4.2　トンネルの変位をモニタリングした事例

トンネルの覆工コンクリートの目地部では、温度による伸縮や外力によって応力集中が起こり、ひび割れやはく落が発生する可能性があるため、目地の段差および開きを点検・監視することが重要である。ここでは、新設した高速道路のトンネル（トンネル長：約5km）に、FBG変位センサを用いたモニタリングシステムを設置し、目地の段差および開きを監視した事例を紹介する。
写真4に示すようにFBG変位センサを目地部の段差方向と開き方向の2軸を計測するように2台設置し、計測器を下層避難通路に取り付けたキャビネット内に設置した（写真5）。計測器とセンサ間のケーブル長は最大で300m程度となっている。長距離伝送が要求されていること、トンネル開通後はセンサの交換作業が困難であること、長期間連続動作が要求されること、から光ファイバセンサシステムが採用となったが、現在に至るまで約4年間にわたり安定して動作し続けている。

	加速度センサ
外観
測定レンジ	0 ～ 50 mm
精度	±0.25mm
動作温度範囲	-20～60℃
防水性能	IP67
質量	約1kg

4.3　橋脚の固有振動数をモニタリングした事例

洗掘によって低下する橋脚の地盤支持力を把握するために、橋脚の固有振動数を長期間（約3年8か月）モニタリングした事例を紹介する。洗掘とは、橋脚基礎周辺の地盤が河川の流水により洗い流され、消失する現象のことで、洗掘が進行すると、橋脚の沈下・傾斜・移動といった変状が現れ、倒壊につながることも多く発生している。洗掘は、台風等の大雨による河川の増水で急激に進行する場合と、日々の河川の流水で徐々に進行する場合とがあるが、水中のため目視による状態把握が困難であり、センサによるモニタリングが有効となる。
写真6はFBG加速度センサを設置した橋梁の全景である。センサは、河川内にあるP2橋脚に設置した。写真7はセンサの設置状況である。表3にセンサの仕様を示す。
図13は、橋脚の固有振動数の推移を示すものである。固有振動数は徐々に低下しているが、大きな変動は生じていないことが確認できる。

	加速度センサ
外観
測定レンジ	±1000gal
周波数レンジ	～50Hz
精度	±1dB
動作温度範囲	-20℃～50℃
防水性能	IP64相当
質量	約1.5kg

５．船体構造応答モニタリングへの適用

5.1　船体構造応答モニタリングとは

Hull Monitoring（ハルモニタリング）とも呼ばれ、実海域で航行中の船体構造に生じるひずみや加速度から、波浪などの外力に対する船体構造の応答や安全性を推定するもので、a) 航行中の船舶の船速や針路決定の参考にする、b) 船体の構造設計にフィードバックする、などの用途が見込まれており、主要各国の船級ガイドラインの整備も進んでいる。

5.2　FBGセンサの適用性