JP2017095980A - Bridge inspection support system, damage determination method and program - Google Patents
Bridge inspection support system, damage determination method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017095980A JP2017095980A JP2015229160A JP2015229160A JP2017095980A JP 2017095980 A JP2017095980 A JP 2017095980A JP 2015229160 A JP2015229160 A JP 2015229160A JP 2015229160 A JP2015229160 A JP 2015229160A JP 2017095980 A JP2017095980 A JP 2017095980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bridge
- natural frequency
- component
- determination
- sound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
Description
本発明は、橋梁点検支援システム、損傷判定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a bridge inspection support system, a damage determination method, and a program.
橋梁の損傷による事故を未然に防止するために、橋梁を点検して損傷を検出することが重要である。
例えば特許文献1には、橋梁の全体の固有振動モードを把握し、無線センサを利用する技術が記載されている。特許文献1に記載の技術では、センサの配置やデータ取得に際し、構造工学や無線に関する専門的な知識が必要となる。このため、構造振動に関する専門的な知識を計測作業に際して必要とせずに、損傷の有無を適切に簡易に判定できるものが望まれている。
In order to prevent accidents due to bridge damage, it is important to inspect the bridge and detect damage.
For example,
橋梁では損傷が生じていても、汚れ等の付着により発見が困難な場合や、目視点検で識別できる表面の状態から内部の状況は把握できないため損傷の度合いを把握することが難しい場合がある。この場合、カメラ等で橋梁を撮影しその画像から点検を行っても、前記の課題は解決されない。 Even if the bridge is damaged, it may be difficult to detect due to adhesion of dirt or the like, or it may be difficult to grasp the degree of damage because the internal state cannot be grasped from the surface state that can be identified by visual inspection. In this case, even if the bridge is photographed with a camera or the like and inspected from the image, the above problem cannot be solved.
ここで、点検作業員が、目視以外の方法で橋梁の状態に関する情報を得られれば、点検業務の中でより適切な損傷の診断が可能となり、さらに作業の効率化につながる。例えば、橋梁の目視点検と目視点検以外の方法とを併用することで、橋梁の汚れを落とす作業等を低減しながら損傷の有無を検知できれば、点検作業員の負担を軽減することができる。 Here, if the inspection worker can obtain information on the state of the bridge by a method other than visual inspection, it becomes possible to diagnose damage more appropriately in the inspection work, and further increase the efficiency of the work. For example, by using both a visual inspection of a bridge and a method other than the visual inspection, if the presence or absence of damage can be detected while reducing the work of removing dirt on the bridge, the burden on the inspection worker can be reduced.
本発明は、目視点検以外の方法で橋梁の状態に関する情報をユーザに提供することができる橋梁点検支援システム、損傷判定方法及びプログラムを提供する。 The present invention provides a bridge inspection support system, a damage determination method, and a program capable of providing a user with information related to a bridge state by a method other than visual inspection.
本発明の第1の態様によれば、橋梁点検支援システムは、車両が走行する橋梁の構成部分から発せられた音を取得する音取得部と、前記音取得部が取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出部と、前記固有振動数検出部が検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, a bridge inspection support system analyzes a sound acquisition unit that acquires sound emitted from a component part of a bridge on which a vehicle travels, and a sound acquired by the sound acquisition unit. A natural frequency detection unit that detects the natural frequency of the component part, and a determination unit that compares the natural frequency detected by the natural frequency detection unit with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the component part And comprising.
橋梁点検支援システムが、前記構成部分を撮影する撮影部と、前記撮影部が撮影した画像と、前記判定部の判定結果とを対応付けて表示する表示部と、を備えるようにしてもよい。 The bridge inspection support system may include an imaging unit that images the component, an image captured by the imaging unit, and a display unit that displays the determination result of the determination unit in association with each other.
橋梁点検支援システムが、前記構成部分から発せられた音の履歴に基づいて前記判定基準振動数を決定する判定基準決定部を備えるようにしてもよい。 The bridge inspection support system may include a determination reference determination unit that determines the determination reference frequency based on a history of sounds emitted from the components.
前記橋梁は同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分を複数備え、前記橋梁点検支援システムは、前記同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分の各々から発せられた音に基づいて前記判定基準振動数を決定する判定基準決定部を備えるようにしてもよい。 The bridge includes a plurality of components having the same material, the same shape, and the same size, and the bridge inspection support system is emitted from each of the components having the same material, the same shape, and the same size. A determination reference determination unit that determines the determination reference frequency based on the sound may be provided.
前記橋梁は鋼鈑桁橋であり、前記構成部分は、前記橋梁の主桁ウェブ、主桁下フランジ、補剛材及び支承のうち少なくともいずれかであるようにしてもよい。 The bridge may be a steel girder bridge, and the component may be at least one of a main girder web, a main girder lower flange, a stiffener, and a support of the bridge.
前記音取得部は、前記橋梁を車両が走行したときに前記構成部分から発せられた音を取得するようにしてもよい。 The sound acquisition unit may acquire a sound emitted from the component when a vehicle travels on the bridge.
本発明の第2の態様によれば、損傷判定方法は、車両が走行する橋梁の構成部分から発せられた音を取得する音取得ステップと、前記音取得ステップで取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出ステップと、前記固有振動数検出ステップで検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定ステップと、を含む。 According to the second aspect of the present invention, the damage determination method includes a sound acquisition step of acquiring a sound emitted from a structural part of a bridge on which a vehicle travels, and analyzing the sound acquired in the sound acquisition step, A natural frequency detecting step for detecting the natural frequency of the constituent part; a determination step for comparing the natural frequency detected in the natural frequency detecting step with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the constituent part; ,including.
本発明の第3の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、車両が走行する橋梁の構成部分から発せられた音を取得する音取得ステップと、前記音取得ステップで取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出ステップと、前記固有振動数検出ステップで検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムである。 According to the third aspect of the present invention, the program analyzes, on a computer, a sound acquisition step of acquiring sound emitted from a structural part of a bridge on which the vehicle travels, and the sound acquired in the sound acquisition step. A natural frequency detection step for detecting the natural frequency of the component part, and a determination step for comparing the natural frequency detected in the natural frequency detection step with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the component part. And a program for executing.
本発明によれば、目視点検以外の方法で橋梁の状態に関する情報をユーザに提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the information regarding the state of a bridge can be provided to a user by methods other than visual inspection.
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態に係る橋梁点検支援システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、橋梁点検システム1は、データ取得装置100と、処理装置200とを備える。データ取得装置100は、撮影部110と、音取得部120とを備える。処理装置200は、表示部210と、操作入力部220と、記憶部280と、制御部290とを備える。制御部290は、判定基準決定部291と、固有振動数検出部292と、判定部293とを備える。
Hereinafter, although embodiment of this invention is described, the following embodiment does not limit the invention concerning a claim. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a bridge inspection support system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
橋梁点検システム1は、橋梁の点検を支援するシステムである。以下では、橋梁点検システム1が鋼鈑桁橋の点検に用いられる場合を例に説明するが、橋梁点検システム1を用いて行う点検の対象はこれに限らない。車両の走行等による加振に応じて音を発するいろいろな橋梁の点検に橋梁点検システム1を用いることができる。
The
データ取得装置100は、橋梁の構成部分の画像を撮影し、橋梁の構成部分が発する音を採取する装置である。ここでいう橋梁の構成部分とは、橋梁を構成する部分であって、構成部分自らが振動した場合に音を発する部分である。
橋梁の構成部分は、橋梁の部材であってもよい。例えば、点検対象の橋梁が鋼鈑桁橋である場合、構成部分の例として、主桁ウェブ(Web Plate)、補剛材及び支承を挙げることができる。
The
The component part of the bridge may be a member of the bridge. For example, when the bridge to be inspected is a steel girder bridge, examples of components include a main girder web (Web Plate), a stiffener, and a support.
あるいは、橋梁の構成部分は、橋梁の部材を組み合わせたものであってもよい。例えば、点検対象の橋梁が鋼鈑桁橋である場合、構成部分の例として、主桁ウェブと主桁上フランジと主桁下フランジとを組み合わせたI字鋼を挙げることができる。
あるいは、橋梁の構成部分は、橋梁の部材の一部、あるいは、橋梁の部材を組み合わせたものの一部であってもよい。例えば、点検対象の橋梁が鋼鈑桁橋である場合、構成部分の例として、主桁ウェブが主桁上フランジ、主桁下フランジ及び補剛材で区切られた部分を挙げることができる。
ここで、図2を参照して、橋梁点検システム1を用いての点検の対象となる橋梁の構成の例について説明する。
Alternatively, the bridge component may be a combination of bridge members. For example, when the bridge to be inspected is a steel girder bridge, an I-shaped steel combining a main girder web, a main girder upper flange, and a main girder lower flange can be given as an example of a component.
Alternatively, the component part of the bridge may be a part of a bridge member or a part of a combination of bridge members. For example, when the bridge to be inspected is a steel girder bridge, examples of the constituent part include a part in which the main girder web is divided by a main girder upper flange, a main girder lower flange, and a stiffener.
Here, with reference to FIG. 2, the example of a structure of the bridge used as the object of inspection using the
図2は、鋼鈑桁橋の構成例を示す説明図である。同図に示す鋼鈑桁橋910は、下部構造である橋脚911と、支承912と、上部構造913とで構成され、橋脚911が支承912を介して上部構造913を支持している。上部構造913は、桁914と床版915とで構成され、桁914が床版915を支持している。床版915に車両の走行経路が設けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a steel bridge girder bridge. A
桁914は、主桁ウェブ922と、主桁上フランジ923と、主桁下フランジ924と、補剛材925と、横桁926と、下横構927と、対傾構928とで構成されており、支承912を介して橋脚911によって支持されている。
The
主桁ウェブ922と、主桁上フランジ923と、主桁下フランジ924と、補剛材925との組み合わせは、主桁921を構成する。主桁921は、床版915を支持する。
主桁ウェブ922は、主桁上フランジ923と主桁下フランジ924とを結合する。主桁ウェブ922は、主にせん断力に抵抗する。
主桁上フランジ923、主桁下フランジ924は、それぞれ主桁ウェブ922の上部、下部に設けられ、主に曲げモーメントに抵抗する。
補剛材925は、主桁ウェブ922に沿って設けられ、主桁ウェブ922と主桁上フランジ923と主桁下フランジ924とを結合する。補剛材925は、主に主桁921の座屈を防止する。
The combination of the
The
The main girder
The
横桁926は、複数の主桁921を結合し、床版915の荷重を分散する。
下横構927及び対傾構928も、横桁926と共に複数の主桁921を結合する。下横構927は、主に横荷重に抵抗する。対傾構928は、主に主桁のねじれを防止する。
支承912は、上部構造913から橋脚911へと荷重を伝える。
橋脚911は、支承912を介して上部構造913を支持する。
但し、橋梁点検システム1による点検支援の対象となる橋梁は、図2を参照して説明した構造を有する橋梁に限らない。例えば、橋梁点検システム1が、下横構927及び対傾構928のうち何れか一方または両方を備えていない鋼鈑桁橋の点検を支援するようにしてもよい。
The
The lower
The bearing 912 transmits a load from the
The
However, the bridge to be inspected by the
撮影部110はカメラを含んで構成され、橋梁の構成部分を撮影する。例えば、撮影部110は、主桁ウェブ922の近傍から主桁ウェブ922を撮影する。撮影部110が、1つの主桁ウェブ922の全体を映した画像を撮影するようにしてもよいし、主桁ウェブ922の一部を映した画像を撮影するようにしてもよい。撮影部110は、撮影した画像を電気信号による画像データにて出力する。
橋梁点検システム1のユーザ(以下、単にユーザと称する)は、撮影部110が主桁ウェブ922を撮影した画像を参照して、主桁ウェブ922の亀裂又は腐食等の損傷の有無及び損傷の程度を確認することができる。
The
A user (hereinafter simply referred to as a user) of the
ここで、橋梁の構成部分の状態をユーザが直接目視確認することが困難な場合がある。例えば、高い位置にある桁914を、ユーザが地上から目視確認する場合、桁914がユーザから遠いため、主桁ウェブ922と支承912の構成部分や補剛材925と主桁ウェブ922、主桁下フランジ924との接合部を細部まで目視確認できない可能性がある。さらには、地上からは、主桁下フランジ924と主桁ウェブ922との結合部分が主桁下フランジ924に隠れてしまい、直接目視確認できない可能性がある。
そこで、撮影部110が橋梁の構成部分の近傍からその構成部分を撮影することで、ユーザは、撮影部110が撮影した画像を参照して構成部分に関する異常の有無及び異常の程度を確認することができる。
Here, it may be difficult for the user to visually check the state of the structural parts of the bridge directly. For example, when the user visually confirms the
Therefore, the
ここでいう、構成部分に関する異常は、構成部分の損傷であってもよいし、構成部分を固定した状態の変化であってもよい。構成部分に関する異常の例として、構成部分の破損、腐食による構成部分の損傷、構成部分の亀裂、構成部分を止めるボルトの脱落を挙げることができる。
また、以下では、構成部分に関する異常の有無の判定と、構成部分に関する異常の程度の判定とを総称して、構成部分に関する異常の判定と表記する。橋梁点検システム1が、構成部分に関する異常の有無の判定、及び、構成部分に関する異常の程度の判定のいずれか一方のみを行うようにしてもよいし、両方を行うようにしてもよい。
The abnormality relating to the component part here may be damage to the component part or a change in a state in which the component part is fixed. Examples of abnormalities relating to the constituent parts include damage to the constituent parts, damage to the constituent parts due to corrosion, cracks in the constituent parts, and dropping off of the bolts that stop the constituent parts.
In the following, the determination of the presence / absence of an abnormality related to a component and the determination of the degree of abnormality related to the component will be collectively referred to as determination of an abnormality related to the component. The
撮影部110を含むデータ取得装置100を橋梁の構成部分の近傍に位置させるために、例えば、データ取得装置100を棒の先端に設置しておき、ユーザが棒を操作してデータ取得装置100を橋梁の構成部分に近づける。あるいは、データ取得装置100をドローン(Drone、ラジオコントロール式の小型無人飛行機)に設置しておき、ユーザがドローンを操作して橋梁の構成部分に近づけるなど、棒を用いる方法以外の方法を用いるようにしてもよい。
なお、撮影部110が、動画像を撮影するようにしてもよいし、静止画像を撮影するようにしてもよい。撮影部110が動画像を撮影する場合、ユーザは、撮影部110の画像を確認しながらデータ取得装置100を橋梁の構成部分に近づけることができる。
In order to position the
The photographing
音取得部120は指向性を有するマイクを含んで構成され、橋梁の構成部分から発せられた音を取得する。音取得部120は、指向性の方向を撮影部110が撮影を行う方向に合せて設置されている。これにより、音取得部120は、撮影部110が撮影している構成部分が発する音を取得する。
音取得部120は、橋梁を車両が走行したときに構成部分から発せられた音を取得する。あるいは、人(点検作業員の1人)が橋梁の構成部分をハンマーで叩くなどの加振を行い、音取得部120が、この加振によって発せられた音を取得するようにしてもよい。音取得部120は、取得した音を電気信号による音データにて出力する。
音取得部120が取得する音は、橋梁の構成部分に関する異常の判定に用いられる。具体的には、処理装置200は、音取得部120が取得する音を用いて、橋梁の構成部分における損傷の有無及び程度を判定する。
The
The
The sound acquired by the
ここで、上述したように撮影部110が橋梁の構成部分の画像を撮影することで、ユーザが行う近接目視点検を援助することができる。
しかしながら、橋梁に汚れ等が付着している場合、橋梁の目視点検に対する障害となる可能性がある。撮影部110が橋梁の構成部分を撮影する場合も、撮影対象となっている構成部分に汚れが付着していると、点検したい箇所を撮影できない可能性がある。汚れを落とせば橋梁を目視点検することができるが、汚れを落とす作業は点検作業員にとって負担であり、また、汚れを落とす作業に費用及び時間を要する。さらには、橋梁(特に上部構造)が高い位置にある場合など、橋梁に付着した汚れを落とす作業の実施が困難な場合がある。また、たとえ腐食の発生等が認められたとしても、目視では内部の状態が把握できないため、損傷の程度を判断することが困難な場合もある。
Here, as described above, the
However, if dirt or the like adheres to the bridge, it may become an obstacle to visual inspection of the bridge. Even when the
これに対し、橋梁の構成部分の表面のみに錆又は汚れが付着した場合でも、構成部分の固有振動数は、錆や汚れが付着していない場合とほぼ同じである。一方、橋梁の構成部分を止めていたボルトが脱落した場合、又は、橋梁の構成部分に大きなひびが生じた場合など、大きな損傷が生じた場合、構成部分の固有振動数が変化することが考えられる。このことから、橋梁の構成部分の表面に錆又は汚れが付着して目視点検を十分に行えない場合、構成部分の固有振動数を検出することで、構成部分に大きな損傷が生じている可能性を判断するための情報を得られる。すなわち、橋梁点検システム1は、さらに詳細な点検を行うか否かをユーザが判断するための情報を提供することができる。
On the other hand, even when rust or dirt adheres only to the surface of the structural part of the bridge, the natural frequency of the structural part is almost the same as when rust or dirt does not adhere. On the other hand, the natural frequency of a component may change when a large damage occurs, such as when a bolt that stops the component of a bridge falls off, or when a large crack occurs in a component of a bridge. It is done. For this reason, if rust or dirt adheres to the surface of the component part of the bridge and sufficient visual inspection cannot be performed, the component part may be damaged significantly by detecting the natural frequency of the component part. You can get information for judging. That is, the
処理装置200は、データ取得装置100が取得したデータ(撮影部110が撮影した画像を示す画像データ、及び、音取得部120が取得した音を示す音データ)に基づいて、橋梁の点検を支援するための情報を提供する。具体的には、処理装置200は、撮影部110が撮影した画像を表示する。また、処理装置200は、音取得部120が取得した音に基づいて、橋梁の構成部分の異常を判定し、判定結果を表示する。
The
処理装置200は、例えばパソコン(Personal Computer)又はスマートフォンなどの情報処理装置を含んで構成される。
なお、データ取得装置100と処理装置200とが一体に(すなわち、1つの装置として)構成されていてもよいし、別の装置として構成されていてもよい。例えば、処理装置200がスマートフォンを用いて構成されている場合、スマートフォンが備えるカメラ及びマイクを用いてデータ取得装置100が構成されていてもよい。
The
The
表示部210は、例えば液晶パネルなどの表示画面を有し、各種画像を表示する。特に、表示部210は、撮影部110が撮影した画像と、橋梁の構成部分の異常の判定結果とを対応付けて表示する。但し、表示部210は、撮影部110が撮影した画像と、橋梁の構成部分の異常の判定結果とを対応付けて表示する構成は必須ではない。例えば、表示部210が、ユーザ操作に応じて、撮影部110が撮影した画像の表示と、橋梁の構成部分の異常の判定結果の表示とを切り替えるようにしてもよい。
表示部210は、処理装置200の一部として構成されていてもよいし、処理装置200とは別の装置として構成されていてもよい。
The
The
操作入力部220は、例えば表示部210の表示画面に設けられてタッチパネルを構成するタッチセンサなどの入力デバイスを有し、ユーザ操作を受ける。例えば、撮影部110が静止画像を撮影する場合、操作入力部220は、撮影タイミングを示すユーザ操作(シャッター操作)を受ける。
記憶部280は、各種データを記憶する。記憶部280は、処理装置200が備える記憶デバイスを用いて構成される。あるいは、記憶部280が、処理装置200とは別の装置として構成されていてもよい。
The
The
制御部290は、処理装置200の各部を制御して各種機能を実行する。制御部290は、例えば処理装置200が有するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部280からプログラムを読み出して実行することで構成される。
判定基準決定部291は、橋梁の構成部分の異常の判定基準として用いられる判定基準周波数を決定する。具体的には、判定基準決定部291は、構成部分に異常が生じていない場合(通常時)に想定される共振周波数を求め、得られた共振周波数を判定基準周波数として設定する。
The
The determination
判定基準決定部291が、橋梁の構成部分から発せられた音の履歴に基づいて判定基準振動数を決定するようにしてもよい。
例えば、記憶部280は、同一の橋梁の点検が行われる度に、橋梁の構成部分毎に、構成部分が発した音の解析にて得られた固有振動数を蓄積(記憶)しておく。記憶部280が記憶する固有振動数は、音の履歴の例に該当する。
そして、判定基準決定部291は、橋梁の構成部分毎に、記憶部280が記憶している固有振動数の平均値を算出し、得られた平均値を、橋梁の構成部分毎の判定基準振動数に決定する。
The determination
For example, each time the same bridge is inspected, the
Then, the determination
但し、判定基準決定部291が固有振動数から判定基準振動数を求める方法は、固有振動数の平均値を算出する方法に限らない。例えば、判定基準決定部291が、固有振動数の平均値に代えて、最頻値(Mode)又は中間値(Median)を算出するようにしてもよい。あるいは、判定基準決定部291が、記憶部280が記憶している固有振動数のうち、最大のものから所定数、及び、最小のものから所定数を除いた残りの平均を算出するようにしてもよい。
なお、記憶部280が記憶する音の履歴は、解析にて得られた固有振動数の蓄積に限らず、固有振動数を求めることができるデータの蓄積であればよい。例えば、記憶部280が、橋梁の構成部分毎に、構成部分が発した音を音データにて記憶しておくようにしてもよい。
However, the method by which the determination
The sound history stored in the
あるいは、点検対象の橋梁が有する複数の構成部分が同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさを有している場合、判定基準決定部291が、これらの構成部分のうち、代表の構成部分とされている構成部分についてのみ判定基準振動数を決定するようにしてもよい。この場合、記憶部280は、同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分のうち、代表の構成部分とされている構成部分についてのみ、音の履歴を記憶すればよい。
Alternatively, when a plurality of constituent parts included in the bridge to be inspected have the same material, the same shape, and the same size, the determination
あるいは、判定基準決定部291が、前記同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分の各々から発せられた音に基づいて判定基準振動数を決定するようにしてもよい。
例えば、点検対象の橋梁が鋼鈑桁橋である場合、鋼鈑桁橋は、通常、主桁ウェブが主桁上フランジ、主桁下フランジ及び補剛材で区切られた構成部分を複数有しており、これら複数の構成部分は、同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさで構成されている。音取得部120は、これら構成部分の各々について、構成部分が発する音を取得する。
そして、判定基準決定部291は、音取得部120が取得した音の解析(構成部分が発した音の解析)にて得られた固有振動数の平均値を算出し、得られた平均値を、橋梁の構成部分毎の判定基準振動数に決定する。
Alternatively, the determination
For example, when the bridge to be inspected is a steel girder bridge, the steel girder bridge usually has a plurality of components in which the main girder web is divided by a main girder upper flange, a main girder lower flange, and a stiffener. The plurality of constituent parts are made of the same material, the same shape and the same size. The
Then, the determination
但し、判定基準決定部291が固有振動数から判定基準振動数を求める方法は、固有振動数の平均値を算出する方法に限らない。例えば、判定基準決定部291が、固有振動数の平均値に代えて、最頻値(Mode)又は中間値(Median)を算出するようにしてもよい。あるいは、判定基準決定部291が、音取得部120が取得した音の解析にて得られた固有振動数のうち、最大のものから所定数、及び、最小のものから所定数を除いた残りの平均を算出するようにしてもよい。
However, the method by which the determination
固有振動数検出部292は、音取得部120が取得した音を解析して構成部分の固有振動数を検出する。具体的には、固有振動数検出部292は、音取得部120が取得した音をスペクトル解析する。固有振動数検出部292が、音のスペクトル解析を行うアルゴリズムとして、例えばFFT(Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換)など公知のアルゴリズムを用いることができる。そして、固有振動数検出部292は、得られた周波数スペクトルのうち所定の条件以上に大きい周波数成分を固有振動数として検出する。
The natural
例えば、固有振動数検出部292は、得られた周波数スペクトルから、周波数成分が最も大きい周波数を、固有振動数として検出する。
あるいは、固有振動数検出部292が複数の振動モードについて固有振動数を検出するようにしてもよい。例えば、固有振動数検出部292が、得られた周波数スペクトルから、周波数成分が大きい順に所定数(例えば3つ)の周波数を固有振動数として検出するようにしてもよい。
For example, the natural
Alternatively, the natural
あるいは、固有振動数検出部292は、固有振動数のおおよその値が既知である場合、この周波数のおおよその値の付近で最も周波数成分が大きい周波数を固有振動数として検出するようにしてもよい。例えば、判定基準決定部291が判定基準振動数を決定済みである場合、固有振動数検出部292は、この判定基準振動数を中心とする所定の周波数幅の範囲内(例えば、プラスマイナス10ヘルツ(Hz)以内)で周波数成分が最も大きい周波数を、固有振動数として検出する。判定基準決定部291が、判定基準振動数を1つのみ決定している場合、判定基準決定部291は、この判定基準振動数に基づいて固有振動数を1つ検出する。一方、判定基準決定部291が、振動モード毎に判定基準振動数を決定している場合、判定基準決定部291は、これらの判定基準振動数に基づいて振動モード毎に固有震度数を検出する。
Alternatively, when the approximate value of the natural frequency is known, the natural
判定部293は、固有振動数検出部292が検出した固有振動数と、判定基準決定部291が決定した判定基準振動数とを比較して、橋梁の構成部分の異常を判定する。
具体的には、判定部293は、固有振動数検出部292が検出した固有振動数を、判定基準決定部291が決定した判定基準振動数から減算して、判定基準振動数からの低下量を算出する。そして、判定部293は、得られた低下量と閾値とを比較し、固有振動数が閾値以上に低下していると判定した場合、異常有り(異常を検出した)と判定する。一方、固有振動数が閾値以上には低下していない(固有振動数が低下していない、または、固有振動数の低下量が閾値以下である)と判定した場合、判定部293は、異常なし(異常を検出していない)と判定する。
The
Specifically, the
ここで、橋梁の構成部分に関する異常が生じると、構成部分が振動する際の拘束が小さくなり、固有振動数が低下することが考えられる。例えば、現在、点検対象となっている構成部分(以下、点検対象の構成部分と称する)と他の部分とを溶接した溶接個所の近傍に亀裂が生じた場合、振動の際の節(固定部分)であった溶接個所で構成部分がある程度動くようになり、これによって固有振動数が低下することが考えられる。そこで、判定部293が固有振動数の低下を検出することで、構成部分に関する異常を検出し得る。また、支承において腐食による固着が生じ本来の可動機能が失われると、固有振動数が大きくなることもある。
Here, it is conceivable that when an abnormality relating to the structural part of the bridge occurs, the restraint when the structural part vibrates becomes small, and the natural frequency decreases. For example, if a crack occurs in the vicinity of a welded part where a component currently being inspected (hereinafter referred to as a component to be inspected) and other parts are welded, a node at the time of vibration (fixed portion) It is conceivable that the structural part moves to some extent at the welded part, which causes the natural frequency to decrease. Accordingly, the
あるいは、判定部293が、異常の有無に加えて、あるいは代えて、異常の程度を判定するようにしてもよい。例えば、判定部293は、異常ありと判定した場合に、異常を検出したメッセージと共に、固有振動数の低下量を表示部210に表示させるようにしてもよい。
ここで、橋梁の構成部分に関する異常の程度が大きいほど、固有振動数の低下量が大きくなる可能性がある。例えば、点検対象の構成部分と他の部分とを溶接した溶接個所に亀裂が生じた場合、亀裂の大きさが大きいほど、溶接個所で構成部分が大きく動ようになり、これによって固有振動数の低下量が大きくなることが考えられる。
このように、固有振動数の低下量を、異常の程度を示す指標値として用いることができる。判定部293が、固有振動数の低下量を表示部210に表示させることで、ユーザは、表示された低下量を参照して異常の程度を推定することができる。
Alternatively, the
Here, there is a possibility that the amount of decrease in the natural frequency increases as the degree of abnormality related to the constituent parts of the bridge increases. For example, if a crack occurs at a welded part where the component part to be inspected and another part are welded, the larger the crack, the greater the component part moves at the welded part, which increases the natural frequency. It is conceivable that the amount of decrease increases.
Thus, the amount of decrease in the natural frequency can be used as an index value indicating the degree of abnormality. The
次に、図3を参照して橋梁点検システム1の動作について説明する。
図3は、処理装置200が橋梁の異常を判定する処理手順の例を示すフローチャートである。処理装置200は、音取得部120が点検対象の構成部分に向けられた状態(音取得部120のマイクの指向性の方向が、点検対象の構成部分に向けられた状態)で、同図の処理を行う。なお、図3の処理と並行して、処理装置200は、撮影部110が点検対象の構成部分を撮影した画像を画像データにて取得し、取得した画像を表示部210に表示させる。
図3の説明では、点検対象の構成部分を、単に構成部分と表記する。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in which the
In the description of FIG. 3, the component part to be inspected is simply referred to as a component part.
図3の処理にて、固有振動数検出部292は、構成部分が発した音を示す音データを取得する(ステップS101)。具体的には、車両が橋梁を走行することで、あるいは、点検作業員が構成部分を叩くことによって構成部分が音を発すると、音取得部120が、発せられた音を取得して電気信号の音データに変換する。そして、データ取得装置100は、得られた音データを処理装置200へ送信する。処理装置200が、データ取得装置100から送信された音データを受信すると、固有振動数検出部292は、この音データを取得する。
ステップS101で音取得部120が音を取得する処理は、音取得ステップにおける処理の例に該当する。
In the process of FIG. 3, the natural
The process in which the
次に、固有振動数検出部292は、ステップS101で得られた音をスペクトル解析する(ステップS102)。例えば、上述したように、固有振動数検出部292は高速フーリエ変換(FFT)による周波数解析装置を用いて音のスペクトル解析を行う。
そして、固有振動数検出部292は、ステップS102で得られた周波数スペクトルから構成部分の固有振動数を検出する(ステップS103)。例えば、上述したように、固有振動数検出部292は、得られたステップS102で周波数スペクトルから、周波数成分が最も大きい周波数を固有振動数として検出する。
ステップS102とS103との組み合わせは、固有振動数検出ステップの例に該当する。
Next, the natural
Then, the natural
The combination of steps S102 and S103 corresponds to an example of the natural frequency detection step.
次に、判定部293は、固有振動数検出部292が検出した固有振動数の判定基準振動数からの低下量を算出する(ステップS104)。具体的には、判定部293は、判定基準決定部291が決定した判定基準振動数から、固有振動数検出部292が検出した固有振動数を減算することで低下量を算出する。
例えば、判定基準決定部291は、上述したように判定基準振動数を決定して記憶部280に記憶させておく。そして、判定部293は、記憶部280が記憶している判定基準振動数を読み出す。記憶部280が橋梁の構成部分毎に判定基準振動数を記憶している場合、判定部293は、点検対象の構成部分の判定基準振動数を読み出す。そして、判定基準決定部291は、記憶部280から読み出した判定基準振動数から、固有振動数検出部292が検出した固有振動数を減算する。
Next, the
For example, the determination
なお、判定部293が複数モードの固有振動数に基づいて固有振動数の低下量を算出するようにしてもよい。例えば、記憶部280は、複数の振動モードの各々について判定基準振動数を記憶しておく。また、ステップS103で固有振動数検出部292は、記憶部280が判定基準振動数を記憶している振動モードの各々について固有振動数を検出する。そして、判定部293は、記憶部280が判定基準振動数を記憶している振動モードの各々について、判定基準振動数から固有振動数を減算して低下量を算出し、得られた複数の低下量の平均を算出するようにしてもよい。
Note that the
次に、判定基準決定部291は、ステップS104で得られた低下量が閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS105)。この閾値は、例えば記憶部280が、正の定数にて予め記憶しておく。
ステップS104とS105との組み合わせは、判定ステップの例に該当する。
低下量が閾値よりも大きいと判定した場合(ステップS105:YES)、表示部210は、制御部290の制御に従って、異常を検出した旨のメッセージを表示する(ステップS111)。
ステップS111の後、図3の処理を終了する。
Next, the determination
The combination of steps S104 and S105 corresponds to an example of a determination step.
When it is determined that the amount of decrease is greater than the threshold (step S105: YES), the
After step S111, the process of FIG. 3 ends.
一方、ステップS105で、低下量が閾値以下であると判定した場合(ステップS105:NO)、表示部210は、制御部290の制御に従って、異常を検出していない旨のメッセージを表示する(ステップS121)。
ステップS121の後、図3の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S105 that the amount of decrease is equal to or less than the threshold (step S105: NO), the
After step S121, the process of FIG.
以上のように、判定部293は、橋梁の構成部分から発せられた音から固有振動数検出部292が検出した固有振動数と、判定基準振動数を比較して、構成部分に関する異常を判定する。
このように、判定部293が、構成部分に関する異常を音に基づいて判定することで、橋梁点検システム1は、目視点検以外の方法で橋梁の状態に関する情報をユーザに提供することができる。
例えば、橋梁の構成部分の表面に錆又は汚れが付着しており、ユーザ(点検作業員)が目視点検を十分に行えない場合、橋梁点検システム1は、この構成部分についてさらに詳細な点検を行うか否かをユーザが判断するための情報を提供することができる。
As described above, the
Thus, the
For example, when rust or dirt adheres to the surface of a component part of the bridge and the user (inspection worker) cannot sufficiently perform a visual inspection, the
ここで、橋梁の構成部分に加速度センサを設置して固有振動数を求める方法も考えられる。しかしながら、この方法では、構成部分毎に加速度センサの設置及び取り外しを行う必要がある。構成部分の数が多い場合、構成部分毎に加速度センサの設置及び取り外しを行うことは現実的でない。
これに対し、橋梁点検システム1では、音の測定にて固有振動数を求めるので、構成部分に加速度センサを設置する必要がなく、また加速度センサを取り外す必要もない。この点で、橋梁点検システム1によれば点検作業員が加速度センサの取り付け及び取り外しを行う負担を軽減させることができる。
Here, a method of obtaining the natural frequency by installing an acceleration sensor in the structural part of the bridge is also conceivable. However, in this method, it is necessary to install and remove the acceleration sensor for each component. When the number of components is large, it is not realistic to install and remove the acceleration sensor for each component.
On the other hand, in the
ここで、橋梁の構成部分の固有振動数に代えて、橋梁全体の固有振動数に基づいて異常の有無を判定することも考えられる。しかしながら、この場合、固有振動数が低くなり(例えば、10ヘルツ程度)、固有振動数を正確に検出することが困難な可能性がある。これに対し、橋梁の構成部分の固有振動数を検出する場合、固有振動数が比較的高く、音の解析にて比較的高精度に固有振動数を求め得る。 Here, it is conceivable to determine whether or not there is an abnormality based on the natural frequency of the entire bridge instead of the natural frequency of the constituent parts of the bridge. However, in this case, the natural frequency becomes low (for example, about 10 Hz), and it may be difficult to accurately detect the natural frequency. On the other hand, when detecting the natural frequency of the structural part of the bridge, the natural frequency is relatively high, and the natural frequency can be obtained with relatively high accuracy by sound analysis.
なお、ユーザが、橋梁点検システム1を用いて、橋梁の主桁を全て点検するなど、橋梁の構成部分を全て点検するようにしてもよい。
あるいは、ユーザが、橋の端部など損傷が生じやすい部分のみ、橋梁点検システム1を用いて点検するようにしてもよい。
Note that the user may inspect all the structural parts of the bridge using the
Or you may make it a user check only the part which is easy to produce damages, such as an edge part of a bridge, using the
また、表示部210は、撮影部110が橋梁の構成部分を撮影した画像と、判定部293の判定結果とを対応付けて表示する。
これにより、ユーザは、構成部分の目視による状況と、判定部293による判定結果とを容易に、かつ、正確に対応付けることができ、判定部293による判定結果がどの構成部分の判定結果であるかを把握することができる。例えば、橋梁の構成部分の表面に錆又は汚れが付着しており、この構成部分についてさらに詳細な点検を行うか否かを判断する際、ユーザは、判定部293による判定結果がどの構成部分の判定結果かの対応付けを行う必要無しに、対応関係を把握することができる。この点で、ユーザは、構成部分をさらに詳細に点検するか否かを判断する際に、判定部293による判定結果を容易に参照することができる。
In addition, the
Accordingly, the user can easily and accurately associate the situation of the component portion visually with the determination result of the
また、橋梁の目視点検が義務付けられている場合など、撮影部110を橋梁の構成部分に近づけ、撮影の方向をその構成部分に向ける仕組みが必須である場合、この仕組みを用いて音取得部120もその構成部分に近づけ、指向性の方向をその構成部分に向けることができる。この点で、音取得部120を構成部分に近づけて、指向性の方向をその構成部分に向ける仕組みを別途設ける必要がない。この点で、橋梁点検システム1の製造コストの増加を抑制することができる。また、撮影部110と音取得部120とを別々に構成部分に近づける必要がない点で、ユーザの手間の増加を抑制することができる。
In addition, when a visual inspection of the bridge is required, a mechanism for bringing the photographing
また、判定基準決定部291は、橋梁の構成部分から発せられた音の履歴に基づいて判定基準振動数を決定する。
判定部293は、この判定基準振動数と固有振動数検出部292が検出した固有振動数とを比較することで、固有振動数の変化を検出することができる。固有振動数の変化を検出することで、判定部293は、構成部分に関する異常を判定することができる。
In addition, the determination
The
また、判定基準決定部291は、同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分の各々から発せられた音に基づいて判定基準振動数を決定する。
判定部293は、この判定基準振動数と固有振動数検出部292が検出した固有振動数とを比較することで、他の構成部分と同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさを有しているにもかかわらず、他の構成部分と固有振動数が異なる構成部分を検出することができる。この固有振動数の違いは、例えば構成部分と他の部分とを溶接した溶接個所の近傍に亀裂が生じたなど、構成部分に関する異常に起因すると考えられる。従って、判定部293は、構成部分に関する異常を判定することができる。
In addition, the determination
The
また、橋梁点検システム1は、例えば、鋼鈑桁橋の主桁ウェブ、主桁下フランジ、補剛材及び支承のうち少なくともいずれかの点検に用いることができる。
In addition, the
また、音取得部120は、橋梁を車両が走行したときに構成部分から発せられた音を取得する。これにより、点検作業員は、例えば構成部分をハンマーで叩くなど、構成部分に音を発生させるための作業を行う必要がない。この点で点検作業員の負荷を低減させることができる。
Further, the
次に、図4〜図11を参照して、音の解析に基づく損傷判定に関する実験について説明する。
図4は、第1の実験における加振位置を示す説明図である。同図に示すように、第1の実験では、主桁ウェブ942に、主桁上フランジ943、主桁下フランジ944、中間補剛材945及び端補剛材946を取り付けて構成された主桁941と、ソールプレート947とを結合した鋼製の模型940を用意した。そして、主桁上フランジ943の点P11の位置を木槌で叩くことで模型940を加振し、主桁ウェブ942の領域A11の振動を測定した。領域A11は、主桁ウェブが、主桁上フランジ943、主桁下フランジ944、中間補剛材945及び端補剛材946で区切られた部分である。領域A11の平板1次モード、2次モードが、橋梁上を車両が通過した際に発生する構造物音を発生させる振動モードであることが、非特許文献である土木学会論文集735巻 (2003年),pp131-144に示されている。
Next, an experiment relating to damage determination based on sound analysis will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an excitation position in the first experiment. As shown in the figure, in the first experiment, a main girder constructed by attaching a main girder
領域A11の振動の測定は、加速度計を用いる方法と、主桁ウェブ942の領域A11が発する音を解析する方法との両方で行った。
加速度計を用いる方法では、主桁ウェブ942の領域A11内に加速度計を設置して加速度を測定し、加速度の測定値から算出される振幅をフーリエ変換して振動の周波数スペクトルを取得した。
音を解析する方法では、主桁ウェブ942の領域A11にマイクを近付けて音を取得し、フーリエ変換して音の周波数スペクトルを取得した。主桁ウェブ942とマイクとの距離は約10センチメートル(cm)とした。
The measurement of the vibration in the region A11 was performed by both a method using an accelerometer and a method for analyzing the sound emitted from the region A11 of the
In the method using an accelerometer, an accelerometer was installed in the area A11 of the
In the method of analyzing sound, a microphone was brought close to the area A11 of the
図5は、第1の実験で加速度計を用いて検出された振動の周波数スペクトルを示すグラフである。同図に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数におけるスペクトルの強度を示している。第1の実験では、模型940の加振および加速度センサによる加速度の測定を5回行い、各回で得られた周波数スペクトルをグラフに示している。
同図に示すように、336ヘルツ及び358ヘルツ、また、544ヘルツ及び578ヘルツ、624ヘルツ、663ヘルツで、特にスペクトルの強度が強くなるピークが現れている。
ここで、有限要素モデルを用いた固有振動解析では、領域A11の平板の1次モードを示すモードの固有振動数が265ヘルツと311ヘルツと300ヘルツ前後で2つ表れ、平板2次モードの固有振動数がそれぞれ、433ヘルツ、447ヘルツ、477ヘルツ、495ヘルツと4つ現れることが算出された。このことから、特にスペクトル強度が強くなっている336ヘルツ、544ヘルツは、それぞれ、領域A11の平板1次モード、2次モードの固有振動数である。
FIG. 5 is a graph showing the frequency spectrum of vibration detected using an accelerometer in the first experiment. The horizontal axis of the graph shown in the figure indicates the frequency, and the vertical axis indicates the intensity of the spectrum at each frequency. In the first experiment, excitation of the
As shown in the figure, peaks with particularly strong spectrum appear at 336 hertz and 358 hertz, and at 544 hertz and 578 hertz, 624 hertz, and 663 hertz.
Here, in the natural vibration analysis using the finite element model, two natural frequencies of the mode indicating the primary mode of the flat plate in the region A11 appear around 265 hertz, 311 hertz, and 300 hertz. It was calculated that four frequencies of 433 hertz, 447 hertz, 477 hertz, and 495 hertz appeared, respectively. From this, 336 Hz and 544 Hz with particularly strong spectral intensities are the natural frequencies of the flat plate primary mode and secondary mode of the region A11, respectively.
図6は、第1の実験で音の解析にて得られた振動の周波数スペクトルを示すグラフである。同図に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数におけるスペクトルの強度を示している。実験では、模型940の加振および音の取得を5回行い、各回で得られた周波数スペクトルをグラフに示している。
図5のグラフと図6のグラフとを比較すると、図6のグラフでは、スペクトルの強度は異なるものの、図5の場合と同様、336ヘルツ、544ヘルツのスペクトル強度が強くなっている。
FIG. 6 is a graph showing a frequency spectrum of vibration obtained by sound analysis in the first experiment. The horizontal axis of the graph shown in the figure indicates the frequency, and the vertical axis indicates the intensity of the spectrum at each frequency. In the experiment, the
When the graph of FIG. 5 is compared with the graph of FIG. 6, the spectrum intensity of the graph of FIG. 6 is different, but the spectrum intensity of 336 hertz and 544 hertz is strong as in the case of FIG.
このように、第1の実験では、模型940から発せられる音をフーリエ変換してスペクトルの強度が強い周波数を検出することで、模型940の固有振動数を検出することができた。同様に、橋梁点検システム1を用いて、橋梁の構成部分から発せられる音をフーリエ変換してスペクトルの強度が強い周波数を検出することで、構成部分の固有振動数を検出できると考えられる。
Thus, in the first experiment, the natural frequency of the
図7は、第2の実験における加振位置を示す説明図である。第2の実験でも第1の実験の場合と同じ模型940を用意した。そして、主桁上フランジ943の点P21の位置、点P22で示される取合部を、それぞれ木槌で叩くことで模型940を加振し、模型940の振動を測定した。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an excitation position in the second experiment. In the second experiment, the
模型940の振動の測定では、主桁ウェブ942の領域A11にマイクを近付けて音を取得し、フーリエ変換して音の周波数スペクトルを取得した。主桁ウェブ942とマイクとの距離が約10センチメートルの場合、約20センチメートルの場合、約40センチメートルの場合それぞれについてマイクで音を取得し、音の周波数スペクトルを求めた。
In the measurement of the vibration of the
図8は、第2の実験で主桁上フランジ943の点P21の位置を叩いた場合に得られた振動の周波数スペクトルを示すグラフである。同図に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数におけるスペクトルの強度を示している。線L211は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約10センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。線L212は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約20センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。線L213は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約40センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。
FIG. 8 is a graph showing a frequency spectrum of vibration obtained when the position of the point P21 of the main girder
図8では、主桁ウェブ942とマイクとの距離が異なっても、ほぼ同じ周波数でピーク(スペクトル強度が強い部分)が現れている。橋梁点検システム1を用いて橋梁の構成部分の固有振動数を求める場合も、構成部分とマイクとの距離が一定でなくともほぼ一定の固有振動数を得られると考えられる。
In FIG. 8, even if the distance between the
図9は、第2の実験で取合部(点P22の位置)を叩いた場合に得られた振動の周波数スペクトルを示すグラフである。同図に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数におけるスペクトルの強度を示している。線L221は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約10センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。線L222は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約20センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。線L223は、主桁ウェブ942とマイクとの距離が約40センチメートルの場合の周波数スペクトルを示す。
FIG. 9 is a graph showing a frequency spectrum of vibration obtained when the coupling part (position of the point P22) is hit in the second experiment. The horizontal axis of the graph shown in the figure indicates the frequency, and the vertical axis indicates the intensity of the spectrum at each frequency. Line L221 represents the frequency spectrum when the distance between the
図9でも、主桁ウェブ942とマイクとの距離が異なっても、ほぼ同じ周波数でピーク(スペクトル強度が強い部分)が現れている。橋梁点検システム1を用いて橋梁の構成部分の固有振動数を求める場合も、構成部分とマイクとの距離が一定でなくともほぼ一定の固有振動数を得られると考えられる。
また、図8のグラフと図9のグラフとを比較すると、ピークの周波数が異なっているものの、図9のグラフでは、中間補剛材945及び端補剛材946の固有振動数がピークの周波数に現れていると考えられる。
In FIG. 9, even if the distance between the
Further, when the graph of FIG. 8 is compared with the graph of FIG. 9, although the peak frequency is different, in the graph of FIG. 9, the natural frequency of the
このように、第2の実験では、異なる部分それぞれの固有振動数を得られた。橋梁点検システム1を用いて、橋梁の構成部分の固有振動数を検出する場合も、構成部分それぞれの固有振動数を検出できると考えられる。その際、指向性の強いマイクを用いて点検対象の構成部分にマイクを用いることで、点検対象の構成部分が発する音を選択的に取得し、固有振動数を検出できると考えられる。
Thus, in the second experiment, the natural frequencies of the different portions were obtained. Even when the
図10は、第3の実験での加振位置及びボルトを外した様子の説明図である。第3の実験でも第1の実験の場合と同じ模型940を用意した。そして、第3の実験では、ボルト951、952、953及び954のうちの一部または全部を外した状態で主桁上フランジ943の点P31の位置を木槌で叩くことで模型940を加振し、主桁ウェブ942の領域A11の振動を測定した。
領域A11の振動の測定は、主桁ウェブ942の領域A11が発する音を解析する方法で行った。具体的には、主桁ウェブ942の領域A11にマイクを近付けて音を取得し、フーリエ変換して音の周波数スペクトルを取得した。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a state where the vibration position and the bolt are removed in the third experiment. In the third experiment, the
The vibration of the area A11 was measured by a method of analyzing the sound emitted from the area A11 of the
図11は、第3の実験で得られた固有振動数の例を示す説明図である。同図では、外したボルトの数が0個の場合〜4個の場合の各々について、得られた固有振動数を示している。具体的にはボルトを外していない場合、ボルト951を外した場合、ボルト951及び952を外した場合、ボルト951、952及び953を外した場合、ボルト951、952、953及び954を外した場合の各々について得られた固有振動数を示している。それぞれ、模型940の加振および音の取得を5回行って固有振動数を5回求め、得られた5つの固有振動数の平均値を示している。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the natural frequency obtained in the third experiment. In the same figure, the obtained natural frequency is shown for each of the case where the number of removed bolts is 0 to 4. Specifically, when the bolt is not removed, when the
図11に示すように、第3の実験では、ボルトを外した状態の方が、ボルトを外さない状態よりも固有振動数が低下している。橋梁点検システム1を用いて橋梁の構成部分に関する異常を判定する場合も、構成部分に関する異常がある場合に固有振動数が低下すると、橋梁点検システム1は異常を検知し得る。
また、図11では、ボルト951及び952を外した場合に、ボルト951のみを外した場合よりも固有振動数が大きくなっている以外は、ボルトを外した数が多くなるほど固有振動数が低下している。橋梁点検システム1を用いて橋梁の構成部分に関する異常を判定する場合も、橋梁点検システム1は、固有振動数の低下の大きさに基づいて異常の程度を判定することができる。
As shown in FIG. 11, in the third experiment, the natural frequency is lower when the bolt is removed than when the bolt is not removed. Even when the abnormality relating to the structural part of the bridge is determined using the
In FIG. 11, when the
なお、制御部290の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Note that a program for realizing all or part of the functions of the
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. .
1 橋梁点検システム
100 データ取得装置
110 撮影部
120 音取得部
200 処理装置
210 表示部
220 操作入力部
280 記憶部
290 制御部
291 判定基準決定部
292 固有振動数検出部
293 判定部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記音取得部が取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出部と、
前記固有振動数検出部が検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定部と、
を備える橋梁点検支援システム。 A sound acquisition unit for acquiring sounds emitted from the components of the bridge on which the vehicle travels;
A natural frequency detector that detects the natural frequency of the component by analyzing the sound acquired by the sound acquisition unit;
A determination unit for comparing the natural frequency detected by the natural frequency detection unit with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the component;
Bridge inspection support system with
前記撮影部が撮影した画像と、前記判定部の判定結果とを対応付けて表示する表示部と、
を備える請求項1に記載の橋梁点検支援システム。 An imaging unit for imaging the component;
A display unit that displays the image captured by the imaging unit in association with the determination result of the determination unit;
The bridge inspection support system according to claim 1, comprising:
前記橋梁点検支援システムは、前記同一の素材、同一の形状かつ同一の大きさの構成部分の各々から発せられた音に基づいて前記判定基準振動数を決定する判定基準決定部を備える
請求項1または請求項2に記載の橋梁点検支援システム。 The bridge comprises a plurality of components of the same material, the same shape and the same size,
The bridge inspection support system includes a determination criterion determination unit that determines the determination reference frequency based on sound emitted from each of the same material, the same shape, and the same size component. Or the bridge inspection support system of Claim 2.
前記構成部分は、前記橋梁の主桁ウェブ、主桁下フランジ、補剛材及び支承のうち少なくともいずれかである
請求項1から4のいずれか一項に記載の橋梁点検支援システム。 The bridge is a steel girder bridge,
The bridge inspection support system according to any one of claims 1 to 4, wherein the component is at least one of a main girder web, a main girder flange, a stiffener, and a support of the bridge.
前記音取得ステップで取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出ステップと、
前記固有振動数検出ステップで検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定ステップと、
を含む損傷判定方法。 A sound acquisition step of acquiring sound emitted from a component part of the bridge on which the vehicle travels;
A natural frequency detection step of analyzing the sound acquired in the sound acquisition step and detecting the natural frequency of the component;
A determination step of comparing the natural frequency detected in the natural frequency detection step with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the component;
Damage determination method including
車両が走行する橋梁の構成部分から発せられた音を取得する音取得ステップと、
前記音取得ステップで取得した音を解析して前記構成部分の固有振動数を検出する固有振動数検出ステップと、
前記固有振動数検出ステップで検出した固有振動数と判定基準振動数とを比較して、前記構成部分に関する異常を判定する判定ステップと、
を実行させるためのプログラム。 On the computer,
A sound acquisition step of acquiring sound emitted from a component part of the bridge on which the vehicle travels;
A natural frequency detection step of analyzing the sound acquired in the sound acquisition step and detecting the natural frequency of the component;
A determination step of comparing the natural frequency detected in the natural frequency detection step with a determination reference frequency to determine an abnormality related to the component;
A program for running
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015229160A JP2017095980A (en) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | Bridge inspection support system, damage determination method and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015229160A JP2017095980A (en) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | Bridge inspection support system, damage determination method and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017095980A true JP2017095980A (en) | 2017-06-01 |
Family
ID=58816946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015229160A Pending JP2017095980A (en) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | Bridge inspection support system, damage determination method and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017095980A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107380420A (en) * | 2017-08-23 | 2017-11-24 | 南京市特种设备安全监督检验研究院 | A kind of vibrative mechanism detection means and method based on unmanned plane mechanical arm |
JP2019031830A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 株式会社構造計画研究所 | Bearing abnormality detector, information system, bearing abnormality detection method, and program |
WO2023214454A1 (en) * | 2022-05-02 | 2023-11-09 | 日本電信電話株式会社 | Monitoring system, monitoring method, and computing device |
-
2015
- 2015-11-24 JP JP2015229160A patent/JP2017095980A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019031830A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 株式会社構造計画研究所 | Bearing abnormality detector, information system, bearing abnormality detection method, and program |
CN107380420A (en) * | 2017-08-23 | 2017-11-24 | 南京市特种设备安全监督检验研究院 | A kind of vibrative mechanism detection means and method based on unmanned plane mechanical arm |
WO2023214454A1 (en) * | 2022-05-02 | 2023-11-09 | 日本電信電話株式会社 | Monitoring system, monitoring method, and computing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5924929B2 (en) | Finger joint damage judgment method | |
JP6954368B2 (en) | Displacement component detection device, displacement component detection method, and program | |
JP7464105B2 (en) | Abnormality estimation device, abnormality estimation method, and program | |
JP2016125229A (en) | Method, program and system for estimating damage state of structure | |
JP2017095980A (en) | Bridge inspection support system, damage determination method and program | |
JP2017071972A (en) | Inspection support method and inspection support system | |
JP4862708B2 (en) | Deterioration degree diagnosis method, deterioration degree diagnosis device, and deterioration diagnosis program | |
US20200292428A1 (en) | State determination apparatus, state determination method, and computer-readable recording medium | |
JP6314359B2 (en) | Method for evaluating changes in natural frequency of railway bridges | |
JP6527368B2 (en) | Deterioration diagnosis method of joint member for road bridge | |
JP2007051873A (en) | Soundness diagnostic method for structure | |
JP5979755B2 (en) | Finger joint damage judgment method | |
JP2004184377A (en) | Identification method and device by noncontact measurement of vibration characteristic of structure | |
JP2006317413A (en) | Preservation system of vehicle traffic structure, and preservation method of vehicle traffic structure | |
JP2019011995A (en) | Rigidity measuring device, rigidity measuring method, and program | |
JP7001173B2 (en) | Diagnostic equipment, diagnostic methods, and programs | |
JP6954369B2 (en) | Vibration measuring device, vibration measuring method, and program | |
WO2019093294A1 (en) | Estimating device, estimating method, and program storing medium | |
JPWO2020183549A1 (en) | Deflection measuring device for structures | |
JPWO2015059956A1 (en) | Structure diagnosis apparatus, structure diagnosis method, and program | |
US20220137003A1 (en) | Structure diagnosis apparatus, structure diagnosis method, and computer-readable recording medium | |
JP2009186385A (en) | Real-time earthquake damage estimation method by shaking mode of elevated bridge and its apparatus | |
JP6404652B2 (en) | Joint inspection system and joint inspection method | |
JP6426568B2 (en) | Crack occurrence diagnosis method and crack occurrence diagnosis program | |
JP6273650B2 (en) | PC sleeper deterioration determination system and PC sleeper deterioration determination method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20181102 |