2014 Fiscal Year Research-status Report
地盤変状による送電鉄塔の損傷機構解明：健全性判定法と修繕方法決定指針の確立
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25420474
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山川 優樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80324010)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 洋 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (10636434)
池田 清宏 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50168126)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 送電鉄塔 / 損傷機構 / 地盤変状 / 基礎不同変位 / 耐荷力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では送電施設の安全性向上技術に貢献することを趣旨とし，地盤変状に起因する鉄塔の損傷機構の解明を目的とする．特に，地盤変状や基礎不同変位を想定した下での鉄塔の耐荷・変形性能を評価することと，基礎による鉄塔脚部の支持剛性を忠実に考慮するため地盤－基礎－鉄塔構造の全体系解析を行うことに重点を置く．
本研究では3箇年の研究期間で，(1) 鉄塔周辺の地盤変状や基礎不同変位の高精度予測評価，(2) 既存鉄塔に対する地盤変状や基礎不同変位の発生下での耐荷・変形性能評価，(3) 基礎不同変位の計測に基づく鉄塔の健全性判定指針の体系化，(4) 損傷形態に応じた効率的な修繕方法の体系化と修繕方法決定指針の確立に取り組み，災害後の迅速な電力供給に資するための健全性判定指針と修繕方法決定指針の確立を最終目標とする．
今年度は昨年度に引き続き，典型的な基礎不同変位の発生時における鉄塔の耐荷力低下挙動と損傷形態について解析を行った．その際，鉄塔の継脚の違いによる影響についても検討するとともに，塔体設計で用いられる自重・電線張力・風圧荷重などについて，季節による外力特性の違いを考慮した想定荷重条件を設定して有限要素解析に導入した．鉄塔作用外力の発生因子により活荷重と死荷重に分け，死荷重とともに活荷重に対する倍率係数（活荷重係数）を漸増させて載荷する解析を行い，活荷重係数の最大値により鉄塔の耐荷力を評価した．
脚部不同変位の発生前後の耐荷力を比較した結果，脚部不同変位が小さい範囲では耐荷力の低下は少ないが，脚部不同変位がある値を超えると耐荷力が著しく低下することが確認された．また，脚部不同変位による耐荷力の低下程度は，鉄塔の種類や継脚，想定荷重条件，脚部不同変位の方向によって大きく異なることが分かった．
また，こうした耐荷力低下挙動について，現行の技術基準における脚部不同変位の許容値と比較考察した．
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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
今年度予定していた鉄塔単体解析による脚部不同変位の発生前後の耐荷力評価については，計画通り実施できた．さらに，研究期間の初年度である昨年度に着手した地盤変状と鉄塔損傷を評価するための数値解析プラットフォームの整備を進め，概ね完成段階に至った．これを用いて，実際の送電ルートで採用されている標準鉄塔と逆T字型基礎を忠実に再現した有限要素解析モデルを構築し，様々な地盤性状について鉄塔－基礎－地盤全体系解析にも着手しており，当初の計画以上に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間の最終年度は，鉄塔－基礎－地盤全体系解析の成果を取りまとめ，基礎不同変位の計測に基づく鉄塔の健全性判定指針の体系化と，損傷形態に応じた効率的な修繕方法の体系化と修繕方法決定指針の確立に取り組む予定である．
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| Causes of Carryover |
前年度に生じた次年度使用額があり，概ね当初の使用計画の通り次年度使用額を使用して研究を遂行できたが，なお残額が生じたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究期間の最終年度は，解析結果の取りまとめ作業に要する人件費・謝金を多く要すると見込まれる．これらの経費として使用する計画である．
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