Probabilistic based structural performance assessment by utilizing bridge dynamic monitoring data

利用桥梁动态监测数据进行基于概率的结构性能评估

基本信息

批准号：
18F18066
负责人：
藤野陽三
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2018年度は，はじめに，既存鋼橋のデータ同化性能評価のための有限要素モデルパラメータ事後分布推定で，局所損傷の性能評価にひずみ分布データを用いる有効性を解析検討で示した．その上で，複数の実橋梁にて非接触でひずみ分布・変位データ取得を行うための画像計測の適用性を，アルミ材の引張試験で予備検討した．CCDカメラによる画像取得システムを構築してデジタル画像相関法によるひずみ分布導出，有限要素モデルへのマッピングに取組んでいる．供用中の実橋梁が示す車両通過時のひずみ分布および動的応答を性能評価に適する形で取得する方法を検討している．また外国人特別研究員は，橋梁の通過車両と動的応答の関係を把握する数値計算を既に実施し，成果をあげてきていた．2018年度は本研究分野で最も大きい国際会議の１つに出席し，本研究内容に関連した成果での外部発表と国内外研究状況の情報交換を行った．2019年度は，動画像から構造物の振動特性（固有振動数や減衰）を抽出する画像モニタリングの研究を行った．もともとはMITメディアラボで開発された運動拡大(motion magnification)法を用いる．その基本アリゴリズムをMatlabにプログラム化した．屋内実験を行い，その後，横浜国立大学構内のゴム支承鋼箱桁橋の振動を行い，精度を確認した．次に都市内高架橋（横浜駅前金港ジャンクション）の橋梁部並びに照明柱の振動をビデオカメラで測定した．参照データとしてレーザードップラーによる振動計測も行った．画像の部分拡大（100倍）し，対象点波形にバンドパスフィルターを固有振動波形を作成し，動特性を調べた．振幅が0.2～0.3ミリ程度でも拡大することにより，固有振動数が1，2％の誤差で検出できることを明らかにした．その成果は国際会議に発表するとともに現在，国際誌に発表ための準備を進めている．

在2018财年，我们首先证明了使用应变分布数据评估有限元模型参数中局部损害的性能，以通过分析研究对现有钢桥进行数据同化绩效评估。此外，在铝材料的拉伸测试中检查了图像测量值在获得应变分布和位移数据的情况下的适用性。我们正在使用CCD摄像头构建图像采集系统，并致力于使用数字图像相关方法和映射到有限元模型来得出失真分布。当车辆通过车辆时，我们正在考虑一种获得应变分布和动态响应的方法，该方法适用于性能评估。此外，外国特别研究人员已经进行了数值计算，以了解穿过桥梁和动态响应的车辆之间的关系，并取得了成果。 2018年，我们参加了该研究领域最大的国际会议之一，并在外部介绍了与这项研究有关的结果，并交换了有关国内和国际研究状况的信息。 2019年，我们对图像监测进行了研究，以从移动图像中提取结构的振动特征（固有频率和衰减）。它最初使用了MIT Media Lab开发的运动放大方法。该基本算法已编程为MATLAB。进行了一个室内实验，然后对横滨国立大学校园上的橡胶轴承钢盒梁桥进行了振动以确认准确性。接下来，使用摄像机测量了城市高架桥（横滨站前的坎米诺交界处）的桥梁和照明柱的振动。还使用激光多普勒作为参考数据进行了振动测量。部分扩大了图像（100次），并创建了一个带通滤波器，以在目标点波形上创建自然振动波形，并检查了动态特性。通过将幅度扩展，即使在0.2至0.3毫米左右左右，可以发现固有频率可以以1％至2％的误差检测到固有频率。结果将在国际会议上介绍，目前正准备在国际杂志上展示。