2013 Fiscal Year Annual Research Report
光学的計測技術によるインフラ構造物のミクロ・メゾ・マクロレベルの劣化・健全度評価
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24360182
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
松田 浩 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20157324)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浜田 秀則 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70344314)
佐川 康貴 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10325508)
伊藤 幸広 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90223198)
一宮 一夫 大分工業高等専門学校, 教授 (00176306)
藤垣 元治 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (40273875)
中村 聖三 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40315221)
才本 明秀 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00253633)
森田 千尋 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60230124)
奥松 俊博 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30346928)
西川 貴文 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50512076)
出水 享 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術職員 (00533308)
安武 敦子 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60366432)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光学的計測法 / ひび割れ劣化診断 / 応力解放法 / デジタル画像相関法 / 3Dレーザースキャナ / UAV / レーザードップラ速度計 / 劣化環境インパクト評価 |
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| Research Abstract |
構造物健全性診断に必要となるミクロからマクロに至るまでの劣化・変状を容易に取得する計測法として、最先端計測技術と解析技術を融合することで、高度な工学的判断の一助となるようなミクロ～メゾ～マクロレベルでの劣化健全度診断法を確立することを目標として研究を進めた。平成25年度の研究成果を以下に示す。
①PC桁現有応力及びひび割れ進展計測：RC構造物の鉄筋の錆によるコンクリートの表面ひび割れの発生・進展状況をモニタリングする装置を開発し、その結果のシミュレーション解析を実施した。また、カメラタイプ全視野計測装置を用いた現有作用応力計測手法の実証実験を重ねた。さらに、撤去RC桁の載荷試験においてひび割れの発生・進展を計測し有用性を確認した。
②鋼部材亀裂検知装置：鋼構造部材の溶接部に発生した微細き裂をデジタル画像相関法を用いて検知できる装置を開発するとともに、現場試験を実施し、特許も申請した。
③劣化環境インパクト評価：構造物の劣化環境の定量的な評価方法を検討するために、３次元写真計測による耐候性鋼橋梁の外観評価に関して検討した。また、コンクリート構造物の劣化環境を定量化するために、実構造における塩分量試験結果のシミュレーション解析を実施した。
④遠隔劣化損傷点検法の開発：レーザードップラ速度計を用いて鋼橋の劣化したRC床版の振動計測を実施し、健全部と劣化部の振動特性の違いを発見した。また、3Dレーザスキャナと無人飛行機（UAV）を連動させた計測システムを開発し、インフラ構造物の遠隔劣化損傷点検手法の開発を行い、従来の目視点検と同等及びそれ以上の点検が可能であることを確認した。
⑤光学的計測法の体系化・標準化：建設分野における光学計測の体系化を図るため、①き裂を有する石こうのひび割れ発生・進展、②薄肉円筒シェルの初期不整を考慮した座屈実験・解析を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究成果の欄に記載しているように、〔雑誌論文〕26件、〔学会発表〕33件の研究成果があり、「研究の目的」に基づいて、①ひび割れ劣化診断・補修システム、②PC桁現有応力および溶接残留ひずみ分布、③劣化環境インパクト評価、④実振動計測による橋梁の構造特性同定と遠隔劣化損傷点検手法の開発、⑤光学的計測法の体系化・標準化に関する研究を実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
①デジタル画像によるひび割れ検知システムの開発：デジタルカメラを用いて0.2mmのひび割れ幅を点検できる計測システムを構築するとともに、３Ｄ計測画像に貼り付け、維持管理に利用できるシステムを開発する。
②鋼部材亀裂検知装置：鋼床版のリブ部において発生しやすい疲労亀裂のデジタル画像相関法を用いた検知装置の開発について検討する。
③振動計測による遠隔劣化損傷点検法の開発：レーザードップラ速度計を用いて鋼橋の劣化したRC床版の振動計測を実施し、健全部と劣化部の振動特性の違いを発見した。この結果を明確に照査するため、振動数のみならず動的変位についても検討を重ねる。
④ＵＡＶを用いた３Ｄ計測システム：3Dレーザスキャナと無人飛行機（UAV）を連動させた計測システムを開発し、インフラ構造物の遠隔劣化損傷点検手法の開発を行い、実際の橋梁に適用しその有用性・有効性についての照査試験を実施する。
⑤光学的計測法の体系化・標準化：建設分野における光学計測の体系化を図るため、①き裂を有する石こうのひび割れ発生・進展、②薄肉円筒シェルの初期不整を考慮した座屈実験・解析を実施した。特に、精度良くシミュレーションできる解析法について検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度の研究計画で機器の開発およびフィールド試験が時間が足らずに翌年度に実施するように変更した。そのため平成25年度使用分を翌年度（平成26年度）に使用するように変更したので、平成26年度使用額が発生した。
平成25年度に計画変更したとおり、平成26年度はこれまで開発してきた点検機器や点検システムを用いてフィールド試験を実施する。そのため、平成26年度の試験開発および試験調査旅費に併せて計上している。
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