沖電気工業（株）（以下 OKI）と前田建設工業（株）（以下 前田建設）は、このたびOKI独自の光ファイバーセンシング技術（SDH-BOTDR方式(注1)）の計測高速化により、ワンストップで鉄筋コンクリート橋梁のライフサイクル全般にわたり適用することが可能なモニタリング技術を開発した。前田建設の進めるインフラ維持管理の効率化実現を目指し、両社では、本技術を用いた実環境での実証実験を2019年上期に開始する予定とのこと。

鉄筋コンクリート橋梁のモニタリングにおいては、ひび割れ発生箇所の検知、剛性低下やクリープ(注2)による振動状態やたわみ量の把握などが必要だが、経年劣化の過程において着目すべきモニタリングの指標が異なってくるため、一つのモニタリング技術ではすべての指標に対応することができず、指標ごとに適したモニタリング技術を選定・適用する必要があった。

これに対し、前田建設は独自のノウハウをもとにモニタリングシステムを組み込んだインフラ運営フローを設計し、OKIは独自の光ファイバーセンシング技術を用いて、高い計測精度を維持しつつ高頻度なデータ取得を実現した。これらにより、インフラのライフサイクルのなかで発生するさまざまな種類の劣化に対するモニタリングにおいて、一般的にインフラの耐用年数とされる50年ほどの長期にわたる対応を1種類の計測器だけで実現し、トータルコストも大幅に削減されるという。

両社は現在、前田建設の保有する実験施設において、接着材料の促進耐候性試験により長期的な接着性能を確認するとともに、光ファイバーを設置した鉄筋コンクリート試験体に対する疲労載荷試験により鉄筋コンクリートの挙動に対する計測性能の検証を行っている。

この検証結果を踏まえ、2019年度に供用路線の実橋に光ファイバーを設置し、実環境でのデータ取得を開始する予定。本技術の効果が実証されることによって、橋梁の劣化予測精度が向上し、最適なタイミングで修繕工事を行うことが可能になるとしている。

(注1)：SDH-BOTDR方式
・BOTDR（Brillouin Optical Time Domain Reflectometry：ブリルアン光時間領域反射測定法）は、光ファイバーに光パルスを入射したときに発生する後方散乱光の1つである「ブリルアン散乱光」の周波数が温度や歪みに比例して変化するという特性を利用した従来の光ファイバーセンシング手法。
・SDH-BOTDR（Self Delayed Heterodyne -BOTDR：自己遅延ヘテロダインBOTDR）は、OKI独自の新技術（特許取得済）により、「ブリルアン散乱光」の周波数の変化を電気信号の位相シフトに変換して捉えることで大幅に測定時間を短縮した新たな光ファイバーセンシング手法。
(注2)：クリープ
コンクリートに持続的に荷重が作用すると、時間とともに変形が増大する現象。

ニュースリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000260.000017036.html