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鹿島建設、光ファイバを用いてダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功

ひび割れ要因であるひずみ挙動は、ダムの堤体上部に打設したコンクリートが反り上がることによって、層状に打設するコンクリートの水平打継部に発生する。コンクリートの反り上がりの発生理由については、温度応力によるところが大きいと言われているが、発生時期やその規模は工事ごとに異なり、有効な抑制方法もなかった。また、上部に打設したコンクリートが打継面に覆い被さることにより、発生したひび割れの有無が確認できない場合もあった。

鹿島建設、光ファイバを用いてダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功
水平打継部のひび割れのイメージ
鹿島建設株式会社は、秋田県で施工中の成瀬ダム堤体打設工事において、同社が開発した光ファイバを用いて、堤体コンクリートのひび割れ発生要因であるひずみ挙動をリアルタイムかつ従来より高精度に検知することに成功した。
鹿島建設、光ファイバを用いてダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功
成瀬ダム堤体打設工事
光ファイバ計測は、専用の計測器によって各部位の散乱光を感知、分析することで、ケーブル状の光ファイバセンサに沿ったすべての位置でのひずみ、温度、振動を計測できる。特に、鹿島建設が開発した新たな光ファイバ計測は、ひずみ精度が1μ(従来は50μ)、計測時間は数秒(従来は数分)で計測できるという。
鹿島建設、光ファイバを用いてダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功
光ファイバ計測
今回、コンクリートの反り上がりによるひび割れ要因であるひずみ挙動を、直接的かつリアルタイムに計測するため、各層の水平打継部を貫通するように光ファイバを設置した。その計測結果から、光ファイバのひずみが引張側に増大していることが確認できた。一般に、越冬面の水平打継部のひび割れが大きくなることが知られているが、その部位でのひずみの増大の時期や増大していく状況が、計測結果から把握できた。
鹿島建設、光ファイバを用いてダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功
ダムの堤体コンクリートのひずみ挙動を連続的に把握することで、ひび割れが、いつ・どの場所で発生するか予測可能になり、ひび割れ制御に有効な対策を事前に打てるようになることが期待される。

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