三次元微細構造解析による劣化した橋梁構造部材の残存性能評価と補修補強

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04388
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長井 宏平 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00451790)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: コンクリート / 残存構造性能 / 離散解析 / 腐食 / 鉄筋付着

研究成果の概要

三次元微細構造解析システムに，ローカルな鉄筋腐食の影響を考慮する構成モデルを新たに実験をもとに開発し組み込むことで，鉄筋の局所的な腐食を直接的に考慮できる解析システムへと拡張した。鉄筋コンクリート部材の腐食分布を直接入力することで，残存構造性の評価が可能となる。これを部材の端部の定着部にも導入し，構造全体への影響も把握が可能となった。体積変化モデルについては，ASRとDEFを対象に体積膨張を考慮できるシステムを構築し，膨張によるひび割れ発生と，損傷後の強度低下について再現可能した。

自由記述の分野

土木工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会基盤構造物の劣化が顕著となり，その維持管理は社会的な問題となっている。鉄筋コンクリート構造物の腐食による劣化は，その最も主たる問題であり，腐食が生じたのちの残存構造性能評価は，適切な維持管理や補修方法の決定に重要である。しかし，鉄筋の腐食は鉄筋軸に沿って一様でなく分布しており，それを考慮した評価方法が必要である。本研究で構築した解析システムは，約5mmごとの腐食を直接的に導入し鉄筋コンクリート部材の残存構造性能を評価可能としている。コンピュータの性能向上に伴い，この解析システムの実構造物への適用が広がると期待できる。