新技術への取り組み

ENGINEER’S VOICE Vol.11

新技術への取り組み

次世代型橋梁維持管理システムの構築へ

三次元弾性波トモグラフィ
による橋梁点検技術

研究内容について


三次元弾性波トモグラフィとは既存のAE(アコースティック・エミッション)技術にトモグラフィ技術をコンバインした京都大学開発の新技術です。
コンクリートの健全部と損傷箇所での弾性波の伝播速度の差に着目して、目視では解らないコンクリート内部の劣化状況を可視化するものです。


現在、京都大学と共同で研究しています。具体的には、ひびわれ劣化した実橋のコンクリート橋脚で実際にAEセンサーを配置して弾性波測定を行いました。弾性波トモグラフィ解析によって伝播速度分布と損傷との関連を評価することで、内部損傷状況を把握する他に、橋脚の耐荷力評価や余寿命予測が可能であるか、実構造物による有効性を検討しています。

解析結果により、橋脚の内部損傷状況の可視化についてはその有効性が確認できました。また入力波の周波数を変えた場合の速度分布構造の違いによりひびわれ等の損傷度合いが判定できることも判明しています。今後は弾性波と耐荷力との相関性について検討を進めてまいります。

その技術でどのようなことが可能になりますか?

三次元弾性波トモグラフィによるコンクリート内部損傷や劣化状況の可視化の有効性が確認できましたので、実装化されれば構造物を「壊さず」、「簡単に」、「色々なものを」、「精度よく」、「安価に」、品質や内部損傷位置、ひびわれ深さ等が特定できるようになります。
AEセンサーを構造物に存置し、車の振動を利用して解析データのモニタリングの併用が可能になれば、構造物の損傷状況を遠隔管理するような監視システムの構築が実現できるかもしれません。

従来の点検方法は目視に委ねられていたため、劣化が表面に顕在化しないと損傷状況を把握できませんでした。そのため損傷状況を察知した段階では既に損傷は加速期進展している訳です。
三次元弾性波トモグラフィを用いれば内部損傷の把握が可能となるわけですから、建設当初からのモニタリングにより損傷状況の監視を行うことができます。

将来の展望について

IoTとは「Internet of Things」の略称でインターネットとあらゆるものを接続することを意味します。
橋梁点検においては、既存の橋梁に設置したセンサーよりリアルタイムにデータを収集し、インターネットを介して損傷状況を遠隔管理により把握する「次世代型橋梁維持管理システム」の構築が望まれます。更に収集データの解析をAI(人工知能)にディープラーニングさせることで解析の自動化が図れれば、橋梁の維持管理にかかるコストと労力は飛躍的に削減されます。

岡田 成昇

建設コンサルタントに従事して32年。これまで主に道路設計・道路管理・構造物設計業務に従事。近年は橋梁に関する補強・補修や点検等の業務管理に携わり、業務分野の拡大を目指す。昭和39年生まれ、富山市在住。

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