首都高速道路技術センターは、首都高速道路(株)以外にも国交省、東京都などの鋼橋、RC橋・PC橋の維持・保全に係わる設計業務やアセットマネジメント業務を行っております。

道路保全技術の研究開発

構造技術研究所

点検・調査技術

(1)鋼床版き裂の半自動超音波深傷装置(SAUT:Semi-Automatic Ultrasonic Testing)

重車両が多く通行している鋼床版橋梁では、Uリブとデッキプレートの溶接部から疲労き裂が発生することがあります。このような疲労き裂は鋼材表面から確認できないため、超音波深傷で調査を行います。従来の超音波深傷は1箇所で深触子を細かく動かす必要がありましたが、専用深触子を連続的に移動させることで調査時間を大幅に短縮できるようになりました。検査結果は即時に出力画面に表示され、き裂の発生位置を確認することができます。
【特許取得済/NETIS登録済】

(2)横締めPCグラウト充填調査技術

ポストテンション方式のPC橋梁では、シースにグラウトが十分に充填されていない場合があります。横桁などのPC鋼材の定着部に近接できる部材に対し、衝撃弾性波法でグラウト充填状況を確認します。PC鋼材の定着部をハンマーで打撃し、反対側の定着部に取り付けたセンサーでPC鋼材を伝わった波形を受信します。受信波形を分析することでグラウトの充填程度を判定することができます。【特許取得済】

(3)橋脚水中部調査機器

これまで水中構造物の点検は主に潜水士によって行なっていますが、費用が割高となる課題があります。開発した調査機器はカメラにポールを取り付け、船上から操作することで対象箇所に移動させます。沿岸部や河川部では水の流れが速いこともあるため、カメラ周りに電動スクリューを取り付けることで移動をアシストしています。また、カメラ全面にアクリルボックスを設置し、空気層を設けることで濁った水中でも鮮明な画像を撮影することができます。【特許出願中】

補修・増強技術

(1)UITによる鋼構造物の疲労対策技術

鋼構造物では繰り返し荷重が作用すると、溶接部から疲労き裂が発生することがあります。UITは溶接止端部を直径3mmの金属製の棒で打撃することで鋼材表面に圧縮応力を導入し、き裂の発生を防止します。これまでは予防保全対策として用いられてきましたが、短いき裂に対しても補修効果があることが疲労試験で確認されました。発生したき裂に対しては、グラインダーによる切削除法や鋼板を取り付けることで補修を行なっていましたが、UITを用いることで施工能率が向上し、施工費用を大幅に削減できるようになりました。【特許出願中】

防災技術

(1)支承部材の地震時落下防止技術

支承は地震時に影響を受ける部材の一つです。そのため、地震時に部材の一部が破損して落下することがあります。部材の落下を防止するために、急斜面での落石防止に使われている繊維ネットで支承全体を覆うことにしました。繊維ネットはアイボルトとロープで支承の上下端に固定されており、点検や補修を行う時に取り外しや再設置を容易に行うことができます。部材が飛散してネットに当たった時にネットが破損しないことを衝撃試験で確認しています。【特許出願中】

(2)支承部の地震時損傷検知システム

大地震時には支承の上沓と下沓がはずれて桁がずれ、路面に段差を生じることがあります。断線センサーに接続した鋼製ワイヤーを上沓と下沓の端部に取り付け、相対変位が大きい場合に断線センサーが作動して無線通信で損傷が発生したことを送信します。【特許出願中】

 

デジタル・イノベーション研究所

社会インフラ分野では、経済の成熟化や少子高齢化の社会清勢のなか、構造物の老朽化、熟練技術者の減少等が顕在化してきておりますが、これらに対応していくため、より効率的な構造物の維持管理が求められています。また、増加・激甚化する自然災害への対応や首都直下地震等の巨大地震への備えといった災害対策の重要性も年々高くなってきています。このような状況のなか、(一財)首都高速道路技術センターでは、従来から維持管理の効率化や防災技術の高度化等をテーマとした主に構造技術に関する研究開発を実施し、首都高速道路の維持管理に貢献してまいりました。
一方近年では、国土交通省が推進するi-Constructionに代表されるように、インフラ分野でもICT、AI、IoT、ロボティクスなどの先進テクノロジーを活用したデジタル化が加速してきています。この流れを受け、当センターでは、デジタル分野のさらなる高度化・DXの実現に向けた研究開発の強化を図るため、2021年4月、新たにデジタル・イノベーション(DI)研究所を設立しました。

デジタルトランスフォーメーション(DX)の実現と推進

これまで当センターは、首都高速道路におけるスマートインフラマネジメントシステム(i-DREAMs®)を開発し、データプラットフォームを活用したデジタルツインの実現を推進してきています。
今後はデジタル・イノベーション(DI)研究所において、デジタル化によるインフラマネジメントのさらなる高度化やイノベーションの推進を図り、新たな付加価値を創造していくことを目的として、維持管理BIM/CIMモデルの開発などスマートインフラマネジメントに関する研究、AI等のデジタル技術を活用した調査・診断に関する研究、地震・防災モニタリングシステムの開発等の地畏防災に関する研究など調査・設計から施工、維持管理、運用、防災に至るすべてのフェーズを対象とした研究開発を進めてまいります。なお、主にサイバー(仮想)空間とフィジカル(現実)空間によるデジタルツインの活用を拡大していくDI研究所に対して、これまでの技術研究所は構造技術のさらなる高度化を進める構造技術研究所として組織改編し、相互に連携して研究開発を進めてまいります。

 

 

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