特開 2024-113926 コンクリート表面の相対変位の検出方法

(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】P2024113926

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】コンクリート表面の相対変位の検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/353 20060101AFI20240816BHJP

   G01B 11/16 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

G01D5/353 B

G01B11/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019209

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100192511

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 晃史

(72)【発明者】

【氏名】十川 貴行

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

(72)【発明者】

【氏名】平 陽兵

(72)【発明者】

【氏名】玉野 慶吾

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 進太郎

(72)【発明者】

【氏名】皆川 春奈

【テーマコード（参考）】

2F065

2F103

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065AA65

2F065BB22

2F065CC14

2F065DD03

2F065FF41

2F065GG04

2F065JJ01

2F065LL02

2F065MM16

2F065PP22

2F065QQ03

2F065QQ25

2F065QQ28

2F065UU03

2F103BA37

2F103CA01

2F103CA07

2F103EB01

2F103EB11

2F103EC09

2F103GA15

(57)【要約】

【課題】コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位をより精度良く検出できるコンクリート表面の相対変位の検出方法を提供する。
【解決手段】コンクリート表面の相対変位の検出方法は、光ファイバ１０が、コンクリート１の表面２に固定された固定部２１と、コンクリート１の表面２に固定されていない非固定部２２と、を交互に有するようにコンクリート１の表面２に光ファイバ１０を設置する光ファイバ設置工程と、非固定部２２のそれぞれにおける光ファイバ１０に生じた歪みに基づいて、コンクリート１の表面２に生じたひび割れの幅を検出する検出工程と、を備える。光ファイバ設置工程では、柱状の光ファイバ巻付部３２を含む固定用治具３０をコンクリート１の表面２に固定し、光ファイバ１０を１周以上の巻数で光ファイバ巻付部３２の側面３２ａに沿わせて巻き付けることで、固定部２１を構成する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリートの表面に設置された光ファイバに生じた歪みに基づいて前記コンクリートの前記表面の前記光ファイバに沿う相対変位を検出するコンクリート表面の相対変位の検出方法であって、
前記光ファイバが、前記コンクリートの前記表面に固定された固定部と、前記コンクリートの前記表面に固定されていない非固定部と、を交互に有するように前記コンクリートの前記表面に前記光ファイバを設置する光ファイバ設置工程と、
前記非固定部のそれぞれにおける前記光ファイバに生じた前記歪みに基づいて、前記コンクリートの前記表面の前記光ファイバに沿う相対変位を検出する検出工程と、
を備え、
前記光ファイバ設置工程では、柱状の光ファイバ巻付部を含む固定用治具を前記コンクリートの前記表面に固定し、前記光ファイバを１周以上の巻数で前記光ファイバ巻付部の側面に沿わせて巻き付けることで、前記固定部を構成する、コンクリート表面の相対変位の検出方法。

【請求項2】

前記光ファイバ設置工程では、前記固定部に隣接する前記非固定部の前記光ファイバにプレテンションを付与する、請求項１に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。

【請求項3】

前記光ファイバ設置工程では、前記光ファイバの弾性係数、前記光ファイバの断面積、前記光ファイバと前記光ファイバ巻付部との摩擦係数、前記非固定部の前記光ファイバにて想定される想定歪み、及び、キャプスタン方程式を用いて前記プレテンションの大きさ及び前記固定部の前記光ファイバの巻数を算出する、請求項２に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。

【請求項4】

前記光ファイバ設置工程では、前記プレテンションの大きさを、前記コンクリートが所定の条件で圧縮された際に生じると想定される想定圧縮歪みの大きさ以上とし、
前記検出工程では、前記コンクリートが圧縮されて生じる前記プレテンションの緩和量に基づいて、前記コンクリートの圧縮歪みを計測する、請求項２又は３に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。

【請求項5】

前記固定用治具は、前記光ファイバ巻付部の前記側面を前記コンクリートの前記表面に対して相対的に変位させる側面変位部を有し、
前記光ファイバ設置工程では、前記側面変位部によって前記側面を前記コンクリートの前記表面に対して相対的に変位させることで、前記固定部に隣接する前記非固定部の前記光ファイバにプレテンションを付与する、請求項１又は２に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート表面の相対変位の検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリートの表面の相対変位として、例えばひび割れの幅を検出する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、トンネルの内壁のひび割れをまたぐように光ファイバを内壁にトンネルの長手方向に沿って敷設し、光ファイバの歪みから現在のひび割れの幅を求めることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－６６１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光ファイバをコンクリートの表面に設置する際、例えば光ファイバの延在方向が光ファイバの敷設方向に沿った状態で光ファイバを接着剤等で点付け固定しただけでは、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位に応じて光ファイバの固定箇所に作用する光ファイバの張力によって、光ファイバが表面に対して相対的にずれるおそれがある。その結果、光ファイバに本来生じる歪みよりも小さい歪みに基づいて相対変位を算出することとなり、相対変位を精度良く演算できないことがある。

【0005】

本発明は、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位をより精度良く検出できるコンクリート表面の相対変位の検出方法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】

【0006】

本発明の一態様は、コンクリートの表面に設置された光ファイバに生じた歪みに基づいてコンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位を検出するコンクリート表面の相対変位の検出方法であって、光ファイバが、コンクリートの表面に固定された固定部と、コンクリートの表面に固定されていない非固定部と、を交互に有するようにコンクリートの表面に光ファイバを設置する光ファイバ設置工程と、非固定部のそれぞれにおける光ファイバに生じた歪みに基づいて、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位を検出する検出工程と、を備え、光ファイバ設置工程では、柱状の光ファイバ巻付部を含む固定用治具をコンクリートの表面に固定し、光ファイバを１周以上の巻数で光ファイバ巻付部の側面に沿わせて巻き付けることで、固定部を構成する。

【0007】

この構成によれば、柱状の光ファイバ巻付部を含む固定用治具がコンクリートの表面に固定される。光ファイバは、１周以上の巻数で光ファイバ巻付部の側面に沿わせて巻き付けられる。よって、例えば光ファイバの延在方向が光ファイバの敷設方向に沿った状態で光ファイバを接着剤等で点付け固定しただけの場合と比べて、光ファイバがコンクリートの表面に対して相対的にずれにくいように、固定部が構成される。これにより、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位に応じた大きさの歪みと比べて小さい歪みが非固定部の光ファイバに生じることを抑制できるため、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位をより精度良く検出することができる。

【0008】

一実施形態において、光ファイバ設置工程では、固定部に隣接する非固定部の光ファイバにプレテンションを付与してもよい。この場合、光ファイバと光ファイバ巻付部との間で光ファイバの滑りが生じにくくなる。

【0009】

一実施形態において、光ファイバ設置工程では、光ファイバの弾性係数、光ファイバの断面積、光ファイバと光ファイバ巻付部との摩擦係数、非固定部の光ファイバにて想定される想定歪み、及び、キャプスタン方程式を用いてプレテンションの大きさ及び固定部の光ファイバの巻数を算出してもよい。この場合、非固定部の光ファイバにて想定される想定歪みが生じたとしても光ファイバと光ファイバ巻付部との間で光ファイバの滑りが生じないように、プレテンションの大きさ及び巻数を求めることができる。

【0010】

一実施形態において、光ファイバ設置工程では、プレテンションの大きさを、コンクリートが所定の条件で圧縮された際に生じると想定される想定圧縮歪みの大きさ以上とし、検出工程では、コンクリートが圧縮されて生じるプレテンションの緩和量に基づいて、コンクリートの圧縮歪みを計測してもよい。この場合、プレテンションの大きさの範囲でコンクリートの圧縮歪みを計測することができる。

【0011】

一実施形態において、固定用治具は、光ファイバ巻付部の側面をコンクリートの表面に対して相対的に変位させる側面変位部を有し、光ファイバ設置工程では、側面変位部によって側面をコンクリートの表面に対して相対的に変位させることで、固定部に隣接する非固定部の光ファイバにプレテンションを付与してもよい。この場合、側面変位部によって側面をコンクリートの表面に対して相対的に変位させる量を調整することで、プレテンションを容易に調整することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明のコンクリート表面の相対変位の検出方法によれば、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位をより精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（ａ）は、一実施形態に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法の概念を示す側面図である。（ｂ）は、（ａ）の底面図である。

【図2】実施形態に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法を示すフローチャートである。

【図3】光ファイバの空間分解能及び計測の間隔の概念を示す図である。

【図4】（ａ）は、固定部の一例を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の固定部を拡大して示す斜視図である。

【図5】（ａ）は、固定用治具の一例を示す斜視図である。（ｂ）は、固定用治具の他の例を示す斜視図である。

【図6】（ａ）は、コンクリートから突出するセパレータの端部を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のセパレータの端部を用いた固定部の構成例を示す断面図である。（ｃ）は、コンクリートの型枠面から窪むコーン穴の底部で突出するセパレータの端部を示す斜視図である。（ｄ）は、（ｃ）のセパレータの端部を用いた固定部の構成例を示す断面図である。

【図7】キャプスタン方程式を用いた演算を説明するための図である。

【図8】（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第１の例を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。（ｃ）は、（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。

【図9】（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第２の例を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。（ｃ）は、（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。

【図10】（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第３の例を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。（ｃ）は、（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。

【図11】変形例に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法が適用される目地部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示されるように、本発明の一実施形態に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法は、コンクリート１の表面２に設置された光ファイバ１０に生じた歪みに基づいて、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位を検出する方法である。コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位として、以下の本実施形態では、鉄筋４や鋼材などの補強材が埋設されたコンクリート１の表面２に生じたひび割れ３の幅を例に説明する。ここでのひび割れ３とは、例えば、コンクリート１の表面２に一定間隔で発生することが予想可能な構造ひび割れを意味する。コンクリート表面の相対変位の検出方法では、ひび割れ３の幅と併せて、ひび割れ３の位置が検出されてもよい。

【0015】

図２に示されるように、本実施形態に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法では、ステップＳ１として、コンクリート１の表面２に光ファイバ１０を設置する光ファイバ設置工程が行われる。光ファイバ設置工程では、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、光ファイバ１０が、コンクリート１の表面２に固定された固定部２１と、コンクリート１の表面２に固定されていない非固定部２２と、を交互に有するようにコンクリート１の表面２に光ファイバ１０が設置される。

【0016】

固定部２１は、コンクリート１の表面２に光ファイバ１０が固定された部分である。非固定部２２は、コンクリート１の表面２に光ファイバ１０が固定されていない部分であり、自由長部とも称する。非固定部２２の長さＬは、光ファイバ１０の空間分解能の区間Ｓの長さより長い。例えば、図３に示されるように、光ファイバ１０に生じた歪みのそれぞれの位置を分解して検出するために、光ファイバ１０に複数の計測点２３が所定間隔で設定される場合、計測点２３の間隔ｇ１は、光ファイバ１０に生じた歪みの計測手法によって決まる。例えば、既存の計測システムでは、計測点２３の間隔ｇ１、つまり光ファイバ１０に生じた歪みのデータの取得間隔は、５０ｍｍが標準である。また、当該計測システムでは、空間分解能の区間Ｓの長さは、間隔ｇ１の２倍の１００ｍｍが標準である。空間分解能とは、例えば、空間分解能の区間Ｓでの平均の歪みが検出されることを意味する。なお、光ファイバ１０に生じる歪みとしては、主に引張り歪みが想定されているが、後述するように、圧縮歪みであってもよい。

【0017】

また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、非固定部２２の長さＬは、間隔ｇ２よりも短い。間隔ｇ２は、コンクリート１の表面２に生じると予想される複数のひび割れ３の間隔である。間隔ｇ２は、コンクリート１に埋設された鉄筋４のかぶりｃ、鉄筋４のそれぞれの中心間隔ｃ_ｓ、鉄筋の直径φ、鋼材表面係数に関する定数Ｋ１、及び、引張鋼材の段数の影響を表す係数Ｋ２に基づいて、例えばコンクリート標準示方書等を含む公知の手法により決定することができる。例えば、間隔ｇ２は、下式（１）により算出されてもよい。
間隔ｇ２＝Ｋ１×Ｋ２×４×ｃ＋０．７×（ｃ_ｓ－φ）・・・（１）

【0018】

光ファイバ設置工程では、予想されるひび割れ３の方向と光ファイバ１０の軸方向とが交差するように、コンクリート１の表面２に光ファイバ１０が設置される。予想されるひび割れ３の方向は、光ファイバ１０の軸方向と直交することが好ましい。

【0019】

ステップＳ２として、光ファイバ設置工程でコンクリート１の表面２に設置された光ファイバ１０に生じた歪みに基づいて、コンクリート１の表面２に生じたひび割れ３の位置を検出する位置検出工程（検出工程）が行われる。位置検出工程では、非固定部２２のそれぞれにおける光ファイバ１０に生じた歪みに基づいて、コンクリート１の表面２に生じたひび割れ３の位置を検出する。

【0020】

例えば、ブリルアン散乱光は、光ファイバ１０の歪みの大きさに比例して周波数が変化する。そのため、位置検出工程において、光ファイバ１０の一端から所定の周波数の光パルスを入射して、光パルスにより発生するブリルアン散乱光を一端で測定する。ブリルアン散乱光における光周波数の変化を、ブリルアン散乱光の発生位置を示す時間と共に測定することにより、光ファイバ１０の軸方向の歪みが測定される。なお、非固定部２２に歪みが検出されない場合は、その非固定部２２及びその非固定部２２に隣接する固定部２１にはひび割れ３が無いことを意味する。

【0021】

ひび割れ３に起因する非固定部２２での光ファイバ１０の伸びは、当該非固定部２２を挟む一対の固定部２１の間で制限されるため、ひび割れ３が発生した位置の特定が可能となる。つまり、固定部２１のそれぞれを独立した標点として光ファイバ１０に生じた歪みが検出され、異なる非固定部２２同士での歪みの検出結果それぞれ同士の干渉は無い。本実施形態では、ひび割れ３が生じた位置が非固定部２２に限定される。個々の非固定部２２での光ファイバ１０の歪みから、非固定部２２のそれぞれに対応した部位のコンクリート１の表面２のひび割れ３が特定される。

【0022】

ステップＳ３として、光ファイバ設置工程でコンクリート１の表面２に設置された光ファイバ１０に生じた歪みに基づいて、コンクリート１の表面２の光ファイバ１０に沿う相対変位として、非固定部２２に生じたひび割れ３の幅を検出する相対変位検出工程（検出工程）が行われる。

【0023】

コンクリート１の表面２において、非固定部２２に対応した位置にひび割れ３が発生した場合は、非固定部２２を挟む一対の固定部２１間の距離がひび割れ３の幅の分だけ光ファイバ１０に沿って相対変位する。そのため、コンクリート１の表面２の固定部２１を標点とした非固定部２２での光ファイバ１０の伸びが、ひび割れ３の幅に対応する。非固定部２２での光ファイバ１０の伸びは、標点間である固定部２１の間の光ファイバ１０の歪みを光ファイバ１０の軸方向に積分することで求められる。したがって、相対変位検出工程では、非固定部２２での光ファイバ１０に生じた歪みの積分によって、非固定部２２に生じたひび割れ３の幅が検出される。

【0024】

ここで、例えば光ファイバの延在方向が光ファイバの敷設方向に沿った状態で光ファイバを接着剤等で点付け固定するような固定手法で光ファイバをコンクリートの表面に設置しただけでは、ひび割れの幅に応じて光ファイバの固定箇所に作用する光ファイバの張力によって、光ファイバが壁面に対して相対的にずれるおそれがある。具体的には、試験体であるＲＣコンクリートを載荷装置で両引きする実験を行い、試験体の表面に設置したパイ型変位計を用いて光ファイバに生じた歪みの積分によるひび割れ幅を計測したところ、変位計での計測値が所定値（例えば０．４ｍｍ）を超える場合、変位計での計測値が当該所定値以下の場合と比べて、光ファイバで検出したひび割れ幅が変位計での計測値よりも小さくなりやすいことがわかった。つまり、ひび割れの幅が大きくなると、光ファイバが壁面に対して相対的にずれてしまい、光ファイバに本来生じるはずの歪みよりも小さい歪みに基づいてひび割れの幅を算出することとなる。その結果、ひび割れ幅の実際の大きさに対して光ファイバで検出するひび割れ幅が小さくなって、ひび割れ幅を精度良く演算できないことが生じ得る。このような検出精度の低下を抑制するため、本実施形態に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法では、非固定部２２での光ファイバ１０の伸びがひび割れ３の幅に精度良く対応するように、固定部２１をコンクリート１の表面２に強固に固定することが重要となる。

【0025】

図４（ａ）は、固定部の一例を示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の固定部を拡大して示す斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、光ファイバ設置工程では、複数の固定用治具３０をコンクリート１の表面２に固定する。複数の固定用治具３０は、光ファイバ１０の敷設方向に沿って並ぶようにコンクリート１の表面２に固定される。複数の固定用治具３０は、一定間隔でコンクリート１の表面２に固定されている。隣り合う固定用治具３０同士の間隔は、上述の計測点２３の間隔ｇ１とされる。これにより、固定用治具３０がコンクリート１の表面２に固定された部位に固定部２１が形成され、固定用治具３０がコンクリート１の表面２に固定されていない部位に非固定部２２が形成される。

【0026】

固定用治具３０は、基部３１と、基部３１に固定された光ファイバ巻付部３２と、を含む。基部３１は、コンクリート１の表面２に沿って配置される部分である。基部３１は、例えば、平板材３３であってもよい。平板材３３は、コンクリート１の表面２に当接するように配置される部分である。平板材３３は、例えば鉄製又はステンレス製の平板材であるが、この例に限定されず、相対変位を計測（検出）する際にコンクリート１の表面２に固定できる材料であればよい。平板材３３の形状は、特に限定されないが、例えば光ファイバ１０の敷設方向を長手方向とする長方形であってもよい。平板材３３の短手方向は、光ファイバ１０の許容曲げ半径の２倍以上であってもよい。

【0027】

平板材３３の表面のうちのコンクリート１の表面２に対向する側の表面には、突起３４が設けられていてもよい。突起３４は、固定用治具３０をコンクリート１の表面２により強固に固定するための部分である。突起３４は、光ファイバ１０の敷設方向に沿う固定用治具３０とコンクリート１の表面２との相対的な移動を規制する。突起３４は、例えば平板材３３の中央部から法線方向に延びるように固定されている。突起３４は、例えば鉄製又はステンレス製の丸棒部材とすることができる。突起３４は、例えば溶接により平板材３３に固定される。突起３４の表面には、必須ではないが、ねじ山等の凹凸が形成されていてもよい。

【0028】

光ファイバ設置工程では、コンクリート１の表面２に突起３４の長さよりも深い削孔５を設けて、削孔５に固定用治具３０の突起３４を挿入する。このとき、削孔５内に接着剤を注入しつつ、削孔５に突起３４を挿入して埋め込んでもよい。接着剤は、例えばケミカルアンカー（登録商標）のような接着系アンカーとして機能する。この場合、突起３４に形成されたねじ山は、接着剤の付着を増加させる。或いは、削孔５内のコンクリート１にインサートナットを埋設し、突起３４にねじ山をインサートナットに螺合させてもよい。

【0029】

光ファイバ巻付部３２は、光ファイバ１０を巻き付けるための部分である。光ファイバ巻付部３２は、平板材３３の表面のうちのコンクリート１の表面２とは対向しない側の表面から突出するように設けられている。光ファイバ巻付部３２は、突起３４とは反対側に平板材３３から突出する。光ファイバ巻付部３２は、例えば平板材３３の中央部から法線方向に延びるように平板材３３に固定されている。光ファイバ巻付部３２は、例えば鉄製、ステンレス製、又は樹脂製とすることができるが、この例に限定されず、相対変位を計測（検出）する際に大きな変形やずれが生じない材料であればよい。光ファイバ巻付部３２は、例えば瞬間接着剤等の接着剤により平板材３３に固定されている。また、光ファイバ巻付部３２が鉄製などの場合には、溶接により平板材３３に固定されてもよい。

【0030】

光ファイバ巻付部３２は、柱状を呈しており、光ファイバ１０が巻き付けられる側面３２ａを有する。光ファイバ巻付部３２は、例えば円柱状とされている。光ファイバ巻付部３２の側面３２ａは、周方向に連続する外周面となっていてもよいし、例えば側面３２ａにおいて軸方向に延びる溝又は凹部を介して周方向に断続的に円周をなす外周面となっていてもよい。

【0031】

光ファイバ巻付部３２の半径は、光ファイバ１０の許容曲げ半径以上とされている。一例として、光ファイバ１０の心線径がφ０．９ｍｍである場合の光ファイバ巻付部３２の半径は、１５ｍｍ以上とすることができる。光ファイバ１０の心線とは、主に石英ガラスで作られた光ファイバを紫外線硬化型樹脂等の被膜で覆ったもの（光ファイバ素線）に更にノンハロゲン樹脂等による二次被覆を施したものを指す。

【0032】

図５（ａ）は、固定用治具の一例を示す斜視図である。図５（ａ）の例では、光ファイバ巻付部３２として厚めのワッシャーが用いられている。光ファイバ巻付部３２は、厚めのワッシャーが瞬間接着剤により平板材３３に固定されて構成されている。この構成では、厚めのワッシャーを利用して光ファイバ巻付部３２を容易に構成することができる。

【0033】

図５（ｂ）は、固定用治具の他の例を示す斜視図である。図５（ｂ）の例では、円柱状の光ファイバ巻付部３５が用いられている。光ファイバ巻付部３５は、いわゆるボビン形状を呈している。光ファイバ巻付部３５は、円柱部分の直径よりも大径なフランジ３５ａを有する。光ファイバ巻付部３５は、例えば糸用などの樹脂製ボビンであってもよい。光ファイバ巻付部３５は、例えば瞬間接着剤により平板材３３に固定される。この構成では、フランジ３５ａにより、光ファイバ巻付部３５の軸方向に沿う光ファイバ１０の動きが拘束され、光ファイバ１０がフランジ３５ａに引っかかることで抜け落ちづらくなるため、施工性が向上する。

【0034】

なお、図５（ｂ）の例では、突起３４が省かれている。この場合、コンクリート１の表面２に削孔５を設けなくてもよい。平板材３３は、瞬間接着剤によりコンクリート１の表面２に固定されてもよい。この場合であっても、例えば光ファイバの延在方向が光ファイバの敷設方向に沿った状態で光ファイバを接着剤等で点付け固定するような固定手法と比べて、平板材３３及びフランジ３５ａの端面の接着面積が大きいため、光ファイバ１０及び固定用治具３０をより強固にコンクリート１の表面２に固定することができる。

【0035】

図６（ａ）は、コンクリートから突出するセパレータの端部を示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のセパレータの端部を用いた固定部の構成例を示す断面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、コンクリート１を打設するときに用いた型枠を支持するセパレータ４５の端部の雄ネジが表面２から突出している場合、この雄ネジを利用して、固定用治具４０を固定してもよい。例えば、セパレータ４５の端部の雄ネジが貫通する貫通孔を有する光ファイバ巻付部４１を固定用治具４０として用いてもよい。光ファイバ設置工程では、コンクリート１を打設するときに用いた型枠を支持するセパレータ４５の端部の雄ネジに対して光ファイバ巻付部４１を固定し、光ファイバ１０を１周以上の巻数で光ファイバ巻付部４１の側面４１ａに沿わせて巻き付ける。この場合、固定用治具３０の基部３１のような平板材３３は省いてもよい。

【0036】

図６（ｃ）は、コンクリートの型枠面から窪むコーン穴の底部で突出するセパレータの端部を示す斜視図である。図６（ｄ）は、図６（ｃ）のセパレータの端部を用いた固定部の構成例を示す断面図である。図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示されるように、コンクリート１を打設するときに用いた型枠を支持するＰコンの跡が表面２から窪むように残っており、その底部４６からセパレータ４５の端部の雄ネジが突出している場合、この雄ネジを利用して、固定用治具４０を固定してもよい。例えば、突起３４と同様の突起４２を固定用治具４０の光ファイバ巻付部４１から突出するように設けて、セパレータ４５の端部の雄ネジに長ナット４７を螺合させ、この長ナット４７に突起３４のねじ山を螺合させてもよい。すなわち、光ファイバ設置工程では、コンクリート１を打設するときに形成された表面２の窪みの底部４６から突出するセパレータ４５の端部の雄ネジに対して、セパレータ４５の端部の雄ネジの突出長よりも長く且つ固定用治具３０が表面２に接しないような長さの長ナット４７を螺合させ、長ナット４７に突起４２を固定してもよい。

【0037】

光ファイバ設置工程では、光ファイバ１０を１周以上の巻数で光ファイバ巻付部３２の側面３２ａに沿わせて巻き付けることで、固定部２１を構成する。これにより、固定用治具３０に光ファイバ１０が固定される。このような光ファイバ設置工程によれば、固定部２１では、巻き付けによって光ファイバ１０の張力による応力の方向が変化し、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２の側面３２ａとの間の摩擦によって光ファイバ１０に発生する応力が小さくなる。よって、互いに隣り合う一対の固定部２１の間にひび割れ３が発生し非固定部２２の光ファイバ１０に引張力が作用しても、光ファイバ１０の光ファイバ巻付部３２の側面３２ａに対する滑りを小さくすることができる。なお、光ファイバ巻付部３２の側面３２ａと光ファイバ１０との間の摩擦係数は、特に限定されない。光ファイバ巻付部３２の側面３２ａに光ファイバ１０を接着剤で固定してもよい。

【0038】

光ファイバ設置工程では、固定部に隣接する非固定部の光ファイバにプレテンションを付与する。光ファイバ設置工程では、光ファイバの弾性係数、光ファイバの断面積、光ファイバと光ファイバ巻付部との摩擦係数、非固定部の光ファイバにて想定される想定歪み、及び、キャプスタン方程式を用いてプレテンションの導入量（大きさ）と光ファイバ巻付部３２における光ファイバ１０の巻数を算出する。図７は、キャプスタン方程式を用いた演算を説明するための図である。キャプスタン方程式は、ベルト摩擦方程式のことである。プレテンションは、光ファイバ巻付部３２に光ファイバ１０を巻き付ける際にはじめに与える引張力を意味する。

【0039】

図７において、光ファイバ巻付部３２がキャプスタンに相当すると仮定する。光ファイバ巻付部３２に巻かれた光ファイバ１０について、光ファイバ１０側に加わる張力Ｔｌｏａｄと光ファイバ巻付部３２の反対側で生じる張力Ｔｈｏｌｄとの関係について、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２の側面３２ａとの間の摩擦係数をμとし、光ファイバ巻付部３２に巻かれた光ファイバ１０ののべ角度をφ（ラジアン）とすると、下記式（２）の関係が成り立つ。光ファイバ設置工程では、下記式（２）を用いて、光ファイバ１０の設置時の非固定部２２におけるプレテンションの導入量と光ファイバ巻付部３２における光ファイバ１０の巻数を設定する。ｅは自然対数である。
Ｔｌｏａｄ＝Ｔｈｏｌｄ×ｅ^（μ×φ）・・・（２）

【0040】

光ファイバ１０の設置時に非固定部２２にてプレテンションεｔを発生させることを想定すると、光ファイバ１０の弾性係数Ｅ、光ファイバ１０の断面積Ａとおくと、上式（２）の右辺のＴｈｏｌｄは下式（３）で表される。
Ｔｈｏｌｄ＝εｔ×Ｅ×Ａ・・・（３）

【0041】

光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２の側面３２ａとの間の摩擦係数をμとし、巻数をｎとすると、上式（２）の左辺のＴｌｏａｄは、下式（４）で表される。
Ｔｌｏａｄ＝Ｔｈｏｌｄ×ｅ^{（μ×２πｎ）}・・・（４）

【0042】

ひび割れ３の発生によって非固定部２２の光ファイバ１０に発生する引張りひずみをεｄとすると、引張りひずみと光ファイバ１０の弾性係数と光ファイバ１０の断面積との積が張力Ｔｌｏａｄより大きくなることで、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２の側面３２ａとの間での滑りが発生する。そこで、下式（５）の関係が成立するように、プレテンションの導入量及び巻数を設定する。εｄは、非固定部２２の光ファイバ１０にて想定される想定歪みに相当する。
Ｔｌｏａｄ＞εｄ×Ｅ×Ａ・・・（５）

【0043】

上式（５）の左辺のＴｌｏａｄに上式（３）を代入すると、下式（６）が得られる。
Ｔｌｏａｄ＝Ｔｈｏｌｄ×ｅ^{（μ×２πｎ）}
＝（εｔ×Ｅ×Ａ）×ｅ^{（μ×２πｎ）}・・・（６）

【0044】

よって、上式（５）は下式（７）のように変形することができる。
（εｔ×Ｅ×Ａ）×ｅ^{（μ×２πｎ）}＞εｄ×Ｅ×Ａ・・・（７）

【0045】

上式（７）において、一例として、光ファイバ１０の弾性係数Ｅを５０００Ｎ／ｍｍ^２とし、光ファイバ１０の断面積Ａを０．６４ｍｍ^２とし、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２の側面３２ａとの間の摩擦係数μを０．４とした場合において、プレテンションの導入量εｔ及び巻数ｎとパラメータとしたときの固定部２１で滑りが発生する非固定部２２の光ファイバ１０の歪みの関係を下記表１に示す。下記表１において、例えば、非固定部２２の長さが２００ｍｍの場合で、ひび割れ幅５ｍｍを計測するためには、２５０００μ以上の歪みを固定部２１で滑りなく計測できるように、プレテンションの導入量εｔを４０００μ以上、且つ、巻数ｎを１回以上と設定してもよいし、巻数ｎを２回以上と設定してもよい。

【表1】

【0046】

なお、非固定部２２で圧縮歪みも計測する場合、圧縮歪みによってプレテンションが緩和される範囲内で、圧縮歪みも計測可能である。そのためには、光ファイバ設置工程において、プレテンションの導入量を、コンクリート１が所定の条件で圧縮された際に生じると想定される想定圧縮歪みの大きさ以上とする。所定の条件は、例えば、コンクリート１の供用中に作用することが想定される最大の圧縮力の条件とすることができる。この場合の想定圧縮歪みは、最大の圧縮力で圧縮された際に生じると想定される圧縮歪みの大きさを意味する。

【0047】

そして、検出工程において、コンクリート１が圧縮されて生じるプレテンションの緩和量に基づいて、コンクリート１の圧縮歪みを計測する。プレテンションの緩和量は、プレテンションの導入量に等しかった光ファイバ１０の引張り歪みが、コンクリート１の供用中に作用する圧縮力によって減少した減少量を意味し、コンクリート１の圧縮歪みに対応する。プレテンションの緩和量は、相対変位検出工程で検出した光ファイバ１０の歪みをプレテンションの導入量から減算することで算出されてもよい。

【0048】

以上説明したようなコンクリート表面の相対変位の検出方法によれば、柱状の光ファイバ巻付部３２を含む固定用治具３０がコンクリート１の表面２に固定される。光ファイバ１０は、１周以上の巻数で光ファイバ巻付部３２の側面３２ａに沿わせて巻き付けられる。よって、例えば光ファイバの延在方向が光ファイバの敷設方向に沿った状態で光ファイバを接着剤等で点付け固定しただけの場合と比べて、光ファイバ１０がコンクリート１の表面２に対して相対的にずれにくいように、固定部２１が構成される。これにより、ひび割れ３の幅に応じた大きさの歪みと比べて小さい歪みが非固定部２２の光ファイバ１０に生じることを抑制できる。すなわち、本発明によって、光ファイバ１０の固定部２１での確実な固定が期待できるため、光ファイバ１０を一定間隔で固定してひび割れ３の幅を計測する場合にひび割れ３の幅が大きくなっても、より適切にひび割れ３の幅を算出することができる。よって、コンクリート１の表面２の光ファイバ１０に沿う相対変位としてのひび割れ３の幅をより精度良く検出することができる。

【0049】

光ファイバ設置工程では、固定部２１に隣接する非固定部２２の光ファイバ１０にプレテンションを付与している。これにより、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２との間で光ファイバ１０の滑りが生じにくくなる。

【0050】

光ファイバ設置工程では、光ファイバ１０の弾性係数、光ファイバ１０の断面積、光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２との摩擦係数、非固定部２２の光ファイバ１０にて想定される想定歪み、及び、キャプスタン方程式を用いてプレテンションの導入量及び巻数を算出する。これにより、非固定部２２の光ファイバ１０にて想定される想定歪み（引張り歪み）が生じたとしても光ファイバ１０と光ファイバ巻付部３２との間で光ファイバ１０の滑りが生じないように、プレテンションの導入量及び巻数を求めることができる。

【0051】

光ファイバ設置工程では、プレテンションの導入量を、コンクリート１が所定の条件で圧縮された際に生じると想定される想定圧縮歪みの大きさ以上とする。検出工程では、コンクリート１が圧縮されて生じるプレテンションの緩和量に基づいて、コンクリート１の圧縮歪みを計測する。これにより、プレテンションの導入量の範囲でコンクリート１の圧縮歪みを計測することができる。

【0052】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

【0053】

例えば、固定用治具は、光ファイバ巻付部の側面をコンクリートの表面に対して相対的に変位させる側面変位部を有していてもよい。

【0054】

具体的には、図８（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第１の例を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。図８（ａ）～図８（ｃ）には、固定用治具の光ファイバ巻付部の第１の変形例が図示されている。

【0055】

図８（ａ）～図８（ｃ）の固定用治具５０は、側面変位部５２を有している。側面変位部５２は、光ファイバ１０のプレテンションを調整するように固定用治具５０の光ファイバ巻付部５１の側面５１ａを変位させるための機構である。側面変位部５２は、長方形板５３と、円形突起５４と、締結部材５５と、を含む。長方形板５３は、固定用治具５０の基部である。長方形板５３には、雌ネジが形成された一対のタップ孔５３ａが形成されている。円形突起５４は、固定用治具５０の光ファイバ巻付部であり、例えば円柱状を呈している。円形突起５４には、一対の長孔５４ａが形成されている。一対の長孔５４ａの長手方向は、円形突起５４の断面の円周方向に沿っている。円形突起５４の一対の長孔５４ａには、それぞれ締結部材５５のボルトが挿通され、長方形板５３のタップ孔５３ａの雌ネジにそれぞれ螺合する。長方形板５３と円形突起５４とは、締結部材５５を緩めた状態で相対的に回転可能になっている。締結部材５５を緩めた状態で光ファイバ１０のプレテンションを調整した後、締結部材５５を締めた状態とすることで、長方形板５３と円形突起５４とが相対的に回転しないように固定される。

【0056】

このように、光ファイバ設置工程では、柱状の円形突起５４を含む固定用治具５０をコンクリート１の表面２に固定し、光ファイバ１０を１周以上の巻数で円形突起５４の側面５１ａに沿わせて巻き付けることで、固定部２１を構成する。そして、光ファイバ設置工程では、側面変位部５２によって側面５１ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させることで、固定部２１に隣接する非固定部２２の光ファイバ１０にプレテンションを付与する。

【0057】

図９（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第２の例を示す平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。図９（ａ）～図９（ｃ）には、固定用治具の光ファイバ巻付部の第２の変形例が図示されている。

【0058】

図９（ａ）～図９（ｃ）の固定用治具６０は、側面変位部６２を有している。側面変位部６２は、光ファイバ１０のプレテンションを調整するように固定用治具６０の光ファイバ巻付部６１の側面６１ａを変位させるための機構である。側面変位部６２は、長方形板６３と、円形突起６４と、締結部材６５と、を含む。長方形板６３は、固定用治具６０の基部である。長方形板６３には、雌ネジが形成された一対のタップ孔６３ａが形成されている。円形突起６４は、固定用治具６０の光ファイバ巻付部であり、例えば円柱状を呈している。円形突起６４には、一対の長孔６４ａが形成されている。一対の長孔６４ａの長手方向は、光ファイバ１０の敷設方向に沿っている。円形突起６４の一対の長孔６４ａには、それぞれ締結部材６５のボルトが挿通され、長方形板６３のタップ孔６３ａの雌ネジにそれぞれ螺合する。長方形板６３と円形突起６４とは、締結部材６５を緩めた状態で光ファイバ１０の敷設方向に沿って相対的にスライド可能になっている。締結部材６５を緩めた状態でプレテンションを調整した後、締結部材６５を締めた状態とすることで、長方形板６３と円形突起６４とが光ファイバ１０の敷設方向に沿って相対的にスライドしないように固定される。

【0059】

このように、光ファイバ設置工程では、柱状の円形突起６４を含む固定用治具６０をコンクリート１の表面２に固定し、光ファイバ１０を１周以上の巻数で円形突起６４の側面６１ａに沿わせて巻き付けることで、固定部２１を構成する。そして、光ファイバ設置工程では、側面変位部６２によって側面６１ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させることで、固定部２１に隣接する非固定部２２の光ファイバ１０にプレテンションを付与する。

【0060】

図１０（ａ）は、側面変位部を有する固定用治具の第３の例を示す平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の側面変位部による側面の変位例を示す平面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のｃ－ｃ線に沿っての断面図である。図１０（ａ）～図１０（ｃ）には、固定用治具の光ファイバ巻付部の第３の変形例が図示されている。

【0061】

図１０（ａ）～図１０（ｃ）の固定用治具７０は、側面変位部７２を有している。側面変位部７２は、光ファイバ１０のプレテンションを調整するように固定用治具７０の光ファイバ巻付部７１の側面７５ａを変位させるための機構である。側面変位部７２は、長方形板７３と、円形突起７５と、締結部材７７と、を含む。長方形板７３は、固定用治具７０の基部である。長方形板７３には雌ネジが形成された一組のタップ孔７４が形成されている。一組のタップ孔７４は、円形突起７５の中央に対応して位置するセンター孔７４ａと、センター孔７４ａを中心とした所定半径の仮想円の周方向に沿って並ぶ４つのタップ孔７４ｂと、を含む。円形突起７５は、固定用治具７０の光ファイバ巻付部であり、例えば円柱状を呈している。円形突起７５は、円形突起７５の断面の円周方向に４分割（例えば４等分）され、４つの扇形突起７６を有している。４つの扇形突起７６のそれぞれの中央部には、径方向に沿って延びる長孔７６ａが形成されている。４つの扇形突起７６の長孔７６ａは、４つの扇形突起７６を寄せ集めて１つの円形突起としたときに、センター孔７４ａを中心として放射状に延在する。４つの扇形突起７６の長孔７６ａには、それぞれ締結部材７７のボルトが挿通され、長方形板７３のタップ孔７４ｂの雌ネジにそれぞれ螺合する。長方形板７３と扇形突起７６とは、締結部材７７を緩めた状態でセンター孔７４ａを中心とした円の径方向に沿って相対的にスライド可能になっている。

【0062】

４つの扇形突起７６には、寄せ集めて１つの円形突起としたときに、その中央部に円錐の側面のような内周面が形成されるテーパ面７６ｂがそれぞれ形成されている。この中央部には、４つの扇形突起７６を寄せ集めた１つの円形突起と同軸に、円錐状の傾斜面を有するテーパボルト７８が配置される。テーパボルト７８は、その傾斜面がテーパ面７６ｂと当接した状態で、長方形板７３のセンター孔７４ａの雌ネジに螺合する。テーパボルト７８が締め込まれると、傾斜面がテーパ面７６ｂを押すことで、４つの扇形突起７６をセンター孔７４ａを中心とした円の径方向に沿ってスライドさせる。円形突起７５の周囲には、４つの扇形突起７６にそれぞれ対応して４つのガイド部７９が配置されている。４つのガイド部７９は、平面視で円弧状に延びる板状の壁である。４つの扇形突起７６の外周面と、４つのガイド部７９の内周面が互いに対向している。テーパボルト７８が最大限に締め込まれると、４つの扇形突起７６がセンター孔７４ａを中心とした円の径方向に沿って最外部までスライドし、４つのガイド部７９と略当接する。４つの扇形突起７６の外周面には、光ファイバ１０を配置する凹部７５ｂが形成されている。締結部材７７を緩めた状態でテーパボルト７８の緩める量に応じて光ファイバ１０のプレテンションを調整した後、締結部材７７を締めた状態とすることで、長方形板７３と円形突起７５とが光ファイバ１０の敷設方向に沿って相対的にスライドしないように固定される。

【0063】

このように、光ファイバ設置工程では、柱状の円形突起７５を含む固定用治具７０をコンクリート１の表面２に固定し、光ファイバ１０を１周以上の巻数で円形突起７５の側面７５ａに沿わせて巻き付けることで、固定部２１を構成する。そして、光ファイバ設置工程では、側面変位部７２によって側面７５ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させることで、固定部２１に隣接する非固定部２２の光ファイバ１０にプレテンションを付与する。

【0064】

図８～図１０に示される第１～第３の変形例によれば、固定用治具５０，６０，７０は、光ファイバ巻付部５１，６１，７１の側面５１ａ，６１ａ，７５ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させる側面変位部５２，６２，７２を有している。光ファイバ設置工程では、側面変位部５２，６２，７２によって側面５１ａ，６１ａ，７５ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させることで、固定部２１に隣接する非固定部２２の光ファイバ１０プレテンションを付与する。これにより、側面変位部５２，６２，７２によって側面５１ａ，６１ａ，７５ａをコンクリート１の表面２に対して相対的に変位させる量を調整することで、プレテンションを容易に調整することができる。

【0065】

上記実施形態では、非固定部２２の光ファイバ１０に付与するプレテンションはキャプスタン方程式を用いて算出したが、この例に限定されない。公知のシミュレーション等の種々の手法により、プレテンションが算出されてもよい。

【0066】

ちなみに、図４の例において、コンクリート１に設けた直線状の凹み内へ光ファイバ１０を設置する場合、光ファイバ設置工程は、次のようにしてもよい。例えば、コンクリート１の打設前に、型枠にチューブ等の長尺部材を設置する。その後、コンクリート１を打設する。コンクリート１を養生する際に長尺部材を除去すると、直線状の凹み（溝）が現れる。この溝の中に、光ファイバ１０及び固定用治具３０を配置する。つまり、溝の幅が固定用治具３０の大きさより広くなるように、長尺部材を選定する。溝の内部に、上述したような種々の光ファイバ設置工程により、固定用治具３０を用いて光ファイバ１０を設置する。その後、溝をコンクリートで埋め戻す。埋め戻し材としては、コンクリート１のひび割れに注入するために用いられる無機系のモルタル材を用いることができる。

【0067】

上記実施形態では、コンクリートの表面の光ファイバに沿う相対変位として、鉄筋４や鋼材などの補強材が埋設されたコンクリート１の表面２に生じたひび割れ３の幅を例示したが、これに限定されない。変形例に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法では、相対変位は、それぞれの端面が互いに対向するように隣り合う一対のコンクリート部材によって形成される目地部の目開き寸法であってもよい。この場合、コンクリート部材としては、例えば、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）部材、ボックスカルバート等の函渠、等であってもよい。

【0068】

図１１は、変形例に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法が適用される目地部を示す斜視図である。図１１には、一対のコンクリート部材（コンクリート）８１，８２が示されている。一対のコンクリート部材８１，８２は、それぞれの端面８１ａ，８２ａが互いに対向するように隣り合っている。一対のコンクリート部材８１，８２は、目地部８３を形成する。目地部８３は、一対のコンクリート部材８１，８２の端面８１ａ，８２ａ同士によって挟まれる継ぎ目の領域を意味する。目地部８３では、端面８１ａ，８２ａ同士の離間距離が目開き寸法となる。

【0069】

光ファイバ設置工程では、目地部８３の延在方向（端面８１ａ，８２ａの縁８１ｂ，８２ｂの延在方向）と光ファイバ１０の軸方向とが交差するように、一対のコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに光ファイバ１０が設置される。光ファイバ設置工程では、複数の固定用治具３０をコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに固定する。複数の固定用治具３０は、光ファイバ１０の敷設方向に沿って並ぶようにコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに固定される。複数の固定用治具３０は、一定間隔でコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに固定されている。これにより、固定用治具３０がコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに固定された部位に固定部２１が形成される。また、固定用治具３０がコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに固定されていない部位、及び、目地部８３に非固定部２２が形成される。つまり、目地部８３に非固定部２２が存在すると共に、当該目地部８３を挟むように、当該非固定部２２に隣接する一対の固定部が２１が存在することとなる。

【0070】

光ファイバ設置工程でコンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃに設置された光ファイバ１０のうち目地部８３に存在する非固定部２２に生じた歪みに基づいて、コンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃの光ファイバ１０に沿う相対変位として、目地部８３の目開き寸法を検出する相対変位検出工程（検出工程）が行われる。端面８１ａ，８２ａ同士が互いに遠ざかるように一対のコンクリート部材８１，８２が変位すると、目地部８３は開いていく。コンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃにおいて、目地部８３が開いていく場合は、目地部８３に存在する非固定部２２を挟む一対の固定部２１間の距離が目地部８３の目開き寸法の分だけ光ファイバ１０に沿って相対変位する。そのため、コンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃの固定部２１を標点とした非固定部２２での光ファイバ１０の伸びが、目地部８３の目開き寸法に対応する。

【0071】

変形例に係るコンクリート表面の相対変位の検出方法によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、目地部８３の目開き寸法に応じた大きさの歪みと比べて小さい歪みが非固定部２２の光ファイバ１０に生じることを抑制できる。すなわち、本発明によって、光ファイバ１０の固定部２１での確実な固定が期待できるため、光ファイバ１０を一定間隔で固定して目地部８３の目開き寸法を計測する場合に目地部８３の目開き寸法が大きくなっても、より適切に目地部８３の目開き寸法を算出することができる。よって、コンクリート部材８１，８２の表面８１ｃ，８２ｃの光ファイバ１０に沿う相対変位としての目地部８３の目開き寸法をより精度良く検出することができる。

【0072】

なお、以下、本開示の種々の態様の構成要件を記載する。
＜発明１＞
コンクリートの表面に設置された光ファイバに生じた歪みに基づいて前記コンクリートの前記表面の前記光ファイバに沿う相対変位を検出するコンクリート表面の相対変位の検出方法であって、
前記光ファイバが、前記コンクリートの前記表面に固定された固定部と、前記コンクリートの前記表面に固定されていない非固定部と、を交互に有するように前記コンクリートの前記表面に前記光ファイバを設置する光ファイバ設置工程と、
前記非固定部のそれぞれにおける前記光ファイバに生じた前記歪みに基づいて、前記コンクリートの前記表面の前記光ファイバに沿う相対変位を検出する検出工程と、
を備え、
前記光ファイバ設置工程では、柱状の光ファイバ巻付部を含む固定用治具を前記コンクリートの前記表面に固定し、前記光ファイバを１周以上の巻数で前記光ファイバ巻付部の側面に沿わせて巻き付けることで、前記固定部を構成する、コンクリート表面の相対変位の検出方法。
＜発明２＞
前記光ファイバ設置工程では、前記固定部に隣接する前記非固定部の前記光ファイバにプレテンションを付与する、発明１に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。
＜発明３＞
前記光ファイバ設置工程では、前記光ファイバの弾性係数、前記光ファイバの断面積、前記光ファイバと前記光ファイバ巻付部との摩擦係数、前記非固定部の前記光ファイバにて想定される想定歪み、及び、キャプスタン方程式を用いて前記プレテンションの大きさ及び前記巻数を算出する、発明２に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。
＜発明４＞
前記光ファイバ設置工程では、前記プレテンションの大きさを、前記コンクリートが所定の条件で圧縮された際に生じると想定される想定圧縮歪みの大きさ以上とし、
前記検出工程では、前記コンクリートが圧縮されて生じる前記プレテンションの緩和量に基づいて、前記コンクリートの圧縮歪みを計測する、発明２又は３に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。
＜発明５＞
前記固定用治具は、前記光ファイバ巻付部の前記側面を前記コンクリートの前記表面に対して相対的に変位させる側面変位部を有し、
前記光ファイバ設置工程では、前記側面変位部によって前記側面を前記コンクリートの前記表面に対して相対的に変位させることで、前記固定部に隣接する前記非固定部の前記光ファイバにプレテンションを付与する、発明１～４の何れか一項に記載のコンクリート表面の相対変位の検出方法。

【符号の説明】

【0073】

１…コンクリート、２…表面、３…ひび割れ、１０…光ファイバ、２１…固定部、２２…非固定部、３０，４０，５０，６０，７０…固定用治具、３２，３５，４１，５１，６１，７１…光ファイバ巻付部、３２ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７５ａ…側面、５２，６２，７２…側面変位部、Ａ…断面積、Ｅ…弾性係数、ｎ…巻数、εｔ…プレテンション、μ…摩擦係数。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】