| 研究課題/領域番号 |
20K21025
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
伊津野 和行 立命館大学, 理工学部, 教授 (90168328)
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| 研究分担者 |
里深 好文 立命館大学, 理工学部, 教授 (20215875)
野阪 克義 立命館大学, 理工学部, 教授 (50373105)
四井 早紀 立命館大学, 理工学部, 助教 (60875897)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| キーワード | 構造工学 / 土砂水理学 / 防災 / 橋梁設計 / 数値解析 |
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| 研究実績の概要 |
近年，毎年のように橋が洪水や土石流により流出する事態が続いている．流出しないまでも桁下空間が土砂や流木で閉塞され，水が河道からあふれて被害が拡大する事例も多い．本研究の目的は，橋梁工学と土砂水理学との境界領域における解析手法として，橋梁に作用する洪水時の力を計算する手法を開発することである．
本研究により，1次元土石流シミュレータを元にした解析コードの開発が完了した．解析コードを検証するため，令和2年7月豪雨による橋梁被害に着目した．この豪雨では熊本県の球磨川流域において17橋が流失する被害を受けたが，そのうち設計図面が入手できた熊本県人吉市にある西瀬橋を対象として解析を試みた．一次元河床変動解析によって洪水時に作用した流体力を計算して，流失に抵抗する部材である支承の設計強度と比較した．まず，開発した解析コードによる洪水時の水位は，観測された水位と矛盾しない値となった．また，建設当時の設計基準である1956年鋼道路橋設計示方書から求めた支承の推定水平強度を上回る抗力が，当該豪雨による洪水時に作用したものと推定された．その最大抗力値は現行の設計基準である2017年道路橋示方書で規定される支承強度よりは小さかった．しかし，トラス断面が流木等で完全に閉塞されたと仮定した場合には，最大抗力は閉塞されなかった場合の約2倍になることがわかり，さらなる補強が必要であることが判明した．
これまで構造工学分野における水害対策はさほど注目されてこなかった．橋の自然災害対策として地震や風に関しては多くの研究がなされ一定の成果を挙げているのに対し，橋の水害対策に関する研究例はほとんどなく，この分野の発展は遅れていた．本研究の成果は，橋梁工学と土砂水理学との境界領域における解析手法を構築したことに意義がある．
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