19. 鉄道橋梁の状態監視システム

  • 無線技術を利用した鉄道橋梁の状態監視システムを開発しました。
  • 鉄道橋梁の健全度診断手法として、橋脚の固有振動数と相関の高い指標を利用した状態監視手法を提案しました。

鉄道橋梁の老朽化が進む中、橋梁の維持管理の低コスト化が求められています。これまで、橋梁の健全度は測量や衝撃振動試験等により評価されてきましたが、状態監視の考え方を導入することにより効率的に健全度を評価することができます。そこで、橋脚の振動を計測する加速度センサー、桁と橋脚間の支承変位を計測する変位センサーおよびセンサーの電源としての鋼桁の振動発電と蓄電池からなる計測システムを開発し、さらに、これらと現地に立ち入ることなく自動データ収集可能な無線伝送装置を組み合わせた橋梁の状態監視システムを開発しました(図1)。

とくに、橋脚に対しては、固有振動数を利用した状態監視手法が有効と考えられるので、橋脚の固有振動数と高い相関を有する、常時微動のパワースペクトル面積比(全面積と低振動数域の面積比)等を利用した健全度診断指標を新たに提案しました(図2)。この指標を用いて、長期的に橋脚の健全度が評価できることを実際の橋梁にて確認しました(図3)。

図1 橋梁の状態監視システムの概要
図2 固有振動数と相関を有した健全度診断指標
図3 提案した指標による橋脚の状態監視手法
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