鉄筋コンクリート管の検査方法、および鉄筋コンクリート管の検査機器
【課題】下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の劣化状態を検査するにあたり、検査の作業性の効率化をはかる。
【解決手段】鉄筋コンクリート管の検査方法では、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行う。
【解決手段】鉄筋コンクリート管の検査方法では、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートの劣化状態を検査する検査方法及び検査機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水管路や農水管路には、従来、鉄筋コンクリート管（ヒューム管）が多く用いられている。
【０００３】
鉄筋コンクリート管で構築された下水管路や農水管路においては、コンクリート管の経年に伴う腐食摩耗や破損により陥没や漏水などの事故が増加してきている。このため適切な劣化度診断とその調査結果に基づく、適切な修繕・更新が望まれている。
【０００４】
下水管路や農水管路の診断調査においては、一般に、修繕・改築工事の順番及び工事方法を決定するために、調査流域を構成する要素区域間の劣化進行度の順位付け、及び定量的な劣化レベルの進行度の把握が必要となる。
【０００５】
このため、従来では、目視やＴＶカメラを用いて外観調査を行い、必要となればコアを抜いて物性を調査するという方法が一般に行われている。
【０００６】
しかし、このような手法では、目に見える劣化しか捉えることができず、管外周や内部の劣化については見逃されてしまい、劣化レベルの進行度を適切に定量的に把握することが困難であった。また、定量的なデータを集めるためにはコアを大量に抜く必要があり、下水管路や農水管路の強度を損ねたり、作業に手間がかかるという欠点がある。
【０００７】
一方、コンクリート構造物で行われている検査方法の応用も考えられている。例えば特開平１０−１４２２００号公報、特開平０９−２６９２１５号公報に、弾性波を利用したひび割れ幅及び深さを予測するシステムが提案されているが、これらのシステムは、作業性が劣ることから、下水管路や農水管路のような長距離の構造物の検査に適用すると、検査に相当の時間を要することになる。
【特許文献１】特開平１０−１４２２００号公報
【特許文献２】特開平０９−２６９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の劣化状態を検査するにあたり、検査の作業性の効率化をはかることができ、しかも、劣化の進行度を定量的に評価することが可能な鉄筋コンクリート管の検査方法と、そのような検査方法を実現するのに適した検査機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１０】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１１】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１２】
このように設置間隔を規定する理由は、振動モードの変化を明確に捉えられるようにするためである。すなわち、弾性波入射位置と受信位置との間隔を管長の１／４よりも近づけると、発信子付近の振動を強くキャッチするため、弾性波入射位置及び弾性波受信位置から離れた部位の劣化による振動モード変化が不明瞭になってしまうという問題が起きる。なお、弾性波入射位置と受信位置との間隔は管長の１／４以上とすれば所期の目的は達成できるが、より好ましくは管長の１／３以上離した設置とした方がよい。
【００１３】
また、以上のように、受信子の形状を制御することにより、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の内面表層の付着層や脆弱層の存在や、表層の摩耗に伴うに骨材露出による平滑性の欠如などによる、受信子と管内面との接触不良に伴う衝撃弾性波（伝播波）の受信の不備を解消でき、試験精度の低下を防止することができる。
【００１４】
本発明の検査装置は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する際に使用される検査機器であって、
打撃機構が搭載された台車と、受信機構が搭載された台車と、これら２台の台車を一定間隔で連結する連結部材とを備え、
前記連結部材の長さは、
弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とする長さとされていることによって特徴づけられる。
【００１５】
本発明の検査装置は、
請求項４記載の鉄筋コンクリート管の検査機器において、
テレビカメラを搭載した台車を用いて、弾性波入射位置と弾性波受信位置とを決定するように構成してもよい。
【００１６】
以上の各発明の検査方法によれば、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の検査にあたり、作業性の効率化をはかることができるとともに、鉄筋コンクリート管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の検査方法によれば、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の劣化状態を検査するにあたり、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を、検査対象管の管長の１／４以上離した状態で衝撃弾性波試験を行うので、劣化による振動モードの変化を明確に捉えることができる。
【００１８】
本発明の検査方法において、弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子、または先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うようにすれば、衝撃弾性波試験による検査を、検査対象管の内面表層の状態に関係なく精度よく行うことをできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明の検査方法の全体的な工程を、図１を参照しながら各工程ごとに説明する。なお、この実施形態は、図２に示すように、マンホール２−マンホール３間を１ブロックとし、この１ブロックを構成する鉄筋コンクリート管１（ヒューム管）ごとに、後述する試験・測定などを行うものとする。
【００２１】
［洗浄工程Ｓ０］
検査対象管の内面に付着物が大量に存在していると、欠陥の検出が困難となるため、切削機による切削や水による高圧洗浄により付着物を取り除く。
【００２２】
［調査工程Ｓ１］
下記の外観試験及び衝撃弾性波試験を行う。
【００２３】
＜外観試験＞
管内面で顕在化している腐食摩耗やクラック、破損、浸入水の有無などを確認する。検査方法は、検査対象管の口径が大きい場合は検査員が肉眼で検査し、検査員が入れない口径（φ８００ｍｍが基準）の場合はＴＶカメラを管内に入れて検査を行う。
【００２４】
＜衝撃弾性波試験＞
ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどで検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした加速度センサまたはマイクロフォンにて伝搬波をキャッチして、伝搬波の速度、減衰時間、振幅、共振周波数、位相等を求め、健全品との比較から劣化の有無を確認する。
【００２５】
劣化のレベルを確認するには、共振周波数の変化または減衰時間の変化により確認する方法が容易である。すなわち、劣化が進行すると共振周波数は低下し、減衰時間も低下するので、劣化レベルを定量的に捉えやすい。
【００２６】
この衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００２７】
この調査工程Ｓ１において、衝撃弾性波試験は、外観試験により明らかに劣化していると判断できる区域以外についてのみ行うようにしてもよいし、劣化進行度の順位付けを正確に行うには、全区域において、目視（ＴＶカメラ）による外観試験と衝撃弾性波試験の両方の試験を行ってもよい。すなわち、衝撃弾性波試験を行えば、その試験結果から、調査流域を構成する要素区域間の劣化進行度の順位付けが可能となる。
【００２８】
なお、調査工程Ｓ１において、検査対象管の使用が困難であることが判明した場合には、以下の工程Ｓ２〜工程Ｓ７を省略して、直ちに鉄筋コンクリート管の更新を行ってもよい。
【００２９】
［調査部位選択工程Ｓ２］
調査工程Ｓ１の調査結果から詳細調査部位を選択する。
【００３０】
選択を行う基準としては、（１）最も劣化の進行が大きい部位、（２）劣化進行レベルが平均的な部位、（３）劣化の進行が起こっていない部位、（４）上記（１）と（２）の組合せなどを挙げることができるが、使用中の事故を防ぐ見地から、「最も劣化の進行が大きい部位」を選択することが望ましい。
【００３１】
［測定工程Ｓ３］
検査対象管の管厚みの測定、劣化部位（クラック位置）の特定、及びクラック深さの測定を行う。いずれの測定にも、入射装置からの２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの弾性波を検査対象管に入射し、受信装置で伝搬波を検知して測定を行う。なお、弾性波の周波数が、２０ｋＨｚよりも低いと定量ができなくなり、１ＭＨｚよりも高いと散乱が大きくなって解析が困難となる。
【００３２】
入射装置としては、圧電素子を用いた発信子（振動子）を使用するのが望ましく、また、受信装置も圧電素子を用いた受信子を使用することが望ましい。
【００３３】
各測定を項目ごとに説明する。
【００３４】
＜管厚みの測定＞
検査対象管の内部側から管壁体に弾性波を入射した時点から、管外面で反射された弾性波を受信装置がキャッチするまでの伝搬時間から管厚みを測定する。なお、管厚みの測定には、測定の便宜上、発信子と受信子とが一体となった受発信センサを用いるのが望ましい。
【００３５】
＜劣化部位の特定＞
検査対象管の複数箇所に受信子を配置し、発信子から各受信子への伝搬時間を測定することにより、劣化部位を特定する。
【００３６】
＜クラック深さ測定＞
特定された劣化部位のクラック深さを、例えば“コンクリート診断技術 ｀０１［基礎編］４．４．２（５）（ａ）（ｃ）”に記載されている方法、あるいは特公平６−５２２５９号公報に開示されているような手法で測定する。
【００３７】
以上の管厚みの測定、劣化部位の特定及びクラック深さの測定は、必ずしも全ての項目について行う必要はなく、劣化形態に応じて適宜選択して行えばよい。
【００３８】
例えば、摩耗だけの劣化が明らかな場合には管厚みの測定のみを行えばよいし、クラックだけの劣化の場合は劣化部位の特定とクラック深さの測定を行えばよい。
【００３９】
［鉄筋配置確認工程Ｓ４］ 一般に市販されている電磁誘導法による探査機や電磁波レーダ法による探査機を用いて鉄筋配置を確認する。この種の探査機には、Ｘ線式のものがあるが、Ｘ線式では管壁の透過が必要であるため、既設のコンクリート管に適用することは難しい。
【００４０】
なお、図面などに鉄筋配置が記されている場合には、図面上の鉄筋配置をデータとして用いるようにすれば、探査機による鉄筋配置の確認作業は省略してもよい。
【００４１】
［コンクリート物性測定工程Ｓ５］
コンクリート強度を、通常のコア抜きによる圧縮強度試験、小口径コアを用いた針貫入試験（特開平１０−０９０１５０号公報）、あるいはシュミットハンマによる強度試験等によって測定する。
【００４２】
なお、コア抜きを行ってコンクリート強度を測定する場合、フェノールフタレインなどの指示薬を用いて鉄筋の中性化進行度を測定してもよい。
【００４３】
［鉄筋径測定工程Ｓ６］
コア抜きを行い、鉄筋が含まれて場合は鉄筋径を直接測定する。
【００４４】
また、他の方法として、コンクリートの一部をはつり、露出した鉄筋とコンクリート表面との電位差から鉄筋の腐食度を求める自然電位法により、鉄筋腐食度と鉄筋径との関連を求めておき、対象物の腐食度から鉄筋径を求めるという方法を採用してもよい。なお、はつりを行った際に、フェノールフタレインなどの指示薬を用いて鉄筋の中性化進行度を測定してもよい。
【００４５】
ここで、前記した測定工程Ｓ３において、電磁波誘導法による鉄筋探査を行う場合、鉄筋径も同時に測定することが可能であるので、この鉄筋径測定工程Ｓ６は省略してもよい。
【００４６】
なお、以上の工程Ｓ３〜工程Ｓ６までは、作業性の関連上、順序を替えて行ってもよい。
【００４７】
［演算工程Ｓ７］
以上の工程で得られたデータを用いて構造解析を行って鉄筋コンクリート管の管強度（破壊荷重）を求める。
【００４８】
構造解析の手法を具体的に説明する。
【００４９】
まず、図３に示すようなモデルＭ（１／４モデル）において、図４に示すような形状データ（Ａ：呼び径、Ｂ：管厚み、Ｃ：鉄筋径（ストレート筋）、Ｄ：鉄筋ピッチ、Ｅ：鉄筋かご径、Ｆ：鉄筋被り、Ｇ：管の長さ）を与える。次に、モデルＭの上部中央に荷重Ｗを加えてゆき、その荷重負荷過程における応力を計算によって求める。
【００５０】
計算によって得られた応力値と荷重を用いて、図５に示すような荷重−応力曲線を作成する。作成した荷重−応力曲線において、コンクリートの破壊基準を４．９ＭＰａ（０．５ｋｇ／ｍｍ2）として破壊荷重を求める。
【００５１】
以上の構造解析を、検査対象管（鉄筋コンクリート管）について行って破壊荷重を求める。なお、構造解析に用いるデータのうち、管厚み（Ｂ）には測定工程Ｓ３にて測定したデータを用い、鉄筋径（ストレート筋）（Ｃ）には鉄筋径測定工程Ｓ６にて測定されたデータを用いる。また、鉄筋ピッチ（Ｄ）、鉄筋かご径（Ｅ）及び鉄筋被り（Ｆ）には、鉄筋確認工程Ｓ４で確認した鉄筋配置から求めたデータを用いる。
【００５２】
そして、以上の構造解析・計算によって求めた検査対象管の破壊荷重を用い、設計荷重に対する破壊荷重の倍率を求めることによって、検査対象管の劣化状態を定量的に評価することができる。
【００５３】
また、調査工程Ｓ１において劣化度順位を定量的に評価しているので、詳細調査部位の管強度を基に、各要素区域の管強度の推定も可能となる。
なお、以上の構造解析を行う構造計算ソフトは市販されており、これを利用するのが作業面で有利である。
【００５４】
また、以上の破壊荷重による評価に加えて、クラックの位置、クラックの深さ及びコンクリート強度の測定データを用いて検査対象管の劣化状態を総合的に判断するようにしてもよい。
【００５５】
つぎに、共振周波数の具体的な解析例を説明する。
【００５６】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＡ型２種に準ずる、日本ヒューム管社製の製品（内径４００ｍｍ）について、以下のサンプルを準備した。
【００５７】
サンプルＴ１１：健全品
サンプルＴ１２：漏水クラック導入品（劣化進行度が最大）
サンプルＴ１３：１％硫酸で管内面底部の一部（中央部）を、厚み１ｍｍほど腐食させたもの（図６参照）。
【００５８】
［計測機器］
打撃：シュミットハンマＮＲ型（富士物産製）
受信子：ＡＳ−５ＧＢ（共和電業製）
記録装置：ＥＤＸ１５００Ａ（アンプ付き）（共和電業製）
［計測機器の配置］
図７に示す配置とした。
【００５９】
［共振周波数の解析］
図７に示す計測機器の配置で測定された伝搬弾性波のデータを、記録装置に付随しているＦＦＴ機能で共振周波数のパワースペクトルを作成し、トップピークを求めた。その結果を下記の表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
以上の処理を行うことにより、鉄筋コンクリート管の劣化順位を定量的に判別することが可能になる。
【００６２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態を以下に説明する。
【００６３】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【００６４】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００６５】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【００６６】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【００６７】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【００６８】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【００６９】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した波形データについてＦＦＴ分析を行って共振周波数スペクトル図を作成する（図１１参照）。次に、作成した共振周波数スペクトル図について積分計算を行って高周波成分と低周波成分とを求める。そして、高周波成分の面積と低周波成分の面積との面積比率を計算する。具体的には、共振周波数スペクトルについて４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚの面積比率を求め、その面積比率から検査対象管の劣化度合いを判定する。
【００７０】
なお、以上の解析において高周波と低周波との境界値（例えば４ｋＨｚ）は、予め設定してもよいが、検査対象管の管種などにより、計測現場ごとに決定する方が判定を行いやすい。
【００７１】
＜実施例１＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【００７２】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ２１：無処理品
・サンプルＴ２２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ２３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ２２，Ｔ２３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ２４：管内面研削品
ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
【００７３】
サンプルの一覧を下記の表２に示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【００７６】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【００７７】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用い、ＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数のパワースペクトルを作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図１１（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００７８】
次に、図１１（ａ）〜（ｄ）の各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として、０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を下記の表３及び図１２に示す。
【００７９】
【表３】
【００８０】
この表３及び図１２から明らかなように、劣化進行度が大きくなると、低周波成分の比率が高くなることがわかる。従って、伝播波の共振周波数スペクトルの高周波成分と低周波成分との面積比率から、検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【００８１】
受信波の解析方法を以下に説明する。
【００８２】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【００８３】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００８４】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【００８５】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【００８６】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【００８７】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【００８８】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した波形データについてＦＦＴ分析を行って共振周波数スペクトルを作成する（図１５参照）。次に、作成した共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度との強度比率を計算する。そして、算出したトップピーク強度比率から検査対象管の劣化度合いを判定する。
【００８９】
なお、ここでは、鉄筋コンクリート管の劣化の進行により振動モードが変化し、共振周波数を構成する振動が変化する現象を利用している。
【００９０】
本発明の具体的な実施例を説明する。
【００９１】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ３１：無処理品
・サンプルＴ３２：周方向クラック導入品
図１３に示すような導入方法にてクラック幅０．１５ｍｍのクランクを導入したもの（図１４参照）。
・サンプルＴ３３：周方向クラック導入品
図１３に示すような導入方法にてクラック幅１．３ｍｍのクランクを導入したもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ３２，Ｔ３３のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
【００９２】
サンプルの一覧を下記の表４に示す。
【００９３】
【表４】
【００９４】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【００９５】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【００９６】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用い、ＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数のパワースペクトルを作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図１５（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００９７】
次に、図１５（ａ）〜（ｃ）の各共振周波数スペクトルについて、４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度を求めた。そして、それら４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度との強度比率を計算した。その結果を下記の表５に示す。
【００９８】
【表５】
【００９９】
この表５から明らかなように、検査対象管の劣化進行度が大きくなると、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度（Ｐ２）に対する４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度（Ｐ１）の比率（Ｐ１／Ｐ２）が大きくなることがわかる。従って、伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度との比率を求めれば、その強度比率から検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【０１００】
＜実施形態２＞
本発明の更に別の実施形態を以下に説明する。
【０１０１】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【０１０２】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【０１０３】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【０１０４】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１０５】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【０１０６】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【０１０７】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した伝播波の最大振幅値を求め、その最大振幅値から検査対象管の管全体の劣化度合いを判定する。なお、「伝播波の最大振幅値」とは、図１６に示すように、伝播波の波形データにおいて絶対値が最大値となる振幅を最大振幅値と定義する。
【０１０８】
＜実施例２＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１０９】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ４１：無処理品
・サンプルＴ４２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ４３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ４２，Ｔ４３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ４４：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅０．１５ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。
・サンプルＴ４５：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅１．３ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ４４，Ｔ４５のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
【０１１０】
サンプルの一覧を下記の表６に示す。
【０１１１】
【表６】
【０１１２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１１３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１１４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用いて、各サンプルの最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表７に示す。
【０１１５】
【表７】
【０１１６】
この表７から明らかなように、検査対象管の劣化進行度が大きくなると、伝播波の最大振幅値が小さくなることがわかる。従って、伝播波の最大振幅値を波形データから求めれば、その最大振幅値から検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【０１１７】
＜実施形態３＞
この実施形態では、劣化現象を表わすデータ、つまり前記した（１）伝播波の共振周波数スペクトルの高周波成分と低周波成分との面積比率、（２）伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率、（３）伝播波の最大振幅値、（４）伝播波の減衰時間の各現象データを組み合わせることにより、劣化現象区別及び劣化進行度合いを、下記の表８に基づいて判定する。
【０１１８】
ここで、伝播波の減衰時間とは、図１７に示すように、伝播波（受信波）の振幅値がある大きさ以下になるまでの時間とする。具体的には、例えば、振幅値の絶対値が最大振幅値の絶対値に対して２０％以下になる振動が３回以上続いたときに、その最初の点までを入力波とし、その最初の点までの時間を減衰時間とする。
【０１１９】
【表８】
【０１２０】
次に、判定処理の具体的な例を図１８〜図２２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【０１２１】
［判定処理Ｊ１：図１８］
ステップＳ１０１：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化がなければステップＳ１０２に進む。減衰時間に変化がある場合にはステップＳ１１１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１２２】
ステップＳ１０２：伝播波の減衰時間が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」または「管厚減少品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１２３】
ステップＳ１０３：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化がなければステップＳ１０４に進む。最大振幅値に変化がある場合にはステップＳ１３１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１２４】
ステップＳ１０４：伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１２５】
ステップＳ１０５：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１２６】
ステップＳ１０６：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ１０７）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ１０８）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ１０９）。
【０１２７】
ステップＳ１１１：ステップＳ１０１の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する処理（ステップＳ１１２）を実行する。あるいは、ステップＳ１２１，Ｓ１２２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を求めて、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１２８】
ステップＳ１３１：ステップＳ１０３の解析において振幅値変化（低下）がある場合には「周方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ１３２）。あるいは、ステップＳ１４１，Ｓ１４２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、次いで、伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、その強度比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１２９】
［判定処理Ｊ２：図１９］
ステップＳ２０１：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化がなければステップＳ２０２に進む。減衰時間に変化がある場合にはステップＳ２１１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３０】
ステップＳ２０２：伝播波の減衰時間が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」または「管厚減少品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３１】
ステップＳ２０３：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１３２】
ステップＳ２０４：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ２０５）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ２０６）。一方、面積比率に変化がない場合はステップＳ２３１に進む。
【０１３３】
ステップＳ２１１：ステップＳ２０１の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ２１２）。あるいは、ステップＳ２１３，Ｓ２１４の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析して、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１３４】
ステップＳ２３１：ステップＳ２０４の解析において面積比率に変化がない場合には、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３５】
ステップＳ２３２：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化がない場合は「劣化無し」と認識する。一方、最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合は「周方向クラック発生品」と認識する（ステップＳ２３３）。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する処理（ステップＳ２３４）を実行する。あるいは、ステップＳ２４１〜Ｓ２４４の処理を実行する。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３６】
そのステップＳ２４１〜Ｓ２４４の処理は、ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、その共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、この解析においてトップピーク強度比率に変化（比率増加）がある場合、「周方向クラック発生品」と認識し、次いで、強度比率から劣化度合いを判定するという処理である。なお、ステップＳ２４２の解析においてトップピーク強度比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する。
【０１３７】
［判定処理Ｊ３：図２０］
ステップＳ３０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ３０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ３２１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３８】
ステップＳ３０２：伝播波最大振幅値が変化している場合、「軸方向クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３９】
ステップＳ３０３：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化（減衰時間低下）がある場合はステップＳ３３１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１４０】
一方、その減衰時間に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と認識する（ステップＳ３０４）。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ３０５）。あるいは、ステップＳ３１５，Ｓ３１６の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、次いで伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、その強度比率から劣化度合いを判定する処理を行う。
【０１４１】
ステップＳ３２１：ステップＳ３０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１４２】
ステップＳ３２２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１４３】
ステップＳ３２３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ３２４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ３２５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ３２６）。
【０１４４】
ステップＳ３３１：ステップＳ３０３の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ３３２）。あるいは、ステップＳ３４１，Ｓ３４２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を求めて、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を行う。
【０１４５】
［判定処理Ｊ４：図２１］
ステップＳ４０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ４０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ４１１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１４６】
ステップＳ４０２：伝播波の最大振幅値が変化している場合、その最大振幅値の低下量に基づいて劣化度のランク分けを行う。また、伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化している場合、「軸クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１４７】
ステップＳ４０３：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１４８】
ステップＳ４０４：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「軸方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ４０５）。一方、面積比率に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ４０６）。
【０１４９】
ステップＳ４１１：ステップＳ４０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５０】
ステップＳ４１２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１５１】
ステップＳ４１３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ４１４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ４１５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ４１６）。
【０１５２】
［判定処理Ｊ５：図２２］
ステップＳ５０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ５０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ５１１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１５３】
ステップＳ５０２：伝播波の最大振幅値が変化している場合、その最大振幅値の低下量に基づいて劣化度のランク分けを行う。また、伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化している場合、「軸クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５４】
ステップＳ５０３：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化（減衰時間低下）がある場合は「軸方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ５０４）。一方、減衰時間に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ５０５）。
【０１５５】
ステップＳ５１１：ステップＳ５０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５６】
ステップＳ５１２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１５７】
ステップＳ５１３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ５１４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ５１５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ５１６）。
【０１５８】
＜実施例３＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１５９】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ５１：無処理品
・サンプルＴ５２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ５３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ５２，Ｔ５３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ５４：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅０．１５ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。
・サンプルＴ５５：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅１．３ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ５４，Ｔ５５のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
・サンプルＴ５６：管内面研削品
ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
【０１６０】
サンプルの一覧を下記の表９に示す。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１６３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１６４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
（１）クラック品の判定：受信した波形データより最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表１０に示す。
【０１６５】
【表１０】
【０１６６】
この表１０から明らかなように、最大振幅値変化からクラック発生品とそれ以外とを区別することができる。また、最大振幅値変化を基にクラック進行度を判定することもできる。
【０１６７】
（２）管厚減の判定
サンプルＴ５１とサンプルＴ５６について採取した伝播波の波形データを用いてＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数スペクトルを解析し、次いでその各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚとの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を図２３に示す。
【０１６８】
この図２３から明らかなように、管厚減少品（サンプルＴ５６）と健全品（サンプルＴ５１）との区別が可能となる。また、面積比率を基に管厚の減少レベルの判定が可能となる。
（３）クラック種の区別
サンプルＴ５２〜サンプルＴ５５について採取した伝播波の波形データを用いて記録装置のＦＦＴ機能で共振周波数スペクトルを解析し、次いでその各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚとの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を図２４に示す。
【０１６９】
図２４から明らかなように、クラックが周方向のクラックである場合、面積比率の変化は見られないが、クラックが軸方向クラックである場合には面積比率の変化が現れる。従って、面積比率に変化がある場合には、軸方向クラックが発生しているものと判定することができ、クラックの種別を特定することができる。しかも、サンプルＴ５１〜Ｔ５３の比較から、軸方向クラックの進行度を判定することもできる。
【０１７０】
（４）周方向クラックの進行度判定
サンプルＴ５４とサンプルＴ５５について採取した伝播波の波形データを用い、記録装置のＦＦＴ機能で共振周波数ペクトルを求め、その各共振周波数スペクトル図を作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図２５（ａ）及び（ｂ）に示す。
【０１７１】
次に、図２５（ａ）及び（ｂ）の各共振周波数スペクトルについて、４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度を求めた。そして、それら４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度との強度比率を計算した。その結果、サンプルＴ５４の強度比率は１．４０であり、サンプルＴ５５の強度比率は１．６４であった。この結果から明らかなように、共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトッブピーク強度との強度比率から、周方向クラックの進行度を判定することができる。なお、前記したように最大振幅値で進行度を判定することも可能である。
【０１７２】
＜実施形態３＞
本発明の更に別の実施形態を以下に説明する。
【０１７３】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【０１７４】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【０１７５】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【０１７６】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１７７】
この実施形態では、衝撃弾性波試験つまりハンマや鋼球またはインパルスハンマなどで検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした加速度センサまたはマイクロフォンにて伝搬波をキャッチして、伝搬波の速度、減衰時間、振幅、共振周波数、位相等を求め、健全品との比較から劣化の有無を確認する。
【０１７８】
そして、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管を衝撃弾性波試験にて検査するに際して、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した設置して試験を行う。
【０１７９】
このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を管長の１／４以上離した状態で衝撃弾性波試験を実施すると、経年変化による鉄筋コンクリート管の管全体の振動モードの変化を捉えやすくなり、検査精度を高めることができる。
【０１８０】
＜実施例３＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１８１】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ６１：無処理品
・サンプルＴ６２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、クラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
【０１８２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図２６に示す位置（実施例３−１〜３−５と比較例３−１，３−２）に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
【０１８３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物（ＳＵＳ製）をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１８４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用いて、各サンプルの最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表１１及び図２７に示す。
【０１８５】
【表１１】
【０１８６】
この表１１及び図２７から明らかなように、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）に保つことにより、クラック発生を明確に捉えることが可能となる。
【０１８７】
＜実施形態４＞
本発明において衝撃弾性波試験に用いる受信子としては、図２８（ａ）〜（ｅ）に示すように、先端形状が円錐または角錐の受信子２ａ〜２ｅを挙げることができる。また、受信子の先端形状を錐状とする場合、図２８（ｆ）〜（ｉ）に示すように、錐面（側面）を曲面に加工した受信子２ｆ〜２ｉとしてもよい。
【０１８８】
なお、このような錐状の受信子に替えて、先端形状が針状の受信子を用いてもよい。
【０１８９】
受信子の他の例として、図２９（ａ）〜（ｉ）に示すように、先端面が平面の受信子３ａ〜３ｉを挙げることができる。このように受信子の先端面を平面とする場合、その先端面の面積は３ｃｍ2以下、より好ましくは２．５ｃｍ2以下とする。受信子の先端面の面積が３ｃｍ2よりも大きくなると、検査対象管の管内面との接触状況が不安定となり受信時の安定性が損なわれる。
【０１９０】
受信子の更に別の例として、図３０（ａ）〜（ｇ）に示すように、先端面が曲面の受信子４ａ〜４ｇを挙げることができる。このように受信子の先端面を曲面とする場合、その先端面の曲率半径は２５ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下とする。受信子の先端面の曲率半径が２５ｍｍよりも大きくなると、検査対象管の管内面との接触状況が不安定となり受信時の安定性が損なわれる。
【０１９１】
なお、以上の受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。また、受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１９２】
＜実施例４＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１９３】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・管厚減少サンプルＴ７１：ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
・ラード付着サンプルＴ７２：管内面にラードを付着させたもの。なお、ラードは平均厚みが約１〜４ｍ程度となるように付着した。
【０１９４】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１９５】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、図３１に示す形状物（受信子）をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１９６】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［計測結果］
図３１に示す各受信子（実施例４−１〜４−３と比較例４−１）を用いて、衝撃弾性波試験を各３回ずつ実施して最大振幅値のバラツキを調べた。その結果を下記の表１２及び図３２に示す。
【０１９７】
【表１２】
【０１９８】
以上の表１２及び図３２の結果から明らかなように、受信子形状を制御することにより、衝撃弾性波による検査を精度よく計測が行えることがわかる。
【０１９９】
＜実施形態５＞
本発明の鉄筋コンクリート管の検査機器の実施形態を図３３を参照しながら説明する。
【０２００】
図３３に示す検査機器は、打撃機構台車１０、受信機構台車２０、ＴＶカメラ車３０及びデータ記録装置４０を備えている。打撃機構台車１０、受信機構台車２０及びＴＶカメラ車３０は、検査対象管であるヒューム管１００の内部を走行することができる。また、データ記録装置４０は検査対象区間の地上に配置される。
【０２０１】
打撃機構台車１０と受信機構台車２０とは、連結部材としてのジョイント部材５０にて相互に連結されており、打撃時において打撃機構台車１０から発生する振動による影響が受信機構台車２０側に及ばない構造としている。
なお、上記検査機器やジョイント５０はステンレスやアルミ合金などの錆びにくい材質で作られていることが好ましく、また、防水性能を有するものが好ましい。
【０２０２】
打撃機構台車１０，受信機構台車２０とジョイント部材５０との連結方法としては、例えば各台車１０，２０に連結用雌ねじ（図示せず）を設ける一方、ジョイント部材５０の両端部に、その各台車１０，２０の連結用ねじに嵌まり合う雄ねじ（図示せず）を加工しておき、ジョイント部材５０の端部の雄ねじを各台車１０，２０の連結用雌ねじにねじ込んで連結するという方法を挙げることができる。
【０２０３】
また、他の方法として、各台車１０，２０にアイボルトを設ける一方、ジョイント部材５０の両端部にフックを設けておき、その各フックを各台車１０，２０にアイボルトに引っ掛けて連結するという方法を挙げることができる。
【０２０４】
なお、ジョイント部材５０は、打撃機構台車１０及び受信機構台車２０との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を、検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）の一定の間隔保つ必要があるので、例えば金属またはプラスチックなどの伸縮し難い材料で製作する。
【０２０５】
打撃機構台車１０と受信機構台車２０とはデータ転送用電気ケーブル６０にて接続されており、また、受信機構台車２０は地上のデータ記録装置４０にデータ転送用電気ケーブル６０を介して接続されている。
【０２０６】
打撃機構台車１０には弾性波の入射装置１１が搭載されている。入射装置１１は、電動またはエアシリンダにて駆動力が与えられる昇降機構１２上に配置されており、その昇降機構１２の駆動により、入射装置１１が計測時に打撃を行える位置まで移動することができ、また、走行時において管内面に接触しない位置まで移動することができる。
【０２０７】
受信機構台車２０には伝播波を受信する受信装置２１が搭載されている。受信装置２１は、電動またはエアシリンダにて駆動力が与えられる昇降機構２２上に配置されており、その昇降機構２２の駆動により、受信装置２１が計測時に受信を行える位置まで上昇することができ、また、走行時において管内面に接触しない位置まで下降することができる。
【０２０８】
以上の入射装置１１及び受信装置２１などの機器は、各台車１０，２０にボルト等によってしっかりと固定されている。
【０２０９】
ＴＶカメラ車３０に搭載したＣＣＤカメラ３１は、入射装置１１による弾性波入射位置と受信装置２１による弾性波受信位置と受信位置を決定する際に用いられるもので、その映像データはデータ転送用電気ケーブル（図示せず）を介してデータ記録装置４０に導かれ、モニタ４１の画面上に表示される。
【０２１０】
なお、図３３の実施形態では、ＣＣＤカメラ３１はテレビカメラ車３０に搭載されている例を示しているが、これに限られることなく、ＣＣＤカメラは打撃機構台車１０もしくは受信機構台車２０のいずれか一方もしくは両方に搭載されていてもよく、更にＣＣＤカメラ３１と同様に照明装置を搭載しておくことによって、より視点が確認し易くなるので好ましい。
また、ＣＣＤカメラも既設管路の内部を走行するものであり、前記検査機器等と同様に防水性能を有するものが好ましい。
【０２１１】
なお、打撃機構台車１０、受信機構台車２０及びＴＶカメラ車３０の管内での走行手段としては、先頭となるＴＶカメラ車３０または受信機構台車２０をワイヤー等によって牽引する方法、あるいはＴＶカメラ車３０または受信機構台車２０を自走車とする方法などを挙げることができる。
【０２１２】
また、打撃機構台車１０において、管頂から打撃部までの間隔を一定に保つことにより、計測対象に与える打撃力が安定し、得られるデータの精度が向上するので好ましい。
【０２１３】
なお、図３３の実施形態では、受信機構台車２０は、測定機器本体上に昇降装置２２および受信装置２１がこの順番で載置されているが、例えば、昇降装置２２の内部にロードセルのような受信装置２１の圧着力を制御することができる制御機構を入れておくことによって、計測時の圧着力が一定となり、えられるデータの精度が向上できるので好ましい。
【０２１４】
以上の構造の検査機器によれば、検査員らが入ることができないような、小口径の鉄筋コンクリート管を検査する場合であっても、衝撃弾性波試験を容易に実施することができる。
【０２１５】
ここで、本実施形態の検査機器においては、（１）昇降機構の交換、（２）台車の車輪径を変える、（３）台車の大きさを変える等を行うことで、管口径が異なる複数種の検査対象管の検査に対応することできる。また、ジョイント部材５０の長さを調整することにより、種々の管長の検査対象管の検査に対応することできる。
【０２１６】
なお、図３３の実施形態では、データ記録装置を地上に配置した例を示しているが、これに限られることなく、データ記録装置は打撃機構台車または受信機構台車に搭載しておいもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の検査機器によれば、検査員らが入ることができないような小口径の鉄筋コンクリート管を検査する場合であっても、上記した特徴を有する検査方法を容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】本発明の実施形態の検査工程を示す図である。
【図２】検査対象ブロックの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に使用する構造解析モデルを示す斜視図である。
【図４】構造解析に用いる形状データを示す図である。
【図５】構造解析において作成する荷重−応力曲線を示す図である。
【図６】本発明の実施例に用いるサンプルＴ１３の説明図である。
【図７】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図８】本発明の実施例に用いるサンプルの作製要領を模式的に示す図である。
【図９】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図１０】軸方向クラック導入サンプルの模式図である。
【図１１】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図１２】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例で採用するクラック導入方法を模式的に示す図である。
【図１４】周方向クラック導入サンプルの模式図である。
【図１５】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図１６】伝播波の最大振幅値の説明図である。
【図１７】伝播波の減衰時間の説明図である。
【図１８】本発明の実施形態に適用する判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１９】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２０】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２１】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２２】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２３】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図２４】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図２５】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図２６】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図２７】入射位置−受信子間距離と伝播波の最大振幅値との関係を示すグラフである。
【図２８】受信子の例を示す斜視図である。
【図２９】受信子の他の例示す斜視図である。
【図３０】受信子の別の例示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施例に用いる受信子の形状を示す図である。
【図３２】本発明の実施例の測定結果を示すグラフである。
【図３３】本発明の検査機器の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０２１９】
１ 鉄筋コンクリート管
Ｓ０ 洗浄工程
Ｓ１ 調査工程
Ｓ２ 調査部位選択工程
Ｓ３ 測定工程
Ｓ４ 鉄筋配置確認工程
Ｓ５ コンクリート物性測定工程
Ｓ６ 鉄筋径測定工程
Ｓ７ 演算工程
Ｍ 構造解析に使用するモデル
２ａ〜２ｉ，３ａ〜３ｉ，４ａ〜４ｇ 受信子
１０ 打撃機構台車
１１ 入射装置
１２ 昇降機構
２０ 受信機構台車
２１ 受信装置
２２ 昇降機構
３０ ＴＶカメラ車
３１ ＣＣＤカメラ
４０ データ記録装置
４１ モニタ
５０ ジョイント部材
６０ データ転送用電気ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートの劣化状態を検査する検査方法及び検査機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水管路や農水管路には、従来、鉄筋コンクリート管（ヒューム管）が多く用いられている。
【０００３】
鉄筋コンクリート管で構築された下水管路や農水管路においては、コンクリート管の経年に伴う腐食摩耗や破損により陥没や漏水などの事故が増加してきている。このため適切な劣化度診断とその調査結果に基づく、適切な修繕・更新が望まれている。
【０００４】
下水管路や農水管路の診断調査においては、一般に、修繕・改築工事の順番及び工事方法を決定するために、調査流域を構成する要素区域間の劣化進行度の順位付け、及び定量的な劣化レベルの進行度の把握が必要となる。
【０００５】
このため、従来では、目視やＴＶカメラを用いて外観調査を行い、必要となればコアを抜いて物性を調査するという方法が一般に行われている。
【０００６】
しかし、このような手法では、目に見える劣化しか捉えることができず、管外周や内部の劣化については見逃されてしまい、劣化レベルの進行度を適切に定量的に把握することが困難であった。また、定量的なデータを集めるためにはコアを大量に抜く必要があり、下水管路や農水管路の強度を損ねたり、作業に手間がかかるという欠点がある。
【０００７】
一方、コンクリート構造物で行われている検査方法の応用も考えられている。例えば特開平１０−１４２２００号公報、特開平０９−２６９２１５号公報に、弾性波を利用したひび割れ幅及び深さを予測するシステムが提案されているが、これらのシステムは、作業性が劣ることから、下水管路や農水管路のような長距離の構造物の検査に適用すると、検査に相当の時間を要することになる。
【特許文献１】特開平１０−１４２２００号公報
【特許文献２】特開平０９−２６９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の劣化状態を検査するにあたり、検査の作業性の効率化をはかることができ、しかも、劣化の進行度を定量的に評価することが可能な鉄筋コンクリート管の検査方法と、そのような検査方法を実現するのに適した検査機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１０】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１１】
本発明の検査方法は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴としている。
【００１２】
このように設置間隔を規定する理由は、振動モードの変化を明確に捉えられるようにするためである。すなわち、弾性波入射位置と受信位置との間隔を管長の１／４よりも近づけると、発信子付近の振動を強くキャッチするため、弾性波入射位置及び弾性波受信位置から離れた部位の劣化による振動モード変化が不明瞭になってしまうという問題が起きる。なお、弾性波入射位置と受信位置との間隔は管長の１／４以上とすれば所期の目的は達成できるが、より好ましくは管長の１／３以上離した設置とした方がよい。
【００１３】
また、以上のように、受信子の形状を制御することにより、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の内面表層の付着層や脆弱層の存在や、表層の摩耗に伴うに骨材露出による平滑性の欠如などによる、受信子と管内面との接触不良に伴う衝撃弾性波（伝播波）の受信の不備を解消でき、試験精度の低下を防止することができる。
【００１４】
本発明の検査装置は、
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する際に使用される検査機器であって、
打撃機構が搭載された台車と、受信機構が搭載された台車と、これら２台の台車を一定間隔で連結する連結部材とを備え、
前記連結部材の長さは、
弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とする長さとされていることによって特徴づけられる。
【００１５】
本発明の検査装置は、
請求項４記載の鉄筋コンクリート管の検査機器において、
テレビカメラを搭載した台車を用いて、弾性波入射位置と弾性波受信位置とを決定するように構成してもよい。
【００１６】
以上の各発明の検査方法によれば、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の検査にあたり、作業性の効率化をはかることができるとともに、鉄筋コンクリート管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の検査方法によれば、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管の劣化状態を検査するにあたり、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を、検査対象管の管長の１／４以上離した状態で衝撃弾性波試験を行うので、劣化による振動モードの変化を明確に捉えることができる。
【００１８】
本発明の検査方法において、弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子、または先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うようにすれば、衝撃弾性波試験による検査を、検査対象管の内面表層の状態に関係なく精度よく行うことをできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明の検査方法の全体的な工程を、図１を参照しながら各工程ごとに説明する。なお、この実施形態は、図２に示すように、マンホール２−マンホール３間を１ブロックとし、この１ブロックを構成する鉄筋コンクリート管１（ヒューム管）ごとに、後述する試験・測定などを行うものとする。
【００２１】
［洗浄工程Ｓ０］
検査対象管の内面に付着物が大量に存在していると、欠陥の検出が困難となるため、切削機による切削や水による高圧洗浄により付着物を取り除く。
【００２２】
［調査工程Ｓ１］
下記の外観試験及び衝撃弾性波試験を行う。
【００２３】
＜外観試験＞
管内面で顕在化している腐食摩耗やクラック、破損、浸入水の有無などを確認する。検査方法は、検査対象管の口径が大きい場合は検査員が肉眼で検査し、検査員が入れない口径（φ８００ｍｍが基準）の場合はＴＶカメラを管内に入れて検査を行う。
【００２４】
＜衝撃弾性波試験＞
ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどで検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした加速度センサまたはマイクロフォンにて伝搬波をキャッチして、伝搬波の速度、減衰時間、振幅、共振周波数、位相等を求め、健全品との比較から劣化の有無を確認する。
【００２５】
劣化のレベルを確認するには、共振周波数の変化または減衰時間の変化により確認する方法が容易である。すなわち、劣化が進行すると共振周波数は低下し、減衰時間も低下するので、劣化レベルを定量的に捉えやすい。
【００２６】
この衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００２７】
この調査工程Ｓ１において、衝撃弾性波試験は、外観試験により明らかに劣化していると判断できる区域以外についてのみ行うようにしてもよいし、劣化進行度の順位付けを正確に行うには、全区域において、目視（ＴＶカメラ）による外観試験と衝撃弾性波試験の両方の試験を行ってもよい。すなわち、衝撃弾性波試験を行えば、その試験結果から、調査流域を構成する要素区域間の劣化進行度の順位付けが可能となる。
【００２８】
なお、調査工程Ｓ１において、検査対象管の使用が困難であることが判明した場合には、以下の工程Ｓ２〜工程Ｓ７を省略して、直ちに鉄筋コンクリート管の更新を行ってもよい。
【００２９】
［調査部位選択工程Ｓ２］
調査工程Ｓ１の調査結果から詳細調査部位を選択する。
【００３０】
選択を行う基準としては、（１）最も劣化の進行が大きい部位、（２）劣化進行レベルが平均的な部位、（３）劣化の進行が起こっていない部位、（４）上記（１）と（２）の組合せなどを挙げることができるが、使用中の事故を防ぐ見地から、「最も劣化の進行が大きい部位」を選択することが望ましい。
【００３１】
［測定工程Ｓ３］
検査対象管の管厚みの測定、劣化部位（クラック位置）の特定、及びクラック深さの測定を行う。いずれの測定にも、入射装置からの２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの弾性波を検査対象管に入射し、受信装置で伝搬波を検知して測定を行う。なお、弾性波の周波数が、２０ｋＨｚよりも低いと定量ができなくなり、１ＭＨｚよりも高いと散乱が大きくなって解析が困難となる。
【００３２】
入射装置としては、圧電素子を用いた発信子（振動子）を使用するのが望ましく、また、受信装置も圧電素子を用いた受信子を使用することが望ましい。
【００３３】
各測定を項目ごとに説明する。
【００３４】
＜管厚みの測定＞
検査対象管の内部側から管壁体に弾性波を入射した時点から、管外面で反射された弾性波を受信装置がキャッチするまでの伝搬時間から管厚みを測定する。なお、管厚みの測定には、測定の便宜上、発信子と受信子とが一体となった受発信センサを用いるのが望ましい。
【００３５】
＜劣化部位の特定＞
検査対象管の複数箇所に受信子を配置し、発信子から各受信子への伝搬時間を測定することにより、劣化部位を特定する。
【００３６】
＜クラック深さ測定＞
特定された劣化部位のクラック深さを、例えば“コンクリート診断技術 ｀０１［基礎編］４．４．２（５）（ａ）（ｃ）”に記載されている方法、あるいは特公平６−５２２５９号公報に開示されているような手法で測定する。
【００３７】
以上の管厚みの測定、劣化部位の特定及びクラック深さの測定は、必ずしも全ての項目について行う必要はなく、劣化形態に応じて適宜選択して行えばよい。
【００３８】
例えば、摩耗だけの劣化が明らかな場合には管厚みの測定のみを行えばよいし、クラックだけの劣化の場合は劣化部位の特定とクラック深さの測定を行えばよい。
【００３９】
［鉄筋配置確認工程Ｓ４］ 一般に市販されている電磁誘導法による探査機や電磁波レーダ法による探査機を用いて鉄筋配置を確認する。この種の探査機には、Ｘ線式のものがあるが、Ｘ線式では管壁の透過が必要であるため、既設のコンクリート管に適用することは難しい。
【００４０】
なお、図面などに鉄筋配置が記されている場合には、図面上の鉄筋配置をデータとして用いるようにすれば、探査機による鉄筋配置の確認作業は省略してもよい。
【００４１】
［コンクリート物性測定工程Ｓ５］
コンクリート強度を、通常のコア抜きによる圧縮強度試験、小口径コアを用いた針貫入試験（特開平１０−０９０１５０号公報）、あるいはシュミットハンマによる強度試験等によって測定する。
【００４２】
なお、コア抜きを行ってコンクリート強度を測定する場合、フェノールフタレインなどの指示薬を用いて鉄筋の中性化進行度を測定してもよい。
【００４３】
［鉄筋径測定工程Ｓ６］
コア抜きを行い、鉄筋が含まれて場合は鉄筋径を直接測定する。
【００４４】
また、他の方法として、コンクリートの一部をはつり、露出した鉄筋とコンクリート表面との電位差から鉄筋の腐食度を求める自然電位法により、鉄筋腐食度と鉄筋径との関連を求めておき、対象物の腐食度から鉄筋径を求めるという方法を採用してもよい。なお、はつりを行った際に、フェノールフタレインなどの指示薬を用いて鉄筋の中性化進行度を測定してもよい。
【００４５】
ここで、前記した測定工程Ｓ３において、電磁波誘導法による鉄筋探査を行う場合、鉄筋径も同時に測定することが可能であるので、この鉄筋径測定工程Ｓ６は省略してもよい。
【００４６】
なお、以上の工程Ｓ３〜工程Ｓ６までは、作業性の関連上、順序を替えて行ってもよい。
【００４７】
［演算工程Ｓ７］
以上の工程で得られたデータを用いて構造解析を行って鉄筋コンクリート管の管強度（破壊荷重）を求める。
【００４８】
構造解析の手法を具体的に説明する。
【００４９】
まず、図３に示すようなモデルＭ（１／４モデル）において、図４に示すような形状データ（Ａ：呼び径、Ｂ：管厚み、Ｃ：鉄筋径（ストレート筋）、Ｄ：鉄筋ピッチ、Ｅ：鉄筋かご径、Ｆ：鉄筋被り、Ｇ：管の長さ）を与える。次に、モデルＭの上部中央に荷重Ｗを加えてゆき、その荷重負荷過程における応力を計算によって求める。
【００５０】
計算によって得られた応力値と荷重を用いて、図５に示すような荷重−応力曲線を作成する。作成した荷重−応力曲線において、コンクリートの破壊基準を４．９ＭＰａ（０．５ｋｇ／ｍｍ2）として破壊荷重を求める。
【００５１】
以上の構造解析を、検査対象管（鉄筋コンクリート管）について行って破壊荷重を求める。なお、構造解析に用いるデータのうち、管厚み（Ｂ）には測定工程Ｓ３にて測定したデータを用い、鉄筋径（ストレート筋）（Ｃ）には鉄筋径測定工程Ｓ６にて測定されたデータを用いる。また、鉄筋ピッチ（Ｄ）、鉄筋かご径（Ｅ）及び鉄筋被り（Ｆ）には、鉄筋確認工程Ｓ４で確認した鉄筋配置から求めたデータを用いる。
【００５２】
そして、以上の構造解析・計算によって求めた検査対象管の破壊荷重を用い、設計荷重に対する破壊荷重の倍率を求めることによって、検査対象管の劣化状態を定量的に評価することができる。
【００５３】
また、調査工程Ｓ１において劣化度順位を定量的に評価しているので、詳細調査部位の管強度を基に、各要素区域の管強度の推定も可能となる。
なお、以上の構造解析を行う構造計算ソフトは市販されており、これを利用するのが作業面で有利である。
【００５４】
また、以上の破壊荷重による評価に加えて、クラックの位置、クラックの深さ及びコンクリート強度の測定データを用いて検査対象管の劣化状態を総合的に判断するようにしてもよい。
【００５５】
つぎに、共振周波数の具体的な解析例を説明する。
【００５６】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＡ型２種に準ずる、日本ヒューム管社製の製品（内径４００ｍｍ）について、以下のサンプルを準備した。
【００５７】
サンプルＴ１１：健全品
サンプルＴ１２：漏水クラック導入品（劣化進行度が最大）
サンプルＴ１３：１％硫酸で管内面底部の一部（中央部）を、厚み１ｍｍほど腐食させたもの（図６参照）。
【００５８】
［計測機器］
打撃：シュミットハンマＮＲ型（富士物産製）
受信子：ＡＳ−５ＧＢ（共和電業製）
記録装置：ＥＤＸ１５００Ａ（アンプ付き）（共和電業製）
［計測機器の配置］
図７に示す配置とした。
【００５９】
［共振周波数の解析］
図７に示す計測機器の配置で測定された伝搬弾性波のデータを、記録装置に付随しているＦＦＴ機能で共振周波数のパワースペクトルを作成し、トップピークを求めた。その結果を下記の表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
以上の処理を行うことにより、鉄筋コンクリート管の劣化順位を定量的に判別することが可能になる。
【００６２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態を以下に説明する。
【００６３】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【００６４】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００６５】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【００６６】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【００６７】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【００６８】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【００６９】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した波形データについてＦＦＴ分析を行って共振周波数スペクトル図を作成する（図１１参照）。次に、作成した共振周波数スペクトル図について積分計算を行って高周波成分と低周波成分とを求める。そして、高周波成分の面積と低周波成分の面積との面積比率を計算する。具体的には、共振周波数スペクトルについて４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚの面積比率を求め、その面積比率から検査対象管の劣化度合いを判定する。
【００７０】
なお、以上の解析において高周波と低周波との境界値（例えば４ｋＨｚ）は、予め設定してもよいが、検査対象管の管種などにより、計測現場ごとに決定する方が判定を行いやすい。
【００７１】
＜実施例１＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【００７２】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ２１：無処理品
・サンプルＴ２２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ２３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ２２，Ｔ２３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ２４：管内面研削品
ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
【００７３】
サンプルの一覧を下記の表２に示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【００７６】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【００７７】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用い、ＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数のパワースペクトルを作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図１１（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００７８】
次に、図１１（ａ）〜（ｄ）の各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として、０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を下記の表３及び図１２に示す。
【００７９】
【表３】
【００８０】
この表３及び図１２から明らかなように、劣化進行度が大きくなると、低周波成分の比率が高くなることがわかる。従って、伝播波の共振周波数スペクトルの高周波成分と低周波成分との面積比率から、検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【００８１】
受信波の解析方法を以下に説明する。
【００８２】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【００８３】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【００８４】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【００８５】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【００８６】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【００８７】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【００８８】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した波形データについてＦＦＴ分析を行って共振周波数スペクトルを作成する（図１５参照）。次に、作成した共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度との強度比率を計算する。そして、算出したトップピーク強度比率から検査対象管の劣化度合いを判定する。
【００８９】
なお、ここでは、鉄筋コンクリート管の劣化の進行により振動モードが変化し、共振周波数を構成する振動が変化する現象を利用している。
【００９０】
本発明の具体的な実施例を説明する。
【００９１】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ３１：無処理品
・サンプルＴ３２：周方向クラック導入品
図１３に示すような導入方法にてクラック幅０．１５ｍｍのクランクを導入したもの（図１４参照）。
・サンプルＴ３３：周方向クラック導入品
図１３に示すような導入方法にてクラック幅１．３ｍｍのクランクを導入したもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ３２，Ｔ３３のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
【００９２】
サンプルの一覧を下記の表４に示す。
【００９３】
【表４】
【００９４】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【００９５】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【００９６】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用い、ＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数のパワースペクトルを作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図１５（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００９７】
次に、図１５（ａ）〜（ｃ）の各共振周波数スペクトルについて、４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度を求めた。そして、それら４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度との強度比率を計算した。その結果を下記の表５に示す。
【００９８】
【表５】
【００９９】
この表５から明らかなように、検査対象管の劣化進行度が大きくなると、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度（Ｐ２）に対する４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度（Ｐ１）の比率（Ｐ１／Ｐ２）が大きくなることがわかる。従って、伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度との比率を求めれば、その強度比率から検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【０１００】
＜実施形態２＞
本発明の更に別の実施形態を以下に説明する。
【０１０１】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【０１０２】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【０１０３】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【０１０４】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１０５】
次に、計測方法及び受信波の解析方法について説明する。
【０１０６】
［計測方法］
入射装置によって検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした受信子にて伝播波をキャッチし、その波形データを記録装置に記憶する。このような計測において、入射装置による弾性波入射位置と受信子による弾性波受信位置との間隔は検査対象管の管長の１／４以上離しておく。このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を規定しておくと、亀裂などによる劣化による管全体の振動モードの変化が捉えられやすくなる。
【０１０７】
［受信波の解析方法］
まず、前記記録装置に記憶した伝播波の最大振幅値を求め、その最大振幅値から検査対象管の管全体の劣化度合いを判定する。なお、「伝播波の最大振幅値」とは、図１６に示すように、伝播波の波形データにおいて絶対値が最大値となる振幅を最大振幅値と定義する。
【０１０８】
＜実施例２＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１０９】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ４１：無処理品
・サンプルＴ４２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ４３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ４２，Ｔ４３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ４４：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅０．１５ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。
・サンプルＴ４５：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅１．３ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ４４，Ｔ４５のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
【０１１０】
サンプルの一覧を下記の表６に示す。
【０１１１】
【表６】
【０１１２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１１３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１１４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用いて、各サンプルの最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表７に示す。
【０１１５】
【表７】
【０１１６】
この表７から明らかなように、検査対象管の劣化進行度が大きくなると、伝播波の最大振幅値が小さくなることがわかる。従って、伝播波の最大振幅値を波形データから求めれば、その最大振幅値から検査対象管の劣化度合いを定量的に判定することができる。
【０１１７】
＜実施形態３＞
この実施形態では、劣化現象を表わすデータ、つまり前記した（１）伝播波の共振周波数スペクトルの高周波成分と低周波成分との面積比率、（２）伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率、（３）伝播波の最大振幅値、（４）伝播波の減衰時間の各現象データを組み合わせることにより、劣化現象区別及び劣化進行度合いを、下記の表８に基づいて判定する。
【０１１８】
ここで、伝播波の減衰時間とは、図１７に示すように、伝播波（受信波）の振幅値がある大きさ以下になるまでの時間とする。具体的には、例えば、振幅値の絶対値が最大振幅値の絶対値に対して２０％以下になる振動が３回以上続いたときに、その最初の点までを入力波とし、その最初の点までの時間を減衰時間とする。
【０１１９】
【表８】
【０１２０】
次に、判定処理の具体的な例を図１８〜図２２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【０１２１】
［判定処理Ｊ１：図１８］
ステップＳ１０１：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化がなければステップＳ１０２に進む。減衰時間に変化がある場合にはステップＳ１１１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１２２】
ステップＳ１０２：伝播波の減衰時間が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」または「管厚減少品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１２３】
ステップＳ１０３：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化がなければステップＳ１０４に進む。最大振幅値に変化がある場合にはステップＳ１３１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１２４】
ステップＳ１０４：伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１２５】
ステップＳ１０５：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１２６】
ステップＳ１０６：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ１０７）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ１０８）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ１０９）。
【０１２７】
ステップＳ１１１：ステップＳ１０１の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する処理（ステップＳ１１２）を実行する。あるいは、ステップＳ１２１，Ｓ１２２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を求めて、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１２８】
ステップＳ１３１：ステップＳ１０３の解析において振幅値変化（低下）がある場合には「周方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ１３２）。あるいは、ステップＳ１４１，Ｓ１４２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、次いで、伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、その強度比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１２９】
［判定処理Ｊ２：図１９］
ステップＳ２０１：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化がなければステップＳ２０２に進む。減衰時間に変化がある場合にはステップＳ２１１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３０】
ステップＳ２０２：伝播波の減衰時間が変化していない場合、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」または「管厚減少品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３１】
ステップＳ２０３：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１３２】
ステップＳ２０４：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ２０５）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ２０６）。一方、面積比率に変化がない場合はステップＳ２３１に進む。
【０１３３】
ステップＳ２１１：ステップＳ２０１の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ２１２）。あるいは、ステップＳ２１３，Ｓ２１４の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析して、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を実行する。
【０１３４】
ステップＳ２３１：ステップＳ２０４の解析において面積比率に変化がない場合には、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「周方向クラック発生品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３５】
ステップＳ２３２：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化がない場合は「劣化無し」と認識する。一方、最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合は「周方向クラック発生品」と認識する（ステップＳ２３３）。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する処理（ステップＳ２３４）を実行する。あるいは、ステップＳ２４１〜Ｓ２４４の処理を実行する。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３６】
そのステップＳ２４１〜Ｓ２４４の処理は、ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、その共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、この解析においてトップピーク強度比率に変化（比率増加）がある場合、「周方向クラック発生品」と認識し、次いで、強度比率から劣化度合いを判定するという処理である。なお、ステップＳ２４２の解析においてトップピーク強度比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する。
【０１３７】
［判定処理Ｊ３：図２０］
ステップＳ３０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ３０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ３２１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１３８】
ステップＳ３０２：伝播波最大振幅値が変化している場合、「軸方向クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１３９】
ステップＳ３０３：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化（減衰時間低下）がある場合はステップＳ３３１に進む。なお、減衰時間変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１４０】
一方、その減衰時間に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と認識する（ステップＳ３０４）。このように検査対象管が「周方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ３０５）。あるいは、ステップＳ３１５，Ｓ３１６の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１５参照）を作成し、次いで伝播波の共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲と３〜４ｋＨｚの周波数範囲とのトップピーク強度比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態３を参照）、その強度比率から劣化度合いを判定する処理を行う。
【０１４１】
ステップＳ３２１：ステップＳ３０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１４２】
ステップＳ３２２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１４３】
ステップＳ３２３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ３２４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ３２５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ３２６）。
【０１４４】
ステップＳ３３１：ステップＳ３０３の解析において減衰時間変化（低下）がある場合には「軸方向クラック発生品」と認識する。このように検査対象管が「軸方向クラック発生品」であると認識した場合は、最大振幅値解析により劣化度合いを判定する（ステップＳ３３２）。あるいは、ステップＳ３４１，Ｓ３４２の処理つまりＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成し、次いで共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を求めて、その面積比率から劣化度合いを判定する処理を行う。
【０１４５】
［判定処理Ｊ４：図２１］
ステップＳ４０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ４０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ４１１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１４６】
ステップＳ４０２：伝播波の最大振幅値が変化している場合、その最大振幅値の低下量に基づいて劣化度のランク分けを行う。また、伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化している場合、「軸クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１４７】
ステップＳ４０３：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１４８】
ステップＳ４０４：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「軸方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ４０５）。一方、面積比率に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ４０６）。
【０１４９】
ステップＳ４１１：ステップＳ４０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５０】
ステップＳ４１２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１５１】
ステップＳ４１３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ４１４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ４１５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ４１６）。
【０１５２】
［判定処理Ｊ５：図２２］
ステップＳ５０１：伝播波の最大振幅値を解析し、その最大振幅値に変化（振幅値低下）がある場合にはステップＳ５０２に進む。最大振幅値に変化がない場合にはステップＳ５１１に進む。なお、最大振幅値変化の解析は健全品と比較して行う。
【０１５３】
ステップＳ５０２：伝播波の最大振幅値が変化している場合、その最大振幅値の低下量に基づいて劣化度のランク分けを行う。また、伝播波の減衰時間及び最大振幅値が変化している場合、「軸クラック発生品」または「周方向クラック発生品」のいずれか一方もしくは双方の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５４】
ステップＳ５０３：伝播波の減衰時間変化を解析し、その減衰時間に変化（減衰時間低下）がある場合は「軸方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ５０４）。一方、減衰時間に変化がない場合は「周方向クラック発生品」と判定する（ステップＳ５０５）。
【０１５５】
ステップＳ５１１：ステップＳ５０１の解析において振幅値に変化がないときには、「劣化無し」の場合であるか、もしくは「管厚減少品」の場合であるので（表８参照）、そのことを認識することができる。
【０１５６】
ステップＳ５１２：ＦＦＴを利用して共振周波数スペクトル図（図１１参照）を作成する。
【０１５７】
ステップＳ５１３：共振周波数スペクトルの低周波域と高周波域との面積比率を解析し（解析処理の詳細は前記した実施形態２を参照）、その面積比率に変化（低周波成分の増加）がある場合は「管厚減少品」と判定し（ステップＳ５１４）、次いで面積比率を基に劣化度合いを判定する（ステップＳ５１５）。一方、面積比率に変化がない場合は「劣化無し」と判定する（ステップＳ５１６）。
【０１５８】
＜実施例３＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１５９】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ５１：無処理品
・サンプルＴ５２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させ軸方向に４本のクラックを発生させたもの。
・サンプルＴ５３：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、サンプルＴ５２，Ｔ５３のクラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
・サンプルＴ５４：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅０．１５ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。
・サンプルＴ５５：周方向クラック導入品
図１３に示すようなクラック導入方法による処理により、周方向にクラック幅１．３ｍｍのクラックを発生させたもの（図１４参照）。なお、サンプルＴ５４，Ｔ５５のクラック幅は、スケール付きルーペで拡大して測定した（５点の平均値）。
・サンプルＴ５６：管内面研削品
ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
【０１６０】
サンプルの一覧を下記の表９に示す。
【０１６１】
【表９】
【０１６２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１６３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１６４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
（１）クラック品の判定：受信した波形データより最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表１０に示す。
【０１６５】
【表１０】
【０１６６】
この表１０から明らかなように、最大振幅値変化からクラック発生品とそれ以外とを区別することができる。また、最大振幅値変化を基にクラック進行度を判定することもできる。
【０１６７】
（２）管厚減の判定
サンプルＴ５１とサンプルＴ５６について採取した伝播波の波形データを用いてＦＦＴ解析プログラム（株式会社アプティック製）で共振周波数スペクトルを解析し、次いでその各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚとの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を図２３に示す。
【０１６８】
この図２３から明らかなように、管厚減少品（サンプルＴ５６）と健全品（サンプルＴ５１）との区別が可能となる。また、面積比率を基に管厚の減少レベルの判定が可能となる。
（３）クラック種の区別
サンプルＴ５２〜サンプルＴ５５について採取した伝播波の波形データを用いて記録装置のＦＦＴ機能で共振周波数スペクトルを解析し、次いでその各共振周波数スペクトルについて、４ｋＨｚを境界値として０〜４ｋＨｚと４〜８ｋＨｚとの面積比率をＩｇｏｒ Ｐｒｏ（Ｗａｖｅ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製）で求めた。その結果を図２４に示す。
【０１６９】
図２４から明らかなように、クラックが周方向のクラックである場合、面積比率の変化は見られないが、クラックが軸方向クラックである場合には面積比率の変化が現れる。従って、面積比率に変化がある場合には、軸方向クラックが発生しているものと判定することができ、クラックの種別を特定することができる。しかも、サンプルＴ５１〜Ｔ５３の比較から、軸方向クラックの進行度を判定することもできる。
【０１７０】
（４）周方向クラックの進行度判定
サンプルＴ５４とサンプルＴ５５について採取した伝播波の波形データを用い、記録装置のＦＦＴ機能で共振周波数ペクトルを求め、その各共振周波数スペクトル図を作成した。各サンプルの共振周波数スペクトルを図２５（ａ）及び（ｂ）に示す。
【０１７１】
次に、図２５（ａ）及び（ｂ）の各共振周波数スペクトルについて、４〜１０ｋＨｚの周波数範囲（高周波域）のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度を求めた。そして、それら４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と３〜４ｋＨｚの周波数範囲（低周波域）のトップピーク強度との強度比率を計算した。その結果、サンプルＴ５４の強度比率は１．４０であり、サンプルＴ５５の強度比率は１．６４であった。この結果から明らかなように、共振周波数スペクトルの４〜１０ｋＨｚの周波数範囲のトップピーク強度と、３〜４ｋＨｚの周波数範囲のトッブピーク強度との強度比率から、周方向クラックの進行度を判定することができる。なお、前記したように最大振幅値で進行度を判定することも可能である。
【０１７２】
＜実施形態３＞
本発明の更に別の実施形態を以下に説明する。
【０１７３】
まず、衝撃弾性波試験に用いる入射装置及び受信子について説明する。
【０１７４】
入射装置としては、ハンマや鋼球またはインパルスハンマなどによる打撃具が使用できる。なお、衝撃弾性波試験において打撃は常に同じ力で加えることが望ましいので、例えばシュミットハンマやバネを用いて一定の力で鋼球等を打ち出す方法、または一定の高さから鋼球等を落下させる方法を採用する。また、インパルスハンマの打撃力を計測しておき、データ解析時に打撃力の影響を考慮できるようにしておく方法を採用してもよい。
【０１７５】
受信子としては、後述するような先端形状の加速度センサやＡＥセンサ及び振動センサ等が使用できる。受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。
【０１７６】
以上の入射装置及び受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１７７】
この実施形態では、衝撃弾性波試験つまりハンマや鋼球またはインパルスハンマなどで検査対象管の端部内面に打撃を与え、検査対象管の他端部内面にセットした加速度センサまたはマイクロフォンにて伝搬波をキャッチして、伝搬波の速度、減衰時間、振幅、共振周波数、位相等を求め、健全品との比較から劣化の有無を確認する。
【０１７８】
そして、下水管路や農水管路などを構築している鉄筋コンクリート管を衝撃弾性波試験にて検査するに際して、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した設置して試験を行う。
【０１７９】
このように弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を管長の１／４以上離した状態で衝撃弾性波試験を実施すると、経年変化による鉄筋コンクリート管の管全体の振動モードの変化を捉えやすくなり、検査精度を高めることができる。
【０１８０】
＜実施例３＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１８１】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・サンプルＴ６１：無処理品
・サンプルＴ６２：軸方向クラック導入品
コンクリート面に落下させることにより軸方向に１０本のクラックを発生させたもの（図１０参照）。なお、クラックの本数は、片端面で内面外面に発生していたクラック本数を目視で確認した。
【０１８２】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図２６に示す位置（実施例３−１〜３−５と比較例３−１，３−２）に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
【０１８３】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、直径１０ｍｍ、高さ１５ｍｍの円柱物（ＳＵＳ製）をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１８４】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［データ解析］
以上の装置で受信・記録した伝播波の波形データを用いて、各サンプルの最大振幅値（図１６参照）を求めた。その結果を下記の表１１及び図２７に示す。
【０１８５】
【表１１】
【０１８６】
この表１１及び図２７から明らかなように、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）に保つことにより、クラック発生を明確に捉えることが可能となる。
【０１８７】
＜実施形態４＞
本発明において衝撃弾性波試験に用いる受信子としては、図２８（ａ）〜（ｅ）に示すように、先端形状が円錐または角錐の受信子２ａ〜２ｅを挙げることができる。また、受信子の先端形状を錐状とする場合、図２８（ｆ）〜（ｉ）に示すように、錐面（側面）を曲面に加工した受信子２ｆ〜２ｉとしてもよい。
【０１８８】
なお、このような錐状の受信子に替えて、先端形状が針状の受信子を用いてもよい。
【０１８９】
受信子の他の例として、図２９（ａ）〜（ｉ）に示すように、先端面が平面の受信子３ａ〜３ｉを挙げることができる。このように受信子の先端面を平面とする場合、その先端面の面積は３ｃｍ2以下、より好ましくは２．５ｃｍ2以下とする。受信子の先端面の面積が３ｃｍ2よりも大きくなると、検査対象管の管内面との接触状況が不安定となり受信時の安定性が損なわれる。
【０１９０】
受信子の更に別の例として、図３０（ａ）〜（ｇ）に示すように、先端面が曲面の受信子４ａ〜４ｇを挙げることができる。このように受信子の先端面を曲面とする場合、その先端面の曲率半径は２５ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下とする。受信子の先端面の曲率半径が２５ｍｍよりも大きくなると、検査対象管の管内面との接触状況が不安定となり受信時の安定性が損なわれる。
【０１９１】
なお、以上の受信子のセット方法としては、テープや接着剤等で固定してもよいし、手や押さえ治具等を使って圧着させてもよい。また、受信子は、水や酸性水・塩基性水に接触することがあるため、ＳＵＳなどの耐食性に優れた材料で構成することが好ましい。
【０１９２】
＜実施例４＞
本発明の具体的な実施例を説明する。
【０１９３】
［サンプル準備］
ＪＩＳ Ａ ５３０３のＢ型に属する日本ヒューム管製の製品（内径２５０ｍｍ）について、図８に示すような要領で切断を行って、以下のサンプルを準備した。
・管厚減少サンプルＴ７１：ウォータージェットブラストにより内面表層に骨材露出させたもの。研削量は平均研削厚みが１．６ｍｍとなるようにした。なお、研削量は管端面付近で片端１０点ずつ、計２０点をノギスで測定を行った。
・ラード付着サンプルＴ７２：管内面にラードを付着させたもの。なお、ラードは平均厚みが約１〜４ｍ程度となるように付着した。
【０１９４】
［入射及び受信位置］
入射装置と受信装置を図９に示す位置に配置して弾性波の入射及び伝播波の受信を行った。
図９においては、入射装置と受信装置との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）である８００ｍｍに設定した。
【０１９５】
［使用機器］
入射装置：Ｐ型シュミットハンマ
受信子：振動センサＧＨ−３１３Ａ（キーエンス製）の雄ねじ部に、図３１に示す形状物（受信子）をねじ込んで使用した。なお、受信子は手で押しつけてセットした。
【０１９６】
受信用アンプ：ＧＡ−２４５（キーエンス製）
データロガー（記録装置）：ＮＲ−３５０（キーエンス製）
［計測結果］
図３１に示す各受信子（実施例４−１〜４−３と比較例４−１）を用いて、衝撃弾性波試験を各３回ずつ実施して最大振幅値のバラツキを調べた。その結果を下記の表１２及び図３２に示す。
【０１９７】
【表１２】
【０１９８】
以上の表１２及び図３２の結果から明らかなように、受信子形状を制御することにより、衝撃弾性波による検査を精度よく計測が行えることがわかる。
【０１９９】
＜実施形態５＞
本発明の鉄筋コンクリート管の検査機器の実施形態を図３３を参照しながら説明する。
【０２００】
図３３に示す検査機器は、打撃機構台車１０、受信機構台車２０、ＴＶカメラ車３０及びデータ記録装置４０を備えている。打撃機構台車１０、受信機構台車２０及びＴＶカメラ車３０は、検査対象管であるヒューム管１００の内部を走行することができる。また、データ記録装置４０は検査対象区間の地上に配置される。
【０２０１】
打撃機構台車１０と受信機構台車２０とは、連結部材としてのジョイント部材５０にて相互に連結されており、打撃時において打撃機構台車１０から発生する振動による影響が受信機構台車２０側に及ばない構造としている。
なお、上記検査機器やジョイント５０はステンレスやアルミ合金などの錆びにくい材質で作られていることが好ましく、また、防水性能を有するものが好ましい。
【０２０２】
打撃機構台車１０，受信機構台車２０とジョイント部材５０との連結方法としては、例えば各台車１０，２０に連結用雌ねじ（図示せず）を設ける一方、ジョイント部材５０の両端部に、その各台車１０，２０の連結用ねじに嵌まり合う雄ねじ（図示せず）を加工しておき、ジョイント部材５０の端部の雄ねじを各台車１０，２０の連結用雌ねじにねじ込んで連結するという方法を挙げることができる。
【０２０３】
また、他の方法として、各台車１０，２０にアイボルトを設ける一方、ジョイント部材５０の両端部にフックを設けておき、その各フックを各台車１０，２０にアイボルトに引っ掛けて連結するという方法を挙げることができる。
【０２０４】
なお、ジョイント部材５０は、打撃機構台車１０及び受信機構台車２０との間隔（弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔）を、検査対象管（１０００ｍｍ）の管長の１／４以上（２５０ｍｍ以上）の一定の間隔保つ必要があるので、例えば金属またはプラスチックなどの伸縮し難い材料で製作する。
【０２０５】
打撃機構台車１０と受信機構台車２０とはデータ転送用電気ケーブル６０にて接続されており、また、受信機構台車２０は地上のデータ記録装置４０にデータ転送用電気ケーブル６０を介して接続されている。
【０２０６】
打撃機構台車１０には弾性波の入射装置１１が搭載されている。入射装置１１は、電動またはエアシリンダにて駆動力が与えられる昇降機構１２上に配置されており、その昇降機構１２の駆動により、入射装置１１が計測時に打撃を行える位置まで移動することができ、また、走行時において管内面に接触しない位置まで移動することができる。
【０２０７】
受信機構台車２０には伝播波を受信する受信装置２１が搭載されている。受信装置２１は、電動またはエアシリンダにて駆動力が与えられる昇降機構２２上に配置されており、その昇降機構２２の駆動により、受信装置２１が計測時に受信を行える位置まで上昇することができ、また、走行時において管内面に接触しない位置まで下降することができる。
【０２０８】
以上の入射装置１１及び受信装置２１などの機器は、各台車１０，２０にボルト等によってしっかりと固定されている。
【０２０９】
ＴＶカメラ車３０に搭載したＣＣＤカメラ３１は、入射装置１１による弾性波入射位置と受信装置２１による弾性波受信位置と受信位置を決定する際に用いられるもので、その映像データはデータ転送用電気ケーブル（図示せず）を介してデータ記録装置４０に導かれ、モニタ４１の画面上に表示される。
【０２１０】
なお、図３３の実施形態では、ＣＣＤカメラ３１はテレビカメラ車３０に搭載されている例を示しているが、これに限られることなく、ＣＣＤカメラは打撃機構台車１０もしくは受信機構台車２０のいずれか一方もしくは両方に搭載されていてもよく、更にＣＣＤカメラ３１と同様に照明装置を搭載しておくことによって、より視点が確認し易くなるので好ましい。
また、ＣＣＤカメラも既設管路の内部を走行するものであり、前記検査機器等と同様に防水性能を有するものが好ましい。
【０２１１】
なお、打撃機構台車１０、受信機構台車２０及びＴＶカメラ車３０の管内での走行手段としては、先頭となるＴＶカメラ車３０または受信機構台車２０をワイヤー等によって牽引する方法、あるいはＴＶカメラ車３０または受信機構台車２０を自走車とする方法などを挙げることができる。
【０２１２】
また、打撃機構台車１０において、管頂から打撃部までの間隔を一定に保つことにより、計測対象に与える打撃力が安定し、得られるデータの精度が向上するので好ましい。
【０２１３】
なお、図３３の実施形態では、受信機構台車２０は、測定機器本体上に昇降装置２２および受信装置２１がこの順番で載置されているが、例えば、昇降装置２２の内部にロードセルのような受信装置２１の圧着力を制御することができる制御機構を入れておくことによって、計測時の圧着力が一定となり、えられるデータの精度が向上できるので好ましい。
【０２１４】
以上の構造の検査機器によれば、検査員らが入ることができないような、小口径の鉄筋コンクリート管を検査する場合であっても、衝撃弾性波試験を容易に実施することができる。
【０２１５】
ここで、本実施形態の検査機器においては、（１）昇降機構の交換、（２）台車の車輪径を変える、（３）台車の大きさを変える等を行うことで、管口径が異なる複数種の検査対象管の検査に対応することできる。また、ジョイント部材５０の長さを調整することにより、種々の管長の検査対象管の検査に対応することできる。
【０２１６】
なお、図３３の実施形態では、データ記録装置を地上に配置した例を示しているが、これに限られることなく、データ記録装置は打撃機構台車または受信機構台車に搭載しておいもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の検査機器によれば、検査員らが入ることができないような小口径の鉄筋コンクリート管を検査する場合であっても、上記した特徴を有する検査方法を容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】本発明の実施形態の検査工程を示す図である。
【図２】検査対象ブロックの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に使用する構造解析モデルを示す斜視図である。
【図４】構造解析に用いる形状データを示す図である。
【図５】構造解析において作成する荷重−応力曲線を示す図である。
【図６】本発明の実施例に用いるサンプルＴ１３の説明図である。
【図７】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図８】本発明の実施例に用いるサンプルの作製要領を模式的に示す図である。
【図９】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図１０】軸方向クラック導入サンプルの模式図である。
【図１１】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図１２】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例で採用するクラック導入方法を模式的に示す図である。
【図１４】周方向クラック導入サンプルの模式図である。
【図１５】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図１６】伝播波の最大振幅値の説明図である。
【図１７】伝播波の減衰時間の説明図である。
【図１８】本発明の実施形態に適用する判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１９】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２０】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２１】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２２】同じく判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２３】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図２４】各サンプルの周波数成分比率を示すグラフである。
【図２５】各サンプルの共振周波数スペクトル図である。
【図２６】サンプルへの計測機器の配置を示す図である。
【図２７】入射位置−受信子間距離と伝播波の最大振幅値との関係を示すグラフである。
【図２８】受信子の例を示す斜視図である。
【図２９】受信子の他の例示す斜視図である。
【図３０】受信子の別の例示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施例に用いる受信子の形状を示す図である。
【図３２】本発明の実施例の測定結果を示すグラフである。
【図３３】本発明の検査機器の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０２１９】
１ 鉄筋コンクリート管
Ｓ０ 洗浄工程
Ｓ１ 調査工程
Ｓ２ 調査部位選択工程
Ｓ３ 測定工程
Ｓ４ 鉄筋配置確認工程
Ｓ５ コンクリート物性測定工程
Ｓ６ 鉄筋径測定工程
Ｓ７ 演算工程
Ｍ 構造解析に使用するモデル
２ａ〜２ｉ，３ａ〜３ｉ，４ａ〜４ｇ 受信子
１０ 打撃機構台車
１１ 入射装置
１２ 昇降機構
２０ 受信機構台車
２１ 受信装置
２２ 昇降機構
３０ ＴＶカメラ車
３１ ＣＣＤカメラ
４０ データ記録装置
４１ モニタ
５０ ジョイント部材
６０ データ転送用電気ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項２】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項３】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項４】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する際に使用される検査機器であって、
打撃機構が搭載された台車と、受信機構が搭載された台車と、これら２台の台車を一定間隔で連結する連結部材とを備え、
前記連結部材の長さは、
弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とする長さとされていることを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査機器。
【請求項５】
請求項４記載の鉄筋コンクリート管の検査機器において、
テレビカメラを搭載した台車を用いて、弾性波入射位置と弾性波受信位置とを決定するように構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査機器。
【請求項１】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端形状が錐状または針状の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項２】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が平面でその先端面の面積が３ｃｍ2以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項３】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する方法であって、弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とし、
弾性波の受信子として、先端面が曲面でその先端面の曲率半径が２５ｍｍ以下の受信子を用いて衝撃弾性波試験を行うことを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査方法。
【請求項４】
鉄筋コンクリート管の劣化状態を管内部から衝撃弾性波試験にて検査する際に使用される検査機器であって、
打撃機構が搭載された台車と、受信機構が搭載された台車と、これら２台の台車を一定間隔で連結する連結部材とを備え、
前記連結部材の長さは、
弾性波入射位置と弾性波受信位置との間隔を検査対象管の管長の１／４以上離した状態とする長さとされていることを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査機器。
【請求項５】
請求項４記載の鉄筋コンクリート管の検査機器において、
テレビカメラを搭載した台車を用いて、弾性波入射位置と弾性波受信位置とを決定するように構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート管の検査機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
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【図２４】
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【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００８−２６１８７１（Ｐ２００８−２６１８７１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２９２２（Ｐ２００８−１４２９２２）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【分割の表示】特願２００２−２９９１７９（Ｐ２００２−２９９１７９）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【分割の表示】特願２００２−２９９１７９（Ｐ２００２−２９９１７９）の分割
【原出願日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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