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振動モニタリングを活用した既存橋梁の確率論的構造性能評価法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18F18066
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

藤野 陽三 (2019)  横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(教授) (20111560)

西尾 真由子 (2018)  横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (00586795)

研究分担者 THIYAGARAJAN JOTHI  横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード性能評価 / 既存橋梁 / 有限要素モデル / 画像計測 / ひずみ分布 / 動的応用 / 動画像モニタリング / Motion Magnification法 / 動的応答
研究実績の概要

2018年度は,はじめに,既存鋼橋のデータ同化性能評価のための有限要素モデルパラメータ事後分布推定で,局所損傷の性能評価にひずみ分布データを用いる有効性を解析検討で示した.その上で,複数の実橋梁にて非接触でひずみ分布・変位データ取得を行うための画像計測の適用性を,アルミ材の引張試験で予備検討した.CCDカメラによる画像取得システムを構築してデジタル画像相関法によるひずみ分布導出,有限要素モデルへのマッピングに取組んでいる.供用中の実橋梁が示す車両通過時のひずみ分布および動的応答を性能評価に適する形で取得する方法を検討している.また外国人特別研究員は,橋梁の通過車両と動的応答の関係を把握する数値計算を既に実施し,成果をあげてきていた.2018年度は本研究分野で最も大きい国際会議の1つに出席し,本研究内容に関連した成果での外部発表と国内外研究状況の情報交換を行った.
2019年度は,動画像から構造物の振動特性(固有振動数や減衰)を抽出する画像モニタリングの研究を行った.もともとはMITメディアラボで開発された運動拡大(motion magnification)法を用いる.その基本アリゴリズムをMatlabにプログラム化した.屋内実験を行い,その後,横浜国立大学構内のゴム支承鋼箱桁橋の振動を行い,精度を確認した.次に都市内高架橋(横浜駅前 金港ジャンクション)の橋梁部並びに照明柱の振動をビデオカメラで測定した.参照データとしてレーザードップラーによる振動計測も行った.画像の部分拡大(100倍)し,対象点波形にバンドパスフィルターを固有振動波形を作成し,動特性を調べた.振幅が0.2~0.3ミリ程度でも拡大することにより,固有振動数が1,2%の誤差で検出できることを明らかにした.その成果は国際会議に発表するとともに現在,国際誌に発表ための準備を進めている.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Non-contact operational modal analysis of light pole-viaduct system using computer vision phase-based video motion magnification technique2020

    • 著者名/発表者名
      Saravanan. T.J, Wangchuk. S, Siringoringo. D.M & Fujino. Y
    • 雑誌名

      Smart Structures and System. (to be submitted)

      巻: 0000 ページ: 0000-0000

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Operational modal analysis of light pole-viaduct system from video measurements using phase-based motion magnification2020

    • 著者名/発表者名
      Saravanan. T.J, Siringoringo. D.M, Fujino. Y & Wangchuk. S
    • 学会等名
      In Proc. 10th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS 2020), June 28 - July 2, Hokkaido, Japan. (Paper accepted)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of strain field using computer vision to capture local damages in bridge structures2019

    • 著者名/発表者名
      Saravanan. T.J & Nishio. M
    • 学会等名
      In Proc. Second World Congress on Condition Monitoring (WCCM) 2019, pp. 223-230, December 1-5, Singapore. DOI:10.3850/978-981-11-0744-3 134-cd.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computer vision based in-plane strain field monitoring for local damage identification in structural members2019

    • 著者名/発表者名
      Saravanan. T.J, Nishio. M & Suzuki. T
    • 学会等名
      In Proc. 12th International Workshop on Structural Health Monitoring (IWSHM 2019), September 9-12, Stanford University, California, USA. DOI: 10.12783/shm2019/32465.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data acquisition for structural reliability analysis of corroded steel plate-girder bridges2019

    • 著者名/発表者名
      Nishio. M, Saravanan. T.J & Matsushima. F
    • 学会等名
      In Proc. 9th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII-9), Vol. 1, 401-406, August 3-8, St. Louis, Missouri, USA.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data Acquisition for Structural Reliability Analysis of Corroded Steel Plate-girder Bridges2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nishio, J. S. Thiyagarajan, F. Matsushima
    • 学会等名
      9th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Track profile estimation using inverse analysis from multi-body simulation approach2018

    • 著者名/発表者名
      Saravanan. T.J, Su. D, Tanaka. H, Nagayama. T
    • 学会等名
      7th World Conference on Structural Control and Health Monitoring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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