2016 Fiscal Year Research-status Report
既設劣化橋梁の耐荷力性能に及ぼす軸重変動の影響評価と走行荷重特性の解明
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16K06463
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
深田 宰史 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (10313686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (40546339)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 軸重変動 / BWIM / 車両走行試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
既設劣化橋梁において，残存耐荷力および疲労性能の評価に信頼性設計法を利用して，実交通荷重による性能照査が行われようとしており，路線ごとの交通荷重特性および劣化橋梁の耐荷力評価手法の確立が求められている．それに対して，今年度は，実際にASRおよび塩害劣化を生じている橋梁において，試験車を用いた車両走行試験を行い，走行荷重の橋梁進入時および橋梁上での軸重の変動（増幅）について明らかにすることにした．
車両走行試験では，走行荷重の変動を明らかにするため，車軸にひずみゲージを添付し，軸重の曲げひずみを計測することで走行荷重の変動を直接計測した．これまでの知見から路面凹凸やジョイント段差などにより，軸重が大きく変動することが明らかになっており，走行速度の違いにより，静的な軸重に対してどの程度の増幅が生じるのか確かめるため，試験車走行試験での走行速度は20，40，60km/h（上下線）の3パターンで行った．
本実験結果として，橋梁上を60km/h走行した時に，比較的大きな加速度を生じていた場所において，静的な荷重も加えると1.3倍程度の動的荷重が生じていることがわかった．とくに，ジョイント手前にあったパッチング箇所では荷重が1.4倍になっていることから，増幅された荷重により，さらに損傷を拡大させることにより，損傷の悪循環が繰り返されているため，耐荷性や耐久性を大幅に減少させているものと推察された．また，20km/h走行の低速でも1.2倍程度の変動をしており，このような動的な変動分はBWIMによる走行荷重の軸重推定にも誤差として大きな影響を及ぼすため，荷重推定の際には注意が必要であることがわかった．
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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
本研究の研究計画は，以下のようになっている．①走行荷重の橋梁進入時および橋梁上での軸重の変動（増幅）について明らかにする．②既存のBWIM（Bridge Weigh In Motion）の精度を検証する．③石川県または福井県内の主要幹線道路にてBWIMを行い，重交通荷重の走行実態を明らかにする．④健全と劣化床版を対象とした床版変位と軸重の変動量を考慮した関係を長期モニタリングし，劣化床版の健全度評価と将来の劣化予測をする．
本年度は，劣化橋梁として，石川県と福井県の県境を跨ぐ山間部の国道に位置する，橋長36.0m，有効幅員7.0mの4主桁を有する鋼合成鈑桁橋を対象とした．ジョイント付近の舗装ではパッチングによる補修を何度か行った形跡があるが，現状ではポットホールが生じている状態である．排水が溜まるジョイント付近の端部床版下面にはひび割れと白色析出物が見られた．
平成28年度は，①～④を明らかにするため，上記の劣化橋梁を対象とした試験車を用いた車両走行試験および長期モニタリングを終了した．平成28年度は①について具体的な検討を行い，ある程度の成果を得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は以下の2項目について明らかにするため，前年度に計測したデータをもとにした分析を進める予定である．②既存のBWIM（Bridge Weigh In Motion）の精度を検証する（平成29年度），③石川県または福井県内の主要幹線道路にてBWIMを行い，重交通荷重の走行実態を明らかにする（平成29年度）．
既存のBWIM（Bridge Weigh In Motion）の精度を検証するため，いくつかの手法を用いて比較検討する．また同時に，交通荷重の実態を調査する．これにより，設計荷重（L荷重，T荷重）と比較した交通荷重の実態を明らかにすることができる．特に，県境を跨ぐ過積載車両の走行実態を把握することができる．さらに，床版変位とBWIMにより求めた軸重（輪荷重）との関係を明らかにすることで荷重と変位関係を明らかにすることができる．
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