交通振動応答を用いる橋梁損傷同定手法の構築および実用性検証

基于交通振动响应的桥梁损伤识别方法构建及实践验证

• 批准号: 26420450
• 负责人: 何 興文
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26420450/
• 关键词: 橋梁健全度評価; 構造損傷同定; 橋梁ヘルスモニタリング; 交通振動解析; 車両と橋梁との連成振動; 橋梁の維持管理; 三次元車両モデル; ソフトコンピューティング

本研究では，鉄道･道路橋を対象に列車・自動車などの走行荷重による交通振動応答を利用し，橋梁－車両連成振動解析手法とソフトコンピューティング理論を活用した，経済的かつ効率的な橋梁健全度一次抽出手法の構築およびその実用性検証を目的としている。報告者の退職で採択課題は途中で終了になるが，これまで得られた成果を以下に述べる。本研究では，先行研究で構築したシンプルな平面車両モデルおよび単純桁橋モデルによる基本的な損傷同定アルゴリズムをもとに，報告者がこれまで成し遂げた高度な橋梁－車両連成振動に関する解析的研究成果を活用し，前述基本アルゴリズムを拡張し， 15自由度列車および12自由度自動車の三次元車両モデルを用いた実用可能な損傷同定法の確立を進めている。そして，15自由度列車モデルによる損傷同定アルゴリズムは，すでに構築でき数値モデルによる解析的検討を実現している。その研究成果は，国際ジャーナルにSmart Structures and Systemsや国際・国内会議論文に掲載されている。また，12自由度三次元自動車モデルを用いた検討も順調に進めている。一方，損傷同定において，理論上無数にある橋梁の損傷パターンを実態に基づき適切に設定することは，同定手法の精度および実用性に大いに影響する。実橋梁の損傷実態を把握するため，現在，共同研究者や申請者が委員を務めている関連する学術委員会の協力を得て，実際の鉄道・道路橋の損傷箇所・程度の統計結果を調査し，有用な知見を得ることができた。そして，共同研究を行っている研究協力者の協力で，すでに橋梁模型とラジコン車両による室内走行実験を行い，実験データを入手している。また，解析結果との比較検討より，開発した損傷同定手法の妥当性および精度の検証もすでに開始し，手法の妥当性を初歩的に確認できている。

This study aims at the utilization of railway and road bridge vibration response to train and automatic vehicle running loads, the application of bridge and vehicle vibration analysis methods, the primary extraction methods of bridge soundness, and the practical evaluation methods. The reporter's resignation is the end of the project. The results are described below. This study is based on the previous research on the basic damage identification and analysis results of the bridge vibration system. 15 degrees of freedom train and 12 degrees of freedom automatic vehicle three-dimensional vehicle In addition, the 15-DOF train damage equalization module is now in operation, and discussions on the analysis of numerical values in the train are being carried out. The research results were published in papers of international and domestic conferences on Smart Structures and Systems. 12 degrees of freedom, 3-D automatic car, use the middle of the discussion, adjust the middle of the car. In theory, the damage of the bridge is determined by the accuracy of the method. To grasp the actual state of bridge damage, now, with the joint efforts of the academic committee and the joint efforts of the co-researchers and applicants as members, we can investigate the statistical results of the actual damage levels of railway and road bridges and gain useful insights. In the joint research, the research collaborators worked together to establish a bridge model, a vehicle model, and an indoor vehicle model. In addition, the analysis results are compared and discussed, and the correctness and accuracy of the method are confirmed at the beginning.

项目成果

A structural damage detection approach using train-bridge interaction analysis and soft computing methods

• DOI: 10.12989/sss.2014.13.5.869
• 发表时间: 2014-05
• 期刊: Smart Structures and Systems
• 影响因子: 3.5
• 作者: Xingwen He;M. Kawatani;T. Hayashikawa;Chul‐Woo Kim;F. Catbas;H. Furuta

Feasibility investigation of a bridge damage identification approach using vehicle-induced vibration response

利用车辆引起的振动响应进行桥梁损伤识别方法的可行性研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Xingwen HE;Takashi Matsumoto;Toshiro Hayashikawa;F. Necati Catbas;Hiroshi Hattori;Chul-Woo Kim;Hitoshi Furuta;and Mitsuo Kawatani
• 通讯作者: and Mitsuo Kawatani