曲線プレートガーダーの疲労強度からみた限界状態設計法に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460153
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 中井 博 大阪市立大学, 工学部, 教授 (00047052)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 明橋 克良 大阪市立大学, 工学部, 助手 (30202568) ; 酒造 敏廣 大阪市立大学, 工学部, 助手 (90137175) ; 北田 俊行 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (30029334)
• Keywords: 曲線プレートガーター / 疲労強度 / 腹板に働く面外曲げ応力

Research Abstract

昭和63年度には、曲線プレートガーター(主桁単体)の模型を5体製作し、疲労試験を完了した。それらによって、以下の知見が得られた。
(1)まず、曲線プレートガーダーのフランジと腹板との取付溶接部には、橋軸方向の面内垂直応力と同程度の面外曲げ応力が発生することを明らかにした。
(2)つぎに、曲線プレートガーダー腹板を簡単な梁モデルに置き換え、面外方向に作用する断面力から、最大面外曲げ応力と最大面外たわみとを求める簡易計算法を誘導した。
(3)これらを確認するため、静的載荷実験を行ったところ、面外曲げ応力の実測値は、各供試体で異なり、最大面外曲げ応力も相違した値を示した。これは、腹板の初期たわみの量と形状とによるものと思われ、面外たわみの挙動もこれと同様な傾向を示した。面外たわみの挙動もこれと同様な傾向を示した。
(4)さらに、各供試体において、200万回以上の動的載荷したにもかかわらず、腹板とフランジとの隅肉溶接合線上で、亀裂は確認されなかった。しかし、荷重直下の圧縮フランジと垂直補剛材との接合部、または引張側の面外方向支持治具の取付け部から亀裂が生じ、疲労破壊に至ることがわかった。
(5)腹板とフランジとの結合部における疲労強度を評価するため、前田・大倉らによる曲げ応力を受ける供試体のS-N線上にプロットすると、今回行った実験値は、この式によって疲労強度を精度よく推定し得ることがわかった。
(6)本実験に用いた供試体は、実橋において最も厳しいパラメーターを抽出したにもかかわらず着目部において亀裂が発生しないことから、曲率の影響を考慮のうえ現行の道路橋示方書に従って曲線桁を設計しても、疲労強度に関しては問題がなく、安全であることがわかった。

Research Products

• [Publications] 中井博、石崎浩、北田俊行、明橋克良: 土木学会関西支部年次学術講演回・概要集. I-26-1-I-26-2 (1988)
• [Publications] 中井博、石崎浩、北田俊行、明橋克良: 土木学会第43回年次学術講演会講演概要集. 第1部. 342-343 (1988)
• [Publications] NAKAI Hiroshi;ISHIZAKI Hiroshi;KITADA Toshiyuki;AKEHASHI Katsuyoshi: The Second East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. vol.1. 627-632 (1989)
• [Publications] 中井博、石崎浩、北田俊行、明橋克良: 構造工学論文集. (1989)
• [Publications] 中井博、石崎浩、明橋克良: 土木学会関西支部年次学術講演会概要集. (1989)