構造物 モニタリング 書籍
 

No.1837

 

 

巨大構造物ヘルスモニタリング

〜劣化のメカニズム〜監視技術とその実際まで〜

発刊日:2015年3月  体 裁:B5判 362頁  定 価:28,000円(税抜)

発行:(株)エヌ・ティー・エス  販売:(株)技術情報協会  ISBN:978-4-86043-425-0


 

◎ インフラ構造物の持続再生に必須なモニタリング技術に焦点を当てた1冊。

◎ 高度経済成長期以降に建設された巨大な社会インフラの点検、維持管理、補修・更新に関わる最新の技術動向を応用事例を含めて幅広く詳解!

■ 執筆者 (計57名) 

 藤野 陽三 横浜国立大学先端科学高等研究院 上席特別教授/ 総合科学技術・イノベーション会議戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)プログラムディレクター(内閣府政策参与)
 貝沼 重信 九州大学大学院工学研究院 准教授
 丸山 久一 長岡技術科学大学環境・建設系 特任教授
 貝戸 清之 大阪大学大学院工学研究科 准教授
 木千太郎 一般財団法人首都高速道路技術センター 上席研究員/公益財団法人東京都道路整備保全公社道路部 道路アセットマネジメント推進室長
 岩崎  篤 群馬大学大学院理工学府 准教授
 山田 勝保 独立行政法人都市再生機構住宅経営部保全技術チーム 主査
 根本 祐二 東洋大学経済学部 教授
 岩見 吉輝 国土交通省総合政策局公共事業企画調整課 施工安全企画室長
 古田  均 関西大学総合情報学部 教授
 板生  清 東京大学名誉教授
 小林  彬 東京工業大学名誉教授/一般社団法人次世代センサ協議会 副会長
 新津  靖 東京電機大学情報環境学部 教授
 木村建次郎 神戸大学大学院理学研究科 准教授
 美馬 勇輝 神戸大学大学院理学研究科
 木村 憲明 Integral Geometry Instruments 合同会社 代表
 弓井 孝佳 三井造船株式会社技術開発本部玉野技術開発センター 主任研究員
 森  康成 三井造船株式会社技術開発本部玉野技術開発センター 主任研究員
 星島 一輝 三井造船株式会社技術開発本部玉野技術開発センター 主任研究員
 中田 成幸 三井造船株式会社技術開発本部玉野技術開発センター 主管研究員
 土井 恭二 三井造船株式会社技術開発本部玉野技術開発センター 主管研究員
 小林宏一郎 岩手大学工学部 准教授
 島田 義則 公益財団法人レーザー技術総合研究所レーザー計測研究チーム 主任研究員
 岸  寛人 独立行政法人土木研究所寒地土木研究所技術開発調整監付寒地機械技術チーム 研究員
 仲山 貴司 公益財団法人鉄道総合技術研究所構造物技術研究部トンネル研究室副主任研究員
 仁平 達也 公益財団法人鉄道総合技術研究所構造物技術研究部コンクリート構造研究室副主任研究員
 西山  哲 岡山大学大学院環境生命科学研究科 教授
 菊地 輝行 株式会社開発設計コンサルタント地質部 課長
 和田 秀樹 新日本非破壊検査株式会社メカトロニクス部 次長
 高田 洋吾 大阪市立大学大学院工学研究科 教授
 野波 健蔵 千葉大学大学院工学研究科 特別教授
 山崎 文敬 株式会社イクシスリサーチ 代表取締役
 津田  浩 独立行政法人産業技術総合研究所計測フロンティア研究部門構造物画像診断グループ グループ長
 李  志遠 独立行政法人産業技術総合研究所計測フロンティア研究部門構造物画像診断グループ 主任研究員
 篠田 昌弘 公益財団法人鉄道総合技術研究所構造物技術研究部基礎・土構造研究室主任研究員
 御ア 哲一 西日本旅客鉄道株式会社鉄道本部 課長代理
 江本 茂夫 株式会社ユニロック 代表取締役
 松田  浩 長崎大学大学院工学研究科 教授
 出水  享 長崎大学大学院工学研究科 技術職員
 伊藤 幸広 佐賀大学大学院工学系研究科 教授
 内野 正和 福岡県工業技術センター機械電子研究所 専門研究員
 肥田 研一 株式会社K & T こんさるたんと 代表取締役
 中畑 和之 愛媛大学大学院理工学研究科 准教授
 高本 龍直 愛媛大学大学院理工学研究科
 佐藤 弘行 独立行政法人土木研究所水工研究グループ水工構造物チーム 主任研究員
 長山 智則 東京大学大学院工学系研究科 准教授
 村山 英晶 東京大学大学院工学系研究科 准教授
 坂上  智 富士電機株式会社技術開発本部製品技術研究所計測制御技術開発センター計測ソリューション開発部 主任
 村上 敬三 富士電機株式会社技術開発本部製品技術研究所計測制御技術開発センターシステム基盤技術開発部 主査
 北川 慎治 富士電機株式会社技術開発本部製品技術研究所計測制御技術開発センター計測ソリューション開発部 主任
 江里口 玲 太平洋セメント株式会社中央研究所第2 研究部インフラ保全技術チームチームリーダー
 田村 琢之 飛島建設株式会社建設事業本部エンジニアリング部インフラ・防災グループ 担当課長
 佐藤 大輔 株式会社コンステック技術研究所 主任研究員
 稲田  裕 清水建設株式会社技術研究所 主任研究員
 今川 博之 大阪ガスエンジニアリング株式会社エンジニアリング技術本部 取締役/プラント技術部長
 岡田 猛志 大阪ガス株式会社導管事業部導管部技術開発チーム
 渡辺  豊 ルーチェサーチ株式会社 代表取締役

■ 目  次


第1編 構造物劣化のメカニズムと対応策の現状

第2編 モニタリングのための要素技術動向

第3編 検査デバイス開発と適用事例


◇第1編 構造物劣化のメカニズムと対応策の現状 ◇

総 説 インフラ構造物の維持管理・長寿命化の重要性 (藤野 陽三)
  1 はじめに
  2 インフラの特徴
  3 インフラのマネジメント
  4 高速道路インフラの状況
  5 アメリカの教訓
  6 長寿命ものを作るべき時代
  7 おわりに

第1章 構造物劣化メカニズム

第1節 鋼構造物の劣化メカニズム (貝沼 重信)
  1 はじめに
  2 疲 労
  3 腐 食

第2節 コンクリート構造物の劣化メカニズム (丸山 久一)
  1 はじめに
  2 劣化の要因
  3 劣化のメカニズム
  4 おわりに

第2章 社会インフラ構造物の維持管理

第1節 インフラマネジメントの観点から求められるモニタリングデータの活用法 (貝戸 清之)
  1 はじめに
  2 インフラマネジメントにおけるモニタリング
  3 長期時系列モニタリングデータの活用
  4 おわりに

第2節 予防保全型管理による点検と健全度診断 (木 千太郎)
  1 はじめに
  2 道路橋の点検
  3 健全度診断
  4 おわりに

第3節 リスクベースメンテナンスによる保全計画の最適化 (岩崎 篤)
  1 はじめに  
  2 リスクベースメンテナンスとは
  3 リスク評価手法
  4 モニタリングの役割と現状

第4節 集合住宅ストックの維持管理への取り組み (山田 勝保)
  1 はじめに
  2 維持管理の体系
  3 保守点検について
  4 修繕について
  5 居住水準の維持・向上
  6 おわりに

第3章 インフラ構造物老朽化対応策

第1節 公共施設等総合管理計画で求められるインフラ老朽化対策の論点 (根本 祐二)
  1 はじめに
  2 第2のピラミッド
  3 政策の転換
  4 総合管理計画のポイント
  5 東洋大学版標準モデル
  6 おわりに

第2節 行政の取り組み─次世代社会インフラ用ロボット開発・導入─ (岩見 吉輝)
  1 はじめに
  2 検討の経緯
  3 省庁連携による検討を開始
  4 実行体制の構築
  5 ロボット技術の公募の開始
  6 現場検証の状況
  7 おわりに

第3節 インフラ構造物維持管理における海外動向 (古田 均)
  1 はじめに
  2 諸外国の動向
  3 構造ヘルスモニタリングの歴史
  4 諸外国での実構造物への構造ヘルスモニタリングの応用
  5 システム同定


◇第2編 モニタリングのための要素技術動向◇

総 説 ヘルスモニタリングの重要性と要素技術最新動向 (板生 清)
  1 構造物も情報発信している
  2 安全・安心科学技術に関する政府の取り組み
  3 ヘルスモニタリングの必要性
  4 最新の要素技術
  5 将来のモニタリング技術の展望

第1章 インフラ構造物のモニタリングに向けた各種センサ,ネットワーク技術の実際 (小林 彬)
  1 はじめに
  2 社会インフラの維持管理とモニタリングシステム開発の考え方
  3 モニタリング用センサ等の開発動向
  4 点検作業とモニタリングとの協調連携
  5 橋梁の劣化損傷のレベル・フェーズとモニタリング
  6 社会インフラモニタリングシステムとセンサネットワーク
  7 予防保全と必要な予知技術
  8 モニタリングシステムの将来像
  9 おわりに

第2章 モニタリング画像の高精度な変位計測技術 (新津 靖)
  1 はじめに
  2 3次元画像計測について
  3 2次元画像計測について
  4 画像相関法(digital image correlation ; DIC)
  5 画像相関法を用いた実稼働中の橋梁の変位計測
  6 簡易な変位モニタリングシステム
  7 まとめ

第3章 非破壊モニタリングのための3次元データ解析技術および装置技術
(木村 建次郎・美馬 勇輝・木村 憲明・弓井 孝佳・森 康成・星島 一輝・中田 成幸・土井 恭二)

第1節 マイクロ波を用いた巨大コンクリート構造物内部の非破壊検査技術
  1 はじめに
  2 レーダにおける3次元映像化の理論
  3 マルチパスリニアアレイレーダ

第2節 磁場を用いたコンクリート中の鉄筋診断技術  
  1 はじめに
  2 磁気映像化における画像再構成の原理
  3 磁場による鉄筋非破壊映像化

第4章 検査・診断技術

第1節 交流インピーダンス法を用いたコンクリート内塩化物濃度の診断技術 (小林 宏一郎)
  1 はじめに
  2 供試体の概要
  3 測定方法
  4 測定結果
  5 塩化物濃度評価式の提案と結果
  6 まとめ

第2節 レーザーによるコンクリート欠陥検査・診断技術 (島田 義則)
  1 はじめに
  2 レーザー振動計測を用いたコンクリート欠陥診断法の原理
  3 コンクリート欠陥検出方法
  4 新幹線橋梁コンクリートの内部欠陥検査
  5 まとめ

第3節 音響カメラを用いた水中構造物点検技術 (岸 寛人)
  1 はじめに
  2 水中構造物点検手法
  3 使用機器
  4 撮影方法
  5 モザイク図の作成
  6 精度の向上

第4節 導電塗料を用いたひび割れ検出技術 (仲山 貴司・仁平 達也)
  1 はじめに
  2 トンネルに用いる導電塗料の仕様と性能
  3 橋梁・高架橋に用いる導電塗料の仕様と性能
  4 おわりに

第5節 画像解析によるひび割れ進行診断技術 (西山 哲・菊地 輝行)
  1 はじめに
  2 ひび割れ幅の変動量を定量化する画像解析手法
  3 現場計測例
  4 まとめ


◇第3編 検査デバイス開発と適用事例◇

第1章 点検ロボット

第1節 管内面検査用ロボット「エルボマスターシリーズ」の開発 (和田 秀樹)
  1 はじめに
  2 エルボマスター開発の背景と装置仕様
  3 エルボマスターシリーズの主な機構
  4 おわりに

第2節 鋼鉄製橋桁向け小型点検ロボット「バイリム」の開発 (高田 洋吾)
  1 はじめに
  2 バイリムの着想と基本設計
  3 バイリムの概要
  4 バイリムの走行性能
  5 おわりに

第3節 高所点検向け無人飛行ロボットの開発 (野波 健蔵)
  1 はじめに
  2 マルチロータヘリ・ミニサーベイヤーの技術の現状
  3 高所点検向け無人ヘリの活用
  4 非GPS 環境下での自律飛行およびミニサーベイヤーの最新技術 5 おわりに

第4節 橋梁鈑桁床版点検ロボット「Rope Stroller」の開発 (山崎 文敬)
  1 はじめに
  2 鈑桁床版近接目視
  3 ワイヤ吊下げ型目視点検ロボットRope Stroller
  4 まとめ

第2章 モニタリング装置

第1節 構造物メンテナンスに向けての変形分布計測技術の開発 (津田 浩・李 志遠)
  1 はじめに
  2 モアレ現象を利用した変形分布計測の原理
  3 火力発電プラントの高温配管の変形分布計測への適用
  4 長大橋のたわみ分布計測
  5 おわりに

第2節 レーザー遠隔探査法によるトンネル覆工剥離検知装置の開発 (篠田 昌弘・御ア 哲一・島田 義則・江本 茂夫)
  1 はじめに
  2 鉄道トンネルの維持管理
  3 開発目的
  4 レーザーによる非接触計測技術の原理
  5 剥離検出アルゴリズム
  6 試作機を用いた山陽新幹線トンネル内における検証試験
  7 軌道走行型のトンネル覆工剥離検知装置の開発
  8 中央通路走行型のトンネル覆工剥離検知装置の開発
  9 まとめ

第3節 光学的全視野計測法によるコンクリート構造物の健全性診断装置の開発
(松田 浩・出水 享・伊藤 幸広・内野 正和・肥田 研一)
  1 はじめに
  2 全視野ひずみ計測装置の概要
  3 デジタル画像相関法を用いた変位,ひずみ計測
  4 スリット応力解放法によるPC 桁の現有応力測定方法
  5 実PC 橋への適用
  6 おわりに

第4節 多点配置した無線加速度センサを用いた構造物の動態可視化とその応用 (中畑 和之・高本 龍直)
  1 はじめに
  2 橋梁の3次元動態可視化システム
  3 歩道橋における動的可視化システムの検証
  4 まとめ

第3章 モニタリングシステム

第1節 陸域観測技術衛星による構造物変位計測と監視システムへの適用 (佐藤 弘行)
  1 はじめに
  2 衛星SAR について
  3 衛星SAR による構造物の変位計測事例
  4 おわりに

第2節 無線センサネットワークを利用した構造モニタリング (長山 智則)
  1 はじめに
  2 モニタリング利用の形態と期待される付加価値
  3 無線モニタリング機能の実現
  4 無線センサを利用した実橋梁モニタリング
  5 無線化による付加価値と今後の展望

第3節 光ファイバセンサを用いたヘルスモニタリングシステムの開発 (村山 英晶)
  1 はじめに
  2 光ファイバセンサの概要
  3 代表的な光ファイバセンサ
  4 ヘルスモニタリングへの適用事例
  5 まとめ

第4節 MEMS 感振センサを用いた構造ヘルスモニタリングシステム (坂上 智・村上 敬三・北川 慎治)
  1 はじめに
  2 構造ヘルスモニタリングシステム
  3 構造ヘルスモニタリングの要素技術
  4 おわりに

第4章 実施・適用例

第1節 RFID 構造物診断技術「WIMO(R)」の開発と適用事例 (江里口玲)
  1 はじめに
  2 非破壊検査技術の現状
  3 RFID 腐食環境検知システムの概要
  4 RFID 腐食環境検知システムの適用事例
  5 RFID 腐食環境検知システムの利用イメージ
  6 おわりに

第2節 FBG 光ファイバセンサを用いたさまざまな建設構造物モニタリング (田村 琢之)
  1 建設構造物における計測・モニタリングの位置づけ
  2 光ファイバセンサの特長と建設分野への適合性
  3 FBG 光ファイバセンサの原理
  4 FBG 光ファイバセンサの適用事例
  5 最後に

第3節 赤外線による構造物調査技術「コンスファインダー」の開発と適用 (佐藤 大輔)
  1 はじめに
  2 機器構成の基本的な考え方
  3 システム開発
  4 実際の構造物による検証 5 まとめ

第4節 清水建設鰍ノおける構造ヘルスモニタリングの研究開発事例 (稲田 裕)
  1 研究開発の取り組み状況
  2 適用事例
  3 今後の展開

第5節 球形貯槽検査ロボットの開発と適用事例 (今川 博之・岡田 猛志)
  1 はじめに
  2 TOFD 法
  3 球形貯槽検査ロボット
  4 溶接線自動追従走行機構
  5 現場走行試験
  6 検査ロボットの現場適用と検査実績

第6節 小型無人機システムを活用した構造物調査への取り組み (渡辺 豊)
  1 開発の経緯
  2 技術概要
  3 適用事例
  4 考 察
  5 課題と今後の展望


※本書に記載されている製品名,サービス名等は各社もしくは各団体の登録商標または商標です。    
なお,本書に記載されている製品名,サービス名等には,必ずしも商標表示〔(R),(TM)〕を付記していません。

 

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