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社会基盤創造工学

本研究室では,社会基盤施設のマネジメントに関わる分野横断的な研究を行っています.橋梁の振動現象から橋梁の健康に関わる情報を同定し構造物の健全性を迅速に評価できる技術の開発や,センサが構造物の状態までも解析してしまうスマートセンサーシステムの開発を行っています.また,橋梁構造物の振動使用生の観点から橋梁振動に起因する環境振動のシミュレーションや分析に関する研究や,車両–橋梁–地震連成振動を考慮した車両や列車走行時おける高架橋の地震時の非線形挙動を明らかにするための解析手法の開発などの研究も進めています.

教員

金 哲佑 ( Chul-Woo KIM )

金 哲佑教授(工学研究科)

研究テーマ

橋梁ヘルスモニタリング,スマートセンシングシステム開発,橋梁構造物の環境振動,走行荷重作用下の高架橋の耐震性能評価

連絡先

桂キャンパス C1棟1階183号室
TEL: 075-383-3421
FAX: 075-383-3420
E-mail: kim.chulwoo.5uimage_atmark.gifkyoto-u.ac.jp
http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/e/nZ4eG

研究テーマ・開発紹介

橋梁ヘルスモニタリング

橋梁ストックの大部分を占めている中小スパン橋梁の維持管理は喫緊の課題であり,その解決のためにはこれまでとは異なるパラダイムが必要となります.そこで,走行車両を移動センサとして利用する橋梁異常診断手法,構造物の状態まで解析するスマート無線センサシステムの開発,無人飛行体点検システム開発,多変量統計理論による異状情報の抽出など,新しいヘルスモニタリング手法の開発を行っています.図1は,実橋損傷実験で計測された振動データから同定した損傷前後のパターン変化を示しています.

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図−1 確率空間での異状検知の概念(左)/実橋損傷実験(中央)/損傷検知結果(右)

橋梁交通振動の評価・対策

道路橋や鉄道橋の車両走行に伴う振動の周辺への影響を検討するため,橋梁交通振動の三次元シミュレーションおよび現地走行実験を行いその現象を解明し,振動影響軽減対策を提案しています.図2は,2主桁橋梁と4主桁橋の低周波騒音の伝播シミュレーション結果を示しています.このような解析的アプローチは,振動使用性を考慮した橋梁設計に有効に適用できます.

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図−2 高架橋の騒音伝播シミュレーション(2主桁橋(上)と4主桁橋(下))

車両載荷高架橋の地震応答特性と車両走行安全性

車両載荷による高架橋の地震応答は未解明な点が多く,地震時の走行車両の走行安全性も重要な課題であります.車両載荷時の高架橋の地震時挙動を明らかにするとともに車両の走行安全性についてシミュレーションによる検討を行っています.図3は,モノレール車両を単純に質量とした場合と振動系とした場合の橋脚天端の変位応答を示しています.車両モデルに違いにより橋脚の挙動が大きく異なることが確認できます.

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図−3 シミュレーションによるモノレール橋梁の地震応答

移動橋梁点検システム

大量の中小スパン橋梁の維持管理は喫緊の課題であり,その解決のためにはこれまでとは異なるパラダイムが必要となります.そこで,走行車両を移動センサとして利用できる点検車両が移動しながら橋梁異常診断や路面状態を同定する手法の開発を行っています。

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4.走行車両を移動センサとするスマート点検車両

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5.模型移動点検車両の振動から同定された路面プロファイル(左)と損傷検知(右)(INT:健全橋梁上走行,DMG1〜DMG3:損傷橋梁上走行(損傷度はDMG3が最も厳しい))

研究室ウェブサイト

http://infra.kuciv.kyoto-u.ac.jp