デジタルカメラで撮影するだけで橋のたわみを計測する技術の開発

－健全性評価における計測時間とコストを大幅削減－

ポイント

橋梁のたもとからの撮影でもたわみ計測ができる画像計測手法を開発

開通前の常磐自動車道の9つの橋でたわみ計測の実証実験に成功

従来技術と同程度の精度で計測でき、計測時間とコストを大幅に削減可能

概要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）分析計測標準研究部門【研究部門長 野中 秀彦】 非破壊計測研究グループ 津田 浩 研究グループ長、李 志遠 主任研究員は、東日本高速道路株式会社 東北支社（以下「NEXCO東日本 東北支社」という）、株式会社 ネクスコ・エンジニアリング東北（以下「ネクスコエンジ東北」という）と共同で、デジタルカメラで橋のたもとから橋梁を撮影した画像を用いて、従来よりも簡単に、車両が通行する際に橋梁に生じるたわみ分布を短時間で計測できる技術を開発した。また、この技術を用いて、常磐自動車道の常磐富岡インターチェンジ（IC）と山元ICの間にある9つの橋のたわみ分布を計測する実証実験を行った。 橋梁の健全性は、車両通過時のたわみを基準に評価される。従来は、橋梁の床版と地面をピアノ線で繋ぎ、ピアノ線の伸縮からたわみを計測していたが、ピアノ線の取り付けに手間がかかることや、橋梁が山間部や渓谷に架かる場合や直下が海である場合などは、計測が困難になるといった課題を抱えていた。今回開発した技術は、橋梁側部に取り付けたターゲットを、橋の側面や橋台に設置したデジタルカメラで撮影するだけで、その画像からターゲット取り付け位置のたわみを計測できる。また、一定荷重の車両が通過したときのたわみ量をこの技術によって定期的に計測することで、橋梁健全性の経時モニタリングもできる。 なお、この技術の詳細は、2016年9月7日～9日に、東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）で開催される土木学会の平成28年度全国大会第71回年次学術講演会で発表される。

開発の社会的背景

高度経済成長期に建設された社会インフラが築後半世紀を超えた近年、老朽化した構造物を、高い信頼性で安価に維持・管理するための技術の開発が喫緊の社会的課題になっている。たとえば、橋梁では点検員が定期的に目視点検を行い、問題があると判断されるとたわみ計測などの詳細調査を行っている。しかし、これまでのたわみ計測では、測定ポイントごとに足場を組んで、地面と橋梁をピアノ線で繋ぎ、さらにたわみ計測用の変位計を取り付ける作業が必要となり、非常にコストと手間がかかっていた。また、橋梁の直下が海などの場合は、ピアノ線を固定できないため、たわみ計測ができなかった。

研究の経緯

研究の内容

今後の予定

今回、開通前の常磐自動車道9橋におけるたわみ計測の実証実験に成功し、その技術の有効性を確認した。今後は、この計測技術を道路橋だけではなく、鉄道橋やトンネルといった社会インフラや高層ビルなどの変形分布計測に適用していく。また、こうした社会インフラの老朽化が急速に進行している先進国や、急速な発展により構造物の信頼性が十分確保されていない発展途上国における社会インフラの健全性診断へと展開する。

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