| 研究概要 |
平成23年3月に東北地方太平洋沖地震で発生した津波により流失などの被害を受けた橋梁(4主桁のプレートガーダー橋)を対象とし,そのときの水深や津波高を再現して実験を行った.その結果,その断面には津波作用直後に急激に立ち上がる抗力,上向きの揚力,上流側を上向きに上げる方向(Nose up)のモーメントが作用することがわかった.主としてこの上向きの揚力、頭上げのモーメントが橋梁を不安定にし,橋梁を流出に導いたものとわかった.
津波対策に有効な(流体力の小さい)桁断面形状について検討を行った.流れの可視化と流体力測定の実験から,橋梁を不安定にする揚力、モーメントの発生は床板張り出し部に作用する流体によるものと推察された.対策として張り出し部の端部に流れ制御板を取り付けた模型を用いて流体力の測定を行った.この模型の揚力は元の1/10の大きさの下向きの力、モーメントは元の1/5の大きさの頭下げの向きとなり,橋梁の安定性が得られることがわかった
長方形断面の模型を用いて表面の非定常圧力の測定実験を行った.模型の上流側に津波が作用した直後,下縁の角部から流れの剥離が生じ,その瞬間に下面の上流側の剥離域に負圧が発生する.この負圧が模型に瞬間的な大きな値の頭下げモーメントを発生させることがわかった.
数値解析による模型実験の再現を試みた.MPS法による解析では流体力の評価にはさらに検討が必要である.CIP法による解析についても試みている.
研究成果は土木学会等の論文集や各種学会,国際会議において公表し橋梁の津波対策について提言を行った.
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