土木学会インフラマネジメント技術国際展開研究助成

恒久供用されるベイリー橋の耐荷特性の把握と点検手法の検討
および社会インフラ画像診断技術の適用性の検証
長崎大学 大学院総合生産科学域（工学系） 西川貴文
富士フイルム株式会社 菊池浩明・青木恵理
株式会社TTES 菅沼久忠

November 4, 2021 2021年度土木学会インフラマネジメント技術国際展開研究助成 中間報告会

I. 研究の概要
開始年度：2019年度
終了年度：2021年度

研究概要
背景（問題）
 ベイリー橋の維持管理問題【ベイリー橋】• 可搬なトラス形式のプレファブリケーション構造• 部材の運搬や架橋の際に大型重機が不要（低コストで短時間に施工が可能）• 開発途上国では現在も一般の交通基盤（恒久供用）
 重度の腐食 部材結合部のボルトの欠損

 下部構造の変状(Solomon Islands)(Solomon Islands)(Bhutan)(Bhutan) 過積載車両による橋梁の劣化・損傷問題• 求められるハード／ソフト対策• 多くの開発途上国に共通（ベイリー橋に限らず）(Laos)2

研究概要 ［つづき］
 社会インフラ画像診断技術の開発途上国への適用性• 国内（の社会インフラ）を開発フィールド・適用対象（＝前提条件）として開発された高品質な本邦技術• さらなる展開拡大と改良のための実証フィールドの確保• 開発途上国特有の社会インフラ環境や点検関係の法令・法規，現状の点検レベルの把握• データの品質の確保（機器・方法）

目的・方法・対象・体制

Imaging(Laos)① ベイリー橋の耐荷特性の把握❖ 供用環境の調査❖ 実橋計測❖構造解析

ラオス国立大学
公共事業運輸省

Output(Laos)

ラオス
公共事業運輸省およびビエンチャン省管理橋梁② Weigh-In-Motion技術の適用③ 画像診断技術の適用・実証❖ 車両重量、たわみの推定❖ 実証（Weigh bridge化の可能性）❖ 適用環境の評価・（試行的）整備

研究成果・知見の共有（他事業での活用）

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II. 研究活動の進捗状況

ベイリー橋の耐荷特性把握
挙動の把握・分析
 対象橋梁実橋計測 （2019年1月11日 荷重車載荷）（ラオス） 2019年10月9日 荷重車載荷，一般交通下構造形態の異なる３橋（ラオス国道10号線）

Bridge A (Namthon River Br.)South

5Bridge B (Namphanai River Br.) Bridge C (Namyoung River Br.)North

ベイリー橋の耐荷特性把握［つづき］
 動的応答（水平・鉛直振動成分の分析）

Vertical acceleration

交通荷重下の挙動

Horizontal acceleration

 動的応答のリサジュー図形
1st mode

2nd mode

水平方向の応答が顕著考えられる要因

 構造形態（水平剛性）
 劣化・不整（支点・部材変形・舗装）[Study on Static and Dynamic behavior of Bailey bridge, 2019 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics]

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ベイリー橋の耐荷特性把握［つづき］
RAMP留学生

材料の把握・分析
 鋼材採取部材

ラオスのベイリー橋用部材（ストック）から材料試験用の鋼材を採取1646532 引張強度試験結果
Stress-Strain Curve

ユニットモジュールの各部材の材料強度を把握[Full-Scale Load Testing on Static and Dynamic Behaviors of Bailey Bridge, Structural Engineering and Mechanics (Under review)]

7ベイリー橋の耐荷特性把握［つづき］：方法の変更（追加）
耐荷形態の把握・分析

 国内のベイリー橋を用いた検討の追加

Bridge D （国内のベイリー橋）
 構造形式共通・類似した構造形態を有する２橋

Type
Spans
Length [m]共通性

Bridge B （ラオス）

Double Single（DS）

Br. D (Jp)DSSingle
31.8

Br. B (Laos)
DSSingle
28.2

類似性 Bridge B の構造形態・劣化状態

舗装（橋面）

主構部8ベイリー橋の構造特性把握［つづき］
 構造形態の差異に着目した解析的検討（実施中）
水平剛性への斜材の寄与

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舗装（の剛性）の影響

斜材

横梁

Bridge D

Bridge D: Concrete
斜材

横梁

Bridge B

Bridge B: Steel plates

9コンクリートひび割れ検出技術の適用・実証
検討用画像の取得 2020年2月 現地橋梁の撮影（本邦リソース）
一部が黒い床版

橋脚に付着した泥10① 一部に黒い床板があり検出性能に与える影響を調査する必要がある② 橋脚は泥の付着があり、目視点検前に高圧洗浄などが必要

コンクリートひび割れ検出技術の適用・実証［つづき］
試験適用（従来手法）①画像合成処理（セグメントの合成）②ひび割れ検出処理が可能なことを確認した

01

0.1mm程度でも問題なく自動検出できていることを確認
1102

0304

コンクリートひび割れ検出技術の適用・実証［つづき］
ドローン撮影（現地リソース）

2021年10月 ラオスのドローン空撮会社に依頼（JICA現地事業の協力）

現地ドローン空撮会社へ撮影機材・撮影条件を指示して撮影を実施

撮影条件• 離隔距離• カメラ設定（撮像系）

Right side

Left side

G4D3G4G3D2G2

D1

G1G4P2
B2L, B2R

Left side

12

Right side

P1

B1L, B1RG4

コンクリートひび割れ検出技術の適用・実証［つづき］

 撮影品質を確認（実施中） 意図どおり撮影できた
 ドローン静止画での解析結果：23枚の画像を解析しデータが（撮影方法含め）良好であることを確認した【今後のアクション】① 動画撮影によるデータ取得の検討
引き続き、ユーザが設定する撮影パラメータが少なく手間が少ない動画撮影での検討を行う［課題］  静止画と動画の性能差比較⇒ チャートを用いた性能比較を予定
 ひびわれの正解値が無い中での性能評価 ⇒ 性能差を踏まえて点検業務への適用可能性を考察② ラオスでの最適な運用方法の検討
13（①とあわせて）JICAなどから現地で必要とされる点検精度をヒアリング⇒ 現地に適した運用方法を調査

III. 今後の研究活動予定

今後の活動予定
ラオス国立大学① ベイリー橋の耐荷特性の把握

公共事業運輸省② Weigh-In-Motion技術 ⇒ たわみ推定技術の適用
 国内のベイリー橋を主体として本計測（載荷実験）の実施：12月上旬予定• 構造解析モデルの検証・精緻化• 耐荷形態の把握や劣化に着目した分析 ⇒ 維持管理手法に関する考察• 手法の試験適用 ⇒ ラオスのフィールドへの適用性を考察

 現地（ラオス関係者）との連携＋ モザンビークの橋梁技プロとの連携③ 画像診断技術の適用・実証
 動画撮影によるデータ取得の検討
 ラオスでの最適な運用方法検討

いずれの活動もJICAの現地展開事業と協力・連携
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