(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材の外周に連続的なスパイラル状の突起が設けられていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材に、光ファイバに接続される測定装置の距離分解能の１／２以上の間隔でコブ状の突起が設けられていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項３】
コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材の外周面がメッシュ状に形成されていることを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項の光ファイバセンサを構造物形成領域内に配置した後にコンクリートを打設してコンクリート構造物内に埋め込み固定することを特徴とする光ファイバセンサの設置方法。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項の光ファイバセンサをコンクリート構造物の内部に埋め込んで設置し、該光ファイバセンサにおける光ファイバの片端または両端を、該光ファイバからの光を測定する測定装置に接続して、光ファイバセンサの埋設位置に沿ったコンクリート構造物の歪み・温度を測定するコンクリート構造物の歪み・温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート構造物の歪み・温度を測定するための光ファイバセンサに関するとともに、その光ファイバセンサの設置方法、および光ファイバセンサを用いたコンクリート構造物の歪み・温度測定方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一般的にコンクリート構造物の各部の歪み・温度を測定するためには、測定する個所数だけに金属ゲージ、歪み計、熱電対などの測定装置を配置して行なっている。一方、光ファイバを構造物に固定し、その片端または両端に光を入射して散乱光や光損失を測定することで、一本の光ファイバによりその光ファイバが配された場所の長さ方向に亘る連続的な歪み・温度が測定できることが知られている。
このようなことから、コンクリート構造物に対しても上記光ファイバを用いてその構造物の歪み・温度を測定し、その測定作業が簡便に行なえるようにすることが望まれているが、しかしながら、既設のコンクリート構造物に光ファイバ自体を直接に接着させる方法では、経時的に現れるひび割れによって局部的に大きな歪みが生じた場合に光ファイバそのものが破断してしまうという問題があり、この既存の構造物に対してこの細い光ファイバを確実に取り付ける作業の作業性も悪いものとなっている。また、構造物の構築時にこの光ファイバをコンクリートに埋め込むようにすることも考えられるが、そのコンクリートの打設時の圧力や重量で光ファイバが破断してしまうという問題がある。
【０００３】
そこで本発明は上記事情に鑑み、光ファイバを破損させることなくコンクリート構造物に設置するようにすることを課題とし、予め光ファイバを配しているコンクリート構造物の歪み・温度を測定するに際してその測定作業が簡単に行なえるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、請求項１の発明は、コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材の外周に連続的なスパイラル状の突起が設けられていることを特徴とする光ファイバセンサであり、この光ファイバセンサを提供して、上記課題を解消するものである。
また、請求項２の発明は、コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材に、光ファイバに接続される測定装置の距離分解能の１／２以上の間隔でコブ状の突起が設けられていることを特徴とする光ファイバセンサであり、この光ファイバセンサを提供して上記課題を解消するものである。
また、請求項３の発明は、コンクリート構造物に設ける測定用の光ファイバセンサであって、光ファイバの周囲を繊維強化プラスチックで被覆し、この繊維強化プラスチックからなる被覆材に、光ファイバに接続される測定装置の距離分解能の１／２以上の間隔でコブ状の突起が設けられていることを特徴とする光ファイバセンサであり、この光ファイバセンサを提供して上記課題を解消するものである。
また、請求項４の発明は、上記請求項１から３の何れか一項の光ファイバセンサを構造物形成領域内に配置した後にコンクリートを打設してコンクリート構造物内に埋め込み固定することを特徴とする光ファイバセンサの設置方法であり、この光ファイバセンサの設置方法を提供して上記課題を解消するものである。
また、請求項５の発明は、請求項１から３の何れか一項の光ファイバセンサをコンクリート構造物の内部に埋め込んで設置し、該光ファイバセンサにおける光ファイバの片端または両端を、該光ファイバからの光を測定する測定装置に接続して、光ファイバセンサの埋設位置に沿ったコンクリート構造物の歪み・温度を測定するコンクリート構造物の歪み・温度測定方法であり、このコンクリート構造物の歪み・温度測定方法を提供して上記課題を解消するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中１は本発明の光ファイバセンサであり、該光ファイバセンサ１は断面での中央に芯線として位置する光ファイバ２を合成樹脂製の外被３で覆い、さらにこの周囲を繊維強化プラスチックからなる被覆材４で覆ってなるものである。そして、前記光ファイバからの光を受けて測定を行なう測定装置が接続されるこの光ファイバセンサ１の片端または両端は図１に示されているように、前記被覆材４と外被３とが取り除かれて光ファイバ２を表出させている。このように光ファイバセンサ１においては、繊維強化プラスチックからなる被覆材４で長手方向に被覆されているために外部から局部的に応力が加わることがあっても光ファイバ２を確実に保護してその破断を防止するものとなっている。
【０００６】
この光ファイバセンサ１はコンクリート構造物の壁、床、柱、梁などの内部に敷設されるもので、コンクリート打設前に配置してからコンクリート打設を行なう。そして、打設されて硬化するコンクリートとの固着がより確実となるように、前記光ファイバセンサ１においては、図２に示すように、被覆材の長手方向に亘ってその外周に連続的なスパイラル状の突起５を設けたり（図２（イ））、前記被覆材４に、光ファイバ２に接続される測定装置の距離分解能の１／２以上の間隔でコブ状の突起６を設けたり（図２（ロ））、さらには被覆材４の外周面にメッシュ状の凹凸７を設けており（図２（ハ））、これら突起５、６や凹凸７など固着手段８にてコンクリートに対する固着を確実なものとなるようにしている。
【０００７】
上述したようにこの光ファイバセンサ１は外周を繊維強化プラスチックからなる被覆材４としていることから、通常のコンクリート構造物の構築に使用される鉄筋と同等の強度性能を有するようになり、これによって、配筋される一部の鉄筋の代わりとしてこの光ファイバセンサ１を配置してもよい。そして、このように配筋位置に光ファイバセンサ１を配してコンクリート打設を行なうようにすることが可能であり、コンクリート打設時の圧力や重量が加わったとしても光ファイバ自体を破断させることがないとともに、構造物としての所要強度も満足させることができる。
勿論、配筋される一部の鉄筋の代わりにこの光ファイバセンサ１を配置させる必要は必ずしもなく、予め設定されたセンサ配置パターンに応じるように所要の鉄筋に沿った形で配置するようにしてもよい。この場合、なまし鉄線などで固定した場合、また、コンクリート打設時の圧力や自重によって位置がずれたり、不必要な撓みで光損失が生じる可能性がある場合には、図３、４に示すように固定治具９を用いて固定すればよい。図３（イ）に示す固定治具９は、光ファイバセンサ１と鉄筋１０とを略Ｓ字状に曲成してなるその固定治具９の凹部９ａ、９ｂに嵌め入れるようにして光ファイバセンサ１が支持されるようにしたものであり、鉄筋１０が入る凹部９ａはその鉄筋１０の直径より若干小さく，光ファイバセンサ１が入る凹部９ｂもその光ファイバセンサ１の直径よりも若干小さくなるように設けられている。また、図３（ロ）に示す固定治具９にあっては、それぞれ凹部９ａ，９ｂに鉄筋１０、光ファイバセンサ１を入れた後に中央部分で圧着ａするようにしたものである。図４では例えばあばら筋１０ａなどのように予め光ファイバセンサ１の測定方向と直交する位置に鉄筋が配筋される場合を示していて、図示するように固定治具９によってあばら筋１０ａなどの直交方向の鉄筋との接触を避けることができ、その直交方向の鉄筋と接触させることなく確実の光ファイバセンサ１を支持できるようになる。
このように、固定治具９を用いることでも光ファイバセンサ１の支持が行なえる。そして、固定治具の寸法を予め決めておくことにより、鉄筋の位置が明らかであれば光ファイバセンサの位置を確実に決めることができ、センサ配線作業がより一層容易になる。
【０００８】
上記光ファイバセンサでは測定装置を繋ぐことができるように、接続部分である片端または両端を表出させておく。そして、構造物の完成後に歪み・温度を測定する場合には、上述のようにして敷設されている光ファイバセンサを用いればよく、その構造物の表面から表出している光ファイバセンサの光ファイバに、入射した光の散乱光や光損失を測定する測定装置を接続し、光ファイバセンサが敷設されている部分に亘る歪み・温度を測定するようにする。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明した本発明の光ファイバセンサは、高い強度を有するものとなり、光ファイバセンサを配してからコンクリート打設を行なうようにすることが可能で、コンクリート打設時の圧力や重量が加わったとしても光ファイバ自体を破断させることがない。
そして、光ファイバセンサを配置してからコンクリート打設することにより、光ファイバセンサ自体の固定がコンクリートの固化によって行われ、光ファイバセンサの配線作業が極めて簡単なものとなる。さらに、このようにしてコンクリート構造物に予め設けられている光ファイバの片端または両端を、該光ファイバからの光を測定する測定装置に接続して、光ファイバセンサの埋設位置に沿ったコンクリート構造物の歪み・温度を測定することから、光ファイバセンサが配置されている長手方向に亘って測定でき、従来のように測定個所数だけに金属ゲージ、歪み計、熱電対などの測定装置を配置して測定する手間を要することがないなど、実用性に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る光ファイバセンサの端部の例を示す説明図である。
【図２】  一例の被覆材を示す説明図である。
【図３】  固定治具を示す説明図である。
【図４】  固定治具の使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…光ファイバセンサ
２…光ファイバ
４…被覆材
５、６…突起
７…凹凸
８…固着手段
９…固定治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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