斜橋・曲線橋の地震時衝突応答予測と落橋防止

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650479
• Research Institution: SAGA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 井嶋 克志 佐賀大学, 理工学部, 教授 (60168268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 帯屋 洋之 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (90264150)
• Keywords: 橋梁 / 耐震設計 / 桁衝突 / 落橋防止 / 斜橋 / 曲線橋 / 衝突実験 / 応答予測

Research Abstract

ノースリッジ地震や兵庫県南部地震において発生した斜橋・曲線橋の落橋崩壊に対して、靭性が大きい特性を有する支承の使用ならびに橋台による桁変位の抑制によって落橋を防止する対策法について研究開発を行ったものである。研究の主点は、桁と橋台間の発生する衝突振動を明らかにすることであり、これにより桁端部や橋台の破壊程度の予測、本落橋防止法の実現性を検証できることとなる。
靭性が大きい支承によって支持された桁と橋台間の衝突振動は、入力地震動の僅かな差異によって大きく異なるカオス事象であることを示すとともに、入力強度、応答最大値と遊間の3者には相似性が成立することをシュミレーション解析および実験によって明らかにした。したがって、桁の衝突振動応答においては遊間量の影響が特に大きく、桁の振動特性、地震動の特性などその他の要因はあまり影響しない。
衝突振動はカオス事象であるから、工学的には時刻歴解析より寧ろ応答最大値が重要となり、この応答最大値はカオス事象であってもエネルギー原理に支配されるため、予測可能であることを明らかにするとともに、入力強度、応答および遊間の3者間における相似性を保持しエネルギー原理を満足する応答最大値の予測式を開発した。さらに、この予測式をシュミレーション解析結果および実験結果と比較し、非常に良い精度で応答最大値の予測が可能であることが判明した。これにより、複雑な衝突モデルを使用したシュミレーション解析など行わずとも、予測式からの最大衝突速度による単発的衝突解析あるいは衝突実験により桁端部の破壊程度や緩衝材の効果を明らかにすることが容易となる。

Research Products

• [Publications] X.Liengsone, K.Ijima, H.Obiya, N.Kawasaki: "An Experimental Study of Seismic Response of Skew and Curved Decks Pounding with Abutment"Proc. of the Second Int. Conf. on Advances in Structural Engineering and Mechanics, Busan. (CD-ROM). (2002)