特許 7402762 光ファイバーケーブル設置構造

(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】

(24)【登録日】2023-12-13

(45)【発行日】2023-12-21

(54)【発明の名称】光ファイバーケーブル設置構造

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/46 20060101AFI20231214BHJP

   E02D 5/04 20060101ALI20231214BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

G02B6/46 321

E02D5/04

G02B6/00 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020121914

(22)【出願日】2020-07-16

(65)【公開番号】P2022018656

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2022-12-09

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】平 陽兵

(72)【発明者】

【氏名】新井 崇裕

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

(72)【発明者】

【氏名】高橋 周斗

(72)【発明者】

【氏名】松田 有加

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 進太郎

(72)【発明者】

【氏名】泉 宙希

【審査官】林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２２８３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－００８９３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０７２１７６７６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／００

Ｇ０２Ｂ ６／０２

Ｇ０２Ｂ ６／２４５－６／２５

Ｇ０２Ｂ ６／４６－６／５４

Ｅ０２Ｄ ５／００－５／２０

Ｅ０３Ｆ １／００－１１／００

Ｅ０４Ｇ ９／００－１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土留壁の一部を構成する鋼矢板に関する所定の計測値を得るための光ファイバーケーブルを前記鋼矢板の表面の設置面上に設置する光ファイバーケーブル設置構造であって、
前記光ファイバーケーブルを前記設置面との間に挟むように配置された保護用クロスと、
前記光ファイバーケーブルと前記保護用クロスとを埋込むように前記設置面上に形成された樹脂層と、を備え、
前記設置面は、前記鋼矢板の表面のうち地盤掘削により前記土留壁上に露出される側の面とは反対側の面上に位置する、光ファイバーケーブル設置構造。

【請求項2】

前記光ファイバーケーブルは、前記鋼矢板の長手方向に延在し前記鋼矢板のウエブの幅方向の中央部に配置されている、請求項１に記載の光ファイバーケーブル設置構造。

【請求項3】

前記光ファイバーケーブルは前記設置面上において前記鋼矢板の地盤への打込み方向に延在しており、
前記光ファイバーケーブルから見て前記打込み方向の前方の位置に配置され、前記打込み方向の前方に向かって厚みが小さくなるテーパー部を含む鋼製部材を更に備える、請求項１又は２に記載の光ファイバーケーブル設置構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバーケーブル設置構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、対象物に光ファイバーケーブルを設置し、光ファイバーで生じる後方散乱光を検出することで、対象物の歪み分布や温度分布を計測することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2000-56143号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の光ファイバーケーブルに含まれる光ファイバー本体は非常に細く、比較的断線が発生し易いものである。対象物への設置後に光ファイバーケーブルが損傷し断線すると、所望の計測が不可能になり、また、光ファイバーケーブルの修復や再設置等も困難である場合が多い。このような課題に鑑み、本発明は、光ファイバーケーブルの損傷の可能性を低減する光ファイバーケーブル設置構造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】

【0005】

本発明の光ファイバーケーブル設置構造は、計測対象物に関する所定の計測値を得るための光ファイバーケーブルを計測対象物の表面上の所定の設置面に沿って設置する光ファイバーケーブル設置構造であって、光ファイバーケーブルを設置面との間に挟むように配置された保護用クロスと、光ファイバーケーブルと保護用クロスとを埋込むように設置面上に形成された樹脂層と、を備える。

【0006】

本発明の光ファイバーケーブル設置構造は、計測対象物に関する所定の計測値を得るための光ファイバーケーブルを計測対象物の表面上の所定の設置面に沿って設置する光ファイバーケーブル設置構造であって、光ファイバーケーブルが収納される間隙が設置面との間の一部分に形成されるように設置面に接着されたケーブル保護部材と、光ファイバーケーブルを設置面との間に挟むように配置されるとともに、ケーブル保護部材を設置面に接着するための接着層と、を備える。

【0007】

本発明の光ファイバーケーブル設置構造は、計測対象物に関する所定の計測値を得るための光ファイバーケーブルを計測対象物の表面上の所定の設置面に沿って設置する光ファイバーケーブル設置構造であって、設置面上に設けられるとともに光ファイバーケーブルが収納される収納スペースを有するケーブル収納部材と、収納スペース内に充填され光ファイバーケーブルを埋込む樹脂層と、を備える。

【0008】

本発明の光ファイバーケーブル設置構造は、計測対象物に関する所定の計測値を得るための光ファイバーケーブルを計測対象物の表面上の所定の設置面に沿って設置する光ファイバーケーブル設置構造であって、設置面上に設けられ光ファイバーケーブルが挿入されるケーブル挿入溝と、ケーブル挿入溝内に充填され光ファイバーケーブルを埋込む樹脂層と、を備える。

【0009】

本発明の光ファイバーケーブル設置構造では、設置面上に盛り上がるように形成された２本の溶接ビードによって、溶接ビード同士の間にケーブル挿入溝が形成されていることとしてもよい。また、本発明の光ファイバーケーブル設置構造では、設置面上にケーブル挿入溝が加工されて、形成されていることとしてもよい。

【0010】

計測対象物は鋼矢板であり、光ファイバーケーブルは設置面上において鋼矢板の地盤への打込み方向に延在しており、光ファイバーケーブルから見て打込み方向の前方の位置に配置され、打込み方向の前方に向かって厚みが小さくなるテーパー部を含む鋼製部材を更に備える、こととしてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、光ファイバーケーブルの損傷の可能性を低減する光ファイバーケーブル設置構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】（ａ）～（ｂ）は、光ファイバーケーブルが設置される鋼矢板の各例を示す断面図である。

【図2】（ａ）～（ｄ）は、第１実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図である。

【図3】（ａ）～（ｃ）は、第２実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図であり、（ｄ）は、その設置構造の変形例を示す図である。

【図4】（ａ）～（ｃ）は、第３実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図であり、（ｄ）は、その設置構造の変形例を示す図である。

【図5】（ａ）～（ｃ）は、第４実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図である。

【図6】（ａ）～（ｃ）は、第５実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、第５実施形態の変形例に係る光ファイバーケーブル設置方法を示す図である。

【図8】（ａ）～（ｃ）は、第６実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、第７実施形態の光ファイバーケーブル設置方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明に係る光ファイバーケーブル設置構造の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の設置構造は、土留め工法に使用される鋼矢板１の歪み分布や温度分布等を計測するために、鋼矢板１の表面に沿って光ファイバーケーブル３を設置するためのものである。以下において、光ファイバーケーブル３によって鋼矢板１の歪み分布が計測される場合を例として説明する。この種の鋼矢板１は、所定の打込み施工機械によって長手方向に地盤に打込まれる。複数の鋼矢板１が互いに継手部で連結される配置で連続的に打込まれることで、地盤中に壁が形成され、この壁の一面側が掘削されることで、複数の鋼矢板１が連結されてなる土留壁が形成される。

【0014】

図１（ａ）に断面図が示されるように、例えばＵ型の鋼矢板１のウエブ中央の位置に、鋼矢板１の表面に当該鋼矢板１の長手方向（打込み方向）のほぼ全長に亘って延びるように光ファイバーケーブル３が設置される。詳細な図示は省略するが、光ファイバーケーブル３は、断面内中央に位置する光ファイバーと、当該光ファイバーの周囲を被覆するための樹脂製の被覆層と、で構成され、例えばφ０．９ｍｍ程度のサイズのものである。

【0015】

鋼矢板１の表面に設置された光ファイバーケーブル３の一端が所定の計測装置に接続され、光ファイバーケーブル３の光ファイバーで生じる後方散乱光が計測装置で分析されて、鋼矢板１のうち光ファイバーケーブル３の設置位置の長手方向の歪み分布が計測される。なお、ここでは、光ファイバーケーブルを計測対象物に設置して歪み分布を計測するための公知の手法を用いればよく、計測手法についての更なる詳細な説明を省略する。

【0016】

鋼矢板１に対する光ファイバーケーブル３の設置位置は、鋼矢板１を地盤に打込むための施工機械（図示せず）と光ファイバーケーブル３とが干渉しないように選択される。図１（ａ）の例では、鋼矢板１の１枚当たり、ウエブ中央部とフランジ先端部との２箇所に光ファイバーケーブル３が設置される。そして２つの光ファイバーケーブル３によって、鋼矢板１が曲げ変形するときの引張側と圧縮側との歪みが計測され、この歪みデータが積分されて鋼矢板１全体の変形が推定可能である。

【0017】

Ｕ型の鋼矢板１の内側面と外側面とのうちの一方は、地盤掘削で露出される側の面（掘削面）である。この掘削作業の際に光ファイバーケーブル３を損傷させないために、光ファイバーケーブル３は、鋼矢板１の掘削面とは反対側の面上に設置されることが好ましい。なお、光ファイバーケーブル３を鋼矢板１の掘削面又は反対側の面のいずれに設置しても歪み計測は可能であるので、損傷に対する予備として、掘削面及び反対側の面の両方に表裏の位置で光ファイバーケーブル３を設置してもよい。また、図１（ｂ）に示されるように、隣接する鋼矢板１同士が継手部で溶接される場合には、複数の鋼矢板１が連結されてなる一体の土留壁が曲げ変形するときの引張側の位置及び圧縮側の位置として、各鋼矢板１のウエブ中央部に光ファイバーケーブル３が設置されてもよい。また、図１（ｃ）に示されるように、鋼矢板１がハット型の鋼矢板であってもよく、この場合にも、当該鋼矢板１の引張側と圧縮側とにそれぞれ光ファイバーケーブル３が設置されればよい。

【0018】

続いて、上述のように鋼矢板１の表面に光ファイバーケーブル３を設置するための具体的な設置方法及び設置構造の各実施形態について説明する。各実施形態の各図面は、説明に係る特徴部分を誇張して描写するものであり、図面上の各要素の寸法比は他の図面や実物とは一致しない。各実施形態において、光ファイバーケーブル３は、地盤に打込まれる前の鋼矢板１に対して加工が施され設置される。以下では、鋼矢板１の表面のうち光ファイバーケーブル３が設置される面を「設置面」と呼び、符号「１１」を付して示す。

【0019】

〔第１実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第１実施形態について説明する。図２（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図であり、図２（ａ）は鋼矢板１の斜視図であり、図２（ｂ）～（ｄ）は、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態の設置方法では、図２（ａ）に示されるように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って設置面１１上に光ファイバーケーブル３を這わせ、１～２ｍ程度の間隔をあけた複数の仮止めスポットにおいて、接着剤で光ファイバーケーブル３を設置面１１上に仮止する（仮止工程）。

【0020】

この仮止工程では、光ファイバーケーブル３に張力を掛けた状態で当該光ファイバーケーブル３の仮止を行ってもよい。光ファイバーケーブル３に均一な張力を掛けるために、例えば、光ファイバーケーブル３の一端に滑車等を介して錘を取り付ける等、適切な張力付与機構によって光ファイバーケーブル３に張力を付与すればよい（張力付与工程）。このように、均一な張力を掛けた状態で光ファイバーケーブル３を設置面１１上に留め付けることにより、光ファイバーケーブル３が圧縮や局所的な歪みを含んでいたとしても、これらを除去して留め付けることができ、最終的に正確な歪み計測等が可能になる。

【0021】

次に、図２（ｂ）に示されるように、仮止された光ファイバーケーブル３を上から覆うように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って連続的に、設置面１１上に樹脂系の接着剤を塗布する。この接着剤が硬化することにより、光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層１３が形成され、仮止した光ファイバーケーブル３は樹脂層１３と一緒に鋼矢板１と一体化する（ケーブル接着工程）。

【0022】

ここで採用される接着剤としては、少なくとも鋼矢板１の降伏歪み以下の歪み領域において、樹脂層１３が鋼矢板１の変形に追従して変形可能であるようなものが選択される。鋼矢板１の降伏歪みは1000～2000μ程度である。また、接着剤の選択においては、施工性（設置面１１への塗布の容易性）や、環境温度での硬化性など周囲環境も、考慮される。

【0023】

なお、前述の仮止工程で使用される接着剤は、主に接着力を発現する速さ等が主に求められるものであり、前述のように１～２ｍｍ程度の間隔の仮止スポットで光ファイバーケーブル３を留め付けるものであるので、仮止工程で使用される接着剤とケーブル接着工程で使用される接着剤とは異なるものであってよい。

【0024】

次に、光ファイバーケーブル３を十分に覆う幅の帯状のガラスクロス１５を準備する。そして、図２（ｃ）に示されるように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、光ファイバーケーブル３を上から覆うように、上記樹脂層１３上にガラスクロス１５を敷設する。次に、図２（ｄ）に示されるように、敷設したガラスクロス１５に含浸させるように樹脂系の接着剤を塗り込む。この接着剤が硬化することにより、ガラスクロス１５及びガラスクロス１５を埋込む樹脂層１７が形成される。なお、ここでガラスクロス１５に塗り込まれる接着剤は、ケーブル接着工程で使用される接着剤と同じものであってもよい。

【0025】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９１は、図２（ｄ）に示されるように、光ファイバーケーブル３を設置面１１との間に挟むように配置されたガラスクロス１５（保護用クロス）と、光ファイバーケーブル３とガラスクロス１５とを埋込むように設置面１１上に形成された樹脂層１９と、を備える。樹脂層１９とは、樹脂層１３と樹脂層１７とが一体化されてなる層である。この設置構造９１によれば、ガラスクロス１５及び樹脂層１９により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0026】

なお、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法は、硬化前の接着剤が垂れ落ちないように、設置面１１を上方に向けた状態で実行されることが好ましい。図２（ａ）に示されるように、本実施形態における設置面１１は、鋼矢板１の内側でウエブ中央部に位置するので、図２（ａ）の鋼矢板１の姿勢で実行されるが、例えば、鋼矢板１の外側の面やフランジ先端部に設置面１１が位置する場合にも、鋼矢板１の姿勢を適宜変更して設置面１１を上方に向けた状態とすればよい。

【0027】

〔第２実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第２実施形態について説明する。図３（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示し、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態の設置方法では、図３（ａ）に示されるように、第１実施形態の仮止工程と同様にして、鋼矢板１の設置面１１上に光ファイバーケーブル３を仮止する。この仮止工程は、前述の張力付与工程を実行しながら行われてもよい。次に、光ファイバーケーブル３の上から設置面１１に接着剤２１を薄く塗布する。この接着剤２１が光ファイバーケーブル３と設置面１１との間に入り込み、光ファイバーケーブル３と設置面１１とが鋼矢板１のほぼ全長に亘って接着され、光ファイバーケーブル３と鋼矢板１とが一体化する。なお、接着剤２１の塗布は省略されてもよい。

【0028】

次に、図３（ｂ）に示されるように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、仮止した光ファイバーケーブル３を覆うように両面テープ２３の下面を設置面１１に貼り付ける。このとき、両面テープ２３をしっかり押さえて可能な限り光ファイバーケーブル３との空隙をなくすようにする。この両面テープ２３を介して、光ファイバーケーブル３と鋼矢板１とが鋼矢板１のほぼ全長に亘って一体化する。両面テープ２３としては、光ファイバーケーブル３と鋼矢板１と可能な限り隙間なく一体化させるように、適度な硬さと厚さを持つものを採用することが好ましい。なお、両面テープ２３と設置面１１との接着性を向上させるために、両面テープ２３を設置する前に、設置面１１の清掃やケレンを行うことが好ましい。

【0029】

次に、図３（ｂ）に示されるように、両面テープ２３の上面に対してケーブル保護部材２５の下面を貼り付ける。ケーブル保護部材２５は、例えばアルミニウムからなり鋼矢板１のほぼ全長に亘る長さの長板状をなしている。ケーブル保護部材２５の下面には部材長手方向の全長に亘って延びるＶ溝２５ａが形成されている。ここでは、Ｖ溝２５ａの位置を光ファイバーケーブル３の位置に合わせて、ケーブル保護部材２５の下面を両面テープ２３の上面に貼り付ける。これにより、図３（ｃ）に示されるように、光ファイバーケーブル３と当該光ファイバーケーブル３上で盛り上がった両面テープ２３の一部位とが、Ｖ溝２５ａで形成される隙間に収まった状態となる。なお、ケーブル保護部材２５がアルミニウム製であれば、軽量であるので作業性が良い。

【0030】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９２は、図３（ｃ）に示されるように、光ファイバーケーブル３が収納される間隙（Ｖ溝２５ａ）が設置面１１との間の一部分に形成されるように設置面１１に接着されたケーブル保護部材２５と、光ファイバーケーブル３を設置面１１との間に挟むように配置されるとともに、ケーブル保護部材２５を設置面１１に接着するための両面テープ２３（接着層）と、を備えている。この設置構造９２によれば、ケーブル保護部材２５により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0031】

なお、ここでは円形断面の光ファイバーケーブル３を用いているが、これに代えて、図３（ｄ）に示されるように、更に平たい断面形状の光ファイバーケーブル３を採用することもできる。この場合、両面テープ２３と光ファイバーケーブル３との接着面が拡がり、両面テープ２３を介して連結された光ファイバーケーブル３と鋼矢板１との一体性が向上する。

【0032】

〔第３実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第３実施形態について説明する。図４（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図であり、図４（ａ）は鋼矢板１の斜視図であり、図４（ｂ），（ｃ）は、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。

【0033】

本実施形態の設置方法では、図４（ａ）に示されるように、鋼矢板１のウエブ先端部の傾斜した表面に設置面１１が存在する。まず、鋼矢板１のほぼ全長に亘って延在する断面Ｌ字のＬ字部材３１を設置面１１に取り付ける。Ｌ字部材３１は設置面１１に対して溶接されてもよく、接着されてもよく、両面テープ等を用いて貼り付けられてもよい。これにより、設置面１１とＬ字部材３１との間には、上方に開放された凹溝状のスペース３３が形成される。

【0034】

次に、図４（ｂ）に示されるように、上記スペース３３の全長に亘って、スペース３３内に光ファイバーケーブル３を挿入し、１～２ｍ程度の間隔をあけた複数の仮止めスポットにおいて、接着剤で光ファイバーケーブル３を設置面１１又はＬ字部材３１の表面に対してスペース３３内で仮止する。この仮止は、前述の張力付与工程を実行しながら行われてもよい。次に、図４（ｃ）に示されるように、スペース３３内に樹脂系の接着剤を流し込んで硬化させる。これにより、光ファイバーケーブル３を埋込んだ樹脂層３５がスペース３３内に形成される。光ファイバーケーブル３は、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、樹脂層３５を介して鋼矢板１と一体化する。ここで採用される接着剤としては、少なくとも鋼矢板１の降伏歪み以下の歪み領域において、樹脂層３５が鋼矢板１の変形に追従して変形可能であるようなものが選択される。

【0035】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９３は、図４（ｃ）に示されるように、設置面１１上に設けられるとともに光ファイバーケーブル３が収納されるスペース３３（収納スペース）を有するＬ字部材３１（ケーブル収納部材）と、スペース３３に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層３５と、を備える。また、光ファイバーケーブル設置構造９３は、設置面１１上に設けられ光ファイバーケーブル３が挿入されるスペース３３（ケーブル挿入溝）と、スペース３３内に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層３５と、を備える。

【0036】

この設置構造９３によれば、Ｌ字部材３１及び樹脂層３５により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0037】

また、この設置方法では、Ｌ字部材３１によって光ファイバーケーブル３を収納する上方に開放されたスペース３３が形成されるので、光ファイバーケーブル３を埋込むための接着剤が設置面１１から垂れ落ち難い。よって、設置面１１が水平でない場合には特に好適にこの設置方法を適用することができる。なお、図４（ｄ）に示されるように、Ｌ字部材３１に代えて、断面Ｕ字の部材３２を採用してもよい。

【0038】

〔第４実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第４実施形態について説明する。図５（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示し、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態の設置方法では、図５（ａ）に示されるように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って延在する筒状（図の例では四角筒状）の部材４１を設置面１１に取り付ける。筒状部材４１は設置面１１に対して溶接されてもよく、接着されてもよく、両面テープ等を用いて貼り付けられてもよい。ここでは、筒状部材４１は、長手方向の全長に亘って連続的に設置面１１に接合されてもよい。或いは、筒状部材４１は、長手方向における断続的な接合箇所において設置面１１に接合されてもよく、この場合には、接合箇所同士の間隔が、光ファイバーケーブル３を用いた歪み分布計測の空間分解能よりも狭くなるようにする。なお、上記空間分解能は、例えば５～１０ｃｍ程度である。

【0039】

次に、図５（ｂ）に示されるように、筒状部材４１の中空部４３内に、筒状部材４１の全長に亘って、光ファイバーケーブル３を挿入する。そして、図５（ｃ）に示されるように、中空部４３内に樹脂系の接着剤を流し込んで硬化させる。これにより、光ファイバーケーブル３を埋込んだ樹脂層４５が中空部４３内に形成される。光ファイバーケーブル３は、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、樹脂層４５及び筒状部材４１を介して鋼矢板１と一体化する。上記接着剤は、筒状部材４１の端面開口から注入されてもよい。或いは、筒状部材４１の側壁に適切な間隔で注入孔を形成し、当該注入孔を通じて中空部４３に接着剤を注入してもよい。ここで採用される接着剤としては、少なくとも鋼矢板１の降伏歪み以下の歪み領域において、樹脂層４５が鋼矢板１の変形に追従して変形可能であるようなものが選択される。

【0040】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９４は、図５（ｃ）に示されるように、設置面１１上に設けられるとともに光ファイバーケーブル３が収納される中空部４３（収納スペース）を有する筒状部材４１と、中空部４３に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層４５と、を備える。この設置構造９４によれば、筒状部材４１及び樹脂層４５により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0041】

また、この設置方法では、光ファイバーケーブル３を埋込むための接着剤が設置面１１から垂れ落ち難いので、設置面１１が水平でない場合にもこの設置方法を適用することができる。なお、この設置方法では、筒状部材４１を設置面１１に取り付ける前に、筒状部材４１の中空部４３に光ファイバーケーブル３を挿入し樹脂層４５を形成させてもよい。その後、光ファイバーケーブル３と樹脂層４５とが内蔵された筒状部材４１を設置面１１に取り付ければよい。

【0042】

〔第５実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第５実施形態について説明する。図６（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示す図であり、図６（ａ）は鋼矢板１の斜視図であり、図６（ｂ），（ｃ）は、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態の設置方法では、図６（ａ）に示されるように、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、設置面１１上に盛り上がるように２本の溶接ビード５１を平行に形成する。２本の溶接ビード５１同士の間隔は、光ファイバーケーブル３の直径よりもやや大きい程度が好ましい。また、溶接ビード５１の盛り上がり高さは、光ファイバーケーブル３の直径よりもやや大きい程度が好ましい。溶接ビード５１同士の間には、鋼矢板１のほぼ全長に亘って鋼矢板１の長手方向に延びる溝５３が形成される。ここでは、溶接ビードを形成するための公知の溶接方法を用いればよく、溶接方法についての更なる詳細な説明を省略する。

【0043】

次に、図６（ｂ）に示されるように、溝５３の全長に亘って溝５３内に光ファイバーケーブル３を挿入し、第１実施形態の仮止工程と同様にして、鋼矢板１の設置面１１上に光ファイバーケーブル３を仮止する。この仮止は、前述の張力付与工程を実行しながら行われてもよい。次に、図６（ｃ）に示されるように、光ファイバーケーブル３を埋めるように溝５３内に樹脂系の接着剤を流し込んで硬化させる。これにより、光ファイバーケーブル３を埋込んだ樹脂層５５が溝５３内に形成される。光ファイバーケーブル３は、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、樹脂層５５を介して鋼矢板１と一体化する。ここで採用される接着剤としては、少なくとも鋼矢板１の降伏歪み以下の歪み領域において、樹脂層５５が鋼矢板１の変形に追従して変形可能であるようなものが選択される。

【0044】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９５は、図６（ｃ）に示されるように、設置面１１上に設けられ光ファイバーケーブル３が挿入される溝５３（ケーブル挿入溝）と、溝５３内に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層５５と、を備える。この設置構造９５によれば、２本の溶接ビード５１及び樹脂層５５により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0045】

なお、溶接ビード５１同士の間に溝５３を設けることに代えて、図７（ａ）に示されるように、設置面１１において光ファイバーケーブル３を挿入するための溝５７が鋼矢板１の表面に直接加工されて形成されていてもよい。例えば、溝５７は、鋼矢板１の表面を切削加工して形成されてもよく、鋼矢板１の圧延時に形成されてもよい。そして上記と同様にして当該溝５７に光ファイバーケーブル３を挿入し、図７（ｂ）に示されるように、光ファイバーケーブル３を埋めるように溝５７内に樹脂系の接着剤を流し込んで硬化させればよい。

【0046】

この方法で完成する光ファイバーケーブル設置構造９５’は、設置面１１において鋼矢板１の表面に溝５７が直接形成されており、このような設置面１１上に設けられ光ファイバーケーブル３が挿入される溝５７（ケーブル挿入溝）と、溝５７内に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層５５と、を備える。

【0047】

〔第６実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第６実施形態について説明する。図８（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法における各段階を示し、鋼矢板１上の光ファイバーケーブル３近傍を拡大して示す断面図である。本実施形態の設置方法では、図８（ａ）に示されるように、鋼矢板１の設置面１１上に、溝付き部材６１を取り付ける。溝付き部材６１は設置面１１に対して溶接されてもよく、接着されてもよく、両面テープ等を用いて貼り付けられてもよい。溝付き部材６１は、例えばアルミニウムからなり鋼矢板１のほぼ全長に亘る長さの長板状をなしている。溝付き部材６１の上面には部材長手方向の全長に亘って延びるＶ溝６３が形成されている。なお、溝付き部材６１と設置面１１との接合性を向上させるために、溝付き部材６１を設置する前に、設置面１１の清掃やケレンを行うことが好ましい。なお、溝付き部材６１がアルミニウム製であれば、軽量であるので作業性が良い。

【0048】

次に、図８（ｂ）に示されるように、溝付き部材６１の全長に亘ってＶ溝６３内に光ファイバーケーブル３を挿入し、第１実施形態の仮止工程と同様にして、Ｖ溝６３内に光ファイバーケーブル３を仮止する。この仮止は、前述の張力付与工程を実行しながら行われてもよい。次に、図８（ｃ）に示されるように、光ファイバーケーブル３を埋めるようにＶ溝６３内に樹脂系の接着剤を流し込んで硬化させる。これにより、光ファイバーケーブル３を埋込んだ樹脂層６５がＶ溝６３内に形成される。光ファイバーケーブル３は、鋼矢板１のほぼ全長に亘って、樹脂層６５及び溝付き部材６１を介して鋼矢板１と一体化する。ここで採用される接着剤としては、少なくとも鋼矢板１の降伏歪み以下の歪み領域において、樹脂層６５が鋼矢板１の変形に追従して変形可能であるようなものが選択される。

【0049】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９６は、図８（ｃ）に示されるように、設置面１１上に設けられ光ファイバーケーブル３が挿入されるＶ溝６３（ケーブル挿入溝）と、Ｖ溝６３内に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層６５と、を備える。また、光ファイバーケーブル設置構造９６は、設置面１１上に設けられるとともに光ファイバーケーブル３が収納されるＶ溝６３（収納スペース）を有する溝付き部材６１（ケーブル収納部材）と、Ｖ溝６３内に充填され光ファイバーケーブル３を埋込む樹脂層６５と、を備える。

【0050】

この設置構造９６によれば、溝付き部材６１及び樹脂層６５により、外部から作用する機械的な力から光ファイバーケーブル３が保護され、光ファイバーケーブル３の損傷の可能性が低減される。その結果、例えば、鋼矢板１の地盤への打込み時においても、光ファイバーケーブル３が損傷しにくく、その結果、地盤中に設置された鋼矢板１において、光ファイバーケーブル３の歪み分布測定機能が失われる可能性が低減される。

【0051】

なお、この設置方法では、溝付き部材６１を設置面１１に取り付ける前に、溝付き部材６１のＶ溝６３内に光ファイバーケーブル３を挿入し樹脂層６５を形成させてもよい。その後、光ファイバーケーブル３と樹脂層６５とが形成された溝付き部材６１を設置面１１に取り付ければよい。

【0052】

〔第７実施形態〕
光ファイバーケーブル設置方法及び設置構造の第７実施形態について説明する。図９（ａ）は、本実施形態の光ファイバーケーブル設置方法を示す鋼矢板１の斜視図であり、図９（ｂ）はその断面図である。

【0053】

本実施形態の設置方法は、前述したような第１～第６実施形態の設置方法に加えて更に、図９（ａ）に示されるような鋼製部材７１を設置面１１上に取り付けるものである。具体的には、本実施形態の設置方法では、まず、前述した設置方法によって、設置面１１上に光ファイバーケーブル設置構造９１～９６の何れかが構築される。以下では、設置面１１上に光ファイバーケーブル設置構造９１が構築されるものとして説明する。

【0054】

次に、図９（ａ），（ｂ）に示されるように、光ファイバーケーブル設置構造９１から見て鋼矢板１の打込み方向の前方の位置で、設置面１１上に鋼製部材７１が取り付けられる。鋼製部材７１は、設置面１１に対して溶接されてもよく、接着されてもよく、両面テープ等を用いて貼り付けられてもよい。鋼矢板１の打込み方向（鋼矢板１の長手方向）の前方から見て、鋼製部材７１は、光ファイバーケーブル設置構造９１全体を後方に隠すようなサイズ及び形状をなしている。また、鋼製部材７１の先端には、打込み方向の前方に向かって厚みが小さくなるテーパー部７３が形成されている。すなわち、テーパー部７３は、側方から見て、打込み方向の前方に向かうに従って設置面１１からの高さが低くなる三角形状をなしている。

【0055】

以上のようにして完成する光ファイバーケーブル設置構造９７は、光ファイバーケーブル設置構造９１～９６の何れかに加えて、鋼製部材７１を更に備えるものである。そして、鋼製部材７１は、打込み方向の前方に向かって厚みが小さくなるテーパー部７３を含むものである。この光ファイバーケーブル設置構造９７では、上記の鋼製部材７１が光ファイバーケーブル設置構造９１の前方に存在することにより、鋼矢板１の地盤への打込み時において、地盤と光ファイバーケーブル設置構造９１との干渉を低減することができる。また、鋼製部材７１のテーパー部７３の存在により、鋼矢板１の打込み時の抵抗が低減される。

【0056】

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、上述の各実施形態では、歪み分布の計測に係る計測対象物が鋼矢板１であったが、本発明は、地盤を掘削した後に鋼材を立て込んでコンクリートを打ち込む鋼製連続壁やＳＭＷに使用される鋼材、鋼管矢板、あるいは鉄筋のような棒状鋼材が計測対象物である場合にも適用可能である。

【0057】

また、実施形態では、鋼矢板１の表面に設置した光ファイバーケーブル３によって、鋼矢板１の歪み分布を計測する例を説明したが、このような光ファイバーケーブル３によって温度分布を計測することも可能である。この場合、光ファイバーケーブルを計測対象物に設置して温度分布を計測するための公知の手法を用いればよく、計測手法についての更なる詳細な説明を省略する。

【0058】

また、各実施形態において光ファイバーケーブル３を所定の箇所に貼り付ける際には、施工性向上のために、接着剤を吹付けて光ファイバーケーブル３を貼り付けることとしてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１…鋼矢板（計測対象物）、３…光ファイバーケーブル、１１…設置面、１５…ガラスクロス（保護用クロス）、１９…樹脂層、２３…両面テープ（接着層）、２５…ケーブル保護部材、２５ａ…Ｖ溝（間隙）、３１…Ｌ字部材（ケーブル収納部材），３２…部材（ケーブル収納部材）、３３…スペース（収納スペース）、３５…樹脂層、４３…中空部（収納スペース）、４５…樹脂層、４１…筒状部材（ケーブル収納部材）、５１…溶接ビード、５３…溝（ケーブル挿入溝）、５５…樹脂層、５７…溝（ケーブル挿入溝）、６３…Ｖ溝（ケーブル挿入溝）、６５…樹脂層、７３…テーパー部、９１～９７…光ファイバーケーブル設置構造。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】