2022 Fiscal Year Annual Research Report
局所・流域スケールの視点に基づく洪水時橋梁被害リスク評価の展開
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21H04577
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
二瓶 泰雄 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (60262268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 健治 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80425925)
川尻 峻三 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80621680)
岩崎 理樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70727619)
柏田 仁 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 助教 (10774549)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 河川橋梁 / 豪雨災害 / 洪水 / 橋脚 / 橋台 / 洗掘 / 気候変動 / 河川流解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)簡易版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：大小様々な4つの河川流域（広島県三篠川・H30年西日本豪雨，長野県千曲川・R元年東日本台風，熊本県球磨川・R2年7月豪雨，宮城県蛭沢川・R4年7月宮城大雨）の橋梁被災調査結果に基づき，橋梁被災形態別データベースの構築と共に，全河川共通の洪水被災リスク指標を提案した．
(2)詳細版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：橋梁被災評価を目的とした流域・局所モデルを構築した．広域モデルでは，分布型流出モデル（RRIモデル）をベースとして，流域全体の水動態を再現可能な解析モデルを検討した．また，局所モデルとしては，土砂運動と流体運動を別々に解析可能な混相乱流モデルの河床変動計算への応用のための基礎的検討を行った．さらに，千代田実験水路で実施された湾曲部における河床変動実験の再現計算を行い，河床・流路変動過程において重要となる二次流モデルや混合粒径モデルが計算結果に与える影響を評価した．
(3)複雑環境下の橋脚・橋台周辺の耐侵食性評価：橋台侵食対策として，網部一体型ふとん籠擁壁工法の橋台背面盛土の侵食対策の効果を明らかにすることを目的に，縮尺模型盛土の開水路実験を行った．その結果，対策効果は確認できたものの，当該工法で変状・崩壊は陥没を伴う脆性的な形態を呈することが判明した．また，2022年8月豪雨で被災した磐越西線濁川橋梁の被災事例や近年の洗掘対策事例を踏まえた水理模型実験を行い，河川増水の継続時間・河川橋脚の部分的な拡幅が洗掘深に及ぼす影響や，対策工等の効果を確認した．さらに，橋脚周辺の流れ・河床変動モニタリング手法を新規に開発し，江戸川の橋脚周辺の現地観測に適用し，特徴的な三次元流動構造が確認された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
（１）簡易版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：大小様々な4つの河川流域における橋梁被災状況のデータベースを被災形態別に取りまとめた．また，これらの全データに適用可能な橋梁被災のリスク指標を定量的に検討した．
（２）詳細版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：橋梁被害発生時における流況・河床変動状況の再現を目的とした流域・局所モデルを開発・整備した．特に，局所モデルとして，土砂を固相，流体を液相とする固液混相乱流モデルを開発し，一方向流場の高濃度流動層への適用計算を行った．
（３）複雑環境下の橋脚・橋台周辺の耐侵食性評価：現地の被災事例を踏まえて橋台侵食や橋脚洗掘の素過程や対策工の効果検証に関する実験を行った．また，いくつかの洗堀・侵食対策工の効果に関する実験的検討を行い，効率性の高い対策工法を示した．さらに，現地の洗掘状況・三次元流動状況を把握可能な計測システムを開発した．
これらの項目は一部を除いて，想定以上に進められており，今年度の研究は「(1)おおむね順調に進展している」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）簡易版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：今後発生する豪雨時の橋梁被災状況の調査・データ収集を継続し，データベースを拡充する．橋梁被災指標の精緻化を水理面・橋梁構造面から検討する．
（２）詳細版洪水時橋梁被害リスク評価法の確立：個々で作られている流域モデルと局所モデルを精緻化・高精度化を進め，より汎用性があるモデル構築を行う．合わせて，流域・局所モデルのカップリングを行い，過去に橋梁被災が発生した河川流域へ適用する．
（３）複雑環境下の橋脚・橋台周辺の耐侵食性評価：継続して橋台侵食や橋脚洗掘，橋梁に作用する流体力に関する実験を行い，耐侵食性評価を行う．特に，橋桁に流木が捕捉されて迂回流発生時における橋台侵食状況を再現可能なモデル開発も並行して行う．
（４）河川橋脚の健全性評価・診断法の開発：橋脚の卓越振動数に着目した衝撃振動試験を検討し，橋梁の健全性診断法を多角的に検討する．
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