輪荷重走行載荷試験中のアコースティック・エミッション計測
川田工業 正会員 ○伊藤 剛 熊本大学 正会員 重石 光弘 熊本大学 学生会員 島崎 潤 大阪大学大学院 フェロー 松井 繁之 川田工業 正会員 橘 吉宏 川田工業 正会員 柳澤 則文
１．はじめに
近年，鋼･コンクリート合成床版の採用が増大している。しかしながら，ＲＣ床版と異なり，コンクリート の状態の目視による検査が困難であるため検査方法が確立していないのが現状である。そこで，非破壊検査 方法のひとつであるアコースティック・エミッション（以降ＡＥと略す）法に着目し，ＡＥ法を用いた鋼･
コンクリート合成床版の検査方法の確立を目指すことを目的とし研究を行っている。
一般にＡＥとは，固体材料内部の微小な破壊あるいはそれと同様なエネルギー解放過程によって発生する 弾性波動現象のことであり，図－１のように検出されたＡＥ波形の特徴をパラメータによって定義されるこ とが一般的に行われている。
これまで著者らは梁供試体および版供試体の静的および繰り返し載荷試験中のＡＥ計測を行い，鋼・コン クリート合成床版における基礎的なＡＥ特性の把握を行ってきた。本研究では実橋への適用を考え，より実 橋への挙動に近い輪荷重走行載荷試験1）時のＡＥ計測を行い，ＡＥ特性の変化の把握を行う。着目点は鋼・
コンクリート合成床版の疲労損傷過程によるＡＥ特性の変化と，床版ひび割れ位置からの水の浸入によるＡ Ｅ特性の変化である。ここでは水浸入時のＡＥ特性の変化について報告する。
２．実験概要
対象とする供試体は文献１）に示すロビンソン型の鋼・コンクリート合成床版であり 2300×4500 ㎜の床版 厚 154 ㎜，下鋼板 6 ㎜である。ＡＥ検出には，150kH 共振型のＡＥセンサを用い図－２に示す 8 箇所に供試 体全体を計測できるように設置した。また，ＡＥセンサは床版下面に設置し，固定には実橋計測にも適用可 能なグリースとマグネットによる方法とした。
輪荷重走行載荷試験は荷重を段階的に変化させ 30 万往復万回行った。次に防水層を設置し 10 万往復万回 の水張り状態での輪荷重走行載荷試験を行った。さらにその後，防水層に傷を入れ，水をコンクリートのひ び割れから浸入させながら輪荷重走行載荷試験を行った。
ＡＥ計測は輪荷重走行載荷試験中の一定間隔ごと 15 分間の計測を行い，疲労損傷過程によるＡＥ特性の変 化とひび割れからの水の浸入によるＡＥ特性の変化を確認した。
図－１ ＡＥのパラメータ 図－２ ＡＥセンサ設置位置 鋼・コンクリート合成床版，非破壊検査，アコースティック・エミッション法，水の浸入
〒114-8562 東京都北区滝野川 1-3-11 TEL 03-3915-3301 FAX 03-3915-4327
④
⑧
②
① ③
⑥
⑤ ⑦
1275 650 650 650 1275
1150575575
横リブ横リブ
スタッドスタッド
継続時間 立ち上がり時間
最大振幅値 最大振幅の時間 しきい値
の数=カウント値
rise time
duration
count
amp
①～⑧：ＡＥセンサ設置位置 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）
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３．実験結果および考察
図－３(A)(B)に試験中に検出されたＡＥの発生状況をＡＥパ ラメータである継続時間とカウント値との関係によって示す。
(A)は水浸入試験開始直後のＡＥの発生状況であり，(B)は側面 のひび割れから水の浸入が確認された後に計測したＡＥの発生 状況である。
(A)においては，継続時間とカウント値，２つのＡＥパラメー タの関係はほぼ比例であるのに対し，(B)においては，大きな継 続時間を示しながらカウント値は小さなＡＥが発生している事 が特徴的である。そこで，そのようなＡＥパラメータを持つＡ ＥがどのＡＥセンサで受信したかを確認したところ 1,6,7ch で あった。水の浸入位置のスケッチである図－５に示すように，
このＡＥセンサは防水層に傷を入れ水が浸入させたひび割れ箇 所付近であり，図－６に示すようにひび割れへの水の浸入も確 認されている。水の浸入により新たなＡＥの発生原因が生じた のか，あるいは水が介在することによりＡＥの伝搬中に水の影 響によりＡＥの波形に変化が生じたものと考えられる。また，
図－５(A)(B)に計測されたＡＥ波形を示す。(A)は通常観測され るＡＥ波形の一例であり，(B)は水が浸入後に確認されたＡＥ波 形である。(B)は連続型ＡＥと呼ばれる波形となっている。連続 型ＡＥは水浸入前においても観測されるが，先に示した水浸入 後の特徴的なＡＥは常にこの波形である。連続型ＡＥのうち大 きな継続時間を示しながらカウント値が小さなＡＥを捉えるこ とにより水の浸入が確認できると考えられる。
４．まとめと今後の課題
今回のＡＥ計測により，水浸入後に発生する際のＡＥの特徴 をとらえた。今後実橋の計測に向け，更にデータの収集および 計測システムの開発を行う予定である。
参考文献
１）柳澤他：鋼・コンクリート合成床版の中間支点部輪荷重走 行試験，第 59 回土木学会学術年次講演会概要集,2004,9.
図―５ 水が浸入したひび割れ位置のスケッチ
(A) 水浸入試験開始時
(B) ひび割れへの水浸入時 図―３ ＡＥ発生状況
(A) 一般的な波形例（突発型ＡＥ）
(B) 水浸入後に確認された波形例（連続型ＡＥ）
図－４ ＡＥ波形の特徴
図－６ 水浸入状況(6ch 付近の側面)
②
①
⑦
③
⑥
⑤
④
⑧
防水層に傷を入れた箇所
①～⑧：ＡＥセンサー位置 輪荷重走行範囲
水の浸入が確認されたひび割れ
側面 上面 側面
0 2000 4000 6000 8000 10000
0 100000 200000 300000 400000
カウント値
継続時間
0 2000 4000 6000 8000 10000
0 100000 200000 300000 400000
通常のＡＥ 水進入時のＡＥ(1ch) 水進入時のＡＥ(6ch) 水進入時のＡＥ(7ch)
カウント値
継続間隔 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）
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