(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＣ鋼撚り線のひずみを精度良く測定することができる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を提供する。【解決手段】ひずみ測定用光ファイバー３１１と、温度測定用光ファイバー３１２と、複数のＰＣ鋼線１１１Ａ，１１１Ｂが撚り合わされたＰＣ鋼撚り線１１と、を有し、前記ひずみ測定用光ファイバー３１１及び前記温度測定用光ファイバー３１２が、前記ＰＣ鋼撚り線１１の長手方向に沿って配置されている光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０。【選択図】図２
2019070593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひずみ測定用光ファイバーと、
温度測定用光ファイバーと、
複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有し、
前記ひずみ測定用光ファイバー及び前記温度測定用光ファイバーが、前記ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置されている光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項２】
前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、
前記ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けられている請求項１に記載の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項３】
前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、それぞれ、
隣接する２本の前記ＰＣ鋼線の表面と、前記隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた領域内に配置されている請求項１または請求項２に記載の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項４】
前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、共に、
隣接する２本の前記ＰＣ鋼線の表面と、前記隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた同じ領域内に配置されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項５】
少なくとも前記ひずみ測定用光ファイバーが前記ＰＣ鋼線と接している請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項６】
前記ひずみ測定用光ファイバーがシングルモード光ファイバーであり、
前記温度測定用光ファイバーがマルチモード光ファイバーである請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線。
【請求項７】
複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、前記ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置された光ファイバーと、を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いて前記ＰＣ鋼撚り線のひずみを測定するひずみ測定方法であって、
前記光ファイバーを用いて、散乱光により前記ＰＣ鋼撚り線のひずみの測定を行うひずみ測定工程と、
前記光ファイバーを用いて、散乱光により温度を測定する温度測定工程と、
前記ひずみ測定工程で測定した前記ＰＣ鋼撚り線のひずみを、前記温度測定工程で測定した温度を用いて補正する補正工程と、を有するひずみ測定方法。
【請求項８】
前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は複数の前記光ファイバーを有し、前記光ファイバーは、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーと、を含む請求項７に記載のひずみ測定方法。
【請求項９】
前記ひずみ測定工程と、前記温度測定工程とでは、異なる種類の散乱光を使用する請求項７または請求項８に記載のひずみ測定方法。
【請求項１０】
前記ひずみ測定工程では、前記光ファイバーを用いて、ブリルアン散乱光により前記ＰＣ鋼撚り線のひずみの測定を行い、
前記温度測定工程では、前記光ファイバーを用いて、ラマン散乱光により温度の測定を行う、請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載のひずみ測定方法。
【請求項１１】
前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は複数の前記光ファイバーを有し、前記光ファイバーは、前記ひずみ測定工程で用いるひずみ測定用光ファイバーと、前記温度測定工程で用いる温度測定用光ファイバーとを含み、
前記ひずみ測定用光ファイバーがシングルモード光ファイバーであり、
前記温度測定用光ファイバーがマルチモード光ファイバーである請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のひずみ測定方法。
【請求項１２】
請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載のひずみ測定方法を用いたひずみ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線、ひずみ測定方法、ひずみ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造体に設置し、コンクリート構造体に圧縮力を伝達することで、コンクリート構造体を補強する部材（緊張部材）として、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート）鋼撚り線に代表される、ＰＣ鋼材が知られている。
【０００３】
ＰＣ鋼撚り線をコンクリート構造体に設置した場合に、コンクリート構造体内の応力状態等に起因してＰＣ鋼撚り線に対して力が加わると、ＰＣ鋼撚り線にひずみが生じる。そして、コンクリート構造体内の応力状態等によっては、補修等を要する場合があるため、ＰＣ鋼撚り線に生じたひずみにより、該ＰＣ鋼撚り線を設置したコンクリート構造体の状態を評価することが従来から行われていた。
【０００４】
また、ＰＣ鋼撚り線に加えている緊張力の変化によってもひずみを生じる場合があり、ＰＣ鋼撚り線を設置後、ＰＣ鋼撚り線のひずみを測定、解析することで、ＰＣ鋼撚り線に適切な緊張力がかかっているかを評価することも行われていた。
【０００５】
そこで、ＰＣ鋼撚り線に生じたひずみや、ひずみ分布の測定を行うため、ひずみセンサーとして用いられるひずみ測定用の光ファイバーを長手方向に沿って配置したＰＣ鋼撚り線が知られている。
【０００６】
例えば特許文献１には、地盤に挿入された棒材の長手方向に沿って取り付けられた光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルの光ファイバーの長手方向に沿った歪分布を計測する歪分布計測装置と、前記歪分布から地盤の特性値を求める特性値算出装置と、を含むことを特徴とするモニタリングシステムが開示されている。また、特許文献１では棒材として、光ファイバー組込式ＰＣ鋼材を用いた例も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−８６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたモニタリングシステムによりひずみ分布の測定を行った場合に、ひずみを正確に測定できない場合があった。
【０００９】
このため、本開示の目的は、ＰＣ鋼撚り線のひずみを精度良く測定することができる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態の一観点によれば、ひずみ測定用光ファイバーと、
温度測定用光ファイバーと、
複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有し、
前記ひずみ測定用光ファイバー及び前記温度測定用光ファイバーが、前記ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置されている光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、ＰＣ鋼撚り線のひずみを精度良く測定することができる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の説明図である。
【図２】図１の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面の断面図である。
【図３】光ファイバー部材の説明図である。
【図４】図３の光ファイバー部材をＰＣ鋼撚り線に配置した構成例の説明図である。
【図５】光ファイバー部材をＰＣ鋼撚り線に配置した構成例の説明図である。
【図６】本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の説明図である。
【図７】本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の説明図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【図９】本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の説明図である。
【図１０】散乱光測定装置の一構成例の説明図である。
【図１１】散乱光測定装置の一構成例の説明図である。
【図１２】実験例１、２で光ファイバー付きＰＣ鋼より線を配置した橋脚の柱頭部の説明図である。
【図１３】実験例１、２で得られた位置と緊張力との関係説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１４】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【００１５】
（１）本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、
温度測定用光ファイバーと、
複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有し、
前記ひずみ測定用光ファイバー及び前記温度測定用光ファイバーが、前記ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置されている。
【００１６】
本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ひずみ測定用光ファイバーに加えて、温度測定用光ファイバーを備えることにより、ＰＣ鋼撚り線のひずみと、温度とを測定することができ、測定したひずみを温度により補正できる。このため、本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ＰＣ鋼撚り線のひずみを精度良く測定することが可能になる。  
また、本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを備えており、ひずみの測定点と温度の測定点とが近接しているため、精度良くひずみを測定できる。  
さらに、本開示の一態様に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ひずみ、及び温度の測定ができるため、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が埋設等され、外部からは測定が困難な場合でも、ひずみ及び温度を容易に測定することができる。
【００１７】
（２）前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、
前記ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けられていてもよい。
【００１８】
（３）前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、それぞれ、
隣接する２本の前記ＰＣ鋼線の表面と、前記隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた領域内に配置されていてもよい。
【００１９】
（４）前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、
前記ひずみ測定用光ファイバー、及び前記温度測定用光ファイバーは、共に、
隣接する２本の前記ＰＣ鋼線の表面と、前記隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた同じ領域内に配置されていてもよい。
【００２０】
（５）少なくとも前記ひずみ測定用光ファイバーが前記ＰＣ鋼線と接していてもよい。
【００２１】
（６）前記ひずみ測定用光ファイバーがシングルモード光ファイバーであり、
前記温度測定用光ファイバーがマルチモード光ファイバーであってもよい。
【００２２】
（７）本開示の一態様に係るひずみ測定方法は、複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、前記ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置された光ファイバーと、を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いて前記ＰＣ鋼撚り線のひずみを測定するひずみ測定方法であって、以下の工程を有することができる。
【００２３】
前記光ファイバーを用いて、散乱光により前記ＰＣ鋼撚り線のひずみの測定を行うひずみ測定工程。  
前記光ファイバーを用いて、散乱光により温度を測定する温度測定工程。  
前記ひずみ測定工程で測定した前記ＰＣ鋼撚り線のひずみを、前記温度測定工程で測定した温度を用いて補正する補正工程。
【００２４】
本開示の一態様に係るひずみ測定方法によれば、ＰＣ鋼撚り線のひずみを測定するひずみ測定工程に加えて、温度を測定する温度測定工程を有している。そして、補正工程において、ひずみ測定工程で測定したひずみを、温度測定工程で測定した温度により補正しているため、精度良くひずみを測定することが可能になる。
本開示の一態様に係るひずみ測定方法によれば、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用い、ひずみ、及び温度の測定を行っているため、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が埋設等され、外部からは測定が困難な場合でも、ひずみ及び温度を容易に測定することができる。また、例えば光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線以外の温度計を用いて温度を測定する場合等と比較して、ひずみの測定点と温度の測定点とが近接しているため、精度良く補正を行うことができる。
さらに、本開示の一態様に係るひずみ測定方法によれば、ひずみと、温度とを散乱光を用いて測定しており、同様の測定方法により測定しているため、現場での計測負担が少なく、容易に測定を行うことができる。
【００２５】
（８）前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は複数の前記光ファイバーを有し、前記光ファイバーは、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーと、を含むこともできる。
【００２６】
（９）前記ひずみ測定工程と、前記温度測定工程とでは、異なる種類の散乱光を使用することもできる。
【００２７】
（１０）前記ひずみ測定工程では、前記光ファイバーを用いて、ブリルアン散乱光により前記ＰＣ鋼撚り線のひずみの測定を行い、
前記温度測定工程では、前記光ファイバーを用いて、ラマン散乱光により温度の測定を行うこともできる。
【００２８】
（１１）前記光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は複数の前記光ファイバーを有し、前記光ファイバーは、前記ひずみ測定工程で用いるひずみ測定用光ファイバーと、前記温度測定工程で用いる温度測定用光ファイバーとを含んでおり、
前記ひずみ測定用光ファイバーをシングルモード光ファイバーに、
前記温度測定用光ファイバーをマルチモード光ファイバーにすることもできる。
【００２９】
（１２）本開示の一態様に係るひずみ測定装置によれば、（７）〜（１１）のいずれかに記載のひずみ測定方法を用いることができる。
【００３０】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線、ひずみ測定方法、ひずみ測定装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許の請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１．光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線
従来のひずみ測定用の光ファイバーを備えたＰＣ鋼撚り線によりＰＣ鋼撚り線のひずみ（本明細書において、単に「ひずみ」と記載する場合もある）を測定する場合、ひずみ測定用の光ファイバーを用いて、散乱光により該光ファイバーの長手方向の任意の位置のひずみ、もしくは該光ファイバーの長手方向に沿ったひずみ分布を測定していた。
【００３１】
しかしながら、既述の様に、従来用いられていたひずみ測定用の光ファイバーを備えたＰＣ鋼撚り線において、ひずみを正確に測定できない場合があった。
【００３２】
そこで、本発明の発明者らは、従来用いられていたひずみ測定用の光ファイバーを備えたＰＣ鋼撚り線において、ひずみを正確に測定できない場合が生じる原因について鋭意検討を行った。
【００３３】
その結果、ひずみ測定用の光ファイバーを備えたＰＣ鋼撚り線の周辺の温度変化によって、光ファイバーを構成するガラス等の材料の特性が変化し、散乱光の周波数に影響を与えていることを見出した。そして係る知見に基づき、従来は着目されていなかった温度についても併せて測定できる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線とすることで、ひずみや、ひずみ分布を精度よく測定できることを見出し、本発明を完成させた。
【００３４】
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーと、複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有することができる。なお、ひずみ測定用光ファイバー及び温度測定用光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置することができる。
【００３５】
このように、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有することにより、ひずみと共に、温度も測定することができる。このため、測定したひずみや、ひずみ分布を、従来考慮されていなかった温度により補正することができ、ひずみを精度よく測定することが可能になる。  
また、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーを有し、ひずみの測定点と温度の測定点とが近接しているため、精度良くひずみを補正できる。さらに、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線によれば、ひずみ、及び温度の測定ができるため、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が埋設等され、外部からは測定が困難な場合でも、ひずみ及び温度を容易に測定することができる。
（１）光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第１の構成例
以下に、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第１の構成例について図面を用いて説明する。
【００３６】
まず、図１〜図５を用いながら、第１の構成例の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の各部材について説明する。
【００３７】
図１は、第１の構成例の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の斜視図であり、図２は図１に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長手方向と垂直な断面の構成例を示している。図３は光ファイバー部材の構成例の説明図を示している。図４、図５は、光ファイバー部材をＰＣ鋼撚り線に配置した場合の、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面の一部拡大図を示している。
【００３８】
図１〜図５では被覆（シース）を有しない光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の構成例を示しているが、後述するように被覆を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線とすることもできる。
（ＰＣ鋼撚り線）
図１に示す光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０は、鋼性の素線であるＰＣ鋼線１１１を複数本撚り合わせたＰＣ鋼撚り線１１を有する。各ＰＣ鋼線１１１は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０をコンクリート構造体等に設置した場合に、緊張力を負担する。
【００３９】
ＰＣ鋼撚り線１１を構成するＰＣ鋼線１１１の本数は特に限定されるものではなく、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の使用形態（内ケーブルや外ケーブル）などに応じて選択することができ、７本、１９本などが挙げられる。ＰＣ鋼線１１１の本数が７本の場合、ＰＣ鋼撚り線１１の構造は、図１、図２に示すように、１本の中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａの外周に、６本の外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂが螺旋状に撚られた１層撚りの構造とすることができる。この場合、外周素線となるＰＣ鋼線１１１ＢがＰＣ鋼撚り線１１の最外周に位置することになる。図１、図２では、中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａと、外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂとして、同じ径のＰＣ鋼線を用いた例を示しているが、係る形態に限定されない。例えば中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａの径と、外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂの径が異なっていてもよい。
【００４０】
一方、ＰＣ鋼線の数が１９本の場合、ＰＣ鋼撚り線の構造は、図示は省略するが、１本の中心素線となるＰＣ鋼線に対して内側から順に内周素線となるＰＣ鋼線、及び外周素線となるＰＣ鋼線が螺旋状に撚られた２層撚り構造とすることができる。代表的には内周素線と外周素線の本数の組み合わせが異なる２つのタイプがある。
【００４１】
具体的には、１本の中心素線と９本の内周素線と９本の外周素線とで構成されるタイプと、１本の中心素線と６本の内周素線と１２本の外周素線とで構成されるタイプとがある。前者のタイプでは、中心素線と外周素線は、同等の径のＰＣ鋼線で構成でき、内周素線は、中心素線よりも径の小さいＰＣ鋼線で構成できる。
【００４２】
後者のタイプでは、中心素線と内周素線は、同等の径のＰＣ鋼線で構成できる。外周素線は、中心素線と同等の径のＰＣ鋼線と、それよりも径の小さいＰＣ鋼線とを交互に配置して構成できる。
【００４３】
図２に示すように、ＰＣ鋼撚り線１１には、隣接し合う３本のＰＣ鋼線１１１に囲まれた空間である内部空隙２１や、隣接する２本の、外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂの間に形成される谷である凹部領域２２などの空間が形成される。これらの内部空隙２１や、凹部領域２２は、ＰＣ鋼撚り線１１の長手に連続する撚り溝２３、すなわち隣接するＰＣ鋼線１１１間に、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面によって形成される溝により構成される。そして、内部空隙２１や、凹部領域２２は、ＰＣ鋼撚り線１１の長手方向に沿って延在するように、中心軸Ａを中心とした螺旋状の形状を有する。
【００４４】
図１、図２に示すようにＰＣ鋼撚り線１１が１層撚り構造の場合、すなわちＰＣ鋼線の数が７本の場合、内部空隙２１は、中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａと２本の外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂとの間に形成される。
【００４５】
ＰＣ鋼撚り線が２層撚り構造（素線の数が１９本）の場合、内部空隙は、中心素線と２本の内周素線の間、１本の内周素線と２本の外周素線との間、２本の内周素線と１本の外周素線との間に形成される。
（ひずみ測定用光ファイバー、温度測定用光ファイバー）
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、光ファイバーとして、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有することができる。
【００４６】
ひずみ測定用光ファイバーや、温度測定用光ファイバーとして用いる光ファイバーは、コアとクラッドとで構成されるものを好適に利用できる。コアとクラッドの材質は、プラスチックや石英ガラスが挙げられる。光ファイバーとしては、クラッドの外周に一次被覆を備える光ファイバー素線や、更に二次被覆を備える光ファイバー芯線、更に二次被覆の外周に補強材と補強材の外周を覆う外被とを備える光ファイバーコードなどが利用できる。一次被覆の材質は、例えば、紫外線硬化型樹脂が挙げられる。二次被覆の材質は、例えば、難燃性ポリエステルエラストマーなどが挙げられる。補強材の材質は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。外被の材質は、難燃性ポリエチレンなどの難燃性ポリオレフィンや、難燃性架橋ポリエチレンなどの難燃性架橋ポリオレフィン、耐熱ビニルなどが挙げられる。
【００４７】
そして、ひずみ測定用光ファイバーや、温度測定用光ファイバーとして用いる光ファイバーの種類は特に限定されるものではなく、それぞれひずみや、温度の測定方法、測定の際に用いる散乱光の種類等に応じて選択することができる。例えば、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーとして、それぞれシングルモード光ファイバー、マルチモード光ファイバー、及び偏波保持光ファイバーから選択された１種類以上の光ファイバーを用いることが好ましい。
【００４８】
ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとは、同じ種類の光ファイバーであっても良く、異なる種類の光ファイバーであっても良い。また、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとして、測定方式等に応じてそれぞれ１本または複数本の光ファイバーを有することができる。このため、例えばひずみ測定用光ファイバーとして異なる種類の光ファイバー、または同じ種類の光ファイバーを２本以上用いることもでき、温度測定用光ファイバーについても同様である。
【００４９】
特に、本発明の発明者らの検討によれば、ひずみ測定を行う際には散乱光としてブリルアン散乱光や、レイリー散乱光等を好ましく用いることができ、シングルモード光ファイバーを用いると特にシャープなピークが得られる。このため、ひずみ測定用光ファイバーはシングルモード光ファイバーであることが好ましい。また、温度測定を行う際には散乱光としてラマン散乱光等を好ましく用いることができ、マルチモード光ファイバーを用いると特に高いピーク強度が得られる。このため、温度測定用光ファイバーは、マルチモード光ファイバーであることが好ましい。
このように、用いる散乱光に適した光ファイバーを用いることで、精度良くひずみや温度を測定することができる。
【００５０】
図１、図２に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線のように被覆（シース）を設けない場合、ＰＣ鋼線との密着性を高め、破損を防止するため、ひずみ測定用光ファイバーや温度測定用光ファイバーは、以下の光ファイバー部材としてから配置することが好ましい。
(光ファイバー部材)
図３、図４を用いて光ファイバー部材の構成例について説明する。図３は、光ファイバー部材の斜視図であり、図４は、光ファイバー部材３０を、ＰＣ鋼撚り線の凹部領域内に配置した際の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な面での断面図の構成例を示している。
【００５１】
図３に示すように、光ファイバー部材３０は、その内部に光ファイバー３１を有している。光ファイバー３１については特に限定されず、ひずみ測定用光ファイバー、温度測定用光ファイバーのそれぞれに対応した光ファイバーを用いることができる。なお、光ファイバーは、既述のように光ファイバー素線や、光ファイバー芯線、光ファイバーコードのいずれであっても良く、例えばクラッドの外周に一次被覆を備えた光ファイバー素線を用いることができる。
【００５２】
図３においては、光ファイバー部材３０内に１本の光ファイバーを配置した例を示しているが係る形態に限定されない。光ファイバー部材３０は、例えば２本以上の光ファイバーを含むこともできる。後述するように、１つの光ファイバー部材内にひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを同時に配置することもできる。
【００５３】
光ファイバー部材３０は、光ファイバー３１を包囲する樹脂製のフィラー３２を有している。このような光ファイバー部材３０は、フィラー３２を押出し成型で製造する際に、フィラー３２内に光ファイバー３１を配置する方法で製造することができる。また、スリット、すなわち切込み線を有するフィラー３２を押出し成型で製造した後、スリットから光ファイバー３１を挿入し接着剤で固定してもよい。
【００５４】
フィラー３２の材料の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン樹脂等を用いることができる。
【００５５】
光ファイバー部材３０の長手方向と垂直な断面において、光ファイバー３１を配置する位置は特に限定されないが、例えば図３に示すように、その中央部に配置することもできる。また、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線においては、少なくともひずみ測定用光ファイバーが、ＰＣ鋼線と接するように構成することもできる。このため、光ファイバー部材３０内において、例えばＰＣ鋼線と接触する面に光ファイバーの一部が露出する様に光ファイバーを選択した一の表面側に偏在するように配置することもできる。
【００５６】
光ファイバー部材３０は、その設置する場所に応じて外形形状を選択することができ、その具体的な形状は特に限定されない。
【００５７】
既述のように図１、図２に示したＰＣ鋼撚り線１１の表面には、互いに隣接する２本のＰＣ鋼線１１１同士の間に、断面が略三角形、すなわち少なくとも２つの辺が曲線となっている三角形の谷間である凹部領域２２が形成されている。なお、ここでの断面とは光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面を意味する。
【００５８】
そして、光ファイバー部材３０を、凹部領域２２に挿入し、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１に挟まれた状態で、当該隣接する２本のＰＣ鋼線１１１に沿って螺旋状に延在するように設置する場合の光ファイバー部材３０の構成例について以下に説明する。
【００５９】
上述のように、凹部領域内に光ファイバー部材３０を挿入した構成とする場合、図３及び図４に示すように、光ファイバー部材３０は長手方向と垂直な断面において、略三角形の断面をなし、略三角形断面の凹部領域２２に挿入し易いように構成することが好ましい。
【００６０】
また、例えば図３、図４に示したように、光ファイバー部材３０は、その長手方向と垂直な断面において、凹状の円弧をなす輪郭線を少なくとも２つ有することができる。この場合、図４に示すように光ファイバー部材３０の長手方向と垂直な断面において、光ファイバー部材３０の第１の表面３２Ａを構成する第１の輪郭線３３Ａは、凹部領域２２を形成する一方のＰＣ鋼線１１１の表面１１１ａに沿ってほぼ同じ曲率で延びることが好ましい。また、光ファイバー部材３０の第２の表面３２Ｂを構成する第２の輪郭線３３Ｂは、凹部領域２２を形成する一方のＰＣ鋼線１１１の表面１１１ｂに沿ってほぼ同じ曲率で延びることが好ましい。光ファイバー部材３０が、配置する凹部領域２２に対応した形状を有することで、光ファイバー部材３０を凹部領域２２内に安定して保持することができるため、好ましい。
【００６１】
なお、光ファイバー部材３０の長手方向と垂直な断面での形状を上述のように略三角形とした場合、光ファイバー部材３０は、第３の表面３２Ｃを構成する第３の輪郭線３３Ｃを有する。図４から明らかなように、凹部領域２２内に光ファイバー部材３０を配置した場合に、第３の表面３２Ｃは、ＰＣ鋼線１１１と対向する面ではない。このため、第３の輪郭線３３Ｃの形状は、光ファイバー部材３０とＰＣ鋼線１１１との接着性等に影響は与えないが、例えば第３の輪郭線３３Ｃは、第１の輪郭線３３Ａ及び第２の輪郭線３３Ｂと同一形状の凹状の円弧とすることもできる。この場合、光ファイバー部材３０は、その長手方向軸周りに１２０度ずつ回転させても同じように使用可能であり、当該回転方向の向きを気にせずに光ファイバー部材３０をＰＣ鋼撚り線１１に設置することができるため、作業性の観点から好ましい。
【００６２】
光ファイバー部材３０の長手方向の断面の形状を略三角形とし、その輪郭線を凹状の円弧とした例を示したが、係る形態に限定されるものではない。例えば、第１の輪郭線３３Ａ〜第３の輪郭線３３Ｃから選択される１つ以上の輪郭線を直線や、凸状の円弧、その他の形状とすることもできる。また、光ファイバー部材３０を配置する場所の形状にあわせて、その外形形状を選択することができる。
【００６３】
なお、光ファイバー部材３０を凹部領域２２内に配置する場合、光ファイバー部材３０は、該凹部領域２２を形成する隣接する２本のＰＣ鋼線１１１のうち、１本にのみ接着されていることが好ましい。ＰＣ鋼撚り線１１に力が加わった場合に、ＰＣ鋼撚り線１１を構成する各ＰＣ鋼線１１１は伸縮することになるが、隣接するＰＣ鋼線が同じ方向に、同程度伸縮するとは限らない。このため、光ファイバー部材３０を、凹部領域２２を形成する隣接する２本のＰＣ鋼線１１１に接着しておくと、光ファイバー部材３０と、ＰＣ鋼線１１１との接着部の一部が不規則に剥離し、光ファイバーに複雑なひずみを与える恐れがある。その結果、却って光ファイバー部材３０がＰＣ鋼撚り線１１の伸縮に追従できなくなる場合があるからである。このため、図４に示す様に、光ファイバー部材３０は、例えば凹部領域２２を形成する、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１のうち、１本とのみ接着剤３４等により接着しておくことが好ましい。
（光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の構造の構成例について）
次に、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の好適な構造の構成例について説明する。
【００６４】
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーと、ＰＣ鋼撚り線を備えていればよく、各部材の具体的な配置は特に限定されるものではない。
【００６５】
例えば、本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーを、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けることが好ましい。
【００６６】
ひずみ測定用光ファイバーを、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けることで、ひずみ測定用光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の伸縮に追従させ易いため、ひずみや、その分布を精度よく測定できる。また、温度測定用光ファイバーも同様にＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に配置することで、温度測定用光ファイバーもひずみ測定用光ファイバーと同様にＰＣ鋼撚り線の伸縮に追従させ易くなる。このため、ＰＣ鋼撚り線が伸縮した場合でもひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとの位置関係を維持できる。
【００６７】
ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置として、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝により形成される既述の内部空隙２１や、凹部領域２２が挙げられる。このため、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設ける例として、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝により形成される既述の内部空隙や、凹部領域に沿って、ひずみ測定用光ファイバー等を設ける構成が挙げられる。この場合、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、それぞれ内部空隙、及び凹部領域から選択された１種類以上の空間内に配置することもできるが、該空間の近傍にあればよく、例えば空間の外に配置されていても良い。
【００６８】
特に、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線の外周側に位置する凹部領域に沿って配置することが好ましい。これは、ＰＣ鋼撚り線内部に位置する内部空隙と比較して、外周側に位置する凹部領域の方が容易にひずみ測定用光ファイバー等の設置を行うことができるからである。
【００６９】
具体的な構成例について、図１、図２を用いて説明する。
【００７０】
図１に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長手方向とは、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長さ方向に当たり、図中のＸ軸方向に相当する。光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長手方向と垂直な断面とは、ＹＺ平面での断面を示しており、図２に示した通りである。
【００７１】
そして、上述のように光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線１１の撚り溝２３に対応した位置に、それぞれ配置することが好ましい。
【００７２】
具体的には例えば、図１、図２に示したように、ひずみ測定用光ファイバー３１１を含む第１光ファイバー部材３０１や、温度測定用光ファイバー３１２を含む第２光ファイバー部材３０２を凹部領域２２に沿って配置することができる。
【００７３】
なお、既述のように、ひずみ測定用光ファイバーを含む第１光ファイバー部材３０１や、温度測定用光ファイバーを含む第２光ファイバー部材３０２は、内部空隙２１に沿って配置することもできる。
【００７４】
また、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置されていることが好ましい。これは、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーを、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置することで、ひずみ測定用光ファイバーを、ＰＣ鋼撚り線の近傍に配置することができ、ＰＣ鋼撚り線の伸縮に特に追従させやすくなる。このため、ひずみや、その分布を精度よく測定できる。また、温度測定用光ファイバーも同様に光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置することで、温度測定用光ファイバーもひずみ測定用光ファイバーと同様にＰＣ鋼撚り線の伸縮に追従させることができる。このため、ＰＣ鋼撚り線が伸縮した場合でもひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとの位置関係を維持できる。
【００７５】
図１、図２に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０においては、被覆を有していないことから光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の外接円とは、図２に点線で示したＰＣ鋼撚り線１１の外接円Ｃとなる。
【００７６】
このため、図１、図２に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０においては、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２は、ＰＣ鋼撚り線１１の外接円Ｃ内に配置することが好ましい。
【００７７】
特に、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、それぞれ、隣接する２本のＰＣ鋼線の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた領域内に配置されていることが好ましい。
【００７８】
例えば図４に示すように、ひずみ測定用光ファイバーや、温度測定用光ファイバーとなる光ファイバー３１は、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面１１１ａ、１１１ｂと、係る隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌとで囲まれた領域内に配置されていることが好ましい。この場合、ひずみ測定用光ファイバー及び温度測定用光ファイバーとなる光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線の内側寄りに配置されることになるため、光ファイバー保護の観点、すなわち断線防止の観点から好ましいからである。
【００７９】
光ファイバーを光ファイバー部材としてからＰＣ鋼撚り線に配置する場合、図４に示すように、光ファイバー部材３０を、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面１１１ａ、１１１ｂと、係る隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線Ｌとで囲まれた領域内に配置することがさらに好ましい。このように光ファイバー部材自体を配置することで、光ファイバー部材全体がＰＣ鋼撚り線の内側寄りに配置されることになるため、光ファイバーの断線等を特に防止できるからである。
【００８０】
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ここまで説明してきたように、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有することができる。そして、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとは、近接して配置することが好ましい。これはひずみ測定用光ファイバーで測定したひずみを、温度測定用光ファイバーで測定した温度により補正する場合、両光ファイバーを近接させることで、ひずみの測定点と、温度の測定点とを近接させ、より精度よくひずみの温度補正を行えるからである。
【００８１】
このため、光ファイバー部材を凹部領域内に配置する場合、ひずみ測定用光ファイバーを配設する凹部領域と、温度測定用光ファイバーを配設する凹部領域とは近接していることが好ましい。
【００８２】
例えば、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ＰＣ鋼撚り線の外周に沿って隣接した凹部領域にひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを配置することが好ましい。例えば図２に示すように、凹部領域２２Ａにひずみ測定用光ファイバー３１１を配置した場合、ＰＣ鋼撚り線１１の外周に沿って、凹部領域２２Ａに隣接する凹部領域２２Ｂに温度測定用光ファイバー３１２を配置することが好ましい。
【００８３】
凹部領域だけではなく、例えば隣接する内部空隙２１と、凹部領域２２とにひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとをそれぞれ配置することもできる。隣接する内部空隙２１にひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとをそれぞれ配置することもできる。
【００８４】
ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとは、隣接するように配置することもできる。例えばひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを束ねて、束ねた光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けることができる。
【００８５】
このように、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを隣接するように配置することで、ひずみを測定した箇所の極近傍で温度を測定できることになる。ひずみ測定用光ファイバーで測定したひずみを、温度測定用光ファイバーで測定した温度により補正するため、両光ファイバーを近接して配置することで、ひずみの測定点と、温度の測定点とが特に近接し、ひずみの測定精度を特に高めることができる。
【００８６】
また例えば、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、共に、隣接する２本のＰＣ鋼線の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた同じ領域内に配置することができる。
【００８７】
具体的には例えば、図５に示す様にひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２を備えた点以外は図３、図４に示した場合と同様の光ファイバー部材５０とし、凹部領域２２に配置することができる。
【００８８】
この場合についても、ひずみ測定用光ファイバー３１１と、温度測定用光ファイバー３１２とが特に近接して配置されることになるため、ひずみを測定した箇所の極近傍で温度を測定できることになる。ひずみ測定用光ファイバーで測定したひずみを、温度測定用光ファイバーで測定した温度により補正するため、両光ファイバーを近接して配置することで、ひずみの測定点と、温度の測定点とが特に近接し、ひずみの測定精度を特に高めることができる。
【００８９】
また、ひずみ測定用光ファイバー及び温度測定用光ファイバーの光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線の内側寄りに配置されることになるため、光ファイバー保護の観点、すなわち断線防止の観点からも好ましいからである。
【００９０】
なお、ひずみ測定用光ファイバー３１１と、温度測定用光ファイバー３１２とは、両部材が直接接触するように束ねて、光ファイバー部材５０内に配置することもできる。
【００９１】
また、少なくともひずみ測定用光ファイバーをＰＣ鋼線と接するように配置することもできる。
【００９２】
例えば図５に示すように、ひずみ測定用光ファイバー３１１が、ＰＣ鋼線１１１と接するように配置できる。このように構成することで、ひずみ測定用光ファイバー３１１にＰＣ鋼線に生じたものとほぼ同じひずみを生じさせることができ、ＰＣ鋼撚り線のひずみを特に正確に評価することが可能になり好ましい。温度測定用光ファイバー３１２についてもＰＣ鋼線１１１と接するように配置することもできる。
【００９３】
ここでは、図５を例に説明したが、同じ凹部領域２２にひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを同時に配置していない場合でも、少なくともひずみ測定用光ファイバーをＰＣ鋼線と接するように配置することもできる。すなわち、例えば図２等で示した第１光ファイバー部材３０１、第２光ファイバー部材３０２において、ひずみ測定用光ファイバー等をＰＣ鋼線１１１に接するように配置することもできる。
（２）光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第２の構成例
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、被覆（シース）を有することもできる。第２の構成例として、被覆を有する場合の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の構成例を、図面を用いて説明する。なお、既に説明した事項については説明を一部省略する。
【００９４】
図６は被覆を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線６０の長手方向と垂直な面での断面図を示している。
【００９５】
被覆を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線６０とする場合、被覆として、防食被覆６１と外側被覆６２とを有することができる。
【００９６】
防食被覆６１は、ＰＣ鋼撚り線１１を外部環境から保護してＰＣ鋼撚り線１１の腐食を抑制する。防食被覆６１は、ＰＣ鋼撚り線１１の外周を被覆する外周部６１１を有する。外周部６１１は、ＰＣ鋼撚り線１１の外周輪郭に沿った表面を有し、その表面におけるＰＣ鋼撚り線１１の撚り溝２３に対応した箇所に撚り溝６１３が形成されている。
【００９７】
防食被覆６１は、各ＰＣ鋼線１１１の間（内部空隙）に充填される充填部６１２を有していることが好ましい。充填部６１２を有することで、ＰＣ鋼撚り線１１の隙間に水分などが侵入することを抑制でき、ＰＣ鋼撚り線１１の腐食をより一層抑制し易い。
【００９８】
充填部６１２を備える場合、外周部６１１と充填部６１２とは同一材質で一連に形成されていることが好ましい。
【００９９】
防食被覆６１の材質は、特に限定されないが、例えば耐食性に優れる樹脂を好ましく用いることができる。そのような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
【０１００】
そして、防食被覆６１の外側にはさらに、防食被覆６１の外周を覆う外側被覆６２を備えることができる。なお、防食被覆６１と、外側被覆６２とは同じ樹脂により形成することもできるが、異なる樹脂により構成することが好ましい。これは、外側被覆６２は、主に紫外線による劣化を防止する機能を有しているが、外側被覆６２の樹脂のみで防食被覆も形成すると、コストが高くなる恐れがあるからである。
【０１０１】
また、外側被覆６２は、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２を防食被覆６１へ固定する固定部材としての機能も期待できる。外側被覆６２の外周面６２１は、撚り溝が形成されない円筒状面で構成されている。外側被覆６２の材質は特に限定されないが、例えば、ポリエチレン樹脂が挙げられる。
【０１０２】
防食被覆６１、及び外側被覆６２は、例えば以下の手順により形成できる。
【０１０３】
予めＰＣ鋼線１１１を撚って形成したＰＣ鋼撚り線１１について、目板で撚り線の外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂの撚りを解いておく（撚り解き工程）。  
中心素線、及び外周素線の外周に防食被覆の構成樹脂を供給し、中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａ、及び外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂの外周に塗布する（防食樹脂供給工程）。
【０１０４】
外周素線であるＰＣ鋼線１１１Ｂを再び中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａ上に撚り戻した後、塗装した樹脂を冷却する（冷却工程）。  
防食被覆の撚り溝に対応する位置に光ファイバーを配置し、固定する（固定工程）。
【０１０５】
防食被覆６１の外周に外側被覆６２の構成樹脂を押出成型等により成型し、外側被覆６２を形成する（外側被覆配置工程）。
【０１０６】
なお、被覆（シース）を有する場合、ひずみ測定用光ファイバーや、温度測定用光ファイバーは、被覆内に埋設されることになるため、図１、図２等を用いて説明した被覆を有しない場合とは異なり、光ファイバーはそのまま被覆内に埋設できる。すなわち、光ファイバーは、光ファイバー部材としてからＰＣ鋼撚り線に配置する必要はない。
【０１０７】
被覆を有する場合でも、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けられていることが好ましい。
【０１０８】
ＰＣ鋼撚り線１１の撚り溝２３に対応した位置としては、防食被覆６１の外周部の撚り溝６１３や、防食被覆６１の内側の内部空隙２１や、凹部領域２２などが挙げられる。このため、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設ける例として、防食被覆６１の外周部の撚り溝や、既述の内部空隙や、凹部領域に沿って、ひずみ測定用光ファイバー等を設ける構成が挙げられる。
【０１０９】
ひずみ測定用光ファイバーを、ＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けることで、ひずみ測定用光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の伸縮に追従させ易いため、ひずみや、その分布をより精度よく測定できる。また、温度測定用光ファイバーも同様にＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に配置することで、温度測定用光ファイバーもひずみ測定用光ファイバーと同様にＰＣ鋼撚り線の伸縮に追従させ易くなる。このため、ＰＣ鋼撚り線が伸縮した場合でもひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとの位置関係を維持できる。
【０１１０】
また、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置されていることが好ましい。これは、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーを、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置することで、ひずみ測定用光ファイバーを、ＰＣ鋼撚り線の近傍に配置することができ、ＰＣ鋼撚り線の伸縮に特に追従させやすくなるからである。また、温度測定用光ファイバーも同様に光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円内に配置することで、温度測定用光ファイバーを、ひずみ測定用光ファイバーに近接して配置することができ、ひずみの測定点と、温度の測定点とを近接させることができるからである。
【０１１１】
図６に示した被覆を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線６０の長手方向と垂直な断面における光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の外接円とは、外側被覆６２の外周面６２１の輪郭線を意味する。このため、例えば外側被覆６２の外周面６２１よりも内側で、ＰＣ鋼撚り線１１の撚り溝２３に対応した箇所にひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２を配置することが好ましい。この場合、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２は防食被覆６１に埋設させることや、防食被覆６１と外側被覆６２との間（境界部）に配置することができる。また、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２を外側被覆６２に埋設させることもできる。ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２を外側被覆６２に埋設させる場合、これらの光ファイバーの配置位置は、例えば防食被覆６１の外周近傍が挙げられる。
【０１１２】
なお、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２をＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に配置する場合、例えば防食被覆６１に該光ファイバーを埋め込んだり、防食被覆６１に予め設けておいた溝に該光ファイバーを配置することもできる。
（３）光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第３の構成例
図７、図８を用いて、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第３の構成例を説明する。なお、図８は、図７中の点線円Ｘ部分を拡大して示したものである。
【０１１３】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線７０において、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２は、その一部が防食被覆６１の外周部６１１の表面に埋設されて、防食被覆６１と一体化されている。このため、ＰＣ鋼撚り線１１の伸縮にひずみ測定用光ファイバー３１１や温度測定用光ファイバー３１２を追従させ易くなり、ＰＣ鋼撚り線１１のひずみを精度良く測定できる。また、ＰＣ鋼撚り線が伸縮した場合でもひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとの位置関係を維持できる。
【０１１４】
なお、ひずみ測定用光ファイバー３１１等の防食被覆６１に埋設されていない残部は、外周部６１１の表面から露出し、外側被覆６２に覆われる。防食被覆６１の外周部６１１の表面には、ひずみ測定用光ファイバー３１１等が埋設されることで凹部６３が形成されている。この凹部６３は、ひずみ測定用光ファイバー３１１等の螺旋に沿って螺旋状に形成されている。
【０１１５】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線７０の製造は、既述の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線６０の防食被覆６１を形成している途中に光ファイバーを配置することで行える。具体的には、冷却工程において、外周素線となるＰＣ鋼線１１１Ｂを再び中心素線となるＰＣ鋼線１１１Ａ上に撚り戻した後、光ファイバーを樹脂の表面に押し付けてから樹脂を冷却する。そうすれば、光ファイバーの一部が防食被覆６１の外周部６１１表面に埋設されて、防食被覆６１と一体化させることができる。
【０１１６】
なお、防食被覆６１に切削加工などにより圧入溝を形成しておき、該圧入溝にひずみ測定用光ファイバー等を配置するように構成することもできる。
【０１１７】
防食被覆６１にひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２が埋設されている点以外は、既述の第２の構成例と同様に構成できるため、説明を省略する。
（４）光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第４の構成例
図９を用いて光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の第４の構成例を説明する。
【０１１８】
被覆を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線においても、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、それぞれ、隣接する２本のＰＣ鋼線の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた領域内に配置されていることが好ましい。
【０１１９】
すなわち、例えば図９に示した、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線９０の様に構成することができる。図９は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線９０の長手方向と垂直な面での断面図を示している。
【０１２０】
図９に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線９０において、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用光ファイバー３１２は、それぞれ、隣接する２本の外周素線であるＰＣ鋼線１１１の間に形成された凹部領域２２に配置されている。
【０１２１】
そして、ひずみ測定用光ファイバー３１１は、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌと、で囲まれた領域内に配置されている。なお、温度測定用光ファイバー３１２についても同様である。
【０１２２】
ひずみ測定用光ファイバー３１１を、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面と、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌとで囲まれた領域内に配置することで、特にＰＣ鋼線１１１の近傍に配置することができ、ＰＣ鋼撚り線１１の伸縮に追従させ易くなる。このため、ひずみや、ひずみ分布を特に精度良く測定できる。また、温度測定用光ファイバー３１２も同様に隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌとで囲まれた領域内に配置することで、特にＰＣ鋼線１１１の近傍に配置することができ、ＰＣ鋼撚り線１１の伸縮に追従させ易くなる。このため、ＰＣ鋼撚り線が伸縮した場合でもひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとの位置関係を維持できる。
【０１２３】
なお、ひずみ測定用光ファイバー３１１と、温度測定用光ファイバー３１２とは、近接して配置することが好ましい。このため、例えば凹部領域２２Ａにひずみ測定用光ファイバー３１１を配置した場合、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ＰＣ鋼撚り線の外周に沿って隣接した凹部領域２２Ｂに温度測定用光ファイバー３１２を配置することが好ましい。
【０１２４】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、共に、隣接する２本のＰＣ鋼線の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線の共通接線とで囲まれた同じ領域内に配置することもできる。
【０１２５】
この場合、例えば図９に示した光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線９０において、温度測定用光ファイバー３１２についても、ひずみ測定用光ファイバー３１１と同じ凹部領域２２Ａに配置した構成を有することができる。
【０１２６】
ひずみ測定用光ファイバー３１１と、温度測定用光ファイバー３１２とを、共に隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌ、で囲まれた同じ領域内に配置することで、両光ファイバーを特に近接して配置できる。
【０１２７】
このため、ひずみを測定した箇所の極近傍で温度を測定できることになる。ひずみ測定用光ファイバーで測定したひずみを、温度測定用光ファイバーで測定した温度により補正するため、両光ファイバーを近接して配置することで、補正する温度がより適切な温度となり、ひずみの測定精度を特に高めることができる。
【０１２８】
なお、本構成例の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の場合に限られず、例えば、第２の構成例、第３の構成例においても、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを、隣接するように配置することもできる。例えばひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを束ねて、束ねた光ファイバーをＰＣ鋼撚り線の撚り溝に対応した位置に設けることができる。
【０１２９】
このように、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを隣接するように配置することで、ひずみを測定した箇所の極近傍で温度を測定できることになる。ひずみ測定用光ファイバーで測定したひずみを、温度測定用光ファイバーで測定した温度により補正するため、両光ファイバーを近接して配置することで、ひずみの測定点と、温度の測定点とが特に近接し、ひずみの測定精度を特に高めることができる。
【０１３０】
また、図９では、ひずみ測定用光ファイバー３１１が、ＰＣ鋼線１１１と接している。このように構成することで、ひずみ測定用光ファイバー３１１にＰＣ鋼線に生じたものとほぼ同じひずみを生じさせることができ、ＰＣ鋼撚り線のひずみを特に正確に評価することが可能になり好ましい。温度測定用光ファイバー３１２についてもＰＣ鋼線１１１と接するように配置することもできる。
【０１３１】
図９に示した、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線９０の製造方法は特に限定されないが、例えばまず、ＰＣ鋼撚り線と、光ファイバーとを用意し、隣接する外周素線となるＰＣ鋼線の間の凹部領域に光ファイバーを配置する（光ファイバー配置工程）。その後、光ファイバーを配置したＰＣ鋼撚り線の外周側から溶融状態の防食被覆の構成樹脂を押し出すことで、防食被覆を形成できる（防食被覆形成工程）。
【０１３２】
その後は他の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の場合と同様にして必要に応じて外側被覆を形成することができる。なお、光ファイバーは防食被覆により保護されているため、外側被覆を設けなくてもよく、例えば上記防食被覆形成工程で製造工程を終了することもできる。
【０１３３】
本実施形態の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の用途は特に限定されるものではなく、ＰＣ鋼撚り線が求められる各種用途において用いることができる。例えば、内ケーブル、外ケーブル、斜材などのセメント硬化体用のＰＣケーブルや、グランドアンカー、ケーブルボルト等に用いることができる。
（２）ひずみ測定方法
次に、本実施形態のひずみ測定方法の一構成例について説明する。
【０１３４】
本実施形態のひずみ測定方法は、複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、ＰＣ鋼撚り線の長手方向に沿って配置された光ファイバーと、を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いてＰＣ鋼撚り線のひずみを測定するひずみ測定方法であって、以下の工程を有することができる。
【０１３５】
光ファイバーを用いて、散乱光によりＰＣ鋼撚り線のひずみの測定を行うひずみ測定工程。  
光ファイバーを用いて、散乱光により温度を測定する温度測定工程。  
ひずみ測定工程で測定したＰＣ鋼撚り線のひずみを、温度測定工程で測定した温度を用いて補正する補正工程。
【０１３６】
各工程について説明する。
（ひずみ測定工程）
ひずみ測定工程では、光ファイバーと、複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の光ファイバーを用いて、ひずみの測定を行うことができる。なお、ひずみ測定工程では、光ファイバーの長手方向の任意の位置のひずみや、光ファイバーの長手方向に沿ったひずみ分布を測定することができる。
【０１３７】
ひずみ測定工程で用いる散乱光としては特に限定されないが、例えばブリルアン散乱光や、レイリー散乱光、ラマン散乱光から選択された１種類以上を用いることができる。
【０１３８】
ひずみの測定方式は特に限定されないが、例えば、ＢＯＣＤＡ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）、ＢＯＴＤＡ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＢＯＣＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）などが挙げられる。
【０１３９】
測定に用いる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する光ファイバーの本数は測定方式等に応じて選択することができる。例えば、測定方式をＢＯＣＤＡ、ＢＯＴＤＡとする場合、光ファイバーの数は２本以上の偶数本とし、測定方式をＢＯＴＤＲやＦＢＧ、ＢＯＣＤＲとする場合、光ファイバーの数は１本以上とすることが好ましい。
【０１４０】
ＢＯＣＤＡやＢＯＴＤＡによりひずみを測定する場合、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する２本の光ファイバーの両一端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の一端部側から引き出して一端部同士を接続する。また、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する２本の光ファイバーの両他端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の他端部側から引き出してＢＯＣＤＡ測定装置（図示略）、ＢＯＴＤＡ測定装置（図示略）に接続する。そして、測定に供することができる。
【０１４１】
ＢＯＴＤＲやＦＢＧ、ＢＯＣＤＲによりひずみを測定する場合、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する１本の光ファイバーの一端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の一端部側に配置する。そして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する光ファイバーの他端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の他端部側から引き出してＢＯＴＤＲ測定装置（図示略）やＦＢＧ測定装置（図示略）、ＢＯＣＤＲ測定装置（図示略）に接続する。そして、測定に供することができる。
【０１４２】
上述のようにして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の光ファイバーに測定方式に対応した測定装置を接続した後、任意のタイミングでひずみ測定を実施することができる。
【０１４３】
なお、ひずみ測定工程におけるひずみの測定方式として、主にＢＯＣＤＡ等のブリルアン散乱光を用いた測定方式を例示したが、ブリルアン散乱光のみに限定されず、例えばレイリー散乱光等の他の散乱光を用いてひずみや、ひずみの分布を測定することもできる。
（温度測定工程）
温度測定工程では、光ファイバーと、複数のＰＣ鋼線が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線と、を有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の光ファイバーを用いて、温度の測定を行うことができる。なお、温度測定工程では、光ファイバーの長手方向の任意の位置の温度や、光ファイバーの長手方向に沿った温度分布を測定することができる。ただし、後述のように、温度測定工程で測定した温度により、ひずみ測定工程で測定したひずみを補正することから、ひずみ測定工程でひずみやひずみ分布を測定した位置に対応する箇所で温度や、温度分布を測定することが好ましい。
【０１４４】
温度測定工程で用いる散乱光としては特に限定されないが、例えばブリルアン散乱光や、レイリー散乱光、ラマン散乱光から選択された１種類以上を用いることができる。
温度の測定方式は特に限定されないが、例えば、ＢＯＣＤＡ、ＢＯＴＤＲ、ＦＢＧ、ＢＯＴＤＡ、ＢＯＣＤＲ、ＲＯＴＤＲ（Ｒａｍａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）などが挙げられる。
【０１４５】
測定に用いる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する光ファイバーの本数は測定方式等に応じて選択することができる。例えば、測定方式をＢＯＣＤＡ、ＢＯＴＤＡとする場合、光ファイバーの数は２本以上の偶数本とし、測定方式をＢＯＴＤＲやＦＢＧ、ＢＯＣＤＲ、ＲＯＴＤＲとする場合、光ファイバーの数は１本以上とすることが好ましい。
【０１４６】
ＢＯＣＤＡやＢＯＴＤＡにより温度を測定する場合、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する２本の光ファイバーの両一端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の一端部側から引き出して一端部同士を接続する。また、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する２本の光ファイバーの両他端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の他端部側から引き出してＢＯＣＤＡ測定装置（図示略）、ＢＯＴＤＡ測定装置（図示略）に接続する。そして、測定に供することができる。
【０１４７】
ＢＯＴＤＲやＦＢＧ、ＢＯＣＤＲ、ＲＯＴＤＲにより温度を測定する場合、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する１本の光ファイバーの一端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の一端部側に配置する。そして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が有する光ファイバーの他端部を光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の他端部側から引き出してＢＯＴＤＲ測定装置（図示略）やＦＢＧ測定装置（図示略）、ＢＯＣＤＲ測定装置（図示略）、ＲＯＴＤＲ測定装置（図示略）に接続する。そして、測定に供することができる。
【０１４８】
上述のようにして光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の光ファイバーに測定方式に対応した測定装置を接続した後、任意のタイミングで温度測定を実施することができる。
【０１４９】
なお、温度測定工程における温度の測定方式として、主にＢＯＣＤＡ等のブリルアン散乱光を用いた測定方式、もしくはラマン散乱光を用いた測定方式であるＲＯＴＤＲを例示したが、ブリルアン散乱光、ラマン散乱光のみに限定されない。例えばレイリー散乱光等の他の散乱光を用いて温度や、温度の分布を測定することもできる。
【０１５０】
なお、散乱光は、ＰＣ鋼撚り線のひずみに対応して光ファイバーに生じたひずみだけではなく、光ファイバー周辺の温度の影響も受ける場合があるため、ひずみ測定工程と、温度測定工程とでは、異なる種類の散乱光を使用することが好ましい。これは、ひずみ測定工程と、温度測定工程とで異なる散乱光を用いることで、ひずみ、及び温度をそれぞれ精度よく測定することができるからである。
例えば、ひずみ測定工程では、光ファイバーを用いてブリルアン散乱光によりひずみの測定を行い、温度測定工程では、光ファイバーを用いてラマン散乱光により温度の測定を行うことが好ましい。このように、ひずみ測定工程と、温度測定工程とで異なる散乱光を用いることで、ひずみ、及び温度をそれぞれ精度よく測定することができる。また、本発明の発明者らの検討によれば、ひずみの測定にブリルアン散乱光を用い、温度の測定にラマン散乱光を用いることで特に精度よく測定できるからである。
【０１５１】
ひずみ測定工程と、温度測定工程とを行う際に用いる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、光ファイバーを備えたＰＣ鋼撚り線であれば足りるが、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、複数の光ファイバーを有することが好ましい。そして、係る光ファイバーとして、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーと、を含むことが好ましい。これは、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いることで、ひずみと、温度とを同時に測定することもでき、測定精度を高め、測定に要する時間を短くすることができるからである。
【０１５２】
ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線としては、例えば既述の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いることができ、ひずみと、温度との測定方式等により、各光ファイバーを所定の本数有することができる。
【０１５３】
ひずみ測定用光ファイバー、温度測定用光ファイバーは、ひずみ、温度について、測定に用いる散乱光に適した光ファイバーを用いることができ特に限定されるものではない。
【０１５４】
例えばひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、それぞれシングルモード光ファイバー、マルチモード光ファイバー、及び偏波保持光ファイバーから選択された１種類以上の光ファイバーを用いることが好ましい。特に、ひずみ測定用光ファイバー、及び温度測定用光ファイバーは、それぞれひずみ測定工程と、温度測定工程とで用いる散乱光に適した光ファイバーを選択することが好ましい。
【０１５５】
例えば、ブリルアン散乱光や、レイリー散乱光を用いる場合には、シングルモード光ファイバーを、ラマン散乱光を用いる場合には、マルチモード光ファイバーをそれぞれ好ましく用いることができる。これは、ブリルアン散乱光や、レイリー散乱光により測定を行う際、シングルモード光ファイバーを用いると特にシャープなピークが得られるからである。また、ラマン散乱光により測定を行う際、マルチモード光ファイバーを用いると特に高いピーク強度が得られるからである。
【０１５６】
そこで、本実施形態のひずみ測定方法で用いる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、上述のように複数の光ファイバーを有し、該光ファイバーとして、ひずみ測定工程で用いるひずみ測定用光ファイバーと、温度測定工程で用いる温度測定用光ファイバーとを含むことができる。そして、例えばひずみ測定工程では、ブリルアン散乱光や、レイリー散乱光を、温度測定工程ではラマン散乱光を好ましく用いることができる。このため、ひずみ測定用光ファイバーをシングルモード光ファイバーとし、温度測定用光ファイバーをマルチモード光ファイバーとすることが好ましい。
このように、各測定工程で、用いる散乱光に応じて適した種類の光ファイバーを用いることで、特に測定精度を高めることができる。
（補正工程）
補正工程では、ひずみ測定工程で測定したひずみを、温度測定工程で測定した温度を用いて補正する。
【０１５７】
補正工程では例えば以下の式（１）により補正後のひずみを算出できる。
【０１５８】
（補正後のひずみ（％））  ＝  （ひずみ測定工程で測定したひずみ（％））−（温度測定工程で測定した温度（℃））×温度係数（％／℃））  ・・・（１）
なお、上記式（１）中の「温度測定工程で測定した温度」に代えて、基準となる温度からの温度変化を用いることもできる。
【０１５９】
温度係数は、例えば測定に用いたものと同じ光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いて、既知の温度と、既知のひずみ量との関係から予め算出しておくことができる。
【０１６０】
以上に説明した本実施形態のひずみ測定方法によれば、従来は考慮されていなかった温度により、測定したひずみや、ひずみ分布を補正している。このため、精度良くひずみを測定することができる。
【０１６１】
本実施形態のひずみ測定方法によれば、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用い、ひずみ、及び温度の測定を行っているため、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が埋設等され、外部からは測定が困難な場合でも、ひずみ及び温度を容易に測定することができる。また、例えば光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線以外の温度計を用いて温度を測定する場合等と比較して、ひずみの測定点と温度の測定点とが近接しているため、精度良く補正を行うことができ、ひずみを精度よく測定できる。
【０１６２】
さらに、本実施形態のひずみ測定方法によれば、ひずみと、温度とを散乱光を用いて測定しており、同様の測定方法により測定しているため、現場での計測負担が少なく、容易に測定を行うことができる。
（３）ひずみ測定装置
本実施形態のひずみ測定装置の一構成例について説明する。本実施形態のひずみ測定装置は、既述のひずみ測定方法を用いる。このため、ひずみ測定方法で既述の内容は説明を一部省略する。
【０１６３】
本実施形態のひずみ測定装置は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線と、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線に接続される散乱光測定装置とを有することができる。
【０１６４】
散乱光測定装置の具体的な構成例について、図１０、図１１を用いて説明する。なお、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線との接続形態を示すため、図１０、図１１内にはあわせて光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線も示している。
【０１６５】
図１０に示される散乱光測定装置１００Ａは、光ファイバーの両端からレーザ光を入出力するタイプの散乱光測定装置である。例えばＢＯＣＤＡやＢＯＴＤＡにより測定する際に用いることができる。
【０１６６】
図１１に示される散乱光測定装置１００Ｂは、光ファイバーの片端からレーザ光を入出力するタイプの測定装置である。例えばＢＯＴＤＲやＦＢＧ、ＢＯＣＤＲ、ＲＯＴＤＲにより測定する際に用いることができる。
【０１６７】
散乱光測定装置１００Ａ、１００Ｂは、光信号を発信する光信号発信部１００１と、光ファイバーからの光信号を受信する光信号受信部１００２とを有する。また、散乱光測定装置１００Ａ、１００Ｂは、光信号受信部１００２で受信された光信号を解析し光ファイバーのひずみと、温度とから選択された１種類以上の情報を取得する解析部１００３を有する。必要に応じて、散乱光測定装置１００Ａ、１００Ｂは、解析部１００３で取得された情報を表示する表示部１００４を有することもできる。
【０１６８】
光信号発信部１００１と光信号受信部１００２とは例えば一体の測定器として構成されてもよい。解析部１００３は例えばコンピュータ等の演算装置であり、表示部１００４は例えば演算装置による演算結果を画面表示するディスプレイモニタである。解析部１００３と表示部１００４とを一体で備えるパーソナルコンピュータ等を採用してもよい。
【０１６９】
そして、散乱光測定装置１００Ａと接続する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０１の光ファイバー１０１１、１０１２は、光ファイバーの一端部１０１１ａ、１０１２ａを光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の一端部側から引き出して該一端部同士を接続してある。また、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０１が有する光ファイバー１０１１、１０１２の両他端部１０１１ｂ、１０１２ｂを光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０１の他端部側から引き出して散乱光測定装置１００Ａに接続されている。
【０１７０】
また、散乱光測定装置１００Ｂと接続する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０２の光ファイバー１０２１は、１本の光ファイバー１０２１の一端部１０２１ａを光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０２の一端部側に配置する。そして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０２が有する光ファイバー１０２１の他端部１０２１ｂを光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１０２の他端部側から引き出して散乱光測定装置１００Ｂに接続する。
【０１７１】
散乱光測定装置１００Ａ、１００Ｂにおいて、光信号発信部１００１、光信号受信部１００２、及び光ファイバー１０１１、１０１２、１０２１は、光分岐器１００５、カプラ１００６等を介しながら適宜接続される。
【０１７２】
なお、既述のように既述のひずみ測定方法では、ひずみ、及び温度を測定する。このため、本実施形態のひずみ測定装置は、散乱光を用いてひずみ、及び温度を測定する際に用いる測定方式に応じた散乱光測定装置を有することができ、例えば散乱光測定装置１００Ａ、及び散乱光測定装置１００Ｂの両方を有することもできる。
【０１７３】
既述のひずみ測定方法で用いる光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有することもできる。このため、本実施形態のひずみ測定装置は、例えばひずみ測定用光ファイバーに接続する散乱光測定装置と、温度測定用光ファイバーに接続する散乱光測定装置とを有することもできる。また、本実施形態のひずみ測定装置は、例えば１台の散乱光測定装置を有し、ひずみを測定する場合と、温度を測定する場合とで、散乱光測定装置内もしくは散乱光測定装置と接続する光ファイバー等の接続を変更するように構成することもできる。
【０１７４】
また、既述のひずみ測定方法の補正工程では、ひずみ測定工程で測定したひずみを、温度測定工程で測定した温度により補正する。このため、係る補正のための演算を行う演算部１０３を有することもできる。本実施形態のひずみ測定装置が複数台の散乱光測定装置を有する場合には、複数の散乱光測定装置で１つの演算部１０３を共有することもできる。また、各散乱光測定装置に、演算部１０３を接続しておき、複数の演算部１０３間で補正に必要な情報を共有できるように構成することもできる。
【０１７５】
以上に説明した本実施形態のひずみ測定装置によれば、従来は考慮されていなかった温度により、測定したひずみや、ひずみ分布を補正している。このため、精度良くひずみを測定することができる。
【０１７６】
本実施形態のひずみ測定装置によれば、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用い、ひずみ、及び温度の測定を行っているため、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線が埋設等され、外部からは測定が困難な場合でも、ひずみ及び温度を容易に測定することができる。また、例えば光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線以外の温度計を用いて温度を測定する場合等と比較して、ひずみの測定点と温度の測定点とが近接しているため、精度良く補正を行うことができる。
【０１７７】
さらに、本実施形態のひずみ測定装置によれば、ひずみと、温度とを散乱光を用いて測定しており、同様の測定方法により測定しているため、現場での計測負担が少なく、容易に測定を行うことができる。
【０１７８】
以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【実施例】
【０１７９】
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１８０】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線をコンクリート構造体内に配置し、ひずみの測定を行った。実験例１が実施例、実験例２が比較例となる。
（実験例１）
ひずみ測定用光ファイバーと、温度測定用光ファイバーとを有する光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用いて、ひずみの測定を行った。
【０１８１】
用いた光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線は、該光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面が、図９に示した構造を有しており、７本のＰＣ鋼線１１１が撚り合わされたＰＣ鋼撚り線１１を有している。そして、ＰＣ鋼撚り線１１の隣接する外周素線であるＰＣ鋼線１１１の間に形成された凹部領域２２Ａにひずみ測定用光ファイバー３１１が、凹部領域２２Ｂに温度測定用光ファイバー３１２が、それぞれ配置されている。なお、図９に示すように、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線の長手方向と垂直な断面において、ＰＣ鋼撚り線の外周に沿って、凹部領域２２Ａと、凹部領域２２Ｂとは隣接した凹部領域となる。
また、ひずみ測定用光ファイバー３１１及び温度測定用光ファイバー３１２はそれぞれ、隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の表面と、係る隣接する２本のＰＣ鋼線１１１の共通接線Ｌと、で囲まれた領域内に配置されている。
【０１８２】
なお、ひずみ測定用光ファイバー３１１、及び温度測定用の光ファイバーとしてはシングルモード光ファイバーをそれぞれ用いている。
【０１８３】
そして、ＰＣ鋼撚り線１１の周囲には防食被覆６１が配置されており、防食被覆６１内に、ひずみ測定用光ファイバー３１１及び温度測定用光ファイバー３１２は埋没されている。
また、防食被覆６１の周囲には外側被覆６２が配置されている。
【０１８４】
係る光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を橋脚の柱頭部の幅方向に配置し、該柱頭部に幅方向に沿って圧縮力を加えた。
【０１８５】
具体的な構成を図１２を用いて説明する。図１２は、橋脚の柱頭部１２０の断面図を模式的に表している。
【０１８６】
図１２に示すように橋脚の柱頭部１２０の幅方向、すなわち図中の左右方向に沿って、コンクリート内に、上に凸の形状となるように、既述の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２を、図示しないシースを介して埋設した。そして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２の一端部側を支圧板１２１Ａにおいてジャッキ１２２Ａにより、他端部側を支圧板１２１Ｂにおいてジャッキ１２２Ｂにより絞め、緊張力を導入した。これにより橋脚の柱頭部１２０には左右方向の端部側から中央部側に押圧する圧縮力が加えられる。
【０１８７】
また、同様に光ファイバーを有していない点以外は光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２と同じ構成を有するＰＣ鋼撚り線１２３も設置した。なお、上述の光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２と、ＰＣ鋼撚り線１２３とには同様に緊張力が加えられている。
【０１８８】
なお、図１２中、幅方向に沿って示した位置Ｘ１〜位置Ｘ４は、図１２に示した橋脚の柱頭部の座標を示している。そして、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間、位置Ｘ３と位置Ｘ４との間は光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２がコンクリートに埋設されずに空気中に露出している部分、すなわち気中部となっている。
【０１８９】
また、位置Ｘ２と位置Ｘ４との間は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２が、シースを通してコンクリート構造体内に位置するコンクリート部となっている。
【０１９０】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置した直後と、設置後半年経った時点とで、光ファイバーつきＰＣ鋼撚り線に生じたひずみを測定した。そして、測定したひずみの変化から光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線に加えられた緊張力の変化量分布を算出した。
【０１９１】
ひずみの測定は以下の手順により行った。
【０１９２】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２内に配置した、ひずみ測定用光ファイバーに、図１１に示すようにして散乱光測定装置１００Ｂ及び演算部１０３を接続し、ブリルアン散乱光を用いてＢＯＴＤＲによりひずみ分布を測定した（ひずみ測定工程）。
【０１９３】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２内に配置した、温度測定用光ファイバーに、図１１に示すようにして散乱光測定装置１００Ｂ及び演算部１０３を接続し、ラマン散乱光を用いてＲＯＴＤＲにより温度分布を測定した（温度測定工程）。
【０１９４】
そして、演算部１０３において、ひずみ測定工程で測定したひずみ分布を、温度測定工程で測定した温度分布を以下の式（１）を用いて補正した（補正工程）。
【０１９５】
（補正後のひずみ（％））  ＝  （ひずみ測定工程で測定したひずみ（％））−（温度測定工程で測定した温度（℃））×温度係数（％／℃））  ・・・（１）
なお、温度係数は、用いた光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線について、予め既知のひずみ量と、既知の温度との間の相関を測定し、算出しておいたものを用いた。
【０１９６】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点とで、上述のように、補正したひずみ分布をそれぞれ算出した。そして、補正後のひずみ分布を用いて光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点の緊張力分布を算出した。
【０１９７】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点の緊張力分布の差を求めた。結果を図１３に線分１３１として示す。図１３中に横軸で示した位置は、図１２に示した各座標の位置に対応する。なお、図１３中、コンクリート部は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２が、コンクリート内にシースを介して埋設された部分を意味する。また、気中部は光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２がコンクリート内に埋設されずに空気中に露出している部分を意味する。
【０１９８】
図１３に示すように、半年間での緊張力変化量はほぼ０であり橋脚の柱頭部１２０内でほぼ一定になっていることが確認できた。
【０１９９】
なお、図示しない緊張力センサーを用い、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点の気中部における緊張力分布をそれぞれ測定し、緊張力分布の差を算出したところ、上記結果とほぼ一致しており、気中部において、その差は最大で０．６％であった。具体的な緊張力の差の最大値は１．６ｋＮとなる。緊張力センサーとしては磁気歪センサーを用いた。
［実験例２］
温度測定用光ファイバー３１２を有していない点以外は、実験例１と同じ光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を用い、実験例１と同様に橋脚の柱頭部に配置し緊張力を加えた。
【０２００】
そして、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点とで、ひずみ分布をそれぞれ測定した。
【０２０１】
なお、ひずみ分布の測定は、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線１２２内に配置した、光ファイバーに、図１１に示すようにして散乱光測定装置１００Ｂを接続し、ブリルアン散乱光を用いてＢＯＴＤＲにより行った（ひずみ測定工程）。
【０２０２】
そして、測定したひずみ分布を用いて光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点の緊張力分布を算出した。
【０２０３】
光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後、及び設置後半年経過した時点の緊張力分布の差を求めた。結果を図１３に示す。結果を図１３に線分１３２として示す。
【０２０４】
図１３に示すように、半年間での緊張力変化量は橋脚の柱頭部の幅方向の位置によりばらついており、気中部である位置Ｘ１と位置Ｘ２との間、及び位置Ｘ３と位置Ｘ４との間と、コンクリート部である位置Ｘ２と位置Ｘ３との間では大きく異なっていた。
半年間での緊張力変化割合は最大で６．５％であり、具体的な緊張力変化量は最大で１０．５ｋＮとなることが確認できた。
【０２０５】
実験例１の結果と大幅に異なることも確認できた。
【０２０６】
これは、コンクリート部は、硬化後もしばらくは熱を有するため、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後と、設置後半年経過した時点とではコンクリート部の温度に大きな差があり、その結果、ひずみにも影響が出たためと考えられる。
【０２０７】
なお、実験例１の場合においても、光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線を設置直後と、設置後半年経過した時点とではコンクリート部の温度に大きな差があった。しかしながら、実験例１では測定した温度分布による補正を行っているため、精度良くひずみ分布を算出でき、これに基いて緊張力も正確に評価できたためと考えられる。
【０２０８】
既述の緊張力センサーを用いて測定した緊張力分布の差と、実験例２で算出した緊張力分布の差とを比較したところ、気中部において、その差は最大で０．６％であった。具体的な緊張力の差の最大値は１．６ｋＮとなる。
【符号の説明】
【０２０９】
１０、６０、７０、９０、１０１、１０２、１２２  光ファイバー付きＰＣ鋼撚り線
１１                                            ＰＣ鋼撚り線
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ                      ＰＣ鋼線
１１１ａ、１１１ｂ                              表面
２１                                            内部空隙
２２、２２Ａ、２２Ｂ                            凹部領域
２３                                            撚り溝
３０、５０                                      光ファイバー部材
３０１                                          第１光ファイバー部材
３０２                                          第２光ファイバー部材
３１、１０１１、１０１２、１０２１              光ファイバー
３１１                                          ひずみ測定用光ファイバー
３１２                                          温度測定用光ファイバー
３２                                            フィラー
３２Ａ                                          第１の表面
３２Ｂ                                          第２の表面
３２Ｃ                                          第３の表面
３３Ａ                                          第１の輪郭線
３３Ｂ                                          第２の輪郭線
３３Ｃ                                          第３の輪郭線
３４                                            接着剤
６１                                            防食被覆
６１１                                          外周部
６１２                                          充填部
６１３、６１３Ａ、６１３Ｂ                      撚り溝
６２                                            外側被覆
６２１                                          外周面
６３                                            凹部
１００Ａ、１００Ｂ                              散乱光測定装置
１００１                                        光信号発信部
１００２                                        光信号受信部
１００３                                        解析部
１００４                                        表示部
１００５                                        光分岐器
１００６                                        カプラ
１０１１ａ、１０１２ａ、１０２１ａ              一端部
１０１１ｂ、１０１２ｂ、１０２１ｂ              両他端部
１０３                                          演算部
１２０                                          柱頭部
１２１Ａ、１２１Ｂ                              支圧板
１２２Ａ、１２２Ｂ                              ジャッキ
１２３                                          ＰＣ鋼撚り線
Ａ                                              中心軸
Ｃ                                              外接円
Ｌ                                              共通接線
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４                          位置
【図１】
2019070593.tif 000003
【図２】
2019070593.tif 000004
【図３】
2019070593.tif 000005
【図４】
2019070593.tif 000006
【図５】
2019070593.tif 000007
【図６】
2019070593.tif 000008
【図７】
2019070593.tif 000009
【図８】
2019070593.tif 000010
【図９】
2019070593.tif 000011
【図１０】
2019070593.tif 000012
【図１１】
2019070593.tif 000013
【図１２】
2019070593.tif 000014
【図１３】
2019070593.tif 000015