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Practicability study on drive-by methods for vibration-based bridge damage detection and modal identification

研究課題

研究課題/領域番号 17K14716
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
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

張 凱淳  京都大学, 工学研究科, 講師 (50751723)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードモード解析 / 損傷検知 / 橋梁振動 / 車両ー橋梁連成系 / 構造ダイナミクス / 橋梁点検 / 車両応答 / drive-by method / bridge inspection / damage detection / drive-by inspection / moving vehicle / VBI / 構造工学・地震工学 / モニタリング
研究成果の概要

本研究では、drive-by橋梁振動計測システムを開発することにより、drive-by橋梁異常検出とモード同定の実用性を示した。具体的な成果は下記の通りである。
1)drive-by手法向けの妥当な車両モデルを提案し、室内実験により検証した。2)フルスケールのトラクタ―トレーラー型のdrive-by計測システムを提案し、組み立てた。特に、トレーラーが自家製であり、車体の重量とサスペンションの剛性を調整することで、振動数をトラクタとした乗用車と共振しないようにより高い帯域に調整した。3)提案したdrive-by計測システムは、実鋼桁橋上でテストした。このシステムの特徴と制限は解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的に、本研究では1)振動に基づく橋梁異常検出とモード同定のためのdrive-by手法の実用性を示した;2)世界で最初のいくつかのフルスケールのdrive-by計測システムを提案・開発した;3)解析的および数値的研究で観察できなかった実際的な課題を示した。
さらに、本研究の成果は政府や産業に貢献することができる。Drive-by計測手法は低コスト、高機動性、高空間分解能などを特徴とするため、喫緊の課題である橋梁点検作業に役立つ。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] National University of Ireland Galway/University College Dublin(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Bridge damage detection using rotation measurements - Experimental validation2020

    • 著者名/発表者名
      Huseynov F., Kim C., OBrien E.J., Brownjohn J.M.W., Hester D., Chang K.C.
    • 雑誌名

      Mechanical Systems and Signal Processing

      巻: 135 ページ: 106380-106380

    • DOI

      10.1016/j.ymssp.2019.106380

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of bridge surface profile from moving vehicle accelerations by means of moving force identification - an experimental field study2019

    • 著者名/発表者名
      Chang Kai-Chun, Kim Chul-Woo, Hasegawa Souichiro,Nakajima Shunsuke, McGetrick Patrick J.
    • 雑誌名

      International Journal of Lifecycle Performance Engineering

      巻: 3 号: 3/4 ページ: 289-309

    • DOI

      10.1504/ijlcpe.2019.103698

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Utilizing Moving Vehicles as Sensors for Bridge Condition Screening—A Laboratory Verification2017

    • 著者名/発表者名
      Chul-Woo Kim, Kai-Chun Chang, Patrick J. McGetrick, Shinichi Inoue, Souichiro Hasegawa
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 29 ページ: 153

    • DOI

      10.18494/SAM.2017.1433

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Feasibility Study on Crack Identification Utilizing Images Taken from Camera Mounted on a Mobile Robot2017

    • 著者名/発表者名
      C.W. Kim, K.C. Chang, Y. Sasaka, Y. Suzuki
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 188 ページ: 48-55

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2017.04.456

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Discussion on Ill-Posed Problem in Drive-by Pavement Roughness Identification2020

    • 著者名/発表者名
      S. Hasegawa, C. Kim, K.C. Chang, N. Toshi
    • 学会等名
      XI International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走行車両を用いた路面形状同定における車両モデルの影響と精度向上2020

    • 著者名/発表者名
      藤士尚也, 長谷川聡一朗, 張凱淳, 金哲佑
    • 学会等名
      土木学会全国大会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Improving Accuracy of Drive-by Road Profile and Bridge Frequency Identifications2019

    • 著者名/発表者名
      N. Toshi, C.W. Kim, K.C. Chang, S. Nakajima
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural Health Monitoring System Based on Installation of Micro Energy Harvester2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, T. Shiotani, K.C. Chang and H. Mitsuya
    • 学会等名
      World Congress on Resilience, Reliability and Asset Management (WCRRAM)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving accuracy of acceleration-based drive-by road profile identification by correcting sensor inclinations2019

    • 著者名/発表者名
      N. Toshi, C.W. Kim, K.C. Chang
    • 学会等名
      The 32nd KKHTCNN Symposium on Civil Engeineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動車両橋梁点検手法を用いた実橋梁の路面形状同定精度の向上2019

    • 著者名/発表者名
      藤士尚也, 中嶌俊祐, 張凱淳, 金哲佑
    • 学会等名
      土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Experimental studies on the feasibility of drive-by bridge inspection method using an appropriate vehicle model2018

    • 著者名/発表者名
      S. Nakajima, C.W. Kim, K.C. Chang, S. Hasegawa
    • 学会等名
      The Sixth International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering (IALCCE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Field Experiment for Extracting Bridge Characteristics Utilizing Drive-by Bridge Inspection Method2018

    • 著者名/発表者名
      S. Nakajima, C.W. Kim, K.C. Chang
    • 学会等名
      The 31st KKHTCNN Symposium on Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走行車両の加速度応答に着目した橋梁の損傷検知2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川聡一朗, 中嶌俊祐, 金哲佑, 張凱淳, 吉田郁政
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] On Appropriate Vehicle Models for Drive-by Bridge Inspection Methods: A Laboratory Experimental Study2017

    • 著者名/発表者名
      K.C. Chang, S. Nakajima, S. Hasegawa, C.W. Kim
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Smart Materials and Smart Structures Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigation on the Feasibility of Drive-by Pavement Roughness and Bridge Vibration Monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      S. Hasegawa, P.J. McGetrick, C.W. Kim, K.C. Chang, S. Nakajima
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII8)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Field Experiment for Extracting Bridge Vibration Characteristics Indirectly by a Homemade Trailer2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakajima, C.W. Kim, K.C. Chang, S. Hasegawa, H. Sekiya, H. Okamoto
    • 学会等名
      the 8th International Conference on Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Drive-by Bridge Vibration Monitoring and Pavement Roughness Identification2017

    • 著者名/発表者名
      Souichirou Hasegawa, Chul-Woo Kim and Kai-Chun Chang
    • 学会等名
      The 30th KKHTCNN Symposium on Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 走行車両による橋梁振動数同定に適した車両モデルの検討2017

    • 著者名/発表者名
      中嶌俊祐,金哲佑,張凱淳,長谷川聡一朗
    • 学会等名
      土木学会関西支部年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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