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設備・構造物の維持管理

センシングを基盤とする構造ヘルスモニタリング(SHM)

高度成長期に建設された多くの構造物が一斉に設計上の耐用年数を迎えようとしています。そこで、構造物の劣化の進行具合をより正確に把握することが求められています。

そこで今日、構造物の維持管理を目的とした構造ヘルスモニタリング(SHM)の有用性が注目されています。しかし、SHM導入に当たって、加速度、変位、歪みと言った実測情報のみで、有効なデータであるかどうかの識別や、現状の把握、劣化の予測を行うことは困難です。

一般に「実測データ」と「構造解析」をセットにして、評価データとして信頼度を高めることが行われます。SHMにおいては「実測=Real」と「構造解析=Virtual」は双対関係をなしており、実測データの信憑性を裏付けるための構造解析結果が存在し、その解析結果の信憑性を担保するためにまた、実測データが存在するといった関係にあります。

弊社におきましては、「実測=Real」と「構造解析=Virtual」の両方に即したソリューションを開発すべく、研究を重ねております。

適用事例

川根大橋FBGセンシング事例

川根大橋(茨城県東茨城郡 1スパン22m×6スパン全長130m・RC造)を対象橋梁として、分布型ロングゲージFBGセンサにより測定し、動的分布ひずみ情報を用いて、橋梁の健全性評価システムを構築した事例です。本橋梁は供用後44年以上が経過しており、局部的には遊離石灰の発生といった軽微な損傷は見られますが、構造性能に影響するような大きな損傷は生じていません。

川根大橋FBGセンシング事例 1

川根大橋FBGセンシング事例 3

構造評価エンジンSforD

自動車の走行や環境振動により発生している動的な分布ひずみ情報を光ファイバーセンサ(FBG)により収集し分析するシステムです。

構造評価エンジンSforD

構造評価エンジンSforD



バスによる橋梁モニタリング事例

山口大学社会基盤メインテナンスエ学研究室の宮本文穂(みやもとあやほ)教授らのグループと協同で、重量約8tの路線バスを橋梁の異常を検知するモニタリングに利用する研究を2006年から行っています。

研究はバスの振動と橋梁の振動の相関関係、橋梁の損傷有無によるバスの振動への影響、路面の凹凸条件、走行速度に影響の少ない異常検知パラメータの抽出などを、解析、模型による実験、およびバスを貸し切っての実験などにより行い有用な結果を得ました。

路線バスを利用した中小橋梁モニタリング

宇部市の橋梁を通過する宇部市交通局バス

宇部市の橋梁を通過する宇部市交通局バス

現在、宇部市土木建築部道路河川建設課、宇部市交通局の協力によって路線バスに振動計測装置を積載し、約1年間にわたりそのバスが通過する12カ所の振動計測を行う橋梁モニタリング実証実験を実施しております。この実験により、データ収集方法、速度の自動推定、計測・分析の開始のタイミング技術の開発、装置の寿命、対面通行等の影響、および適用範囲の把握などの課題解決を図り、実験終了時には実用可能なシステムとして公開する予定としております。

ニュースリリース

2010年12月3日
宇部市営バスによる、橋梁モニタリングシステム実用化に向けた世界初の実証実験開始~構造計画研究所と山口大学共同研究の橋梁異常検知システムが最終段階~(PDF,180KB)


2012年4月6日
路線バスを利用した中小橋梁の簡易健康診断を実施~山口県宇部市での実証実験の結果を発表~(PDF,548.8KB)

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