社会基盤施設を対象とした非接触で空間的情報が抽出可能な振動計測システムの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555152
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 阿部 雅人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60272358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 彰彦 小野測器, センサ応用事業部, 部長代理(研究職) ; 山本 洋 鉄道総合技術研究所, ユレダス開発推進部, 主幹(研究職) ; 岩本 政巳 名古屋工業大学, 社会開発工学科, 講師 (60232716) ; 木村 吉郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50242003) ; 堀 宗朗 東京大学, 地震研究所, 助教授 (00219205)
• Keywords: レーザードップラー速度計 / 固有振動数 / 固有モード / 実験モード解析 / Bootstrap法 / 実測記録 / 常時微動計測 / 信頼性評価

Research Abstract

本研究では,社会基盤施設の実応力や構造健全性を診断する際の作業を簡素化し,かつ,空間的に分布した変形データを容易に計測する実用的方法として,非接触で長距離計測が可能なレーザードップラー速度計を用いた実用的振動計測法を構築することを主たる目的としている.
本年度は,雑音レベルなどが制御しやすい室内実験によって振動数とモード形の測定・解析法を確立すること,ならびに,雑音レベルの高い実際の屋外計測データに適したデータ処理法の構築を行うこと,の2点について主に研究・開発を行った.計測法については,ドップラーレーザー速度計の測点を測定対象領域上にスイープさせることで,空間的に分布した振動応答を計測し,モード形を簡易に同定する手法を開発することに成功した.その際に,加振条件が未知である常時微動計測に対しても,継続的な繰り返し計測を行うことで本方法が有効であることが確認された.加振が困難である大型社会基盤施設への応用を考えると,加振が不要な常時微動計測によって精度良く振動モードが計測できたことの意義は大きいものと考えている.また,データ処理法については,実際の橋梁で従来型の加速度計によって得られた,雑音レベルが高いと思われる実測記録を用いて検討を行った.特に,雑音レベルが高いデータの信頼性の評価法をBootstrap解析に基づいて新たに構築することに成功した.その結果,ある信頼性区間によって,定量的に構造物の性能を評価することが可能となった.
次年度においては,室内実験におけるレーザードップラー計側法と上述の新たな信頼性評価法を組み合わせて,橋梁の床版の振動を対象として,屋外計測における実用的なレーザードップラー計測法ならびにデータ処理法を確立する予定である.

Research Products

• [Publications] 貝戸清之・阿部雅人・藤野陽三: "不確定性を考慮に入れた多自由度非比例減衰系の同定と構造物の性能評価への応用" 構造工学論文集. Vol.45A. (1999)
• [Publications] 吉田純司・阿部雅人・藤野陽三: "1995年兵庫県南部地震における阪神高速湾岸線松の浜免震橋の地震時挙動と免震効果の検証" 土木学会論文集. (1999)
• [Publications] K.Kaito,M.Abe,Y.Fujino and M.T.A.Chaudhary: "Performance Evaluation of a base-isolated bridge using complex modal analysis" IMAC-XVII: International Modal Analysis Conference. Vol.2. 1749-1755 (1999)
• [Publications] M.Abe,Y.Fujino and J.Yoshida: "Seismic performance evaluation of base isolated bridges" IFAC Workshop on Control in Natural Disasters,CND'98. 139-143 (1998)