き裂検知センサ

MONITAのき裂検知センサは、鋼橋の溶接部に生じる疲労き裂や、コンクリート床版・橋台のひび割れを遠隔で継続監視するIoTセンサです。き裂の近くにひずみゲージやひずみ式変位計を取り付け、き裂の発生や進行にともなうひずみ・ひび割れ幅の変化を記録します。

こんな現場に

対象

鋼橋の溶接継手・主桁・横リブまわり
コンクリート床版・橋台のひび割れ
吊り橋のロッド・ケーブル類（破断の兆候）
補修後の再劣化の経過観察

測るもの

ひずみ	鋼材・コンクリート表面のひずみ（応力の変化）
ひび割れ幅	ひび割れをまたいで取り付けたひずみ式変位計で、開き・閉じを記録
温度	気温の影響を切り分けるための参考値

鋼構造物では、関西大学から実施許諾を受けた特許（特許第7208622号）の考え方をもとに、荷重がかかっていないときのひずみ（ベース値）の経時変化から内部応力の変化を捉え、疲労き裂などの損傷を検知します。振動から異常を推定する方式と違い、構造物の応力の状態を直接見ることができます。

構成と仕様

構成は現場に合わせて調整します。代表的な内容は次のとおりです。

本体	Monita Flex（外部センサを最大4つ接続。本体内の温度計測は別）
センサ	ひずみゲージ（ひずみモジュール）、ひずみ式変位計（クリップゲージ等）、温度センサ
通信	Sigfox（本体から直接クラウドへ。Sigfoxの通信エリア内で利用）、または LoRa・BLE で Monita Gateway に集約し LTE-M でクラウドへ（Gateway にはAC電源とLTE-Mの通信環境が必要）
電源	電池駆動。電池寿命は通信方式・送信間隔・接続センサにより異なる（Sigfox・1時間ごと送信の条件で5年以上が目安）
送信間隔	1分〜1日の範囲で設定（標準は1時間ごと）。LoRa構成では現地に行かずに遠隔で変更可能
設置	橋梁の導入事例では半日程度（現場条件により異なる）。磁石・ワイヤー・接着などで固定し、落下防止対策も実施
データ	クラウドに集約し、遠隔で確認

Monita Flex を使う構成の基本機能

どのセンサとも組み合わせMonita Flex 1台に外部センサを最大4つ接続できます。用途別のセンサに、温度・電圧入力などを自由に組み合わせられます（例：き裂＋温度、傾き＋漏水）。
複数台をまとめてインターネットへMonita Gateway が、近くにある最大14台の本体のデータをLoRa・BLEで集め、LTE-Mでまとめてクラウドへ送ります（Gateway にはAC電源が必要）。1台だけなら、Sigfoxで本体から直接送ることもできます。
電源工事なしで長く動く本体は電池駆動なので、電源のない場所にも取り付けられます。電池寿命は通信方式・送信間隔・接続センサによって異なり、Sigfoxで1時間ごとに送信する条件では5年以上が目安です。
現地に行かずに設定変更LoRa構成では、送信間隔などの設定をクラウド側から遠隔で変更できます。アクセスしにくい場所ほど効果があります。

技術的な裏付け

吊り橋センターステイロッドの静ひずみの変化による損傷検知
センターステイロッドに導入した張力の抜けに着目し、破断の兆候の検知・破断の検知が可能であることを実橋で確認。破断当日の約1,300µの急低下から、翌日の点検で破断を確認しました。
出典：インフラメンテナンス実践研究論文集第4巻第1号, pp.85–94. J-STAGEで読む ↗
溶接止端部付近の静ひずみの変化による疲労き裂検出
面外ガセット溶接継手の溶接止端部近傍を対象に、LPWAを用いた無線ひずみ計測で無荷重時のひずみ変化を計測。約5ヶ月間の計測で、疲労き裂の発生・進展のモニタリングが可能であることを確認しました。
出典：松本直樹ほか、インフラメンテナンス実践研究論文集第3巻第1号, pp.62–71, 2024. J-STAGEで読む ↗
鋼鉄道箱桁の横リブフランジ端部の静ひずみの変化による疲労き裂検出
実橋の箱桁を模擬した試験体による疲労試験を実施。横リブウェブコバ面の溶接止端より10mmの位置の静ひずみ計測により、疲労き裂の検出が可能とされています。
出典：構造工学論文集 Vol.71A, p.362. J-STAGEで読む ↗
IoTデータロガーを用いた鋼鉄道橋における疲労き裂モニタリングの試行
鋼鉄道橋箱桁内部の疲労き裂を対象に、静ひずみの経時計測によるき裂進展監視の有用性を実橋で確認しました。
出典：山口真、石川敏之、公門和樹「IoTデータロガーを用いた鋼鉄道橋における疲労き裂モニタリングの試行」令和7年度土木学会全国大会第80回年次学術講演会, 2025.9.11.

よくある質問

鋼橋の疲労き裂を、IoTで遠隔監視できますか？

できます。溶接部の近くにひずみゲージを取り付け、無荷重時のひずみの経時変化から、き裂の発生・進展にともなう応力の変化を捉えます。実橋での検証例は、このページの「技術的な裏付け」に出典つきで掲載しています。

コンクリートのひび割れ幅も測れますか？

測れます。ひび割れをまたぐようにひずみ式変位計を取り付け、ひび割れ幅の変化を継続して記録します。職員がクラックスケールで定期的に測っていた箇所を置き換えた事例があります。