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公開番号2025109356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003189
出願日2024-01-12
発明の名称構造物における残存耐力評価に用いる評価装置、評価方法、生成方法及び学習済モデル
出願人五洋建設株式会社
代理人弁理士法人朝日特許事務所
主分類E01D 22/00 20060101AFI20250717BHJP(道路,鉄道または橋りょうの建設)
要約【課題】桟橋等の構造物における残存耐力を評価する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】機械学習部12は、床版の劣化度、梁の劣化度及び床版に対する外力条件を説明変数とし、床版の損傷状態を目的変数とする教師データを用いた機械学習を行うことで、学習済モデルを生成する。記録部13は、機械学習部12により生成された学習済モデルを記録する。入力部14は、入力項目として評価対象となる床版の劣化度、その床版を支持する梁の劣化度及びその床版に対する外力条件を、記録部13に記録されている学習済モデルに入力する。判定部15は、入力部14による学習済モデルへの入力に応じて得られた床版の損傷状態に基づいて、外力条件に応じた外力を与えたときのその床版の供用可否を判定する。出力部16は、入力部14による学習済モデルへの入力に応じて得られた床版の損傷状態に応じた損傷状態データを出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
構造物における残存耐力評価に用いる評価装置であって、
構造物の床版の劣化度及び前記床版に対する外力条件を説明変数とし、
前記床版に対して前記外力条件に応じた外力を与えたときの当該床版の損傷状態を目的変数とする教師データを用いた機械学習により生成された学習済モデルを記録する記録部と、
入力項目として評価対象となる床版の劣化度及び前記床版に対する外力条件を前記学習済モデルに入力する入力部と、
前記入力部による前記学習済モデルへの入力に応じて得られた前記床版の損傷状態に応じた損傷状態データを出力する出力部と
を備える評価装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記入力部による前記学習済モデルへの入力に応じて得られた前記床版の損傷状態及び配置情報に基づいて、前記外力条件に応じた外力を与えたときの当該床版の供用可否を判定する判定部を備える
請求項１記載の評価装置。
【請求項３】
構造物における残存耐力評価に用いる評価装置であって、
構造物の床版の劣化度、配置情報及び前記床版に対する外力条件を説明変数とし、前記床版に対して前記外力条件に応じた外力を与えたときの当該床版の供用可否を目的変数とする教師データを用いた機械学習により生成された学習済モデルを記録する記録部と、
入力項目として評価対象となる床版の劣化度、配置情報及び当該床版に対する外力条件を、前記学習済モデルに入力する入力部と、
前記入力部による入力に応じて得られた当該床版の供用可否に応じた供用可否データを出力する出力部と
を備える評価装置。
【請求項４】
前記学習済モデルにおける説明変数として、さらに前記床版を支持する複数の支持部材の劣化度と前記配置情報とを含み、
前記入力部は、前記入力項目としてさらに評価対象となる床版を支持する複数の支持部材の劣化度と前記配置情報と、前記複数の支持部材に対する外力条件とを前記学習済モデルに入力する請求項３に記載の評価装置。
【請求項５】
前記説明変数は、前記床版の寸法を含む
請求項１～４のいずれか１項に記載の評価装置。
【請求項６】
前記説明変数は、前記支持部材の寸法を含む
請求項４に記載の評価装置。
【請求項７】
前記説明変数は、前記床版を支持する前記支持部材の数を含む
請求項４に記載の評価装置。
【請求項８】
前記外力条件は、前記床版に対する上載荷重である
請求項１～４のいずれか１項に記載の評価装置。
【請求項９】
前記損傷状態データは、損傷の度合い、損傷の面積又は損傷の面積割合の少なくともいずれか１つを表すデータである
請求項１又は２に記載の評価装置。
【請求項１０】
前記出力部は、
前記損傷状態データとして、複数の床版及び各々の当該床版を支持する複数の支持部材からなる構造を示す構造図に対して、各々の前記床版と前記支持部材のうち少なくとも前記床版の損傷状態をマッピングし、
前記構造図に対して、各々の前記床版の供用可否をマッピングして出力する
請求項１又は２に記載の評価装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の残存耐力を評価するための技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
各種の港湾構造物の中でも、特に桟橋は塩害に対して厳しい環境に置かれており、より適切な維持管理を行っていかなければならないが、劣化した桟橋の残存耐力評価に関する実績は非常に少ない。
【０００３】
このような問題に対しては、詳細調査（詳細点検診断）を実施し、その結果に基づいた構造解析を実施しなければ残存耐力を評価できないのが現状である。詳細点検診断の実施時期は、通常点検診断施設であれば、供用期間中の適切な時期に少なくとも１回、また供用期間の延長時のタイミングである（非特許文献１参照）。
【０００４】
詳細点検診断を実施しても桟橋の残存耐力を評価するためには、桟橋全体系の構造解析を実施する必要があるが、残存耐力を評価しないことも多い。この場合には、桟橋が現状保有する耐力を把握することができないため、補修や補強を行う場合には定量的な効果を確認することができず、原形復旧を前提として元の保有耐力に戻すこととなり合理的ではない。
【０００５】
定期診断のタイミングに関わらず詳細点検診断を実施すれば残存耐力を把握することは
可能である。しかし、そのコストが高く、また点検期間も長期に渡るため、特に民間保有の桟橋においては積極的に実施されていないのが現状である。また、点検から残存耐力評価に至るまでの期間が長期になることから、その間に大きな外力（例えば地震力等）が襲来する可能性も高くなる。さらに詳細点検診断を実施したとしても残存耐力を評価しない場合には、先述したように原形復旧を前提として元の保有耐力に戻すこととなるため、定量的で効果的な補修補強が実施されず、結果的にコストが高くなってしまうことも考えられ、合理的ではない。
【０００６】
以上のことから、より簡易に、早く、安く、残存耐力評価を行う技術が求められている。そこで、非特許文献２では、汎用の構造解析ツールにより桟橋の残存耐力評価を比較的容易に行う手法が提案されている。ただし、これは梁の劣化を対象とした残存耐力評価手法を提案するものであり、床版については対象としていない。
【０００７】
また、鉄筋が腐食劣化した床版に関する残存性能の評価に関しては、非特許文献３において載荷実験結果が示されている。ここでは、桟橋上部工の構造性能指標が建設時点を１００とした場合に、６０（文献内に示されている例では６５）まで低下した状態を設計上の限界点として、この状態を劣化度「Ａ」と定義し、この劣化度「Ａ」となる床版を載荷実験して部材耐力が６０%程度であることを確認したものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
(一財)沿岸技術研究センター：港湾の施設の維持管理技術マニュアル（改訂版），沿岸技術ライブラリーNo．49，2018．
宇野州彦，岩波光保：劣化度判定結果を活用した残存耐力評価手法の実桟橋への適用，土木学会論文集 B3（海洋開発），Vol．74，No．2，I_55-I_60，2018．
高橋宏直，横田弘，岩波光保：港湾施設のアセットマネジメントに関する研究－構造性能の低下予測とアセットマネジメントの試行例－，国土技術政策総合研究所研究報告，No．29，2006．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、桟橋では、梁や床版の上面をトラック等の車両が通行もしくは待機し、それによる積載荷重が発生する。積載物としては、車両のみではなく車両から積み下ろされた荷物や、クレーン等により船舶から荷降ろしされたコンテナをはじめとする輸送品がある。床版が劣化している場合は、設計時に想定されている積載荷重を保持できなくなる可能性があり、その場合は床版に孔があく又は変形するような損傷が発生し、車両や積載物が落下または損傷するといった被害が生じる。
【００１０】
劣化した床版により構成される桟橋において、床版単体であれば、劣化度判定結果などにより残存耐力を評価することは可能であると考えられるが、桟橋全体において外力によってどの床版がどの程度損傷するのかを把握することは容易ではない。これは次のような２つの要因が主に挙げられる。
（１）桟橋を構成する床版は、梁と同様に数が多いため、全数を把握するためには多大な時間とコストを要する。
（２）床版は梁によって支持されている（または梁に接続している）ため、梁の劣化状況によっては、床版が健全であっても又は床版に損傷が発生するほどではない劣化があっても、上載荷重などの外力に対して抵抗できない可能性がある。特に梁の劣化や残存耐力評価も考慮したうえで、床版の使用可否を判断する必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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