2015 Fiscal Year Research-status Report
移動型加振源を用いた橋梁の革新的構造ヘルスモニタリング手法の開発
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15K14016
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 基行 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60124591)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 構造工学 / 振動試験 / 損傷同定 / 反共振 / 構造ヘルスモニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年のセンシング技術の向上を踏まえ，橋梁などに対して，加速度センサを埋め込んだ構造ヘルスモニタリングの運用が検討されている．本研究は，このような構造ヘルスモニタリングの動向を踏まえて，加振源を制御することによって損傷同定の高度化を目的とする．具体的には，加振器を搭載した加振車両を走行させながら，構造物の反共振周波数の変化をモニタリングし，橋梁の損傷位置と損傷程度を迅速に点検できる手法を提示する．
平成２７年度の研究では，短時間で振動特性を測定できるホワイトノイズを用いたランダム加振に着目し，載荷によって曲げひび割れを導入したRCはり供試体の損傷位置同定を検討した．反共振周波数は構造物の位置情報を含む指標であり，損傷によって構造物の対称性が崩れると，反共振周波数の分布が非対称に変化することを確認した．これによって，加振車両が通過する時間内に，構造物の反共振周波数の分布を測定すれば，損傷位置と損傷程度を推定できる可能性が示唆された．
さらに平成２７年度の研究では，形状や寸法が異なるコンクリート供試体を作製して，載荷試験や電食試験によって損傷を与えた．これらの損傷を与えた供試体に対してランダム加振を行うことにより，加振条件，供試体諸元，測定時間と測定精度を検討した．その結果，ランダム加振によって反共振周波数を精度良く測定するためには，応答波形の処理において平滑化処理が必要であり，車両通過時間と測定時間(測定精度)について，より詳細な検討が必要であることが示された．この結果を踏まえて，平成２８年度は高架橋の固有振動数を模した供試体を作製し，平滑化処理を含めた測定時間と損傷同定の精度を確認する予定である．
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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
これまでに事前検討を行っていたため，研究計画の見通しが立てやすく，平成２７年度は概ね計画通りに研究を進めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の根幹である，反共振に着目した損傷位置の同定手法は，当初予定通りの成果を得ることができた．この手法を，加振車両を用いた構造ヘルスモニタリングに適用するためには，加振車両が構造物を通過する時間内に反共振周波数を精度よく測定する必要がある．平成２８年度は，橋梁の固有振動数を模した供試体実験を行い，応答波形の平滑化処理を含む測定時間と，反共振周波数の測定精度および構造物の損傷位置同定の精度について検討する予定である．
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| Causes of Carryover |
これまでに反共振周波数を指標とした損傷位置同定手法を提示し，必要な振動試験の精度を明らかにした．その結果，振動試験の精度を確保するためには，ランダム加振の波形処理において平滑化処理に時間を要することが示された．この測定時間と測定精度の関係を検討するために，当初の予定を変更して，平成２８年度に追加の供試体実験を行うこととした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
このため，追加の供試体実験を次年度に行うこととし，次年度使用額はその経費に充てることとしたい．
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