JP2001200645A - コンクリート構造物の維持管理装置 - Google Patents
コンクリート構造物の維持管理装置Info
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- JP2001200645A JP2001200645A JP2000009430A JP2000009430A JP2001200645A JP 2001200645 A JP2001200645 A JP 2001200645A JP 2000009430 A JP2000009430 A JP 2000009430A JP 2000009430 A JP2000009430 A JP 2000009430A JP 2001200645 A JP2001200645 A JP 2001200645A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 施設等の維持管理に関する費用を正確且つ最
適に算定する。 【解決手段】 施設等のコンクリート構造物の現時点の
劣化状態の推定値を対数正規分布に従う情報パラメータ
を有する予測モデル式を用いて算出すると共に、前記推
定値をベイズの法則を用いて現時点の外観目視から得ら
れたコンクリート構造物の評価データを組み入れて更新
して更新パラメータ値を算出し、該更新パラメータ値に
基づいて、事象としての将来の劣化状態を予測する劣化
状態予測手段２と、該予測手段２によって予測された劣
化状態の事象毎に、被害が発生する確率と該被害による
損失費用の大きさとに基づいて施設等における潜在的な
被害の大きさをリスクとして定量的に算出する潜在リス
ク演算手段４と、該演算手段４によって得られた潜在リ
スクを用いて、施設等における供用期間中に見込まれる
維持管理に関する累積総費用を算出する総費用演算手段
５とを備える。
適に算定する。 【解決手段】 施設等のコンクリート構造物の現時点の
劣化状態の推定値を対数正規分布に従う情報パラメータ
を有する予測モデル式を用いて算出すると共に、前記推
定値をベイズの法則を用いて現時点の外観目視から得ら
れたコンクリート構造物の評価データを組み入れて更新
して更新パラメータ値を算出し、該更新パラメータ値に
基づいて、事象としての将来の劣化状態を予測する劣化
状態予測手段２と、該予測手段２によって予測された劣
化状態の事象毎に、被害が発生する確率と該被害による
損失費用の大きさとに基づいて施設等における潜在的な
被害の大きさをリスクとして定量的に算出する潜在リス
ク演算手段４と、該演算手段４によって得られた潜在リ
スクを用いて、施設等における供用期間中に見込まれる
維持管理に関する累積総費用を算出する総費用演算手段
５とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、施設等の維持管理
に関する費用を最適化するための維持管理計画に用いる
装置に関する。
に関する費用を最適化するための維持管理計画に用いる
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ライフサイクルコストの考え方を
導入して、構造物の建設投資に加えて運用、維持管理、
廃棄に至るまでに必要な費用をいかに最少にするという
マネージメントシステムの開発が行なわれている。国内
では、建設省土木研究所や大学などが橋梁の維持管理を
支援するシステム開発を行なっている。これらのシステ
ムは、橋梁の諸元、履歴、点検データを用いて、橋梁の
健全度を評価点法や専門家の知識に基づいて評価を行な
い、高次関数による劣化予測、更に補修の有無に関して
健全度や補修費用を算定している。
導入して、構造物の建設投資に加えて運用、維持管理、
廃棄に至るまでに必要な費用をいかに最少にするという
マネージメントシステムの開発が行なわれている。国内
では、建設省土木研究所や大学などが橋梁の維持管理を
支援するシステム開発を行なっている。これらのシステ
ムは、橋梁の諸元、履歴、点検データを用いて、橋梁の
健全度を評価点法や専門家の知識に基づいて評価を行な
い、高次関数による劣化予測、更に補修の有無に関して
健全度や補修費用を算定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンクリー
ト構造物の劣化現象は、自然環境やコンクリート材料、
施工方法などの色々な不確定性を含んだ要因に影響を受
けているが、上記維持管理を支援するシステムにおいて
は、このような不確実性を考慮していないため、施設等
の維持管理に関する費用を正確に算定することができな
いという不都合がある。
ト構造物の劣化現象は、自然環境やコンクリート材料、
施工方法などの色々な不確定性を含んだ要因に影響を受
けているが、上記維持管理を支援するシステムにおいて
は、このような不確実性を考慮していないため、施設等
の維持管理に関する費用を正確に算定することができな
いという不都合がある。
【０００４】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、施設等の維持管理に関する費用
を正確且つ最適に算定することができるコンクリート構
造物の維持管理装置を提供することを目的とする。
になされたものであり、施設等の維持管理に関する費用
を正確且つ最適に算定することができるコンクリート構
造物の維持管理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るコンクリート構造物の維持管理装置
は、施設等のコンクリート構造物の現時点の劣化状態の
推定値を対数正規分布に従う情報パラメータを有する予
測モデル式を用いて算出すると共に、前記推定値をベイ
ズの法則を用いて現時点の外観目視から得られたコンク
リート構造物の評価データを組み入れて更新して更新パ
ラメータ値を算出し、該更新パラメータ値に基づいて、
事象としての将来の劣化状態を予測する劣化状態予測手
段と、劣化状態予測手段によって予測された劣化状態の
事象毎に、被害が発生する確率と該被害による損失費用
の大きさとに基づいて施設等における潜在的な被害の大
きさをリスクとして定量的に算出する潜在リスク演算手
段と、潜在リスク演算手段によって得られた潜在リスク
を用いて、施設等における供用期間中に見込まれる維持
管理に関する累積総費用を算出する総費用演算手段とを
備えたことを特徴とする。
に、本発明に係るコンクリート構造物の維持管理装置
は、施設等のコンクリート構造物の現時点の劣化状態の
推定値を対数正規分布に従う情報パラメータを有する予
測モデル式を用いて算出すると共に、前記推定値をベイ
ズの法則を用いて現時点の外観目視から得られたコンク
リート構造物の評価データを組み入れて更新して更新パ
ラメータ値を算出し、該更新パラメータ値に基づいて、
事象としての将来の劣化状態を予測する劣化状態予測手
段と、劣化状態予測手段によって予測された劣化状態の
事象毎に、被害が発生する確率と該被害による損失費用
の大きさとに基づいて施設等における潜在的な被害の大
きさをリスクとして定量的に算出する潜在リスク演算手
段と、潜在リスク演算手段によって得られた潜在リスク
を用いて、施設等における供用期間中に見込まれる維持
管理に関する累積総費用を算出する総費用演算手段とを
備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の説明
する。図１を参照して、このコンクリート構造物の維持
管理装置は、キーボード等の入力部１と、将来の劣化状
態を予測する第１の劣化状態予測手段２と、補修後の劣
化状態を予測する第２の劣化状態予測手段３と、施設等
における潜在的な被害の大きさをリスクとして定量的に
算出する潜在リスク演算手段４と、施設等における供用
期間中に見込まれる維持管理に関する累積総費用を算出
する総費用演算手段５とを備える。
する。図１を参照して、このコンクリート構造物の維持
管理装置は、キーボード等の入力部１と、将来の劣化状
態を予測する第１の劣化状態予測手段２と、補修後の劣
化状態を予測する第２の劣化状態予測手段３と、施設等
における潜在的な被害の大きさをリスクとして定量的に
算出する潜在リスク演算手段４と、施設等における供用
期間中に見込まれる維持管理に関する累積総費用を算出
する総費用演算手段５とを備える。
【０００７】第１の劣化状態予測手段２は、コンクリー
ト構造物の劣化状態を鉄筋腐食の度合によって表わすも
のとし、入力部１から入力された鉄筋腐食度に影響を及
ぼす要因、例えば、「鉄筋かぶり、中性化深さ、塩化物
量、気象条件（気温、湿度、降水量）」に基づいて、実
構造物データを用いて構築したニューラルネットワーク
のモデル式（１）を用いて、コンクリート構造物の現時
点の劣化状態を評価する。
ト構造物の劣化状態を鉄筋腐食の度合によって表わすも
のとし、入力部１から入力された鉄筋腐食度に影響を及
ぼす要因、例えば、「鉄筋かぶり、中性化深さ、塩化物
量、気象条件（気温、湿度、降水量）」に基づいて、実
構造物データを用いて構築したニューラルネットワーク
のモデル式（１）を用いて、コンクリート構造物の現時
点の劣化状態を評価する。
【０００８】
【数１】
【０００９】但し、 ＳC ：鉄筋の腐食度 ＮＷ：ニューラルネットワーク ｄ ：鉄筋のかぶり〔mm〕 Ｃt ：供用期間中における鉄筋位置での塩化物量〔kg/m
3 〕 Ｃd ：供用期間中における中性化深さ〔mm〕 Temp：年平均気温〔°Ｃ〕 Rain：年間降水量〔mm〕 RH ：年平均相対湿度〔RH％〕 ここで、塩化物量、中性化深さは、次式（２）および
（３）で予測した値を用いる。 （塩化物量の予測）既存の研究資料からコンクリート中
に浸透した塩化物量は、拡散方程式に従うとされてい
る。コンクリート表面の塩化物量や拡散係数が時間と共
に変化しないとすれば、コンクリート中の塩化物量は、
次式（２）で表される。
3 〕 Ｃd ：供用期間中における中性化深さ〔mm〕 Temp：年平均気温〔°Ｃ〕 Rain：年間降水量〔mm〕 RH ：年平均相対湿度〔RH％〕 ここで、塩化物量、中性化深さは、次式（２）および
（３）で予測した値を用いる。 （塩化物量の予測）既存の研究資料からコンクリート中
に浸透した塩化物量は、拡散方程式に従うとされてい
る。コンクリート表面の塩化物量や拡散係数が時間と共
に変化しないとすれば、コンクリート中の塩化物量は、
次式（２）で表される。
【００１０】
【数２】
【００１１】但し、 Ｃ(x,t) ：時刻ｔにおける塩化物量〔kg/m3 〕 ｘ ：コンクリート表面からの距離〔cm〕 Ｃ0 ：コンクリート表面の塩化物量〔kg/m3 〕 Ｄ ：コンクリート中の塩化物の拡散係数〔cm2/sec 〕 erf ：誤差関数 （中性化深さの予測）既存の研究資料からコンクリート
の中性化深さＣｄは供用期間ｔの関数として次式（３）
で表される。
の中性化深さＣｄは供用期間ｔの関数として次式（３）
で表される。
【００１２】
【数３】
【００１３】但し、Ｋ：中性化速度係数 中性化速度係数は、空気中の炭酸ガスや温度・湿度など
の影響を受けている要因である。供用期間中の塩化物量
や中性化深さを予測するためには、上述のように建設時
点での劣化に影響を及ぼす要因（鉄筋かぶり、表面塩化
物量、拡散係数、中性化速度係数）の値を設定する必要
がある。しかし、これらの情報は設計図書や設計基準書
から設定することになり、既設の構造物では建設時点の
情報が紛失していたり曖昧であったりするために、あく
までも目安であり主観的な情報である。
の影響を受けている要因である。供用期間中の塩化物量
や中性化深さを予測するためには、上述のように建設時
点での劣化に影響を及ぼす要因（鉄筋かぶり、表面塩化
物量、拡散係数、中性化速度係数）の値を設定する必要
がある。しかし、これらの情報は設計図書や設計基準書
から設定することになり、既設の構造物では建設時点の
情報が紛失していたり曖昧であったりするために、あく
までも目安であり主観的な情報である。
【００１４】そこで、ばらつきの多い主観的な情報であ
る分布は次式（４）の対数正規分布に従うとする。この
様な情報を用いて推定した劣化状態は不確定性を含んだ
予測値である。この不確定性を改善するために、現時点
の外観目視から得られた観測データ（入力部１から入
力）を活用し、現時点の劣化状態に適合するような劣化
要因値に更新する。そして、この更新値を用いて今後の
施設の劣化状態を予測することは、予測精度の向上につ
ながる。
る分布は次式（４）の対数正規分布に従うとする。この
様な情報を用いて推定した劣化状態は不確定性を含んだ
予測値である。この不確定性を改善するために、現時点
の外観目視から得られた観測データ（入力部１から入
力）を活用し、現時点の劣化状態に適合するような劣化
要因値に更新する。そして、この更新値を用いて今後の
施設の劣化状態を予測することは、予測精度の向上につ
ながる。
【００１５】従来、母数を正確に推定するためには大量
なデータを必要とするが、利用できる情報量が限られて
いる場合は、ベイズ確率の方法を用いることにより、主
観的判断に現時点の外観目視から得られた観測データの
評価を組み入れてバランスの取れた推定値を得ることが
できる。（事前分布）
なデータを必要とするが、利用できる情報量が限られて
いる場合は、ベイズ確率の方法を用いることにより、主
観的判断に現時点の外観目視から得られた観測データの
評価を組み入れてバランスの取れた推定値を得ることが
できる。（事前分布）
【００１６】
【数４】
【００１７】但し、 ｆ′（θ）：事前密度関数 λ2 ：鉄筋腐食ニューラルネットワークで得られた値 ζ2 ：対数標準偏差（＝０．３（既存データから設
定）) 次に、事前分布ｆ′（θ）はベイズの定理を用いて、観
測データに照らして修正され、事後確率として次式
（５）で表わせる。（事後分布）
定）) 次に、事前分布ｆ′（θ）はベイズの定理を用いて、観
測データに照らして修正され、事後確率として次式
（５）で表わせる。（事後分布）
【００１８】
【数５】
【００１９】但し、 ｆ′′（θ）：事後密度関数 κ ：正規化係数 Ｌ（Ｅi ｜θ）：母数の値がθになる時に観測値がＥi となる条件付 確率（尤度関数） ｆ′（θ）：事前密度関数 ここで、κは次式（６）で与えられ、観測データを用い
て更新された母数θの更新推定値は次式（７）で与えら
れ、母数の値がθになる時に観測値がＥi となる条件付
確率（尤度関数）は次式（８）で与えられる。
て更新された母数θの更新推定値は次式（７）で与えら
れ、母数の値がθになる時に観測値がＥi となる条件付
確率（尤度関数）は次式（８）で与えられる。
【００２０】
【数６】
【００２１】
【数７】
【００２２】
【数８】
【００２３】但し、 Ｅi ：劣化状態Ｉ〜ＩＶ（事象） Ｐ（Ｅi ）：劣化状態の生起確率 Ｐ（Ｅi ｜θ）：母数の値がθになる場合に、観測値が
Ｅi となる確からしさ Ｐi ：目視による劣化状態 劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率は、既存のデータから得ら
れた各々の劣化状態（Ｉ−ＩＩ、ＩＩ−ＩＩＩ、ＩＩＩ
−ＩＶ）の閾値α1 、α2 、α3 および対数標準偏差ζ
1 を用いて次式（９）〜（１２）で与えられる。
Ｅi となる確からしさ Ｐi ：目視による劣化状態 劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率は、既存のデータから得ら
れた各々の劣化状態（Ｉ−ＩＩ、ＩＩ−ＩＩＩ、ＩＩＩ
−ＩＶ）の閾値α1 、α2 、α3 および対数標準偏差ζ
1 を用いて次式（９）〜（１２）で与えられる。
【００２４】
【数９】
【００２５】
【数１０】
【００２６】
【数１１】
【００２７】
【数１２】
【００２８】なお、図２は事前分布、尤度関数、事後分
布の関係を示す図、図３は現時点からの塩化物量および
中性化深さと供用期間との関係を示すグラフ図、図４は
現時点から補修しないで施設を使用した場合の劣化状態
Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示すグラフ図
である。第２の劣化状態予測手段３は、コンクリート構
造物の劣化状態を鉄筋腐食の度合によって表わすものと
し、入力部１から入力された鉄筋腐食度に影響を及ぼす
要因、例えば、「鉄筋かぶり、中性化深さ、塩化物量、
気象条件（気温、湿度、降水量）」を入力部１から入力
された補修工法、補修時期に応じて改善し、該改善値に
基づいて、上記式（１）〜（４）および（９）〜（１
２）を用いて、補修後のコンクリート構造物の劣化状態
を予測する。
布の関係を示す図、図３は現時点からの塩化物量および
中性化深さと供用期間との関係を示すグラフ図、図４は
現時点から補修しないで施設を使用した場合の劣化状態
Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示すグラフ図
である。第２の劣化状態予測手段３は、コンクリート構
造物の劣化状態を鉄筋腐食の度合によって表わすものと
し、入力部１から入力された鉄筋腐食度に影響を及ぼす
要因、例えば、「鉄筋かぶり、中性化深さ、塩化物量、
気象条件（気温、湿度、降水量）」を入力部１から入力
された補修工法、補修時期に応じて改善し、該改善値に
基づいて、上記式（１）〜（４）および（９）〜（１
２）を用いて、補修後のコンクリート構造物の劣化状態
を予測する。
【００２９】なお、図５は現時点から５年後に表面被覆
工の補修をした場合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供
用期間との関係を示すグラフ図、図６は現時点から５年
後に表面被覆工＋断面修復工の補修をした場合の劣化状
態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示すグラフ
図ある。潜在リスク演算手段４は、第１及び第２の劣化
状態予測手段２，３によって予測された劣化状態の事象
毎に、施設等における潜在的な被害の大きさ（以下、潜
在リスクという。）を、次式（１３）を用いて定量的に
算出する。
工の補修をした場合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供
用期間との関係を示すグラフ図、図６は現時点から５年
後に表面被覆工＋断面修復工の補修をした場合の劣化状
態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示すグラフ
図ある。潜在リスク演算手段４は、第１及び第２の劣化
状態予測手段２，３によって予測された劣化状態の事象
毎に、施設等における潜在的な被害の大きさ（以下、潜
在リスクという。）を、次式（１３）を用いて定量的に
算出する。
【００３０】
【数１３】
【００３１】被害が発生する確率（以下、損傷確率と
いう。）の評価方法 被害を無被害、軽微、中破、大破の４つのレベルに分
け、図７の鉄筋の応力−ひずみ曲線図を参照して各々次
のように定義する。 無被害：健全な状態である。発生荷重が鉄筋許容応力σ
a に達した時の耐力を超えない。
いう。）の評価方法 被害を無被害、軽微、中破、大破の４つのレベルに分
け、図７の鉄筋の応力−ひずみ曲線図を参照して各々次
のように定義する。 無被害：健全な状態である。発生荷重が鉄筋許容応力σ
a に達した時の耐力を超えない。
【００３２】軽微 ：一部ひびわれがある程度で、簡単
な補修で復旧可能な状態である。発生荷重が鉄筋許容応
力σa に達した時の耐力を超える。 中破 ：全面ひびわれ、剥離剥落をしており、全面的な
補修が必要な状態である。発生荷重が鉄筋降伏応力σy
に達した時の耐力を超える。
な補修で復旧可能な状態である。発生荷重が鉄筋許容応
力σa に達した時の耐力を超える。 中破 ：全面ひびわれ、剥離剥落をしており、全面的な
補修が必要な状態である。発生荷重が鉄筋降伏応力σy
に達した時の耐力を超える。
【００３３】大破 ：構造物が使用不可能な状態であ
る。発生荷重が、鉄筋終局応力σf に達した時の耐力を
超える。 ここで、この実施の形態では、荷重Ｑ（死荷重、活荷
重）に対して、梁や床版に発生する曲げモーメントの中
央値ｑｍは鉄筋の許容応力時における曲げモーメントの
７０％とする。
る。発生荷重が、鉄筋終局応力σf に達した時の耐力を
超える。 ここで、この実施の形態では、荷重Ｑ（死荷重、活荷
重）に対して、梁や床版に発生する曲げモーメントの中
央値ｑｍは鉄筋の許容応力時における曲げモーメントの
７０％とする。
【００３４】劣化状態Ｉの軽微な被害に対する曲げモー
メントの中央値ｒｓは曲げモーメントが鉄筋の許容応力
σa に達した時の曲げモーメントＣｓとする。劣化状態
Ｉの中破な被害に対する曲げモーメントの中央値ｒｍは
曲げモーメントが鉄筋の降伏応力σy に達した時の曲げ
モーメントＣｍとする。劣化状態Ｉの大破な被害に対す
る曲げモーメントの中央値ｒｌは曲げモーメントが鉄筋
の終局応力σf に達した時の曲げモーメントＣｌとす
る。
メントの中央値ｒｓは曲げモーメントが鉄筋の許容応力
σa に達した時の曲げモーメントＣｓとする。劣化状態
Ｉの中破な被害に対する曲げモーメントの中央値ｒｍは
曲げモーメントが鉄筋の降伏応力σy に達した時の曲げ
モーメントＣｍとする。劣化状態Ｉの大破な被害に対す
る曲げモーメントの中央値ｒｌは曲げモーメントが鉄筋
の終局応力σf に達した時の曲げモーメントＣｌとす
る。
【００３５】また、荷重Ｑおよび耐力Ｒの分布は、対数
正規分布に従うとし、荷重Ｑの確率密度関数ｆQ(x)は次
式（１４）で表され、耐力Ｒの確率密度関数ｆR(x)は次
式（１５）で表される。なお、図８に劣化状態Ｉにおけ
る荷重Ｑと耐力Ｒとの関係図を示す。
正規分布に従うとし、荷重Ｑの確率密度関数ｆQ(x)は次
式（１４）で表され、耐力Ｒの確率密度関数ｆR(x)は次
式（１５）で表される。なお、図８に劣化状態Ｉにおけ
る荷重Ｑと耐力Ｒとの関係図を示す。
【００３６】
【数１４】
【００３７】
【数１５】
【００３８】但し、 λQ ：In(x) の平均値 ζQ ：In(x) の標準偏差 λR ：In(x) の平均値 ζR ：In(x) の標準偏差 次に、損傷確率は荷重Ｑが耐力Ｒを超える場合であり、
荷重Ｑおよび耐力Ｒ共に対数正規分布であると仮定して
いるので、Ｚ＝Ｒ／Ｑも対数正規分布となる。Ｚ＝Ｒ／
Ｑの確率密度関数ｆZ(x)は次式（１６）で表される。
荷重Ｑおよび耐力Ｒ共に対数正規分布であると仮定して
いるので、Ｚ＝Ｒ／Ｑも対数正規分布となる。Ｚ＝Ｒ／
Ｑの確率密度関数ｆZ(x)は次式（１６）で表される。
【００３９】
【数１６】
【００４０】但し、 λZ ：In(x) の平均値＝λR −λQ ζZ ：In(x) の標準偏差＝ζR 2 ＋ζQ 2 ＝０．２ また、損傷確率Ｐｚ＝Ｐ（Ｒ＜Ｑ）＝Ｐ（Ｚ＜１）、Ｚ
＝Ｒ／Ｑとすると、損傷確率Ｐｚは次式（１７）で表さ
れる。図９に損傷確率Ｐｚの分布を示す。
＝Ｒ／Ｑとすると、損傷確率Ｐｚは次式（１７）で表さ
れる。図９に損傷確率Ｐｚの分布を示す。
【００４１】
【数１７】
【００４２】ここで、曲げモーメントの中央値ｒｍ，ｑ
ｍを用いれば、λR ＝In(rm)，λQ＝In(qm)となる。従
って、劣化状態Ｉにおける軽微、中破、大破の被害が発
生する損傷確率は、それぞれ次式（１８），（１９），
（２０）で与えられる。
ｍを用いれば、λR ＝In(rm)，λQ＝In(qm)となる。従
って、劣化状態Ｉにおける軽微、中破、大破の被害が発
生する損傷確率は、それぞれ次式（１８），（１９），
（２０）で与えられる。
【００４３】
【数１８】
【００４４】
【数１９】
【００４５】
【数２０】
【００４６】なお、劣化状態ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶにおけ
る軽微、中破、大破の被害が発生する損傷確率について
も、劣化状態Ｉの場合と同様にして与えられる。劣化状
態がＩ〜ＩＩ、ＩＩ〜ＩＩＩ、ＩＩＩ〜ＩＶに変化する
と鉄筋断面が欠損し、これに伴い、軽微、中破、大破の
耐力Ｃｓ、Ｃｍ、Ｃｌが低下する。劣化状態がＩ〜ＩＩ
に変化する場合における軽微、中破、大破の被害が発生
する損傷確率は次式（２１），（２２），（２３）で与
えられる。図１０に劣化状態Ｉ、ＩＩにおける荷重Ｑと
耐力Ｒとの関係図を示す。
る軽微、中破、大破の被害が発生する損傷確率について
も、劣化状態Ｉの場合と同様にして与えられる。劣化状
態がＩ〜ＩＩ、ＩＩ〜ＩＩＩ、ＩＩＩ〜ＩＶに変化する
と鉄筋断面が欠損し、これに伴い、軽微、中破、大破の
耐力Ｃｓ、Ｃｍ、Ｃｌが低下する。劣化状態がＩ〜ＩＩ
に変化する場合における軽微、中破、大破の被害が発生
する損傷確率は次式（２１），（２２），（２３）で与
えられる。図１０に劣化状態Ｉ、ＩＩにおける荷重Ｑと
耐力Ｒとの関係図を示す。
【００４７】
【数２１】
【００４８】
【数２２】
【００４９】
【数２３】
【００５０】但し、断面減少率係数αの設定は、既存調
査データから求める。 損失費用の大きさの設定 損失費用の大きさは、想定される被害が発生した場合に
実施する補修工法に掛る費用と工事期間中に生じる営業
損失費などであり、入力部１から入力される。補修工法
に掛る費用は、データベースから設定し、営業損失費は
各々の構造物の売上げ高や重要度によって異なるために
構造物の所有者とのヒアリングにより設定する。 潜在リスク 上記（１３）式より、潜在リスクを求める。
査データから求める。 損失費用の大きさの設定 損失費用の大きさは、想定される被害が発生した場合に
実施する補修工法に掛る費用と工事期間中に生じる営業
損失費などであり、入力部１から入力される。補修工法
に掛る費用は、データベースから設定し、営業損失費は
各々の構造物の売上げ高や重要度によって異なるために
構造物の所有者とのヒアリングにより設定する。 潜在リスク 上記（１３）式より、潜在リスクを求める。
【００５１】各劣化状態Ｉ〜ＩＶにおける潜在リスク＝
（無被害の損傷確率）×（無被害の工事費＋営業損失
費）＋（軽微の損傷確率）×（軽微の工事費＋営業損失
費）＋（中破の損傷確率）×（中破の工事費＋営業損失
費）＋（大破の損傷確率）×（大破の工事費＋営業損失
費） で表される。
（無被害の損傷確率）×（無被害の工事費＋営業損失
費）＋（軽微の損傷確率）×（軽微の工事費＋営業損失
費）＋（中破の損傷確率）×（中破の工事費＋営業損失
費）＋（大破の損傷確率）×（大破の工事費＋営業損失
費） で表される。
【００５２】総費用演算手段５は、潜在リスク演算手段
４によって得られた潜在リスクと劣化状態予測手段２，
３を用いて、施設等における供用期間中に見込まれる維
持管理に関する累積総費用を算出して維持管理の最適化
を行なうものである。総費用＝Σ｛（運用費）＋（保全
費）＋（リスク）＋（補修費）｝となり、次式（２４）
で表される。図１１は劣化状態Ｉ〜ＩＶの被害レベルに
おける損傷確率を示すグラフ図、図１２は各補修対策毎
における総費用と供用期間との関係を示すグラフ図であ
る。
４によって得られた潜在リスクと劣化状態予測手段２，
３を用いて、施設等における供用期間中に見込まれる維
持管理に関する累積総費用を算出して維持管理の最適化
を行なうものである。総費用＝Σ｛（運用費）＋（保全
費）＋（リスク）＋（補修費）｝となり、次式（２４）
で表される。図１１は劣化状態Ｉ〜ＩＶの被害レベルに
おける損傷確率を示すグラフ図、図１２は各補修対策毎
における総費用と供用期間との関係を示すグラフ図であ
る。
【００５３】
【数２４】
【００５４】ここで、 Ｒt ：ｔ年後の総費用 Ｓi ：補修なしの劣化状態ベクトル Ｌ ：潜在リスクベクトル ＣR ：補修費用 Ｓi ′：ｎ年目の補修後の劣化状態ベクトル Ｃ1 ：運用費用 Ｃ2 ：保全費用 なお、上記処理を実行するプログラムはＲＯＭ、フレキ
シブルディスク、コンパクトディスク或いはハードディ
スク等の記憶媒体に電子的に格納されており、コントロ
ーラが記憶媒体から上記プログラムを読み出してこれを
実行するようになっている。
シブルディスク、コンパクトディスク或いはハードディ
スク等の記憶媒体に電子的に格納されており、コントロ
ーラが記憶媒体から上記プログラムを読み出してこれを
実行するようになっている。
【００５５】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、施設等の維持管理に関する費用を正確且つ最
適に算定することができるという効果が得られる。
によれば、施設等の維持管理に関する費用を正確且つ最
適に算定することができるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の一例であるコンクリート
構造物の維持管理装置を説明するためのブロック図であ
る。
構造物の維持管理装置を説明するためのブロック図であ
る。
【図２】事前分布、尤度関数、事後分布の関係を示す図
である。
である。
【図３】現時点からの塩化物量および中性化深さと供用
期間との関係を示すグラフ図である。
期間との関係を示すグラフ図である。
【図４】現時点から補修しないで施設を使用した場合の
劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示す
グラフ図である。
劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を示す
グラフ図である。
【図５】現時点から５年後に表面被覆工の補修をした場
合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を
示すグラフ図である。
合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期間との関係を
示すグラフ図である。
【図６】現時点から５年後に表面被覆工＋断面修復工の
補修をした場合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期
間との関係を示すグラフ図ある。
補修をした場合の劣化状態Ｉ〜ＩＶの生起確率と供用期
間との関係を示すグラフ図ある。
【図７】鉄筋の応力−ひずみ曲線図である。
【図８】劣化状態Ｉにおける荷重Ｑと耐力Ｒとの関係図
である。
である。
【図９】損傷確率Ｐｚの分布を示す図である。
【図１０】劣化状態Ｉ、ＩＩにおける荷重Ｑと耐力Ｒと
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１１】劣化状態Ｉ〜ＩＶの被害レベルにおける損傷
確率を示すグラフ図である。
確率を示すグラフ図である。
【図１２】各補修対策毎における総費用と供用期間との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
１…入力部 ２…第１の劣化状態予測手段 ３…第２の劣化状態予測手段 ４…潜在リスク演算手段 ５…総費用演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 良弘 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 中村 孝明 東京都新宿区西新宿４丁目５番１号 株式 会社篠塚研究所内 Ｆターム(参考） 2E176 AA00 BB38
Claims (1)
- 【請求項１】 施設等のコンクリート構造物の現時点の
劣化状態の推定値を対数正規分布に従う情報パラメータ
を有する予測モデル式を用いて算出すると共に、前記推
定値をベイズの法則を用いて現時点の外観目視から得ら
れたコンクリート構造物の評価データを組み入れて更新
して更新パラメータ値を算出し、該更新パラメータ値に
基づいて、事象としての将来の劣化状態を予測する劣化
状態予測手段と、 劣化状態予測手段によって予測された劣化状態の事象毎
に、被害が発生する確率と該被害による損失費用の大き
さとに基づいて施設等における潜在的な被害の大きさを
リスクとして定量的に算出する潜在リスク演算手段と、 潜在リスク演算手段によって得られた潜在リスクを用い
て、施設等における供用期間中に見込まれる維持管理に
関する累積総費用を算出する総費用演算手段とを備えた
ことを特徴とするコンクリート構造物の維持管理装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000009430A JP4194727B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | コンクリート構造物の維持管理装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2000009430A JP4194727B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | コンクリート構造物の維持管理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001200645A true JP2001200645A (ja) | 2001-07-27 |
| JP4194727B2 JP4194727B2 (ja) | 2008-12-10 |
Family
ID=18537580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000009430A Expired - Fee Related JP4194727B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | コンクリート構造物の維持管理装置 |
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-
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- 2000-01-18 JP JP2000009430A patent/JP4194727B2/ja not_active Expired - Fee Related
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