前田建設、鉄筋コンクリート橋梁の劣化を測る光ファイバーセンサーをOKIと開発

　前田建設がOKI（沖電気工業）と開発したのは、鉄筋コンクリート橋梁の劣化状況を一元的に管理するためのモニタリング技術。光ファイバーをセンサーとして活用する技術に新しい「SDH-BOTDR方式」を採用することで、従来は数十分かかっていた測定を1秒以内に短縮した。広い範囲の温度やひずみをリアルタイムに測定できるとしている（図1）。

図1：光ファイバーセンサーの測定アルゴリズム

　内蔵する測定ソフトウェアで、現場における温度やひずみ変化を可視化するほか、センサーの測定範囲や測定結果に応じた設定を変更する。前田建設が持つノウハウを基に、監視システムを組み込んだインフラ運営フローを設計した。

　鉄筋コンクリート橋梁の監視では、ひび割れ発生箇所の検知に加え、剛性低下やクリープ（コンクリートに持続的に荷重が作用すると、時間とともに変形が増大する現象）による振動状態や、たわみ量などを把握しなければならない。しかし、経年劣化の過程で、着目すべき監視の指標が異なってくるため、従来は1つの監視技術では、すべての指標に対応できず、指標ごとに最適な技術を選定し適用する必要があった。

　今回の方式であれば、一般的にインフラの耐用年数とされる50年ほどの期間において、さまざまな種類の劣化に対する監視を1種類のセンサーだけで測定でき、トータルコストが削減できるという。

　2019年上期に供用路線の実橋に光ファイバーを設置し、実環境でのデータ取得を開始する予定である（図2）。効果が実証されれば、橋梁の劣化予測精度が高まり、最適なタイミングでの修繕工事が可能になるとする。

図2：実橋梁下への光ファイバーの取り付けイメージ

　両社は現在、前田建設が保有する実験施設において、接着材料の促進耐候性試験により長期的な接着性能を確認。光ファイバーを設置した鉄筋コンクリート試験体に対する疲労載荷試験により、鉄筋コンクリートの挙動に対する計測性能を検証している。