研究内容

橋梁などの鋼構造物を対象として研究・開発を行っています.ここでは,取り組んでいる研究の概要をご紹介します.
※「山梨大学 研究推進・社会連携機構」でも研究シーズとしての研究概要をご紹介しております.
   研究推進・社会連携機構研究シーズ竹谷 (2019/01/15更新)

 環境発電/Energy Harvesting

 橋梁振動発電/Bridge Vibration Energy Harvesting

近年,橋梁の損傷や劣化を早期に検知することなどを目指して, 振動センサなど各種センサを用いて構造物の応答をセンシングする モニタリングシステムの構築が進められています. しかし,その継続的運用のためには,長期的な電源確保が大きな課題となっています.

この問題を解決するため,これまでその利用が困難とされた橋梁の振動エネルギーに着目して, 振動エネルギーを効果的に吸収し発電する新しい環境発電手法を考案しています. また,研究成果をもとに同調質量系振動発電デバイス(Tuned Mass Generator: TMG)を開発し, 実際の橋梁で適用を行っています.

 振動制御/Vibration Control

 同調質量ダンパー/Tuned Mass Damper (TMD)

橋梁は交通車両や風などの外力によって常に振動をしており, 振動が大きいと騒音問題や疲労損傷の原因になります. そこで,橋梁振動を抑える方法のひとつとして,TMD(同調質量ダンパー/動吸振器)があります. TMDは橋梁の振動に合わせて適切にチューニングすることで,振動エネルギーをダンパーで効果的に吸収できます.

私の研究では,先に述べた環境振動発電の振動制御作用にも着目し,振動制御と発電のバランスを考慮したチューニング方法を提案しています. さらに,提案手法の実用化に向けて,実際に測定した橋梁の振動波形を用いた数値シミュレーションや,実橋梁での検証実験も行っています.

 維持管理/Maintenance

 構造モニタリング/Structural Monitoring

高度経済成長期に建設された多くの橋梁の経年劣化が進行しており, 特に,地方自治体が管理する一般道路橋は予算や人員も限られているため,効率的な維持管理が喫緊の課題となっています. その解決方法のひとつとして,各種センサを設置して橋梁の状態を定量的に判断する構造モニタリングが注目されています.

私は,主に振動センサを利用して橋梁の動的挙動を検知・分析することで,橋梁の状態や交通環境を把握する方法を研究しています. その他,画像データや機械学習の利用など,様々な方面から問題解決に取り組んでいます.

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