(57)【要約】【課題】穴壁表面の凹凸を定量的に計測して、既設コンクリート構造物の補強の確実性を向上させることが可能な凹凸計測装置および凹凸計測方法を提供することを目的とする。【解決手段】架台３と、この架台３のガイド孔３ａ内にスライド自在に挿入されて鉛直移動するスライド軸部４と、既設コンクリート構造物１の挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測する凹凸計測手段とを備えた凹凸計測装置２。凹凸計測手段は、穴壁１ｂ表面に接触する接触子５ａと、この接触子５ａの水平方向の移動変位を計測する第１変位計５とを有する第１計測手段と、スライド軸部４の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計６からなる第２計測手段とを備えている。これにより、接触子を穴壁表面に接触させながら、スライド軸部を鉛直移動させることによって、挿入穴の深さ方向に沿って、穴壁表面の凹凸形状を定量的に計測できる。【選択図】図１
2009115586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリート構造物に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴の穴壁表面の凹凸形状を計測するための凹凸計測装置であって、
厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔を有するとともに、このガイド孔が前記挿入穴の上方に位置するようにして、前記既設コンクリート構造物の表面に設置固定される架台と、
前記ガイド孔内にスライド自在に挿入されて、前記挿入穴の軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部と、
前記挿入穴の穴壁表面の凹凸形状を計測する凹凸計測手段とを備えており、
この凹凸計測手段は、前記スライド軸部の下端部に設けられるとともに、前記穴壁表面に接触し、この穴壁表面の凹凸に応じて水平移動する接触子と、前記スライド軸部の上端部に設けられるとともに、前記接触子に接続されて、この接触子の水平方向の移動変位を計測する第１変位計とを有する第１計測手段と、
前記スライド軸部に接続され、このスライド軸部の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計からなる第２計測手段とを備えていることを特徴とする凹凸計測装置。
【請求項２】
前記接触子の長さは、前記挿入穴の直径よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の凹凸計測装置。
【請求項３】
既設コンクリート構造物に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴の穴壁表面の凹凸形状を計測する凹凸計測方法であって、
前記既設コンクリート構造物の表面に架台を設置固定するとともに、この架台の厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔を前記挿入穴の上方に位置させ、
この挿入穴の軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部の下端部に、予め、前記穴壁表面の凹凸に応じて水平移動する接触子を設けておくとともに、前記スライド軸部の上端部に、前記接触子の水平方向の移動変位を計測する第１変位計を設けておき、さらに、前記スライド軸部の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計を、前記スライド軸部に接続しておき、
このスライド軸部を前記ガイド孔内に挿入した後、前記接触子を前記穴壁表面に接触させながら、このスライド軸部を鉛直移動させることを特徴とする凹凸計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設コンクリート構造物に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴の穴壁表面の凹凸形状を計測するための凹凸計測装置および凹凸計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばフーチングや送電鉄塔基礎等の既設コンクリート構造物の曲げ耐荷力や剪断耐荷力が不足する場合、この既設コンクリート構造物に形成した挿入穴に補強用のアンカー部材を挿入するとともに、モルタル等の接着剤を充填することによって、このアンカー部材を挿入穴内に固定して既設コンクリート構造物の補強を行う場合がある。
このような既設コンクリート構造物の補強を行う際は、特許文献１に記載のように、アンカー部材が挿入される挿入穴の穴壁表面に、例えば螺旋状の凹溝を形成するなどして挿入穴の穴壁表面に凹凸を形成することが行われている。これによって、挿入穴の穴壁表面と接着剤との界面における付着強度を高めて、アンカー部材の抜け出しを防ぐことができるようになっている。
【特許文献１】特許第３４０４３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のような挿入穴の穴壁表面の凹凸の度合いを評価する際は、例えば、ファイバースコープ観察や目視観察、指先の感覚などで定性的に行っており、技術者間でその評価に違いが生じてしまう場合がある。
【０００４】
本発明の課題は、穴壁表面の凹凸を定量的に計測して、既設コンクリート構造物の補強の確実性を向上させることが可能な凹凸計測装置および凹凸計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、既設コンクリート構造物１に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測するための凹凸計測装置２であって、
厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔３ａを有するとともに、このガイド孔３ａが前記挿入穴１ａの上方に位置するようにして、前記既設コンクリート構造物１の表面に設置固定される架台３と、
前記ガイド孔３ａ内にスライド自在に挿入されて、前記挿入穴１ａの軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部４と、
前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測する凹凸計測手段とを備えており、
この凹凸計測手段は、前記スライド軸部４の下端部に設けられるとともに、前記穴壁１ｂ表面に接触し、この穴壁１ｂ表面の凹凸に応じて水平移動する接触子５ａと、前記スライド軸部４の上端部に設けられるとともに、前記接触子５ａに接続されて、この接触子５ａの水平方向の移動変位を計測する第１変位計５とを有する第１計測手段と、
前記スライド軸部４に接続され、このスライド軸部４の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計６からなる第２計測手段とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、前記凹凸計測手段は、前記スライド軸部の下端部に設けられるとともに、前記穴壁表面に接触し、この穴壁表面の凹凸に応じて水平移動する接触子と、前記スライド軸部の上端部に設けられるとともに、前記接触子に接続されて、この接触子の水平方向の移動変位を計測する第１変位計とを有する第１計測手段と、前記スライド軸部に接続され、このスライド軸部の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計からなる第２計測手段とを備えているので、前記第１計測手段によって、前記挿入穴の穴壁表面の凹凸を計測することができるとともに、前記第２計測手段によって、前記挿入穴の深さを計測することができる。したがって、前記接触子を前記穴壁表面に接触させながら、前記スライド軸部を鉛直移動させることによって、前記挿入穴の深さ方向に沿って、前記穴壁表面の凹凸形状を定量的に計測でき、前記既設コンクリート構造物の補強の確実性を向上させることが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、例えば図１および図２に示すように、請求項１に記載の凹凸計測装置２において、前記接触子５ａの長さは、前記挿入穴１ａの直径よりも短く設定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、前記接触子の長さは、前記挿入穴の直径よりも短く設定されているので、前記接触子の一端を前記穴壁表面に接触させながら、この接触子の他端を前記穴壁表面から離間させることができる。これによって、前記接触子が、この接触子の一端を前記穴壁表面に接触させながら水平移動した際に、この接触子の他端が前記穴壁表面に接触することがないので、この接触子が挿入穴内で引っ掛かることもなく、この接触子を円滑に水平移動させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、既設コンクリート構造物１に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測する凹凸計測方法であって、
前記既設コンクリート構造物１の表面に架台３を設置固定するとともに、この架台３の厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔３ａを前記挿入穴１ａの上方に位置させ、
この挿入穴１ａの軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部４の下端部に、予め、前記穴壁１ｂ表面の凹凸に応じて水平移動する接触子５ａを設けておくとともに、前記スライド軸部４の上端部に、前記接触子５ａの水平方向の移動変位を計測する第１変位計５を設けておき、さらに、前記スライド軸部４の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計６を、前記スライド軸部４に接続しておき、
このスライド軸部４を前記ガイド孔３ａ内に挿入した後、前記接触子５ａを前記穴壁１ｂ表面に接触させながら、このスライド軸部４を鉛直移動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、前記スライド軸部を前記ガイド孔内に挿入した後、前記接触子を前記穴壁表面に接触させながら、このスライド軸部を鉛直移動させることによって、前記第１計測手段によって、前記挿入穴の穴壁表面の凹凸を計測することができるとともに、前記第２計測手段によって、前記挿入穴の深さを計測することができるので、前記挿入穴の深さ方向に沿って、前記穴壁表面の凹凸形状を定量的に計測でき、前記既設コンクリート構造物の補強の確実性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、既設コンクリート構造物の挿入穴の穴壁表面の凹凸形状を計測する凹凸計測手段は、挿入穴の軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部の下端部に設けられるとともに、穴壁表面に接触し、この穴壁表面の凹凸に応じて水平移動する接触子と、スライド軸部の上端部に設けられるとともに、接触子に接続されて、この接触子の水平方向の移動変位を計測する第１変位計とを有する第１計測手段と、スライド軸部に接続され、このスライド軸部の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計からなる第２計測手段とを備えているので、第１計測手段によって、挿入穴の穴壁表面の凹凸を計測することができるとともに、第２計測手段によって、挿入穴の深さを計測することができる。したがって、接触子を穴壁表面に接触させながら、スライド軸部を鉛直移動させることによって、挿入穴の深さ方向に沿って、穴壁表面の凹凸形状を定量的に計測でき、既設コンクリート構造物の補強の確実性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
本実施の形態における凹凸計測装置２は、図１および図２に示すように、既設コンクリート構造物１に形成されたアンカー部材挿入用の挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測するためのものであり、厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔３ａを有するとともに、このガイド孔３ａが前記挿入穴１ａの上方に位置するようにして、前記既設コンクリート構造物１の表面に設置固定される架台３と、前記ガイド孔３ａ内にスライド自在に挿入されて、前記挿入穴１ａの軸方向に沿って鉛直移動するスライド軸部４と、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測する凹凸計測手段とを備えており、この凹凸計測手段は、前記スライド軸部４の下端部に設けられるとともに、前記穴壁１ｂ表面に接触し、この穴壁１ｂ表面の凹凸に応じて水平移動する接触子５ａと、前記スライド軸部４の上端部に設けられるとともに、前記接触子５ａに接続されて、この接触子５ａの水平方向の移動変位を計測する第１変位計５とを有する第１計測手段と、前記スライド軸部４に接続され、このスライド軸部４の鉛直方向の移動変位を計測する第２変位計６からなる第２計測手段とを備えている。
【００１４】
ここで、前記既設コンクリート構造物１は、例えば、フーチングや送電鉄塔基礎等であり、この既設コンクリート構造物１に対して、曲げ耐荷力や剪断耐荷力を付与するために、鉄筋等のアンカー部材が、後施工で設けられるようになっている。
このアンカー部材を挿入するために、前記挿入穴１ａが、前記既設コンクリート構造物１に形成されている。
【００１５】
前記挿入穴１ａに挿入されるアンカー部材と穴壁１ｂ表面との間には、このアンカー部材を挿入穴１ａ内に定着させるためのモルタルが充填されるようになっている。そして、充填されたモルタルは、アンカー部材表面の凹凸や穴壁１ｂ表面の凹凸に食い込んだまま固化することになり、アンカー部材の抜け出し等を防いで、既設コンクリート構造物１の補強性能を向上できるようになっている。
【００１６】
前記穴壁１ｂ表面に凹凸を形成する際は、例えば、挿入穴１ａを削孔する際にハンマードリルを用いたり、削孔された穴壁１ｂ表面に螺旋状の凹溝を形成できる切削ビットを用いたり、その他にも、高圧の水を噴射する高圧水洗機によって凹凸を形成できるようになっている。
なお、このように、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面に凹凸を形成する作業を目粗しと呼称する。また、本実施の形態の目粗し作業は、これらに限定されるものではない。
【００１７】
一方、本実施の形態の凹凸計測装置２の架台３は、上述のように、この架台３の厚み方向に沿って貫通形成されたガイド孔３ａを有している。また、図１に示すように、この架台３には複数の脚部３ｂが設けられており、これら脚部３ｂは、前記挿入穴１ａの開口部よりも外側に位置している。
【００１８】
この架台３を、前記既設コンクリート構造物１の表面に設置固定する際は、架台３が動かないように、前記脚部３ｂに錘を取り付けたり、ボルト等によって、これら脚部３ｂを前記既設コンクリート構造物１の表面に止着したりすることが好ましい。すなわち、このように架台３が動かないように固定することで、正確な計測を行うことができる。
【００１９】
前記スライド軸部４は、図１および図２に示すように、長尺な棒状部材であり、上端部には前記第１変位計５が設けられており、下端部には前記接触子５ａが設けられている。
また、このスライド軸部４は、前記架台３のガイド孔３ａ内にスライド自在に挿入されており、前記挿入穴１ａの軸方向に沿って鉛直移動するものである。
【００２０】
このスライド軸部４は、例えば、このスライド軸部４と該スライド軸部４を挟持する挟持部材（図示せず）との接触面の摩擦係数を小さくすることによってスライド自在であったり、スライド軸部４を複数のローラー（図示せず）で挟持することによってスライド自在であったりするように設定されている。
また、このスライド軸部４を鉛直移動させるには、機械的に自動で行ってもよいし、手動で行ってもよいものとする。
【００２１】
さらに、前記スライド軸部４が鉛直移動する際にブレないように、このスライド軸部４に外挿されるブレ防止部材（図示せず）を、前記架台３に設けておくことが好ましい。すなわち、このブレ防止部材は、前記スライド軸部４を鉛直方向に真直ぐ移動させるためのレールの役割を有しており、前記架台３に十分かつ強固に固定されるようになっている。これによって、正確な計測を行うことができる。
【００２２】
また、このスライド軸部４の上端部に設けられる第１変位計５と、下端部に設けられる接触子５ａとの間には、これら第１変位計５および接触子５ａを接続する中間部材５０が、スライド軸部４の本体内部に設けられている。なお、前記第１変位計５は、図２（ａ）に示すように、前記中間部材５０の鉛直移動に応じて鉛直移動する接触子５ｂを備えている。
さらに、前記接触子５ａは、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂの凹凸に応じて水平移動する接触子本体５１を備えている。
なお、前記接触子５ａは、図示しない弾性部材を介して、前記スライド軸部４に設けられており、前記接触子５ｂも、図示しない弾性部材を介して、前記第１変位計５に設けられている。したがって、これら接触子５ａ，５ｂは、前記弾性部材の弾性復帰力によって、水平方向や鉛直方向に移動した後に元の位置に戻るように設定されている。
【００２３】
そして、前記中間部材５０および接触子本体５１は、図２（ａ）に示すように、変位方向変換機構５２を介して接続されている。本実施の形態の変位方向変換機構５２は、略Ｔ字状に形成されており、支軸５２ａを中心に回転自在となっている。これによって、例えば前記接触子本体５１が水平方向に後退した際は、この接触子本体５１の基端部に接触する変位方向変換機構５２の一端部が押され、前記支軸５２ａを中心に、この変位方向変換機構５２自体が回転する。この時、該変位方向変換機構５２の他端部は前記中間部材５０の下端部に接触しているので、この他端部によって、前記中間部材５０を上方に移動させることができるようになっている。そして、このように接触子５ａおよび中間部材５０が、該変位方向変換機構５２を介して接続されているので、前記第１変位計５の接触子５ｂも鉛直方向に移動し、これによって前記接触子５ａの水平変位を計測できるようになっている。すなわち、この変位方向変換機構５２によって前記接触子５ａの水平変位を、前記中間部材５０を介して鉛直変位に変換し、変換された鉛直変位を前記第１変位計５に伝達して計測するものである。
このような本実施の形態の変位方向変換機構５２の他にも、例えば歯車やカム、リンク機構等を利用した変位方向変換機構を用いてもよい。
【００２４】
なお、前記スライド軸部４は、前記挿入穴１ａの深さと架台３の高さとを足した長さよりも長尺に設定されていることが望ましい。すなわち、前記挿入穴１ａの深さと架台３の高さを足した長さよりも長ければ、このスライド軸部４の下端部に設けられる接触子５ａを、前記挿入穴１ａの下部に確実に到達させることができる。
【００２５】
また、前記接触子５ａは、図１および図２に示すように、その長さが、前記挿入穴１ａの直径よりも短く設定されており、前記接触子の一端を前記穴壁表面に接触させながら、この接触子の他端を前記穴壁表面から離間させることができる。
これによって、前記接触子が、この接触子の一端を前記穴壁表面に接触させながら水平移動した際に、この接触子の他端が前記穴壁表面に接触することがないので、この接触子が挿入穴内で引っ掛かることもなく、この接触子を円滑に水平移動させることができる。
【００２６】
一方、前記第２変位計６は、上述のように、前記スライド軸部４に接続され、このスライド軸部４の鉛直方向の移動変位を計測するものであり、前記架台３の上面に設置されている。この第２変位計６は、図１に示すように、ワイヤ６ａを備えており、このワイヤ６ａ引き出し寸法や巻取り寸法によって変位を計測できるようになっている。
【００２７】
前記ワイヤ６ａは、図１に示すように、このワイヤ６ａの端部が被計測体である前記スライド軸部４に接続されるとともに、このワイヤ６ａの中途において滑車６ｂに引っ掛けられている。これによって、前記第２変位計６は、前記スライド軸部４の鉛直変位を計測できるようになっている。
【００２８】
さらに、前記第１および第２変位計５，６は、図１に示すように、これら第１および第２変位計５，６によって計測された計測データを記録するデータロガー７に接続されており、このデータロガー７によって記憶された計測データに基づいて、電子計算機等によって、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を算出できるようになっている。
【００２９】
次に、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を計測する凹凸計測方法について説明する。
【００３０】
本実施の形態の凹凸計測方法は、まず、前記架台３を、前記ガイド孔３ａを前記挿入穴１ａの上方に位置させるようにして、前記既設コンクリート構造物１の表面に設置固定する。
【００３１】
また、予め、前記スライド軸部４の下端部に、前記接触子５ａを設けておくとともに、前記スライド軸部４の上端部に、前記第１変位計５を設けておき、さらに、前記第２変位計６を、前記スライド軸部４に接続するとともに、前記架台３の上面に設置しておく。
【００３２】
続いて、このようなスライド軸部４を前記架台３のガイド孔３ａ内にスライド自在に挿入する。
なお、このスライド軸部４の上端部には前記第１変位計が設けられ、下端部には前記接触子５ａが設けられているので、これら第１変位計５および接触子５ａのうち、少なくとも一方を、前記ガイド孔３ａに挿入可能な大きさに設定してもよく、また、少なくとも一方を、スライド軸部４をガイド孔３ａに挿入した後に取り付けるようにしてもよい。
【００３３】
その後、前記接触子５ａを前記穴壁１ｂ表面に接触させながら、このスライド軸部４を鉛直移動させることによって、前記第１計測手段によって、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸を計測するとともに、前記第２計測手段によって、前記挿入穴１ａの深さを計測する。これによって、前記挿入穴１ａの深さ方向に沿って、前記穴壁１ｂ表面の凹凸形状を定量的に計測できる。
【００３４】
以上のようにして、凹凸計測方法を実施するが、実施の手順は、これに限るものではない。すなわち、凹凸計測装置２を全て組み立てておいてから、前記架台３を既設コンクリート構造物１の表面に設置固定してもよい。
【００３５】
そして、以上のような凹凸計測方法による計測結果は、前記第１および第２変位計５，６に接続されたデータロガー７に記録され、記録された計測データに基づいて、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸形状を算出する。
【００３６】
なお、前記第１変位計５および第２変位計６によって計測された計測データは、図３に示すような結果を得ることができる。
つまり、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面は、深さ０ｍｍで２．６ｍｍの凹凸となっており、深さ５０ｍｍで０．６ｍｍの凹凸となっており…というように定量的に計測できるようになっている。
【００３７】
また、このように計測された前記穴壁１ｂ表面の凹凸形状は、以下の計算式で計算される粗度Ｒを指標として、その付着強度を評価することができる。この計算式によって得られる値は、前記穴壁１ｂ表面の凹凸度合いを示すこととなる。
［計算式］
粗度Ｒ＝∫｜ｆ（ｚ）｜ｄｚ／Ｌ
ｚ：深さ
ｆ（ｚ）：近似直線から計測波形までの距離
ｄｚ：深さ方向の増分距離
Ｌ：計測長
【００３８】
また、粗度Ｒの値の高低によって、前記挿入穴１ａに充填されるモルタルと穴壁１ｂ表面との接触面における付着強度は異なるものとなる。すなわち、粗度Ｒの値が高ければ高いほど、付着強度は高まり、アンカー部材の抜け出し方向にかかる強い荷重に耐え得ることができる。一方、粗度Ｒの値が低ければ低いほど、付着強度は弱まり、アンカー部材の抜け出し方向にかかる強い荷重に耐えることができなくなる。
したがって、予め、アンカー部材の抜け出し実験を複数回行っておき、図４に示すように、粗度Ｒの各値に対応する、アンカー部材の抜け出し方向にかかる付着強度を求めておくようにする。これによって、得られた付着強度を、アンカー部材の抜け出し等を含む既設コンクリート構造物１の構造性能を評価する際の指標として用いることができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、前記第１計測手段によって、前記挿入穴１ａの穴壁１ｂ表面の凹凸を計測することができるとともに、前記第２計測手段によって、前記挿入穴１ａの深さを計測することができるので、前記接触子５ａを前記穴壁１ｂ表面に接触させながら、前記スライド軸部４を鉛直移動させることによって、前記挿入穴１ａの深さ方向に沿って、前記穴壁１ｂ表面の凹凸形状を定量的に計測でき、前記既設コンクリート構造物１の補強の確実性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の凹凸計測装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の凹凸計測装置を示し、（ａ）はスライド軸部の上端部近傍を示す断面図であり、（ｂ）はスライド軸部の下端部近傍を示す断面図である。
【図３】図１の凹凸計測装置によって得られた計測結果を示すグラフである。
【図４】粗度と付着強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  既設コンクリート構造物
１ａ  挿入穴
１ｂ  穴壁
２  凹凸計測装置
３  架台
３ａ  ガイド孔
４  スライド軸部
５  第１変位計
５ａ  接触子
６  第２変位計
【図１】
2009115586.tif 000003
【図２】
2009115586.tif 000004
【図３】
2009115586.tif 000005
【図４】
2009115586.tif 000006