K&Tこんさるたんと

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研究開発

光学的全視野計測を用いた
応力解放法による
現有作用応力計測技術

スリット応力解放法による現有作用応力計測

一様に応力が作用しているコンクリート部材に応力 方向に対して垂直にスリットを切削すると、スリッ ト周辺に解放ひずみが発生します。この解放ひずみ より現有作用応力を計測する技術です。

特 徴
  • ◆応力解放ひずみ計測は、ひずみ分布を計測できる光学的全視野計測法を用います。
  • ◆スリット応力解放法は、スリットを切削する前後のスリット周辺部をラインセンサスキャナタイプ全視野ひずみ計測装置で計測します。
  • ◆ラインセンサスキャナタイプ全視野ひずみ計測装置での画像をデジタル画像相関法による画像解析により解放ひずみ分布を求めます。
  • ◆光学的全視野計測法を用いることによりスリット近傍の微小領域まで高精度なひずみ分布計測を行うことができます。また、FEM 解析による逆解析を行い、計測した解放ひずみ分布を元にしてコ ンクリート部材の現有応力を推定することができます。
  • ◆PC 構造物では、現有作用応力よりプレストレス量の推定ができます。また、PC 橋の復元設計の資料としても活用できます。
現有作用応力計測事例

解放ひずみ分布例

解放ひずみ分布例

解析値と計測値の比較例

解析値と計測値の比較例

 

光学的全視野計測を用いた
応力解放法による現有作用応力計測技術

スリット応力解放法による現有作用応力計測の手順

  1. 鉄筋探査により計測位置を特定します。
  2. ひずみ計測位置を平坦にし、洗浄液(アセトン等)で清掃し、画像収得用の模様を付けます。
  3. スリット切削位置のマーキングを行います。
  4. 光学式全視野計測装置により、応力解放前のコンクリート表面を計測します(初期画像)。
  5. 応力作用方向に対して直角方向にコンクリートカッターでスリットを切削します。
  6. 再度、光学式全視野計測装置により、応力解放後のコンクリート表面を計測します(変形後画像)。

ラインセンサスキャナタイプ全視野ひずみ計測装置

既設コア削孔による方法

既設コア削孔による方法

FEM解析を用いた
鉄筋コンクリート床版の疲労寿命予測

FEM解析

これまで床版の疲労寿命を評価するには、輪荷重走行試験機を用いた疲労実験を行い、疲労寿命がある程度評価された床版との相対比較を行う以外に方法はありませんでした。

FEM解析とはコンクリートが一般に引張力に弱い材料であることに着目し、車両の通過に伴い生じる引張力のくりかえしでコンクリートの破壊が少しずつ進行することを考慮することで、床版の疲労損傷のシミュレーションを行い、その結果から鉄筋コンクリート床版の疲労寿命を予測するものです。

POINT 1

FEM解析をもちいることにより、実際に試験体を製作して実験を行うより も短時間で床版の疲労寿命を相対的に評価することが可能となります。

POINT 2

解析的な手法であるため、実験結果に比べばらつきがありません。

POINT 3

引き続き検討を行っていくことにより、より妥当な床板の疲労寿命の 評価、適切な補強工法の判定、床版以外の構造部材への適用なども 可能になると考えられます。

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