特開 2023-94480 橋梁用ケーブルの検査方法及び検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023094480

(43)【公開日】2023-07-05

(54)【発明の名称】橋梁用ケーブルの検査方法及び検査装置

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20230628BHJP

   E01D 19/16 20060101ALI20230628BHJP

   G01V 3/12 20060101ALI20230628BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 A

E01D19/16

G01V3/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021209986

(22)【出願日】2021-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】593153428

【氏名又は名称】中日本ハイウェイ・エンジニアリング東京株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】500271030

【氏名又は名称】株式会社日本工業試験所

(74)【代理人】

【識別番号】100138896

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 淳

(72)【発明者】

【氏名】高野 真希子

(72)【発明者】

【氏名】岡山 準也

(72)【発明者】

【氏名】谷野 知伸

(72)【発明者】

【氏名】村松 大介

(72)【発明者】

【氏名】正木 英行

(72)【発明者】

【氏名】藤巻 清和

(72)【発明者】

【氏名】眞田 裕規

(72)【発明者】

【氏名】山上 哲示

【テーマコード（参考）】

2D059

2G105

【Ｆターム（参考）】

2D059AA41

2D059GG39

2G105AA02

2G105BB11

2G105CC01

2G105DD02

2G105EE01

2G105GG01

2G105HH05

2G105KK05

(57)【要約】

【課題】橋梁用ケーブルの内部に存在する素線の異常を、高い精度で検出できる橋梁用ケーブルの検査方法と、これに用いる検査装置を提供する。
【解決手段】
ケーブル検査装置１がケーブル６に沿って移動しながら、検査機器１７としての電磁波レーダ装置によりケーブル６内の水分を探索すると共に、撮像装置１６によりケーブル６の表面を撮影する。電磁波レーダ装置でケーブル６内に水分が検出されると、この水分の検出位置と、ケーブル６の表面に変状が検出された位置で、検査機器１７としての渦電流探傷装置によってケーブル６内の鋼線の形状を確認する。
【選択図】図５Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製の素線と、この素線を被覆する被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査する検査方法であって、
上記橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、上記被覆体の内側に存在する水分を検出する水分検出工程と、
上記橋梁用ケーブルの検査対象部分のうち、上記水分検出工程で水分が検出された部分に対して、上記素線の形状の検査を行う形状検査工程と
を備えることを特徴とする橋梁用ケーブルの検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の橋梁用ケーブルの検査方法において、
上記橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、上記被覆体の表面の変状を検出する外観検査工程を備え、
上記形状検査工程は、上記水分検出工程で水分が検出された部分と、上記外観検査工程で変状が検出された部分とに対して、上記素線の形状の検査を行うことを特徴とする橋梁用ケーブルの検査方法。

【請求項3】

請求項１に記載の橋梁用ケーブルの検査方法において、
上記水分検査工程を、電磁波レーダ法により行い、
上記形状検査工程を、渦電流探傷法又は後方散乱Ｘ線撮像法により行うことを特徴とする橋梁用ケーブルの検査方法。

【請求項4】

請求項２に記載の橋梁用ケーブルの検査方法において、
上記水分検査工程を、電磁波レーダ法により行い、
上記外観検査工程を、上記水分検出工程で上記橋梁用ケーブルに電磁波を照射する際に同時に被覆体の表面を撮影して得た撮影画像に基づいて行うことを特徴とする橋梁用ケーブルの検査方法。

【請求項5】

鋼製の素線と、この素線を被覆する被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査するために用いられる検査装置であって、
上記橋梁用ケーブルの少なくとも一部を取り囲むように配置されるフレームと、
上記フレームに取り付けられ、上記橋梁用ケーブルの表面に接して転動し、上記フレームを上記橋梁用ケーブルの軸方向に移動するように案内する車輪と、
上記橋梁用ケーブルに沿ってこの検査装置を移動させる駆動力を生成する駆動装置と、
上記フレームに、検査機器として、電磁波レーダ装置、渦電流探傷装置及び後方散乱Ｘ線撮像装置のうちの少なくとも一つを選択して搭載可能に形成された検査機器搭載機構と、
遠隔位置で行われる操作に基づいて、少なくとも上記検査機器と駆動装置を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする橋梁用ケーブルの検査装置。

【請求項6】

請求項５に記載の橋梁用ケーブルの検査装置において、
上記フレームに、上記橋梁用ケーブルの被覆体の表面を撮影する撮影装置が設置されていることを特徴とする橋梁用ケーブルの検査装置。

【請求項7】

請求項５に記載の橋梁用ケーブルの検査装置において、
上記駆動装置は、上記車輪を回転駆動する車輪駆動装置であり、
上記フレームに取り付けられ、少なくとも上記検査機器と車輪駆動装置に電力を供給する電池を収容する筐体を備え、
上記車輪は、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の上側と下側に配置され、
上記電池を含んだ筐体に作用する重力により、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の上側の車輪と、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の下側の車輪とで上記橋梁用ケーブルを挟んで押圧する押圧力を発揮するように形成されていることを特徴とする橋梁用ケーブルの検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば斜張橋等に用いられている橋梁用ケーブルを原位置で検査する方法と、これに用いる検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

斜張橋やエクストラドーズド等で、桁を支持するために用いられる橋梁用ケーブルは、橋梁の構造を維持するための重要な構成要素である。したがって、橋梁の維持管理の一環として橋梁用ケーブルの検査を行い、劣化の有無を正確に検出することが求められる。このような状況において、従来、橋梁用ケーブルに沿って移動可能な検査装置を用いて、橋梁用ケーブルの検査を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この橋梁用ケーブルの検査方法で用いられる検査装置は、遠隔操作により作動するものであり、橋梁用ケーブルに沿って移動するための移動装置と、橋梁用ケーブルの表面を撮影する撮像装置と、橋梁用ケーブル内の鋼線の破断を検出する渦電流探傷装置を備える。この橋梁用ケーブルの検査装置を用いた検査方法では、橋梁用ケーブルに沿って移動する間に、撮像装置によってケーブルの表面を撮影する。これにより得られた画像に基づいて、橋梁用ケーブルの表面の変状を検出すると、この変状の検出位置で、渦電流探傷法による検査を行う。渦電流探傷法による検査では、交流電流を印加した検出コイルを、橋梁用ケーブルの表面の近傍で移動させ、ケーブル内の鋼線に渦電流を発生させる。この渦電流の変化によって生じる検出コイルのインピーダンスの変化に基づいて、上記鋼線の破断を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６３０８５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の橋梁用ケーブルの検査方法は、橋梁用ケーブル内の鋼線の破断について、検出漏れが生じる場合がある。

【0006】

そこで、本発明の課題は、橋梁用ケーブルの内部に存在する素線の異常を、従来よりも高い精度で検出できる橋梁用ケーブルの検査方法と、これに用いる検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の橋梁用ケーブルの検査方法は、鋼製の素線と、この素線を被覆する被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査する検査方法であって、
上記橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、上記被覆体の内側に存在する水分を検出する水分検出工程と、
上記橋梁用ケーブルの検査対象部分のうち、上記水分検出工程で水分が検出された部分に対して、上記素線の形状の検査を行う形状検査工程と
を備えることを特徴としている。

【0008】

上記構成によれば、鋼製の素線と被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査する際、まず、水分検出工程を行う。この水分検出工程では、橋梁用ケーブルの検査対象領域に対して、橋梁用ケーブルの被覆体の内側に存在する水分を検出する。この後、形状検査工程を行い、橋梁用ケーブルの検査対象領域のうち、上記水分検出工程で水分が検出された部分に対して、上記被覆体の内側の素線の形状の検査を行う。このように、水分検出工程で被覆体の内側に存在する水分を検出することにより、鋼製の素線の劣化を促進する腐食環境を、高い確率で検出することができる。この水分が検出された位置を対象に、形状検査工程で素線の形状の確認を行うので、素線に生じている減肉や破断等の異常を、漏れなく検出することができる。ここで、橋梁用ケーブルは、斜張橋、エクストラドーズド橋又は吊り橋に使用され、橋梁を構成して引張力を受け持つ部材が該当する。また、素線は、複数の直線状の鋼線が平行に配列されて束ねられたものや、複数の鋼線が撚り合わされたより線状のもの等が該当し、その形態は限定されない。また、被覆体は、素線を内側に収容する樹脂製の管状体や、素線と共に一括して押し出し成形された樹脂製の被覆等が該当し、素線の外側に配置された充填材をも含む。すなわち、被覆体は、素線を保護するために素線の外側に設けられるものであれば、その材質や形態は限定されない。

【0009】

橋梁用ケーブルの素線の腐食環境は、橋梁用ケーブルの被覆体の内側に形成されるため、被覆体の外観から腐食環境の位置を正確に特定することは困難である。そして、この腐食環境の位置は、被覆体の表面に傷や変色等の変状が表れる位置とは、必ずしも一致しない。すなわち、被覆体に生じた傷から浸入した雨水は、被覆体の内側の被覆体と素線の間や、素線の相互の間を流れて移動し、上記被覆体の傷の位置と異なる位置に腐食環境を生成する場合がある。このため、従来の橋梁用ケーブルの検査方法のように、被覆体の表面に変状が生じている位置で渦電流探傷法を行っても、この位置には腐食環境が生成されておらず、素線の異常が検出されない場合がある。この場合、上記被覆体の傷から浸入した雨水により、傷から離れた位置に腐食環境が形成され、この腐食環境の位置の素線に、腐食に伴う減肉や破断等の異常が発生している可能性がある。この素線の異常は、従来の検査方法では検出できず、検査漏れが生じることとなる。このような被覆体の変状の位置と、素線の異常の位置とが異なる場合があることを本発明者は発見し、この知見に基づいて、本発明がなされたのである。

【0010】

一実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法は、上記橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、上記被覆体の表面の変状を検出する外観検査工程を備え、
上記形状検査工程は、上記水分検出工程で水分が検出された部分と、上記外観検査工程で変状が検出された部分とに対して、上記素線の形状の検査を行う。

【0011】

上記実施形態によれば、水分検出工程に加えて、外観検査工程を行い、橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、被覆体の表面に変状が生じている部分を検出する。ここで、変状とは、傷や汚れ等のように、視覚的に検出することができる被覆体の表面の異常をいう。また、上記水分検出工程と外観検査工程は、いずれを先に行ってもよく、同時に行ってもよい。この後、形状検査工程を行い、上記水分検出工程で水分が検出された部分と、上記外観検査工程で変状が検出された部分とに対して、橋梁用ケーブルの素線の形状の検査を行う。これにより、被覆体の表面に変状が生じている部分に腐食環境が形成され、この腐食環境で素線に生じた異常についても、形状検査工程で検出することができる。したがって、橋梁用ケーブルの検査対象部分に生じている素線の異常を、高い確率で検出することができる。

【0012】

一実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法は、上記水分検査工程を、電磁波レーダ法により行い、
上記形状検査工程を、渦電流探傷法又は後方散乱Ｘ線撮像法により行う。

【0013】

上記実施形態によれば、水分検査工程で電磁波レーダ法を行うことにより、橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、被覆体の内側に存在する水分を、非破壊で効果的に検出することができる。また、電磁波レーダ法は、対象に電磁波を連続的に照射して連続的に検査を行うことができるので、橋梁用ケーブルの検査対象部分を連続的に検査できる。したがって、橋梁用ケーブルの内部の水分を、迅速かつ効率的に検出できる。また、水分検査工程で水分が検出された部分に対して、形状検査工程で渦電流探傷法又は後方散乱Ｘ線撮像法を局所的に行うことにより、橋梁用ケーブルの素線の形状を、非破壊で迅速かつ効果的に検出できる。したがって、素線の減肉や破断等の異常を、迅速かつ効果的に検出できる。ここで、渦電流探傷法又は後方散乱Ｘ線撮像法は、電磁波レーダ法よりも検査速度が遅いにもかかわらず、水分検査工程によって検査範囲が狭められるので、検査の全体にかかる時間を効果的に短縮できる。

【0014】

一実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法は、上記水分検査工程を、電磁波レーダ法により行い、
上記外観検査工程を、上記水分検出工程で上記橋梁用ケーブルに電磁波を照射する際に同時に被覆体の表面を撮影して得た撮影画像に基づいて行う。

【0015】

上記実施形態によれば、電磁波レーダ法を適用することにより、橋梁用ケーブルの検査対象部分に対して、被覆体の内側に存在する水分を、非破壊で効果的に検出することができる。また、電磁波レーダ法は、対象に電磁波を連続的に照射して連続的に検査を行うことができるので、橋梁用ケーブルの検査対象部分を連続的に検査できる。したがって、橋梁用ケーブルの内部の水分を、迅速かつ効率的に検出できる。さらに、電磁波レーダ法で橋梁用ケーブルに電磁波を照射すると共に、この橋梁用ケーブルの被覆体の表面を撮像装置で撮影し、これにより得た撮影画像に基づいて外観検査工程を行う。したがって、水分検出工程と外観検査工程を同時に行うことができ、検査の全体にかかる時間を効果的に短縮できる。

【0016】

本発明の橋梁用ケーブルの検査装置は、鋼製の素線と、この素線を被覆する被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査するために用いられる検査装置であって、
上記橋梁用ケーブルの少なくとも一部を取り囲むように配置されるフレームと、
上記フレームに取り付けられ、上記橋梁用ケーブルの表面に接して転動し、上記フレームを上記橋梁用ケーブルの軸方向に移動するように案内する車輪と、
上記橋梁用ケーブルに沿ってこの検査装置を移動させる駆動力を生成する駆動装置と、
上記フレームに、検査機器として、電磁波レーダ装置、渦電流探傷装置及び後方散乱Ｘ線撮像装置のうちの少なくとも一つを選択して搭載可能に形成された検査機器搭載機構と、
遠隔位置で行われる操作に基づいて、少なくとも上記検査機器と駆動装置を制御する制御装置と
を備えることを特徴としている。

【0017】

上記構成によれば、検査装置は、鋼製の素線と被覆体を有する橋梁用ケーブルを、橋梁における設置位置で検査するために用いられる。この検査装置は、フレームが、橋梁用ケーブルの少なくとも一部を取り囲むように配置される。このフレームに取り付けられ、橋梁用ケーブルの表面に接して転動する車輪により、フレームが橋梁用ケーブルの軸方向に移動するように案内される。駆動装置により、橋梁用ケーブルに沿ってこの検査装置を移動させる駆動力が生成される。検査機器搭載機構により、検査機器として、電磁波レーダ装置、渦電流探傷装置及び後方散乱Ｘ線撮像装置のうちの少なくとも一つを選択して、上記フレームに搭載可能に形成されている。このような構成の検査装置を用いることにより、遠隔位置で操作を行い、橋梁用ケーブルに沿って移動させながら、検査機器としての電磁波レーダ装置により、橋梁用ケーブルの被覆体の内側に存在する水分を検出することができる。この後、検査機器搭載機構で搭載する検査機器を、電磁波レーダ装置から渦電流探傷装置又は後方散乱Ｘ線撮像装置に交換する。続いて、橋梁用ケーブルの水分が検出された位置に移動し、この水分が検出された橋梁用ケーブルの部分について、検査機器としての渦電流探傷装置又は後方散乱Ｘ線撮像装置により、素線の形状の検査を行うことができる。このように、橋梁用ケーブルについて、電磁波レーダ装置で検査対象部分を連続的に検査して水分を検出し、水分が検出された部分に対して、渦電流探傷装置又は後方散乱Ｘ線撮像装置で局所的に素線の検査を行うことができる。したがって、橋梁用ケーブルの検査対象部分が長大であっても、素線の腐食環境の存在する可能性がある部分を電磁波レーダ装置で抽出し、この部分で渦電流探傷装置又は後方散乱Ｘ線撮像装置により素線の形状の検査を行うことにより、効率的な検査を行うことができる。

【0018】

一実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置は、上記フレームに、上記橋梁用ケーブルの被覆体の表面を撮影する撮影装置が設置されている。

【0019】

上記実施形態によれば、フレームに設置された撮影装置により、橋梁用ケーブルに沿って駆動装置で移動しながら、橋梁用ケーブルの被覆体の表面を撮影することができる。これにより得られた撮影画像に基づいて、被覆体の表面の変状を検出し、この変状が検出された橋梁用ケーブルの部分を、検査機器としての渦電流探傷装置及び後方散乱Ｘ線撮像装置で検査する。これにより、素線に生じている減肉や破断等の異常を、効率的に検出することができる。

【0020】

一実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置は、上記駆動装置は、上記車輪を回転駆動する車輪駆動装置であり、
上記フレームに取り付けられ、少なくとも上記検査機器と車輪駆動装置に電力を供給する電池を収容する筐体を備え、
上記車輪は、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の上側と下側に配置され、
上記電池を含んだ筐体に作用する重力により、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の上側の車輪と、上記橋梁用ケーブルの鉛直方向の下側の車輪とで上記橋梁用ケーブルを挟んで押圧する押圧力を発揮するように形成されている。

【0021】

上記実施形態によれば、橋梁用ケーブルに接する車輪が、車輪駆動装置によって駆動されることにより、橋梁用ケーブルの検査装置が橋梁用ケーブルに沿って移動する。ここで、少なくとも上記検査機器と車輪駆動装置に電力を供給する電池を収容する筐体がフレームに取り付けられており、この筐体に作用する重力により、橋梁用ケーブルの上側と下側に接する車輪が、上記橋梁用ケーブルを挟んで押圧する押圧力を発揮する。これにより、車輪駆動装置で生成される車輪の駆動力が、橋梁用ケーブルに安定して伝達され、安定して橋梁用ケーブルに沿って移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法が適用される橋梁を示す模式図である。

【図2A】橋梁用ケーブルを示す横断面図である。

【図2B】橋梁用ケーブルに損傷が生じた様子を示す縦断面図である。

【図3】橋梁用ケーブルに損傷が生じる過程を説明するフロー図である。

【図4】実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置を示すブロック図である。

【図5A】実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置を示す側面図である。

【図5B】実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置を示す正面図である。

【図5C】実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置を示す背面図である。

【図6】本発明の実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法を示すフロー図である。

【図7】他の実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

【0024】

図１は、本発明の実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法が行われる橋梁を示す模式図である。本実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法は、本実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置１を用いて、橋梁としての斜張橋４に設置されているケーブル６の検査を原位置で行う方法である。

【0025】

本実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法が適用される斜張橋４は、図１に示すように、海底や河底の地盤に立設された主塔５と、この主塔５に取り付けられた複数のケーブル６，６，６，・・・と、これらの複数のケーブル６，６，６，・・・で支持される主桁７とを含んで構成されている。本実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法は、本実施形態の橋梁用ケーブルの検査装置１をケーブル６に設置し、主桁７に支持された道路上の操作者が遠隔管理装置２を操作して作動させることにより行う。この検査装置１は、遠隔管理装置２からの指令に応じて、矢印Ｍで示すようにケーブル６に沿って移動し、また、後述する検査機器を動作させてケーブル６の検査を行う。

【0026】

図２Ａは、上記斜張橋４のケーブル６の横断面図であり、図２Ｂは、上記ケーブル６に損傷が生じた様子を示す縦断面図である。このケーブル６は、複数の素線としての鋼線２１，２１，２１，・・・が平行に配置され、これらの鋼線２１，２１，２１，・・・の外側に、被覆体としての保護膜２２が被覆されている。上記鋼線２１は、高張力鋼の亜鉛メッキ鋼で形成され、上記保護膜２２は、ポリエチレンで形成されている。なお、本発明の検査方法は、他の構造の橋梁用ケーブルにも適用でき、例えば、素線として鋼撚り線が用いられた橋梁用ケーブルや、被覆体として樹脂製の管が用いられた橋梁用ケーブルにも適用できる。

【0027】

図３は、このような橋梁用のケーブル６が破断するまでの過程を説明するフロー図である。まず、ケーブル６の被覆体としての保護膜２２に、傷２４が発生する（ステップＳ１）。保護膜２２の傷２４は、ケーブル６の製造、設置又は検査を行う時の事故又は不注意や、経年劣化や、飛来物の接触等、種々の理由によって発生する。この保護膜２２の傷２４により生じた隙間から、雨水が保護膜２２の内側へ浸入する（ステップＳ２）。保護膜２２の内側へ浸入した雨水が、保護膜２２の内側の種々の位置で滞留し、鋼線２１の腐食を促進する腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂが発生する（ステップＳ３）。これらの腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂに位置する鋼線２１に、腐食が発生する（ステップＳ４）。これらの腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂで鋼線２１が腐食すると、保護膜２２の傷２４に近い腐食環境領域２５Ａからは錆汁が外側に流出する一方、上記傷２４から遠い腐食環境領域２５Ｂからは錆汁が外側に流出しない（ステップＳ５）。保護膜２２の傷２４に近い腐食環境領域２５Ａから漏出した錆汁は、保護膜２２の外観の変状を発生させる（ステップＳ６）。この後、保護膜２２の傷２４に近い腐食環境領域２５Ａと、上記傷２４から遠い腐食環境領域２５Ｂのいずれにも、腐食が進行して鋼線２１が破断し、破断部２６Ａ，２６Ｂが生じる（ステップＳ７）。

【0028】

このように、橋梁用のケーブル６は、保護膜２２の傷２４の位置から離れた位置に腐食環境領域２５Ｂが形成される場合がある。したがって、従来の検査方法のように、保護膜２２の傷２４から漏出した錆汁等の変状に基づいて傷２４の位置を特定し、この傷２４の周辺で渦電流探傷法により鋼線２１の損傷を検査しても、傷２４に近い腐食環境領域２５Ａの破断部２６Ａのみが検出される。その結果、保護膜２２の傷２４から遠い腐食環境領域２５Ｂの破断部２６Ｂは検出されず、この破断部２６Ｂは検出漏れとなる。また、保護膜２２の傷２４から錆汁の漏出が生じない場合や、傷２４が外観の変状として検出されない場合、従来の検査方法では、保護膜２２の傷２４に近い腐食環境領域２５Ａの破断部２６Ａも検出されない。

【0029】

本発明の橋梁用ケーブル６の検査方法及び検査装置１は、保護膜２２の傷２４から遠い腐食環境領域２５Ｂや、保護膜２２の傷２４から近くかつ保護膜２２の表面に外観の変状が生じない腐食環境領域２５Ａについて、これらの腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂを漏れなく検出し、さらに、これらの腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂに生じる可能性のある破断部２６Ａ，２６Ｂを漏れなく検出することを可能とするものである。

【0030】

図４は、本発明の実施形態のケーブル検査装置１と遠隔管理装置２を示すブロック図である。図５Ａはケーブル検査装置１を示す側面図であり、図５Ｂはケーブル検査装置１を示す正面図であり、図５Ｃは実施形態のケーブル検査装置１を示す背面図である。実施形態のケーブル検査装置１は、図４に示すように、主要な構成として、移動装置１５、撮像装置１６、検査機器１７及び制御装置１０を備える。また、このケーブル検査装置１は、上記移動装置１５、撮像装置１６、検査機器１７及び制御装置１０に電力を供給する蓄電池１８を備え、外部から電力を供給されることなく動作可能になっている。

【0031】

ケーブル検査装置１は、図５Ａ乃至５Ｃに示すように、移動装置１５、制御装置１０及び蓄電池１８を支持する主フレーム３１と、撮像装置１６及び検査機器１７を支持する機器フレーム３６を有する。

【0032】

主フレーム３１は、ケーブル６の上側部分を取り囲む門型の上部フレーム部材３１Ａと、ケーブル６の下側部分を取り囲むＨ字形状の下部フレーム部材３１Ｂとを有する。上部フレーム部材３１Ａの下端部は、下部フレーム部材３１Ｂの上端部の内側に摺動可能に嵌合しており、この嵌合長さが調節可能に形成されている。上記上部フレーム部材３１Ａと下部フレーム部材３１Ｂは分離可能に形成されており、ケーブル検査装置１をケーブル６に取り付ける際、ケーブル６の下側に下部フレーム部材３１Ｂを配置し、ケーブル６の上側に上部フレーム部材３１Ａを配置する。この後、上部フレーム部材３１Ａと下部フレーム部材３１Ｂを連結して、主フレーム３１がケーブル６を取り囲むように配置される。

【0033】

機器フレーム３６は、ケーブル６が内側に挿通される環状に形成されており、主フレーム３１の下部フレーム部材３１Ｂの正面側に連結されている。機器フレーム３６には、検査機器１７をケーブル６の周方向に回転駆動する検査機器駆動装置３８が内蔵されている。機器フレーム３６は、上側と下側に分割可能に形成されており、ケーブル検査装置１をケーブル６に取り付ける際、ケーブル６の下側に機器フレーム３６の下側部分を配置し、ケーブル６の上側に機器フレーム３６の上側部分を配置する。この後、機器フレーム３６の上側部分と下側部分を連結して、機器フレーム３６がケーブル６を取り囲むように配置される。

【0034】

上記上部フレーム部材３１Ａは、幅方向の両側から背面側に延出する２つの上アーム３４Ａ，３４Ａを有し、これらの上アーム３４Ａ，３４Ａの間に掛け渡された回転軸に、上側の２つの車輪３２Ａ，３２Ａが設置されている。また、上記下部フレーム部材３１Ｂは、幅方向の両側から背面側に延出する２つの２つの下アーム３４Ｂ，３４Ｂを有し、これらの下アーム３４Ｂ，３４Ｂの間に掛け渡された回転軸に、下側の２つの車輪３２Ｂ，３２Ｂが設置されている。車輪３２Ａ，３２Ｂは円錐台形状を有し、１つの回転軸につき２つの車輪３２Ａ，３２Ａ；３２Ｂ，３２Ｂが、円錐台の斜面を対向するように配置される。これにより、２つの車輪３２Ａ，３２Ａ；３２Ｂ，３２Ｂでケーブル６の表面を幅方向の両側で挟むようになっている。また、上側の車輪３２Ａ，３２Ａと、下側の車輪３２Ｂ，３２Ｂで、ケーブル６を上下両側から挟むようになっている。上側の車輪３２Ａ，３２Ａと、下側の車輪３２Ｂ，３２Ｂとの間の距離が、上部フレーム部材３１Ａの下部フレーム部材３１Ｂに対する嵌合長さを調節することにより、ケーブル６の径に応じて調節可能になっている。

【0035】

移動装置１５は、ケーブル６に沿ってケーブル検査装置１のフレーム３１，３６を移動するためのものであり、図５Ａ及び５Ｃの車輪３２Ａ，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｂと、これらの車輪３２Ａ，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｂを駆動する駆動装置としてのモータ３３Ａ，３３Ｂを含んで構成される。上記モータ３３Ａ，３３Ｂは、上側の回転軸と下側の回転軸に夫々連結されている。移動装置１５は、いずれかの車輪３２Ａ，車輪３２Ａに設けられたエンコーダの出力や、いずれかのモータ３３Ａ，３３Ｂの回転数に基づいて、ケーブル６に沿った走行距離を検出するようになっている。移動装置１５の走行距離に関する情報は制御装置１０に入力され、この入力された情報に基づいて、ケーブル６上におけるケーブル検査装置１の位置を特定する位置情報が生成される。制御装置１０は、この位置情報を、撮像装置１６や検査機器１７が出力する情報に関連付けて、撮像装置１６や検査機器１７の情報の収集位置を特定するように構成されている。

【0036】

撮像装置１６は、光学レンズと、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子を内蔵し、動画や静止画の撮像データを出力するものである。この撮像装置１６は、機器フレーム３６に、ケーブル６を周方向に取り囲むように、等間隔をおいて４個設置されている。４個の撮像装置１６により、ケーブル６の全周を撮影するように配置されている。なお、撮像装置１６の個数は、４個に限られない。

【0037】

検査機器１７は、ケーブル６の検査を行うためのものであり、電磁波レーダ装置と、渦電流探傷装置と、後方散乱Ｘ線撮像装置とのいずれかが選択され、検査機器１７として搭載される。

【0038】

電磁波レーダ装置は、電磁波をケーブル６の内部に向けて放射するレーダアンテナと、このレーダアンテナから放射した電磁波の反射波を受信する受信アンテナを有する。電磁波レーダ装置は、比誘電率の異なる境界面で電磁波が反射し、その反射波の強度が境界面に接する物質の比誘電率に応じて異なる原理を利用している。本実施形態の検査方法では、電磁波レーダ装置により、ケーブル６の保護膜２２の内側に存在する水を検出する。

【0039】

渦電流探傷装置は、交流電流が印加され、被検査体に渦電流を生成するコイルと、このコイルのインピーダンスの変化を検出する検出回路を有する。渦電流探傷装置は、被検査体に存在する傷に応じて生じる渦電流の変化を、コイルのインピーダンスの変化として検出することにより、被検査体の傷の形状等を検出する。本実施形態の検査方法では、渦電流探傷装置により、ケーブル６の内部の鋼線２１の形状を検出する。

【0040】

後方散乱Ｘ線撮像装置は、被検査体にＸ線を照射するＸ線照射装置と、被検査体からの後方散乱Ｘ線を検出するＸ線検出装置を有する。後方散乱Ｘ線撮像装置は、被検査体の内部の物質の違いによって生じる後方散乱Ｘ線の線量の違いに基づいて、被検査体の内部に存在する物質の形状を検出する。本実施形態の検査方法では、後方散乱Ｘ線撮像装置により、ケーブル６の内部の鋼線２１の形状を検出する。

【0041】

上記検査機器１７は、検査機器搭載機構としての検査機器搭載部材３７に搭載される。検査機器搭載部材３７は、環状の機器フレーム３６に、互いに１８０°の角度をおいて２つ設置されている。この検査機器搭載部材３７は、機器フレーム３６に接続されて正面側に延出する支持部材と、この支持部材の先端部に検査機器１７を固定する固定部材を有する。支持部材は、基端側が、機器フレーム３６に内蔵された検査機器駆動装置３８に連結されている。検査機器駆動装置３８は、機器フレーム３６と同心に配置された環状の歯車と、この歯車を周方向に駆動する駆動モータを有する。この検査機器駆動装置３８の歯車に、上記検査機器搭載部材３７の支持部材が連結されている。検査機器駆動装置３８の駆動モータが歯車を駆動すると歯車が周方向に回転し、これにより、２つの検査機器搭載部材３７が互いに１８０°の角度差を保持した状態で、周方向に回転してケーブル６の外周側を周方向に回転する。その結果、検査機器搭載部材３７に搭載された２つの検査機器１７が、互いに１８０°の角度差を保持した状態で、ケーブル６の外周側を周方向に回転する。検査機器駆動装置３８は、検査機器搭載部材３７に搭載された検査機器１７の動作に応じて、ケーブル６に対して周方向の所定位置に検査機器１７を保持し、また、ケーブル６の外周側で検査機器１７を周方向に回転駆動するように動作する。

【0042】

制御装置１０は、上記移動装置１５、撮像装置１６及び検査機器１７の動作を制御する。また、検査機器１７の動作と共に、この検査機器１７を搭載する検査機器搭載部材３７に連結された検査機器駆動装置３８の動作を制御する。この制御装置１０はコンピュータで形成され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；中央演算装置）１１と、ＣＰＵ１１で実行されるコンピュータプログラムが格納された記憶装置１２と、遠隔管理装置２と無線通信を行う通信装置１３を有する。制御装置１０は、遠隔管理装置２から受信した情報に基づき、移動装置１５、撮像装置１６及び検査機器１７を動作させる。また、撮像装置１６及び検査機器１７からの情報を、記憶装置１２に記憶し、遠隔管理装置２に送信するようになっている。

【0043】

上記制御装置１０及び蓄電池１８は２つの筐体３５に収容され、これらの筐体３５は、主フレーム３１の下端に揺動可能に吊り下げられている。これらの筐体３５に作用する重力Ｇにより、ケーブル６の上側の車輪３２Ａ，３２Ａと、ケーブル６の下側の車輪３２Ｂ，３２Ｂとでケーブル６を挟んで押圧する押圧力Ｐ１，Ｐ２を発揮するように形成されている。すなわち、筐体３５に作用する重力Ｇにより、ケーブル６に、上側の車輪３２Ａ，３２Ａから下向きに押圧する押圧力Ｐ１が作用し、下側の車輪３２Ｂ，３２Ｂから上向きに押圧する押圧力Ｐ２が作用する。これにより、車輪３２Ａ，３２Ａ；３２Ｂ，３２Ｂからケーブル６に駆動力が安定して伝達され、ケーブル検査装置１が安定してケーブル６に沿って移動可能になっている。

【0044】

遠隔管理装置２は、コンピュータで形成され、操作者から入力を受ける入力装置と、ケーブル検査装置１の制御装置１０との間で無線通信を行う通信装置と、ケーブル検査装置１から受信したデータの解析を行う解析装置と、ケーブル検査装置１の操作に関する情報や解析に関する情報を表示する表示部を有する。

【0045】

次に、上記構成のケーブル検査装置１を用いて実行されるケーブル６の検査方法を説明する。

【0046】

図６は、実施形態の橋梁用ケーブルの検査方法を示すフロー図である。本実施形態の検査方法では、ケーブル６の検査対象部分が、ケーブル６の下端に位置する主桁７への定着部と、ケーブル６の上端に位置する主塔５への定着部の間であるとする。なお、ケーブル６の検査対象部分は、ケーブル６の主桁７への定着部と、主塔５への定着部との間の一部であってもよい。ケーブル６の検査対象部分の検査を開始するにあたり、まず、ケーブル検査装置１を、ケーブル６の下端に設置する。ここで、主フレーム３１を上部フレーム部材３１Ａと下部フレーム部材３１Ｂに分離すると共に、機器フレーム３６及び検査機器駆動装置３８を分割する。上記下部フレーム部材３１Ｂと機器フレーム３６の下側部分をケーブル６の下側に配置し、上記上部フレーム部材３１Ａと機器フレーム３６の上側部分をケーブル６の上側に配置する。この後、上部フレーム部材３１Ａと下部フレーム部材３１Ｂを連結すると共に、機器フレーム３６の上側部分と下側部分を連結して、ケーブル検査装置１をケーブル６に設置する。このとき、上部フレーム部材３１Ａと下部フレーム部材３１Ｂの嵌合長さを調節して、上部フレーム部材３１Ａ側に取り付けられた上側の車輪３２Ａ，３２Ａと、下部フレーム部材３１Ｂ側に取り付けられた下側の車輪３２Ｂ，３２Ｂとを、ケーブル６の表面に密着させる。

【0047】

ケーブル検査装置１をケーブル６の下端に設置すると、２つの検査機器搭載部材３７に、検査機器１７としての電磁波レーダ装置を夫々取り付ける。この後、操作者が遠隔管理装置２に検査の開始を指令すると、移動装置１５が作動すると共に、電磁波レーダ装置と撮像装置１６が作動する。これにより、移動装置１５の車輪３２Ａ，車輪３２Ｂが回転駆動してケーブル検査装置１が正面側に向かって移動し、ケーブル６に沿って上昇する。これと共に、電磁波レーダ装置がケーブル６に電磁波を照射し、反射波の電磁波データを収集する。また、撮像装置１６がケーブル６の保護膜２２の表面を撮影し、撮像データを収集する。電磁波レーダ装置と撮像装置１６が収集したデータは、ケーブル６上の位置情報に関連付けられて、制御装置１０の通信装置１３により遠隔管理装置２へ送信され、遠隔管理装置２の記憶装置に保存される。ケーブル検査装置１がケーブル６の上端に達すると、移動装置１５の動作が停止すると共に、電磁波レーダ装置と撮像装置１６が停止する。こうして、ケーブル６の検査対象部分について、往路のデータ収集が終了する。

【0048】

引き続いて、操作者が遠隔管理装置２に復路の検査の開始を指令すると、検査機器駆動装置３８が作動し、検査機器１７としての電磁波レーダ装置の位置を、ケーブル６の周方向に９０°変更する。この後、移動装置１５が作動すると共に、電磁波レーダ装置が作動する。これにより、移動装置１５の車輪３２Ａ，車輪３２Ｂが回転駆動してケーブル検査装置１が背面側に向かって移動し、ケーブル６に沿って下降する。これと共に、電磁波レーダ装置がケーブル６に電磁波を照射し、反射波の受信データを収集する。電磁波レーダ装置が収集したデータは、制御装置１０の通信装置１３により遠隔管理装置２へ送信され、遠隔管理装置２の記憶装置に保存される。ケーブル検査装置１がケーブル６の下端に達すると、移動装置１５の動作が停止すると共に、電磁波レーダ装置が停止する。こうして、ケーブル６の検査対象部分について、復路のデータ収集が終了する。

【0049】

このようにして、ケーブル６の検査対象部分について、下端から上端に向かう往路で、電磁波レーダ装置によりケーブル６の上端部及び下端部の電磁波データを収集し、撮像装置１６で全周の撮像データを収集する。また、上端から下端に向かう復路で、電磁波レーダ装置によりケーブル６の右側部及び左端部の電磁波データを収集する。こうして、ケーブル６の検査対象部分について、全周の電磁波データと撮像データの収集が完了する。

【0050】

この後、遠隔管理装置２により、記憶装置に保存した電磁波データの解析を行い、ケーブル６の保護膜２２の内側の水分を探索する（ステップＳ１１）。

【0051】

また、遠隔管理装置２により、記憶装置に保存した撮像データの解析を行い、ケーブル６の保護膜２２の表面における錆汁の汚れや傷等の変状を探索する（ステップＳ１２）。

【0052】

続いて、電磁波データの解析結果に基づき、保護膜２２の内側に水分が存在するか否かを判断し（ステップＳ１３）、水分が存在すると判断すると、水分の検出位置を特定する。また、保護膜２２の内側に水分が存在しない部分について、撮像データの解析結果に基づき、保護膜２２の表面に変状が存在するか否かを判断し（ステップＳ１４）、変状が存在すると判断すると、変状の検出位置を特定する。

【0053】

ケーブル６の保護膜２２の内側に水分が検出され、及び／又は、ケーブル６の保護膜２２の表面に変状が検出されると、２つの検査機器搭載部材３７に、検査機器１７としての渦電流探傷装置を夫々取り付ける。この後、操作者が遠隔管理装置２に検査の開始を指令すると、移動装置１５が作動する。これにより、ケーブル検査装置１が、電磁波データの位置情報と撮像データの位置情報に基づき、水分の検出位置と、変状の検出位置に移動し、これらの位置で、渦電流探傷装置が作動して渦電流探傷法による検査を行う。

【0054】

渦電流探傷装置による検査では、渦電流探傷装置が有するコイルに交流電流を印加し、ケーブル６の鋼線２１に渦電流を発生させる。そして、鋼線２１に渦電流を発生させた状態で、渦電流探傷装置を、検査機器駆動装置３８によってケーブル６の回りを半周分移動させ、２つの渦電流探傷装置でケーブル６の全周分のインピーダンスのデータを取得する。全周方向のインピーダンスのデータを取得した後は、ケーブル検査装置１をケーブル６の軸方向に沿って所定距離移動させる。そして、移動後の位置において、全周方向のインピーダンスのデータを取得する。このケーブル検査装置１の移動と全周方向のインピーダンスのデータの取得を所定回数繰り返すことにより、ケーブル６の軸方向における所定範囲の走査を行う。こうして得た所定範囲のインピーダンスのデータに基づいて、遠隔管理装置２により解析を行い、鋼線２１の形状を検出し、破断部２６Ａ，２６Ｂの有無と、破断部２６Ａ，２６Ｂの大きさを測定する。このようにして、保護膜２２の内側の水分の検出部分と、保護膜２２の表面の変状の検出部分に対して、渦電流探傷法により鋼線２１の形状を確認する（ステップＳ１５）。

【0055】

渦電流探傷法により鋼線２１の形状を確認し、破断部２６Ａ，２６Ｂの存在と、その大きさが測定されると（ステップＳ１６）、ケーブル６の検査対象部分の鋼線２１に異常があると判断される。一方、電磁波データの解析結果に基づいて保護膜２２の内側に水分が存在しないと判断され（ステップＳ１３）、かつ、撮像データの解析結果に基づいて保護膜２２の表面に変状が存在しないと判断されると（ステップＳ１４）、ケーブル６の検査対象部分の鋼線２１には異常が無いと判断される。

【0056】

以上のように、本実施形態のケーブル検査方法によれば、ケーブル検査装置１を用いて、検査機器１７としての電磁波レーダ装置によりケーブル６内の水分を検出すると共に、撮像装置１６によりケーブル６の表面の変状を検出し、この後、水分の検出位置と変状の検出位置で、検査機器１７としての渦電流探傷装置で鋼線２１の形状を確認する。したがって、鋼線２１の破断部２６Ａ，２６Ｂを漏れなく検出することができる。

【0057】

また、本実施形態のケーブル検査装置１によれば、検査機器搭載部材３７に、検査機器１７としての電磁波レーダ装置と渦電流探傷装置を選択して搭載できるので、効率的に検査を行うことができる。

【0058】

上記実施形態において、ケーブル６の水分の検出位置と変状の検出位置で、検査機器１７としての渦電流探傷装置で鋼線２１の形状を確認したが、Ｘ線撮像装置で鋼線２１の形状を検出してもよい。この場合、検査機器搭載部材３７にＸ線撮像装置を設置し、渦電流探傷装置と同様に、ケーブル６の軸方向の所定範囲の走査を行う。これにより、ケーブル６の鋼線２１の形状を、後方散乱Ｘ線の線量に基づいて検出することができる。

【0059】

また、上記実施形態において、検査機器１７としての渦電流探傷装置により鋼線２１の破断部２６Ａ，２６Ｂを検出したが、破断に至る前段階である減肉部を検出することも可能である。

【0060】

また、上記実施形態の検査方法において、撮像装置１６の撮像データに基づいて保護膜２２の変状を検出したが、撮像装置１６による撮像データの収集は行わなくてもよい。図７は、他の実施形態の検査方法を示すフロー図である。この検査方法では、ケーブル検査装置１の撮像装置１６を停止し、電磁波レーダ装置により、ケーブル６の検査対象部分について、電磁波データのみを収集する。この後、遠隔管理装置２で電磁波データの解析を行い、ケーブル６の保護膜２２の内側の水分を探索する（ステップＳ２１）。続いて、電磁波データの解析結果に基づき、ケーブル６の保護膜２２の内側に水分が存在するか否かを判断する（ステップＳ２２）。ケーブル６内に水分が存在すると判断すると、渦電流探傷装置により、水分の検出部分で渦電流探傷法による検査を行い、鋼線２１の形状を確認する（ステップＳ２３）。渦電流探傷法により鋼線２１の形状を確認し、破断部２６Ａ，２６Ｂの存在と、その大きさが測定されると（ステップＳ２４）、ケーブル６の検査対象部分の鋼線２１に異常があると判断する。一方、電磁波データの解析結果に基づいて保護膜２２の内側に水分が存在しないと判断すると（ステップＳ２４）、ケーブル６の検査対象部分の鋼線２１には異常が無いと判断する。このように、ケーブル６内の水分を検出することにより、水分によって形成される腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂを検出できるので、ケーブル６の表面の変状を検出しなくても、腐食環境領域２５Ａ，２５Ｂで発生する可能性の高い破断部２６Ａ，２６Ｂを、効率的かつ良好な精度で検出することができる。

【0061】

また、上記実施形態の検査方法において、ケーブル検査装置１の検査機器搭載機構としての２つの検査機器搭載部材３７に２つの検査機器１７を設置したが、検査機器搭載部材３７の設置数は２に限定されない。例えば、検査機器搭載部材３７の数が１である場合、１つの検査機器搭載部材３７に１つの検査機器１７を設置し、検査機器駆動装置３８によって検査機器１７をケーブル６の全周に移動させ、１つの検査機器１７でケーブル６の全周の検査を行えばよい。また、検査機器搭載部材３７は３個以上設けてもよく、検査機器搭載部材３７に設置された３個以上の検査機器１７により、各検査機器１７に割り振られたケーブル６の部分の検査を行えばよい。

【0062】

また、上記実施形態のケーブル検査装置１は、移動装置１５として、ケーブル６に接してフレーム３１，３６を移動させるための車輪３２Ａ，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｂと、これらの車輪３２Ａ，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｂを駆動する駆動装置としてのモータ３３Ａ，３３Ｂを備えたが、他の構成の移動装置を採用してもよい。例えば、主フレーム３１に、ケーブル６に接して従動する車輪を設け、駆動装置として、主フレーム３１にワイヤやリンク等の接続部材で接続されて、この主フレーム３１をケーブル６に沿って移動させるドローン等の飛翔体を採用してもよい。

【0063】

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、多くの変形が、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ ケーブル検査装置
２ 遠隔管理装置
４ 斜張橋
５ 主塔
６ ケーブル
７ 主桁
１０ 制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ 記憶装置
１３ 通信装置
１５ 移動装置
１６ 撮像装置
１７ 検査機器
１８ 蓄電池
２１ ケーブルの鋼線
２２ ケーブルの保護膜
２４ 保護膜の傷
２５Ａ，２５Ｂ 腐食環境領域
２６Ａ，２６Ｂ 鋼線の破断部
３１ 主フレーム
３１Ａ 上部フレーム部材
３１Ｂ 下部フレーム部材
３６ 機器フレーム
３２Ａ，３２Ｂ 車輪
３３Ａ，３３Ｂ モータ
３５ 筐体
３７ 検査機器搭載部材
３８ 検査機器駆動装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】