来の伸縮装置の検査方法では、検査対象の橋梁が備える複数の伸縮装置について、フィンガープレートの腐食とき裂を独立して検出している。すなわち、各伸縮装置について、腐食の検出を目的とする腐食計測１０１と、き裂の有無の検出を目的とするき裂概略計測１０２と、き裂の位置及び深さ等の詳細の特定を目的とするき裂詳細計測１０３とを行っている。
【０００５】
図９は、従来の腐食計測１０１を行う様子を示した平面図である。図９に示すように、腐食計測１０１は、フィンガープレート１０６の櫛歯部１０８を、櫛歯部１０８の幅に対応する長さのリニアアレイ探触子１８０を用いて行う。まず、リニアアレイ探触子１８０を、このリニアアレイ探触子１８０の長手方向を櫛歯部１０８の幅方向に向けて、フィンガープレート１０６の基部１０７と櫛歯部１０８との境界部分に配置する。続いて、矢印１８１で示すように、櫛歯部１０８の長さ方向にリニアアレイ探触子１８０を走査し、フェイズドアレイ法によるリニアスキャンを行い、櫛歯部の断面形状を計測する。櫛歯部の断面形状は、櫛歯部の路面とは反対側に位置する下側面の形状を、櫛歯部の長さ方向位置と、幅方向位置と、表面の高さとで構成される３次元データによって表される。上記リニアアレイ探触子１８０で走査を行う計測領域１７０は、櫛歯部１０８の幅Ｅ１１と、櫛歯部１０８の長さと略同じ長さＥ１２を有する。１つの櫛歯部１０８について計測領域１７０の計測が終わると、矢印１８２で示すようにリニアアレイ探触子１８０を隣の櫛歯部１０８に移動させて、当該隣の櫛歯部１０８の計測領域１７０の計測を行う。このように、矢印１８１で示す計測を行う移動と、矢印１８２で示す測定を行わない移動とを交互に繰り返して、検査対象の全ての櫛歯部１０８の計測を断続的に行う。
【０００６】
この後、き裂概略計測１０２では、単一ビームによる斜角探傷を行う。き裂概略計測１０２によりき裂の存在が疑われる櫛歯部について、き裂詳細計測１０３を行う。き裂詳細計測１０３は、アレイ探触子を櫛歯部の複数の箇所に配置し、夫々の配置箇所でセクタースキャンを行い、フェイズドアレイ斜角探傷によりき裂の位置と寸法を特定する。
【０００７】
従来の伸縮装置の検査方法では、複数の検査員からなる検査チームが、第１の伸縮装置へ移動し、上記腐食計測１０１とき裂概略計測１０２とき裂詳細計測１０３とで構成される計測工程１００を行う。この第１の伸縮装置に関する計測工程１００が完了すると、検査チームが第２の伸縮装置へ移動し、上記腐食計測１０１とき裂概略計測１０２とき裂詳細計測１０３とで構成される計測工程１００を行う。このような検査チームの移動と計測工程１００の実行を、全ての伸縮装置について行い、最後の伸縮装置に関する計測工程１００の実行が完了すると、検査対象の橋梁に関する伸縮装置の検査が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１６３１０４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、上記従来の伸縮装置の検査方法は、腐食計測１０１において、フィンガープレートの検査対象の櫛歯部の大部分を、１本ずつ計測しているので、計測作業に時間と手間がかかる問題がある。また、フィンガープレートの検査対象の櫛歯部の大部分について、３次元データでされる断面形状を計測するので、計測により取得されるデータが膨大になり、計測データの取り扱いと分析に手間と時間がかかる問題がある。フィンガープレートのき裂は、櫛歯部の破断に至る前に迅速に橋梁の管理者に報告し、補修等の対処が行われる必要があるが、計測データの分析に時間がかかると、橋梁の管理者への報告の遅れが生じ、補修の遅れや破断の発生につながる恐れがある。
【００１０】
また、き裂概略計測１０２において、斜角探傷によりき裂を発見するためには、検査員が反射波の強度の変化を観察してき裂の有無を判断するが、フィンガープレートには腐食部が存在するため、腐食部の反射波とき裂の反射波とが混在して表示される。この腐食部の反射波とき裂の反射波とを識別する作業は、検査員の技能に基づくものであるため、時間と手間がかかる問題がある。また、斜角探傷の計測結果は、反射波の振幅の時系列変化を示す情報として表されるため、このような計測結果に基づいて、計測を行った検査員以外の者にき裂の位置や大きさ等の情報を伝達することが困難である。したがって、き裂概略計測１０２を行った検査員が連続してき裂詳細計測１０３を行う必要があり、き裂に関する計測に時間と手間がかかる問題がある。
【００１１】
また、上記従来の伸縮装置の検査方法は、検査対象の全ての伸縮装置について、腐食計測１０１とき裂概略計測１０２とき裂詳細計測１０３とで構成される計測工程１００を順次行うので、検査対象の全ての伸縮装置の検査を行うために、長時間を要する問題がある。伸縮装置は、橋梁の路面を横断して設置されているため、検査のために長時間の路面規制が必要となり、その結果、道路の交通状況に与える影響が大きくなる問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、伸縮装置の検査を比較的短い時間で実行できる伸縮装置の検査方法を提供することにある。また、検査で得られる計測データを少なくできる伸縮装置の検査方法を提供することにある。また、検査で得られる計測データに関し、き裂が認識し易く、検査結果の報告や伝達を容易に行うことができる伸縮装置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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の伸縮装置の検査方法は、橋梁の遊間に配置され、橋軸直角方向に延在する基部と、この基部に連なって橋軸方向に延在する櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを備えた伸縮装置の検査方法であって、
上記フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定する検査領域設定ステップと、
上記検査領域に、上記フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷により、上記フィンガープレートの腐食を検出する腐食検出ステップと
を備えることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、検査領域設定ステップにより、フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域が検査領域に設定される。本発明者の研究によれば、フィンガープレートの櫛歯部の破断は、フィンガープレートの下側面と、このフィンガープレートの下側に接する部材との隙間に生じる腐食が原因の一つであることを発見した。詳しくは、フィンガープレートの下側面と、このフィンガープレートの下側に接する部材との隙間に生じる腐食が拡大し、これにより生じる腐食ピットに疲労き裂が発生し、このき裂が表面側に進展した後に脆性破壊が生じて、櫛歯部の破断に至ることが明らかになった。このように進展するき裂は、特に、フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分に生じる可能性が高いことが明らかになった。そして、フィンガープレートの腐食箇所を特定することにより、き裂が発生している可能性が高い箇所を特定できることが明らかになった。これらの知見に基づき、本発明を成すに至ったものである。本発明によれば、フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定し、この検査領域について、腐食検出ステップにより、フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷を行って、フィンガープレートの腐食を先ず検出する。上記検査領域は、フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分に関して、この境界部分よりも基部側の部分と、上記境界部分よりも櫛歯部側の部分との両方を含み、かつ、基部及び櫛歯部の橋軸方向の寸法よりは小さい寸法の領域である。第１の超音波探傷は、上記検査領域に対して行うので、全ての櫛歯部の超音波探傷を行う従来の検査方法よりも、検査にかかる時間と手間を削減できると共に、検査により取得されるデータの量を小さくできる。
【００１５】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、上記第１の超音波探傷は、上記検査領域の橋軸方向に対応する長さに超音波の送受信素子が配列されたリニアアレイ探触子を設置し、このリニアアレイ探触子を橋軸直角方向に連続的に移動させて行う。
【００１６】
上記実施形態によれば、検査領域の橋軸方向に対応する長さに超音波の送受信素子が配列されたリニアアレイ探触子を用いて、このリニアアレイ探触子を橋軸直角方向に連続的に移動させて、調査領域の超音波探傷を行う。したがって、複数の櫛歯部の計測を連続して行うことができるので、櫛歯部の長さ方向に移動させて個別に断続的に計測を行う従来の検査方法よりも、作業効率を効果的に向上でき、検査にかかる時間を効果的に短縮できる。また、検査領域の計測結果を連続的に取得した場合、検査対象の全ての櫛歯部について連続した計測データが得られるので、各櫛歯部の計測データを断続的に取得する従来の検査方法よりも計測データの編集が容易になる。したがって、検査結果の報告を行うための報告書を作成する手間を少なくでき、橋梁の管理者等への報告を迅速に行うことができる。ここで、リニアアレイ探触子を用いた検査領域の検査は、連続して計測を行って３次元データを取得してもよく、あるいは、櫛歯部の幅方向の複数箇所で、櫛歯部の長さ方向の断面の計測を行い、各箇所における断面の２次元データを取得してもよい。なお、櫛歯部の幅方向は橋軸直角方向と一致し、櫛歯部の長さ方向は橋軸方向と一致する。
【００１７】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、第１検査員により、上記検査領域設定ステップと、上記腐食検出ステップと、この腐食検出ステップで腐食が検出された箇所について第２の超音波探傷を行ってき裂を検出するき裂検出ステップとを、複数の伸縮装置について順次行う１次検査工程と、
上記１次検査工程で上記フィンガープレートのき裂が検出された伸縮装置について、第２検査員により、上記き裂の詳細を第３の超音波探傷により計測する２次検査工程と
を備える。
【００１８】
上記実施形態によれば、１次検査工程において、第１検査員により、検査領域設定ステップと、腐食検出ステップと、き裂検出ステップとを複数の伸縮装置について順次行う。上記き裂検出ステップでは、上記腐食検出ステップで腐食が検出された箇所について第２の超音波探傷を行ってき裂を検出する。続いて、上記１次検査工程で上記フィンガープレートのき裂が検出された伸縮装置について、第２検査員により、上記き裂の詳細を第３の超音波探傷により計測する２次検査工程を行う。このように、フィンガープレートの腐食とき裂を検出する１次検査工程と、き裂の詳細を計測する２次検査工程とを分け、１次検査工程は第１検査員が行う一方、２次検査工程は第２検査員が行う。したがって、１次検査工程を、き裂の有無や程度に影響を受けることなく、複数の伸縮装置について順次進めることができる。また、２次検査工程を実行する回数は、１次検査工程を行う伸縮装置の数以下であるので、２次検査工程が全体の検査時間を長期化することが無い。したがって、腐食の計測とき裂の計測とを検査対象の全ての伸縮装置について行う従来よりも、検査対象の全ての伸縮装置の検査にかかる時間を効果的に短縮できる。なお、第１検査員及び第２検査員は、単数又は複数のいずれでもよい。
【００１９】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、上記第２の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づく。
【００２０】
上記実施形態によれば、第２の超音波探傷は、フィンガープレートからの超音波受信号に開口合成法の処理を行って得た断層映像に基づくので、比較的少ない手間により高精度にき裂の有無を判断することができる。
【００２１】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、上記第３の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づく。
【００２２】
上記実施形態によれば、第３の超音波探傷は、フィンガープレートからの超音波受信号に開口合成法の処理を行って得た断層映像に基づくので、比較的少ない手間により高精度にき裂の位置及び大きさを検出することができる。
【００２３】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、上記第３の超音波探傷は、フェイズドアレイ型探触子を用いて行う。
【００２４】
上記実施形態によれば、第３の超音波探傷は、第１検査員が行う１次検査工程の第１及び第２の超音波探傷と分離して第２検査員によって行うので、比較的手間と時間がかかるフェイズドアレイ型探触子による超音波探傷を行っても、全体の検査時間の長期化を防止できる。
【００２５】
一実施形態の伸縮装置の検査方法は、上記伸縮装置は、上記フィンガープレートの下側に配置され、上記遊間に位置する樋本体と、この樋本体の両端から外側へ延在して床版とフィンガープレートとの間に挟持される板状の取付部とを有する樋を備え、
上記検査領域設定ステップで設定される検査領域は、上記フィンガープレートと、上記樋の取付部との接触部分に設定されている。
【００２６】
上記実施形態によれば、伸縮装置は、樋本体と取付部とを有する樋を備え、この樋はフィンガープレートの下側に配置されている。フィンガープレートと樋の取付部との接触部分には、路面からの水や凍結防止剤等が溜まり、フィンガープレートの腐食が進行し易い。このようなフィンガープレートと樋の取付部との接触部分を検査領域に設定することにより、フィンガープレートの腐食とき裂を、効率的に検出することができる。なお、樋とは、路面から流入した水を誘導して排水するもの以外に、弾性を有する充填材やバックアップ材等が樋本体内に設けられた非排水のものも該当する。充填材等が樋本体内に設けられた樋を有する伸縮装置は、橋面排水を行う箇所に用いられる。また、樋は、ステンレス鋼やゴム等の種々の材料で形成されたものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の検査方法が適用される伸縮装置が設置された橋梁を模式的に示す図である。
【図２Ａ】伸縮装置のフィンガープレートに生じる破断部分を模式的に示す平面図である。
【図２Ｂ】伸縮装置のフィンガープレートに生じる破断部分を模式的に示す断面図である。
【図３】伸縮装置の腐食が生じる部分を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】伸縮装置のフィンガープレートのき裂が発生した位置の模式断面図である。
【図４Ｂ】伸縮装置のフィンガープレートの実際に破断した破断面を示す模式断面図である。
【図５】伸縮装置のフィンガープレートの破断が生じた位置を説明する図である。
【図６】実施形態の伸縮装置の検査方法を示すフロー図である。
【図７】フィンガープレートに検査領域を設定して腐食計測を行う様子を示す平面図である。
【図８】従来の伸縮装置の検査方法を示すフロー図である。
【図９】従来の伸縮装置のフィンガープレートの腐食計測を行う様子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態の検査方法が適用される伸縮装置を模式的に示す断面図である。この伸縮装置１は、橋梁の隣接する桁２，２の間に形成される遊間の上部に配置されている。各々の桁２は、固定支承３と可動支承４で支持され、これにより、温度変化や荷重の作用状況の変化に応じて各桁２，２の間に生じる変位を、伸縮装置１で吸収するように形成されている。
【００３０】
この伸縮装置１は、桁２によって支持された床版の端部に固定されたフィンガープレート６を有する。フィンガープレート６は、図２Ａの平面図及び図２Ｂの断面図に示すように、床版の幅方向である橋軸直角方向に延在して床版に固定される板状の基部７と、この基部７の一辺から橋軸方向に櫛状に延在する複数の櫛歯部８，８，８，・・・を有する。フィンガープレート６は、低炭素鋼で形成されている。このフィンガープレート６の表面は、車両の走行する路面になっており、車両の車輪が走行して荷重を受ける部分の櫛歯部８Ａに、破断が多く発生する。
【００３１】
図３は、伸縮装置１と、伸縮装置１が設置された床版の端部の周辺を示す断面図である。伸縮装置１は、遊間Ｇを隔てて相対する２つの床版１０の端部の上側面に、表面が舗装１３の表面と連なるようにフィンガープレート６が夫々固定されている。これらのフィンガープレート６の櫛歯部８が歯合して、表面に路面を形成している。フィンガープレート６の下側には、樋１１が設置されている。この樋１１は、遊間Ｇ内を橋軸直角方向に延びるＵ字状の樋本体１１ａと、樋本体１１ａの両端縁から水平方向に延びる２つの板状の取付部１１ｂ，１１ｂを有する。この樋の取付部１１ｂが、床版１０の表面とフィンガープレート６の下側面の間に挟持されている。樋１１は、ステンレス鋼で形成されている。樋本体１１ａの内側には、軟質バックアップ材２１と、硬質バックアップ材２２と、充填材２３が配置されている。この伸縮装置１は、樋１１が排水機能を有しない非排水型の伸縮装置であり、橋面排水を行う箇所に用いられるものである。
【００３２】
このような構成の伸縮装置１は、路面に降った雨や、路面に散布された凍結防止剤や融雪剤等により、フィンガープレート６に腐食が生じる。この腐食は、特に、フィンガープレート６の下側面であって、樋の取付部１１ｂの上側面に接する部分に多く発生することが判明した。図３に、フィンガープレート６の下側面に発生する腐食部１５を模式的に示している。このフィンガープレート６の下側面と樋の取付部１１ｂの間には隙間が形成されており、この隙間に、凍結防止剤等を含んだ水が浸入して滞留することにより、フィンガープレート６の腐食が進行すると考えられる。
【００３３】
図４Ａは、設置から数年が経過し、破断が発生していないフィンガープレート６について、櫛歯部８の基部７との境界部分の近傍を人工的に破断した様子を示す図である。図４Ｂは、破断が発生したフィンガープレート６の櫛歯部８の破断面を示す図である。図４Ａに示すように、経年により櫛歯部８の下側面に腐食部１５が生じ、この腐食部１５からき裂が進展してき裂進展部１６が形成されている。き裂進展部１６と上側面との間の部分は、人工的に破断させて形成した人工的な破断面１７である。一方、破断した櫛歯部８の破断面は、図４Ｂに示すように、下側面の腐食部１５から伸展したき裂進展部１６の面積が大きくなり、このき裂の先端から脆性破壊が生じて脆性破壊面１８が形成されている。以上より、フィンガープレート６の下側面にある程度の腐食が進行すると、車両による繰り返し荷重によって疲労き裂が進展し、き裂がある程度進行した後に、脆性破壊によって破断に至ることが分かる。
【００３４】
図５は、フィンガープレート６に実際にき裂が発生した位置を特定するための標準図である。図５の標準図は、平面図及び断面図で表されている。本発明者は、実際に橋梁に設置されてき裂が生じた１１個の伸縮装置１の例について、き裂が生じた位置を、基部７と櫛歯部８との境界からの距離を測定して調査を行った。き裂が生じたフィンガープレート６は、寸法が夫々異なるため、基部７と櫛歯部８との境界から、フィンガープレート６の下側面に接する他の部品である樋１１の縁端までの距離をＤとし、基部７と櫛歯部８との境界を原点として、き裂が生じた位置をＤの百分率によって表した。き裂が生じた位置は、図５に示すように、櫛歯部８の突出する方向を正とした。表１は、１１個の伸縮装置１のフィンガープレート６について、き裂位置をＤの百分率によって示したものである。
【表１】
2019035676.tif 000003
【００３５】
表１から分かるように、フィンガープレート６の下側面と、このフィンガープレート６の下側に接する部材である樋１１との接触距離であって、フィンガープレート６の基部７と櫛歯部８の境界から樋１１の縁端までの距離Ｄの−４．９％から１０３．７％の範囲に、き裂が生じている。したがって、フィンガープレート６の基部７と櫛歯部８の境界から樋１１の縁端までの距離Ｄの−５．０％以上１０５％以下の範囲を、腐食及びき裂の検査領域に設定すれば、フィンガープレート６に生じる腐食と強い相関があるき裂を、高い精度で検出することができるといえる。
【００３６】
図６は、本発明の実施形態の伸縮装置の検査方法を示すフロー図である。実施形態の伸縮装置の検査方法では、検査対象の橋梁が備える複数の伸縮装置１を、第１検査員で構成された第１検査チームが行う１次検査工程５０と、第２検査員で構成された第２検査チームが行う２次検査工程６０によって測定する。
【００３７】
１次検査工程５０は、検査領域設定ステップ及び腐食検出ステップとしての腐食計測５１と、き裂検出ステップとしてのき裂概略計測５２とを行う。この１次検査工程５０は、フィンガープレート６のき裂が生じ易い領域を検査領域として特定し、この検査領域で、第１の超音波探傷により腐食計測５１を行う。腐食計測５１で腐食が検出された箇所に、第２の超音波探傷によるき裂概略計測５２を行い、き裂の有無を検出する。この１次検査工程でき裂が発見された伸縮装置１について、２次検査工程６０として、第３の超音波探傷によるき裂詳細計測を行い、き裂の発生位置及び深さ等の詳細を測定する。２次検査工程６０は、１次検査工程５０でき裂が発見された旨のき裂有り情報を、第２検査チームが第１検査チームから受けて実行する。上記１次検査工程５０は、検査対象である複数の伸縮装置１について、き裂の有無にかかわらず順次行い、この１次検査工程５０でき裂の発生が特定された伸縮装置１についてのみ２次検査工程６０を行う。したがって、腐食計測１０１とき裂概略計測１０２とき裂詳細計測１０３を全ての伸縮装置１について行う従来の検査方法よりも、全ての伸縮装置１の検査にかかる時間と手間を効果的に削減できる。このようにして、検査対象の全ての伸縮装置１の検査にかかる時間を従来よりも短縮できるので、き裂の発生を管理者へ迅速に報告することができる。その結果、き裂を速やかに補修できて、フィンガープレート６の破断による事故を未然に防ぐことができる。
【００３８】
１次検査工程５０の腐食計測５１では、まず、伸縮装置１のフィンガープレート６について、腐食及びき裂の検査領域を設定する。図７は、伸縮装置１のフィンガープレート６に検査領域７０を設定して腐食計測５１を行う様子を示す平面図である。図７には、伸縮装置１が備える一方のフィンガープレート６のみを示している。図７に示すように、検査領域７０の橋軸方向の寸法Ｅ１は、フィンガープレート６の基部７と櫛歯部８の境界から樋１１の縁端までの距離Ｄの−５．０％以上１０５％以下とする。これと共に、検査領域７０の橋軸直角方向の寸法Ｅ２は、車両の車輪が通過する車輪通過領域の幅に設定する。車輪通過領域は、１つの車線につき２箇所設定する。続いて、検査領域７０の橋軸直角方向の一端に、検査領域７０の橋軸方向の寸法Ｅ１をカバーするリニアアレイ探触子７２を配置する。続いて、このリニアアレイ探触子７２を、矢印７４で示すように橋軸直角方向に連続的に移動させ、検査領域７０に含まれる基部７及び櫛歯部８についてフェイズドアレイ法によるリニアスキャンを行い、検査領域７０の基部７及び櫛歯部８の断面を連続的に計測する。これにより、車輪通過領域に対応する基部７及び櫛歯部８の断面の３次元データを取得する。なお、リニアアレイ探触子７２を橋軸直角方向に移動させる際に、所望の箇所で計測を行って複数の２次元データを取得してもよい。
【００３９】
このように、１次検査工程５０の腐食計測５１は、腐食とき裂の発生する可能性の高い検査領域７０について、この検査領域７０の橋軸方向の寸法Ｅ１をカバーするリニアアレイ探触子７２を橋軸直角方向に連続的に移動させて超音波探傷を行う。したがって、フィンガープレート６の櫛歯部８を一本ずつ断続的に走査して３次元データを取得する従来の検査方法よりも、計測にかかる手間と時間を従来よりも大幅に削減できる。例えば、従来の検査方法の腐食計測１０１では６０分乃至９０分程度の時間を要したところ、実施形態の検査方法では１０分程度で腐食計測５１を行うことができる。また、フィンガープレート６の櫛歯部８の略全ての長さ方向の３次元データを個別に取得する従来の検査方法と比較して、計測により取得するデータ量を削減できると共に、データの個数を大幅に削減できる。したがって、計測データの編集が容易になるので、検査結果の報告を行うための報告書を作成する手間を少なくでき、橋梁の管理者への報告を迅速に行うことができる。
【００４０】
上記腐食計測５１によってフィンガープレート６の断面画像が得られると、この断面画像に基づいて、フィンガープレート６の下側面に発生した腐食を検出する。腐食が検出されると、腐食の発生している位置を、き裂の発生する確率の高い位置として特定し、特定された位置でき裂概略計測５２を行い、き裂の有無を検出する。
【００４１】
き裂概略計測５２は、腐食の発生が特定された位置を中心にアレイ探触子を配置し、開口合成法による超音波探傷を行い、２次元断面データを取得する。フィンガープレート６の下側の腐食部は、その表面が複雑な形状であるため、入射された超音波の乱反射が生じるので、腐食部による反射波の信号レベルが弱くなる。これにより、比較的平滑な表面を呈するき裂の反射波の信号が相対的に強くなり、き裂を精度良く計測することができる。き裂概略計測５２により取得された２次元断面データの画像に基づいて、き裂が発生しているか否かを検出する。本実施形態のき裂概略計測５２は、開口合成法による超音波探傷を行うので、従来の探傷方法よりも短時間で計測作業を行うことができる。例えば、従来の検査方法の単一ビームによる斜角探傷を行うき裂概略計測１０２では、３０分乃至４０分程度の時間を要したところ、実施形態の検査方法では１５分程度でき裂概略計測５２を行うことができる。
【００４２】
２次検査工程６０としてのき裂詳細計測は、き裂概略計測５２で検出されたき裂の位置に相当するフィンガープレート６の表面にアレイ探触子を配置し、開口合成法による超音波探傷を行い、き裂の検出位置における２次元断面データを取得する。き裂詳細計測では、き裂の概略の位置が判明しているので、セクタースキャンにより探傷を行うことができる。開口合成法による超音波探傷を行って得たデータにより、断面画像を作成し、この断面画像に基づいて、き裂の位置及び大きさを正確に測定することができる。
【００４３】
本実施形態の２次検査工程６０としてのき裂詳細計測は、開口合成法による超音波探傷を行うので、従来よりも測定時間を効果的に短縮できる。例えば、従来のき裂詳細計測１０３では３０分を要するところ、本実施形態の２次検査工程６０のき裂詳細計測によれば、５分程度でき裂の詳細を測定できる。
【００４４】
上記実施形態において、２次検査工程６０のき裂詳細計測では開口合成法による超音波探傷を行ったが、従来のき裂詳細計測１０３と同様に、フェイズドアレイ斜角探傷によってき裂の位置と寸法を特定してもよい。この場合においても、この１次検査工程５０でき裂の発生が特定された伸縮装置１についてのみ２次検査工程６０を行うので、全体として、検査の手間の削減と、検査時間の短縮を行うことができる。
【００４５】
また、上記実施形態において、フィンガープレート６は、低炭素鋼で形成されたが、厚板鋼板（ＳＭ材）や、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ材）や、鋳鋼（ＳＣ材）等の他の鋼で形成されたフィンガープレートにも本発明は適用可能である。
【００４６】
また、上記実施形態において、フィンガープレート６は、板状の基部７と櫛状の櫛歯部８とが一体に形成されたが、基部と櫛歯部が分離して形成されたフィンガープレートや、板状以外の形状を有して櫛歯部に連結された基部を有するフィンガープレートにも本発明は適用可能である。
【００４７】
また、上記実施形態において、伸縮装置１は、樋本体１１ａの内側にバックアップ材２１，２２及び充填材２３が配置された非排水の伸縮装置であったが、樋本体１１ａの内側を空洞として路面からの水を流入させて排水を行う排水型の伸縮装置であってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態において、伸縮装置１は、２つの床版１０の間に形成された遊間Ｇに配置されたが、床版と橋台との間に形成された遊間に配置された伸縮装置であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  伸縮装置
２  桁
３  固定支承
４  可動支承
６  フィンガープレート
７  フィンガープレートの基部
８  フィンガープレートの櫛歯部
８Ａ  破断が生じた櫛歯部
１０  床版
１１  樋
１１ａ  樋本体
１１ｂ  樋の取付部
１３  舗装
１５  腐食部
１６  き裂進展部
１７  人工的な破断面
１８  脆性破壊面
５０  １次検査工程
５１  腐食計測
５２  き裂概略計測
６０  ２次検査工程
７０  検査領域
７２  リニアアレイ探触子
Ｇ  遊間
Ｄ  基部と櫛歯部との境界から樋の縁端までの距離
Ｅ１  検査領域の橋軸方向の寸法
Ｅ２  検査領域の橋軸直角方向の寸法
【図１】
2019035676.tif 000004
【図２Ａ】
2019035676.tif 000005
【図２Ｂ】
2019035676.tif 000006
【図３】
2019035676.tif 000007
【図４Ａ】
2019035676.tif 000008
【図４Ｂ】
2019035676.tif 000009
【図５】
2019035676.tif 000010
【図６】
2019035676.tif 000011
【図７】
2019035676.tif 000012
【図８】
2019035676.tif 000013
【図９】
2019035676.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月4日(2017.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の遊間に配置され、橋軸直角方向に延在する基部と、この基部に連なって橋軸方向に延在する櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを備えた伸縮装置の検査方法であって、
上記フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定する検査領域設定ステップと、
上記検査領域に、上記フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷により、上記フィンガープレートの腐食を検出する腐食検出ステップと
を備え、
上記第１の超音波探傷は、上記検査領域の橋軸方向に対応する長さに超音波の送受信素子が配列されたリニアアレイ探触子を設置し、このリニアアレイ探触子を橋軸直角方向に連続的に移動させて行うことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項２】
橋梁の遊間に配置され、橋軸直角方向に延在する基部と、この基部に連なって橋軸方向に延在する櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを備えた伸縮装置の検査方法であって、
上記フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定する検査領域設定ステップと、
上記検査領域に、上記フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷により、上記フィンガープレートの腐食を検出する腐食検出ステップと
を備え、
第１検査員により、上記検査領域設定ステップと、上記腐食検出ステップと、この腐食検出ステップで腐食が検出された箇所について第２の超音波探傷を行ってき裂を検出するき裂検出ステップとを、複数の伸縮装置について順次行う１次検査工程と、
上記１次検査工程で上記フィンガープレートのき裂が検出された伸縮装置について、第２検査員により、上記き裂の詳細を第３の超音波探傷により計測する２次検査工程と
を備えることを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第２の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づくことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項４】
請求項２に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第３の超音波探傷は、上記フィンガープレートに超音波を送信して得た超音波受信号に、開口合成法による処理を行って得た断層映像に基づくことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項５】
請求項２に記載の伸縮装置の検査方法において、
上記第３の超音波探傷は、フェイズドアレイ型探触子を用いて行うことを特徴とする伸縮装置の検査方法。
【請求項６】
橋梁の遊間に配置され、橋軸直角方向に延在する基部と、この基部に連なって橋軸方向に延在する櫛歯部とを有する櫛状のフィンガープレートを備えた伸縮装置の検査方法であって、
上記フィンガープレートの基部と櫛歯部との境界部分を含む領域を検査領域に設定する検査領域設定ステップと、
上記検査領域に、上記フィンガープレートの表面側から超音波を送信して得た超音波受信号に基づく第１の超音波探傷により、上記フィンガープレートの腐食を検出する腐食検出ステップと
を備え、
上記伸縮装置は、上記フィンガープレートの下側に配置され、上記遊間に位置する樋本体と、この樋本体の両端から外側へ延在して床版とフィンガープレートとの間に挟持される板状の取付部とを有する樋を備え、
上記検査領域設定ステップで設定される検査領域は、上記フィンガープレートと、上記樋の取付部との接触部分に設定されていることを特徴とする伸縮装置の検査方法。