2020 Fiscal Year Research-status Report
計画高水位を越える洪水時の橋梁被災メカニズムとフェアリングによる流体力低減効果
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19K04959
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| Research Institution | Kure National College of Technology |
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Principal Investigator |
河村 進一 呉工業高等専門学校, 環境都市工学分野, 教授 (70315224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有尾 一郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (50249827)
黒川 岳司 呉工業高等専門学校, 環境都市工学分野, 教授 (50325148)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 橋梁 / 洪水 / 被災メカニズム / 数値流体解析 / 現地調査 / 3Dレーザースキャナ / 水槽実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，豪雨災害における被災橋梁の緊急調査結果と追加の調査をもとに被害の分析を行い，構造（橋）－流体（水）の連成系として被害発生メカニズムを解明し，橋梁被害を防止・低減しようとするものである。
洪水により橋桁に作用する流体力の評価を行うために，平成30年7月豪雨で被災したJR芸部線第１三篠川橋梁の形状を基に，開床式上路プレートガーダー橋の橋桁および無筋コンクリート橋脚の模型をアクリル板を用いて作製し，支点部のモーメントに相当するひずみ計測値から橋桁に作用する流体力を計測できるようにし，水槽の水位を橋桁下端から橋桁上を越える5段階に変化させて，橋桁に作用する流体力の計測実験を行った。
水槽実験と同じ形状の流体解析モデルを作成し，OpenFOAMによる数値流体解析プログラムに，洪水流の水面を表現できる界面捕獲法（VOF法）を追加した気液二相流での非圧縮粘性流体解析プログラムを用いて，洪水流による橋桁周辺流れの数値シミュレーションを行った。水槽実験と同様に水位を変化させて，橋桁に作用する流体力および橋梁周辺流れ場の評価を行った。
また，令和2年7月豪雨で被災した球磨川の橋梁の現地調査を7月23日～25日および8月12日～13日に行い，主に球磨川中流域で発生した洪水による橋梁の被災状況を確認し，流失した橋梁のうち3か所について，3Dレーザースキャナを用いて橋梁および周辺の地形の３次元計測を行い，橋脚－橋桁－河川護岸の点群モデルを作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2019年度に公務災害および新型コロナウイルス感染症の影響のため，当初の研究計画に対して6割程度の進捗状況であった。2019年度の遅れを2020年9月までに取り戻す予定であったが，2020年2月から6月まで在宅勤務が多くやや遅れ気味であった。2020年12月以降も新型コロナウイルス感染症の影響があり，やや遅れているが当初予定の8割程度の進捗状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年5月末まで緊急事態宣言により在宅勤務が多くなっているが，2021年6月からは研究活動を再開できるようになると予想される。昨年度計画分の遅れを2021年6月～8月の3か月程度で実施し，2021年度終了までに当初の計画内容を実施できる予定である。
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| Causes of Carryover |
計画全体の8割程度の進捗率のため，やや遅れているが，2021年3月に納品された水槽実験模型製作用レーザー加工機（約40万円）の支払いを考慮すると，次年度の実質使用額は約40万円となり，2020年度までの研究計画の残り2割分と次年度の研究計画を実施すればほぼ予定通りとなる。
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