橋梁のメンテナンス

橋梁インフラの維持管理には多くの課題があります。^[1]交通工学および保守担当者は、施設全体に分布する数百万立方メートルのコンクリートを維持しながら、毎年何百万人もの人々に対して24時間体制でサービスを提供する必要があります。このインフラには橋梁も含まれます。現在、これらの構造物の完全性と安全性をテストし、元の設計仕様を満たしていることを確認するための正確で経済的な技術は限られています。 ^[2]

単一の技術ではコンクリートの内部および下部のすべての物理的異常を特定することはできませんが、これらの技術とデータ融合を組み合わせることで、次のような調査に役立ちます。

1. 橋梁舗装の空隙や剥離の位置を特定し、橋梁の支柱の周囲の洗掘を調べます。
2. コンクリート内の鉄筋の位置と種類の決定
3. 新しいコンクリート設備の品質管理の確保

赤外線サーモグラフィーと地中レーダーは、橋梁の床、高速道路、空港の舗装などのコンクリート構造物の空隙や剥離の位置を特定するために開発されました。空隙や剥離の位置を特定できるということは、構造メンテナンスエンジニアが壊滅的な破損が発生する前にコンクリート舗装の実際のひび割れや脆弱化を測定できることを意味します。^[3]

橋などのコンクリート物体は、その表面の絶対温度に基づいてエネルギーを放出し、表面温度はコンクリートの内部条件に依存します。これらの内部条件には、次のような物理的条件が含まれます。

1. コンクリートの密度の変化
2. コンクリートスラブの下の侵食によって生じた空洞
3. 内部の鉄筋が錆びて膨張し、水平方向に剥離が生じた。

赤外線サーモグラフィー放射計、または「IR イメージャー」は、これらの異常な温度状態を特定します。このデバイスは、1 秒間に数十万の個別の温度ポイントを測定し、このデータをコンクリートの熱マップまたは温度画像に変換できます。これらの画像で異常な領域、または背景の「標準」とは異なる温度パターンを特定することにより、訓練を受けたエンジニアは、コンクリートとその支持土壌および埋め戻しシステムの壊滅的な破損につながる可能性のある異常な領域を正確に特定できます。

地中レーダーは、ターゲット物質、空隙、流体、土壌または埋め戻し層、存在する鉄筋の量などの特性を判断する上で貴重な情報を提供します。

磁力計は鉄物質の位置を特定するために設計された機器です。最大約 10 フィートの深さまで鉄を含む物質を検出できます。これは、ダボピンの位置を特定したり、鉄筋の有無を判断したりするのに役立ちます。

この装置は、コンクリート内の鉄筋の位置を特定し、隠れた鉄筋のサイズを決定するのに役立つように設計されています。

1. ウェイル、ゲイリー J.「大型コンクリート構造物の非破壊検査」 SPIE 3397 (1998)。
2. ウェイル、ゲイリー J.「橋梁、高速道路、空港舗装の非破壊検査」、ゲートウェイ エンジニア マガジン、1992 年、5-7 ページ
3. ウェイル、ゲイリー J.「赤外線サーモグラフィーを使用した統合非破壊舗装試験管理情報システムに向けて」、米国運輸研究委員会議事録、ワシントン DC、1989 年 6 月 22 日
4. ウェイル、ゲイリー J.「欠陥の検出」、土木工学雑誌、アメリカ土木工学会、第 59 巻、第 9 号、1989 年、74-77 ページ