曲線プレ-トガ-ダ-の疲労強度からみた限界状態設計法に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460153
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 中井 博 大阪市立大学, 工学部, 教授 (00047052)
• 研究分担者: イチノセ ルイーザ・ヒロ 大阪市立大学, 工学部, 助手 (60220810) ; 北田 俊行 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (30029334)
• キーワード: 曲線I桁橋 / 疲労 / 構造詳細の疲労 / 疲労設計法 / 腹板の面外曲げ疲労

研究概要

平成2年度は、本研究の最終年度にあたるので、実際の並列I桁曲線橋に近い模型桁を製作して疲労実験に移った。その際、腹板の面外曲げ応力による疲労は前年度の研究によるとあまり問題とならないことがわかったので、横桁下端リブプレ-トおよび横構取付け部のガセットプレ-トなどの構造詳細部の疲労クラックの発生に着目した研究に力点をおくこととした。
まず、曲線桁全体および構造詳細部に発生する応力を調べるため、各種の静的載荷実験を行った。その結果、横桁下端リブプレ-ト、横構、および、そのガセットプレ-トに相当な応力が集中することを明らかにした。また、本研究の一環として行ってきたFEM解析結果とも照合し、疲労に対して最も厳しくなる載荷状態について検討した。
ひきつづき、疲労実験に移ったが、曲線桁模型の各構造詳細部に多岐にわたる疲労クラックが発生することが明らかになった。その主なものは、下記のとおりである。
(1)外桁支点上補剛材の外側まわし溶接部における疲労クラック
(2)横構ガセットプレ-トのスカ-ラップまわし溶接部における疲労クラック
(3)荷重直下のリブプレ-トのフランジ側隅肉溶接部における疲労クラック
さらに、これらの疲労損傷に対しては、日本鋼構造協会で提案されているSーN曲線をあてはめ、その原因を究明するとともに、今後の対処法について種々な面を考察した。
最後に、曲線桁橋を疲労に対して安全に設計するためには、ズ-ミング手法を用いたFEM解析によって、きめ細い応力解析を行うことや、組合せ応力のもとでの疲労実験を行う必要があることを指摘した。

研究成果

• [文献書誌] 中井博,北田俊行,石崎浩,明橋克良: "曲線プレ-トガ-ダ-腹板の疲労強度に関する実験的研究" 構造工学論文集、土木学会. 35A. 911-919 (1989)
• [文献書誌] 中井博,黒山泰弘,栄羽憲作,丹生光則,明橋克良: "疲労に着目したプレ-トガ-ダ-橋二次部材取合部の応力測定について" 構造工学論文集、土木学会. 35A. 899-909 (1989)
• [文献書誌] Nakai,H.,Kitada,T.,Ishizaki,H.and Akehashi,K.: "An Experimental Study on Fatigue strength of Web Plates for Horizontally Curved Plate Girders" 土木学会論文集.
• [文献書誌] 中井博,明橋克良,矢野直樹: "曲線桁橋の疲労強度特性に関する実験的研究" 構造工学論文集、土木学会.