第3回：超音波解析で見抜くインフラの内部損傷

2025-11-30（更新：2025-11-30）

はじめに

都市インフラの老朽化が進む中、予測型メンテナンスの重要性が高まっています。前回はFEM解析による構造物の応力・変形の予測について紹介しましたが、今回はもう一つの中核技術である「超音波解析」に焦点を当てます。

超音波解析は、構造物の内部状態を非破壊で検査できる技術であり、目視では確認できない亀裂や空洞、腐食などを高精度で検出することが可能です。橋梁、トンネル、水道管など、都市インフラの安全性を確保するために欠かせない手法となっています。

超音波解析は、構造物に超音波を照射し、その反射波や透過波を解析することで、内部の異常を検出する技術です。基本的な流れは以下のとおりです。

この技術は、金属、コンクリート、複合材料など、さまざまな材質に対応しており、構造物の種類を問わず広く活用されています。

非破壊検査については下記記事でさらに詳しく説明しています。こちらもご参考ください。

橋脚や桁部に対して超音波解析を行うことで、外観では分からない微細な亀裂を検出できます。これにより、事故の予防や補修計画の立案が可能になります。

トンネルの壁面に空洞や剥離がある場合、崩落のリスクが高まります。超音波解析により、壁面の裏側の状態を可視化し、補強の必要性を判断できます。

埋設された水道管は、外部からの点検が困難です。超音波解析を用いることで、管内の腐食や亀裂を非破壊で検出し、漏水事故の予防につなげることができます。

鉄骨やコンクリート部材に対して超音波解析を行うことで、施工不良や経年劣化による損傷を早期に発見できます。

超音波解析は、予測型メンテナンスの中で「現状把握」の役割を担います。検出された損傷情報をFEM解析に反映させることで、構造全体への影響を定量的に評価することが可能になります。

また、IoTセンサーやAIと連携することで、リアルタイムでの状態監視や損傷予測が可能となり、よりスマートなインフラ管理が実現します。

超音波解析は、今後さらに進化し、ドローンやロボットによる自動検査、クラウド連携によるデータ共有、AIによる波形解析などが進むと予想されます。

これにより、都市インフラの保全がより効率的かつ安全に行えるようになるでしょう。

次回のブログでは、FEM解析と超音波解析を組み合わせた予測型メンテナンスの実装事例や、今後の展望について詳しく紹介します。都市インフラの未来を支える技術の融合にご期待ください。

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