2017 Fiscal Year Research-status Report
日本版Manual for Bridge Evaluationの構築に向けた研究
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16K06461
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
宮下 剛 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20432099)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 維持管理 / 橋梁 / 性能 / Load Rating / LRFR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AASHTOでは，部分係数法を用いた橋梁維持管理の体系が設計体系と合わせてすでに整備されている．一方，我が国では道路橋の設計体系が部分係数法へと移行したものの，部分係数法に立脚した維持管理体系の議論は少ない．AASHTOでは，Manual for Bridge Evaluation(MBE)を用いて，点検結果を反映させながら，補修・補強，重量制限，閉鎖といった評価（Load Rating）が行える．そこで，本研究では，主として鋼橋を対象とし，日本版MBEの構築に向けた資料に資する研究を行う．今年度は以下を中心に研究を進めた．
(1)については，単純合成桁2橋ならびに連続非合成桁1橋を対象に，Load Ratingの試計算を行った．具体的には，それぞれの橋梁について格子解析とFEM解析を実施して各種基準による比較を行った．その結果，設計荷重や建設後の荷重増加などの橋歴によって，RF(Rating Factor)値が異なることから構造形式に応じてRF値のデータを蓄積し，傾向把握を進めることが有効であること，旧道示のTL-20活荷重で設計された橋梁でもFEM解析を用いるとRF値が1.0 を上回る場合があること，合成桁は限界状態設計法を用いることでRF値が1.0より大きくなることが期待できることなどがわかった．
(2)については，実橋において，トラスガセットと弦材の溶接部で深刻な腐食損傷が発見されたことから，溶接部の腐食損傷量がトラスガセットの耐荷力に与える影響についてFEM解析によるパラメトリック解析を行った．その結果，損傷量が大きくなるに従い，損傷モードがガセットの局部座屈からせん断座屈に移行することがわかり，これは別の取り組みで実施した実験結果とも整合した．また，残存板厚と耐荷力低下量の関係を表す図表を作成するとともに，損傷時の力学状態を考慮した残存耐荷力推定式を提案した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究実施計画は，(1) Load Ratingの試計算，(2) 損傷と耐荷力の関係の整理，(3) 長期モニタリングの実施，(4) 新たなBWIMの開発であった．
(1)については，前年度の結果の精査も含め，単純合成桁2橋，連続非合成桁1橋のLoad Ratingの試計算を行った．具体的には，それぞれの橋梁について格子解析とFEM解析を実施して，各種基準による比較を行った．(2)については，トラスガセットの腐食損傷と耐荷力の関係について，解析検討を進めた．また，コンクリート橋への展開も視野に入れ，PCケーブルの破断が見つかった妙高大橋を対象に，PCケーブルの破断や材料劣化といった損傷と耐荷力の関係を解析的に検討した．(3)については，現在，5橋で橋梁の長期モニタリングを実施している．いずれも1.5年程度のモニタリングデータは蓄積できており，-10℃以下の低温下での気温と固有振動数の関係も得られつつある．(4)については，コンクリート橋で床版応答を利用したBWIMの開発を進めている．以上より，今後の検討を進める上での問題はなく，研究は概ね順調に進展しているものと判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) Load Ratingの試計算については，(2) 損傷と耐荷力の関係の整理，(3) 長期モニタリングの実施，(4) 新たなBWIMの開発の結果ともあわせ，状態係数，システム係数の設定が今後の検討課題である．具体的には，平成29年度に試計算を行った橋梁を対象に損傷量をパラメータとしたパラメトリック解析を実施予定である．(3)長期モニタリングの実施では，有益なデータが蓄積されているものの，ビックデータであることから，データ分析に時間を要してしまっているが現状である．そこで，SIPを通じて開発が進められている長期モニタリングプラットフォームの導入を検討するとともに，数値シミュレーションや実態交通の把握ともあわせ，橋梁維持管理に向けたモニタリング量の閾値の検討を行う．(4) 新たなBWIMの開発については，情報学の観点も取り入れた新たな手法をSIPの取り組みとあわせて進めたい．
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| Causes of Carryover |
当初，構造解析の用途でワークステーションの導入を考えていたが，諸事情により，この導入を見送った．平成30年度の導入を進める．
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