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地方橋梁の三次元モデルの構築と効率的・効果的な復元設計による維持管理環境の創出

研究課題

研究課題/領域番号 20K04666
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関宮崎大学

研究代表者

森田 千尋  宮崎大学, 工学部, 教授 (60230124)

研究分担者 松田 浩  長崎大学, 工学研究科, 教授 (20157324)
奥松 俊博  長崎大学, 工学研究科, 教授 (30346928)
出水 享  長崎大学, 工学研究科, 技術職員 (00533308)
安井 賢太郎  鹿児島工業高等専門学校, 都市環境デザイン工学科, 准教授 (70897701)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード地方公共団体 / 橋梁 / 維持管理 / 復元設計 / 健全度 / SfM技術 / 市町村管理 / 建設年度推定 / 写真計測
研究開始時の研究の概要

我が国の橋梁は,全体の7割となる約47万橋が市町村道にあり,大部分は地方公共団体が管理するものである。数年後には建設後50年経過する橋梁が半数以上になると見込まれているが,これらは建設年度が明らかな橋梁の数値であり,記録が確認できない建設年度不明橋梁が約23万橋ある。
橋梁を維持管理していくためには,架設年度推定のための資料が少なく,また,人材不足を補うための点検・診断・修繕まで含めた橋梁の三次元データ管理については,まだまだ不十分な状況である。そのため,橋梁を三次元データ管理し,維持管理が効率的かつ効果的に行われる環境を創出する。

研究成果の概要

本研究においては、まず、既設橋梁の復元設計のための基準類の変遷等の整理を行い、建設年度推定の基礎資料を作成した。学内にある解体橋梁を計測し、基礎資料をもとに建設年度を推定した。また、建設年度が異なる2橋梁に対し、同様の手順で建設年度推定を行い、数年の幅の範囲で建設年度を推定できた。三次元計測においては、デジタルカメラにより複数の方向から撮影した画像を用いたSfM技術を用いた。効率化のため、動画撮影を用いた構造物のモデル再現性の精度検証を行った。撮影距離、撮影速度などの条件を明確にし、UAVを用いた撮影による精度検証を行い、計測方法などの問題点を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存橋梁の安全性評価等を行う際、設計図面や設計計算書などが残されていないことが多く、その後の設計基準の変化や各種劣化の進行に伴う橋梁の安全性を評価する際に多くの困難が発生する。本研究では、特に、地方公共団体が管理する橋梁では、その影響が顕著に現れると想定されるため、復元設計のための基準類の変遷等の整理を行うとともに、橋梁全体の三次元座標を取得し、三次元解析モデルを構築することで、市町村が管理する橋梁の維持管理が効率的・効果的に行われる環境を創出した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (25件)

  • [雑誌論文] 変位及び振動計測結果を利用した構造物の損傷同定に関する基礎的研究2023

    • 著者名/発表者名
      古賀掲維、内田大成、石井抱、島﨑航平、出水享、松田浩
    • 雑誌名

      インフラメンテナンス実践研究論文集

      巻: 2 号: 1 ページ: 286-295

    • DOI

      10.11532/jsceim.2.1_286

    • ISSN
      2436-777X
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 防災・減災のための緊急仮設橋の設計および設計基準の課題2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊学歩、佐々木貴信、森田千尋、小林博之、勝呂翔平、松田伊佐雄、木下幸治
    • 雑誌名

      構造工学論文集 A

      巻: 69A 号: 0 ページ: 1258-1268

    • DOI

      10.11532/structcivil.69A.1258

    • ISSN
      1881-820X
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Baggingと複数のパッチ画像を用いたCNN識別器による耐候性鋼材のさびの外観評価手法2022

    • 著者名/発表者名
      有村和也、重井徳貴、森田千尋、石塚洋一、宮島廣美
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 34 号: 2 ページ: 533-538

    • DOI

      10.3156/jsoft.34.2_533

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2022-05-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 画像解析技術とロボット技術の活用による橋梁点検の効率化・高度化2022

    • 著者名/発表者名
      松田浩、出水享、木本啓介
    • 雑誌名

      画像ラボ

      巻: 33 ページ: 13-20

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中小規模橋梁の復元設計におけるSfM活用の基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、塩竃柚貴、森田千尋、安井賢太郎、中丸ゆかり
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 51 ページ: 7-14

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] デジタル画像相関法を用いた橋梁の亀裂・変位・ひずみ計測に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      出水享、松田浩、伊藤幸広、森田千尋
    • 雑誌名

      光技術コンタクト

      巻: 60(2) ページ: 32-39

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] UAV とSfM 技術を利用したコンクリート構造物の ひび割れ幅計測の道路橋への適用2021

    • 著者名/発表者名
      本多 雅匠, 森田 千尋, 安井 賢太郎, 出水 享, 中野 敦
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 21 号: 3 ページ: 232-239

    • DOI

      10.11395/jjsem.21.232

    • NAID

      130008105666

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] たわみ影響線及びたわみ曲線の変化率を利用した橋梁劣化箇所同定2021

    • 著者名/発表者名
      市川辰旺, 宮濱晃一, 佐々木謙二, 出水亨, 古賀掲維, 島崎航平, 石井抱, 松田浩
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 21 号: 2 ページ: 97-103

    • DOI

      10.11395/jjsem.21.97

    • NAID

      130008086183

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 年月日
      2021-07-03
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Al系溶射皮膜の長期大気暴露試験における耐候性評価2021

    • 著者名/発表者名
      中野敦、白井敬大、森田千尋、押川渡、米沢昇
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 29 ページ: 526-537

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature deformation characteristics of acrylic windows used for tide embankments2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui Kentaro、Shiokawa Akira、Watanabe Masashi、Kinoshita Hiroyuki、Morita Chihiro
    • 雑誌名

      AIMS Materials Science

      巻: 8 号: 6 ページ: 932-951

    • DOI

      10.3934/matersci.2021057

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工海水を用いた腐食環境下におけるZn-30mass%Al溶射皮膜の大気暴露特性2020

    • 著者名/発表者名
      中野敦、押川渡、米沢昇、森田千尋、白井敬大
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 27(106) ページ: 51-60

    • NAID

      130008057440

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超音波探傷法を用いたコンクリート構造物の内部損傷の推定に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      浦田 幹康、松田 浩、永松 牧子、海部 貴裕
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 20 ページ: 179-186

    • NAID

      130007921962

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental and analytical study on the dynamic behavior of the deteriorated Bailey bridge2020

    • 著者名/発表者名
      Thavone Khounsida, Takafumi Nishikawa, Shozo Nakamura, Toshihiro Okumatsu, Douangmixay Dounsuvanh
    • 雑誌名

      鋼構造年次論文報告集

      巻: 28 ページ: 771-777

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] UAVとSfMを活用したひび割れ幅測定に及ぼす撮影時の外的要素の影響2023

    • 著者名/発表者名
      迫田鐘生、本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鹿児島県内における耐候性鋼橋梁のさび変化追跡調査2023

    • 著者名/発表者名
      原永美千花、安井賢太郎、清瀬啓文、森田千尋
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GNSSおよびUAVを用いた橋梁維持管理のための飛行経路決定に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      加藤悠祐、奥松俊博、中村聖三、西川貴文
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 支承取替後の既存PC橋梁の振動特性変化に関する実験および数値解析的検討2023

    • 著者名/発表者名
      原田聡一郎、奥松俊博、中村聖三、西川貴文
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 既設道路橋の復元設計におけるSfMの利活用について2022

    • 著者名/発表者名
      迫田鐘生、森田千尋、本多雅匠、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中小橋梁のVR点検・診断のためのSfM/MVS技術を用いた3D劣化情報取得に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      小長光悠生、出水享、古賀掲維、松田浩、伊藤幸弘
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高フレームレートカメラを用いた橋梁のたわみ計測による劣化箇所同定に関する基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      内田大成、古賀掲維、出水享、石井抱、島﨑航平、松田浩
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 支承部に劣化がみられる既設PC橋梁の構造解析および振動計測2022

    • 著者名/発表者名
      奥松俊博、TIAN Xion、田中良治、松田浩、中村聖三、西川貴文
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] UAVとSfMを活用したひび割れ幅測定に及ぼす写真ラップ率の影響2022

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 支承部に劣化がみられる既設PC橋梁の設計図書に基づく構造解析および実橋振動計測2022

    • 著者名/発表者名
      奥松俊博、熊天、田中良治、中村聖三、西川貴文
    • 学会等名
      土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型ドローンとSfMを利用した構造物ひび割れ点検における写真ラップ率の影響2022

    • 著者名/発表者名
      中西涼太、中丸ゆかり、安井賢太郎、森田千尋、出水享
    • 学会等名
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる大気環境における機能性防錆塗装システムの初期腐食挙動2022

    • 著者名/発表者名
      兼松克行、中野敦、汐川晶 、森田千尋、博多屋智志
    • 学会等名
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] PC橋梁の振動特性推定および設計図書情報に基づく構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      田中良治、奥松俊博、中村聖三、西川貴文、熊天
    • 学会等名
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SfMを用いた構造物の3次元モデル化について2022

    • 著者名/発表者名
      小川裕棋、森田千尋、松川尚史、塩竃柚貴、白井敬大
    • 学会等名
      「歴史的構造物の非破壊検査」ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVとSfMを活用した橋梁点検におけるひび割れ幅計測手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      土木学会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 防潮堤用窓の温度変形に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      汐川晶、安井賢太郎、森田千尋、渡邊祐児
    • 学会等名
      土木学会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 日射によるアーチ橋トラス桁部の温度変化に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      奥松俊博、友廣健太、中村聖三、西川貴文、松田浩、森田千尋
    • 学会等名
      土木学会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数のCNN識別器を用いた複数のパッチ画像からの耐候性鋼材のさびの外観評価2021

    • 著者名/発表者名
      有村和也、重井徳貴、森田千尋、石塚洋一、宮島廣美
    • 学会等名
      第37回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVを利用した橋梁点検におけるSfMによるひび割れ幅計測手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      令和2年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 日射が鋼ランガートラス桁橋トラス桁部の温度変化に与える影響の照査2021

    • 著者名/発表者名
      友廣健太、奥松俊博、中村聖三、西川貴文、木村晃彦
    • 学会等名
      令和2年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠隔橋梁長期観測のためのデータ送受信モジュールの構築2021

    • 著者名/発表者名
      山口嵩生、西川貴文、奥松俊博、中村聖三
    • 学会等名
      令和2年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 10年間大気暴露した亜鉛アルミ擬合金溶射皮膜の大気腐食挙動に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      白井敬大、中野敦、森田千尋、押川渡、米沢昇
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 復元設計に着目した3D計測の利活用について2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木航作、大山智也、伊勢田幹太、山口浩平、松田浩、出水享
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D 計測を用いた橋梁点検に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊勢田幹太、出水享、松田浩、古賀掲維、山口浩平
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数のパッチ画像を用いたCNNによる耐候性鋼材のさびの外観評価2020

    • 著者名/発表者名
      有村和也、重井徳貴、森田千尋、石塚洋一、宮島廣美
    • 学会等名
      第22回日本知能情報ファジィ学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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