構造物へ付着する塩分量の部位別予測と広域的かつ効果的な維持管理への適用

按位置预测附着在结构上的盐量，并将其应用于大范围和有效的维护管理

基本信息

批准号：
16J09269
负责人：
野口恭平
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J09269/
关键词：
海塩粒子飛来塩分付着塩分腐食ドライガーゼ法 WRF 結露維持管理

项目摘要

申請者らによる円筒型飛来塩分捕集器のほか，土研式タンク法やドライガーゼ法を用いた飛来塩分計測を行った．いずれの装置も概ね同様に塩分環境を評価することができたので，円筒型飛来塩分捕集器は一定の性能を有することが明らかとなった．さらに，観測値が豊富なドライガーゼ法による捕集塩分量を利用し，大気中塩分濃度を精度よく評価することを目的に，風洞実験によって捕集装置周りの流れの特性を調べた．捕集装置周りの流れ場は接近風速や風向に依存することが明らかとなったので，ドライガーゼ法の塩分捕集効率についても，風況への依存性を考慮することが必要である．一方，領域気象モデルWRFを用いて，任意地点の気象要素・大気中塩分濃度を算出することに成功した．観測を行うことなくこれら情報を獲得することが可能なので，維持管理実務上得るところは大きいと思われる．しかし，WRFは風速を過大評価する傾向にあるので，より細かな起伏を勘案するための流れ場計算をCFDによって行い，その結果，風速の過大評価を改善可能であることを明らかにした．結露で生じた水分が部材表面を流下する際の塩分洗浄効果を，数値計算・実験に基づき検討した．WRFで得られた対象橋梁地点の温湿度や日射量を利用し，桁表面温度と発生水量を算出する一方，室内実験により，ある水量の水滴の流下条件と，流下時の洗浄効果を測定した．この手法により，表面付着塩分量の推定値は明確な減少傾向を示し，かつ付着塩分量の観測値に近づくことが明らかとなった．飛来塩分は，構造物断面周りに形成される流れ場に従って橋梁各部位へ付着することから，適当な付加部材を構造物に設置することで，橋梁断面周りの流れを変化させ，付着塩分量を減らすことが可能かを調べた．結果として，適切な箇所に適切な形状の部材を設けることで，少数の付加部材でも，付着塩分量の低減に大きく寄与することが明らかとなった．

除了申请人开发的圆柱形气浮盐收集器之外，还使用PWRI槽法和干纱布法进行气浮盐测量。由于两种设备都能以大致相同的方式评估盐度环境，因此很明显圆柱形空气盐收集器具有一定的性能水平。此外，我们还进行了风洞实验，研究收集装置周围的流动特性，目的是利用具有丰富观测值的干纱布法收集的盐量来准确评估大气盐分浓度。由于已经清楚收集装置周围的流场取决于接近的风速和风向，因此有必要考虑干纱布法的盐收集效率对风条件的依赖性。另一方面，我们利用区域天气模型WRF成功计算了任意点的气象要素和大气盐度浓度。由于可以在不进行观察的情况下获得这些信息，因此认为在维护和管理实践方面会有很大的好处。然而，由于WRF容易高估风速，我们使用CFD进行流场计算以考虑更精细的波动，结果发现可以改善风速的高估。基于数值计算和实验，研究了当冷凝产生的水分流过部件表面时的盐清洗效果。利用WRF获得的目标桥点温度、湿度和太阳辐射，计算梁表面温度和产生的水量，同时进行室内实验，测量一定量的水滴流下的情况和产生的水量。它们流下来时的清洁效果．．使用该方法可知，表面附着盐量的推定值呈现出明显的减少趋势，接近盐附着量的观测值。空气中的盐根据结构横截面周围形成的流场粘附在桥梁的各个部分，因此通过在结构上安装适当的附加构件，可以改变桥梁横截面周围的流动，从而可以减少粘附盐的量。我们研究了是否可以减少。其结果表明，通过在适当的位置设置适当形状的部件，即使是少量的追加部件，也能够极大地有助于减少盐附着量。