吊形式橋梁並びに並列橋を対象にした変動風によるガスト応答の評価

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63420040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 学 東京大学, 工学部, 教授 (00010661)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ベニート モレロス ハ゜チ 東京大学, 工学部, 助教授 (90199456) ; 篠 泉 東京大学, 工学部, 助手 (20178875) ; 山口 宏樹 埼玉大学, 工学部, 助教授 (50134474) ; 藤野 陽三 東京大学, 工学部, 助教授 (20111560)
• Keywords: 空力弾性振動 / 吊形式橋梁 / 自励振動 / ガスト応答 / 風洞実験 / 数値予測

Research Abstract

(1)吊橋の対風応答特性とその予測
箱桁断面を有する超長大吊橋をモデルケ-スに選び、その全橋模型を用い、一様流、境界層乱流中において風洞実験を実施した。
一方、部分模型実験において、空力三分力、非定常空気力の測定を行った。
(a)一様流中でのフラッタ-発振風速の予測
非定常空気力を用い、全橋模型でのフラッタ-発振風速の予測を、いわゆるストリップ理論を援用して行った、断面形状、気流傾斜角の異なる20近いケ-スにおいて、予測精度は高く、誤差は平均して数%、高々10%程度であることが示された。
(b)ガスト応答予測
準定常理論にもとづくガスト応答予測を行ない、水平、鉛直たわみ、ねじれの応答(二乗平均応答)がかなり予測できることがわかった。ただし、応答のパワ-スペクトルは必らずしも十分な精度で予測できておらず、今後の課題を残している。
(2)斜張橋の対風応答特性
箱桁断面を有する超長大斜張橋をモデルケ-スに選び、その全橋模型を用いた風洞実験を行った。
一様流でのクラッタ-において、ねじれ変形の連成する水平横たわみ卓越型が観察された。自由振動状態においても水平横たわみにねじれが若干連成しており、このことが原因と思われる。そこで水平、ねじれ、鉛直たわみの三自由度系において非定常空気力を考慮した自励振動解析を実施した。その結果、対象とした断面の空力特性では、水平振動の回転半径が桁幅の3〜4倍以下になると、ねじれの連成した水平モ-ドが最低次のフラッタ-モ-ドとなりうることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 岩本政巳 他: "境界層乱流中における長大吊橋の鉛直、ねじれガスト応答の予測" 日本風工学会誌. 41. 57-58 (1989)
• [Publications] 藤野陽三 他: "Wind Tunnel Study of LongーSpan Suspension Bridge under Smooth and Turbulent Flow" 日本風工学会誌. 37. 447-456 (1988)
• [Publications] 岩本政巳 他: "長大吊橋の一様流中におけるフラッタ-発振風速の予測" 土木学会年次大会講演概要集. 44. 812-813 (1989)
• [Publications] 伊藤学 他: "An Experience of Wind Tunnel Testing of Aeroelastic Full Model for LongーSpan Suspension Bridges" スケ-ルモデリングに関する国際シンポジウム論文集. 197-204 (1988)
• [Publications] 岩本政巳 他: "長大吊橋のフラッタ-、ガスト応答予測" 日本風工学会誌. 44. 20 (1990)
• [Publications] 岩本政巳 他: "斜張橋でみられた水平横たわみ卓越型のフラッタ-について" 土木学会年次大会講演概要集. 45. (1990)