2017 Fiscal Year Annual Research Report
実用化に向けた橋梁系インフラのワイヤレス構造モニタリングに関する実証研究
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16H02358
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
藤野 陽三 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(教授) (20111560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 司 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (10636632)
森川 博之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50242011)
長山 智則 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80451798)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 構造工学 / 地震工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ストックだけでなく地震リスクのマネジメントに貢献する，圧倒的に簡便なワイヤレス構造モニタリング手法による計測・処理技術を具体的に開発し，有用性を実証する．
・高架橋などを対象にした移動型短中期間振動モニタリング手法の開発と実施，並びにモデル更新法の提案と高精度構造・地震安全性評価への応用
・リアルタイムモニタリングデータを用いた，都市内高架橋などの被害の迅速推定や公共的空間での安心・避難情報の提供
具体的には,事前対応関連研究：橋梁を対象にして，交通荷重だけでなく，地震などの外力による振動計測を視野に入れた場合，短期，場合によっては中期間で行うシステムの構築が重要な課題となる．
①計測システムの改良と検証：研究連携者の鈴木誠らが中心となって開発してきたワイヤレス24bit高精度MEMS加速度計を利用する．②実構造物での振動モニタリング（新那珂川大橋での地震・交通振動モニタリング）：2011.3.11地震で被害のあった新那加川大橋において，上記のワイヤレス高精度加速度計による交通振動ならびに地震時の振動を数ヶ月にわたって計測を開始したが，さまざまな問題があったので，その解決策を検討する．主なポイントは，三つある．SDカードメモリーへの観測データの書き込みの不安定さを解決すること．二つ目は,現在単一電池の5本直列がバッテリーであるが，長期間駆動のための大容量バッテリーシステムを構築する．三番目は回路上のミスであるが，過電圧防止システムが誤動作することがありそれにより，電力を大きく消費する現象があるのでコレを防止する策．③モデル更新に関する研究をおこなう．
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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
2018年2月の茨城県の地震で新那珂川大橋とそれに隣接する12径間高架橋において地震応答記録が得られ，その応答データ分析を行い，別途設計に用いた構造モデルの検証を行った．その結果，地震応答をほぼ再現できることが判明し，設計用構造モデルの妥当性が確認できた．
計測結果を用いてモデル更新（model updating）と損傷検知学習のための新那珂川大橋FEMベースの詳細モデルの構築を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2011．3.11東北地方太平洋沖地震で免震支承部に被害が生じた【茨城県にあるネクスコ東日本が管理する新那珂川大橋（斜張橋）とそれに隣接する12径間高架橋】，【首都高速道路が管理する横浜ベイブリッジに隣接する，同じく2011．3.11東北地方太平洋沖地震で金属支承部に被害が生じた大黒ジャンクション高架橋部】で地震応答計測を開始した．茨城県は今でも地震の頻度が非常に高いこともあり，計測することとしたものである．
2018年2月の茨城県の地震で新那珂川大橋とそれに隣接する12径間高架橋において地震応答記録が得られ，その応答データ分析を行った．今後，さらに応答記録が充実すると予想される
計測結果を用いてモデル更新（model updating）に関する研究を開始した．解析結果の信頼性を確保するには、用いる数値モデルの妥当性が大変重要となる．しかし、既存構造物のモデル化には、構造モデルそのものの不確定性に加え，材料定数・境界条件・またそれらの材料／構造非線形性や減衰に、経年変化という把握困難な不確定性が加わる．これに対し、「ベイズ推定」による「モデルキャリブレーション」という新しいアプローチを行う．
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