(57)【要約】【課題】  増水時における基礎の健全性を簡便に評価できるブロック状構造物の健全度評価方法およびブロック状構造物の健全度評価装置を提供すること。【解決手段】  橋脚１の上端付近の下流側にセンサ７ａを、上流側にセンサ７ｂを設置する。また、ケーブル１５を介して、センサ７をコンピュータ１７に接続する。そして、センサ７ａ、センサ７ｂを用いて、地盤３の常時微動や水流による加振力によって橋脚１に生じる振動の速度、加速度等を測定する。次に、橋脚１の鉛直方向速度の軌跡を図示し、その軌跡の形状から、橋脚１の基礎の健全度を評価する。【選択図】  図２
2005283361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック状構造物の上端付近の２ヶ所に設置したセンサを用いて、前記ブロック状構造物の挙動データを取得する工程（ａ）と、
前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する工程（ｂ）と、
前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とするブロック状構造物の健全度評価方法。
【請求項２】
前記特定の鉛直方向成分が、鉛直方向速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のブロック状構造物の健全度評価方法。
【請求項３】
前記センサが、前記ブロック状構造物の上端面の対向する位置に設けられることを特徴とする請求項１記載のブロック状構造物の健全度評価方法。
【請求項４】
ブロック状構造物の上端付近の２ヶ所に設置され、前記ブロック状構造物の挙動データを取得するセンサと、
前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する手段と、
前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する手段と、
を具備することを特徴とするブロック状構造物の健全度評価装置。
【請求項５】
前記特定の鉛直方向成分が、鉛直方向速度であることを特徴とする請求項４記載のブロック状構造物の健全度評価装置。
【請求項６】
前記センサが、前記ブロック状構造物の上端面の対向する位置に設けられることを特徴とする請求項４記載のブロック状構造物の健全度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロック状構造物の健全度評価方法およびブロック状構造物の健全度評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋脚基礎等のブロック状構造物は、河川増水時に水流による洗掘等の影響で、不安定化する場合がある。従来、橋脚等のブロック状構造物にセンサを設置し、センサで測定した常時微動信号に基づいて、構造物の健全度を判断する方法があった。
【０００３】
常時微動信号に基づいて健全度を判断するには、以下の（１）〜（３）に述べるようにして求めた値を用いていた。（１）常時微動信号の水平方向成分及び垂直方向成分のフーリエスペクトル値から橋脚のロッキング深さおよび偏心量を算出する（例えば、特許文献１参照）。（２）常時微動波形の同じ時間の水平方向成分と垂直方向成分の振動波形の相関係数や相関寄与率などの相関を示す数値を算出する（例えば、特許文献２参照）。（３）常時微動の波形の水平方向成分と垂直方向成分により、全体の振動のなかに占めるロッキング振動の寄与率を求め、このロッキング振動の寄与率を用いて任意の位置のロッキング振動の程度を求める（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１２２３号公報
【特許文献２】特許第２７３１６９６号
【特許文献３】特許第３０７８７０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、常時微動を用いた従来の手法は、データ処理に手間を要していた。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、増水時における基礎の健全性を簡便に評価できるブロック状構造物の健全度評価方法およびブロック状構造物の健全度評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための第１の発明は、ブロック状構造物の上端付近の２ヶ所に設置したセンサを用いて、前記ブロック状構造物の挙動データを取得する工程（ａ）と、前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する工程（ｂ）と、前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する工程（ｃ）とを具備することを特徴とするブロック状構造物の健全度評価方法である。
【０００８】
センサは、例えば、ブロック状構造物の上端面の対向する位置に設けられる。ブロック状構造物とは、例えば、河川に架けられる橋梁の橋脚であり、この場合、対向する位置とは、河川の上流側と下流側である。工程（ａ）では、挙動データ、すなわち、地盤の常時微動や水流による加振力によって構造物に生じる振動の速度、加速度等のデータを、センサを用いて収集する。工程（ｂ）では、２ヶ所のセンサで取得した挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分（速度、加速度、速度から求めた仮想変位等）の軌跡を図示する。なお、特定の鉛直方向成分としては、鉛直方向速度を用いるのが望ましい。工程（ｃ）では、軌跡の形状から、ブロック状構造物の基礎の増水時の健全度を評価する。
【０００９】
第２の発明は、ブロック状構造物の上端付近の２ヶ所に設置され、前記ブロック状構造物の挙動データを取得するセンサと、前記挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分の軌跡を図示する手段と、前記軌跡の形状から、前記ブロック状構造物の基礎の健全度を評価する手段とを具備することを特徴とするブロック状構造物の健全度評価装置である。
【００１０】
センサは、ブロック状構造物の上端面の対向する位置に設けられる。ブロック状構造物とは、例えば、河川に架けられる橋梁の橋脚であり、この場合、対向する位置とは、河川の上流側と下流側である。センサは、挙動データ、すなわち、地盤の常時微動や水流による加振力によって構造物に生じる振動の速度、加速度等のデータを収集する。挙動データはコンピュータ等に送られ、コンピュータは、この挙動データに基づいて、特定の鉛直方向成分（速度、加速度、速度から求めた仮想変位等）の軌跡を図示し、軌跡の形状から、構造物の基礎の増水時の健全度を評価する。なお、特定の鉛直方向成分としては、鉛直方向速度を用いるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のブロック状構造物の健全度評価方法およびブロック状構造物の健全度評価装置によれば、増水時における基礎の健全性を簡便に評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、健全度評価装置を設置した橋脚１の立面図である。橋脚１は、河川の水底の地盤３に支持される。橋脚１の上面には、桁９が架設される。橋脚１が鉄道橋のものである場合、桁９の上には枕木１１が設置され、その側方には橋側歩道１３が設けられる。
【００１３】
健全度評価装置は、２つのセンサ７、ケーブル１５、コンピュータ１７等からなる。ケーブル１５は、センサ７とコンピュータ１７とを接続する。センサ７ａ、センサ７ｂは、振動センサである。河川の水５が矢印Ａに示す方向に流れる場合、センサ７ａは橋脚１の上端面の下流側に、センサ７ｂは橋脚１の上端面の上流側に設置される。コンピュータ１７は、橋側歩道１３上に配置される。
【００１４】
健全度評価装置は、センサ７を用いて、地盤３の常時微動や水５の流れによる加振力によって橋脚１に生じる振動に関するデータを測定する。コンピュータ１７は、ケーブル１５を介して、センサ７で測定した挙動データを取得する。そして、２ヶ所のセンサ７で測定した鉛直方向速度の軌跡を描き、必要に応じて軌跡を表示装置に表示する。さらに、軌跡の形状から、橋脚１の基礎の増水時の健全性を判断し、判断結果を表示する。軌跡を用いた判断では、軌跡の軸に対する角度、ふれ幅、ばらつきを指標とする。
【００１５】
図２は、実際に河川に設置された橋脚を対象とした、振動性状の比較実験の結果を示す。図２に示す実験では、橋脚に図１に示すような健全度評価装置を設置して、振動性状を比較した。
【００１６】
図２の上段の各図は、橋脚の基礎周辺地盤の状況を示す。図２の（ａ）図は、健全な橋脚１ａの立面図である。図２の（ｂ）図は、下流側の側面１９ａ、上流側の側面１９ｂが露出するように地盤３を掘削し、基礎を不安定化させた橋脚１ｂの立面図である。図２の（ｃ）図は、下流側の側面１９ｂが露出するように地盤３を掘削し、基礎を不安定化させた橋脚１ｃの立面図である。
【００１７】
図２の下段の各図は、上流方のセンサ７ｂの鉛直方向速度を横軸とし、下流方のセンサ７ａの鉛直方向速度を縦軸とした、所定時間の軌跡である。図２の（ｄ）図に示す軌跡２１ａは、図２の（ａ）図に示す橋脚１ａのものである。図２の（ａ）図に示すような、基礎が十分に健全な橋脚１ａでは、地盤３の常時微動や水５（図１）の流れにより、矢印Ｂに示すような振動が生じる。このとき、橋脚１ａの天端はほぼ鉛直方向に同時に振動し、図２の（ｄ）図に示すように、右上がり４５度を中心とした軌跡２１ａが描かれる。
【００１８】
図２の（ｅ）図に示す軌跡２１ｂは、図２の（ｂ）図に示す橋脚１ｂのものである。図２の（ｂ）図に示すような、上流側と下流側の両方が洗掘されて基礎が不安定化した橋脚１ｂでは、地盤３の常時微動や水５（図１）の流れにより、矢印Ｃに示すような振動が生じる。このとき、ロッキング振動が卓越し、図２の（ｅ）図に示すように、左上がり４５度を中心とした軌跡２１ｂが描かれる。
【００１９】
図２の（ｆ）図に示す軌跡２１ｃは、図２の（ｃ）図に示す橋脚１ｃのものである。図２の（ｃ）図に示すような、上流側のみが洗掘されて基礎が不安定化した橋脚１ｃでは、地盤３の常時微動や水５（図１）の流れにより、矢印Ｄに示すような振動が生じる。このとき、図２の（ｆ）図に示すように、横軸にほぼ平行な軌跡２１ｃが描かれる。
【００２０】
図２に示す実験結果から、橋脚１の基礎の状態によって、鉛直方向速度の軌跡の形状が異なることが確認できた。
【００２１】
図３は、供用中の橋梁の３本の橋脚に健全度評価装置を設置して得た、鉛直方向速度の軌跡を示す。図３に示す各図は、上流方のセンサ７ｂ（図１）の鉛直方向速度を横軸とし、下流方のセンサ７ａ（図１）の鉛直方向速度を縦軸として描いた軌跡を示す。
【００２２】
図３の（ａ）図に示す軌跡２３ａは、図２の（ｄ）図に示す軌跡２１ａと同様に右上がり４５度を中心としており、洗掘されていない健全な橋脚のものと評価される。図３の（ｂ）図に示す軌跡２３ｂは、図２の（ｅ）図に示す軌跡２１ｂと同様に左上がり４５度を中心としており、上流側と下流側の両方が洗掘されて不安定化した橋脚のものと評価される。図３の（ｃ）図に示す軌跡２３ｃは、図２の（ｆ）図に示す軌跡２１ｃと同様に横軸にほぼ平行であり、上流側のみが洗掘されて不安定化した橋脚のものと評価される。
【００２３】
図３の（ａ）図に示す軌跡２３ａを描いた橋脚の健全度が高く、図３の（ｂ）図に示す軌跡２３ｂおよび図３の（ｃ）図に示す軌跡２３ｃを描いた橋脚の健全が低いという評価結果は、前述した健全度の判断方法（３）を用いて評価した結果と一致する。
【００２４】
このように、本実施の形態では、図１に示すような健全度評価装置を橋脚１に設置し、鉛直方向速度の軌跡を描いて、その形状から橋脚１の基礎の健全度を判断する。このような健全度評価装置を用いて常時モニタリングを行うことにより、増水時にも、橋脚の状態を簡便に評価できる。健全度評価装置には、判断結果当の表示装置の他に、音を発する警報機能を設けてもよい。これにより、橋脚の状態の変化をより迅速に察知できる。
【００２５】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかるブロック状構造物の健全度評価方法およびブロック状構造物の健全度評価装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２６】
例えば、図２、図３では、健全度の判断のために鉛直方向速度の軌跡を図示したが、鉛直方向速度以外に、鉛直方向加速度や、鉛直方向速度から算出した仮想変位の軌跡を図示して健全度を判断してもよい。また、健全度評価装置の構成は図１に示すものに限らない。橋脚１にセンサ７と測定装置を設置し、軌跡の図示および健全度の判断を行うコンピュータ等の装置を他の場所に配置してもよい。健全度評価装置および評価方法は、橋脚以外のブロック状構造物にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】健全度評価装置を設置した橋脚１の立面図
【図２】実際に河川に設置された橋脚を対象とした、振動性状の比較実験の結果
【図３】供用中のある橋梁の３本の橋脚に健全度評価装置を設置して得た、鉛直方向速度の軌跡
【符号の説明】
【００２８】
１………橋脚
３………地盤
７、７ａ、７ｂ………センサ
１７………コンピュータ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ………軌跡
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ………軌跡
【図１】
2005283361.tif 000003
【図２】
2005283361.tif 000004
【図３】
2005283361.tif 000005