Development of load estimation and life time prediction method for highway bridge deck RC and PC slabs
| Project/Area Number |
20H02223
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
佐藤 靖彦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60261327)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 良輔 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (10371783)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | コンクリート床版 / 寿命予測 / 荷重推定 / 疲労寿命 / ライフタイムデザイン |
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| Outline of Research at the Start |
コンクリート構造物の長寿命化を実現するためには，現在は完全に分離している設計と維持管理を一体化し，性能照査を連続的に扱えるようにする必要がある. 本研究の目的は，交換部材である道路橋床版(RC，PC，接合部)を対象とし，設計・維持管理体系の連続化の根幹を支える，実荷重の推定と床版の性能(残存耐力と余寿命)の予測技術を開発することである.具体的には，深層学習による画像認識を用いてトラック荷重を推定できる方法と，はり状化した床版のせん断疲労破壊と曲げ圧縮疲労破壊の予測式を構築し，任意の時点での床版の残存耐力と破壊に至るまでの回数(年数)を予測できる方法を見出す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
荷重推定法，寿命予測法，疲労荷重用構成モデルの開発に分けて実績を概説する．
(1)荷重推定法：国内国道において定置したビデオにより交通流を撮影し，海外のデータに基づき開発された既存の荷重推定システムの拡張を図った．
(2)寿命予測法：国内国道のRC床版の面外及び面内変形をサンプリングモアレカメラによりを計測し，データ解析を開始した．また，土砂化再現実験装置を組み上げを行うとともに，3次元有限要素解析を用いた応力評価に基づき，多軸圧縮応力場を再現できる実験供試体を考案・製作した．さらに，残存せん断耐力の変化をサンプリングモアレ法により測定したせん断ひび割れ面での変形および応力伝達特性に関連づけて説明できるようにするとともに，残存せん断耐力モデルを用いた輪荷重走行試験における疲労寿命の予測法を開発した．
(3)疲労荷重用構成モデルの開発：疲労荷重の影響を考慮できる，ひび割れたコンクリートの圧縮とせん断構成モデルの開発に必要となる応力と変形との関係を疲労試験を通じて明らかにした．
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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
コロナ禍の中で，年度末に実橋の変位及び車両計測を実施し，質の高いデータを取得できたことは，当初の計画を上回る成果と言える．また，土砂化の再現実験の準備も順調に進んでいる．一方で，疲労構成用構成モデルに関しては，実験を通じて大変興味深い結果が得られているものの，モデル化自体が若干遅れている．これらを総合的に判断して，概ね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
実測した計測データの解析を着実に進める必要があるが，昨年度に解析ソフトを整備しており特段問題は見当たらない．7月にはIHIにて土砂化再現試験を開始する予定であり，順調に準備が進んでいる．最終年度の寿命予測法の完成に向け，信頼性の高い実験及び計測結果を確実に取得する．
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
