落橋防止装置の衝撃応答特性および設計法に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650550
• Research Institution: TOKYO METROPOLITAN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 長嶋 文雄 東京都立大学, 工学部・土木工学科, 助教授 (90094276)
• Keywords: 落橋防止装置 / 耐震連結板 / 衝撃応答解析 / 歪み速度効果 / 破壊挙動解析 / 兵庫県南部地震 / 地震応答解析 / 耐震工学

Research Abstract

道路橋における耐震連結装置の設計において、(1)桁端が今回の阪神・淡路大震災で見られたように、地盤の側方流動による橋脚の移動、橋脚の傾斜、隣接橋桁相互の衝突などの理由により橋脚天端から逸脱した場合を想定し、桁の片側反力Rdの√2倍を設計荷重とする考え方と、(2)地震の継続中に桁が橋脚から逸脱しないようにすればよいと考え、設計震度に桁重量を乗じた0.2x2Rd=0.4Rdを基準設計荷重とする考え方などがあり、その設計荷重に相当な幅がある。さらに許容応力度の地震時の割り増し係数が妥当であるのかという問題もある。これらに関しては、(i)落橋防止構造としての3種類、移動制限装置、桁の掛け違い長さ、落橋防止装置の相互の効果を加味した検討をすべきである。また、(ii)最悪の状態を考え、落橋時の桁連結装置に発生する衝撃力についても吟味する必要がある。
本研究は落橋防止装置の一つである耐震連結板の衝撃応答特性を重力場における動的応答解析を通して明らかにし、設計外力に関する基礎資料を得ることを目的としたものである。
初年度は、本研究費で骨組み構造系の動的解析汎用ソフトDyna2eと衝撃問題解析ソフトLS-DYNA3Dを購入し、上記の(i)の問題について橋脚-上部構造物連成系の動的応答解析を行って落橋防止構造相互の効果について基礎的な検討を行い、次に(ii)の問題についてプロトタイプモデルを用いた例題解析を行った。ただし、思いがけず起こった兵庫県南部地震により、直下型大地震時の橋脚と橋桁の本当の運動を直に観察することができた。
最終年度は、これらの基礎的な検討結果に基づいて(ii)の問題、すなわち落橋時において桁連結装置に発生する衝撃力などについて衝撃応答解析を行って調べた。また、幾何学的な条件と剛体棒の落下問題を用いた簡易な運動エネルギーの算定法についても検討した。これにより、現行設計法の一つである√2Rd法などについて吟味するとともに、エネルギーなどを用いた、より合理的な設計法について検討を加えた。

Research Products

• [Publications] 長嶋・望月: "阪神・淡路大地震における交通系の被害と復旧-主に橋梁構造物系について-" 総合都市研究. 第57号. 55-71 (1995)
• [Publications] 長嶋: "阪神・淡路大震災で見られた落橋防止装置の効果に関する-考察" 土木学会第51回年次講演概要集. I-A282. 564-565 (1996)
• [Publications] 長嶋・内田・石川: "鋼部材の弾塑性破壊挙動解析に関する基礎的研究" 土木学会第51回年次講演概要集. I-A271. 542-543 (1996)
• [Publications] 長嶋・内田・石川: "耐震連結板の弾塑性破壊挙動解析に関する基礎的研究" 鋼構造年次論文報告集. 第4巻. 391-398 (1996)
• [Publications] 長嶋: "阪神・淡路大地震における橋桁間の耐震連結装置の被害および衝撃応答解析" 総合都市研究. 第61号. (1997)