JP2005338056A

JP2005338056A - Ｐ波貫通による鉄筋コンクリート梁内部のひび割れ計測方法及び構造安全評価方法

Info

Publication number: JP2005338056A
Application number: JP2005067365A
Authority: JP
Inventors: Chuu O; 仲宇王; Meisei Chin; 明正陳
Original assignee: CHING YUN UNIV
Current assignee: CHING YUN UNIV
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-12-08
Also published as: TWI274871B; TW200538729A

Abstract

【課題】本発明はひび割れ端部の位置及びひび割れの深さを探し出し、ＡＡＳＨＴＯの荷重能力の評価方式に合わせ、劣化ＲＣ橋梁荷重能力の改良及び安全性の評価方法を行うものである。
【解決手段】本発明はＰ波貫通より鉄筋コンクリート梁内部のひび割れを計測し、波源発生器と第１の受信器と第２の受信器とを含み、波源発生器と第１の受信器と第２の受信器はそれぞれ測定対象となる構造物の反対側に配置されており、波源発生器よりＲ波、Ｐ波及びＳ波を同時に発生させるが、第１の受信器と第２の受信器よりそれぞれ受信した先着波は必ずＰ波の到着時間であり、そして、波源発生器と受信器の位置を変換させ、波の到着時間を繰り返し計測し、描いた曲面の交差する曲線よりひび割れ端部の位置及びひび割れの深さを確定する。
【選択図】図１

Description

本発明は従来の弾性応力波の原理により、Ｐ波貫通法によってＲＣ（鉄筋コンクリート）梁の側面に（Ｒ波及びＳ波の干渉が避けられ、コンクリート表面のひび割れ及び内部鉄筋の影響も受けず）コンクリート梁内部のひび割れの計測を行い、ＲＣ梁の現状荷重能力、特に劣化した構造物の荷重能力に対する、有効な評価パラメーターとして使用し、ＲＣ梁の現状荷重能力において安全か否かを確認し、必要であれば改善を指示することができる。

ＲＣ梁の現状荷重能力について、普通、材料の化学性質の検査を主要評価内容とするものは多いが、構造物のひび割れの力学分析を主要評価内容とするのは難しい。これは、構造物内部のひび割れ分布が明瞭ではなく、材料の化学性質の検査では点検する構造物の長期劣化傾向分析の参考にすることが多く、現状荷重能力を研究判断の根拠とすることがあまりなかったためである。国内外では、コンクリート構造の耐久性に対しての研究は、大半が材料化学の方面に集中しており、主に、鉄筋腐蝕、アルカリ骨材反応、化学作用及びコンクリート配合率などの構造学や、物理、化学、生物化学過程及び環境汚染の分析研究が含まれている。

従来の材料品質の優劣の評定内容は曖昧な部分が多いので、コンクリート構造物の耐久性の評価は、常に特定の評価方法より現状の信頼性を評価し、特定構造物の安全性に対して具体的に結論を出しているとしても、多くの材料劣化に関しての測定資料を、どのように安全性あるいは荷重能力評価のフローチャートに相互結合し合理的に運用するかは、まだ明確ではないため、前記評価方法の盲点について、各国は老化、劣化する構造物の安全計測（鑑定）の内容及び評価方式に対して、それぞれ進んで異なる研究を行っている。例えば、ＡＡＳＨＴＯ．が発表した文献"Manual for Condition Evaluation and Load and Resistance Factor Rating(LRFR)of Highway Bridge"(American Association State Highway and Transportation Officials(2003))では、式（１）より、ある状態（強度の極限状態あるいは負荷の極限状態）では対象となる部材を評価する荷重耐性評価因子(Rating Factor ：ＲＦ）を求める荷重及び抗力因子評価法を開示している。ＲＦ≧１であると、橋梁は安全を示す。ＲＦ<１であると、さらに評価あるいは補強する必要がある。前記ＬＲＦＲ評価方法のＲＦは、式（１）の定義のとおり、

ここで、Ｃ＝φ_ｃφ_ｓφＲ_ｎ且つφ_ｃφ_ｓ≧０．８５（強度の極限状態）、Ｃ＝ｆ_ＲはＬＲＦＤ設計基準において規定された許容応力（負荷の極限状態）、Ｒ_ｎは表示規格強度、ＤＣは部材及び付属部材による静的荷重の効果、ＤＷは摩擦層及び設備による静的荷重の効果（例えば、ＡＣ路面など）、Ｐは静的荷重を超える永久荷重、ＬＬは動的荷重の効果（ＨＳ２０−４０あるいはＨＬ９３などの標準車両の荷重）、ＩＭは動的荷重の許容値 (Dynamic load allowance)、γ_ＤＣは構造部材及び静的荷重係数、γ_ＤＷは摩擦層や設備及び静的荷重係数、γ_Ｐは静的荷重を超える永久荷重係数＝１．０、γ_Ｌは動的荷重係数、φ_ｃは部材が計測循環サイクル内での可能な応力損失を説明する用の情況因子（Condition factor)、φ_Ｓは橋梁の静態不定度が提供できる継続荷重能力を示すシステム因子(System factor)、φはＬＲＦＤの強度減少因子(Resistance factor)を示す。

しかしながら、前記ＬＲＦＲ評価結果の正確性は、主に、式（１）中の各関連パラメーターの合理性及び実際の情況を反映できるかどうかにより決められ、特に、（１）静的荷重負荷（−γ_ＤＣＤＣ−γ_ＤＷＤＷ±γ_ＰＰ）、（２）設計荷重（γ_ＬＬＬ（１＋ＩＭ））、（３）部材の荷重能力を含む。そのうち、既存橋梁に対しては、新しい橋梁と異なり、評価の時には必ず材料強度の劣化現状及び継続劣化現象を考える必要があるので、その劣化現状は必ず既に係数化している荷重能力φＲ_ｎに反映され、計測期間中の継続する劣化現象も情況因子φ_ｃに反映されなければならない。しかし、最大の問題は、十分な劣化調査があっても、非破壊計測（ＮＤＴ）法で定量的(quantitative)劣化程度あるいは劣化傾向を得ることは難しいので、データが足りない場合には必然的に設計者によりφＲ_ｎ及びφ_ｃ値が推測されるようになり、安全性評価の不確定性が増える一方、効率及び経済性から好ましくない荷重実験で検証しなければならない事態が生じる。そのため、本発明者は、ＲＣ橋梁内部のひび割れの深さの評価方法で、ひび割れの深さを計測することによりＲＣ梁の現状荷重能力が安全か否かを直接評価する改良方法を提供しようとした。これは、ひび割れだけが構造上の実際の力学作用の表れであり、材質の化学変化よりも更に直接的かつ具体的だからである。ＲＣ構造を劣化やひび割れさせる原因は多いが、荷重の作用により結果的に力学の特徴であるひび割れの問題に帰するので、力学的及び非力学的なひび割れ（例えば、風化、潜変、収縮応変など）を区別できる限り、現状の荷重能力の評価に対して比較的明確な根拠及び把握を持つ事ができる。

従来のＲＣ梁の老化、劣化の計測及び診断は、普通、先ず部分的に破壊するコンクリートの掘進作業を採用するが、実例では、現在の弾性反発ウェートあるいは他のＮＤＴ計測の結果と掘進強度とを比べてまだ相当の誤差があることが証明された。また、現在では、応力波で表面のひび割れの深さを計測するものもあり、良く使われているのは、ひび割れの表面両サイドにそれぞれ一つの受信器(transducer)を設置し、ＡＳＴＭＣ１３８３基準により、表面でのＰ波の伝播データを作り、そのデータを利用してひび割れの深さを計測する。

しかし、一つ目の受信器から出てくる波形に影響するのはＲ波で、即ち、Ｐ波とＲ波は重なり易いので、Ｐ波のかわりにＲ波の到着時刻を利用するという研究レポートの提案により、台湾内にも水平受信器を垂直受信器に変えた発明がある。例えば、呉政忠と方金寿による「弾性波動の横変位信号感知器及び感知方法」（中華民国発明特許第０８５４２０号）である。しかしながら、二つ目の受信器の先着波は必ずＰ波のウェーブフロントであるが、波源より遠いため、エネルギーは減衰する問題があり、実際、現場で使う場合、読み取りのために常に感応電圧を増幅する必要があるが、雑音も同時に生じ、Ｐ波のウェーブフロントが相殺され、波形が平らになるため到着時間を誤判定することがある。そのため、前記のような方法は片面だけ計測する構造には適用可能だが、更に重要なのは、大部分の構造物はほとんどモルタル処理をするので、劣化した表面やひび割れがたくさんある構造物にとっては、正確な表面のＰ波波速を求めるのは難しく、これを内部のＰ波のかわりとして必ずしも適用できるものでもない。また、もう一つの問題は、現場でひび割れが生じた箇所には引張筋が配置されており、しかもマイナスの曲げモーメントの所も橋面スラブの遮蔽があるので、前記のような方法は実用性がない。

本発明の主な目的は、ＲＣ梁の現状荷重能力、特に劣化構造物の荷重能力が安全か否かを確認し、必要であれば改善を提示することができ、従来の応力波計測表面のひび割れの深さの問題を解決し、構造内部の引張筋の配置あるいはマイナスの曲げモーメントの所での橋面スラブに基づく遮蔽により計測の精確性に影響するのを避けることができるＲＣ梁内部のひび割れ計測方法及び構造安全評価方法を提供することにある。

本発明は、計測対象となるＲＣ梁の側面にＰ波測定法を実施することで、前記問題を解決する。その理論推理は、Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｃ．及びＷａｎｇ，Ｃ．Ｙ．らが発表した"A Crack Condition Evaluation Approach for the Deteriorated Girder of RC Bridge"(Journal of NDT and E(Submitted))によるもので、その要約は、図１（ａ）に示すように、（Ｓ）は波源、（Ａ）、（Ｂ）は受信プローブとし、ひび割れがあるため（Ｓ）（Ｂ）の直線ＳＭＢは走行せず、最短距離（Ｓ）Ｃ及びＣ（Ｂ）あるいは（Ｓ）Ｃ'及びＣ'（Ｂ）を走行する。その処理工程は以下のようになる。

１．（Ｓ）（Ａ）（Ｂ）は同一の水平面であれば、（Ａ）（Ｂ）は梁の同じサイドにあるが、（Ｓ）はもう一方のサイドにあり、ひび割れを通らなければ、波が（Ａ）プローブに至る直線距離は（Ｓ）（Ａ）（長さはｂ）で、（Ｂ）プローブに至る直線距離はＳＭＢ（長さはｂ'）であり、そのため、長さ及び波伝播時間からＰ波貫通波速を算出できる。

ここで、Ｖ_ＰＴはひび割れのない所での内部の波速を、△ｔ_Ｔは両プローブの感知応力波伝播の時間差を示す。

２．同時に（Ｓ）（Ａ）（Ｂ）を移動し（Ｂ）プローブでひび割れエリアを通過させ、測定された両プローブの感応波伝播の時間差は△ｔ_Ｆを測定し、例えば、波伝播が通ったひび割れ端部ＣはＭの直上方にあれば、その経路は（Ｓ）Ｃ＋Ｃ（Ｂ）で、即ち、（Ｌ_１＋Ｌ_２）であり、そして、Ｃ点を通った波速Ｖ_ＰＦは式（３）のように示される。

例えば、コンクリートが均質であれば、理論的には任意の経路上の波速は同様で、即ち、Ｖ_ＰＴ＝Ｖ_ＰＦ（△ｔだけ違う）、よって、前記式（２）及び式（３）両式を合わせて、ピタゴラスの定理により次式のように求められる。

ｂ_１とｂ_２との関係は、計測するときに設定することができるので、既知の内容と見ることができ、また、ｂ_１＝ｎｂ_２（ｂ_１はｂ_２のｎ倍）とし、次式のように求められる。

前記式（４）では、（△ｔ_Ｆ／△ｔ_Ｔ）>１のとき、式（６）のＣ_２>０、ひび割れが内部（逆に内部にひび割れがない）に貫通したことを示し、式（６）の結果はコンクリートの表面がひび割れがあるかどうかに関わっていないが、内部のひび割れが極端に複雑になってしまい、複数交互する可能性があるので、ひび割れの端部は、Ｍを球心、Ｃ_２を半径とし並びにＳＭＢ方向に垂直の扇形円弧面（ＣＣ'）上のいずれかの点に位置し得る。しかしながら、Ｃ点の前に既に回折（あるいは背面）を発生させることも可能で、このような可能な回折は必ずＣ"点及びＤ'点の間に位置する（図１（ｂ））。このように（Ｓ）Ｃ＋Ｃ（Ｂ）と同じ最短経路があるようになるが、ひび割れを発生するエリアが幅広くなければ（角度Ｇが十分小さければ）、Ｃ"点とＤ'点を重ね合わせることができる。そのため、ひび割れエリア内の可能なひび割れの端部は必ずこの円弧曲面（ＣＣ'Ｃ"）上に位置し、更に以下の関係を含む。

ここで、ＱはＭを球心、Ｃ_２を半径とした空間の任意の方向におけるＣＭとの角度を示す。また、Ｃ_１は梁底部から測定面までの距離を示す。

３．異なる高度の所（Ｃ_１）に（Ｓ）と（Ａ）（Ｂ）プローブを配設し、式（６）よりそれぞれのＣ_２を測定し、多数の円弧面を表し、円弧面と任意の横断面と交差する曲線でひび割れ端部の位置を表すことができる（図１（ｃ））。

精度の上では、本方法は梁内の縦方向の鉄筋の干渉を避けることができ、表面のＰ波ではなくＰ波貫通を利用するので、波速の出力において、ＡＳＴＭ方法と比べて、本方法の一つ目のプローブの波形信号強度は４〜５倍に増加でき（Ｐｏｉｓｓｏｎ'ｓｒａｔｉｏの関係）、二つ目のプローブ（４５°方向）は３〜４倍に増加できるので、エネルギーが減衰する問題はない。しかも初めて到着した波の到着時間の判定はＲ波の干渉を受けないため、計算の精度を上げることができる。受信器の感知サンプリング時間の間隔をδｔとすると、両受信器に波を伝播する時間差は△ｔ'であり、実際に測量した△ｔは、次式のようになる。

ここで、ε_ｉはｉ個目の受信器の受信時間と波の到着時間との差であり、波速はＶ_Ｐであり、波の感知器への到着距離はＬであるとすると、Ｐ波の波伝播速度誤差ｅ_Ｐは、次式のように求められる。

ＡＳＴＭ法では、第１の受信器はＲ波の影響を受け、第２の受信器は波形が平らになる問題があるので、εを０〜ｎδｔの間に介在する可能性があり、式（９）を式（１０）に変えて表すことができ、式中ではｎ≧１となる。

しかし、本方法を採用するときに、両受信器は共に比較的強い信号を有し、測量率誤差ε_１とε_２は０〜ｎδｔの間だけに介在するはずであるので、最大システム誤差（ε_１−ε_２）は式（１０）ではｎ＝１になることも可能で、その精度はＡＳＴＭ法より高い。

本発明は、もう一つの目的である、劣化ＲＣ梁'φＲ_ｎ'及び'φ_ｃ'の評価を提供する。本発明の方法でコンクリート内部の不規則なひび割れの分布（現状のひび割れの深さの部位）を測定することが可能であるから、本発明の方法によりまたＡＡＳＨＴＯのＬＲＦＲの方法に合わせて、完全な劣化ＲＣ橋梁の荷重能力の安全評価方法が得られる。

小さい荷重の下のＲＣのひび割れ深さはＣｎであり、ＷＳＤで断面を転換すれば求められた許容ひび割れの深さは（ＮＡ）ｗで、ＵＳＤで求められた最大ひび割れ深さは（ＮＡ）ｕである。ＷＳＤの荷重は（Ｄ＋Ｌ）であるので通常の荷重時の作用であると判断され、ＵＳＤの荷重は（１．４Ｄ＋１．７Ｌ）であるので破壊的な荷重時の作用であると判断され、一般的に小さい荷重で、かつ低い筋の場合のＲＣ梁（ρ_ｍａｘ≦０．７５ρ_ｂ）は、通常の作用では当然Ｃｎ<（ＮＡ）ｗ<（ＮＡ）ｕとなる。これは構造物の現状が安全な状態であることを示す。

しかし、構造物の老化、劣化に伴って、Ｃｎは増加傾向の可能性があり、Ｃｎ>（ＮＡ）ｗになると、構造の荷重能力が折損の開始が表れ、Ｃｎ>（ＮＡ）ｕになると、構造破壊の状態が表れる。梁の撓んだひび割れ端部は圧縮エリアと引張エリアのバランス部位に生じるという推論に基くと、現在のＣｎ位置を得ることが可能であれば、式（１１）（ひび割れ位置、ｘ、既知の転換断面）により折損した後の残りの等価な鉄筋ＡＳ_ｔを得られるはずである。

ここで、ｘはひび割れが（ＮＡ）ｗと（ＮＡ）ｕとの間に介在するひび割れ端部の位置（ｃｍ）、ＡＳ'は圧縮鉄筋（ｃｍ^２）、ｎはＥｓ／Ｅｃのポアソン比を示す。ＡＳ_ｔを得られると、完成したＡｓでＡＳ_ｔを除いた後の鉄筋の損失量を得、あるいはＡＳ_ｔで直接に余剰荷重能力分析を行う。前記において詳述した方法は、以下のような効果を奏する。

１．力学分析で可能な劣化箇所を探し出して、現場での目視によりひび割れが最も広くかつひび割れが最も緻密な位置を探し出し荷重能力評価限界断面と判断し、本発明のＰ波貫通法に合わせてこの限界断面のひび割れ深さを検査し、ひび割れ深さが設計値の（ＮＡ）ｗの位置より小さければ、荷重能力が折損を受けないと判断され、ＡＡＳＨＴＯの荷重能力評価において、'φＲ_ｎ'はＬＲＦＤの原設計データを使用することができる。

２．ひび割れの深さが設計値の（ＮＡ）ｗの位置より大きく（ＮＡ）ｕより小さいと計測されると、鉄筋が既に折損され、荷重能力が損失を受けていると判断され、これは、コンクリートの表面がどんなひび割れであるかと全く関係ない。このときの'φＲ_ｎ'は必ず減少し、ひび割れ端部の位置が既に分かるので、理論上には式（１１）より折損後の余剰の等価鉄筋ＡＳ_ｔを得られ、更にこれによって'φＲ_ｎ'を計算する。

３．ひび割れの深さが設計の（ＮＡ）ｕより大きいと、理論上には梁が既に極端に破壊されていると判断され、その時にφＲ_ｎ＝０と定義する。

４．ひび割れがある限り、鉄筋が腐蝕劣化傾向を有するので、別に環境や材質などの関連データを取得する必要があり、あるいは直接本方法でひび割れの長期発展傾向を測定し並びに既に設定された計測サイクルに合わせて、情況係数φ_ｃ値の判定を行う。また、φＲ_ｎとφ_ｃを確認したから、式（１）の後続評価には信頼性のある結果を得られる。

本明細書で開示された計測方法が合理的に内部ひび割れの不規則性の真実の情況を把握できるのを証明するために、以下、二つの実施例で説明するが、それらの実施例は本発明の特許請求の範囲を狭義に限定するものではないことが言うまでもないことである。

（人工ひび割れのサンプル）
図２ａに示すように、長さ７０ｃｍ×幅３０ｃｍ×高さ７０ｃｍのサンプルで、中央横断面に一つの斜めひび割れを設置し、ひび割れの幅は０．１ｃｍである。Ａ面のひび割れの深さは３０ｃｍ、Ｂ面のひび割れの深さは０ｃｍで、目視場所と類似する。内部のひび割れの分布を把握するために、前記方法によってアクティブソナーを叩打して波源（Ｓ）をＢ面に置き、一つ目のプローブ（Ａ）と二つ目のプローブ（Ｂ）をＡ面に置く（図２（ｂ））。（Ａ）と（Ｓ）の直線距離は３０ｃｍ、（Ｂ）と（Ｓ）の直線距離は４２．４２ｃｍである。ひび割れのない所で平均波速３７００ｍ／ｓ（平均時間差△ｔ_Ｔ＝３３．６μｓ）を測定し、メーターの受取信号時間間隔δ_ｔ＝０．６６７μｓを設定すると、式（１０）よりその理論上の最大受取時間誤差は約±２．０％である。更に、（Ｓ）、（Ａ）、（Ｂ）三者を同時に移動させ、徐々にひび割れを通過し並びに上下がひび割れの方向に沿って、５ｃｍずつの間隔を隔って一つのポイントを測定し、波伝播平均走行時間（△ｔ_Ｆ）を求め、式（７）に代入した。その結果を表１及び図３に示す。そして、図内のデータと実際のひび割れを比較して、各ポイントで得られたＣ_２の最大誤差は点（１０、５）の所に約−５．７％であり、理論値より高い（コンクリートが非均質の原因であるかもしれない）が全体のひび割れ端部の記述は現実の状態と大体合致している。

（荷重ひび割れのサンプル）
側面からＰ波貫通法による実際のひび割れの精度の計測を検証し、並びに荷重能力の可能性を評価するために、引張破壊(tension control)試験用の大型ＲＣ梁サンプルを一本作り、荷重とひび割れ端部との関係を検証した。この実験梁の関連データは、表１及び図４に示すように、前記測定方法によって、異なるロード（負荷）及びアンロード（非負荷）の段階に、図５（ａ）に示すように、中央断面（撓み断面）のひび割れ端部の位置を測定し、その結果を図５（ｂ）に表しかつ以下において説明する。

１．２７ＫＮ（理論的に破裂しうる荷重）程ロードしたときには、ひびはなく、９８ＫＮまでロードした時点で、肉眼で見える不規則な撓みやひび割れが所々に出てくる。その内部の波速の計測値は（線１）のようになる。アンロードした後に所々に肉眼で見えるひび割れが消えていき、その内部ひび割れの計測値は（線１−１）のようになるので、構造物がまだ弾性範囲内にあることを表している。

２．１４７ＫＮまでロードしたとき、肉眼で見えるひび割れが多数出てきて、最も幅広いもので約０．２ｍｍあり、梁の両サイドのひび割れ位置は共に異なりかつ全く規則性がない。これは目視の計測では力学上ひび割れを判断できないことを示しており、内部のひび割れ端部の位置も発見できない。内部の波速の計測値は（線２）のようになる。アンロードした後に肉眼で所々に見えるひび割れも小さくなりあるいは消えていき、その内部の波速の計測値は（線２−１）のようになり、更に２２０ＫＮまでロードすると（線３）、アンロードした後のひび割れ端部の位置（線３−１）は（線２−１）とほぼ重なり合い、繰り返し複数回アンロードした後の量測結果もそのようになり、かつ永久撓みを発生していないので、折損を受けていない梁におけるひび割れの端部は必ずＮＡから遠ざかることを証明した。疲労設計中の遅延効果(Retardation effect)から考えると、鉄筋はまだ折れていない限り、このような一時の超負荷は長期の荷重能力からすれば危害は大きくない。一般的に、ひび割れは０．０２５ｍｍより小さい限り、このような回復できるひび割れは非常に微細であるはずである。応力波もまた貫通できるので、本実験の結果は合理的であるといえる。

３．２９４ＫＮまでにロードしたとき（設計値は極限撓み破壊される２６４ＫＮのとき）、肉眼で見えるひび割れが多数出てきて、最も幅広いもので約０．２〜０．４ｍｍであり、しかも目視できるひび割れが既に転換断面（ＮＡ）ｗの位置に到着し、内部の波速の計測は（線４）のようになる。アンロードから２４時間の後に所々に肉眼で見えるひび割れが消えていくが、その内部の波速の計測は（線４−１）のように示され、ひび割れ端部の位置が明らかに回復していないことを発見でき、かつ、所々に永久撓みが発生し、これは、損傷した梁のひび割れが回復し難いことを表明している。

４．さらに、３４３ＫＮまでロードしたとき、ひび割れが既に理論極限位置（ＮＡ）ｕに近接し、剪断応力によるひび割れも圧縮エリアの近傍に伸び、圧縮エリアも所々にひび割れが生じてきて、内部の波速の計測値は（線５）のようになる。アンロードから２４時間の後に所々に肉眼で見えるひび割れが消えていくが、その内部の波速（線５−１）及びもっと大きい永久撓みを発生させることにより、損傷した梁に対して荷重を除いても、ひび割れの位置が変わってないことを表明している。

表１は斜めひび割れの計測結果であり、カッコ内は計測位置座標であり、その下段は長さＣ_２を示している。

表２はコンクリートサンプル材料の関連資料である。

図１は波伝播走行最短距離（Ｌ_１）及び（Ｌ_２）を示す図であり、図１（ａ）はＣＣ'とＣ'Ｃ"円弧よりなる曲面は可能なひび割れ端部の位置を示し、図１（ｂ）は波伝播が早めに回折する可能な位置はＣ"とＤ'の間にあることを示し、図１（ｃ）は任意の横断面（１'２'３'４'）と円曲面との交線（曲線）はひび割れ端部の可能な位置を示す図である。図２は、中央（幅０．１ｃｍ）斜めひび割れサンプルを示す図であり、図２（ａ）は前面のひび割れの深さが３０ｃｍ、後面にはひび割れがないことを示し、図２（ｂ）はプローブ（Ａ）（Ｂ）及び波源（Ｓ）は同一の平面に位置するが、ひび割れを通過するとともに、上下左右に５ｃｍずつ一つのポイントを検知することを示す図である。図３は斜めひび割れの計測結果（Ｃ_２を半径として描いた円弧共通接線の連接線はひび割れ端部の位置）を示す図である。図４はサンプルサイズ及び荷重実験方式である。図５は撓み破壊実験結果を示す図であり、図５（ａ）はロードと撓度との関係を示し、図５（ｂ）は中央（撓み）断面の荷重とひび割れ端部の変化関係を示す図である。

Claims

波源発生器と第一の受信器と第二の受信器とを含み、
前記波源発生器、第一の受信器及び第二の受信器はそれぞれ測定対象となる構造物の反対側に配置されており、前記波源発生器よりＰ波を発生させ、前記第１の受信器と前記第２の受信器によりそれぞれこの波を受信して波の到着時間を計測し、そして、波源発生器と受信器の位置を変化させ、波の到着時間を繰り返し計測し、描いた曲面の交差する曲線によりひび割れ端部の位置を確定することを特徴とするＰ波貫通による鉄筋コンクリート梁内部のひび割れの計測方法。
前記測定対象となる構造物は均質あるいは非均質であることを特徴とする請求項１に記載のＰ波貫通による鉄筋コンクリート梁内部のひび割れの計測方法。
前記測定対象となる構造物は鉄筋コンクリート橋梁を含むことを特徴とする請求項１に記載のＰ波貫通による鉄筋コンクリート梁内部のひび割れの計測方法。
請求項１に記載の方法によりひび割れ端部の位置及びひび割れの深さを検出し、ＡＡＳＨＴＯの荷重能力の評価方式に合わせることを特徴とする劣化ＲＣ橋梁荷重能力及び安全性評価方法。