鋼橋の変位誘起疲労損傷メカニズムの解明とその補修・補強方法の開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555098
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 三木 千寿 東京工業大学, 工学部, 教授 (20016645)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 猛 法政大学, 工学部, 助教授 (10157860) ; 竹之内 博行 建設機械化研究所, 研究課長 ; 増田 陳紀 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (00016700) ; 寺田 博昌 (株)横河ブリッジ研究所, 所長 ; 三上 市蔵 関西大学工学部, 教授 (80067636)
• Keywords: 変位誘起疲労 / 応力多軸性 / 面外変形 / スカラップ / 局部応力

Research Abstract

我国の道路橋において典型的な疲労損傷である鋼床版の縦リブ・横リブ交差部の疲労を対象に、実寸大モデルによる疲労試験を行った。この位置での疲労強度は、交差部に設けられているスカラップの有無や大きさによって大きく変化することから、変位誘起疲労現象を解明するためには、部材の交差部に一般的に設けられるスカラップ構造の疲労強度について詳細に検討する必要があることが明らかになった。
そこで様々な大きさのスカラップを有する継手試験体により疲労試験を行った。疲労試験はスカラップ部の板のギャッブが面内に変形する場合と面外に変形する場合の2ケースについて行った。継手試験体による疲労試験の結果、スカラップ周辺にせん断変形が生じると溶接部に著しく大きな局部応力が発生すること、回し溶接の有無によって疲労強度に差が生じることなどが明らかとなった。また、局部応力基準の疲労照査手法によれば、スカラップ構造の疲労強度がほぼ予測可能であることを示した。さらに、変位制御の条件下においてスカラップ部に生じる局部応力の大きさは、スカーラップ径と板厚の比に関係があることから、このディテールの変位誘起疲労現象や補修・補強対策を考える上ではスカーラップ径・板厚比を構造パラメータとして用いるのが適切であることを示した。

Research Products

• [Publications] 三木 千寿: "局部応力を基準とした疲労評価手法に関する一考察" 構造工学論文集. 38A. 1055-1062 (1992)
• [Publications] 三木 千寿: "橋梁部材のスカ・ラップ部に生じる面外変形挙動とその疲労強度に関する研究" 構造工学論文集. 39A. (1993)
• [Publications] 森 猛: "荷重伝達型十字すみ肉溶接継手ルート破壊の疲労強度解析" 構造工学論文集. 39A. (1993)