特許 5936276 亀裂監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5936276

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】亀裂監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/00 20060101AFI20160609BHJP

   G01N 27/20 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/00 L

   G01N27/20 Z

【請求項の数】19

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-64831(P2013-64831)

(22)【出願日】2013年3月26日

(65)【公開番号】特開2014-190761(P2014-190761A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100104064

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 岳人

(72)【発明者】

【氏名】坂本 達朗

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 実

【審査官】 佐々木 龍

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１７４８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２９５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３５２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８５６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５８３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８６９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６３６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２５８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 坂本 達朗 他，導電性塗料を用いたノーズ可動クロッシングのき裂検知の基礎検討，鉄道総研報告，２０１２年１２月 １日，Vol. 26, No. 12，pp. 23-28

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４−２７／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視対象物に発生する亀裂を監視する亀裂監視装置であって、
前記監視対象物の表面に形成され、この監視対象物の亀裂の発生及びこの亀裂の進展を監視する亀裂監視材と、
前記亀裂監視材の配線用導電層と面接合した状態でこの配線用導電層に電気的に接続される可撓性の板状導体とを備え、
前記配線用導電層は、導電性塗料を塗布して形成されており、
前記板状導体は、振動する前記監視対象物に電気的に絶縁された状態で面接合するように接着剤層によって弛緩状態で接着されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項2】

請求項１に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂監視材は、
前記監視対象物に発生する亀裂を検出する亀裂発生検出用導電層と、
前記亀裂監視対象物に発生する亀裂の進展方向に前記亀裂発生検出用導電層と間隔をあけて、この亀裂発生検出用導電層が検出した亀裂の進展を検出する亀裂進展検出用導電層とを備えること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項3】

請求項２に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂の発生した位置を検出すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂発生検出用導電層及び前記亀裂進展検出用導電層は、導電性塗料を塗布して形成されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項5】

請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂発生検出用導電層は、前記亀裂の発生に応じて電気抵抗が変化し、
前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂の進展に応じて電気抵抗が変化し、
前記亀裂発生検出用導電層に電流を流す亀裂発生検出用電極層と、
前記亀裂進展検出用導電層に電流を流す亀裂進展検出用電極層とを備えること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項6】

請求項５に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂進展検出用電極層によって複数の監視領域に区画されており、この亀裂進展検出用導電層の長さ方向の隣接する一対の前記亀裂進展検出用電極層によって一つの監視領域が形成されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項7】

請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂発生検出用導電層は、前記監視対象物に発生が予測される亀裂の起点側に長辺側が位置するように帯状に形成されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項8】

請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂発生検出用導電層は、前記亀裂進展検出用導電層よりも幅が狭く形成されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項9】

請求項２から請求項８までのいずれか1項に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂進展検出用導電層は、前記監視対象物に許容される亀裂長さに応じた幅に形成されていること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項10】

請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に複数の異なる周波数の交流電力を供給する給電部と、
前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層の交流インピーダンスを前記複数の異なる周波数毎に測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記亀裂の発生状況を評価する評価部と、
を備える亀裂監視装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の亀裂監視装置において、
前記監視対象物の振動を検出する振動検出部を備え、
前記給電部は、前記振動検出部が振動を検出したときに、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に前記複数の異なる周波数の交流電力を供給し、
前記測定部は、前記振動検出部が振動を検出したときに、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層の交流インピーダンスを前記複数の異なる周波数毎に測定すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項12】

請求項１０又は請求項１１に記載の亀裂監視装置において、
前記評価部は、前記複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が異なるときには、前記亀裂が発生していると評価すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項13】

請求項１０から請求項１２までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記評価部は、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値に比べて、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値が減少したときには、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に亀裂が発生していると評価すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項14】

請求項１０から請求項１３までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記評価部は、前記複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が略同一であるときには、前記亀裂が発生していないと評価すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項15】

請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記評価部は、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値と、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値とが略同一であるときには、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に亀裂が発生していないと評価すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項16】

請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記測定部は、前記亀裂進展検出用導電層が複数の監視領域に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定し、
前記評価部は、前記監視領域毎の通電状態の測定結果に基づいて亀裂の発生した監視領域を特定すること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項17】

請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記板状導体は、平編金属線であること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項18】

請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記板状導体と前記配線用導電層とが接合する接合部の表面を保護する保護層を備えること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【請求項19】

請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、
前記板状導体の表面を保護する保護材を備えること、
を特徴とする亀裂監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、亀裂の発生が予測される監視対象物の表面に形成され、この監視対象物の亀裂の発生及びこの亀裂の進展を監視する亀裂監視材、及び監視対象物に発生する亀裂を監視する亀裂監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄道などの鋼構造物に発生する疲労亀裂を発見するために、定期的な目視検査が実施されているが、目視検査では僅かな疲労亀裂を確認し難く、詳細に検査するためには膨大な時間を要する。このため、近年、疲労亀裂の発生し易い部位に導電性薄膜を塗布し、構造物に亀裂が発生してこの導電性薄膜が破断する際の抵抗値変化から亀裂を検知する方法が提案されている。従来の亀裂監視装置は、鉄道トンネルの内壁の表面を下地処理するために塗布される下地処理塗料と、この下地処理塗料の表面に横方向に間隔をあけて線状に塗布される複数本の横方向の導電性塗料と、この横方向の導電性塗料を被覆するように下地処理塗料の表面に塗布される絶縁性塗料と、この絶縁性塗料の表面に縦方向に間隔をあけて線状に塗布される複数本の縦方向の導電性塗料とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の亀裂監視装置では、壁面の一部が崩落して横方向及び縦方向の導電性塗料が断線すると、これらの導電性塗料の断線を横方向断線検知部及び縦方向断線検知部が検知し、壁面の異常を検知することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2001-174429号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の亀裂監視装置では、下地処理塗料の表面に間隔をあけて所定幅のマスキングテープを横方向に貼り付けて導電性塗料を塗布した後に、マスキングテープを剥離することによって、下地処理塗料の表面に間隔をあけて複数本の横方向の導電性塗料を形成している。次に、従来の亀裂監視装置では、横方向の導電性塗料の表面を被覆するように下地処理塗料の表面に絶縁性塗料を塗布している。最後に、従来の亀裂監視装置では、絶縁性塗料の表面に間隔をあけて所定幅のマスキングテープを縦方向に貼り付けて導電性塗料を塗布した後に、マスキングテープを剥離することによって、絶縁性塗料の表面に間隔をあけて複数本の縦方向の導電性塗料を形成している。このため、従来の亀裂監視装置では、導電性塗料を塗布してマスキングテープを剥離するとこの導電性塗料の縁部が捲れて凹凸（バリ）が発生し、この凹凸が発生した状態で絶縁性塗料を塗布し、縦方向の導電性塗料を塗布することがある。その結果、従来の亀裂監視装置では、下層の横方向の導電性塗料と上層の縦方向の導電性塗料との間の間隔が狭くなり、横方向の導電性塗料と縦方向の導電性塗料とが絶縁性塗料によって完全に絶縁することができず、両者が電気的に導通してしまう問題点がある。

【0005】

従来の亀裂監視装置では、横方向の導電性塗料と横方向断線検知部とをリード線などによって電気的に接続する必要があるとともに、縦方向の導電性塗料と縦方向断線検知部とをリード線などによって電気的に接続する必要がある。このため、従来の亀裂検出装置では、横方向の導電性塗料と横方向断線検知部とを接続するリード線の接続端部に振動が加わったり、縦方向の導電性塗料と縦方向断線検知部とを接続するリード線の接続端部に振動が加わったりすると、接続端部からリード線が外れてしまう問題点がある。

【0006】

この発明の課題は、監視対象物に発生する亀裂を高精度に検出することができる亀裂監視装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２〜図７に示すように、監視対象物（１）に発生する亀裂を監視する亀裂監視装置であって、前記監視対象物の表面に形成され、この監視対象物の亀裂の発生及びこの亀裂の進展を監視する亀裂監視材（３）と、前記亀裂監視材の配線用導電層（３ｐ）と面接合した状態でこの配線用導電層に電気的に接続される可撓性の板状導体（４）とを備え、前記配線用導電層は、導電性塗料を塗布して形成されており、前記板状導体は、振動する前記監視対象物に電気的に絶縁された状態で面接合するように接着剤層（３ｑ）によって弛緩状態で接着されていることを特徴とする亀裂監視装置（２）である。

【0008】

請求項２の発明は、請求項１に記載の亀裂監視装置において、図２〜図６に示すように、前記亀裂監視材は、前記監視対象物に発生する亀裂を検出する亀裂発生検出用導電層（３ｆ）と、前記亀裂監視対象物に発生する亀裂の進展方向に前記亀裂発生検出用導電層と間隔をあけて、この亀裂発生検出用導電層が検出した亀裂の進展を検出する亀裂進展検出用導電層（３ａ）とを備えることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0009】

請求項３の発明は、請求項２に記載の亀裂監視装置において、図２〜図５及び図８に示すように、前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂（Ｃ₁）の発生した位置（Ａ₁）を検出することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0010】

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の亀裂監視装置において、前記亀裂発生検出用導電層及び前記亀裂進展検出用導電層は、導電性塗料を塗布して形成されていることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0011】

請求項５の発明は、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図３〜図６に示すように、前記亀裂発生検出用導電層は、前記亀裂の発生に応じて電気抵抗が変化し、前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂の進展に応じて電気抵抗が変化し、前記亀裂発生検出用導電層に電流を流す亀裂発生検出用電極層（３ｇ，３ｈ）と、前記亀裂進展検出用導電層に電流を流す亀裂進展検出用電極層（３ｂ〜３ｅ）とを備えることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0012】

請求項６の発明は、請求項５に記載の亀裂監視装置において、図３〜図５及び図８に示すように、前記亀裂進展検出用導電層は、前記亀裂進展検出用電極層によって複数の監視領域（Ａ₁〜Ａ₃）に区画されており、この亀裂進展検出用導電層の長さ方向の隣接する一対の前記亀裂進展検出用電極層（３ｂ，３ｃ；３ｃ，３ｄ；３ｅ，３ｆ）によって一つの監視領域（Ａ₁；Ａ₂；Ａ₃）が形成されていることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0013】

請求項７の発明は、請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図２〜図６に示すように、前記亀裂発生検出用導電層は、前記監視対象物に発生が予測される亀裂（Ｃ₁）の起点側に長辺側が位置するように帯状に形成されていることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0014】

請求項８の発明は、請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図２〜図６に示すように、前記亀裂発生検出用導電層は、前記亀裂進展検出用導電層よりも幅が狭く形成されていることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0015】

請求項９の発明は、請求項２から請求項８までのいずれか1項に記載の亀裂監視装置において、図２〜図６及び図８に示すように、前記亀裂進展検出用導電層は、前記監視対象物に許容される亀裂長さに応じた幅に形成されていることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0016】

請求項１０の発明は、請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図３に示すように、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に複数の異なる周波数の交流電力を供給する給電部（８）と、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層の交流インピーダンスを前記複数の異なる周波数毎に測定する測定部（１０）と、前記測定部の測定結果に基づいて前記亀裂の発生状況を評価する評価部（１２）とを備える亀裂監視装置である。

【0017】

請求項１１の発明は、請求項１０に記載の亀裂監視装置において、図１１に示すように、前記監視対象物の振動を検出する振動検出部（１６）を備え、前記給電部は、前記振動検出部が振動を検出したときに、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に前記複数の異なる周波数の交流電力を供給し、前記測定部は、前記振動検出部が振動を検出したときに、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層の交流インピーダンスを前記複数の異なる周波数毎に測定することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0018】

請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の亀裂監視装置において、前記評価部は、前記複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が異なるときには、前記亀裂が発生していると評価することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0019】

請求項１３の発明は、請求項１０から請求項１２までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図９（Ｂ）に示すように、前記評価部は、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値に比べて、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値が減少したときには、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に亀裂が発生していると評価することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0020】

請求項１４の発明は、請求項１０から請求項１３までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図９（Ａ）に示すように、前記評価部は、前記複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が略同一であるときには、前記亀裂が発生していないと評価することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0021】

請求項１５の発明は、請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、前記評価部は、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値と、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値とが略同一であるときには、前記亀裂発生検出用導電層及び／又は前記亀裂進展検出用導電層に亀裂が発生していないと評価することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0022】

請求項１６の発明は、請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、図３〜図５及び図８に示すように、前記測定部は、前記亀裂進展検出用導電層が複数の監視領域（Ａ₁〜Ａ₃）に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定し、前記評価部は、前記監視領域毎の通電状態の測定結果に基づいて亀裂（Ｃ₁）の発生した監視領域（Ａ₁）を特定することを特徴とする亀裂監視装置である。

【0023】

請求項１７の発明は、請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、前記板状導体は、平編金属線であることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0024】

請求項１８の発明は、請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、前記板状導体と前記配線用導電層とが接合する接合部の表面を保護する保護層（３ｒ）を備えることを特徴とする亀裂監視装置である。

【0025】

請求項１９の発明は、請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の亀裂監視装置において、前記板状導体の表面を保護する保護材（５）を備えることを特徴とする亀裂監視装置である。

【発明の効果】

【0027】

この発明によると、亀裂の発生を長期間にわたり監視することができるとともに亀裂の検知性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置によって監視される鋼構造物に亀裂が発生した状態を一例として示す斜視図である。

【図2】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の亀裂監視材を鋼構造物に形成した状態を一例として示す断面図である。

【図3】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の構成図である。

【図4】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の亀裂監視材の一部を破断して示す斜視図である。

【図5】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の亀裂監視材の平面図である。

【図6】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の亀裂監視材の断面図であり、（Ａ）は図５のVI-VIA線で切断した状態を示す断面図であり、（Ｂ）は図５のVI-VIB線で切断した状態を示す断面図であり、（Ｃ）は図５のVI-VIC線で切断した状態を示す断面図である。

【図7】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の配線用導電層と板状導体との接合状態を示す平面図である。

【図8】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の通電状態測定部による亀裂の進展の測定動作を説明するための平面図であり、(Ａ)は亀裂進展検出用導電層に亀裂が発生した状態を示し、(Ｂ)は亀裂進展検出用電極層に亀裂が発生した状態を示す。

【図9】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の通電状態測定部による亀裂の発生の測定動作を説明するための模式図であり、（Ａ）は亀裂発生検出用導電層に亀裂が発生する前の測定結果を模式的に示すグラフであり、（Ｂ）は亀裂発生検出用電極層に亀裂が発生した後の測定結果を模式的に示すグラフである。

【図10】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図11】この発明の第２実施形態に係る亀裂監視装置の構成図である。

【図12】この発明の第２実施形態に係る亀裂監視装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１及び図２に示す鋼構造物１は、鋼材によって構成された固定構造物である。鋼構造物１は、例えば、鉄道車両が走行する線路の下部に空間を確保し列車の荷重を支持する橋梁である。鋼構造物１は、図１に示すように、鋼板と山形鋼とを溶接などによって接合してＩ形の桁に組み立てた主桁１ａを備えており、この主桁１ａは主桁１ａの下部板を形成する下フランジ１ｂと、主桁１ａの上部板を構成する上フランジ１ｃと、下フランジ１ｂと上フランジ１ｃとを結合する腹板１ｄなどから構成されている。例えば、図１及び図２に示す鋼構造物１には、図２に示すように、主桁１ａの長さ方向の略中間における下フランジ１ｂの縁部から亀裂Ｃ₁が発生しており、図１に示すように下フランジ１ｂと腹板１ｄとが接合する接合部から亀裂Ｃ₂，Ｃ₃が発生している。

【0030】

図３に示す亀裂監視装置２は、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃を監視する装置である。亀裂監視装置２は、図１〜図６に示す亀裂監視材３と、図７に示す板状導体４と、保護材５と、配線材６と、図３に示す給電部７，８と、通電状態測定部９，１０と、評価部１１，１２と、通信部１３と、制御部１４と、図１、図３及び図５に示す収容部１５などを備えている。亀裂監視装置２は、図１及び図２に示す亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃の発生が予測される鋼構造物１の部位にそれぞれ設置されている。以下では、図２に示すように、下フランジ１ｂの縁部（長辺部）に発生する亀裂Ｃ₁を亀裂監視装置２によって監視する場合を例に挙げて説明する。

【0031】

図１〜図６に示す亀裂監視材３は、亀裂Ｃ₁の発生が予測される鋼構造物１の表面に形成され、この鋼構造物１の亀裂Ｃ₁の発生及びこの亀裂Ｃ₁の進展を監視する部材である。亀裂監視材３は、図２に示すように、亀裂Ｃ₁の発生が予測される鋼構造物１の縁部に刷毛、ローラ又はスプレーなどによって塗布され形成されている。亀裂監視材３は、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁を検出する亀裂発生検出部として機能するとともに、この鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁の進展を検出する亀裂進展検出部としても機能する。亀裂監視材３は、亀裂Ｃ₁の発生を初期の段階で検出し、この発生後の亀裂Ｃ₁の進展を継続して検出する。亀裂監視材３は、図２〜図６及び図８に示す亀裂進展検出用導電層３ａと、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅと、図２〜図６に示す亀裂発生検出用導電層３ｆと、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈと、図２、図４及び図６に示す防錆絶縁層３ｉと、環境遮断層３ｊと、環境遮断層３ｋと、耐候層３ｍと、図１、図３〜図５、図７及び図８に示す配線用導電層３ｎ，３ｐと、図７に示す接着剤層３ｑと、保護層３ｒなどを備えている。

【0032】

図２〜図６及び図８に示す亀裂進展検出用導電層３ａは、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁の進展方向に亀裂発生検出用導電層３ｆと間隔をあけて、この亀裂発生検出用導電層３ｆが検出した亀裂Ｃ₁の進展を検出する部分である。亀裂進展検出用導電層３ａは、亀裂Ｃ₁の発生した位置を検出し、亀裂Ｃ₁の進展に応じて電気抵抗が変化する塗膜である。亀裂進展検出用導電層３ａは、図２、図４及び図６に示すように、鋼構造物１に発生が予測される亀裂Ｃ₁の起点側に長辺側が位置するように、環境遮断層３ｊの表面に帯状に形成されている。亀裂進展検出用導電層３ａは、鋼構造物１に許容される亀裂長さに応じた幅に形成されており、鋼構造物１に許容される亀裂長さが長いときには幅が広く形成され、鋼構造物１に許容される亀裂長さが短いときには幅が狭く形成される。亀裂進展検出用導電層３ａは、図３〜図５及び図８に示すように、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅによって複数の監視領域Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃に区画されている。亀裂進展検出用導電層３ａは、この亀裂進展検出用導電層３ａの長さ方向の隣接する一対の亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｃによって監視領域Ａ₁が形成され、一対の亀裂進展検出用電極層３ｃ，３ｄによって監視領域Ａ₂が形成され、一対の亀裂進展検出用電極層３ｄ，３ｅによって監視領域Ａ₃が形成されている。亀裂進展検出用導電層３ａは、長期間にわたり耐久性が期待できる塗装系材料によって構成されており鋼構造物１の表面に形成されている。亀裂進展検出用導電層３ａは、例えば、導電顔料と有機樹脂とを含む導電性塗料を塗布して形成されており、導電顔料としてはカーボンブラック、グラファイト、ニッケル、銅、銀などが好ましく、有機樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキルシリケート樹脂などが好ましい。亀裂進展検出用導電層３ａは、主剤にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、硬化剤にポリアミドアミンを用いたエポキシ樹脂をベースとして、導電性の顔料としてカーボンブラックを質量比で樹脂:顔料＝1:2となるように配合することが好ましい。

【0033】

亀裂進展検出用導電層３ａの塗膜厚さは、10μm以下では現場施工によって連続した塗膜が得られないおそれがあり、100μm以上では塗装したときに垂れなどの塗膜欠陥が多く発生し、この塗膜欠陥を防止するために粘度を高くすると施工性が犠牲になるおそれがある。このため、亀裂進展検出用導電層３ａの塗膜厚さは、10〜100μmが好ましく、特に30〜60μmが好ましい。亀裂進展検出用導電層３ａの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10％を下回ると鋼構造物１の温度差による伸縮などの他の要因によって割れるおそれがあり、30％を超えると鋼構造物１の亀裂発生時やボルトの緩み時に亀裂進展検出用導電層３ａが同時に破壊しないおそれがある。このため、亀裂進展検出用導電層３ａの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10〜30％であることが好ましい。亀裂進展検出用導電層３ａは、体積抵抗率が1〜10Ω・cmとなり、塗布後の電極間の抵抗が200〜10000Ω、好ましくは200〜2000Ωとなるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成されている。亀裂進展検出用導電層３ａの塗膜幅は、15〜20mmが望ましく、亀裂進展検出用導電層３ａの長さは100〜1000mm程度が望ましい。亀裂進展検出用導電層３ａの塗料粘度は、現場で刷毛、ローラ又はスプレーなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。

【0034】

図２〜図６及び図８に示す亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、亀裂進展検出用導電層３ａに電流を流す塗膜である。亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、図３〜図５及び図８に示すように、亀裂進展検出用導電層３ａの長さ方向に、この亀裂進展検出用導電層３ａの表面に等間隔で複数箇所（例えば４箇所）に配置されている。亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、亀裂進展検出用導電層３ａの短辺と平行になるように、この亀裂進展検出用導電層３ａの幅と同じ長さで線状に塗布されている。亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、亀裂進展検出用導電層３ａを複数の監視領域Ａ₁〜Ａ₃に区画している。亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、亀裂進展検出用導電層３ａと同一の導電性塗料を塗布して形成されており、塗膜厚さ、塗膜の物性及び塗料粘度も亀裂進展検出用導電層３ａと同一である。亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅは、体積抵抗率が１〜10Ω・cmとなるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成することが好ましい。

【0035】

図２〜図６に示す亀裂発生検出用導電層３ｆは、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁を検出する部分である。亀裂発生検出用導電層３ｆは、亀裂進展検出用導電層３ａと同様に、亀裂Ｃ₁の発生に応じて電気抵抗が変化する塗膜である。亀裂発生検出用導電層３ｆは、図２及び図４に示すように、鋼構造物１に発生が予測される亀裂Ｃ₁の起点側に長辺側が位置するように、環境遮断層３ｊの表面に帯状に形成されている。亀裂発生検出用導電層３ｆは、図２〜図５に示すように、亀裂発生時の極僅かな亀裂長さを検知可能なように、亀裂進展検出用導電層３ａよりも幅が狭く線状に形成されている。亀裂発生検出用導電層３ｆは、図２〜図６に示すように、亀裂進展検出用導電層３ａと所定の間隔をあけて、この亀裂進展検出用導電層３ａと略平行に塗布されてこの亀裂進展検出用導電層３ａと並べて配置されている。亀裂発生検出用導電層３ｆは、亀裂進展検出用導電層３ａと同一の導電性塗料を塗布して形成されており、塗膜厚さ、塗膜の物性及び塗料粘度も亀裂進展検出用導電層３ａと同一である。亀裂発生検出用導電層３ｆは、例えば、導電顔料と有機樹脂とを含む導電性塗料を塗布して形成されており、導電顔料としてはカーボンブラック、グラファイト、ニッケル、銅、銀などが好ましく、有機樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキルシリケート樹脂などが好ましい。亀裂発生検出用導電層３ｆは、主剤にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、硬化剤にポリアミドアミンを用いたエポキシ樹脂をベースとして、導電性の顔料としてカーボンブラックを質量比で樹脂:顔料＝1:2となるように配合することが好ましい。

【0036】

亀裂発生検出用導電層３ｆの塗膜厚さは、10μm以下では現場施工によって連続した塗膜が得られないおそれがあり、100μm以上では塗装したときに垂れなどの塗膜欠陥が多く発生し、この塗膜欠陥を防止するために粘度を高くすると施工性が犠牲になるおそれがある。このため、亀裂発生検出用導電層３ｆの塗膜厚さは、10〜100μmが好ましく、特に30〜60μmが望ましい。亀裂発生検出用導電層３ｆの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10％以下では鋼構造物１の温度差による伸縮などの他の要因によって割れるおそれがあり、30％以上では鋼構造物１の亀裂発生時に亀裂発生検出用導電層３ｆが同時に破壊しないおそれがある。このため、亀裂発生検出用導電層３ｆの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10〜30％であることが好ましい。亀裂発生検出用導電層３ｆは、亀裂進展検出用導電層３ａと略同じ体積抵抗率となるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成されている。亀裂発生検出用導電層３ｆの塗膜幅は、2〜5mmが望ましく、亀裂発生検出用導電層３ｆの長さは100〜1000mm程度が望ましい。亀裂発生検出用導電層３ｆの塗料粘度は、現場で刷毛、ローラ又はスプレーなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。亀裂発生検出用導電層３ｆは、亀裂進展検出用導電層３ａとの間の間隔が2mmを下回ると亀裂発生検出用導電層３ｆと亀裂進展検出用導電層３ａとが接触するおそれがあり、亀裂進展検出用導電層３ａとの間の間隔が10mmを超えると亀裂Ｃ₁が発生してからこの亀裂Ｃ₁が進展までこの亀裂Ｃ₁の検出が不可能になる。このため、亀裂発生検出用導電層３ｆは、亀裂進展検出用導電層３ａとの間の間隔が2〜10mmになるように形成することが好ましい。

【0037】

図２〜図６に示す亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈは、亀裂発生検出用導電層３ｆに電流を流す塗膜である。亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈは、図３〜図５に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆの長さ方向の両端部に配置されており、亀裂発生検出用導電層３ｆの短辺と平行になるように、亀裂発生検出用導電層３ｆの幅と同じ長さで線状に塗布されている。亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈは、亀裂進展検出用導電層３ａと同一の導電性塗料を塗布して形成されており、塗膜厚さ、塗膜の物性及び塗料粘度も亀裂進展検出用導電層３ａと同一である。亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈは、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅと体積抵抗率が同一になるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成することが好ましい。

【0038】

図２、図４及び図６に示す防錆絶縁層３ｉは、亀裂進展検出用導電層３ａ、亀裂発生検出用導電層３ｆ及び配線用導電層３ｎ，３ｐと鋼構造物１とを電気的に絶縁するとともに、鋼構造物１の腐食を防止する塗膜である。防錆絶縁層３ｉは、鋼構造物１の表面（鋼素地）に亀裂Ｃ₁の検知範囲を含むように広く塗布され形成されている。防錆絶縁層３ｉは、例えば、図１に示すように、測定が困難な箇所（検出箇所Ｐ₁）である下フランジ１ｂから腹板１ｄに沿って、測定が容易な箇所（測定箇所Ｐ₂）である上フランジ１ｃまで帯状に形成されている。防錆絶縁層３ｉは、例えば、防錆顔料入りエポキシ樹脂又は有機ジンクリッチペイントなどのような鋼構造物用防食塗装系に適用されている下塗り塗料であり、圧膜型変性エポキシ樹脂系塗料によって形成することが好ましい。防錆絶縁層３ｉの塗膜厚さは、30〜100μmが好ましく、防錆絶縁層３ｉの塗料粘度は現場で刷毛又はローラなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。

【0039】

図２、図４及び図６に示す環境遮断層３ｊは、亀裂進展検出用導電層３ａ、亀裂発生検出用導電層３ｆ及び配線用導電層３ｎ，３ｐと鋼構造物１とを電気的に絶縁するとともに、鋼構造物１の防食性を向上させる塗膜である。環境遮断層３ｊは、防錆絶縁層３ｉを被覆するように、この防錆絶縁層３ｉの表面に塗布され形成されている。環境遮断層３ｊは、例えば、防錆顔料入りエポキシ樹脂系塗料などのような鋼構造物用防食塗装系に適用される中塗り塗料であり、圧膜型変性エポキシ樹脂系塗料によって形成することが好ましい。環境遮断層３ｊの塗膜厚さは、60〜120μmが好ましく、環境遮断層３ｊの塗料粘度は現場で刷毛又はローラなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。

【0040】

図２、図４及び図６に示す環境遮断層３ｋは、亀裂進展検出用導電層３ａ、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅ、亀裂発生検出用導電層３ｆ、亀裂発生検出用電極層３ｇ、３ｈ及び配線用導電層３ｎ，３ｐを保護するとともに、鋼構造物１の防食性を向上させる塗膜である。環境遮断層３ｋは、亀裂進展検出用導電層３ａ、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅ、亀裂発生検出用導電層３ｆ及び亀裂発生検出用電極層３ｇ、３ｈを被覆するように、これらの表面に塗布されている。環境遮断層３ｋは、例えば、環境遮断性に優れた防錆顔料入りのエポキシ樹脂系塗料などのような鋼構造物用防食塗装系に適用される中塗り塗料であり、水系エポキシ樹脂塗料によって形成することが好ましい。環境遮断層３ｋの塗膜厚さは、60〜120μmが好ましく、環境遮断層３ｋの塗料粘度は現場で刷毛又はローラなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。

【0041】

図２、図４及び図６に示す耐候層３ｍは、環境遮断層３ｋを自然因子の作用から保護する塗膜である。耐候層３ｍは、環境遮断層３ｋを被覆するようにこの表面に耐候性塗料を塗布して形成されている。耐候層３ｍは、例えば、耐紫外線性及び耐薬品性に優れたポリウレタン樹脂又はふっ素樹脂などのような鋼構造物用防食塗装系に適用される上塗り塗料であり、水系上塗塗料によって形成することが好ましい。

【0042】

図１、図３〜図５、図７及び図８に示す配線用導電層３ｎ，３ｐは、亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆに電流を流す塗膜である。配線用導電層３ｎは、一方の端部が図３〜図５及び図７に示す亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅにそれぞれ取り付けられ接続されており、他方の端部が図７に示す板状導体４に接続されている。また、配線用導電層３ｎは、一方の端部が図３〜図５に示す亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈに取り付けられ接続されており、他方の端部が図７に示す板状導体４に接続されている。配線用導電層３ｎは、図２、図４及び図６に示す防錆絶縁層３ｉの表面に塗布された環境遮断層３ｊの表面に形成されており、環境遮断層３ｋ及び耐候層３ｍによって被覆されている。配線用導電層３ｎは、例えば、図１に示すように、検出箇所Ｐ₁から腹板１ｄに沿って測定箇所Ｐ₂まで帯状に形成されている。図３〜図５及び図８に示すように、配線用導電層３ｎは亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅと一体に電気的に接続するとともに、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈと一体に電気的に接続するように、環境遮断層３ｊの表面に線状に塗布され形成されている。図７に示すように、配線用導電層３ｐは配線用導電層３ｎと一体に電気的に接続するように、環境遮断層３ｊ、配線用導電層３ｎ、接着剤層３ｑ及び板状導体４の表面に重ねて線状に塗布され形成されている。配線用導電層３ｎ，３ｐは、亀裂発生検出用導電層３ｆと同一の導電性塗料を塗布して形成されている。配線用導電層３ｎ，３ｐは、例えば、導電顔料と有機樹脂とを含む導電性塗料を塗布して形成されており、導電顔料としては銀又は銀被覆銅フレークなどが好ましく、有機樹脂としてはポリウレタン樹脂などが好ましい。

【0043】

図７に示す接着剤層３ｑは、板状導体４と環境遮断層３ｊとを接着する層である。接着剤層３ｑは、板状導体４の裏面と環境遮断層３ｊの表面とが面接合するように、環境遮断層３ｊの表面に塗布され形成されている。接着剤層３ｑは、例えば、有機化合物であるシアノアクリレートを主成分とする瞬間接着剤などである。

【0044】

図７に示す保護層３ｒは、配線用導電層３ｐと板状導体４とが接合する接合部の表面を保護する塗膜である。保護層３ｒは、環境遮断層３ｊ、配線用導電層３ｎ，３ｐ、接着剤層３ｑ、板状導体４及び保護材５を被覆するようにこれらの表面に塗布され形成されている。保護層３ｒは、例えば、シリコンコーキング材のような防水材であり、配線用導電層３ｐと板状導体４との接合部を防水する防水層である。

【0045】

図７に示す板状導体４は、亀裂監視材３の配線用導電層３ｐと面接合した状態でこの配線用導電層３ｐに電気的に接続される可撓性の電線である。板状導体４は、一方の端部が亀裂監視材３の配線用導電層３ｐに取り付けられ接続されており、他方の端部が配線材６に接続されている。板状導体４は、配線材６に接続される側の端部にコネクタ端子が取り付けられている。板状導体４は、配線用導電層３ｎ，３ｐに電流を流す電線であり配線用導電層３ｐの裏面に接着されている。板状導体４は、鋼構造物１の振動に追従して弾性変形可能なように、配線用導電層３ｐ及び配線材６に弛緩状態で接続されている。板状導体４は、例えば、柔軟性に優れ、振動を吸収可能であり、表面積が大きい導体であり、軟銅線、スズめっき軟銅線又はその他の素線を集束して編組し平板状に成型した平編銅線、平編線又は平編素線などの可撓性を有する平編金属線である。

【0046】

図７に示す保護材５は、板状導体４の表面を保護する部材である。保護材５は、板状導体４の表面を被覆するようにこの板状導体４の表面と密着している。保護材５は、例えば、加熱することによって収縮する電子線架橋軟質ポリオレフィン樹脂又は電子線架橋軟質難燃性ポリオレフィン樹脂などからなる収縮チューブのような被覆材である。

【0047】

図７に示す配線材６は、板状導体４に電流を流す電線である。配線材６は、一方の端部が板状導体４に取り付けられ接続されており、他方の端部が通電状態測定部９，１０に接続されている。配線材６は、板状導体４と接続される側の端部にコネクタ端子が取り付けられており、この板状導体４側のコネクタ端子と着脱自在に接続可能である。配線材６は、例えば、鋼構造物１の表面に接着剤などによって貼り付けられている。配線材６は、例えば、複数本又は１本の銅線、銀めっき銅線、銅ニッケル合金線、ニッケルクラッド銅線又はニッケルめっき銅線などを被覆材によって被覆したリード線である。

【0048】

図３に示す給電部７は、亀裂進展検出用導電層３ａに電力を供給する直流電源である。給電部７は、制御部１４からの指令に基づいて、亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｃ間、亀裂進展検出用電極層３ｃ，３ｄ間、及び亀裂進展検出用電極層３ｄ，３ｅ間に直流電力を供給し、これらの間に直流電圧を印加し亀裂進展検出用導電層３ａに直流電流を流す。

【0049】

図３に示す給電部８は、亀裂発生検出用導電層３ｆに電力を供給する交流電源であり、複数の異なる周波数の交流電力をこの亀裂発生検出用導電層３ｆに供給する。給電部８は、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈに低周波側と高周波側との間で周波数を変えながら交流電力を供給する。給電部８は、例えば、所定の電圧で周波数を0.1Hzから100kHzまで変えながら、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈ間に交流電圧を印加し、亀裂発生検出用導電層３ｆに交流電流を流す。給電部８は、制御部１４からの指令に基づいて、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈ間に交流電力を供給する。

【0050】

図３及び図８に示す通電状態測定部９は、亀裂進展検出用導電層３ａの通電状態を測定する抵抗測定器などである。通電状態測定部９は、制御部１４からの指令に基づいて、監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎に通電状態を測定するとともに、隣接する２つの監視領域Ａ₁，Ａ₂；Ａ₂，Ａ₃毎に通電状態を測定する。通電状態測定部９は、給電部７に接続されており、給電部７からの直流電力を亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅに供給する。

【0051】

通電状態測定部９は、図８（Ａ）に示すように、監視領域Ａ₁に亀裂Ｃ₁が発生したときには、亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｃ間（監視領域Ａ₁）の亀裂進展検出用導電層３ａの電気抵抗を測定するとともに、亀裂進展検出用電極層３ｃ，３ｄ間（監視領域Ａ₂）の電気抵抗又は亀裂進展検出用電極層３ｄ，３ｅ間（監視領域Ａ₃）の電気抵抗を測定する。一方、通電状態測定部９は、図８（Ｂ）に示すように、亀裂進展検出用電極層３ｃに亀裂Ｃ₁が発生したときには、亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｄ間（監視領域Ａ₁，Ａ₂）の亀裂進展検出用導電層３ａの電気抵抗を測定するとともに、亀裂進展検出用電極層３ｃ，３ｅ間（監視領域Ａ₂，Ａ₃）の電気抵抗を測定する。通電状態測定部９は、通電状態の測定結果（電気抵抗）を通電状態測定信号（通電状態測定情報）として制御部１４に送信する。

【0052】

図３に示す通電状態測定部１０は、亀裂発生検出用導電層３ｆの通電状態を測定する抵抗測定器などである。通電状態測定部１０は、複数の異なる周波数毎にこの亀裂発生検出用導電層３ｆの交流インピーダンスを測定する。通電状態測定部１０は、亀裂発生検出用導電層３ｆに周波数を変えながら複数の異なる周波数（例えば、10Hz,100Hz,1kHz,10kHz）で給電部８が交流電力を供給したときに、これらの複数の異なる周波数毎に亀裂発生検出用導電層３ｆの交流インピーダンスをそれぞれ測定する。通電状態測定部１０は、制御部１４からの指令に基づいて、亀裂発生検出用導電層３ｆの通電状態を測定する。通電状態測定部１０は、亀裂発生検出用導電層３ｆの亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈ間に交流電流を流し、この亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈ間の交流インピーダンスを測定する。通電状態測定部１０は、給電部８に接続されており、給電部８からの交流電力を亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈに供給する。

【0053】

図９に示す縦軸は、交流インピーダンス(Ω)の対数であり、横軸が周波数(Hz)の対数である。通電状態測定部１０は、図９に示すような交流インピーダンスの測定結果をボード線図（ボーデ線図）として生成する。通電状態測定部１０は、図９（Ａ）に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していないときには、周波数にかかわらず交流インピーダンス値が略一定のボード線図を生成する。一方、通電状態測定部１０は、図９（Ｂ）に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生したときには、低周波数側では交流インピーダンス値が略一定であるが高周波数側では周波数の対数に対して交流インピーダンスの対数が略一定で減少するようなボード線図を生成する。通電状態測定部１０は、通電状態の測定結果（ボード線図）を通電状態測定信号（通電状態測定情報）として制御部１４に送信する。

【0054】

図３に示す評価部１１は、通電状態測定部９の測定結果に基づいて鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁を評価する部分である。評価部１１は、監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ₁の発生した監視領域Ａ₁を特定し亀裂Ｃ₁の規模を評価する。評価部１１は、例えば、亀裂進展検出用導電層３ａを形成したときの通電状態測定部９の測定結果（初期抵抗値）と、亀裂進展検出用導電層３ａを形成してから所定時間経過後（全般検査周期）の通電状態測定部９の測定結果（測定抵抗値）とに基づいて抵抗値変化量を演算し、この抵抗値変化量に基づいて鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁の規模を評価する。評価部１１は、亀裂Ｃ₁の発生した監視領域Ａ₁及びこの亀裂Ｃ₁の規模などに関する評価結果を評価結果信号（評価結果情報）として制御部１４に送信する。

【0055】

図３に示す評価部１２は、通電状態測定部１０の測定結果に基づいて亀裂Ｃ₁の発生状況を評価する部分である。評価部１２は、通電状態測定部１０が生成したボード線図に基づいて、鋼構造物１の初期の亀裂Ｃ₁の発生状況を評価する。評価部１２は、複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が略同一であるときには、亀裂Ｃ₁が発生していないと評価する。評価部１２は、例えば、図９（Ａ）に示すように、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値と、高周波側で測定した交流インピーダンス値とが略同一であるときには、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していないと評価する。一方、評価部１２は、複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が異なるときには、亀裂Ｃ₁が発生していると評価する。評価部１２は、例えば、図９（Ｂ）に示すように、低周波数域で測定したときの交流インピーダンス値に比べて、高周波域で測定した交流インピーダンス値が減少したときには、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していると評価する。評価部１２は、鋼構造物１に発生する初期の亀裂Ｃ₁などに関する評価結果を評価結果信号（評価結果情報）として制御部１４に送信する。

【0056】

図３に示す通信部１３は、評価部１１，１２の評価結果を送信する部分である。通信部１３は、制御部１４が出力する評価情報を図示しない中央監視室内の送受信機に有線又は無線により送信したり、この中央監視室内の送受信機からの評価情報の送信指令を受信したりする送受信機などである。

【0057】

図３及び図８に示す制御部１４は、亀裂監視装置２の種々の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部１４は、給電部７に直流電力の供給を指令したり、給電部８に複数の異なる周波数の交流電力の供給を指令したり、通電状態測定部９，１０に通電状態の測定を指令したり、通電状態測定部１０にボード線図の生成を指令したり、通電状態測定部９，１０の測定結果を評価部１１，１２に送信してこの評価部１１，１２に亀裂Ｃ₁を評価させたり、評価部１１，１２の評価結果を通信部１３から送信させたりする。制御部１４には、図３に示すように、給電部７，８と、通電状態測定部９，１０と、評価部１１，１２と、通信部１３などが接続されている。

【0058】

図１、図３及び図５に示す収容部１５は、亀裂監視装置２の信号処理部を収容する部分である。収容部１５は、図３に示す給電部７，８、通電状態測定部９，１０、評価部１１，１２、通信部１３及び制御部１４などを収容している。収容部１５には、配線材６が引き込まれており図示しない接続端子にこれらが接続されている。収容部１５は、図１及び図３に示すように、給電部７，８及び通電状態測定部９，１０などの信号処理部をユニット化した状態で収容する端子箱などであり、全般検査時に点検可能なように図１に示す鋼構造物１の表面又は点検用足場の付近に取り付けられ固定されている。

【0059】

次に、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置における亀裂監視材の製造方法を説明する。
図１及び図２に示すように、鋼構造物１では構成部材のエッジ部などの限られた範囲を起点として亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃が発生するおそれがある。例えば、図３及び図４に示すように、下フランジ１ｂのエッジ部を起点として亀裂Ｃ₁の発生が予測される場合には、図４に示すように鋼構造物１の塗替え塗装時にこのエッジ部に沿って、鋼構造物１の表面に防錆絶縁塗料を塗布して、図２、図４及び図６に示すように防錆絶縁層３ｉが図１に示す検出箇所Ｐ₁に形成される。また、図１に示すように、検出箇所Ｐ₁から腹板１ｄに沿って測定箇所Ｐ₂まで鋼構造物１の表面に防錆絶縁塗料を塗布して、検出箇所Ｐ₁から測定箇所Ｐ₂まで防錆絶縁層３ｉが形成される。次に、防錆絶縁層３ｉの表面を被覆するように、この防錆絶縁層３ｉの表面に環境遮断性を有する防錆絶縁塗料を塗布して環境遮断層３ｊが形成される。

【0060】

次に、環境遮断層３ｊの表面に導電性塗料を帯状に塗布して、図２〜図６及び図８に示すように亀裂進展検出用導電層３ａが形成される。その後に、亀裂進展検出用導電層３ａの表面に導電性塗料を等間隔に複数本（例えば４本）線状に塗布して亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅが形成され、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅにそれぞれ導電塗料を帯状に塗布して、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅに配線用導電層３ｎが接続される。

【0061】

次に、図１〜図６に示すように、下フランジ１ｂのエッジ部に沿って環境遮断層３ｊの表面に、亀裂進展検出用導電層３ａと平行に間隔をあけてこの環境遮断層３ｊよりも狭い幅で導電性塗料を帯状に塗布して、亀裂進展検出用導電層３ａと並べて亀裂発生検出用導電層３ｆが形成される。その後に、図３〜図６及び図８に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆの表面の両端部に導電性塗料をそれぞれ線状に塗布して、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈが形成される。次に、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈにそれぞれ導電塗料を帯状に塗布して、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈに配線用導電層３ｎが接続される。

【0062】

次に、図２、図４及び図６に示すように、亀裂進展検出用導電層３ａ、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅ、亀裂発生検出用導電層３ｆ、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈ及び配線用導電層３ｎの表面に環境遮断性を有する塗料を帯状に塗布して環境遮断層３ｋが形成される。その後に、環境遮断層３ｋの表面に耐候性塗料を帯状に塗布して耐候層３ｍが形成されて、図１〜図６及び図８に示すように鋼構造物１の表面に亀裂監視材３が形成される。

【0063】

次に、図７に示すように、板状導体４の端部裏面と環境遮断層３ｊの表面とを接着剤層３ｑによって接合し、板状導体４の端部表面と配線用導電層３ｎの端部表面とに跨るように、導電性塗料を帯状に塗布して配線用導電層３ｐが形成される。その後に、接着剤層３ｑによって接着される側とは反対側の板状導体４の端部に配線材６を接続する。次に、収縮チューブによって板状導体４を被覆した状態でこの収縮チューブを加熱すると、板状導体４の表面が保護材５によって被覆され保護される。次に、配線用導電層３ｎ，３ｐ、接着剤層３ｑ、板状導体４及び保護材５の表面にシリコンコーキング材を塗布して保護層３ｒが形成される。最後に、図１、図３及び図４に示すように、鋼構造物１の表面に収容部１５を固定して、板状導体４に接続される側とは反対側の配線材６の端部が収容部１５の接続端子に接続される。

【0064】

次に、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置の板状導体の作用を説明する。
例えば、図１及び図２に示す鋼構造物１上を列車が走行すると鋼構造物１が振動して、図７に示す板状導体４が追従して撓むため、この板状導体４の重量や抵抗力が亀裂監視材３の配線用導電層３ｎに殆ど伝わらない。例えば、亀裂監視材３の配線用導電層３ｎと配線材６とを直接接合すると、鋼構造物１の振動によって配線用導電層３ｎと配線材６との接合部からこの配線材６が外れる可能性がある。この実施形態では、図７に示すように、配線用導電層３ｎと板状導体４とが接合部で面接合しており、この配線用導電層３ｎに板状導体４が弛緩状態で接続されている。このため、鋼構造物１が振動しても板状導体４の重量や張力などが亀裂監視材３の配線用導電層３ｎに伝わらず、配線用導電層３ｎから板状導体４が外れるのを防ぐ。

【0065】

次に、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視方法を説明する。
図１０に示すステップ（以下Ｓという）１００において、亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃の測定開始時期になったか否かが判断される。制御部１４は、例えば、時刻を測定する計時機能を有しており、全般検査時のような予め設定されている所定時期又は所定時刻に達するとＳ１００〜Ｓ２６０の処理を開始する。制御部１４は、Ｓ１３０において鋼構造物１に亀裂Ｃ₁が発生したと評価部１２が評価したときには、亀裂Ｃ₁の発生部位を要観察箇所としこの発生部位の重要度に応じて、全般検査時期よりも短期間である最適な時期に測定開始時期を再設定する。亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃の測定開始時期になったと制御部１４が判断したときにはＳ１１０に進み、亀裂Ｃ₁〜Ｃ₃の測定開始時期になっていないと制御部１４が判断したときには一連の亀裂監視処理を終了する。

【0066】

Ｓ１１０において、電源がONする。図３に示す制御部１４が給電部７に直流電力の供給を指令すると、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅに給電部７が直流電力を供給し、亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅに直流電流が流れる。また、制御部１４が給電部８に交流電力の供給を指令すると、亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈに給電部８が周波数を変えて複数の異なる周波数の交流電力を供給し、亀裂発生検出用導電層３ｆに交流電流が流れる。

【0067】

Ｓ１２０において、亀裂発生検出用導電層３ｆの通電状態が測定される。図３に示す制御部１４が通電状態測定部１０に通電状態の測定開始を指令する。このため、複数の異なる周波数の交流電力を亀裂発生検出用導電層３ｆに給電部８が供給したときに、それぞれの周波数毎の交流インピーダンスを測定する。その結果、亀裂発生検出用導電層３ｆの通電状態の変化を通電状態測定部１０が測定して、図９に示すボード線図を生成しこの測定結果を制御部１４に送信する。

【0068】

Ｓ１３０において、亀裂Ｃ₁の発生が評価される。図３に示す通電状態測定部１０の測定結果を制御部１４が評価部１２に送信すると、評価部１２がボード線図に基づいて亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生したか否かを評価する。図１に示すように、下フランジ１ｂのエッジ部を起点として亀裂Ｃ₁が発生すると、図２〜図６に示すようにこのエッジ部側の亀裂監視材３の縁部が部分的に破断して亀裂監視材３に亀裂Ｃ₁が発生する。亀裂発生時の極僅かな亀裂長さでは亀裂部分の開口幅が変動し、亀裂発生検出用導電層３ｆの電気抵抗が変化する。複数の異なる周波数の交流電力を亀裂発生検出用導電層３ｆに給電部８が供給すると、通電状態測定部１０が作成したボード線図の交流インピーダンスが変化する。図９（Ａ）に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していないときには、周波数にかかわらず交流インピーダンス値が略一定のボード線図を通電状態測定部１０が生成する。このため、例えば、図９（Ａ）に示すように、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値と、高周波側で測定した交流インピーダンス値とが略同一であるときには、鋼構造物１に亀裂Ｃ₁が発生していないと評価部１２が評価する。一方、図９（Ｂ）に示すように、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生したときには、低周波数側では交流インピーダンス値が略一定であるが高周波数側では周波数の対数に対して交流インピーダンスの対数が略一定（−１の勾配）で減少するようなボード線図を通電状態測定部１０が生成する。このため、例えば、図９（Ｂ）に示すように、低周波数域で測定したときの交流インピーダンス値に比べて、高周波域で測定した交流インピーダンス値が減少したときには、鋼構造物１に亀裂Ｃ₁が発生していると評価部１２が評価する。

【0069】

Ｓ１４０において、評価結果が送信される。亀裂Ｃ₁の発生の有無を評価部１２が評価情報として制御部１４に送信するとこの評価情報を制御部１４が通信部１３に送信し、図示しない中央監視室にこの評価情報を通信部１３が送信する。

【0070】

Ｓ１５０において、監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎に通電状態が測定される。制御部１４が通電状態測定部９に通電状態の測定開始を指令すると、図３〜図５及び図８に示す監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎に亀裂進展検出用導電層３ａの通電状態の変化を通電状態測定部９が測定して、測定結果を制御部１４に送信する。

【0071】

Ｓ１６０において、通電状態が変化したか否かが評価される。通電状態測定部９の測定結果を制御部１４が評価部１１に送信すると、監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎に電気抵抗の変化を評価部１１が評価する。通電状態が変化したと評価部１１が評価したときにはＳ１７０に進み、通電状態が変化していないと評価部１１が評価したときにはＳ２３０に進む。

【0072】

Ｓ１７０において、亀裂発生領域が評価される。図８（Ａ）に示すように、亀裂進展検出用導電層３ａの監視領域Ａ₁内に亀裂Ｃ₁が発生してこの亀裂Ｃ₁がさらに成長し進展すると、監視領域Ａ₂，Ａ₃内の電気抵抗の変化量に比べて監視領域Ａ₁内の電気抵抗の変化量が大きくなる。このため、各監視領域Ａ₁〜Ａ₃内の亀裂進展検出用導電層３ａの電気抵抗を通電状態測定部９がそれぞれ測定して、各監視領域Ａ₁〜Ａ₃内の電気抵抗の変化を評価部１１が評価する。その結果、電気抵抗の変化が最も大きい監視領域Ａ₁内に亀裂Ｃ₁が発生したことが評価部１１によって評価されて亀裂Ｃ₁の発生位置が特定される。

【0073】

Ｓ１８０において、亀裂Ｃ₁の発生した監視領域Ａ₁の抵抗値が測定される。通電状態測定部９が監視領域Ａ₁内の抵抗値を測定してこの測定結果を制御部１４に送信し、制御部１４がこの測定結果を評価部１１に送信する。

【0074】

Ｓ１９０において、亀裂長さが評価される。通電状態測定部９が測定した監視領域Ａ₁内の抵抗値の変化量に基づいて、実際の亀裂Ｃ₁の長さを評価部１１が評価する。

【0075】

Ｓ２００において、評価結果が送信される。亀裂Ｃ₁の発生及び長さを評価部１１が評価情報として制御部１４に送信するとこの評価情報を制御部１４が通信部１３に送信し、図示しない中央監視室にこの評価情報を通信部１３が送信する。

【0076】

Ｓ２１０において、許容亀裂長さに亀裂Ｃ₁が到達したか否かが評価される。例えば、図１に示す下フランジ１ｂに亀裂Ｃ₁が発生した場合には、許容亀裂長さ20mmにこの亀裂Ｃ₁が達したときに鋼構造物１が直ちに補強が必要な状態になる。このため、通電状態測定部９の測定結果に基づいて許容亀裂長さに亀裂Ｃ₁が到達したか否かを評価部１１が評価する。許容亀裂長さに亀裂Ｃ₁が到達したときにはＳ２２０に進み、許容亀裂長さに亀裂Ｃ₁が到達していないときにはＳ１８０に戻り亀裂長さの評価を繰り返す。

【0077】

Ｓ２２０において、評価結果が送信される。鋼構造物１に直ちに補強が必要であるという評価結果を評価部１１が評価情報として制御部１４に送信すると、この評価情報を制御部１４が通信部１３に送信して、図示しない中央監視室にこの評価情報を通信部１３が送信し、一連の処理を終了する。

【0078】

Ｓ２３０において、隣接する監視領域Ａ₁，Ａ₂；Ａ₂，Ａ₃毎に亀裂進展検出用導電層３ａの通電状態が測定される。図８（Ｂ）に示すように、亀裂進展検出用電極層３ｃに亀裂Ｃ₁が発生したときには、各監視領域Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃毎に亀裂進展検出用導電層３ａを通電状態測定部９が測定しても抵抗値に変化が見られないおそれがある。このため、制御部１４が通電状態測定部９に通電状態の測定開始を指令すると、隣接する監視領域Ａ₁，Ａ₂及び隣接する監視領域Ａ₂，Ａ₃の通電状態の変化を通電状態測定部９が測定して測定結果を制御部１４に送信する。

【0079】

Ｓ２４０において、通電状態が変化したか否かが評価される。通電状態測定部９の測定結果を制御部１４が評価部１１に送信すると、隣接する監視領域Ａ₁，Ａ₂及び隣接する監視領域Ａ₂，Ａ₃の電気抵抗の変化を評価部１１が評価する。通電状態が変化したと評価部１１が評価したときにはＳ２５０に進み、通電状態が変化していないと評価部１１が評価したときには、鋼構造物１に亀裂Ｃ₁が発生していないと考えられるため一連の亀裂監視処理を終了する。

【0080】

Ｓ２５０において、亀裂発生領域が評価される。図８（Ｂ）に示すように、亀裂進展検出用電極層３ｃ内に亀裂Ｃ₁が発生してこの亀裂Ｃ₁がさらに成長し進展すると、亀裂進展検出用電極層３ｃ，３ｅ間の電気抵抗の増加量に比べて亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｄ間の電気抵抗の増加量が大きくなる。その結果、電気抵抗の変化が最も大きい監視領域Ａ₁，Ａ₂内の亀裂進展検出用電極層３ｃに亀裂Ｃ₁が発生したことが評価部１１によって評価されて亀裂Ｃ₁の発生位置が特定される。

【0081】

Ｓ２６０において、亀裂Ｃ₁の発生した亀裂進展検出用導電層３ａを含む監視領域Ａ₁，Ａ₂の抵抗値が測定される。亀裂進展検出用電極層３ｂ，３ｄ間（監視領域Ａ₁，Ａ₂内）の抵抗値を通電状態測定部９が測定してこの測定結果を制御部１４に送信し、制御部１４がこの測定結果を評価部１１に送信する。Ｓ２６０以降はＳ１９０に進み、亀裂長さの評価などの処理がされる。

【0082】

この発明の第１実施形態に係る亀裂監視装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁を亀裂発生検出用導電層３ｆが検出しており、この鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁の進展方向にこの亀裂発生検出用導電層３ｆと間隔をあけて、この亀裂発生検出用導電層３ｆが検出した亀裂Ｃ₁の進展を亀裂進展検出用導電層３ａが検出する。このため、例えば、鋼構造物１の表面に塗布した下地処理塗料の表面に所定幅のマスキングテープを貼り付けて導電性塗料を塗布し、このマスキングテープを剥離することで、亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆを簡単に形成することができる。その結果、亀裂進展検出用導電層３ａと亀裂発生検出用導電層３ｆとの間隔を所定長さに設定することができ、亀裂進展検出用導電層３ａと亀裂発生検出用導電層３ｆとが電気的に導通することを防ぎ、亀裂進展検出用導電層３ａと亀裂発生検出用導電層３ｆとを確実に電気的に絶縁することができる。

【0083】

(2) この第１実施形態では、亀裂Ｃ₁の発生した位置を亀裂進展検出用導電層３ａが検出する。このため、鋼構造物１の健全性に影響する重大な変状の発生位置を特定することができ、この亀裂Ｃ₁の発生した位置を重点的に監視することができる。

【0084】

(3) この第１実施形態では、亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆが導電性塗料を塗布して形成されている。このため、例えば、鋼構造物１の塗替え塗装工事に合わせて導電性塗料を塗布して亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆを形成することができる。その結果、屋外や現場で容易に施工することができるとともに、検査のためだけに足場を架設する必要がなくなり経費を節減することができる。

【0085】

(4) この第１実施形態では、亀裂Ｃ₁の進展に応じて電気抵抗が変化する亀裂進展検出用導電層３ａに亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅが電流を流し、亀裂Ｃ₁の発生に応じて電気抵抗が変化する亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂発生検出用電極層３ｇ，３ｈが電流を流す。このため、亀裂Ｃ₁の発生や進展などの鋼構造物１の変状を検査通路などの遠隔地から電気抵抗の変化として確認することができる。

【0086】

(5) この第１実施形態では、亀裂進展検出用導電層３ａが亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅによって複数の監視領域Ａ₁〜Ａ₃に区画されており、この亀裂進展検出用導電層３ａの長さ方向の隣接する一対の亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅによって一つの監視領域Ａ₁〜Ａ₃が形成されている。その結果、いずれの監視領域Ａ₁〜Ａ₃内に亀裂Ｃ₁が発生したかを容易に検出することができる。

【0087】

(6) この第１実施形態では、鋼構造物１に発生が予測される亀裂Ｃ₁の起点側に長辺側が位置するように、亀裂発生検出用導電層３ｆが帯状に形成されている。その結果、亀裂発生時の極僅かな亀裂長さであっても電気抵抗の変化が大きくなり、亀裂Ｃ₁の発生を容易に検出することができる。

【0088】

(7) この第１実施形態では、亀裂発生検出用導電層３ｆは亀裂進展検出用導電層３ａよりも幅が狭く形成されている。このため、亀裂Ｃ₁が発生したときの電気抵抗の変化が亀裂進展検出用導電層３ａに比べて亀裂発生検出用導電層３ｆのほうが大きくなり、亀裂発生検出用導電層３ｆによって極僅かな亀裂Ｃ₁の発生も検出することができる。

【0089】

(8) この第１実施形態では、亀裂進展検出用導電層３ａは鋼構造物１に許容される亀裂長さに応じた幅に形成されている。このため、鋼構造物１に許容される亀裂長さに達するまで亀裂Ｃ₁の成長を監視し評価することができる。

【0090】

(9) この第１実施形態では、亀裂監視材３の配線用導電層３ｎと面接合した状態でこの配線用導電層３ｎに可撓性の板状導体４が電気的に接続される。このため、列車通過時に発生する鋼構造物１の振動に追従して板状導体４が撓み、配線用導電層３ｎから板状導体４が外れるのを防ぐことができる。その結果、亀裂Ｃ₁の監視性能を長期間にわたり維持することができるとともに、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ₁を長期間正確に監視することができる。

【0091】

(10) この第１実施形態では、板状導体４が平編金属線である。このため、安価で簡単な構造の平編金属線を利用することで配線用導電層３ｐから平編金属線が外れるのを防ぐことができ、亀裂監視装置２の耐久性を向上させることができる。また、平編金属線の一部が破断しても電気的な通電状態を長期間にわたり維持することができるとともに、配線用導電層３ｐとの接合面積が広くなって配線用導電層３ｐに平編金属線から安定して電力を供給することができる。

【0092】

(11) この第１実施形態では、板状導体４が配線用導電層３ｐの表面に接着されている。このため、板状導体４と配線用導電層３ｐとを接着剤などによって簡単に接合することができ、現場での施工性を向上させることができる。

【0093】

(12) この第１実施形態では、板状導体４と配線用導電層３ｐとが接合する接合部の表面を保護層３ｒが保護する。このため、板状導体４と配線用導電層３ｐとの接合部が腐食するのを防ぐことができ、屋外で亀裂Ｃ₁を長期間にわたり監視することができる。

【0094】

(13) この第１実施形態では、板状導体４の表面を保護材５が保護する。このため、板状導体４の表面が腐食するのを防ぐことができ、屋外で亀裂Ｃ₁を長期間にわたり監視することができる。

【0095】

(14) この第１実施形態では、複数の異なる周波数の交流電力を亀裂発生検出用導電層３ｆに給電部８が供給し、この複数の異なる周波数毎にこの亀裂発生検出用導電層３ｆの交流インピーダンスを通電状態測定部１０が測定し、この通電状態測定部１０の測定結果に基づいて亀裂Ｃ₁の発生状況を評価部１２が評価する。このため、亀裂Ｃ₁の開口幅が変動しても交流インピーダンスを測定することによって亀裂Ｃ₁の発生を初期の段階から正確に検知することができる。

【0096】

(15) この第１実施形態では、複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が異なるときには、亀裂Ｃ₁が発生していると評価部１２が評価する。このため、異なる周波数のときの各交流インピーダンスを測定することによって亀裂Ｃ₁の開口部の存在を簡単に把握することができ、実用的な疲労亀裂を検出することができる。

【0097】

(16) この第１実施形態では、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値に比べて、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値が減少したときには、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していると評価部１２が評価する。このため、亀裂Ｃ₁の発生を初期の段階から迅速に検知することができ、鋼構造物１の変状の早期修繕を図ることによって鋼構造物１の長期延命化を図ることができる。

【0098】

(17) この第１実施形態では、複数の異なる周波数に対応する各交流インピーダンス値が略同一であるときには、亀裂Ｃ₁が発生していないと評価部１２が評価する。このため、異なる周波数のときの各交流インピーダンスの変化を測定することによって亀裂Ｃ₁の有無を正確に把握することができ、亀裂Ｃ₁が発生していないにもかかわらず亀裂Ｃ₁が発生しているものと誤検知してしまうのを防ぐことができる。

【0099】

(18) この第１実施形態では、低周波数側で測定したときの交流インピーダンス値と、高周波数側で測定したときの交流インピーダンス値とが略同一であるときには、亀裂発生検出用導電層３ｆに亀裂Ｃ₁が発生していないと評価部１２が評価する。このため、鋼構造物１が変位して亀裂Ｃ₁の開口幅が狭くなっても交流インピーダンスの変化を測定することによって亀裂Ｃ₁の有無を正確に検知することができ、誤検知の発生を未然に防ぐことができる。

【0100】

(19) この第１実施形態では、亀裂進展検出用導電層３ａが複数の監視領域Ａ₁〜Ａ₃に区画されているときに、この監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎に通電状態を通電状態測定部９が測定し、この監視領域Ａ₁〜Ａ₃毎の通電状態の測定結果に基づいて亀裂Ｃ₁の発生した監視領域Ａ₁を評価部１１が特定する。このため、亀裂Ｃ₁の発生した位置を正確に検出することができる。

【0101】

（第２実施形態）
以下では、図１〜図９及び図１１に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明する。
図１０に示す亀裂監視装置２は、振動検出部１６を備えており、この振動検出部１６は鋼構造物１の振動を検出する部分である。振動検出部１６は、鋼構造物１を列車などの移動体が通過したときに発生する振動を検出して、この振動に応じた振動検出信号（振動検出情報）を制御部１４に送信する。振動検出部１６は、例えば、加速度センサ、速度センサ又は変位センサなどの振動センサである。

【0102】

次に、この発明の第２実施形態に係る亀裂監視方法を説明する。
以下では、図１０に示すステップと対応するステップについては、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図１１に示すＳ１００において、振動を検出したか否かが判断される。鋼構造物１を列車が通過すると、この列車の荷重を受けてこの鋼構造物１が振動しこの鋼構造物１が変位するとともに、亀裂発生検出用導電層３ｆも鋼構造物１と一体となって変位する。振動検出部１６が鋼構造物１の振動を検出すると振動検出信号を制御部１４に送信し、制御部１４が振動検出信号を受信したと判断したときにはＳ１１０に進み、給電部７に直流電力の供給を制御部１４が指令するとともに、給電部８に交流電力の供給を制御部１４が指令する。一方、振動検出部１６が鋼構造物１の振動を検出しないときには、振動検出部１６が振動検出信号を制御部１４に送信しないため、制御部１４が振動検出信号を受信していないと判断し一連の亀裂監視処理を終了する。

【0103】

この発明の第２実施形態に係る亀裂監視装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、鋼構造物１の振動を振動検出部１６が検出したときに、亀裂発生検出用導電層３ｆに複数の異なる周波数の交流電力を給電部８が供給し、この複数の異なる周波数毎に亀裂発生検出用導電層３ｆの交流インピーダンスを通電状態測定部１０が測定する。このため、鋼構造物１の振動によって亀裂発生検出用導電層３ｆの亀裂Ｃ₁の開口幅が変動したときに、この亀裂発生検出用導電層３ｆの交流インピーダンスを測定することによって、鋼構造物１の亀裂Ｃ₁の発生を初期段階からより一層高精度に検出することができる。

【0104】

(他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、監視対象物として鋼構造物１を例に挙げて説明したが、コンクリート構造物などの他の構造物についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、疲労亀裂などによって鋼構造物１に亀裂Ｃ₁が発生する場合を例に挙げて説明したが、リベットやボルトなどの緩みによって塗膜に亀裂が発生する場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、４本の亀裂進展検出用電極層３ｂ〜３ｅによって亀裂進展検出用導電層３ａを３つの監視領域Ａ₁〜Ａ₃に区画する場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではなく、２つ以下又は４つ以上の監視領域に区画することもできる。

【0105】

(2) この実施形態では、ニッケルなどによって亀裂監視材３を形成する場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、酸化物によって表面が覆われたニッケル以外の他の金属顔料であっても、樹脂中で粉砕することで亀裂監視材３を形成できる場合には、このような他の金属顔料によって亀裂監視材３を製造することもできる。また、この実施形態では、亀裂進展検出用導電層３ａに直流電力を給電部７によって供給しているが、亀裂進展検出用導電層３ａに交流電力を給電部７によって供給することもできる。この場合には、給電部７，８を一つの給電部によって構成して亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆに交流電力を供給したり、通電状態測定部９，１０を一つの通電状態測定部によって構成して亀裂進展検出用導電層３ａ及び亀裂発生検出用導電層３ｆの通電状態を測定したりすることもできる。さらに、この実施形態では、板状導体４が平編金属線である場合を例に挙げて説明したが、断面形状が長方形の複数本の平型導体を絶縁材によって板状に被覆したフレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable(FFC)）などを板状導体４として使用することもできる。

【符号の説明】

【0106】

１ 鋼構造物（監視対象物）
２ 亀裂監視装置
３ 亀裂監視材
３ａ 亀裂進展検出用導電層
３ｂ〜３ｅ 亀裂進展検出用電極層
３ｆ 亀裂発生検出用導電層
３ｇ，３ｈ 亀裂発生検出用電極層
３ｉ 防錆絶縁層
３ｊ，３ｋ 環境遮断層
３ｍ 耐候層
３ｎ，３ｐ 配線用導電層
３ｑ 接着剤層
３ｒ 保護層
４ 板状導体
５ 保護材
６ 配線材
７，８ 給電部
９，１０ 通電状態測定部（測定部）
１１，１２ 評価部
１３ 通信部
１４ 制御部
１５ 収容部
１６ 振動検出部
Ａ₁〜Ａ₃ 監視領域
Ｃ₁〜Ｃ₃ 亀裂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】