2019 Fiscal Year Research-status Report
津波を受ける橋の流出判定手法と機能回復方法に関する研究
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18K04340
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
中尾 尚史 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(構造物メンテナンス研究センター), 研究員 (50514171)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 津波 / 橋梁 / 支承 / 津波作用力 / 摩擦力および付着力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は，津波を受ける橋の流出判定手法を検討するために，以下を実施した．
・津波作用力の検討：津波による橋の挙動を検討するために水路実験を実施した．令和元年度も初年度で使用した水路を用いて，4主桁断面模型を対象とした水路実験を行った．実験は津波高を変化させることで橋梁模型に作用する力（津波作用力）を計測した．実験の結果，津波高と津波作用力の関係や津波作用力の発生メカニズムを把握することができた．
・沓座モルタルとベースプレート間の付着力及び摩擦力の検討：津波に対する橋の抵抗力を明らかにするために，令和元年度は支承を構成する部品の1つであるベースプレートと沓座モルタル（支承を設置する台座）に生じる付着力及び摩擦力の影響について検討した．本実験では，摩擦力は沓座モルタル（無収縮モルタル）の上にベースプレートを載せて水平載荷し，ベースプレートと沓座モルタルの間に生じる摩擦力を計測した．付着力はベースプレートを型枠に設置した状態で無収縮モルタルを打設して実験供試体を作製し，ベースプレートを水平載荷することで付着力を計測した．その結果，ベースプレートが動き始める直前のピーク値は，摩擦力に付着力が加わることで生じることを確認できた．
・支承を構成する部品における材料強度のばらつき調査：支承を構成する部品に使用されている材料強度のばらつきについて検討を行った．材料試験成績書（ミルシート）を提供頂き，そこに記されている材料の引張強さ等の統計をとった．その結果，鋳鋼の材料強度等のばらつき（標準偏差）を把握することができた．
・津波により被害を受けた道路橋の復興調査：2011年東北地方太平洋沖地震による津波により被害を受けた道路橋の復興調査（仙台市‐宮古市間）を行った．調査の結果，橋の復興状況や橋梁の津波に対する橋などの土木構造物の配慮，津波に対する地域防災計画について調査することができた．
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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
橋の抵抗力についての検討については当初の研究計画通りに進展している．また，令和元年度は橋の損傷制御設計を検討する際に必要となる材料強度のばらつき調査を先行して行うことができた．しかし，水路実験が当初の計画より遅れたことにより津波作用力の軽減対策ができていないため少々遅れており，次年度では早期に実施できるように計画する予定である．以上より，遅れがあるものもあるが，本研究全体としては，おおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の方針で研究を実施予定である
・津波作用力の検討：津波作用力を軽減させる装置（フェアリング，整流板）を設置した場合の橋の挙動について，水路実験や解析により検討を行う．
・損傷シナリオをデザインする方法の検討：津波により橋に作用する力，及び津波に対する橋の抵抗力の知見を用いて，想定以上の津波が作用したときの橋の損傷シナリオを実験及び数値解析により検討する．
・材料強度のばらつき調査：損傷を誘導する（制御する）部材に使用されている材料の強度や寸法等のばらつきを材料試験成績書等から調査し，基準値と実際に破断（降伏）する強度との耐力差やそのばらつき，さらに製作誤差のばらつき等を統計的に分析する．
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| Causes of Carryover |
水路実験が当初の計画に比べて遅れが生じたため，当該年度で使用する予定であった水路実験で使用する実験模型製作用の材料費が残った．そのため，令和2年度で実施予定の損傷制御装置の検討に加えて，当該年度で実施する予定であった津波作用力を軽減させる装置（フェアリング，整流板）を設置した場合の橋の挙動について検討するための材料（実験模型製作用）等を購入する予定である．
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