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技術紹介

衝撃振動試験法

橋梁の高欄から吊り下げた重さ30kgf程度の重錘で橋脚を打撃し、橋脚の振動により発生する応答波形をセンサーで測定、パソコンに収録します。
収録した応答波形のフーリエ解析を行い、フーリエスペクトルを求めます。 このスペクトルの一番振幅の大きい振動数(卓越振動数)を読み取り、橋脚の固有振動数とします。 こうして得られた固有振動数と、標準値(既存の測定データから設定した固有振動数)或いは設計上の固有振動数とを対比することにより、橋脚の健全度を判定します。

  • [画像]重錘打撃状況

    重錘打撃状況

衝撃振動試験とは?

従来から鉄筋コンクリート造橋脚や高架橋の健全性判定は、傾斜・沈下など静的な変位量の測定や、自動車走行時の振動・沈下など動的な変位量の測定を行い、測定値に経時変化があった場合に、危険と判定する方法がとられてきました。 しかしながら、これまでの検査方法は、

  1. 異常を発見したときには、既に危険な状態に陥っている場合が多い。
  2. 自動車走行時の測定値は、車種や走行速度によってバラツキが多い。

など、致命的な欠陥を有しています。
衝撃振動試験は、従来の検査方法と異なり、構造物の固有振動数を測定することにより、直接目で見ることができない基礎の健全性も、精度よく、定量的に、判定できる検査方法です。

衝撃振動試験の特徴

  • 抜群の経済性
    構造物の頭部を、重さ30kgfの重錘で打撃し、振動により発生する応答波形を測定するだけなので、起振機により振動数を測定する方法に比べ、大掛かりな装置や広い場所は必要でなく、簡易で経済的な試験法です。
    数値で安全性を判定できる
    測定した応答波形を、フーリエ解析して固有振動数を求め、標準値(又は設計値)と対比することにより、数値で構造物の健全度を判定することができます。
  • 高い精度
    健全度の評価指標として、構造物の質量、強度(剛性)及び地盤の支持力(ばね定数)で決まる、固有振動数を用いているため、部材の剛性や地盤のばね定数の低下が、固有振動数の低下となって現れます。
    即座に判定できる
    測定結果は、ノートパソコンに記録され、その場で解析できるので、標準値(又は設計値)或いは既存の測定値と対比することにより、即座に判定できます。
  • 構造物を傷めない
    構造物に速度計(ピックアップ)を接着し、構造物の頭部を重錘で打撃するだけであり、構造物を傷つけることなく調査できます。
比較項目 従来試験法 衝撃振動試験
試験法 測定事項 静的変位量、動的変位量 固有振動数
評価方法 活荷重の種類、走行速度毎の基準値を超えた場合に危険と判定する。 標準値(又は設計値 )或いは既存の測定値と対比し、健全度をランク付けする。
対象構造物 RC構造物全般 RC橋脚、RCラーメン(鋼構造物、橋梁上部工、抗土圧構造物には不適当)
特徴 経済性 長期間連続して測定できるが、高コスト 大掛かりな装置は必要でなく、簡易で低コスト
精度 活荷重の種類、走行速度によって測定値にバラツキが多い。 部材の剛性や地盤ばね定数の低下を高い精度でとらえることができる。
判定 異常を発見したときには、既に危険な状態に陥っている場合が多い。 現地で即座に判定できるので、災害等の非常時にも使用できる。
構造物への影響 計測のみであり,構造物を傷つけることなく調査できる。 非破壊検査であり、構造物を傷つけることなく調査できる。

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