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LiDARで世界最長の浮橋を強風から守る

Bjørnafjorden-bru_CP.jpg (rw_largeArt_1201)

June, 19, 2017, Trondheim--ノルウェイ道路庁(NPRA)巨大プロジェクトCoastal Highway Route E39(海岸幹線道路は、 Ferjefri E39)クリスティアンサンとベルゲン間の1100km海岸線に沿って7カ所のフィヨルド交差点に研究成果のソリューションを含んでいる。
 この意欲的な道路プロジェクトを成功させるために、道路と橋梁建設の最高技術者が関わっており、エンジニアが新たな知識と技術を開発している。
 3つの研究グループ、Norwegian University of Science and Technology (NTNU), チャルマース工科大学(Chalmers University of Technology)、スタヴァンゲル大学(University of Stavanger: UiS)が貢献している。
 2013年以来、NPRAは、新たな風力計測法を研究するUiS研究者と協力している。その方法が、橋の設計に関連して初めて適用されることになっている。
 ベルゲンの南Bjørnafjordは、Ferjefri E39で橋を架けることになる天然バリアの1つ。水深550m、総延長約5kmで、この道路プロジェクトで交差する最も困難な3つのフィヨルドの1つ。
 Bjørnafjord交差路は世界最長の浮橋になる見込みである。すなわち、垂直荷重が浮いているフロートで支えられている橋である。
 従来、フィヨルドの風は陸の計測マストに設置された風速計で計測されている。3年前、UiSの風の研究者が風況モニタに光学的リモートセンシングを使い始めた。
 LiDAR技術は、目に見えない光パルスを空中に放射し、風とともに動く粒子からの後方散乱信号を計測する。放射パルスと受信パルスの周波数の差、つまりドップラー効果は、光パルスの方向で風速を反映している。
 UiS研究チームは、NORCOWE (Norwegian Center for Offshore Wind Energy)における作業中にLiDAR技術を取り入れた。この技術から得られる可能性に刺激されて、研究チームはNPRAと協力して、Lysefjordで光学風センシングについてのパイロットプロジェクトを開始した。
 2014年、研究チームは、従来の橋の上の風速測定を光学リモートセンシングで拡張した。長距離LiDARセンサをLysefjordsenteretに設置することで、約2kmの距離で橋の周りの風をスキャンすることができた。
 2016年、研究チームは、Bjørnafjordでデンマーク工科大学とCMRと協力して6週間の計測キャンペーンを行った。
 岸に3つのレーザセンサを設置し、光ビームを海の方向に向けた。3つのLiDARは、いわゆるウインドスキャナシステムに組み込まれている。これが、同時に、3つの計測ユニットと協調計測を行うことができる。
 フィヨルドの幅が広いため、特別調整の計測セットアップ、それに続くデータ解析が必要だった。目的は、風の空間的時間的変動について可能な限り詳細で正確な情報を得ることであった。
 「LiDARウインドセンシングは、橋の建設関連では比較的新しい技術であるので、UiSの風の専門家との協力は重要である。彼らが、われわれの要件に適した計測システムの開発を支援することが可能である」「十分なデータを取得し、最適計算モデルを開発すると、これから建設しようとしている橋の正しい設計基準を設定することができる」とNPRAプロジェクトマネージャー、Mathias Egeland Eidemは話している。
 Bjørnafjordブリッジの建設は、2023年に始まる見通しである。
(詳細は、www.uis.no)