2024 Fiscal Year Final Research Report
Proposal of Repair Methods for Deteriorated Stone Arch Bridges Based on Collapse Mechanism and Cultural Heritage Value
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20K04665
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
Yamao Toshitaka 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 名誉教授 (40109674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森山 仁志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (50825495)
岩坪 要 熊本高等専門学校, 生産システム工学系ACグループ, 教授 (60290839)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 構造工学・地震工学 / 石造アーチ橋・石積み構造 / 数値解析 / 文化財 / 補修・補強 |
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| Outline of Final Research Achievements |
This study proposes methods for stone arch bridges that preserve their cultural heritage value, utilising traditional and modern techniques such as stone dowels and bonded steel anchors. Resistance calculations for bonded anchor connections were established through pull-out tests and three-point bending tests using cubic stones or sampled cores. The required embedment length and the estimation accuracy were also found. Dry density and elastic wave velocity of stones used in a focused structure are essential non-destructive indicators. An oblique prism-shaped wall stone is one of the effective ways to restrict the vibration characteristics of spandrel walls bulging out.
Furthermore, a type of fracture toughness test, a semi-circular bending test, was conducted to obtain the stress intensity factors and energy release rates, which support future numerical evaluations of crack propagation and structural deterioration.
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| Free Research Field |
土木材料・施工・建設マネジメント
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
石材同士の連結に接着アンカー工法が適用できること，またコンクリート構造用の既存式と著者らの石材用提案式を組合わせることでアンカー補強部の設計ができることを示した意義は大きい．また，乾燥密度・弾性波速度といった非破壊指標により石材の一軸圧縮強度を推定でき，これらの関係がデータベース化されれば，サンプリングコア数を大きく削減できることがわかった．その他，壁石形状を変えるだけではらみだし挙動を改善できることは，修繕作業に資する知見といえる．前述の成果をはじめ，本研究で得られた知見は，文化財価値を保ちながら石造構造物を維持管理するのに重要な情報であり，学術的および社会的な価値は十分にあったと考える．
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