ジオテキスタイル補強盛土を活用した新形式高耐震橋梁

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20360215
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 龍岡 文夫 Tokyo University of Science, 理工学部・土木工学科, 教授 (70111565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚本 良道 東京理科大学, 理工学部・土木工学科, 准教授 (50253505) ; 清田 隆 東京理科大学, 理工学部・土木工学科, 助教 (70431814)
• Keywords: 新形式一体橋梁 / ジオシンセティックス補強盛土 / 地震時安定性 / 振動台実験 / 模型実験 / 橋桁の温度伸縮 / 盛土の受働土圧 / 盛土の主働崩壊

Research Abstract

「新形式のジオシンセティックス補強した盛土(geosynthetic-reinforced soil)と一体橋梁を統合したGRS一体橋梁」の設計法の基本概念の確立と施工法の提案のために、GRS一体橋梁とともに従来形式の橋梁、従来式一体橋梁、GRS擁壁橋梁の小型模型を用いて静的繰返し載荷実験と振動台実験を行い、以下の成果を得た。1)年温度変化に伴う橋桁の伸縮による橋台(壁面工)上端での繰返し水平変位載荷に対して、GRS一体橋梁は最も小さい盛土沈下を示した。また、壁面工背面の土圧増加に対しても、壁面工は多支点連続梁構造として抵抗して損傷を受けない。盛土が無補強の従来型一体橋梁は、橋台上端が年温度変化による繰返し載荷を受けるとDual ratchet現象により土圧が増加し盛土が主働崩壊する。2)GRS一体橋梁の地震時の主要崩壊モードは、橋桁慣性力により盛土が押し込まれて受動破壊が生じ、壁面工が回転して壁面工下部が前方に主働変位することである。それに対して、壁面工背面に結合したジオシンセティックス補強材は有効に抵抗する。補強盛土領域を適切にセメント改良しても耐震性は向上する。3)GRS一体橋梁は、長期交通荷重による橋台裏盛土の残留沈下が最も小さい。4)盛土をジオセルで補強することによっても、GRS一体橋梁は一定の耐震性を確保できる。5)静的載荷と動的載荷によるGRS一体橋梁の盛土の変形と地震時安定性に影響を及ぼす主要な要因は、盛土の締固め度と変形強度特性、ジオシンセティックス補強材の引張り剛性と引き抜け抵抗、橋台(壁面工)下端での基礎構造物の水平及び鉛直支持条件、橋桁の重量・長さと温度伸縮特性、橋台高さ、支持地盤特性、橋桁と橋台の結合度等である。以上から、提案するGRS一体橋梁は、他の橋梁形式と比較すると、常時・地震時の安定性とともに施工性・建設コスト・維持管理性にも優れていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Strain Energy-based elasto viscoplastic constitutive modeling of sand for numerical analysis (2009)
  • Author(s): Peng, Fang-Le, Siddiquee, M.S.A., Tatsuoka, F., Yasin, S.J.M., Tanaka, T.
  • Journal Title: Soils and Foundations 49 Pages: 611-629
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New direction of earth reinforcement-Disaster prevention for earth fill dam- (2009)
  • Author(s): Mohri, Y., Matsushima, K., Yamazaki, S., Lohani, T.N., Tatsuoka, F., Tanaka, T.
  • Journal Title: Gesynthtetics International 16 Pages: 246-273
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new type integral bridge comprising geosynthetic-reinforced soil walls (2009)
  • Author(s): Tatsuoka, F., Hirakawa, D., Nojiri, M., Aizawa, H., Nishikiori, H., Soma, R., Tateyama, M., Watanabe, K.
  • Journal Title: Gesynthtetics International 16 Pages: 301-326
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GRS-体橋梁の特徴と開発経緯 (2009)
  • Author(s): 龍岡文夫, 舘山勝, 平川大貴, 渡辺健治, 清田隆
  • Organizer: 国際ジオシンセティックス学会日本支部第24回ジオシンセティックスシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京、地盤工学会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 盛土をジオグリッド補強したインテグラルブリッジの常時及び耐震性能に及ぼす構造諸条件の影響 (2009)
  • Author(s): 相馬亮一, 龍岡文夫, 平川大貴, 野尻峯広, 相澤宏幸, 錦織大樹, 渡辺健治, 清田隆
  • Organizer: 国際ジオシンセティックス学会日本支部第24回ジオシンセティックスシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京、地盤工学会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Remarks]
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/soil/index.htm