2017 Fiscal Year Research-status Report
鋼桁端部をFRP桁とした高耐久性能を有する鋼・FRP混合桁の開発
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16K06469
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
橋本 国太郎 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467452)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 鋼FRP混合桁 / CFRP / GFRP / 摩擦接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，鋼橋の桁端部を耐久性が高く，強度の高いFRP桁で置き換えた鋼・FRP混合桁を開発することが大きな目的である．鋼とFRPの接合は鋼部材の接合で一般的に広く用いられている高力ボルトで接合することを想定している．
平成29年度は，はじめに，平成28年度に実施できなかった実験の一部である，GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）板を用いた高力ボルト摩擦接合継手の実験を実施した．その結果，平成28年度実施したCFRP（炭素繊維強化プラスチック）板を用いた結果とほぼ同等のすべり係数を得られ，道路橋示方書の規定値である0.45以上の結果を得た．また，鋼材やCFRPに比べGFRP板はヤング係数が小さいため，ボルト締め付け時に樹脂のクリープにより，ボルト軸力が大きく抜けると考えられたが，連結板が鋼材であるため，応力が分散し，想定より小さい軸力減少量であり，CFRP板とほぼ同等の結果となった．このことから，GFRPの接合部の力学的性能としては，CFRPや鋼材としたときとほぼ同等であることがわかった．したがって，今後，混合桁を検討する際もCFRPより安価なGFRPを候補として検討を進める．
次に，平成29年度は混合桁の実験，平成30年度は混合桁の解析を行う予定であったが，平成29年度に解析的な検討を先に実施した．これは，混合桁の実験供試体を製作するに当たってより効率的に最適なスパン割などを検討するためである．解析は汎用の有限要素法を用いて弾性解析を実施した．GFRPは異方性を考慮した材料特性とし，また，GFRPと鋼の接合部分は解析モデルの簡素化のため剛結とした．その解析の結果，力学的な性能だけでなく，コスト面も含めGFRP桁部と鋼桁部の最適なスパン割を導出することができた．
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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年度は混合桁の実験を，平成30年度は解析を実施する予定であったが，解析を先に実施することで，より最適な実験供試体の選定が行えると判断し，29年度に解析を実施し，30年度に実験を実施する予定である．実施予定の項目が入れ替わっただけであるので，本研究は概ね順調に進展しているとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，元々平成29度実施予定であった鋼・FRP混合桁の曲げ載荷実験を実施する．実験供試体は解析結果を踏まえた鋼とFRPの最適なスパン割の試験体を用意する．また，ボルトの接合部分は，平成28年度の実験結果をもとにして詳細なボルト本数や配置を決定する．また比較として，鋼のみ，FRPのみの試験体も用意し，曲げ試験を実施する．
また，最終的にはボルト接合部も含めた有限要素解析モデルを構築し，実験と解析との比較検討も行う．
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| Causes of Carryover |
当初の予定では29年度に実験，30年度に解析を実施する予定であったが，それが逆となったため
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