特許 5942059 非破壊検査方法、及び非破壊検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5942059

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】非破壊検査方法、及び非破壊検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/04 20060101AFI20160616BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/04

【請求項の数】7

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2016-50759(P2016-50759)

(22)【出願日】2016年3月15日

【審査請求日】2016年3月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】594179177

【氏名又は名称】株式会社エッチアンドビーシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】木下 尚宜

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 正行

【審査官】 横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０４３０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５３１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９６２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１０２１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２８８７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０２８５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２９／００−２９／５２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレストレストコンクリート構造物に埋設されたシース管の直上で、前記プレストレストコンクリート構造物の表面を連続打撃して弾性波を入力する打撃探触子と、
前記プレストレストコンクリート構造物の表面で前記弾性波を連続的に受信する受信探触子と、
該受信探触子が受信した前記弾性波を受信波として取得するとともに、該受信波に基づいて前記シース管のグラウト充填状態を解析する解析機器とを備えた非破壊検査装置を用いた非破壊検査方法であって、
前記解析機器に、
前記受信波をウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成する変換工程と、
シースかぶり厚に基づいて予め算出した周波数を判定周波数とし、前記スペクトルの時間的推移データにおける所定閾値以上のスペクトル値が連続する時間を時間長さとして、前記判定周波数における前記時間長さが、前記時間長さに対する閾値である時間閾値以上の場合、前記グラウト充填状態を未充填、または充填不足と判定する判定工程とを備えた
非破壊検査方法。

【請求項2】

前記所定閾値を第１閾値とし、該第１閾値よりも大きい閾値を第２閾値とするとともに、前記時間閾値を第１閾値とし、該第１時間閾値よりも時間的に大きい時間閾値を第２時間閾値として、
前記判定工程において、
前記第１閾値以上の前記スペクトル値が連続する前記時間長さが、前記第１時間閾値以上かつ前記第２時間閾値未満の場合、前記グラウト充填状態を充填不足と判定し、前記第２閾値以上の前記スペクトル値が連続する前記時間長さが、前記第２時間閾値以上の場合、前記グラウト充填状態を未充填と判定する
請求項１に記載の非破壊検査方法。

【請求項3】

前記解析機器に、
単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、前記スペクトルの時間的推移データにおける前記単位時間毎の前記スペクトル値を、前記基準値に対する相対値に置換する置換工程を備えた
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項4】

前記解析機器に、
前記判定周波数に所定係数を乗算した値を遮断周波数とするハイパスフィルタによって前記受信波をフィルタリングするフィルタリング工程を備え、
前記変換工程において、
前記フィルタリング工程でフィルタリングされた前記受信波を、ウェーブレット変換する
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の非破壊検査方法。

【請求項5】

複数の前記打撃探触子を束ねて一体的に構成した面打撃ユニットにおける前記複数の打撃探触子が、前記プレストレストコンクリート構造物の表面を同時打撃する工程と、
複数の前記受信探触子を束ねて一体的に構成した面受信ユニットにおける前記複数の受信探触子が、前記弾性波を同時受信する工程とを備え、
前記解析機器に、
前記面受信ユニットが同時受信した前記弾性波を合成して前記受信波を生成する合成工程を備えた
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の非破壊検査方法。

【請求項6】

プレストレストコンクリート構造物に埋設されたシース管の直上で、前記プレストレストコンクリート構造物の表面を連続打撃して弾性波を入力する打撃探触子と、
前記プレストレストコンクリート構造物の表面で前記弾性波を連続的に受信する受信探触子と、
該受信探触子が受信した前記弾性波を受信波として取得するとともに、該受信波に基づいて前記シース管のグラウト充填状態を解析する解析機器とを備えた非破壊検査装置であって、
前記解析機器に、
前記受信波をウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成する変換手段と、
シースかぶり厚に基づいて予め算出した周波数を判定周波数とし、前記スペクトルの時間的推移データにおける所定閾値以上のスペクトル値が連続する時間を時間長さとして、前記判定周波数における前記時間長さが、前記時間長さに対する閾値である時間閾値以上の場合、前記グラウト充填状態を未充填、または充填不足と判定する判定手段とを備えた
非破壊検査装置。

【請求項7】

複数の前記打撃探触子を束ねて一体的に構成されるとともに、前記複数の打撃探触子が前記プレストレストコンクリート構造物の表面を同時打撃する面打撃ユニットと、
複数の前記受信探触子を束ねて一体的に構成されるとともに、前記複数の受信探触子が前記弾性波を同時受信する面受信ユニットとを備え、
前記解析機器に、
前記面受信ユニットが同時受信した前記弾性波を合成して前記受信波を生成する合成手段を備えた
請求項６に記載の非破壊検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、プレストレストコンクリート構造物に埋設されたシース管のグラウト充填状態を非破壊検査するような非破壊検査方法、及び非破壊検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

道路や鉄道における橋梁などの主桁、横桁、あるいは床板などには、ポストテンション法で製造されたプレストレストコンクリート構造物が用いられている。
このプレストレストコンクリート構造物は、打設したコンクリートの硬化後、予めコンクリート内に配設されたシース管内のＰＣ鋼材を緊張させて、コンクリートに定着させることで、コンクリートに残留圧縮応力を発生させている。

【0003】

このため、プレストレストコンクリート構造物は、鉄筋コンクリート構造物に比べて、引張荷重に対する耐久性に優れるとともに、軽量であるとされている。
ところで、このようなプレストレストコンクリート構造物では、緊張させたＰＣ鋼材の防錆のために、モルタルなどのグラウトをシース管の内部に充填しているが、グラウト充填状態の確認が容易ではないという問題があった。

【0004】

特に、グラウト充填状態が未充填、または充填不足の場合、シース管内に侵入した雨水などによってＰＣ鋼材が腐食、破断して、所望される耐久性を確保できず、大きな不具合となるおそれがあった。
そこで、プレストレストコンクリート構造物に埋設されたシース管のグラウト充填状態を非破壊検査する様々な技術が提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１には、シース管の直上におけるコンクリート表面に対して打撃を入力するインパクタ（打撃探触子）と、プレストレストコンクリート構造物の内部で反射した振動である反射波を受信する受信子（受信探触子）とを備え、受信した反射波をフーリエ変換したスペクトルに基づいてグラウト充填状態を判定する技術が開示されている。

【0006】

ところで、プレストレストコンクリート構造物を打撃探触子で連続打撃した際、打撃探触子による振動は、プレストレストコンクリート構造物の内部へ向けて伝播するだけでなく、例えば、プレストレストコンクリート構造物の表層にも伝播している。

【0007】

つまり、受信探触子は、例えば、シース管で反射した振動と、プレストレストコンクリート構造物の表層を伝播する振動とが重畳した振動を受信波として受信していることになる。このため、受信探触子が受信した受信波には、プレストレストコンクリート構造物の表層を伝播する振動などが、グラウト充填状態の探査を阻害する妨害波として含まれていることになる。

【0008】

さらに、このような妨害波は、打撃開始直後に発生して、その減衰時間が短いという傾向がある。一方、グラウト充填状態に起因する振動は、プレストレストコンクリート構造物の表面とシース管との間で重複反射した共振波であるため、打撃開始時刻よりも遅れて発生し、その減衰時間が長いという傾向がある。

【0009】

これに対して、周波数情報とスペクトル値情報とを有するフーリエ変換後のスペクトルデータを用いてグラウト充填状態の判定する特許文献１の判定方法では、時間情報が乏しいため、妨害波成分を十分識別できず、グラウト充填状態が適切に判定できないおそれがある。

【0010】

そこで、例えば、特許文献２では、打撃音をマイクロフォンで集音した音波をウェーブレット変換することで、周波数情報と、スペクトル値情報と、時間情報とを有するスペクトルの時間的推移データを取得している。そして、特許文献２では、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データをスカログラムで表示させ、判定者の目視による目視判定でコンクリート構造物内部の空隙を判定している。

【0011】

ところが、スカログラムを用いた目視判定では、判定結果が判定者の技量や判断に左右されるため、誤判定頻度が高くなり易く、判定結果が安定しないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０１１−１８５８９２号公報

【特許文献2】特開平５−２８８７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上述の問題に鑑み、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得られる非破壊検査方法、及び非破壊検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

この発明は、プレストレストコンクリート構造物に埋設されたシース管の直上で、前記プレストレストコンクリート構造物の表面を連続打撃して弾性波を入力する打撃探触子と、前記プレストレストコンクリート構造物の表面で前記弾性波を連続的に受信する受信探触子と、該受信探触子が受信した前記弾性波を受信波として取得するとともに、該受信波に基づいて前記シース管のグラウト充填状態を解析する解析機器とを備えた非破壊検査装置、及びこれを用いた非破壊検査方法であって、前記解析機器に、前記受信波をウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成する変換工程と、シースかぶり厚に基づいて予め算出した周波数を判定周波数とし、前記スペクトルの時間的推移データにおける所定閾値以上のスペクトル値が連続する時間を時間長さとして、前記判定周波数における前記時間長さが、前記時間長さに対する閾値である時間閾値以上の場合、前記グラウト充填状態を未充填、または充填不足と判定する判定工程とを備えたことを特徴とする。

【0015】

上記打撃探触子は、１つの打撃探触子、あるいは複数の打撃探触子を束ねて構成した面打撃ユニットにおける打撃探触子とすることができる。
上記受信探触子が受信した弾性波とは、プレストレストコンクリート構造物の表面とシース管との間やプレストレストコンクリート構造物の端面間で弾性波が重複反射した共振波、プレストレストコンクリート構造物の端面で弾性波が反射した反射波、並びにプレストレストコンクリート構造物の表層に沿って伝播する弾性波のことをいう。

【0016】

上記受信探触子は、１つの受信探触子、あるいは複数の受信探触子を束ねて構成した面受信ユニットにおける受信探触子とすることができる。
上記解析機器は、打撃探触子、及び受信探触子が接続された単独の解析機器、あるいは、打撃探触子、及び受信探触子が接続され、打撃探触子、及び受信探触子を制御する機器と、グラウト充填状態を解析判定する機器とで構成された解析機器などとすることができる。

【0017】

上記ウェーブレット変換は、例えば、マザーウェーブレットとしてGABORウェーブレットを用いた変換などとすることができる。
上記所定閾値、及び時間閾値は、シース管の外径、シースかぶり厚、及びコンクリート縦波音速に基づいて設定された閾値とすることができる。
上記スペクトル値は、絶対値で示される値、あるいは最大スペクトル値を基準値として、スペクトルの時間的推移データのスペクトル値を基準値に対する相対値に置換した値とすることができる。

【0018】

この発明により、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得ることができる。
具体的には、受信波をウェーブレット変換して生成したスペクトルの時間的推移データにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、例えば、減衰時間の違いによって、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを識別することができる。

【0019】

つまり、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、周波数情報、及び時間情報に基づいて妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを識別することができる。このため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、妨害波に起因するスペクトルによる誤判定頻度を低減することができる。

【0020】

さらに、グラウトが未充填または充填不足のシース管とプレストレストコンクリート構造物の表面との間で重複反射した共振波は、グラウトが完全充填されたシース管とプレストレストコンクリート構造物の表面との間で重複反射した共振波に比べて、スペクトル値が大きく、かつ減衰時間が長い傾向がある。

【0021】

そこで、判定周波数において、スペクトルの時間的推移データにおける所定閾値以上のスペクトル値が連続する時間長さに基づいてグラウト充填状態を判定することにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、完全充填であるか否かを数値判定することができる。

【0022】

これにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、スカログラムを用いた目視判定に比べて、充填不足、または完全充填の判定を、容易に、かつ安定して判定することができる。
特に、スカログラムを用いた目視判定の場合では、完全充填と充填不足との境界が判定者の技量や判断に左右されるのに対して、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、数値判定によって完全充填と充填不足とを安定して判定することができる。

【0023】

このため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、妨害波に起因するスペクトルによる誤判定頻度だけでなく、判定手段に起因する誤判定頻度をも低減することができる。
従って、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得ることができる。

【0024】

この発明の態様として、前記所定閾値を第１閾値とし、該第１閾値よりも大きい閾値を第２閾値とするとともに、前記時間閾値を第１閾値とし、該第１時間閾値よりも時間的に大きい時間閾値を第２時間閾値として、前記判定工程において、前記第１閾値以上の前記スペクトル値が連続する前記時間長さが、前記第１時間閾値以上かつ前記第２時間閾値未満の場合、前記グラウト充填状態を充填不足と判定し、前記第２閾値以上の前記スペクトル値が連続する前記時間長さが、前記第２時間閾値以上の場合、前記グラウト充填状態を未充填と判定することができる。

【0025】

上記第１閾値、及び第２閾値は、シース管の外径、シースかぶり厚、及びコンクリート縦波音速に基づいて設定された閾値とすることができる。さらに、第１閾値、及び第２閾値は、単位時間毎の最大スペクトル値を基準値として、スペクトルの時間的推移データにおける単位時間毎のスペクトル値を基準値に対する相対値に置換した場合の基準値とすることができる。
上記第１時間閾値、及び第２時間閾値は、シース管の外径、シースかぶり厚、及びコンクリート縦波音速に基づいて設定された閾値とすることができる。

【0026】

この発明により、非破壊検査方法は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より詳細で安定した判定結果を得ることができる。
具体的には、判定周波数におけるスペクトル値は、グラウト充填状態が未充填ほど大きくなり易い。

【0027】

そこで、判定周波数におけるスペクトル値をさらに数値判定することで、非破壊検査方法は、グラウト充填状態をより詳細に判定することができる。つまり、非破壊検査方法は、未充填または充填不足かをスペクトル値情報に基づいてより詳細に判定することができる。

【0028】

さらに、非破壊検査方法は、判定者の技量や判断に左右されるスカログラムを用いた目視判定に比べて、未充填または充填不足かをより安定して判定することができる。このため、非破壊検査方法は、判定手段による誤判定頻度をより抑制することができる。

【0029】

従って、非破壊検査方法は、判定周波数におけるスペクトル値をさらに数値判定することで、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より詳細で安定した判定結果を得ることができる。

【0030】

またこの発明の態様として、前記解析機器に、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、前記スペクトルの時間的推移データにおける前記単位時間毎の前記スペクトル値を、前記基準値に対する相対値に置換する置換工程を備えることができる。

【0031】

この発明により、非破壊検査方法は、プレストレストコンクリート構造物におけるグラウト充填状態の誤判定頻度をより確実に低減することができる。
具体的には、受信波のうち、プレストレストコンクリート構造物の表層を伝播する振動のような妨害波に起因する成分波は、打撃開始直後に発生し易く、かつ共振波でないため、短時間で減衰し易い傾向がある。

【0032】

これに対して、受信波のうち、グラウト充填状態に起因する成分波は、共振波であるため、打撃開始時刻よりも遅れて発生するとともに、妨害波に起因する成分波の減衰時間に比べて減衰時間が長い。

【0033】

このため、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データにおいて、妨害波に起因するスペクトルの最大スペクトル値と、グラウト充填状態に起因するスペクトルの最大スペクトル値とが、同一時間帯に出現し難い。

【0034】

そこで、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換したことで、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを、時間帯によって明確に異ならせることができる。

【0035】

さらに、例えば、妨害波に起因するスペクトルのスペクトル値が全時間帯における最大値となるスペクトルの時間的推移データにおいて、全時間帯におけるスペクトル値の最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換した場合、グラウト充填状態に起因するスペクトルの相対値が、妨害波に起因するスペクトルのスペクトル値に左右され易くなる。

【0036】

これに対して、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値としたことで、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトルに左右されることなく、グラウト充填状態に起因するスペクトルを相対値に置換することができる。

【0037】

このため、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトル、及びグラウト充填状態に起因するスペクトルの双方を、それぞれ異なる時間帯で、かつ大きな相対値で表示可能なスペクトルの時間的推移データを得ることができる。

【0038】

これにより、非破壊検査方法は、全時間帯におけるスペクトル値の最大値を基準値とした場合に比べて、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを確実に識別することができる。このため、非破壊検査方法は、多くの妨害波成分が重畳した受信波を取得した場合であっても、グラウト充填状態の判定精度が低下することを抑制できる。

【0039】

従って、非破壊検査方法は、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換したことで、プレストレストコンクリート構造物におけるグラウト充填状態の誤判定頻度をより確実に低減することができる。

【0040】

またこの発明の態様として、前記解析機器に、前記判定周波数に所定係数を乗算した値を遮断周波数とするハイパスフィルタによって前記受信波をフィルタリングするフィルタリング工程を備え、前記変換工程において、前記フィルタリング工程でフィルタリングされた前記受信波を、ウェーブレット変換することができる。

【0041】

上記所定係数は、シース管の外径、シースかぶり厚、及びコンクリート縦波音速に基づいて設定された定数であって、グラウト充填状態の誤判定頻度を抑制できる値とすることができる。

【0042】

この発明により、非破壊検査方法は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より安定した判定結果を得ることができる。
具体的には、妨害波としては、上述したプレストレストコンクリート構造物の表層を伝播する振動に起因するものの他に、プレストレストコンクリート構造物の表層を伝播する振動が、プレストレストコンクリート構造物の端部で反射した振動に起因するものなどがある。

【0043】

このような妨害波は、非共振波であるため、判定周波数よりも低い低周波成分が支配的であることが多い。このため、非破壊検査方法は、ハイパスフィルタによって受信波をフィルタリングすることで、遮断周波数よりも低い低周波数帯の妨害波成分を、全時間帯において低減または除去することができる。

【0044】

これにより、非破壊検査方法は、妨害波成分によって隠蔽されたシース管に起因するスペクトル、及び版厚に起因するスペクトルを識別することができる。このため、非破壊検査方法は、プレストレストコンクリート構造物の内部状態に応じたスペクトルの時間的推移データをより確実に得ることができる。

【0045】

従って、非破壊検査方法は、受信波をハイパスフィルタでフィルタリングしたことにより、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より安定した判定結果を得ることができる。

【0046】

またこの発明の態様として、複数の前記打撃探触子を束ねて一体的に構成した面打撃ユニットにおける前記複数の打撃探触子が、前記プレストレストコンクリート構造物の表面を同時打撃する工程と、複数の前記受信探触子を束ねて一体的に構成した面受信ユニットにおける前記複数の受信探触子が、前記弾性波を同時受信する工程とを備え、前記解析機器に、前記面受信ユニットが同時受信した前記弾性波を合成して前記受信波を生成する合成工程を備えることができる。

【0047】

この発明により、非破壊検査方法は、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができるとともに、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、さらに安定した判定結果を得ることができる。

【0048】

具体的には、既存のプレストレストコンクリート構造物において、施工図面どおりにシース管が配置されていないことが往々にしてあるため、グラウト充填状態を探査する際、電磁波レーダを用いた探査でシース管の位置を特定する必要があった。

【0049】

しかしながら、電磁波レーダを用いたシース管の探査では、最大で３ｃｍ程度の誤差が生じることがあるため、グラウト充填状態を探査する際、打撃探触子及び受信探触子が、シース管の直上に位置しないことがあった。このような場合、シース管で生じた共振波を、シース管の直上で捉えることが困難となる。

【0050】

このため、打撃探触子による一点打撃、及び受信探触子よる一点受信では、打撃探触子、及び受信探触子の位置を細かく変えながら複数回探査する必要があり、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができないという問題があった。

【0051】

これに対して、複数の打撃探触子で構成した面打撃ユニット、及び複数の受信探触子で構成した面受信ユニットにより、非破壊検査方法は、多点同時打撃、及び多点同時受信を実現することができる。このため、非破壊検査方法は、１つの打撃探触子による一点打撃に比べて、広範囲に弾性波を効率よく入力することができる。

【0052】

これにより、電磁波レーダによるシース管の位置探査に誤差が生じた場合であっても、非破壊検査方法は、弾性波をシース管に容易に到達させることができる。さらに、面受信ユニットによってプレストレストコンクリート構造物の内部を伝播する弾性波を同時受信できるため、非破壊検査方法は、プレストレストコンクリート構造物の表面とシース管との間で重複反射した共振波をより確実に、かつ効率よく受信することができる。

【0053】

そして、同時受信した弾性波を合成して受信波を生成することで、非破壊検査方法は、電磁波レーダによるシース管の位置探査に誤差が生じた場合であっても、１回の打撃に対する受信波の精度を向上することができる。

【0054】

これにより、非破壊検査方法は、スペクトルの時間的推移データの精度を向上でき、電磁波レーダによるシース管の位置探査で生じた誤差に起因する誤判定頻度を抑制することができる。
従って、非破壊検査方法は、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができるとともに、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、さらに安定した判定結果を得ることができる。

【発明の効果】

【0055】

本発明により、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得られる非破壊検査方法、及び非破壊検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0056】

【図1】非破壊検査装置の構成を示す構成図。

【図2】グラウト充填状態を説明する説明図。

【図3】非破壊検査装置の内部構成を示すブロック図。

【図4】面打撃ユニット、及び面受信ユニットを説明する説明図。

【図5】入射波を説明する説明図。

【図6】入射波を説明する説明図。

【図7】プレストレストコンクリート構造物の詳細を説明する説明図。

【図8】解析機器の制御部における動作を示すフローチャート。

【図9】シース共振波の合成波を説明する説明図。

【図10】シース共振波の合成波を説明する説明図。

【図11】ハイパスフィルタを説明する説明図。

【図12】共振波のフィルタリング処理を説明する説明図。

【図13】非共振波のフィルタリング処理を説明する説明図。

【図14】判定処理における動作を示すフローチャート。

【図15】グラウト充填状態が完全充填のスペクトルの時間的推移データを説明する説明図。

【図16】グラウト充填状態が未充填のスペクトルの時間的推移データを説明する説明図。

【発明を実施するための形態】

【0057】

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
本実施形態における非破壊検査装置１０は、道路や鉄道における橋梁などの主桁、横桁、あるいは床板を構成するコンクリート構造物、ポストテンション法で製造されたプレストレストコンクリート構造物の内部を非破壊検査する装置である。このような非破壊検査装置１０について、図１から図６を用いて詳しく説明する。

【0058】

なお、図１は非破壊検査装置１０の構成図を示し、図２はグラウト充填状態を説明する説明図を示し、図３は非破壊検査装置１０のブロック図を示し、図４は面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２を説明する説明図を示し、図５及び図６は入射波Ｒを説明する説明図を示している。

【0059】

さらに、図２（ａ）はグラウト充填状態が完全充填の状態におけるシース管２の断面図を示し、図２（ｂ）はグラウト充填状態が充填不足の状態におけるシース管２の断面図を示し、図２（ｃ）はグラウト充填状態が未充填の状態におけるシース管２の断面図を示している。

【0060】

加えて、図４（ａ）は面打撃ユニット１１の底面図を示し、図４（ｂ）は面受信ユニット１２の底面図を示し、図４（ｃ）は弾性波Ｅ、及び入射波Ｒを説明する説明図を示している。なお、図４（ｃ）中において、図示を明確にするため、コンクリート４のハッチングを省略している。

【0061】

また、図５（ａ）はシース共振波Ｒｓを説明する説明図を示し、図５（ｂ）は版厚共振波Ｒｗを説明する説明図を示し、図６（ａ）はコンクリート上面４ａ側の表層に沿って伝搬する弾性波Ｅ、及び端面反射波Ｒｅを説明する説明図を示し、図６（ｂ）は鉄筋共振波Ｒｆを説明する説明図を示している。

【0062】

まず、検査対象物であるプレストレストコンクリート構造物１について説明する。
プレストレストコンクリート構造物１は、図１及び図２（ａ）に示すように、略円筒状のシース管２と、複数の鋼線３ａを撚り合せて形成するとともに、シース管２の内部に配置したＰＣ鋼材３と、シース管２の外周面側に打設したコンクリート４とで構成している。

【0063】

このプレストレストコンクリート構造物１は、型枠内の所定位置にシース管２を配置したのち、型枠内にコンクリート４を打設する前、あるいは型枠内にコンクリート４を打設した後、シース管２内にＰＣ鋼材３を挿入している。そして、所定の養生期間が経過したのち、緊張させたＰＣ鋼材３をコンクリート４に定着させて形成している。

【0064】

さらに、シース管２の内部には、図２（ａ）に示すように、ＰＣ鋼材３の防錆のために、モルタルなどのグラウト５を充填している。このグラウト５が、図２（ａ）に示すように、シース管２の内部に隙間なく充填されたグラウト充填状態を完全充填とする。

【0065】

なお、グラウト充填状態の他の態様として、グラウト５が、図２（ｂ）に示すように、シース管２の内部に十分充填されていないグラウト充填状態を充填不足とする。さらに、グラウト５が、図２（ｃ）に示すように、シース管２の内部に充填されていないグラウト充填状態を未充填とする。

【0066】

そして、本実施形態における非破壊検査装置１０は、上述したグラウト充填状態を非破壊検査する装置である。
この非破壊検査装置１０は、図１及び図３に示すように、プレストレストコンクリート構造物１のコンクリート上面４ａに配設される面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２と、面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２が電気的に接続される解析機器１３とで構成している。

【0067】

面打撃ユニット１１は、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、コンクリート上面４ａに接触する１２本の打撃探触子１１ａと、１２本の打撃探触子１１ａを内部に収容保持するハウジング１１ｂなどで構成している。なお、１２本の打撃探触子１１ａは、ハウジング１１ｂの内部において、所定間隔を隔てて均等配置している。

【0068】

この面打撃ユニット１１は、電気的に接続された解析機器１３からの打撃信号を受付ける機能と、打撃信号に基づいて全ての打撃探触子１１ａが同時にコンクリート上面４ａを打撃して、プレストレストコンクリート構造物１の内部に弾性波Ｅを入力する機能とを有している。

【0069】

面受信ユニット１２は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、コンクリート上面４ａに接触する１２本の受信探触子１２ａと、１２本の受信探触子１２ａを内部に収容保持する略円筒状のハウジング１２ｂなどで構成している。なお、１２本の受信探触子１２ａは、ハウジング１２ｂの内部において、所定間隔を隔てて均等配置している。

【0070】

この面受信ユニット１２は、入射波Ｒを受信探触子１２ａで受信する機能と、受信した入射波Ｒを示す受信信号を解析機器１３に送信する機能とを有している。
ここで、面受信ユニット１２が受信する入射波Ｒについて、面打撃ユニット１１の打撃探触子１１ａのひとつが入力した弾性波Ｅを用いて説明する。なお、その他の打撃探触子１１ａが入力した弾性波Ｅも同様に伝播するものとする。

【0071】

面受信ユニット１２が受信する入射波Ｒには、図５及び図６に示すように、プレストレストコンクリート構造物１の内部で弾性波Ｅが反射したものと、コンクリート上面４ａ側の表層に沿って伝搬する弾性波Ｅ（図６（ａ）参照）とが重畳している。加えて、プレストレストコンクリート構造物１が供用中の橋梁の場合、面受信ユニット１２が受信する入射波Ｒには、車両の通行に伴う振動のような外的要因に起因する成分波も重畳している。

【0072】

なお、プレストレストコンクリート構造物１の内部で弾性波Ｅが反射したものとして、シース管２とコンクリート上面４ａとの間で重複反射した共振波であるシース共振波Ｒｓ（図５（ａ）参照）、コンクリート上面４ａとコンクリート底面４ｂとの間で重複反射した共振波である版厚共振波Ｒｗ（図５（ｂ）参照）とがある。

【0073】

さらに、プレストレストコンクリート構造物１の内部で弾性波Ｅが反射したものとしては、コンクリート上面４ａ側の表層に沿って伝播する弾性波Ｅが、プレストレストコンクリート構造物１の端面で反射した反射波である端面反射波Ｒｅ（図６（ａ）参照）がある。加えて、コンクリート上面４ａとシース管２との間に鉄筋６が埋設されている場合、鉄筋６とコンクリート上面４ａとの間で重複反射した共振波である鉄筋共振波Ｒｆ（図６（ｂ）参照）がある。

【0074】

解析機器１３は、図３に示すように、面打撃ユニット１１が接続される打撃ユニット接続部１３１と、面受信ユニット１２が接続される受信ユニット接続部１３２と、各種情報を記憶する記憶部１３３と、作業者の操作を受付ける操作部１３４と、各種情報を表示する表示部１３５と、これらを制御する制御部１３６とで構成している。

【0075】

打撃ユニット接続部１３１は、制御部１３６から指示によって、面打撃ユニット１１に対して打撃信号を出力する機能を有している。
受信ユニット接続部１３２は、面受信ユニット１２からの受信信号を受付ける機能と、受信信号を制御部１３６に送信する機能とを有している。

【0076】

記憶部１３３は、ハードディスクあるいは不揮発性メモリなどで構成し、各種情報を書き込んで記憶する機能と、各種情報を読み出す機能とを有している。この記憶部１３３は、グラウト充填状態を解析する解析プログラム、作業者が入力した各種パラメーターなどを記憶している。

【0077】

操作部１３４は、キーボードなどで構成し、作業者による入力操作を受け付ける機能を有している。
表示部１３５は、液晶ディスプレイなどで構成し、各種パラメーターの入力を促す入力画面や、解析結果を示す解析結果画面などの各種情報を表示する機能を有している。

【0078】

制御部１３６は、ＣＰＵ及びメモリなどで構成し、面打撃ユニット１１への打撃信号の出力に係る各種処理機能と、面受信ユニット１２からの受信信号に基づいたグラウト充填状態の解析に係る各種処理機能と、所定のバスを介して接続された各部の動作を制御する機能とを有している。

【0079】

さらに、制御部１３６は、グラウト充填状態の解析に係る各種手段として、受信信号に基づいて入射波Ｒを合成した合成波を生成する合成手段と、ハイパスフィルタによって合成波をフィルタリングするフィルタリング手段と、合成波をウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成する変換手段と、スペクトルの時間的推移データのスペクトル値を相対値に置換する置換手段と、スペクトルの時間的推移データに基づいてグラウト充填状態を判定する判定手段とを、解析プログラムを実行することで実現する機能を有している。

【0080】

次に、プレストレストコンクリート構造物１に埋設されたシース管２のグラウト充填状態を、上述した非破壊検査装置１０を用いて解析する工程について、図７から図１６を用いて詳しく説明する。

【0081】

なお、図７はプレストレストコンクリート構造物１の詳細を説明する説明図を示し、図８は解析機器１３の制御部１３６における動作のフローチャートを示し、図９及び図１０はシース共振波Ｒｓの合成波を説明する説明図を示し、図１１はハイパスフィルタＡ（ｆ）を説明する説明図を示し、図１２は共振波のフィルタリング処理を説明する説明図を示し、図１３は非共振波のフィルタリング処理を説明する説明図を示している。

【0082】

さらに、図１４は判定処理における動作のフローチャートを示し、図１５はグラウト充填状態が完全充填のスペクトルの時間的推移データを説明する説明図を示し、図１６はグラウト充填状態が未充填のスペクトルの時間的推移データを説明する説明図を示している。

【0083】

また、図７（ａ）はプレストレストコンクリート構造物１の縦断面図を示し、図７（ｂ）はコンクリート４の図示を省略したプレストレストコンクリート構造物１の平面図を示している。

【0084】

さらに、図１５（ａ）は完全充填におけるスペクトルの時間的推移データのスカログラムを示し、図１５（ｂ）は完全充填におけるスペクトルの時間的推移データのスペクトログラムを示し、図１６（ａ）は未充填におけるスペクトルの時間的推移データのスカログラムを示し、図１６（ｂ）は未充填におけるスペクトルの時間的推移データのスペクトログラムを示している。

【0085】

まず、解析対象物であるプレストレストコンクリート構造物１は、図７（ａ）に示すように、コンクリート上面４ａからコンクリート底面４ｂまでの距離、すなわちコンクリート版厚ｄｗが３００ｍｍとなるように形成されている。

【0086】

さらに、プレストレストコンクリート構造物１の内部には、コンクリート上面４ａから７０ｍｍの位置に、外径φが６０ｍｍのシース管２が埋設されている。このコンクリート上面４ａからシース管２までの距離をシースかぶり厚ｄｓとする。

【0087】

そして、プレストレストコンクリート構造物１の内部には、コンクリート上面４ａとシース管２との間に、シース管２の径方向に長い略棒状の鉄筋７と、シース管２の軸方向に長い略棒状の通し筋８とが略格子状に接合された状態で埋設されている。

【0088】

より詳しくは、プレストレストコンクリート構造物１の内部には、シース管２の軸方向に沿って複数の鉄筋７が所定間隔を隔てて配置されるとともに、シース管２の径方向に沿って複数の通し筋８が所定間隔を隔てて配置されている。そして、複数の鉄筋７と複数の通し筋８との交差部分を接合して略格子状に形成している。なお、シース管２の直下には、複数の通し筋８のうち１本の通し筋８が位置している。

【0089】

このようなプレストレストコンクリート構造物１に対して、作業者は、施工図面等に基づいてシース管２の位置を、電磁波レーダを用いて探査したのち、シース管２の直上のコンクリート上面４ａに面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２を隣接して配置する。この際、作業者は、鉄筋７の間に位置するように、面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２を配置する。

【0090】

その後、作業者による開始操作を受付けると、解析機器１３の制御部１３６は、図８に示すように、パラメーター入力受付処理を開始して（ステップＳ１０１）、各種パラメーターの入力を促す入力画面（図示省略）を表示部１３５に表示させる。

【0091】

この入力画面には、各種情報の入力を案内するメッセージや、面打撃ユニット１１に出力する打撃信号を生成するための打撃パラメーターの入力欄や、グラウト充填状態を解析するための解析パラメーターの入力欄などが表示されている。

【0092】

なお、打撃パラメーターとしては、例えば、打撃間隔、打撃回数の上限を示す設定回数、及び打撃強さなどがある。さらに、解析パラメーターとしては、例えば、コンクリート版厚ｄｗ、シースかぶり厚ｄｓ、予め計測したコンクリート縦波音速Ｃ_ｐ、シース管２の外径φ、及び後述するウェーブレット変換に係る各種設定値などがある。

【0093】

作業員が操作部１３４を操作して各種パラメーターの入力が完了すると、制御部１３６は、入力された各種パラメーターを記憶部１３３に記憶する。その後、作業員が操作部１３４を操作して、グラウト充填状態の解析を開始する開始ボタンを押下すると、制御部１３６は、シース共振波Ｒｓに起因するシース共振周波数ｆ_ｓと、版厚共振波Ｒｗに起因する版厚共振周波数ｆ_ｗとを、解析パラメーターに基づいて算出する。
このシース共振周波数ｆ_ｓ、及び版厚共振周波数ｆ_ｗは、それぞれ以下の数１、及び数２で定義される。

【0094】

【数1】

【0095】

【数2】

ここで、上記数１、及び数２における補正係数βは、０．８５以上０．９６以下の範囲である。本実施形態では、シース共振周波数ｆ_ｓの補正係数βを０．８５に設定し、版厚共振周波数ｆ_ｗの補正係数βを０．９６に設定している。

【0096】

そして、予め計測したコンクリート縦波音速Ｃ_ｐが４４００ｍｍ／ｓｅｃの場合、上述したようにシースかぶり厚ｄｓが７０ｍｍで、コンクリート版厚ｄｗが３００ｍｍであるため、シース共振周波数ｆ_ｓは、上記数１により、０．８５×｛４４００／（２×７０）｝＝２７ｋＨｚとなる。一方、版厚共振周波数ｆ_ｗは、上記数２により、０．９６×｛４４００／（２×３００）｝＝７ｋＨｚとなる。

【0097】

シース共振周波数ｆ_ｓ、及び版厚共振周波数ｆ_ｗを算出すると、制御部１３６は、打撃開始処理を開始し（ステップＳ１０２）、打撃パラメーターに基づいて打撃信号を生成するとともに、打撃ユニット接続部１３１を介して打撃信号を面打撃ユニット１１に出力する。

【0098】

打撃信号を受信すると、面打撃ユニット１１は、全ての打撃探触子１１ａがコンクリート上面４ａを同時に打撃する。換言すると、面打撃ユニット１１は、コンクリート上面４ａを多点同時打撃する。なお、一回の多点同時打撃を、打撃回数１回とカウントする。

【0099】

一方、面受信ユニット１２は、全ての受信探触子１２ａが入射波Ｒを同時に受信するとともに、受信探触子１２ａごとに受信信号に変換して解析機器１３へ出力する。換言すると、面受信ユニット１２は、プレストレストコンクリート構造物１の内部を伝播する振動を多点同時受信する。

【0100】

この際、面受信ユニット１２は、シース共振波Ｒｓ、版厚共振波Ｒｗ、端面反射波Ｒｅ、コンクリート上面４ａ側の表層に沿って伝播する弾性波Ｅ、及び通し筋８で重複反射した鉄筋共振波Ｒｆなどが重畳した入射波Ｒを受信探触子１２ａで受信する。

【0101】

面打撃ユニット１１による多点同時打撃、及び面受信ユニット１２による多点同時受信が完了すると、制御部１３６は、合成波生成処理を開始して（ステップＳ１０３）、受信探触子１２ａごとの入射波Ｒを合成して合成波を生成するとともに、合成波を記憶部１３３に記憶する。この際、制御部１３６は、１回の多点同時打撃に対して、１つの合成波を生成する。

【0102】

このようにして得られた合成波は、シース共振波Ｒｓなどのように重複反射した共振波である時系列波（図１２（ａ）参照）と、コンクリート上面４ａ側の表層に沿って伝播する弾性波Ｅなどの非共振波である時系列波（図１３（ａ）参照）とが重畳した時系列波となる。

【0103】

ここで、図８のステップＳ１０３で生成した合成波について、図９及び図１０を用いて詳しく説明する。
なお、図９及び図１０中において、受信探触子１２ａが受信したシース共振波Ｒｓの説明を容易にするため、シース共振波Ｒｓの１次共振振動数を（ｆｓ）とし、対応する波長（Δｔ）をΔｔ＝１／ｆｓとして、最初の１波のみを図示している。

【0104】

面打撃ユニット１１における任意の１つの打撃探触子１１ａからの距離が、面受信ユニット１２の受信探触子１２ａごとに異なるため、図５（ａ）の受信探触子１２ａが図中の左から右へ順に受信した非共振波（コンクリート表面４ａ側の表層を伝播する弾性波Ｅや、端面反射波Ｒｅなど）は、受信探触子１２ａごとに、その位相が異なることになる。このように受信探触子１２ａごとに位相が異なる非共振波を合成した場合、合成波における非共振波成分は、その振幅が大きく減衰することになる。

【0105】

一方、図５（ａ）の受信探触子１２ａが図中の左から右へ順に受信したシース共振波Ｒｓは、コンクリート表面４ａとシース管２との間で重複反射した共振波であるため、その位相が同じになる。

【0106】

このため、隣接する受信探触子１２ａの間での重複反射回数をｎ回とした場合、図５（ａ）中の受信探触子１２ａが左から順にシース共振波Ｒｓを受信した受信時刻は、図９に示すように、共振波１波に重複反射回数ｎ（図９中ではｎ＝１として図示）を乗算した時間間隔で、時間軸ｔの時刻後方へ変化していく。このようなシース共振波Ｒｓを合成した場合、合成波における共振波成分は、その振幅が減少することなく長時間に渡り継続する。

【0107】

さらに、重複反射回数ｎをｎ＝１として、図５（ａ）中の左から３番目の受信探触子１２ａが受信したシース反射共振波Ｒｓと、重複反射回数ｎをｎ＝２として、図５（ａ）中の左から２番目の受信探触子１２ａが受信したシース反射共振波Ｒｓとは、ともに重複反射回数が２回であるとともに、伝達長が同一となる。

【0108】

このため、左から３番目の受信探触子１２ａが受信したシース反射共振波Ｒｓの受信時刻と、左から２番目の受信探触子１２ａが受信したシース反射共振波Ｒｓの受信時刻とは、図１０に示すように、同時刻となる。つまり、この２つの波の合成波の振幅は、個々の波に比べて増幅することになる。

【0109】

このような現象は、面打撃ユニット１１の他の全ての打撃探触子１１ａによる打撃において成立するため、全ての受信探触子１２ａが受信するシース共振波Ｒｓの合成波は、その振幅が大きくなるとともに、長時間にわたって継続することになる。

【0110】

また、面受信ユニット１２が受信した版厚共振波Ｒｗ及び鉄筋共振波Ｒｆは、シース共振波Ｒｓと同様に振幅が大きくなるとともに、長時間にわたって継続する。しかしながら、反射経路がシース共振波Ｒｓに比べて、版厚共振波Ｒｗの方が長く、鉄筋共振波Ｒｆが短くなるため、版厚共振波Ｒｗの共振周波数、鉄筋共振波Ｒｆの共振周波数、及びシース共振波Ｒｓの共振周波数が、それぞれ異なる周波数となる。つまり、上述した合成波において、版厚共振波Ｒｗ成分、鉄筋共振波Ｒｆ成分、及びシース共振波Ｒｓ成分の識別が可能となる。

【0111】

図８のステップ１０３に戻り、合成波生成処理を完了すると、制御部１３６は、図８のステップＳ１０１で設定した設定回数に打撃回数が到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
打撃回数が設定回数に到達してなければ（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御部１３６は、処理をステップＳ１０２に戻し、打撃回数が設定回数に達するまでステップＳ１０２、及びステップＳ１０３の処理を繰返す。つまり、制御部１３６は、面打撃ユニット１１による多点同時打撃、及び面受信ユニット１２による多点同時受信を設定回数まで繰り返して、設定回数分の合成波を記憶部１３３に記憶させる。

【0112】

一方、打撃回数が設定回数に到達した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部１３６は、記憶部１３３から設定回数分の合成波を読み出す。その後、制御部１３６は、シース共振周波数ｆ_ｓに係数γを乗算した値を遮断周波数ｆ_ｋとするハイパスフィルタＡ（ｆ）によって、各合成波をフィルタリングするフィルタリング処理を開始する（ステップＳ１０５）。

【0113】

ここで、ハイパスフィルタＡ（ｆ）によるフィルタリング処理を、横軸を周波数、縦軸を相対値とする二次元グラフの模式図を用いて簡単に説明する。なお、縦軸の相対値は、合成波の最大スペクトル値を基準値「１．０」とする相対値とする。

【0114】

ハイパスフィルタＡ（ｆ）は、図１１中の細い実線で示すように、周波数０ｋＨｚにおいて相対値が０．０で、遮断周波数ｆ_ｋにかけて非線形で相対値が大きくなり、遮断周波数ｆ_ｋ以上の周波数帯において相対値が１．０となる周波数窓関数である。

【0115】

そして、ハイパスフィルタＡ（ｆ）によるフィルタリング処理は、合成波に対してハイパスフィルタＡ（ｆ）を乗算することで、遮断周波数ｆ_ｋよりも低い低周波成分を低減または除去した波形を得る処理である。
なお、遮断周波数ｆ_ｋは、以下の数３で定義される。

【0116】

【数3】

ここで、上記数３における係数γは、グラウト充填状態の誤判定頻度を可能な限り低減する値であって、本実施形態では係数γを０．６と設定している。このため、本実施形態における遮断周波数ｆ_ｋは、シース共振周波数ｆ_ｓが２７ｋＨｚであることから、上記数３により、０．６×２７＝１６ｋＨｚとなる。

【0117】

例えば、周波数６ｋＨｚ帯にピークを有する合成波（図１１中の太い破線）に対してフィルタリング処理を行った場合、制御部１３６は、図１１に示すように、遮断周波数ｆ_ｋよりも低い低周波成分を除去し、周波数１３ｋＨｚにピークを有するスペクトル（図１１中の太い実線）を出力する。

【0118】

その後、制御部１３６は、ハイパスフィルタＡ（ｆ）を乗算した合成波に対して、逆フーリエ変換して分析用時系列波を得る。この分析用時系列波は、例えば、図１２（ａ）に示した合成波に含まれる共振波成分が、その振幅が殆ど変化することなく残存した共振波成分の時系列波（図１２（ｂ）参照）と、図１３（ａ）に示した合成波のうち非共振波成分が、その振幅の全継続時間帯にわたって振幅が小さくなった非共振波成分の時系列波（図１３（ｂ）参照）とが重量した時系列波となる。このため、フィルタリング処理後の合成波は、時間軸ｔの時刻後方においても、非共振波成分に比べて共振波成分の振幅が大きく残存することになる。

【0119】

全ての合成波に対するフィルタリング処理が完了すると、制御部１３６は、フィルタリング処理で得た分析用時系列波をウェーブレット変換するウェーブレット変換処理を開始する（ステップＳ１０６）。

【0120】

具体的には、制御部１３６は、設定回数分の分析用時系列波を加算平均する。この際、シース共振波Ｒｓなどの共振波の位相が全ての合成波で同じため、加算平均した分析用時系列波の共振波成分は、加算平均処理の前後で、その強度が保たれたままとなる。一方、端面反射波Ｒｅなどの非共振波の位相が合成波毎に異なるため、加算平均した分析用時系列波の非共振波成分は、加算平均処理の過程に伴い、その強度が大幅に低下する。

【0121】

分析用時系列波を加算平均すると、制御部１３６は、加算平均した分析用時系列波をウェーブレット変換して、周波数情報、スペクトル値情報、及び時間情報を有するスペクトルの時間的推移データを生成する。
なお、ウェーブレット変換は、マザーウェーブレット関数として、GABOR関数ψ（ｔ）を用いた変換であって、以下の数４、及び数５で定義される。

【0122】

【数4】

【0123】

【数5】

ここで、上記数５における時間窓の幅σは、１，２，４，８のいずれかであって、例えば図８のステップＳ１０１で予め選択設定するものする。なお、本実施形態では時間窓の幅σを４に設定している。

【0124】

ウェーブレット変換処理を完了すると、制御部１３６は、スペクトルの時間的推移データのスペクトル値を相対値に置換する置換処理を開始する（ステップＳ１０７）。
具体的には、制御部１３６は、単位時間毎のスペクトルにおける最大スペクトル値を基準値「１．０」として、周波数毎のスペクトル値を基準値「１．０」に対する相対値に置換する。そして、制御部１３６は、同様の処理を全時間帯のスペクトルに対して繰り返し行い、スペクトル値情報にかえて相対値情報を有するスペクトルの時間的推移データを生成する。

【0125】

置換処理が完了すると、制御部１３６は、スペクトルの時間的推移データに基づいてグラウト充填状態を判定する判定処理を開始する（ステップＳ１０８）。
具体的には、制御部１３６は、図１４に示すように、相対値に対する上限側の閾値である上限閾値Ｚ１と、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値とを比較して、シース共振周波数ｆ_ｓにおける上限閾値Ｚ１以上の相対値が連続する時間的な長さを時間長さＴ１として算出する（ステップＳ１２１）。

【0126】

ここで、上限閾値Ｚ１は、シース管２の外径φ、シースかぶり厚ｄｓ、及びコンクリート縦波音速Ｃ_ｐに基づいて設定された値であって、本実施形態では１．０に設定している。
つまり、図１４のステップＳ１２１において、制御部１３６は、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値１．０が連続する時間長さＴ１を算出している。

【0127】

時間長さＴ１を算出すると、制御部１３６は、時間長さＴ１に対する上限側の閾値である上限時間閾値ＴＬ１と、時間長さＴ１とを比較して、時間長さＴ１が上限時間閾値ＴＬ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２２）。
なお、上限時間閾値ＴＬ１は、シース管２の外径φ、シースかぶり厚ｄｓ、及びコンクリート縦波音速Ｃ_ｐに基づいて設定された値であって、本実施形態では５００μ秒に設定している。

【0128】

そして、時間長さＴ１が上限時間閾値ＴＬ１（５００μ秒）以上である場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、制御部１３６は、グラウト充填状態を未充填と判定するとともに（ステップＳ１２３）、判定処理を終了して図８のステップＳ１０８に戻る。

【0129】

一方、ステップＳ１２２において、時間長さＴ１が上限時間閾値ＴＬ１（５００μ秒）未満の場合、（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、制御部１３６は、上限閾値Ｚ１よりも小さい下限閾値Ｚ２と、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値とを比較して、下限閾値Ｚ２以上の相対値が連続する時間的な長さを時間長さＴ２として算出する（ステップＳ１２４）。

【0130】

ここで、下限閾値Ｚ２は、シース管２の外径φ、シースかぶり厚ｄｓ、及びコンクリート縦波音速Ｃ_ｐに基づいて設定された値であって、本実施形態では０．５に設定している。
つまり、ステップＳ１２４において、制御部１３６は、シース共振周波数ｆ_ｓにおいて、０．５以上の相対値が連続する時間長さＴ２を算出している。

【0131】

時間長さＴ２を算出すると、制御部１３６は、上限時間閾値ＴＬ１よりも時間的に小さく、かつ時間長さＴ２に対する下限側の閾値である下限時間閾値ＴＬ２と、時間長さＴ２とを比較して、時間長さＴ２が下限時間閾値ＴＬ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。
なお、下限時間閾値ＴＬ２は、シース管２の外径φ、シースかぶり厚ｄｓ、及びコンクリート縦波音速Ｃ_ｐに基づいて設定された値であって、本実施形態では４００μ秒に設定している。

【0132】

時間長さＴ２が下限時間閾値ＴＬ２（４００μ秒）以上である場合（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、制御部１３６は、グラウト充填状態を充填不足と判定するとともに（ステップＳ１２６）、判定処理を終了して図８のステップＳ１０８に戻る。

【0133】

ステップＳ１２５において、時間長さＴ２が下限時間閾値ＴＬ２（４００μ秒）未満の場合（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、制御部１３６は、グラウト充填状態を完全充填と判定するとともに（ステップＳ１２７）、判定処理を終了して図８のステップＳ１０８に戻る。

【0134】

図８のステップＳ１０８に戻り、判定処理が完了すると、制御部１３６は、判定結果を表示部１３５に表示する解析結果出力処理を開始する（ステップＳ１０９）。この際、制御部１３６は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいて、例えば、図１５（ｂ）に示すように、横軸を周波数、縦軸を相対値、斜軸を時間とするウェーブレットスペクトログラムを生成して、表示部１３５に表示させる。
さらに、制御部１３６は、ウェーブレットスペクトログラムとともに、グラウト充填状態の判定結果を表示部１３５に表示させて、解析を終了する。

【0135】

引き続き、上述した判定処理について、グラウト充填状態が完全充填（図２（ａ）を参照）のプレストレストコンクリート構造物１を解析したスペクトルの時間的推移データ（以下、「完全充填のスペクトルの時間的推移データ」と呼ぶ）と、グラウト充填状態が未充填（図２（ｃ）を参照）のプレストレストコンクリート構造物１を解析したスペクトルの時間的推移データ（以下、「未充填のスペクトルの時間的推移データ」と呼ぶ）とを用いて詳しく説明する。
なお、スペクトルの時間的推移データは、いずれも上述した置換処理（図８のステップＳ１０７）において、スペクトル値を相対値に置換したスペクトルの時間的推移データとする。

【0136】

まず、完全充填のスペクトルの時間的推移データを、横軸を周波数、縦軸を時間とするスカログラムでみると、図１５（ａ）に示すように、相対値が大きいことを示す白色部分が、１２ｋＨｚ帯、１４ｋＨｚ帯、及び２１ｋＨｚ帯に生じていることが確認できる。

【0137】

このうち、１４ｋＨｚ帯、及び２１ｋＨｚ帯の白色部分は、版厚共振周波数ｆ_ｗの１次共振が７ｋＨｚであることから、版厚共振周波数ｆ_ｗの２次共振１４ｋＨｚ、３次共振２１ｋＨｚに起因して生じたものであることがわかる。

【0138】

また、１２ｋＨｚ帯の白色部分は、版厚共振周波数ｆ_ｗの１次共振７ｋＨｚ、２次共振１４ｋＨｚ、及び３次共振２１ｋＨｚのいずれとも合致しないことから、ハイパスフィルタＡ（ｆ）で除去しきれなかった妨害波に起因して生じたものであると推測される。そして、シース共振周波数ｆ_ｓの１次共振である２７ｋＨｚ帯では、白色部分をほとんど確認することができない。

【0139】

この完全充填のスペクトルの時間的推移データを、横軸を周波数、縦軸をスペクトル値の相対値、斜軸を時間とするウェーブレットスペクトログラムでみると、２７ｋＨｚ帯における相対値が、時刻ｔｈ＝５１０μ秒で最大値０．２５を示している。

【0140】

このようなスペクトルの時間的推移データの場合、上述した判定処理における図１４のステップＳ１２１において、制御部１３６は、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値１．０が連続する時間長さＴ１を０秒と算出する。そして、上限時間閾値ＴＬ１＝５００μ秒を時間長さＴ１が下回るため（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、制御部１３６は、処理をステップＳ１２４に進める。

【0141】

ステップＳ１２４において、２７ｋＨｚ帯における相対値が時刻ｔｈ＝５１０μ秒で最大値０．２５のため、制御部１３６は、０．５以上の相対値が連続する時間長さＴ２を０秒と算出する。そして、下限時間閾値ＴＬ２＝４００μ秒を時間長さＴ２が下回るため（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、制御部１３６は、ステップＳ１２７において、グラウト充填状態が完全充填であると判定する。
このようにして、非破壊検査装置１０は、スペクトルの時間的推移データからグラウト充填状態が完全充填であると解析することができる。

【0142】

一方、未充填のスペクトルの時間的推移データをスカログラムでみると、図１６（ａ）に示すように、相対値が大きいことを示す白色部分が、１２ｋＨｚ帯、及び２７ｋＨｚ帯に生じていることが確認できる。

【0143】

このうち、１２ｋＨｚ帯の白色部分は、版厚共振周波数ｆ_ｗの１次共振７ｋＨｚ、２次共振１４ｋＨｚ、及び３次共振２１ｋＨｚのいずれとも合致しないことから、ハイパスフィルタＡ（ｆ）で除去しきれなかった妨害波に起因して生じたものであると推測される。
そして、２７ｋＨｚ帯の白色部分は、シース共振周波数ｆ_ｓの１次共振が２７ｋＨｚであることから、シース共振波Ｒｓに起因して生じたものであることがわかる。

【0144】

この未充填のスペクトルの時間的推移データを、横軸を周波数、縦軸をスペクトル値の相対値、斜軸を時間とするウェーブレットスペクトログラムでみると、２７ｋＨｚ帯における相対値が、時刻ｔｈ＝１５０μ秒から９００μ秒の間で最大値１．０を示している。

【0145】

このようなスペクトルの時間的推移データの場合、上述した判定処理における図１４のステップＳ１２１において、制御部１３６は、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値１．０が連続する時間長さＴ１を７５０μ秒と算出する。

【0146】

そして、上限時間閾値ＴＬ１＝５００μ秒を時間長さＴ１が上回るため（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、制御部１３６は、ステップＳ１２３において、グラウト充填状態が未充填であると判定する。
このようにして、非破壊検査装置１０は、スペクトルの時間的推移データからグラウト充填状態が未充填であると解析することができる。

【0147】

以上のような動作を実現する非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、ウェーブレット変換したスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得ることができる。

【0148】

具体的には、合成波をウェーブレット変換して生成したスペクトルの時間的推移データにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、例えば、減衰時間の違いによって、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを識別することができる。

【0149】

つまり、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、周波数情報、及び時間情報に基づいて妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを識別することができる。このため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、妨害波に起因するスペクトルによる誤判定頻度を低減することができる。

【0150】

さらに、グラウト５が未充填または充填不足のシース管２とコンクリート表面４ａとの間で重複反射したシース共振波Ｒｓは、グラウト５が完全充填されたシース管２とコンクリート表面４ａとの間で重複反射したシース共振波Ｒｓに比べて、相対値が大きく、かつ減衰時間が長い傾向がある。

【0151】

そこで、シース共振周波数ｆ_ｓにおいて、スペクトルの時間的推移データにおける下限閾値Ｚ２以上の相対値が連続する時間長さＴ２に基づいてグラウト充填状態を判定することにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、完全充填であるか否かを数値判定することができる。

【0152】

これにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、スカログラムを用いた目視判定に比べて、充填不足、または完全充填の判定を、容易に、かつ安定して判定することができる。

【0153】

特に、スカログラムを用いた目視判定の場合では、完全充填と充填不足との境界が判定者の技量や判断に左右されるのに対して、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、数値判定によって完全充填と充填不足とを安定して判定することができる。

【0154】

このため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、妨害波に起因するスペクトルによる誤判定頻度だけでなく、判定手段に起因する誤判定頻度をも低減することができる。
従って、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得ることができる。

【0155】

また、下限閾値Ｚ２以上の相対値が連続する時間長さＴ２が、下限時間閾値ＴＬ２以上かつ上限時間閾値ＴＬ１未満の場合、グラウト充填状態を充填不足と判定し、上限閾値Ｚ１以上の相対値が連続する時間長さＴ１が、上限時間閾値ＴＬ１以上の場合、グラウト充填状態を未充填と判定することにより、非破壊検査方法は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より詳細で安定した判定結果を得ることができる。

【0156】

具体的には、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値は、グラウト充填状態が未充填ほど大きくなり易い。
そこで、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値をさらに数値判定することで、非破壊検査方法は、グラウト充填状態をより詳細に判定することができる。つまり、非破壊検査方法は、未充填または充填不足かを相対値情報に基づいてより詳細に判定することができる。

【0157】

さらに、非破壊検査方法は、判定者の技量や判断に左右されるスカログラムを用いた目視判定に比べて、未充填または充填不足かをより安定して判定することができる。このため、非破壊検査方法は、判定手段による誤判定頻度をより抑制することができる。

【0158】

従って、非破壊検査方法は、シース共振周波数ｆ_ｓにおける相対値をさらに数値判定することで、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より詳細で安定した判定結果を得ることができる。

【0159】

また、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、スペクトルの時間的推移データにおける単位時間毎のスペクトル値を、基準値に対する相対値に置換することにより、非破壊検査方法は、プレストレストコンクリート構造物１におけるグラウト充填状態の誤判定頻度をより確実に低減することができる。

【0160】

具体的には、受信波のうち、コンクリート上面４ａ側の表層を伝播する振動のような妨害波に起因する成分波は、打撃開始直後に発生し易く、かつ共振波でないため、短時間で減衰し易い傾向がある。

【0161】

これに対して、受信波のうち、グラウト充填状態に起因する成分波は、共振波であるため、打撃開始時刻よりも遅れて発生するとともに、妨害波に起因する成分波の減衰時間に比べて減衰時間が長い。

【0162】

このため、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データにおいて、妨害波に起因するスペクトルの最大スペクトル値と、グラウト充填状態に起因するスペクトルの最大スペクトル値とが、同一時間帯に出現し難い。

【0163】

そこで、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換したことで、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを、時間帯によって明確に異ならせることができる。

【0164】

さらに、例えば、妨害波に起因するスペクトルのスペクトル値が全時間帯における最大値となるスペクトルの時間的推移データにおいて、全時間帯におけるスペクトル値の最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換した場合、グラウト充填状態に起因するスペクトルの相対値が、妨害波に起因するスペクトルの相対値に左右され易くなる。

【0165】

これに対して、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値としたことで、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトルに左右されることなく、グラウト充填状態に起因するスペクトルを相対値に置換することができる。

【0166】

このため、非破壊検査方法は、妨害波に起因するスペクトル、及びグラウト充填状態に起因するスペクトルの双方を、それぞれ異なる時間帯で、かつ大きな相対値で表示可能なスペクトルの時間的推移データを得ることができる。

【0167】

これにより、非破壊検査方法は、全時間帯におけるスペクトル値の最大値を基準値とした場合に比べて、妨害波に起因するスペクトルと、グラウト充填状態に起因するスペクトルとを確実に識別することができる。このため、非破壊検査方法は、多くの妨害波成分が重畳した合成波を取得した場合であっても、グラウト充填状態の判定精度が低下することを抑制できる。

【0168】

従って、非破壊検査方法は、単位時間毎のスペクトル値における最大値を基準値として、スペクトル値を相対値に置換したことで、プレストレストコンクリート構造物１におけるグラウト充填状態の誤判定頻度をより確実に低減することができる。

【0169】

また、シース共振周波数ｆ_ｓに係数γを乗算した値を遮断周波数ｆ_ｋとするハイパスフィルタＡ（ｆ）によって合成波をフィルタリングして、フィルタリングされた合成波をウェーブレット変換することにより、非破壊検査方法は、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より安定した判定結果を得ることができる。

【0170】

具体的には、妨害波としては、上述したコンクリート上面４ａ側の表層を伝播する振動に起因するものの他に、コンクリート上面４ａ側の表層を伝播する振動が、プレストレストコンクリート構造物１の端部で反射した振動に起因するものなどがある。

【0171】

このような妨害波は、非共振波であるため、シース共振周波数ｆ_ｓよりも低い低周波成分が支配的であることが多い。このため、非破壊検査方法は、ハイパスフィルタＡ（ｆ）によって合成波をフィルタリングすることで、遮断周波数ｆ_ｋよりも低い低周波数帯の妨害波成分を、全時間帯において低減または除去することができる。

【0172】

これにより、非破壊検査方法は、妨害波成分によって隠蔽されたシース管２に起因するスペクトル、及び版厚に起因するスペクトルを識別することができる。このため、非破壊検査方法は、プレストレストコンクリート構造物１の内部状態に応じたスペクトルの時間的推移データをより確実に得ることができる。

【0173】

従って、非破壊検査方法は、合成波をハイパスフィルタＡ（ｆ）でフィルタリングしたことにより、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、より安定した判定結果を得ることができる。

【0174】

また、コンクリート上面４ａを同時打撃する複数の打撃探触子１１ａで構成した面打撃ユニット１１と、入射波Ｒを同時受信する複数の受信探触子１２ａで構成した面受信ユニット１２とを備え、面受信ユニット１２が同時受信した入射波Ｒを合成して合成波を生成することにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができるとともに、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、さらに安定した判定結果を得ることができる。

【0175】

具体的には、既存のプレストレストコンクリート構造物１において、施工図面どおりにシース管２が配置されていないことが往々にしてあるため、グラウト充填状態を探査する際、電磁波レーダを用いた探査でシース管２の位置を特定する必要があった。

【0176】

しかしながら、電磁波レーダを用いたシース管２の探査では、最大で３ｃｍ程度の誤差が生じることがあるため、グラウト充填状態を探査する際、打撃探触子１１ａ及び受信探触子１２ａが、シース管２の直上に位置しないことがあった。このような場合、シース管２で生じたシース共振波Ｒｓを、シース管２の直上で捉えることが困難となる。

【0177】

このため、打撃探触子１１ａによる一点打撃、及び受信探触子１２ａよる一点受信では、打撃探触子１１ａ、及び受信探触子１２ａの位置を細かく変えながら複数回探査する探査する必要があり、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができないという問題があった。

【0178】

これに対して、複数の打撃探触子１１ａで構成した面打撃ユニット１１、及び複数の受信探触子１２ａで構成した面受信ユニット１２により、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、多点同時打撃、及び多点同時受信を実現することができる。このため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、１つの打撃探触子１１ａによる一点打撃に比べて、広範囲に弾性波Ｅを効率よく入力することができる。

【0179】

これにより、電磁波レーダによるシース管２の位置探査に誤差が生じた場合であっても、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、弾性波Ｅをシース管２に容易に到達させることができる。さらに、面受信ユニット１２によって入射波Ｒを同時受信できるため、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、プレストレストコンクリート構造物１のコンクリート表面４ａとシース管２との間で重複反射したシース共振波Ｒｓをより確実に、かつ効率よく受信することができる。

【0180】

そして、同時受信した入射波Ｒを合成して合成波を生成することで、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は電磁波レーダによるシース管２の位置探査に誤差が生じた場合であっても、１回の打撃に対する合成波の精度を向上することができる。

【0181】

これにより、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、スペクトルの時間的推移データの精度を向上でき、電磁波レーダによるシース管２の位置探査で生じた誤差に起因する誤判定頻度を抑制することができる。
従って、非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０は、グラウト充填状態の探査を効率よく行うことができるとともに、ウェーブレット変換で得たスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、さらに安定した判定結果を得ることができる。

【0182】

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のプレストレストコンクリート構造物の表面は、実施形態のコンクリート上面４ａに対応し、
以下同様に、
受信探触子が受信した弾性波は、入射波Ｒに対応し、
受信波は、合成波に対応し、
グラウト充填状態は、完全充填、または充填不足、または未充填に対応し、
変換工程は、図８のステップＳ１０６に対応し、
判定周波数は、シース共振周波数ｆ_ｓに対応し、
所定閾値、及び第１閾値は、下限閾値Ｚ２に対応し、
判定工程は、図８のステップＳ１０８に対応し、
第２閾値は、上限閾値Ｚ１に対応し、
時間閾値、及び第１時間閾値は、下限時間閾値ＴＬ２に対応し、
第２時間閾値は、上限時間閾値ＴＬ１に対応し、
第１閾値以上のスペクトル値が連続する時間長さは、時間長さＴ２に対応し、
第２閾値以上のスペクトル値が連続する時間長さは、時間長さＴ１に対応し、
置換工程は、図８のステップＳ１０７に対応し、
所定係数は、係数γに対応し、
フィルタリング工程は、図８のステップＳ１０５に対応し、
合成工程は、図８のステップＳ１０３に対応し、
変換手段、判定手段、及び合成手段は、制御部１３６に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

【0183】

例えば、上述した実施形態において、GABORウェーブレットを用いたウェーブレット変換としたが、これに限定せず、その他のマザーウェーブレットを用いたウェーブレット変換としてもよい。
また、上限閾値Ｚ１を「１．０」とし、下限閾値Ｚ２を「０．５」としたが、これに限定せず、例えば、上限閾値Ｚ１を「０．９」とし、下限閾値Ｚ２を「０．４」とするなど、適宜の値としてもよい。

【0184】

また、スペクトルの時間的推移データのスペクトル値を相対値に置換したが、これに限定せず、相対値ではなく絶対値であってもよい。この場合、上限閾値Ｚ１、及び下限閾値Ｚ２を、スペクトル値を示す絶対値とする。
また、上限時間閾値ＴＬ１を５００μ秒とし、下限時間閾値ＴＬ２を４００μ秒としたが、これに限定せず、適宜の値としてもよい。

【0185】

また、シース共振周波数ｆ_ｓを算出する際の補正係数βを０．８５とし、版厚共振周波数ｆ_ｗを算出する際の補正係数βを０．９６としたが、これに限定せず、補正係数βを適宜の値としてもよい。なお、補正係数βとしては、０．８５以上０．９６以下の範囲が望ましい。
また、遮断周波数ｆ_ｋを算出する際の係数γを０．６としたが、これに限定せず、グラウト充填状態の誤判定頻度を可能な限り低減できる値であれば、適宜の値としてもよい。

【0186】

また、フィルタリング処理で得た分析用時系列波をウェーブレット変換したが、これに限定せず、図８のステップＳ１０５におけるフィルタリング処理をスキップしてもよい。より詳しくは、図８のステップＳ１０３で取得した合成波を加算平均する加算平均処理を行ったのち、ウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成してもよい。この場合であっても、非共振波の位相が受信時間毎に異なるため、加算平均処理によって、非共振波の振幅だけを大幅に小さくすることができる。

【0187】

また、１２本の打撃探触子１１ａで面打撃ユニット１１を構成し、１２本の受信探触子１２ａで面受信ユニット１２を構成したが、これに限定せず、打撃探触子１１ａ、及び受信探触子１２ａは適宜の本数としてもよい。または、１本の打撃探触子１１ａと、１本の受信探触子１２ａとを備えた非破壊検査装置１０としてもよい。

【0188】

また、コンクリート版厚ｄｗが３００ｍｍ、シースかぶり厚ｄｓが７０ｍｍ、シース管２の外径φが６０ｍｍのプレストレストコンクリート構造物１としたが、これに限定せず、コンクリート版厚ｄｗ、シースかぶり厚ｄｓ、及びシース管２の外径φが適宜の値のプレストレストコンクリート構造物１であってもよい。
また、複数の鋼線３ａを撚り合せたＰＣ鋼材３としたが、これに限定せず、鋼棒、あるいは鋼線であってもよい。

【0189】

また、面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２が接続された解析装置１３を備えた非破壊検査装置１０としたが、これに限定せず、面打撃ユニット１１、及び面受信ユニット１２を制御するとともに、取得した入射波Ｒを記憶する制御装置と、取得した入射波Ｒを解析してグラウト充填状態を判定する解析判定装置とを備えた非破壊検査装置としてもよい。

【0190】

また、ウェーブレットスペクトログラムとともに、グラウト充填状態の判定結果を表示部１３５に表示させたが、これに限定せず、解析機器１３に接続したプリンタなどの出力機器に、ウェーブレットスペクトログラム、及びグラウト充填状態の判定結果などを出力する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0191】

１…プレストレストコンクリート構造物
２…シース管
４ａ…コンクリート上面
１０…非破壊検査装置
１１…面打撃ユニット
１１ａ…打撃探触子
１２…面受信ユニット
１２ａ…受信探触子
１３…解析機器
１３６…制御部
ｄｓ…シースかぶり厚
Ｅ…弾性波
ｆ_ｋ…遮断周波数
ｆ_ｓ…シース共振周波数
Ａ（ｆ）…ハイパスフィルタ
Ｔ１…時間長さ
Ｔ２…時間長さ
ＴＬ１…上限時間閾値
ＴＬ２…下限時間閾値
Ｒ…入射波
Ｚ１…上限閾値
Ｚ２…下限閾値
β…補正係数
γ…係数

【要約】

【課題】ウェーブレット変換したスペクトルの時間的推移データに基づいたグラウト充填状態の判定において、安定した判定結果を得られる非破壊検査方法、及び非破壊検査装置１０を提供することを目的とする。
【解決手段】打撃探触子１１ａと、受信探触子１２ａと、解析機器１３とを備え、プレストレストコンクリート構造物１に埋設されたシース管２のグラウト充填状態を検査する非破壊検査方法であって、解析機器１３に、受信探触子１２ａから取得した合成波をウェーブレット変換してスペクトルの時間的推移データを生成する変換工程と、スペクトルの時間的推移データにおける下限閾値Ｚ２以上の相対値が連続する時間を時間長さＴ２として、シース共振周波数ｆ_ｓにおける時間長さＴ２が下限時間閾値ＴＬ２以上の場合、グラウト充填状態を未充填、または充填不足と判定する判定工程とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】