用光纖測(cè)量建筑鋼筋的張力

　鹿島2016年10月27日宣布，運(yùn)用基于光纖的應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，開發(fā)出了測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土(PC)中PC鋼筋張力的技術(shù)。使用該技術(shù)對(duì)日本國(guó)道115號(hào)公路上的月館高架橋(福島縣伊達(dá)市)上部工程的內(nèi)部及外部鋼筋進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示，該方法能夠在現(xiàn)場(chǎng)高精度測(cè)量預(yù)應(yīng)力鋼筋拉伸作業(yè)時(shí)的張力，以及固定后及施工結(jié)束后的導(dǎo)入張力(壓縮混凝土的力)分布。

　　要想確保PC構(gòu)件的品質(zhì)和耐久性，重要的是要在施工時(shí)使所規(guī)定的張力準(zhǔn)確導(dǎo)入PC鋼筋，同時(shí)在供用中還要保持必要的導(dǎo)入張力。以前在測(cè)量張力時(shí)只在施工時(shí)根據(jù)油壓泵的壓力值和PC鋼筋的拉伸度來間接實(shí)施評(píng)測(cè)，而且一直未能確立在固定后對(duì)PC鋼筋全長(zhǎng)實(shí)施測(cè)量的手段。

　　此次著眼于擁有20年以上經(jīng)驗(yàn)的光纖應(yīng)變計(jì)測(cè)技術(shù)，通過將光纖與PC鋼筋一體化，開發(fā)出了可在任意位置對(duì)PC鋼筋的張力直接實(shí)施測(cè)量的技術(shù)。只要事先將光纖延伸至人無法出入的場(chǎng)所，在供用后也可隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)入張力，還可為提高PC構(gòu)件在維護(hù)管理上的水平及效率做出貢獻(xiàn)。

　　射入光纖內(nèi)的光在傳播的同時(shí)向所有方向散射。該散射光的波長(zhǎng)會(huì)隨著光纖產(chǎn)生的應(yīng)變而發(fā)生變化，因此只要分析散射光，便可掌握光纖在何處發(fā)生了多大程度的應(yīng)變，確定其位置和大小。此次開發(fā)了向PC鋼筋直接嵌入光纖的“裸線型”，以及在內(nèi)部填充型環(huán)氧樹脂覆層PC鋼筋的覆層中埋設(shè)光纖的“ECF(Epoxy Coated and Filled)型”兩種。

　　在月館高架橋上部工程中，此次在P1橋墩的內(nèi)部鋼筋(延長(zhǎng)約13m)及P1-P2間的中央連接下床板鋼筋(延長(zhǎng)約36m)中使用了裸線型鋼筋，在P2-P4間的外部鋼筋(延長(zhǎng)約183m)中使用了ECF型鋼筋。鹿島確認(rèn)兩種鋼筋均可在PC鋼筋全長(zhǎng)高精度測(cè)量張力分布。另外還確認(rèn)，P1橋墩的內(nèi)部鋼筋在將光纖從固定部延長(zhǎng)至箱梁后實(shí)施再測(cè)量時(shí)，能夠在PC鋼纜全長(zhǎng)測(cè)量導(dǎo)入張力的分布，還可用于維護(hù)管理。

　　此次的技術(shù)由鹿島與住友電工Steel Wire 、HIEN電工共同開發(fā)。今后還將瞄準(zhǔn)用于防止斜面及斜坡崩塌的地錨用途，繼續(xù)推進(jìn)開發(fā)。