(57)【要約】【課題】構造物を現状のままに残置した状態で、アンカーボルトの露頭部の腐食減肉状況を診断することのできるアンカーボルトの腐食減肉の診断方法を提供する。【解決手段】露頭部３ａをコンクリート製基礎１から露頭させた状態でコンクリート製基礎１に埋め込まれたアンカーボルト３の腐食減肉を診断する方法であって、コンクリート製基礎１から露頭する上記アンカーボルト１の露頭部３ａを打撃振動させ、このときのアンカーボルト３の固有振動数を測定し、この測定結果を正常なアンカーボルト３の固有振動数と比較して、アンカーボルト３の腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部をコンクリート製基礎から露頭させた状態でコンクリート製基礎に埋め込まれたアンカーボルトの腐食減肉を診断する方法であって、コンクリート製基礎から露頭する上記アンカーボルトの頭部の部分を打撃振動させ、このときのアンカーボルトの固有振動数を測定し、この測定結果を正常なアンカーボルトの固有振動数と比較して、アンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断するようにしたことを特徴とするアンカーボルトの腐食減肉の診断方法。
【請求項２】
頭部をコンクリート製基礎から露頭させた状態でコンクリート製基礎に埋め込まれたアンカーボルトの腐食減肉を診断する装置であって、コンクリート製基礎から露頭する上記アンカーボルトの頭部の部分を打撃振動させる振動付与手段と、この振動付与手段によりアンカーボルトを打撃振動させたときのアンカーボルトの固有振動数を測定する測定手段と、この測定手段で測定した測定結果を正常なアンカーボルトの固有振動数と比較してアンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断する診断手段とを備えたことを特徴とするアンカーボルトの腐食減肉の診断装置。
【請求項３】
上記振動付与手段がハンマーである請求項２記載のアンカーボルトの腐食減肉の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンカーボルトの腐食減肉の診断方法およびそれに用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、道路の照明柱や標識柱，遮音壁，建築物，塔構造物等、各種の鋼製の構造物は、コンクリート製基礎にベースプレート等を介してアンカーボルトで固定されていることが多い。ところが、このアンカーボルトは、滞水，乾燥の繰り返し等により長時間の使用に伴って腐食が進行し、その断面が損耗（減肉）していることがあり、構造物の安全性に問題が生じている。そこで、安全性の確保から、アンカーボルトの取り替え時期を明確にするために、腐食減肉状況を把握することが重要になっている。
【０００３】
従来は、アンカーボルトの腐食減肉を調べるために、構造物およびベースプレート等を取り外し、アンカーボルトの頭部をコンクリート製基礎から露頭させたのち、この露頭部の直径を実際に測定すること等により、腐食減肉状況を直接測定する方法が行われている。ところが、この方法では、作業が大掛かりであるばかりでなく、構造物によっては、取り外しが困難な場合があり、腐食減肉を測定することができないこともある。
【０００４】
一方、アンカーの引張鋼材の腐食状況を非破壊で診断するために、アンカーの引張鋼材に電流を流し、その自然電位を測定することにより、腐食状況を診断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２０１９３０号公報（段落〔００１２〕〜〔００２３〕）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法では、アンカーボルトの露頭部の腐食減肉状況を診断することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、構造物を現状のままに残置した状態で、アンカーボルトの露頭部の腐食減肉状況を診断することのできるアンカーボルトの腐食減肉の診断方法およびそれに用いる装置の提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、頭部をコンクリート製基礎から露頭させた状態でコンクリート製基礎に埋め込まれたアンカーボルトの腐食減肉を診断する方法であって、コンクリート製基礎から露頭する上記アンカーボルトの頭部の部分を打撃振動させ、このときのアンカーボルトの固有振動数を測定し、この測定結果を正常なアンカーボルトの固有振動数と比較して、アンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断するようにしたアンカーボルトの腐食減肉の診断方法を第１の要旨とし、頭部をコンクリート製基礎から露頭させた状態でコンクリート製基礎に埋め込まれたアンカーボルトの腐食減肉を診断する装置であって、コンクリート製基礎から露頭する上記アンカーボルトの頭部の部分を打撃振動させる振動付与手段と、この振動付与手段によりアンカーボルトを打撃振動させたときのアンカーボルトの固有振動数を測定する測定手段と、この測定手段で測定した測定結果を正常なアンカーボルトの固有振動数と比較してアンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断する診断手段とを備えたアンカーボルトの腐食減肉の診断装置を第２の要旨とする。
【０００９】
すなわち、本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法は、コンクリート製基礎から露頭するアンカーボルトの頭部の部分を打撃振動させ、このときのアンカーボルトの固有振動数を測定し、この測定結果を正常なアンカーボルトの固有振動数と比較し、これにより、アンカーボルトの腐食減肉量（腐食しているアンカーボルトの径）とともに不健全度の度合を診断するようにした方法である。したがって、本発明の方法では、構造物やベースプレート等を取り外し、アンカーボルトが実際に腐食減肉しているかどうかを調べる必要がなく、構造物やベースプレート等を現状のままに残置した状態で、アンカーボルトが腐食減肉しているかどうかを診断することができる。このため、構造物の取り外しが困難な場合にも、腐食減肉状況を測定することができる。しかも、アンカーボルトの頭部をハンマー等で打撃振動し、このときのアンカーボルトの固有振動数を集音マイクや加速度ピックアップ等で測定することができるため、小さな装置で短時間に作業が行える。一方、本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断装置によれば、上記優れた効果を奏する本発明の診断方法を、容易に実現することができる。
【００１０】
上記の診断に際し、頭部をコンクリート製基礎から露頭させた状態でコンクリート製基礎に埋め込まれた正常なアンカーボルトの固有振動数は、弾性体に固定された梁の曲げ振動で解くことにより、理論計算式から求めることができる。この場合に、ヤング率やコンクリートの弾性係数（ばね定数）等は、現地の正常なアンカーボルトの測定値や既知の値を採用することができる。同様にして、所定部分の直径が細く形成された（加工等により減肉させた）アンカーボルトの固有振動数も、理論計算式により求めることができる。また、これらの理論計算値は、正常なアンカーボルトおよび所定部分の直径が細く形成されたアンカーボルトを用い、実験により実測した測定値によって検証することも可能である。また、本発明の測定結果を、上記実験により実測した測定値のみと比較してもよい。
【００１１】
また、アンカーボルトの固有振動数は、アンカーボルトの直径ｄと、コンクリート製基礎から露頭するアンカーボルトの頭部の部分の長さ（露頭長）Ｌ（露頭長Ｌと直径ｄとの比：Ｌ／ｄをアスペクト比という）により決定される（図３参照）。そして、図４に示すように、腐食減肉したアンカーボルトの、腐食減肉した部分の直径ｄは、正常なアンカーボルトより小さくなっており（すなわち、アスペクト比が大きくなっており）、腐食減肉したアンカーボルトの固有振動数は正常なものに比べて低くなる。
【００１２】
したがって、つぎのことを考慮し、アンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断することができる。すなわち、露頭長Ｌおよび直径ｄが同じアンカーボルトの場合には、腐食減肉しているアンカーボルトの方が低い固有振動数が測定される（図５参照）。また、直径ｄが同じで露頭長Ｌが異なる場合には、それぞれの露頭長Ｌにおける理論計算値もしくは実験により実測した測定値と比較することができる。また、所定部分の直径が細く形成されたアンカーボルトの固有振動数（理論計算値もしくは実験により実測した測定値）を、本発明により測定した測定値と比較することで、腐食減肉したアンカーボルトの径（すなわち、腐食減肉量）を求めることもできる。なお、図３〜図５における符号の説明は、後述する実施の形態を参照。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法の一実施の形態を示している。図において、１はコンクリート製基礎であり、２はコンクリート製基礎１の上面に配設された平板矩形状の構造物ベースプレートであり、複数のボルト挿通孔２ａ（図１では、２個しか図示せず）が穿設されている。３は上記コンクリート製基礎１に埋め込まれたアンカーボルト（図３参照）であり、上記コンクリート製基礎１の露頭部（コンクリート製基礎１から露頭するアンカーボルト３の頭部の部分）３ａが上記ベースプレート２のボルト挿通孔２ａに挿通され、各ボルト挿通孔２ａから露頭している。４は上記ベースプレート２の上面に熔接，固定された照明柱等の構造物であり、その下端部の外周面に熔接，固定された複数の脚板４ａが上記ベースプレート２の上面に熔接，固定されている。そして、使用状態では、上記アンカーボルト３の露頭部３ａに形成されたねじ部３ｂにナット８，９（図２参照）がら合しており、これにより、構造物４がコンクリート製基礎１にベースプレート２を介してアンカーボルト３により固定されている。
【００１５】
１１は腐食減肉測定装置であり、アンカーボルト３の露頭部３ａの上端縁外周面を叩いて露頭部３ａに打撃振動を与えるテストハンマー１２（このテストハンマー１２の打撃部１２ａは鉄製もしくはプラスチック製である）と、このテストハンマー１２で打撃振動を与えたときに発する音（すなわち、露頭部３ａの振動音）を収録しこの収録した音圧信号を電気信号に変えるコンデンサーマイク１３と、このコンデンサーマイク１３から入力される電気信号を振動波形および振動スペクトルに変換させるＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザー（図示せず）と、このＦＦＴアナライザーから入力される振動波形および振動スペクトルに基づいてアンカーボルト３の固有振動数を決定し、事前に入力したアンカーボルト３の直径ｄと露頭長Ｌとから算出した正常なアンカーボルト３の理論計算値もしくは所定部分の直径が細く形成されたアンカーボルト３の理論計算値から、測定したアンカーボルト３の腐食減肉量を測定し、数値化もしくはグラフ化するパソコン（ＰＣ）等の演算装置（図示せず）等で構成されている。図において、１３ａはコンデンサーマイク１３の集音口である。
【００１６】
上記の腐食減肉測定装置１１を用い、例えば、つぎのようにして腐食減肉の診断をすることができる。まず、アンカーボルト３の露頭部３ａからナット８，９（図２参照）を取り外す（図１参照）。ついで、アンカーボルト３の直径ｄを測定して（もしくは工事設計書等で調べて）、演算装置に入力する。また、ベースプレート２から露頭するアンカーボルト３の長さおよびベースプレート２の厚みを測定し（図４参照）、コンクリート製基礎１の上面から露頭するアンカーボルト３の露頭部３ａの長さ（露頭長Ｌ）を算出し、演算装置に入力する。また、コンデンサーマイク１３の集音口１３ａをアンカーボルト３の露頭部３ａの上端縁外周面の近傍に位置決めする。つぎに、アンカーボルト３の露頭部３ａの上端縁外周面をテストハンマー１２により叩き、露頭部３ａに打撃振動を与える。そして、このとき露頭部３ａが発する打撃振動音をコンデンサーマイク１３で収録し、この収録した音圧信号を電気信号に変えてＦＦＴアナライザーに入力する。このＦＦＴアナライザーでは、コンデンサーマイク１３から入力された電気信号を振動波形および振動スペクトルに変換させたのち、演算装置に入力し、この演算装置でアンカーボルト３の腐食減肉量を割り出し、演算装置に設けた表示部の画面にグラフ化して表示する。
【００１７】
上記表示部には、上記入力した露頭長Ｌおよび直径ｄから決定される４種類（Ａ〜Ｄ）の固有振動数のゾーン（Ａゾーン：腐食減肉が全くないもしくは殆どないと考えられる安全ゾーン，Ｂゾーン：少し腐食減肉しているが、まだ取り替えなくてよいと考えられるゾーン，Ｃゾーン：腐食減肉が進行しており、取り替える必要があると考えられる危険ゾーン，Ｄゾーン：腐食減肉が大きく、非常に危険なゾーン）が表示されており、上記割り出した固有振動数が、どのゾーンに入っているかが一目で判るようになっている（図６参照。図６では、フーリエ変換したスペクトル波形が上側に、音圧データのＴＩＭＥ波形が下側に表示されており、上記割り出した固有振動数が、Ｃゾーンに入っている）。このようにして、アンカーボルト３の腐食減肉の診断，判定を機械的に（人の判断によらないで）行うことができる。
【００１８】
上記のように、この実施の形態では、コンクリート製基礎１から露頭するアンカーボルト３の露頭部３ａからナット８，９を取り外、上記露頭部３ａをテストハンマー１２で叩いて打撃振動させ、このときの打撃振動音をコンデンサーマイク１３で測定することにより、機械的にアンカーボルト３の腐食減肉状況を診断することができる。このため、構造物４やベースプレート２をコンクリート製基礎１から取り外す必要がない。しかも、アンカーボルト３の露頭部３ａをテストハンマー１２で打撃振動し、このときの打撃振動音をコンデンサーマイク１３で測定するようにしており、作業が小さな装置により短時間で行える。
【００１９】
図７は本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法の他の実施の形態を示している。この実施の形態では、アンカーボルト３の露頭部３ａにテストハンマー１２で打撃振動を与えたときの、露頭部３ａの固有振動数を、上記露頭部３ａの上端面に設けた加速度ピックアップ１５で測定し、この測定結果をチャージアンプ（図示せず）を介してＦＦＴアナライザーに入力するようにしている。それ以外の部分は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この実施の形態でも、上記実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００２０】
なお、上記実施の形態において、正常なアンカーボルト３の理論計算値および所定部分の直径が細く形成されたアンカーボルト３の理論計算値に代えて、実験により実測した測定値（すなわち、実験により実測した、正常なアンカーボルト３の固有振動数および所定部分の直径が細く形成されたアンカーボルト３の固有振動数）を用いるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
すなわち、本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法によれば、構造物やベースプレート等を取り外し、アンカーボルトが実際に腐食減肉しているかどうかを調べる必要がなく、構造物やベースプレート等を現状のままに残置した状態で、アンカーボルトの腐食減肉量とともに不健全度の度合を診断することができる。したがって、構造物の取り外しが困難な場合にも、腐食減肉状況を測定することができる。しかも、アンカーボルトの頭部をハンマー等で打撃振動し、このときのアンカーボルトの固有振動数を集音マイクや加速度ピックアップ等で測定することができるため、小さな装置で短時間に作業が行える。一方、本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断装置によれば、上記優れた効果を奏する本発明の診断方法を、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記診断方法の説明図である。
【図３】正常なアンカーボルトを示す断面図である。
【図４】腐食減肉したアンカーボルトを示す断面図である。
【図５】上記診断方法の説明図である。
【図６】表示部に表示される波形の説明図である。
【図７】本発明のアンカーボルトの腐食減肉の診断方法の他の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  コンクリート製基礎
３  アンカーボルト
３ａ  露頭部
【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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