動的光ファイバセンシング及び橋梁構造物の健全性モニタリングシステムの構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360188
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 呉 智深 茨城大学, 工学部, 教授 (00223438)
• 研究分担者: 原田 隆郎 茨城大学, 工学部, 准教授 (00241745) ; 車谷 麻緒 茨城大学, 工学部, 講師 (20552392) ; 岩下 健太郎 名城大学, 理工学部, 准教授 (30544738)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 工学 / 土木工学 / 土木材料・施工・建設マネジメント / 維持・管理 / 光ファイバセンサ / 早期損傷検知 / 橋梁構造物 / 健全性モニタリング

研究概要

本研究では、一定の空間領域内での平均ひずみを計測するロングゲージ（領域）光ファイバ（LG-FOS）センサと分布型センシング技術を開発するとともに、橋梁構造物の早期損傷検知と性能評価手法を確立した。具体的に、１．FBG方式とBOTDR/A方式によるLG-FOSセンサの高度化を行い、その優位性と実用性および耐久性を実験室レベルで検討した。２．LG-FOSセンサにより得られるひずみ分布により、構造物の早期損傷検知に対する各種指標を検討した。３．開発したセンサ、装置、検知アルゴリズムを基に、早期損傷検知システムを開発し、茨城県内のRC桁橋、新潟県内の既損傷PC箱桁橋など既設構造物の現場検証を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] 破壊シミュレーションのための構造要素を用いた離散体解析法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒,寺田 賢二郎,京谷孝史,加藤準治,樫山和男
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: Vol.2013 ページ: 20130010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical sensing properties of carbon fiber reinforced plastic strips for detecting low-level strains (2012)
  • 著者名/発表者名: Huang Huang, Caiqian Yang and Zhishen Wu
  • 雑誌名: Smart Materials and Structures 巻: Volume 21 ページ: 035013
  • DOI: 10.1088/0964-1726/21/3/035013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of damage in reinforced concrete columns under progressive seismic excitation stages (2011)
  • 著者名/発表者名: Wu Z.S., Adewuyi A.P., Xue S.T.
  • 雑誌名: Journal of Earthquake and Tsunami 巻: Volume 5, Issue 2 ページ: 151-165
  • DOI: 10.1142/S1793431111001030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modal macro-strain flexibility methods for damage localization in flexural structures using long-gage FBG sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: A.P. Adewuyi, Z.S. Wu
  • 雑誌名: Structural Control and Health Monitoring 巻: Volume 18, Issue 3 ページ: 341-360
  • DOI: 10.1002/stc.377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration-based damage localization in flexural structures using normalized modal macrostrain techniques from limited measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: Adewuyi, A.P. and Wu, Z.S.
  • 雑誌名: Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering 巻: Volume 26, Issue 3 ページ: 154-172
  • DOI: 10.1111/j.1467-8667.2010.00682.
  • 査読あり
• [学会発表] Sensor capability enhancement of PPP-BOTDA for dynamic distributed strain monitoring of bridge structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhishen Wu, Huang Huang
  • 学会等名: 9th International Workshop on Structural Health Monitoring
  • 発表場所: Stanford University, CA, USA
  • 年月日: 20130910-12
• [学会発表] ラチスモデルと損傷モデルによる異形鉄筋周辺の内部ひび割れの再現に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田久智行,車谷麻緒,岡崎慎一郎,中畑和之
  • 学会等名: 第68回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 光ファイバセンサを用いた鉄道高架橋のモニタリング技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 欅健典,鈴木修,村山英晶,呉智深,鈴木博人
  • 学会等名: 平成25年度土木学会全国大会第68回年次学術講演会CS6-001
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 鉄道高架橋の振動特性変化に着目したモニタリング手法の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 生井貴宏,西尾真由子,鈴木修,村山英晶,呉智深
  • 学会等名: 平成25年度土木学会全国大会第68回年次学術講演会CS6-002
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 鉄道高架橋の動的挙動に着目したモニタリング手法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高岡満,鈴木修,石沢孝,村山英晶,呉智深
  • 学会等名: 平成25年度土木学会全国大会第68回年次学術講演会CS6-003
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 鉄道高架橋の柱の変形と継ぎ目変位に着目したモニタリング手法の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村琢之,鈴木修,村山英晶,呉智深
  • 学会等名: 平成25年度土木学会全国大会第68回年次学術講演会CS6-004
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 鉄道高架橋のモニタリング手法の開発における解析的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楊克倹,鈴木修,山本一美,村山英晶,呉智深
  • 学会等名: 平成25年度土木学会全国大会第68回年次学術講演会CS6-005
  • 発表場所: 津田沼
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] 微細ひび割れの形成と接触を考慮した準脆性材料の圧縮破壊シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒,神野真弥,寺田賢二郎,京谷孝史,樫山和男
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130600
• [学会発表] コンクリートのひび割れ進展計測のための画像解析手法に関する基礎的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松浦遵,根本忍,車谷麻緒
  • 学会等名: 第41回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 長岡
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] Study on an effective bridge management method for local government (2013)
  • 著者名/発表者名: Harada, T. and Suzuki, M.
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Social Management Systems (SSMS2013), SMS13-2268
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 光ファイバセンシングによる橋梁構造物の動的計測に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野勇人,呉智深,李哲賢
  • 学会等名: 平成24年度土木学会全国大会第67回年次学術講演会V-068
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] ロングゲージFBG センサによるRC 柱の性能評価に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上康太,呉智深,木村亨
  • 学会等名: 平成24年度土木学会全国大会第67回年次学術講演会V-013
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] An integrated monitoring system used as global monitoring and local damage identification (2011)
  • 著者名/発表者名: Huang Huang, Wu Zhishen
  • 学会等名: 8th International Workshop on Structural Health Monitoring
  • 発表場所: Stanford University, California (635-642)
  • 年月日: 20110910-12
• [学会発表] 分布型センシング技術の安定性評価に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田茉実,呉智深
  • 学会等名: 土木学会第66回年次学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学 (巻:66,頁:NO.VI-151)
  • 年月日: 2011-09-07
• [備考]
  • URL: http://www.civil.ibaraki.ac.jp/strc/wu/index.htm
• [産業財産権] 分布型光ファイバセンサ (2011)
  • 発明者名: 呉 智深 等
  • 権利者名: 呉 智深 等
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 4758227
  • 取得年月日: 2011-06-11
• [産業財産権] 風力監視装置 (2011)
  • 発明者名: 呉 智深 等
  • 権利者名: 呉 智深 等
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 4824593
  • 取得年月日: 2011-09-16