苛酷な疲労環境下にある鋼道路橋のモニタリングを活用した統合管理システム

• 研究課題/領域番号: 25249063
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 三木 千壽 東京都市大学, 総合研究所, 教授 (20016645)
• 研究分担者: 白旗 弘実 東京都市大学, 工学部, 准教授 (40298013) ; 佐々木 栄一 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (40311659)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 32,500千円 (直接経費: 25,000千円、間接経費: 7,500千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2013年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
• キーワード: 鋼橋 / 疲労 / モニタリング / センサ / 診断 / 疲労損傷

研究成果の概要

鋼道路橋の疲労安全性について，最新のセンシングおよびモニタリング技術を点検と診断に統合した維持管理システムを構築することを目的としている．主な項目は次の4つである．(1)疲労損傷の点検と評価のための情報プラットフォームの構築では，疲労損傷データベースの開発および点検者養成のためのソフト開発である．(2)モニタリングとそこで必要なセンサ類の開発では，十分な精度を確保することのできる加速度センサの主に雑音に関する仕様や試験方法を提案した．(3)モニタリングデータの処理では加速度データから橋梁の変位を精度よく求める手法を提案した．(4)疲労度診断に必要な要素技術開発では渦流探傷の高精度化を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Participatory database of repair cases on fatigue damaged welded structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama K and Miki C
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 巻: 印刷中 ページ: 385-396
  • DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2017.01.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 鋼橋の疲労損傷と補修事例のユーザー参加型データベースの構築とその分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山薫，小西拓洋，三木千壽
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 73 ページ: 126-145
  • NAID: 130005243651
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of Cause of Displacement-Induced Fatigue in Steel Bridge Based on Displacement Measurements Using High-Performance Microelectromechanical Systems Sensor (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Sekiya、Osamu Maruyama、Chitoshi Miki
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 29 ページ: 117-140
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vibration Sensors Using Power Generation with Electret for Bridge Monitoring, (2017)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Sasaki, Takashi Ueda, Koichi Takeya, and Hiroshi Yamaguchi
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 29 ページ: 187-204
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 渦流探傷試験結果のC-スコープ画像化による疲労き裂検出性能向上への試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 古東佑介、小西拓洋、三木千壽、関屋英彦
  • 雑誌名: 鋼構造論文集 巻: 23 ページ: 21-30
  • NAID: 130006216887
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination Method of Bridge Rotation Angle Response Using MEMS IMU (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Sekiya、Takeshi Kinomoto、Chitoshi Miki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 16 ページ: 1-13
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MEMS加速度センサを用いた変位計測に基づくPortable-Weigh-In-Motionシステムの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦、小西拓洋、木ノ本剛、三木千壽
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 72 ページ: 364-379
  • NAID: 130005432251
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Output Response of PVDF Sensor Attached on a Cantilever Beam Subjected to Impact Loading (2016)
  • 著者名/発表者名: Cao Vu Dung, Eiichi Sasaki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 16 号: 5 ページ: 601-601
  • DOI: 10.3390/s16050601
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 橋梁の加速度記録を用いた変位応答算出法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関屋 英彦, 横関 耕一, 木村 健太郎, 小西 拓洋, 三木 千壽
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 72 ページ: 61-74
  • NAID: 130005127058
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Technique for Determining Bridge Displacement Response Using MEMS Accelerometers (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Sekiya, Kentaro Kimura, Chitoshi Miki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 16 号: 2 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3390/s16020257
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 橋梁の活荷重応答計測に必要なS/N比に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦，木村健太郎，丸山收，三木千壽
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 62A ページ: 174-184
  • NAID: 130005607942
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Inspection Simulator by Applying Fatigue Repairing Database (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yokoyama, Chitoshi Miki, Takuyo Konishi, Masayuki Tai
  • 雑誌名: 68th IIW Annual Assembly & International Conference 巻: XIII-2605-15 ページ: 1-15
• [学会発表] MEMSセンサによる支承の変位応答計測に基づいた橋梁の異常検知システム (2016)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦、三木千壽
  • 学会等名: 土木学会第71回年次学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] ウェーブレット変換を用いた構造物の損傷検知の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 野坂翔、関屋英彦、丸山收、三木千壽
  • 学会等名: 土木学会第71回年次学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 変位誘起型疲労損傷の原因究明を目的とした橋梁変形の可視化の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 森近翔伍、関屋英彦、丸山收、三木千壽
  • 学会等名: 土木学会第71回年次学術講演会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] System for evaluating fatigue environment of steel girder bridge based on acceleration measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Sekiya、 Chitoshi Miki、 Osamu Maruyama、 Takeshi Kinomoto
  • 学会等名: International Conference on Smart Infrastructure and Construction (ICSIC)
  • 発表場所: ケンブリッジ(英国)
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] Fundamental Investigation on Applicability of Piezofilm Sensor in Sensing Low-Frequency Structural Response of Bridges (2016)
  • 著者名/発表者名: Cao Vu Dung, Eiichi Sasaki
  • 学会等名: International Conference on Smart Infrastructure and Construction (ICSIC)
  • 発表場所: ケンブリッジ(英国)
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] 損傷事例に基づく鋼橋の疲労損傷点検シミュレータの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山薫，三木千壽，小西拓洋，高森博之
  • 学会等名: 土木学会第70回年次学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 橋梁の加速度記録から変位応答算出を行う一方法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦，木村健太郎，三木千壽
  • 学会等名: 土木学会第70回年次学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 疲労損傷に対する補修事例のユーザー参加型データベースの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山薫，三木千壽，関屋英彦，白旗弘実
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 橋梁用ヘルスモニタリングシステムに用いる加速度センサの性能確認 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦，三木千壽，白旗弘実
  • 学会等名: 土木学科第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 鋼鈑桁橋の局部損傷把握モニタリングの可能性検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古東佑介，三木千壽
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] User participation data base of repair cases on fatigue failures (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, K. and Miki, C.
  • 学会等名: 67th IIW Annual Assembly & International Conference
  • 発表場所: ソウル(韓国)
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] 鋼鈑桁橋の局部損傷把握モニタリングの可能性検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古東佑介
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
• [学会発表] 疲労損傷に対する補修事例のユーザー参加型データベースの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山薫
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
• [学会発表] 橋梁用ヘルスモニタリングシステムに用いる加速度センサの性能確認 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関屋英彦
  • 学会等名: 土木学会第69回年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
• [備考] 東京都市大学 都市基盤施設の再生工学研究センター
  • URL: http://fatigue.civil.tcu.ac.jp/artc/
• [産業財産権] 計測装置、計測方法、および計測システム (2016)
  • 発明者名: 関屋英彦、三木千壽
  • 権利者名: 関屋英彦、三木千壽
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-07-01
• [産業財産権] 加速度記録を用いた変位応答算出法 (2015)
  • 発明者名: 関屋英彦、三木千壽
  • 権利者名: 関屋英彦、三木千壽
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-08-28
• [産業財産権] 計測装置、計測方法、プログラム、および計測システム (2015)
  • 発明者名: 三木千壽、関屋英彦、片山貴夫、岡本弘志
  • 権利者名: 三木千壽、関屋英彦、片山貴夫、岡本弘志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-09-15