2017 Fiscal Year Annual Research Report

Evaluation of seismic performance and proposal of rapid repair method of steel pier damaged by large earthquake

Research Project

Project/Area Number	15K06201
Research Institution	National Institute of Technology, Toyota College
Principal Investigator	川西直樹豊田工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (60300589)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	鋼製橋脚 / コンクリート充填橋脚 / セグメントモデル / 耐震性能評価 / ポストピーク
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，大地震を受け塑性変形した鋼製橋脚の残存する耐震性能について調査し，大地震でダメージを受けた橋脚に対して適切に耐震性能を回復し，現実的な耐震補強工法を提案することが目的である．最終年度では，鋼製橋脚の耐震性能を早急に回復する上で現実的で最も有力な手法であるコンクリート充填による鋼製橋脚，いわゆる，CFT柱に焦点をあてて検討を行い，その成果を整理した． CFT化された橋脚は，コンクリートが充填されていない橋脚に比べピーク点以降のエネルギー吸収能が高く耐震性能に非常に優れていることは既存の実験結果などから明らかにされていたにもかかわらず，この特徴を十分に生かした設計法が確立されていないという課題があった．これは，CFT柱のポストピーク以降の力学挙動が鋼とコンクリートとの接触挙動など非常に複雑となり，これを反映した簡単な数値計算方法が確立されていなかったためである．本研究では，まずCFT柱のポストピーク以降も簡単な数値解析により精度よく推定することが可能な全く新たな手法（セグメントモデル）を提案することとした．この手法と既存の精緻なFE解析結果や実験結果と比較することで，本提案法の精度を検証した．この提案法によると，CFT柱のポストピーク以降の力学挙動をごくわずかな時間で精度よく予測することが可能となり，提案した手法によりCFT柱の特徴を生かした精度の高い耐震設計法を提案することができた．今後はこの提案したセグメントをモデルを用いてCFT柱による連続高架橋などの大規模橋梁システムに適用することで，これまで精度良い検討が困難とされていた大規模橋梁システムの全体系での耐震性能について検討していきたいと考えている．