(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってコンクリート表面にＡＥセンサーを複数配置するセンサー設置工程と、シース管にグラウト材を流す工程と、グラウト材とシース管またはＰＣ鋼材との接触音を受信した前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形をＡ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、記録された前記データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し、充填状況を判断する判断工程とを備えたＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法。
【請求項２】
前記記録工程において、複数のＡＥセンサー内から隣接する２個以上を選び、各ＡＥセンサーにＡＥ信号が到達するまでの時間差からＡＥの発生位置を特定することを特徴とする請求項１に記載のＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法。
【請求項３】
前記判断工程において、少なくとも最大振幅値、ＡＥカウント数、ＡＥエネルギー、信号継続時間、立上がり時間、立上がり勾配、平均周波数のＡＥパラメータの組み合わせにより判断することを特徴とする請求項１または２に記載のＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法。
【請求項４】
ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってコンクリート表面にＡＥセンサーを複数配置するセンサー設置工程と、シース管にグラウト材を流す工程と、グラウト材とシース管またはＰＣ鋼材との接触音を受信した前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形をＡ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、記録された前記データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し、充填状況を判断する判断工程とを備え、前記判断工程によりグラウト材の充填が不十分な箇所を再充填する再充填工程を備えたことを特徴とするＰＣグラウトの施工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プレストレストコンクリート（ＰＣ）構造物中のシース管内のＰＣグラウトの充填状況を確実に行うための、充填状況のモニタリング方法及び、シース管内に充填するＰＣグラウトの施工管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポストテンション方式のプレストレストコンクリート（ＰＣ）構造物においては、予めシース管を配置してからコンクリートを打設する。コンクリートの硬化後にシース管内にＰＣ鋼材を挿通し、緊張して締着する。その後、ＰＣ鋼材の防錆とコンクリートの間の付着性を確保するためにモルタル等のグラウト材を注入する。これらの作業によりプレストレストコンクリート構造物にプレストレスを付与し、構造物全体に圧縮力を加えて、構造物の耐荷力の向上を図っている。
【０００３】
ＰＣ鋼材の腐食は、１９８０年代後半ごろから報告されてきている。その原因の多くは、シース管内のグラウト材が十分に充填されていない部分に水が侵入するためである。ＰＣ鋼材の腐食が進むと、最終的には破断に至り、結果として構造物全体の耐荷性能が低下するため、国内外のＰＣ橋において落橋した事例が報告されている。
【０００４】
特に、内ケーブル方式では、グラウトはコンクリート部材の内部に配置されたシース管内に注入するため、グラウトの充填状況を直接目視できない。そのため、グラウトの充填の施工にあたり、流量計による流量管理を行って所要のグラウト量が充填されていることを確認する方法や、充填時に空隙を生じにくくブリーディングの生じない高粘性型ノンブリーディンググラウトの使用などがこれまでに提案されている。
しかし、上記方法は、あくまでグラウト材を確実に充填するために行う方法であり、空隙なくグラウト充填が行われていることを直接的に確認している訳ではない。ＰＣ構造物の長期耐久性を確保するためには確実なグラウト充填が必要であり、グラウト材の充填状態を把握し、充填不足などが懸念される場合には、充填不足の虞が無くなるまで充填を行うことが重要である。
【０００５】
施工中のグラウト充填度を把握する方法として、シース管内にセンサーを埋め込む方法や、シース管に検査孔を設けＣＣＤカメラを使用して目視により確認する事が行われている。ここで、非特許文献１ではシース管内にセンサーを埋め込む方法が提案されている。この方法は、これまで数多くの実績があり有効性も確認されている。また、特許文献１には、連続するシース管の中間に下方屈曲部を形成し、この下方屈曲部にグラウト材の注入口を設けると共に、注入口より上方にＣＣＤカメラの挿入口を開設して、グラウト材の上昇をＣＣＤカメラにより視認する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１４６３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】土木学会年次学術講演会講演概要集、２００３年９月発行、第６３１頁から第６３２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献１に示すようにセンサーを埋め込む方法は、センサーを構造物内に埋殺しにするため、一度しか使用できずコストが嵩むと云う欠点が存在した。また、特許文献１に示すようにＣＣＤカメラを使用して目視により確認する方法では、前述のセンサーを埋め込む方法と共に点で測定するために測定点以外の部位で充填不良が生じていても把握できないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、ＡＥ（Acoustic Emission）法によりモニタリングを行い、ＰＣグラウト注入施工において、グラウト材注入時のシース管内を粘性流体が通過する際のシース管やＰＣ鋼材との接触音、グラウト材充填直後における残留空気の移動音を検出することにより、シース管内に確実にグラウト材充填が行われたか否か、残留空気の存在の有無を判断し、充填不良部分が無くなるまで充填作業を継続したり、充填不良部分が残存する場合には、一旦グラウト材を排出して再度グラウト材充填を行うことによりシース管内に確実にグラウト材充填を行うことのできるＰＣグラウトの施工管理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、以下のような内容である。
（１）本発明のＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法は、ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってＡＥセンサーをコンクリート表面に複数配置するセンサー設置工程と、前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形Ａ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、前記記録データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し判断する判断工程とを備えたことを特徴とする。
（２）前記記録工程において、複数のＡＥセンサー内から隣接する２個以上を選び、各ＡＥセンサーにＡＥ信号が到達するまでの時間差からＡＥの発生位置を特定することを特徴とする。
（３）前記判断工程において、少なくとも最大振幅値、ＡＥカウント数、ＡＥエネルギー、信号継続時間、立上がり時間、立上がり勾配、平均周波数のＡＥパラメータの組み合わせにより判断することを特徴とする。
（４）本発明のＰＣグラウトの充填工法は、ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってコンクリート表面にＡＥセンサーを複数配置するセンサー設置工程と、前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形Ａ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、前記記録データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し判断する判断工程とを備え、前記判断工程によりグラウト材の充填が不十分な箇所を判断し再充填する再充填工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法によれば、ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってコンクリート表面にＡＥセンサーを複数配置するセンサー設置工程と、前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形Ａ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、前記記録データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し判断する判断工程とを備えたので、グラウト充填中にシース管内をグラウトが通過する接触音を捉えることでシース管内へのグラウト状況を的確に把握することができる。またグラウト充填が完了した後は、通常、音は発生しないが、残留空気がシース管内に存在する場合、充填完了後グラウトの注入が終わるとともに、その空気がシース管内を通り、シース管の曲げ上がり頂部へと移動する。この残留空気の移動音を計測・記録することで、残留空気の移動音を最後に検出した位置を、シース管内のグラウト充填不良部分として判断することができる。
また、前記記録工程において、複数のＡＥセンサー内から隣接する２個以上を選び、各ＡＥセンサーにＡＥ信号が到達するまでの時間差からＡＥの発生位置を特定するので、グラウトの充填中においてはグラウトが流れている位置を、グラウトの充填完了後においてはグラウトが充填不良した箇所の有無、およびその位置を正確に特定することができる。
また、前記判断工程において、少なくとも最大振幅値、ＡＥカウント数、ＡＥエネルギー、信号継続時間、立上がり時間、立上がり勾配、平均周波数のＡＥパラメータの組み合わせによりＡＥ計測を行った周囲のノイズと計測対象物から発生したＡＥ信号を区別する。橋梁工事中に発生する周囲のノイズは、グラウトが流れる音や空気の流れる音に比べると振幅エネルギーが大きく、かつ信号継続時間が長く、かつ平均周波数が低いため、上記３つのＡＥパラメータにより橋梁工事中に発生するノイズの影響を排除して、グラウト充填したか、正確な判定を行うことができる。
また、本発明のＰＣグラウトの充填工法は、ＰＣ構造物中に配置されたシース管の長手方向に沿ってＡＥセンサーをコンクリート表面に複数配置するセンサー設置工程と、前記ＡＥセンサーからの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形Ａ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、前記記録データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し判断する判断工程とを備え、前記判断工程によりグラウト材の充填が不十分な箇所を再充填する再充填工程を備えたので、シース管内へのグラウト状況を的確に把握して、確実なグラウト充填を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のＰＣグラウトの充填工法に使用されるプレキャストコンクリート板の一例を示す縦断面図である。
【図２】同プレキャストコンクリート板をシース管に沿って切断した断面の模式図である。
【図３】同シース管にグラウト材を充填する状況を示す説明図である。
【図４】同シース管にグラウト充填が終了した状況を示す説明図である。
【図５】グラウト充填終了後に於ける空気の移動音が発生した場合の説明図である。
【実施例１】
【００１３】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。図１は本発明のＰＣグラウトの充填工法に使用されるプレキャストコンクリート板の一例を示す縦断面図、図２は同プレキャストコンクリート板をシース管に沿って切断した断面の模式図、図３は同シース管にグラウト材を充填する状況を示す説明図である。本発明のＰＣグラウトの充填工法は、ＰＣ構造物中に配置されたシース管１１の長手方向に沿ってＡＥセンサー１２をコンクリート表面に複数配置するセンサー設置工程と、前記ＡＥセンサー１２からの信号のサンプリング周波数を設定し、信号波形Ａ／Ｄ変換することにより波形をある個数の振幅値のデータとして記録する記録工程と、前記記録データの中から周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号を分離し判断する判断工程とを備えている。
【００１４】
センサー設置工程は、図１、２等に示すようにＰＣ構造物１４中に配置されたシース管１１の長手方向に沿って等間隔にＡＥセンサー１２をコンクリート表面に複数配置する。
【００１５】
記録工程は、シース管１１内にグラウト１３を流した際のシース管やＰＣ鋼材との接触音をＡＥセンサー１２で受信し、ＡＥセンサー１２からの信号をサンプリング周波数を設定してサンプリングし、この信号波形をＡ／Ｄ変換することで得られた波形をある個数の振幅値のデータとして記録する。
【００１６】
判断工程は、記録工程で得られた記録データを周囲のノイズと計測対象物から得られたＡＥ信号とを分離して判断する。
【００１７】
以上のようなＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法により、モニタリングした結果、グラウト充填後に空気の移動音が発生しなければ、グラウト材が確実に充填されていると判断する。また、充填不良部を検知した場合には、充填不良部が無くなるまで注入を継続し、それでも解消出来ない場合には、注入したグラウト材を一旦排出してから再度グラウト材を注入し、確実な充填が確認されるまで繰り返す。
【００１８】
図２は、前方が下に傾斜したシース管１１にグラウト材１３を注入開始した場合を示すもので、グラウト材の先端部がシース管やＰＣ鋼材と接触する際に発生する移動音を検出する。図３はグラウト充填の途中を示すもので、グラウト材先端の移動音が検出される。図４はグラウト充填が終了した場合を示すもので、グラウト材の移動音は発生しない。
【００１９】
図５は、グラウト充填が終了した時点で、残留した空気の移動音が生じる場合である。図に示すような下り勾配のシース管１１の場合、グラウトに先流れが発生する。先流れは、グラウト材がシース管の全断面を満たすことなく部分的に移動する現象を称し、シース管が上り勾配の場合に比べ、水平または下り勾配の場合に多く発生する。特に、シース管が下り勾配の場合、勾配が大きい場合や空隙率が大きい場合及びグラウト材の降伏値が小さい場合にはシース管の下端から充填され、閉じ込められた空気を押しながら徐々に上方に向かって充填される。この閉じ込められた空気の移動に対して、適切に排気口を設置しないと空気の逃げ場がなくなり、残留空気としてシース管内に残存してしまう。この残留空気がシース管の上端へ移動する際にも移動音が発生する。この空気の移動音もＡＥ法によりモニタリングを行い、グラウト充填直後に空気の移動音が発生しなければ、グラウト材が確実に充填されていると判断される。
【００２０】
更に、本発明は上述の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    ＰＣグラウトの充填状況モニタリング方法
１１    シース管
１２    ＡＥセンサー
１３    グラウト
１４    ＰＣ構造物
【図１】
0006315384.tif 000002
【図２】
0006315384.tif 000003
【図３】
0006315384.tif 000004
【図４】
0006315384.tif 000005
【図５】
0006315384.tif 000006