2013 Fiscal Year Annual Research Report
交通荷重と高架橋－地震連成系における包括的耐震性能評価手法の構築と安全対策検討
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24360180
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
川谷 充郎 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00029357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 哲佑 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80379487)
野村 泰稔 立命館大学, 理工学部, 助教 (20372667)
何 興文 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20454605)
杉浦 邦征 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70216307)
大西 弘志 岩手大学, 工学部, 准教授 (70283728)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 地震防災 / 耐震設計 / 高架橋立体解析 / 車両走行安全性 / 大規模計算 |
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| Research Abstract |
本研究ではこれまでの研究成果を踏まえ，車両が高架橋を走行中に大規模地震が発生する事態を想定し，三次元解析モデルを用いた車両－橋梁－周辺地盤連成系の地震応答シミュレーション手法を構築し，実橋梁における車両載荷下の起振機実験結果を用いてその妥当性を検証して，包括的な交通荷重－橋梁－地盤連成システムの耐震性能評価手法を確立する．その手法を駆使し，地震時高架橋の耐震性能および車両走行安全性の評価を行い，強地震動に対しても変位制限を満たす高架橋耐震補強工法および制震工法の提案を目指し，列車脱線や自動車転覆防止などの車両走行安全性への有効性について検討する．
2年目となる平成25年度は以下の成果を得た．・大規模地震時における三次元走行車両－橋梁－地盤連成系の非線形動的解析手法の実施 車両と橋梁との連成モデルに地盤との相互作用モデルを導入し，数値計算による大規模地震動下の走行車両－橋梁－地盤連成系の非線形動的応答解析手法を実施した．これまで研究代表者が開発してきた解析プログラムにより振動系車両走行状態を解析してきたが，汎用動的解析プログラムで振動系車両をFEモデル化した．地盤との相互作用モデルは地盤条件および杭基礎構造を反映してはり要素でモデル化した。
非線形構造解析が可能な汎用動的解析プログラムを用い，振動系車両をFEモデル化し高架橋の地震応答解析結果より，地盤条件により車両振動系の高架橋の線形・非線形地震応答に及ぼす影響が異なることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記すように，交付申請書に記載した「研究実施計画」の内，１）大規模地震時における三次元走行車両－橋梁－地盤連成系の非線形動的解析手法の実施，についてはほぼ計画通りに進捗しているが，２）パソコンによる超並列計算手法の開発については，コンピュータ能力の向上から現状では１台のパソコンで解析可能であり，また,必要に応じて情報基盤センターの大型計算機を使用し，並列計算の取り組みに至らず，“②おおむね順調に進展”の評価としている．
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| Strategy for Future Research Activity |
交付申請書に記す研究実施計画に基づき以下のように，３年目の研究を進める．なお，前項「現在までの達成度」に記すように並列計算手法の開発については取り組まない予定とする．これは研究手段であり，研究目的の達成には支障の無いものである．
３）大規模地震動による三次元走行車両－橋梁－地盤連成系の非線形動的応答解析の実施 大規模地震が発生する場合，車両が載荷されている区間においても橋脚の断面力が最大耐力を超えないこと，また，車両運行上の制約のため，橋脚天端の残留変位が基準値を超えないことおよび支承の応答反力が支承の耐力を超えないことを２年目に続いて検討する．また，合理化によりねじり剛性あるいは横方向剛性の低下する橋梁の耐震性能も検討する．また，地震時における大型自動車の走行安全性および新幹線列車の脱線メカニズム，さらにモノレール車両載荷時の軌道桁の挙動について検討する．
４）現象解明による耐震補強対策および車両走行安全対策への提案 大規模地震時における交通荷重作用下の高架橋の耐震性能を明らかにし，より安全かつ合理的な橋梁耐震設計の実現に提言を行う．橋梁－走行車両連成系の地震による挙動を解明し，橋脚の鋼板巻きやダンパー・ブレース材等による耐震補強対策工法の有効性を解析的に明らかにする．また，MRダンパーのようなセミアクティブ制御技術を用いた高架橋と車両連成系への制震効果についても検討する．さらに，現象解明により初めて可能となる車両脱線・転覆防止ための新たな耐震・制震対策の提案を目指す．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度が最終年度であり，研究成果を発表するための旅費が多くなる見込みのため.
2014年8月24日‐28日、韓国・釜山で開催される,「The 2014 International conference on Advances in Coupled Systems Mechanics (ACEM14)」において,研究成果を発表するための海外出張旅費．
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