No.54
令和 3 年 4 月
Apr 2021

84

JB 本四高速の活動

Activity of HSBE

AI 技術を活用したハンガーロープ画像診断技術

AI-based diagnostic imaging for suspender ropes

ハンガーロープ全長全周の変状確認は、目視するにしても、カメラ撮影するにしても、位置等の制約から容易ではありません。そこで、JB 本四高速グループの(株)ブリッジ・エンジニアリングにおいて、ハンガーロープ画像診断システムの開発に取り組んでいます。これは、複数のカメラを搭載した容器（写真-2）をハンガーロープに取付け、昇降させることにより、高精細の近接画像を取得するものです。AI 技術でその画像を診断することにより、変状種別分類（塗膜割れ、剥がれ、発錆等）を効率的に行います。画像診断には均質で明瞭な画像が必要となります。そこで、太陽光等、外部の影響を排除するため、遮光性を保てる容器内に 4 台のカメラを格納し、LED 照明により照度を確保して、全周を同時に撮影しています。AI 技術により取得画像を変状分類した北備讃瀬戸大橋ハンガーロープ表面の例を写真-3 に示します。
昇降ワイヤの動きを位置情報として、画像取得時に記録することにより、撮影位置情報を持った画像データを得ることができます。この画像データの蓄積により、経年変化のより客観的な判断が可能となり、劣化予測のためのデータとすることができます。点検員が膨大な量の画像を処理することは不効率であるため、AI技術を用いた画像解析により、実用的な処理スピードと個人差のない判断が期待できます。
現在、画像撮影設備の更なる効率化、非破壊検査装置との組合せや AI 診断前後の画像加工処理の自動化、AI技術による判定精度の向上に取り組んでいます。

It is difficult to detect deterioration in suspender ropes
throughout their entire length and circumference by close
visual or camera-based inspection because of accessconstraints. Bridge Engineering Co.,Ltd., a group companyof HSBE, is currently working on the development of adiagnostic imaging system for suspender rope inspections.
The imaging system consists of the image acquisition module
equipped with multiple cameras. The module is attached tothe suspender rope, and high resolution images of the surfaceof the suspender rope are acquired throughout its entire length.
Using AI-based image processing, the detected deterioration
is efficiently categorized into typical deterioration categories
such as paint cracking, peeling and rust. The AI-based
diagnostic imaging requires homogeneous and clear images,
and to eliminate the effect of sunlight and otherenvironmental factors, the image acquisition module with its
four cameras is placed in a lightproof box, and images aretaken simultaneously throughout the whole circumference
securing the desired level of light intensity using LED
lighting. An example of an acquired image of a suspenderrope of the Kita Bisan-Seto Bridge is shown in Photo-3.
Camera location data is embedded in the acquired images,
and by analyzing the accumulated images of specificlocations, the progress of long-term deterioration is
objectively monitored, and the accumulated data serves as thebasic data for deterioration prediction. Unlike manual image
processing by inspectors, the AI-based processing enables
efficient diagnosis for suspender ropes with practicalprocessing speeds and improves consistency by eliminating
human error or variations in judgement.
The following developments and improvements are now
being considered with a view to practical application:
improvement of the image acquisition module, integration
with existing non-destructive inspection devices, automationof image processing and accuracy improvement of AI-baseddiagnosis.

写真－1 北備讃瀬戸大橋の調査
Photo-1 Test in the Kita BisanSeto Bridge

写真－2 カメラ容器（内部）Photo-2 Image acquisition module

写真－3 画像 AI 診断状況
Photo-3 AI-based diagnostic
imagingNo.55

国内プロジェクト

Project in Japan気仙沼湾横断橋完成（宮城県内の復興道路が令和 3 年 3 月 6 日全線開通）

Kesennuma Bay Crossing Bridge(Reconstruction road opened on March 6th, 2021)

東日本大震災からの復興に向けたリーディングプロ
ジェクトとして、国土交通省が中心となって整備を進めている復興道路・復興支援道路の路線全長 550km のうち、宮城県内では復興道路「三陸沿岸道路、延長126km」の最終開通区間となる「気仙沼道路（気仙沼港IC～唐桑半島 IC、延長 7.3km、令和 3 年 3 月 6 日開通）」の中で、東北地方有数の水揚げ量を誇る気仙沼港に位置する気仙沼湾を横断するのが、「気仙沼湾横断橋（愛称：かなえおおはし）」です。
気仙沼湾横断橋は全長 1,344m で、陸上部 664m 及び海上部（斜張橋部）680m から構成されます。このう
ち斜張橋部は、支間長 360m の 3 径間連続鋼斜張橋です。
海上部（斜張橋部）の上部工における、主桁最終ブロックの施工（いわゆる「閉合作業」）が、昨年 5 月に主塔 2 基の間の中間地点で行われました。航路規制を伴う「主桁吊り上げ」は、令和 2 年 5 月 23 日（土）の夜間に実施し、主桁吊り上げ後、約 1 ヶ月にわたって前後の桁との高さを徐々に調整し、6 月 21 日（日）に「主桁閉合完了」を迎えました。新型コロナウィルス感染症拡大防止の観点から、限られた地元関係者のみによる、橋梁上での「記念写真撮影」と「記念プレート設置」が行われました。
本橋を含む気仙沼道路の開通により、三陸沿岸道路は宮城県内全線が開通することとなり、東日本大震災の津波浸水想定区域を回避したルート、市街地や防災拠点へのアクセスを目的としたインターチェンジの配置により、大規模災害発生時の迅速な避難や支援活動が可能となり、防災面で大きな効果が期待されます。
宮城県内の三陸沿岸道路における最終開通区間となりますが、事業着手から 10 年という、これまでにないスピードで事業を推進することができたのは、ひとえに用地をご提供いただいた地元の方々、各種調整やご助言をいただいた関係者の方々など、工事に対する多大なご支援とご協力のお陰であり、心より御礼を申しあげます。
（国土交通省 東北地方整備局 仙台河川国道事務所より情報提供して頂きました）

Kesennuma Bay Crossing Bridge (Kanae Ohashi Bridge),
is located in Kesennuma Port in the Tohoku region - a busy
fishing port with a large fish landing volume. The bridge is inthe final section of the 7.3km long Kesennuma Road, linking
Kesennuma Port IC to Karakuwa Peninsula IC, and wasopened on March 6th, 2021. It is part of a reconstructed
126km section of the Sanriku Coastal Road in Miyagi
prefecture, itself part of the total 550km of Reconstruction
Road in the Reconstruction Support Road programme which
was mainly developed by the Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism (MLIT) in response to the Great East
Japan Earthquake in 2011.
The Kesennuma Bay Crossing Bridge has a total lengthof 1,344m, and comprises a 680m long cable stayed bridge
and a 644m long viaduct. The cable stayed bridge is a threespan continuous steel bridge with a main span length of 360m.
The last section of main girder of the bridge was installedin May 2020 at the center of the main span. The lifting of thegirder required closure of the navigation route below thebridge and was implemented at night on May 23rd 2020.
Following installation, the height of girder was incrementallyadjusted over a period of a month, and the main girder was
finally closed on June 21st.“Commemorative plate ceremony”
and “photo session” on the bridge was only by attended by
local dignitaries to limit the risk of coronavirus infection.
The opening of the bridge and the Kesennuma Road will
greatly improve disaster prevention and response. The wholeroute of the Sanriku Coastal Road in Miyagi prefecture willsubsequently open, and early evacuation and support will bepossible in the event of large-scale disasters by using thisroute, avoiding tsunami affected areas and with interchanges
giving good access to city areas and disaster prevention bases.
This is the last section of the Sanriku Coastal Road inMiyagi prefecture to be completed, and took only 10 years
since the launching of the project. The project was able to be
carried out at unprecedented speed as a result of the strong
contribution and support from many stakeholders including
local people who provided land, and others who facilitatedcoordination and provided advice - their contribution andsupport were highly appreciated.
(This information was provided by Sendai Office of Rivers
and National Highways, Tohoku Regional Development
Bureau, MLIT.)

写真－4 閉合記念写真撮影
Photo-4 Commemorative photographing on
girder erection completion

写真－5 気仙沼湾横断橋全景
Photo-5 Kesennuma Bay Crossing Bridge

No.55

国内プロジェクト

Project in Japan

岩城橋の工事現況

Iwagi Bridge Construction Progress

岩城橋は、愛媛県越智郡上島町の岩城島と生名島とを結ぶ斜張橋です。岩城島、生名島、佐島及び弓削島の4 島を岩城橋、生名橋及び弓削大橋の 3 橋で結ぶ上島架橋事業の最後の 1 橋として平成 29 年 7 月に起工式が行われ、現在約 3 年半が経過しました。
本橋は、橋長 735m の 5 径間連続鋼・コンクリート混合斜張橋で、主塔はコンクリート製で、高さが 130mを超える国内でも最大級の構造です。
工事は、岩城島側と生名島側とで分割して別業者が施工しており、令和元年 9 月より、主塔からの PC 桁の張出し架設が開始され、さらに令和 2 年 10 月からは、鋼桁の架設が開始しております。10 月 12 日にはFC 船により生名島側中央径間の鋼桁第 1 ブロックの架設が行われました。第 2 ブロック目以降の鋼桁については、桁上に設置されたエレクションノーズと呼ばれる架設桁により行われ、エレクションノーズの上部に設置された 4 基のジャッキから吊り下げた 4 本の鋼ケーブルと鋼桁ブロックとを接続し、吊上げ架設が行われます。
令和 3 年 2 月末現在、生名島側の鋼桁ブロックのうち、7 ブロックの架設が完了し、岩城島側についても、12 月 9 日より鋼桁ブロックの架設が開始されて以降、3 ブロックの架設が完了しており、令和 3 年 8 月には中央径間の鋼桁を閉合させる計画で工事が進められております。その後、斜材の張力調整、橋面工等をへて、令和 4 年 3 月末の完成を目指し工事が進められております。
（愛媛県より情報提供して頂きました）

The Iwagi Bridge is a cable-stayed bridge which connects
Iwagi Island and Ikina Island in Ehime Prefecture. Theconstruction has been in progress for over three and a halfyears since the commencement ceremony in July 2017, and itis the last bridge of the three bridges forming the Kamijima
Link Project (The outline of the project was reported in theNewsletter No.68).
The bridge is a five-span continuous steel-concrete hybrid
cable-stayed bridge with a total length of 735m, and theconcrete main towers are over 130m high and amongst thetallest bridge towers in Japan.
The construction has been progressing on both the Iwagi
and the Ikina sides of the crossing, and cantilever erection ofPC (pre-stressed concrete) girder started in September 2019,and steel girder erection started in October 2020. On October
12th, the first steel box girder segment in the Ikina side in thecenter span was lifted into place by floating crane. Afterinstallation of the second girder segment, the subsequent
girder segments have been installed using a temporary
erection beam (called an “erection nose”) placed on theleading end of the girder. Girder segments are connected to 4
hydraulic jacks mounted on the erection nose using steel
wires, and lifted into position.
As of the end of February 2021, seven girder segments
had been installed on the Ikina side and three on the Iwagi
side. The final girder segment installation in the center spanis scheduled for August 2021. Following stress adjustment ofstay cables, deck pavement etc., bridge completion isscheduled for the end of March 2022.
(This information was provided by Ehime Prefecture.)

写真－6 鋼桁架設の様子
Photo-6 Steel girder erection

図－1 岩城橋一般図及び位置図
Fig.1 Iwagi Bridge

写真－7 岩城橋全景
Photo-7 Iwagi Bridge

No.55

海外プロジェクト

Overseas Project

トルコ オスマン・ガーズィー橋
アクティブマスダンパーの性能確認試験を実施

Osman Gazi Bridge in Turkey - Performance testof active mass damper in towers

2020 年 11 月，トルコ共和国のオスマン・ガーズィー橋(写真－8)において，主塔に設置されているアクティブマスダンパー(以下，AMD。写真－9)の性能確認試
験が実施されました。オスマン・ガーズィー橋は 2016年の供用開始から 4 年が経過しています。今回の試験は AMD の維持管理計画の一環として行われました。
AMD は主塔の渦励振による振動を抑える目的で設置されており，海面から約 170m(主塔高さの 70%)の主塔内部にあります。主塔内の設置場所に限りがあることから，小型で軽量なリニアモーター型の AMD が採用されています。AMD は主塔の加速度を常時観測し，5gal 以上の揺れを観測すると自動的に稼働を開始し指定の加速度を下回るまで制振を行う設定となっています。
性能確認試験では，主塔の構造減衰と AMD が与える付加減衰を合わせた減衰率が設計要求を満足しているかの検証を行いました。主塔の振動特性が吊橋完成時から大きく変化している場合には AMD の再チューニングが必要なため，まず AMD を主塔面外曲げ 1 次モードの固有振動数に合わせて強制加振を行い，構造減衰のみによる減衰状況をモニターすることで，主塔の振動特性が吊橋完成時から変化していないことが確認されました。次に，同様の手順で強制加振を行った後，自動制御モードに変更し AMD による付加減衰を計測することで，設計要求を満足する性能であることが確認されました。
（(株)IHI インフラシステムより情報提供して頂きました）

In November 2020, the performance test was undertaken
for the Active Mass Dampers (AMDs) installed in the towersof Osman Gazi Bridge in Turkey (Photo-8 and 9). The test
was planned as a part of the maintenance program 4 years
after the traffic opening in 2016.
The AMDs are installed inside the tower legs at +170m inelevation (70% of total height) in order to mitigate vortexinduced vibration in the tower legs efficiently. Linear motor
type dampers were chosen for their light weight and compact
dimension to fit within the limited spaces inside the towers.
The AMDs contain accelerometers to monitor the movementof the towers and will be automatically activated when theacceleration exceeds a 5 gal (0.05m/s2) threshold.
The purpose of the performance test was to check that thedamping ratio of the tower combining the structural damping
and the additional damping by the AMD fulfills the design
requirements, as otherwise the parameter setting should beadjusted. In the test, AMDs were first activated manually toexcite the movement of the tower in the first out-of-planebending mode. Then, the structural damping was measured
during free vibration and confirmed that the structural
damping of the tower had not changed from the time of bridge
completion. Lastly, the additional damping was measured byactivating the AMD after the forced vibration as detailedabove. In conclusion, it was confirmed that the performanceof the AMDs in mitigating vortex-induced vibration complies
with the design requirement.
(This information was provided by IHI Infrastructure
Systems Co., Ltd..)AMD

写真－8 オスマン・ガーズィー橋
Photo-8 Osman Gazi Bridge

写真－9 リニアモーター型 AMD
Photo-9 Linear motor Active Mass Damper