PC鋼材の非破壊検査手法

PC鋼材の非破壊検査手法Non Destructive Inspection

PC構造物の鍵となるのが、緊張材であるPC鋼材です。PC鋼材がグラウトで守られ、健全に機能しているかどうかを知らないと、PC構造物の適切な維持管理ができないおそれがあります。

・ PC鋼材はグラウトで守られていますか？
・ PC鋼材は破断なく健全に機能していますか？

目視や触診による点検で発見された損傷に対し、詳細に調査する場合に非破壊検査を行います。

機械部品や構造物の有害なキズを、対象物を破壊することなく検出する検査技術
・構造物を傷めない検査(無騒音、無粉塵)
・安全・簡易な検査(工期短縮)
・点情報ではなく、線的・面的情報が得られる検査

[PCグラウトの充填調査]
・広帯域超音波法(※)
・SIBIE法(※)
・打音振動法
・インパクトエコー法
・放射線透過法

[PC鋼材の破断調査]
・漏洩磁束法(※)
・放射線透過法
・応力解放法
　(微破壊による残存プレストレス量検査)

(※)は、協会で講習を実施している検査手法

主な検査手法のうち、現場で比較的簡易に精度よく判定できる広帯域超音波法と漏洩磁束法について紹介します。

■ 広帯域超音波法（WUT：Wide-range Ultrasonic Testing）とは

シース直上のコンクリート面に一対の探触子を配置し、広帯域超音波を発受信します。

シースからの反射波の周波数特性を分析することでグラウトの充塡性が判定できます。
下図に示すように、充填シースの場合は、高周波数帯域の反射波の強度が小さく、低周波数帯域の反射波が支配的となります。

■ インパクトエコー法とは

物理的な衝撃（ハンマー、鋼球など）で発生させた弾性波により空洞の有無を確認します。

入力装置の鉄球によりコンクリート表面を打撃して、弾性波を発生させます。
加振点と同じ位置で弾性波の周波数を計測すると、反対面との距離に反比例した共振周波数のピークが現れます。

これにより、ＰＣグラウト充填の有無を推定することができます。

■ 漏洩磁束法（MFL：Magnetic Flux Leakage Method）とは

磁石ユニットを用い、コンクリート表面から鋼材を着磁し、着磁後の鋼材の磁束密度を磁気計測ユニットで測定します。

■ コア応力解放法とは

コンクリート表面に小さなコア切込みを入れて応力解放することで、コンクリートに作用する有効応力を推定します。
プレストレス応力の作用箇所に、コンクリートコアカッターで円形の切込みを入れます。

表面の応力伝達が遮断され、円形切込み内の応力が解放されます。

ひずみ変形量をひずみゲージで計測し、ヤング係数を乗じることで有効応力を推定することができます。
この推定した応力と設計値を比較することで残存プレストレス量の減少を評価できます。