2013 Fiscal Year Annual Research Report
腐食損傷した鋼管杭の添接板補修による性能回復効果の定量的把握手法の確立
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23760422
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北根 安雄 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10444415)
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| Keywords | 鋼管杭 / 腐食損傷 / 性能回復 / 補修 / CFRP / 接着 |
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| Research Abstract |
本研究は，腐食した鋼管杭に対する添接板による補修工法として，水中溶接鋼板添接補修とCFRP水中接着補修を取り上げ，添接板補修による性能回復効果を定量的に把握することを目的とした．
まず，水中鋼板溶接補修については，補修された鋼管杭の繰返し曲げ載荷条件下でのエネルギー吸収性能について数値解析的検討を行った．減肉分の板厚を補うように添接板の板厚を決定すれば耐荷力は回復するが，エネルギー吸収性能を回復するためには，さらに厚い添接板を用いる必要があることが明らかとなった．
次に，腐食粗さが鋼板溶接補修後の耐荷性能回復に与える影響を検討するため，腐食粗さを有する減肉鋼管杭と鋼板溶接補修後の鋼管杭について静的曲げ解析を行った．さまざまな粗さパラメータを持つ腐食表面を2つの異なる腐食表面形状再現モデルにより作成した．減肉鋼管の静的曲げ耐荷力は，腐食粗さによりばらつきが生じ，静的曲げ耐荷力の減少は板厚の分散値が大きいほど大きく，粗さ曲線要素の平均長さが長いほど大きいという関係が明らかとなった．ただし，補修後耐荷力の腐食粗さによるばらつきは，補修前に比較して大幅に減少することが明らかとなった．
CFRP接着補修に関しては，腐食表面粗さをもつ鋼板にCFRP板を接着した有限要素モデルにより，表面粗さが補修効果に与える影響について解析的に検討した．断面欠損部に表面粗さが存在する場合では，粗さの振幅が大きくなるにつれ鋼板最小板厚部分の応力が大きくなり，欠損部の最小板厚を基準として補修に必要なCFRP板の板厚を設計しても，粗さのない場合の応力まで回復できないことがわかった．さらに，一般部に表面粗さが存在する場合では，CFRPによる接着補修性能への影響は大きくないことも明らかとなった．また，今回検討した粗さの範囲では，接着面に粗さが存在しても，補修に必要なCFRP板の必要長さはほとんど変化しなかった．
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