2016 Fiscal Year Research-status Report
構造全体系サーモグラフィと高密度モード同定によるハイブリッド損傷同定手法の開発
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15K06176
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮森 保紀 北見工業大学, 工学部, 准教授 (00363383)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 構造ヘルスモニタリング / 温度依存性 / 固有振動数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土木構造物の新たな維持管理の手法として構造物にセンサを設置し健全度評価を行う構造ヘルスモニタリングへの関心が高まっている。振動波形を利用した構造ヘルスモニタリングは構造物の振動特性の変化から損傷の程度や位置を検出する。しかし、構造物の動的応答は健全であっても環境温度などの影響で変動すると考えられている。そこで本研究では橋梁全体系の振動モードを対象として、申請者がこれまでに開発したスマートセンサを用いて高密度計測を行う。一方、構造物の振動特性は健全状態でも部材温度などの影響を受けるため、高解像度赤外線サーモグラフィカメラで得た温度分布を組み合わせる損傷同定手法を開発する。温度分布の影響を定量的に評価するためFEMモデルによる固有振動解析も併用することも検討する。
本年度は、長さ約３ｍのプレストレストコンクリート供試体を用いて、屋外で振動測定実験を行い、同時に従来型の熱電対で測定した部材の表面温度および内部温度と、赤外線サーモグラフィで収録した温度との相関関係を検討した。実験では赤外線サーモグラフィで供試体表面を複数の領域に分割して求めた表面温度と熱電対で測定した表面温度の差はほとんどなく、また表面温度と内部温度もほとんど一致した。一方、振動測定結果から求めた供試体の固有振動数は、供試体に損傷が生じていなくても変動することが分かった。特に零度以下での変動が大きく、寒冷環境下での構造ヘルスモニタリングに関して有効な知見を得た。また、実際のコンクリート鉄道橋梁でも数回の振動測定を行い、固有振動数が橋梁上に敷設されたバラスト中の水分の凍結に大きな影響を受けることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は実験供試体と実橋梁による屋外実験を行った。損傷を導入した実験の前段階として有効な知見が得られたため、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、実際の道路橋を対象として、振動応答の連続測定とサーモグラフィによる温度変化の把握を行う。すでに関係機関との調整が完了し、データの収録も開始している。課題としては、大量のデータのデータ処理方法が挙げられる。コンピュータ及びデータ保存システムの高速化を同時に検討する。
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