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JP3417850B2 - Method for detecting displacement of concrete structure and sensor used therefor - Google Patents

Method for detecting displacement of concrete structure and sensor used therefor

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JP3417850B2
JP3417850B2 JP24033598A JP24033598A JP3417850B2 JP 3417850 B2 JP3417850 B2 JP 3417850B2 JP 24033598 A JP24033598 A JP 24033598A JP 24033598 A JP24033598 A JP 24033598A JP 3417850 B2 JP3417850 B2 JP 3417850B2
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Japan
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displacement
concrete structure
optical fiber
detecting
strain
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公隆 岡
隆 鵜川
達男 岡嶌
一臣 古賀
哲也 上原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物、例えば電話線を収容するとう道における非平面部分
の変位(歪み)、内空変位等を検出する方法及びこれに
用いるセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a displacement (strain) of a non-planar portion in a concrete structure, for example, a road for accommodating a telephone wire, a displacement in the inner space, and a sensor used therefor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、コンクリート構造物における
各種の変位を検出する方法として、光ファイバをコンク
リート構造物に取り付け、この光ファイバに生じた歪み
を周知の光歪測定機(OTDR)によって測定して検出
する方法があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting various displacements in a concrete structure, an optical fiber is attached to the concrete structure and the strain generated in the optical fiber is measured by a known optical strain measuring machine (OTDR). There was a method to detect.

【0003】光歪測定機とは、光ファイバ中を光が伝搬
する時に発生する後方散乱光(光の進行方向とは逆方向
に戻ってくる光)のうち、光ファイバの歪みの大きさに
比例して光周波数が変化する光(ブリルアン散乱光)を
利用し、光ファイバの一端から所定周波数の光パルスを
入射して、この光パルスによって発生するブリルアン散
乱光における光周波数の変化を、該光ファイバの一端で
その発生位置を示す時間とともに測定することにより、
光ファイバの長さ方向の歪みを測定する装置である。
An optical strain measuring device is a backscattered light (light returning in a direction opposite to the traveling direction of light) generated when light propagates in an optical fiber, and has a magnitude of distortion of the optical fiber. Utilizing light (Brillouin scattered light) whose optical frequency changes in proportion, an optical pulse of a predetermined frequency is incident from one end of the optical fiber, and the change of the optical frequency in the Brillouin scattered light generated by this optical pulse is By measuring the generation position at one end of the optical fiber with time,
This is a device for measuring the strain in the length direction of an optical fiber.

【0004】図1は光歪測定機を用いた従来の変位検出
方法の一例を示すもので、光ファイバ1を構造物2に対
して一体となるように張り付けるとともに、その一端を
光歪測定機3に接続し、該光歪測定機3によって光ファ
イバ1に生じた歪みを測定することにより、構造物2に
おける変位を検出する如くなっている。
FIG. 1 shows an example of a conventional displacement detection method using an optical strain measuring device. An optical fiber 1 is attached to a structure 2 so as to be integrated with the optical fiber, and one end of the optical fiber is measured. The displacement of the structure 2 is detected by connecting to the machine 3 and measuring the strain generated in the optical fiber 1 by the optical strain measuring machine 3.

【0005】また、図2は光歪測定機を用いた従来の変
位検出方法の他の例、ここでは中空状の構造物の内部に
おける寸法(内空変位)を検出する方法を示すもので、
構造物4の内部に棒状の弾性体5をその両端が該構造物
4の上下の内壁に接するように固定し、さらに光ファイ
バ1をこの弾性体5に対して一体となるように張り付け
るとともに、その一端を光歪測定機3に接続することに
よって、同図(b)に示すように構造物4に発生した変位
6を弾性体5の変位に伝達させ、これを光ファイバ1を
介して光歪測定機3により測定・検出する如くなってい
る。
FIG. 2 shows another example of the conventional displacement detection method using an optical strain measuring device, here, a method for detecting the dimension (inner displacement) inside a hollow structure.
The rod-shaped elastic body 5 is fixed inside the structure 4 so that both ends thereof contact the upper and lower inner walls of the structure 4, and the optical fiber 1 is attached to the elastic body 5 so as to be integrated with the elastic body 5. , By connecting one end thereof to the optical strain measuring device 3, the displacement 6 generated in the structure 4 is transmitted to the displacement of the elastic body 5 as shown in FIG. The optical strain measuring device 3 measures and detects.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図1の方法
で構造物に発生した歪を正確に測定しようとする場合、
光ファイバ1に弛みが生じないよう、ある程度の張力を
加えた状態で光ファイバ1を張り付けなければならなか
った。図1に示したような構造物2の平面的な部分につ
いては、張力を加えた状態で光ファイバ1を張り付ける
ことも容易であるが、図3に示す断面中空円形状の構造
物7の内部のような非平面部については、張力を加えた
状態で光ファイバ1を張り付けることが難しく、歪の測
定が不正確になり易いという問題があった。
By the way, in the case of accurately measuring the strain generated in the structure by the method of FIG. 1,
In order to prevent the optical fiber 1 from being loosened, the optical fiber 1 must be attached with a certain amount of tension applied. It is easy to attach the optical fiber 1 to the planar portion of the structure 2 as shown in FIG. 1 in a state where tension is applied, but the structure 7 having the hollow circular cross section shown in FIG. Regarding a non-planar portion such as the inside, it is difficult to attach the optical fiber 1 in a state where tension is applied, and there is a problem that strain measurement is likely to be inaccurate.

【0007】また、図2の方法は、棒状の弾性体5が弾
性変形することを前提としているが、実際には、図4に
示すように座屈8等が発生し、弾性体5が構造物4の変
位を光ファイバ1に正確に伝達できず、正確な測定がで
きないという問題があった。
The method shown in FIG. 2 is based on the assumption that the rod-shaped elastic body 5 is elastically deformed. In reality, however, buckling 8 or the like occurs and the elastic body 5 is structured as shown in FIG. There is a problem that the displacement of the object 4 cannot be accurately transmitted to the optical fiber 1 and accurate measurement cannot be performed.

【0008】本発明の目的は、コンクリート構造物の非
平面部分の変位(歪み)を正確に検出できる方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a method capable of accurately detecting displacement (strain) of a non-planar portion of a concrete structure.

【0009】本発明の他の目的は、中空状のコンクリー
ト構造物の内空変位を正確に検出できる方法及びこれに
用いるセンサを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for accurately detecting the inner-air displacement of a hollow concrete structure and a sensor used for the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するため、コンクリート構造物の非平面部分の変位
を検出するコンクリート構造物の変位検出方法におい
て、1本の光ファイバをコンクリート構造物の非平面部
分に対し、張力を加えた状態で張り付ける張り付け部
と、非接触となる余長部とが交互に配置される如く取り
付け、該光ファイバに生じた歪みを光歪測定機によって
測定し、これより変位を検出することを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, in a displacement detecting method of a concrete structure for detecting displacement of a non-planar portion of the concrete structure, one optical fiber is connected to the concrete structure. The non-planar part of the optical fiber is attached so that the attached parts to be attached under tension and the extra length part that is not in contact are arranged alternately, and the strain generated in the optical fiber is measured by an optical strain measuring machine. The feature is that the displacement is detected from this.

【0011】前記構成によれば、構造物の非平面部分に
おいても、光ファイバに弛みが生じないように張り付け
ることが可能となり、この光ファイバに生じた歪みを測
定することにより、個々の張り付け部に生じた歪を測定
でき、これより構造物の非平面部分の変位(歪み)を検
出することができる。
According to the above construction, it becomes possible to attach the optical fiber even in a non-planar portion of the structure so as not to cause slack, and by measuring the strain produced in the optical fiber, the individual attachments can be made. The strain generated in the portion can be measured, and the displacement (strain) of the non-planar portion of the structure can be detected from this.

【0012】また、この際、各張り付け部を構造物の非
平面部分に対して見かけ上、連続して配置すれば、非平
面部分の全体における変位をそのまま検出することがで
きる。
Further, at this time, if the respective attachment portions are apparently arranged continuously with respect to the non-planar portion of the structure, the displacement in the entire non-planar portion can be detected as it is.

【0013】また、本発明では、前記目的を達成するた
め、中空状のコンクリート構造物の内空変位を検出する
コンクリート構造物の変位検出方法において、2本の棒
状の剛体と、2本の剛体の一端同士間に挟まれた弾性体
と、弾性体の周囲に巻き付けられた光ファイバとからな
るセンサを、2本の剛体の一端同士間の間隔がコンクリ
ート構造物の内空変位に応じて変位するように配置し、
前記光ファイバに生じた歪みを光歪測定機によって測定
し、これより変位を検出することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting displacement of a concrete structure for detecting inner-air displacement of a hollow concrete structure, wherein two rod-shaped rigid bodies and two rigid bodies are used. A sensor consisting of an elastic body sandwiched between the ends of the elastic body and an optical fiber wrapped around the elastic body, and the distance between the ends of the two rigid bodies is displaced according to the in-air displacement of the concrete structure. Place it like
It is characterized in that the strain generated in the optical fiber is measured by an optical strain measuring machine and the displacement is detected from this.

【0014】前記構成によれば、構造物の内空変位をセ
ンサの弾性体の径方向の変位に変換し、これによって該
弾性体に巻き付けられた光ファイバを伸縮させて歪みを
測定するため、構造物の内空変位を正確に検出できる。
According to the above construction, the displacement in the air of the structure is converted into the radial displacement of the elastic body of the sensor, and thereby the optical fiber wound around the elastic body is expanded and contracted to measure the strain. The internal air displacement of the structure can be accurately detected.

【0015】また、本発明では、前記目的を達成するた
め、中空状のコンクリート構造物の内空変位を検出する
コンクリート構造物の変位検出方法において、互いにス
ライド自在に組み合わされた第1及び第2の部材と、第
1及び第2の部材上の互いにスライドして近接するとそ
の間隔が狭まりかつ離れるとその間隔が広がる第1及び
第2の部位に固定された第1の光ファイバと、第1及び
第2の部材上の互いにスライドして近接するとその間隔
が広がりかつ離れるとその間隔が狭まる第3及び第4の
部位に固定された第2の光ファイバとからなるセンサ
を、第1及び第2の部材がコンクリート構造物の内空変
位に応じてスライドするように配置し、前記第1及び第
2の光ファイバに生じた歪みを光歪測定機によって測定
し、これより変位を検出することを特徴とする。
Further, in the present invention, in order to achieve the above object, in a displacement detecting method of a concrete structure for detecting an inner-air displacement of a hollow concrete structure, the first and second slidably combined mutually. Member, and a first optical fiber fixed to the first and second parts on the first and second members, the distance between which narrows when the two members come close to each other and widens when the two members separate from each other; And a second optical fiber fixed to the third and fourth parts, the distance between which widens when the two members slide close to each other on the second member and narrows when the two members move away from each other. The second member is arranged so as to slide in accordance with the displacement of the concrete structure in the air, and the strain generated in the first and second optical fibers is measured by an optical strain measuring machine. Characterized in that it out.

【0016】前記構成によれば、構造物の内空変位をセ
ンサの第1又は第2の光ファイバのいずれかの伸びとし
て伝達できるため、構造物の内空変位を正確に検出でき
る。
According to the above structure, since the internal air displacement of the structure can be transmitted as the extension of either the first or second optical fiber of the sensor, the internal air displacement of the structure can be accurately detected.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図5は本発明の第1の実施の形
態、ここではコンクリート構造物の非平面部分の変位
(歪み)を検出する方法を示すもので、図中、11は構
造物の非平面部分(但し、図面では平面的に示してい
る。)、12は1本の光ファイバである。
FIG. 5 shows a first embodiment of the present invention, which is a method for detecting displacement (strain) of a non-planar portion of a concrete structure, in which 11 is a structure. Of the non-planar part (however, it is shown as a plane in the drawing), 12 is one optical fiber.

【0018】光ファイバ12は、非平面部分11に対
し、接着剤等により張力を加えた状態で張り付ける張り
付け部12−1,12−2,12−3,12−4,12
−5,12−6(図中、太線で示す。)と、非接触とな
る余長部12−7,12−8,12−9,12−10,
12−11とが交互に配置される如く取り付けられ、そ
の一端は図示しない光歪測定機に接続されている。
The optical fiber 12 is attached to the non-planar portion 11 in a state in which tension is applied by an adhesive or the like to the attaching portions 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12.
-5, 12-6 (shown by thick lines in the figure) and the extra length portions 12-7, 12-8, 12-9, 12-10, which are not in contact with each other.
12-11 and 12-11 are installed so as to be alternately arranged, and one end thereof is connected to an optical strain measuring device (not shown).

【0019】ここで、各張り付け部12−1〜12−6
は、非平面部分でも張力が加えられる程度の長さ(通
常、10〜30cm(実際には、非平面部分の曲率によ
って異なる。))に設定され、また、各余長部12−7
〜12−11は、個々の張り付け部を他と分離可能な程
度の長さに設定される。
Here, each pasting portion 12-1 to 12-6.
Is set to a length (usually 10 to 30 cm (actually, it varies depending on the curvature of the non-planar portion)) such that tension is applied even to the non-planar portion, and each extra length portion 12-7.
The lengths 12 to 11 are set to such a length that each attached portion can be separated from the other attached portions.

【0020】このような構造となっているため、構造物
の非平面部分においても、光ファイバに弛みが生じない
ように張り付けることが可能であり、この光ファイバ1
2に生じた歪みを測定することにより、個々の張り付け
部に生じた歪を測定することができ、これより構造物の
非平面部分の変位(歪み)を検出することができる。
Due to such a structure, it is possible to attach the optical fiber even in the non-planar portion of the structure so as not to cause slack.
By measuring the strain generated in No. 2, the strain generated in each attached portion can be measured, and the displacement (strain) of the non-planar portion of the structure can be detected from this.

【0021】この際、各余長部12−7〜12−11
は、構造体の変位の影響をほとんど受けず、歪みも生じ
ないため、これらの部位に対応する歪みは測定されず、
データ上無視できる。
At this time, each extra length portion 12-7 to 12-11
Is almost unaffected by the displacement of the structure and causes no strain, so the strains corresponding to these sites are not measured,
It can be ignored in the data.

【0022】また、各張り付け部12−1〜12−6を
構造物の非平面部分11に対して見かけ上、連続して配
置する、つまり隣接する張り付け部の端部同士が検出し
ようとする非平面部分の長さ方向において一致する如く
配置すれば、非平面部分の全体における変位をそのまま
検出することができる。
Further, the sticking portions 12-1 to 12-6 are apparently arranged continuously with respect to the non-planar portion 11 of the structure, that is, the end portions of the sticking portions adjacent to each other are not to be detected. If they are arranged so as to coincide with each other in the length direction of the plane portion, the displacement in the entire non-plane portion can be detected as it is.

【0023】図6は本発明の第2の実施の形態、ここで
は中空状のコンクリート構造物の内空変位を検出する方
法及びこれに用いるセンサを示すもので、図中、3は光
歪測定機、4は中空状の構造物、20はセンサである。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, which is a method for detecting the inner-air displacement of a hollow concrete structure and a sensor used therefor. In the figure, 3 is an optical strain measurement. A machine, 4 is a hollow structure, and 20 is a sensor.

【0024】センサ20は、図7に示すように、鋼等よ
りなる2本の棒状の剛体21,22と、剛体21,22
の一端同士間に挟まれたゴム等よりなる円柱状の弾性体
23と、弾性体23の周方向に巻き付けられた光ファイ
バ24とからなっており、剛体21,22のそれぞれの
他端側は構造物4の上下の内壁に接して配置され、光フ
ァイバ24の一端は光歪測定機3に接続されている。
As shown in FIG. 7, the sensor 20 comprises two rod-shaped rigid bodies 21 and 22 made of steel or the like and rigid bodies 21 and 22.
A cylindrical elastic body 23 made of rubber or the like sandwiched between the ends of the elastic body 23 and an optical fiber 24 wound in the circumferential direction of the elastic body 23. The optical fiber 24 is arranged in contact with the upper and lower inner walls of the structure 4, and one end of the optical fiber 24 is connected to the optical strain measuring device 3.

【0025】以下、構造物の上下方向の変位を検出する
ようすについて説明する。
Hereinafter, the method of detecting the vertical displacement of the structure will be described.

【0026】図6(a)において、構造物4の上下方向の
変位、例えば圧縮変形はセンサ20に圧縮応力として伝
達される。即ち、図6(b)に示すように、構造物4から
受ける応力により、剛体21,22はその一端同士間の
間隔(距離)が小さくなるよう変位し、弾性体23に圧
縮応力を伝達する。弾性体23は受けた圧縮応力によ
り、断面積が大きくなるよう径方向に変形し、これによ
って光ファイバ24に引っ張り方向の応力がかかり、歪
みが発生する。光ファイバ24に生じた歪みを光歪計測
機3により測定し、これを解析することによって構造物
4の圧縮変形を検出することができる。
In FIG. 6A, the vertical displacement of the structure 4, for example, compressive deformation, is transmitted to the sensor 20 as compressive stress. That is, as shown in FIG. 6B, due to the stress received from the structure 4, the rigid bodies 21 and 22 are displaced so that the distance (distance) between their one ends becomes small, and the compressive stress is transmitted to the elastic body 23. . Due to the compressive stress received, the elastic body 23 is deformed in the radial direction so as to have a large cross-sectional area, whereby stress is applied to the optical fiber 24 in the tensile direction and strain is generated. The strain generated in the optical fiber 24 is measured by the optical strain measuring device 3, and the compressive deformation of the structure 4 can be detected by analyzing the strain.

【0027】図8は構造物の内空変位が弾性体の径方向
の変位に変換されて検出されるようすを説明するもので
ある。構造物の変位が0の時の弾性体23の高さをh、
半径をrとし、構造物がΔh変位(ここでは圧縮変位)
した時の弾性体23の半径をRとし、さらに弾性体23
は弾性変形して体積変化がないとすると、 πr2h=πR2(h−Δh) ∴ R={h/(h−Δh)}1/2・r となる。この際、光歪測定機で測定された光ファイバの
歪の変化量をΔεとすると、 Δε=(R−r)/r ={h/(h−Δh)}1/2−1 ∴ Δh={1−1/(Δε+1)2}h として求めることができる(なお、実際には完全な弾性
変形は望めないため、予め歪の変化量Δεと変位Δhの
関係を求めてテーブル化しておいても良い。)。
FIG. 8 illustrates how the internal air displacement of a structure is converted into radial displacement of an elastic body and detected. The height of the elastic body 23 when the displacement of the structure is 0 is h,
The radius is r, and the structure is displaced by Δh (compressive displacement here).
When the radius of the elastic body 23 is R,
Is elastically deformed and there is no volume change, then πr 2 h = πR 2 (h−Δh) ∴R = {h / (h−Δh)} 1/2 · r. At this time, assuming that the amount of change in strain of the optical fiber measured by the optical strain measuring device is Δε, Δε = (R−r) / r = {h / (h−Δh)} 1/2 −1 ∴ Δh = It can be obtained as {1-1 / (Δε + 1) 2 } h (In reality, since complete elastic deformation cannot be expected, the relation between the strain change amount Δε and the displacement Δh is obtained in advance and tabulated. Is also good).

【0028】なお、構造物4が伸張変形した場合は弾性
体23の断面積が小さくなるように径方向に変形し、光
ファイバ24に圧縮方向の応力がかかることになるが、
この場合も前記同様にして検出が可能であり、また、変
位方向が上下以外でも、センサ20の方向を合わせるこ
とにより検出可能である。
When the structure 4 is stretched and deformed, the elastic body 23 is deformed in the radial direction so that the cross-sectional area becomes small, and the optical fiber 24 is subjected to a compressive stress.
In this case as well, detection can be performed in the same manner as described above, and detection can be performed by aligning the direction of the sensor 20 even if the displacement direction is other than vertical.

【0029】図9は本発明の第3の実施の形態、ここで
は中空状のコンクリート構造物の内空変位を検出する方
法及びこれに用いるセンサの他の例を示すものである。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, a method for detecting the inner-air displacement of a hollow concrete structure, and another example of a sensor used therefor.

【0030】図9において、30はセンサであり、互い
にスライド自在に組み合わされた第1及び第2の部材、
ここでは外管31及び内管32と、外管31及び内管3
2に後述する如く固定された第1及び第2の光ファイバ
33,34とからなり、外管31及び内管32は鉄パイ
プ等よりなる間隔調節桿41,42並びに鉄板、アンカ
ー等よりなる当て板43,44を介して、構造物の上下
の内壁45にその変位に応じてスライドするように配置
されている。
In FIG. 9, reference numeral 30 denotes a sensor, which is a first and a second member slidably combined with each other,
Here, the outer pipe 31 and the inner pipe 32, and the outer pipe 31 and the inner pipe 3
2, the first and second optical fibers 33 and 34 fixed as will be described later, and the outer pipe 31 and the inner pipe 32 are the spacing adjusting rods 41 and 42 made of an iron pipe or the like and the pad made of an iron plate or an anchor or the like. It is arranged so as to slide on the upper and lower inner walls 45 of the structure via the plates 43 and 44 according to the displacement thereof.

【0031】第1の光ファイバ33は外管31及び内管
32上の互いにスライドして近接するとその間隔が狭ま
りかつ離れるとその間隔が広がる第1及び第2の部位3
1a及び32aに固定され、第2の光ファイバ34は外
管31及び内管32上の互いにスライドして近接すると
その間隔が広がりかつ離れるとその間隔が狭まる第3及
び第4の部位に31b及び32bに固定される。また、
これらの第1及び第2の光ファイバ33,34は、1本
の光ファイバ中の光歪測定機の距離分解能以上の距離を
隔てた2つの部分から構成されており、その一端には図
示しない光歪測定機が接続されている(なお、それぞれ
別々の光ファイバとして、2台の光歪測定機に別々に接
続するようになしても良い。)。
The first optical fiber 33 slides on the outer tube 31 and the inner tube 32 so that the distance between them narrows when they come close to each other and widens when they move away from each other.
1a and 32a are fixed, and the second optical fibers 34 slide on each other on the outer tube 31 and the inner tube 32, and when they come close to each other, the distance between them widens, and when the second optical fibers 34 move away from each other, the distance narrows. It is fixed to 32b. Also,
These first and second optical fibers 33 and 34 are composed of two parts separated by a distance equal to or greater than the distance resolution of the optical strain measuring instrument in one optical fiber, and one end thereof is not shown. An optical strain measuring instrument is connected (it is also possible to separately connect two optical strain measuring instruments as separate optical fibers).

【0032】ここで、構造物が上下方向に伸張変形、即
ち内壁45の間隔が広がると、外管31は上方に、ま
た、内管32は下方に動くことになり、この時、第1の
光ファイバ33は伸び(引張)、第2の光ファイバ34
は縮む(圧縮)。一方、構造物が上下方向に圧縮変形、
即ち内壁45の間隔が狭くなると、外管31は下方に、
また、内管32は上方に動くことになり、この時、第1
の光ファイバ33は縮み(圧縮)、第2の光ファイバ3
4は伸びる(引張)。
When the structure is stretched and deformed in the vertical direction, that is, when the space between the inner walls 45 is widened, the outer pipe 31 moves upward and the inner pipe 32 moves downward. The optical fiber 33 extends (tensiles), and the second optical fiber 34
Shrinks (compresses). On the other hand, the structure is compressed and deformed in the vertical direction,
That is, when the space between the inner walls 45 becomes narrow, the outer pipe 31 moves downward,
Also, the inner pipe 32 moves upward, and at this time, the first
The optical fiber 33 of the second optical fiber 3
4 stretches (tensile).

【0033】従って、両方の光ファイバの歪みを光歪測
定機で測定し、いずれの光ファイバが伸びているかとと
もにその伸びを測定することにより、伸張変形か圧縮変
形かを検出することができるとともに、光ファイバに弛
みを生じることのない伸び方向の歪みから変位量を検出
できる。
Therefore, by measuring the strains of both optical fibers with an optical strain measuring device and measuring which optical fiber is stretched and the stretch, it is possible to detect whether the fiber is stretched or compressed. The amount of displacement can be detected from the strain in the extension direction without causing slack in the optical fiber.

【0034】これまで説明したように、光歪測定機を用
いた変位検出は光ファイバの一端から光ファイバの距離
に応じた歪みとして測定することができる。従って、構
造物の様々な変位を1本の光ファイバで連続して検出す
ることができる。
As described above, the displacement detection using the optical strain measuring device can be measured as the strain corresponding to the distance from one end of the optical fiber to the optical fiber. Therefore, various displacements of the structure can be continuously detected by one optical fiber.

【0035】図10は本発明の第4の実施の形態を示す
もので、その一端が光歪測定機3に接続された1本の光
ファイバ50をトンネル状の構造物60に対し、その長
手方向の上部61に張力を加えた状態で連続的に布設し
(51)、また、周方向の内面62に第1の実施の形態
で説明したように張り付け部と余長部とが交互に配置さ
れる如く布設し(52)、また、長手方向の下部63に
張力を加えた状態で連続的に布設し(53)、さらに、
上下方向の2箇所64,65に第2(又は第3)の実施
の形態で説明したセンサ(54,55)を形成する如く
配置してなっている。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. One end of an optical fiber 50, one end of which is connected to the optical strain measuring device 3, is provided with respect to a tunnel-shaped structure 60. Direction upper part 61 is continuously laid under tension (51), and the inner surface 62 in the circumferential direction is alternately arranged with the sticking parts and the extra length parts as described in the first embodiment. (52), and continuously laying (53) with tension applied to the lower portion 63 in the longitudinal direction.
It is arranged so that the sensors (54, 55) described in the second (or third) embodiment are formed at two locations 64, 65 in the vertical direction.

【0036】図11は図10の実施の形態における測定
結果の一例を示すもので、図中、破線は初期歪、実線は
変位後の歪を示している。また、図中の各符号は図10
中の光ファイバの各部分に対応しており、それぞれ、5
1の部分では長手方向に伸びた状態、52の部分では上
下方向に圧縮され、上部及び下部では縮み、左右では伸
びて扁平化した状態(但し、余長部のデータは省略して
ある。)、53の部分では長手方向に縮んだ状態、54
の部分では上下方向に縮んだ状態、55の部分では上下
方向に伸びた状態を検出しているようすを示している。
FIG. 11 shows an example of the measurement results in the embodiment of FIG. 10, in which the broken line shows the initial strain and the solid line shows the strain after displacement. Further, each reference numeral in the drawing is the same as that in FIG.
Corresponding to each part of the optical fiber inside, 5 each
The portion 1 is elongated in the longitudinal direction, the portion 52 is vertically compressed, contracted in the upper and lower portions, and elongated in the left and right portions to be flattened (however, the data of the extra length portion is omitted). , 53 is longitudinally contracted, 54
It is shown that the state of being contracted in the vertical direction is detected in the portion of, and the state of being extended in the vertical direction is detected in the portion of 55.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1本の光ファイバを、張力を加えた状態で張り付ける張
り付け部と余長部とを交互に配置して構造物の非平面部
分に取り付けることにより、構造物の非平面区間の変位
を光歪測定機を用いて正確に検出できる。
As described above, according to the present invention,
A single optical fiber is attached to a non-planar portion of a structure by alternately arranging a pasting portion and a surplus length portion to be attached in a state in which tension is applied, thereby causing optical distortion in a non-planar section of the structure. Can be accurately detected using a measuring machine.

【0038】また、本発明によれば、構造物の内空変位
を弾性体の径方向の変位に変換し、これによって光ファ
イバを伸縮させるセンサを用いることにより、もしくは
構造物の内空変位を第1又は第2の光ファイバのいずれ
かの伸びとして伝達するセンサを用いることにより、構
造物の内空変位を光歪測定機を用いて正確に検出でき
る。
Further, according to the present invention, the internal displacement of the structure is converted into the displacement of the elastic body in the radial direction and the sensor for expanding and contracting the optical fiber is used, or the internal displacement of the structure is reduced. By using the sensor that transmits as an extension of either the first or the second optical fiber, the inner-air displacement of the structure can be accurately detected by using the optical strain measuring machine.

【0039】また、本発明によれば、構造物の様々な種
類の変位を全て光ファイバの歪みとして該光ファイバの
一端より測定できるため、構造物の任意の検出位置の変
位を1本の光ファイバにより連続的に測定でき、また、
検出位置には光ファイバあるいはこれと簡単な部材を組
み合わせたセンサを設置するのみで良いから、検出位置
付近に電源設備等がなくても検出可能であるとともに、
検出位置付近に引火性ガス等が発生しても事故を引き起
こす危険がなく、さらにまた、光歪測定機の測定精度の
向上に応じて検出精度を向上させることができる等の利
点がある。
Further, according to the present invention, since various kinds of displacements of the structure can be measured as strains of the optical fiber from one end of the optical fiber, the displacement of an arbitrary detection position of the structure can be detected by one optical fiber. Fiber allows continuous measurement, and
Since it is only necessary to install a sensor that combines an optical fiber or a simple member with it at the detection position, it is possible to detect without power equipment etc. near the detection position,
Even if flammable gas or the like is generated near the detection position, there is no danger of causing an accident, and further, the detection accuracy can be improved according to the improvement of the measurement accuracy of the optical distortion measuring device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】光歪測定機を用いた従来の変位検出方法の一例
を示す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional displacement detection method using an optical distortion measuring device.

【図2】光歪測定機を用いた従来の変位検出方法の他の
例を示す構成図
FIG. 2 is a configuration diagram showing another example of a conventional displacement detection method using an optical distortion measuring device.

【図3】図1の方法の問題点の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of problems in the method of FIG.

【図4】図2の方法の問題点の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of problems in the method of FIG.

【図5】本発明の第1の実施の形態を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態を示す構成図FIG. 6 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図6中のセンサの詳細を示す構成図7 is a configuration diagram showing details of a sensor in FIG.

【図8】構造物の変位と弾性体の変形との関係の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of a relationship between displacement of a structure and deformation of an elastic body.

【図9】本発明の第3の実施の形態を示す構成図FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施の形態を示す構成図FIG. 10 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図11】第4の実施の形態における歪測定結果の一例
を示す図
FIG. 11 is a diagram showing an example of a strain measurement result in the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3:光歪測定機、4,50:構造物、11:構造物の非
平面部分、12,24,33,34,60:光ファイ
バ、12−1〜12−6:張り付け部、12−7〜12
−11:余長部、20,30:センサ、21,22:剛
体、23:弾性体、31:外管、32:内管。
3: Optical strain measuring device, 4, 50: Structure, 11: Non-planar part of structure, 12, 24, 33, 34, 60: Optical fiber, 12-1 to 12-6: Sticking part, 12-7 ~ 12
-11: extra length part, 20, 30: sensor, 21, 22: rigid body, 23: elastic body, 31: outer tube, 32: inner tube.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡嶌 達男 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 古賀 一臣 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 上原 哲也 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−351983(JP,A) 特開 平11−258356(JP,A) 特開 平11−230840(JP,A) 特開 昭62−220823(JP,A) 特開 昭61−258131(JP,A) 特開 昭57−122304(JP,A) 実開 昭63−145114(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/16 G01D 21/00 G01L 1/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuo Okamine 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Kazuomi Koga 3-chome, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo 19-2 Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Tetsuya Uehara 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-11-351983 (JP , A) JP-A-11-258356 (JP, A) JP-A-11-230840 (JP, A) JP-A-62-220823 (JP, A) JP-A-61-258131 (JP, A) JP-A 57-122304 (JP, A) Actual development Sho 63-145114 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/16 G01D 21/00 G01L 1/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コンクリート構造物の非平面部分の変位
を検出するコンクリート構造物の変位検出方法におい
て、 1本の光ファイバをコンクリート構造物の非平面部分に
対し、張力を加えた状態で張り付ける張り付け部と、非
接触となる余長部とが交互に配置される如く取り付け、 該光ファイバに生じた歪みを光歪測定機によって測定
し、これより変位を検出することを特徴とするコンクリ
ート構造物の変位検出方法。
1. A displacement detection method for a concrete structure for detecting displacement of a non-planar portion of the concrete structure, wherein one optical fiber is attached to the non-planar portion of the concrete structure under tension. A concrete structure characterized by being attached so that the sticking portions and the extra length portions that do not come into contact are arranged alternately, measuring the strain generated in the optical fiber with an optical strain measuring machine, and detecting the displacement from this. Displacement detection method for objects.
【請求項2】 張り付け部はコンクリート構造物の非平
面部分に対して見かけ上、連続して配置されることを特
徴とする請求項1記載のコンクリート構造物の変位検出
方法。
2. The method for detecting displacement of a concrete structure according to claim 1, wherein the pasting portion is arranged apparently continuously with respect to the non-planar portion of the concrete structure.
【請求項3】 中空状のコンクリート構造物の内空変位
を検出するコンクリート構造物の変位検出方法におい
て、 2本の棒状の剛体と、2本の剛体の一端同士間に挟まれ
た弾性体と、弾性体の周囲に巻き付けられた光ファイバ
とからなるセンサを、2本の剛体の一端同士間の間隔が
コンクリート構造物の内空変位に応じて変位するように
配置し、 前記光ファイバに生じた歪みを光歪測定機によって測定
し、これより変位を検出することを特徴とするコンクリ
ート構造物の変位検出方法。
3. A displacement detection method for a concrete structure for detecting the inner-air displacement of a hollow concrete structure, comprising: two rod-shaped rigid bodies; and an elastic body sandwiched between one ends of the two rigid bodies. , A sensor consisting of an optical fiber wound around an elastic body is arranged so that the distance between the ends of the two rigid bodies is displaced according to the in-air displacement of the concrete structure. A method for detecting the displacement of a concrete structure, characterized in that the measured strain is measured by an optical strain measuring machine and the displacement is detected from the measured strain.
【請求項4】 2本の棒状の剛体と、2本の剛体の一端
同士間に挟まれた弾性体と、弾性体の周囲に巻き付けら
れた光ファイバとからなることを特徴とするコンクリー
ト構造物の変位検出センサ。
4. A concrete structure characterized by comprising two rod-shaped rigid bodies, an elastic body sandwiched between one ends of the two rigid bodies, and an optical fiber wound around the elastic body. Displacement detection sensor.
【請求項5】 中空状のコンクリート構造物の内空変位
を検出するコンクリート構造物の変位検出方法におい
て、 互いにスライド自在に組み合わされた第1及び第2の部
材と、第1及び第2の部材上の互いにスライドして近接
するとその間隔が狭まりかつ離れるとその間隔が広がる
第1及び第2の部位に固定された第1の光ファイバと、
第1及び第2の部材上の互いにスライドして近接すると
その間隔が広がりかつ離れるとその間隔が狭まる第3及
び第4の部位に固定された第2の光ファイバとからなる
センサを、第1及び第2の部材がコンクリート構造物の
内空変位に応じてスライドするように配置し、 前記第1及び第2の光ファイバに生じた歪みを光歪測定
機によって測定し、これより変位を検出することを特徴
とするコンクリート構造物の変位検出方法。
5. A method for detecting displacement of a concrete structure for detecting inner-air displacement of a hollow concrete structure, comprising first and second members slidably combined with each other, and first and second members. A first optical fiber fixed to the first and second portions, where the space narrows when the two slide close to each other, and widens when the two move away from each other;
A sensor comprising a second optical fiber fixed to third and fourth portions, the distance between which spreads when the two members slide and approach each other on the first and second members, and narrows when the two members separate from each other, And the second member are arranged so as to slide in accordance with the displacement of the concrete structure in the air, and the strain generated in the first and second optical fibers is measured by an optical strain measuring machine, and the displacement is detected from this. A method for detecting the displacement of a concrete structure, characterized by:
【請求項6】 互いにスライド自在に組み合わされた第
1及び第2の部材と、第1及び第2の部材上の互いにス
ライドして近接するとその間隔が狭まりかつ離れるとそ
の間隔が広がる第1及び第2の部位に固定された第1の
光ファイバと、第1及び第2の部材上の互いにスライド
して近接するとその間隔が広がりかつ離れるとその間隔
が狭まる第3及び第4の部位に固定された第2の光ファ
イバとからなることを特徴とするコンクリート構造物の
変位検出センサ。
6. A first member and a second member which are slidably combined with each other, and a first member and a second member on the first member and the second member, which are slidably close to each other and have a narrower interval, and when separated from each other, the interval is wider. The first optical fiber fixed to the second portion and the first and second members are fixed to the third and fourth portions on the first and second members, where the distance is widened when they come close to each other and narrowed when they are separated from each other. Displacement detection sensor for a concrete structure, characterized by comprising:
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