| 研究課題/領域番号 |
18K04673
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| 研究機関 | 函館工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
平沢 秀之 函館工業高等専門学校, 社会基盤工学科, 教授 (90238353)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 木橋 / 応急橋 / 緊急架設 / 折り畳み / シザーズ |
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| 研究実績の概要 |
災害時の緊急仮設橋として、折り畳んで運搬し現地で展開する新たな橋梁を開発する。架設時間が従来より大幅に短縮でき、短時間のうちに通行可能にできるため、災害時の人命救助や物資輸送に役立てることができる。
平成30年度は折り畳み動作をシザーズ(マジックハンドのように、ヒンジ節点を設けた棒部材から成る)の伸び縮みにより実現させるため、シザーズの形状やヒンジ部の構造詳細を検討した。棒部材は幅90mm、板厚12mmのスギ材を使用し、ヒンジ部はアルミパイプ、セットカラーを用いてスムーズな回転を生じせしめた。このシザーズと橋梁本体との結合方法として、シザーズ端部のヒンジ部に直径11mmの穴を設け、当初のヒンジ機能(回転できる機能)に加えて、M10のボルトを貫通させられるようにし、このボルトと橋梁本体が連結できる構造とした。橋梁本体のトラス下弦材には連結補強材として、鋼製アングル材を用いることとし、このアングル材とシザーズ端部がM10のボルトによるボルト接合がなされる。このような構造を採用することにより、シザーズが伸び縮みする機能に加えて、橋梁本体を補強する機能も保持する。
シザーズの伸び縮み動作の確認とトラス橋のシザーズによる補強効果の確認のため、載荷実験を実施した。実験の第1段階は死荷重作用時の片持ち梁条件による伸び縮み、第2段階は両端支持条件による支間中央橋軸直角方向載荷を計画した。実験の結果、第1段階において、死荷重たわみが非常に大きくなり、片持ち状態を維持できなくなったため、実験を中止した。これを改善するため、折り畳み状態からの展開方法に検討を加えることとした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験供試体の製作、改良等は予定通り実施できている。また、実験に必要な固定端フレームや重り等も予定より短期間で製作でき、実験も短時間で実施できた。しかしながら、実験において、当初予期していなかったこととして、片持ち状態での展開中に、トラス先端部が床に接し、片持ち状態が維持できなる事態が生じた。よって、実験の一部が完了できなかったが、展開方法を改良することで、当初の目的である短時間架設が可能となる。よって、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は展開時におけるトラス本体の支持方法に改良を加える。片持ち状態ではたわみが非常に大きくなることが明らかとなったため、下記の支持方法を検討することとする。
(1)クレーンで折り畳みトラス橋を吊り下げた状態で展開する：この方法は、空中に浮いた状態で展開させるため、人力による小さな力で十分である。クレーンで吊った状態であるため、地面に接する不具合は生じない。展開させた後、地面に下し、連結部ボルト締め、床版設置を行う。
(2)地面に架設台を設置し、その上に折り畳み橋を載せ、展開する：この方法は、架設台上で展開させる際、トラス橋の下面と台の上面で摩擦があると展開に支障を来す。摩擦を減少させる工夫が必要となる。展開は人力で安定した状態で遂行できると考えられる。
以上は、当初計画には無かった検討項目であるが、安全性を損ねず短時間架設も可能なため、より望ましい成果が期待できると考えている。
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