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2018 年度 実績報告書

鉛直・水平補剛材に重度の腐食損傷を受けた鋼桁腹板のせん断耐荷力評価と機能回復技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K06472
研究機関琉球大学

研究代表者

有住 康則  琉球大学, 工学部, 教授 (90109306)

研究分担者 下里 哲弘  琉球大学, 工学部, 准教授 (90452961)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード鋼橋 / 腐食損傷 / 残存耐荷力 / 機能回復 / 補修補強 / せん断耐荷力実験 / 弾塑性FEM解析
研究実績の概要

本研究は、鋼桁端支点近傍で発生しやすい鉛直及び水平補剛材の腐食損傷が主桁のせん断耐荷力に及ぼす影響を解明し、腐食損傷鋼桁の機能回復法の提案を目的としている。
これまでの実験的研究では、下フランジが腐食破断した鋼桁試験体によって、せん断耐荷力の低下メカニズムの解明と破断部の補修法に当板ボルトと炭素繊維補修を適用した実験を行った。実験結果より、下フランジと腹板の境界部破断と鉛直補剛材境界部の一部が破断した試験体では、健全モデル試験体と比較してせん断耐荷力が約半減した。その際、健全モデルでは後座屈強度の評価指標であるウェブ対角線上(45度方向)に斜め張力場が形成されるのに対して、損傷モデルでは破断上部を始点とした角度の小さい張力場形成となり、それが耐荷力低下要因との成果が得られた。また、補修法の実験結果より、当て板ボルトモデルは健全相当の耐荷力回復と十分なダクタリティが得られたが、当板ボルトと炭素繊維併用モデルでは健全相当のせん断耐荷力は得られたが、ピーク荷重後の炭素繊維剥離により急激な耐力低下となった。
解析的研究では、腐食進行状態を種々変化させたパラメトリック数値解析を行った。解析結果より、水平補剛材近傍腐食タイプでは,腐食の進行状況により、せん断座屈時の支持形態が4辺単純支持から3辺単純1辺自由条件に移行し耐荷力が低下した。また、下フランジ近傍腹板腐食タイプでは、下フランジ側のアンカー位置が垂直補剛材部分に移行したことで耐荷力が低下した。
以上のことを踏まえ最終年度では、腐食によりせん断耐荷力が低下した水平補剛材及び水平補剛材近傍腹板の腐食損傷および下フランジ近傍腹板腐食を対象とし、当て板ボルトと炭素繊維接着の併用工法を提案し、実腐食腹板を用いた実物大供試桁に施し、耐荷力実験を行った。その結果、同工法によりせん断耐荷力と変形保持性能が健全相当に回復できることを実証した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] CFRPによるウェブのせん断耐荷力向上メカニズムに関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      田井政行,下里哲弘,高橋鴻,長坂康史
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 第25巻第99号 ページ: pp.41-51

    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental Study on Recovery Method of Shear Strength for Corroded Steel Plate Girder2018

    • 著者名/発表者名
      Yasushi NAGASAKA, Shimozato Tetsuhiro,Yasunori ARIZUMI ,Masayuki Tai and Toshio TAKEBUCHI
    • 学会等名
      1st International Conference on Durability of Building and Infrastructures
    • 国際学会
  • [学会発表] 鋼桁端部における腐食弱点部の分析と腐食モニタリングに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      村山 拓朗 下里 哲弘 田井 政行 加藤 祐介
    • 学会等名
      土木学会西部支部沖縄会
  • [学会発表] 腐食凹凸面に対する当板ボルト補修法のすべり耐力特性に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太, 長坂 康史, 下里 哲弘 ,田井 政行, 有住 康則
    • 学会等名
      土木学会西部支部沖縄会
  • [学会発表] 鋼桁ウェブ中央部の減肉に対するせん断耐荷力評価法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      上村 大河, 下里 哲弘, 田井 政行,玉城 喜章
    • 学会等名
      土木学会西部支部沖縄会

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公開日: 2019-12-27  

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