鋼管柱地際部の欠陥評価方法及び該方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法
【課題】 腐食欠陥が実際と異なる軽い方に評価されることなく、簡単にして信頼性の高い鋼管柱地際部の欠陥評価方法を提供する。
【解決手段】 下部が地中に埋設された鋼管柱１の地上部に超音波探傷器の探触子２を取り付け、探触子２により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、探触子２が受信したエコーから、第１評価手段において、鋼管柱地際部Ｓからのエコー高さ総和と、鋼管柱端面部Ｔからのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第２評価手段において、前記鋼管柱地際部Ｓからのエコー高さ総和と、鋼管柱地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第３評価手段において、第１評価手段の複数段の評価と第２評価手段の複数段の評価から、鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する。
【解決手段】 下部が地中に埋設された鋼管柱１の地上部に超音波探傷器の探触子２を取り付け、探触子２により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、探触子２が受信したエコーから、第１評価手段において、鋼管柱地際部Ｓからのエコー高さ総和と、鋼管柱端面部Ｔからのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第２評価手段において、前記鋼管柱地際部Ｓからのエコー高さ総和と、鋼管柱地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第３評価手段において、第１評価手段の複数段の評価と第２評価手段の複数段の評価から、鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部が地中に埋設された鋼管柱地際部の腐食欠陥を、超音波探傷により評価するようにした鋼管柱地際部の欠陥評価方法及び該方法を用いて曲げ荷重に対する鋼管柱の推定破壊荷重を導出するようにした鋼管柱の推定破壊荷重導出方法に関し、さらに詳しくは、簡単にして信頼性の高い評価方法及び導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山間部や狭所等で使用される肉厚２〜４mm程度の薄肉軽量組立鋼管柱は、地中に埋設された埋設部、とくに地際付近が長期間の使用により腐食し、劣化する。
【０００３】
そこで、従来の鋼管柱埋設部の欠陥評価方法は、下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に探触子を取り付け、超音波を地中部に向けて発信し、エコーを受信し、エコーの波形データを正規化し、正規化された波形データの所定のレベルからピーク値への立ち上がり角度を検出し、検出された角度を基に欠陥の程度を評価する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３６１３２１（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の前記方法の場合、エコーの正規化された波形データの所定のレベルからピーク値への立ち上がり角度を検出し、検出された角度を基に欠陥の程度を評価しているため、複雑であり、かつ、地中部全体が中程度の腐食欠陥であった時、腐食欠陥が実際と異なる軽い方に評価される可能性があり、信頼性が低いという問題点がある。
【０００５】
本発明は、前記の点に留意し、腐食欠陥が実際と異なる軽い方に評価されることなく、簡単にして信頼性の高い鋼管柱地際部の欠陥評価方法を提供することを課題とし、かつ、簡単にして信頼性の高い鋼管柱の推定破壊荷重導出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法は、
下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、
前記探触子が受信したエコーから、
第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する
ことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
また、前記第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分するものであることが望ましい（請求項２）。
【０００８】
さらに、前記第１評価手段の複数段の評価及び前記第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、
前記第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、
前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価することが好ましい（請求項３）。
【０００９】
かつ、前記第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、
前記第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、
前記第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とすることがより望ましい（請求項４）。
【００１０】
また、前記鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、
鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲であることがより好ましい（請求項５）。
【００１１】
そして、本発明の前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法は、
前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、
前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、
最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出するものである（請求項６）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法は、下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、前記探触子が受信したエコーから、第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価するため、鋼管柱地際部の欠陥評価を簡単に信頼性高く評価することができる（請求項１）。
【００１３】
また、前記第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分することにより、鋼管柱地際部の欠陥を明確に評価することができる（請求項２）。
【００１４】
さらに、前記第１評価手段の複数段の評価及び第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、前記第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価することにより、簡単明確に評価することができる（請求項３）。
【００１５】
かつ、前記第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、前記第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、前記第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とすることにより、より明確に評価することができる（請求項４）。
【００１６】
また、前記鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、前記鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲であることが、実用的である（請求項５）。
【００１７】
そして、本発明の前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法は、前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出するため、鋼管柱の推定破壊荷重を、簡単に信頼性高く導出することができる（請求項６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法を実施するための最良の形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
図１は、肉厚２〜４mm程度の薄肉鋼管柱１を複数本接続し、下端の鋼管柱１は全体が地中に埋設され、下から２番目の鋼管柱１は下部が地中に埋設されて建柱されたものであり、その下から２番目の鋼管柱１の地際付近、即ち地際部Ｓの腐食欠陥を超音波探傷器により超音波探傷を行う。
【００１９】
同図において、２は鋼管柱１の地上部に取り付けられた超音波探傷器の探触子であり、その取付位置は、探触子２の近距離限界以上の距離を確保するため、地際３より上３００mm程度が望ましく、本実施の形態では、地際３より上３００mmに取り付けている。
【００２０】
超音波探傷に際し、前記探触子２から地中部に向けてＳＨ波を発信し、そのエコーを受信し、鋼管柱１の地際３付近の地際部Ｓからのエコー高さ総和、鋼管柱１の端面４付近の端面部Ｔからのエコー高さ総和及び鋼管柱１の地中部全体Ｕからのエコー高さ総和を得る。
【００２１】
前記地際部Ｓは、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱１の地際３から地上数十mmと、地中５０mmないし２００mmとの間の範囲であり、望ましくは、地際３から地上５０mmと、地中１００mmの間の範囲であり、端面部Ｔは、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱１の端面４から上１００mm前後と、下１００mmないし３００mmとの間の範囲であり、望ましくは、端面４から上１００mmと下２００mmとの間の範囲である。
【００２２】
そして、地際部Ｓ及び端面部Ｔの範囲として、それぞれ前記範囲を越えて拡大し、或いは前記範囲に満たずに縮小すると、資料として不適切或いは不充分なものとなる。
【００２３】
本実施の形態では、地際部Ｓは、地際３から地上５０mmと地中１００mmとの間の範囲とし、端面部Ｔは、端面４から上１００mmと下２００mmとの間の範囲としており、鋼管柱１の地中部全体Ｕは、地際部Ｓ、端面部Ｔ及び地際部Ｓと端面部Ｔの間の範囲であり、地際３から地上５０mmと端面４から下２００mmとの間の範囲である。
【００２４】
図２は、腐食状態と超音波探傷器のモニター波形の例を示し、同図（Ａ）は鋼管柱１の一部の断面図であり、地際３から鋼管柱１の端面４までの距離は５００mm、地際３から探触子２までの距離は３００mmであり、鋼管柱１の地中部分の腐食を示す。
【００２５】
同図（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、超音波探傷器のエコーの表示画面の例を示し、（Ｂ）は鋼管柱１の埋設部が健全な場合、（Ｃ）は地際部Ｓに腐食がある場合、（Ｄ）は地際部Ｓが軽度腐食に近い場合である。
【００２６】
同図（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の探触子からの距離の目盛において、０が探触子２の位置、３００mmが鋼管柱１の地際３の位置、８００mmが鋼管柱１の端面４の位置であり、同図（Ｄ）に示すように、地際部Ｓは、地際３；３００mmから上５０mmの２５０mmと、地際３；３００mmから下１００mmの４００mmとの間の範囲、端面部Ｔは、端面４；８００mmから上１００mmの７００mmと、端面４；８００mmから下２００mmの１０００mmとの間の範囲、地中部全体Ｕは前記２５０mmと１０００mmとの間の範囲である。
【００２７】
そして、超音波探傷器のエコーに基づき、第１評価手段、第２評価手段及び第３評価手段を行うが、まず、第１評価手段において、腐食が深くなるにつれ、鋼管柱地際部Ｓからのエコーが強く、鋼管柱端面部Ｔからのエコーが小さくなる点に着目し、表１に示すように、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
を複数段に評価し、各段の評価値ａを点数化して評価点とする。
【００２８】
【表１】
【００２９】
即ち、前記比Ａが、Ａ１未満；０．２５未満の場合、Ａ１からＡ２未満；０．２５から０．５０未満の場合、Ａ２からＡ３未満；０．５０から０．７５未満の場合、Ａ３からＡ４未満；０．７５から１．００未満の場合、Ａ４以上；１．００以上の場合、評価値ａ及び評価点を、それぞれａ１；０、ａ２；１、ａ３；２、ａ４；３、ａ５；４とする。
【００３０】
つぎに、第２評価手段において、地際表面が荒れていたり、土との密着度合いにより超音波が地中部を伝搬する間に減衰し、端面部Ｔのエコーがきわめて小さく、現れないこともある点に着目し、表２に示すように、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
を複数段に評価し、格段の評価値ｂを点数化して評価点とする。
【００３１】
【表２】
【００３２】
即ち、前記比Ｂが、Ｂ１未満；０．５未満の場合、Ｂ１からＢ２未満；０．５から０．６未満の場合、Ｂ２からＢ３未満；０．６から０．８未満の場合、Ｂ３以上；０．８以上の場合、評価点ｂを、それぞれｂ１；０、ｂ２；１、ｂ３；２、ｂ４；３とする。
【００３３】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価値ａの評価点と、第２評価手段の評価値ｂの評価点との加算値Ｃにより、表３に示すように、最終評価として、鋼管柱につき、健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食の３段評価とする。
【００３４】
【表３】
【００３５】
即ち、前記加算値Ｃが、Ｃ１未満；３以下、Ｃ１からＣ２未満；４、Ｃ２以上；５以上の場合、最終評価を、それぞれ、○印；健全・微小腐食、△印；軽度腐食、×印；重度腐食とし、かつ、減肉厚率を、２５％未満、２５％から５０％未満、５０％以上とし、さらに、残肉厚率を、７５％以上、７５％未満から５０％、５０％未満とし、鋼管柱地際部の欠陥を複数段にして評価する。
【００３６】
つぎに、建柱状態の鋼管柱につき、超音波探傷を行い、本発明の欠陥評価の実例について説明する。
図３（Ａ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓ（地際から地上５０mmと地際から地中１００mmの間の範囲）か らのエコー高さ総和と
端面部（鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲）からのエ コー高さ総和との比Ａ
は、０．３４４であり、評価値ａはａ２で評価点は１となる。
【００３７】
つぎに、第２評価手段において、
地際部からのエコー高さ総和と
地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．２０９であり、評価値ｂはｂ１で評価点は０となる。
【００３８】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点１と、第２評価手段の評価点０との加算値は１となり、３以下の区分に該当し、最終評価は○印；健全・微小腐食、減肉厚率０％〜２５％未満、残肉厚率１００％〜７５％に該当する。
【００３９】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ０．３mmの孔食群があり、減肉厚率２５％未満で微小腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４０】
つぎに、図３（Ｂ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
は、２．１１１であり、評価値ａはａ５で評価点は４となる。
【００４１】
つぎに、第２評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．４６７であり、評価値ｂはｂ１で評価点は０となる。
【００４２】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点４と、第２評価手段の評価点０との加算値は４となり、４の区分に該当し、最終評価は△印；軽度腐食、減肉厚率２５％〜５０％未満、残肉厚率７５％未満〜５０％以上に該当する。
【００４３】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ０．６mmの孔食群があり、減肉厚率２５％〜５０％未満で軽度腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４４】
つぎに、図３（Ｃ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
は、５．４６７であり、評価値ａはａ５で評価点は４となる。
【００４５】
つぎに、第２評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．７５０であり、評価値ｂはｂ３で評価点は２となる。
【００４６】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点４と、第２評価手段の評価点２との加算値は６となり、５以上の区分に該当し、最終評価は×印；重度腐食、減肉厚率５０％以上、残肉厚率５０％未満に該当する。
【００４７】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ１．５mmの孔食群があり、減肉厚率５０％以上で重度腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４８】
つぎに、甲地区における建柱が１９７６年〜１９８４年の１０本の鋼管柱及び乙地区における建柱が１９７２年〜１９８４年の９本の鋼管柱につき、建柱状態でそれぞれ鋼管柱周面の等間隔１６個所における探傷方向について、本発明の欠陥評価を行い、各鋼管柱の１６の評価のうち、評価の良くない連続した３個所を、深さ２０cm程度掘削して腐食状態を外観で確認した。
【００４９】
表４に、甲地区の１０本につき、表５に乙地区の９本につき、それぞれ本発明の３段階の最終探傷評価
○印：健全・微小腐食（減肉厚率２５％未満）、
△印：軽度腐食（減肉厚率２５％以上〜５０％未満）、
×印：重度腐食（減肉厚率５０％以上〜１００％）
と、外観観察の結果を示す。
【００５０】
【表４】
【００５１】
【表５】
【００５２】
さらに、表６に、本発明の超音波探傷により評価した結果と、掘削確認による腐食の程度とを対応して示す。
【００５３】
【表６】
【００５４】
表６に示すように、つぎの２個所を除く５５個所においては、本発明の評価と掘削確認とは一致しており、鋼管柱アの位置ア２において、本発明の評価は軽度腐食であるのに対し、掘削確認では健全・微小腐食であり、また、鋼管柱エの位置エ２において、本発明の評価では重度腐食であるのに対し、掘削確認では軽度腐食であり、本発明の評価の方が掘削確認より重い方に評価しているが、軽い方に評価するよりは良く、現実的には問題がない。
【００５５】
なお、第１評価手段、第２評価手段、第３評価手段における評価の段の数、第１評価手段、第２評価手段の評価の点数化の点の付け方、第３評価手段の点数の区分の仕方などは、前記実施の形態に限定されるものではなく、増減、変更してもよいのは勿論である。
【００５６】
つぎに、本発明の前記欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法を実施するための最良の形態を説明する。
鋼管柱の周面の複数個所において、前記欠陥評価方法により欠陥評価を行う。前記複数個所は、鋼管柱の周面の等間隔の位置で、８個所、１６個所、できれば３２個所等、多い方が望ましいが、現実的には１６個所で充分である。
【００５７】
鋼管柱の外径と、当初の肉厚に基づく複数個所の前記表３の残肉厚率による最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向の断面係数を導出し、最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出する。
この最大、最小推定破壊荷重により、鋼管柱の立て替えの要否の検討資料とすることができる。
【００５８】
つぎに、前記推定破壊荷重の導出の実例について、図４を参照して説明する。前記本発明の欠陥最終評価、即ち○印：健全・微小腐食（残肉厚率１００％〜７５％）、△印：軽度腐食（残肉厚率７５％未満〜５０％）、×印：重度腐食（残肉厚率５０％未満〜０％）の３段階評価を、建柱状態の鋼管柱の１６方向において行った結果と、その結果に基づく最大残肉厚及び最小残肉厚を、表７に示す。
【００５９】
【表７】
【００６０】
同表は、鋼管柱の元の肉厚が２．２４mmの場合で、残肉厚を、ここでは例えば７５％未満を７５％の数値で表す。
○印；（１００％〜７５％） 最大 ２．２４ 最小 １．６８
△印；（７５％未満〜５０％） 最大 １．６８ 最小 １．１２
×印；（５０％未満〜０％） 最大 １．１２ 最小 ０
【００６１】
図４（Ａ）は、表７の最大残肉厚時、同図（Ｂ）は表７の最小残肉厚時の鋼管柱の地際の横断面をそれぞれ示す。
【００６２】
まず、図４（Ｂ）の最小残肉厚の横断面図から、最小の断面２次モーメントを与える弱軸を求める。
そして、その弱軸から、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向を求める。
つぎに、弱軸に関する断面係数を求める。
【００６３】
そして、材料の引張り又は圧縮強さと、前記最小残肉厚時の断面係数の積を、地上の鋼管柱に地面と平行に負荷されている荷重点から地際までの距離で除し、最小残肉厚の場合の最小推定破壊荷重を導出する。
【００６４】
つぎに、図４（Ａ）の最大残肉厚の横断面図から、同様に、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向及び弱軸に関する断面係数を求める。
【００６５】
そして、材料の引張り又は圧縮強さと、前記最大残肉厚時の断面係数の積を、地上の鋼管柱に地面と平行に負荷されている荷重点から地際までの距離で除し、最大残肉厚の場合の最大推定破壊荷重を導出する。
【００６６】
本実施例の場合、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向は、南南東である。
そして、最大推定破壊荷重の場合は、材料の引張り又は圧縮強さ５４０Ｎ／mm２と、図４（Ａ）の最大残肉厚と鋼管柱の外径４０５．８mmから導出された断面係数１９６cm３と、地際から荷重点までの距離１０．８６ｍとにより、最大推定破壊荷重９．７ｋＮ（６９％）が導出される。
つぎに、最小推定破壊荷重の場合は、図４（Ｂ）の最小残肉厚から導出された断面係数９０cm３により、同様に、最小推定破壊荷重４．５ｋＮ（３２％）が導出される。
【００６７】
なお、同じ外径４０５．８mmの健全な鋼管柱の場合の断面係数は２８５cm３、推定破壊荷重は１４．１ｋＮである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態の模式図である。
【図２】（Ａ）は鋼管柱の一部断面図と探触子を示し、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、超音波探傷器のエコーの表示図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、超音波探傷器のエコーの表示図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は最大残肉厚時及び最小残肉厚時の鋼管柱の地際の横断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 鋼管柱
２ 探触子
３ 地際
４ 端面
Ｓ 地際部
Ｔ 端面部
Ｕ 地中部全体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部が地中に埋設された鋼管柱地際部の腐食欠陥を、超音波探傷により評価するようにした鋼管柱地際部の欠陥評価方法及び該方法を用いて曲げ荷重に対する鋼管柱の推定破壊荷重を導出するようにした鋼管柱の推定破壊荷重導出方法に関し、さらに詳しくは、簡単にして信頼性の高い評価方法及び導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山間部や狭所等で使用される肉厚２〜４mm程度の薄肉軽量組立鋼管柱は、地中に埋設された埋設部、とくに地際付近が長期間の使用により腐食し、劣化する。
【０００３】
そこで、従来の鋼管柱埋設部の欠陥評価方法は、下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に探触子を取り付け、超音波を地中部に向けて発信し、エコーを受信し、エコーの波形データを正規化し、正規化された波形データの所定のレベルからピーク値への立ち上がり角度を検出し、検出された角度を基に欠陥の程度を評価する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３６１３２１（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の前記方法の場合、エコーの正規化された波形データの所定のレベルからピーク値への立ち上がり角度を検出し、検出された角度を基に欠陥の程度を評価しているため、複雑であり、かつ、地中部全体が中程度の腐食欠陥であった時、腐食欠陥が実際と異なる軽い方に評価される可能性があり、信頼性が低いという問題点がある。
【０００５】
本発明は、前記の点に留意し、腐食欠陥が実際と異なる軽い方に評価されることなく、簡単にして信頼性の高い鋼管柱地際部の欠陥評価方法を提供することを課題とし、かつ、簡単にして信頼性の高い鋼管柱の推定破壊荷重導出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法は、
下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、
前記探触子が受信したエコーから、
第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する
ことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
また、前記第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分するものであることが望ましい（請求項２）。
【０００８】
さらに、前記第１評価手段の複数段の評価及び前記第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、
前記第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、
前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価することが好ましい（請求項３）。
【０００９】
かつ、前記第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、
前記第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、
前記第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とすることがより望ましい（請求項４）。
【００１０】
また、前記鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、
鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲であることがより好ましい（請求項５）。
【００１１】
そして、本発明の前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法は、
前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、
前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、
最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出するものである（請求項６）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法は、下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、前記探触子が受信したエコーから、第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価するため、鋼管柱地際部の欠陥評価を簡単に信頼性高く評価することができる（請求項１）。
【００１３】
また、前記第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分することにより、鋼管柱地際部の欠陥を明確に評価することができる（請求項２）。
【００１４】
さらに、前記第１評価手段の複数段の評価及び第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、前記第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価することにより、簡単明確に評価することができる（請求項３）。
【００１５】
かつ、前記第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、前記第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、前記第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とすることにより、より明確に評価することができる（請求項４）。
【００１６】
また、前記鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、前記鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲であることが、実用的である（請求項５）。
【００１７】
そして、本発明の前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法は、前記鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出するため、鋼管柱の推定破壊荷重を、簡単に信頼性高く導出することができる（請求項６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の鋼管柱地際部の欠陥評価方法を実施するための最良の形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
図１は、肉厚２〜４mm程度の薄肉鋼管柱１を複数本接続し、下端の鋼管柱１は全体が地中に埋設され、下から２番目の鋼管柱１は下部が地中に埋設されて建柱されたものであり、その下から２番目の鋼管柱１の地際付近、即ち地際部Ｓの腐食欠陥を超音波探傷器により超音波探傷を行う。
【００１９】
同図において、２は鋼管柱１の地上部に取り付けられた超音波探傷器の探触子であり、その取付位置は、探触子２の近距離限界以上の距離を確保するため、地際３より上３００mm程度が望ましく、本実施の形態では、地際３より上３００mmに取り付けている。
【００２０】
超音波探傷に際し、前記探触子２から地中部に向けてＳＨ波を発信し、そのエコーを受信し、鋼管柱１の地際３付近の地際部Ｓからのエコー高さ総和、鋼管柱１の端面４付近の端面部Ｔからのエコー高さ総和及び鋼管柱１の地中部全体Ｕからのエコー高さ総和を得る。
【００２１】
前記地際部Ｓは、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱１の地際３から地上数十mmと、地中５０mmないし２００mmとの間の範囲であり、望ましくは、地際３から地上５０mmと、地中１００mmの間の範囲であり、端面部Ｔは、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱１の端面４から上１００mm前後と、下１００mmないし３００mmとの間の範囲であり、望ましくは、端面４から上１００mmと下２００mmとの間の範囲である。
【００２２】
そして、地際部Ｓ及び端面部Ｔの範囲として、それぞれ前記範囲を越えて拡大し、或いは前記範囲に満たずに縮小すると、資料として不適切或いは不充分なものとなる。
【００２３】
本実施の形態では、地際部Ｓは、地際３から地上５０mmと地中１００mmとの間の範囲とし、端面部Ｔは、端面４から上１００mmと下２００mmとの間の範囲としており、鋼管柱１の地中部全体Ｕは、地際部Ｓ、端面部Ｔ及び地際部Ｓと端面部Ｔの間の範囲であり、地際３から地上５０mmと端面４から下２００mmとの間の範囲である。
【００２４】
図２は、腐食状態と超音波探傷器のモニター波形の例を示し、同図（Ａ）は鋼管柱１の一部の断面図であり、地際３から鋼管柱１の端面４までの距離は５００mm、地際３から探触子２までの距離は３００mmであり、鋼管柱１の地中部分の腐食を示す。
【００２５】
同図（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、超音波探傷器のエコーの表示画面の例を示し、（Ｂ）は鋼管柱１の埋設部が健全な場合、（Ｃ）は地際部Ｓに腐食がある場合、（Ｄ）は地際部Ｓが軽度腐食に近い場合である。
【００２６】
同図（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の探触子からの距離の目盛において、０が探触子２の位置、３００mmが鋼管柱１の地際３の位置、８００mmが鋼管柱１の端面４の位置であり、同図（Ｄ）に示すように、地際部Ｓは、地際３；３００mmから上５０mmの２５０mmと、地際３；３００mmから下１００mmの４００mmとの間の範囲、端面部Ｔは、端面４；８００mmから上１００mmの７００mmと、端面４；８００mmから下２００mmの１０００mmとの間の範囲、地中部全体Ｕは前記２５０mmと１０００mmとの間の範囲である。
【００２７】
そして、超音波探傷器のエコーに基づき、第１評価手段、第２評価手段及び第３評価手段を行うが、まず、第１評価手段において、腐食が深くなるにつれ、鋼管柱地際部Ｓからのエコーが強く、鋼管柱端面部Ｔからのエコーが小さくなる点に着目し、表１に示すように、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
を複数段に評価し、各段の評価値ａを点数化して評価点とする。
【００２８】
【表１】
【００２９】
即ち、前記比Ａが、Ａ１未満；０．２５未満の場合、Ａ１からＡ２未満；０．２５から０．５０未満の場合、Ａ２からＡ３未満；０．５０から０．７５未満の場合、Ａ３からＡ４未満；０．７５から１．００未満の場合、Ａ４以上；１．００以上の場合、評価値ａ及び評価点を、それぞれａ１；０、ａ２；１、ａ３；２、ａ４；３、ａ５；４とする。
【００３０】
つぎに、第２評価手段において、地際表面が荒れていたり、土との密着度合いにより超音波が地中部を伝搬する間に減衰し、端面部Ｔのエコーがきわめて小さく、現れないこともある点に着目し、表２に示すように、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
を複数段に評価し、格段の評価値ｂを点数化して評価点とする。
【００３１】
【表２】
【００３２】
即ち、前記比Ｂが、Ｂ１未満；０．５未満の場合、Ｂ１からＢ２未満；０．５から０．６未満の場合、Ｂ２からＢ３未満；０．６から０．８未満の場合、Ｂ３以上；０．８以上の場合、評価点ｂを、それぞれｂ１；０、ｂ２；１、ｂ３；２、ｂ４；３とする。
【００３３】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価値ａの評価点と、第２評価手段の評価値ｂの評価点との加算値Ｃにより、表３に示すように、最終評価として、鋼管柱につき、健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食の３段評価とする。
【００３４】
【表３】
【００３５】
即ち、前記加算値Ｃが、Ｃ１未満；３以下、Ｃ１からＣ２未満；４、Ｃ２以上；５以上の場合、最終評価を、それぞれ、○印；健全・微小腐食、△印；軽度腐食、×印；重度腐食とし、かつ、減肉厚率を、２５％未満、２５％から５０％未満、５０％以上とし、さらに、残肉厚率を、７５％以上、７５％未満から５０％、５０％未満とし、鋼管柱地際部の欠陥を複数段にして評価する。
【００３６】
つぎに、建柱状態の鋼管柱につき、超音波探傷を行い、本発明の欠陥評価の実例について説明する。
図３（Ａ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓ（地際から地上５０mmと地際から地中１００mmの間の範囲）か らのエコー高さ総和と
端面部（鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲）からのエ コー高さ総和との比Ａ
は、０．３４４であり、評価値ａはａ２で評価点は１となる。
【００３７】
つぎに、第２評価手段において、
地際部からのエコー高さ総和と
地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．２０９であり、評価値ｂはｂ１で評価点は０となる。
【００３８】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点１と、第２評価手段の評価点０との加算値は１となり、３以下の区分に該当し、最終評価は○印；健全・微小腐食、減肉厚率０％〜２５％未満、残肉厚率１００％〜７５％に該当する。
【００３９】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ０．３mmの孔食群があり、減肉厚率２５％未満で微小腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４０】
つぎに、図３（Ｂ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
は、２．１１１であり、評価値ａはａ５で評価点は４となる。
【００４１】
つぎに、第２評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．４６７であり、評価値ｂはｂ１で評価点は０となる。
【００４２】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点４と、第２評価手段の評価点０との加算値は４となり、４の区分に該当し、最終評価は△印；軽度腐食、減肉厚率２５％〜５０％未満、残肉厚率７５％未満〜５０％以上に該当する。
【００４３】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ０．６mmの孔食群があり、減肉厚率２５％〜５０％未満で軽度腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４４】
つぎに、図３（Ｃ）に示す超音波探傷結果の超音波エコーの場合、第１評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
端面部Ｔからのエコー高さ総和との比Ａ
は、５．４６７であり、評価値ａはａ５で評価点は４となる。
【００４５】
つぎに、第２評価手段において、
地際部Ｓからのエコー高さ総和と
地中部全体Ｕからのエコー高さ総和との比Ｂ
は、０．７５０であり、評価値ｂはｂ３で評価点は２となる。
【００４６】
つぎに、第３評価手段において、第１評価手段の評価点４と、第２評価手段の評価点２との加算値は６となり、５以上の区分に該当し、最終評価は×印；重度腐食、減肉厚率５０％以上、残肉厚率５０％未満に該当する。
【００４７】
そして、掘削した実測結果は、鋼管柱の元肉厚２．１mmに対し、最大深さ１．５mmの孔食群があり、減肉厚率５０％以上で重度腐食に該当し、本発明の欠陥評価方法による最終評価と実測結果が一致する。
【００４８】
つぎに、甲地区における建柱が１９７６年〜１９８４年の１０本の鋼管柱及び乙地区における建柱が１９７２年〜１９８４年の９本の鋼管柱につき、建柱状態でそれぞれ鋼管柱周面の等間隔１６個所における探傷方向について、本発明の欠陥評価を行い、各鋼管柱の１６の評価のうち、評価の良くない連続した３個所を、深さ２０cm程度掘削して腐食状態を外観で確認した。
【００４９】
表４に、甲地区の１０本につき、表５に乙地区の９本につき、それぞれ本発明の３段階の最終探傷評価
○印：健全・微小腐食（減肉厚率２５％未満）、
△印：軽度腐食（減肉厚率２５％以上〜５０％未満）、
×印：重度腐食（減肉厚率５０％以上〜１００％）
と、外観観察の結果を示す。
【００５０】
【表４】
【００５１】
【表５】
【００５２】
さらに、表６に、本発明の超音波探傷により評価した結果と、掘削確認による腐食の程度とを対応して示す。
【００５３】
【表６】
【００５４】
表６に示すように、つぎの２個所を除く５５個所においては、本発明の評価と掘削確認とは一致しており、鋼管柱アの位置ア２において、本発明の評価は軽度腐食であるのに対し、掘削確認では健全・微小腐食であり、また、鋼管柱エの位置エ２において、本発明の評価では重度腐食であるのに対し、掘削確認では軽度腐食であり、本発明の評価の方が掘削確認より重い方に評価しているが、軽い方に評価するよりは良く、現実的には問題がない。
【００５５】
なお、第１評価手段、第２評価手段、第３評価手段における評価の段の数、第１評価手段、第２評価手段の評価の点数化の点の付け方、第３評価手段の点数の区分の仕方などは、前記実施の形態に限定されるものではなく、増減、変更してもよいのは勿論である。
【００５６】
つぎに、本発明の前記欠陥評価方法を用いた鋼管柱の推定破壊荷重導出方法を実施するための最良の形態を説明する。
鋼管柱の周面の複数個所において、前記欠陥評価方法により欠陥評価を行う。前記複数個所は、鋼管柱の周面の等間隔の位置で、８個所、１６個所、できれば３２個所等、多い方が望ましいが、現実的には１６個所で充分である。
【００５７】
鋼管柱の外径と、当初の肉厚に基づく複数個所の前記表３の残肉厚率による最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向の断面係数を導出し、最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出する。
この最大、最小推定破壊荷重により、鋼管柱の立て替えの要否の検討資料とすることができる。
【００５８】
つぎに、前記推定破壊荷重の導出の実例について、図４を参照して説明する。前記本発明の欠陥最終評価、即ち○印：健全・微小腐食（残肉厚率１００％〜７５％）、△印：軽度腐食（残肉厚率７５％未満〜５０％）、×印：重度腐食（残肉厚率５０％未満〜０％）の３段階評価を、建柱状態の鋼管柱の１６方向において行った結果と、その結果に基づく最大残肉厚及び最小残肉厚を、表７に示す。
【００５９】
【表７】
【００６０】
同表は、鋼管柱の元の肉厚が２．２４mmの場合で、残肉厚を、ここでは例えば７５％未満を７５％の数値で表す。
○印；（１００％〜７５％） 最大 ２．２４ 最小 １．６８
△印；（７５％未満〜５０％） 最大 １．６８ 最小 １．１２
×印；（５０％未満〜０％） 最大 １．１２ 最小 ０
【００６１】
図４（Ａ）は、表７の最大残肉厚時、同図（Ｂ）は表７の最小残肉厚時の鋼管柱の地際の横断面をそれぞれ示す。
【００６２】
まず、図４（Ｂ）の最小残肉厚の横断面図から、最小の断面２次モーメントを与える弱軸を求める。
そして、その弱軸から、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向を求める。
つぎに、弱軸に関する断面係数を求める。
【００６３】
そして、材料の引張り又は圧縮強さと、前記最小残肉厚時の断面係数の積を、地上の鋼管柱に地面と平行に負荷されている荷重点から地際までの距離で除し、最小残肉厚の場合の最小推定破壊荷重を導出する。
【００６４】
つぎに、図４（Ａ）の最大残肉厚の横断面図から、同様に、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向及び弱軸に関する断面係数を求める。
【００６５】
そして、材料の引張り又は圧縮強さと、前記最大残肉厚時の断面係数の積を、地上の鋼管柱に地面と平行に負荷されている荷重点から地際までの距離で除し、最大残肉厚の場合の最大推定破壊荷重を導出する。
【００６６】
本実施例の場合、曲げ荷重に対する鋼管柱のもっとも強度の弱い方向は、南南東である。
そして、最大推定破壊荷重の場合は、材料の引張り又は圧縮強さ５４０Ｎ／mm２と、図４（Ａ）の最大残肉厚と鋼管柱の外径４０５．８mmから導出された断面係数１９６cm３と、地際から荷重点までの距離１０．８６ｍとにより、最大推定破壊荷重９．７ｋＮ（６９％）が導出される。
つぎに、最小推定破壊荷重の場合は、図４（Ｂ）の最小残肉厚から導出された断面係数９０cm３により、同様に、最小推定破壊荷重４．５ｋＮ（３２％）が導出される。
【００６７】
なお、同じ外径４０５．８mmの健全な鋼管柱の場合の断面係数は２８５cm３、推定破壊荷重は１４．１ｋＮである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態の模式図である。
【図２】（Ａ）は鋼管柱の一部断面図と探触子を示し、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、超音波探傷器のエコーの表示図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、超音波探傷器のエコーの表示図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は最大残肉厚時及び最小残肉厚時の鋼管柱の地際の横断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 鋼管柱
２ 探触子
３ 地際
４ 端面
Ｓ 地際部
Ｔ 端面部
Ｕ 地中部全体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、
前記探触子が受信したエコーから、
第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する
ことを特徴とする鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項２】
第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分するものである
ことを特徴とする請求項１記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項３】
第１評価手段の複数段の評価及び第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、
第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、
前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項４】
第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、
第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とする
ことを特徴とする請求項３記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項５】
鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、
鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲である
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項６】
請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、
前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、
最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出する
ことを特徴とする鋼管柱の推定破壊荷重導出方法。
【請求項１】
下部が地中に埋設された鋼管柱の地上部に超音波探傷器の探触子を取り付け、前記探触子により超音波を地中部に向け発信してエコーを受信し、
前記探触子が受信したエコーから、
第１評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比を複数段に評価し、
第３評価手段において、前記第１評価手段の複数段の評価と前記第２評価手段の複数段の評価から、前記鋼管柱地際部の欠陥を複数段に評価する
ことを特徴とする鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項２】
第３評価手段において、複数段の評価が減肉又は残肉の程度を区分するものである
ことを特徴とする請求項１記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項３】
第１評価手段の複数段の評価及び第２評価手段の複数段の評価を、それぞれ点数化して構成し、
第３評価手段の複数段の評価を、点数を区分して構成し、
前記第１評価手段及び第２評価手段の点数化された点数の加算値を、前記区分に照合して最終評価する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項４】
第１評価手段において、鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱端面部からのエコー高さ総和との比Ａが、Ａ１未満，Ａ１からＡ２未満、Ａ２からＡ３未満、Ａ３からＡ４未満、Ａ４以上の場合、評価値ａの点をそれぞれａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５とし、
第２評価手段において、前記鋼管柱地際部からのエコー高さ総和と、前記鋼管柱地中部全体からのエコー高さ総和との比Ｂが、Ｂ１未満、Ｂ１からＢ２未満、Ｂ２からＢ３未満、Ｂ３以上の場合、評価値ｂの点をそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とし、
第３評価手段において、前記評価値ａの点と前記評価値ｂの点の加算値Ｃが、Ｃ１未満、Ｃ１からＣ２未満、Ｃ２以上の場合、最終評価をそれぞれ健全・微小腐食、軽度腐食、重度腐食とする
ことを特徴とする請求項３記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項５】
鋼管柱地際部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱の地際から地上５０mmと地中１００mmの間の範囲であり、
鋼管柱端面部が、超音波探傷器の表示画面上での距離で、鋼管柱端面から上１００mmと下２００mmの間の範囲である
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法。
【請求項６】
請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の鋼管柱地際部の欠陥評価方法の鋼管柱の欠陥評価を、鋼管柱の周面の複数箇所において行い、
前記鋼管柱の外径と、前記複数箇所の最大残肉厚及び最小残肉厚から、それぞれ曲げ荷重に対するもっとも強度の弱い方向と、該方向における断面係数を導出し、
最大推定破壊荷重及び最小推定破壊荷重を導出する
ことを特徴とする鋼管柱の推定破壊荷重導出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−３６５３１（Ｐ２００９−３６５３１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８７０１（Ｐ２００７−１９８７０１）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２２７７２２）株式会社日本ネットワークサポート (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２２７７２２）株式会社日本ネットワークサポート (19)
【Ｆターム（参考）】
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