(57)【要約】【課題】通過車両の重量が不明な場合でも利用できる支承の健全性評価方法を提供する。【解決手段】  車両が通過するタイミングで橋梁を撮影して少なくとも１個の動画データを生成し、少なくとも１個の動画データに基づいて第１支承の鉛直方向経時変位及び桁方向経時変位と第２支承の鉛直方向経時変位及び桁方向経時変位を算出し、これら経時変位を折れ線グラフ形式で表示部に重ねて表示し、表示された経時変位の挙動パターンに基づいて第１支承及び第２支承の健全性を評価する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部構造と、前記下部構造に設置された第１支承と、前記下部構造に設置されて前記第１支承と橋幅方向に隣り合う第２支承と、前記第１支承に支持されて前記橋幅方向と垂直な方向に延びる第１桁と、前記第２支承に支持されて前記第１桁に対して並列配置された第２桁と、前記第１桁と前記第２桁に掛け渡された床版と、を備える橋梁における第１領域と第２領域を、前記床版の上の路面を車両が通過するタイミングで撮影して少なくとも１個の動画データを生成する動画データ生成ステップと、
前記少なくとも１個の動画データに基づいて、前記第１領域における第１可動点の鉛直方向における第１経時変位と、前記第１可動点の桁方向における第２経時変位と、前記第２領域における第２可動点の前記鉛直方向における第３経時変位と、前記第２可動点の前記桁方向における第４経時変位と、を算出する変位算出ステップと、
前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で表示部に重ねて表示する表示ステップと、
前記表示部に表示された前記第１〜第４経時変位の挙動パターンに基づいて前記第１支承及び前記第２支承の健全性を評価する評価ステップと、を含み、
前記第１可動点は前記第１支承における支承上部又は前記第１桁における任意の箇所であり、
前記第２可動点は前記第２支承における支承上部又は前記第２桁における任意の箇所であることを特徴とする支承の健全性評価方法。
【請求項２】
前記表示ステップにて表示された前記第１〜第４経時変位のうち、大きな変位箇所を含む一部の領域を前記表示部に拡大表示する拡大表示ステップと、
前記拡大表示ステップにて拡大表示された前記第１〜第４経時変位のうち何れか又は全てを、Ｙ軸方向とＸ軸方向の少なくとも何れか一方に位置補正する補正ステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の支承の健全性評価方法。
【請求項３】
前記第１支承及び前記第２支承の健全な経時変位の挙動パターンを基準パターンとしてシミュレーションにより取得する基準データ生成ステップを更に含み、
前記評価ステップでは、前記第１及び第２経時変位の挙動パターンと第３及び第４経時変位の挙動パターンを前記基準パターンと比較することにより前記第１支承及び前記第２支承の健全性を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載の支承の健全性評価方法。
【請求項４】
下部構造と、前記下部構造に設置された第１支承と、前記下部構造に設置されて前記第１支承と橋幅方向に隣り合う第２支承と、前記第１支承に支持されて前記橋幅方向と垂直な方向に延びる第１桁と、前記第２支承に支持されて前記第１支承に対して並列配置された第２桁と、前記第１桁と前記第２桁に掛け渡された床版と、を備える橋梁における第１領域と第２領域を撮影して少なくとも１個の動画データを生成する動画データ生成手段と、
前記少なくとも１個の動画データに基づいて前記第１支承の鉛直方向における第１経時変位及び桁方向における第２経時変位と前記第２支承の前記鉛直方向における第３経時変位と前記桁方向における第４経時変位を算出する経時変位算出部と、
前記第１〜第４経時変位を記憶する記憶部と、
前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で表示する表示部と、
前記第１支承の経時変位と前記第２支承の経時変位の挙動パターンの評価を可能とするために前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で前記表示部に重ねて表示させる表示制御部と、を備え、
前記第１経時変位は、前記第１領域における第１可動点の第１不動点に対する前記鉛直方向における経時変位であり、
前記第２経時変位は、前記第１可動点の前記第１不動点に対する前記桁方向における経時変位であり、
前記第３経時変位は、前記第２領域における第２可動点の第２不動点に対する前記鉛直方向における経時変位であり、
前記４経時変位は、前記第２可動点の前記第２不動点に対する前記桁方向における経時変位であり、
前記第１可動点は前記第１支承における支承上部又は前記第１桁における任意の箇所であり、
前記第１不動点は前記第１支承における支承下部又は前記下部構造における任意の箇所であり、
前記第２可動点は前記第２支承における支承上部又は前記第２桁における任意の箇所であり、
前記第２不動点は前記第２支承における支承下部又は前記下部構造における任意の箇所であることを特徴とする経時変位解析システム。
【請求項５】
操作部を更に備え、
前記表示操作部は、前記第１〜第４経時変位のうち、前記操作部を介した使用者の操作又は前記経時変位算出部が行う画像解析によって特定された大きな変位箇所を前記表示部に拡大表示させることを特徴とする請求項４に記載の経時変位解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁が備える支承の健全性評価方法及びその経時変位解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁は、交通路を構成する上部構造と、支承（固定支承や可動支承）を介して上部構造を支持する下部構造とを備える。支承は荷重による上部構造の変形や地震の揺れ等に追随して鉛直方向に変位可能に構成されており、可動支承の場合は更に、温度変化による上部構造の伸縮や荷重による上部構造の撓み等に追随して桁方向（桁長軸方向）へも変位するように構成されている。  
【０００３】
橋梁の維持管理を進めるうえで、支承の健全性の確認は重要である。例えば、支承が劣化等して鉛直方向への変位が十分でなくなると、橋梁の耐震性が損なわれてしまう。また、可動支承における桁方向の変位が十分でなくなると、支承周辺部の桁等に歪が生じて劣化や破損の原因となる。  
【０００４】
橋梁等の構造物の健全性を評価する方法として種々のものが提案されている。例えば、特許文献１〜４には、構造物に設置したセンサ類により計測した歪みや振動に基づいて構造物の健全性を評価する方法が開示されている。また、特許文献５には、カメラにより撮像された画像データに基づいて車両通過時の撓み量を測定し、測定された撓み量が基準値以内か否かに基づいて健全性を評価する方法が開示されている。更に、特許文献６には、構造物に取り付けられたセンサからのセンサ値に基づいて構造物の経時的な挙動パターンを測定し、これを予め算出しておいた不健全要因別挙動パターンと比較することにより健全性を判定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３２６８０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９０２７０号公報
【特許文献３】特開２０１８−７２１２６号公報
【特許文献４】特開２０１６−７５０９０号公報
【特許文献５】特開２０１1−２５７３８９号公報
【特許文献６】特開２０１８−１７９８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１〜４及び６の方法では、センサ類の設置に手間と費用がかかるうえ、センサ類自体が故障する虞があった。また、センサ類を設置する手間と時間がかかることから、予めセンサ類が設置されていない構造物については健全性を緊急で評価することができなかった。更に、特許文献６の方法では、建造物の挙動パターンを収集して登録しておく必要があり、データ構築に多大な手間がかかるだけでなく、類似構造の構造物であっても挙動パターンが類似するとは限らず、有効性に疑問があった。
【０００７】
特許文献５の方法であればセンサ類の設置は不要であるが、この方法を利用できるのは通過車両の重量が概ねわかっている鉄道橋等に限られ、道路橋のように通過車両の重量が不明な場合には利用することができない。
【０００８】
本発明は、通過車両の重量が不明な場合でも利用できる支承の健全性評価方法及びその経時変位解析システムの提供を目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る支承の健全性評価方法は、下部構造と、前記下部構造に設置された第１支承と、前記下部構造に設置されて前記第１支承と橋幅方向に隣り合う第２支承と、前記第１支承に支持されて前記橋幅方向と垂直な方向に延びる第１桁と、前記第２支承に支持されて前記第１桁に対して並列配置された第２桁と、前記第１桁と前記第２桁に掛け渡された床版と、を備える橋梁における第１領域と第２領域を、前記床版の上の路面を車両が通過するタイミングで撮影して少なくとも１個の動画データを生成する動画データ生成ステップと、前記少なくとも１個の動画データに基づいて、前記第１領域における第１可動点の鉛直方向における第１経時変位と、前記第１可動点の桁方向における第２経時変位と、前記第２領域における第２可動点の前記鉛直方向における第３経時変位と、前記第２可動点の前記桁方向における第４経時変位と、を算出する変位算出ステップと、前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で表示部に重ねて表示する表示ステップと、前記表示部に表示された前記第１〜第４経時変位の挙動パターンに基づいて前記第１支承及び前記第２支承の健全性を評価する評価ステップと、を含み、  前記第１可動点は前記第１支承における支承上部又は前記第１桁における任意の箇所であり、前記第２可動点は前記第２支承における支承上部又は前記第２桁における任意の箇所であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る支承の経時変位解析システムは、下部構造と、前記下部構造に設置された第１支承と、前記下部構造に設置されて前記第１支承と橋幅方向に隣り合う第２支承と、前記第１支承に支持されて前記橋幅方向と垂直な方向に延びる第１桁と、前記第２支承に支持されて前記第１支承に対して並列配置された第２桁と、前記第１桁と前記第２桁に掛け渡された床版と、を備える橋梁における第１領域と第２領域を撮影して少なくとも１個の動画データを生成する動画データ生成手段と、前記少なくとも１個の動画データに基づいて前記第１支承の鉛直方向における第１経時変位及び桁方向における第２経時変位と前記第２支承の前記鉛直方向における第３経時変位と前記桁方向における第４経時変位を算出する経時変位算出部と、前記第１〜第４経時変位を記憶する記憶部と、前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で表示する表示部と、前記第１支承の経時変位と前記第２支承の経時変位の挙動パターンの評価を可能とするために前記第１〜第４経時変位を折れ線グラフ形式で前記表示部に重ねて表示させる表示制御部と、を備え、前記第１経時変位は、前記第１領域における第１可動点の第１不動点に対する前記鉛直方向における経時変位であり、前記第２経時変位は、前記第１可動点の前記第１不動点に対する前記桁方向における経時変位であり、前記第３経時変位は、前記第２領域における第２可動点の第２不動点に対する前記鉛直方向における経時変位であり、前記４経時変位は、前記第２可動点の前記第２不動点に対する前記桁方向における経時変位であり、前記第１可動点は前記第１支承における支承上部又は前記第１桁における任意の箇所であり、  前記第１不動点は前記第１支承における支承下部又は前記下部構造における任意の箇所であり、前記第２可動点は前記第２支承における支承上部又は前記第２桁における任意の箇所であり、前記第２不動点は前記第２支承における支承下部又は前記下部構造における任意の箇所であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る支承の健全性評価方法によれば、橋梁を撮影して得られた動画データに基づいて支承の経時変位を算出するので、支承の経時変位を完全非接触で精度良く算出することができる。また、算出された経時変位の挙動パターンに基づいて支承の健全性を評価するので、通過車両の重量が不明な場合においても利用できる。更に、相互に隣接する第１及び第２支承の経時変位の挙動パターンに基づいて第１及び第２支承の健全性を評価するので、単一の支承の経時変位の挙動パターンに基づいて評価する場合と比較して、高精度な評価が可能となる。
【００１２】
本発明に係る支承の経時変位解析システムによれば、第１支承に係る第１及び第２経時変位と第２支承に係る第３及び第４経時変位をそれぞれ示す変位グラフを重ねて表示させるので、表示された変位グラフの挙動パターンに基づいて第１及び第２支承の健全性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る健全性評価方法の評価対象である支承を備える橋梁の概略図、（ｂ）は（ａ）のＩａーＩａ線矢視図。
【図２】橋梁が備える桁が伸縮する様子を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態に係る支承の経時変位解析システムを示す概略図。
【図４】図３に示す経時変位解析システムが備える処理装置の機能ブロック図。
【図５】実施例において利用した橋梁の概要を説明する図。
【図６】本発明の実施形態に係る支承の健全性評価方法を示すフローチャート。
【図７】実施例における撮影条件を示す表。
【図８】図６のＳ３において実行される解析処理を示すフローチャート。
【図９】図８のＳ４１にてグラフ表示された経時変位の例を示す図。
【図１０】図９に示す変位グラフの一部を拡大して表示した例を示す図。
【図１１】図１０に示す変位グラフを補正して表示した例を示す図。
【図１２】（ａ）は図１１に示すグラフを更に補正して表示した例を示す図、（ｂ）は車線と支承の位置関係を示す概略図。
【図１３】健全な挙動パターンを示す図。
【図１４】不健全な挙動パターンの一例を示す図。
【図１５】図９に示す変位グラフの他の一部を拡大して表示した例を示す図。
【図１６】図１５に示す変位グラフを補正して表示した例を示す図。
【図１７】健全な挙動パターンの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る支承の健全性評価方法及び経時変位解析システムについて説明する。本実施形態における支承の健全性評価方法は、同一の橋脚又は橋台に設置された複数の支承及びその周辺部を撮影し、撮影された動画を画像解析して得られた複数の支承の経時変位の挙動パターンに基づいて各支承の健全性を評価するものである。
【００１５】
ここではまず、健全性評価の対象である支承を備えた橋梁の代表的な構成について簡単に説明する。図１を参照して、橋梁Ａは、下部構造Ｂと、下部構造Ｂに設置された支承Ｃと、支承Ｃを介して下部構造Ｂに支持された上部構造Ｄと、を備える。下部構造Ｂは橋脚や橋台等であって、橋軸方向Ｄ１に沿って複数個配列されている。支承Ｃは各下部構造Ｂ上に複数個ずつ、橋幅方向Ｄ２に沿って配列されて設置されている。上部構造Ｄは、橋軸方向Ｄ１に沿って長尺な複数本の桁Ｅと、桁Ｅの上面に設置される床版Ｆと、を備える。各桁Ｅは橋軸方向Ｄ１に沿って配列された複数個の支承Ｃに掛け渡されて設置されている。床版Ｆは橋幅方向Ｄ２に沿って並列配置された複数本の桁Ｅに掛け渡されて設置され、床版Ｆ上の路面（図示せず）を車両Tが通行する。
【００１６】
支承Ｃとしては、鉛直方向Ｄ３のみに変位可能に構成された固定支承や、鉛直方向Ｄ３に加えて橋軸方向（桁方向）Ｄ１へも変位可能に構成された可動支承があるが、ここでは説明を容易にするために支承Ｃが可動支承（例えば、可動ゴム支承）である場合を例に説明する。なお、支承Ｃの構成は公知であるので詳細な説明は省略する。
【００１７】
このような橋梁Ａにおいて、車両Ｔが路面を通過すると、車両Ｔの重量によって支承Ｃは圧縮され、鉛直方向Ｄ３に変位（沈下）する。また、車両Ｔの重量によって桁Ｅが撓むと、桁方向Ｄ１における桁Ｅの平面視長さ寸法（以下、単に「長さ」という。）が変化（伸縮）する。例えば、図２に示すように、直線状の桁Ｅａ（図２（ａ））が撓むとその長さは短くなる（収縮する）。これに対し、上方に湾曲している桁Ｅｂの場合、下方に撓むと長くなり（伸張する（図２（ｂ）））、上方に浮き上がると短くなる（図２（ｃ））。また、気温変化によっても桁Ｅは伸縮する。このように桁Ｅの伸縮に伴って支承Ｃが変位することによって、上部構造Ｄにおける引張応力や圧縮応力の発生を抑制している。
【００１８】
次に、本実施形態に係る支承の経時変位解析システムについて説明する。図３を参照して、本実施形態に係る経時変位解析システム１は、少なくとも１台のカメラ２と、計測器（図示せず）と、処理装置３と、を備える。カメラ２は、健全性の評価対象となる複数個の支承Ｃ（及びその周辺部）を撮影して動画データを生成するものであって、カメラ２は１台であっても複数台であっても良い。カメラ２が１台の場合には、１台のカメラ２で複数個の支承Ｃを撮影すれば良く、カメラ２が複数台備えられている場合には、各カメラ２で１個ずつ、合計で複数個の支承Ｃを同時に撮影すればよい。
【００１９】
図３に示す例では、２台のカメラ２（２Ａ，２Ｂ）が備えられており、カメラ２Ａで１個の支承Ｃ（支承Ｃ１）を、カメラ２Ｂで別の１個の支承Ｃ（支承Ｃ２）を同時に撮影している。撓みによる桁Ｅの伸縮を検出するには、高倍率（０．１ｍｍ単位の高精度）での撮影が必要となるため、１台のカメラ２で撮影できる範囲は必然的に狭くなる。よって、複数の支承Ｃを高倍率で同時に撮影するためには複数台のカメラ２を用いるのが好ましい。
【００２０】
計測器は、カメラ２による撮影条件（カメラ２Ａ，２Ｂから支承Ｃ１，Ｃ２までの距離、撮影角度（傾斜角と水平角）等）を計測するものであって、例えばレーザ距離計を用いることができる。
【００２１】
処理装置３は、カメラ２により生成された動画データをデータ処理するものであって、図４に示すように、各種プログラムやデータを記憶するための記憶部３１と、処理装置３全体の動作を制御する制御部３２と、液晶ディスプレイ等の表示部３３と、キーボードやマウス等の操作部３４と、を備える。記憶部３１には、解析プログラムが予め記憶されている。また、記憶部３１の所定領域には、カメラ２により生成された動画データ及び計測器による計測値等が格納される。
【００２２】
制御部３２は、解析プログラムに従って解析処理を実行することで、支承Ｃの経時変位を算出して表示部３３に表示させるものであって、操作受付部３２ａ、経時変位算出部３２ｂ、表示制御部３２ｃとしても機能する。操作受付部３２ａは、操作部３４を介して行われた使用者からの操作を受け付ける。経時変位算出部３２ｂは、動画データに基づいて支承Ｃ１，Ｃ２の経時変位を算出する。表示制御部３２ｃは、経時変位算出部３２ｂにより算出された経時変位を表示部３３に折れ線グラフ形式で重ねて表示すると共に、使用者の操作に従って表示部３３の表示を変更（補正）する。
【００２３】
使用者は、上述のようにして表示部３３に表示された経時変位の挙動パターンに基づいて支承Ｃの健全性を評価する。このとき、支承Ｃの健全性の評価は、経時変位の挙動パターンを基準パターンと比較することによって行うのが好ましい。基準パターンとは、桁Ｅ上を大型車両Ｔが通過する際における支承Ｃの鉛直方向Ｄ３及び桁方向Ｄ１における経時変位の健全な挙動パターンであって、桁Ｅや支承Ｃの構造，形状，配置，材質、車線の位置、通過車両の重量等に基づいて、構造力学的に解析（シミュレーション）して取得することができる。
【００２４】
次に、本実施形態の経時変位解析システム１を利用した支承の健全性評価方法について説明する。ここでは発明の理解を容易にするため、道路高架橋が備える支承を評価対象として発明者が行った実施例に沿って説明する。図５に当該道路高架橋の概要を示す。
【００２５】
図６のフローチャートを参照して、使用者はまず、評価対象となる複数個の支承Ｃの各々について、基準パターンをシミュレーションによって取得する（Ｓ１）。このとき、比較対象となる複数個の支承Ｃは、橋幅方向Ｄ２において相互に隣接しているものとする。次に、評価対象となる複数個の支承Ｃ（及びその周辺部）をカメラ２により同時に撮影して動画データを生成するとともに、計測器を用いて撮影条件を計測し、動画データ及び計測器による計測値を記憶部３１の所定領域に格納する（Ｓ２）。
【００２６】
実施例では、図３及び図５（ａ）に示すように、２個の支承Ｃ１，Ｃ２を評価対象とし、２台のカメラ２Ａ，２Ｂを用いて撮影した。即ち、一方のカメラＡで一方の支承Ｃ１及びその周辺部（第１領域）を撮影するのと同時に、他方のカメラ２Ｂで他方の支承Ｃ２及びその周辺部（第２領域）を撮影した。これにより、記憶部３１には支承Ｃ１に関する動画データ及び計測値と、支承Ｃ２に関する動画データ及び計測値が格納されることになる。本実施例における撮影条件は図７の表１に示す通りであった。
【００２７】
次に、使用者は操作部３４を操作して制御部３２に解析処理を実行させる（Ｓ３）。解析処理では、記憶部３１に記憶されている動画データに基づいて支承Ｃ１，Ｃ２の経時変位が算出され、このようにして算出された経時変位が表示部３３に表示される。この解析処理について、図８のフローチャートを参照して具体的に説明する。
【００２８】
解析処理ではまず、対象となる動画データ（ここでは支承Ｃ１に関する動画データ）に基づいて、所定時間ごとの複数の画像データを生成し（Ｓ２１）、当該複数の画像データのうち１個の画像データを基準画像として表示部３３に表示する（Ｓ２３）。基準画像としては、車両Ｔの通過前、即ち車両Ｔの重量が支承Ｃ１，Ｃ２にかかっていない状態のものとする。次に、不動点と可動点の指定を受け付ける（Ｓ２５）。具体的には、使用者が表示部３３に表示された基準画像に基づいて不動点と可動点を決定して操作部３４を介して入力し、操作受付部３２ａがこれを受け付ける。不動点は、下部構造Ｂ又は支承下部（支承Ｃの下部分）における任意の箇所（即ち、桁Ｅの撓み等によっても変位しない部位における任意の箇所）とし、可動点は、上部構造Ｄ又は支承上部（支承Ｃの上部分）における任意の箇所（即ち、桁Ｅの撓み等によって変位する部位における任意の箇所）とする。
【００２９】
以下、支承Ｃ１に係る不動点及び可動点をそれぞれ「第１不動点」及び「第１可動点」といい、支承Ｃ２に係る不動点及び可動点をそれぞれ「第２不動点」及び「第２可動点」いう。本実施例では、橋脚上に第１不動点を設定し、桁Ｅ１の端部に取り付けられた不図示の落橋防止部材上に第１可動点を設定した。
【００３０】
次に、基準画像と後続画像とを比較して支承Ｃの経時変位を算出する。具体的には、まず基準画像とｎ番目の後続画像とを比較して、第１可動点の変位量と第１不動点の変位量を算出し（Ｓ２７）、このようにして算出された第１可動点の変位量と第１不動点の変位量の差（変位差）を算出する（Ｓ２９）。続いて、対応の計測値に基づいて幾何変換を行うことによって第１可動点の鉛直方向Ｄ３における変位量（鉛直方向変位量）及び桁方向Ｄ１における変位量（桁方向変位量）を算出し、これを記憶部３１に格納する（Ｓ３１）。なお、基準画像と後続画像との比較によって変位量を算出する方法は、例えば特許文献５に記載があるように公知であるので詳細な説明は省略する。
【００３１】
ｍ個全ての後続画像についてＳ２７〜Ｓ３１の処理が実行されたか否か（ｎ＝ｍか否か）を判定し（Ｓ３３）、処理が実行されていない後続画像がある場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、Ｓ３５にてカウンタｎをカウントアップし（ｎ＝ｎ＋１）、Ｓ２７へ戻り次の後続画像について上述の処理を繰り返す。一方、全ての後続画像についてＳ２７〜Ｓ３１の処理が完了したら（Ｓ３３：ＹＥＳ）、Ｓ３９へ移行する。
【００３２】
このようにして複数の鉛直方向変位量を算出することで鉛直方向Ｄ３における経時変位（鉛直方向経時変位）が算出され、複数の桁方向変位量を算出することで桁方向Ｄ１における経時変位（桁方向経時変位）が算出される。即ち、支承Ｃの鉛直方向経時変位及び桁方向経時変位は、可動点の経時変位であって、より厳密には不動点に対する可動点の経時変位である。このように不動点に対する可動点の経時変位（即ち、不動点の変位量と可動点の変位量の差である変位差を基に可動点の経時変位）を求めるのは、動画撮影中に発生する微少なぶれ（撮影角の変動）に起因する誤差を補正して、より正確な経時変位を取得するためである。
【００３３】
次に、全ての動画データについてＳ２１〜Ｓ３３の処理が完了したか否かを判定する（Ｓ３９）。本実施例では、支承Ｃ２に関する動画データについては当該処理が完了していないので（Ｓ３９：ＮＯ）、Ｓ２１へ戻り、支承Ｃ２の動画データについて上述のＳ２１〜Ｓ３３の処理を行う。ここでは、Ｓ２５にて橋脚上に第２不動点を設定し、桁Ｅ２の端部に取り付けられた不図示の落橋防止部材上に第２可動点を設定した。
【００３４】
このようにして各動画データについてＳ２１〜Ｓ３３の処理を行うことにより、評価対象である全ての支承Ｃの各々について鉛直方向経時変位と桁方向経時変位を得ることができる。即ち、本実施形態の場合には、支承Ｃ１の鉛直方向経時変位（第１経時変位）及び桁方向経時変位（第２経時変位）と、支承Ｃ２の鉛直方向経時変位（第３経時変位）及び桁方向経時変位（第４経時変位）が取得される。
【００３５】
全ての動画データについてＳ２１〜Ｓ３３の処理が完了したら（Ｓ３９：ＹＥＳ）、全ての経時変位を折れ線グラフ形式で表示部３３に重ねて表示する（Ｓ４１）。本実施例では図９の様に表示され、ここでは支承Ｃ１の鉛直方向経時変位及び桁方向経時変位と支承Ｃ２の鉛直方向経時変位及び桁方向経時変位が変位グラフＰ１〜Ｐ４として表示されている。その後、本処理を終了し、図６のＳ４へ移行する。
【００３６】
図６のＳ４では、表示部３３に表示された経時変位（変位グラフ）のうち、橋梁Ａを大型車両Ｔが通過した際に現れる大きな変位箇所を拡大表示する。この処理は、使用者が変位グラフにおける大きな変位箇所を見つけ、当該箇所を含む領域を操作部３４を介して指定し、このように指定された領域を拡大表示するようにしても良く、或いは制御部３２が所定の画像解析を行うことにより変位箇所を自動的に検出して特定し、当該箇所を含む一部の領域を拡大表示するようにしても良い。本実施例では、図９における領域Ｒ１を図１０のように拡大表示した。
【００３７】
次に、表示部３３における経時変位の表示を補正する（Ｓ５）。これは、経時変位（変位グラフＰ１〜Ｐ４）の何れか又は全てを時間軸方向（Ｘ軸方向）又は／及び変位量方向（Ｙ軸方向）にずらすことにより、支承Ｃ１，Ｃ２の経時変位の挙動をより把握しやすくするものであって、操作部３４を介して行われた使用者の操作に基づいて表示制御部３２ｃが表示部３３の表示を制御することにより実行されても良く、或いは表示制御部３２ｃが予め設定されたアルゴリズムに基づいて表示部３３の表示を自動的に制御することにより実行されてもよい。
【００３８】
ここではまず、変位グラフＰ１〜Ｐ４を時間軸方向に補正する（位置調整する）ことによって、変位グラフＰ１〜Ｐ４の各々が有する変位量方向のピークのタイミングを一致させる。変位量方向のピークとは、最大値と最小値の何れか一方を言い、変位グラフによって異なる。図１０に示す例では、変位グラフＰ１，Ｐ２における変位量方向のピークは最大値であり、変位グラフＰ３，Ｐ４における変位量方向のピークは最小値である。本実施例では支承Ｃ１に係る変位グラフＰ１及びＰ２を右方向にずらすことで、表示部３３の表示が図１０に示すものから図１１に示すものへ補正された。
【００３９】
次に、変位グラフＰ１〜Ｐ４を変位量方向に補正することによって、変位グラフＰ１〜Ｐ４において変動が小さい部分（橋梁Ａを大型車両Ｔが通過した際に現れる大きな変位箇所の周辺部分）を重ね合わせようにする。本実施例では、支承Ｃ１に係る変位グラフＰ１を上方向に補正すると共に、支承Ｃ２に係る変位グラフＰ４を下方向に補正することによって、図１１に示す表示から図１２（ａ）に示す表示へ補正された。
【００４０】
このようにして表示の補正が終了したら、表示部３３に表示されている経時変位の挙動パターンに基づいて支承Ｃ１，Ｃ２の健全性を評価する（Ｓ６）。健全性の評価は、支承Ｃ１の鉛直方向経時変位（グラフＰ１）と桁方向経時変位（グラフＰ２）を組み合わせた挙動パターンと、支承Ｃ２の鉛直方向経時変位（グラフＰ３）と桁方向経時変位（グラフＰ４）を組み合わせた挙動パターンとが、縦軸について相似となっているか否かという観点と、各挙動パターンが橋梁の構造から推定される健全時の挙動パターン（即ち、基準パターン）に適合しているか否かという観点から行う。
【００４１】
図１２（ａ）に示す例では、２つの支承Ｃ１，Ｃ２において、同じタイミング及び同じパターンで鉛直方向変位と桁方向変位が見られ、このことから支承Ｃ１，Ｃ２は健全であると推測できる。また、図１３に、本実施例における基準パターンを示す。図１２（ａ）の経時変位が示す挙動パターンは図１３の基準パターンと相関性が高く、支承Ｃ１，Ｃ２は健全であると評価できる。このような健全性の評価は、使用者が目視によって行うことができる。このとき、比較対象となる基準パターンは経時変位と共に表示部３３に表示されてもよく、或いは紙媒体等に印刷されたものであっても良い。
【００４２】
ここで、図１２（ａ）に示す例において支承Ｃ１と支承Ｃ２とで変位量が若干異なるのは、図１２（ｂ）に示すように車線と支承Ｃ１，Ｃ２との位置関係から各支承Ｃ１，Ｃ２への荷重のかかり方が異なるためである。支承Ｃ１の方が支承Ｃ２よりも大きな荷重がかかることが、図１２（ｂ）からわかる。また、同じ車線を通っていても、図中右側の反対車線寄りを通るか図中左側のセンターライン寄りを通るかによっても荷重のかかり方は異なってくる。
【００４３】
一方、仮にＳ５で得られた変位グラフが図１４に示すようなものであった場合、支承Ｃ１と支承Ｃ２とでは経時変位の挙動パターンが相似してなく、支承Ｃ１又は支承Ｃ２の健全性が疑われ、また支承Ｃ２については桁方向Ｄ１への変位が認められないことからも、支承Ｃ２の健全性が疑われる。
【００４４】
このように、本実施形態においては、撮影された動画データを解析して得られた支承Ｃの経時変位の挙動パターンに基づいて支承Ｃの健全性を評価するので、支承Ｃにセンサ類を設置する必要がなく、センサ類の設置に係る手間や費用が不要となるとともに、センサ類の故障によって評価不能となる事態を回避できる。
【００４５】
ここで、図９における領域Ｒ２を拡大表示（図６のＳ４）した結果を図１５に、図１５に示す変位グラフを補正処理（図６のＳ５）した結果を図１６に示す。２つの山があるのは、大型車両が続けて２台通過したことを示す。車両重量の違いにより変位量はそれぞれ異なるが、挙動パターンが図１２（ａ）のものと非常に似ていることが見て取れる。このことからも、支承Ｃの経時変位の挙動パターンは偶発的なものではなく再現性が高いことが確認できる。なお、図１６に対応する基準パターンは図１７に示す通りである。
【００４６】
このように、本実施形態に係る支承の健全性評価方法によれば、現場作業としては、地上に置いたカメラ２を支承Ｃに向け、計測器を用いて撮影条件を計測し、大型車両Ｔが通過する際に動画撮影するだけであり、動画データの解析作業は事務所等で行うことができる。大型車両Ｔが頻繁に通過する場合には撮影時間も数分程度の短い時間で足りるため、撮影の準備作業や撤収作業を含めても極短時間で現場作業を完了できる。また、完全非接触で行えるため、安全かつ効率的に作業ができる。
【００４７】
撮影条件に係る計測値の入力や不動点等の指定は手動により行う必要があるが、画像解析（解析処理）は自動的にまとめて行うことができるので、現場作業と解析作業を合わせた作業時間を考えても、接触式変位計などを設置して計測する場合と比べて大幅に作業時間を短縮できる。
【００４８】
また、挙動パターンに基づいて健全性を評価するため、通過車両の重量が不明な場合においても利用でき、適用範囲が広くなる。実測された挙動パターンを定量化して記録しておけば、定期点検の度に挙動パターンを比較して、劣化の進行状況を統計的に推定することもできる。これにより、支承Ｃの更新計画が立てやすくなり、事前保全により橋梁Ａの長寿命化を進めることができる。
【００４９】
更に、複数個の支承Ｃの変位の挙動パターンに基づいて個々の支承Ｃの健全性を評価するので、面的な挙動について確認でき、単一の支承Ｃの変位の挙動パターンに基づいて当該単一の支承Ｃの健全性を評価する場合と比較して、より精度の高い評価を行うことができる。
【００５０】
ここで、評価対象となる支承Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）が可動式ゴム支承である場合における評価方法の具体例を次に示す。
（評価方法１）桁方向Ｄ１に大きな変位が現れているにも関わらず、鉛直方向Ｄ３に大きな変位がない場合は機能不全とみなす。
（評価方法２）鉛直方向Ｄ３に大きな変位が現れているにも関わらず、桁方向Ｄ１に大きな変位がない場合は機能不全とみなす。
（評価方法３）車線中央部を走行する大型車両Ｔが支承位置を通過する際に複数の支承Ｃにおいて発生する沈下量（鉛直方向Ｄ３の変位量）の比率を、大型車両Ｔの車輪と各支承Ｃとの位置関係に基づいて計算しておく。実測された複数の支承Ｃ間における最大沈下量の比率と比較して、両比率パターンに大きな差異が認められる場合は、一部の支承Ｃに機能不全が疑われる。複数回の計測を行っても同様な傾向が認められる場合には、該当する支承Ｃに機能不全があるものとみなす。
（評価方法４）大型車両Ｔが支承Ｃの前後の桁Ｅを通過する際の変位パターンを構造力学的に解析して健全な場合の基準パターンを個々の支承Ｃについて算定しておく。荷重の違いや走行速度の違いを加味したうえで、実測した挙動パターンと比較し、大きな差異が認められる場合には機能不全を疑う。複数回の計測を行っても同様な傾向が認められる場合には、該当する支承Ｃに機能不全があるものとみなす。
【００５１】
以上、本発明の実施形態に係る支承の経時変位解析システム及びその健全性評価方法について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。
【００５２】
上述実施形態では、２台のカメラ２Ａ，２Ｂを用いて２個の支承Ｃ１，Ｃ２を同時に撮影する場合を例に説明したが、単一のカメラ２で２個の支承Ｃ１，Ｃ２の双方を撮影して動画データを生成してもよく、この場合には支承Ｃ１，Ｃ２の経時変位は同一の動画データに基づいて算出されることになる。即ち、複数個の支承Ｃに係る経時変位は、少なくとの１個の動画データに基づいて算出すれば良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、健全性の判断は使用者が行ったが、制御部３２が自動的に行うようにしても良い。この場合、制御部３２に健全性評価部３２ｄ（図４）として機能させ、健全性評価部３２ｄが所定のアルゴリズムに従って評価すれば良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  経時変位解析システム
２，２Ａ，２Ｂ  カメラ
３  処理装置
３１  記憶部
３２  制御部
３３  表示部
３４  操作部
Ａ  橋梁
Ｂ  下部構造
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２  支承
Ｄ  上部構造
Ｅ  桁
【図１】
2020197052.tif 000003
【図２】
2020197052.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020197052.tif 000006
【図５】
2020197052.tif 000007
【図６】
2020197052.tif 000008
【図７】
2020197052.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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