実橋のPC桁における鋼線破断のAE による連続モニタリング 日本フィジカルアコースティクス（株） 湯山茂徳、李 正旺 NIPPON WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

試験の目的 実橋で鋼材破断に起因するAE信号を検出可能か否かを調査する。 可能なら、どのような計測装置を用い、どのようにモニターし、データを評価・判定したらよいのかを確定する。

本実験の実施項目と手順 適切なAEセンサー配置の調査 通常交通下の雑音調査 鋼材破断に起因するAE信号の特徴調査 連続モニタリングの実施方法の提案

実例1（PC連続合成箱） A 高架橋におけるAEモニタリング実験 WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

写真1　AE実験を行ったA 高架橋 写真2　A 高架橋のAE実験に おけるAEセンサー取り付け状況

図 A 高架橋のAE実験におけるAEセンサー配置 ×CH4 × △ 側面図 平面図 CH5～CH7　6ｍごとに ×CH3 ○ CH9 CH12 CH15 CH10 CH13 CH17 CH2 CH14 CH11 CH1 CH8 CH18 CH16 ×　 R6I　センサー △ Ｒ3I センサー ○　 R15I センサー 図　A 高架橋のAE実験におけるAEセンサー配置

各チャンネルで検出されたAEヒット数（しきい値60dB )

AEヒット計数率、および振幅値の履歴（しきい値60dB）

各チャンネルで検出されたAEヒット数（しきい値70dB）

各チャンネルで検出されたAEヒット数（しきい値80dB )

各チャンネルで検出されたAEヒット数（しきい値90dB）

　A 高架橋における鋼線破断の履歴

鋼線破断で検出されたAE信号セットから得た減衰曲線

周波数特性の異なるセンサーで検出されたAEヒット数 （しきい値60dB）

周波数特性の異なるセンサーで検出されたAEヒット数（しきい値70dB）

周波数特性の異なるセンサーで検出されたAEヒット数 （しきい値80dB）

周波数特性の異なるセンサーで検出されたAEヒット数（しきい値90dB）

実例２（PCポステン桁） B 高架橋におけるAEモニタリング実験 WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

写真　AE実験を行った B 高架橋 写真 B 高架橋のAE計測における 　　　　AEセンサー取り付け状況

B 高架橋のAE実験におけるAEセンサー配置 ×　側面図におけるR6Iセンサー位置 平面図におけるR6Iセンサー位置（側面配置） 　　平面図におけるR6Iセンサー位置（天井配置） × ←　東京方向 　静岡方向　→ 側面図 ▲ ▼ 平面図 900 2200 3900 1800 400 4800 タイプ２ タイプ1 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 CH9 CH10 CH11 CH12 CH15 CH14 CH16 CH13 B 高架橋のAE実験におけるAEセンサー配置

各チャンネルで検出されたAEヒット数（しきい値80dB）

AEヒット計数率、および振幅値の履歴（しきい値80dB）

B 高架橋における鋼線破断の履歴

直線位置標定結果（しきい値90dB）

B 高架橋のタイプ1供試体におけるAE源位置標定結果と算出された誤差

平面位置標定結果（しきい値90dB）

鋼線破断で検出されたAE信号セットから得た減衰曲線

交通騒音によるAE WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

AEヒット計数率、 および車輌通過の履歴 A 高架橋第１車線（走行）、AE計測　の開始はビデオ撮影より5分程度　遅れている）

　AE振幅値、および車輌通過の履歴 　A 高架橋第１車線（走行）、 　AE計測の開始はビデオ撮影より5分　　程度遅れている）

A 高架橋において10月4日の11：19：23に、第2（追越）車線を大型トラックが通過した時に検出されたAE信号セット

シュミットハンマーの 打撃によるAE WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

　A 高架橋において、シュミットハンマーにより 入力されたAE信号の検出例

A 高架橋におけるシュミットハンマー によるAE信号の入力推定位置と時刻 ← 千葉方向 ◎ × CH11 CH1 CH2 CH9 タイプ2 ←　千葉方向 ◎ × CH11 CH1 CH2 CH9 タイプ2 CH17 10月23日 9:25:23 ハンマリング入力推定位置 ×　AEセンサー位置 ◎　ハンマリング入力推定位置 タイプ1 CH18 CH4 CH10 CH3 10月23日 9:30:09ハンマリング入力推定位置 10月23日 9:35:50 10月23日 9:40:05ハンマリング入力推定位置 　東京方向　→ 　A 高架橋におけるシュミットハンマー　 によるAE信号の入力推定位置と時刻

A 高架橋におけるハンマリングによる擬似AE信号入力位置

異なるAE発生源に起因する 信号セットの模式図 WA ACOUSTICS LTD NIPPON PHYSICAL

CH1 CH2 CH3 CH4 ～10ms × CH10 鋼線破断 ～100dB 鋼線破断によるAE

1秒 0.2秒 CH1 CH2 CH3 CH4 1～2 s × CH10 ～80dB 交通雑音によるAE

× CH1 CH2 CH3 CH4 CH10 ハンマー打撃 ～5ms ～80ms ～100dB シュミットハンマー打撃によるAE

表12　考慮すべき各AE発生源に対して、検出される信号の特徴

PC桁のAEモニタリングシステム（提案） AEセンサー：プリアンプ内蔵60kHz共振型AEセンサー AE計測しきい値：計測を実施する橋梁の種類によって多少異なるが、通常はセンサー出力換算で80～85dB（ただし　0dB=1μv)程度。

AE源の位置標定 あるいは AE源発生領域の確定 第一段階 しきい値を適切に設定 　データ採取 第二段階 有意な信号セットの抽出 （信号到着時間差、順番 および信号の特徴） 第三段階 AE源の位置標定　あるいは　AE源発生領域の確定 第四段階 総合判定　報告(警報）