技術紹介

点検支援技術性能カタログに掲載された技術の紹介— 2023 年度版 —福本伸太郎 *1
Fukumoto Shintaro

2022 年度、当社では 2 件の技術「光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力モニタリングシステム」および「穿孔法による応力測定技術」を国土交通省が策定している点検支援技術性能カタログに申請した。これらは、現場試験や橋梁調査会との複数回の意見交換会における審査を通過し、2023 年 4 月に掲載された。
2 件とも計測・モニタリング技術であり、インフラ構造物（主に橋梁）に対して適用されることを想定している。本稿では、これら 2 件の技術について紹介する。
キーワード：国土交通省点検支援技術性能カタログ、FBG センサ、穿孔法

1. はじめに2. 掲載された技術の概要

国土交通省では、道路構造物の点検の効率化を2023 年度までに性能カタログに掲載された 6 件推進するため、点検に活用可能な技術をとりまとの技術を表 1 に示す。なお、これらの技術は国土めた「点検支援技術性能カタログ・性能確認シー

交通省のホームページより詳細を確認することがト」（以下、性能カタログ）を策定している。本性できる 。

（1）

能カタログは、橋梁やトンネルの点検支援技術の本稿で紹介する「光ファイバ FBG センサを用い性能を示すものであり、国が定めた標準項目に対た無線型応力モニタリングシステム」および「穿孔する性能値を開発者に求め、カタログ形式でとり法による応力測定技術」は、国立大学法人京都大まとめたものである。

学インフラ先端技術コンソーシアム（以下、京大

2022 年 度 に 当 社 単 独 で 2 件 の 技 術 を 申 請 し、コンソ）内において、供用中の橋梁で実証試験を2023 年 4 月の性能カタログに掲載された。また現した実績があり、学会などで積極的に社外 PR を在、IHI グループの技術は、計 6 件掲載されていしているる。本稿では、2022 年度に申請した 2 件の技術、インフラ構造物の維持管理における効率化を図る「光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力モニため、産官学と連携し、各種モニタリング技術のタリングシステム」および「穿孔法による応力測定確立に向けて活動している。

（2）（3）。なお当社は京大コンソにおいて、技術」について紹介する。

*1：計測事業部

計測技術部

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表1
点検支援技術の分類

性能カタログに掲載された技術（2023 年 4 月現在）
技術番号

技術名

画像計測技術BR010029-V0223

非 GNSS 環境型 UAV を用いた橋梁点検支援システム

IHI
IHI 検査計測

開発者名

非破壊検査技術BR020002-V0323

鋼材表面探傷システム

IHI
IHI 検査計測

非破壊検査技術BR020011-V0323

コンクリートビュー

IHI
IHI インフラシステム

非破壊検査技術BR020026-V0023

鋼床版デッキ貫通亀裂点検システム

IHI
IHI 検査計測

計測・モニタリング技術

BR030046-V0023

光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力モニタリングシステム

IHI 検査計測

計測・モニタリング技術

BR030051-V0023

穿孔法による応力測定技術

IHI 検査計測

3. 光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力モニタリングシステム（技術番号：BR030046-V0023）

は、設置時に使用する接着剤の耐久性および設置

本技術はセンサ自体の環境劣化が少ない光ファ

日東電工株式会社と共同開発し、それを使用すイバ FBG（Fiber Bragg Grating）センサを使用して、る。本システムは、これまでひずみゲージなどで鋼橋の着目部位の応力変化（ひずみ、温度計測には困難であった屋外での長期間モニタリングを可よる）を自動計測するシステムである（図 1）。太能とした。図 2 に FBG センサモジュールの外観

陽光パネルおよび二次電池を備えるため、電源がを、図 3 に構成を示す。本 FBG センサモジュール無い現場でも動作可能である。また、無線通信機

は接着剤一体型で、シールタイプになっており、能を備えるため、計測データを遠隔モニタリング取り扱いが容易になっている。

時の作業性が優れた「FBG センサモジュール」をすることができる。さらに、FBG センサについて

図1

光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力モニタリングシステム
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図2

FBG センサモジュールの外観

図3

FBG センサモジュールの構造

4. 穿孔法による応力測定技術（技術番号：BR030051-V0023）で変化しない荷重とされている。活荷重による応本技術は、鋼製の構造部材に小径穴（標準値：－負荷時の計測ができるため、ひずみゲージによf 2mm、深さ 1mm）を穿孔し、その解放ひずみをひる計測で直接的に求めることが可能である。一ずみゲージを使用して計測することで、穴周辺に方、無負荷状態での真値は通常計測できないた

力は、トラックなどによる載荷試験で、無負荷時（4）作用する内在応力を評価する手法である 。ASTM

め、死荷重による応力はひずみゲージなどによる（American Society for Testing and Materials）規格に計測ができず、耐力評価には設計値や FEM（有限のっと則り解析することで、深さ方向の内在応力分布を要素法）解析などから求めた値が用いられる。し評価することが可能である。

かし内在応力を計測できる穿孔法を用いれば、死本技術は、橋梁の耐力評価において適用できる荷重による応力の真値を求めることができ、耐力と考えている。一般に、橋梁耐力は活荷重と死荷評価の精度を向上させることができる。

重により発生する応力で評価される。活荷重は車測定に使用する穿孔装置を図 4 に、死荷重計測両の通過などにより時間とともに変化する荷重で時の装置設置状況を図 5 に示す。また、穿孔箇所あり、死荷重とは構造物の自重のように時間経過には図 6 に示す 3 軸ひずみゲージを用いる。

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図4図5

図6

穿孔装置

死荷重計測時の装置設置状況

穿孔法で使用する 3 軸ひずみゲージ
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参考文献

5. おわりに2022 年 度 に 当 社 単 独 で 2 件 の 技 術 を 申 請 し、

（1） 国土交通省点検支援技術性能カタログ（橋梁・2023 年度性能カタログに掲載された。本稿で紹介トンネル）ホームページ：https://www.mlit.go.jp/

した「光ファイバ FBG センサを用いた無線型応力

road/sisaku/inspection-support/

モニタリングシステム」は、環境劣化の少ない光（2） 西土隆幸、福本伸太郎、鈴木優平、寺岡毅、ファイバデバイスである FBG センサを使用し、さ横山勇気、塩谷智基：穿孔法による死荷重計

らに耐候性のある接着剤と一体型にすることで、測を用いたトラス橋の耐力評価および FBG作業効率を向上させており、電源不要で長期間遠センサによる無線計測モニタリング、土木学隔モニタリングを継続できることが優位な点であ会全国大会年次学術講演会、第 77 巻、2022、る。また「穿孔法による応力測定技術」は、橋梁のpp.CS9-27

耐力評価に適用し、設計値や解析値ではなく、穿（3） 小椋紀彦、福本伸太郎、芳賀尭、稲留靖浩、

孔法による応力測定技術で死荷重による応力の真寺岡毅、横山勇気、塩谷智基：産官学の連携値を得ることができることが優位な点である。

による道路橋を対象とした維持管理システム

2023 年度は「コンクリート床版の内部損傷検知の合理化に向けた活動、土木学会全国大会年における AE 法を用いた弾性波トモグラフィ計次学術講演会、土木学会全国大会年次学術講測」を京都大学、民間数社とともに申請している。

演会、第 77 巻、2022、pp.CS9-28

性能カタログに掲載された技術が、インフラ構造（4） 三上隆男：穿孔法による残留応力測定につい物の点検作業で採用され、効率化・省力化が進めて（ その 1 ）、IIC REVIEW、No.48、2012/10、られることを期待する。

pp.53-65

計測事業部
計測技術部
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FAX. 045-791-3541—

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