2015 Fiscal Year Annual Research Report
構造システムにおける不確定・不連続部に着目した高架橋の地震時応答とその改善策
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26289145
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高橋 良和 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10283623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191)
五十嵐 晃 京都大学, 防災研究所, 教授 (80263101)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地震応答解析 / 桁端部 / 支承 / 振動台実験 / 正負交番載荷実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年東北地方太平洋沖地震において，桁端部の免震支承が損傷した道路高架橋（曲線橋）について，平成26年度に実施した地震応答解析を発展させ，桁のロッキング振動の影響を考慮した検討を行った．支承の水平方向の応答だけでは桁端部以外の支承も大きく応答したのに対し，桁のロッキング振動に伴って支承に生じる鉛直方向の引張力に着目したところ，As1支承に大きな鉛直力が作用し，せん断と引張の影響で特にAs1の支承が損傷したと推測した．この鉛直方向の引張力は桁の直角方向への回転によるものであり，特に一支承線上の支承数が多い場合は端部の支承の負担が大きくなる傾向にあることから，G1支承に損傷が集中したと推測した．
また，滑り型免震支承で4点支持した桁模型に対し，支持軸力を意図的にアンバランスとした状況を再現した振動台実験を行った．桁のロッキング振動の影響も加わり，一部の支承では桁が完全に浮き上がった状況が再現されたが，もう一方の支承が負担する軸力が大きくなることにより，4点全体としての荷重-変形履歴特性は大きく変化しないことを確認した．
構造接続部に発生しやすい性能劣化を反映させた地震時性能を検討する準備として，山陽新幹線において約40年間供用されたBP-A支承, およびその比較として新規に作成した支承に対し, 水平変形および回転変形に着目した載荷実験を行い, 経年劣化した支承の機能に関する現状について検討した.経年劣化により水平変形に必要な摩擦力は大きくなり, 特に錆びなどの固着を切る際に摩擦係数が新規支承に比べて約3倍の大きさ, また不安定であり，構造接続部における構造性能の不確定性を裏付ける結果となった．しかし，固着が切れ，その後も載荷を続ければ水平変形に必要な摩擦力が減少したことから, 接触面の平面度がある程度回復する可能性も明らかとなった．
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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
当初研究計画・方法に基づき，道路高架橋の損傷メカニズムの推定，桁端部で発生しやすい支承劣化の影響や支承部挙動に関する実験的検討をも実施することができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
構造接続部に着目した桁の動的応答特性の把握に向け，桁伸縮装置を想定した構造境界・接続部を有するゴム支承で支持された桁構造の動的応答特性について，振動台実験を実施する．また，桁端部で顕著となる桁の温度伸縮による支承，下部構造の常時の劣化を低減するための構造的方策について，載荷実験を含めた検討を実施する．
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| Causes of Carryover |
平成28年度に実施する実験の規模を大きくすることが効果的であると判断し、試験体製作費の一部を次年度使用額に変更した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に実施する実験経費に用いる計画である．
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