Probabilistic based structural performance assessment by utilizing bridge dynamic monitoring data

利用桥梁动态监测数据进行基于概率的结构性能评估

基本信息

批准号：
18F18066
负责人：
藤野陽三
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2018年度は，はじめに，既存鋼橋のデータ同化性能評価のための有限要素モデルパラメータ事後分布推定で，局所損傷の性能評価にひずみ分布データを用いる有効性を解析検討で示した．その上で，複数の実橋梁にて非接触でひずみ分布・変位データ取得を行うための画像計測の適用性を，アルミ材の引張試験で予備検討した．CCDカメラによる画像取得システムを構築してデジタル画像相関法によるひずみ分布導出，有限要素モデルへのマッピングに取組んでいる．供用中の実橋梁が示す車両通過時のひずみ分布および動的応答を性能評価に適する形で取得する方法を検討している．また外国人特別研究員は，橋梁の通過車両と動的応答の関係を把握する数値計算を既に実施し，成果をあげてきていた．2018年度は本研究分野で最も大きい国際会議の１つに出席し，本研究内容に関連した成果での外部発表と国内外研究状況の情報交換を行った．2019年度は，動画像から構造物の振動特性（固有振動数や減衰）を抽出する画像モニタリングの研究を行った．もともとはMITメディアラボで開発された運動拡大(motion magnification)法を用いる．その基本アリゴリズムをMatlabにプログラム化した．屋内実験を行い，その後，横浜国立大学構内のゴム支承鋼箱桁橋の振動を行い，精度を確認した．次に都市内高架橋（横浜駅前金港ジャンクション）の橋梁部並びに照明柱の振動をビデオカメラで測定した．参照データとしてレーザードップラーによる振動計測も行った．画像の部分拡大（100倍）し，対象点波形にバンドパスフィルターを固有振動波形を作成し，動特性を調べた．振幅が0.2～0.3ミリ程度でも拡大することにより，固有振動数が1，2％の誤差で検出できることを明らかにした．その成果は国際会議に発表するとともに現在，国際誌に発表ための準備を進めている．

2018财年，我们首次通过分析研究证明了通过估计有限元模型参数的后验分布来评估现有钢桥的数据同化性能，使用应变分布数据来评估局部损伤性能的有效性。此外，我们还对图像测量在铝材料拉伸试验中非接触式采集多座实际桥梁应变分布和位移数据的适用性进行了初步研究。我们正在使用 CCD 相机构建图像采集系统，使用数字图像相关方法导出应变分布，并致力于映射到有限元模型。我们正在研究一种方法，以适合性能评估的形式获得车辆通过实际桥梁时的应变分布和动态响应。此外，国外专门研究人员已经针对过往车辆与桥梁动力响应之间的关系进行了数值计算，并取得了成果。 2018年，我们参加了该研究领域最大的国际会议之一，对外介绍了与该研究相关的成果，交流了国内外研究现状。 2019年，我们进行了图像监测研究，从运动图像中提取结构的振动特征（固有频率和阻尼）。它使用最初由麻省理工学院媒体实验室开发的运动放大方法。基本算法被编程到Matlab中。进行了室内实验，然后对横滨国立大学校园内的橡胶支撑钢箱梁桥进行振动以确认准确性。接下来，我们使用摄像机测量了城市高架桥（横滨站前的康科枢纽）的桥梁部分和照明柱的振动。还使用激光多普勒进行振动测量作为参考数据。放大图像的一部分（100倍），对目标点波形应用带通滤波器以创建自然振动波形，并研究动态特性。结果表明，即使将振幅扩大0.2～0.3mm，也能以1.2%的误差检测固有频率。研究结果将在国际会议上公布，目前正在准备在国际期刊上发表。