第2016号－09号

コンクリート構造物の維持管理に応用したCIMの構築とその有効活用

コンクリート構造物の維持管理へのCIMの応用の可能性とその有効性について検証

研究目的

コンクリート構造物の塩害劣化シミュレーション

維持管理に応用したCIM＋

コンクリート構造物の維持管理へ応用したCIMの構成

計算と調査結果の比較(飛来塩分)

現地調査

調査地点

風速・風向の測定 飛来塩分の測定

ガーゼアルミ製メッシュ

48

24

100

50

降水を採取

60

単位(mm)

6

計算モデル全体構成

60秒後 200秒後

800秒後400秒後300秒後

計算開始直後

No.1

No.2

No.4

No.7

No.6

No.5

No.3

海側

陸側

構造物の塩害

厳しい気象・波浪条件

CIMに導入する数値シミュレーションの構築とその検証

飛来塩分の数値シミュレーション

構造物

飛来塩分

0 5 10 15風速(m/s)

0 5 10 15風速(m/s)

0 5 10 15風速(m/s)

0 5 10 15風速(m/s)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 5 10 15

地表

面からの

高さ

(m)

風速(m/s)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 5 10 15

地表

面からの高

さ(m

)

風速(m/s)

No.6

調査結果

計算結果

No.1 No.2 No.3

No.4 No.7

橋桁下部

橋桁上部

橋桁上部

橋桁下部

橋桁下部

橋桁下部

計算と調査結果の比較(風速)

0 1 2 3 4

塩分量(g/m2/h)

0 1 2 3 4

塩分量(g/m2/h)

No.60.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 1 2 3 4

地表

面からの

高さ

(m)

塩分量(g/m2/h)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 2 4 6 8

地表

面からの高

さ(m

)

塩分量(g/m2/h)

0 2 4 6 8

塩分量(g/m2/h)

0 2 4 6 8

塩分量(g/m2/h)

調査結果

計算結果

No.1 No.2 No.3

No.5 No.7

橋桁上部

橋桁上部

橋桁上部

橋桁下部

橋桁下部

橋桁下部

長岡技術科学大学 環境社会基盤工学専攻

助教 中村文則

教授 下村 匠

構造物データベース

外部環境作用データベース

数値解析システム

3次元可視化システム

構造物データベース

■材料の特性

■形状・配筋・地形

■点検・補修・補強

気象(日射・気温・湿度・降雨・風)

荷重(自重・風・交通荷重・地震)

特定地域環境(波浪・雪・塩分)

外部環境作用データベース

■構造物への飛来塩分の作用

数値解析システム

■コンクリートの劣化、鉄筋の腐食

■コンクリート中への塩分侵入

可視化システム

■設計図の3次元化

■計算結果の可視化

■点検箇所・結果の表示

点検・補修データ

0

5

10

15

20

25

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

濃度

C (

kg/m

3 )

表面からの距離 (m)

拡散係数D

表面塩分量C0

直径56～80mm

長さ38～195mm

コア試験体

切断間隔

10mm

波浪データ

予測システム

点検データと塩分浸透解析結果との比較

外部環境(気象・波浪)データの効率的な取得

国土交通省港湾局全国港湾海洋波浪情報網

https://nowphas.mlit.go.jp/

外部環境データの効率的に取得・管理する方法の一つとしてデータを自動的に取得するシステムを構築

入力 算定

リアルタイム予測システム

システム全体 Visual Studio2008 (C#)

構造物の劣化に影響する自然環境データ(気象・波浪)を管理

構造物の劣化予測に関係する数値シミュレーションを実施するシステム

構造物の維持管理への適用として点検データを管理できるように拡張

構造物の3次元データ、

劣化予測シミュレーションの結果を可視化

構築環境 可視化システム Visual Studio2008 (C++, OpenGL)

グラフは2006年の1～12月の1年間の波浪条件の表示例波高(上)、波の周期(下)点検(コア供試体)データの入力例

算定

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 4 6 8 10

塩分量

(kg/

m3 )

表面からの距離(cm)

浸透解析

2013年(No.2-1)

2013年(No.2-2)

コア供試体に含まれる塩分量

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 2 4 6 8

塩分量

(kg/

m3 )

表面からの距離(cm)

点検データ(2013年11月)

①浸透塩分解析(示方書)

②浸透解析(2005年点検データ利用)

③浸透解析(2010年点検データ利用)

維持管理に応用したCIM

供用開始時