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振動計測モニタリングによる社会基盤構造物の健全性診断システムの構築

Research Project

Project/Area Number 18860029
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

宮下 剛  Nagaoka University of Technology, 産学融合トップランナー養成センター, 特任講師 (20432099)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,670,000 (Direct Cost: ¥2,670,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,320,000 (Direct Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,350,000 (Direct Cost: ¥1,350,000)
Keywords維持管理 / モニタリング / 振動 / 計測 / レーザー / MEMS
Research Abstract

主に橋梁を対象として,振動計測モニタリングから健全性を診断することを目的とし,モニタリング技術開発ならびに既設橋梁のモニタリングを実施した.
1. トータルステーション上にレーザードップラー速度計を搭載することで,非接触かつ遠隔的にスキャニング振動計測を可能とするシステムの開発を進めてきた.本年度は,データ収録部の改善ならびに計測点の座標値を取得する機能を追加実装した.2008年度に首都高速道路において実用化に向けたフィールドテストを行う.
2. 一般に入手可能なMEMS要素技術を利用して,橋梁の振動計測モニタリングを可能とするセンサノードのプロトタイプを作成した.プロトタイプの性能は,タイムスタンプを付加しながら,三軸加速度計のアナログ出力を100Hzにてサンプリング可能である.センサノードを既設橋梁の垂直材に取付けて振動計測を実施したところ,検証用のサーボ型加速度計と非常に良い一致を示したことから,動作性に問題がないことが確認された.
3. 長岡市にある鋼トラス5橋(長生橋,与板橋,昭和橋,小坂橋,鷺之島橋)において,サーボ型加速度計を各径間中央の垂直材に取り付け,振動計測モニタリングを実施した.得られた知見を以下に示す.
・各橋梁における計測結果から,鉛直方向の1次固有振動数が島田の式により予測可能である.
・各橋梁で計測された鉛直方向の最大加速度を比較すると,ゲルバートラス形式である長生橋の吊径間部にて,応答が約2〜13倍大きくなっている.また,ダンプカーの通過による影響が顕著であり,乗用車通過時と比較すると応答が約3〜13倍となっている.
・長生橋の支承部には,伸縮装置の段差を車両が通過することに伴い,衝撃的な力が繰り返し作用している.実際,長生橋のある伸縮装置付近では2000gal以上の加速度が見られた.同箇所の縦桁下フランジではき裂の発生が確認されており,発生加速度と大きな相関があるものと推察される.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Advanced Vibration Measurement System using Laser Doppler Vibrometers for Structural Monitoring2007

    • Author(s)
      Takeshi Miyashita
    • Journal Title

      Proceeding of International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures Vol.1

      Pages: 133-142

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advanced Laser Measurement System for Civil Infrastructures2007

    • Author(s)
      Takeshi Miyashita
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th International Workshop on Structural Health Monitoring Vol.2

      Pages: 1511-1519

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advanced Vibration Measurement System using Laser Doppler Vibrometers for Bridges2007

    • Author(s)
      Takeshi MIYASHITA
    • Journal Title

      Proceeding of the 25th International Modal Analysis Conference (CD-ROM)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advanced Vibration Measurement System for Infrastructures using Laser Doppler Vibrometers2006

    • Author(s)
      Takeshi MIYASHITA
    • Journal Title

      Proceedings of Asia-Paciflc Workshop on Structural Health Monitoring CD-ROM

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Clarification of the Effect of High-Speed Train induced Vibration on a Railway Steel Box Girder Bridge by Monitoring using Laser Doppler Vibrometer2006

    • Author(s)
      Takeshi MIYASHITA
    • Journal Title

      Proceeding of Third International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management CD-ROM

      Pages: 265-267

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of 3D Vibration Measurement System using Laser Doppler Vlbrometers2006

    • Author(s)
      Takeshi MIYASHITA
    • Journal Title

      Proceeding of SPIE Nondestructive Evaluation for Health Monitoring and Dlagnostics Internet

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] レーザー振動計測による社会基盤構造へルスモニタリング2006

    • Author(s)
      宮下剛
    • Journal Title

      第24回新潟会研究調査発表会講演概要集

      Pages: 30-33

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 二台の無線LAN加速度計による橋梁の振動モード同定2006

    • Author(s)
      宮下剛
    • Journal Title

      第61回土木学会年次学術講演会 CD-ROM

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] レーザードップラーとトータルステーションを用いた非接触かつ遠隔的なケーブル計測システムの開発2006

    • Author(s)
      久保田慶太
    • Journal Title

      第61回土木学会年次学術講演会 CD-ROM

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Health Monitoring Existing Bridges by Vibration Measurement2007

    • Author(s)
      Takeshi MIYASHITA
    • Organizer
      International Association for Bridge and Structural Engineering
    • Place of Presentation
      Weimar, Germany
    • Year and Date
      2007-09-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] (社)日本鋼構造協会会誌2006

    • Author(s)
      宮下剛
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      (社)日本鋼構造協会
    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 非接触式振動・変位計測装置2006

    • Inventor(s)
      藤野陽三, 久保田慶太, 宮下剛, 岡本卓慈, 宮本則幸, 梅本秀二, 新宅行英
    • Industrial Property Rights Holder
      藤野陽三, 久保田慶太, 宮下剛, 岡本卓慈, 宮本則幸, 梅本秀二, 新宅行英
    • Industrial Property Number
      2006-141854
    • Filing Date
      2006-05-22
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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