外部因子の非定常性を考慮した中小スパン橋梁の長期ヘルスモニタリング技術の開発

考虑外部因素非平稳性的中小跨度桥梁长期健康监测技术开发

• 批准号: 17J09033
• 负责人: 五井 良直
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09033/
• 关键词: 構造ヘルスモニタリング; 損傷検知; 維持管理; ベイズ統計; データ同化; 橋梁ヘルスモニタリング; 仮説検定; 長期計測

本研究は橋梁の維持管理のため，交通振動を利用した長期的な構造物ヘルスモニタリング技術の開発を目指している．採用第二年度の研究活動においては，以下に示す進展が得られた．採用初年度において開発された損傷検知に関する理論体系を整理し，各種損傷実験により提案手法の有効性を検討した．単径間鋼トラス橋，多径間鋼トラス橋，単径間単純桁構造の鋼鈑桁橋の３橋の実橋梁における損傷実験ついて，損傷検知および損傷位置推定の有効性が確認された．なお，上記のうち単径間鋼鈑桁橋においては長期的な計測結果を通じた温度変化が振動特性に与える影響について追加検討を行っている．上の検討を通じて，橋梁の振動現象を把握するために有限要素モデルに最適化の余地があることが分かった．特に，計測された振動特性の変化が橋梁のどのような変状に基づくものであるかを確認するうえで，有限要素モデルは将来的に有効な手段となると考えられた．したがって，本年度は損傷指示指標の開発と並行して，計測された結果を基に実構造物の諸元を有限要素モデル上で再現するデータ同化手法の開発を行った．当初の研究計画においては，本年度は気温変動への対応を改善したうえで計測データから逐次的に異常の有無を判別する方法を検討する予定であった．上記の目標は長期計測における逐次的なデータ処理過程を提案する点では達成されたが，気温変化への対応についてはさらなる改善の余地が残される．また，本研究の最終的な目的として，実地での運用を目指した枠組みの提案を目指していた．しかしながら，提案手法における理論体系について学術誌への掲載に至らず，上記の目標の達成はなされなかった．一方，橋梁の維持管理の手段としてデータ同化を含めた広範な意思決定基準についての着想に至り，進捗を得た点は当初の計画を上回る成果と考えられる．

This study is aimed at the development of bridge maintenance management, traffic vibration utilization, and long-term structural engineering. The following is a summary of the progress achieved in the second year of research activities. A theoretical system of damage detection was developed in the early stage of the study, and various damage detection methods were proposed. The effectiveness of damage detection, damage detection and damage location estimation of steel plate truss bridges with single diameter, multi-diameter and single diameter truss structures is confirmed. Note that the measurement results of long-term steel plate truss bridges are influenced by temperature variations and vibration characteristics. The vibration phenomenon of the bridge is controlled by the finite elements and the room for optimization is divided into two parts. In particular, the vibration characteristics of the bridge are measured and determined. This year, the development of damage indicator indicators is parallel to the development of assimilation techniques based on measured results and finite elements of structures. The original research plan is to improve the temperature fluctuation and the method of determining the existence of abnormal conditions in this year. The purpose of the above note is to measure the long-term progress of the process and to propose a point to achieve the goal of temperature change and to improve the process. The ultimate goal of this study is to provide guidance on how to use the system. In the end, the proposal method is the theoretical system, the academic journal is published, and the goal is achieved. On the one hand, the maintenance and management of bridges include assimilation, rational decision-making criteria, consideration, progress, initial planning, and results.

项目成果

Vibration monitoring and damage experiment on an actual steel plate girder bridge

实际钢板梁桥振动监测及损伤实验

• 发表时间: 2018
• 作者: Kim;C.W.;Goi;Y.;Hayashi;G.;Mimasu;T.
• 通讯作者: T.

Anomaly Detection of Bridges Based on Bayesian Inference of Multivariate Auto-Regressive Model

基于多元自回归模型贝叶斯推理的桥梁异常检测

• DOI: 10.2472/jsms.67.143
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of the Society of Materials Science, Japan
• 作者: 五井良直;金哲佑
• 通讯作者: 金哲佑

Anomaly detection of under vehicle induced vibration by means of Bayesian inference

基于贝叶斯推理的车底振动异常检测

• 发表时间: 2017
• 作者: Goi;Y.;Kim;C.W.;五井良直，金哲佑;Yoshinao Goi;Takuya Mimasu;Yoshinao Goi;Takuya Mimasu;Xinda Ma;Yoshinao Goi;Yoshinao Goi;三増卓也;三増卓也;三増卓也;林厳;Yoshinao Goi;Chul-Woo Kim;五井良直;Yoshinao Goi;Yoshinao Goi
• 通讯作者: Yoshinao Goi

Long-term vibration and temperature monitoring on a steel plate girder bridge

钢板梁桥的长期振动和温度监测

• 发表时间: 2018
• 作者: Ma;X.;Goi;Y.;Kim;C.W.
• 通讯作者: C.W.

Bayesian Damage Detection of a Steel Plate Girder Bridge

钢板梁桥的贝叶斯损伤检测

• 发表时间: 2018
• 作者: Goi;Y.;Kim;C.W.;五井良直，金哲佑
• 通讯作者: 五井良直，金哲佑