コンクリート技術シリーズ76 コンクリート構造物のヘルスモニタリング技術
目次
第T編 委員会報告
T−A コンクリート構造物の構造ヘルスモニタリング(SHM)設計法
1章 総則
1.1 SHMの活用範囲
1.2 SHMの目的
1.3 SHMに関する基本的な概念
1.4 SHMの構成と分類
1.5 SHMによるコンクリート構造物の維持管理の戦略
2章 SHM(モニタリング、評価・劣化予測と寿命予測)の基本
2.1 一般
2.1.1 性能評価のための構造性能指標
2.1.2 モニタリング事象・計測項目(モニタリング項目)
2.1.3 SHMにおける試験方法
2.2 SHM設計・構築・実施の流れ
2.3 SHMの計画における留意事項
3章 構造物の要求性能のSHMによる評価
3.1 総論
3.1.1 構造物の要求性能
3.1.2 安全性能
3.1.3 使用性能
3.1.4 第三者影響度(美観・景観を含む)に関する性能
3.2 橋梁
3.2.1 全体レベルの評価
3.2.2 部材レベルの評価
3.2.3 特殊箇所の評価
3.3 トンネル
3.4 ダム
3.4.1 安全性能
3.4.2 使用性能
3.4.3 第三者影響度に関する性能
3.4.4 耐久性能
4章 SHMによる劣化予測
4.1 確率モデルによる統計的な劣化予測手法
4.1.1 定期点検とSHMによる監視
4.1.2 性能低下ハザードによる統計的な劣化予測の手法
4.1.3 SHMによるリスク管理のための閾値設定手法
4.2 劣化機構に基づく予測手法
4.2.1 塩害
4.2.2 アルカリ骨材反応
4.2.3 疲労
4.3 SHM導入によるインパクトのケーススタディ
4.3.1 コンクリート構造物のSHM導入問題
4.3.2 構造物がさらされるリスク想定
4.3.3 その構造物にSHMは必要か
4.3.4 いつSHMを導入するか
4.3.5 さらなるインパクト検証課題
5章 センサ・センシング工法
5.1 センサシステム評価法
5.2 各種センサ・センシング技術
5.2.1 ひずみ計測技術
(1)BOTDR方式によるひずみ分布計測法
(2)PPP-BOTDAひずみ分布計測法
(3)FBG方式によるひずみ計測法
(4)FBGロングゲージセンサによるひずみ分布計測法
(5)振動式ワイヤひずみゲージ
5.2.2 温度計測技術
(1)ROTDR方式による温度分布計測法
(2)BOTDR方式による温度分布計測法
(3)振動式ワイヤ温度ゲージ
5.2.3 振動計測技術
(1)FBG加速度計
(2)FBG動ひずみ分布計測法
(3)サーボ型加速度計
5.2.4 コンクリートの塩分浸透・中性化進行モニタリング法
5.2.5 鉄筋腐食モニタリング法
5.2.6 実応力計測法
5.2.7 ひび割れ計測法
5.2.8 変位計測法
(1)OSMOSTMによる変位計測法
(2)SOFOによる変位計測法
5.2.9 連続走査画像検査法
(1)アルゴンレーザ計測
(2)CCDデジタルビデオカメラ計測
(3)アクティブ赤外線法計測
5.2.10 自己モニタリング法
(1)カーボンセンサ
(2)TRIP鋼
5.2.11 ワイヤレスセンシングシステム
6章 情報収集および通信方法
6.1 データ収集システム
6.1.1 ヘルスモニタリングにおけるデータ収集システムの留意点
6.1.2 ヘルスモニタリングにおけるデータ収集システムの構成例
6.1.3 監視システムにおける留意事項
6.2 Networking, Communication, and Control
6.2.1 伝送媒体からみた分類
6.2.2 情報伝達の確実性からみた分類
6.2.3 各種通信手段による分類
6.2.4 データベース構築
7章 SHMにおける各種計算アルゴリズム
7.1 SHMと構造解析の関係
7.2 データ取得時のアルゴリズム
7.2.1 加速度センサ補正手法アルゴリズム
7.3 データ分析時のアルゴリズム
7.3.1 FFT
7.3.2 フィルター処理
7.3.3 振動レベル評価
7.3.4 音圧レベル評価
7.3.5 ウェーブレット
7.3.6 レインフロー法,レンジペア法
7.4 推定・予測のアルゴリズム
7.4.1 健全度推定
7.4.2 累積損傷による疲労寿命予測
7.4.3 隠れマルコフモデル(HMM)を用いた推定アルゴリズム
7.4.4 性能低下ハザードの寿命予測
7.4.5 極値リスクと閾値超過
7.5 構造解析アルゴリズム
7.5.1 固有値解析
7.5.2 静的解析
7.5.3 動的解析
7.5.4 物体移動を伴う動的相互作用解析
7.6 各種アルゴリズムの応用例
7.6.1 静的モニタリング手法に対する解析手法の例
7.6.2 動的モニタリング手法に対する解析手法の例
T−B 構造ヘルスモニタリングに関する研究開発動向
1章 はじめに
2章 文献調査の内容
2.1 調査文献
2.2 文献要約
3章 調査結果
4章 文献要約集
4.1 センサ技術を対象とした文献要約集
4.2 モニタリングシステムを対象とした文献要約集
5章 コンクリート構造物のモニタリング事例
5.1 コンクリート道路橋の健全度モニタリング・システム
5.1.1 目的
5.1.2 システム概要
5.1.3 対象橋概要
5.1.4 計測項目およびセンサ
5.1.5 評価方法
5.2 トンネルのモニタリング事例
5.2.1 導電塗料を用いた事例
5.2.2 光ファイバ(BOTDR)を用いた事例
5.2.3 光ファイバ(OSMOS)を用いた事例
5.3 コンクリートダムのモニタリング事例
5.3.1 概要
5.3.2 計測項目に対しての定性的評価
T−C 構造ヘルスモニタリングに関する意識調査
1章 はじめに
2章 アンケート調査票
3章 アンケート調査結果
第U編 シンポジウム講演概要集
コンクリート構造物のヘルスモニタリング技術に関するシンポジウム
1 光ファイバ分布センシングによるRC曲げ構造物の荷重同定手法の研究
2 光ファイバーセンサーによる既設道路橋の挙動測定とその利用について
3 光ファイバセンサを用いた埋設型枠の性能監視技術に関する研究
4 光ファイバーによる地盤沈下計測システムの開発
5 ウェーブレット変換を用いたひび割れ画像解析
6 導電材料を用いたひび割れ検知システムの研究
7 通信トンネルの応力ひび割れに関するモニタリングと対策事例
8 音響解析を用いた回転式打音検査に関する基礎的考察
9 スマートAEセンサを用いた鉄筋コンクリート造構造物の損傷モニタリング
10 小径ドリル孔を利用した棒形スキャナーによるコンクリート構造物内部検査技術の開発
11 導電性FRPセンサを用いたRC構造物の損傷検知 手法の開発
12 モニタリングによる鉄筋コンクリート道路橋の構造性能評価に関する研究
13 構造ヘルスモニタリングにおける管理指標の原型と設定手法の提案
14 ブリルアン散乱分布センシング技術によるコンクリート構造物のヘルスモニタリングシステムの構築