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ニュースリリース


JFEシビル株式会社

音響波の減衰率計測によりコンクリート内部の可視化に成功
~橋脚や梁などコンクリート構造物内部の亀裂計測に適用~

JFEシビル(株)(本社:東京都台東区、社長:木原和弥)は、弾性波(*1)の減衰率(*2)を用いたコンクリート構造物内部の可視化手法を開発しました。本手法では高周波・減衰率を用いることで、これまでは実現困難であった内部亀裂の発見、クラック深さの評価を可能にしました。

これまで、コンクリート構造物内部を診断するためには、ハンマー等で打撃を加えたり、超音波振動子によりパルス波を発生させたり、あるいは電磁波(レーダー)を利用して、反射波や透過波を計測するという手法が用いられてきました。しかし、いずれの手法も再現性が低く、同一レベルで診断を継続するのが難しいことや解析に熟練が必要であること、計測距離がコンクリートの表面から数10cm程度までであることや電磁波の反射波は鉄筋があると使えない等実用的であるとは言えませんでした。

当社は、コンクリート内部に空洞や亀裂があると音波がエネルギーを失い減衰することに着目し、内部空洞の大きさや位置、表面亀裂の深さなどを音波の減衰率を用いて可視化することに成功しました。この手法では、特殊な音波を用いて発振周波数と発振エネルギーを制御することで正確な減衰率を計測します。この音波はコンクリート内部の鉄筋の影響を受けることなく、数cm~数10cmの内部亀裂や空洞などの欠陥を検知します。さらに、本手法は再現性が高く、熟練が不要です。また、幅広い大きさの構造物の診断が可能となり、かつ振動などのノイズの影響を受けにくいため、供用中の高速道路の橋脚などの点検にも使用することが可能です。

当社はこの度、つくば市にて1辺が1mのコンクリートブロックを使用した実証試験において、予め設置しておいた厚み3mm、深さ10cm~20cmの複数の模擬亀裂を正確に検知することに成功しました。

東名高速や東海道新幹線、護岸や河川堤防を含め、コンクリート構造物の経年劣化対応の重要性は近年増しており、効率的かつ効果的な対応を行うためには、劣化状況を正確に把握することが必要です。当社は劣化診断技術を開発することにより、最適な補修方法の提案を行うとともに、今後ますます増加が予想されるコンクリート構造物の補修工事の受注を拡大していきます。このために、本年4月より専門の組織である音響トモグラフィ事業推進プロジェクトチームを設置し、営業活動を強化していきます。

(*1)弾性波 音波のうち体積の変形を伴う波、地震時に先に到達する波(P波)
(*2)減衰率 単位長さ(距離)当りの発振エネルギーに対する失われたエネルギーの割合

【JFEシビル(株)の概要】

・所在地 東京都台東区蔵前2-17-4
・代表者 木原和弥
・資本金 2,300百万円(JFEスチール(株)が100%出資)
・売上高 42,047百万円(2009年度連結ベース)
・事業概要 製鉄所の保守・保全事業、一般建築・土木事業、メタルビル建築・システム建築製品販売事業、立体駐車場事業、スーパージャッキシステム・メタルロードなどの特殊工法事業、他

【参考】

1.診断原理
発振波と受信波のエネルギーを正確に計測、比較することで、どの程度音が減衰したかを計算により求めます。複数の発振器と受信器を用いたトモグラフィ計測を行うことで、計測対象範囲をメッシュに区分し、メッシュ毎の減衰量を計算で求めこれから単位長さ当りの減衰率を得ることができます。空洞や亀裂があると音波は反射や散乱によりエネルギーを失い減衰率が大きくなります。この減衰率が大きい部分を把握することで空洞や亀裂の位置や大きさを特定することができます。
2.作業フロー
コンクリート部材に発振及び受振用の小型のセンサーを設置します。センサーの大きさは直径1cm程度で、部材に容易に貼付けることができます。センサーの設置終了後、発振用のセンサーから順次発振し、受信用のセンサーで受けた記録をデータロガーに記録します。計測終了後、受信した波の到達時間と振幅をコンピューターが自動で読取り、このデータを基に逆計算と呼ばれる手法で減衰率と速度の分布図を出力します。
3.作業風景(写真)
作業風景(写真)
本件に関するお問い合わせは、下記にお願い致します。
JFEシビル(株)音響トモグラフィ事業推進プロジェクトチーム TEL 03-3864-2982

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