2011 Fiscal Year Research-status Report
桁橋制震装置の載荷および疲労実験と設計法に関する研究
| Project/Area Number |
23560580
|
|---|
| Research Institution | Setsunan University |
|---|
Principal Investigator |
頭井 洋 摂南大学, 理工学部, 教授 (30236062)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 政秀 大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (60315976)
田中 賢太郎 摂南大学, 理工学部, 講師 (50529724)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
|
| Keywords | 桁橋制震装置 / 鋼製ベローズ / 水平2軸同時載荷 / 疲労実験 / 3次元FEM解析 / 交通荷重 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では，既設および新設の桁橋を対象に，大地震に対し，橋脚・基礎に作用する地震力を低減させ，かつ上部構造に生じる地震時変位を伸縮装置の伸縮可能範囲内に抑える制震デバイスの実用化を図る．そのため，既提案の桁端部連結装置としての利用に加え，新たに鋼製ベローズを橋軸直角方向用の変位制限装置ないし制震装置として用いる方法に関し，水平1方向単軸載荷時および水平2方向同時載荷時の履歴特性を実験より明らかにすること，その数値モデルの作成，これらの成果をふまえどのような構造モデルと設計法が制震デバイスの効果を検討するうえで合理的かを明らかにすることを目的としている． 初年度である平成２３年度には，橋軸方向用と橋軸直角方向用ベローズの組み合せ桁端部載荷実験を行うため，平成２３年度3月完成の摂南大学に新設されたテストベッドに設置する載荷治具装置の設計を行いそれらを製作した．初年度では，橋軸方向と橋軸直角方向それぞれについて，単軸載荷実験を行った．その結果，荷重が大きくなると桁端部を模擬したH型鋼が浮き上がり，所要の載荷ができなかった．治具設計の一部を見直し，浮き上がり防止装置を追加して，平成２4年度に，再度，単軸載荷実験および水平2軸同時載荷実験を実施する予定である． ベローズは，桁端部と橋台や橋脚間あるいは隣接する桁端部間を連結するので，制震性能に加え，常時の桁の温度伸縮や交通荷重により鋼製ベローズおよび桁に疲労損傷が生じないように構造寸法を決定する必要がある．そこで，小型化したベローズを実現する観点から，両端が橋台で支持された橋梁形式を対象に，常時の桁の温度伸縮に対するベローズの設計法およびベローズ設置時における桁の地震時最大応答変位推定法をまとめ，論文投稿した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
橋軸方向用と橋軸直角方向用ベローズの組み合せ桁端部載荷実験を行うための載荷治具装置を製作し単軸載荷実験を行ったが，荷重が大きくなると桁端部を模擬したH型鋼が浮き上がり，所要の載荷ができなかった．2方向載荷装置は，構造が複雑で，治具装置の設計に1月以上かけたが，桁端部を模擬したH型鋼の浮き上がりを予測できなかった．載荷治具装置の製作に，初年度の予算を使い切り，改良は次年度予算で行うことにした．現在，載荷治具装置の一部を見直し，H型鋼下部に取り付けたガイド装置を改良して浮き上がり防止装置を追加するよう設計中である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
載荷治具装置の一部を見直し，H型鋼下部に取り付けたガイド装置を改良して浮き上がり防止装置を追加し，再度，単軸載荷実験を行う．さらに，当初の計画どおり，改良した載荷治具装置を用い，水平2軸同時載荷実験を実施する．また，ベローズの疲労実験も実施する予定である． 平行して，橋軸方向用と橋軸直角方向用ベローズの組み合わせ桁端部FEM解析および3次元モデルを用いた高架橋全体の数値シミュレーションを実施する． さらに，交通荷重により鋼製ベローズおよび桁に生じる応力を明らかにし，疲労損傷の可能性を検討し，交通荷重によるベローズの設計法をまとめる予定である．
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
水平2軸載荷治具装置の改良，試験体の製作， ベローズの疲労実験用試験体の製作 引張圧縮型ロードセルの購入 ひずみゲージなど消耗品の購入
|
