補修・更新・廃棄を考慮した次世代型インフラアセットマネジメントシステムの開発

开发考虑维修、更新和处置的下一代基础设施资产管理系统

基本信息

批准号：
18J20014
负责人：
二宮陽平
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka 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 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の主な研究成果として、【研究1】ポットホールの発生頻度を補完的情報とするRC床版の状況依存型点検手法、【研究2】鋼床版疲労き裂の発生・進展過程に着目した高速道路高架橋の大規模修繕箇所の選定方法、【研究3】鋼桁端部の腐食に対する伸縮装置止水材の予防保全効果、が挙げられる。以下、各研究の具体的な内容を述べる。【研究1】RC床版の劣化とポットホールの発生との相互関係を明示的に考慮したポアソン隠れマルコフ劣化ハザードモデルを開発した上で、目視点検の効率化や、状態依存型の点検施策への移行を視野に入れた点検手法を提案した。具体的には、RC床版の目視点検周期を延伸する際に、日常の道路巡回で獲得できるポットホールの発生頻度を補完的情報として、延伸期間中の安全を担保する点検に関する理論的方法論を構築した。最後に、実際の道路橋RC床版とホットホールを対象とした点検データを用いた適用事例を示した。【研究2】目視点検では直接観測することが困難な疲労き裂の発生時点を潜在変数として明示的に考慮して、鋼床版における疲労き裂の発生・進展過程を予測するための方法論を開発した。さらに、推定した疲労き裂の発生・進展過程に基づいて将来の修繕費用を算出するとともに、通常修繕箇所と大規模修繕箇所をそれぞれ選定するための枠組みを提案した。最後に、実際の高速道路高架橋の鋼床版を対象として、提案手法の有用性を議論した。【研究3】伸縮装置からの漏水の有無に応じて2種類の状態モードを定義し、モードごとに設定したハザード関数を有するスイッチング型のマルコフ劣化ハザードモデルにより鋼桁端部の腐食過程を表現した。同モデルを実データを用いて推定し、漏水の有無による鋼桁端部の腐食進展速度の相違を検証するとともに、伸縮装置止水材の予防保全により、鋼桁端部の腐食進展の抑制と、橋梁全体のライフサイクル費用の低減が可能であることを示した。

今年的主要研究成果包括[研究1]以坑洞发生频率为补充信息的RC桥面板视情检测方法，以及[研究2]关注钢桥面板疲劳裂纹的萌生和扩展过程。 [研究3]止水材料对钢梁端部膨胀设备腐蚀的预防性维护效果。下面介绍每项研究的具体内容。 [研究1] 在开发了明确考虑RC楼板劣化与坑洞发生之间相互作用的泊松隐马尔可夫劣化风险模型后，我们可以提高目视检查的效率并实施与状态相关的检查措施，我们提出了一种检查方法。考虑到过渡具体来说，在延长钢筋混凝土楼板的目视检查周期时，我们使用通过日常道路巡逻获得的坑洞发生频率作为补充信息，开发出确保延长期间安全的检查理论方法。最后，我们使用实际公路桥梁 RC 桥面板和热孔的检测数据提出了一个应用示例。 [研究2] 开发了一种通过明确地将肉眼观察难以直接观察到的疲劳裂纹萌生点作为潜变量来预测钢甲板疲劳裂纹萌生和扩展过程的方法。此外，我们根据估计的疲劳裂纹萌生和扩展过程计算了未来的修复成本，并提出了选择定期修复区域和大修区域的框架。最后，我们使用实际高速公路高架桥的钢桥面板讨论了该方法的实用性。 [研究3]根据膨胀装置有无漏水定义两种状态模式，并使用带有危险函数集的切换马尔可夫恶化危险模型来表达钢梁端部的腐蚀过程对于每个模式。该模型利用实际数据进行估算，以验证钢梁端部腐蚀速率随是否漏水而变化，并采用膨胀设备止水材料的预防性维护来抑制钢梁端部腐蚀的进展表明可以降低整个桥梁的生命周期成本。