Multi-Way Tensor Analysis for Bridge Damage Identification Using Responses of a Moving Vehicle

利用移动车辆的响应进行桥梁损伤识别的多路张量分析

基本信息

批准号：
19F19053
负责人：
金哲佑
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-11 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

橋梁上を走行車両あるいは点検車両の振動を計測し，その計測データに潜んでいる橋梁の振動成分をマルチテンソル解析により抽出することで，橋梁にセンサーを設置することなく，さらには走行車両によるスヒーディーな点検を可能とする橋梁の移動車両点検手法の開発を行なった．初年度の研究は，車両振動に影響を及ぼすパラメーターについて感度解析を行い橋梁の移動車両点検手法の構築に考慮すべき車両のパラメーターを確認する．検討された車両モデルを用いて車両－橋梁連成系のシミュレーションアルゴリズムを構築し，シミュレーションによる人工データを用いて，橋梁の振動特徴抽出手法について検討を行なった．シミュレーションには汎用構造解析フラットフォームであるABAQUSで車両－橋梁連成振動解析を行なった．また，当初の研究計画より研究の進捗が期待以上にいいことから，室内実験にも取り組んだ．斜張橋を対象としたシミュレーションによる研究では，中小スパンの斜張橋のケーブル剛性が20％以上変化するときは，車両の振動より同定したEmpirical Mode Decomposition (EMD)のIntrinsic Mode Function (IMF)の変化から異常検知が可能であることを示唆している．関連の成果は，権威ある専門雑誌であるEngineering Structuresに「Drive-by-Bridge Inspection for Damage Identification in a Cable-Stayed Bridge 」の題で投稿している．車両－橋梁連成振動解析シミュレーションを行うために外国人特別研究員が使用する解析用のパソコン1台を，室内実験のためのSDカードや溶接ゲージを購入した．研究員には日本の橋梁点検を体験してもらいたく現場見学にも参加した．

通过测量在桥上或检查车辆上行驶的车辆的振动，并使用多张镜分析提取隐藏在测量数据中的桥梁的振动组件，我们开发了一种方法来检查车辆以进行移动桥梁，以通过在桥上安装传感器的情况下移动车辆进行平滑检查，从而可以使车辆进行平滑的检查。第一年的研究涉及对影响车辆振动的参数的敏感性分析，并检查在构建用于检查桥梁的移动车辆时应考虑的车辆参数。使用研究的车辆模型，构建了用于车辆桥耦合系统的仿真算法，并使用模拟中的人工数据进行了研究，我们研究了一种提取桥梁振动特征的方法。为了进行仿真，使用通用结构分析平坦形式Abaqus进行了媒介物桥振动分析。此外，由于研究的进展比预期的要比原始研究计划的预期要好，因此我们还从事实验室实验。对电缆延伸的桥梁的仿真研究表明，当中小型跨度电缆固定的桥的电缆刚度从经验模式分解（EMD）的内在模式函数（IMF）的变化中变化时，可以检测异常。相关的结果已在著名的专业期刊工程结构中发布，标题为“在有线桥梁中进行损坏识别的by-Bridge检查”。我们为外国特殊研究人员使用的计算机购买了SD卡和焊接量表，用于进行车辆桥耦合振动分析模拟。我还参加了现场之旅，以使研究人员的经验检查日本的桥梁。