| 研究概要 |
本研究では杭基礎を有する橋梁において,既設RC橋脚に曲げ耐力の向上を伴うRC巻立て補強を施した際の杭基礎の損傷量について,二次元非線形地震応答解析による検討を行った。その際,橋脚天端位置の水平応答,フーチング重心位置での水平応答(スウェイ)およびフーチング重心位置での回転応答(ロッキング)の3自由度に着目して,構造系の応答結果を評価した。また,橋脚と杭基礎の降伏耐力比が変化した場合に,杭基礎の地震時の応答がどのように変化するかを,地震波および地盤種別を変化させて検討を行った。応答解析結果より,杭基礎のうち最も大きな曲率が生じる杭頭部分を上下逆に模擬した供試体を作製し,地震時の杭の応答を再現する載荷実験を行った。載荷の対象範囲は杭頭からモーメント分布が0に近づく点までとし,フーチングから1.0mとした。この位置に変位制御で載荷し,地震時の杭の変形を再現した。入力変位は,地震応答解析から得られた杭軸直角方向の変位成分とした。解析および実験から以下のことが明らかとなった。
1)本解析で対象とした構造物において構造物と地盤の連成系の地震応答を考えた場合,杭基礎を塑性化させないためには,橋脚と基礎の水平耐力比がS橋で1.9,H橋で2.0以上必要である。また,橋脚で全ての地震エネルギーを吸収するためには橋脚の靭性能が8.4以上必要であることが明らかとなった。
2)本研究で対象とした縮小橋梁において杭基礎が損傷する場合,兵庫県南部地震の地震波では杭基部に大きなひび割れが生じる損傷状態となった。一方,新潟県中越地震の地震波では杭体基部では,コンクリートが剥落し,軸方向鉄筋がほぼ座屈するような損傷状態となった。
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