地震後使用性を考慮した橋梁上部構造の地震時挙動予測と耐震性能の評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450183
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 阿部 雅人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60272358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤野 陽三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20111560)
• Keywords: 要求性能 / 都市内高架橋 / 地震時挙動 / 地震後使用性 / 3次元動的解析 / 衝突解析 / 画像計測 / 兵庫県南部地震

Research Abstract

橋梁や都市内高架橋は,交通基盤ネットワークにおいて代替性の低い重要なリンクをなしているため,その地震による被災は,通過交通の安全性を阻害し緊急対応を遅らせるのみならず,社会・経済に大きな悪影響を及ぼし復旧・復興へも甚大な影響が生じる.本研究は,地震後使用性を考慮した橋梁の耐震性能の予測手法及び評価法の確立を目指すものである.
初年度にあたる本年度は,使用性の観点から橋梁に求められる要求耐震性能を,実際の被災記録に基づいた調査によって,明らかにしていくとともに,地震時応答解析モデルの構築を進めた.調査にあたっては,兵庫県南部地震時における阪神高速道路の被災状況と,公団が実際に行った車両通行制限を対応させることで,路面の許容段差・許容目違い・許容角折れ等を明示した.また,これら使用性に関連する許容値と下部構造,支承,橋桁,エキスパンションジョイントなどの損傷度を関連付けることで,エレメント毎に要求性能を整理した.さらに,支承の損傷の影響や桁端での衝突を含めた動力学的模型を製作して,実験的に地震時挙動を明らかとすると共に,上部構造の地震時挙動を精緻に再現する基礎的な解析モデルを構築した.橋桁の衝突前後の挙動については,従来型の接触型の計測器では計測が困難であるため,本研究では,レーザー計測と画像計測を併用することで,高い精度の計測を実現している.さらに,ここで得られた解析モテルによって,兵庫県南部地震の実際の被災の再現を試み,支承の損傷と上部構造の3次元動的挙動を再現することに成功している.

Research Products

• [Publications] P.Zhu, M.Abe, Y.Fujino: "Application of a 3D Pounding Model for Seismic Analysis on Elevated Bridges"第5回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム. 325-328 (2001)
• [Publications] P.Zhu, M.Abe, Y.Fujino: "Analysis of Seismic Pounding Effects on Bridges with 3D Modeling"Proceedings of The Eighth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction. (2001)
• [Publications] P.Zhu, M.Abe, Y.Fujino: "A 3D Contact-friction Model for Pounding at Bridges durting Earthquakes"Proceedings of The First M.I.T. Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics. 575-578 (2001)
• [Publications] P.Zhu, M.Abe, Y.Fujino: "Modeling Three Dimensional Non-linear Seismic Performance of Elevated Bridges with Emphasis on Pounding of Girders"Journal of Earthquake Engineering & Structural Dynamics. (2001)