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外部因子の非定常性を考慮した中小スパン橋梁の長期ヘルスモニタリング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17J09033
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関京都大学

研究代表者

五井 良直  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD) (30831359)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード構造ヘルスモニタリング / 損傷検知 / 維持管理 / ベイズ統計 / データ同化 / 橋梁ヘルスモニタリング / 仮説検定 / 長期計測
研究実績の概要

本研究は橋梁の維持管理のため,交通振動を利用した長期的な構造物ヘルスモニタリング技術の開発を目指している.採用第二年度の研究活動においては,以下に示す進展が得られた.
採用初年度において開発された損傷検知に関する理論体系を整理し,各種損傷実験により提案手法の有効性を検討した.単径間鋼トラス橋,多径間鋼トラス橋,単径間単純桁構造の鋼鈑桁橋の3橋の実橋梁における損傷実験ついて,損傷検知および損傷位置推定の有効性が確認された.なお,上記のうち単径間鋼鈑桁橋においては長期的な計測結果を通じた温度変化が振動特性に与える影響について追加検討を行っている.
上の検討を通じて,橋梁の振動現象を把握するために有限要素モデルに最適化の余地があることが分かった.特に,計測された振動特性の変化が橋梁のどのような変状に基づくものであるかを確認するうえで,有限要素モデルは将来的に有効な手段となると考えられた.したがって,本年度は損傷指示指標の開発と並行して,計測された結果を基に実構造物の諸元を有限要素モデル上で再現するデータ同化手法の開発を行った.
当初の研究計画においては,本年度は気温変動への対応を改善したうえで計測データから逐次的に異常の有無を判別する方法を検討する予定であった.上記の目標は長期計測における逐次的なデータ処理過程を提案する点では達成されたが,気温変化への対応についてはさらなる改善の余地が残される.また,本研究の最終的な目的として,実地での運用を目指した枠組みの提案を目指していた.しかしながら,提案手法における理論体系について学術誌への掲載に至らず,上記の目標の達成はなされなかった.一方,橋梁の維持管理の手段としてデータ同化を含めた広範な意思決定基準についての着想に至り,進捗を得た点は当初の計画を上回る成果と考えられる.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 21件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Particle Filterを用いた既設鋼鈑2主桁橋のFEモデルアップデート2018

    • 著者名/発表者名
      林厳,五井良直,金哲佑,杉浦邦征
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_705-I_714

    • DOI

      10.2208/jscejam.74.I_705

    • NAID

      130007584552

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 実鋼鈑桁橋の損傷前後における振動特性に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      三増拓也,金哲佑,五井良直,林厳
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_513-I_522

    • DOI

      10.2208/jscejam.74.I_513

    • NAID

      130007584616

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 橋梁振動の多変量自己回帰モデルのベイズ推論に基づく異常検知2018

    • 著者名/発表者名
      五井良直、金哲佑
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 号: 2 ページ: 143-150

    • DOI

      10.2472/jsms.67.143

    • NAID

      130006386419

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Damage detection of a truss bridge utilizing a damage indicator from multivariate autoregressive model2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Goi and C.W. Kim
    • 雑誌名

      Journal of Civil Structural Health Monitoring

      巻: 7 号: 2 ページ: 153-162

    • DOI

      10.1007/s13349-017-0222-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Investigation of Bayesian damage detection method for long-term bridge health monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Goi, Y. and Kim, C.W.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian hypothesis testing for bridge health monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Goi, Y. and Kim, C.W.
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Outlier analysis to detect damage in a steel truss bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Goi, Y. and Kim, C.W.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural health monitoring of a steel girder bridge utilizing reconstructed sparse-like system matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Mimasu, T., Kim, C.W., Goi, Y.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term vibration and temperature monitoring on a steel plate girder bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Ma, X., Goi, Y., Kim, C.W.
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration monitoring and damage experiment on an actual steel plate girder bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Kim, C.W., Goi, Y., Hayashi, G., Mimasu, T.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] System identification of a bridge by a sparse-like system matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Mimasu, T., Goi, Y., Kim, C.W.
    • 学会等名
      9th International Conference on Bridge Maintenance safety and Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Bayesian Bridge Damage Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Goi, Y., Kim, C.W.
    • 学会等名
      11th Taiwan-Japan Workshop on Structural and Bridge Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bayesian Damage Detection of a Steel Plate Girder Bridge2018

    • 著者名/発表者名
      五井良直,金哲佑
    • 学会等名
      土木学会全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Bayesian bridge damage detection2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      11th Taiwan-Japan Workshop on Structural and Bridge Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural health monitoring of a steel girder bridge utilizing reconstructed sparse-like system matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Mimasu
    • 学会等名
      6th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Bayesian damage detection method for long-term bridge health monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      9th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] System identification of a bridge by a sparse-like system matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Mimasu
    • 学会等名
      9th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term vibration and temperature monitoring on a steel plate girder bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Xinda Ma
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian hypothesis testing for bridge health monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian damage detection of a steel plate girder bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] センサグルーピングによる橋梁のシステム同定と異常検知2018

    • 著者名/発表者名
      三増卓也
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 再構築されたシステム行列による鋼桁橋の損傷前後の振動特性同定2018

    • 著者名/発表者名
      三増卓也
    • 学会等名
      平成30年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鋼鈑桁橋の損傷実験と振動モニタリング2018

    • 著者名/発表者名
      三増卓也
    • 学会等名
      第21回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 既設合成2主桁橋の現地振動計測とFEモデル構築2018

    • 著者名/発表者名
      林厳
    • 学会等名
      第21回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Outlier analysis to detect damage in a steel truss bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      6th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration monitoring and damage experiment on an actual steel plate girder bridge2018

    • 著者名/発表者名
      Chul-Woo Kim
    • 学会等名
      6th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多次元自己回帰モデルのベイズ推論を用いた特徴抽出による鋼トラス橋の損傷検知2017

    • 著者名/発表者名
      五井良直
    • 学会等名
      第20回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bayesian outlier detection for health monitoring of bridges2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      X International Conference on Structural Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomaly detection of under vehicle induced vibration by means of Bayesian inference2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      4th Conference on Smart Monitoring, Assessment and Rehabilitation of Civil Structures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Damage detection using multivariate autoregressive coefficients mapped on principal subspace2017

    • 著者名/発表者名
      Chul-Woo Kim
    • 学会等名
      12th International Conference on Structural Safety and Reliability
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Bayesian anomaly detection of highway bridges2017

    • 著者名/発表者名
      Chul-Woo Kim
    • 学会等名
      30th KKHTCNN Symposium on Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low pass filter supported system identification of a long span steel arch bridge2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Mimasu
    • 学会等名
      8th International Conference on Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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